ZHCSN22 April   2020 DRV8434S

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
    1. 5.1 引脚功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 SPI 时序要求
    7. 6.7 分度器时序要求
      1. 6.7.1 典型特性
  7. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能模块图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  步进电机驱动器电流额定值
        1. 7.3.1.1 峰值电流额定值
        2. 7.3.1.2 均方根电流额定值
        3. 7.3.1.3 满量程电流额定值
      2. 7.3.2  PWM 电机驱动器
      3. 7.3.3  微步进分度器
      4. 7.3.4  通过 MCU DAC 控制 VREF
      5. 7.3.5  电流调节
      6. 7.3.6  衰减模式
        1. 7.3.6.1 上升和下降电流阶段均为慢速衰减
        2. 7.3.6.2 上升电流阶段为慢速衰减，下降电流阶段混合衰减
        3. 7.3.6.3 用于上升电流的慢速衰减，用于下降电流的快速衰减
        4. 7.3.6.4 上升和下降电流阶段均为混合衰减
        5. 7.3.6.5 智能调优动态衰减
        6. 7.3.6.6 智能调优纹波控制
      7. 7.3.7  PWM 关断时间
      8. 7.3.8  消隐时间
      9. 7.3.9  电荷泵
      10. 7.3.10 线性稳压器
      11. 7.3.11 逻辑电平、三电平和四电平引脚图
        1. 7.3.11.1 nFAULT 引脚
      12. 7.3.12 保护电路
        1. 7.3.12.1 VM 欠压锁定 (UVLO)
        2. 7.3.12.2 VCP 欠压锁定 (CPUV)
        3. 7.3.12.3 过流保护 (OCP)
          1. 7.3.12.3.1 锁存关断 (OCP_MODE = 0b)
          2. 7.3.12.3.2 自动重试 (OCP_MODE = 1b)
        4. 7.3.12.4 失速检测
        5. 7.3.12.5 开路负载检测 (OL)
        6. 7.3.12.6 过热警告 (OTW)
        7. 7.3.12.7 热关断 (OTSD)
          1. 7.3.12.7.1 锁存关断 (OTSD_MODE = 0b)
          2. 7.3.12.7.2 自动恢复 (OTSD_MODE = 1b)
        8.       故障条件汇总
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 睡眠模式 (nSLEEP = 0)
      2.      56
      3. 7.4.2 禁用模式（nSLEEP = 1，ENABLE = 0）
      4. 7.4.3 工作模式（nSLEEP = 1，ENABLE = 1）
      5. 7.4.4 nSLEEP 复位脉冲
      6.      功能模式汇总
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 串行外设接口 (SPI) 通信
        1. 7.5.1.1 SPI 格式
        2. 7.5.1.2 用于单个目标器件的 SPI
        3. 7.5.1.3 用于菊花链配置的多个目标器件的 SPI
        4. 7.5.1.4 用于并行配置的多个目标器件的 SPI
    6. 7.6 寄存器映射
  8. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 步进电机转速
        2. 8.2.2.2 电流调节
        3. 8.2.2.3 衰减模式
        4. 8.2.2.4 应用曲线
        5. 8.2.2.5 热应用
          1. 8.2.2.5.1 功率损耗
          2. 8.2.2.5.2 导通损耗
          3. 8.2.2.5.3 开关损耗
          4. 8.2.2.5.4 由于静态电流造成的功率损耗
          5. 8.2.2.5.5 总功率损耗
          6. 8.2.2.5.6 器件结温估算
  9. 9 电源相关建议
    1. 9.1 大容量电容
  10. 10布局
    1. 10.1 布局指南
      1. 10.1.1 布局示例
  11. 11器件和文档支持
    1. 11.1 接收文档更新通知
    2. 11.2 支持资源
    3. 11.3 商标
    4. 11.4 静电放电警告
    5. 11.5 术语表
  12. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.3.12.4 失速检测

步进电机的绕组电流、反电动势和电机的机械扭矩负载之间有着独特的关系，如图 7-21所示。对于给定的绕组电流，当电机负载接近电机的扭矩能力时，反电动势将与绕组电流同相。通过检测电机电流的上升和下降电流象限之间的反电动势相移，DRV8434S 可检测电机过载失速情况或线路末端运动。

GUID-8FCBA2FD-7B1A-4DE1-81A6-0B93919F899B-low.gif图 7-21 通过监控电机反电动势进行失速检测

失速检测算法仅在器件被编程为在智能调优纹波控制衰减模式下运行时才有效。EN_STL 位必须为“1”才能启用失速检测。此外，如果存在任何故障条件（UVLO、OCP、OL、OTSD 等），将禁用失速检测。

算法可通过监控 PWM 关断时间来比较上升和下降象限之间的反电动势，并生成一个由 12 位寄存器 TRQ_COUNT 表示的值。进行比较时，TRQ_COUNT 值实际上与电机电流、环境温度和电源电压无关。该算法支持全步进操作模式。

对于轻载电机，TRQ_COUNT 将为非零值。当电机接近失速状态时，TRQ_COUNT 将接近零并可用于检测失速状态。如果任何时候 TRQ_COUNT 降至低于失速阈值（由 12 位 STALL_TH 寄存器表示），器件将检测失速情况，并且 STALL、STL 和 FAULT 位在 SPI 寄存器中被锁存为高电平。要指明 nFAULT 引脚上的失速检测故障，STL_REP 位必须为“1”。如果 STL_REP 位为“1”，当检测到失速时，nFAULT 引脚将被驱动为低电平。

在失速情况下，电机轴不会旋转。当失速条件消失并且电机速度从零升至其目标速度时，电机会呈斜坡趋势增加到目标转速。当通过 CLR_FLT 位或 nSLEEP 复位脉冲发出清除故障命令后，nFAULT 将被释放并且故障寄存器将被清除。

TRQ_COUNT 的计算结果是正在旋转的电机的最近四个电半周期的平均扭矩计数。计算值将在接下来的 100ns 内在器件 CTRL8 和 CTRL9 寄存器中更新。在下次更新之前，寄存器将保持不变。之后，每个电半周期会更新一次。

电机线圈阻抗较高可能会导致 TRQ_COUNT 低。TRQ_SCALE 位允许按比例调高 TRQ_COUNT 值，以便于进一步处理。如果最初计算的 TRQ_COUNT 值小于 500，并且 TRQ_SCALE 位为“1”，则 TRQ_COUNT 将乘以 8。如果 TRQ_SCALE 位为“0”，TRQ_COUNT 会保留算法最初计算的值。

失速阈值可以通过两种方式设置 – 用户可以写入 STALL_TH 位，或者让算法使用失速学习过程自行了解失速阈值。将 STL_LRN 位设置为“1”即会开始失速学习过程。故意使电机短暂失速以便让算法学习理想的失速阈值。成功学习结束时，会用学习到的失速阈值更新 STALL_TH 寄存器。STL_LRN_OK 位会在成功学习后变为高电平。

在一种速度下获得的失速阈值可能不能充分适合其他速度。建议每当电机转速显著变化时，均重新获得失速阈值。