ZHCSN95A August   2022  – December 2022 DRV8452

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
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议的工作条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
      1. 6.5.1 SPI 时序要求
      2. 6.5.2 STEP 和 DIR 时序要求
    6. 6.6 典型特性
  7. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  运行接口
      2. 7.3.2  步进电机驱动器电流额定值
        1. 7.3.2.1 峰值电流额定值
        2. 7.3.2.2 均方根电流额定值
        3. 7.3.2.3 满量程电流额定值
      3. 7.3.3  PWM 电机驱动器
      4. 7.3.4  微步进分度器
      5. 7.3.5  分度器输出
        1. 7.3.5.1 nHOME 输出
      6. 7.3.6  自动微步模式
      7. 7.3.7  自定义微步进表
      8. 7.3.8  电流调节
        1. 7.3.8.1 内部基准电压
      9. 7.3.9  电流调节衰减模式
        1. 7.3.9.1 慢速衰减
        2. 7.3.9.2 混合衰减
        3. 7.3.9.3 智能调优动态衰减
        4. 7.3.9.4 智能调优纹波控制
        5. 7.3.9.5 PWM 关断时间
        6. 7.3.9.6 电流调节消隐时间和抗尖峰脉冲时间
      10. 7.3.10 使用外部电阻器进行电流检测
      11. 7.3.11 静音步进衰减模式
      12. 7.3.12 自动扭矩动态电流调节
        1. 7.3.12.1 自动扭矩学习例程
        2. 7.3.12.2 电流控制环路
        3. 7.3.12.3 PD 控制环路
        4. 7.3.12.4 通过自动扭矩提高效率
      13. 7.3.13 静止省电模式
      14. 7.3.14 电荷泵
      15. 7.3.15 线性稳压器
      16. 7.3.16 VCC 电压电源
      17. 7.3.17 逻辑电平、三电平和四电平引脚图
      18. 7.3.18 展频
      19. 7.3.19 保护电路
        1. 7.3.19.1  VM 欠压锁定
        2. 7.3.19.2  VCP 欠压锁定 (CPUV)
        3. 7.3.19.3  逻辑电源上电复位 (POR)
        4. 7.3.19.4  过流保护 (OCP)
          1. 7.3.19.4.1 锁存关断
          2. 7.3.19.4.2 自动重试
        5. 7.3.19.5  失速检测
        6. 7.3.19.6  开路负载检测 (OL)
        7. 7.3.19.7  过热警告 (OTW)
        8. 7.3.19.8  热关断 (OTSD)
          1. 7.3.19.8.1 锁存关断
          2. 7.3.19.8.2 自动重试
        9. 7.3.19.9  电源电压检测
        10. 7.3.19.10 nFAULT 输出
        11. 7.3.19.11 故障条件汇总
      20. 7.3.20 器件功能模式
        1. 7.3.20.1 睡眠模式
        2. 7.3.20.2 禁用模式
        3. 7.3.20.3 工作模式
        4. 7.3.20.4 nSLEEP 复位脉冲
        5. 7.3.20.5 功能模式汇总
    4. 7.4 编程
      1. 7.4.1 串行外设接口 (SPI) 通信
        1. 7.4.1.1 SPI 格式
        2. 7.4.1.2 用于菊花链配置的多个目标器件的 SPI
        3. 7.4.1.3 用于并行配置的多个目标器件的 SPI
    5. 7.5 寄存器映射
      1. 7.5.1 状态寄存器
        1. 7.5.1.1 FAULT（地址 = 0x00）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.1.2 DIAG1（地址 = 0x01）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.1.3 DIAG2（地址 = 0x02）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.1.4 DIAG3（地址 = 0x03）[默认值 = 00h]
      2. 7.5.2 控制寄存器
        1. 7.5.2.1  CTRL1（地址 = 0x04）[默认值 = 0Fh]
        2. 7.5.2.2  CTRL2（地址 = 0x05）[默认值 = 06h]
        3. 7.5.2.3  CTRL3（地址 = 0x06）[默认值 = 38h]
        4. 7.5.2.4  CTRL4（地址 = 0x07）[默认值 = 49h]
        5. 7.5.2.5  CTRL5（地址 = 0x08）[默认值 = 03h]
        6. 7.5.2.6  CTRL6（地址 = 0x09）[默认值 = 20h]
        7. 7.5.2.7  CTRL7（地址 = 0x0A）[默认值 = FFh]
        8. 7.5.2.8  CTRL8（地址 = 0x0B）[默认值 = 0Fh]
        9. 7.5.2.9  CTRL9（地址 = 0x0C）[默认值 = 10h]
        10. 7.5.2.10 CTRL10（地址 = 0x0D）[默认值 = 80h]
        11. 7.5.2.11 CTRL11（地址 = 0x0E）[默认值 = FFh]
        12. 7.5.2.12 CTRL12（地址 = 0x0F）[默认值 = 20h]
        13. 7.5.2.13 CTRL13（地址 = 0x10）[默认值 = 10h]
      3. 7.5.3 索引寄存器
        1. 7.5.3.1 INDEX1（地址 = 0x11）[默认值 = 80h]
        2. 7.5.3.2 INDEX2（地址 = 0x12）[默认值 = 80h]
        3. 7.5.3.3 INDEX3（地址 = 0x13）[默认值 = 80h]
        4. 7.5.3.4 INDEX4（地址 = 0x14）[默认值 = 82h]
        5. 7.5.3.5 INDEX5（地址 = 0x15）[默认值 = B5h]
      4. 7.5.4 自定义微步进寄存器
        1. 7.5.4.1 CUSTOM_CTRL1（地址 = 0x16）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.4.2 CUSTOM_CTRL2（地址 = 0x17）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.4.3 CUSTOM_CTRL3（地址 = 0x18）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.4.4 CUSTOM_CTRL4（地址 = 0x19）[默认值 = 00h]
        5. 7.5.4.5 CUSTOM_CTRL5（地址 = 0x1A）[默认值 = 00h]
        6. 7.5.4.6 CUSTOM_CTRL6（地址 = 0x1B）[默认值 = 00h]
        7. 7.5.4.7 CUSTOM_CTRL7（地址 = 0x1C）[默认值 = 00h]
        8. 7.5.4.8 CUSTOM_CTRL8（地址 = 0x1D）[默认值 = 00h]
        9. 7.5.4.9 CUSTOM_CTRL9（地址 = 0x1E）[默认值 = 00h]
      5. 7.5.5 自动扭矩寄存器
        1. 7.5.5.1  ATQ_CTRL1（地址 = 0x1F）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.5.2  ATQ_CTRL2（地址 = 0x20）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.5.3  ATQ_CTRL3（地址 = 0x21）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.5.4  ATQ_CTRL4（地址 = 0x22）[默认值 = 20h]
        5. 7.5.5.5  ATQ_CTRL5（地址 = 0x23）[默认值 = 00h]
        6. 7.5.5.6  ATQ_CTRL6（地址 = 0x24）[默认值 = 00h]
        7. 7.5.5.7  ATQ_CTRL7（地址 = 0x25）[默认值 = 00h]
        8. 7.5.5.8  ATQ_CTRL8（地址 = 0x26）[默认值 = 00h]
        9. 7.5.5.9  ATQ_CTRL9（地址 = 0x27）[默认值 = 00h]
        10. 7.5.5.10 ATQ_CTRL10（地址 = 0x28）[默认值 = 08h]
        11. 7.5.5.11 ATQ_CTRL11（地址 = 0x29）[默认值 = 0Ah]
        12. 7.5.5.12 ATQ_CTRL12（地址 = 0x2A）[默认值 = FFh]
        13. 7.5.5.13 ATQ_CTRL13（地址 = 0x2B）[默认值 = 05h]
        14. 7.5.5.14 ATQ_CTRL14（地址 = 0x2C）[默认值 = 0Fh]
        15. 7.5.5.15 ATQ_CTRL15（地址 = 0x2D）[默认值 = 00h]
        16. 7.5.5.16 ATQ_CTRL16（地址 = 0x2E）[默认值 = FFh]
        17. 7.5.5.17 ATQ_CTRL17（地址 = 0x2F）[默认值 = 00h]
        18. 7.5.5.18 ATQ_CTRL18（地址 = 0x30）[默认值 = 00h]
      6. 7.5.6 静音步进寄存器
        1. 7.5.6.1 SS_CTRL1（地址 = 0x31）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.6.2 SS_CTRL2（地址 = 0x32）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.6.3 SS_CTRL3（地址 = 0x33）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.6.4 SS_CTRL4（地址 = 0x34）[默认值 = 00h]
        5. 7.5.6.5 SS_CTRL5（地址 = 0x35）[默认值 = FFh]
  8. 8 应用和实现
    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
      3. 8.2.3 应用性能曲线图
      4. 8.2.4 热应用
        1. 8.2.4.1 功率损耗
        2. 8.2.4.2 导通损耗
        3. 8.2.4.3 开关损耗
        4. 8.2.4.4 由于静态电流造成的功率损耗
        5. 8.2.4.5 总功率损耗
        6. 8.2.4.6 器件结温估算
        7. 8.2.4.7 热像图
  9. 9 散热注意事项
    1. 9.1 散热焊盘
    2. 9.2 PCB 材料推荐
  10. 10电源相关建议
    1. 10.1 大容量电容
    2. 10.2 电源
  11. 11布局
    1. 11.1 布局指南
    2. 11.2 布局示例
  12. 12器件和文档支持
    1. 12.1 相关文档
    2. 12.2 接收文档更新通知
    3. 12.3 支持资源
    4. 12.4 商标
    5. 12.5 静电放电警告
    6. 12.6 术语表
  13. 13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

7.3.4 微步进分度器

器件中的内置分度器逻辑支持多种不同的步进模式。SPI 寄存器中的 MICROSTEP_MODE 位或 M0 和 M1 引脚用于配置步进模式，如表 7-5 所示。

表 7-5 微步进分度器设置

MODE = 1

MODE = 0

MICROSTEP_MODE

M0M1步进模式

0000b

0

0

100% 电流的全步进（两相励磁）

0001b

0330kΩ 至 GND71% 电流的全步进（两相励磁）

0010b

10非循环 1/2 步进

0011b

高阻态01/2 步进

0100b

011/4 步进

0101b

111/8 步进

0110b

高阻态11/16 步进

0111b

0高阻态1/32 步进

1000b

高阻态330kΩ 至 GND1/64 步进

1001b

高阻态高阻态1/128 步进

1010b

1高阻态1/256 步进

当使用 SPI 接口工作时，该器件还允许通过 SPI 接口更改步进和方向，如表 7-6 所示。四个位专用于此目的：

表 7-6 通过 SPI 进行 STEP 和 DIR 控制

位

0b（默认值）

1b

SPI_DIR

驱动器根据 DIR 引脚输入改变方向方向变化取决于 DIR 位

SPI_STEP

步进取决于 STEP 引脚输入步进变化取决于 STEP 位

DIR

电机反向运动电机正向运动

STEP

X

分度器前进一步。STEP 位会自行清除，并在写入“1”后变为“0”。

表 7-7 展示了当 DIR 引脚为逻辑高电平或 DIR 位为“1”时，全步进（71% 电流）、1/2 步进、1/4 步进和 1/8 步进运行状态的相对电流和步进方向。更高的微步进分辨率也将遵循相同的模式。AOUT 电流是电角的正弦，BOUT 电流是电角的余弦。正电流是指进行驱动时从 xOUT1 引脚流向 xOUT2 引脚的电流。

表 7-7 相对电流和步进方向
1/8 步进1/4 步进1/2 步进全步进 71%AOUT 电流
（满量程百分比）		BOUT 电流
（满量程百分比）		电角（度）
1110%100%0.00
220%98%11.25
3238%92%22.50
456%83%33.75
532171%71%45.00
683%56%56.25
7492%38%67.50
898%20%78.75
953100%0%90.00
1098%-20%101.25
11692%-38%112.50
1283%-56%123.75
1374271%-71%135.00
1456%-83%146.25
15838%-92%157.50
1620%-98%168.75
17950%-100%180.00
18-20%-98%191.25
1910-38%-92%202.50
20-56%-83%213.75
211163-71%-71%225.00
22-83%-56%236.25
2312-92%-38%247.50
24-98%-20%258.75
25137-100%0%270.00
26-98%20%281.25
2714-92%38%292.50
28-83%56%303.75
291584-71%71%315.00
30-56%83%326.25
3116-38%92%337.50
32-20%98%348.75

表 7-8展示了针对 DIR = 1 情况，具有 100% 满量程电流的全步进运行。这种步进模式比 71% 电流的全步进模式消耗更多的功率，但在高电机转速下可提供更高的扭矩。

表 7-8 100% 电流的全步进
全步进 100%AOUT 电流
（满量程百分比）		BOUT 电流
（满量程百分比）		电角（度）
110010045
2100-100135
3-100-100225
4-100100315

表 7-9 展示了 DIR = 1 情况下的非循环 1/2 步进操作。这种步进模式比循环 1/2 步进运行消耗更多的功率，但在高电机转速下可提供更高的转矩。

表 7-9 非循环 1/2 步进电流
非循环 1/2 步进AOUT 电流
（满量程百分比）		BOUT 电流
（满量程百分比）		电角（度）
101000
210010045
3100090
4100–100135
50–100180
6–100–100225
7–1000270
8–100100315

当使用 SPI 接口工作时，根据 STEP_EDGE 位，STEP 活动边沿可以是上升沿，也可以是上升沿和下降沿，如表 7-10 所示。当配置为采用 H/W 接口时，STEP 有效边沿仅为上升沿。对于需要以高输入步进速率运行的应用，通过将两个边沿配置为有效边沿，会将控制器开销减少一半，因为输入步进速率实际上是原来的两倍。

表 7-10 STEP 有效边沿

接口

STEP_EDGE

STEP 有效边沿

SPI

0b（默认值）

上升沿

1b

上升沿和下降沿

H/W

X

上升沿

在 STEP 输入的每个有效边沿，分度器移动到表格中的下一个状态。方向按照 DIR 引脚逻辑高电平进行显示。如果 DIR 引脚为逻辑低电平，则顺序表相反。在步进时，如果步进模式动态变化，则分度器在 STEP 触发有效边沿时进入下一个有效状态，以便实现新的步进模式设置。

上电后、退出逻辑欠压锁定后或退出睡眠模式后，分度器会移动到 45° 电角的初始激励状态（初始位置），对应于两个线圈中满量程电流的 71%。在这种情况下，所有寄存器都会恢复为默认值。

使用 SPI 接口运行时，如果 IDX_RST 位为 1b，它会将分度器电角重置为 45°（如图 7-5 所示），但存储器映射寄存器的内容不会改变。

GUID-20221202-SS0I-WTGL-BSSL-3BVVCSWGBSFH-low.png图 7-5 分度器复位. 从上到下的布线：AOUT2、AOUT1、STEP、线圈 B 电流、线圈 A 电流、nSCS

如果 STEP 输入频率抖动，器件会对信号进行滤波，以进行失速检测。FRQ_CHG 和 STEP_FRQ_TOL 位对滤波器设置进行编程，如表 7-11 所示。2% 滤波意味着中心频率周围高达 2% 的抖动将被滤除，以生成一个干净的 STEP 信号，供内部电路检测电机失速。

表 7-11 STEP 频率滤波

FRQ_CHG

STEP_FRQ_TOL

滤波

0b（默认值）

00b

1%

01b（默认值）

2%

10b

4%

11b

6%

1b

X

不滤波