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

7.3.6 自动微步模式

当 DRV8452 使用 SPI 接口工作时，自动微步进模式会对输入步进脉冲进行插值，以生成对应于更高分辨率微步进的电流波形。这可在任何步进频率下实现平滑的正弦电流和无噪声工作。

  • 如果禁用自动微步进，系统控制器将被迫输出高频 STEP 信号以生成高分辨率微步进电流波形。
  • 当启用自动微步进时，可以通过低频 STEP 信号生成平滑的电流波形。
    • 这大大减少了控制器开销，有利于 3D 打印机、工厂自动化和医疗等应用。
  • 应确保内插频率不会落在步进电机的谐振频带中。

EN_AUTO 位应为 1b 以启用自动微步进模式。

图 7-7 自动微步进插值

图 7-7 展示了使用和不使用自动微步进的电机角度增量。如果没有自动微步进（红色曲线图），则电机角度在每个步进输入有效边沿上都会大幅增加。自动微步进（绿色曲线图）可使电机角度变化更加平滑。

DRV8452 支持插值至 1/32、1/64、1/128 或 1/256 微步进级别，此插值通过 RES_AUTO 位来配置，如表 7-13 所示。插值设置可以动态更改。

表 7-13 自动微步进插值级别

RES_AUTO

内插

00b（默认值）

1/256

01b

1/128

10b

1/64

11b

1/32

表 7-14 展示了：通过分别向 EN_AUTO 位写入 1b 和 1b 而实现的线圈电流与半步进模式和自动微步进模式之间的平滑过渡。请注意，半步进和 1/256 自动微步进模式下的步进频率相同。

表 7-14 在半步进和自动微步进之间转换
GUID-20220526-SS0I-7HZK-JF4L-LRRRT503VCLW-low.png GUID-20220526-SS0I-SZVZ-VFBG-5FHMP8JHJDHS-low.png

从半步进模式过渡到 1/256 自动微步进模式

从 1/256 自动微步进模式过渡到半步进模式

图 7-8 STEP 频率变化时的自动微步进

如图 7-8 所示，插值是根据两个前一步进脉冲之间的时间完成的。根据 RES_AUTO 位设置，将之前的间隔时间内插为相等的分频。

当输入步进频率与之前的间隔（如段"1"中所示）相比降低时，电机保持其位置，直到出现下一个 STEP 有效边沿。如果 EN_STSL 位为 1b，器件将进入静止省电模式，并且下一个有效边沿不会在 tSTSL_DLY 到期前出现。出现下一个 STEP 有效边沿时退出静止省电模式。

当步进频率比之前的间隔增加时（如段“2”中所示），当下一个 STEP 有源边沿出现时，电机角度会平滑地自动校正，并且分度器会移动到与 STEP 输入对应的位置。在段“3”中，电机角度以更快的速率增加，对应于段“2”的步进频率。

注：

  • 自动微步进模式下的 STEP 输入频率不应介于 10Hz 和 300kHz 之间。

  • 要实现低于 10Hz 全步进等效步进频率的自动微步进，请在启用自动微步进之前使用更高分辨率的微步进设置。

    • 例如，全步进模式下的 1Hz 步进频率对应于 1/16 微步进模式下的 16Hz 步进频率。因此，如果用户希望对全步进 1Hz 步进输入使用自动微步进，可以将 MICROSTEP_MODE 设置为 0110b（1/16 微步进），并使用 RES_AUTO 位实现所需的内插电平。