Other TMs
DRV84xx、DRV89x2 和 DRV82x2 系列器件包含适用于各种工业应用的宽电压、高功率驱动器。
DRV84xx:DRV8452、DRV8461 和 DRV8462,具有自动扭矩、静音步进衰减模式和自动微步进的步进电机驱动器
自动扭矩功能根据负载扭矩调整线圈电流,以此提高系统效率。静止省电模式可自动减少电机保持状态下的功率损耗。静音步进衰减模式可实现无噪声运行。
采用内部电流检测架构,无需再使用外部功率检测电阻,从而缩小 PCB 面积并降低系统成本。DRV8452/DRV8461/DRV8462 的内置分度器支持高达 1/256 微步,自动微步进模式对输入 STEP 信号进行插值,以减少控制器 MCU 的开销。
无传感器失速检测消除了系统的末端停止。该器件支持保护和诊断功能,可实现稳健可靠的运行。
DRV89x2:DRV8952 和 DRV8962,具有电流检测输出的四通道半桥驱动器
器件的输出级包括配置为四个独立半桥的 N 沟道功率 MOSFET、电荷泵稳压器、电流检测和调节电路、电流比例输出以及保护电路。
高侧 MOSFET 上的集成电流检测功能可让器件在负载从输出端接地时调节负载电流。利用可调外部电压基准 (VREF),可设置调节电流限值。此外,该器件还提供四个比例电流输出引脚,每个引脚对应一个半桥高侧 FET。
该器件提供了低功耗睡眠模式,可实现超低静态电流。提供的内部保护特性包括:电源欠压锁定 (UVLO)、电荷泵欠压 (CPUV)、输出过流 (OCP) 和器件过热 (OTSD) 保护。
DRV82x2:DRV8252 和 DRV8262,具有电流检测输出的单路或双路 H 桥电机驱动器
该器件集成了两个 H 桥。两个 H 桥可以并联在一起。如需了解更多信息,请参考数据表。
与 DRV89x2 类似,在启动期间和高负载事件中,高侧 MOSFET 上的集成电流检测功能可实现通过驱动器调节电机电流。利用可调外部电压基准,可设置电流限值。此外,该器件还提供与每个 H 桥的电机电流成正比的输出电流。集成检测采用电流镜架构,无需大型分流电阻,可以节省电路板面积并降低系统成本。
该器件提供了低功耗睡眠模式,可实现超低静态电流。提供的内部保护特性包括:电源欠压锁定 (UVLO)、电荷泵欠压 (CPUV)、输出过流 (OCP) 和器件过热 (OTSD) 保护。
本文档旨在用作入门指南并对 DRV84xx、DRV89x2 和 DRV82x2 EVM 进行补充。本文档旨在为用户提供使用图形用户界面 (GUI) 评估 DRV84xx、DRV89x2 和 DRV82x2 系列器件的指南。需要 GUI 应用程序来控制 EVM。本文档介绍了所需的 EVM 连接、配置以及使用 GUI 应用程序进行评估的步骤。
附录 A 展示了每个受支持 EVM 的跳线分流器组装。
从 MSP430 FET 驱动器安装 TI MSP430 USB 驱动程序。
将工作台电源设置为 12V,并根据步进电机的适当要求设置电流限值(为了避免在电机驱动器 IC 中触发 UVLO,可能需要高达 5A)。
要从基于 Chrome 的浏览器启动 GUI 应用程序,请执行以下操作:
按照以下说明下载和安装最新版本的 EVM GUI 应用程序:
有关特定 EVM 的顶视图,请参阅AppendixA。下图显示了左侧 DRV8962EVM 和右侧 DRV8962VEVM 的连接器位置。
连接器 | 说明 |
---|---|
J11 | Micro-USB 连接 |
J12 | 受保险丝保护的电源输入和 GND |
J23 | 电源连接高侧和低侧连接端子。仅用于 DRV8962EVM。 |
J13 | BOUT1/OUT3、BOUT2/OUT4 连接点。 |
J14 | AOUT2/OUT2、AOUT1/OUT1 连接点。 |
EVM 连接器和电路板设计的额定值超出其安装的电机驱动器芯片的最大输出。在 25°C 环境温度下,J12 专门为 DRV8x62VEVM 支持 40A 峰值电流、10A RMS(每个 OUTx 连接器),J13、J14 和 J23 均支持 20A RMS。
MD040E2 修订版 EVM PCB 丝印具有以下勘误表。
在 J4上,丝印显示 RSVD/IPROPI3,但应为 RSVD/IPROPI3/IPROPI2/IPROPI
在 J4 上,丝印显示 RSVD/IPROPI1/IPROPI2/IPROPI,但应为 RSVD/IPROPI
根据正确的极性,将 VM 电源连接到大螺钉端子块 J12。
在 J12 中,VM 正极在左侧,GND 在右侧。VM 输入受保险丝保护
EVM(MD040E1、MD040E2、MD040E3 和 MD041E1)的预量产版本和器件与 GUI 的版本 0.1.0 搭配使用。MD040:DRV8461EVM、DRV8462EVM、DRV8962EVM 和 DRV8262EVM。MD041:DRV8462VEVM、DRV8962VEVM 和 DRV8262VEVM。这些版本的 EVM 应继续使用 0.1.0 版本的 GUI。在寄存器中更改地址将导致搭配使用 1.0.0 GUI 与预量产器件时出现意外行为。如果您将固件更新为 1.0.0 GUI,请再次从 0.1.0 GUI 更新以恢复到原始固件。可在此处下载 0.1.0 版 Windows 安装程序。
最新版本的 EVM(MD040A 和 MD041A)应随附最新固件,但执行固件更新也是可以的。
GUI 中的器件选择屏幕。
对于 DRV8461EVM、DRV8462EVM 和 DRV8462VEVM,请点击“DRV846xEVM”
对于 DRV8962EVM 和 DRV8962VEVM,请点击“DRV8962EVM”
对于 DRV8262EVM 和 DRV8262VEVM,请点击“DRV8262EVM”
没有适用于 DRV8452、DRV8952 或 DRV8252 器件的 EVM。要制作一个,您可以将 DRV8x62 EVM 上的 DRV8x62 芯片替换为匹配的 DRV8x52 芯片,将 ID3 电阻器更改到低电平 (GND) 位置,并将 ID4 电阻器更改到高电平 (3.3V) 位置。
CTRL14 寄存器会报告转换为等效电压范围的 VM_ADC 值,该值仅显示在寄存器映射页面上。主 GUI 面板上报告的 VM 电压由微控制器以更高的精度测量,不是电机驱动器寄存器报告的值。
Driver Output Status:本部分显示驱动器器件分度器表中电流 A 和 B 的分度器位置。该值从 0 变为最大值 255,然后通过 0 降至最小值 -255,再升回 0。只要 STEP 输入处于活动状态,就会重复此序列。点击“Indexer Reset”按钮会将索引器位置重置为表中电流 A 和电流 B 的默认值。点击“Indexer Reset”与转到“Register Map”页面并在 CTRL1 中设置 IDX_RST 位具有相同的效果,它会在分度器复位后立即自行清除。分度器复位操作不会复位任何其他寄存器设置。除此之外,还会显示电流 A 在其对应的分度器位置的幅度定标器。这是包含在寄存器 INDEX5(高 8 位)和 INDEX4(低 2 位)中的一个 10 位值 0 至 1023。当定标器值为 1023 时,它表示电流 A 的最大电流值。定标器值不受扭矩 DAC 设置、静止电流设置或自动扭矩电流 DAC 设置的影响。
用户可使用下拉菜单在“User Defined”(默认值)或 GUI 中提供的三个其他预设选项之间进行选择。这是为便于使用而提供的 GUI 功能。点击所需的选项,例如“Triangular”,将寄存器 CUSTOM_CURRENT1 自动填充到 CUSTOM_CURRENT8。寄存器 CUSTOM_CURRENT1 至 CUSTOM_CURRENT8 定义相电流电周期的第一象限。器件会自动填充其余象限,包括整个电气周期的零值。如果选择了“User Defined”选项,请输入所需波形的值。在寄存器中填充了所需的值后,启用“Custom-microstepping”滑动开关。
将“Silent Step Decay Mode”滑动开关设置为“Enabled”。为您的应用选择所需的静音步进转换阈值步进速率。从 KP 值 32 开始,并根据应用情况微调 KP 和 KI。静音步进衰减模式有利于电机的低步进速率运行,尤其是在 1/4、1/2 和全步进等低微步进设置下。
使用以下过程演示此功能。从“Speed”控制模式下 GUI 的默认设置开始。将“Target Speed”降至 2000 PPS 并将“Step Mode”更改为 1/4 步进。运行步进电机。在使用这些设置运行时,电机通常会产生可闻噪音。切换到“SILENT STEP”选项卡。将“Silent Step Decay Mode”滑动开关设置为“Enabled”。将“Silent Step Transition Threshold”选择为 400Hz。将 KP 值设置为 32。电机会以静默方式运行。
右侧的图表显示以下各项的数据:
Auto Torque Count(蓝色实线)
Auto Torque Current DAC(橙色实线)
Auto Torque Count Upper Limit(上方蓝色虚线)
Auto Torque Count Lower Limit(下方蓝色虚线)
Maximum Current Limit(上部橙色虚线)
Minimum Current Limit(下部橙色虚线)
Auto Torque Count Overflow(右上角红色/绿色错误指示器)
Auto Torque Count Underflow(右下角红色/绿色错误指示器)
按下“Export Torque Count Values”,将 1024 个历史扭矩计数值导出到 Excel 文件。
根据低侧或高侧低电平配置的不同,使用跳线 J13 和 J14 将电机连接到半桥,并使用 J23 连接 VM 和 GND
例如,使用低侧低电平配置:转到“Driver Control”页面中的“LOAD CONTROL”选项卡。VM 电压小工具将读取 J12 的输入电压。将“Motor Driver”设置为“Awake”。使用显示“Hi-Z”的下拉菜单,为 HB1、HB2、HB3 和 HB4 选择“Low Side Load”。
右侧面板将显示每个半桥的“Output Status”、清除故障、设置 PWM 频率、设置 OCPM 模式、输出上升/下降时间和 VREF 进行电流调节。确保在“Motor Driver”处于“Asleep”状态时进行任何更改。
将两个有刷直流电机连接到 EVM 螺纹接线端子块 J13 和 J14。第一个电机(电机 1 线对)应连接到 J14,第二个电机(电机 2 线对)应连接到 J13。打开 VM 电源。
转至“Driver Control”页面中的“LOAD CONTROL”选项卡。VM 电压小工具将读取 J12 的输入电压。
相位/使能模式评估:将 MODE1 和 MODE2 设置保留为默认设置。将“Motor Driver”设置为“Awake”。按“Start Drive 1”和“Start Drive 2”按钮。保留应用程序所需的“Direction”设置。这些测试期间的其余设置可保留默认位置和值。将“IN1 Duty Cycle”设置为所需的值。相应的电机将开始朝一个方向旋转,电机电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”和“BRIDGE-2 CURRENT”的“Output Status”显示窗口中,请参阅图 8-4。更改“Direction”设置。电机速度将下降至静止状态,然后改变方向并提升至与设定占空比相对应的速度。电机电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”和“BRIDGE-2 CURRENT”显示窗口中。按下“Stop Drive 1”和/或“Stop Drive2”按钮。电机速度将斜降而后停止。
PWM 模式评估:使用 MODE2 下拉菜单选择“Pulse Width Modulation (PWM)”,请参见图 8-5。
为了满足 MODE2/IPROPI4 引脚输入电平要求,在将“Motor Driver”设置为“Awake”之前,必须移除 MODE2/IPROPI4 跳线短路,以确保电桥在此模式下正常运行。
“LOAD CONTROL”窗口将更改为带有四个 PWM 设置滑块的 PWM 控制模式
按所需的“Start Drive 1”和/或“Start Drive 2”按钮。所有四个占空比设置滑块现在都将激活。将“IN1 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。电机 1 将沿一个方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN2 Duty Cycle”滑块将变灰。将“IN1 Duty Cycle”滑块设置为 0%。电机 1 速度将斜降至停止。“IN1 Duty Cycle”和“IN2 Duty Cycle”滑块将再次激活。
将“IN2 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。现在,电机 1 将沿反方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN1 Duty Cycle”滑块将变灰。按下“Stop Drive 1”按钮。电机 1 速度将斜降至停止。
将“IN3 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。电机 2 将沿一个方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-2 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN4 Duty Cycle”滑块将变灰。将“IN3 Duty Cycle”滑块设置为 0%。电机 2 速度将斜降至停止。“IN3 Duty Cycle”和“IN4 Duty Cycle”滑块将再次激活。
将“IN4 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。现在,电机 2 将沿反方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-2 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN3 Duty Cycle”滑块将变灰。按下“Stop Drive 2”按钮。电机 2 速度将斜降至停止。将“Motor Driver”小工具切换为“Asleep”。如果完成了 PWM 模式桥控制评估,将 MODE2/IPROPI4 跳线短接回原位。
可通过两种方法连接输出端来并联 H 桥。
接线方式:
根据所需电流使用尺寸合适的导线,短接端子 OUT1 和 OUT3。
根据所需电流使用尺寸合适的导线,短接端子 OUT2 和 OUT4。
将电机连接到螺纹接线端子 J13 或螺纹接线端子 J14
红色导线相互连接,黑色导线相互连接。
条形法(推荐):
使用 D3082-05 或等效元件组装 J22 和 J24。
将电机连接到螺纹接线端子 J13 或螺纹接线端子 J14
转至“Driver Control”页面中的“LOAD CONTROL”选项卡。VM 电压小工具将读取 J12 的输入电压。将 MODE1 更改为“Single H Bridge”。使用 MODE2 下拉菜单选择“Phase/Enable (PH/EN)”模式。将“Motor Driver”设置为“Awake”。
相位/使能模式评估:按“Start Drive 1”按钮。保留应用程序所需的“Direction”设置。这些测试期间的其余设置应保留默认位置和值。将“IN1 Duty Cycle”设置为所需的值。电机将开始朝一个方向旋转,电机电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。更改“Direction”设置。电机速度将下降至静止状态,然后改变方向并提升至与设定占空比相对应的速度。电机电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。按下“Stop Drive 1”按钮。电机将斜降并停止。
PWM 模式评估:使用 MODE2 下拉菜单选择“Pulse Width Modulation (PWM)”模式。
为了满足 MODE2/IPROPI4 引脚输入电平要求,在将“Motor Driver”设置为“Awake”之前,必须移除 MODE2/IPROPI4 跳线短路,以确保电桥在此模式下正常运行。
“LOAD CONTROL”窗口将更改为 PWM 控制模式,其中包含两个 PWM 设置滑块,如图 8-10 所示
按“Start Drive 1”按钮。两个占空比设置滑块现在将变为激活状态。将“IN1 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。电机将沿一个方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN2 Duty Cycle”滑块将变灰。将“IN1 Duty Cycle”滑块设置为 0%。电机将斜降至停止。“IN1Duty Cycle”和“IN2 Duty Cycle”滑块将再次激活。
将“IN2 Duty Cycle”滑块设置为所需的值。现在,电机将沿反方向旋转,其电流将显示在“BRIDGE-1 CURRENT”显示窗口中。在此期间,“IN1 Duty Cycle”滑块将变灰。按下“Stop Drive 1”按钮。电机将斜降至停止。将“Motor Driver”小工具切换为“Asleep”。完成 PWM 模式桥控制评估后,将 MODE2/IPROPI4 跳线短接回原位。
您的 EVM 能够更新控制 DRV84xx_DRV82x2_DRV89x2EVM 驱动器器件的 MCU 固件,而无需任何额外的硬件。在建立 EVM 连接后,每次选择“GUI Driver Control”页面时,如果有新更新可用,系统都会显示一个弹出窗口,如 EVM 固件更新弹出窗口中所示。
EVM 上的高温表面包括驱动器器件 (U7) 及其周围区域。
对于 VEVM(DRV8462VEVM、DRV8962VEVM 和 DRV8262VEVM),散热器会变得非常热。触摸时请小心操作。
在最高器件规格和高温环境下运行 EVM 时,可能需要使用外部冷却风扇,来更大限度地减少潜在的火灾危险和/或人身伤害。