ZHDA058A January   2020  – February 2026 DRV8434S , DRV8889-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2步进电机的反电动势
  6. 3现有失速检测方案
    1. 3.1 在电流过零期间测量反电动势
    2. 3.2 固定关断时间方法
    3. 3.3 PWM 周期计数方法
  7. 4TI 集成的失速检测算法
    1. 4.1 失速检测方案的详细信息
      1. 4.1.1 TRQ_COUNT 和 STL_TH 位分辨率
      2. 4.1.2 放大扭矩计数和失速阈值
    2. 4.2 失速检测结构的详细信息
      1. 4.2.1 SPI 接口器件
      2. 4.2.2 硬件接口器件
        1. 4.2.2.1 STL_MODE 和 TRQ_CNT/STL_TH 引脚
        2. 4.2.2.2 STL_REP 引脚
    3. 4.3 失速检测配置的详细信息
      1. 4.3.1 SPI 接口器件
        1. 4.3.1.1 如何在 SPI 器件中设置失速阈值
          1. 4.3.1.1.1 用户定义的失速阈值
          2. 4.3.1.1.2 驱动器定义的失速阈值
      2. 4.3.2 硬件接口器件
        1. 4.3.2.1 如何在硬件器件中设置失速阈值
          1. 4.3.2.1.1 用户定义的失速阈值
          2. 4.3.2.1.2 驱动器定义的失速阈值
    4. 4.4 失速检测功能的实验结果
      1. 4.4.1 正常和失速条件下的电机波形
      2. 4.4.2 TRQ_COUNT/STALL_TH 分辨率分析
      3. 4.4.3 运行条件下的扭矩计数变化
        1. 4.4.3.1 随电机转速和运动方向的变化
        2. 4.4.3.2 低电机转速造成的限制
        3. 4.4.3.3 高电机转速造成的限制
        4. 4.4.3.4 随电源电压的变化
        5. 4.4.3.5 随微步进设置的变化
        6. 4.4.3.6 随输出压摆率的变化
        7. 4.4.3.7 随环境温度的变化
        8. 4.4.3.8 随满量程电流设置的变化
          1. 4.4.3.8.1 高线圈电阻导致的限制
        9. 4.4.3.9 固定运行条件下的稳态计数变化
  8. 5评估示例
    1. 5.1 汽车前照灯调平和旋转
    2. 5.2 汽车抬头显示 (HUD)
    3. 5.3 HVAC 阀门控制
  9. 6总结
  10. 7参考资料
  11. 8修订历史记录

随电机转速和运动方向的变化

扭矩计数可能随电机的运动方向而变化。电机的有效负载有时取决于运动方向。例如,重力或线圈弹簧可能会在一个方向上辅助转子运动,而在另一个方向上阻碍其运动。负载差异会导致反电动势相对于线圈电流的相位变化不同。这会产生不同的稳定计数,具体取决于运动方向。

图 4-9 显示 PL35L-024 电机的稳定计数如何根据转子轴是在内部还是外部移动而变化。电机以全步进模式运行,满量程电流设置为 200mA,压摆率为 105V/µs。电源电压为 13.5V。请注意,稳定计数几乎随电机转速线性增加。这是因为反电动势与电机转速成正比。转速越高,反电动势越大,因此导致上升和下降电流象限之间 TOFFs 的差异就越大 — 换句话说,扭矩计数就越大。由于具有更高的分辨率,DRV8434S 显示更高的扭矩计数。

电机失速时的扭矩计数(失速计数)也可能随运动方向而变化。失速计数取决于终点止动装置的硬度。移动终点位置实际上可能不会使转子失速 — 在某些情况下,转子可能会由于松动、海绵状或软终点止动装置而继续旋转,从而使转子发生弹跳。通常,失速的转子在尝试移动时会发生振动;然而,任何旋转运动都会转化为反电动势。与步进角较小的电机相比,步进角较大的电机可能会显示更多振动。在这种情况下,失速计数将明显低于稳定计数,但其可能不为零。图 4-9 显示了相同运行条件下 PL35L-024 电机的失速计数。