1、內(nèi)置譯碼器的步進(jìn)電機(jī)微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)芯片a3977隨著微應(yīng)用的日益廣泛，其驅(qū)動(dòng)的進(jìn)展也相當(dāng)快速，各類控制芯片的功能越來越豐盛，操作也越來越簡便。a3977是一種新近開發(fā)出來、特地用于雙極型步進(jìn)電機(jī)的微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其內(nèi)部集成了步進(jìn)和挺直譯碼接口、正反轉(zhuǎn)控制電路、雙h橋驅(qū)動(dòng)，輸出25a，最大輸出功率可臨近90w。它主要的設(shè)計(jì)功能包括：自動(dòng)混合模式電流衰減控制，電流控制，同步整流，低輸出阻抗的dmos電源輸出，全、半、14及18步進(jìn)操作，home輸出，休眠模式以及易實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)和方向接口等。其應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)容易、用法及控制便利，有著極其廣泛的應(yīng)用價(jià)值。2 a3977工作特點(diǎn)大多數(shù)微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都需要一些額

2、外的控制線，通過da轉(zhuǎn)換器為pwm電流調(diào)整器設(shè)置參考值以及通過相輸入完成電流極性控制等。許多改進(jìn)型驅(qū)動(dòng)器仍然需要一些輸入來調(diào)節(jié)pwm電流控制模式使其工作在慢、快或混合衰減模式。這就需要系統(tǒng)的微處理器額外負(fù)擔(dān)812個(gè)需依賴da變換處理的輸入端。假如一個(gè)系統(tǒng)需要如此多的控制輸入，而且其微處理器還要存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)其控制的時(shí)序表，這就增強(qiáng)了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜程度。a3977可以通過其特有的譯碼器來使這些功能實(shí)現(xiàn)容易化，1所示，其最容易的步進(jìn)輸入只需“step”（步進(jìn)）和“dir”（方向）2條輸入線，輸出由dmos的雙h橋完成。通過“step”腳容易的輸入1個(gè)脈沖就可以使電機(jī)完成1次步進(jìn)，省去了相序表，高頻控制

3、線及復(fù)雜的編程接口。這使其更適于應(yīng)用在沒有復(fù)雜的微處理器或微處理器負(fù)擔(dān)過重的場合。同時(shí)a3977的內(nèi)部電路可以自動(dòng)地控制其pwm操作工作在快、慢及混合衰減模式。這不但降低了電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲，也同時(shí)省去了一些額外的控制線。另外，其內(nèi)部低輸出阻抗的n溝道功率dmos輸出結(jié)構(gòu)，可以使其輸出達(dá)到25a，35v。這一結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)是，使它能完成同步整流功能。因?yàn)橛型秸髁鞴δ?，既降低了系統(tǒng)的功耗，又可以在應(yīng)用時(shí)省去外加的肖特基。a3977的休眠功能可以使系統(tǒng)不工作時(shí)的功耗達(dá)到最低。休眠時(shí)芯片的大部分內(nèi)部電路，如輸出dmos、及電荷泵等都將停止工作。從而在休眠模式時(shí)，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流在內(nèi)的總電流消耗

4、在40a以內(nèi)。此外，內(nèi)部庇護(hù)電路還有利用磁滯實(shí)現(xiàn)的熱停車、低壓關(guān)斷及換流庇護(hù)等功能。集成電路的主要特點(diǎn)：（1）額定輸出為：±25a，35v。（2）低輸出阻抗，源端045，接收端036。（3）自動(dòng)電流衰減檢測并挑選混合、快和慢等電流衰減模式。（4）規(guī)律電平范圍為3055v。（5）home輸出。（6）降低功耗的同步整流功能。（7）內(nèi)部低壓關(guān)斷、熱停車電路及環(huán)流庇護(hù)。3 a3977引腳解釋a3977有兩種封裝：一種是44引腳銅標(biāo)塑封（后綴為ed，a3977sed），另一種是28引腳帶散熱襯墊的塑封（后綴為lp，a3977slp），其引腳功能解釋如表1所示。電荷泵cp1、cp2可以產(chǎn)生一個(gè)高

5、于vbb的門電平，用來驅(qū)動(dòng)dmos源端的門。其實(shí)現(xiàn)辦法是在cp1和cp2之間接一個(gè)022f的陶瓷。同時(shí)vcp和vbb間也需要一個(gè)022f的陶瓷電容作為一個(gè)蓄能器，用來操作dmos的高端設(shè)備。vreg是由系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生，用于對(duì)dmos漏端輸出舉行操作。vreg引腳須對(duì)地加一個(gè)022f的陶瓷電容作為一個(gè)蓄能器，用來操作dmos的高端設(shè)備。vreg是由系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生，用于對(duì)dmos漏端輸出舉行操作。vreg引腳須對(duì)地加一個(gè)022f的電容去耦。vreg是受內(nèi)部的電平調(diào)整器控制的，發(fā)生故障時(shí)其輸出是被禁止的。rc1和rc2引腳是為內(nèi)部pwm電路提供固定截止時(shí)光的。a3977的內(nèi)部pwm控制電路是用一個(gè)脈沖來

6、控制器件的截止時(shí)光的。而這個(gè)脈沖的84截止時(shí)光toff就是由rc1和rc2引腳對(duì)地所接的rt和電容ct打算的，即：toffrt ct式中，電阻rt和電容ct的取值范圍分離為12100k及4701 500pf另外，除了可以為內(nèi)部pwm控制提供截止時(shí)光外，ct還為比較器提供了關(guān)斷時(shí)光tblank。a3977的設(shè)計(jì)要求當(dāng)其輸出由內(nèi)部電流控制電路切換時(shí)，電路取樣比較器的輸出是被禁止的。從而可以防止對(duì)過電流檢測作出誤推斷。tblank的取值為：tblank1400ctenable輸入為低電平有效，它是dmos輸出的使能控制信號(hào)。reset輸入也是低電平有效，當(dāng)其為低電平常，dmos的輸出將被關(guān)斷，全部的

7、步進(jìn)規(guī)律輸入也將被忽視直至其輸入變高為止。4 基本功能解釋及應(yīng)用電路因?yàn)椴杉{了內(nèi)置譯碼器技術(shù)，a3977可以很簡單的用法最少的控制線對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)施微步進(jìn)控制。詳細(xì)功能實(shí)現(xiàn)如下：（1）步進(jìn)控制：步進(jìn)控制信號(hào)有步進(jìn)輸入（step）、步進(jìn)模式規(guī)律輸入（ms1，ms2）以及方向控制信號(hào)（dir）。每一次上電或復(fù)位（reset0）后，在內(nèi)置譯碼器的作用下將h橋的輸出預(yù)置到home輸入所對(duì)應(yīng)的輸出狀態(tài)，然后當(dāng)step輸入的升高沿到來后，內(nèi)置譯碼器將按照步進(jìn)規(guī)律的輸入值（步進(jìn)模式見表2）控制h橋的輸出，使電機(jī)在當(dāng)前步進(jìn)模式下產(chǎn)生1次步進(jìn)。步進(jìn)的方向由dir的輸入規(guī)律控制，其高、低電平分離控制雙相電機(jī)正反轉(zhuǎn)。

8、注：全步進(jìn)轉(zhuǎn)過的角度為45°。（2）內(nèi)部pwm電流控制：每一個(gè)h橋都有一個(gè)有固定截止時(shí)光的pwm電流控制電路，以限制其負(fù)載電流在一個(gè)設(shè)計(jì)值。初始時(shí)，對(duì)角線上的一對(duì)源接收dmos（一對(duì)上下橋臂）處于輸出狀態(tài)，電流流經(jīng)電機(jī)繞組和sence腳所接的電流取樣電阻（見圖1）。當(dāng)取樣電阻上的壓降等于da的輸出時(shí)，電流取樣比較器將pwm鎖存器復(fù)位，從而關(guān)斷源驅(qū)動(dòng)器（上橋臂），進(jìn)入慢衰減模式；或同時(shí)關(guān)斷源接收驅(qū)動(dòng)器（上下橋臂）進(jìn)入快或混合衰減模式，使產(chǎn)生環(huán)流或電流回流至源端。該環(huán)流或回流將持續(xù)衰減至固定截止時(shí)光結(jié)束為止。然后，正確的輸出橋臂被再次啟動(dòng)，電機(jī)繞組電流再次增強(qiáng)，囫圇pwm循環(huán)完成。其中，

9、最大限流imax是由取樣電阻rs和電流取樣比較器的輸入電平vref控制的：imaxvref8rs固定截止時(shí)光toff的計(jì)算如上所述。（3）電流衰減模式控制：a3977具有自動(dòng)檢測電流衰減及挑選電流衰減模式功能，從而能給微步進(jìn)提供最佳的正弦電流輸出。電流衰減模式由pfd的輸入舉行控制，其輸入電平的凹凸控制輸出電流處于慢、快及混合衰減模式。假如pfd的輸入電壓高于06vdd，則挑選慢衰減模式。假如pfd的輸入電壓低于021vdd，則挑選快衰減模式。處于二者之間的pfd電平值將挑選混合衰減模式。其中混合衰減模式將一個(gè)pwm周期的固定截止時(shí)光分為快、慢兩個(gè)衰減部分。當(dāng)電流達(dá)到最大限流imax后，系統(tǒng)將

10、進(jìn)入快衰減模式直至sence上的取樣電壓衰減至pfd的端電壓vpfd。經(jīng)過tfd的快衰減后，器件將切換至慢衰減模式直至固定截止時(shí)光結(jié)束。其中，器件工作在快衰減模式的時(shí)光tfd為：tfdrtcrln（06vpfdvpfd）（4）同步整流控制：同步整流控制是由sr的規(guī)律輸入控制的。當(dāng)sr輸入為低電平常，同步整流功能將被啟動(dòng)。此期間，當(dāng)檢測到電流為零值時(shí)，可通過關(guān)閉同步整流功能來防止負(fù)載電流反向，從而防止了電機(jī)繞組反方向?qū)ā６?dāng)sr輸入為高電平常，同步整流將被禁止。（5）休眠模式：當(dāng)sleep引腳輸入為低電平常，器件將進(jìn)入休眠模式，從而大大降低器件空閑的功耗。進(jìn)入休眠模式后器件的大部分內(nèi)部電路包括dmos輸出電路、調(diào)整器及電荷泵等都將停止工作。當(dāng)其輸入為高電平常，系統(tǒng)復(fù)原到正常的操作狀態(tài)并將器件的輸出預(yù)置到home狀態(tài)。（6）典型應(yīng)用電路：其典型應(yīng)用電路1所示，可見其應(yīng)用電路是十分容易的，其正常工作時(shí)僅需5個(gè)規(guī)律輸入即可。5 應(yīng)用注重事項(xiàng)（1）pfd引入端應(yīng)加一個(gè)01f的電容去耦。（2）布線時(shí)應(yīng)布一個(gè)較厚的地層，最好在本器件周圍布上星形地。（3）最好將芯