ZHCSRF9A December 2022 – October 2023 DRV8461
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 修訂歷史記錄
- 5 引腳配置和功能
- 6 規格
-
7 詳細說明
- 7.1 概述
- 7.2 功能方框圖
- 7.3 特性說明
- 7.4 編程
- 7.5
寄存器映射
- 7.5.1 狀態寄存器
- 7.5.2
控制寄存器
- 7.5.2.1 CTRL1（地址 = 0x04）[默認值 = 0Fh]
- 7.5.2.2 CTRL2（地址 = 0x05）[默認值 = 06h]
- 7.5.2.3 CTRL3（地址 = 0x06）[默認值 = 38h]
- 7.5.2.4 CTRL4（地址 = 0x07）[默認值 = 49h]
- 7.5.2.5 CTRL5（地址 = 0x08）[默認值 = 03h]
- 7.5.2.6 CTRL6（地址 = 0x09）[默認值 = 20h]
- 7.5.2.7 CTRL7（地址 = 0x0A）[默認值 = FFh]
- 7.5.2.8 CTRL8（地址 = 0x0B）[默認值 = 0Fh]
- 7.5.2.9 CTRL9（地址 = 0x0C）[默認值 = 10h]
- 7.5.2.10 CTRL10（地址 = 0x0D）[默認值 = 80h]
- 7.5.2.11 CTRL11（地址 = 0x0E）[默認值 = FFh]
- 7.5.2.12 CTRL12（地址 = 0x0F）[默認值 = 20h]
- 7.5.2.13 CTRL13（地址 = 0x10）[默認值 = 10h]
- 7.5.2.14 CTRL14（地址 = 0x3C）[默認值 = 58h]
- 7.5.3 索引寄存器
- 7.5.4
自定義微步進寄存器
- 7.5.4.1 CUSTOM_CTRL1（地址 = 0x16）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.2 CUSTOM_CTRL2（地址 = 0x17）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.3 CUSTOM_CTRL3（地址 = 0x18）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.4 CUSTOM_CTRL4（地址 = 0x19）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.5 CUSTOM_CTRL5（地址 = 0x1A）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.6 CUSTOM_CTRL6（地址 = 0x1B）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.7 CUSTOM_CTRL7（地址 = 0x1C）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.8 CUSTOM_CTRL8（地址 = 0x1D）[默認值 = 00h]
- 7.5.4.9 CUSTOM_CTRL9（地址 = 0x1E）[默認值 = 00h]
- 7.5.5
自動扭矩寄存器
- 7.5.5.1 ATQ_CTRL1（地址 = 0x1F）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.2 ATQ_CTRL2（地址 = 0x20）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.3 ATQ_CTRL3（地址 = 0x21）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.4 ATQ_CTRL4（地址 = 0x22）[默認值 = 20h]
- 7.5.5.5 ATQ_CTRL5（地址 = 0x23）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.6 ATQ_CTRL6（地址 = 0x24）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.7 ATQ_CTRL7（地址 = 0x25）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.8 ATQ_CTRL8（地址 = 0x26）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.9 ATQ_CTRL9（地址 = 0x27）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.10 ATQ_CTRL10（地址 = 0x28）[默認值 = 08h]
- 7.5.5.11 ATQ_CTRL11（地址 = 0x29）[默認值 = 0Ah]
- 7.5.5.12 ATQ_CTRL12（地址 = 0x2A）[默認值 = FFh]
- 7.5.5.13 ATQ_CTRL13（地址 = 0x2B）[默認值 = 05h]
- 7.5.5.14 ATQ_CTRL14（地址 = 0x2C）[默認值 = 0Fh]
- 7.5.5.15 ATQ_CTRL15（地址 = 0x2D）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.16 ATQ_CTRL16（地址 = 0x2E）[默認值 = FFh]
- 7.5.5.17 ATQ_CTRL17（地址 = 0x2F）[默認值 = 00h]
- 7.5.5.18 ATQ_CTRL18（地址 = 0x30）[默認值 = 00h]
- 7.5.6 靜音步進寄存器
- 8 應用和實施
- 9 散熱注意事項
- 10電源相關建議
- 11布局
- 12器件和文檔支持
- 13機械、封裝和可訂購信息
封裝選項
機械數據 (封裝 | 引腳)
散熱焊盤機械數據 (封裝 | 引腳)
訂購信息
7.3.4 微步進分度器
器件中的內置分度器邏輯支持多種不同的步進模式。SPI 寄存器中的 MICROSTEP_MODE 位或 M0 和 M1 引腳用于配置步進模式，如表 7-5 所示。
MODE = 1 | MODE = 0 | ||
|---|---|---|---|
MICROSTEP_MODE | M0 | M1 | 步進模式 |
0000b | 0 | 0 | 100% 電流的全步進（兩相勵磁） |
0001b | 0 | 330k? 至 GND | 71% 電流的全步進（兩相勵磁） |
0010b | 1 | 0 | 非循環 1/2 步進 |
0011b | 高阻態 | 0 | 1/2 步進 |
0100b | 0 | 1 | 1/4 步進 |
0101b | 1 | 1 | 1/8 步進 |
0110b | 高阻態 | 1 | 1/16 步進 |
0111b | 0 | 高阻態 | 1/32 步進 |
1000b | 高阻態 | 330k? 至 GND | 1/64 步進 |
1001b | 高阻態 | 高阻態 | 1/128 步進 |
1010b | 1 | 高阻態 | 1/256 步進 |
當使用 SPI 接口工作時，該器件還允許通過 SPI 接口更改步進和方向，如表 7-6 所示。四個位專用于此目的：
|
位 |
0b（默認值） |
1b |
|---|---|---|
|
SPI_DIR |
驅動器根據 DIR 引腳輸入改變方向 | 方向變化取決于 DIR 位 |
|
SPI_STEP |
步進取決于 STEP 引腳輸入 | 步進變化取決于 STEP 位 |
|
DIR |
電機反向運動 | 電機正向運動 |
|
STEP |
X |
分度器前進一步。STEP 位會自行清除，并在寫入 1b 后變為 0b。 |
表 7-7 展示了當 DIR 引腳為邏輯高電平或 DIR 位為“1”時，全步進（71% 電流）、1/2 步進、1/4 步進和 1/8 步進運行狀態的相對電流和步進方向。更高的微步進分辨率也將遵循相同的模式。AOUT 電流是電角的正弦，BOUT 電流是電角的余弦。正電流是指進行驅動時從 xOUT1 引腳流向 xOUT2 引腳的電流。
| 1/8 步進 | 1/4 步進 | 1/2 步進 | 全步進 71% | AOUT 電流 （滿量程百分比） | BOUT 電流 （滿量程百分比） | 電角（度） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 0% | 100% | 0.00 | |
| 2 | 20% | 98% | 11.25 | |||
| 3 | 2 | 38% | 92% | 22.50 | ||
| 4 | 56% | 83% | 33.75 | |||
| 5 | 3 | 2 | 1 | 71% | 71% | 45.00 |
| 6 | 83% | 56% | 56.25 | |||
| 7 | 4 | 92% | 38% | 67.50 | ||
| 8 | 98% | 20% | 78.75 | |||
| 9 | 5 | 3 | 100% | 0% | 90.00 | |
| 10 | 98% | -20% | 101.25 | |||
| 11 | 6 | 92% | -38% | 112.50 | ||
| 12 | 83% | -56% | 123.75 | |||
| 13 | 7 | 4 | 2 | 71% | -71% | 135.00 |
| 14 | 56% | -83% | 146.25 | |||
| 15 | 8 | 38% | -92% | 157.50 | ||
| 16 | 20% | -98% | 168.75 | |||
| 17 | 9 | 5 | 0% | -100% | 180.00 | |
| 18 | -20% | -98% | 191.25 | |||
| 19 | 10 | -38% | -92% | 202.50 | ||
| 20 | -56% | -83% | 213.75 | |||
| 21 | 11 | 6 | 3 | -71% | -71% | 225.00 |
| 22 | -83% | -56% | 236.25 | |||
| 23 | 12 | -92% | -38% | 247.50 | ||
| 24 | -98% | -20% | 258.75 | |||
| 25 | 13 | 7 | -100% | 0% | 270.00 | |
| 26 | -98% | 20% | 281.25 | |||
| 27 | 14 | -92% | 38% | 292.50 | ||
| 28 | -83% | 56% | 303.75 | |||
| 29 | 15 | 8 | 4 | -71% | 71% | 315.00 |
| 30 | -56% | 83% | 326.25 | |||
| 31 | 16 | -38% | 92% | 337.50 | ||
| 32 | -20% | 98% | 348.75 |
表 7-8展示了針對 DIR = 1 情況，具有 100% 滿量程電流的全步進運行。這種步進模式比 71% 電流的全步進模式消耗更多的功率，但在高電機轉速下可提供更高的扭矩。
| 全步進 100% | AOUT 電流 （滿量程百分比） | BOUT 電流 （滿量程百分比） | 電角（度） |
|---|---|---|---|
| 1 | 100 | 100 | 45 |
| 2 | 100 | -100 | 135 |
| 3 | -100 | -100 | 225 |
| 4 | -100 | 100 | 315 |
表 7-9 展示了 DIR = 1 情況下的非循環 1/2 步進操作。這種步進模式比循環 1/2 步進運行消耗更多的功率，但在高電機轉速下可提供更高的轉矩。
| 非循環 1/2 步進 | AOUT 電流 （滿量程百分比） | BOUT 電流 （滿量程百分比） | 電角（度） |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 100 | 0 |
| 2 | 100 | 100 | 45 |
| 3 | 100 | 0 | 90 |
| 4 | 100 | –100 | 135 |
| 5 | 0 | –100 | 180 |
| 6 | –100 | –100 | 225 |
| 7 | –100 | 0 | 270 |
| 8 | –100 | 100 | 315 |
當使用 SPI 接口工作時，根據 STEP_EDGE 位，STEP 活動邊沿可以是上升沿，也可以是上升沿和下降沿，如表 7-10 所示。當配置為采用 H/W 接口時，STEP 有效邊沿僅為上升沿。對于需要以高輸入步進速率運行的應用，通過將兩個邊沿配置為有效邊沿，會將控制器開銷減少一半，因為輸入步進速率實際上是原來的兩倍。
|
接口 |
STEP_EDGE |
STEP 有效邊沿 |
|---|---|---|
|
SPI |
0b（默認值） |
上升沿 |
|
1b |
上升沿和下降沿 |
|
|
H/W |
X |
上升沿 |
在 STEP 輸入的每個有效邊沿，分度器移動到表格中的下一個狀態。方向按照 DIR 引腳邏輯高電平進行顯示。如果 DIR 引腳為邏輯低電平，則順序表相反。在步進時，如果步進模式動態變化，則分度器在 STEP 觸發有效邊沿時進入下一個有效狀態，以便實現新的步進模式設置。
上電后、退出邏輯欠壓鎖定后或退出睡眠模式后，分度器會移動到 45° 電角的初始激勵狀態（初始位置），對應于兩個線圈中滿量程電流的 71%。在這種情況下，所有寄存器都會恢復為默認值。
使用 SPI 接口工作時，如果 IDX_RST 位為 1b，它會將分度器電角重置為 45°（如圖 7-5 所示），但存儲器映射寄存器的內容不會改變。
圖 7-5 分度器復位. 從上到下的布線：AOUT2、AOUT1、STEP、線圈 B 電流、線圈 A 電流、nSCS如果 STEP 輸入頻率抖動，器件會對信號進行濾波，以進行失速檢測。FRQ_CHG 和 STEP_FRQ_TOL 位對濾波器設置進行編程，如表 7-11 所示。2% 濾波意味著中心頻率周圍高達 2% 的抖動將被濾除，以生成一個干凈的 STEP 信號，供內部電路檢測電機失速。
|
FRQ_CHG |
STEP_FRQ_TOL |
濾波 |
|---|---|---|
|
0b（默認值） |
00b |
1% |
|
01b（默認值） |
2% |
|
|
10b |
4% |
|
|
11b |
6% |
|
|
1b |
不用考慮 |
不濾波 |