基于BD6389的步进电机驱动器DEMO板设计

时间:2015-07-26 14:40 | 来源:金桥电子网 | 点击: 次 [去老版] [去论坛] [去网店]

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1.引言
  BD6389是日本Rohm公司生产的一款高性能、高可靠性的24V步进电机驱动器。BD6389有几个完整的保护电路(热关闭电路TSD,过流保护电路OCP,低电压停止输出电路UVLO,高电压停止输出电路OVLO),且由于使用低阻抗DMOS输出晶体管和离散热功率包装而取得了极好的散热性能。BD6389额定电压最高36V输入,2.2A电流输出。对于输入接口,连续的驱动模式(CLK-IN)和并口(Paral-lelIN)是互相兼容的,请根据应用需要选择输入模式。同时允许全分、半分(2种)、四分之一分励磁模式。
 

  2.引脚功能

  BD6389采用36脚HSOP封装,在芯片上、下部中间有外露的金属散热片,有极高的散热性能。不需外接散热片,靠印刷电路板散热。需要注意的是,芯片外露的金属散热片一定要完全的焊接到PCB的GND地上,PCB的GND面积也要尽可能的大。否则,不利于散热。下表是BD6389的引脚功能。

  3.BD6389的细分方式的端口设定与PS,ENABLE,RESET,SR设定方式表2所示是BD6389的细分方式的端口设定与PS,ENABLE,SELECT设定方式,必须理解和掌握这些设置才能更好的设计BD6389电机驱动器。

  4.基于BD6389的步进电机驱动器DEMO板设计

  下图所示是BD6389电机驱动器DEMO板的应用电路图,其设计思路如下。

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  PS(BD6389的第8脚)端是功率保存端,即省电模式端口,可以做为RESET复位功能使用,本DEMO板使用单刀双掷开关SW3控制,当PS端接+5V时,处于工作状态,反之,则处于停机状态,使驱动器不工作。

  VREF1端和VREF2端(BD6389的4脚和14脚)是参考电压设置端,也是输出电流设置端,VREF1和VREF2-般采用同一分压电源。输出电流由参考电压和电流检测电阻决定,BD6388/89采用的是PWM恒流驱动方式,所以电流设定方式如下:lout=VREF/5/RNf,因此,我们的设计输出电流是0.9/5//0.2=0.9A(由R18和R20电阻分压得到0.9V)。可以在R18两端并联一个和R18等值的分流电阻,这个电阻通过三极管控制是否接入。在电机停止且锁定的时候,为了减少功耗,用微处理器发出命令使锁定控制三极管导通,并入分流电阻使VREF端电压降低,这时输出电流会降低。在实际应用时可根据实际情况选择合适的电阻来分压,得到不同的VREF,即得到了不同的输出电流:在DE-MO板设计中,可以将R18换成10K的电位器,改变电位器的阻值,就可以改变电机的输出电流。

  CR1.CR2为设定电机PWM频率端(BD6389的2脚和16脚),设置PWM的最小ON/OFF时间,为了可以调整PWM的ON/OFF时间,在这个引脚和地间接有470pF~4700pF电容和10kΩ~100kΩ电阻,OFF时间由公式TOFF[s]≈C×R×0.81决定,我们设计使用了39K电阻和1000pF电容。

  MTH1和MTH2(BD6389的3、15脚)为电流衰减方式设定端,除非出现特殊用法,一般MTH1和MTH2这两个端口共用一个分压电源。通过改变MTH端的电压可以任意的设置电流衰减。当MTH端口的电压为0~0.3V时,电流衰减方式为快衰减(适合于电机转速高的情况);当MTH端口的电压为0.4~0.9V时,电流衰减方式为混合衰减(适合中等速度,一般采用该模式):当MTH端口的电压为1.5~3.5V时,电流衰减方式为慢衰减(适合于电机转速低的情况)。我们设计为MTH端电压为2.1V(通过R21和R19分压得到),即慢衰减模式。

  TEST端(BD6389的9脚)用于制造商出厂前的测试,在正常使用时连接到地,如果悬空或连接到电源可能会出现故障。VCCO、VCC1、VCC2是电源供电端(BD6389的36、35、19脚),PCB布线和连接外电源时,接线要尽可能的短和粗,而且在靠近每个电源引脚边接一个100—470微法的电解电容或钽电容与一个0.01—0.1微法的高频电容,能起到很好的滤波作用。OUT1A,OUTIB,OUT2A,OUT2B是电机输出端口,OUTIA,OUTIB(BD6389的33、31脚)接两相电机的一个绕组上,OUT2A,OUT2B(BD6389的22、24脚)接两相电机的另一个绕组上,若电机运动方向不是我们想要的方向的时候,只需对调OUTIA,OUTIB或OUT2A,OUT2B中的任两根线就可以改变电机的转向。RNF1,RNF2(BD6389的28、27脚)是输出电流传感器限流电阻连接端口,外接一个0.1—0.3Q的电阻用于电流检测,再通过两个零欧姆电阻R13和R15连接电流传感比较器输入端RNFIS,RNF2S(BD6389的29、26脚)。该电阻应能满足功率需求,本设计各使用了六个1.2Ω/0.5W的贴片电阻。

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  MODEO、MODE1(BD6389的11、12脚)是细分选择端,通过两个单刀双掷开关SW4、sw5使这两个引脚为高电平或低电平的组合,按照上表选择细分方式。SELECT(BD6389的5脚)端是输入方式选择端,通过一个单刀双掷开关SW1选择此脚为高电平或低电平,根据上表选择输入方式。ENABLE(BD6389的13脚)端是输出使能端,通过一个单刀双掷开关SW6选择此脚为高电平或低电平,当其为高电平时,电机可以工作,反之,电机处于释放状态,即使有脉冲加入到BD6389的CLK端,电机也不会旋转。cw/ccw(BD6389的6脚)端是电机运动方向选择端,通过一个单刀双掷开关SW2选择此脚为高电平或低电平,来改变电机的旋转方向。CLK(BD6389的7脚)端是BD6389时钟输入端,每来一个脉冲,电机运行一个电角度,如步进电机步距角是1.8度,选择4细分,则需要输入800个脉冲,电机就运行1圈。

  5结束语

  步进电机驱动器BD63869具有性能优越、质量可靠、价格便宜等优点,非常适合作为两相步进电机的驱动器。在我们的医疗系统光学电机驱动中得到了很好的应用,效果出色,成本低廉。

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(责任编辑:JQDZW)
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