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单芯片高效率8细分的35V/2.6A步进电机驱动器—SGM42630
2020-05-08

随着工业4.0、无人机、智慧家居、新能源汽车和机器人等领域的蓬勃发展,电机行业爆发出了前所未有的市场机遇。但这些领域对电机技术提出了更高的要求,为了顺应市场要求,使产品获得竞争力,高精度、高可靠性、长寿命、低功耗、小型化、高集成度正成为现今电机产品需要努力的方向。

以步进电机,特别是闭环步进电机为例,它们非常适合应用于对精度有一定要求的低成本工业控制市场,如纺织机具、ATM机、验钞机等。未来,从开环走向闭环,与驱动器和伺服系统集成一体化发展,将是步进电机的主要潮流。前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国步进电机制造行业产销需求与投资预测分析报告》也显示,2018-2023年,中国步进电机制造行业市场规模将保持5.1%左右的年均增速。乐观预计,到2023年,行业市场规模有望突破180亿元。

如何选择优良的电机控制器

圣邦微电子推出的SGM42630正是一款面向此类工业应用的双极性步进电机驱动器。它不但通过小体积解决了发热不好处理的困惑,还依靠自适应控制衰减模式省去了用户针对不同电机型号都要进行调试的麻烦。

众所周知,在现代工业中,步进电机驱动具有慢速衰减、快速衰减、混合衰减等不同的控制策略,要想得到圆滑、安静的驱动曲线,电机驱动器必须根据电机电感量大小、线圈内阻, 电流变化方向来精细调整混合衰减比例。否则,不但会导致电机运行效率差、噪音大、震动大、容易堵转;  控制器厂商还不得不根据不同的整机参数逐一进行调试,工作效率极低。

慢速衰减

快速衰减

混合衰减

纹波更小

纹波更大

纹波适中

最适合小电感电机

高电感马达需求

表现介于快慢衰减之间

PWM周期中长关断时间

PWM周期中短关断时间

PWM周期中等关断周期时间

关断时间过长则可听到噪声

可能造成过多的开关损耗

频率和波纹之间的最佳平衡

电流缓慢下降

电流快速下降

电流快速下降

适合电流上升期间,太慢可能会扭曲正弦信号波形

适合电流下降期间,比较快的衰减方式

适合电流下降期间,比较快的衰减方式

表1 步进电机的不同衰减模式的使用策略

 

相比竞争对手,SGM42630步进电机驱动器的最大优势来自以下三点:

  • 该器件的输出级由两个N沟道功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)H桥驱动器组成,具备大电流输出能力。每个H桥能够在全温度范围内驱动高达2.6A的峰值电流或1.8A均方根(RMS)电流(采用适当的印刷电路板接地层进行散热,电压为35V),过流点高达 3.2A。

 

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图1 SGM42630应用电路图

 

  • 业界相同规格产品中RDS(ON)最低(小于同类产品24%);相同条件下,发热最小,温升最低(多片使用的情况下整版温升低约10°),实现了业内最大电流最低温升设计,便于散热工艺处理,或者不加散热器。


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SGM42630 at 97℃

Product A at 107℃

Product B at 130℃

Product C at 157℃

图2 SGM42630与同类产品温升比较

  • 提供包括慢速、快速和混合及自适应衰减模式(Auto Decay Mode)功能,可自动调整电机以实现最佳电流调节性能,噪音更低,并且能够对电机变化和老化问题进行补偿,适合于如纺织行业等控制板厂客户。同时,用户调试更加简单,与竞品间可实现P2P兼容。SGM42630的电流波形图电流更加干净,运转更加圆滑、安静(参见下图)。

 

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图3 调试最好的混合衰减模式电流波形图

图4 自适应衰减模式的SGM42630电流波形图

 

SGM42630性能参数

  • 双H桥式电机驱动

    • 电源电压:8V到35V

    • 输出电流:3.2A电流保护

    • HS+LS FET导通电阻:290mΩ (at VM=24V,TA=+25℃)

  • 内置细分索引器,支持高达8微步

  • 简单的STEP/DIR接口

  • 支持快速、慢速、混合比例,以及自适应衰减模式

  • 低功耗休眠模式

  • 过电流、热保护、短路保护和欠压保护等综合保护功能

  • 支持工业级操控温度范围

相关产品信息

同时,圣邦微电子还可提供其他类型的马达驱动器产品:

Device

Description

SGM42630

35V, 2.6A Stepper Driver with 1/8 Microstepping

SGM42600

24V, 2A Stepper Driver with IN-IN   (PWM) Interface

SGM42622

12V, 1.8A Stepper Driver with 1/256   Microstepping

SGM42633

13V,1A Stepper Driver with IN-IN (PWM) Interface

SGM42507

7.5V, 1.5A DC Motor Driver with   PH-EN/FAULT Interface

SGM42512

5.5V, 1.5A DC Motor Driver with PH-EN/FAULT   Interface

SGM42513

5.5V, 1.5A DC Motor Driver with   IN-IN (PWM) Interface

SGM42609

24V, 2A DC Motor Driver with IN-IN   (PWM) Interface

SGM42606

12V, 8A DC Motor Driver

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