概述:UDN2916是步进电机驱动集成电路。它为双列直插24脚封装。工作电压50V,驱动电流正负1A(连续正负0.75A)。是一款能够驱动双绕组双极步进电机的IC。适用的电机电压范围为10V-45V。逻辑电压不能超过7V;通过内部脉宽调制控制器(PWM)可实现最大750mA的输出电流;同时还具有:内置1/3和2/3分割器:逻辑输入实现1-phase/2-phase/W1—2phase激励模式;内置过热和交叉电流保护功能;集成钳制二极管;内置防止低压误操作等保护功能。
三、PWM控制电路
如上图,每个PWM控制器由一组电桥、及其外部一个感应电阻(Rs)、一个内部比较器和一个单稳多谐振荡器组成,用以独立感应和控制输出电流。
当电桥导通时,电机线圈中电流开始增大,电流通过外部感应电阻产生的感应电压也在增大,当感应电压达到比较器输入端设定电压值时,线圈中电流ITRIP=VREF/10RS,比较器此时触发单 稳态关闭电桥的源驱动。由于内部逻辑和转换开关的延迟会导致实际负载电流峰值稍高于理论值,这种延迟(td)典型值为2 μs。当电桥关闭后,电机电流开始衰减,通过地箝位二极管和接收晶体管回流。源驱动关闭时间由单稳态的外部RC决定toff=RTCT,一般RT取值范围在20k~100k,CT取值范围在100pF~1000pF。
芯片接入由电阻Rt和电容Ct组成的RC电路与芯片内部的振荡器(OSC)产生信号采样电流传感器所需的信号采样频率,RC参数选择不当,会引起芯片烧坏,或发出噪音等异常现象。
实际电路设计应用中,对RT和CT参数取值容易忽略,RT取值精度应不低于1%,CT应选用NPO类型和精度不低于5%的电容,这样可以有效固定toff时间,达到电流的最佳控制。而采样电阻取值大小决定了步进电机线圈电流的大小,电阻大了、则线圈电流太小,步进电机驱动无力;电阻小了、则线圈电流太大,会烧坏步进电机线圈。UDN2916LB最大输出电流0.75A。
假设采样电阻Rs使用1.0欧高精度电阻,参考电压取最大为5V时,要求最大输出电流loutput=VREF/(10×Rs)=5/(10×1)=0.5A。电阻功率P=I2R=0.5×O.5×1=0.25W<0.5W。因此,采样电阻Rs功率用0.5W就够了。
四、减少和分散功耗
提高热性能的方法是在4个输出端和地之间分别增加肖特基二极管,因为驱动IC消耗的大部分能量主要为在突变关闭期间马达再生电流造成,马达产生的再生电流
流过电流检测电阻和地 箝制二极管重新流回马达,通过这种路径产生的电压跌落引起了能量消耗,在这个路径上地箝制二极管上的瞬时电压(VF)出现了最大的跌落。意味着外加的肖特基势二极管将会提高驱动IC的热性能,只要这些肖特基二极管的VF特性值比内部地箝制二极管小。外部二极管也能对驱动IC分散一部分消耗(热源)和减小能量耗散(PD),也可以得到较大输出电流。
五、UDN2916电路注意事项
由于UDN2916LB是一种斩波式电源驱动IC,设计时需要特别注意周围地的布线。可独立作为模拟地和数字地单点连接或也可用低阻抗的大面积铜皮作为地。 如下图
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