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步进电机驱动芯片 DRV8825

时间:2022-09-04 15:00:00 1500w的电机用多大电容cph二极管uf4007二极管的参数1n4448w贴片二极管275v2uf电容电感线圈c6

个人理解学习自记:更新

1.原理图,PCB图,3D图,设计分析

1.1 原理图:

1.2 PCB图

1.2 3D图

1.4设计分析

1.4.1应用图纸

1.4.2设计要求

1.4.3 组件选型:

电容选择:不同耐压的电容可以并联,并联之后总容量等于所有电容之和,耐压等于所有电容里耐压最低的那个,如果所有电容耐压值相同,则并联后耐压不变。

  • 电源取值24V,100uF/ 50V贴片电解电容C7;
  • VMA VMB:MLCC贴片电容0.1uF /50V2个C2 C3;

电源与电机驱动系统之间的接线电感将限制电源的电流变化。如果电解电容器太小,系统将响应电机在电流需求过大或电压变化时产生的放电。应选择电容器尺寸以满足可接受的电压纹波。

建议值100uF(50V),但需要进行系统级测试,以确定大容量电容器的适当尺寸。

  • LED1参数2V,20mA,取值5mA,2V,求出R1电阻4.4K,见博客电阻知识点一章,取值4.3K,则电阻P=U2/R=22*22/4.3K=113mW,因此,电阻功率值为2000mW;

  • CP1、CP2即CPH\CPL的C5,0.01uF / 50V,详见博客充电泵电容原理
  • VCP的C4和R2选取,根据下表参数直接选择此处的选择值,无法判断内部电路图
  • V3P3OUT滤波电容C6的选择0.47uF,6.3V;IV3P最大输出电流1mA:

  • VREF参考电压选3.3V-1V之间:

  • ISENA/B:R4、R5阻值200mΩ:

ISENA/B=1.25A,P=I2R=1.25*1.25*0.2=313W,电阻为1210,电阻为200mΩ,功率1/2W;

  • AVREF:分压电阻R3 、R6选取50K,30K;

分压:3.3V*30/(30 50)=1.2375V

  • nFAULT/nHOME:R7、R8选择10K上拉;
  • NREST/NSLEEP/DIR/NENBL/MODE输入要求

  • STEP步进电机速度脉冲求值:

stm32时钟频率设置:

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(22500-1);

72MHz/22500=3200Hz

  • mode步距角细分设置

1.8°/step 8细分模式设置如下:

  • DECAY衰减模式设置:(详细了解衰减模式,见博客衰减内容)

电感的原理化方向的电感原理

DECAY引脚低电平选择快速衰减模式,路径2,自由停车模式,电流进入电源;高电平、慢衰减模式、路径3、制动模式、电流进入线圈本身;

引脚闲置混合衰减模式,当电机线圈电流下降时,开始PWM25%快速衰减模式的周期,然后PWM75%的慢衰减模式;

Blanking Time消隐时间
After the current is enabled in an H-bridge, the voltage on the xISEN pin is ignored for a fixed period of time before enabling the current sense circuitry. This blanking time is fixed at 3.75 μs. Note that the blanking time also sets the minimum on time of the PWM.

启用电流检测电路3次.75μs;还设置了消隐时间PWM最小接通时间;A相衰减时,B这段时间用于衰减;

2.管脚分布及定义

7.功能框图和特征描述

针对CP1 CP2和VCP、VM解释:

首先需要了解NMOS和PMOS的MOSFET组合形式,NMOS上门驱动电压高于下门驱动电压。这部分解释见NMOS PMOS Charge pump flying capacitor充电泵一章

回到芯片中的理解:Vin就是VCP,CP1CP2之间的电容是电荷泵的升压电容;


波形曲线:

如上图:AB相电机绕组,蓝色1234标志

标记1处,A相绕组上升,

B相绕组标记2处上升,A绕组衰减模式,

标记3处,A相绕组电流反向通电,B相衰减,

标记4处,B绕组电流反向上升,A相衰减;

如此重复,电机旋转。

细分以后,A相绕组电流平均值根据脉冲输入阶梯状增加(详细了解细分模式,见博客细分),电流达到斩波电流后,当电机B相电流增加时,A相衰减;

步进脉冲输入图1,A微步电流和衰减波形

图3即使有脉冲输入,A当相电流下降时,混合衰减模式

图2脉冲输入、电流上升、缓慢衰减、总体趋势或上升?纯个人理解

9.PCB布局图及包装:

焊盘连接到GND,多层板穿孔散热;

布局图:san>

封装尺寸

不同钢网厚度,散热焊盘的上锡尺寸;

 

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