Texas Instruments DRV8461步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是寬電壓、高功率、高性能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。這些驅(qū)動(dòng)器支持高達(dá)65V的電源電壓，并且具有300mΩ HS + LS導(dǎo)通電阻集成MOSFET，允許高達(dá)3A的電流。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments DRV8461步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

自動(dòng)扭矩功能通過(guò)根據(jù)負(fù)載扭矩調(diào)整線(xiàn)圈電流來(lái)提高效率。靜止省電模式可減少電機(jī)保持狀態(tài)下的功率損耗。靜音步進(jìn)衰減模式可在低速和靜止?fàn)顟B(tài)下實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲運(yùn)行。采用內(nèi)部電流檢測(cè)，無(wú)需再使用檢測(cè)電阻，從而縮小PCB面積并降低成本。內(nèi)置分度器支持高達(dá)1/256微步，自動(dòng)微步模式對(duì)輸入STEP信號(hào)進(jìn)行插值，從而減少控制器的開(kāi)銷(xiāo)。無(wú)傳感器失速檢測(cè)消除了系統(tǒng)的終點(diǎn)停止。DRV8461步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支持其他診斷和保護(hù)功能，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健可靠的運(yùn)行。

DRV8461只需最少的調(diào)整即可配置高級(jí)功能。Texas Instruments DRV8461支持比外部FET驅(qū)動(dòng)器更高的功率密度，且PCB面積更小。高能效和精確、無(wú)噪音的運(yùn)行使DRV8461驅(qū)動(dòng)器成為高性能步進(jìn)系統(tǒng)的理想選擇。

特性

• 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
  • 帶有STEP/DIR引腳的SPI或H/W接口
  • 高達(dá)1/256微步進(jìn)分度器
• 工作電源電壓范圍：4.5V至65V
  • 支持標(biāo)準(zhǔn)24V、36V和48V電源軌
• 低 R DS(ON) （24V、25°C時(shí)為300mΩ HS + LS）
• 每橋電流容量高
• 靜音步進(jìn)衰減模式，可在靜止和低速狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲運(yùn)行。
• 自動(dòng)微步進(jìn)模式，用于步進(jìn)頻率插值
• 可定制微步進(jìn)分度器表
• 自動(dòng)扭矩，用于負(fù)載相關(guān)電流控制
• 靜止省電模式
• 支持1.8V、3.3V和5.0V邏輯輸入
• 低電流休眠模式 (2.5μA)
• 獨(dú)立邏輯電源電壓（V CC ）
• 保護(hù)和診斷功能：
  • 無(wú)傳感停轉(zhuǎn)檢測(cè)
  • VM欠壓鎖定（UVLO）
  • 開(kāi)路負(fù)載檢測(cè) (OL)
  • 過(guò)流保護(hù) (OCP)
  • 熱關(guān)斷 (OTSD)
  • 故障狀態(tài)輸出 (nFAULT)
  • 分度器零位輸出 (nHOME)

簡(jiǎn)化示意圖

DRV8461步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

DRV8461是德州儀器(TI)推出的一款高性能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片，具有寬電壓工作范圍(4.5V-65V)和高達(dá)3A的驅(qū)動(dòng)能力。該器件采用先進(jìn)的集成設(shè)計(jì)，特別適合工廠自動(dòng)化、紡織機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、3D打印機(jī)等高要求應(yīng)用場(chǎng)景。

?關(guān)鍵特性?：

• 支持SPI或硬件(H/W)兩種接口配置
• 高達(dá)1/256微步分辨率，實(shí)現(xiàn)超平滑運(yùn)動(dòng)控制
• 集成智能電流調(diào)節(jié)技術(shù)(智能調(diào)諧)
• 內(nèi)置靜音步進(jìn)(Silent Step)衰減模式
• 自動(dòng)扭矩(Auto-torque)動(dòng)態(tài)電流調(diào)節(jié)功能
• 多種保護(hù)機(jī)制：過(guò)流、過(guò)熱、欠壓鎖定等

二、核心技術(shù)創(chuàng)新

1. 智能電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)

DRV8461提供兩種智能調(diào)節(jié)模式：

• ?智能調(diào)諧動(dòng)態(tài)衰減?：自動(dòng)調(diào)整快速衰減百分比，優(yōu)化電流紋波
• ?智能調(diào)諧紋波控制?：通過(guò)可變關(guān)斷時(shí)間實(shí)現(xiàn)精確的紋波電流控制

與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器相比，可減少電機(jī)振動(dòng)和噪音達(dá)70%，同時(shí)提高能效15%以上。

2. 靜音步進(jìn)技術(shù)

通過(guò)電壓模式PWM調(diào)節(jié)方案，消除了傳統(tǒng)峰值電流模式在靜止和低速時(shí)的開(kāi)關(guān)噪聲。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，在50RPM以下轉(zhuǎn)速時(shí)，噪音降低幅度可達(dá)20dB。

3. 自動(dòng)扭矩優(yōu)化

創(chuàng)新的負(fù)載自適應(yīng)算法可動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電流，在輕載時(shí)自動(dòng)降低電流至設(shè)定最小值(通過(guò)ATQ_TRQ_MIN配置)，典型應(yīng)用中可節(jié)省30%以上的功耗。

三、保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)

DRV8461提供全面的保護(hù)機(jī)制：

1. ? 過(guò)流保護(hù)(OCP) ?
   • 峰值電流限制：4.8A
   • 可配置鎖存或自動(dòng)重試模式
   • 典型響應(yīng)時(shí)間：1.2-2.2μs
2. ?熱管理?
   • 過(guò)熱預(yù)警(OTW)：135-165°C
   • 熱關(guān)斷(OTSD)：150-180°C
   • 帶20°C遲滯防止振蕩
3. ? 失速檢測(cè)(僅SPI模式) ?
   • 通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)相位監(jiān)測(cè)
   • 可自動(dòng)學(xué)習(xí)閾值(STALL_TH)
   • 支持4.8-4095計(jì)數(shù)范圍

四、PCB布局建議

1. ?功率回路布局?
   • 使用2oz銅厚PCB
   • VM走線(xiàn)寬度≥2mm(3A電流)
   • 功率地(PGND)單獨(dú)布置
2. ?熱設(shè)計(jì)要點(diǎn)?
   • 底部散熱焊盤(pán)必須充分連接至地平面
   • 建議使用4層板設(shè)計(jì)
   • 每1A電流需預(yù)留50mm2銅箔面積
3. ?信號(hào)隔離?
   • 模擬地(GND)與功率地(PGND)單點(diǎn)連接
   • 敏感信號(hào)(STEP/DIR)遠(yuǎn)離功率走線(xiàn)

五、選型對(duì)比