Двунаправленная выборка тока
В обычном шаговом приводе внешний сенсорный резистор подключен между источником и землей каждого Н-моста, и измеряется только прямое напряжение на сенсорном резисторе при включении ШИМ. В режиме медленного затухания ток проходит через внутренний полевой МОП-транзистор и не проходит через резистор, поэтому ток не может быть измерен. В режиме быстрого затухания ток через резистор инвертируется, создавая отрицательное напряжение. Для текущих процессов питания IC отрицательные напряжения трудно отобрать с помощью простой обработки.
Если мы сможем контролировать ток обмотки в течение текущего периода затухания, многие проблемы регулирования тока с помощью шагового двигателя могут быть решены. Однако, как описано выше, это трудно достичь с помощью внешнего чувствительного резистора, и лучшим выбором является попытка обнаружения внутреннего тока. Внутреннее измерение тока позволяет контролировать ток в любое время, например время включения ШИМ, а также быстрое затухание и медленное затухание. Хотя это увеличивает сложность ИС драйвера, внутреннее измерение тока значительно снижает стоимость системы, поскольку внешние резисторы для выборки не требуются. Эти резисторы очень большие и дорогие, а цена, как правило, примерно такая же, как у драйвера ИМС!
ИС драйвера MP6500
Микросхема драйвера биполярного шагового двигателя MP6500 со встроенным внутренним детектором тока является хорошей заменой традиционной недорогой ИС драйвера биполярного шагового двигателя с пиковым током. Блок-схема внутренней цепи MP6500 показана на рисунке 5.
MP6500 имеет максимальный пиковый ток привода 2,5 А (в зависимости от комплектации и дизайна печатной платы); напряжение питания колеблется от 4,5 до 35 В. Поддерживает режим полного, полушагового, четвертьшагового и восьмого шага. Не требуется внешний резистор для измерения тока, для настройки пикового тока в обмотке требуется только маломощный резистор с заземлением.
Внутреннее обнаружение тока основывается на точном согласовании конструкции силовой трубки и связанных цепей, чтобы гарантировать, что ток обмотки всегда точно измеряется, тем самым улучшая качество работы шагового двигателя.
Обычно MP6500 работает в режиме медленного затухания. Однако, когда фиксированное время выключения истекло и медленное затухание закончилось, если текущий ток обмотки все еще превышает ожидаемый уровень, включается режим быстрого затухания, чтобы быстро уменьшить ток возбуждения до желаемого значения. Этот гибридный режим управления позволяет току привода быстро падать до нуля, обеспечивая при этом, чтобы средний ток был как можно ближе к заданному значению. Когда шаг скачет, используется быстрое затухание, так что текущий ток быстро устанавливается на ноль, как показано на рисунке 6.
Если напряжение питания высокое, индуктивность низкая или требуемая пиковая амплитуда тока низкая, ток может быть выше установленного значения. Из-за времени гашения существует минимальное время включения для каждого цикла ШИМ, и многие традиционные драйверы шаговых двигателей не могут контролировать ток обмотки. Если это произойдет, MP6500 продолжит использовать режим быстрого затухания, чтобы ток обмотки никогда не превышал установленное значение (см. Рисунок 7).
