TB6600FG--步进电机驱动IC(中文)

本资料是为了参考的目的由原始文档翻译而来。使用本资料时，请务必确认原始文档关联的最新信息，并遵守其相关指示。TB6600FG原本：”TB6600FG”2014-03-03翻译日:2014-04-10译文TB6600FG12014-03-03译文TOSHIBABiCD单晶硅集成电路TB6600FGPWM斩波型双极步进电机驱动ICTB6600FG是PWM斩波型单芯片双极正弦微步步进马达驱动器。可通过2-相，1-2-相，W1-2-相，2W1-2-相，4W1-2-相励磁模式，实现正向和反向旋转控制。2-相双极步进马达仅由低振动高效率时钟信号即可驱动。特点单芯片双极正弦微步步进马达驱动器Ron(上+下)=0.4Ω(典型值)重量：正向和反向旋转控制可用HQFP64-P-1010-0.50:0.26g(典型值)可选相驱动(1/1,1/2,1/4,1/8,和1/16步)输出耐压：Vcc=50V输出电流：IOUT=4.5A(绝对最大额定值,峰值)IOUT=4.0A(工作范围，最大值)封装：HQFP64-P-1010-0.50内置输入下拉电阻：100kΩ(典型值),(仅TQ端子：70kΩ(典型值))输出监控器引脚(ALERT)：IALERT最大值=1mA输出监控器引脚(MO)：IMO最大值=1mA配备有复位与启用引脚待机功能单电源内置热关机(TSD)电路内置欠电压锁定(UVLO)电路内置过流检测(ISD)电路(*)*：关于ISD(过流检测)：流经输出功率MOSFETs的电流需进行单独监控。如果八个输出功率MOSFETs中至少有一个的电流超过该过流检测值，则可检测到过流，L电平即被输出为ALERT信号。在这种情况下，所有输出功率MOSFETs均会被关闭。在电流超过绝对最大额定值时，IC可被击穿，因此电源线必加保险丝。TB6600FG22014-03-03译文引脚功能引脚编号I/O符号功能描述备注43输出ALERTTSD/ISD监控器引脚外接电阻上拉45―SGND信号地47输入TQ转矩(输出电流)设置输入引脚49输入Latch/Auto选择TSD返回类型。L:锁存,H:自动返回51输入Vref100%电流电平电压输入53,54,55,56输入Vcc电源58输入M1励磁模式设置输入引脚59输入M2励磁模式设置输入引脚60输入M3励磁模式设置输入引脚1,64输出OUT2BB通道输出23,4―NFBB通道输出电流检测引脚6,7输出OUT1BB通道输出18―PGNDB电源地10,11输出OUT2AA通道输出213,14―NFAA通道输出电流检测引脚16,17输出OUT1AA通道输出120―PGNDA电源地22输入ENABLE启用信号输入引脚H:启用,L:所有输出关闭23输入RESET复位信号输入引脚L:初始模式25,26,27,28输入Vcc电源30输入CLKCLK脉冲输入引脚32输入CW/CCW正向/反向控制引脚L:CW,H:CCW34―OSC内部振荡设置用电阻连接引脚36输出Vreg电源电容用控制侧连接引脚将电容连接至SGND38输出MO电角监控器引脚外接电阻上拉NC引脚:2,5,9,12,15,18,19,21,24,29,31,33,35,37,39,40,41,42,44,46,48,50,52,57,61,62,63应在该IC外部将相同符号的各引脚相连接。在应行ESD时应将各NC引脚排除在外，因为这些引脚并未与该IC中的任何对象相连。终端电路输入引脚(M1,M2,M3,CLK,CW/CCW,ENABLE,RESET,Latch/Auto)输入引脚(TQ)VDD10kΩ70kΩ10kΩ100kΩTB6600FG32014-03-03译文引脚分配(NC)TQ(NC)SGND(NC)ALERT(NC)(NC)(NC)(NC)MO(NC)Vreg(NC)OSC(NC)48474645444342414039383736353433Latch/Auto4932CW/CCW(NC)5031(NC)Vref5130CLK(NC)5229(NC)Vcc5328VccVcc5427VccVcc5526VccVcc5625Vcc(NC)5724(NC)M15823RESETM25922ENABLEM36021(NC)(NC)6120PGNDA(NC)6219(NC)(NC)6318(NC)OUT2B6417OUT1A12345678910111213141516OUT2B(NC)NFBNFB(NC)OUT1BOUT1BPGNDB(NC)OUT2AOUT2A(NC)NFANFA(NC)OUT1ATB6600FG(TopView)(顶视)TB6600FG42014-03-03译文方块图预输入电路Vref的设置输入电压比TQL30%H100%电流选择电路B电流选择电路AH-桥驱动器AENABLEM1M2CW/CCWCLKM3OSC输入电路1/3TSD/ISD/UVLOMOALERTH-桥驱动器AOUT1AOUT2ANFAH-桥驱动器BOUT1BOUT2BNFBVrefSGNDPGNDB47496,713,1410,1116,1725,26,27,28,53,54,55,56433836585960323023222045预-驱动预-驱动3,4OSC1,64RESET8PGNDA3451Latch/AutoTQVccVreg100%/30%Reg(5V)TB6600FG52014-03-03译文功能描述1.励磁设置利用M1,M2与M3输入，可以下八种模式中选择励磁模式。在马达运行期间，在M1,M2,或M3输入改变时，新励磁模式可从初始模式启动。在这种情况下，输出电流波形不能再继续。输入模式(励磁)M1M2M3LLL待机模式(内部电路的运行几乎被关闭)LLH1/1(2-相励磁,整步)LHL1/2A型(1-2相励磁A型)(0%,71%,100%)LHH1/2B型(1-2相励磁B型)(0%,100%)HLL1/4(W1-2相励磁)HLH1/8(2W1-2相励磁)HHL1/16(4W1-2相励磁)HHH待机模式(内部电路的运行几乎被关闭)注：在通过改变M1,M2,与M3改变励磁模式时，不得设置M1=M2=M3=L或M1=M2=M3=H。待机模式在M1=M2=M3=L或M1=M2=M3=H时，运行模式转为待机模式。通过关闭保护操作以外的所有操作，可实现功耗的最小化。在待机模式下，输出端子MO为HZ。通过将M1=M2=M3=L与M1=M2=M3=H的状态改为其它状态，即可解除待机模式。在解除该待机模式之后约200μs的时间内，无法接收输入信号。TB6600FG62014-03-03译文2.功能(1)在开启输出时，需将ENABLE引脚设定为高。在关闭输出时，需将ENABLE引脚设定为低。(2)在ENABLE信号转为高电平，且RESET信号转为低电平时，输出转入下表所述的初始模式(在此模式下，CLK与各CW/CCW引脚的状态没有关联)(3)如下图例1所示，在ENABLE信号转为低电平时，其将输出设置为OFF。在该模式下，在RESET信号转为低电平时，输出转为初始模式。在这种情况下，通过将ENABLE信号设置为高电平，即可输出初始模式。通过将RESET信号设置为高电平，马达即可从初始模式开始运行。（*：PWM频率在ENABLE引脚输出高的时序，输出电流开始上升。）输入输出模式CLKCW/CCWRESETENABLELHHCWHHHCCWXXLH初始模式XXXLZ待机命令的优先级高于ENABLE的优先级。在开启/关闭待机模式时，无需考虑ENABLE的状态。X：忽略（例1）内部電流設定Z出力電流(A相)CLKRESETENABLE内部电流设定输出电流(A相)TB6600FG72014-03-03译文3.初始模式在使用RESET时，各相电流如以下所述。励磁模式A相电流B相电流1/1(2-相励磁，整步)100%-100%1/2A型(1-2相励磁A型)(0%,71%,100%)100%0%1/2B型(1-2相励磁B型)(0%,100%)100%0%1/4(W1-2相励磁)100%0%1/8(2W1-2相励磁)100%0%1/16(4W1-2相励磁)100%0%电流方向定义如下。OUT1A→OUT2A：正向OUT1B→OUT2B：正向4.100%电流设置(电流值)根据从外部件输入的Vref与输出电流检测用外接电阻，即可求出100%电流值。IC内部的Vref可增大1/3。Io(100%)=(1/3×Vref)÷RNF平均电流小于计算值，原因是该IC采用峰值电流检测法。请在以下条件下使用该IC;0.11Ω≤RNF≤0.5Ω,0.3V≤Vref≤1.95V5.OSC将外接电阻连接至OSC端子，即可通过CR振荡，以内部方式生成三角波。Rosc的值应在30kΩ~120kΩ的范围内。Rosc与fchop的关系如以下表格和图所示。下表中所给出的fchop值为设计保证值。其未经装运前测试。Rosc(kΩ)fchop(kHz)最小值典型值最大值30-60-51-40-120-20-TB6600FG82014-03-03译文6.衰减模式在PWM模式下，电流的充放需约五个OSCM周期。通过在快速衰减模式的最后两个周期内诱发衰减，即可创建40%快速衰减模式。快速衰减模式的比值40%始终固定不变。主时钟频率(fMCLK),OSCM频率(fOSCM)与PWM频率(fchop)之间的关系如以下所示：fOSCM=1/20×fMCLKfchop=1/100×fMCLK当Rosc=51kΩ时，主时钟=4MHz，OSCM=200kHz，PWM频率(fchop)=40kHz。6-1.电流波形与混合衰减模式的设置PWM运行的周期等于五个OSCM周期。快速衰减模式的比值40%始终固定不变。NF指输出电流达到其预定电流电平时的点。MDT指以下示意图中的MDT(混合衰减时序)的点。OSCM内部波形fchopNF40%快速衰减模式MDT充电模式→NF:预设电流电平→慢模式→MDT(混合衰减时序)→快速模式→电流监测→(当预设电流电平＞输出电流)充电模式预设电流电平TB6600FG92014-03-03译文6-2.衰减模式的效应增大电流（正弦波）减小电流（假若因电流衰减速度较快，电流在短时间内即被减小至预定值）减小电流(假若因电流衰减速度缓慢，需花费较长时间才能降低电流)在混合衰减与快速衰减模式期间，如果预定电流电平小于RNF(电流监控点)时的输出电流，则充电模式在下一个斩波循环中将消失(虽然在实际操作中，电流控制模式被暂时切换到充电模式已进行电流传感)，且电流被控制在慢速与快速衰减模式(在MDT点将模式从慢速衰减模式切换到快速衰减模式)。注：在以上各图中，给出了该输出电流的图解内容。在实际电流波形中，可观察到瞬态响应曲线。慢慢慢慢快快充电充电快充电快充电预设电流电平预设电流电平预设电流电平慢慢快预设电流电平慢充电快快快慢慢慢充电慢快慢快充电预设电流电平预设电流电平快充电快充电即使该输出电流在RNF点增大至高出预设电流的水平，电流控制模式仍会被暂时切换到充电模式，以进行电流传感。充电充电即使该输出电流在RNF点增大至高出预定电流的水平，电流控制模式仍会被暂时切换到充电模式，以进行电流传感。TB6600FG102014-03-03译文6-3.混合衰减模式下的电流波形在混合衰减时序后出现NF点时在衰减模式下输出电流值预设电流电平时NF40%快速减衰模式IOUTfchopfchop预设电流电平CLK信号输入在充电模式之后切换到快速模式NFMDT(混合衰减时序)点预设电流电平NFNFOSCM内部波形IOUTfchopfchop预设电流电平预设电流电平40%快速减衰模式MDT(混合衰减时序)点NFNFIOUTfchopfchop预设电流电平CLK信号输入fchopMDT(混合衰减时序)点预定电流电平40%快速减衰模式即使该输出电流在RNF点增大至高出预设电流的水平，电流控制模式仍会被暂时切换到充电模式