SGM42622低電壓步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點(diǎn)

一、引言

在電子工程師的日常工作中，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器是一個常見且關(guān)鍵的組件。今天要給大家介紹的SGM42622低電壓步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它集成了控制邏輯和低RDSON MOSFET功率級，具備諸多優(yōu)秀特性，適用于多種應(yīng)用場景。接下來，我們將詳細(xì)了解這款驅(qū)動器的各項特性、應(yīng)用以及設(shè)計要點(diǎn)。

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二、產(chǎn)品概述

SGM42622是一款低電壓步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，采用固定關(guān)斷時間PWM電流控制，用于兩個獨(dú)立的H橋。它能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)1/256的精細(xì)微步進(jìn)分辨率，并且專為電池供電應(yīng)用設(shè)計，可進(jìn)入接近零功耗的待機(jī)模式以延長電池壽命。同時，它還具備過流、短路和熱關(guān)斷等全套保護(hù)功能。該產(chǎn)品采用綠色TQFN - 3×3 - 16L封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃。

三、產(chǎn)品特性

3.1 電源與電流

• 電源電壓范圍：電機(jī)電源電壓范圍為1.8V至10V，適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 最大RMS輸出電流：可達(dá)1.3A，能滿足一定功率需求。
• 低RDSON：在 + 25℃時，HS + LS的RDSON為0.5Ω，降低了導(dǎo)通損耗。

3.2 步進(jìn)分辨率

具備高達(dá)1/256的微步進(jìn)分辨率，可實(shí)現(xiàn)更精確的電機(jī)控制，減少電機(jī)振動和噪音。

3.3 電流衰減模式

采用自適應(yīng)混合電流衰減模式，能根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況自動調(diào)整電流衰減方式，提高電機(jī)效率。

3.4 可編程關(guān)斷時間

通過外部電阻ROFF可對PWM的總關(guān)斷時間（慢衰減 + 快衰減）進(jìn)行編程，關(guān)斷時間通常在10μs至120μs之間。

3.5 保護(hù)功能

• 無損過流保護(hù)：當(dāng)任何FET中的電流超過預(yù)設(shè)的過流閾值時，H橋中的所有FET將被禁用約16ms，EN/nFAULT引腳將被拉低，之后芯片恢復(fù)運(yùn)行。
• 短路保護(hù)：能有效防止因短路導(dǎo)致的器件損壞。
• 熱關(guān)斷：當(dāng)芯片溫度超過最大安全溫度閾值時，EN/nFAULT引腳被拉低，禁用功率級，當(dāng)溫度回到安全范圍時恢復(fù)。

3.6 低待機(jī)電流

待機(jī)電流小于80nA，有助于延長電池供電設(shè)備的續(xù)航時間。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM42622適用于多種領(lǐng)域，包括玩具、游戲機(jī)、機(jī)器人、銷售點(diǎn)設(shè)備和打印機(jī)等。在這些應(yīng)用中，其高精度的步進(jìn)控制和低功耗特性能夠滿足設(shè)備的需求。

五、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了SGM42622的典型應(yīng)用電路，包括電源、電容、電阻等元件的連接方式。在設(shè)計實(shí)際電路時，需要注意元件的參數(shù)選擇和布局，以確保電路的穩(wěn)定性和性能。例如，VCC和VDD引腳需要合適的電容進(jìn)行濾波，以減少電源噪聲對驅(qū)動器的影響。

六、引腳配置與功能

6.1 引腳配置

SGM42622采用TQFN - 3×3 - 16L封裝，引腳包括MODE1、MODE2、STBY/RESET、EN/nFAULT等。

6.2 引腳功能

• DIR/MODE4：方向輸入或步進(jìn)模式選擇輸入4。
• STCK/MODE3：步進(jìn)時鐘輸入或步進(jìn)模式選擇輸入3。
• OUTA1和OUTA2：橋A輸出1和2。
• SENSEA：橋A電流檢測（接地），需連接一個小的檢測電阻到電源地。
• VCC：器件電源電壓。
• GND：器件接地。

七、電氣特性

7.1 電源特性

• 電源電壓VCC范圍為1.8V至10V，VCC開啟電壓VCCTH_ON為1.1V至1.8V，VCC關(guān)斷電壓VCCTH_OFF為1V至1.64V，VCC遲滯電壓VCCTH_HYS為180mV。
• 無換向、EN為低、ROFF = 160kΩ時，VCC電源電流ICC為2700至3500μA；無換向、EN為高、ROFF = 160kΩ時，ICC為2800至3650μA；VSTBY = 0V時，VCC待機(jī)電流ICC_STBY為10至80nA。

7.2 功率級特性

• 總導(dǎo)通電阻RDSON在VCC = 10V、IOUT = 1.3A時為0.43至0.6Ω；VCC = 3V、IOUT = 0.4A時為0.5至0.65Ω。
• 上升時間tRISE和下降時間tFALL在VCC = 10V、空載輸出時均為40ns，死區(qū)時間tDT為260ns。

7.3 電流控制特性

• 感測偏移VSENSE_OFFSET在VREF = 0.5V、內(nèi)部參考20% VREF時為 - 15至15mV。
• 總關(guān)斷時間tOFF在ROFF = 10kΩ時為9μs，ROFF = 160kΩ時為106μs；慢衰減時間tOFF_SLOW為5/8 × tOFF μs，快衰減時間tOFF_FAST為3/8 × tOFF μs。

7.4 邏輯IO特性

• 高邏輯電平輸入電壓VIH為1.5V，低邏輯電平輸入電壓VIL為0.5V。
• EN低邏輯電平輸出電壓VOL在IEN = 4mA時為0.8V，STBY下拉電阻RSTBY為72kΩ，EN下拉電流IPDEN為12μA。

八、功能描述

8.1 待機(jī)和上電

通過將STBY/RESET輸入引腳拉到VSTBYL閾值以下，可使器件進(jìn)入待機(jī)模式，此時控制器的電源電流顯著降低，功率級關(guān)閉，輸出處于高阻態(tài)。退出待機(jī)模式后，控制器像上電一樣重新啟動。

8.2 微步進(jìn)序列器

4位二進(jìn)制值在MODEx輸入上，在電源上電或器件退出待機(jī)模式后被鎖存。正常操作時，輸入值被忽略，MODE3和MODE4輸入作為步進(jìn)時鐘（STCK）和方向（DIR）輸入。當(dāng)MODE1和MODE2都處于低電平時，鎖存值被忽略，器件以全步模式運(yùn)行；當(dāng)MODE1或MODE2輸入回到高電平時，恢復(fù)之前的操作模式。

8.3 PWM電流控制

每個橋都有自己獨(dú)立的PWM電流控制器。橋電流通過感測引腳和感測電阻從負(fù)極流向地，感測引腳電壓與相電流成正比，并與基于序列器值和VREF設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較。當(dāng)SENSEX超過VREFx值時，比較器觸發(fā)關(guān)斷時間和衰減序列。

8.4 設(shè)置PWM關(guān)斷時間

PWM的總關(guān)斷時間通過TOFF引腳和地之間的外部電阻ROFF進(jìn)行編程，為了穩(wěn)定調(diào)節(jié)，需要在ROFF上并聯(lián)一個小的串聯(lián)RC分支。

九、封裝與訂購信息

SGM42622采用TQFN - 3×3 - 16L封裝，訂購編號為SGM42622YTQ16G/TR，封裝標(biāo)記為42622TQ XXXXX（XXXXX為日期代碼、跟蹤代碼和供應(yīng)商代碼），包裝選項為卷帶裝，每卷4000個。

十、總結(jié)

SGM42622低電壓步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器以其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和可靠的保護(hù)功能，為電子工程師在步進(jìn)電機(jī)控制設(shè)計中提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理選擇元件參數(shù)，注意電路布局和散熱設(shè)計，以充分發(fā)揮該驅(qū)動器的性能。同時，在使用過程中要注意ESD保護(hù)，避免因靜電放電對器件造成損壞。大家在實(shí)際設(shè)計中是否遇到過類似驅(qū)動器的使用問題呢？可以在評論區(qū)分享交流。