DRV8825_两相步进电机驱动控制芯片

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DRV8825Stepper Motor Controller IC

前言

DRV8825是一个步进电机驱动IC芯片，内置了两个H桥和细分器（最高32细分）。

一、DRV8825的Features

内置细分器，最高支持32细分；
具有3种电流衰减模式：Mixed、Slow、Fast；
工作电压：8.2Vto45V；
所能提供的最大电机驱动电流：2.5A@24V@25°C。
简单的STEP、DIR接口（可供单片机控制）；
具备低电流睡眠模式；
内置3.3V参考电压输出（点位脚）；
保护电路：过流保护（OCP）、热关断（TSD）、欠压锁定（UVLO）、故障状态指示引脚（nFAULT）

二、DRV8825的使用

1、简化的原理图

Simplified Schematic
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Microstepping Current Waveform

2、引脚分布

Pin distribution

PinName	Description
CP1、CP2	电荷泵引脚，用一个0.01μF@50V的电容连接
GND	地
VCP	High-side gate driver voltage，Connect a 0.1-μF 16-V ceramic capacitor and a 1-MΩ resistor to VM。
VMA、VMB	H桥A和H桥B的电压供应引脚
V3P3OUT	Bypass to GND with a 0.47-μF 6.3-V ceramic capacitor.可以用于为VREF供应电位
AVREF、BVREF	桥A、桥B的电流设定参考输入，可接上述V3P3OUT，通常情况下AVREF与BVREF相等
DECAY	驱动回路电流衰减模式，共三种：慢、快、混合，其内部上拉和内部下拉。
DIR	设置步进的方向。内部下拉。
MODE0、MODE1、MODE2	三者共同组成一个3位二进制数，DRV8825有6种细分模式可供选择，内部下拉。
NC	No connect
nENBL	Enable input,高电平以禁用设备输出和所引起操作，内部下拉。
nRESET	低电平激活，初始化索引器，并且禁用H桥输出，内部下拉。⭐
nSLEEP	睡眠模式引脚，低电平激活DRV8825进入低能耗睡眠模式，内部下拉。
STEP	Step input.上升沿使得所引起移动一步，内部下拉
nFAULT	开漏输出，当DRV8825出现故障后，引脚置低电平
nHome	开漏输出，Logic low when at home state of step table
AOUT1、AOUT2；BOUT1、BOUT2	接到四线两相步进电机上。A、B分别对应电机的两个windng
ISENA、ISENB	A桥、B桥的接地端，或插入一个测流电阻实现电流测量

3、绝对值

ValueName	MIN	MAX	UNIT
VM	-0.1	47	V
Digital Pin Voltage	-0.5	7	V
略
······

3.1 建议工作值

ValueName	MIN	MAX	UNIT
VMx	8.2	45	V
VREF	1	3.5	V
Iv3p3	0	1	mA

4、时间要求

TimingRequirements
TimingDiagram

5、内部框图

FunctionalBlockDiagram

5.1 电流调节

步进电机内部会通过PWM的方式对输出的电流进行调节，并且有电流公式：
current Formula

5.2 Decay Mode

decay mode
DRV8825支持快速衰减、慢速衰减和混合衰减模式。慢速、快速或混合衰减模式由decay引脚的状态选择；逻辑低选择慢速衰减，打开选择混合衰减操作，逻辑高设置快速衰减模式。DECAY引脚具有一个约130 kΩ的内部上拉电阻器和一个约80 kΩ的内拉电阻器。如果引脚保持打开或未驱动，则设置混合衰减模式。

5.3 细分器

Stepping Format
DRV8825中内置的索引器逻辑允许多种不同的步进配置。MODE0至MODE2引脚用于配置步进格式，如表所示。
RelativeCurrentandStepDirections
Relative Current and Step Directions continued

5.4 nRESET, nENBL, and nSLEEP Operation

略

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6 应用电路

6.1 典型电路

typical application

6.2 上述典型电路的设计要求

Design Requirements

6.3 电路设计步骤

6.3.1 电机转速

配置DRV8825的第一步需要所需的电机速度和微步进水平。如果该应用需要恒定的电机速度，则必须将频率为ƒ步长的方波应用于IC的step引脚。

如果目标电机启动速度过高，电机将不会旋转。确保电机能够支持目标速度或实现加速曲线以使电机达到速度。
calc
对于DRV8825，微步进级别由MODE引脚设置，可以是表1中的任何设置。更高的微步进将意味着电机运动更平稳，噪音更小，但会增加开关损耗，并需要更高的ƒ步进才能实现相同的电机速度。

6.3.2 驱动电流的调节

current regulation

6.3.3 驱动电流的衰减模式

7 供电建议

DRV8825的供电范围是8.2~45 V。两个额定为VMx的0.1µF陶瓷电容器必须分别放置在尽可能靠近VMA和VMB引脚的位置（每个引脚上一个）。除了局部去耦帽之外，还需要额外的体电容，并且必须根据应用要求确定其大小。

7.1 体电容（Bulk Capacitance）

略

7.2 上电时序

DRV8825对上电时序没有特殊要求，上电之后它就开始按照引脚状态开始工作。

8 Layout

8.2 Layout Guidelines

应使用电容将VMA和VMB引脚旁路至GND，电容推荐额定值为0.1μF。该电容器应尽可能靠近VMA和VMB引脚，并与设备GND引脚进行厚迹线或接地平面连接。
VMA和VMB引脚必须使用适当的大容量电容器旁路接地。该部件可以是电解部件，并且应该位于靠近DRV8825的位置。
CPL和CPH引脚之间必须放置一个电容。电容的建议额定值为0.01μF。将此部件放置在尽可能靠近DRV8825的位置。
必须放置一个电容在VMA和VCP引脚之间。TI建议16 V的额定值为0.1μF。将该部件放置在尽可能靠近引脚的位置。此外，在VCP和VMA之间放置一个1-MΩ的电阻器。
使用额定电压为6.3V的0.47uF的陶瓷电容器将V3P3旁路接地。将该旁路电容器尽可能靠近引脚

8.3 Layout Example

layout example

总结

文章比较详细的记载了有关DRV8825的资料。

作者能力有限，有些地方记载的不具体，请翻看DRV8825datasheet。