ZHCSN22 April 2020 DRV8434S
PRODUCTION DATA
步進(jìn)電機(jī)的繞組電流、反電動勢和電機(jī)的機(jī)械扭矩負(fù)載之間有著獨特的關(guān)系,如圖 7-21所示。對于給定的繞組電流,當(dāng)電機(jī)負(fù)載接近電機(jī)的扭矩能力時,反電動勢將與繞組電流同相。通過檢測電機(jī)電流的上升和下降電流象限之間的反電動勢相移,DRV8434S 可檢測電機(jī)過載失速情況或線路末端運動。
圖 7-21 通過監(jiān)控電機(jī)反電動勢進(jìn)行失速檢測失速檢測算法僅在器件被編程為在智能調(diào)優(yōu)紋波控制衰減模式下運行時才有效。EN_STL 位必須為“1”才能啟用失速檢測。此外,如果存在任何故障條件(UVLO、OCP、OL、OTSD 等),將禁用失速檢測。
算法可通過監(jiān)控 PWM 關(guān)斷時間來比較上升和下降象限之間的反電動勢,并生成一個由 12 位寄存器 TRQ_COUNT 表示的值。進(jìn)行比較時,TRQ_COUNT 值實際上與電機(jī)電流、環(huán)境溫度和電源電壓無關(guān)。該算法支持全步進(jìn)操作模式。
對于輕載電機(jī),TRQ_COUNT 將為非零值。當(dāng)電機(jī)接近失速狀態(tài)時,TRQ_COUNT 將接近零并可用于檢測失速狀態(tài)。如果任何時候 TRQ_COUNT 降至低于失速閾值(由 12 位 STALL_TH 寄存器表示),器件將檢測失速情況,并且 STALL、STL 和 FAULT 位在 SPI 寄存器中被鎖存為高電平。要指明 nFAULT 引腳上的失速檢測故障,STL_REP 位必須為“1”。如果 STL_REP 位為“1”,當(dāng)檢測到失速時,nFAULT 引腳將被驅(qū)動為低電平。
在失速情況下,電機(jī)軸不會旋轉(zhuǎn)。當(dāng)失速條件消失并且電機(jī)速度從零升至其目標(biāo)速度時,電機(jī)會呈斜坡趨勢增加到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。當(dāng)通過 CLR_FLT 位或 nSLEEP 復(fù)位脈沖發(fā)出清除故障命令后,nFAULT 將被釋放并且故障寄存器將被清除。
TRQ_COUNT 的計算結(jié)果是正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的最近四個電半周期的平均扭矩計數(shù)。計算值將在接下來的 100ns 內(nèi)在器件 CTRL8 和 CTRL9 寄存器中更新。在下次更新之前,寄存器將保持不變。之后,每個電半周期會更新一次。
電機(jī)線圈阻抗較高可能會導(dǎo)致 TRQ_COUNT 低。TRQ_SCALE 位允許按比例調(diào)高 TRQ_COUNT 值,以便于進(jìn)一步處理。如果最初計算的 TRQ_COUNT 值小于 500,并且 TRQ_SCALE 位為“1”,則 TRQ_COUNT 將乘以 8。如果 TRQ_SCALE 位為“0”,TRQ_COUNT 會保留算法最初計算的值。
失速閾值可以通過兩種方式設(shè)置 – 用戶可以寫入 STALL_TH 位,或者讓算法使用失速學(xué)習(xí)過程自行了解失速閾值。將 STL_LRN 位設(shè)置為“1”即會開始失速學(xué)習(xí)過程。故意使電機(jī)短暫失速以便讓算法學(xué)習(xí)理想的失速閾值。成功學(xué)習(xí)結(jié)束時,會用學(xué)習(xí)到的失速閾值更新 STALL_TH 寄存器。STL_LRN_OK 位會在成功學(xué)習(xí)后變?yōu)楦唠娖健?/p>
在一種速度下獲得的失速閾值可能不能充分適合其他速度。建議每當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速顯著變化時,均重新獲得失速閾值。