SGM42622低電壓步進電機驅動器：特性、應用與設計要點

一、引言

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

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二、產品概述

SGM42622是一款低電壓步進電機驅動器，采用固定關斷時間PWM電流控制，用于兩個獨立的H橋。它能夠實現高達1/256的精細微步進分辨率，并且專為電池供電應用設計，可進入接近零功耗的待機模式以延長電池壽命。同時，它還具備過流、短路和熱關斷等全套保護功能。該產品采用綠色TQFN - 3×3 - 16L封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃。

三、產品特性

3.1 電源與電流

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

3.2 步進分辨率

具備高達1/256的微步進分辨率，可實現更精確的電機控制，減少電機振動和噪音。

3.3 電流衰減模式

采用自適應混合電流衰減模式，能根據電機負載情況自動調整電流衰減方式，提高電機效率。

3.4 可編程關斷時間

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

3.5 保護功能

• 無損過流保護：當任何FET中的電流超過預設的過流閾值時，H橋中的所有FET將被禁用約16ms，EN/nFAULT引腳將被拉低，之后芯片恢復運行。
• 短路保護：能有效防止因短路導致的器件損壞。
• 熱關斷：當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，當溫度回到安全范圍時恢復。

3.6 低待機電流

待機電流小于80nA，有助于延長電池供電設備的續(xù)航時間。

四、應用領域

SGM42622適用于多種領域，包括玩具、游戲機、機器人、銷售點設備和打印機等。在這些應用中，其高精度的步進控制和低功耗特性能夠滿足設備的需求。

五、典型應用電路

文檔中給出了SGM42622的典型應用電路，包括電源、電容、電阻等元件的連接方式。在設計實際電路時，需要注意元件的參數選擇和布局，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行濾波，以減少電源噪聲對驅動器的影響。

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：方向輸入或步進模式選擇輸入4。
• STCK/MODE3：步進時鐘輸入或步進模式選擇輸入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待機電流ICC_STBY為10至80nA。

7.2 功率級特性

• 總導通電阻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、內部參考20% VREF時為 - 15至15mV。
• 總關斷時間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 待機和上電

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

8.2 微步進序列器

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

8.3 PWM電流控制

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

8.4 設置PWM關斷時間

PWM的總關斷時間通過TOFF引腳和地之間的外部電阻ROFF進行編程，為了穩(wěn)定調節(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，封裝標記為42622TQ XXXXX（XXXXX為日期代碼、跟蹤代碼和供應商代碼），包裝選項為卷帶裝，每卷4000個。

十、總結

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