111
电子元器件
TMC5240ATJ+
TMC5240ATJ+

TMC5240ATJ+步进电机驱动控制芯片八点斜坡算法静音防抖驱动IC

TMC5240 是一款面向高性能场景的智能步进电机控制器与驱动集成的IC,集成 SPI/UART 双串行接口与完备诊断功能。片内嵌入了抖动优化的柔性斜坡发生器,可自动完成目标定位;同时集成 256 细分数步进脉冲插补器、36 V/3.0 A全桥功率级及无损耗集成电流检测(ICS),构成业界最先进的步进驱动架构
功能特点

TMC5240 是一款面向高性能场景的智能步进电机控制器与驱动集成的IC,集成 SPI/UART 双串行接口与完备诊断功能。片内嵌入了抖动优化的柔性斜坡发生器,可自动完成目标定位;同时集成 256 细分数步进脉冲插补器、36 V/3.0 A全桥功率级及无损耗集成电流检测(ICS),构成业界最先进的步进驱动架构

ADI-Trinamic 先进的 StealthChop2 斩波器确保了绝对静音运行,同时兼顾最高效率和最佳电机转矩。高集成度、高能效和小型封装尺寸,有助于实现系统的小型化与可扩展性,从而提供高性价比的解决方案。该完整解决方案在提供顶尖性能的同时,能将学习成本降至最低。其H桥场效应晶体管的阻抗极低,从而实现高驱动效率和极低发热。典型总导通电阻(高边+低边)为 0.23Ω。在假设使用四层PCB的情况下,室温下每H桥的最大RMS电流 I(sub)RMS(/sub) 为 2.1A(sub)RMS(/sub)。

每H桥的最大输出电流 I(sub)MAX(/sub) 为 5.0A(sub)MAX(/sub),此值受过流保护限制。

由于该电流受热约束限制,实际的最大RMS电流将取决于应用的热特性(PCB接地层、散热器、通风条件等)。每H桥的最大全量程电流 I(sub)FS(/sub) 为 3.0A,可通过连接至 I(sub)REF(/sub) 引脚的外部电阻设置。此电流定义为片内电流驱动调节电路的最大电流设定值。

无损集成电流采样技术省去了笨重的外部功率电阻,与基于外部采样电阻的主流应用方案相比,在提供相同整体精度的同时,显著节省了空间和功耗。

TMC5240集成了丰富的诊断与保护功能,例如短路保护/过流保护、热关断和欠压锁定。

在发生热关断和欠压锁定事件时,驱动器将被禁用。

此外,TMC5240还提供驱动芯片温度测量、电机温度估算以及一个外部模拟输入测量的功能。


特性

  • 电压范围:直流4.5V至36V

  • 低RDS(ON) (HS + LS): 230 mΩ典型(TA = 25°C)

  • 每H桥额定电流(典型在25°C):

  • IMAX = 5.0A(电桥峰值电流)

  • IRMS = 2.1ARMS (3A正弦波峰值)

  • 完全集成无损电流传感

  • 八点运动控制算法,防抖;

  • 提供SPI和单线UART通信;

  • 编码器接口和2x参考开关输入

  • 最高分辨率256微步每全步

  • 灵活的波表和相移匹配电机

  • StealthChop2和SpreadCycle的无抖动组合


主要参数

类别参数详细信息
驱动电压(Vm)电压范围4.5V~36V
输出电流驱动电流最大 5A(RMS)
微步细分细分模式最高 256 微步
控制接口通信接口SPI、STEP/DIR
驱动模式工作模式StealthChop2(静音)、SpreadCycle(高效)
失速检测StallGuard2 技术无传感器失速检测和负载测量
电流控制CoolStep 技术根据负载自动调整电流,降低功耗
待机电流低功耗模式1µA(待机电流)
保护功能系统保护过流、过温、欠压保护
工作温度
环境适应性-40℃ 至 125℃


核心特点
  • 静音驱动:支持 StealthChop2 技术,显著降低电机运行噪音。

  • 高效驱动:支持 SpreadCycle 模式,提供高动态性能和高效能量转换。

  • 失速检测:支持 StallGuard2 技术,实现无传感器失速检测和负载测量。

  • 电流控制:支持 CoolStep 技术,根据负载自动调整电流,降低功耗。

  • 高集成度:内置 MOSFET 驱动电路,简化外部设计。

  • 微步控制:支持最高 256 微步细分,实现平滑运动和精准定位。

  • 低功耗设计:待机电流低至 1µA,适合电池供电设备。

  • 灵活控制:支持 SPI 接口和 STEP/DIR 接口,方便与主控芯片通信。

  • 多重保护:具备过流、过温、欠压保护功能,确保系统安全。

主要功能
  • 静音运行:

    • 采用 StealthChop2 技术,显著降低电机运行噪音。

    • 适合医疗设备、办公设备等对噪音要求高的场景。

  • 高效驱动:

    • 采用 SpreadCycle 模式,提供高动态响应和高效能量转换。

    • 适合需要快速启停和高精度控制的应用。

  • 失速检测:

    • 采用 StallGuard2 技术,实现无传感器失速检测和负载测量。

    • 适合需要精确控制的应用,如 3D 打印机和 CNC 机床。

  • 电流控制:

    • 采用 CoolStep 技术,根据负载自动调整电流,降低功耗。

    • 适合需要节能的应用,如便携设备和电池供电系统。

  • 微步控制:

    • 支持最高 256 微步细分,实现平滑运动和精准定位。

    • 适合 3D 打印机、CNC 机床等高精度设备。

  • 低功耗模式:

    • 支持待机模式和低功耗运行,延长电池续航时间。

    • 适合便携设备和电池供电系统。

  • 通信接口:

    • 支持 SPI 接口和 STEP/DIR 接口,方便与主控芯片通信。

    • 支持实时配置和状态监控。

  • 保护功能:

    • 内置过流、过温、欠压保护,确保系统安全可靠。

    • 支持故障诊断和报警功能。


引脚配置
原理图