电机驱控芯片TMC5160介绍与使用

介绍

TMC5160 是带串行通信接口的高功率步进 电机控制驱动芯片，将实现自动目标定位 的灵活斜坡发生器和业界最先进的步进电机驱动器结合在一起。配合外置的功率晶 体管，实现高动态、高扭矩电机驱动。 TRINAMICs 先 进 的 SpreadCycle 和 StealthChop 斩波器，驱动器可绝对无噪音 的运行，并实现最大效率和最佳电机扭矩 控制。高集成度、高能效和小外形尺寸使 系统小型化和性能扩展可行，从而实现经 济高效的解决方案。完整的解决方案在实 现高性能基础上极大缩短学习时间。
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TMC5160 集成了完整的运动控制功能、高质量的电流调节功能和强大的外部 MOSFET 驱动，涵盖了多种 从电池供电的高效系统到 20 安培电机线圈电流的嵌入式应用。TMC5160 包含驱动电机所需的全部智能。配置 TMC5160 目 标 位 置 就 可 以 驱 动 电 机 。 TMC5160 支 持 TRINAMICs 独 有 的 StallGuard2, CoolStep, DcStep, SpreadCycle 和 StealthChop 功能，优化了驱动器能，平衡了速度和电机扭矩，优化了能源效率、驱动平稳且 无噪音。TMC 5160 的小尺寸，降低了成本，满足小型化布局需求。提供全套芯片、控制板和软件的支持使竞 争产品能够缩短设计周期快速上市。高能效和可靠性可简化相关系统(如电源和冷却系统)设计并节约成本。

TMC5130 驱动 1.4A 的电机电流，适合功率较小的应用，软件与 TMC5160 兼容。

应用示例:高压多用途

带标定单元的 ABN 编码器接口和两个参考开关输入用于确保电机正确运动，若编码器有 位置偏差时，可使能中断。
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左图是驱动两个步进电机的应用。每个电机带一个 ABN 编码器接口和两个参考开 关。如果运动电机不需要实时任务，可用一个CPU 控制整个系统。CPU 板和控制器 /驱动器板之间的连接简单，节省了器件之间的空间。

操作原则

TMC5160 运动控制和驱动芯片是 CPU 和大功率步进电机之间的智能功率接口器件。所有步进电机逻辑完全在 TMC5160 内,不需要软件来控制电机——只需提供目标位置。TMC5160 提供了许多独特的增强功能，这些功能通过集成的控制驱动器得以实现。TMC5160 的 SixPoint 六点斜坡发生器结合StealthChop , DcStep, CoolStep, and StallGuard2 来优化每个电机的运动。TMC5160 扩展了 TMC2100、 TMC2130 和 TMC5130 系列，支持更高的电压和更高的电机电流

TMC 5160提供三种基本操作模式:

模式1 :全功能运动控制和驱动器

所有步进电机逻辑完全在 TMC5160 内。不需要软件来控制电机——只需提供目标位置。

SD_ MODE 接地使能此模式。

模式2 :脉冲和方向驱动器

像 TMC 4361 这样的外部高性能 S-ramp 运动控制器或 CPU 可以产生与系统内其他部件（如电机）

同步的脉冲和方向信号，则 TMC5160 只控制电流和斩波模式。

TMC5160 根据外部的脉冲和方向信号控制电机，反馈电机状态。

MicroPlyer 优化运动，使得电机可以更平滑。

SD _ MODE 接高电平使能此模式。

模式3 :简单的步进和方向驱动器

TMC 5160根据步进和方向引脚的信号控制电机。

MicroPlyer优化运动，使得电机可以更平滑。

不需要CPU；配置由硬件引脚完成。

TMC 5160 控制不同工作状态的电流设置，如静止状态下的保持电流。可选的反馈信号作为错误

检测和同步标志的输出。SPI_MODE接地，SD_MOD接高电平使能此模式

审核编辑：汤梓红