TMC5160控制/驱动IC让步进电机性能更强大

随着自动化设备机器人与工业驱动、工厂和自动化、高速     3D打印机   、办公自动化、安防     监控   等各个领域的广泛应用，产品更新迭代变得越来越快，市场对     步进电机   的要求也趋于苛刻，不仅要求低噪声、运行平稳、高能效、高速度高扭矩，还要求具备小尺寸、低成本等特性。

对此，专注运动控制和驱动领域的半导体公司     Trinamic   推出了一款带串行通信     接口   的高功率步进电机控制驱动芯片     TMC5160   ， 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。通过外置     MOSFET   ，实现高动态、高扭矩电机驱动。Trina     mi   c先进的spre     adC   ycle和s     te   althChop斩波器、驱动器，可以绝对无噪音地运行，并实现最大效率和最佳电机扭矩控制。TMC5160的高集成度、高能效和小     外形尺寸   的特性，使系统小型化和性能可扩展变得可行，从而让经济、高效的解决方案得以实现。完整的解决方案在实现高性能基础上，能将学习时间尽可能缩短，加快产品上市时间。

图1：TMC5169有两种封装、高集成、高能效

Trinamic授权代理商——Excelpoint世健公司的高级产品经理叶虹介绍：“简单易用和成本效益原则是Trinamic设计师在设计步进电机驱控芯片时的指导方针。TMC5160将强大的步进电机驱动器和运动控制器集成在一块芯片上，将数字信息直接转换为平滑、精确、可靠的物理运动，被广泛地用于机器人、工业驱动、纺织、缝纫机、     包装   、工厂和实验室自动化、高速 3D 打印机、液体处理、医疗、办公自动化、视频监控、自动取款机和现金回收机等应用中。”

 应用：高压-多用途

TMC5160具有完整的运动控制功能、强大的外部MOSFET驱动和高质量的     电流   调节。它提供了多种用途，涵盖了从     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功能，可配置为位置模式或速度模式，支持TRINAMICs独有的stallGuard2， coolStep， dcStep， spreadCycle和stealthChop功能，优化了驱动器性能，平衡了速度和电机扭矩，优化能源效率、驱动平稳且无噪音。TMC 5160的集成度高、尺寸小、成本降低，可满足小型化布板需求。芯片、控制板和软件级别的广泛支持，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提供1.4A的电机电流，适合功率较小的应用，软件与TMC5160兼容。

1.TMC5160针对单个步进电机的小型化设计

图2：TMC5160针对单个步进电机的小型化设计

TMC5160 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，编码器有位置偏差时，可自动发出中断。

 2.TMC5160驱动多个步进电机的紧凑型设计

图3：TMC5160驱动多个步进电机的紧凑型设计

上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经济且节省空间。

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的六点斜坡发生器自动使用stealthChop、dcStep、coolStep和stallGuard2，来优化每个电机的运动。TMC5160将TMC2100、TMC2130 和 TMC5130 系列扩展 到更高的电压和更高的电机电流。

TMC5160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。

图4：TMC5160基本应用框图（运动控制器）

 模式2： 脉冲和方向驱动器

像TMC 4361这样的外部高性能S-     ram   p运动控制器或CPU产生与系统内其他部件（如电机）同步的脉冲和方向信号。TMC5160控制电流和运动模式，并反馈电机状态。microPlyer自动平滑运动。SD _ MODE接高电平使能此模式。

图5：TMC5160步进/方向模式应用框图

 模式3： 简单的步进和方向驱动器

TMC5160根据步进和方向信号控制电机。microPlyer自动平滑运动。不需要CPU；配置由硬件引脚完成。静止保持电流控制由TMC5160完成。可选的反馈信号作为错误检测和同步标志的输出。S     PI   _MODE 接地，SD_MOD接高电平使能此模式。

图6：TMC5160独立模式驱动器应用框图

TMC 5160实现了Trinamic产品独有的高级功能，有效提高了步进电机运行过程中的精度、能效、可靠性、平滑性和能耗。