Mikro step motorlar için DIO5833, HR8833, SGM42633, drv8833 ve daha pek çok farklı sürücü yongası mevcuttur. Bu makalede, bu yongaların çalışma prensiplerini ve kullanımlarını ele alacağız.
Şematik Şekil
Bu yongaların tümü, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi iki adet DC motoru veya bir adet step motoru çalıştırabilen çift H-köprülü motor kontrol yongalarıdır:
Blok Şeması
Aşağıdaki blok şemasında görüldüğü gibi, iki adet H-köprüsü bulunduğu açıktır; her bir H-köprüsü bir sürücü devresine ve bir aşırı akım koruma devresine karşılık gelmektedir. Ayrıca, yüksek taraf MOSFET'leri sürmek için dahili bir pompa voltaj devresi de entegre edilmiştir. Bu iki H-köprüsü, yüksek akımlı DC motorları sürmek için paralel bağlanabilir. Bu yongalar, düşük voltaj kilidi (UVLO), aşırı akım koruması (OCP) ve termal kapatma (TSD) dahil olmak üzere arıza durumunda sistemi korumak için çeşitli koruma özellikleri içerir.
H-Köprüsü Kontrolü
Aşağıdaki tabloda, farklı giriş mantıkları altında H köprüsünün çıkış davranışları listelenmiştir.
Aşağıda özetlenen akım yolları incelendiğinde, bobin akım yönünün değiştirilmesinin nasıl ileri ve geri hareket sağladığı netleşir. Hızlı sönümleme/yavaş sönümleme, sürücü durduğunda endüktif bobinlerin serbest dönüş sorununu çözmek için kullanılır. Hızlı sönümleme, akımın MOSFET’in gövde diyotundan sönümlenmesini sağlayarak hızlı bir akım düşüşüne yol açarken, yavaş sönümleme her iki MOSFET’i de alt taraf iletim modunda kullanarak döngü direncini azaltır ve daha yavaş bir akım düşüşüne neden olur. Hızlı sönümleme, "serbest sürüş"e benzer şekilde yavaş hız değişiklikleriyle hızlı akım sönümlemesi sağlarken, yavaş sönümleme "frenleme"ye benzer şekilde hızlı hız değişiklikleriyle yavaş akım sönümlemesi sağlar.
Akım Ayarı
Her H-köprüsünde bir akım algılama direnci bulunur ve direnç üzerindeki voltaj düşüşü 200 mV’ye ulaştığında (yani xISEN pini voltajı VTRIP değerine ulaştığında), dahili karşılaştırıcı çıkışını ters çevirerek çıkışı kapatır. Bir süre sonra, xISEN pin voltajı VTRIP'in altına düştüğünde ve giriş durumu değişmediğinde, çıkış tekrar etkinleştirilir. Bu döngü tekrarlanarak bobindeki (sargıdaki) akımı sabit bir değere sınırlar. Akımı ayarlamak, xISEN direncini yapılandırmak kadar basittir. DC motorlar için bu, öncelikle çalıştırma ve durma akımlarını (çok yavaş veya çok hızlı) sınırlamak içindir. Step motorlar için ise, step motorların doğası gereği her darbe uyarımı sonrasında kullanılır. Bu nedenle, step motorlar için bu direnç, akımı kontrol etmek üzere ayarlanabilir; daha yüksek akım, maksimum bobin akımı ile sınırlı olmak üzere daha güçlü bir manyetik alan üretir.
Adım motorlarında, çıkış akımını ayarlanan değerin altında tutmak için sürücü çıkışı her zaman aşağıdaki şemada gösterildiği gibi PWM'ye benzer bir dalga şekline sahiptir:
Aşırı Akım Koruması (OCP)
Aşırı akım koruması, devrenin H-köprüsünde bir aşırı akım durumu tespit etmesi ve koruma amacıyla devreyi kapatması anlamına gelir. Aynı anda, nFAULT pini bir arıza olduğunu belirtmek üzere düşük bir sinyal verir. Bunu yukarıda açıklanan akım kontrolünden ayırmak çok önemlidir. Bunlar tamamen farklı konulardır, ancak bazı makalelerde sıklıkla karıştırılır ve xISEN pini voltajı VTRIP değerine ulaştığında nFAULT pininin değiştiği şeklinde yanlış bir iddia ileri sürülür. Bu doğru değildir.
Termal Kapatma (TSD)
Bu oldukça basit: Sıcaklık belirli bir eşiği aştığında, cihaz bu duruma geçer ve nFAULT düşük bir sinyal verir. Sıcaklık belirli bir düzeye düştükten sonra normal çalışma devam eder. Yazılım veya donanım tasarımı yaparken, kontrol mantığını değiştirerek veya daha iyi ısı dağılım yöntemleri uygulayarak bu sorunu önlemek önemlidir.
Düşük Gerilim Kilidi (UVLO)
Besleme gerilimi VM, kilitleme eşiğinin altına düştüğünde tüm devreler kapanır ve tüm dahili mantık devreleri sıfırlanır. Aynı anda, nFAULT düşük bir sinyal verir. Gerilim normale döndüğünde normal çalışma yeniden başlayabilir.
Tasarım ve Düzen
Çipi tasarlarken, en iyi performans elde etmek için güç devresini sol tarafa, mantık girişlerini ise sağ tarafa yerleştirin.
