本文導讀

步進電機作為位置控制的執行元件在汽車電子系統中被廣泛應用。納芯微公司針對汽車上的步進電機應用推出雙極性步進電機驅動芯片-NSD8389 ,可以幫助客戶快速可靠地進行步進電機控制。

NSD8389是一款雙極性步進電機驅動芯片，支持最大1.5A驅動電流，適用于汽車上的步進電機應用，包括前燈位置、HUD中的投影儀調節執行器以及用于熱管理應用的其他閥門等。該芯片控制簡單，支持整步、半步和細分驅動方式，還可調節多種關斷電流衰減模式，實現步進電機平穩運行。您是否在尋找一款步進電機驅動芯片?不妨來了解一下這款芯片。

NSD8389產品亮點

芯片特點：

雙極性步進電機驅動器，最大1.5A滿量程電流，900mΩ典型RDS(ON) (HS + LS);

4.5 v至36v工作電壓;

支持SPI控制STEP / DIR ，也支持IO的方式控制STEP / DIR，步進頻率最大支持100KHz;

可編程步進模式：整步、半步、微步，最大支持256微步;

可編程輸出階段壓擺率/死區時間，可選衰減模式;

集成內部電流傳感器的電流調節回路：可編程關閉時間、可選擇的ON消隱時間、

VREF引腳電壓決定最大驅動電流，寄存器配置值決定使用的驅動電流 ;

用于降低EMC的擴頻功能;

睡眠模式下非常低的功耗，僅10uA;

16bit SPI，支持菊花鏈;

封裝為HTSSOP24或VQFN24，符合AEC-Q100一級標準，符合RoHS & REACH;

保護功能：

VS欠壓關閉輸出、過流保護、過溫警告和過溫關斷、開路檢測、基于BEMF的堵轉檢測、錯誤指示輸出。 NSD8389芯片優勢：

芯片內部集成MOS，RDS(ON)值較小，最大驅動電流1.5A可滿足很多小型步進電機控制;

可通過VREF和寄存器值自由調節驅動電流，適配不同功率的步進電機;

支持整步、半步和細分驅動方式，最高256細分,控制由芯片完成，不需要寫額外的控制算法;

低功耗模式功耗極低;

具有相位計步器，便于高精度的位置控制。

應用方向

NSD8389控制步進電機的控制框圖如圖1所示。

圖1 NSD8389步進電機控制框圖

步進驅動器激活

步進電機模式控制的輸出功率級和真值表的激活如表1所示。

表1 NSD8389芯片使能控制表

步進控制模式選擇

總共可以選擇十一種不同的步進模式，從標準全步進到高達1/256的高分辨率微步進，具體取決于應用程序所需的步進分辨率。設置CONFIG_3寄存器STEPPER_MED [3：0]位，以根據需要選擇步進模式。

表2 模式選擇

步進更新&方向控制

步進脈沖/方向控制，可以通過STEP /DIR數字輸入管腳直接由微控制器I/O控制，也可以使用SPI寫寄存器控制。一個典型的使用例子是步進更新使用MCU輸出PWM由IO控制，方向則通過SPI控制。 滿刻度電流設置

滿標度電流由兩個因素決定：一個因素是VREF引腳上的外部輸入，另一個因素是CONFIG_1寄存器的IFS_ADC [3：0]設置值，滿刻度電流計算公式如下：

I_FS=VREF/2.2×IFS_DAC[3:0]

保護和診斷

過流保護

集成的過流保護功能提供半橋高邊防止對地短路或半橋低邊防止對電池短路。線圈電流通過半橋高邊(VS ->高邊->OUTx)或流入半橋低邊(OUTx->低邊->GND)，一旦超過IOC過電流閾值，電流濾波器tOC就會啟動，內部過電流電路也會限制短路電流。

過流狀況持續tOC時間后，觸發過流保護。因此，相對應半橋(包括高側和低側)被禁用，并且OC狀態位將報告觸發OC的相應HS或LS，參見STA_0和STA_1寄存器描述。nFault引腳也被置為低。表3 過流保護電氣參數

開路檢測

在步進模式下，在每個激活的輸出級中監控負載電流，以便在ON狀態下檢測開路負載。從任何脈寬調制電流調節周期開始，如果線圈電流在連續脈寬調制周期內超過tOL的時間沒有達到電流限制，則在狀態寄存器中設置相應的開路負載位(STA 2寄存器中的OPL_OUTA或OPL_UTB位，STA 0寄存器中的OPL位)。OL狀態位(STA 0和STA 2對應位)被鎖存，直到寫入RST_FLT位“1”或當開路負載條件消失時EN引腳接收到故障清除短脈沖。 表4 開路檢測電氣參數

堵轉檢測

芯片內部集成反電動勢檢測電路，根據線圈BEMF電壓測量值與CVLL閾值之間的比較結果，設備斷言并報告相應的標志位。

如果轉換值持續x次低于CVLL閾值(x等于CONFIG_14寄存器值中的CV_STALL_NUM[2：0]位)，則STA_0和STA_2中的STALL標志位被設置。CVLL和STALL標志都不會影響設備的工作狀態。如果CONFIG_5寄存器中的STALL_NMASK_FLT被設置，STALL信號可以鏈路到nFault引腳。

典型應用

NSD8389可應用于汽車的前大燈調節器、HUD(抬頭顯示)和熱管理中的控制執行器，其驅動步進電機硬件電路設計很簡單，圖2為典型的外圍電路設計。

圖2 外圍電路參考

NSD8389作為車載雙極性步進電機驅動芯片，最高256細分驅動，可滿足大部分小功率步進電機的細分要求。通過VREF引腳和內部寄存器可以靈活配置驅動電流，滿足不同功率的步進電機的驅動電流要求。此外，立功科技可為用戶提供深入地技術支持服務，助力用戶加快設計進程。