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二相步进电机驱动集成电路SAA1042的应用 |
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二相步进电机驱动集成电路SAA1042的应用 |
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作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 11:33:47 |
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1 特点
SAA1042是美国MOTORLA公司生产的双极式的二相步进电动机驱动集成电路。有两种规格:
SAA1042 6V,12V,500mA
SAA1042A 24V,500mA
SAA1042/SAA1042A具有如下功能特点:
(1)内置抑制过电压的钳位二极管。
(2)逻辑电压范围宽。
(3)可进行正转/反转和全步/半步控制。
(4)输入端与MOS、TTL及DTL系列等常用的集成电路相兼容。
(5)驱动级偏置可使电机效率优化。
2 引脚及内部结构
SAA1042内部主要有:3个输入端,1个逻辑电路,2个驱动输出级。3个输入端分别为时钟脉冲输入端、正转/反转控制输入端、全步/半步控制输入端。
图1是SAA1042的内部结构框图,图2是双列直插封装的外形及引脚。
3 输入/输出功能
(1)时钟脉冲输入。Clock端的时钟脉冲上升沿起作用,逻辑“1”输入电平与其电源电压有 关。
(2)电机正/反转的控制。通过CW/CCW端可对电机的旋转方向进行控制,输入为低电平时电机 的转向通常为顺时针转(CW),输入为高电平时电机的转向通常为逆时针(CCW),具体情况与电机的实际连接有关。
(3)全/半步控制。通过Full/Half Step端可进行电机全/半步控制,输入低电平时电机全步运行,输入高电平时电机半步运行。
(4)电机绕组的连接。L1、L2、L3、L4为驱动输出端,直接与电机绕组相连。L1、L2(引脚3和引脚1)与一相绕组相连,L3、L4(引脚16和引脚14)与另一 相绕组相连。
(5)抑制过电压保护驱动输出级。在电机绕组通断电瞬间会产生很大的尖峰电压,这会对芯 片的驱动输出级有害。在芯片内引脚1、引脚3、引脚14、引脚16均接有内部钳位二极管,它们共同接到引脚2。这样如果在引脚2和引脚15之间连接一稳压二极管就可使电机绕组产生的尖峰电压得到抑制,保护驱动输出级。
输出端的最大允许电压被钳位在Vclamp:
式中,VF为内部钳位二极管的正向压降,由图3得出其值。
引脚2和引脚15直接连接时VZ=0V。
(6)置位控制及驱动电流的调节。Set/Bias端有两个功能:
(a)通过电阻RB来调节驱动电流。
(b)置位脉冲经电阻RB设置输出端(引脚1,3,14,16)为规定状态。
电阻RB可根据电机的电流和电压由图4来确定。电阻RB取得较小时电路的功率损耗会较大,电阻RB取得较大时电路驱动晶体管的饱和压降会较大。
当“Set”(置位)功能不用时电阻RB的A端应接地;当使用“Set”功能时,电阻RB的A端应与集电极开路的缓冲电路相连。如果通过缓冲器和电阻RB施加置位脉冲,在脉冲持续期图4偏置电阻RB与电机电流的关系曲线间(高电平)驱动晶体管截止,脉冲结束后(由高电平变为低电平后),驱动输出端被置为规定状态。
4 典型应用电路
图5是SAA1042的一个典型应用电路。二相步进电机的电源电压12V(VM),绕组电流200mA。根据电机绕组电流由图4可确定偏置电阻RB为56kΩ。
由式(1)可得输出端的最大允许电压Vclamp=18V。芯片内部二极管和连接在引脚2与引脚5之间的外部稳压管抑制了绕组尖峰电压,保护芯片的输出级。根据电机的电流由图3得到内部二极管的正向压降VF为1.7V。这样可由式(2)得到引脚2和引脚15间的外接稳压管的稳定电压VZ应为4.3V,考虑元件误差和安全裕量,本例中选取稳定电压为3.9V的稳压管。
时钟信号由MC1406B及MC14024组成的相位锁定电路产生,有12.5、25、50、100、200、400、800Hz等7档步进频率可供选择。
全/半步控制端和正/反转控制端应根据需要接高电平或低电平,不能悬空。
置位输入端用反相缓冲器MC14007B驱动,也可以用以RB为集电极电阻的晶体管电路驱动。
在置位脉冲经下降沿变为低电平并且第一个时钟脉冲的上升沿过后,输出端驱动状态为:L1=L3=高电平,L2=Lm=低电平,电机开始运行。
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