A3977是带转换器的微步DMOS驱动程序

特点和优点

•±2.5 A，35 V输出额定值

•低R输出，0.28Ω源，0.22Ω汇典型值DS（开）

•自动电流衰减模式检测/选择

•3.0至5.5 V逻辑电源电压范围

•混合、快速和慢速电流衰减模式

•家庭产出

•低功耗同步整流

•内部UVLO和热关机电路

•交叉电流保护

包装：28针TSSOP（后缀LP），带外露热垫

说明

A3977是一个完整的微步马达驱动器，内置翻译。它被设计为在全阶、半阶、四阶和八阶模式下操作双极步进电机，输出驱动能力为35 V和±2.5 A。A3977包括一个固定关闭时间的电流调节器，能够在慢、快或混合衰减模式下操作。这种电流衰减控制方案可降低电机的可听噪声，提高步进精度，并降低功耗。

翻译是A3977易于实现的关键。只需在步进输入端输入一个脉冲，就可以驱动电机一步（两个逻辑输入端决定是完整步、半步、四分之一步还是八步）。没有相序表、高频控制线或复杂的编程接口。A3977接口非常适合复杂微处理器不可用或负担过重的应用。

提供内部同步整流控制电路，以改善在脉宽调制操作期间的功耗。

内部电路保护包括滞后热关机、欠压锁定（UVLO）和交叉电流保护。不需要特殊的通电顺序。

A3977采用薄的（<1.2 mm）28针TSSOP，带有外露的热垫（后缀LP）。A3977不含铅，100%哑光镀锡引线框架。

功能描述

设备操作

A3977是一个完整的微步进电机驱动器，带有内置转换器，操作简单，控制线最少。它被设计成在全步、半步、四步和八步模式下操作双极步进电机。两个输出全桥中的每一个都是N通道dmo，其电流通过固定的关断时间脉冲宽度调制（PWM）控制电路进行调节。每个步骤的全桥电流由外部电流感测电阻器（R）、参考电压（V）和由转换器输出控制的DACs输出电压的值设置。

在通电或复位时，转换器将DAC和相电流极性设置为初始初始状态（参见图中的初始状态条件），并将两相的电流调节器设置为混合衰减模式。当阶跃输入上出现阶跃指令信号时，转换器自动将DAC排序到下一级（当前级序列和电流极性见表2）。微步分辨率由输入MS和MS设置，如表1所示。如果新的DAC输出电平低于前一电平，则该全桥的衰减模式将由PFD输入设置（快速、慢速或混合衰减）。如果新的DAC电平高于或等于前一电平，则该全桥的衰减模式将是慢衰减。这种自动电流衰减选择将通过减少由电机BEMF引起的电流波形失真来改善微步进性能。

复位输入（复位）

重置输入（活动低）将转换器设置为预定义的初始状态（参见图中的初始状态条件），并关闭所有DMOS输出。主输出变低，所有阶跃输入忽略，直到复位输入变高。

本地输出（本地）

HOME输出是转换器初始状态的逻辑输出指示器。通电时，转换器将重置为初始状态（参见图中的初始状态条件）。

步进输入（步进）

步进输入上的一个从低到高的转换使移位器顺序排列，并使马达前进一个增量。转换器控制DAC的输入和每个绕组中的电流流向。增量的大小由输入MS和MS的状态决定（。

微步选择（MS1和MS2）

输入端子MS1和MS根据表1选择微步进格式。对这些输入的更改直到STEP命令生效（见图）。

方向输入（DIR）

方向输入的状态将决定电机的旋转方向。

内部PWM电流控制

每个全桥由一个固定的断开时间的PWM电流控制电路控制，该电路将负载电流限制在期望值(I)。最初，一对对角的源和汇DMO输出被启用，电流流过电机绕组旅行当电流感应电阻上的电压等于DAC输出电压时，电流感应比较器重置PWM锁存器，从而关闭源驱动器（慢衰减模式）或接收器和源驱动器（快衰减模式或混合衰减模式）。

电流限制的最大值通过选择R和V输入端的电压来设置，跨导函数近似为：

DAC输出以精确的步骤将V输出减少到电流感应比较器。

必须确保不超过检测终端上的最大额定值（0.5 V）。对于全阶跃模式，V可以应用到V的最大额定值，因为感测值为0.707 x V/8。在所有其他模式下，V不应超过4 V。

固定下班时间

内部的PWM电流控制电路使用一次触发来控制驱动器保持关闭的时间。只有一次机会，t、 由外部电阻器（R）和电容器（C）的选择决定，外部电阻器（R）和电容器（C）从RC定时端子连接到接地。

在C=470 pF至1500 pF和R=12 kΩ至100 kΩ的范围内，关断时间近似为：

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除了固定的PWM控制电路关闭时间外，C元件还设置比较器消隐时间。当内部电流控制电路切换输出时，此功能将使电流感应比较器的输出为空白。比较器输出被屏蔽，以防止由于钳位二极管的反向恢复电流和/或与负载电容相关的开关瞬态而导致的假过电流检测。空白时间t可近似为：

充油泵。（CP1和CP2）

电荷泵用于产生大于V的栅极电源，以驱动源侧DMOS栅极。CP和CP之间应连接一个0.22μF的陶瓷电容器，用于泵送目的。在V和V之间需要一个0.22μF的陶瓷电容器作为储能器来操作高侧DMOS器件。

VREG

该内部产生的电压用于操作接收器侧DMOS输出。应使用0.22μF电容器将V端子与接地分离。V是内部监控的，在出现故障的情况下，设备的输出被禁用。

启用输入（启用）

此低输入启用所有DMOS输出。当逻辑高时，输出被禁用。转换器的输入（步骤、方向、MS、MS）都是活动的，与启用输入状态无关。

关闭

如果发生故障（结温过高或V上电压过低），设备的输出将被禁用，直到故障条件消除。通电时，如果电压过低，欠压锁定（UVLO）电路将禁用驱动器并将转换器重置为初始状态。

睡眠模式（睡眠）

一种有效的低控制输入，用于在不使用时最小化功耗。这会使很多内部电路失效，包括输出DMO、调节器和电荷泵。逻辑高允许设备在初始位置正常运行和启动。当脱离睡眠模式时，请稍候发出阶跃指令使充油泵（栅极驱动）稳定前1 ms。

快速衰减输入百分比（PFD）

当阶跃输入信号从上一步指令较低的输出电流时，它根据PFD输入的电压电平将输出电流衰减切换为慢、快或混合衰减。如果PFD输入端的电压大于0.6 V，然后选择慢衰减模式。如果PFD输入端的电压小于0.21v，则选择快速衰减模式。混合衰变介于这两个水平之间。该端子应与0.1μF电容器分离。

混合衰变操作

如果PFD输入端的电压介于0.6V和0.21V之间，则电桥将根据步进顺序以混合衰减模式工作（见图）。当达到触发点时，装置将进入快速衰减模式，直到RC端子上的电压衰减到施加到PFD端子上的电压。装置在快速衰减下工作的时间近似为：

在这个快速衰减部分t之后，设备将在固定的关闭时间段的剩余部分切换到慢速衰减模式。

同步整流

当一个内部固定的关闭时间周期触发一个PWM关闭周期时，负载电流将根据控制逻辑选择的衰减模式进行再循环。A3977同步整流特性将在电流衰减期间开启适当的mosfet，并有效地用低R驱动器。这将显著降低功耗，并消除外部肖特基二极管的需要DS（开）大多数应用程序。

同步整流可以设置为激活模式或禁用模式。

激活模式

当SR输入为逻辑低时，激活模式启用，将发生同步整流。此模式通过在检测到零电流水平时关闭同步整流来防止负载电流反转。这可防止电机绕组反向导电。

禁用模式

当SR输入为逻辑高时，同步整流被禁用。当需要外部二极管将功耗从A3977封装传输到外部二极管时，通常使用此模式。

应用程序信息

布局。

印刷线路板应使用重型接地板。

为了获得最佳的电气和热性能，驱动器应该直接焊接到电路板上。

负载电源端子V应与放置在尽可能靠近装置的电解电容器（建议大于47μF）分离。

为了避免由于高dv/dt开关瞬态的电容耦合而产生的问题，将电桥输出轨迹从敏感的逻辑输入轨迹中移开。始终以低源阻抗驱动逻辑输入以提高抗噪性。

接地

建议使用靠近驾驶员的星型接地系统。

44线PLCC具有模拟接地和电源接地，电源接地内部连接至封装的电源卡舌（导线44、1、2、11–13、22–24和33–35）。

在28线TSSOP组件上，模拟接地（导线7）和电源接地（导线21）必须外部连接在一起。位于暴露热垫下的铜接地平面通常用作星形接地。

电流传感

为了最大限度地减少由地面跟踪红外下降引起的对输出电流水平的不精确感测，电流感测电阻器（R）应该有一个独立的接地回路，返回到设备的星形接地。这条路应该尽可能短。对于低值感测电阻器，印制电路板感测电阻器的迹线中的红外压降可能很大，应予以考虑。应避免使用插座，因为插座的接触电阻会导致R的变化。

Allegro MicroSystems建议由：

热保护

通常，当结温达到165°C时，电路会关闭所有驱动器。其目的仅在于保护装置不受过度连接温度导致的故障影响，不应意味着允许输出短路。热停堆具有大约15°C的滞后。

客户包装图

仅供参考-不用于工具使用（参考MO-153 AET）

尺寸单位为毫米-不按比例

尺寸不包括模具飞边、浇口毛边和挡料板突出

在所示限制范围内，由供应商自行决定精确的外壳和引线配置

驱动程序驱动器混合操作输出输入

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