基于辦公自動化設(shè)備的高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器方案
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LV8702的供電電壓VM范圍為9至32 V，最大支持36 V；輸出電流為2.5 A，并支持3 A的峰值電流。這器件的輸出導(dǎo)通阻抗僅為0.55Ω，幫助高能效驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。LV8702內(nèi)置高能效模式、失步檢測功能及輸出短路保護(hù)功能，幫助降低電機(jī)驅(qū)動能耗，減少發(fā)熱量，減輕振動及噪聲，并提供高可靠性。LV8702的典型應(yīng)用包括復(fù)印機(jī)、文檔掃描儀、多功能打印機(jī)等辦公自動化設(shè)備，以及縫紉機(jī)等工為設(shè)備和老虎機(jī)等娛樂設(shè)備。
圖4 LV8702高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動IC應(yīng)用演示裝置
為了彰顯LV8702步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的應(yīng)用優(yōu)勢，安森美半導(dǎo)體構(gòu)建了如圖4所示的演示裝置。我們首先導(dǎo)通電機(jī)開關(guān)。此開關(guān)啟用LV8702電機(jī)驅(qū)動器IC以顯示其效用。隨著電機(jī)開始運(yùn)行，我們來測量電機(jī)電流波形。然后，在保持電機(jī)驅(qū)動的同時，我們導(dǎo)通高能效開關(guān)。電流波形測試結(jié)果如圖5所示。左側(cè)顯示了高能效開關(guān)未啟用時的電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動電流，右側(cè)顯示的則是導(dǎo)通高能效開關(guān)后的情況，可見驅(qū)動電流明顯降低，表示能耗更低。
圖5 LV8702可通過GAD引腳設(shè)計的高能效驅(qū)動模式
LV8702高能效模式減小了平均電流，進(jìn)而也減少產(chǎn)生的熱量。IC表面溫度測試顯示，高能效開關(guān)啟用的情況下，驅(qū)動器IC及電機(jī)表面溫度分別下降了46℃和28℃。這功能有潛力在某些應(yīng)用中省去冷卻風(fēng)扇，節(jié)省空間及成本，還增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。此外，通過比較電機(jī)VM電流，還以發(fā)現(xiàn)LV8702能夠節(jié)省能耗高達(dá)80%（見圖6）。設(shè)計人員能夠利用LV8702開發(fā)高能效的辦公自動化設(shè)備，并符合世界各地對提升能效的需求。
圖6通過比較電機(jī)VM電流
LV8702內(nèi)置電荷泵電路，用于驅(qū)動高邊N溝道MOSFET。LV8702支持4種微步模式，包括滿步、半步（滿轉(zhuǎn)矩）、半步及1/4步等，能夠幫助減輕電機(jī)振動進(jìn)而降低噪聲。這器件內(nèi)置輸出短路保護(hù)功能，針對輸出對電源短路、輸出對地短路及負(fù)載短路等狀況提供保護(hù)。
5總結(jié)
對于當(dāng)今的電源系統(tǒng)設(shè)計人員而言，要符合世界各地的能效法規(guī)及終端用戶對節(jié)能的更高需求，不僅要提升電源的能效、改善功率因數(shù)及降低輕載和待機(jī)能耗，還要提升當(dāng)今電子產(chǎn)品中廣泛使用的電機(jī)的能效，降低其能耗，并提供可靠性。本方案重點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的常見挑戰(zhàn)及其工作原理，重點(diǎn)介紹了LV8702高能效步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的特性，并結(jié)合演示裝置的測試結(jié)果，介紹了其應(yīng)用優(yōu)勢，旨在幫助設(shè)計人員利用這系列IC開發(fā)高能效的辦公自動化設(shè)備電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用，在市場競爭中占據(jù)有利位置。
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