AFS系統(tǒng)步進電機控制和關鍵診斷

步進電機分為變磁阻(VR)、永磁(PM)和混合型(Hybrid)步進電機，在車用環(huán)境中，最常用的是永磁型步進電機，其轉(zhuǎn)子是永磁體。在汽車應用環(huán)境中，也有許多場合需要用到步進電機，如AFS前大燈水平位置調(diào)節(jié)、彎道調(diào)節(jié)和光線幾何形狀調(diào)節(jié)，都需要用到步進電機作為執(zhí)行器。圖1是典型的AFS系統(tǒng)示意圖。圖2是英飛凌針對AFS應用的芯片組解決方案。

英飛凌作為領先的汽車半導體提供商，為解決汽車步進電機控制和驅(qū)動問題，研發(fā)了步進電機專用控制芯片TLE4729G。這顆控制器具有一系列優(yōu)異的性能，被大多數(shù)零部件供應商在系統(tǒng)集成中采用。

英飛凌在提供TLE4729G基本的數(shù)據(jù)手冊之外還提供了多篇應用筆記以方便客戶快速對系統(tǒng)進行設計，本文在評估板基礎上對步進電機系統(tǒng)和診斷要點進行了闡述和說明，是對英飛凌步進電機控制技術支持的一個補充。TLE4729G用于控制、驅(qū)動兩相步進電機的智能功率器件，其內(nèi)部結構如圖3所示。其中，與應用相關的重要端口說明如表1所示。

步進電機驅(qū)動原理和PWM調(diào)制

步進電機的運行方式包括全步、半步和微步運行三種方式。TLE4729G支持全步和半步運行這兩種方式，支持微步運行方式將會很快面市。此處主要介紹步進電機全步和半步兩種運行方式。

全步模式下，步進電機的兩個繞組同時充磁，根據(jù)充磁電流的方向變化，分為四個狀態(tài)，設A相繞組的正向電流為A+，則負向電流為A-，如圖4所示為步進電機的四個狀態(tài)1、2、3、4。

半步模式下，步進電機的兩個繞組會出現(xiàn)四個額外的狀態(tài)，其中一繞組充磁時，另外一繞組不充電，即沒有電流通過。因此，在步進電機半步模式下有8個狀態(tài)，如圖5所示為步進電機的八個狀態(tài)1、2、3、4、5、6、7、8。