AFS系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制和關(guān)鍵診斷

步進(jìn)電機(jī)分為變磁阻(VR)、永磁(PM)和混合型(Hybrid)步進(jìn)電機(jī)，在車用環(huán)境中，最常用的是永磁型步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子是永磁體。在汽車應(yīng)用環(huán)境中，也有許多場(chǎng)合需要用到步進(jìn)電機(jī)，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(jìn)電機(jī)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(duì)AFS應(yīng)用的芯片組解決方案。

英飛凌作為領(lǐng)先的汽車半導(dǎo)體提供商，為解決汽車步進(jìn)電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，研發(fā)了步進(jìn)電機(jī)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(yīng)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(cè)之外還提供了多篇應(yīng)用筆記以方便客戶快速對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文在評(píng)估板基礎(chǔ)上對(duì)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)和診斷要點(diǎn)進(jìn)行了闡述和說(shuō)明，是對(duì)英飛凌步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)支持的一個(gè)補(bǔ)充。TLE4729G用于控制、驅(qū)動(dòng)兩相步進(jìn)電機(jī)的智能功率器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中，與應(yīng)用相關(guān)的重要端口說(shuō)明如表1所示。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理和PWM調(diào)制

步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式包括全步、半步和微步運(yùn)行三種方式。TLE4729G支持全步和半步運(yùn)行這兩種方式，支持微步運(yùn)行方式將會(huì)很快面市。此處主要介紹步進(jìn)電機(jī)全步和半步兩種運(yùn)行方式。

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

半步模式下，步進(jìn)電機(jī)的兩個(gè)繞組會(huì)出現(xiàn)四個(gè)額外的狀態(tài)，其中一繞組充磁時(shí)，另外一繞組不充電，即沒(méi)有電流通過(guò)。因此，在步進(jìn)電機(jī)半步模式下有8個(gè)狀態(tài)，如圖5所示為步進(jìn)電機(jī)的八個(gè)狀態(tài)1、2、3、4、5、6、7、8。