替代TMC5130的MS35930 带接口通信 低噪声、256 细分、微步进电机驱动

MS35930 是一款带接口通信的高精度、低噪声的两相步进电机驱动芯片，其集成自动加减速功能和先进的硬件化步进电机驱动程序。芯片内置功率 MOSFET，长时间工作的平均电流可以达到 2A，峰值电流可以达到 2.5A。芯片集成了过温保护、欠压保护、过流保护、短地保护、短电源保护功能。

主要特点：

• 两相步进电机，可达到 2A 线圈电流（2.5A 峰值电流）

• 内部运动控制器具有加减速功能，运行平稳

• 静音模式

• 快速模式

• 低导通电阻，上下臂桥分别为 340mΩ 和 320mΩ

• 宽电压范围：4.75V-36V

• 微步插值功能

• 逻辑电平范围：1.8V-5V

• 内部 256 细分

• 单线 UART 总线以及 SPI 通信接口

• 无需传感器的负载检测技术

• 自适应电流调节功能

• 内部检测电阻模式可选（不再需要外部检测电阻）

• 7x7 mm2 TQFP48 封装（背部散热片）


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功能描述

MS35930 是一个步进电机驱动器，它结合了强大的运动控制功能和驱动能力，所有功能逻辑全 部在芯片内部实现。

MS35930 的三种工作模式：

模式一：全功能运动控制模式： 芯片为全功能模式，只需要提供目标位置，不需要软件算法控制。 SD_MODE 接低，SPI_MODE 悬空或接高电平可以使能此模式。

模式二：步进信号和方向驱动模式： 可通信配置其功能，使用外部步进信号和方向信号驱动电机。 SPI_MODE 和 SD_MODE 悬空或者接高电平可以使能此模式。

模式三：简单的步进信号和方向驱动模式： 芯片通过硬件引脚配置，使用外部步进信号和方向信号驱动电机。 SD_MODE 接高电平或者悬空，SPI_MODE 接低可以使能此模式。

STEP/DIR

MS35930 的步进信号和方向信号可以由外部 MCU 提供，此模式下内部加减速功能关闭，但静音 模式和快速模式仍可以工作。 步进信号可以上升沿触发或者双沿触发（dedge 使能）。一个完整的 电周期步进可以细分为 2、4、8、16、32、64、128 或 256 微步，内插值模式使能后，将所有细分内 插为 256 微步状态。 电机运行的方向可以由 DIR 脚进行控制。STEP 信号只有上升沿有效。STEP 和 DIR 信号被采样并 同步到系统时钟，一个模拟滤波器滤除信号干扰。下图是 STEP 和 DIR 控制的时序图。


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5V 稳压电源

MS35930 还提供一个 5V 的稳压电源输出，应用时需要接一个 2.2μF 到 4.7μF 之间的电容。内部 具有检测 V5 电压的结构，若出现异常（低压），所有输出管将关断。

检测电阻

可以通过选择一个合适的灵敏电阻来设置所需要的最大马达电流。

均方根电流计算公式如下：


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在模拟电压输入控制电流模式下：


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VREF 引脚上的电压范围：0-VV5/2，VREF 的电压推荐不低于 0.5V。

电荷泵

由于输出级采用的是 N 沟道 FET，所需的栅压驱动比电源电压高，才能使得管子完全打开。

MS35930 内部集成了电荷泵电路来产生这个高压。

正常工作时，电荷泵电路需要外接两个电容，如下图所示


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NFAULT 输出

外部运动控制器通常要对步进电机驱动器的某些状态做出快速反应。 在 STEP/DIR 模式下，可通过 配置 NFAULT 脚，输出实时内部信息。NFAULT2 和 NFAULT1 可设置输出内容以及输出类型（缺省设置 为低有效、 开路输出或高有效推挽输出）。为了确定驱动器的复位， 在复位状态期间， NFAULT2 总 是通过拉低来显示通电复位状态。


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保护电路

MS35930 具有过流保护、欠压保护以及过温保护功能。 当电机负载短接在一起或者直接接地时，芯片将通过检测过流来保护自己，并关断短路的驱动 管，阻止对内部器件的损坏，且 NFAULT2 输出一个高信号，需要 ENN 脚复位。 当芯片的温度超过设定的阈值，过温保护电路将起作用。此时，所有通道都会关闭并且 NFAULT2 输出一个高信号。当温度回落至安全温度，芯片将回到正常工作状态。 当芯片的电源电压降低到欠压保护的阈值以下，芯片将关闭所有通道，复位内部逻辑电路。当电 压回到阈值以上时，芯片回到正常工作状态。


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应用场景：

精密工业设备

医疗设备

3D 打印

视频监控、云台

工厂/实验室自动化

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