SGM42622低电压步进电机驱动器：特性、应用与设计要点

一、引言

在电子工程师的日常工作中，步进电机驱动器是一个常见且关键的组件。今天要给大家介绍的SGM42622低电压步进电机驱动器，它集成了控制逻辑和低RDSON MOSFET功率级，具备诸多优秀特性，适用于多种应用场景。接下来，我们将详细了解这款驱动器的各项特性、应用以及设计要点。

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二、产品概述

SGM42622是一款低电压步进电机驱动器，采用固定关断时间PWM电流控制，用于两个独立的H桥。它能够实现高达1/256的精细微步进分辨率，并且专为电池供电应用设计，可进入接近零功耗的待机模式以延长电池寿命。同时，它还具备过流、短路和热关断等全套保护功能。该产品采用绿色TQFN - 3×3 - 16L封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃。

三、产品特性

3.1 电源与电流

• 电源电压范围：电机电源电压范围为1.8V至10V，适应多种电源环境。
• 最大RMS输出电流：可达1.3A，能满足一定功率需求。
• 低RDSON：在 + 25℃时，HS + LS的RDSON为0.5Ω，降低了导通损耗。

3.2 步进分辨率

具备高达1/256的微步进分辨率，可实现更精确的电机控制，减少电机振动和噪音。

3.3 电流衰减模式

采用自适应混合电流衰减模式，能根据电机负载情况自动调整电流衰减方式，提高电机效率。

3.4 可编程关断时间

通过外部电阻ROFF可对PWM的总关断时间（慢衰减 + 快衰减）进行编程，关断时间通常在10μs至120μs之间。

3.5 保护功能

• 无损过流保护：当任何FET中的电流超过预设的过流阈值时，H桥中的所有FET将被禁用约16ms，EN/nFAULT引脚将被拉低，之后芯片恢复运行。
• 短路保护：能有效防止因短路导致的器件损坏。
• 热关断：当芯片温度超过最大安全温度阈值时，EN/nFAULT引脚被拉低，禁用功率级，当温度回到安全范围时恢复。

3.6 低待机电流

待机电流小于80nA，有助于延长电池供电设备的续航时间。

四、应用领域

SGM42622适用于多种领域，包括玩具、游戏机、机器人、销售点设备和打印机等。在这些应用中，其高精度的步进控制和低功耗特性能够满足设备的需求。

五、典型应用电路

文档中给出了SGM42622的典型应用电路，包括电源、电容、电阻等元件的连接方式。在设计实际电路时，需要注意元件的参数选择和布局，以确保电路的稳定性和性能。例如，VCC和VDD引脚需要合适的电容进行滤波，以减少电源噪声对驱动器的影响。

六、引脚配置与功能

6.1 引脚配置

SGM42622采用TQFN - 3×3 - 16L封装，引脚包括MODE1、MODE2、STBY/RESET、EN/nFAULT等。

6.2 引脚功能

• DIR/MODE4：方向输入或步进模式选择输入4。
• STCK/MODE3：步进时钟输入或步进模式选择输入3。
• OUTA1和OUTA2：桥A输出1和2。
• SENSEA：桥A电流检测（接地），需连接一个小的检测电阻到电源地。
• VCC：器件电源电压。
• GND：器件接地。

七、电气特性

7.1 电源特性

• 电源电压VCC范围为1.8V至10V，VCC开启电压VCCTH_ON为1.1V至1.8V，VCC关断电压VCCTH_OFF为1V至1.64V，VCC迟滞电压VCCTH_HYS为180mV。
• 无换向、EN为低、ROFF = 160kΩ时，VCC电源电流ICC为2700至3500μA；无换向、EN为高、ROFF = 160kΩ时，ICC为2800至3650μA；VSTBY = 0V时，VCC待机电流ICC_STBY为10至80nA。

7.2 功率级特性

• 总导通电阻RDSON在VCC = 10V、IOUT = 1.3A时为0.43至0.6Ω；VCC = 3V、IOUT = 0.4A时为0.5至0.65Ω。
• 上升时间tRISE和下降时间tFALL在VCC = 10V、空载输出时均为40ns，死区时间tDT为260ns。

7.3 电流控制特性

• 感测偏移VSENSE_OFFSET在VREF = 0.5V、内部参考20% VREF时为 - 15至15mV。
• 总关断时间tOFF在ROFF = 10kΩ时为9μs，ROFF = 160kΩ时为106μs；慢衰减时间tOFF_SLOW为5/8 × tOFF μs，快衰减时间tOFF_FAST为3/8 × tOFF μs。

7.4 逻辑IO特性

• 高逻辑电平输入电压VIH为1.5V，低逻辑电平输入电压VIL为0.5V。
• EN低逻辑电平输出电压VOL在IEN = 4mA时为0.8V，STBY下拉电阻RSTBY为72kΩ，EN下拉电流IPDEN为12μA。

八、功能描述

8.1 待机和上电

通过将STBY/RESET输入引脚拉到VSTBYL阈值以下，可使器件进入待机模式，此时控制器的电源电流显著降低，功率级关闭，输出处于高阻态。退出待机模式后，控制器像上电一样重新启动。

8.2 微步进序列器

4位二进制值在MODEx输入上，在电源上电或器件退出待机模式后被锁存。正常操作时，输入值被忽略，MODE3和MODE4输入作为步进时钟（STCK）和方向（DIR）输入。当MODE1和MODE2都处于低电平时，锁存值被忽略，器件以全步模式运行；当MODE1或MODE2输入回到高电平时，恢复之前的操作模式。

8.3 PWM电流控制

每个桥都有自己独立的PWM电流控制器。桥电流通过感测引脚和感测电阻从负极流向地，感测引脚电压与相电流成正比，并与基于序列器值和VREF设置的参考电压进行比较。当SENSEX超过VREFx值时，比较器触发关断时间和衰减序列。

8.4 设置PWM关断时间

PWM的总关断时间通过TOFF引脚和地之间的外部电阻ROFF进行编程，为了稳定调节，需要在ROFF上并联一个小的串联RC分支。

九、封装与订购信息

SGM42622采用TQFN - 3×3 - 16L封装，订购编号为SGM42622YTQ16G/TR，封装标记为42622TQ XXXXX（XXXXX为日期代码、跟踪代码和供应商代码），包装选项为卷带装，每卷4000个。

十、总结

SGM42622低电压步进电机驱动器以其丰富的特性、广泛的应用领域和可靠的保护功能，为电子工程师在步进电机控制设计中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择元件参数，注意电路布局和散热设计，以充分发挥该驱动器的性能。同时，在使用过程中要注意ESD保护，避免因静电放电对器件造成损坏。大家在实际设计中是否遇到过类似驱动器的使用问题呢？可以在评论区分享交流。