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STK672-080电机驱动PCB+原理图资料及其相关资料

来源: 电路城
2021-12-07
类别:工业控制
eye 3
文章创建人 拍明

原标题:STK672-080电机驱动PCB+原理图资料及其相关资料

STK672-080是一个用于控制步进电机的专用集成电路(IC),它是SANYO(现为ON Semiconductor)生产的电机驱动器。这个芯片常用于步进电机驱动应用中,尤其是需要高性能和稳定性的场合。在设计PCB和电路时,选择合适的元器件以及合理布局是非常重要的。以下是一个关于STK672-080电机驱动的详细方案,包含PCB设计、原理图、元器件选择以及器件功能的详细介绍。

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一、STK672-080 电机驱动芯片介绍

STK672-080 是一种集成化的步进电机驱动器,能够提供高效的电流控制,保证步进电机的精确操作。它通常用于控制2相、4相步进电机的运动,可以通过PWM信号来控制电流,从而实现精确的转速和位置控制。该芯片集成了驱动电路、保护电路和电流检测电路,减少了外部组件的需求。

主要特点:

  • 具备内建的电流检测电路,能够对电机的电流进行精确控制。

  • 内部包含过温保护、过流保护以及欠压保护等多重保护功能,确保系统的可靠性。

  • 支持多种控制模式,包括全步、半步等。

  • 具有较高的工作效率和较低的热量产生,适合长时间运行。

二、PCB设计与原理图

1. 电路框图

电路框图展示了整个系统中各部分的功能和连接关系。STK672-080 驱动电路的基本框架通常包括以下几部分:

  1. 电源输入部分:负责将外部电源(通常是直流电源)输入到电机驱动电路中。

  2. 控制信号输入部分:接受来自微控制器(MCU)或者其他控制模块的PWM信号,决定电机的转速和工作模式。

  3. STK672-080 驱动IC:作为核心组件,控制电机的步进运动。

  4. 电流检测与保护电路:对电流进行实时检测,并提供过流、过热保护。

  5. 电机输出部分:通过H桥电路驱动步进电机的各个相,控制电机的精确运动。

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                   |     电源输入部分       |

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                   | | DC 12V 输入    |  |

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                   | 控制信号输入部分    |

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                   | | PWM 信号输入    |  |

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                   | STK672-080 驱动芯片  |

                   | +-----------------+  |

                   | | 电流控制电路   |  |

                   | | 驱动电桥电路   |  |

                   | | 保护电路       |  |

                   | +-----------------+  |

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                   | 电机输出部分        |

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                   | | 步进电机        |  |

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2. 原理图设计

原理图设计中,首先要确保STK672-080的电源引脚接入稳定的电源,通常使用12V直流电源。在信号输入部分,控制信号(如PWM)来自微控制器,经过一定的电平转换后送入STK672-080。驱动芯片内部会通过PWM信号控制步进电机的每一相的电流,从而实现步进电机的精确控制。

  • 电源部分:通过滤波电容提供稳定的电源,确保STK672-080在各种负载条件下都能够稳定工作。

  • 控制信号部分:通过调节PWM信号的占空比来控制步进电机的速度和运行模式。可以选择使用微控制器(如STM32系列)来生成这些信号。

  • 保护电路:使用热敏电阻、二极管、MOSFET等组件构建保护电路,确保在过流、过热或欠压等情况下保护驱动器和电机。

  • 输出部分:STK672-080的输出通过H桥电路连接到步进电机的各个绕组,控制电机的运动。

三、优选元器件型号及其作用

在选择元器件时,需要根据系统的具体需求来确定每个元器件的型号。以下是常见的元器件选择以及它们的作用:

1. 电源部分元器件

  • 滤波电容(例如:100uF, 50V 电解电容):用于电源输入端滤波,减少噪声,确保电源稳定。

  • 稳压芯片(例如:LM7805、LM317):如果需要从12V转换为5V供给其他电路或控制器,可以使用这些稳压芯片。

2. 控制信号部分

  • PWM信号生成器(如STM32F103):用来产生精准的PWM信号,控制步进电机的速度和运动模式。STM32系列具有丰富的PWM输出功能,适合此类应用。

  • 光耦合器(例如:4N25):用来将控制信号电平隔离,确保微控制器和驱动电路之间的电气隔离。

3. 保护电路

  • 热敏电阻(NTC热敏电阻):用于过热保护,温度过高时提供电路断开保护。

  • 二极管(如1N5408):用于防止反向电流损坏电路,特别是在电机停止时的反电动势保护。

  • TVS二极管(如SMBJ5.0A):用于防止电压瞬变对电路的冲击。

4. 输出部分

  • MOSFET(如IRLZ44N):用于驱动步进电机的H桥电路,MOSFET能够提供大电流并且有较低的导通电阻,提高效率。

  • 步进电机(如17HS4401):选择合适的步进电机是关键,确保电机的电流要求与驱动器的输出匹配。

四、为何选择这些元器件

选择上述元器件是因为它们具备以下特点:

  1. 高可靠性:每个元器件都具备稳定的工作特性,特别是在高功率和高频率的情况下。

  2. 兼容性:这些元器件与STK672-080电机驱动芯片的工作要求高度兼容,确保了系统的正常运行。

  3. 成本效益:选择市场上常见且易于采购的元器件,可以降低系统的总成本,同时保障性能和可靠性。

五、方案总结

在使用STK672-080进行步进电机驱动设计时,合理选择电源、电流控制、保护电路以及输出电路中的元器件至关重要。通过精心设计PCB和选择合适的元器件,可以有效提高电机控制系统的稳定性和性能。最终,STK672-080为驱动步进电机提供了高效、稳定的解决方案,适合广泛的工业应用。

在此基础上,元器件的选择不仅仅是为了功能实现,还需要考虑到系统的成本、可靠性以及维护性,这对于整个电路系统的优化至关重要。


责任编辑:David

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