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还在为高压驱动加电荷泵?TMC2590-TA:我不用,谢谢!

在设计高压步进电机驱动方案时,相信很多工程师都有过这样的经历:盯着原理图上的电荷泵电路,算着电容的耐压值,想着PCB上那些额外占地的升压元件,内心不免灵魂拷问——真的非要不可吗?

TMC2590-TA 表示:这套“繁文缛节”,可以省了。

省电荷泵,扛8A

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传统高压驱动芯片需要电荷泵,是因为内部集成的N沟道MOSFET高侧需要高于电源电压的驱动电压。TMC2590采用 N+P沟道外部MOSFET架构:高侧用P管,栅极电压只需拉到源极(VS),无需升压;低侧用N管,由内部5V稳压器直接驱动。电荷泵、自举电路一并“下岗”,BOM成本更低,PCB布局更简洁,高压侧可靠性更高。

参数 规格
电机供电电压 5V ~ 60V DC
电流能力 1A ~ 8A(取决于外部MOSFET)
微步细分 最高256微步
封装 TQFP32-EP(5x5mm)
控制接口 SPI / Stand-Alone 双模式

电流大小由你选的MOSFET说了算,从低压实验室设备到60V工业CNC,它都能覆盖。

CoolStep省电,StallGuard2测负载

如果说“不用电荷泵”是硬件减法,那CoolStep技术就是运行功耗的“精打细算”。

为保证不丢步,工程师常设置较大电流余量,但电机大部分时间处于轻载——电流浪费,热量却留下了。TMC2590通过StallGuard2实时监测负载:负载低时自动降流,负载高时及时补流。官方数据显示最高可省75%功耗——电源可选小规格,散热片可减薄,机箱温升更低。

StallGuard2还能实现无传感器负载检测:测量绕组反电动势,返回10位负载读数(SG值)。两大实用场景:归位不用限位开关(直接撞机械挡块,SG突变判断原点),负载可视化上位机实时监控电机吃力程度,辅助机械调试)。

平稳运行:SpreadCycle+MicroPlyer

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步进电机低速振动和噪音常令人头疼,TMC2590用了两招:

SpreadCycle斩波算法:根据电感和电流实时调整波形,让电流过零点更平滑,减少振动。

MicroPlyer插补器:主控只能发低分辨率脉冲(如1/16步)?它能自动“细化”到256微步。软硬件不变,运行更细腻。

应用广泛

TMC2590-TA覆盖面广:

工业类(纺织机械、实验室自动化、泵阀控制、CNC)

商用设备(ATM、POS终端、安防云台、打印机)

新能源(定日镜控制器、太阳能追踪)

增材制造(3D打印机)

这颗思路“务实”的驱动芯片:外置N/P MOSFET适配灵活电流,省掉电荷泵简化设计,CoolStep+StallGuard2让功耗和负载检测更智能。高压大电流选型,不妨看看这个“不用电荷泵”的选项。

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