Lấy mẫu hai chiều
Trong ổ đĩa bước thông thường, một điện trở cảm giác bên ngoài được kết nối giữa nguồn và mặt đất của mỗi cầu H và chỉ có điện áp chuyển tiếp trên điện trở cảm giác khi bật chế độ PWM. Trong chế độ phân rã chậm, các vòng lặp hiện tại thông qua MOSFET bên trong và không đi qua điện trở cảm giác, do đó không thể đo được dòng điện. Trong chế độ phân rã nhanh, dòng điện qua điện trở bị đảo ngược, tạo ra điện áp âm. Đối với các quy trình IC công suất hiện tại, điện áp âm rất khó lấy mẫu với quy trình đơn giản.
Nếu chúng ta có thể theo dõi dòng điện cuộn dây trong giai đoạn phân rã hiện tại, nhiều vấn đề điều chỉnh dòng điện điều khiển động cơ bước có thể được giải quyết. Tuy nhiên, như được mô tả ở trên, rất khó để đạt được bằng một điện trở cảm giác bên ngoài, và một lựa chọn tốt hơn là thử phát hiện dòng điện bên trong. Cảm biến dòng điện bên trong cho phép dòng điện được theo dõi bất cứ lúc nào, chẳng hạn như PWM đúng giờ, cũng như phân rã nhanh và phân rã chậm. Mặc dù nó làm tăng độ phức tạp của IC điều khiển, cảm biến dòng điện bên trong giúp giảm đáng kể chi phí hệ thống vì không cần phải có điện trở lấy mẫu bên ngoài. Những điện trở này rất lớn và đắt tiền, và giá thường tương đương với IC điều khiển!
IC điều khiển bước MP6500
Chip điều khiển động cơ bước lưỡng cực MP6500, tích hợp phát hiện dòng bên trong, là sự thay thế tốt cho IC điều khiển động cơ bước lưỡng cực điều khiển dòng cực đại chi phí thấp truyền thống. Sơ đồ khối mạch bên trong của MP6500 được hiển thị trong Hình 5.
MP6500 có mức tối đa hiện tại của ổ đĩa là 2,5A (tùy thuộc vào gói và thiết kế PCB); điện áp cung cấp dao động từ 4,5V đến 35V. Hỗ trợ đầy đủ bước, nửa bước, bước quý và chế độ ổ đĩa bước thứ tám. Không yêu cầu điện trở cảm giác dòng ngoài, chỉ cần một điện trở nhỏ, công suất thấp có nối đất để đặt dòng điện cực đại của cuộn dây.
Phát hiện dòng điện bên trong dựa trên thiết kế khớp chính xác của ống nguồn và các mạch liên quan để đảm bảo rằng dòng điện cuộn dây luôn được lấy mẫu chính xác, từ đó cải thiện chất lượng vận hành của động cơ bước.
Thông thường, MP6500 hoạt động ở chế độ phân rã chậm. Tuy nhiên, khi hết thời gian cố định và phân rã chậm, nếu dòng điện cuộn dây vẫn ở trên mức dự kiến, chế độ phân rã nhanh được bật để giảm nhanh dòng điện về giá trị mong muốn. Chế độ điều khiển kết hợp này cho phép dòng điện ổ đĩa nhanh chóng giảm về 0 trong khi đảm bảo rằng dòng trung bình càng gần với điểm đặt. Khi bước nhảy, phân rã nhanh được sử dụng để dòng điện nhanh chóng được điều chỉnh về 0, như trong Hình 6.
Nếu điện áp cung cấp cao, độ tự cảm thấp hoặc biên độ dòng điện cực đại yêu cầu thấp, dòng điện có khả năng cao hơn giá trị đặt. Do thời gian trống, có thời gian tối thiểu cho mỗi chu kỳ PWM và nhiều trình điều khiển động cơ bước thông thường không thể kiểm soát dòng điện cuộn dây. Nếu điều này xảy ra, MP6500 sẽ tiếp tục sử dụng chế độ phân rã nhanh để đảm bảo rằng dòng điện cuộn không bao giờ vượt quá giá trị đặt (xem Hình 7).
