Kann ich den Stromverbrauch eines Schrittmotors sicher reduzieren, indem ich eine PWM an den Freigabeeingang des Fahrers anlege?

Ich habe ein Breakout-Board für Schrittmotortreiber, das auf dem Allegro A4988-Chip basiert. Mir ist aufgefallen, dass der Motor bei statischer Aufladung ein viel besseres Haltemoment aufweist als beim Bewegen. Ich habe eine batteriebetriebene Konfiguration und die meiste Zeit wird der Schrittmotor nur zum Halten einer Position verwendet. Das Potentiometer für die Grenzwerteinstellung befindet sich bereits auf der Breakout-Platine, sodass ich es mit meinem Mikrocontroller nicht ändern kann.

Kann ich ein PWM-Signal an den Freigabestift des Motortreibers anlegen, um den in den Motor fließenden Strom so zu ändern, dass ich den Motor bei aktiver Bewegung mit einem höheren Strompegel antreiben und den Strom für die Halteposition reduzieren kann?

Ich bin hauptsächlich an den Auswirkungen eines PWM-Signals auf die Lebensdauer der Treiberschaltung interessiert. Nirgendwo auf dem Datenblatt steht, dass Sie so etwas tun können oder nicht.

Ich bin mir nicht sicher, was Sie unter dem Potentiometer für die Grenzwerteinstellung verstehen, aber (vorausgesetzt, Sie meinen die Strommesswiderstände und R S 2 (was ein interessantes Design wäre, sollten diese mit niederohmigen Widerständen übereinstimmen). Ich habe auf Seite 9 im Abschnitt Interne PWM-Stromregelung gelesen :$R_{S1}$$R_{S2}$

Der Maximalwert der Strombegrenzung wird durch Auswahl von RSx und der Spannung am VREF-Pin festgelegt. Die Transkonduktanzfunktion wird durch den Maximalwert der Strombegrenzung (A) angenähert, der durch eingestellt wird$I_{TripMAX}$

$I_{TripMAX} = V_{REF} / ( 8 R_S)$

Dabei ist der Widerstand des Messwiderstands (Ω) und V_ {REF} die Eingangsspannung am REF-Pin (V).$R_S$

Haben Sie Zugriff auf den REF-Pin (Pin 17)? Wenn dies der Fall ist, bewirkt das Einstellen mit einem DAC den gleichen Effekt wie das Variieren der Messwiderstände.

Wenn nicht, ist der Enable-Eingang wahrscheinlich die bessere Wahl als das Abschalten der Stromversorgung oder die Verwendung der Sleep- oder Shutdown-Pins. Diese würden eine Verzögerung von 1 ms verursachen (gemäß der Beschreibung auf S. 10).

Ich kann im Datenblatt nichts sehen, was besagt, dass der Aktivierungsstift nicht gepulst werden kann. An der internen Schaltung ist schwer zu erkennen, ob dies ein Problem verursachen würde. Der Aktivierungsstift schaltet die externen Fets aus, was bedeuten kann, dass der Chip den Strom nicht richtig umwälzen kann, was zu Spannungsspitzen führt. Ich würde jedoch erwarten, dass Allegro sich mit dieser Situation befasst hätte, da dies jedes Mal passieren würde, wenn Enable hoch geht.

Wenn Sie einen Ersatzfahrer haben, ist mein Rat, es einfach zu versuchen.

Alternativ können Sie die Vref-Spannung reduzieren, anstatt PWM zu verwenden. Der A4988 kümmert sich dann gut um die Stromreduzierung für Sie. Dies kann erreicht werden, indem der Vref-Pin mit einem Widerstand und entweder einem Transistor oder einem Pin einer MCU, die zwischen niedriger und hoher Impedanz umschalten kann, etwas tiefer gezogen wird.

Eine noch bessere Lösung könnte darin bestehen, es automatisch zu machen. Verwenden Sie das Schrittsignal, um schnell einen Kondensator aufzuladen, der die Vref-Spannung hochzieht. Wenn keine Stufensignale vorhanden sind, entlädt sich die Kappe langsam und damit die Vref-Spannung und der Motorstrom. Je schneller die Schritte, desto höher die Vref.

Hier ist ein sehr grobes Schema, wie es funktionieren könnte. Ich habe nur die Widerstandswerte erraten und nicht überprüft, ob sie überhaupt funktionieren würden. (Übung dem Leser überlassen).

Sicher können Sie PWM verwenden, aber Ihr Schrittmotor beginnt möglicherweise ein wenig mit der PWM-Frequenz zu pfeifen. Wählen Sie eine hohe Frequenz, die Sie nicht hören können (> 20 kHz) oder leben Sie mit der Pfeife.