【经验】瑞盟MS41949低压步进电机驱动芯片的使用方法与使用性能
作为一家高性能模拟信号链公司，瑞盟科技为市场提供了许多贴近客户需求的解决方案，其中的马达驱动便是瑞盟的强势产品之一。
最近部分大型安防企业的会议摄像机以及智能摄像机的云台的X、Y轴驱动或Focus、Zoom、P-iris的驱动都使用了瑞盟的MS41949低压步进电机驱动芯片。本文将探究MS41949低压步进电机驱动使用性能与使用方法。
图1是MS41949步进电机驱动的内部框图，从规格书上看，MS41949工作电压范围3V~5.5V，最大输出电流500mA，输出电流大小可通过改变占空比来控制。芯片内部已经完成细分、转速、所走步数，设置完之后，从VDFZ管脚输入固定频率脉冲，电机就可以连续转动了。这个过程不需要MCU过多地参与。
图1 MS41949 A通道内部框图
图2 初始化流程图
图2为芯片初始化流程图，按照流程图，设置如下：
（1）首先把20H寄存器设置为0x1e03，即把PWMMODE设为0x1e，PWMRES设为0，那么根据PWM计算表达式，此时PWM频率为27MHz/（0x1e×2^3）=112.5KHz，DT1延时=3×303us，延时约1ms。
（2）22H寄存器设置为0x0002，即PHMODAB[5:0]=0，DT2A=2；就是设置驱动器A的12相与34相的相位相差90°，DT2A=2×303us=606us延时
（3）23H寄存器设置为0x7878，即PPWA[7:0]、PPWB[7:0]都设置为0x78，调整输出负载电流，占空比输出=PPWX/（PWMMODE×8）=120/（30×8）=50%
（4）24H寄存器配置为0x0410，即MICR0AB[1:0] = 0，设为256细分，ENDISAB=1，使能AB驱动器输出，PSUMAB=0x10，即设置每个VF上升沿到来，步进电机走0x10/8=2步距角。
（5）25H寄存器设置为0x1AB5，即INTCTAB[15:0]=0x1AB5，该值是设定步进电机每个微步的运行时间，按照此值，每个正弦波运行时间为：0x1AB5×111ns*256=194.3ms。而一个正弦波周期走4个步距角，比如电机步距角为1.8°，那么转速为1.8°×4/194.3ms=37.1°/s，以上公式都是基于规格书所给的，经过实测，非常精确。
（6）以上5个步骤是设定A电机的，到此，步进电机已经能够正常工作，B/C/D电机的设置也可以参考此值设置，如果设置B电机，那么应该要按照以下设置：27H设为0x0002，28H设为0x7878，29H设为0x0410，2AH设为0x1AB5
MS419XX的SPI属于高速4线SPI，最高SPI时钟可达5MHz，配置完以上寄存器之后，连续给VF脉冲，电机就能够连续转动了；给一个VF脉冲，电机只运行所设定的步数，然后就会停止，带电流保持力矩，直到下一个VF脉冲到来。
下面测试两个不同转速下，相电流波形，通过相电流波形可以判断，电机转动的电流，细分效果。选用10mH电感、内阻为12Ω、步距角为1.8°的42步进电机测试。
图3为占空比为90%，角速度为约为124.1°/s的相电流波形。从图中可以看出，峰峰值电流为773mA（电流探头1mV对应10mA），相电流最大值为773/2=386.5mA。
图3 角速度为约为124.1°/s的相电流波形
图4为占空比为90%，角速度为约为327.3°/s的相电流波形，占空比没有变化，但是角速度提高之后，相电流衰减比较严重，这也是恒压驱动的最大的缺点，但是恒压最大的优点是低噪、低震动，这又是恒流驱动无法达到的。为了弥补恒压驱动转速不同，相电流不同的缺点，通过不同的转速分段改变占空比的方法，基本是电流恒定，这样就综合了恒压驱动与恒流驱动的优点。
图4 角速度为约为327.3°/s的相电流波
图5为占空比为132%，角速度为约为327.3°/s的相电流波形，经过调整占空比，角速度一样的情况下相电流也能保持一致。
图5 角速度为约为327.3°/s的相电流波形
从实际测试情况来看，MS41949的低压步进电机驱动，加了占空比补偿之后，电机转动效果，无论是力矩、转动噪声、震动、电机平稳性都表现地非常优秀。对于一些噪声、震动要求高的，使用MS41949确实是不错的选择，特别是现在摄像机有些都有语音功能，对噪声要求就更高了，这也是很多大型安防企业会议摄像机采用其来驱动的原因了。
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品牌：瑞盟科技
品类：Three Phase Sensorless Sinusoidal BLDC Driver
价格：￥6.6667
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提供电机的输出反电势波形测试、驱动芯片输入/输出波形测试服务，帮助您根据具体应用场景来选择适合的电机驱动芯片型号，确保电机驱动芯片能够与其他系统组件协同工作达到最佳效果。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
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