东芝的 TB5128FTG 这款步进电机驱动芯片。它是一款非常经典且性能强大的双极步进电机

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TOSHIBA-王工 发表于 2025-9-15 10:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、TB5128FTG 主要特点TB5128FTG 的核心优势在于其高电压、大电流驱动能力以及高精度细分控制。

           
  •         高性能输出


                     
    •                 输出电流:最高可达 ±5.0 A(峰值)。

                     
    •                 工作电压:范围宽,从 10V 至 44V。这使得它可以轻松驱动额定电压较高的步进电机,获得更高的转速和扭矩。

             
                   
  •         高级细分控制


                     
    •                 内置 2相步进电机脉冲控制器

                     
    •                 支持丰富的细分设置,通过 CLK(脉冲)、CW(方向)、HOLD(半流锁定) 三个信号进行控制。

                     
    •                 细分模式:支持 1、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、1/128 共8种细分模式。高细分可以实现电机运转的极致平稳和低噪音、低振动,非常适合对运动平滑性要求高的场合。

             
                   
  •         低导通电阻和低功耗


                     
    •                 采用 DMOS 输出级,导通电阻(典型值)很低,这使得芯片自身的发热量大大减少,效率更高。

             
                   
  •         全面的保护电路


                     
    •                 过流保护 (ISD):检测输出电流,防止电机堵转或短路烧毁芯片。

                     
    •                 过热保护 (TSD):当芯片结温超过阈值(典型值 175°C)时,自动关闭输出,温度下降后自动恢复。

                     
    •                 过压保护 (UVLO):当电源电压过低时(< 8.2V),芯片停止工作,防止误动作。

                     
    •                 励磁模式监视器:通过 MO 引脚输出当前细分模式的信号,方便MCU监控。

             
                   
  •         接口简单


                     
    •                 控制接口为简单的 脉冲+方向 模式,与绝大多数微控制器(如Arduino, STM32, 51单片机等)兼容性极好,编程非常简单。
                      二、应用电路详解                一个典型的TB5128FTG应用电路包含以下几个关键部分:
                      1. 电源部分 (Power Supply)
                     
    •                 VM: 主电源引脚,连接电机驱动电源(10V - 44V)。必须使用一个大容量的电解电容(例如 100μF - 470μF)和一个小的陶瓷去耦电容(0.1μF)并联在 VM 和 GND 之间,紧贴芯片引脚放置,以吸收电机启停时产生的大电流冲击和噪声。

                     
    •                 VCC: 逻辑部分电源,通常接 5V。也需要一个0.1μF的陶瓷电容进行去耦。

                     
    •                 2. 控制信号接口 (Control Interface)
                     
    •                 CLK: 脉冲信号输入端。每个脉冲的上升沿(或下降沿,可配置)使电机移动一个微步。

                     
    •                 CW/CCW: 方向控制信号输入端。高电平和低电平分别控制正转和反转。

                     
    •                 HOLD: 半流控制信号。此引脚为高电平时,电机绕组电流减半,用于电机停止时的功耗和发热降低,同时保持一定的保持扭矩。

                     
    •                 这些控制信号引脚内部已有下拉电阻,因此如果悬空,默认状态为低电平。通常直接连接到MCU的IO口。

                     
    •                 3. 电流设置 (Current Setting)
                     
    •                 输出电流峰值由 Vref 引脚电压和检测电阻 Rs 共同决定。

                     
    •                 Rs: 在 A-ISENA-GNDB-ISENB-GND 之间各连接一个低感抗、高精度的功率电阻(通常小于0.5Ω)。这个电阻的精度和功率至关重要,它用于检测电机电流。

                     
    •                 4. 电机连接 (Motor Connection)
                     
    •                 A+, A-: 连接步进电机的A相绕组。

                     
    •                 B+, B-: 连接步进电机的B相绕组。

                     
    •                 5. 保护与监控 (Protection & Monitoring)
                     
    •                 MO: 输出当前细分模式的信号,可以连接到MCU的ADC引脚进行监控。

                     
    •                 RESET: 复位引脚,低电平有效。通常可以上拉到VCC,需要复位时由MCU拉低。

                     
    •                 简化应用电路框图

                     
    •                 Vref: 通过一个外部分压电路或DAC来设置一个参考电压(0 ~ 3.3V)。输出电流 Iout = Vref / (8 * Rs)。


                               
      •                         举例:如果要设置电流为2.0A,选用 Rs = 0.2Ω,则 Vref = Iout * 8 * Rs = 2.0 * 8 * 0.2 = 3.2V。​编辑
        TB5128FTG是一款采用PWM斩波技术的两相双极步进电机驱动器,解码器中的时钟功能也已集成在内。该器件采用BiCD工艺制造,输出额定值为50 V/5.0 A(电机供电电压为44 V)。
      •                         三、典型应用行业                        凭借其高功率和高精度的特点,TB5128FTG广泛应用于需要精密控制、中高功率输出的场合:

                               
      •                         3D打印机:驱动挤出机电机和X/Y/Z轴电机,高细分确保打印模型表面光滑,高扭矩确保挤出有力。

                               
      •                         CNC数控机床/雕刻机:驱动主轴或进给轴,实现精密加工。

                               
      •                         工业自动化与机器人:用于机械臂关节、传送带定位、自动门、抓取装置等。

                               
      •                         医疗设备:化验分析仪器、输液泵、呼吸机等需要平稳、精确流体控制或位置控制的设备。

                               
      •                         高端办公设备:大幅面绘图仪、高性能扫描仪。

                               
      •                         安防监控:驱动云台摄像机,实现平稳的Pan/Tilt/Zoom操作。

                               
      •                         重要设计注意事项
                               
      •                         散热!!: TB5128FTG在驱动大电流时会产生大量热量。必须为其安装足够大的散热器,并且散热器要与芯片顶部的金属散热垫良好接触(通常需要涂导热硅脂)PCB设计时,在芯片底部和周围铺设大量的铜箔并通过过孔连接到背面的铜层,是辅助散热的重要手段。

                               
      •                         PCB布局


                                         
        •                                 电流检测电阻 Rs 的走线要尽量短而粗,采用开尔文连接方式最佳。

                                         
        •                                 VM电源的大电容必须紧靠芯片的VM和GND引脚。

                                         
        •                                 电机输出线(A+, A-, B+, B-)的走线应尽可能粗,以承受大电流。

                                 
                                                       
      •                         总之,TB5128FTG是一款功能强大、集成度高的步进电机驱动解决方案,非常适合工程师在需要高性能电机驱动的项目中选用。在实际设计前,强烈建议咨询技术  家  wdylsq 仔细阅读东芝官方提供的最新版数据手册

                       
                             
           

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