DRV8434S、DRV8434A 和 DRV8889-Q1 等步進(jìn)電機驅動(dòng)器包含一個(gè)失速檢測功能，可在電機步進(jìn)時(shí)檢測過(guò)載或失速情況。當電機步進(jìn)時(shí)，由于轉子磁體的磁場(chǎng)，各相繞組會(huì )產(chǎn)生反電動(dòng)勢。反電動(dòng)勢和驅動(dòng)電流波形之間的相位差與步進(jìn)電機的儲備扭矩成正比。因此，對于空載步進(jìn)電機，反電動(dòng)勢相位差為最大值，并且在沒(méi)有儲備扭矩時(shí)，也即步進(jìn)電機滿(mǎn)載并且失速時(shí)，它將接近零。
當失速檢測處于啟用狀態(tài)時(shí)，器件會(huì )將扭矩計數 值計算為旋轉電機最近四個(gè)電氣半周期的移動(dòng)平均值。扭矩計數值與上一段所述的反電動(dòng)勢相位差成正比。隨后，在相電流的每個(gè)電氣半周期過(guò)零期間，會(huì )更新一個(gè)新的扭矩計數 值并將其與編程設定的失速閾值進(jìn)行比較，以確定失速情況。
失速閾值 通過(guò)器件數據表中描述的兩種方法之一編程到驅動(dòng)器的失速檢測模塊。第一種方法是使用自動(dòng)失速學(xué)習過(guò)程。第二種方法是使用手動(dòng)輸入用戶(hù)定義的失速閾值。當 DRVOFF = 0 或 EN_STL = 0 時(shí)，將報告最大扭矩計數 值。
可能導致失速檢測不可靠的常見(jiàn)問(wèn)題
- 失速檢測功能需要采用智能調優(yōu)紋波控制衰減模式。在具有失速檢測功能的器件上，這是默認的衰減模式。
- 為了使失速檢測正常工作，不僅必須正確定義失速閾值，而且反電動(dòng)勢振幅也應滿(mǎn)足失速檢測器計算扭矩計數 所需的 SNR。步進(jìn)電機的相繞組電阻越高，反電動(dòng)勢的振幅越小。因此，具有大約幾十歐姆高繞組電阻的步進(jìn)電機可能無(wú)法與失速檢測器良好配合使用。
- 小尺寸和/或低扭矩步進(jìn)電機可能具有弱永磁體，并且可能無(wú)法提供足夠的 SNR（來(lái)產(chǎn)生反電動(dòng)勢），而且可能無(wú)法與失速檢測器良好配合使用。
- 在極低的步進(jìn)速率條件下，反電動(dòng)勢振幅可能不足以處于失速檢測器的可檢測范圍內。在低步進(jìn)速率條件下，失速檢測可能無(wú)法正常工作�？捎糜谑贆z測的最低步進(jìn)速率可通過(guò)使用特定于器件的 TI EVM 在各種 VM 和電流設置下評估不同的電機來(lái)確定。
- 先前在一個(gè)速度下獲知的失速閾值 可能不適合在另一個(gè)速度下檢測失速。每次改變步進(jìn)速度時(shí)，都必須完成新的學(xué)習過(guò)程。
- 同樣地，在一個(gè)速度下手動(dòng)輸入的失速閾值 可能不適合在另一個(gè)速度下檢測失速。每次步進(jìn)速度改變時(shí)，都必須輸入新的失速閾值。
- 如果在應用中實(shí)施，則使用失速閾值學(xué)習的失速檢測在加速階段可能不可靠。在這種情況下，必須手動(dòng)設置適當的失速閾值。
- 用于失速檢測的扭矩計數 計算依賴(lài)于在每個(gè)電流調節斬波器周期中觀(guān)察有限 TOFF 持續時(shí)間。如果電機驅動(dòng)電源電壓 VM 不足以通過(guò)相繞組電感推入足夠的電流，以在給定的步進(jìn)速率下保持穩壓，則不僅會(huì )失去電流調節功能，而且失速檢測也不會(huì )起作用。如果扭矩計數值在步進(jìn)速度增加時(shí)突然跳至異常高的值，則表明在該速度下失去了電流調節和失速檢測能力。當失去電流調節功能時(shí)，電機可能會(huì )也可能不會(huì )出現失速，具體取決于系統的慣性和加速度曲線(xiàn)。
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