DRV8825电机驱动芯片

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Engineering步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元， 可以分别通过控制脉冲个

数和频率， 从而达到准确定位和调速的目的， 在机电一体化产品中有着广泛的应用。设 计 中 常 用 的

步 进 电 机 又 有 单 极 型(unipolar) 和双极型 (bipolar) 之分。 相对而言， 单极型电机虽然应用效率较

低， 但是驱动电路简单， 在早些年有较大的成本优势， 特别是在高电压、 大电流的应用中。 不过近年

来，随着各大厂家双极型电机专用驱动芯片的大量推出， 在性能不断提高的同时， 价格也在不断下降，

再综合了其占用 PCB 空间小， 控制简单等优点， 采用双极型电机及专用驱动芯片取代单极性电机已经成

为了一种趋势。本文将介绍一种双极型电机专用控制芯片DRV8825， 并提供一个基于该芯片的打印机

电机驱动电路设计方案。1 芯片介绍DRV8825 是德州仪器 (TI) 为打印机、 扫描仪和其他自动化设备设

计的集成电机驱动芯片。 它集成了 2 个 H 桥电路， 以及片上 1/32 微步进分度器， 可以驱动一个双极

型电机，或两个直流有刷电机。 输入电压范围 8.2~45V, 可以提供 1.75A 的有效电流， 并可承受 2.5A

的峰值电流(在 24 V、 25° C 的应用环境下 )。低至 0.2Ω 的导通电阻， 保证了芯片良好的热特性。 另外，

还集成了快速响应的短路、 过热、欠压及交叉传导保护功能电路， 能够检测故障状况， 并迅速切断 H

桥， 从而为电机和驱动芯片提供保护。功能模块框图:关键引脚功能说明:nENBL: 输入， 使能， 低有效，

带内部下拉。高电平时， 关闭芯片所有输出和操作。nSLEEP : 输入， 低电平时进入低功耗休眠模式， 带

内部下拉。STEP: 输入， 上升沿触发一步， 带内部下拉。DIR: 输入， 设置步进方向， 带内部下拉。基

于 DRV8825 的打印机电机驱动电路设计文/吴迪【关键词】 DRV8825 步进电机 驱动电路本文 介绍 了

双极型 步 进电机专 用 控制 芯片 DRV8825 的 特性及使用 方法， 并提供了 一种基于DRV8825 的打印

机电机驱动电路的设计方案。摘 要MODE0、 MODE1、 MODE2: 输 入， 设置 full, 1/2, 1/4, 1/8/

1/16, or 1/32 微 步 模 式。DECAY: 输入， 衰变模式设置。nRESET: 输入， 复位， 低有效， 初始化分

度器并关闭 H 桥输出。 带内部下拉。AVREF、 BVREF: 输入， 线圈电流参考电压设置 nHOME : 开 漏

输 出， 电 机 转 到 home state(从上电开始电机转过 45°的位置) 时输出低电平。 nFAULT: 开漏输出，

低电平表示在错误状况(过热、 过载) 。ISENA、 ISENB: 连接采样电阻。AOUT1、 AOUT2: 连接到双极

型电机的线圈 A， 正向电流方向为 AOUT1 → AOUT2。BOUT1、 BOUT2: 连接到双极型电机的线圈 B，

正向电流方向为 BOUT1 → BOUT2。2 用于打印机的双极型步进电机驱动电路方案本案中打印机系统对

步进电机驱动的要求为: 驱动电压 VH=38V， 需提供最大 1.5A的有效电流。 另外， 要求电机驱动的斩

波电流阈值可控， 在不同的应用中可以对电机提供不同的电流， 以便更好的控制电机和驱动片的温升。

根据以上要求， 设计电机驱动电路图如下: MODE2MODE1MODE0MnENBLR2R41 R/1 %/1 206/1

/4W1 R/1 %/1 206/1 /4WC1C20.47U0.1 UPWMMVRR1 14.7KR7R81 R/1 %/1 206/1 /4W1

R/1 %/1 206/1 /4WRM14.7K13572468C30.01

uFMSTEPMDIRMDECAYMnSLEEPMnHOMEMnFAULTR1 34.7K 1 %AnBBnR61 R/1 %/1 206/1

/4WR91 R/1 %/1 206/1 /4WVHVHR1 01 .5K 1 %IC1DRV882541 11 08201 9271 81 71 61 31

2572221691 42924282325262131

5VMAVMBBOUT1BOUT2DIRDECAYnHOMEnFAULTnSLEEPnRESETBVREFAVREFAOUT1AOUT2STE

PnENBLISENAISENBGNDPADMODE0GNDNCMODE1MODE2CP2CP1VCPV3P3OUT3.3VR1

24.7KR3R54.7K4.7KRM24.7K13572468MnRESETMOTOR STEPPER1234R14.7KAC40.01 uFR1 421

0KC50.01 UR1 411 0K电路设计说明:2. 1 1MCU端口 需求:电路图 所示是最大连接方式， 需要 10个输

出 端口、 2 个输入端口。 实际应用 中可以 根 据 MCU 端 口 资 源 情 况， 选 择 性 的 连接 nHOME、

nFAULT、 nSLEEP、 DECAY、nENBL 等端口， 以节约端口。 2. 2 参考电压生成电路:PWMMVR 信 号

为 MCU 输 出 的 幅 值为 3.3V 的 PWM 信号。 PWM 信号是一种 具有固定周期不定占空比(D) 的数字

信号。PWMMVR 信号首先经过电阻(R10、 R13)分压， 得到幅值后再经过两级RC积分电路后就产生参

考电压。mV 为 2.5V 的 PWM 信号， 然参考电压空比， 就可以产生不同幅值的参考电压。 因此

REFV=mV D。 通过控制 PWM 信号的占本案的参考电压理论值是小等于 2.5V 的任意正电压， 从而实

现了斩波电流阈值可控的设计目标。2. 3 采样电阻设置:本 案 采 用 3 个 1206 封 装 1/4W、 F 档 的1Ω

电阻并联作为采样电阻， 故ISENR=1/3Ω， 根据斩波电流阈值计算公式ISENREFchopRVI5， 理

论最大斩波电流为 1.5A， 达到设计要求。 在电流为 1.5A 时， 单个采样电阻的功率为 0.25W，因此需

至少选用 1/4W 的电阻。 实际测试中，在长时间最大电流运行时， 1/4W 的采样电阻无明显温升， 因此

可以满足设计要求。2. 4 散热处理DRV8825 芯片封装底部有一块裸露的散热片(电路图中定义为 29 脚) ，

PCB 设计时最好能将其焊接到 PCB 的接地铜皮上， 并尽量增大这块接地铜皮的面积， 多打过孔， 以达

到良好的散热性能。本文介绍了双极型步进电机专用控制芯片 DRV8825 的特性及使用方法， 并提供了

一种基于DRV8825 的打印机电机驱动电路的设计方案。 经实际测试， 该方案电机驱动效果良好， 驱动

芯片温升较小， 可以满足打印机实际应用的需要。参考文献[1] TI 公司 . DRV8825, 技术手册 .作者单位

福建实达电脑设备有限公司 福建省福州 市 350002