步进电机分为变磁阻（VR）、永磁（PM）和混合型（Hybrid）步进电机，在车用环境中，最常用的是永磁型步进电机，其转子是永磁体。在轿车运用环境中，也有许多场合需求用到步进电机，如AFS前大灯水平方位调理、弯道调理和光线几许形状调理，都需求用到步进电机作为执行器。图1是典型的AFS体系示意图。图2是英飞凌针对AFS运用的芯片组处理方案。
英飞凌作为抢先的轿车半导体供给商，为处理轿车步进电机操控和驱动问题，研发了步进电机专用操控芯片TLE4729G。这颗操控器具有一系列优异的功能，被大多数零部件供货商在体系集成中选用。
英飞凌在供给TLE4729G根本的数据手册之外还供给了多篇运用笔记以便利客户快速对体系进行规划，本文在评价板基础上对步进电机体系和确诊关键进行了论述和阐明，是对英飞凌步进电机操控技术支撑的一个弥补。TLE4729G用于操控、驱动两相步进电机的智能功率器材，其内部结构如图3所示。其间，与运用相关的重要端口阐明如表1所示。
步进电机驱动原理和PWM调制
步进电机的运转办法包含全步、半步和微步运转三种办法。TLE4729G支撑全步和半步运转这两种办法，支撑微步运转办法将会很快面市。此处首要介绍步进电机全步和半步两种运转办法。
全步形式下，步进电机的两个绕组一起充磁，依据充磁电流的方向改动，分为四个状况，设A相绕组的正向电流为A+，则负向电流为A-，如图4所示为步进电机的四个状况1、2、3、4。
半步形式下，步进电机的两个绕组会呈现四个额外的状况，其间一绕组充磁时，别的一绕组不充电，即没有电流通过。因而，在步进电机半步形式下有8个状况，如图5所示为步进电机的八个状况1、2、3、4、5、6、7、8。
TLE4729G具有电流设置管脚，在全步形式下，两个半桥中流过的电流能够设为相同，不同的电流巨细设置对应不同的电流运转形式：全速形式，额外形式，坚持形式和零电流形式。在全步形式下，设定电流形式后，步进电机的换相只和Phase1和Phase2有关。详细时序参阅图6，依据图6能够得出换相表，如表2所示。
TLE4729G的操控办法为电流操控，在半步形式下，因为呈现某项绕组零电流的状况，需求用到电流设置管脚构成换相表，和全步形式不相同的是在状况切换即换相进程中电流设置管脚的值是改动的。详细时序参阅图7所示，依据该图能够得出半步换相表，如表3所示。
步进电机峰值电流操控原理和换相剖析#e#
步进电机峰值电流操控原理和换相剖析
由TLE4729G内部结构能够知道，其功率级输出为两个全桥，为了剖析步进电机换向进程中的电流行为和峰值操控原理，取出其间一个全桥进行剖析。图8是输出Q11 、Q12构成的全桥换相进程中的电流时序图，设Q11、Q12上的负载为步进电机绕组A。换相发生在Phase信号由低变高的时分，此刻流过绕组A的电流方向改动。
当Phase=L时，设此刻的相电流为正，如图9所示，有三种开关状况S1、S2、S3三种状况，其间S1和S2是正常作业状况，S3是换相发生时的过渡状况；S1时T12和T13导通，电流流向为正，此刻电感电流线性增加，采样电阻上有电流流过，当电感电流增加到Iset时，T13关断，此刻电感电流线性下降，电流波形表现为三角波，这种限流办法称为峰值限流办法，这期间取样电阻上没有电流通过，T13作业在PWM斩波办法下；当换相指令发生即Phase=L改动为Phase=H时，T12和T13必须先关断，此刻T11和T14没有导通，电流方向仍未发生改动而是线性减小，通过D11和D14续流，这个时分流过取样电阻上的电流为负，故取样电压对地表现为负。
当Phase=H时，设此刻的相电流为负，如图9所示，有三种开关状况S4、S5、S6三种状况，其间S4和S5是正常作业状况，S6是换相发生时的过渡状况；详细开关进程如图9所示，剖析办法同上文，相同存在上管导通，下管PWM操控和二极管续流的进程。
确诊
确诊在轿车电子中必不可少，这是轿车安全性的必定要求。TL4729G支撑过热、开路和短路确诊。客户在运用TLE4729G时碰到的大多数问题也会集在开路确诊上。TLE4729G的确诊表如表4所示。在全步形式下和半步形式下，因为换相的差异，导致了开路确诊信号有差异。在某些半步换相表下，乃至呈现不能确诊的状况。
从表4能够看出，短路到地和开路过错一起发生时，确诊成果和短路到地是相同的，因而能够以为短路到地的优先级比开路过错高。
开路确诊的原理是运用理性负载续流的原理。如图10所示，一般来说，每次换相的时分，内部SR触发器置位，置位信号由换相信号决议，如图10左上所示，置位信号使得ERROR1为低电平。SR触发器的输出通过一个滤波环节（典型滤波时刻为15μs）衔接到ERROR1，假如理性负载是杰出衔接，即未开路的，在负载电流方向改动时，因为续流的效果，全桥两个输出中的一个电压为VS+VFU（VFU为续流二极管导通压降），比如图10中T14由导通到关断，T12没有导通时，此刻电流通过与T12并联的二极管续流，这时分Qx2的电压值为VS+VFU。全桥的两个输出别离送入到两个电压比较器的同相输入端，而这两个电压比较器的反相输入端则与电源VS相连，两个比较器的输出衔接至一个或门的两个输入，与门的输出则衔接到RS触发器的R管脚。所以换相进程因为有续流电压的存在使得或门的输出为1，使得RS触发器复位，一般来说换相进程持续时刻远小于15μs，所以在正常形式下因为复位信号的效果使得ERROR1坚持为高。当呈现开路的时分，VS+VFU这个条件被损坏，RS触发器置位，15μs后ERROR1信号为低。
全步形式开路确诊
本例中选用XC800作为处理器，运用P3口作为TLE4729G的电流设置和换相口。界说如表5。
在全步形式下，电流设定和换相是别离的，所以能够用两个不同的函数来完结，分为为电流设定函数和换相函数，当然也能够统一到一个函数中，换相的时分对应电流管脚不发生改动即可。
全步形式下的开路确诊简单完结，ERROR1指示开路状况，当未呈现开路时，ERROR1为高电平，当呈现开路时ERROR1为低电平，如图11所示。
半步形式开路确诊
半步开路确诊是TLE4729G中比较复杂的运用之一。有许多用户反映无法进行半步开路确诊。其实不然，假如深入剖析半步换相表，便可得出能够安稳确诊开路确诊的真值表。
半步确诊的复杂性是因为TLE4729G的Inhibit形式导致的，开路可确诊的一个条件是电流设置管脚至少有一个为高电平，当某相两个电流设置管脚均为低时，该项为Inhibit形式，ERROR1在第一个续流周期复位。当有开路状况存在时，ERROR1的复位导致确诊信息丢掉。因为半步的8个状况中屡次呈现Inhibit形式，所以导致了某些状况下开路确诊会有反常。从真值表视点剖析，当某相有Inhibit形式呈现，即该相两个电流管脚均为0时，对应的相位管脚可设置为1或许0，这样便能够得出多组半步换相表，不同的换相表在开路确诊时，成果也不相同。如表6中粗线所示，有四个状况S2，S4，S6，S8中的某相位设置信号是可变设置的，可为0或许1，从摆放的视点上看有16种不同的真值表，这儿取出6种典型表（A-F）举例阐明开路确诊特色。
从头列出半步可改换相表，如表6所示。
管脚设置仍如全步形式，在实践程序中，运用数据树立换相表，如下所示。
//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //A 0，0，1，1
//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x38， 0x2a， 0x22，0x0a，0x08，0x1a，0x12}; //B 1，1，0，0
//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x08，0x1a，0x12}; //C All 0
//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x38， 0x2a， 0x22，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //D All 1
code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x22，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //E 0，1，1，1
//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x08，0x1a，0x32}; //F 0 0 0 1
图12是真值表为A时ERROR1的波形，在该真值表下仅有一种波形，无法区别两相开路、一相开路和无开路的状况，所以无法完结开路OL确诊。
图13是真值表为B时 ERROR1的波形，在该真值表下能够安稳剖分出一路开路、两路开路和无开路确诊。
图14是真值表为C、D时ERROR1的波形，在该真值表下能够剖分出开路毛病和无开路毛病，可是不能剖分出一路开路和两路开路毛病，因为在一路开路有两种状况，即A相开路和B相开路，其间有一相开路和两相均开路的确诊波形相同，故不能做区别。
图15是真值表为E、F时ERROR1的波形，该真值表下有两种波形，可是因为存在无开路和一路开路毛病是同一种波形状况，故不能彻底剖分出开路和无开路两种状况。
短路到负载和电源
短路到负载和电源在数据手册和运用笔记已经有齐备的叙说，此处不再赘述。
EMC问题
EMC问题是客户实践运用TLE4729十分重视的问题。EMC规划需求考虑的是体系的开关频率和输出电容的问题，别的还有PCB布线也需求讲究。
开关频率
TLE4729G的振动频率是能够调整，在EMC测验的时分能够依据需求调整振动频率。频率改动规模为18kHz~30kHz。调整的办法为改动外部振动电容C，电容核算的办法是A = f * C，该公式未在数据手册中给出，可是在芯片规划时振动频率是按此规划。其间A是常数，也就是说频率和电容成反比，A为55kHz.nF。依据数据手册，典型振动频率25kHz时对应的电容为2.2nF，满意该公式。
TLE4729G别的一种调整办法是运用外部时钟同步的办法，TLE4729G内部有一个推挽式电流源，输出才能为120μA，这个电流源能够驱动振动器发生锯齿波振动信号。当运用外部时钟同步时，内部电流源失效，振动器由外部振动器驱动，驱动信号要求低电平介于0V~0.8V，高电平要求在3V~5V之间。
输出电容
除了在逻辑电源和功率电源处增加去耦电容确保供电电源的质量之外，为了下降功率输出的开关噪声和电磁辐射，可在四个功率输出管脚处对地接%&&&&&%，能够有用下降电路EMI问题。
车载文娱体系相关材料集锦——轿车的共同调味剂
