安森美半导体用于办公自动化设备应用的高能效步进电机驱动器方案

LV8702的供电电压VM范围为9至32 V，最大支持36 V；输出电流为2.5 A，并支持3 A的峰值电流。这器件的输出导通阻抗仅为0.55 Ω，帮助高能效驱动步进电机。LV8702内置高能效模式、失步检测功能及输出短路保护功能，帮助降低电机驱动能耗，减少发热量，减轻振动及噪声，并提供高可靠性。LV8702的典型应用包括复印机、文档扫描仪、多功能打印机等办公自动化设备，以及缝纫机等工为设备和老虎机等娱乐设备。

　　图4. 安森美半导体LV8702高能效步进电机驱动IC应用演示装置。

　　为了彰显LV8702步进电机驱动器的应用优势，安森美半导体构建了如图4所示的演示装置。我们首先导通电机开关。此开关启用LV8702电机驱动器IC以显示其效用。随着电机开始运行，我们来测量电机电流波形。然后，在保持电机驱动的同时，我们导通高能效开关。电流波形测试结果如图5所示。左侧显示了高能效开关未启用时的电机驱动器驱动电流，右侧显示的则是导通高能效开关后的情况，可见驱动电流明显降低，表示能耗更低。

　　图5. LV8702可通过GAD引脚设计提供高能效驱动模式，帮助减小平均电流并降低能耗。

　　LV8702高能效模式减小了平均电流，进而也减少产生的热量。IC表面温度测试显示，高能效开关启用的情况下，驱动器IC及电机表面温度分别下降了46℃和28℃。这功能有潜力在某些应用中省去冷却风扇，节省空间及成本，还增强系统可靠性。此外，通过比较电机VM电流，还以发现LV8702能够节省能耗高达80%（见图6）。设计人员能够利用LV8702开发高能效的办公自动化设备，并符合世界各地对提升能效的需求。

　　图6. 通过比较电机VM电流可以发现LV8702能够大幅节省电机的能耗。

　　LV8702内置电荷泵电路，用于驱动高边N沟道MOSFET。LV8702支持4种微步模式，包括满步、半步（满转矩）、半步及1/4步等，能够帮助减轻电机振动进而降低噪声。这器件内置输出短路保护功能，针对输出对电源短路、输出对地短路及负载短路等状况提供保护。

　　总结：

　　对于当今的电源系统设计人员而言，要符合世界各地的能效法规及终端用户对节能的更高需求，不仅要提升电源的能效、改善功率因数及降低轻载和待机能耗，还要提升当今电子产品中广泛使用的电机的能效，降低其能耗，并提供可靠性。安森美半导体因应这些需求，提供宽广阵容的高能效电机驱动器产品。本文重点步进电机驱动的常见挑战及其工作原理，概览了安森美半导体用于步进电机驱动的产品系列，重点介绍了安森美半导体LV8702高能效步进电机驱动器的特性，并结合演示装置的测试结果，介绍了其应用优势，旨在帮助设计人员利用这系列IC开发高能效的办公自动化设备电机驱动应用，在市场竞争中占据有利位置。