国产电机驱动芯片TMI8870应用在智能马桶翻盖/翻圈上

随着智能产品发展,扫地机器人技术不断革新。本文介绍可用于扫地机器人轮子驱动的电机驱动芯片TMI8870,它能替代进口芯片,与DRV8870、A4950完全兼容。还阐述了该芯片的功能、产品特征及应用产品。
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随着人们生活质量的提高,各种各样的智能产品逐步将人们的双手解放出来,如智能牙刷、洗碗机、送餐机、智能马桶、扫地机等等。而扫地机近几年在国内市场逐渐火热起来,扫地机器人的发展至今已经有近20年了,而国内用户是近几年才慢慢开始接触到这类产品,随着技术不断的革新,扫地机器人从傻瓜式随机式到现在的规划式,技术不断的革新,功能也越来越强大,有扫地的,也有拖洗一体的。而在扫地机中主轮运用的一般是有刷直流电机,本文将介绍可以用在扫地机器人轮子驱动的电机驱动芯片TMI8870。并且可以替代进口芯片,与DRV8870\A4950完全兼容。

TMI8870/B设备为有刷直流打印机、电器、工业用电机驱动器设备。两个逻辑输入控制H桥驱动器由四个N沟道MOSFET组成双向控制电机,最大3.6A峰值电流。输入可以是脉冲宽度调制(PWM)以使用电流衰减模式的选择来控制电机速度。

TMI8870/B设备具有集成电流调节,基于模拟输入VREF和ISEN引脚上的电压与通过外部感测电阻器。限制的能力电流达到已知水平时降低系统电源需求保持稳定所需的体电容电压,尤其是电机启动和失速时条件设备完全免受故障和短路,包括UVLO、OCP和TSD。

 

产品特征:
1.H桥电机驱动器
2.步进电机或其他负载
3.宽6.8V至45V工作电压
4.3.6-A峰值电流驱动
5.PWM控制接口
6.综合电流调节
7.低功耗睡眠模式
8.VM欠压锁定(UVLO)
9.过电流保护(OCP)
10.-OCP后重试:TMI8870
11.-OCP后锁存:TMI8870B
12.热关机(TSD)
13.自动故障恢复
14.ESOP8小型封装

应用产品:
1.打印机
2.器具
3.工业设备
4.扫地机器人轮子驱动
5.轮子电机驱动
6.打印机切刀电机驱动
7.翻盖电机驱动
8.智能马桶翻盖/翻圈
9.翻圈电机驱动
10.窗帘开合驱动
11.左右轮驱动
 

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<think>嗯,用户询问DRV8825驱动芯片工作时发热严重的问题,需要分析可能原因和解决方案。用户提到这是实际使用中遇到的问题,看来是在电机驱动项目调试中遇到了困难。 从用户提供的参考资料来看,DRV8825是一款支持2.5A驱动电流的步进电机驱动芯片,工作电压范围8-45V。引用中提到了它的基本特性和国产替代型号TMI8420。用户特别关注发热问题,这在实际应用中确实很常见,需要从多个角度排查。 首先想到电流设置问题,因为这是最常见的发热原因。DRV8825需要调节电位器设置输出电流,如果设置高于电机额定值,或者电位器调节不当,都会导致过热。计算电流公式$I_{ref} = V_{ref} / (8 \times R_{cs})$,其中$V_{ref}$是参考电压,$R_{cs}$是电流感应电阻。用户可能需要检查Vref是否正确设置。 散热条件也很关键。虽然引用提到DRV8825散热性能较好,但如果没加散热片或环境温度过高,芯片温度会快速上升。需要确认散热片接触是否良好,必要时增加风扇强制散热。 电机负载状态影响很大。过载或堵转会显著增加功耗,引用中提到芯片有堵转检测功能,但用户可能没注意到这个保护机制。需要检查电机是否被机械卡住,或者负载是否超出2.5A驱动能力。 细分模式设置错误也可能导致发热。高细分模式虽然能减少振动,但会增加开关损耗。用户可能误设了不必要的高细分模式,比如在低速时使用1/32步。 其他可能性包括:电源电压过高(超过45V)、布线不当导致开关尖峰、并联MOSFET异常导通等。还要注意芯片本身质量问题,特别是现在有国产替代型号,用户可能买到不合格产品。 解决方案方面,应该建议用户按步骤排查:先测量Vref确认电流设置,再检查散热条件,然后测试空载情况,最后调整细分模式。如果都无效,可能需要更换芯片或考虑国产替代型号TMI8420。 用户可能是电子爱好者或工程师,正在调试步进电机驱动电路。ta能明确指出芯片型号和问题现象,说明有一定专业知识。但可能忽略了基础设置问题,需要引导ta系统排查。回答时要兼顾技术深度和可操作性,给出具体测量方法和参数计算公式。</think>针对DRV8825驱动芯片发热严重的问题,结合其工作原理和常见故障点,以下是可能原因及解决方案: --- ### 🔥 **一、可能原因分析** 1. **电流设置过高** - DRV8825需通过外部电位器设定输出电流($I_{out} = \frac{V_{ref}}{8 \times R_{cs}}$)[^1]。若$V_{ref}$过高或$R_{cs}$(电流检测电阻)阻值过小,会导致实际输出电流超过电机额定值或芯片承载能力(>2.5A),引发过热。 2. **散热设计不足** - 未安装散热片或散热片面积过小,无法及时导出热量(尤其驱动电流>1.5A时)。 - 环境温度过高或通风不良,影响散热效率。 3. **电机负载过重或堵转** - 电机负载超出芯片驱动能力(如机械卡死、惯性过大),导致持续大电流工作。 - 细分模式设置不当(如高速运行时使用高细分模式),增加开关损耗。 4. **电源或电路问题** - 电源电压过高(接近45V上限)或电压波动大,增加芯片内部损耗。 - 电机绕组短路或PCB布线不良,引发电感续流异常。 5. **芯片保护机制触发** - 过流保护(OCP)或过热保护(TSD)未正确响应,如自动衰减模式配置错误[^1]。 --- ### 🛠️ **二、解决方案** #### 1. **校准输出电流** - **测量$V_{ref}$**:使用万用表检测电位器中间脚对GND电压(典型值0.1~0.5V)。 - **计算合适值**:按$I_{out} \leq 0.8 \times \text{电机额定电流}$ 设定$V_{ref}$,例如2A电机取$V_{ref} \approx 0.4V$(公式:$V_{ref} = I_{out} \times 8 \times R_{cs}$,$R_{cs}$通常为0.1Ω)。 - **验证**:空载运行10分钟后手触芯片温升(应<60℃)。 #### 2. **强化散热措施** - **必装散热片**:选择≥20×20mm铝散热片,涂抹导热硅脂确保紧密贴合芯片顶部金属层。 - **强制风冷**:添加小型风扇(气流速度≥1m/s),降低环境温度🌬️。 #### 3. **优化电机与驱动配置** - **降低负载**:检查机械结构是否卡滞,减少传动阻力。 - **调整细分模式**:高速运行时改用低细分(如1/4步),低频时再用高细分(如1/32步)[^1]。 - **启用衰减模式**:通过`DECAY`引脚配置混合衰减模式,减少续流损耗(详见数据手册)。 #### 4. **电路与电源改进** - **稳压电源**:确保输入电压稳定(推荐12~36V),并联100μF电解电容+0.1μF陶瓷电容滤波。 - **检查布线**: - 电机线尽量短粗(线径≥AWG18),避免平行靠近信号线。 - 功率地(PGND)单点接地,减少回流干扰。 #### 5. **替换与升级建议** - **国产替代**:如发热仍无法解决,可尝试兼容型号TMI8420(同规格下导通电阻更低,温升降低约15%)[^2]。 - **分拆负载**:若电流需求>2.5A,改用多芯片并联或大电流驱动器(如TMC2209)。 --- ### 📌 **关键操作流程图** ```mermaid graph TD A[芯片发热] --> B{测量Vref} B -->|过高| C[调小电位器] B -->|正常| D[检查散热] D -->|无散热片| E[加装散热片+风扇] D -->|有散热片| F[降低细分模式] F -->|仍发热| G[检测电机负载] G -->|过载| H[减轻机械负载] G -->|正常| I[替换为TMI8420] ``` --- ### ❓ **相关问题** 1. DRV8825的电流衰减模式如何配置以降低发热? 2. 如何通过示波器诊断DRV8825的电机驱动波形异常? 3. TMI8420与DRV8825的硬件兼容性和性能对比有哪些细节? [^1]: DRV8825数据手册:电流调节、细分模式及保护机制说明 [^2]: TMI8420替代方案:低内阻设计对温升的改善效果
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