返回

TMC2209:应用于3D打印机的主流静音电机驱动方案

发表时间: 2025-07-03
浏览次数: 65

TMC2209 是德国 Trinamic 公司推出的一款步进电机驱动芯片,对于关注 3D 打印机内部构造的用户而言,它将成为未来热议的焦点,这款芯片将带来全新的使用体验。

 

Trinamic 已成为优质驱动芯片供应商的代表,其产品能显著降低 3D 打印机的噪音(这在夜间打印时尤为扰人)。打印机噪音主要源于风扇、步进电机和运动机械部件。Trinamic 的核心专利技术 StealthChop,通过优化步进电机转动平滑度,可实现接近无声的运行。减少电机振动还能联动降低其向打印机机箱传递的振动能量,从而进一步抑制噪音——使得打印机从主要由电机噪音主导,转变为更安静的状态(仅余风扇噪音)。

 

Trinamic 提供的步进驱动器型号包括 TMC2208 和 TMC2130。

TMC2130 具备一项优势:集成了电流感应反馈功能(StallGuard),这使其能够检测电机何时将传动机构驱动至机械硬限位点而停止。此特性允许移除物理终点限位开关,著名的 Prusa i3 Mk3 打印机即采用了此方案。

 TMC2209.jpg

然而,早期使用的 Trinamic 驱动芯片存在一定的发热问题。

对比经典的 3D 打印机步进驱动器 Allegro A4988(不具备静音功能),其仅需小型散热片即可维持在热限值以下工作。其内部集成 8 个 DMOS 晶体管(每相电机一个全桥),在 25°C、35V 电源条件下,导通电阻 (Rdson) 为 320mΩ(对应 1.5A 电流)。

 

目前未在公开数据中找到 Allegro 和 Trinamic 驱动器在 12V 或 24V 系统下完整的 Rdson 参数范围。但实际应用中,A4988 驱动器在 12V 打印机系统中散热表现良好(尽管噪音较大)。

功能灵活且运行安静的 TMC2130,其内部 MOSFET 在 25°C、24V 电源、100mA 条件下,导通电阻最小为 400mΩ,最大为 500mΩ。因此,它需要更大的散热片才能维持正常工作温度。

后续推出的 TMC2208 改进了这一点,其 MOSFET 在相同测试条件下(25°C, 24V, 100mA)的导通电阻为 280mΩ。虽然部分用户反馈其发热量仍高于 A4988(3D 打印社区存在不同说法,有待验证),可能的解释包括:StealthChop 模式要求 MOSFET 部分工作在线性区,或者在实际 12V 应用中晶体管未能达到标称的 280mΩ 性能。

 

最新发布的 TMC2209 在 MOSFET 导通电阻上实现了显著优化,在 25°C、24V 电源、200mA 条件下,其导通电阻降至 170mΩ——这将有效降低芯片功耗。

更重要的是,TMC2209 同样支持无物理终点限位开关的操作模式(类似 TMC2130 的 StallGuard 功能)。

因此,采用 TMC2209 可同时获得:

  • TMC2208 或 TMC2130 级别的静音运行效果

  • 与 TMC2208 或 A4988 相当甚至更低的发热量

  • 无需终点限位开关的操作能力(如同 TMC2130)

  • 通过 UART 串行接口进行配置,省去了 PCB 跳线(如同 TMC2208 的 UART 和 TMC2130 的 I2C 配置方式)

综上所述,对于非超低成本打印机,TMC2209 提供了静音电机驱动和无终点开关的解决方案——为设计简洁、无需额外散热片或跳线的集成驱动主板(或实现更低温运行的驱动模组升级)打开了大门。

 


在线咨询
点击联系客服经理
样品申请与购买
批量价格与交期
服务与技术支持
领取产品规格书