原创

步进电机驱动器的分类

时间：2023-03-10 11:30:01

关键字：步进电机电机驱动驱动电路

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[导读]步进电机又被称为脉冲电动机，具有小型化以及低成本的特点，所以步进电机被广泛应用于各个领域。步进电机系统由步进电机以及步进电机驱动电路组成。随着第三次科技革命以及信息技术的不断发展，步进电机系统也不断地改进和完善。我国步进电机系统的发展要比西方发达国家起步晚，随着我国科技水平的不断提高，步进电机驱动技术也到了相应的发展。

步进电机又被称为脉冲电动机，具有小型化以及低成本的特点，所以步进电机被广泛应用于各个领域。步进电机系统由步进电机以及步进电机驱动电路组成。随着第三次科技革命以及信息技术的不断发展，步进电机系统也不断地改进和完善。我国步进电机系统的发展要比西方发达国家起步晚，随着我国科技水平的不断提高，步进电机驱动技术也到了相应的发展。

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电机，又称为脉冲电机。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就可以驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”。步进电机的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率，来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机多用于数字式计算机的外部设备，以及打印机、绘图机和磁盘等装置。

电机驱动芯片有3类1. TMC5160 L6474 这类驱动比较高级，直接就是MCU通过SPI/UART发命令给驱动芯片，驱动控制电机动作。2. TB6600 L6208 是通过脉冲驱动，不过是2种脉冲，转速方向使能。而直接驱动电机的脉冲是经过芯片译码出来的。3.低级 ULN2003 就是一个放大器的作用，把输入的脉冲增强驱动能力后接步进电机。突然发现ULN2003根本就不是电机驱动器，L6205\A4954才是一个专用电机驱动器芯片。把输入放大后给输出电机。

步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电机驱动器，它有脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。驱动单元与步进电机直接耦合，也可以理解成步进电机微机控制器的功率接口。MCU相当于是控制电机的大脑，它向分立器件发送电机的步距角时间、转动方向和重复次数等，而分立器件根据MCU发出的信号，将放大电压和电流并将其发送至电机，从而驱动电机转动。

有刷电机驱动核心电路H桥加上一些必要的外围电路，共同组成直流有刷电机的驱动器。集成电路形式的H桥，一般用于中小功率。分立元件形式的H桥，通常用于大功率或者超大功率需求，主要由MOSFET或IGBT晶体管组成。MCU的引脚，无法直接驱动MOS管等元件，需要加上专用的MOS管驱动芯片。直流有刷电机驱动芯片L298N，内部集成了两个H桥。L298N芯片，能够驱动4.5V~46V、2A以下电机，电流峰值输出达3A。实际应用中，不能通过交换电源线实现正转和反转的控制，可以用一个H桥电路来驱动电机。

细分驱动电路的各种优势使得细分驱动电路的应用范围不断扩大。现今步进电机的细分驱动电路大多数采用的都是单片微机控制。按照末级功放管的工作状态分类，可以将细分驱动电路分为放大型和开关型两种。放大型的细分驱动电路中的末级功放管的输出电流直接受单片机输出的控制电压控制，因此电路相对简单，并且对于电流的控制能力也相对较强，但是末级功放管长时间处于放大的状态，极大程度上增加了功耗，发热情况非常严重，使得整个电路的温度过高，很容易发生意外情况。例如晶体管温漂或者热击穿，从而影响整个电路的正常工作，所以放大型的细分驱动电路一般应用在驱动电流小、控制精度较高并且散热情况非常好的工作场合。而开关型的细分驱动电路的末级功放管工作处于开关状态，因此能够极大程度上降低功耗，并且也不存在放大型的细分驱动电路发热严重的情况，但是开关型细分驱动电路的复杂程度非常高，并且输出的电流具有一定的纹波，所以开关型的细分驱动电路一般应用在输出力矩极大的步进电机驱动当中。