2、步进电机驱动电路

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欢迎观看 TI 高精度实验室

步进电机系列第二章。

我叫 Rick Duncan， 今天我将

讨论步进电机的 驱动电路。

在开始之前， 让我们回顾一下步进电机。

许多应用都 使用步进电机，

因为它们无需 外部传感器

或复杂的控制算法 即可进行精确的

位置控制。

有时我们将其称为 开环位置控制。

步进电机可以 提供连续运动

或保持固定的 转子位置，

具体取决于系统要求。

这些特性使得 步进电机易于实现，

为系统设计人员提供了 一种低成本解决方案。

在本演示中， 我们将重点关注

驱动双极步进 电机所需的电路。

对于双极步进电机， 两个 H 桥允许

电流沿任一方向

流经绕组。

H 桥中 FET 的 外形像字母 H。

电流的方向 决定了

由该绕组产生的 磁场的极性。

集成式步进驱动器 通过按特定顺序

激励步进器 绕组来控制

转子位置。

在此示例中， 微控制器

向步进驱动器 发送脉冲，

以指示步进转子 应移动到

下一个位置。

当驱动器接收到 步进脉冲时，

驱动器激励 序列中的一个相位。

当驱动器接收到 下一个脉冲时，

驱动器激励 下一个相位，

由此转子便可 继续运动。

集成在步进 驱动器中的 H 桥

在两个方向上控制 相绕组中的电流，

用于改变绕组的 极性并继续

使转子运动。

如果微控制器 停止发送脉冲，

则转子将保持 静止并与

激励空间的 磁场对齐。

集成式步进驱动器 通常实现了保护、

微步进和步进 调优等额外特性。

现在您可以看到 步进器的内部 H 桥，

能够清楚地 显示操作。

步进电机可以使用 电压或电流进行驱动。

电压控制是 驱动步进电机

最简单的方法。

H 桥的电压设置为 步进电机的额定

电压。

电流大小受电机 电阻的限制，

且不超过额定值。

由于电流变化 受到限制，

因此步进电机的 转速会受到限制。

现代的步进电机 驱动器可调节电流

以实现更好的 步进电机性能。

电流调节允许 提供给 H 桥的电压

远高于 步进电机的

额定电压。

例如，当使用 电流调节时，

额定电压 小于 5 伏的

步进电机可以 由连接到 24 伏的

H 桥驱动。

由于电流被调节到 一个特定的电平，

因此流经 绕组电阻的

电流所产生的 电压位于步进电机的

额定值范围内。

在更高的 H 桥 电压下运行，

还可以使步进 电机绕组中的

电流在更短的时间内 达到指定电平。

更快地达到 指定的电流电平

可以使电机旋转得更快。

低侧 FET 的源极上 显示的检测电阻器

用于在驱动器内部 提供反馈环路。

流经检测电阻器的 电流产生电压，

该电压将 与基准电压进行

比较以调节电流。

有关步进电机 和 TI 集成式步进

驱动器的 更多信息，

请访问 ti.com 上的 步进驱动器页面。

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步进电机系列第二章。

我叫 Rick Duncan， 今天我将

讨论步进电机的 驱动电路。

在开始之前， 让我们回顾一下步进电机。

许多应用都 使用步进电机，

因为它们无需 外部传感器

或复杂的控制算法 即可进行精确的

位置控制。

有时我们将其称为 开环位置控制。

步进电机可以 提供连续运动

或保持固定的 转子位置，

具体取决于系统要求。

这些特性使得 步进电机易于实现，

为系统设计人员提供了 一种低成本解决方案。

在本演示中， 我们将重点关注

驱动双极步进 电机所需的电路。

对于双极步进电机， 两个 H 桥允许

电流沿任一方向

流经绕组。

H 桥中 FET 的 外形像字母 H。

电流的方向 决定了

由该绕组产生的 磁场的极性。

集成式步进驱动器 通过按特定顺序

激励步进器 绕组来控制

转子位置。

在此示例中， 微控制器

向步进驱动器 发送脉冲，

以指示步进转子 应移动到

下一个位置。

当驱动器接收到 步进脉冲时，

驱动器激励 序列中的一个相位。

当驱动器接收到 下一个脉冲时，

驱动器激励 下一个相位，

由此转子便可 继续运动。

集成在步进 驱动器中的 H 桥

在两个方向上控制 相绕组中的电流，

用于改变绕组的 极性并继续

使转子运动。

如果微控制器 停止发送脉冲，

则转子将保持 静止并与

激励空间的 磁场对齐。

集成式步进驱动器 通常实现了保护、

微步进和步进 调优等额外特性。

现在您可以看到 步进器的内部 H 桥，

能够清楚地 显示操作。

步进电机可以使用 电压或电流进行驱动。

电压控制是 驱动步进电机

最简单的方法。

H 桥的电压设置为 步进电机的额定

电压。

电流大小受电机 电阻的限制，

且不超过额定值。

由于电流变化 受到限制，

因此步进电机的 转速会受到限制。

现代的步进电机 驱动器可调节电流

以实现更好的 步进电机性能。

电流调节允许 提供给 H 桥的电压

远高于 步进电机的

额定电压。

例如，当使用 电流调节时，

额定电压 小于 5 伏的

步进电机可以 由连接到 24 伏的

H 桥驱动。

由于电流被调节到 一个特定的电平，

因此流经 绕组电阻的

电流所产生的 电压位于步进电机的

额定值范围内。

在更高的 H 桥 电压下运行，

还可以使步进 电机绕组中的

电流在更短的时间内 达到指定电平。

更快地达到 指定的电流电平

可以使电机旋转得更快。

低侧 FET 的源极上 显示的检测电阻器

用于在驱动器内部 提供反馈环路。

流经检测电阻器的 电流产生电压，

该电压将 与基准电压进行

比较以调节电流。

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