步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的分類

步進(jìn)電機(jī)又被稱為脈沖電動機(jī)，具有小型化以及低成本的特點，所以步進(jìn)電機(jī)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路組成。 隨著第三次科技革命以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)也不斷地改進(jìn)和完善。我國步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展要比西方發(fā)達(dá)國家起步晚，隨著我國科技水平的不斷提高，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)也到了相應(yīng)的發(fā)展。

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號，轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī)，又稱為脈沖電機(jī)。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號時，它就可以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的，可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時可以通過控制脈沖頻率，來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)多用于數(shù)字式計算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤等裝置。

電機(jī)驅(qū)動芯片有3類1. TMC5160 L6474 這類驅(qū)動比較高級，直接就是MCU通過SPI/UART發(fā)命令給驅(qū)動芯片， 驅(qū)動控制電機(jī)動作。2. TB6600 L6208 是通過脈沖驅(qū)動，不過是2種脈沖， 轉(zhuǎn)速 方向 使能。而直接驅(qū)動電機(jī)的脈沖是經(jīng)過芯片譯碼出來的。3.低級 ULN2003 就是一個放大器的作用， 把輸入的脈沖增強驅(qū)動能力后 接步進(jìn)電機(jī)。 突然發(fā)現(xiàn)ULN2003根本就不是電機(jī)驅(qū)動器，L6205\A4954才是一個專用電機(jī)驅(qū)動器芯片。把輸入放大后給輸出電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它有脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護(hù)單元等組成。驅(qū)動單元與步進(jìn)電機(jī)直接耦合，也可以理解成步進(jìn)電機(jī)微機(jī)控制器的功率接口。MCU相當(dāng)于是控制電機(jī)的大腦，它向分立器件發(fā)送電機(jī)的步距角時間、轉(zhuǎn)動方向和重復(fù)次數(shù)等，而分立器件根據(jù)MCU發(fā)出的信號，將放大電壓和電流并將其發(fā)送至電機(jī)，從而驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。

有刷電機(jī)驅(qū)動核心電路H橋加上一些必要的外圍電路，共同組成直流有刷電機(jī)的驅(qū)動器。集成電路形式的H橋，一般用于中小功率。分立元件形式的H橋，通常用于大功率或者超大功率需求，主要由MOSFET或IGBT晶體管組成。MCU的引腳，無法直接驅(qū)動MOS管等元件，需要加上專用的MOS管驅(qū)動芯片。直流有刷電機(jī)驅(qū)動芯片L298N，內(nèi)部集成了兩個H橋。L298N芯片，能夠驅(qū)動4.5V~46V、2A以下電機(jī)，電流峰值輸出達(dá)3A。實際應(yīng)用中，不能通過交換電源線實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制，可以用一個H橋電路來驅(qū)動電機(jī)。

細(xì)分驅(qū)動電路的各種優(yōu)勢使得細(xì)分驅(qū)動電路的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。現(xiàn)今步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動電路大多數(shù)采用的都是單片微機(jī)控制。 按照末級功放管的工作狀態(tài)分類，可以將細(xì)分驅(qū)動電路分為放大型和開關(guān)型兩種。放大型的細(xì)分驅(qū)動電路中的末級功放管的輸出電流直接受單片機(jī)輸出的控制電壓控制，因此電路相對 簡單，并且對于電流的控制能力也相對較強， 但是末級功放管長時間處于放大的狀態(tài)，極大程度上增加了功耗，發(fā)熱情況非常嚴(yán)重，使得整個電路的溫度過高，很容易發(fā)生意外情況。 例如晶體管溫漂或者熱擊穿，從而影響整個電 路的正常工作，所以放大型的細(xì)分驅(qū)動電路一 般應(yīng)用在驅(qū)動電流小、控制精度較高并且散熱 情況非常好的工作場合。而開關(guān)型的細(xì)分驅(qū)動電路的末級功放管工作處于開關(guān)狀態(tài)，因此能夠極大程度上降低功耗，并且也不存在放大型的細(xì)分驅(qū)動電路發(fā)熱嚴(yán)重的情況，但是開關(guān)型細(xì)分驅(qū)動電路的復(fù)雜程度非常高，并且輸出的電流具有一定的紋波，所以開關(guān)型的細(xì)分驅(qū)動電路一般應(yīng)用在輸出力矩極大的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動當(dāng)中。