步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的基本介紹

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制電機(jī)，又稱(chēng)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(hào)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(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，它就可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)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(yùn)行的，可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率，來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤(pán)等裝置。

隨著工業(yè)和家電領(lǐng)域、玩具馬達(dá)及機(jī)器人市場(chǎng)的需求持續(xù)穩(wěn)定成長(zhǎng)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制芯片得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片是集成有CMOS 控制電路和DMOS 功率器件的芯片，利用它可以與主處理器、電機(jī)和增量型編碼器構(gòu)成一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)?？梢杂脕?lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和繼電器等感性負(fù)載。步進(jìn)電機(jī)是通過(guò)脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制，每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)一步。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的步距角，是在電機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上等比例控制產(chǎn)生的，如果控制電路的細(xì)分控制不變，那么步進(jìn)旋轉(zhuǎn)的步距角在理論上是一個(gè)固定的角度。在實(shí)際工作中，電機(jī)旋轉(zhuǎn)的步距角會(huì)有微小的差別，主要是由于電機(jī)結(jié)構(gòu)上的固定有誤差產(chǎn)生的，而且這種誤差不會(huì)積累。

1、L6258EX意法半導(dǎo)體(ST)公司產(chǎn)，芯片相對(duì)較老，最大16細(xì)分?？刂平涌冢翰⒖凇?yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電流大。缺點(diǎn)：芯片較老，有停產(chǎn)可能;電路稍微復(fù)雜;程序控制稍微復(fù)雜。

2、A4988ALLEGRO公司產(chǎn)，此公司做步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC還是挺出名的，小封裝居多，如QFN/LQFP;在小儀器、功率要求不大可以使用。A4988官方手冊(cè)介紹驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到2A，但實(shí)際使用中，以24V供電，1A電流已經(jīng)非常燙，如果達(dá)到2A電流，估計(jì)要很好的散熱系統(tǒng)。A4988支持2、4、8、16細(xì)分?？刂平涌冢簊tep/direction優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單;控制簡(jiǎn)單;價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：測(cè)試使用過(guò)程，總是莫名其妙燒芯片，未根本找到問(wèn)題，后面產(chǎn)品沒(méi)有再使用;驅(qū)動(dòng)電流小，適合42以下的步進(jìn)電機(jī)。

3、DRV8825德州儀器(TI)公司產(chǎn)，模擬器件霸主，電機(jī)系列(步進(jìn)電機(jī)、有刷電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)等)芯片很多，還是不錯(cuò)。DRV8825總體性能和A4988差不多，細(xì)分支持2、4、8、16、32細(xì)分。可能跟布線(xiàn)或者程序控制有關(guān)，噪聲非常大，后面產(chǎn)品也沒(méi)有使用?？刂平涌冢簊tep/direction優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，程序控制簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電流小，噪聲比較大(可能跟PCB布線(xiàn)有關(guān))。

4、TMC246/TMC249TRINAMIC公司產(chǎn)，德國(guó)公司，專(zhuān)門(mén)做電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，德國(guó)佬的東西真心好。246是內(nèi)置mos管，249外置mos管，兩者控制程序完全兼容，只是電路差異比較大。要求高的地方可以考慮，價(jià)格比較貴，同類(lèi)驅(qū)動(dòng)芯片算是最高的，當(dāng)然性能也基本是，至于好不好用，誰(shuí)用誰(shuí)知道!控制接口：SPI優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單;程序控制簡(jiǎn)單;效率高非常高，246內(nèi)置mos管，發(fā)熱量小;249外置mos管可驅(qū)動(dòng)大電流電機(jī);噪聲低，運(yùn)動(dòng)平滑。缺點(diǎn)：價(jià)格貴;布線(xiàn)要求高，硬件工程師設(shè)計(jì)都是設(shè)計(jì)4層板;

5、TMC260/TMC2660/TMC262TRINAMIC公司產(chǎn)，該公司的新出的系列型號(hào)，各方面性能都有提高，如驅(qū)動(dòng)電流更大，細(xì)分更高，最大支持256細(xì)分(不過(guò)這么高細(xì)分普通場(chǎng)合使用意義不大)等。如果用TMC系列建議用TMC2660.價(jià)格相對(duì)便宜;需要大功率的用TMC262.此款外置mos管，控制程序完全兼容?？刂平涌冢簊tep/direction及spi，可以只用spi，相關(guān)配置參數(shù)只能用spi。鄙人的使用方法是控制電機(jī)用step/direction，參數(shù)配置用spi總線(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電流大，運(yùn)動(dòng)平滑(但感覺(jué)沒(méi)有TMC246和249好，可能布線(xiàn)問(wèn)題?)，價(jià)格居然比246和249要便宜些。缺點(diǎn)：價(jià)格貴，布線(xiàn)稍微麻煩。

6、L6470意法半導(dǎo)體ST新產(chǎn)品。從手冊(cè)看，比較強(qiáng)大，大電流(峰值電流7A)、內(nèi)置速度曲線(xiàn)、硬件原點(diǎn)位等，感興趣的可以去測(cè)試。

步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)的位置和速度信號(hào)不反饋給控制系統(tǒng)，如果電機(jī)工作時(shí)的位置和速度信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，那么它就屬于伺服電機(jī)。相對(duì)于伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的控制相對(duì)簡(jiǎn)單，但不適用于精度要求較高的場(chǎng)合。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都非常的突出，優(yōu)點(diǎn)集中于控制簡(jiǎn)單、精度高，缺點(diǎn)是噪聲、震動(dòng)和效率，它沒(méi)有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，制造成本低。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載慣量的能力大，適用于中小型機(jī)床和速度精度要求不高的地方，缺點(diǎn)是效率較低、發(fā)熱大，有時(shí)會(huì)“失步”。