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- 3.2 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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