步进电机的相数:是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。
二相步进电机驱动电路是一种电子系统,它接收来自控制器(如微控制器或运动控制卡)发出的低功率数字信号(步进脉冲和方向信号),并将其转换和放大成足够的功率(电压和电流)以及精确的电平切换顺序,来驱动二相步进电机的两相绕组(通常称为A和B相),从而使电机转子按照控制信号的指令精确地旋转步进角度或保持位置。
简单来说,它充当控制器和电机本身之间的“翻译”和“动力放大器”。控制器说“走一步”或“反转”,驱动电路就指挥电机完成这个动作。
一个典型的二相步进电机驱动电路主要由以下几个功能模块组成。下面结合一个基于集成驱动器IC(如A4988、DRV8825、TMC2208等)的简化原理图进行解析:
(请注意:此图非常简化,实际电路会根据具体驱动器IC有所不同,但核心概念一致)
这是电路的核心部件。它将控制器发出的简单指令(步、方向、使能)解码,并生成精确的、时序控制下的
IC会通过检测外部功率MOSFET Source极(源极)和GND之间串联的
电压决定)时,IC内部的比较器会触发,驱动IC会快速暂时关闭对应的MOSFET,阻止电流继续上升。当电流降低到一定程度后,重新打开MOSFET。
。通过调整内部DAC(数模转换器)输出,使每相的PWM占空比精细变化,从而让相电流在+
之间连续变化,模拟出近似的正弦波电流(每个方框代表一次整步的电流波形)。通过MS1、MS2、MS3等引脚的高低电平组合来选择微步模式(如1/2, 1/4, 1/8, 1/16等)。微步大大提高了电机运行的平滑度和定位分辨率。
IC内部通常集成温度传感器和过流检测电路。在过热或过流时(如电机堵转),会自动关闭功率输出并可能通过
给H桥和电机供电的高电压大电流主电源(如24V, 36V, 48V)。容量要足够。
之间,靠近驱动器IC和功率级。主要作用是提供短时峰值电流(MOSFET开通瞬间需要大电流),吸收电机绕组续流时的反向电动势能量,平缓电源波动。容量通常是100uF到1000uF或更大。
IC引脚处。主要作用是滤除高频开关噪声。容量通常在0.1uF - 10uF。
) 引脚的电平(高或低),来选择所需的微步分辨率(如全步、1/2步、1/4步、1/8步、1/16步)。
的每个上升沿触发一次步进动作,内部逻辑根据方向和当前微步模式,确定下一步应给A相和B相设定的
时,IC会暂时关闭对应相位的输出MOSFET(称为斩波斩波)。当电流下降到某个下限值时,再次开启MOSFET(PWM模式)。这种快速开关实现了
精确控制的两相电流按设定的序列变化(如两相正弦波电流的90度相位差),在电机气隙中产生旋转的合成磁场,吸引转子(带永磁体)转动一个步进角或微步角度。
如检测到持续过流或温度过高,驱动器IC会自动关闭功率输出(断开MOSFET)并可能报告错误状态。
关键点:二相步进电机驱动电路的核心在于驱动芯片的智能电流控制功能和精确的时序生成能力,以及H桥功率级的执行能力。微步技术极大地提升了电机运动的平滑性和精度。
根据我读的《步进电机应用技术》这本书,进行的学习过程中的知识记录和心得体会的记录。 前言 基本信息 前言说明 三相