步进电机驱动电路解析，步进电机驱动电路原理图、电路性能比较及电路实例

压UL来维持绕组的电流。这一作用同样改善了驱动器的高频性能，而且不必再串联电阻Rs，消除了附加损耗。高低压驱动功率接口也有两个输入控制信号Uh和Ul，它们应保持同步，且前沿在同一时刻跳变，如图5所示。图中，高压管VTH的导通时间tl不能太大，也不能太小，太大时，电机电流过载；太小时，动态性能改善不明显。一般可取1~3ms。（当这个数值与电机的电气时间常数相当时比较合适）。{{分页}}

　　4.斩波恒流功率驱动接口

　　恒流驱动的设计思想是，设法使导通相绕组的电流不论在锁定、低频、高频工作时均保持固定数值。使电机具有恒转矩输出特性。这是目前使用较多、效果较好的一种功率接口。图6是斩波恒流功率接口原理图。图中R是一个用于电流采样的小阻值电阻，称为采样电阻。当电流不大时，VT1和VT2同时受控于走步脉冲，当电流超过恒流给定的数值，VT2被封锁，电源U被切除。由于电机绕组具有较大电感，此时靠二极管VD续流，维持绕组电流，电机靠消耗电感中的磁场能量产生出力。此时电流将按指数曲线衰减，同样电流采样值将减小。当电流小于恒流给定的数值，VT2导通，电源再次接通。如此反复，电机绕组电流就稳定在由给定电平所决定的数值上，形成小小的锯齿波，如图6所示。

　　斩波恒流功率驱动接口也有两个输入控制信号，其中u1是数字脉冲，u2是模拟信号。这种功率接口的特点是：高频响应大大提高，接近恒转矩输出特性，共振现象消除，但线路较复杂。目前已有相应的集成功率模块可供采用。

　　5.升频升压功率驱动接口

　　为了进一步提高驱动系统的高频响应，可采用升频升压功率驱动接口。这种接口对绕组提供的电压与电机的运行频率成线性关系。它的主回路实际上是一个开关稳压电源，利用频率-电压变换器，将驱动脉冲的频率转换成直流电平，并用此电平去控制开关稳压电源的输入，这就构成了具有频率反馈的功率驱动接口。

　　6.集成功率驱动接口

　　目前已有多种用于小功率步进电动机的集成功率驱动接口电路可供选用。

　　L298芯片是一种H桥式驱动器，它设计成接受标准TTL逻辑电平信号，可用来驱动电感性负载。H桥可承受46V电压，相电流高达2.5A。L298（或XQ298，SGS298）的逻辑电路使用5V电源，功放级使用5~46V电压，下桥发射极均单独引出，以便接入电流取样电阻。L298（等）采用15脚双列直插小瓦数式封装，工业品等级。它的内部结构如图7所示。H桥驱动的主要特点是能够对电机绕组进行正、反两个方向通电。L298特别适用于对二相或四相步进电动机的驱动。{{分页}}

　　与L298类似的电路还有TER公司的3717，它是单H桥电路。SGS公司的SG3635则是单桥臂电路，IR公司的IR2130则是三相桥电路，Allegro公司则有A2916、A3953等小功率驱动模块。

　　图8是使用L297（环形分配器专用芯片）和L298构成的具有恒流斩波功能的步进电动机驱动系统。

　　步进电机驱动电路的性能比较及电路实例

　　1、性能比较

　　比较上述驱动电路的

　　基本性能可概括如下。

　　（1）单极性驱动电路：这里指单电源、单极性驱动电路，每相只用一只功率管。线路简单、成本低，但效率也低，启动和运行频率均不高。现常用来驱动小功率步进电机。

　　（2）双极性驱动电路：线路复杂，效率高。常用来驱动永磁式电机、混合式电机或大功率电机。

　　（3）高低压驱动电路：线路较简单。双电源，每相需要两只功率管。效率较高，启动和运行频率比单极性电路高。

　　（4）斩波驱动电路：双电源成高压单电源。运行特性好，效率高，但线路复杂。

　　（5）调频调压驱动电路：控制电路较复杂。因为V随f改变，所以，效率、运行特性等都有了明显改善。

　　（6）细分驱动电路：线路复杂。运行特性好。微机的应用已使它成为很有发展前途的驱动方式之一。

　　2、驱动电路实例

　　（1） 图1是斩波驱动的一个应用实例。被驱动的电机是36By3-30型三相步进电机。它的A、B、C三相分别接在图示电路的A、B、C端。A、B、C三端的输入分别接电路的D03、D02、DO1。

　　该电路有两种工作状态：（1）步进方式；（2）维持方式。处在步进工作方式时，流过取样电阻R0和相绕组上的电流为2A；处在维持方式时，仅为0.5A。工作方式的转换受程序控制。该程序送"1"给DO5时，则为步进方式。送"0"时，为维持方式。

　　实际上，是用DO5电位的高低改变比较器比较基准端"2"的电位。DO5电位高，"2"端电位抬高，则比较器"3"端的翻转电位也随之提高。即取样

　　电阻R0上的电压随之提高，流过R0的平均电流相应增大。反之，‘2"端电位降低，流过R0的平均电流相应减小。

斩