步进电机驱动控制

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1、步进电机驱动控制在电机绕组回路中串有电阻Rs，使电机回路时间常数减小，高频时电机能产生较大的电磁转矩，还能缓解电机的低频共振现象，但它引起附加的损耗。一般情况下，简单单电压驱动线路中，Rs是不可缺少的。Rs对步进电动机单步响应的改善双电压功率驱动接口　　双电压驱动的功率接口如图4所示。双电压驱动的基本思路是在较低（低频段）用较低的电压UL驱动，而在高速（高频段）时用较高的电压UH驱动。这种功率接口需要两个控制信号，Uh为高压有效控制信号，U为脉冲调宽驱动控制信号。图中，功率管TH和二极管DL构成电源转换电路。当Uh低电

2、平，TH关断，DL正偏置，低电压UL对绕组供电。反之Uh高电平，TH导通，DL反偏，高电压UH对绕组供电。这种电路可使电机在高频段也有较大出力，而静止锁定时功耗减小。高低压功率驱动接口如图5所示。高低压驱动的设计思想是，不论电机工作频率如何，均利用高电压UH供电来提高导通相绕组的电流前沿，而在前沿过后，用低电压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V

3、TH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。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

4、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。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，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。两相驱

5、动器一个，步进电机一个，PC+并口线一个步进电机的变速就是控制CP脉冲的频率，方向就是改变DIR，DIR由高电平到低电平步进电机就会改变方向，或者换过来由低到高，步进电机就会变为另一个方向。CD40174相步进电机,用4拍的方式最简单,正转A-B-C-D-A,反转A-D-C-B-A.时基用NE555,下一级接到分频器,分频器用来做调速,具体可以用CD4017来做,通过开关切换成模1-10的状态（可以直接调节时间脉冲频率）,再具体点就是把CD4017的10个输出端中的某位与其复位端相接,而分频输出就接在复位端上,输出的信

6、号作为下一级的时钟源,下一级的A-B-C-D逻辑输出也用CD4017来完成,但需要接成固定的模4的状态,正反转用电子开关CD4052来切换,CD4052有两组4位输入端,一组按照ABCD接,另外一组按照DCBA接,那么通过切换选择,就可以让CD4052输出不同的方向脉冲,脉冲的输出还不能直接接步进电机,因为驱动步进电机需要一定大的电流.需要用4个NPN的三极管开漏输出接4相步进电机的4个绕组的一端,而绕组的另外一端全部接正电压,或者直接用ULN2803之类的驱动芯片做驱动也行.这样做出来的电路能实现的功能有:10级速度

7、,正反转控制,完成了设计要求