步进电机驱动技术

1、步进电机驱动器的作用与组成

步进驱动器的作用：将具有一定频率f、一定数量N和方向的进给脉冲转换成控制步进电机各相定子绕组通电断电的电平信号变化频率、变化次数和通断电顺序。

驱动控制器由环形脉冲分配器和功率放大器组成。

2、环形脉冲分配器

    功能：将逻辑电平信号（弱电）变换为电机绕组所需的具有一定功率的电流脉冲信号（强电）。即将控制装置的插补脉冲，按步进电机所要求的规律分配给步进电机的各相输入端，以控制励磁绕组的通、断电。v根据指令把脉冲信号按一定的逻辑关系加到放大器上，使各相绕组按一定的顺序和时间导通和断开，并根据指令使电动机正转或反转，实现确定的运行方式。

    分类：硬件环形分配器和软件环形分配器。v硬件环形分配器：步进电机驱动装置本身带有环形分配器。v软件环形分配器：驱动装置本身无环形分配器，环形分配需要软件完成。

    硬件环形分配器

    输入、输出信号一般为TTL电平，输出信号A、B、C为高电平时表示相应绕组通电，低电平时表示相应绕组失电。

    CLK为控制装置发出的脉冲信号，每个脉冲信号的上升或下降沿到来时，输出改变一次绕组的通电状态。

    DIR为控制装置发出的方向信号，其电平高低对应电机绕组通电顺序的改变，即步进电机的正、反转。

    FULL/HALF控制电机的整步或半步。

3、功率放大器

    从计算机或者环形分配器输出的信号电流一般只有几个毫安，不能直接驱动步进电机，必须采用功率放大器将脉冲电流进行放大，使其增大到几安培到十几安培，从而驱动步进电机运转。

4、细分驱动

将“电机固有步距角”细分成若干小步的驱动方法，称为细分驱动，细分是通过驱动器精确控制步进电机的相电流实现的，与电机本身无关。其原理是，让定子通电相电流并不一次升到位，而断电相电流并不一次降为0（绕组电流波形不再是近似方波，而是N级近似阶梯波），则定子绕组电流所产生的磁场合力，会使转子有N个新的平衡位置（形成N个步距角）。

采用细分驱动技术可以大大提高步进电机的步矩分辨率，减小转矩波动，避

免低频共振及降低运行噪声。