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步进电机的功率驱动电路分类及功能介绍


  按照电流流过绕组的方向是单向还是双向,功率放大电路可分为:

  单极性驱动电路:适用于反应式步进电动机

  双极性驱动电路:适用于永磁式和混合式步进电动机

  一:单极性驱动电路

  1、单电压驱动

  R1、R2:限流、减小通电和续流的时间常数

  特 点:线路简单/功放元件少/成本低/效率低

  

  步进电动机单电压驱动电路

  2、双电压驱动

  1) 双电压法:在低频段使用较低的电压驱动,在高频段使用较高的电压驱动

  低频:给T1低电平®关断。绕组由低电压VL供电,控制脉冲通过T2使绕组得到低压脉冲。

  高频:给T1高电平®导通。D2反向截止,切断低电压电源VL,电动机绕组由高电压VH供电、控制脉冲通过T2,使绕组得到高压脉冲。

  

  双电压驱动原理

  特点

  保证了低频段仍然只有单电压驱动的特点。在高频段具有良好的高频性能,但仍没摆脱单电压驱动的弱点,限流电阻仍然会产生损耗和发热。

  2)高低压法:不论电动机工作频率如何,在绕组通电开始用高压供电,使绕组中电流迅速上升,而后用低压来维持绕组中的电流。

  高低压开关脉冲同时起步,高压脉冲很窄

  开始时T1T2同时导通, VH供电,i迅速上升VH很快关断,VL继续供电。

  

  高低压驱动原理

  高低压驱动法是目前普遍应用的一种方法。由于这种驱动在低频时电流有较大的上冲,电动机低频噪声较大。存在低频共振现象,使用时要注意。

  3、 斩波驱动

  ui为低电平时Tl和T2两个开关管均截止;

  ui为高电平时,T1和T2两个开关管均导通,电源向绕组供电。

  

  斩波驱动电路

  由于绕组电感的作用,R上的电压逐渐升高,当超过给定电压uc时,比较器输出低电平®与门输出低电平® T1截止®电源被切断;当取样电阻上的电压小于uc时,比较器输出高电平,与门也输出高电平,T1又导通,电源又开始向绕组供电。

  特 点

  T2每导通一次,Tl导通多次,绕组电流为锯齿波。

  在T2导通期间,电源是脉冲式供电的,所以提高了电源效率,并且能有效地抑制共振。由于无需外接限流电阻所以提高了高频性能,但是,由于电流波形为锯齿形,将会产生较大的电磁噪声。

  斩波供电只需单电源。

  

  斩波供电的电流波形

  二:双极性驱动电路

  1、H桥驱动电路

  

  使用H桥驱动,每相绕组必须用一个H桥。当电机的相数较多时,所用的开关管较多,成本较高。为此,可采用多相桥式驱动电路,使开关管的数目减少一半。

  2、五相桥驱动五相混合式步进电动机

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