時間:2024-11-08 17:44:44來源:21ic電子網(wǎng)
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號,轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機(jī),又稱為脈沖電機(jī)。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號時,它就可以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的,可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的,同時可以通過控制脈沖頻率,來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)多用于數(shù)字式計算機(jī)的外部設(shè)備,以及打印機(jī)、繪圖機(jī)和磁盤等裝置。
電機(jī)驅(qū)動芯片有3類1. TMC5160 L6474 這類驅(qū)動比較高級,直接就是MCU通過SPI/UART發(fā)命令給驅(qū)動芯片, 驅(qū)動控制電機(jī)動作。2. TB6600 L6208 是通過脈沖驅(qū)動,不過是2種脈沖, 轉(zhuǎn)速 方向 使能。而直接驅(qū)動電機(jī)的脈沖是經(jīng)過芯片譯碼出來的。3.低級 ULN2003 就是一個放大器的作用, 把輸入的脈沖增強(qiáng)驅(qū)動能力后 接步進(jìn)電機(jī)。 突然發(fā)現(xiàn)ULN2003根本就不是電機(jī)驅(qū)動器,L6205\A4954才是一個專用電機(jī)驅(qū)動器芯片。把輸入放大后給輸出電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作,而必須使用專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,它有脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動單元、保護(hù)單元等組成。驅(qū)動單元與步進(jìn)電機(jī)直接耦合,也可以理解成步進(jìn)電機(jī)微機(jī)控制器的功率接口。MCU相當(dāng)于是控制電機(jī)的大腦,它向分立器件發(fā)送電機(jī)的步距角時間、轉(zhuǎn)動方向和重復(fù)次數(shù)等,而分立器件根據(jù)MCU發(fā)出的信號,將放大電壓和電流并將其發(fā)送至電機(jī),從而驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。
有刷電機(jī)驅(qū)動核心電路H橋加上一些必要的外圍電路,共同組成直流有刷電機(jī)的驅(qū)動器。集成電路形式的H橋,一般用于中小功率。分立元件形式的H橋,通常用于大功率或者超大功率需求,主要由MOSFET或IGBT晶體管組成。MCU的引腳,無法直接驅(qū)動MOS管等元件,需要加上專用的MOS管驅(qū)動芯片。直流有刷電機(jī)驅(qū)動芯片L298N,內(nèi)部集成了兩個H橋。L298N芯片,能夠驅(qū)動4.5V~46V、2A以下電機(jī),電流峰值輸出達(dá)3A。實際應(yīng)用中,不能通過交換電源線實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制,可以用一個H橋電路來驅(qū)動電機(jī)。
細(xì)分驅(qū)動電路的各種優(yōu)勢使得細(xì)分驅(qū)動電路的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大?,F(xiàn)今步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動電路大多數(shù)采用的都是單片微機(jī)控制。 按照末級功放管的工作狀態(tài)分類,可以將細(xì)分驅(qū)動電路分為放大型和開關(guān)型兩種。放大型的細(xì)分驅(qū)動電路中的末級功放管的輸出電流直接受單片機(jī)輸出的控制電壓控制,因此電路相對 簡單,并且對于電流的控制能力也相對較強(qiáng), 但是末級功放管長時間處于放大的狀態(tài),極大程度上增加了功耗,發(fā)熱情況非常嚴(yán)重,使得整個電路的溫度過高,很容易發(fā)生意外情況。 例如晶體管溫漂或者熱擊穿,從而影響整個電 路的正常工作,所以放大型的細(xì)分驅(qū)動電路一 般應(yīng)用在驅(qū)動電流小、控制精度較高并且散熱 情況非常好的工作場合。而開關(guān)型的細(xì)分驅(qū)動電路的末級功放管工作處于開關(guān)狀態(tài),因此能夠極大程度上降低功耗,并且也不存在放大型的細(xì)分驅(qū)動電路發(fā)熱嚴(yán)重的情況,但是開關(guān)型細(xì)分驅(qū)動電路的復(fù)雜程度非常高,并且輸出的電流具有一定的紋波,所以開關(guān)型的細(xì)分驅(qū)動電路一般應(yīng)用在輸出力矩極大的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動當(dāng)中。
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