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步进电机5种驱动方法的利弊详细分析
发布时间:2017/9/29 11:50:00 来源:永阜康科技
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驱动器技术的发展,从原来国外一枝独秀到国内各种优秀技术涌现,可以看出国内技术的进步,同时也可以看出,每一次技术的革新都会带来几个以高端技术去引导市场的市场革命。

1. 恒电压驱动

单电压驱动是指在电机绕组工作过程中,只用一个方向电压对绕组供电,多个绕组交替提供电压。该方式是一种比较老的驱动方式,现在基本不用了。

优点:电路简单,元件少、控制也简单,实现起来比较简单

缺点:必须提供足够大的电流的三极管来进行开关处理,步进电机运转速度比较低,电机震动比较大,发热大。由于已经不再使用,所以不多描述。

2. 高低压驱动

由于恒电压驱动存在以上诸多缺点,技术的进一步发展,研发出新的高低压驱动来改善恒电压驱动的部分缺点,高低压驱动的原理是,在电机运动到整步的时候使用高压控制,在运动到半步的时候使用低压控制,停止时也是使用低压来控制。

优点:高低压控制在一点程度上改善了震动和噪音,第一次提出细分控制步进电机的概念,同时也提出了停止时电流减半的工作模式。

缺点:电路相对恒电压驱动复杂,对三极管高频特性要求提高,电机低速仍然震动比较大,发热仍然比较大,现在基本上不使用这种驱动模式。

3. 自激式恒电流斩波驱动

自激式恒电流斩波驱动的工作原理是通过硬件设计当电流达到某个设定值的时候通过硬件将其电流关闭,然后转为另一个绕组通电,另一个绕组通电的电流到某个固定的电流的时候,又能通过硬件将其关闭,如此反复,推进步进电机运转。

优点:噪音大大减小,转速一定程度上提高了,性能比前两种有一定的提高。

缺点:对电路设计要求比较高,对电路抗干扰要求比较高,容易引起高频,烧坏驱动元件,对元件性能要求比较高。

4. 电流比较斩波驱动(目前市场上主要采用的技术)

电流比较斩波驱动是把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压,与D/A转换器输出的预设值进行比较,比较结果来控制功率管的开关,从而达到控制绕组相电流的目的。

优点:使运动控制模拟正弦波的特点,大大提高性能,运动速度和噪音都比较小,可以使用比较高的细分,是当前流行的控制方法。

缺点:电路比较复杂,对电路中的干扰难以控制和理论要求相吻合,容易产生抖动,在控制形成正弦波的波峰和波谷,容易导致高频干扰,进而导致驱动元件发热或者由于频率过高而老化,这也是很多驱动器使用1年多的时候容易出现红灯保护的主要原因。

5. 潜进式驱动

这是一种全新的运动控制技术,该技术是在当前电流比较斩波驱动技术的前提下,克服其中的缺点而创新的一种全新的驱动方法。其核心技术是在电流比较斩波驱动的前提下增加了驱动元件发热和高频抑制保护技术。

优点:兼有电流比较斩波驱动的优点外,发热特别小,使用寿命较长。

缺点:全新技术,价格比较高,目前每种步进电机和驱动器匹配要求相对比较严格。

 
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HR3992 HR3992是一种便于使用PWM来控制电流的双极微特步进电机驱动器, 输出驱动能力达到35V和±1.5A。内部固定关闭时间的PWM电流控制时序电路可以通过串行接口进行编程,使其工作在慢衰、快衰或混合衰减模式。 A3992 TSSOP-24 8V-35V/1.6A DMOS 全桥 PWM 微步进电机驱动芯片
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HR4988 HR4988是一种便于使用的内部集成了译码器的微特步进电机驱动器。其设计为能使双极步进电机以全、半、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64和1/128步进模式工作。步进模式由逻辑输入MSx选择。输出驱动能力达到35V和±2A。HR4988包含一个工作在慢衰或混合衰减模式的固 定关闭时间的电流调节器。 A4988 TSSOP-28/QFN-28 8V-35V/2A 内置转换器和过流保护的微特步进电机驱动芯片
HR8833 HR8833为玩具、打印机和其它电机一体化应用提供一种双通道电机驱动方案。HR8833有两路H桥驱动,可以驱动两路刷式直流电机,或者一个双极步进电机,或者螺线管或者其它感性负载。 DRV8833 TSSOP-16 2.70V-12.8V 2A低电压双路刷式直流或单路双极步进PWM绕组电流调节/限制电机驱动器IC
HR5561 HR5561是应用于直流电机方案的单通道H桥驱动器芯片。 HR5561的H桥驱动部分采用低导通电阻的PMOS和NMOS功率管。低导 通电阻保证芯片低的功率损耗,使得芯片安全工作更长时间。此 外HR5561拥有低待机电流、低静态工作电流。这些性能使能HR5561 易用于玩具方案。 AT5561 SOP-8/DIP-8 1.8V-6.0V 玩具单通道直流电机驱动器
HR1084 HR1084是应用于直流电机方案的单通道H桥驱动器芯片。 HR1084的H桥驱动部分采用低导通电阻的PMOS和NMOS功率管。低导 通电阻保证芯片低的功率损耗,使得芯片安全工作更长时间。此 外HR1084拥有低待机电流、低静态工作电流。这些性能使能HR1084 易用于玩具方案。 DW1084 SOP-8/DIP-8 1.8V-6.0V/1A 玩具单通道低电压1A直流电机驱动IC
HR4985 HR4985是一种便于使用的内部集成了译码器的微步进电机驱动器。其设计为使双极步进电机能够以全、半、1/4和1/8步进操作。步进模式由逻辑输入MSx选择。输出驱动能力达到35V和±1A。HR4985包括一个能够控制慢或混合衰减模式的电流调节器,其截止时间固定。 A4985 QFN-24 8V-35V/1.0A 带转换器和过流保护的 DMOS 微步驱动器
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HR3979 HR3979是一种新近开发出来、专门用于双极步进电机的微步进电机驱动集成电路,能驱动马达以全、1/2、1/4及1/16步进操作,其内部集成了步进和直接译码接口、正反转控制电路、双H桥驱动,单路输出额定值达到35V、±2.5A。 A3979 TSSOP-28 8V-35V/2.5A 带转换器的微步 DMOS 驱动器
HR3967 HR3967是一种新近开发出来、专门用于双极步进电机的微步进电机驱动集成电路,能以全、1/2、1/4及1/8微步细分驱动马达,输出额定值能达到30V、±750mA 。 A3967 SOP-24 8V-35V/750mA 内置转换器的微步进电机驱动芯片
 
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