两相四线步进电机的驱动方法/驱动芯片用法_两相四线步进电机驱动芯片

目录

一、基本概念说明：

1、电机原理：

2、步进电机概念名词：

3、驱动芯片

4、调试总结：

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概述

说明：本文主要说明一下使用步进电机驱动芯片驱动两相四线步进电机。

关联关键词：如何驱动步进电机/步进电机驱动原理/步进电机驱动方式/步进电机驱动电路/步进电机驱动IC/

两相四线步进电机驱动原理可参考：2相四线，四相五线，四相六线步进电机接线及驱动方法_四相五线步进电机_谭海燕的博客-CSDN博客

一、基本概念说明：

1、电机原理：

电磁铁产生旋转的磁场吸引永磁体转子旋转。且电磁铁产生磁场大小和线圈电流成正比。

2、步进电机概念名词：

结构示意图：

①两相四线：两个线圈，四条电线。

②驱动模式：步进电机有三种驱动模式，即满步，半步，还有微步驱动。

③步距角：满步驱动方式，一步旋转的角度。

④失步：电机实际运行的步数不等于理论上的步数。

驱动IC功能：

步进电机芯片的控制一般有en、step、dir、ms，分别对应使能、步、方向、细分选择。还有设置峰值线圈电流。

直接用高低电平的方式驱动两相四线电机有4拍，八拍的方式，对应的细分为full-step、half-step。而步进电机驱动芯片可以实现更加细致的控制，1/4-step、1/8-step、1/16-step。运行速度快时适合选择较低的细分模式例如1/2-step，速度慢则选择高细分1/8甚至1/16，选择合适的细分模式能提高电机运行的稳定度，和较小的噪音表现。

驱动模式：不同驱动模式下线圈驱动电流，以下图片摘自A3979电机驱动芯片数据手册。

Figure2所示为满步细分，4拍方式驱动

Figure3所示为半步细分，8拍方式驱动。可看出8步为一周期驱动电机转动。

Figure4所示为1/4细分，16拍方式驱动。

细分方式和对应一个周期的拍数，表格如下：

3、驱动芯片

相关概念：

①采样电阻：电机线圈电流会流过此电阻，用于采集电机线圈中的电流。一般1Ω以下，注意电阻耐流满足设定的线圈电流峰值。

各个芯片设定方式不同，具体情况具体分析。示例8811的设置方式为

②衰减模式：

什么是衰减模式？为什么要有衰减模式？ 

由于电机是感性负载，电流不能突变。在断开电机两端所加的电压时，电机产生的反向电动势很有可能损坏FET。因此想让电机停下，除了断开供电，还要形成一个续流的回路，释放掉电机线圈上的能量。

怎么选择合适的模式？

共有三种模式：慢速，快速和混合衰减模式，各模式电流通路如下图（摘自DRV8811）

电机的速度不同选择的衰减模式不同。高速时快衰减、低速时慢衰减。高速时慢衰减就会出现震动大、噪音高等问题。低速时选择快衰减就会导致电机无力严重时会出现定位不准。慢衰减时高侧管关闭，快衰减时高低侧管都关闭。混合衰减是先是以快速衰减然后以慢速衰减，混合衰减的时间比例因芯片和功率也各不相同。

设置方式示例8811：

Which decay mode is used is selected by the voltage on the DECAY pin.

If the voltage is greater than 0.6 x VCC, slow decay mode is always used. If DECAY is less than 0.21 x VCC,

the device always operates in fast decay mode (when the winding current is decreasing).

If the voltage is between these levels, mixed decay mode is enabled.

4、调试总结：

参考电压、设置衰减时间的电压可通过DAC、PWM、电阻分压进行设置。没有DAC的器件可以考虑使用定时器PWM设置电压，优点是更加方便调试，不用反复改变硬件电路。进一步减少外围器件，节省成本和减小占用空间。

调试DRV8811小结：

步进电机噪音大的原因包括：速度和细分模式不匹配、衰减时间过短。

发热量大的原因包括：衰减时间短、驱动电流大。

小电机对衰减模式的改变表现不明显，采用慢衰减会增加发热量。

DRV8811驱动电流波形和step关系如下图（来源于8811数据手册），1/8细分，一周期对应32step。

8811数据手册：DRV8811PWPR pdf, DRV8811PWPR 功能描述, DRV8811PWPR 数据表, DRV8811PWPR view ::: ALLDATASHEET :::

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