作者：Bill Schweber, Mouser Electronics 步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的關(guān)鍵參數(shù) 設(shè)計(jì)人員通常首先通過匹配潛在電機(jī)的負(fù)載來查看他們的電機(jī)需求，再回過頭來找到具備恰當(dāng)特性、功能和功率的驅(qū)動(dòng)器，以同時(shí)匹配應(yīng)用需求和所選電機(jī)。盡管電子參數(shù)和機(jī)械參數(shù)表面上相互獨(dú)立，但兩者密切相關(guān)。 機(jī)械因素包括：步進(jìn)角，電機(jī)尺寸和重量以及安裝方式。業(yè)界已建立了許多尺寸和安裝配置的標(biāo)準(zhǔn)，所以采用相同安裝配置的不同供應(yīng)商的產(chǎn)品可以作為第二選擇或備選產(chǎn)品（圖8）。其它機(jī)械因素還包括寬容度以及轉(zhuǎn)子的軸向/徑向參數(shù)。重要的一個(gè)機(jī)械規(guī)格是轉(zhuǎn)子的慣量（通常在小型電機(jī)中使用盎司每平方英寸或克每平方厘米來指定），因?yàn)樗菦Q定最大驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)可以加速或減速程度的主要因素。 圖7： Applied Motion Products公司的HT17-268D步進(jìn)電機(jī)是一款代表產(chǎn)品，它具備工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NEMA17指定的框架和安裝孔。主要規(guī)格包括1.8?步進(jìn)角，1.34 安 /磁極電流，31.2盎司每英寸的最小持有扭矩以及5.38盎司每平方英寸的轉(zhuǎn)子慣量。 （來源：貿(mào)澤電子） 供應(yīng)商還提供了其它一些參數(shù)，如額定滿載電流時(shí)的最大扭矩，轉(zhuǎn)矩相對(duì)速度的曲線以及零轉(zhuǎn)速的保持轉(zhuǎn)矩。電磁線圈的機(jī)械設(shè)計(jì)確定了線圈的直流電阻和電感，它們是電機(jī)呈現(xiàn)給電驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載。反過來，這些參數(shù)又都涉及到電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電流和電壓需求。 驅(qū)動(dòng)器顯示步進(jìn)電機(jī)的易用性 IC供應(yīng)商已經(jīng)使驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的工作相對(duì)簡單。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC提供了用于直接連接到較小電機(jī)所需的定時(shí)，波形整形，電流驅(qū)動(dòng)，嵌入式算法，線圈驅(qū)動(dòng)FET和保護(hù)電路（過熱，過流和開路）。也可能包括開關(guān)較大電機(jī)需要的外部FET的驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)榇藭r(shí)集成的單芯片方案是不可行的。（注：術(shù)語“驅(qū)動(dòng)器”定義并不明確，并且必須結(jié)合上下文理解。它可以指直接控制馬達(dá)的一個(gè)MOSFET;它可以是一個(gè)MOSFET的驅(qū)動(dòng)功能塊，這一功能塊有時(shí)被稱為預(yù)驅(qū)動(dòng)器，即反過來開關(guān)控制電機(jī)的MOSFET;或者它可以是一個(gè)帶電源電路、波形控制和I / O的完整電機(jī)驅(qū)動(dòng)）。 使用外部MOSFET步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)示例是德州儀器（圖8）的雙極步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器DRV8711。它與主機(jī)微控制器的IC接口是通過SPI端口實(shí)現(xiàn)的，這一接口可以為DRV8711提供高層次的定義以及電機(jī)配置、步進(jìn)模式、256微步進(jìn)操作、MOSFET驅(qū)動(dòng)電流以及其它參數(shù)等選項(xiàng)。它由單電源供電，操作電壓從8到52伏，通過H橋結(jié)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)外部MOSFET電路。它重要的保護(hù)特性包括，通過基于反電動(dòng)勢的失速檢測和通知、過熱保護(hù)以及過流關(guān)斷。 圖8：德州儀器（TI）的DRV8711雙極步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過SPI總線來執(zhí)行整體轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)了不同的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)和性能配置文件，然后驅(qū)動(dòng)外部MOSFET來切換電機(jī)磁極。 （來源：德州儀器） 幾乎所有的電機(jī)控制供應(yīng)商提供全打包方案，包括參考設(shè)計(jì)和評(píng)估板。 安森美半導(dǎo)體的LV8714TAGEVK（圖10）允許其LV8714TA步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器來實(shí)驗(yàn)這些設(shè)備，并且在需要時(shí)，潛在用戶通過提供的Gerber文件、BOM信息和代碼模塊將這些設(shè)備集成到它們的設(shè)計(jì)中。LV8714TA是一個(gè)雙步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，其工作電壓從4至16.5V，包括帶有功率FET的四個(gè)H橋通道，以直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)獨(dú)立的步進(jìn)電機(jī)，有這樣需求的應(yīng)用包括掃描器、銷售點(diǎn)的打印機(jī)和視頻PZT支架。在不使用時(shí)，它自動(dòng)進(jìn)入極低功耗模式，然后迅速喚醒并執(zhí)行動(dòng)作指令。該套件包括基于PC的開發(fā)軟件，一個(gè)USB接口電纜，帶有所有相關(guān)組件的電路板以及兩個(gè)小型電機(jī)。 圖9：大多數(shù)電機(jī)控制廠商提供完整的設(shè)計(jì)支持，如安森美半導(dǎo)體的LV8714TAGEVK開發(fā)套件。安森美半導(dǎo)體為其LV8714TA電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC提供自帶的完整電纜，參考設(shè)計(jì)，軟件和兩個(gè)小型電機(jī)。 （來源：安森美半導(dǎo)體） 一些設(shè)計(jì)人員不希望使用集成算法和控制的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，而是在系統(tǒng)微處理器或微控制器中編寫他們自己的算法，然后將該處理器的數(shù)字輸出連接到基本功能的MOSFET驅(qū)動(dòng)器。這是一個(gè)可行的策略，只要處理器有足夠的計(jì)算能力和時(shí)間，或者它對(duì)控制應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。 如果OEM設(shè)計(jì)人員考慮這種方案，理解誰來提供駐留在處理器中的控制算法——具體是IC供應(yīng)商，第三方還是OEM——以及如何測試將至關(guān)重要。此外，嵌入式軟件必須能夠處理電機(jī)遇到的所有軟硬故障和特性。有些廠商甚至提供特殊版本的處理器，提供附加的完整性和可靠性的功能，以確保該電機(jī)相關(guān)的代碼在任何情況下都可以繼續(xù)運(yùn)行。 對(duì)于僅含驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品，供應(yīng)處理器為中心方法的供應(yīng)商還提供完整的開發(fā)套件，包含可定制具體應(yīng)用所必需的軟件。許多廠商同時(shí)提供基于處理器和嵌入式驅(qū)動(dòng)器的方案，因此，用戶可以同時(shí)評(píng)估這兩種方法，并判斷對(duì)于具體應(yīng)用需求和優(yōu)先級(jí)來說每種方法的相對(duì)表現(xiàn)。 貿(mào)澤電子微信號(hào)傳播技術(shù)干貨，發(fā)布文章均為獨(dú)家原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請注明如下信息： 出處：貿(mào)澤電子公共號(hào) 微信號(hào)：mouserelectronics? (mbbeetchina)