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步进电机,如此驱动控制可以吗?

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本帖最后由 幸福至上 于 2015-3-27 22:20 编辑

之前用STC的MCU作为主控芯片,L298N作为电机驱动芯片,ACS712作为隔离电流检测芯片,MCU和L298N管脚所有连接全部使用光耦隔离,做了一块电机驱动板,并调试了驱动直流电机,感觉还挺容易上手的。看L298N的手册上说,该芯片也能用于驱动步进一个两相的步进电机,所以最近又在某宝上买了一个42步进电机(型号:42BYG47,1.8度/1.7A)来尝试驱动下,电机如图下所示:

二相四线的步进电机(电机里面的线圈绕得真够差劲的~)
采用单相四拍的方式来驱动,在24V供电情况下,驱动了10秒左右,L298N就有些烫手了;换用12V供电的话,能够**1-2分钟,才会烫手。查了一下相关资料,发现因为步进电机线圈每一相的线圈内阻很小(我用的这款42电机实测单相励磁线圈内阻:2.2Ω左右,算下来电流就是:24V/2.2=10A左右),导致单次激励时,通过单相线圈的电流非常大,从而使L298N经过了过大的电流。而L298N标称的单H桥峰值电流为2A,很明显L298N不堪重负啊。采用12V供电的话,L298N的发热相对来说少了很多,由此想通过降低驱动步进电机的电压来达到降低步进电机的工作电流,从而使步进电机工作在正常的电流范围(1.7A),这样算下来的话,所需的驱动电压为:1.7A*2.2Ω=3.74V,这个应该明显不对,应该没人会用这么低的电压来驱动步进电机吧?
同时,驱动两相步进电机目前能做到的有单四拍,双四拍,八拍这三种方式,看网上说是拍数越多,步距角也就越小,控制精度也就越高,同时在同样供电和转速下,力矩也就越大,不知道是否如此呢?实验没发现明显差别~~

后来再仔细研究这个问题,发现工控上比较成熟的驱动步进电机方案一般都采用斩波恒流驱动方式,在网上看到其中一个斩波恒流驱动的原理示意图(还有一个H桥类似的未画出),如下图所示:


该示意图的大部分都能理解,但关于D触发器的20KHZ时钟输入是用来实现什么目的暂时还不明确,是用来调节电机驱动电压的模拟值的吗?
还有就是,有哪些集成度比较高的IC能够直接实现如下功能:MCU仅输出时钟脉冲和方向信号,就可以直接驱动步进电机的芯片,亦即是把整个斩波恒流部分和功率驱动部分集成在一起的步进电机驱动芯片,有用过的话,麻烦推荐一个,先谢谢了。




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沙发
cauhorse| | 2015-3-27 22:35 | 只看该作者
如果是拿来用的话,L297+L298之类的器件就有些麻烦了。
42两相混合式步进,电流低于2A的,可以考虑用ALLEGRO公司的A4982/A4988,内置驱动桥,自带脉冲/方向控制信号转译电路,控制比较方便;
可选电流衰减模式,最高16细分,带过热保护,小封装也不占地方,不过最好在器件上贴个小散热片。
TB上大量用来制作3D打印机的驱动电路,因而价格也很低廉。

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板凳
幸福至上|  楼主 | 2015-3-27 23:56 | 只看该作者
cauhorse 发表于 2015-3-27 22:35
如果是拿来用的话,L297+L298之类的器件就有些麻烦了。
42两相混合式步进,电流低于2A的,可以考虑用ALLEGR ...

是的啊,L297+L298N直接丢,又贵又占地方。这个电机额定是1.7A电流的,用你说的这个芯片那应该是妥妥的,但这芯片控制步进电机是恒流的吗?电流衰减这个概念我一直没太搞懂。。。先看看你说的芯片的资料去。非常感谢了哈:)

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地板
幸福至上|  楼主 | 2015-3-30 22:51 | 只看该作者
恒流斩波电路不能集成在IC中么?都是自己搭电路?

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5
乐在其中| | 2015-3-31 00:18 | 只看该作者
谢谢分享,在学习中。

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laoxianccc| | 2015-4-1 18:34 | 只看该作者
学习

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7
myxiaonia| | 2017-2-28 14:44 | 只看该作者
幸福至上 发表于 2015-3-30 22:51
恒流斩波电路不能集成在IC中么?都是自己搭电路?

肯定是集成在ic中,297和298分别是斩波器和h桥,现在大多数的微步电机都是做在一个ic中,体积特别小

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8
myxiaonia| | 2017-2-28 14:55 | 只看该作者
20k是斩波器频率

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jrcsh| | 2017-2-28 17:31 | 只看该作者
同时,驱动两相步进电机目前能做到的有单四拍,双四拍,八拍这三种方式,看网上说是拍数越多,步距角也就越小,控制精度也就越高,同时在同样供电和转速下,力矩也就越大,不知道是否如此呢?实验没发现明显差别~~


https://bbs.21ic.com/icview-247817-4-1.html

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