作者：Bill Schweber, Mouser Electronics 步進電機和驅動器的關鍵參數 設計人員通常首先通過匹配潛在電機的負載來查看他們的電機需求，再回過頭來找到具備恰當特性、功能和功率的驅動器，以同時匹配應用需求和所選電機。盡管電子參數和機械參數表面上相互獨立，但兩者密切相關。 機械因素包括：步進角，電機尺寸和重量以及安裝方式。業界已建立了許多尺寸和安裝配置的標準，所以采用相同安裝配置的不同供應商的產品可以作為第二選擇或備選產品（圖8）。其它機械因素還包括寬容度以及轉子的軸向/徑向參數。重要的一個機械規格是轉子的慣量（通常在小型電機中使用盎司每平方英寸或克每平方厘米來指定），因為它是決定最大驅動時電機可以加速或減速程度的主要因素。 圖7： Applied Motion Products公司的HT17-268D步進電機是一款代表產品，它具備工業標準NEMA17指定的框架和安裝孔。主要規格包括1.8?步進角，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子慣量。 （來源：貿澤電子） 供應商還提供了其它一些參數，如額定滿載電流時的最大扭矩，轉矩相對速度的曲線以及零轉速的保持轉矩。電磁線圈的機械設計確定了線圈的直流電阻和電感，它們是電機呈現給電驅動器的負載。反過來，這些參數又都涉及到電機驅動的電流和電壓需求。 驅動器顯示步進電機的易用性 IC供應商已經使驅動步進電機的工作相對簡單。步進電機驅動器IC提供了用于直接連接到較小電機所需的定時，波形整形，電流驅動，嵌入式算法，線圈驅動FET和保護電路（過熱，過流和開路）。也可能包括開關較大電機需要的外部FET的驅動電路，因為此時集成的單芯片方案是不可行的。（注：術語“驅動器”定義并不明確，并且必須結合上下文理解。它可以指直接控制馬達的一個MOSFET;它可以是一個MOSFET的驅動功能塊，這一功能塊有時被稱為預驅動器，即反過來開關控制電機的MOSFET;或者它可以是一個帶電源電路、波形控制和I / O的完整電機驅動）。 使用外部MOSFET步進驅動器的一個示例是德州儀器（圖8）的雙極步進驅動器DRV8711。它與主機微控制器的IC接口是通過SPI端口實現的，這一接口可以為DRV8711提供高層次的定義以及電機配置、步進模式、256微步進操作、MOSFET驅動電流以及其它參數等選項。它由單電源供電，操作電壓從8到52伏，通過H橋結構來驅動外部MOSFET電路。它重要的保護特性包括，通過基于反電動勢的失速檢測和通知、過熱保護以及過流關斷。 圖8：德州儀器（TI）的DRV8711雙極步進電機驅動器通過SPI總線來執行整體轉向，實現了不同的步進驅動和性能配置文件，然后驅動外部MOSFET來切換電機磁極。 （來源：德州儀器） 幾乎所有的電機控制供應商提供全打包方案，包括參考設計和評估板。 安森美半導體的LV8714TAGEVK（圖10）允許其LV8714TA步進驅動器來實驗這些設備，并且在需要時，潛在用戶通過提供的Gerber文件、BOM信息和代碼模塊將這些設備集成到它們的設計中。LV8714TA是一個雙步進驅動器，其工作電壓從4至16.5V，包括帶有功率FET的四個H橋通道，以直接驅動兩個獨立的步進電機，有這樣需求的應用包括掃描器、銷售點的打印機和視頻PZT支架。在不使用時，它自動進入極低功耗模式，然后迅速喚醒并執行動作指令。該套件包括基于PC的開發軟件，一個USB接口電纜，帶有所有相關組件的電路板以及兩個小型電機。 圖9：大多數電機控制廠商提供完整的設計支持，如安森美半導體的LV8714TAGEVK開發套件。安森美半導體為其LV8714TA電機驅動器IC提供自帶的完整電纜，參考設計，軟件和兩個小型電機。 （來源：安森美半導體） 一些設計人員不希望使用集成算法和控制的步進驅動器，而是在系統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字輸出連接到基本功能的MOSFET驅動器。這是一個可行的策略，只要處理器有足夠的計算能力和時間，或者它對控制應用進行了優化。 如果OEM設計人員考慮這種方案，理解誰來提供駐留在處理器中的控制算法——具體是IC供應商，第三方還是OEM——以及如何測試將至關重要。此外，嵌入式軟件必須能夠處理電機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，以確保該電機相關的代碼在任何情況下都可以繼續運行。 對于僅含驅動器的產品，供應處理器為中心方法的供應商還提供完整的開發套件，包含可定制具體應用所必需的軟件。許多廠商同時提供基于處理器和嵌入式驅動器的方案，因此，用戶可以同時評估這兩種方法，并判斷對于具體應用需求和優先級來說每種方法的相對表現。 貿澤電子微信號傳播技術干貨，發布文章均為獨家原創文章，轉載請注明如下信息： 出處：貿澤電子公共號 微信號：mouserelectronics? (mbbeetchina)