选择步进电机驱动IC

回想起我在光学实验室工作的日子，我们通常会使用步进电机来驱动敏感的平移和转角台，以收集空间和光谱分辨的测量数据。我们之所以总是使用步进电机进行这些应用，是因为它们的低滞后和精细分辨率。这些步进电机中的任何一个都需要一个驱动器来按照期望的方向移动台架。

无论您是在设计敏感的测量设备，还是需要为您的下一个电机系统精确控制速度和位置，您都需要为您的步进电机选择合适的驱动器。如果您知道在组件数据表中检查哪些规格，那么将步进电机驱动器与双极或单极电机匹配起来就很容易了。

步进电机和驱动器的类型

常见的步进电机可以被分类为单极和双极设备，主要指的是每个定子中线圈绕组的配置。在最基本的层面上，这些电机的工作方式相同；电磁铁以连续的方式被打开，以旋转轴至所需位置。这些电机适用于需要精确位置控制的应用；如果需要高速，则不应使用这些步进电机。这些步进电机包括可变磁阻、混合同步和永磁电机。

与双极电机相比，单极电机相对简单。单极电机在每个相上使用一个绕组，每个绕组包括一个公共点。由于有了公共点，任何时候只有一半的绕组承载电流，产生的扭矩比同样电压/电流下运行的双极电机低。两相单极步进电机通常需要5到8根引线连接到驱动器，具体取决于公共点如何并入定子绕组中。双极电机通过驱动器对两个绕组施加特定模式的正反电流而旋转，因此得名“双极”。这些电机需要每相一个H桥来驱动。

典型的电机有两个相，以减少引线数量。转子可以沿着转轴堆叠南北极（所谓的罐式结构）或沿轴的方向有细齿；这些区域在轴上的角度分离决定了步进电机的角度分辨率。

匹配步进电机和驱动器

在驱动器规格中与给定步进电机匹配的最重要参数是：

• 恒流驱动与恒压驱动。步进电机的电感和直流电阻会导致其表现出瞬态响应。这将影响电机达到全扭矩的速率。恒流驱动提供强烈的电流冲击，帮助电机在比恒压驱动更短的时间内达到全扭矩。恒流驱动通常包括一个斩波电路，一旦绕组电流超过指定限制，就会减少电流。
• 微步进。一些驱动器包括一个内部插值电路，提供小于一步的分步进。分辨率可以通过从1/2到1/16的标准步长的任何因数来降低。
• 相数。步进电机驱动器设计用于驱动特定数量的相。典型的单极性和双极性步进电机使用两相，虽然变阻抗电机使用三相。

如果您打算连续驱动电机，请注意步进电机和驱动器的共振频率。如果您的驱动脉冲频率与电机的共振频率匹配，电机外壳内部可能会发生强烈振动。这可能导致转子轴与定子绕组失去同步，有效地导致电机停转。

尽管为单极性电机构建步进电机控制电路的最简单方法涉及到555定时器和一些D触发器（或用于双极性电机的H桥），但许多集成IC提供了相同的功能，且成本低，体积紧凑。

Panasonic AN44069A-VF

Panasonic的AN44069A-VF步进电机驱动器非常适合驱动具有37 V输出和1.5 A恒流源的双极性步进电机。该IC包括一个斩波电路来限制输出电流，以及一个带有两个可用频率的PWM振荡器，用于近乎连续驱动。这款驱动器非常适合不需要极其精确的位置控制（即微步进）或高扭矩的基本步进电机。

Panasonic的AN44069A-VF步进电机驱动器的照片。

ON Semiconductor STK672-630CN-E

ON Semiconductor的STK672-630CN-E恒流步进电机驱动器设计用于与2相单极性步进电机一起使用。与前一个组件相比，该驱动器提供更高的电压输出（46 V）和电流输出（2.2 A）。电机步进率通过外部时钟电路控制，提供灵活的速度控制。

STK672-630CN-E步进电机驱动器的方框图。来自STK672-630CN-E数据手册。

Allegro MicroSystems A4983SETTR-T

A4983SETTR-T恒流步进电机驱动器专为驱动双极步进电机而设计，输出电流为2 A（<20%占空比时为2.5 A），电压为35 V。该驱动器采用28引脚QFN封装，带有热垫。这款步进电机驱动器提供最小至1/16步的微步进，用户可以通过数字方式控制。对于需要更精确的位置设置和测量的系统，这款步进电机是更好的选择。

使用A4983SETTR-T步进电机驱动器的应用图。来自A4983SETTR-T数据手册。

市场上有大量的步进电机驱动器可供选择，这可能使得确定哪款驱动器最适合您的特定步进电机变得困难。Octopart为您提供了一系列步进电机和步进电机驱动器选项的访问。尝试使用我们的零件选择指南来确定您下一个产品的最佳选项。

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