步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流

2024年3月16日发(作者：自驾游攻略)

步进电机驱动之全桥驱动与斩波恒流

先看两相绕组的全桥驱动电路，四路基本相同的驱动电路，抓取一组电路来分析：

全桥驱动电路，其中Q7和Q8基极和发射极短接，相当于一个反向的二极管。

为了便于分析，将原理图简化后如下所示：

查看IM2000S芯片手册，对全桥驱动芯片输入脚的定义如下：

以上四个输入端：B相高低端全桥控制信号，用来控制离散的PN,NN的全桥或者半桥IC.

从上述可以知道，输出的是一个离散量，那么，是怎样控制电机，使电机获得一个sin和cos

的电流信号而驱动电机的呢？

这里要深入理解一个概念：斩波恒流！

斩波恒流的原理是：当环形分配器导通的时候，IC2使得TL和TH导通，电源通过TH和TL

和电机向下有电流输出，此时R左端的电压上升，当电流上升到给定电平时，比较器反转，

输出为低，使得IC1截止，此时电感使电流缓慢下降，此时通过TL采样的电压变低，当电

压低于给定电平时候，比较器反转，使得IC1再次导通，这样可以快速的波动，而使电感上

的电流保持一个恒定的值。当环形分配器给出低电平时，IC1和IC2截止，电流通过D2流

入电源，从而实现节能。

此时，再看上图，会发现：

1、 BHO和ALO为一个通路，AHO和BLO为一个通路，实现电流的正向和反向。

2、 BHO和AHO的开关频率会比BL0，ALO大很多，BL0和ALO只有在正向和负方向反转的时

候出现跳变，而BHO和AHO的频率会很快以实现恒流。

这里值得注意的一点是，上述过程仅仅是在一个细分时候，一个数模转换量上保持的恒流。

如果整步为256细分，则在256细分的每一个细分阶段实际上过程就是上文红色字体运行一

遍的一个过程，而要使整个电机转动一圈，则需要完成一个SIN和COS的整个过程，如果上

面的过程仍然无法理解，请参看步进电机细分方面的内容。

从整个驱动电路的系统上看，

整个闭环是按照如下进行工作的：

1、 TC1002发出一个启动信号，使得全桥驱动芯片导通A+的MOS1和A-的MOS2形成回

路，此时在A-上采集的电压通过比较器与正弦信号输出的给定参考电压形成对比，当电

压超过参考电压时，比较器翻转，翻转信号反馈给TC1002，然后低电平的信号反馈给

A+的MOS1，此时MOS关闭，电机上的电流通过A+的MOS1流回电源，从而完成周

而复始的完成整步的1/N的一次恒流。

2、 参考电压(图中OUTA和OUTB)，为一个N细分的正弦和余弦电压波形图，当电压进入

下一个细分电压时，比较器将跟随输出电压，从而使得电机中流过的电流进入下一个电

流梯度，进而实现整步的转动。

再看如下的小回路的作用：

也就是当比较器翻转的时候，为了保持电机更加平稳，需要电感上的电流迅速下降然后再经

过比较器反馈，迅速导通MOS1，以实现电流的平稳，显然，此处的两个电阻和二极管是为

了迅速的放电用的。