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基于DRV8825的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)

文章來(lái)源：永阜康科技更新時(shí)間：2019/1/7 17:23:00

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1. 步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)介紹
相數(shù)：步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)就是指線圈的組數(shù)。分別有二相，三相，四相，五相。通常情況，相數(shù)高，步距角小，精度高。
額定電流：電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電流大小。
步距角：  它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào)，電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。該參數(shù)反映了步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際精度。
保持轉(zhuǎn)矩: 是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。
制動(dòng)轉(zhuǎn)矩：是指步進(jìn)電機(jī)沒有通電的情況下，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。
最高溫度：步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失  步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)；一般
         來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

2.1芯片介紹
DRV8825可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)兩項(xiàng)四線的步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流有刷電機(jī)，輸入電壓8-45V, 最大電流1.7A，可以承受2.5A的瞬間電壓。通過PWM輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)。可以通過AVREF/BVREF來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)繞阻上的電流，電流的大小應(yīng)該是電機(jī)額定電流；可以通過MODE0/MODE1/MODE2，三個(gè)角來(lái)配置細(xì)分驅(qū)動(dòng)模式，可以配置2/4/8/16/32
細(xì)分。nHOME腳，從上電開始電機(jī)轉(zhuǎn)過45°的位置是home state.電機(jī)轉(zhuǎn)到home state時(shí)nHOME腳會(huì)輸出一個(gè)低電平。

2.2 驅(qū)動(dòng)步驟
   步進(jìn)電機(jī)要啟動(dòng)必須在一個(gè)固定啟動(dòng)頻率范圍內(nèi)，啟動(dòng)以后可以通過提高驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率來(lái)提速，頻率要緩慢提升，電機(jī)在加速的時(shí)候慣性阻力會(huì)比較大。步進(jìn)電機(jī)主動(dòng)時(shí)的負(fù)載分為兩種：慣性負(fù)載、摩擦負(fù)載，電機(jī)在加速的過程中主要是慣性負(fù)載，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后主要是摩擦負(fù)載。

3. 步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分
  3.1細(xì)分的介紹：
步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制是由驅(qū)動(dòng)器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以二相電機(jī)為例，假如電機(jī)的額定相電流為3A，如果使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)器（如常用的恒流斬波方式）驅(qū)動(dòng)該電機(jī)，電機(jī)每運(yùn)行一步，其繞組內(nèi)的電流將從0突變?yōu)?/span>3A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會(huì)引起電機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)和噪音。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，在10細(xì)分的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)該電機(jī)，電機(jī)每運(yùn)行一微步，其繞組內(nèi)的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規(guī)律變化，這樣就大大的改善了電機(jī)的振動(dòng)和噪音，因此，在性能上的優(yōu)點(diǎn)才是細(xì)分的真正優(yōu)點(diǎn)。

3.2細(xì)分的原理：
  細(xì)分原理從本質(zhì)上講就是對(duì)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流進(jìn)行控制，使電機(jī)內(nèi)部形成一個(gè)均勻的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

3.3細(xì)分的作用：
1.細(xì)分讓電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平滑。
2.力矩增加了。
3.解決了電機(jī)工作再低頻時(shí)的噪音問題。步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時(shí)，會(huì)有振動(dòng)大、噪聲大
   的缺點(diǎn)。如果使用細(xì)分方式，就能很好的解決這個(gè)問題，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制，從本
   質(zhì)上講是通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中電流的控制，使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)為均勻
   的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分。

4. 步進(jìn)電機(jī)的調(diào)制

不同步進(jìn)電機(jī)在不同的細(xì)分模式下有不同的效果，實(shí)驗(yàn)得出一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，選擇不同的細(xì)分模式，電機(jī)轉(zhuǎn)速能達(dá)到最快時(shí)該細(xì)分模式驅(qū)動(dòng)該電機(jī)效果最好，具體會(huì)體現(xiàn)在噪音小、驅(qū)動(dòng)力矩大、發(fā)熱量小上。

5. DRV步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的LAYOUT注意事項(xiàng)
DRV布板時(shí)要注意散熱的處理，電源（LDO,DC-DC）要離 DRV盡可能的遠(yuǎn)些，周邊走線不要緊繞DRV,留出一定的空間，走線對(duì)散熱有影響。DRV的第0腳是一個(gè)散熱片，最好焊道板子上，并打過孔到板子反面散熱。

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