步進電機有許多不同類型，但永磁體和混合步進電機有兩種主要繞組配置，通過兩相驅(qū)動——單極性和雙極性。單極電機的常見接線配置是連接到電機繞組（A +，A-，B +和B-）的六根導線，以及連接到電機供電電壓Vm的每相的中心抽頭，如圖1所示。
圖1：六線單極步進電機繞組連接
這種配置中，電機通過接通電機繞組的各個段來進行換向，這意味著電流僅需在一個方向上流動。這種配置可以簡化驅(qū)動電路的設(shè)計，因為只需要四個低側(cè)開關(guān)和續(xù)流二極管即可接通繞組的各個段。圖2說明了采用2.0A單極步進電機驅(qū)動DRV8805的此類配置。
圖2：DRV8805與單極電機連接時的布線
簡化設(shè)計需要權(quán)衡的因素是：在任何給定時刻，電機僅使用一半的繞組，從而無法實現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)矩能力。
相反，雙極步進電機只有四根導線連到電機繞組，分別標記為A+、A-、B+和B-。如圖3所示，雙極步進電機沒有中心Vm抽頭。
圖3：四線雙極步進電機繞組連接
由于缺少中心抽頭，雙極步進電機需要電流雙向流入繞組，因此需要更多的電子器件來推挽電流�，F(xiàn)在可接通全繞組，從而產(chǎn)生比單機繞組配置更高的可用轉(zhuǎn)矩。
通過對繞組連接進行少量重新配置后，可將單極步進電機用作雙極步進電機。使用六線單極電機執(zhí)行此操作時，請斷開各相中心Vm抽頭的連接，并用電工膠帶將其粘住。如圖4所示，這種也稱為雙極串聯(lián)的布線配置現(xiàn)在允許雙向（雙極）電流在電機繞組中流動。
圖4：配置單極步進電機繞組作為雙極串聯(lián)步進電機進行驅(qū)動
這種重新配置確實存在一些基本權(quán)衡因素。雙極串聯(lián)配置為整個繞組供電，因此與單極步進電機相比，在保持位置和較低速度下可獲得更高轉(zhuǎn)矩。但這給雙極串聯(lián)步進電機帶來了更高的總電感，且在更高速度下，其有效轉(zhuǎn)矩的下降速度要比單極配置的下降速度更快（圖5）。
圖5：單極與雙極串聯(lián)步進電機轉(zhuǎn)矩/速度曲線
此行為歸因于輸出轉(zhuǎn)矩與速度和電感的反比例關(guān)系，如公式1所示：
該公式中，τ是轉(zhuǎn)矩，Vm是電機供電電壓，v是電機速度，L是電機電感。
許多應(yīng)用都可在其系統(tǒng)中使用單極或雙極步進電機，包括暖通電子膨脹閥、ATM模塊和打印機。無論步進電機的類型如何，使用雙極步進電機驅(qū)動集成電路均具有優(yōu)勢。您可以：
減少在不同電機類型的系統(tǒng)之間重新設(shè)計電路板的時間，
采購更少的組件，并且
提供更廣泛的產(chǎn)品和性能。
TI的20-V、2.0-A DRV8847和50-V、1.5-A DRV8436等步進電機驅(qū)動可以靈活地驅(qū)動單極步進電機和雙極步進電機。 我們還提供專用的單極步進驅(qū)動器，例如 2.0-ADRV8803、DRV8804、DRV8805和DRV8806。 |
