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基于DRV8825的步進電機驅動

文章來源：永阜康科技更新時間：2019/1/7 17:23:00

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1. 步進電機主要參數介紹
相數：步進電機的相數就是指線圈的組數。分別有二相，三相，四相，五相。通常情況，相數高，步距角小，精度高。
額定電流：電機正常運轉時的電流大小。
步距角：  它表示控制系統每發一個步進脈沖信號，電機所轉動的角度。該參數反映了步進電機的實際精度。
保持轉矩: 是指步進電機通電但沒有轉動時，定子鎖住轉子的力矩。
制動轉矩：是指步進電機沒有通電的情況下，定子鎖住轉子的力矩。
最高溫度：步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失  步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般
         來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。

2.1芯片介紹
DRV8825可以驅動一個兩項四線的步進電機，也可以驅動兩個直流有刷電機，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輸入來驅動。可以通過AVREF/BVREF來調節電機繞阻上的電流，電流的大小應該是電機額定電流；可以通過MODE0/MODE1/MODE2，三個角來配置細分驅動模式，可以配置2/4/8/16/32
細分。nHOME腳，從上電開始電機轉過45°的位置是home state.電機轉到home state時nHOME腳會輸出一個低電平。

2.2 驅動步驟
   步進電機要啟動必須在一個固定啟動頻率范圍內，啟動以后可以通過提高驅動脈沖的頻率來提速，頻率要緩慢提升，電機在加速的時候慣性阻力會比較大。步進電機主動時的負載分為兩種：慣性負載、摩擦負載，電機在加速的過程中主要是慣性負載，轉速穩定后主要是摩擦負載。

3. 步進電機的細分
  3.1細分的介紹：
步進電機的細分控制是由驅動器精確控制步進電機的相電流來實現的，以二相電機為例，假如電機的額定相電流為3A，如果使用常規驅動器（如常用的恒流斬波方式）驅動該電機，電機每運行一步，其繞組內的電流將從0突變為3A或從3A突變到0，相電流的巨大變化，必然會引起電機運行的振動和噪音。如果使用細分驅動器，在10細分的狀態下驅動該電機，電機每運行一微步，其繞組內的電流變化只有0.3A而不是3A，且電流是以正弦曲線規律變化，這樣就大大的改善了電機的振動和噪音，因此，在性能上的優點才是細分的真正優點。

3.2細分的原理：
  細分原理從本質上講就是對電機勵磁繞組中的電流進行控制，使電機內部形成一個均勻的旋轉磁場。

3.3細分的作用：
1.細分讓電機運轉更加平滑。
2.力矩增加了。
3.解決了電機工作再低頻時的噪音問題。步進電機在低頻工作時，會有振動大、噪聲大
   的缺點。如果使用細分方式，就能很好的解決這個問題，步進電機的細分控制，從本
   質上講是通過對步進電機勵磁繞組中電流的控制，使步進電機內部的合成磁場為均勻
   的圓形旋轉磁場，從而實現步進電機步距角的細分。

4. 步進電機的調制

不同步進電機在不同的細分模式下有不同的效果，實驗得出一點經驗，選擇不同的細分模式，電機轉速能達到最快時該細分模式驅動該電機效果最好，具體會體現在噪音小、驅動力矩大、發熱量小上。

5. DRV步進電機驅動器的LAYOUT注意事項
DRV布板時要注意散熱的處理，電源（LDO,DC-DC）要離 DRV盡可能的遠些，周邊走線不要緊繞DRV,留出一定的空間，走線對散熱有影響。DRV的第0腳是一個散熱片，最好焊道板子上，并打過孔到板子反面散熱。

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