基于DRV8825的步进电机驱动

Posted 2020-08-03 Watson34

文章摘自：http://bbs.21ic.com/forum.php?mod=viewthread&tid=279798&fromuid=835218

1. 步进电机主要参数介绍
相数：    步进电机的相数就是指线圈的组数。分别有二相，三相，四相，五相。通
          常情况，相数高，步距角小，精度高。
额定电流：电机正常运转时的电流大小。
步距角：  它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。该参数反 
          映了步进电机的实际精度。
保持转矩: 是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。
制动转矩：是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。
最高温度： 步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失  
           步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般
           来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，
           所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。



2. DRV8825 性能介绍
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21097.png

  3.1芯片介绍
DRV8825可以驱动一个两项四线的步进电机，也可以驱动两个直流有刷电机，输入电 
压8-45V, 最大电流1.7A，可以承受2.5A的瞬间电压。通过PWM输入来驱动。可以
通过AVREF/BVREF来调节电机绕阻上的电流，电流的大小应该是电机额定电流；可
以通过MODE0/MODE1/MODE2，三个角来配置细分驱动模式，可以配置2/4/8/16/32
细分。nHOME脚，从上电开始电机转过45°的位置是home state.电机转到home state
时nHOME脚会输出一个低电平。

3.2 驱动步骤
     步进电机要启动必须在一个固定启动频率范围内，启动以后可以通过提高驱动脉冲的频率来提速，频率要缓慢提升，电机在加速的时候惯性阻力会比较大。步进电机主动时的负载分为两种：惯性负载、摩擦负载，电机在加速的过程中主要是惯性负载，转速稳定后主要是摩擦负载。


3. 步进电机的细分
  4.1细分的介绍：
步进电机的细分控制是由驱动器精确控制步进电机的相电流来实现的，以二相电机为例，假如电机的额定相电流为3A，如果使用常规驱动器（如常用的恒流斩波方式）驱动该电机，电机每运行一步，其绕组内的 电流将从0突变为3A或从3A突变到0，相电流的巨大变化，必然会引起电机运行的振动和噪音。如果使用细分驱动器，在10细分的状态下驱动该电机，电机每运行一微步，其绕组内的电流变化只有0.3A而不是3A，且电流是以正弦曲线规律变化，这样就大大的改善了电机的振动和噪音，因此，在性能上的优点才是细分的真正优点。


4.2细分的原理：
  细分原理从本质上讲就是对电机励磁绕组中的电流进行控制，使电机内部形成一个均匀的旋转磁场。

4.3细分的作用：
   1.细分让电机运转更加平滑。
   2.力矩增加了。
   3.解决了电机工作再低频时的噪音问题。步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大
     的缺点。如果使用细分方式，就能很好的解决这个问题，步进电机的细分控制，从本
     质上讲是通过对步进电机励磁绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场为均匀
     的圆形旋转磁场，从而实现步进电机步距角的细分。

4. 步进电机的调制

不同步进电机在不同的细分模式下有不同的效果，实验得出一点经验，选择不同的细分模式，电机转速能达到最快时该细分模式驱动该电机效果最好，具体会体现在噪音小、驱动力矩大、发热量小上。

5. DRV步进电机驱动器的LAYOUT注意事项
   DRV布板时要注意散热的处理，电源（LDO,DC-DC）要离 DRV尽可能的远些，周边走线不要紧绕DRV,留出一定的空间，走线对散热有影响。DRV的第0脚是一个散热片，最好焊道板子上，并打过孔到板子反面散热。