驅動放大電路又稱功率驅動器或功率放大器,實際上是一種脈衝放大電路。從環形分配器輸出的脈衝信號是很弱的,脈衝電流只有幾毫安,而步進電動機的定子繞組需要幾安培至幾十安培,所以,脈衝信號必須經過功率放大電路放大後才能驅動步進電動機。步進電動機的繞組是感性負載,其功率放大有其特殊性,如較大電感量影響快速性,感應電動勢會帶來功率管保護等問題,所以驅動電路的核心就是如何提高步進電動機的快速性和平穩性。
常用的步進電動機驅動電路主要有單電壓恆流功放電路、高低壓功率放大電路、折波功放電路以及調頻調壓功放電路等。
相關概念
單電流恆流功放電路
如圖所示是步進電動機單相的功放電路。L是電動機繞組,電晶體VT可以認為是一個無觸點開關,它的理想工作狀態應使電流流過繞組L的波形儘可能接近矩形波。由於電感線圈中的電流不能突變,接通電源後繞組中的電流按指數規律上升,其時間常數r=L/R2,須經3r時間後才達到穩態電流(L為繞組電感,R為繞組電阻)。由於步進電動機繞組本身的電阻很小(約為零點幾歐),所以時間常數很大,從而嚴重影響電動機的起動頻率。為了減小時間常數,在勵磁繞組中串聯電阻R,這樣時間常數就會大大減小,縮短了繞組中電流上升的過波過程,從而提高了工作效率。
高低壓功率放大電路
高低壓功率放大電路是分別採用高壓和低壓兩種電源電壓的功放電路,如圖所示。圖中有兩個功率電晶體、,兩個二極體V1、V2,一個外接電阻,步進電動機繞組電感L及電阻。高壓U1大約為80~150V,低壓U2大約是5~20V左右。高低壓功放電路具有功耗低、高頻工作時有較大的轉動力矩等特點,常用於中功率和大功率的步進電動機中。