步进电机控制器电路图分享

什么是步进电机控制器？

步进电机控制器是一种能够发出均匀脉冲信号的电子产品，主要用于控制步进电机的运动。它发出的信号进入步进电机驱动器后，会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号，带动步进电机运转。

步进电机控制器的工作原理是通过微处理器或微控制器，根据输入的脉冲信号，按照设定的步进角度和速度，输出相应的脉冲信号给步进电机驱动器，驱动器将脉冲信号转换成步进电机的角位移或直线位移，使电机按照设定的角度或距离进行转动或移动。

步进电机控制器在许多领域都有应用，例如：自动化生产线、机器人、机床、打印机、医疗设备、航空航天等。在这些领域中，步进电机控制器可以用于精确控制电机的转角、转速和方向，从而实现精确的位置控制和速度控制。同时，步进电机控制器还可以通过编程实现复杂的运动轨迹和自动化操作，提高了生产效率和设备的自动化程度。

接下来小编给大家分享一些步进电机控制器电路图，以及简单分析它们的工作原理。

步进电机控制器电路图分享

步进电机控制器电路图（1）

步进电机是一种无刷直流电机，它将单次旋转分为多个相等的步数。这些类型的电机广泛用​​于机器人技术和其他精确运动起着至关重要作用的应用。本电路教程演示了使用 IC 4070 和 IC 4013 构建和工作步进电机控制器。

参考原理图，两个IC的U1A、B和U2A、B、C、D组成振荡器，以及驱动步进电机M1所需的正反转正交信号。具体来说，异或门U2A作为反相器接线，U2B作为缓冲器接线，与R1、C1和R8形成振荡电路。电阻器R8用于保护U2B的输入免受过高的过电压和过电流的影响。 C1和R1决定振荡器的频率。随着 R1 减小（变为 CW），频率增加，步进速率也增加。如果需要较慢的步进速率，可以根据需要增加 C1 的值。

U2B 连接到双触发器、U1A 时钟输入和 U2C。 U2C 作为反相器接线，为 U1B 提供反相时钟。 U1A 的 Qnot 输出连接到 U1A 的数据输入。因此，当U1A看到时钟的每个上升沿时，U1A的Q和Qnot的输出状态被切换（反转）。

开关 S1 连接到 R7 和异或门 U2D 的输入。当按下S1时，U2D作为反相器工作。当S1打开时，U2D充当缓冲器。 U1A 的 Qnot 输出连接到 U2D 的另一个输入。 U2D 的输出连接到 U1B 的数据输入。由于 U1B 的时钟输入与 U1A 的时钟输入互补，因此 U1B 的输出将在 U2A、B、C 时钟的相对边沿更新。由于 U2D 反转或只是缓冲 U1A 的 Qnot 输出。 U1B 的输出将超前或滞后 U1A 的输出 90 度，从而产生所需的正交输出。

电路的其余部分很简单。 R3-6 为驱动晶体管 Q1-4 提供电流。它们显示为 IRFZ44、n 沟道 MOSFET，但可以使用任何 n 沟道 MOSFET 或 BJT (NPN) 晶体管，前提是所使用的步进电机具有足够的增益和额定电流。 D1-4为驱动器提供反激保护，以释放步进电机线圈中的磁场能量。

步进电机控制器电路图（2）

这是仅使用基本部件的简单步进电机控制器的电路图。驱动电路使用四个晶体管（SL100）驱动电机绕组，两个非门和一个异或门解码两位控制逻辑来驱动电机的四个绕组。二极管D1至D4保护相应的晶体管免受电机绕组切换期间产生的瞬变的影响。 d0 和 d1 是确定旋转方向和速度的控制逻辑。

该电路的控制逻辑可以从由555非稳态多谐振荡器提供时钟的2位向上/向下计数器获得。计数方向决定旋转方向，非稳态多谐振荡器的频率决定旋转速度。

如上图所示，IC1a IC1b 属于同一个 IC 7404。 IC1和IC2的引脚14和引脚7必须分别连接至+5V和地，尽管电路图中未示出。5V可以从基于7805的电源电路获得。

Vcc是步进电机所需的电压。它因电机而异。这里我们可以使用最高24V的步进电机。为了获得更高的工作电压和功率，必须将 SL100 晶体管替换为更高功率的晶体管，例如 2N3055。

步进电机控制器电路图（3）

步进电机是进行高精度运动控制的简单方法。步进电机的工作需要一个步进电机控制电路。步进电机控制器通常使用微控制器来完成复杂的任务。有些控制器使用步进电机IC来简化电路设计。对于简单的任务，例如以恒定速度旋转，可以使用分立元件构建简单的控制器电路。

最终的步进电机驱动器使用晶体管来驱动电机线圈。看一下表格，你会发现如果你想让这个步进驱动器移动电机，你需要一个2位自由运行计数器。如果您有一个可逆计数器电路，您将获得一个向上-向后步进电机控制。如果为每个 SL100 晶体管安装合适的散热器，该步进电机控制电路可提供高达 500 mA 的电流。通过在达林顿配置中使用 2N3055 晶体管和 SL100 晶体管，可以实现更高的电流。