【導讀】步進電機是一種將電能轉換為動能的執行機構。相比其他電機其具有較高的定位精度，無位置累積誤差的優點；開環控制系統使其成本教低，但是步進電機也有缺點。本文一一分析步進電機驅動電路的優點和缺點。
步進電機
由于步進電機在低速運行時的振動、噪聲大，在振蕩頻率附近運行時易產生共振，輸出轉矩隨著步進電機的轉速升高而下降，這些缺點限制了步進電機的應用范圍。
步進電機的以上特點，解決辦法有兩個：1、生產出更好的步進電機，這也是根本上決定消除負面特點的硬件措施，2、設計出更好的驅動器，好的驅動器可以避諱電機的種種不足，可以顯著地提高步進電機的性能。由于電機生產出來以后他的所有參數都是固定的，因此提高驅動器的性能是解決問題的關鍵，本文討論的關鍵是各種驅動技術的缺點和難點。
1、步進電機驅動控制系統
①運動控制電路：用于產生運動和轉向的脈沖，脈沖的速度可以控制電機運轉速度。
②步進驅動電路：由兩部分組成（A、計算電機運動的脈沖數和控制電機的各種狀態；B、功率輸出電路，用于將控制輸出實現電機運動或停止的各種目的），根據這兩個的組合不同可以分成以下幾種：恒電壓驅動方式，高低壓驅動，自激恒電流斬波驅動，電流比較斬波驅動，潛進式驅動（最新的驅動技術）。
③步進電機：步進驅動器驅動步進電機，實現由電能轉化為動能的過程。
2 、步進電機驅動方電路優缺點分析
恒電壓驅動
單電壓驅動是指在電機繞組工作過程中，只用一個方向電壓對繞組供電，多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅動方式，現在基本不用了。
優點：電路簡單，元件少、控制也簡單，實現起來比較簡單。
缺點：必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關處理，電機運轉速度比較低，電機震動比較大，發熱大。由于已經不再使用，所以不多描述。
高低壓驅動
由于恒電壓驅動存在以上諸多缺點，技術的進一步發展，研發出新的高低壓驅動來改善恒電壓驅動的部分缺點，高低壓驅動的原理是，在電機運動到整步的時候使用高壓控制，在運動到半步的時候使用低壓控制，停止時也是使用低壓來控制。
優點：高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音，第一次提出細分控制步進電機的概念，同時也提出了停止時電流減半的工作模式。
缺點：電路相對恒電壓驅動復雜，對三極管高頻特性要求提高，電機低速仍然震動比較大，發熱仍然比較大，現在基本上不使用這種驅動模式。
自激式恒電流斬波驅動
自激式恒電流斬波驅動的工作原理是通過硬件設計當電流達到某個設定值的時候通過硬件將其電流關閉，然后轉為另一個繞組通電，另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候，又能通過硬件將其關閉，如此反復，推進步進電機運轉。
優點：噪音大大減小，轉速一定程度上提高了，性能比前兩種有一定的提高。
缺點：對電路設計要求比較高，對電路抗干擾要求比較高，容易引起高頻，燒壞驅動元件，對元件性能要求比較高。
電流比較斬波驅動
電流比較斬波驅動是把步進電機繞組電流值轉化為一定比例的電壓，與D／A轉換器輸出的預設值進行比較，比較結果來控制功率管的開關，從而達到控制繞組相電流的目的。
優點：使運動控制模擬正弦波的特點，大大提高性能，運動速度和噪音都比較小，可以使用比較高的細分，是當前流行的控制方法。
缺點：電路比較復雜，對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合，容易產生抖動，在控制形成正弦波的波峰和波谷，容易導致高頻干擾，進而導致驅動元件發熱或者由于頻率過高而老化，這也是很多驅動器使用1年多的時候容易出現紅燈保護的主要原因。
潛進式驅動
這是一種全新的運動控制技術，該技術是在當前電流比較斬波驅動技術的前提下，克服其中的缺點而創新的一種全新的驅動方法。其核心技術是在電流比較斬波驅動的前提下增加了驅動元件發熱和高頻抑制保護技術。
優點：兼有電流比較斬波驅動的優點外，發熱特別小，使用壽命較長。
缺點：全新技術，價格比較高，目前每種電機和驅動器匹配要求相對比較嚴格。
驅動器技術的發展，從原來國外一枝獨秀到國內各種優秀技術涌現，可以看出國內技術的進步，同時也可以看出，每一次技術的革新都會帶來幾個以高端技術去引導市場的市場革命，在步進技術相對成熟的今天，碩科數控攜全新的步進驅動技術，把國內的步進驅動器再次推向國際市場，原來依靠進口驅動器來獲得高性能的國內廠家，在看到本技術所闡述的內容后，相信會從內心對國內技術的期望發生改變。原來使用日本進口的國內工程師們，現在讓他們找到拒絕日本產品的理由了，可以跟小日本再次說一聲NO。
