张雪峰谈机电一体化步进电机调整之道犹如精确指挥军队前进每一步都有其策略

导语：在这个快速变化的世界里，我们常常需要让某事物发挥作用，但往往没有时间去深入了解它背后的原理。尽管如此，理解其工作原理至关重要，这样我们就可以更好地进行下一步。在现代步进电机驱动器中，调整电机以获得最佳电流调节是其中一个挑战。

最近，一位用户向我咨询了关于步进电机驱动器行为不稳定的问题，他们担心的是低速时缺少步骤。当电流波形跳到一个固定的级别并保持在那里，直到步数赶上，或增加到超过最大斩波电流时，这种现象尤为明显。通常用户会设置混合衰减，但是当电流的绝对值增大时，许多设备会使用慢衰减。

失真之所以频繁发生，是因为缓慢衰减在保持或低速状态下无法像正常操作期间那样有效地清除多余的电流。这一问题随着电机输入压力的升高而变得更加严重。以下是一例显示这种低速失调现象的情况：该示例中， 电机以每秒1/8微步和200个步长运行，在12伏特的输入压力下。

为了解决这一问题，有一种称为自适应衰减功能，它能够在低速情况下创建所需波形。这项新功能将自动调整慢速和快速衰减比例，以创造接近最佳的当前波形。此外，还有专门设计用于摄像头、打印机、投影仪等自动化设备应用的一款高度集成式步进電機驱動器——DRV8846。该芯片提供了两个H桥及一个微分度子，并且专门设计来驱动双极型歩進電機，每个H桥输出块包含配置为全H桥模式下的N通道和P通道功率MOSFET，以便驱动電機绕组。

此外，该DRV8846还能提供高达1.4安培满标量程输出功率（当适当散热并且温度=25°C 时），使得它成为广泛应用于各种场合的一个强大工具。此外，该产品还配备了一种简单易用的歩進方向接口，可以轻松连接至电子线路，并支持全范围从全步进到1/32微分度子的配置，以及选择性地关闭PWM控制信号以实现最小化功耗睡眠模式。此外，该产品内置了内部保护，如过载保护、短路保护以及过热警告系统，当故障条件出现时，可通过nFAULT引脚指示故障状况。

总结来说，为UVLO、过载保护、短路保护及过热提供内部保护功能，而通过nFAULT引脚指示故障条件；脉宽调制 (PWM) 微步進電機驅動器内置微分度子，最大的microstep设定可达1/32；具有多种降阻方式，如AutoTune技术、高效混合降阻、中等速度降阻与快速度降阻；还有可配置关断时间脉宽调制 (PWM) 斩波选项，即10, 20 或30微秒关断时间；同时具有自适应消隐时间，使得踏伐过程更加平滑；工作于4V至18V范围内，每个半橋端口拥有最高额定标量输送能力达到1400毫安（25°C环境）;最后，该產品採用3位扭矩DAC調整電機輸出電流，並采用耐熱增強型表面贴装封装設計，以确保长期稳定运行。在实际应用中，如果使用 DRV8303 中的一些关键特性如VM 欠压闭锁 (UVLO)、過載保護 (OCP)、熱關閉 (TSD) 及故障指示(nFAULT)，则可以进一步提高整个系统的稳定性与安全性。