单片机嵌入式智能步进电机驱动器设计(3)
（3）当步进电机运转有效的电磁转矩减小，脉冲的频率越高，电磁转矩的降低更有效。
这些缺点导致在应用步进电机的限制，所以它只能用在一些速度，系统精度不高的场合。
为了解决这些问题，提高了步进电机驱动器的性能，有几种方法：
（1）采用闭环控制系统。与其他类型的电机相比，采用开环控制系统在步进电机的优点，控制电路简单，而且降低了经济成本，通常是用在精度和性能要求不高。然而，由于步进电机故障频率高，在高精度的系统达到理想不影响，可能会出现不准确的问题。闭环控制系统来解决这一问题，输出位移反馈位置检测装置的控制器，补偿控制器的位移误差，解决了不准确的问题。但这无疑会增加成本和难度，而且使控制线路变得复杂，所以这种方法是可行的，并进一步研究[9]。
（2）为提高电力性能。这种方法主要是通过提高进入上升后，电机相电流下降，稳定在额定值，提高了电机的矩频特性。
（3）细分驱动方法。在1975美国学者美国增量运动控制系统和设备的会议提出了步进电机的步距角细分控制方法能较好地提高步进电机第一次t.r.fredriksen性能。细分驱动主要是通过输入电流细分步距角，实现的目的。步进电机细分驱动减小了步距角，同时也降低了低频震荡的风险，从未提高了步进电机的控制精度和稳定性。这些优点也使得细分驱动有了广泛的发展与应用[10]。
1.5 步进电机的驱动方式
步进电机必须使用专用的步进电机驱动器而不能直接连接直流或者交流电源运行。步进电机控制器一般包括脉冲发生控制单元，反馈与保护单元，功率驱动单元等。如图1.5所示：
图1.5 步进电机驱动器
在步进电机驱动技术发展之初，最早开始应用的就是开环驱动，至今仍然有比较广泛的应用。开环控制系统简而言之就是没有反馈，既没有位置反馈也没有速度反馈，它的运行速度与位置控制全部依靠脉冲的频率和个数来控制。开环控制系统有它的优势，即电路简洁明了，成本较低，设计难度也低，但缺点也显而易见，一旦由于外部因素比如操作失误，就会出现失步现象。
目前，步进电机驱动大概有以下几种：
（1）单电压驱动
单电压驱动特点是只有一个电压的电源给步进电机绕组供电。优势在于结构简单，低频性能好，劣势在于电路损耗比较大，效率略低，通常单电压驱动只运用于小功率的步进电机上。
（2）双电压驱动
双电压驱动指在低频时使用低电压驱动，在高频的时候采用高电压驱动，这样不仅可以在低频时获得单电压驱动的优点即良好的低频性能，在高频时依然能有良好的性能，但单电压损耗大，效率低的劣势还是没有改善。
（3）高低压驱动
高低压驱动指在绕组通电时先用高电压驱动，保证绕组中的电流迅速达到一个比较高的水准，之后再用低压电源驱动，来文持住绕组中较高的电流。这种驱动方式的高频性能良好，电路损耗低，但在低频时噪声较大，还有可能发生低频共振[11]。
（4）细分驱动
细分驱动指把每一拍分成若干步来运行，从而减小步距角，提高分辨率，为了达到细分驱动的功能，一般由两种方法。第一种是线性模拟功率放大的方法来获得阶梯型电流，这种电路损耗大，效率低但优势在于电路结构简单。第二种则是采用单片机运用数字脉宽调制的方法获得阶梯型电流[12]