衰減控制

本節介紹“衰減控制”,這是使用恆流驅動 IC 時需要熟悉的規範之一。

1、步進電機線圈電流的恆流控制和衰減(Decay)

電機線圈具有抑制流動電流變化的特性。
步進電機的繞組也是由線圈構成的,因此額定電流驅動器利用了這一特性。

2、恆流控制方式

大多數情況下,恆流驅動器 IC 的恆流控制操作如下:
(1) 從電源向線圈施加電壓
(2) 當線圈電流增加並達到電流設定值時,停止從電源施加電壓。
(3) 線圈中儲存的能量是通過使電流通過可通過的路徑換向而消耗的。此時,流過線圈的電流因為能量被消耗而衰減。
(4)定期重複上述(1)、(2)、(3)階段,進行恆流流過的恆流控制。

3. 什麼是“衰減控制”?

在上面的 (3) 中,我們說“線圈中存儲的能量是通過使電流通過可以通過的路徑換向而消耗的。通過控制這條路徑,您可以改變電流衰減的方式。

快速衰減

存儲在線圈中的能量像電池一樣保持電動勢,通過接通流向電源的路徑上的 FET [圖中紅色圓圈],通過電源進行換向(再生)。
此時電源阻抗低,衰減快。這被稱為“快速衰減”。
請注意,當電流流過寄生二極管時,正向電壓會丟失,因此應在不使用二極管的情況下打開 FET。

緩慢衰減

然後,線圈可以通過打開 FET [圖中綠色圓圈] 來消耗能量,該路徑在不通過電源的情況下換向線圈本身。 (在某些情況下,上面的兩個 FET 會導通。)
這時候線圈的阻抗比電源的阻抗要高,所以衰減比較慢。這被稱為“緩慢衰減”。

4. 什麼時候使用“衰減控制”?

通常,由線圈本身消耗能量的慢速衰減由於電流紋波較小而更有效。但是,無法消耗的反電動勢可能會因所用電機的容量、負載、速度和驅動方式(微步)而產生。這可能會導致意外和無功電流。

如果在這種情況下使用 Fast Decay,電源會吸收反電動勢,從而可以防止無功電流流動。
這樣,進行衰減控制可能會接近理想的控制電流。

使用 Decay 控件看起來有些困難,因為需要檢查當前波形以確定是否需要 Decay 控件。但是,有一些IC可以自動執行Decay控制,它們已成為微調設備響應的有效功能。