恒力矩步进电机驱动器分析设计
0 引言
得益于电子技术突飞猛进的发展，单片机、驱动芯片很多，国内许多厂家制作的步进电机驱动器性能很好，但是客户对驱动器基本要求是一样的：性价比高、控制简单、安全可靠等。笔者设计了一种基于L298+L297的恒流斩波两相步进驱动器,该驱动器本身带有脉冲信号源方便用户进行一些简单控制，设置和使用。在整、半步控制时，能维持恒力矩输出，比市场上同类产品性能更优越。而且驱动器斩波电流较大，恒转矩输出，工作可靠，内建有脉冲信号源方便用户进行一些简单控制，设置和使用非常方便。
1 L297功能分析
L297芯片采用模拟／数字电路兼容的I2L工艺，20脚DIP封装，通常以5V供电，全部信号TTL／CMOS兼容，是非常适用于两相步进电机控制的专用芯片。L297的内部逻辑框图如图1，其核心电路是变换器。
由变换器产生4个输出信号送给后面的输出逻辑部分，输出逻辑提供禁止和斩波器功能所需的相序。为了获得电机良好的速度和转矩特性，相序信号是通过2个PWM斩波器控制，斩波器包含有一个比较器、一个触发器和一个外部检测电阻如图2，晶片内部的通用振荡器提供斩波频率脉冲,振荡器输出的振荡脉冲频率f由OSC的外接RC决定频率=1/0.69RC。每个斩波器的触发器由振荡器的脉冲调节，当负载电流提高时检测电阻上的电压相对提高，当电压达到Vref时(Vref是根据峰值负载电流而定的)，将触发器重置，切断输出，直至第二个振荡脉冲到来、此线路的输出(即触发器Q输出)是一恒定速率的PWM信号，L297的CONTROL端的输入决定斩波器对相位线A，B，C，D或抑制线INH1和INH2起作用。CONTROL为高电平时，对A，B，C，D有抑制作用；为低电平时，则对抑制线INH1和INH2有抑制作用，从而可对电机转矩进行控制。
2 L298功能分析
L298芯片是一种高电压、大电流双H桥功率集成电路，可用来驱动继电器、线圈、直流电机和步进电机等感性负载。它具有两个抑制输入来使器件不受输入信号影响。每桥的三极管的射级是连接在一起的，相应的外接线端可用来连接外设反馈电阻。可安置另一输入电源，使逻辑能在低电压下工作。L298的内部逻辑框图如图3。
图3 L298的内部逻辑框图
L298的逻辑真值表如图4，当EnA为低电平时，IN1、IN2输入电平被抑制，桥路断开，电机停止。当EnA为高电平，IN1、IN2输入电平为一高一低，电机正或反转；IN1、IN2同为低电平或高电平,桥路断开，电机停止。
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