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图２．５Ｈ桥控制单元逻辑图
２．３步进模式
Ｕ２ ｌ。２ Ｕｌ Ｌｌ
图２．６是一个两相双极步进电机的原理示意图。～Ｂ两相的相电流ＩＭＢ分别
产生沿各自定子轴向的磁场①Ａ细Ｂ，相电流与相磁场成正比，相电流的大小、方 向决定相磁场的大小、方向。两相磁场分量合成的磁场矢量ｍ决定定子的稳定平 衡位置。显然要将转子定位在某个角度，只需分别控制两相相电流的大小和方向一……’
即可；如果需要控制定子连续旋转，则还需控制两相相电流改变的时间先后顺序。
两相绕组的通电情况每改变一次，电机转子就会转过一个角度，称为电机步进一 步，步进的角度称为步距角。就相电流的控制问题，常见的有三种控制方式——
这里称之为步进模式：整步、半步、微步。以下叙述中，假设相电流、磁场方向 以图２．６示方向为正，与图示方向相反为负。
２．３．１整步步进模式
整步步进模式是指步进电机的两相绕组交替通电（即重复Ａ＿Ｂ＿÷（一Ａ）＿÷（．Ｂ）
叶Ａ这样的通电顺序），于是磁场矢量方向依次为Ｏｏ，９００，１８００，２７００，００…。通 电顺序列于图２．７，图中磁场矢量的幅值…以相对幅度表示：规定仅有一相绕组的
最大电流嗍存在时的磁场矢量幅值…设定为ｌ。
１４ 一款两相双极步进电机驱动芯片的设计
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图２．６两相双极步进电机的步进模式控制
图２．７整步步进模式ｌ
ｌ １ ｌ １
ｌ ｌ １ ｌ
４５ａ １３５０ ２２５ａ ３１５０ ４５０
１．４１４ １．４１４ １．４１４ １．４１４ １．４１４
图２．８整步步进模式２
整步步进模式也可以两相同时通电，即重复ＡＢ＿（－Ａ）Ｂ一（．Ａ）（．Ｂ）一Ａ
（一Ｂ）＿ＡＢ的通电顺序，这种情况下磁场矢量依次为４５０，１３５０，２２５０，３１５０，４５０．．・。
如果仅有一相绕组的最大电流ＩＭＡＸ存在时的磁场矢量幅值俐设定为ｌ，则此时 磁场矢量的幅值俐为１．４１４。这两种方式的共同点是步距角等于两相定子的夹角也 即９００，故称这种方式为整步步进模式。如图２．８。
２．３．２半步步进模式
半步步进模式【ｌｌ】是指步进电机按照一相＿两相－÷一相的次序通电，具体来说 就是重复Ａ－÷ＡＢ－÷Ｂ＿÷（一Ａ）Ｂ＿（．Ａ）一（－Ａ）（．Ｂ）＿÷（．Ｂ）＿Ａ（．Ｂ）的通 电顺序，如图２．９所示。这种模式下，步距角等于４５０，也即两相定子夹角的ｌ／２，
故称这种方式为半步步进模式。半步步进模式相对于全步步进模式，步距角减小 了一倍，提高了步进电机的分辨率，减小了振动。
上面这种半步步进模式中，相电流的要么是０要么是最大值ＩＭＡＸ，造成磁场 矢量的幅度不定，也即步进电机输出转矩不恒定。通常希望保持电机输出转矩为 恒定值，因此需要控制两相电流同时存在时他们的大小。如图２．１０所示，当只有
一个绕组通电时，其相电流为最大值㈣，此时磁场矢量幅度等于ｌ；当两相绕 组均通电时，两相相电流均降低到Ｏ．７０７㈣，此时磁场矢量幅度仍保持在１。这
种步进方式称为改进型半步步进模式。相对于半步步进模式其优点是电机输出的 转矩保持恒定，电机运动更平滑；但需要控制相电流分为一高一低两档，控制电 路相对要复杂一些。
ｋ—
ｂ—－
＾ Ｂ
图２．９半步步进模式
１６ 一款两相双极步进电机驱动芯片的设计
ｋ～
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图２．１０另一种半步步进模式
前面介绍的各种驱动方式加以改进都可以用来实现改进型半步步进模式，例 如单电压驱动方式中可以改变串联电阻或者电源电压来控制相电流大小；双电压 驱动方式中可以改变电源电压控制相电流大小；斩波恒流驱动方式中仅需控制参 考电压Ｖ脚的大小即可控制相电流的大小；调频调压驱动方式中需要改变脉冲频 率来改变相电流的大小。
２．３．３微步步迸模式
微步步进模式（又称细分技术）【１２】是最佳的步进电机控制方式，但其控制电 路也最为复杂。微步步迸模式进一步提高了步进电机的分辨率，定位精度更高，
步进动作更平滑，振动更小，噪声更低。
相差９００的两相绕组通以相差９０。但幅度相同的按正弦规律变化的电流，这样 合成的磁场矢量在空间做圆周运动并且幅值会保持不变。。若两相电流和通入如式