一种新的五相步进电机驱动电路开发

摘要

本文详细地介绍了一种新的五相步进电机驱动电路。这种新的驱动电路是由

商业上现成的，廉价的，标准的步进电机驱动

IC 搭建，它能实现由内部电流回

路驱动的闭环速度和位置控制。经证明，这种驱动电路能推广到任何更多相数的
奇数相的步进电机。

这种驱动电路具有速度控制和方向控制，包括全步、半步、顺时针、逆时针控

制模式。

1、概述

在大多数机器人和自动化工程设计中，各种各样步进电机都被广泛应用来

得到需要的运动姿态。步进电机倍受人们青睐是因为它不需要频繁的维护并能在
苛刻的环境中运行。步进电机及其驱动器的选择要根据具体应用中需要的效果来
决定。市场上最常见的是两相和四相步进电机。

可是，实际应用中要求高精度，低噪声和低震动，因此五相步进电机得以

应用。因为步距角较小，五相步进电机有较高的分辨率，较低的震动和良好的加
速与减速特性。因此，确保设计的驱动电路能使步进电机充分发挥这些优点非常
重要。

因为在机器人应用中是很少见得类型，而且结构很复杂，很难找到它们的

驱动

IC，只能专门定做。结果导致五相步进电机的驱动电路产品异常昂贵。

用普通步进电机如二相与四相步进电机的驱动控制

IC 来制作其它步进电机

的驱动电路是一种经济有效的方法。

L297 继承了控制单极性和双极性步进电机所需要的所有控制电路系统

L298N 双 H 桥驱动器形成了一个完善的步进电机微处理器接口。在这里，我们
通过给

L297 和 L298N 加上微处理器和逻辑控制系统研究开发出了一种新的五

相步进电机驱动电路。

第二部分解释了元器件特性。第三部分介绍了控制逻辑电路设计。第四部分

是接口设计，结果在第五部分。最后，第六部分加以总结。

2、主要元器件特性分析

如图一所示，集成块

L297 可以与 H 桥集成电路一起使用作为步进电机驱动

器。在该设计中，

H 桥的功能用 L298N 或者 L293E 实现。这要根据步进电机的额

定功率而定。输入

L297 的控制信号可能来自为控制器或者外部开关。一个 IC 能

驱动一个两相双极性永磁式步进电机，一个四相单极性永磁式步进电机或者一
个四相变磁阻式步进电机。因为用到的电子元器件非常少，该设计好处颇多，比
如，花费少，可靠性高，占用的空间相对较小。按照接收到的输入信号的不同，
L297 产生三种不同模式的相位序列，即半步模式，全步模式和波形模式。