步进电机驱动衰减问题

breeze_one · 发表于 2010-12-14 15:54:48

基于横波斩的步进驱动器，斩波频率比如是20K，就是指没隔50us去检测一次电流，如果超过预定电流就关闭管子，进行衰减（快衰减，慢衰减或混合衰减），如果未达到预定电流继续打开管子，过程是这样吧！
小弟有如下问题：
1：是否一定需要这个斩波频率，我运放一直比较着，不可以嘛？这样电流不就更接近预定值吗？
2：因为电机是感性负载，电流不能突变，那超过预定电流时关闭管子进行衰减，衰减必须一定时间才能下降，衰减是否越快越好，这样越接近预定值？
3：如果检测到电流到预定值就关闭管子，检测到电流为0时再打开管子，这样是否可行？

coolmao · 发表于 2010-12-14 16:52:46

不懂。。。楼下回答

jrcsh · 发表于 2010-12-15 00:59:58

恒流~~~收工

breeze_one · 发表于 2010-12-15 09:26:24

呼叫版主！！！！！！

rifjft · 发表于 2010-12-15 18:13:37

恒流指一种状态的话，斩波就是实现这种状态的一个方式

通过比较器去比较检测电阻两端的电压与设定的基准电压，来决定是否需要启动恒流

衰减时间的快慢关系到电机的驱动效果，有时间应该参看看Ａ３９５５的资料，或者THB6064的英文资料

论坛内以前也有不少讨论的资料，搜索一下。或者实践一下，了解得更清晰。

TRINAMIC · 发表于 2010-12-15 20:51:43

混合衰减可以使电机在低速时平稳运行

breeze_one · 发表于 2010-12-16 11:58:18

回复【4楼】rifjft 吝啬
恒流指一种状态的话，斩波就是实现这种状态的一个方式
通过比较器去比较检测电阻两端的电压与设定的基准电压，来决定是否需要启动恒流
衰减时间的快慢关系到电机的驱动效果，有时间应该参看看ａ３９５５的资料，或者thb6064的英文资料
论坛内以前也有不少讨论的资料，搜索一下。或者实践一下，了解得更清晰。
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这些我都看过啦，呵呵，我最近接触了一个步进驱动器，跟我原来理解的不一致，所以才有此疑问，
A3955等一般驱动器的实测电流波形（理想的）如下：

(原文件名:11.JPG)

T1：斩波周期=1/16k
T2:上升时间
T3:快衰减时间
T4:慢衰减时间

而我遇到的这款驱动器的实测电流波形如下：

(原文件名:22.JPG)
T1：斩波周期=1/16k，
T2:上升时间；此时打开对应的上下管子；
T3:维持时间；T3结束时刻关闭对应的上下管子；
T4:此时打开另外一个下管
所以主要我是理解不了这个驱动器的原理，所以才有此疑问，T3时刻管子都是打开着的，为什么电压维持在预定值？

xiaowu191 · 发表于 2010-12-16 14:18:56

本人只能给出以下几点肤浅理解：

对于： 1：是否一定需要这个斩波频率，我运放一直比较着，不可以嘛？这样电流不就更接近预定值吗？
在控制理论有阈值（阀值）的概念，可以了解一下，举个简单的例子，普通空调，在夏天你设定的温度是22度，空调器可能会在室温是24度才开压缩机，而下降到20度时才关闭，而按你的理论，一超22度就开，一低于22度就关，你可以想象会发生什么情况的；

另外，就我对数据手册的理解，你图中标示的T1并不是固定的，RtCt决定的只是Toff；即电桥导通，电机线圈中电流增大到设定值时，关闭电桥的源驱动，这段时间是不固定的；源驱动关闭时间toff由单稳态的外部RC决定，然后重新打开电桥的源驱动；

“T3时刻管子都是打开着的，为什么电压维持在预定值？ ”
哈哈，你都知道是电压值了，管子就像开关，只是开或关状态，电机要看电流；

breeze_one · 发表于 2010-12-17 17:00:30

回复【7楼】xiaowu191
本人只能给出以下几点肤浅理解：
对于： 1：是否一定需要这个斩波频率，我运放一直比较着，不可以嘛？这样电流不就更接近预定值吗？
在控制理论有阈值（阀值）的概念，可以了解一下，举个简单的例子，普通空调，在夏天你设定的温度是22度，空调器可能会在室温是24度才开压缩机，而下降到20度时才关闭，而按你的理论，一超22度就开，一低于22度就关，你可以想象会发生什么情况的；

另外，就我对数据手册的理解，你图中标示的t1并不是固定的，rtct决定的只是toff；即电桥导通，电机线圈中电流增大到设定值时，关闭电桥的源驱动，这段时间是不固定的；源驱动关闭时间toff由单稳态的外部rc决定，然后重新打开电桥的源驱动；
“t3时刻管子都是打开着的，为什么电压维持在预定值？ ”
哈哈，你都知道是电压值了，管子就像开关，只是开或关状态，电机要看电流；
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谢谢你的回复！

T1时间是固定的吧，只是T2时间是不固定的啊，因为电机电流增加有关，如果供电电压高或者电机负载小，那么就T2很快；其他时间都是固定的吧

T3时刻管子是开着的，所以电流肯定要增加上去的，所以检测电阻上的电压肯定要上去的啊，不知道你说的这个是什么意思

arokh · 发表于 2010-12-19 14:56:58

1：是否一定需要这个斩波频率，我运放一直比较着，不可以嘛？这样电流不就更接近预定值吗？
我做过类似的试验，比较器会输出一个很高的频率，开关管吃不消，大量时间工作在放大区，严重发热；
2：因为电机是感性负载，电流不能突变，那超过预定电流时关闭管子进行衰减，衰减必须一定时间才能下降，衰减是否越快越好，这样越接近预定值？
比较其反应很快，纳秒级的，电流超不了多少。开关管一旦关闭，电流一定是马上开始下降的。电流的衰减速度要看下一次斩波达到电流更大还是更小，这就要预测。
3：如果检测到电流到预定值就关闭管子，检测到电流为0时再打开管子，这样是否可行？
如果每次斩波都把电流归零，那么从宏观上看，电机的功率会有很大的损失，出力会变小。从微观上看，电流波动相当的大，绕组上的振动、啸叫、EMI都会很大，所以电流应该相对预设值平稳、响应迅速。这些都是难点

breeze_one · 发表于 2010-12-22 09:41:05

回复【9楼】arokh
1：是否一定需要这个斩波频率，我运放一直比较着，不可以嘛？这样电流不就更接近预定值吗？
我做过类似的试验，比较器会输出一个很高的频率，开关管吃不消，大量时间工作在放大区，严重发热；
2：因为电机是感性负载，电流不能突变，那超过预定电流时关闭管子进行衰减，衰减必须一定时间才能下降，衰减是否越快越好，这样越接近预定值？
比较其反应很快，纳秒级的，电流超不了多少。开关管一旦关闭，电流一定是马上开始下降的。电流的衰减速度要看下一次斩波达到电流更大还是更小，这就要预测。
3：如果检测到电流到预定值就关闭管子，检测到电流为0时再打开管子，这样是否可行？
如果每次斩波都把电流归零，那么从宏观上看，电机的功率会有很大的损失，出力会变小。从微观上看，电流波动相当的大，绕组上的振动、啸叫、emi都会很大，所以电流应该相对预设值平稳、响应迅速。这些都是难点
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感谢您的回复，让我受益匪浅！可否再帮我分析下我在6楼的问题！我就是搞不懂他这个驱动器，他这个驱动的振动很小，运行的很平滑

arokh · 发表于 2010-12-22 09:58:35

回复【10楼】breeze_one
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6楼的图上面一个是理想图，下面一个图是“实测图”。那么实测图是用电流探头测得电流，还是测量的采样电阻上的电压呢？如果是采样电阻上的电压就没有参考价值了，因为在T3以及T4周期电流并不是完全流过采样电阻，有一些是从寄生二极管形成的回路里面衰减掉了。如果想测最准确的电流波形，那么就得在绕组里串一个大功率小电阻，示波器直接跨接在小电阻上，然后还得注意电机供电要跟示波器的地线隔离。

breeze_one · 发表于 2010-12-23 14:00:25

回复【11楼】arokh
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您好，谢谢，确实是测得采样电阻上的电压，我想不通的是T3,T4周期内，相应的管子都未关闭，为什么会维持在预设值呢？

hymculolo · 发表于 2010-12-25 14:11:39

学习高手的讨论。

pcbddd · 发表于 2011-8-4 13:35:36

7楼小屋的回答有水平，学习了

guitronic · 发表于 2012-3-23 18:29:38

T1：斩波周期=1/16k，
T2:上升时间；此时打开对应的上下管子；
T3:维持时间；T3结束时刻关闭对应的上下管子；
T4:此时打开另外一个下管
所以主要我是理解不了这个驱动器的原理，所以才有此疑问，T3时刻管子都是打开着的，为什么电压维持在预定值？
我的想法是：
此时打开另外一个管子，也就是同事打开低端的MOS管，是为了慢衰减的，相当于绕组两端短接，此时绕组电流下降缓慢。你刚刚上面的只是一个斩波的周期，并不是一个绕组完成一次电流转换的周期。你是不是快衰减和慢衰减没有理解清楚？

Geoffrey · 发表于 2012-3-28 21:25:04

设定基准电压，斩波，达到横流

senbaby2 · 发表于 2012-3-28 21:47:53

恩，步进电机的相关理论，我也在学习琢磨中

jsxzfxcg · 发表于 2013-8-23 16:36:20

学习了，谢谢大家的讲解

skylinyk · 发表于 2013-10-23 20:51:43

mark，不断学习中。。。。

dwiller_ARM · 发表于 2015-1-13 22:56:34

正在看衰减方面的内容，MARK

步进电机驱动衰减问题

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