两相四线混合式步进电机用双H桥驱动电路之Multisim仿真

1. 仿真图

2. 驱动电路原理解析

2.1 两相四线混合式步进电机驱动原理

首先给出两相四线混合式步进电机的整步驱动顺序图。

可以看出，两相驱动电压的相位差为90°。

在驱动电路中，一个H桥驱动一相电压。因此，第一节中驱动电路的左右两个H桥的脉冲电压源的相位应该相差90°。

2.2 驱动电路原理

以驱动电路中的其中一个H桥举例。

驱动器处于驱动状态时，脉冲源V5、V2同相位，脉冲源V6、V1同相位，脉冲源V6、V1的相位比脉冲源V5、V2滞后180°。

当脉冲源V5、V2为高电平时，Q5导通，Q6导通，导致Q4的栅极直接接地，Q4关断；与此同时，脉冲源V6、V1为低电平，Q2关断，Q3关断，Q1栅极的电压由电荷泵抬升至接近48V，Q1导通。

注：电荷泵原理见H桥电机驱动电路用电荷泵电路。

此时H桥的状态为：Q4关断，Q5导通，Q1导通，Q4关断。因此这一相线圈等效模型(由等效电阻和等效电感组成)的电流流向为：由L1流向R3。

类似的，当脉冲源V5、V2为高电平，脉冲源V6、V1为低电平时，电流流向为：由R3流向L1。

加一个示波器，观察步进电机此相的电压波形。

另外一个H桥的驱动原理与上述相同。

3. 电路仿真

参考2.1小节的两相电机整步驱动图，定义仿真电路中的引线端编号如下图所示。

开始仿真，可以观察到示波器中的波形如下图所示。

两相电压相位差为90°，满足两相四线混合式步进电机的整步驱动要求。