วิเคราะห์พื้นฐานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์แบบไบโพลาร์
สเต็ปปิ้งมอเตอร์แบบสองขั้วประกอบด้วยขดลวดสองเส้น เพื่อให้มอเตอร์ทำงานได้อย่างราบรื่นคอยล์ทั้งสองจะมีลักษณะเป็นไซน์อย่างต่อเนื่องโดยมีเฟสต่างกัน 90 องศาและมอเตอร์สเต็ปปิ้งเริ่มหมุน
โดยทั่วไปแล้วสเต็ปเปอร์มอเตอร์จะไม่ถูกขับเคลื่อนด้วยแอมป์เชิงเส้นแบบแอนะล็อก แต่พวกมันจะถูกขับเคลื่อนโดยระเบียบปัจจุบันของ PWM ในการแปลงสัญญาณคลื่นไซน์เชิงเส้นเป็นสัญญาณเส้นตรงแบบไม่ต่อเนื่อง คลื่นไซน์สามารถแบ่งออกเป็นหลายเซ็กเมนต์และเมื่อจำนวนเซ็กเมนต์เพิ่มขึ้นรูปคลื่นยังคงเข้าใกล้คลื่นไซน์ ในการใช้งานจริงจำนวนของเซ็กเมนต์มีตั้งแต่ 4 ถึง 2048 หรือมากกว่าและไอซีไดรฟ์สเต็ปส่วนใหญ่ใช้ 4 ถึง 64 เซ็กเมนต์ ไดรฟ์แบบสเต็ปทั้งหมดมีเพียงหนึ่งเฟสเท่านั้นที่ถูกรวมเข้าด้วยกันในแต่ละช่วงเวลากระแสสลับสองเฟสและสวิตช์ทิศทางปัจจุบันเพื่อให้เกิดสถานะเชิงกลของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทั้งหมดสี่สถานะ ไดรฟ์ครึ่งขั้นตอนค่อนข้างซับซ้อนกว่าโหมดไดรฟ์แบบเต็มขั้นตอน ในเวลาเดียวกันทั้งสองขั้นตอนอาจจำเป็นต้องได้รับพลังงานดังแสดงในรูปที่ 1 ซึ่งเพิ่มความละเอียดของมอเตอร์เป็นสองเท่า ไดรฟ์ที่ถูกแบ่งย่อยมุมของขั้นตอนมอเตอร์โรเตอร์จะลดลงเมื่อจำนวนการแบ่งเพิ่มขึ้นและการหมุนของมอเตอร์จะมีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่นลำดับการแบ่ง 32 เซ็กเมนต์เรียกว่าโหมดไดรฟ์แปดขั้นตอน
ความสำคัญของความแม่นยำในการควบคุมในปัจจุบัน
ตำแหน่งของมอเตอร์สเตปเปอร์ไบโพลาร์ขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแสที่ไหลผ่านขดลวดสองขดลวด โดยทั่วไปตัวชี้วัดหลักสำหรับการเลือกสเต็ปเปอร์มอเตอร์คือการวางตำแหน่งทางกลที่แม่นยำหรือการควบคุมความเร็วของระบบกลไกที่แม่นยำ ดังนั้นการควบคุมความแม่นยำของกระแสไฟจึงมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานที่ราบรื่นของสเต็ปปิ้งมอเตอร์
ในระบบกลไกมีปัญหาสองประการที่สามารถนำไปสู่การควบคุมกระแสที่ไม่ถูกต้อง:
ในกรณีของการทำงานที่ความเร็วต่ำหรือมอเตอร์สเต็ปเพื่อควบคุมตำแหน่งจำนวนขั้นตอนของมอเตอร์แต่ละส่วนไม่ถูกต้องส่งผลให้เกิดการวางตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
ที่ความเร็วสูงความไม่เชิงเส้นของระบบสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วของมอเตอร์ระยะสั้นทำให้แรงบิดไม่เสถียรและเพิ่มเสียงของมอเตอร์และการสั่นสะเทือน
การควบคุม PWM และโหมดการสลายตัวปัจจุบัน (DecayMode)
ส่วนใหญ่ไอซีไดรฟ์มอเตอร์สเต็ปปิ้งจะขึ้นอยู่กับลักษณะการเหนี่ยวนำของขดลวดมอเตอร์สเต็ปเพื่อให้ได้การควบคุมกระแส PWM ผ่านวงจร H-bridge ซึ่งประกอบด้วย MOSFET พลังงานที่สอดคล้องกับการม้วนแต่ละครั้งเมื่อเริ่มการควบคุม PWM แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะถูกนำไปใช้กับขดลวดมอเตอร์ซึ่งจะสร้างกระแสไดรฟ์ เมื่อกระแสถึงค่าที่ตั้งไว้แล้ว H-bridge จะเปลี่ยนสถานะการควบคุมทำให้กระแสเอาท์พุทสลายตัว หลังจากเวลาที่กำหนดวัฏจักร PWM ใหม่จะเริ่มต้นอีกครั้งและ H-bridge จะสร้างกระแสคอยล์อีกครั้ง
กระบวนการนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อให้กระแสคดเคี้ยวขึ้นและลง ด้วยการสุ่มตัวอย่างในปัจจุบันและการควบคุมของรัฐมูลค่าปัจจุบันสูงสุดของแต่ละเซ็กเมนต์สามารถปรับและควบคุมได้
หลังจากถึงกระแสสูงสุดที่คาดไว้มีสองวิธีในการควบคุมการลดทอนของไดรฟ์ H-bridge ในปัจจุบัน:
ลัดวงจรลัดวงจร (ในขณะที่เปิด MOSFET ทางด้านต่ำหรือสูง) กระแสจะค่อยๆสลายตัวช้าลง
H-bridge กลับด้านการนำไฟฟ้าหรืออนุญาตให้กระแสไหลผ่านไดโอดร่างกายของ MOSFET และกระแสจะสลายตัวเร็ว
