步进电机经过几十年的发展,在自动控制等相关领域的应用日益广泛,而步进电机的运行性能与其使用的驱动器有着密切的关系,故对步进电机驱动器的研究越来越受到人们的重视。就步进电机的驱动技术而言,细分驱动具有良好的控制效果,而将步进电机细分驱动控制电路集成在一块芯片中,可以使得步进电机在实现细分驱动,得到优良运行性能的同时,整个驱动电路系统的组成更为简单,可靠性更高,控制更为方便。本文在详细论述了步进电机细分驱动原理的基础上,设计了一款基于 PWM 的两相混合式步进电机细分驱动芯片。 论文通过分析两相混合式步进电机的数学模型,介绍了两相混合式步进电机的细分控制策略。步进电机细分控制能够有效地解决电机低频振荡问题,提高了电机在中、低速运行时的性能,同时使得电机的步距精度更高。在两相混合式步进电机细分驱动技术理论分析的基础上,以 3 位非线性 DAC 产生的拟正弦波变化的阶梯电平作为控制电机绕组电流的基准,通过 PWM 控制驱动器的开通和关断,使电机绕组电流按正弦规律变化,从而实现两相混合式步进电机的恒转矩 8 细分驱动。芯片的设计流程按照专用集成电路的设计流程进行,文中详细介绍了组成芯片各个模块的电路结构和原理,并给出了仿真结果。 通过由 EDA 工具提供的 spectre 仿真证明了设计方案和理论分析的可行性和正确性,所设计的基于 PWM 的步进电机细分驱动控制电路可以实现预定目标。在电路设计的基础上,完成了芯片版图的绘制,并验证了版图的正确性。