圖5：MP6500電路框圖。

MP6500最大驅(qū)動電流峰值為2.5A(具體取決于封裝和PCB設(shè)計)；電源電壓范圍從4.5V至35V。 支持整步，半步，四分之一步，八分之一步驅(qū)動模式。不需要外部電流檢測電阻，只需要一個接地的小型、低功耗電阻去設(shè)定繞組電流峰值。

內(nèi)部電流檢測依賴于精準(zhǔn)的功率管及相關(guān)電路的匹配設(shè)計，可以保證始終準(zhǔn)確采樣繞組電流，從而提高步進(jìn)電機(jī)的運行質(zhì)量。

通常情況下， MP6500工作在慢衰減模式下。然而，當(dāng)一個固定關(guān)斷時間結(jié)束，慢衰減結(jié)束后，如果當(dāng)前繞組電流仍高于預(yù)期水平，快衰減模式會被開啟以用來迅速減小驅(qū)動電流到所需值。 這種混合控制模式，使得驅(qū)動電流快速下降到零，同時又保證平均電流盡量接近設(shè)定值。 當(dāng)step跳變時，快衰減就被采用使得當(dāng)前電流迅速被調(diào)整到零，如圖6所示。

圖6：MP6500的自動衰減模式(step跳變時)。

如果電源電壓高，電感值低，或所需的峰值電流幅值很低，電流很有可能高于設(shè)定值。由于blanking time，每個PWM周期都會有一個最小導(dǎo)通時間，此時許多傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器無法控制繞組電流。如果發(fā)生這種情況，MP6500會不斷采用快衰退模式來保證繞組電流一直不超過設(shè)定值(見圖7)。

圖7： MP6500的自動衰減模式(低電流情況下)。

這種自適應(yīng)衰減模式與只使用慢衰減模式相比，平均電流的變化比較小。由于快速衰減模式只用來控制驅(qū)動電流低于設(shè)定值，誤差比在整個PWM關(guān)斷時間采用快衰減模式要小的多。

這種控制方法的優(yōu)點是，對于不同的電機(jī)和電源電壓，用戶不需要做任何系統(tǒng)調(diào)整，衰減模式是完全自動調(diào)整的。 而傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，對于不同應(yīng)用，必須調(diào)整衰減模式甚至PWM關(guān)斷時間，以得到最好的運行質(zhì)量。

使用了這種電流調(diào)節(jié)方法，MP6500可以確保整個周期的平均繞組電流都準(zhǔn)確穩(wěn)定(見圖8)，明顯改善了電機(jī)的運行質(zhì)量。

圖8：MP6500輸出電流波形

電機(jī)運行質(zhì)量測量

步進(jìn)電機(jī)的運行質(zhì)量，往往很難準(zhǔn)確的量化評估。通常，靠人的眼睛，耳朵，手來判斷相對位置，噪聲和振動的情況。這些方法都很難精確測量每個細(xì)分段的位置精度。一個步距角1.8°步進(jìn)電機(jī)，每八分之一步對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度為0.225°，非常小。 在電機(jī)運動時，比較容易的測試方法是時域測量， 定位誤差會轉(zhuǎn)化為速度的變化。速度隨時間的變化可以用示波器測量出來。為了實現(xiàn)這些測量，測試設(shè)備需要一個高分辨率的光學(xué)編碼器和與步進(jìn)電機(jī)支架組裝在一起的磁粉制動器。

步進(jìn)電機(jī)選用的是一個用于小型工業(yè)設(shè)備或3D打印機(jī)的XY位移平臺的典型電機(jī)：1.8°步距角NEMA 23步進(jìn)電機(jī)，電感量為2.5mh，額定電流2.8A。

要進(jìn)行運行質(zhì)量測量，還需要一個頻率電壓轉(zhuǎn)換器(Coco Research KAZ-723)去處理光電編碼器的輸出信號，轉(zhuǎn)化為電壓信號后就可以在示波器和頻譜分析儀上分析處理。這個電壓信號實時代表了不斷更新的電機(jī)轉(zhuǎn)速。

測試設(shè)備如圖9，圖10所示。

圖9：電機(jī)試驗臺。