电机世界探索步进电机驱动器的多样分类
导语：步进电机，亦称脉冲电动机，因其体积小、成本低而广泛应用于各领域。步进电机系统由步进电机及其驱动电路组成，随着科技与信息技术的发展，不断完善。我国在这一领域相对落后，但随着科技水平提升，步进电机驱动技术也正迎来发展。
步进电机是将电子脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制设备。在非超载情况下，它们的转速和停止位置仅取决于脉冲信号的频率和数目，而不受负载变化影响。当接收到一个脉冲信号时，它可以按设定方向旋转固定的角度，即“步距角”。通过控制脉冲个数可实现准确位移量，并通过调整频率以调节速度和加速度，以此达到精确定位及调速目的。它们常用于数字计算外设以及打印、绘图和磁盘等装置。
为了操作这些设备，我们有三类核心驱动芯片：1）高级型如TMC5160 L6474，可以直接通过SPI/UART命令进行MCU与芯片间通信；2）中级型如TB6600 L6208采用简单的脉冲输入，能够区分方向、使能及提供两种不同的输出；3）基础型如ULN2003起初被误认为是一个专用驱动器，但实际上它只是一款放大器，将输入增强并传递至输出端供步进电机会使用。此类错误导致我们认识到了L6205\A4954才是真正专用的微处理单元（MCU）。
由于不能直接连接工频交流或直流源工作，我们必须依赖特制化的微处理单元产生恰当时间间隔、方向性及重复次数，并将其发送给底层功率模块。而这些功率模块则是负责向适应性的微机械部件发送必要信号，从而引导其旋转运动。这一过程中的微处理单元充当了“大脑”，决定了整个系统运作模式。
对于直流有刷类型的驱动，我们需要H桥核心作为基本构建单位，然后结合一些必需附件来完成整个系统。集成式H桥通常适合中小功率需求，而独立式H桥更适合大功率应用，这些通常包含MOSFET或IGBT晶体管。不过，由于无法直接从CPU口触发这类高性能电子元件，我们需要额外配备MOS管驱动芯片以协助这一功能。例如L298N便是一款集成了两个H桥结构，可支持4.5V~46V范围内2A以下功耗，以及最高峰值3A输出能力，使得该芯片成为理想选择用于多种场景下使用。
细分化后的驱动系统因其优势不断扩展至更多应用领域，其中，大多数采纳了基于单片微电脑操控的手段。在末级结点状态分类上，则进一步划分为放大型与开关型两种形式。一方面，放大型细分驾驶拥有较强当前控制能力且易于设计，但长期运行可能导致热量过剩问题，如晶体管温漂甚至热击穿风险增加。而另一方面，由于开关作用方式，其消耗更少且不会出现严重过热现象，但是开放性设计让整体复杂程度显著提高，同时带来的纹波效应也会对输出力矩造成影响，因此这种开关类型主要用于极端力量需求下的情境中。
