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金育东(江苏连云港市102信箱222001)
l 引 言
斩波型 步进电机驱动器是目前较为流行的一种步进电机功率接口。斩波驱动器的基本原理是采用较高的电源电压供电，因而绕组中电流上升很快，而一旦电流达到额定值，电路自动切断绕组充电回路，绕组中的电流开始下降，下降到一定值时，又接通绕组充电回路，使电流回升，如此循环，将绕组中的电流维持在额定值附近，从而使驱动电路在使用较高电源电压的同时，无需外接大功率电阻限制额定电流及减小时间常数。所以，具有电源利用率高、体积小、热损耗小、电机高、低频工作性能佳等优点。 恒频脉宽调制型功放是斩波功放中的一种，它具有恒定的开关斩波频率，该频率在一定范围内不受负载时间常数的影响。而绕组额定电流的维持是靠调节绕组的充放电时间比例实现的。因而，与其它斩波型驱动器相比，有以下优点：
a．可以选用较高的斩波频率。一方面由于斩波频率选在超声波范围内，另一方面斩波频率高，使绕组中电流波形顶部锯齿变小，从而明显降低电磁噪声。
b．电机各相绕组选用相同的斩波频率，防止噪声的产生。
传统上采用分立元件或小规模集成电路组成的脉宽调制型驱动器，使用元件多，调试复杂，可靠性差。笔者采用脉宽调制器tl494构成的恒频脉宽调制功率驱动器，在80～100v时，可长期输出6a电流，工作可靠。另外，用vmosfet作为功率输出级，使整机结构进一步简化，调试方便。
2脉宽调制器tl494
tl494是构成恒频脉宽调制功放的核心。它是一种专用脉宽调制集成电路，采用dip16脚封装，其方框图见图1，工作波形见图2。
tl494的核心是脉宽调制(pwm)比较器。比较器的反相输出端接至内部锯齿波振
荡器的输出端。其振荡频率由下式决定：
式中rt、ct分别为tl494第6、5脚的外接定时电阻、电容。pwm比较器的同相端接至两个独立的误差放大器的输出。在本驱动器中，一个作为步进脉冲控制接口，另一个作为电流采样放大器。
tl494的第4脚是死区时问控制端．利用它可方便地改变调制器的死区时间，也可设计软起动或保护电路。第13脚是输出控制端，可使输出q1、q2工作在并联或推挽状态。tl494的工作电压达42v，两个输出晶体管并联时电流达500ma。
由图1、2可见，tl494的输出脉冲频率由rt、ct决定。输出脉宽由误差放大器的输出电平决定。改变误差放大器的输出电平，即可改变输出脉宽，进而改变电机绕组的充放电时间，实现恒频恒流斩波。
3 电路组成
整机由脉宽调制功放及保护电路组成。
3．1脉宽调制功放
脉宽调制功放电路见图3。图示电路是步进电机一相驱动器，其余各相均相同。由图可见，tl494外围电路很简单，其中v5、v9分别为p沟道和n沟道功率场效应管，v6、v7为快恢复二极管。采用功率场效应管作为输出级，一是可有较高的开关频率。二是fet为电压型器件，驱动电路简单，进一步简化电路结构。三是安全工作区不受一次击穿的限制，驱动器运动更为可靠。
tl494的第16脚接固定参考电平1．4v。当步进脉冲高电平到来时，v8、v9导通；同时使误差放大器l输出低电平。此时r17上的电压vr17低于vref蹦，所以误差放大器2输出也为低电平，从而使pwm较器输出低电平。假设此时tl494的4脚也为低电
平，则死区比较器的输出也为低电平，从而使tl494的输出晶体管q导通，v3、v5随之导通，电流经v+→v5→l→v9→r17→“地”回路给l充电，充电电流由下式决定
式中v+——电源电压
r为v5、v9的导通电路、l内阻及r17之和。l为绕组电感。
i按指数规律上升。r17上电压为：
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