环形分配器用来接收来自控制器的cp脉冲，并按步进电动机状态转换要求产生各相导通或截止的信号。每来一个cp脉冲，环形分配器的输出转换一次。因此步进电动机转速的高低、升速或降速启动或停止都完全取决于cp脉冲的有无或频率。同时，环形分配器还必须接受控制器的方向信号，
从而决定是按正序或反序转换。接受cp脉冲和方向电平是环形分配器的最基本功能。
从环形分配器输出的各相导通或截止信号送人信号放大处理级。信号放大的作用是将环形分配器输出信号加以放大，送人推动级。推动级的作用是将较小的信号加以放大，变成足以推动输出的较大信号。这中间一般既需要电压放大，也需电流放大。有时推动级还承担电平转换的作用。信号处理是实现信号的某些转换、合成功能，产生斩波、抑制等特殊信号．从而产生特
殊功能的驱动。本级还经常与各种保护电路和控制电路组合在一起，形成较高性能的驱动输出。
保护级的作用是保护驱动级的安全。一般可根据需要设置过电保护、过热保护、过压保护、欠压保护．有时还需要对输入信号进行监护，发现异常
即提保护。
目前，步进电动机的驱动方式较多，常用的方式主要有单电压驱动、双电压驱动和恒流斩波驱动3种方式。其特点见表3-5-3。
表3—5—3步进电动机特点
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┃ 驱动方式 ┃ 特 点 ┃
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┃单电压驱动 ┃线路简单，成本低；低频响应较好，电动机速度不高 ┃
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┃ ┃在很宽的频段内响应好，功率大可驱动的电动机速度较高， ┃
┃双电压驱动 ┃ ┃
┃ ┃但驱动系统的体积较大 ┃
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┃ ┃高频响应性好；输出转矩均匀；共振现象消除，能充分发挥 ┃
┃恒流斩波驱动 ┃ ┃
┃ ┃电动机的性能 ┃
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(一)单电压电路
单电压驱动是指在电动机工作过程中，只用1个方向电压对绕组供电，其电路见图3-5-12.
若电动机选定，其电感和每相绕组的额定电流值就确定。串联在主回路的电阻r1取决于功放电源电压和每相绕组的额定电流值。电源电压增高时，r1的阻值随着增大，电路时间常数变小，动态运行的矩频特性提高，但r1上功耗变大，降低了驱动器效率。优点是线路简单、成本低，对小电动机应用****泛，缺点是效率低。
线路中功率管n工作在开关状态。只要保证输入波形的高电平，使功率管饱和，而低电平时充分截止即可。
(二)双电压定时电路
双电压定时电路使用高压和低压两种电源，见图3-5-13.环形分配器每相输出的脉冲信号分为两路：一路用来控制低压管n1的导通和截止，n1导通时低压ul经d1、l1r1、t1形成通路；另一路用来控制单稳触发器
使其输出的脉冲宽度变窄，以此控制高压管n2的导通和截止。当两路信号的前沿同时到达时，n1、n2管同时导通，但此时u1支路无法供电，只有uh供电，绕组回路上仅加uh电压。当n2导通了△t时间之后就截止，此时n1管继续导通并由ul供电，当此相脉冲信号由高电平变为低电平时，n1管截止，步进电动机走一步，按照规定的拍数循环。图3 5 14表示a相电路工作时注入电动机绕组中的电流波形。此电路的电流上升时间明显减小，因而既提高了电动机的矩频特性，又降低了驱动电流的功耗。
(三)双电压恒流斩波电路
双电压恒流斩渡电路的原理见图3 5—1 5。它与图3 5 1 3相比，增加了一个电流检测反馈环节。在绕组刚通电时，环形分配器输出的信号脉冲使n1、n2同时导通，电流经uh、nt、nl、l构成回路．可得到较高的电流上升率；当电流达到规定值上限时，由电流检测反馈送出的信号使高压管n2截止；当绕组中电流立即下降到规定值下限时，检测反馈信号送到n2管基极，使n。导通，电流又上升。这样反复进行形成一个在额定值上下波动呈锯齿波的电流波形，见图3—5—16。
这样的波形比高、低压定时电路的波形好，因而高频时矩频特性好。输出转矩大，系统功耗减小，效率提高。
此电路可变成单电压供电。为使步进电机静止时有锁定转矩，降低温度，电路采取措施，将电流降低到1／2静态电流值并进行斩波。这样电磁噪声大，有吱吱叫声。而采用双电压供电，电机静止时由低压电流电，不斩渡，无噪声。
(四)调频调压电路
调频调压电路见图3—5 l 7。加到步进电动机绕组上的电压随看运行频率升高而呈线性增加。这样，可保证电动机在工作频率较低时，绕组上电毛压也相应低，使绕组导通电流的前沿上升甲缓，从而减小低频振动。在电动机运行频率升高时，绕组得到的供电电压呈线性升高，使电流前沿上升率不
断增加，以产生足够的绕组电流，从而提高电动机高频段的矩频特性，增加负载能力。但此类电路复杂，成本高。
(五)双极性驱动电路
通常，磁阻式步进电动机只需要单向(同极性)励磁，而水磁式和混合式步进电动机需要双向(异极性)励磁，见图3 5 18。
在图3—5 l 8中正向励磁相绕组励磁的情况下．晶体管n1、n1导通，因此电流经晶体管n1到相绕组，又经晶体管n4同到电源。反之，晶体管n2、n3导通，使相绕组中电流反向。
为r放大正向和反向控制信号，电路中的4个开关管需要专门的基极驱动电路驱动。品体管n1、n2的基极驱动必须以正电源为基准，其相控制信号常常经过光电隔离传递。
4个二极管构成的电路与开关品体管反同并联为释放电流提了一条通路。图3 518中释放电流通路经过二极管d2、d3．这条通路与晶体管n1和n4截止后的状态相对应。
因此截止时贮存在相绕组电感里的一部分能量返回到电源。系统总效率的提高是双极性驱动电路超过单极性驱动的主要
优点。
为了降低成本，制造混合式步进电动机时将其相绕组接成星形，其驱动电路见图3-5-19
此电路基本原理与前述的h型驱动电路原理基本相同，绕组中流过正、反两方向的电流，开关晶体管数比}{型驱动电路减少1／2，体积缩小，降低了成本。
(六)细分驱动电路
近年来，国内外对细分驱动技术的研究活跃，相继出现了一些高性能的细分驱动电路，可细分到上千甚至任意细分。细分驱动技术可提高步进电动机的分辨率，在保持步进伺服系统结构简单定位准确等特点的同时，使它运行更平稳，具有所谓的“类伺服”特性。
要获得如图3—5-2l所示的阶梯电流波形，各种细分驱动电源通常有两种方法：一种是在绕组上进行电流叠加，即由多路功放管开关电，功放管上损耗小，缺点是所用功放管较多；另外一种 是先对脉冲信号进行叠加，再经功放管功率放大，获得阶梯波的大电流．缺点是管耗较大，系统效率低。还有一种正余弦细分驱动电路，即能分别提￡绕组近似于正弦和余弦函数的阶梯波电流。
由硬件构成的一种细分驱动电路一相原理图见图3-5-22
