在實際應用中，我們喜歡步進電機，這已不是什么秘密。我們非常喜歡它們，因此我們致力于開發(fā)集成電路 (IC) 和開發(fā)工具，使步進電機更易于驅動。我們有小型 BoosterPacks來鼓勵原型設計;創(chuàng)新產(chǎn)品功能，如自適應衰減，以消除電機調諧;以及具有集成索引器、集成或外部功率級以及全方位保護功能的大量驅動器 IC 。

步進電機在他們的電機伙伴中是獨一無二的，因為它們使位置控制非常非常容易。有刷和無刷直流電機需要閉環(huán)位置反饋來控制轉子的位置;步進器是開環(huán)驅動的，因此我們始終知道轉子處于哪一步。這使得步進電機可用于多種應用：舞臺照明、安全攝像機、自動取款機、醫(yī)療分析儀、紡織設備以及掃描儀和打印機。3-D 打印是使用步進電機控制位置的絕佳示例。

步進電機的缺點與其優(yōu)點相同——它是開環(huán)驅動的。為防止電機失速，必須以足夠的電流驅動步進電機，以便電機在任何情況下都有足夠的扭矩裕度。這意味著步進電機可能會有點熱，尤其是與無刷直流電機相比。步進電機可能非常耗電。

我花了一些時間研究如何更有效地運行步進電機，并問了自己幾個關鍵問題：

· 如果步進電機空載運行，有沒有辦法檢測到自由旋轉的情況并降低輸出電流?

· 如果電機負載增加，是否可以增加電流以防止電機失速?

· 我真的可以寫一篇關于步進電機的博客而不花一半時間談論電流調節(jié)嗎?

撇開最后一個問題并希望最好，我研究了確定步進電機負載的方法。電機反電動勢 (EMF) 似乎很有希望，因為隨著電機負載下降，反電動勢電壓會降低。至少在理論上，我們可以查看反電動勢并根據(jù)該反電動勢測量設置步進驅動器輸出電流。

我的理論系統(tǒng)神奇地測量反電動勢并將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器?？刂破鲗⒉竭M驅動器輸出電流調整回步進電機，從而實現(xiàn)閉環(huán)操作。唯一需要注意的是，反電動勢僅在電機旋轉時出現(xiàn)。因此，如果步進電機保持位置或旋轉非常緩慢，此方法將不起作用。

在任何電機中都很難測量反電動勢，因為當電機繞組通電時它會隱藏起來。當電流流過繞組時，電機兩端的電壓等于反電動勢加上電機電阻的 I x R。我們需要根據(jù)我們對電機和電流的了解來反算什么是反電動勢。這個計算方法好像挺難的，所以不想做。而且我非常感謝我不必這樣做，因為每當步進電機進行微步進時，都會有一個步驟，其中通過繞組的電流為零。這個“零電流階躍”似乎是測量電機反電動勢的最佳時機。

當然，現(xiàn)在我們需要知道這個零電流階躍何時發(fā)生，以便我們可以在正確的時間實際測量反電動勢。這非常困難，因為大多數(shù)帶有分度器的步進驅動器不會在每次達到零電流步進時告訴我們。所以你要么必須找到一個自動采樣反電動勢的步進驅動器，要么走困難的路線，用兩個獨立的 H 橋手動驅動步進電機，并用控制器控制電流波形的每一步。

DRV8711是一個步進柵極驅動器，它實際上為我們采樣反電動勢。