使用IC4070和IC4013構(gòu)建的步進電機控制器電路

步進電機是一種無刷直流電機，它將單個旋轉(zhuǎn)分成相等的步數(shù)。這些類型的電機廣泛用于機器人和其他精確運動起著至關(guān)重要作用的應(yīng)用。本電路教程演示了使用 IC4070 和 IC 4013 構(gòu)建和工作步進電機控制器。

步進電機控制器電路的工作原理：

參考原理圖，兩個IC的U1A，B和U2A，B，C，D組成振蕩器，以及驅(qū)動步進電機M1所需的正反正交信號。具體來說，作為逆變器接線的異或門U2A和作為緩沖器接線的U2B與R1、C1和R8形成振蕩器電路。電阻R8用于保護U2B的輸入免受過壓和過電流的影響。C1和R1決定振蕩器的頻率。隨著R1的減?。ㄞD(zhuǎn)CW），頻率增加，步進速率也隨之增加。如果需要較慢的步進速率，則可以根據(jù)需要增加C1的值。

U2B 連接到雙觸發(fā)器、U1A 時鐘輸入和U2C。U2C作為逆變器接線，為U1B提供反轉(zhuǎn)時鐘。U1A的Qnot輸出連接到U1A的數(shù)據(jù)輸入。因此，當(dāng)U1A看到時鐘的每個上升沿時，U1A的Q和Qnot的輸出狀態(tài)被切換（反轉(zhuǎn)）。

開關(guān)S1，連接到R7和異或門U2D的輸入。當(dāng)按下S1時，U2D作為逆變器工作。當(dāng) S1 打開時，U2D 用作緩沖區(qū)。U1A 的 Qnot 輸出連接到U2D的另一個輸入。U2D的輸出連接到U1B的數(shù)據(jù)輸入。由于U1B的時鐘輸入是對U1A時鐘輸入的補充，因此U1B的輸出將在U2A，B，C時鐘的相反邊緣更新。由于U2D反轉(zhuǎn)或只是緩沖U1A的Qnot輸出。U1B的輸出將領(lǐng)先或滯后 U1A 的輸出 90 度，從而產(chǎn)生所需的正交輸出。

電路的其余部分很簡單。R3-6為驅(qū)動晶體管提供電流，Q1-4。它們顯示為 IRFZ44、n 溝道MOSFET，但只要對所使用的步進電機具有足夠的增益和電流額定值，則可以使用任何 n 溝道 MOSFET 或 BJT （NPN）晶體管。D1-4為驅(qū)動器提供反激保護，以釋放步進電機線圈中的磁場能量。

注意：

開關(guān) S2 是為電路供電的停止-運行開關(guān)。

按 S1 可反轉(zhuǎn)步進電機的方向。

如果需要更高的電壓（高于12V），可以插入7812穩(wěn)壓器為電路的U1A，B和U2A，B，C，D部分供電。