越來越多的汽車中配備了電動門窗，步進(jìn)馬達(dá)的控制電路對汽車電動門窗的整個質(zhì)量尤為關(guān)鍵。下面介紹一種 比較實(shí)用的汽車電動門窗步進(jìn)馬達(dá)的驅(qū)動電路，該電路采用SHINDENGEN（新電元）公司推出的一款兩項(xiàng)雙極型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動集成電路MTD2005F， 特別適用于大功率的汽車電動門窗步進(jìn)馬達(dá)的控制。MTD2005F是兩相電機(jī)恒流驅(qū)動芯片，它集成了功率器件和控制邏輯，外部需要連接一些簡單的器件，實(shí) 現(xiàn)電機(jī)的恒流斬波控制。 MTD2005F恒流驅(qū)動 MTD2005F的恒流驅(qū)動電路如圖1所示，電機(jī)線圈電路如圖2所示。電路的工作過程如下。 （1）外部信號控制Q1、Q2開啟，產(chǎn)生電流A（電源→Q1→馬達(dá)線圈→Q2→Rs→地），電流A通過采樣電阻Rs轉(zhuǎn)換成電壓Vs，當(dāng)Vs升高到達(dá)參考電壓Vref時，電流比較器輸出一個控制信號關(guān)斷Q1。 （2）當(dāng)恒流控制被激活后，Q1被關(guān)斷，線圈的電感感應(yīng)產(chǎn)生電流B（地→Dfw→馬達(dá)線圈→Q2→Rs→地）。 （3）電流B在經(jīng)過斬波周期T之后，Q1再次被開啟，再次產(chǎn)生電流A。電流重新上升，當(dāng)Vs上升達(dá)到參考電壓Vref時，Q1再次被關(guān)斷。在這個之后，第二步和第三步不斷循環(huán)。 （4）外部信號關(guān)斷Q1、Q2，產(chǎn)生電流C（地→Dfw→馬達(dá)線圈→Dfb→電源），電流迅速降低。 驅(qū)動電流的設(shè)計(jì) 驅(qū)動電流Ip的設(shè)計(jì)見下面公式。 Ip=（5·R3）/（R2+R3）·N·（1/RS） 其中，R2、R3如實(shí)例中的R2、R3；Rs為電流采樣電阻，如實(shí)例中的R6、R7；N為PWM的百分比。 在電機(jī)運(yùn)行過程中，如果控制系統(tǒng)修改PWM值，則就改變了電機(jī)的驅(qū)動電流Ip。這在實(shí)際應(yīng)用中很重要。比如電機(jī)需要進(jìn)行加速和減速，電機(jī)驅(qū)動電流最好就需要改變。 斬波頻率的設(shè)計(jì) 斬波周期 T = 0.72Ct·Rt 斬波頻率 f = 1/T 為了避免進(jìn)入音頻范圍而產(chǎn)生噪聲，斬波頻率f通常被設(shè)置至少20kHz。但如果頻率太高，則會增加集成芯片的功耗，使發(fā)熱量增加。建議Ct ＝4700pF（2200～4700pF），Rt＝13kΩ（10～40kΩ），斬波頻率f最大值為30kHz。 降低功率的設(shè)計(jì) 在輸出端和電源地之間插入肖特基二極管，可以降低IC驅(qū)動片的功耗，電路如圖3所示。 這些外部的肖特基二極管可以分流大部分續(xù)流電流，從而減少芯片內(nèi)部的功耗。降低功耗的效果也取決于插入的肖特基二極管，建議采用SHINDENGEN（新電元）公司推出的D1FS4肖特基二極管。 輸出電流的邏輯控制 相位A、B控制電流的方向。在1-2項(xiàng)激勵的情況下，ENA A和B按組合使用。下面是真值表和控制順序。 步進(jìn)馬達(dá)加減速的設(shè)計(jì) 通過輸出電流的邏輯控制，可以使步進(jìn)馬達(dá)正向轉(zhuǎn)動或者反向轉(zhuǎn)動。為減少電動車窗在運(yùn)行中的噪聲和晃動，需要使步進(jìn)馬達(dá)能夠平穩(wěn)加速到一定的速度，或者減速到停止。 加減速曲線一般有2種：漸進(jìn)式和階梯式。在汽車電動車窗的應(yīng)用中，階梯式在實(shí)際使用中效果更好。階梯式加減速曲線見圖5。 應(yīng)用實(shí)例 應(yīng)用實(shí)例的電路原理如圖5所示，PWM設(shè)計(jì)值為50%，所使用的器件參數(shù)如下。 U1：MTD2005F U2：74HCT07 R1：13K，1% R2：10K，1% R3：1K，1% R4、R5：10K R6、R7：0.33Ω，1W，1% C1：4700pF，5% C2、C3：1000pF C4：47μF，50V C5：0.1μF D1、D2、D3、D4：D1FS4 斬波頻率理論值：f＝1/0.72·4700·10-12·13·103=22.7kHz； 驅(qū)動電流理論值：Ip=（5×1）/（10+1）×50% ×（1/0.33）=0.68A； 實(shí)際測量結(jié)果如圖6，斬波頻率為23kHz，驅(qū)動電流為700mA，符合設(shè)計(jì)要求。