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【Maker電子學】步進馬達的原理與驅動—PART3

   
作者:Bird

上一回【Maker電子學】步進馬達的原理與驅動—PART2 我們介紹了雙極四線式和六線式步進馬達的接線方式以及驅動它們所需要的程序與訊號,也介紹了 H-bridge 驅動電路的結構和改變電流方向的方法。

由於構成一組 H-bridge 需要四顆電晶體,而驅動雙極雙相步進馬達的兩組線圈就需要兩組 H-bridge,也就是八顆電晶體,再加上週邊相關的被動元件,要用離散零件做出一組雙極雙相步進馬達的驅動電路雖然可行,但不算非常實際,因此我們通常會用一些專用的驅動 IC。

這一回我們要來介紹一顆很常用的步進馬達驅動 IC:L293D。

歷久彌新的 IC

L293D 是一顆歷史很悠久的 H-bridge 驅動 IC,早在 1986 年它就出現在 TI 的紙本 datasheet 中。除了 TI,現在也可以買到許多其它來源如 STMicro 的 L293D。

根據 TI 的 datasheet 描述,L293D 是一顆「quadruple half-H drivers」,意思是它裡面有四個「半 H-bridge」驅動電路。我們上次講過 H-bridge,那什麼是「半 H-bridge」呢?

(圖片來源:Bird 提供)

完整的 H-bridge 有四顆電晶體,而一半的 H-bridge 其實就是把 H-bridge 對切一半,只剩單邊。

聰明的讀者一定看得出來,啊不就兩個 half bridge 就能構成一個 H-bridge?對,沒錯,就是這樣。在某些應用中,我們只需要一邊的 high-side 或 low-side 的電晶體將輸出接腳拉高或拉低,因此就只需要 half bridge 就好,但在需要將電流方向反轉的應用中,像是驅動馬達,我們就需要完整的一組 H-bridge 來驅動一個負載。

而 L293D 裡面有四個 half bridge,每兩個 half bridge 可以拼成一個 H-bridge,因此剛好有兩個 H-bridge 可以用來驅動一顆雙極雙相步進馬達。

內部結構

根據 TI 的 datasheet,L293D 裡面的結構長這樣:

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Liang Bird

Author: Liang Bird

在外商圈電子業中闖蕩多年,經歷過 NXP、Sony、Crossmatch 等企業,從事無線通訊、影像系統、手機、液晶面板、半導體、生物辨識等不同領域產品開發。熱愛學習新事物,協助新創團隊解決技術問題。台大農機系、台科大電子所畢業,熱愛賞鳥、演奏管風琴、大提琴、法國號,亦是不折不扣的熱血 maker。

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1 Comment

  1. wisesoar@gmail.com

    請問一下
    “它裡面的 high-side 及 low-side 電晶體都是 NPN 電晶體,而在 high-side 電晶體的驅動電路上有一個反相電路”

    是不是應該改成在low-side電晶體的驅動電路上有個反向電路?
    謝謝

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