【Maker電子學】步進馬達的原理與驅動—PART3

Posted By Liang Bird on 12 月 11, 2023 in Maker電子學, 教學文, 步進馬達, 電子學 | 0 comments

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：