失速检测

在步进电机的运行过程中，每步进一次，就会产生一个电流和电压的特性文件，使客户可以判断电机的运行状态。通过记录和分析这些信号，电机堵转的无传感器检测得以实现。ELMOS 有能力在集成电路中加入此功能。

如果施加到电机的负载转矩超过电机可以产生的最大扭矩，步进电机可能会进入失速状态。当这一状况发生时，会出现两种不同的情况。第一种情况是，负载扭矩超过了停止电机的最大转矩，造成电机的反常转动。在此，我们不考虑这种情况。对于步进控制器来说，最相关联的情况是，负载转矩超过出现的最低过渡扭矩，使电机从一步位置移动到相邻的位置。例如，如果由步进电机驱动的机械系统运行受阻，或接触到机械端位止动装置，上述情况就很可能发生。通过查看电机的电气性能，检测这种失速情况，外部限位开关可用其他装置替代。为了检测失速状态，可对线圈电流的换相进行观察。以下数字显示了电流换相包含的三个阶段。

在第一阶段，通过电动机线圈，全桥电路驱动电流从终端 A0 到达终端 A1。线圈电流已达到其静态值。在第二阶段，电流开始换相，此前处于打开状态的开关被关闭，低边开关和半桥 A0 被激活，而终端 A0 将被拉至接地。在此阶段中，电机线圈的电感会尽量保持电流的恒定，并生成机电力 (BEMF）。因此，终端 A1 上的电压（并非由其半桥式开关控制）将迅速上升，直至达到其最终值，即约比电源电压高出一个二极管电压值。在这种状态下，半桥 A1 高侧开关的反向二极管将携带线圈电流。由于到达第二阶段时，电机的线圈电感上显示的电压会发出变号指令，所以线圈电流会开始减少。下图 3 显示的是换相过程中，全桥电路的简化时序图。