在如今这个智能时代，步进电机由于其特有的开环位置控制性能在各行各业均有被应用到。各设备在步进电机转动的过程中，对它输出力矩的平滑性有一定的要求。

像云台球机，转动的稳定性将会影响到拍摄图像的质量。这一性能除了和步进电机本体的工艺相关以外，和步进电机的控制方式也是息息相关的。

今天我们所介绍的就是其中的一种控制方式 --- 细分控制。

那么步进电机要如何修炼成细分控制，来精进自己的武艺呢？                             

话说很久以前，电机届有这么一个电机名叫双极性步进电机(从电机控制出发的叫法)。除此之外，他又名两相四线步进电机(从电机本体出发的叫法)，他天生奇特，内有乾坤。

为了方便讲解后续的控制方式，将复杂的结构图变成示意图（见图6）。可以认为步进电机的定子和转子都只有一个齿。它使得驱动和其它电机不同，叫做双全桥驱动。它的A相绕组接在第一个全桥驱动上，B相绕组接在第二个全桥驱动上（见图7）。

图6：双极性步进电机简化示意图

图7：双全桥驱动电路图

还不会细分控制的它在电机届还是默默无闻，为了能够在电机届闯出名堂，它刻苦练习，研究不同的控制方式，希望自己的旋转性能日后能在江湖上占得一席之地。

到目前为止，它已经掌握了三种控制方式，分别为单相步进，整步步进，半步步进。这三板斧使得虎虎生威，我们来详细看看。

表1：步进模式表

 

但步进电机想靠这三板斧在高手如林的电机届闯出名堂，还远远不够，因此它需要继续苦心修炼。

那么，到底什么是细分控制呢？

细分控制又是怎么对双全桥驱动进行控制的呢？

本期电源小课堂让我们来一探究竟：

在上集我们知道，半步步进模式是组合了单相步进和整步步进，从而获得了更多的电气角位置。

那么如果想要获得更多更细的步进电气角度，是不是加入更多的角度位置就可以实现了？其实这就是细分控制的想法。

图1：八细分电气角

这是细分控制中的八细分的例子（见图1），图中可以看到单相步进AàB这一个90度电气角度被等分成了8份，也就是有8个电流位置存在，每个位置的电流都是由A相绕组和B相绕组的电流在空间上矢量合成的，合成的幅值大小为单位1。我们将每个位置的电流分别投影到A相和B相上会获得右边的控制数值表（见表1）。

表1：八细分控制数值表

如果我们需要这个位置的电流，就按照数值表中对应的数值来控制A相和B相的电流，就能实现这一角度位置的电流控制，被控制的A相和B相电流就能合成对应角度的电流矢量。

在八细分的控制下，步进电机的电流会变成类正弦（见图2），A相和B相电流就像走台阶一样，按照每一个合成电流大小的数值走着。如果细分数更多，那么电流波形就更加趋近于正弦。正弦的电流波形将会减小电机输出力矩的波动，在空间上会形成圆形旋转的磁场，步进电机转动的稳定性就会增强。

图2：八细分控制下的A相B相电流波形

那么要如何进行每个电流台阶大小的调节，将电流稳定在这个数值上呢？

当电流降到下一个“台阶”的设定值后，电流调节就可以重新从快衰变成慢衰。这样子合理地去运用慢衰和快衰，被控制的电流可以做到响应既快，纹波又小。我们来看看只用快衰，慢衰，以及结合快衰和慢衰的电流波形。其中，绿色波形为电流波形。（见图6）

图6：不同电流控制下的电流波形图

可以看到只有快衰 fast decay，由于快速下降的电流，当电流需要稳定在平台上的电流纹波会较大；只有慢衰 slow decay，由于较慢的下降速度，当电流需要下到下一个台阶时间较长，导致波形有点畸变。

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