一种步进电机电流控制方法和装置

1.一种步进电机电流控制方法，用于H桥电机驱动电路，定义H桥的四个开关分别为第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，其中第一开关和第二开关为高侧功率管，第三开关和第四开关为低侧功率管，四个开关在驱动信号的控制下控制电机的工作状态，其特征在于，在一个PWM周期内，通过对H桥的四个开关进行控制使得负载平均电流与设定电流相等，设定最大电流值A1和最小电流值A2，根据A1和A2得到平均电流值A3；在正常工作模式中，所述控制方法包括：开启第一开关和第四开关，电机进入充电阶段，持续时间为t1，充电阶段结束后电流值为A1；开启第三开关和第四开关，进入第一慢衰减阶段，持续时间为t2；开启第二开关和第三开关，进入第一快衰减阶段，持续时间为t3，第一快衰减阶段结束后电流值为A3；开启第二开关和第三开关，进入第二快衰减阶段，持续时间为t4，t4=t3；开启第三开关和第四开关，进入第二慢衰减阶段，持续时间为t5，第一慢衰减阶段结束后电流值为A2，t5=t2。 2.根据权利要求1所述的一种步进电机电流控制方法，其特征在于，在过零工作模式中，控制方法包括：开启第一开关和第四开关，电机进入充电阶段，持续时间为t1，充电阶段结束后电流值为A1；开启第三开关和第四开关，进入第一慢衰减阶段，持续时间为t2；开启第二开关和第三开关，进入快衰减阶段，持续时间为t6，快衰减阶段结束后电流值为A2；开启第三开关和第四开关，进入第二慢衰减阶段，持续时间为t5，t5=t2。 3.根据权利要求1所述的一种步进电机电流控制方法，其特征在于，在换步工作模式中，控制方法包括：若为增加电流，则在换步过程的第一个PWM周期的充电阶段将电流抬升到设定的电流上限，其他过程与正常工作模式相同；若为减少电流，则在换步过程中的第一个PWM周期内，在前半个PWM周期开启第二开关和第三开关，通过快衰减阶段将电流减少到设定值，然后在后半个PWM周期内，开启第三开关和第四开关进入慢衰减阶段；从第二个PWM周期开始与正常工作模式相同。 4.一种步进电机电流控制装置，用于如权利要求1-3任意一项所述的步进电机电流控制方法，其特征在于，包括：H桥电路，具有四个开关元件，与步进电机连接；数字控制模块，在每个给定的PWM周期中对四个开关元件进行驱动，使得经过H桥的电流对电机电流进行控制，控制方式包括电流增加的充电模式、电流减少的快衰减模式、以及电流减少速度低于快衰减模式的慢衰减模式；时序控制模块，为数字控制模块提供控制时序；延时控制模块，为数字控制模块在不同控制方式之间的切换提供延迟时间，使得不同控制方式的持续时间满足设定需求；多个比较器，采样H桥输出电流并与设定电流进行比较，为数字控制模块、时序控制模块和延时控制模块提供信号；数模转换器和计步器，根据设定电流和控制信号为数字控制模块提供不同工作状态对应的信号。