Schrittmotor arbeitet bei 5 V, Treiber explodiert bei 12 V?

Während bipolare Schrittmotoren einen Quad-Halbbrückentreiber benötigen, verfügt Ihr unipolarer Motor über Spulen mit Mittelabgriff, die von einem einfachen Transistorarray wie dem uln2803 angesteuert werden können.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Freilaufdioden sind erforderlich, um zu verhindern, dass der durch die Spulen verursachte induktive Rückschlag beim Abschalten der Transistoren die Transistoren zerstört, aber das von Ihnen gewählte Transistorarray hat bereits Freilaufdioden integriert. Den von Ihnen geposteten Bildern nach zu urteilen, ist der COM-Pin mit der Versorgungsspannung verbunden: Die Dioden sind richtig angeschlossen.

Wenn Sie sich das Datenblatt ansehen, können die einzelnen Transistoren jeweils nur ein absolutes Maximum von 500 mA aufnehmen, und der gesamte Chip kann einen Gesamtstrom von nur 2,5 A aufnehmen. Wenn Sie zwei Transistoren parallel schalten (wie Sie es getan haben), verdoppelt sich der maximale Strom theoretisch , aber bei Bipolartransistoren ist dies in der Praxis nicht immer der Fall. Der Transistor, der sich stärker erwärmt, hat eine niedrigere Durchlassspannung und neigt daher dazu, einen noch größeren Teil des Gesamtstroms zu verschlingen, wodurch er sich in einer Rückkopplungsschleife noch stärker erwärmt.
Beim ULN2803 ist dies jedoch nicht der Fall. Die Transistoren teilen sich denselben Chip und sind eigentlich so konzipiert, dass sie parallel geschaltet werden, wodurch das Problem umgangen wird:

Das Problem

Es scheint, dass der Kollektorstrom bei 12 V zu hoch ist. Derzeit begrenzt nur der Wicklungswiderstand den Kollektorstrom, und derselbe Widerstand bei 12 V lässt den 2,4-fachen Strom durch, den er bei 5 V durchließ. Sie haben drei Möglichkeiten, dies zu korrigieren:

• Verwenden Sie einen bipolaren Stepper mit mehr Windungen aus feinerem Draht

• Fügen Sie zwei Strombegrenzungswiderstände hinzu. Ein Widerstand sollte zwischen jedem Mittelabgriff und der Versorgungsspannung angeschlossen werden und einen Wert haben, der in Kombination mit dem Wicklungswiderstand den Strom durch jeden Transistor auf (vorzugsweise viel) weniger als 1 A begrenzt. Der COM-Pin sollte weiterhin mit der Versorgungsspannung verbunden sein.

• Pulsweitenmodulieren die Spulen. Durch Verringern des Tastverhältnisses können Sie die effektive Motorspannung verringern. Dies hat den Vorteil eines höheren Wirkungsgrads und dass Sie die Motorspannung erhöhen können, wenn die Motordrehzahl zunimmt, wodurch der durch den sich drehenden Rotor erzeugten Gegen-EMK entgegengewirkt und das Drehmoment bei Drehzahl besser aufrechterhalten wird. Die Nachteile sind, dass selbst bei Motorstillstand Schaltverluste entstehen, das ständige Pulsieren Spulenfiepen erzeugt und der Code zwangsläufig komplexer wird.