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海石生风

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有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

在工业自动化及医疗仪器领域广泛使用的是步进电机，三相直流无刷电机则是主要应用在电动工具上。工业自动化及医疗仪器也是个不小的市场，不少产品并不满足于步进电机的开环控制。然而市场上有很多针对三相直流无刷电机的MCU芯片方案，如：灵动、凌欧、旋智等，唯独没有针对步进电机的MCU方案。
市场上就没有针对步进电机实现电流或位置闭环控制的单芯片解决方案么？

海石生风

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

德国有一家，Trinamics,现在被ADI收购了。

Trinamics的芯片只是驱动器，并不是MCU,而且功能多点的芯片很贵。

海石生风

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

Servo42c

这个是用通用MCU做的，专门针对电机驱动的MCU包含：ADC、DAC、电机PWM、运算放大器、预驱(高压栅极驱动器)、三角函数运算加速器等，有的甚至片内集成DC-DC可直接用高压供电。
目前市面上片内集成预驱的MCU的预驱引脚数量都只有6个，即只能接三相无刷电机，步进电机的预驱要8个。

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

大佬步进电机8个mos怎么做弱磁控制啊,有没有相关教程啊

弱磁控制用于高转速场合吧，步进电机跑不了高转速。提高步进电机驱动效率主要靠电流闭环或力矩闭环驱动方式。

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

@244141084
步进电机转速过了1000RPM没啥意义，此时扭矩太小，带不了载。若真有高转速需求，则不应该选步进电机。

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

大佬步进电机8个mos怎么做弱磁控制啊,有没有相关教程啊

今天调力矩闭环步进电机驱动软件时，不知哪里改得不对，电机突然狂转，转速飙到3000rpm。
这或许就是你所说的弱磁控制吧，只是后面在正常情况下怎么都复现不了这个转速，有点耐人寻味。
这个驱动器所用的驱动芯片是DRV8870之类的斩波恒流驱动芯片，并用磁编码器实现位置闭环。

海石生风

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

找到问题并基本复现之前狂转的转速了：之前矢量闭环控制的电角度校准出错，导致校准出来的电角度与实现偏差了90度左右。

这90度偏差正好对应弱磁控制理论的超前角控制原理，即在意外地在无形中实现了弱磁控制方式。原先在力矩闭环时转速最多只能跑到500rpm，然后我在原控制算法不变的情况下将电角度增加90度后，力矩闭环的最高转速就飙到2000rpm。

那么步进电机的弱磁控制的基本实现方式为：实现闭环力矩驱动后，添加超前的电角度。而闭环力矩的实现原理是：将交轴和直轴力矩做反Park变换即得电机两相的力矩。

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

@dukelec
磁编码器使用前要校准一圈，校准之后精度就可以提高不少。甚至现在已经有磁编码器内置支持客户端功能，比如MT6826经客户端校准后精度在±0.08°之内，跑FOC绝对足够了。

至于行情，市面上早就有步进FOC产品了。TMC就有硬件步进FOC芯片，甚至已经搞步进电机的无感FOC方案了。

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

@dukelec
磁编码器方案在于性价比，而使用带光电编码器的闭环步进也很常见了。

但是就论最极端工况工作温度125℃下误差1度，此时跑FOC虽然不理想，但也是可以跑得动的。
如果实际工况真有125℃，肯定不会上磁编码器而上光电编码器了。所以磁编码器的实现应用误差肯定是比规格书的极限误差小。

TMC的无感FOC方案是电流闭环的改进。现在的步进驱动方案基本都是恒流驱动了，所以做电流闭环是自然而然的事，但电流闭环驱动下依然会有失步风险。所以TMC的无感FOC方案主要是减小无位置传感器时的失步风险，其实应用依然是低速下的位置控制场景。

最近编辑记录 海石生风 (2025-07-28 10:51:53)

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

@海石生风
CH32M007 不知道满足不满足

这个是专用于3相无刷电机的，不支持步进电机。这类国产方案非常多，卷得厉害，却没有人搞步进的集成方案，所以才有此一问。
不过也不纠结了，MCU+斩波恒流驱动芯片+磁编码器方案无论硬件还是软件都不算复杂。

最近编辑记录 海石生风 (2025-07-30 20:11:25)

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

找到一个，沁恒的CH32M030C8：集成5～28V电压输入LDO、4个半桥驱动器（可组成两个独立H桥）、4个电流采样运算放大器、3个电压比较器。
外加8个MOS管和阻容器件即可驱动步进电机。
集成度、主频、FLASH、RAM都不算高，没有CAN接口，不支持浮点运算，主要应用于极低成本电机驱动场合。不是太合我心水。

最近编辑记录 海石生风 (2025-08-05 18:22:34)

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Re: 有专门针对步进电机的MCU芯片方案么？

@海石生风
我已经拿到样片了

问了原厂，CH32M030C8已经量产了。
极简的电路方案还有点诱惑的，不过我的电机驱动算法有浮点运算，上这芯片的话得改成整形运算才行，晚点再研究了。