步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移的机电元件,与其他类型电机相比具有易于精确控制、无积累误差等优点,在众多领域应用广泛。细分驱动技术是一种可有效改善步进电机低频特性和提高步进精度的驱动技术,是步进电机实现步距高分辨率控制的关键技术。其基本工作原理是通过控制电机各相绕组中的电流,使其按照一定的规律上升或下降,相应的合成磁场也将出现多个稳定的中间状态,实现细分步距旋转。本文详细介绍了步进电机细分驱动技术,并分析了混合式步进电机电细分数学模型,在此理论基础上开始电路模块设计。本课题设计了一款用于两相混合式步进电机的驱动芯片,内部集成了PWM(脉冲宽度调制)斩波控制和步进电机细分驱动功能,工作于36V并可持续输出1.5A电流。PWM电流控制电路与3位非线性数模转换器相结合,可细分电机绕组上的电流,对步进电机进行整步、半步、1/4步或1/8步的细分控制,从而实现了步进电机不同步距角的运作。为了改善电机性能,特别是电机工作在微步距模式下的正弦电流波形下时,芯片可提供三种不同的电流衰减模式(快衰减模式、慢衰减模式、混合衰减模式)。同时,芯片内部的保护电路可实现过热关断和欠压锁定。本文详细介绍了芯片的主要组成模块电路并给出了仿真结果。通过Cadence/Spectre对电路进行仿真,仿真结果表明芯片的性能指标都达到了设计要求。同时,本课题也完成了版图设计工作,并给出了版图验证结果。