單極性驅動和雙極性驅動的區別

單極性 (unipolar) 和雙極性 (bipolar) 是步進電機最常采用的兩種驅動電路。單極性驅動電路使用四顆晶體管來驅動步進電機的兩組相位，電機定子繞線結構如圖1所示包含兩組帶有中間抽頭的線圈（AC線圈的中間抽頭為O，BD線圈的中間抽頭為M），整個電機共有六條線與外界連接。AC端不能同時通電（BD端同理），否則磁極上的兩個線圈產生的磁通相互抵消，只產生線圈的銅耗。因為它其實只有兩個相位（AC繞組為一相，BD繞組為一相），準確的說法應是兩相六線式步進電機。

雙極性步進電機的驅動電路則如圖2所示，它使用八顆晶體管來驅動兩組相位。定子磁極的線圈為單線圈繞組，通過切換線圈AC和線圈BD的的電流方向來切換磁極的正反方向。步進電機的發展初期由于受到晶體管半導體原件的成本影響，單極性電機由于其控制電路使用的晶體管數量少而得到一定范圍的應用，但是隨著上世紀五六十年代半導體材料的高速發展，晶體管成本大大降低，雙極性電機憑借著性能上的優勢使其使用量急劇增加。

圖3所示的是單極性與雙極性兩種繞線方式，導線線徑相同時，單極方式的線圈繞組匝數為N，電阻為R，雙極方式的線圈繞組匝數為2N，線圈電阻則為2R。

下表所示恒壓驅動電路在低速時，單極與雙極驅動工作效率的對比。電流與線圈匝數的乘積稱為安匝數，與轉矩成正比,如果兩者轉速相同，輸出功率與安匝數有比例關系。同樣，雙極性電流為V/2R，匝數也為2N，乘積的結果與單極性同為VN/R。輸入恒壓驅動的情形，單極性與雙極性比較，如下表所示，電流只有單極性的二分之一，低速時的效率為單極性的2倍。

所以小型化或低速應用時，有大轉矩需求，應使用雙極性電機及驅動。高速應用的情況下，因為雙極性電機匝數多，電感變大，反電勢增大，使高速時電流減少，從而降低轉矩，所以需要注意與單極性的轉矩比較。

圖4為單極性步進電機與雙極性步進電機的特性曲線，均采用同一恒流驅動方式。一般低速大轉矩的負載應用使用雙極性驅動，而高速驅動應用以單極性驅動較為合適。