一种步进电机H桥驱动电路制造技术

一种步进电机H桥驱动电路，适用于电机领域。电机H桥驱动电路由H桥驱动电路、保护电路、电源驱动电路组成。该电路使加到电机绕组上的电流信号前后沿较陡，降低了开关损耗，改善了电机的高频特性，同时具有多种保护功能，该驱动电路简单、可靠并具有优良的驱动性能。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机H桥驱动电路所属
本专利技术涉及一种步进电机H桥驱动电路，适用于电机领域。
技术介绍
步进电机也叫步进器，它利用电磁学原理，将电能转换为机械能，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。H桥功率驱动电路可应用于步进电机、交流电机及直流电机等的驱动.永磁步进电机或混合式步进电机的励磁绕组都必须用双极性电源供电，也就是说绕组有时需正向电流，有时需反向电流，这样绕组电源需用H桥驱动。
技术实现思路
本专利技术提供一种步进电机H桥驱动电路，使加到电机绕组上的电流信号前后沿较陡，降低了开关损耗，改善了电机的高频特性，同时具有多种保护功能，该驱动电路简单、可靠并具有优良的驱动性能。本专利技术所采用的技术方案是。步进电机H桥驱动电路由H桥驱动电路、保护电路、电源驱动电路组成。所述H桥驱动电路中，集电极开路器件U14是将TTL电平转换成CMOS电平的缓冲/驱动器，当U14输出低电平时，功率MOSFET管VT2的栅极电容通过1N4148被短路至地，这时U14吸收电流的能力受U14内部导通管所允许通过的电流限制，而当U14输出为高电平时，VT2管的栅极通过晶体管V3获得电压和电流，充电能力提高，因而开通速度加快。所述保护电路中，IN4744是栅源间的过压保护齐纳二极管，其稳压值为15V。由于功率MOSFET管栅源间的阻抗很高，故工作于开关状态下的漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当幅度的VGS脉冲电压。这一电压会引起栅源击穿造成管子的永久损坏，如果是正方向的VGS脉冲电压，虽然达不到损坏器件的程度，但会导致器件的误导通。为此，要适当降低栅极驱动电路的阻抗，在栅源之间并接阻尼电阻或接一个稳压值小于20V而又接近20V的齐纳二极管1N4744，防止栅源开路工作。所述电源驱动电路中，功率MOSFET管有内接的快恢复二极管，当不接VD11，VD12，VD13，VD14时，假定此时电机AB相绕组由VT1管(和VT4管)驱动，即VT2管(和VT3)截止，VT1管(和VT4管)驱动，电流经VT1管流过绕组。当下一个控制信号使VT1管关断时，负载绕组的续流电流经VT2的内接快恢复二极管从地获取。此时，VT2管的漏源电压即是该快恢复二极管的通态压降，为一很小的负值。当VT1再次导通时，该快恢复二极管关断，VT2的漏源电压迅速上升，直至接近于正电源的电压+Vs，这意味着漏源间要承受很高且边沿很陡的上升电压，该上升电压反向加在VT2管内的恢复二极管两端，会使快恢复二极管出现恢复效应，即有一个很大的电流流过加有反向电压的快恢复二极管。电路中接入了VD11，VD12，VDl3，VD14。其中，反并联快恢复二极管VD11，VD14的作用是为电机AB相绕组提供续流通路，VD12，VD13是为了使功率MOSFET管VT1，VT2内部的快恢复二极管不流过反向电流，以保证VT1，VT2在动态工作时能起正常的开关作用。本专利技术的有益效果是：使加到电机绕组上的电流信号前后沿较陡，降低了开关损耗，改善了电机的高频特性，同时具有多种保护功能，该驱动电路简单、可靠并具有优良的驱动性能。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的H桥驱动电路。图2是本专利技术的保护电路。图3是本专利技术的电源驱动电路。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，H桥驱动电路中，集电极开路器件U14是将TTL电平转换成CMOS电平的缓冲/驱动器，当U14输出低电平时，功率MOSFET管VT2的栅极电容通过1N4148被短路至地，这时U14吸收电流的能力受U14内部导通管所允许通过的电流限制，而当U14输出为高电平时，VT2管的栅极通过晶体管V3获得电压和电流，充电能力提高，因而开通速度加快。如图2,保护电路中，IN4744是栅源间的过压保护齐纳二极管，其稳压值为15V。由于功率MOSFET管栅源间的阻抗很高，故工作于开关状态下的漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当幅度的VGS脉冲电压。这一电压会引起栅源击穿造成管子的永久损坏，如果是正方向的VGS脉冲电压，虽然达不到损坏器件的程度，但会导致器件的误导通。为此，要适当降低栅极驱动电路的阻抗，在栅源之间并接阻尼电阻或接一个稳压值小于20V而又接近20V的齐纳二极管1N4744，防止栅源开路工作。如图3，电源驱动电路中，功率MOSFET管有内接的快恢复二极管，当不接VD11，VD12，VD13，VD14时，假定此时电机AB相绕组由VT1管(和VT4管)驱动，即VT2管(和VT3)截止，VT1管(和VT4管)驱动，电流经VT1管流过绕组。当下一个控制信号使VT1管关断时，负载绕组的续流电流经VT2的内接快恢复二极管从地获取。此时，VT2管的漏源电压即是该快恢复二极管的通态压降，为一很小的负值。当VT1再次导通时，该快恢复二极管关断，VT2的漏源电压迅速上升，直至接近于正电源的电压+Vs，这意味着漏源间要承受很高且边沿很陡的上升电压，该上升电压反向加在VT2管内的恢复二极管两端，会使快恢复二极管出现恢复效应，即有一个很大的电流流过加有反向电压的快恢复二极管。电路中接入了VD11，VD12，VDl3，VD14。其中，反并联快恢复二极管VD11，VD14的作用是为电机AB相绕组提供续流通路，VD12，VD13是为了使功率MOSFET管VT1，VT2内部的快恢复二极管不流过反向电流，以保证VT1，VT2在动态工作时能起正常的开关作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机H桥驱动电路，其特征是：所述的步进电机H桥驱动电路由H桥驱动电路、保护电路、电源驱动电路组成。

【技术特征摘要】
1.一种步进电机H桥驱动电路，其特征是：所述的步进电机H桥驱动电路由H桥驱动电路、保护电路、电源驱动电路组成。2.根据权利要求1所述的一种步进电机H桥驱动电路，其特征是：所述H桥驱动电路中，集电极开路器件U14是将TTL电平转换成CMOS电平的缓冲/驱动器，当U14输出低电平时，功率MOSFET管VT2的栅极电容通过1N4148被短路至地，这时U14吸收电流的能力受U14内部导通管所允许通过的电流限制。3.根据权利要求1所述的一种步进电机H桥驱动电路，其特征是：所述的H桥驱动电路中，当U14输出为高电平时，VT2管的栅极通过晶体管V3获得电压和电流，充电能力提高，因而开通速度加快。4.根据权利要求1所述的一种步进电机H桥驱动电路，其特征是：所述的保护电路中，IN4744是栅源间的过压保护齐纳二极管，其稳压值为15V，工作于开关状态下的漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当幅度的VGS脉冲电压。5.根据权利要求1所述的一种步进电机H桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐萍，
申请(专利权)人：徐萍，
类型：发明
国别省市：辽宁,21