一种步进电机驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种步进电机驱动电路，通过在电路中设置输入信号处理模块用于兼容各种控制器的信号电压；并设置包含有SIN/COSINE信号发生器的主控芯片，将信号在负半周期进行反转，就使在进行电流采样时无需进行负压处理，并在H桥路模块采用IR2101栅极驱动芯片驱动H桥路控制步进电机，还组成硬件死区电路用于防止上下臂MOS管直通，并采用第一稳压芯片调节电压VRFA和VREFB给控制器作为电流调节参考，保证步进电机驱动器的驱动电路的功能性和适应性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及步进驱动器领域，具体涉及一种步进电机驱动电路。
技术介绍
步进驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。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，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，从而达到调速和定位的目的。步进电机驱动器广泛应用于各自动化领域，对于步进电机驱动器的驱动电路要求也比较高，但是如今的步进电机驱动电路存在许多问题：1)开关电源设计复杂体积庞大；2）输入信号只支持5V信号，若用12V或24V信号需要串接电阻，若不串接电阻会烧坏信号部分线路，使用不方便；3）芯片在电流采样需要通过负压处理，增加了多余步骤；4）在驱动H桥路容易导致上下臂MOS管直通。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种能保证步进电机驱动器的驱动电路稳定抗干扰，使用方便，恒流效果好，设计简单易实现的步进电机驱动电路。本技术通过以下技术方案实现：一种步进电机驱动电路，包括输入电源、细分拨码开关、电流拨码开关、信号输入端、VREF调节模块、输入信号处理模块、主控芯片、开关电源、H桥路模块、电流采样模块、电流处理模块；所述输入电源连接至开关电源，所述开关电源分别连接至主控芯片和H桥路模块，所述H桥路模块通过电流采样模块到电流处理模块，所述电流处理模块与主控芯片相互连接；所述细分拨码开关也连接至主控芯片，所述电流拨码开关通过VREF调节模块连接至主控芯片，所述信号输入端通过输入信号处理模块连接至主控芯片；所述主控芯片包括细分处理模块、模块电路、SIN/COSINE信号发生器和DAC模块；所述DAC模块与模块电路相互连接，所述SIN/COSINE信号发生器还与DAC模块连接，所述模块电路还分别与SIN/COSINE信号发生器和细分处理模块连接；所述细分处理模块连接至细分拨码开关；所述模块电路分别与VREF调节模块和输入信号处理模块连接；所述DAC模块与电流处理模块相互连接；所述信号输入端包括脉冲信号输入端、方向信号输入端和使能信号输入端。本技术通过在电路中设置输入信号处理模块用于兼容各种控制器的信号电压；并设置包含有SIN/COSINE信号发生器的主控芯片，在负半周期将信号进行反转，就使在进行电流采样时无需进行负压处理，并在H桥路模块采用IR2101栅极驱动芯片驱动H桥路控制步进电机，还组成硬件死区电路用于防止上下臂MOS管直通，并采用第一转换芯片调节电压VRFA和VREFB给控制器作为电流调节参考，保证步进电机驱动器的驱动电路的功能性和适应性。与现有技术相比，本技术的有益之处在于：1）开关电源电路简化设计，减小体积，降低成本；2）设置输入信号处理模块用于兼容各种控制器的信号电压；3）设置包含有SIN/COSINE信号发生器的主控芯片，使信号进行反转无需在电流采样时进行负压处理；4）在驱动H桥路设置硬件死区电路防止上下臂MOS管直通。附图说明图1为本技术的框示图。图2为本技术输入信号处理模块中脉冲信号输出模块的电路原理图。图3为本技术输入信号处理模块中方向信号输出模块的电路原理图。图4为本技术输入信号处理模块中使能信号输出模块的电路原理图。图5为本技术中开关电源的电路原理图。图6为本技术中VREF调节模块的电路原理图。图7为本技术中电流处理模块的电路原理图。图8为本技术中H桥路模块的电路原理图。图9为本技术中主控芯片的电路原理图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式，对本技术作进一步描述。见图1至图9，一种步进电机驱动电路，包括输入电源、细分拨码开关、电流拨码开关、信号输入端、VREF调节模块、输入信号处理模块、主控芯片、开关电源、H桥路模块、电流采样模块、电流处理模块；所述输入电源连接至开关电源，所述开关电源分别连接至主控芯片和H桥路模块，所述H桥路模块通过电流采样模块到电流处理模块，所述电流处理模块与主控芯片相互连接；所述细分拨码开关也连接至主控芯片，所述电流拨码开关通过VREF调节模块连接至主控芯片，所述信号输入端通过输入信号处理模块连接至主控芯片；所述主控芯片包括细分处理模块、模块电路、SIN/COSINE信号发生器和DAC模块；所述DAC模块与模块电路相互连接，所述SIN/COSINE信号发生器还与DAC模块，所述模块电路还分别与SIN/COSINE信号发生器和细分处理模块连接；所述细分处理模块连接至细分拨码开关；所述模块电路分别与VREF调节模块和输入信号处理模块连接；所述DAC模块与电流处理模块相互连接；所述信号输入端包括脉冲信号输入端、方向信号输入端和使能信号输入端。本实施方式中，所述主控芯片是基于一个高性能细分步进马达控制器设计，此控制器包含一个模拟SINE/COSINE信号发生器，完整的数字控制集成在一颗IC中，高集成度减少产品的设计周期；而且减少了外部的分立元件，提供给设计者一个简单又高效的产品，节省了成本；且此控制器SIN/COSINE信号发生器将信号负半周期进行了反转，这样在进行电流采样时就不需要进行负压处理。本实施方式中，在开关电源中H桥路的电压可以在DC24V到DC110V之间，所述开关电源通过第二固定频率电流模式控制器U2设计，能实现DC24V到DC110V宽电压输入稳定工作，满足步进电机驱动的电压要求；输入电压通过第二固定频率电流模式控制器U2组成的开关电源线路转换成12V供给H桥路模块中的第一栅极驱动芯片U11、第二栅极驱动芯片U12、第四栅极驱动芯片U4和第三栅极驱动芯片U3使用；最后再经过第八稳压芯片U8转换成5V电源供给主控芯片使用。本实施方式中，所述H桥路模块采用第一栅极驱动芯片U11、第二栅极驱动芯片U12、第四栅极驱动芯片U4和第三栅极驱动芯片U3驱动H桥路模块中的与栅极驱动芯片连接的场效应管（Q1H、Q1L、Q2H、Q2L、Q3H、Q3L、Q4H、Q4L）控制步进电机，并通过若干电阻和若干二极管（R110、D10，R111、D111，R1、D9，R2、D11，R3、D15，R20、D16，R8、D14，R19、D17）组成硬件死区电路，防止上下臂MOS管直通，所述第十五电阻R15和第十六电阻R16进行A相电流采样，所述第十四电阻R14和第十七电阻R17进行B相电流采样。本实施方式中，所述VREF调节模块采用调节电压VREFA和VREFB给控制器为电流调节参考，第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3分别控制第五十二电阻R52、第四十九电阻R49和第四十八电阻R48，开关闭合时对应电阻直接短路，开关断开时电阻相应的阻值接入电路，通过开关闭合与断开从而控制第一稳压芯片U1的第1引脚电压，此第1引脚电压通过第五十电阻R50到IC13组成的电压跟随器，传送到VREFA和VREFB给控制器作为电流调节参考。又第五十电阻R50和第五十一电阻R51组成的分压电路可以作为驱动器的全流半流控制用，当五十电阻R50等于第五十一电阻R51，半流控制（此口由控制器Half-Curred控制）为低电平时，此时传送到VREFA和VREFB的电压为正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机驱动电路，其特征在于：包括输入电源、细分拨码开关、电流拨码开关、信号输入端、VREF调节模块、输入信号处理模块、主控芯片、开关电源、H桥路模块、电流采样模块、电流处理模块；所述输入电源连接至开关电源，所述开关电源分别连接至主控芯片和H桥路模块，所述H桥路模块通过电流采样模块到电流处理模块，所述电流处理模块与主控芯片相互连接；所述细分拨码开关也连接至主控芯片，所述电流拨码开关通过VREF调节模块连接至主控芯片，所述信号输入端通过输入信号处理模块连接至主控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种步进电机驱动电路，其特征在于：包括输入电源、细分拨码开关、电流拨码开关、信号输入端、VREF调节模块、输入信号处理模块、主控芯片、开关电源、H桥路模块、电流采样模块、电流处理模块；所述输入电源连接至开关电源，所述开关电源分别连接至主控芯片和H桥路模块，所述H桥路模块通过电流采样模块到电流处理模块，所述电流处理模块与主控芯片相互连接；所述细分拨码开关也连接至主控芯片，所述电流拨码开关通过VREF调节模块连接至主控芯片，所述信号输入端通过输入信号处理模块连接至主控芯片。2.根据权利要求1所述的一种步进电机驱动电路，其特征在于：所述主控芯片包括细分处理模块、模块电路、SIN/COSINE信号发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王非，吴高鸿，刘波，
申请(专利权)人：宁波纳川自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33