一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，通过设置抗干扰及缓冲电路用于缓冲电流并减少电源冲击干扰，还设置有泄放电路用于控制泄放工作，防止步进电机旋转过程中产生的反电势影响步进电机的性能；还设置信号处理模块处理信号滤除干扰信号方便单片机识别；这样就能保证步进电机驱动器不会受电源冲击而损坏器件或控制信号不会受电磁干扰导致步进电机丢步、走位不准情况发生。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及步进驱动器领域，具体涉及一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路。
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，而自动化设备所处的环境中电源电网不稳定、电磁干扰等现象十分严重；步进电机驱动器是一个执行部件，它的工作由控制器支配，当这些干扰存在时，经常会出现步进电机驱动器受电源冲击而损坏器件或控制信号受电磁干扰导致步进电机丢步、走位不准等情况发生。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种能防止步进电机驱动器受电源冲击而损坏器件或控制信号受电磁干扰导致步进电机丢步、走位不准的提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路。本技术通过以下技术方案实现：一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，包括控制电路、控制电源、抗干扰及缓冲电路、驱动电路和输入电源端；所述输入电源端连接至抗干扰及缓冲电路，所述抗干扰及缓冲电路分别连接到驱动电路和控制电源；所述控制电源再连接到控制线路；所述控制线路还与驱动电路相互连接；所述控制电路包括模块电路和信号处理模块，所述驱动电路包括驱动电源、泄放电路和H桥路模块，所述信号处理模块用于接收脉冲输入端、方向输入端和使能输入端的信号并处理，所述模块电路还与驱动电路中的泄放电路和H桥路模块连接，所述泄放电路还与驱动电源连接，所述驱动电源还与抗干扰及缓冲电路连接；所述泄放电路包括硬件自动泄放电路和软件控制泄放电路；所述抗干扰及缓冲电路中设置有整流桥，所述整流桥设置有4个引脚，所述整流桥的第三引脚串联软启动电阻，所述软启动电阻NTC1为热敏电阻，用于在驱动器上电时对电流进行缓冲使冲击电流不会过大,在驱动器正常工作时热敏电阻温度升高内阻减小从而不影响正常使用，保证H桥路模块有充足的电流；所述抗干扰及缓冲电路设置有GND和大地；所述GND和大地之间串联有第一电阻R1、第三Y电容和第四Y电容，用于减少电源的高频干扰以及电磁干扰；所述泄放电路外界有第五电阻，所述第五电阻为泄放电阻用于泄放电压；所述信号处理模块中设置有反向器，所述反向器为施密特触发器，用于干扰信号滤除，让信号更容易使单片机判断。本技术通过设置抗干扰及缓冲电路用于缓冲电流并减少尖峰电压及电磁辐射的干扰，还设置有泄放电路用于控制泄放工作，防止步进电机旋转过程中产生的反电势影响步进电机的性能；还设置信号处理模块处理信号滤除干扰信号方便单片机识别；这样就能保证步进电机驱动器不会受电源冲击而损坏器件和控制信号不会受电磁干扰导致步进电机丢步、走位不准情况发生。与现有技术相比，本技术的有益之处在于：1）减少尖峰电压及电磁辐射的干扰；2）设置有泄放电路控制泄放工作，防止步进电机旋转过程中产生的反电势影响步进电机的性能；3）设置信号处理模块处理信号滤除干扰信号方便单片机识别；4）保证步进电机驱动器不会受电源冲击而损坏器件或控制信号不会受电磁干扰导致步进电机丢步、走位不准情况发生。附图说明图1为本技术的框示图。图2为本技术抗干扰及缓冲电路的原理图。图3为本技术硬件自动泄放电路的原理图。图4为本技术软件控制泄放电路的原理图。图5为本技术信号处理模块的原理图。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5，一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，包括控制电路、控制电源、抗干扰及缓冲电路、驱动电路和输入电源端；所述输入电源端连接至抗干扰及缓冲电路，所述抗干扰及缓冲电路分别连接到驱动电路和控制电源；所述控制电源再连接到控制线路；所述控制线路还与驱动电路相互连接；所述控制电路包括模块电路和信号处理模块，所述驱动电路包括驱动电源、泄放电路和H桥路模块，所述信号处理模块用于接收脉冲输入端、方向输入端和使能输入端的信号并处理，所述模块电路还与驱动电路中的泄放电路和H桥路模块连接，所述泄放电路还与驱动电源连接，所述驱动电源还与抗干扰及缓冲电路连接；所述泄放电路包括硬件自动泄放电路和软件控制泄放电路；所述抗干扰及缓冲电路中设置有整流桥BR1，所述整流桥BR1设置有4个引脚，所述整流桥BR1的第三引脚串联软启动电阻NTC1，所述软启动电阻NTC1为热敏电阻，用于在驱动器上电时对电流进行缓冲使冲击电流不会过大,在驱动器正常工作时热敏电阻温度升高内阻减小从而不影响正常使用，保证H桥路模块有充足的电流；所述抗干扰及缓冲电路设置有GND和大地PE；所述GND和大地PE之间串联有第一电阻R1、第三Y电容CY3和第四Y电容CY4，用于减少电源的高频干扰以及电磁干扰；所述泄放电路外界有第五电阻R5，所述第五电阻R5为泄放电阻用于泄放电压；所述信号处理模块中设置有反向器，所述反向器为施密特触发器，用于干扰信号滤除，让信号更容易使单片机判断。本实施方式中，如今常规的抗干扰及缓冲电路中的220V通过保险丝,压敏电阻,第二X电容CX2，共轭线圈L1，第一X电容CX1，再经整流桥BR1整流后得到高压直流电VDC给后面H桥路使用，由于VDC后面有两个非常大的电解电容，这种用法会使设备上电时冲击电流特别大导致线路跳闸或者损坏驱动器内部线路，高压冲击也很大，容易导致驱动器内部元器件损坏；而本专利技术采用的抗干扰及缓冲电路为电流在整流桥BR1出来后，串一个软启动电阻NTC1，此电阻为热敏电阻，常温阻值为10欧左右，当设备上电时电流经过它缓冲后不会出现上述问题，当设备正常工作时热敏电阻温度升高，阻值下降，这样可以保证能给后面H桥电路提供充足的电流，不影响正常使用；另外因为产品电源为非隔离式所以高压的GND干扰会耦合至控制信号的GND，所以GND和大地PE之间串联第一电阻R1，第三Y电容CY3，第四Y电容CY4，由于整个机壳与大地相连，所以这样会大大减少电源的高频干扰以及电磁干扰。本实施方式中，步进电机旋转过程中会产生反电势，转速越高，反向电动势越大，而反向电动势会影响步进电机的高速性能，甚至会击穿H桥路的功率器件，这样阻碍了步进电机性能也影响了驱动器的稳定性；所述泄放电路外接60R至120R的泄放电阻R5，由泄放控制口控制，所述泄放控制口为高电平时推挽输出第一三极管Q1导通第九电阻R9为高电平第二场效应管NMOSQ2导通，泄放电阻R5工作；泄放控制口为低电平时推挽输出第三三极管Q3导通第九电阻R9为低电平第二场效应管NMOSQ2关断，泄放电阻不工作。本实施方式中，VDC经第四电阻R4和第七电阻R7分压采样连到第一比较器U1A的第3脚，第三电阻R3和第八电阻R8分压得到参考电压连到第一比较器U1A第2脚，当第一比较器U1A的第2脚电压比第3脚电压高，第一比较器U1A的第1脚输出低电平，泄放控制口为低，泄放不工作；当第一比较器U1A的第2脚比第3脚电压低，第一比较器U1A第1脚输出高电平，泄放控制口为高，泄放工作。第四电容C4和第五电容C5可以使导通和关断延时滤波处理，这样可以使泄放不频繁误动作，使泄放效果更佳。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，其特征在于：包括控制电路、控制电源、抗干扰及缓冲电路、驱动电路和输入电源端；所述输入电源端连接至抗干扰及缓冲电路，所述抗干扰及缓冲电路分别连接到驱动电路和控制电源；所述控制电源再连接到控制线路；所述控制线路还与驱动电路相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，其特征在于：包括控制电路、控制电源、抗干扰及缓冲电路、驱动电路和输入电源端；所述输入电源端连接至抗干扰及缓冲电路，所述抗干扰及缓冲电路分别连接到驱动电路和控制电源；所述控制电源再连接到控制线路；所述控制线路还与驱动电路相互连接。2.根据权利要求1所述的一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括模块电路和信号处理模块，所述驱动电路包括驱动电源、泄放电路和H桥路模块，所述信号处理模块用于接收脉冲输入端、方向输入端和使能输入端的信号并处理，所述模块电路还与驱动电路中的泄放电路和H桥路模块连接，所述泄放电路还与驱动电源连接，所述驱动电源还与抗干扰及缓冲电路连接。3.根据权利要求2所述的一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，其特征在于：所述泄放电路包括硬件自动泄放电路和软件控制泄放电路。4.根据权利要求2所述的一种提高步进驱动器稳定性与可靠性的控制电路，其特征在于：所述抗干扰及缓冲电路中设置有整流桥（...

【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