一种两相步进电机驱动器及其电流采样方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种两相步进电机驱动器及其电流采样方法，两相步进电机驱动器与步进电机和ADC采样模块连接，两相步进电机驱动器包括一电路板，所述电路板上设置有：驱动控制电路和采样放大电路；所述驱动控制电路对步进电机的A相和B相的正向充电电流、反向充电电流分别进行采样，并输出A相两路采样信号和B相两路采样信号；采样放大电路对A相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块；对B相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块进行处理。通过分两路采样可以实现无死区采样，通过放大求和提高了采样精确度，从而解决了现有两相步进电机的电流采样的采样精确度较低，存在采样死区的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种两相步进电机驱动器及其电流采样方法
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种两相步进电机驱动器及其电流采样方法。
技术介绍
在现有的步进电机驱动器控制中，主要是通过控制电流来实现电机的运行，则电流采样尤为关键。对于两相步进电机来说，目前通常采用电流传感器或双电阻采样方式进行采样。采用电流传感器采样，成本高但采样精确度不高。而采用双电阻采样，即每一相只接一个对地电阻，也会存在采样死区，需要牺牲一定的PWM占空比，使得PWM占空比的利用率只能做到90％左右，故对电机高速出力产生一定影响。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种两相步进电机驱动器及其电流采样方法，以解决现有两相步进电机的电流采样的采样精确度较低，存在采样死区的问题。本专利技术实施例提供一种两相步进电机驱动器，与步进电机和ADC采样模块连接，包括一电路板，所述电路板上设置有：驱动控制电路和采样放大电路；所述驱动控制电路对步进电机的A相和B相的正向充电电流、反向充电电流分别进行采样，并输出A相两路采样信号和B相两路采样信号；采样放大电路对A相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块；对B相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块进行处理。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述驱动控制电路包括A相全桥模块和B相全桥模块；所述A相全桥模块根据A相PWM驱动信号，在步进电机A相正向充电时对一采样电阻的电流进行采样，获得A相第一采样信号；在A相反向充电时对另一采样电阻的电流进行采样，获得A相第二采样信号；将A相第一采样信号和A相第二采样信号传输给采样放大电路；所述B相全桥模块根据B相PWM驱动信号，在步进电机B相正向充电时对一采样电阻的电流进行采样，获得B相第一采样信号；在B相反向充电时对另一采样电阻的电流进行采样，获得B相第二采样信号；将B相第一采样信号和B相第二采样信号传输给采样放大电路。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述采样放大电路包括A相放大求和模块和B相放大求和模块；所述A相放大求和模块对A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流进行放大并作求和运算，得到A相电流后输出给ADC采样模块；所述B相放大求和模块对B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流进行放大并作求和运算，得到B相电流后输出给ADC采样模块。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述A相放大求和模块包括A相反向放大单元和A相求和放大单元；所述A相反向放大单元分别对A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流进行放大倍数为-1倍的反向放大；所述A相求和放大单元对反向放大后的A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流求和后、再进行放大倍数为6倍的放大，得到A相电流后输出给ADC采样模块。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述所述B相放大求和模块包括B相反向放大单元和B相求和放大单元；所述B相反向放大单元分别对B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流进行放大倍数为-1倍的反向放大；所述B相求和放大单元对反向放大后的B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流求和后、再进行放大倍数为6倍的放大，得到B相电流后输出给ADC采样模块。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述A相全桥模块包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电容和第二电容；所述第一MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极和电源端，第一MOS管的栅极连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第一输出端；第一电阻的另一端连接第一MOS管的源极、第三MOS管的漏极和步进电机的A相正极；所述第二MOS管的栅极连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第二输出端；第三电阻的另一端连接第二MOS管的源极、第四MOS管的漏极和步进电机的A相负极；所述第三MOS管的栅极连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第六电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第三输出端；第五电阻的另一端连接第三MOS管的源极、第七电阻的一端和A相放大求和模块；第七电阻的另一端接地，第一电容与第七电阻并联；所述第四MOS管的栅极连接第八电阻的一端和第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第四输出端；第八电阻的另一端连接第四MOS管的源极、第十电阻的一端和A相放大求和模块；第十电阻的另一端接地，第二电容与第十电阻并联。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述B相全桥模块包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第三电容和第四电容；所述第五MOS管的漏极连接第六MOS管的漏极和电源端，第五MOS管的栅极连接第十一电阻的一端和第十二电阻的一端，第十二电阻的另一端连接B相PWM驱动信号的第一输出端；第十一电阻的另一端连接第五MOS管的源极、第七MOS管的漏极和步进电机的B相正极；所述第六MOS管的栅极连接第十三电阻的一端和第十四电阻的一端，第十四电阻的另一端连接B相PWM驱动信号的第二输出端；第十三电阻的另一端连接第六MOS管的源极、第八MOS管的漏极和步进电机的B相负极；所述第七MOS管的栅极连接第十五电阻的一端和第十六电阻的一端，第十六电阻的另一端连接B相PWM驱动信号的第三输出端；第十五电阻的另一端连接第七MOS管的源极、第十七电阻的一端和B相放大求和模块；第十七电阻的另一端接地，第三电容与第十七电阻并联；所述第八MOS管的栅极连接第十八电阻的一端和第十九电阻的一端，第十九电阻的另一端连接B相PWM驱动信号的第四输出端；第十八电阻的另一端连接第八MOS管的源极、第二十电阻的一端和B相放大求和模块；第二十电阻的另一端接地，第四电容与第二十电阻并联。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述A相反向放大单元包括第一运放、第二运放、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻和第二十四电阻；所述第一运放的反相输入端连接第二十一电阻的一端、第二十二电阻的一端和第一二极管的负极；第二十二电阻的另一端连接第三MOS管的源极，第二十一电阻的另一端连接第二二极管的正极和A相求和放大单元，第一运放的输出端连接第一二极管的正极和第二二极管的负极，第一运放的同相输入端接地；所述第二运放的反相输入端连接第二十三电阻的一端、第二十四电阻的一端和第三二极管的负极；第二十四电阻的另一端连接第四MOS管的源极，第二十三电阻的另一端连接第四二极管的正极和A相求和放大单元，第二运放的输出端连接第三二极管的正极和第四二极管的负极，第二运放的同相输入端接地。可选地，所述的两相步进电机驱动器中，所述A相求和放大单元包括第三运放、第四运放、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第一保护管、第五电容和第六电容；所述第三运放的反相输入端连接第二十五电阻的一端和第二十六电阻的一端，第二十六电阻的另一端连接第二二极管的正极；第二十五电阻的另一端连接第三运放的输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两相步进电机驱动器，与步进电机和ADC采样模块连接，其特征在于，包括一电路板，所述电路板上设置有：驱动控制电路和采样放大电路；所述驱动控制电路对步进电机的A相和B相的正向充电电流、反向充电电流分别进行采样，并输出A相两路采样信号和B相两路采样信号；采样放大电路对A相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块；对B相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种两相步进电机驱动器，与步进电机和ADC采样模块连接，其特征在于，包括一电路板，所述电路板上设置有：驱动控制电路和采样放大电路；所述驱动控制电路对步进电机的A相和B相的正向充电电流、反向充电电流分别进行采样，并输出A相两路采样信号和B相两路采样信号；采样放大电路对A相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块；对B相两路采样信号进行放大并求和运算后输出给ADC采样模块进行处理。2.根据权利要求1所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动控制电路包括A相全桥模块和B相全桥模块；所述A相全桥模块根据A相PWM驱动信号，在步进电机A相正向充电时对一采样电阻的电流进行采样，获得A相第一采样信号；在A相反向充电时对另一采样电阻的电流进行采样，获得A相第二采样信号；将A相第一采样信号和A相第二采样信号传输给采样放大电路；所述B相全桥模块根据B相PWM驱动信号，在步进电机B相正向充电时对一采样电阻的电流进行采样，获得B相第一采样信号；在B相反向充电时对另一采样电阻的电流进行采样，获得B相第二采样信号；将B相第一采样信号和B相第二采样信号传输给采样放大电路。3.根据权利要求2所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述采样放大电路包括A相放大求和模块和B相放大求和模块；所述A相放大求和模块对A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流进行放大并作求和运算，得到A相电流后输出给ADC采样模块；所述B相放大求和模块对B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流进行放大并作求和运算，得到B相电流后输出给ADC采样模块。4.根据权利要求3所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述A相放大求和模块包括A相反向放大单元和A相求和放大单元；所述A相反向放大单元分别对A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流进行放大倍数为-1倍的反向放大；所述A相求和放大单元对反向放大后的A相第一采样信号和A相第二采样信号的电流求和后、再进行放大倍数为6倍的放大，得到A相电流后输出给ADC采样模块。5.根据权利要求4所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述B相放大求和模块包括B相反向放大单元和B相求和放大单元；所述B相反向放大单元分别对B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流进行放大倍数为-1倍的反向放大；所述B相求和放大单元对反向放大后的B相第一采样信号和B相第二采样信号的电流求和后、再进行放大倍数为6倍的放大，得到B相电流后输出给ADC采样模块。6.根据权利要求5所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述A相全桥模块包括：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电容和第二电容；所述第一MOS管的漏极连接第二MOS管的漏极和电源端，第一MOS管的栅极连接第一电阻的一端和第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第一输出端；第一电阻的另一端连接第一MOS管的源极、第三MOS管的漏极和步进电机的A相正极；所述第二MOS管的栅极连接第三电阻的一端和第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第二输出端；第三电阻的另一端连接第二MOS管的源极、第四MOS管的漏极和步进电机的A相负极；所述第三MOS管的栅极连接第五电阻的一端和第六电阻的一端，第六电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第三输出端；第五电阻的另一端连接第三MOS管的源极、第七电阻的一端和A相放大求和模块；第七电阻的另一端接地，第一电容与第七电阻并联；所述第四MOS管的栅极连接第八电阻的一端和第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接A相PWM驱动信号的第四输出端；第八电阻的另一端连接第四MOS管的源极、第十电阻的一端和A相放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢海，
申请(专利权)人：深圳市青蓝自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44