一种线切割控制系统步进电机驱动电路技术方案

一种线切割控制系统步进电机驱动电路。涉及线切割控制系统，尤其涉及一种线切割控制系统步进电机驱动电路。提供了一种无论电机是在锁定状态还是在运行状态，均使导通相绕组的电流保持额定值的一种线切割控制系统步进电机驱动电路。包括步进电机脉冲使能电路、步进电机驱动及斩波电路、全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元；所述电阻R70的一端与二极管D70的一端电性连接，另一端连接至迟滞比较器U4与电阻R7之间；所述二极管的另一端连接至场效应管Q1与电阻R6之间。本发明专利技术具有结构紧凑合理，性能稳定，在锁定状态还是在运行状态，均使导通相绕组的电流保持额定值等特点。

A driving circuit of stepping motor in WEDM control system

The invention relates to a stepping motor driving circuit of a wire cutting control system. The invention relates to a wire cutting control system, in particular to a stepping motor driving circuit of a wire cutting control system. A stepping motor driving circuit of WEDM control system is provided, which can keep the current of on-phase winding at rated value no matter the motor is in lock state or running state. The invention includes a step motor pulse enabling circuit, a step motor driving and chopping circuit, a full current working and half current locking current control circuit and a micro control unit; one end of the resistance r70 is electrically connected with one end of the diode D70, the other end is connected between the hysteresis comparator U4 and the resistance R7; the other end of the diode is connected between the field effect transistor Q1 and the resistance R6. The invention has the advantages of compact and reasonable structure, stable performance, keeping the current of the conducting phase winding at the rated value in the locked state or in the running state.

【技术实现步骤摘要】
一种线切割控制系统步进电机驱动电路
本专利技术涉及线切割控制系统，尤其涉及一种线切割控制系统步进电机驱动电路。
技术介绍
现有快走丝线切割控制系统多采用步进电机驱动X、Y、U、V轴，X、Y、U、V轴步进电机驱动电源一般采用24V直流电源进行供电，开环控制，系统控制简单，成本低。实际运行时，若步进电机以高速运行，则电气时间常数的影响显著增大：导通期间，电流不能迅速上升到额定值；截止期间，绕组电流不能立即消失。因而，电机产生的转距明显下降。除此之外，励磁绕组两端在截止时刻还会产生很高的反电势，若不采取措施，则有可能损坏开关元件。针对这些问题，通常对驱动电路有如下要求：(1)能够改善电流波形的上升沿和下降沿，产生接近矩形的电流波形。考虑电路简单、成本低等因素，小功率步进电机可通过串联限流电阻减少时间常数、拓宽工作频率范围。但为了维持续电机静止时的相电流额定值，电源电压必须增加，因此需要的直流电源容量比较大。电机静止时，电源输出的主要部分消耗在串联的限流电阻上，这时限流电阻上产生的热量必须迅速散发，否则可能出现问题。由此可见，简单的串联限流电阻是改善速度度范围的一种低效的方法。对大功率或较大功率的步进电机而言，常使用高低压或斩波等方式驱动。这些驱动方式虽然较复杂，但驱动特性好，且有较高的效率。(2)设置供截止期间释放电流能量的回路，降低绕组两端产生的反电势，加快电流衰减。(3)要求驱动电路的功耗低、效率高。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种无论电机是在锁定状态还是在运行状态，均使导通相绕组的电流保持额定值的一种线切割控制系统步进电机驱动电路。本专利技术的技术方案是：包括步进电机脉冲使能电路、步进电机驱动及斩波电路、全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元；所述步进电机脉冲使能电路包括电容C1、光耦合器U1、电阻R2、电阻R3、反相器U2和电阻R4；所述光耦合器U1的一连接端通过电阻R1与步进电机A相驱动脉冲信号端电性连接；所述光耦合器U1的二连接端与步进电机A相驱动使能信号端电信连接；所述电容C1的一端连接至所述步进电机A相驱动脉冲信号端与光耦合器U1之间，另一端连接至所述步进电机A相驱动使能信号端与光耦合器U1之间；所述光耦合器U1的三连接端接地；所述光耦合器U1的四连接端通过电阻R3与反相器U2的一连接端电性连接；所述反相器U2的二连接端与所述步进电机驱动及斩波电路电性连接；所述电阻R2的一端连接至电阻R3与光耦合器U1之间，另一端与电源连接；所述电阻R4的一端连接至所述反相器U2与步进电机驱动及斩波电路之间，另一端与电源连接；所述步进电机驱动及斩波电路包括门U3、电阻R5、场效应管Q1、续流二极管D0、迟滞比较器U4、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R16和电容C2；所述门U3、电阻R5和场效应管Q1依次电性连接；所述门U3的一连接端与所述反相器U2的二连接端电性连接；所述场效应管Q1的漏极通过步进电机绕组r1与工作电源电性连接；所述续流二极管D0并联在所述步进电机绕组r1的两端；所述迟滞比较器U4的二连接端与所述电阻R7的一端电性连接，另一端与场效应管Q1的源极电性连接；所述电阻R6的一端与场效应管Q1的源极电性连接，另一端接地；所述电容C2的一端连接至迟滞比较器U4于电阻R7之间，另一端接地；所述电阻R8的一端与迟滞比较器U4的三连接端电性连接，另一端与全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元电性连接；所述迟滞比较器U4的一连接端和电阻R9的一端分别与所述门U3的引脚二电性连接；所述电阻R9的另一端连接至迟滞比较器U4于电阻R8之间；所述微控制单元的V2连接端与迟滞比较器U4的一连接端电性连接，所述电阻R16的一端电性连接在其之间，另一端与电源连接；所述微控制单元的V0连接端连接至所述电阻R3与反相器U2之间；所述全电流工作及半流锁定电流控制电路包括电阻R15、二极管D1、电阻R14、电容C4、电阻R12、电阻R13、运算放大器U5、电阻R10、电阻R11和电容C3；所述微控制单元的V1连接端依次通过二极管D1、电阻R14与运算放大器U5的引脚三串联；所述电阻R15的一端连接至二极管D1与微控制单元之间，另一端与电源连接；所述电阻R12的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端与电源连接；所述电阻R13的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端接地；所述电容C4的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端接地；所述比较器U5的引脚一通过依次串联的电阻R10和电阻R11接地；所述比较器U5的引脚二连接至比较器U5的引脚一与电阻R10之间；所述电容C3并联在所述电阻R11的两端；所述电阻R8与电容C3电性连接。所述反相器U2的型号为74HC14D。所述步进电机驱动及斩波电路还包括依次串联的电阻R70和二极管D70；所述电阻R70的一端与二极管D70的一端电性连接，另一端连接至迟滞比较器U4与电阻R7之间；所述二极管的另一端连接至场效应管Q1与电阻R6之间。所述二极管D70的负极端与电阻R70电性连接。所述二极管D70的正极端与电阻R70电性连接。本专利技术包括步进电机脉冲使能电路、步进电机驱动及斩波电路、全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元；步进电机驱动采用斩波恒流驱动方式，通过巧妙的电路设计，无论电机是在锁定状态还是在运行状态，均使导通相绕组的电流保持额定值。同时，解决了因不同单板机生产厂家的步进电机驱动脉冲参数不一致造成实际步进电机驱动电流偏大或偏小的问题。本专利技术具有结构紧凑合理，性能稳定，在锁定状态还是在运行状态，均使导通相绕组的电流保持额定值等特点。附图说明图1是本专利技术步进电机A相驱动电路工作原理图，图2是图1中步进电机脉冲使能电路的放大电路原理图，图3是图1中步进电机驱动及斩波电路的放大电路原理图，图4是图1中全电流工作及半流锁定电流控制电路的放大电路原理图，图5是降低步进电机输出电流的电路原理图，图6是增大步进电机输出电流的电路原理图；图中1是步进电机脉冲使能电路、2是步进电机驱动及斩波电路、3是全电流工作及半流锁定电流控制电路。具体实施方式本专利技术如图1-6所示，包括步进电机脉冲使能电路1、步进电机驱动及斩波电路2、全电流工作及半流锁定电流控制电路3和微控制单元；所述步进电机脉冲使能电路1包括电容C1、光耦合器U1、电阻R2、电阻R3、反相器U2和电阻R4；所述光耦合器U1的一连接端通过电阻R1与步进电机A相驱动脉冲信号端电性连接；所述光耦合器U1的二连接端与步进电机A相驱动使能信号端电信连接；所述电容C1的一端连接至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线切割控制系统步进电机驱动电路，其特征在于,包括步进电机脉冲使能电路、步进电机驱动及斩波电路、全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元；/n所述步进电机脉冲使能电路包括电容C1、光耦合器U1、电阻R2、电阻R3、反相器U2和电阻R4；/n所述光耦合器U1的一连接端通过电阻R1与步进电机A相驱动脉冲信号端电性连接；/n所述光耦合器U1的二连接端与步进电机A相驱动使能信号端电信连接；/n所述电容C1的一端连接至所述步进电机A相驱动脉冲信号端与光耦合器U1之间，另一端连接至所述步进电机A相驱动使能信号端与光耦合器U1之间；/n所述光耦合器U1的三连接端接地；/n所述光耦合器U1的四连接端通过电阻R3与反相器U2的一连接端电性连接；/n所述反相器U2的二连接端与所述步进电机驱动及斩波电路电性连接；/n所述电阻R2的一端连接至电阻R3与光耦合器U1之间，另一端与电源连接；/n所述电阻R4的一端连接至所述反相器U2与步进电机驱动及斩波电路之间，另一端与电源连接；/n所述步进电机驱动及斩波电路包括门U3、电阻R5、场效应管Q1、续流二极管D0、迟滞比较器U4、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R16和电容C2；/n所述门U3、电阻R5和场效应管Q1依次电性连接；/n所述门U3的一连接端与所述反相器U2的二连接端电性连接；/n所述场效应管Q1的漏极通过步进电机绕组r1与工作电源电性连接；/n所述续流二极管D0并联在所述步进电机绕组r1的两端；/n所述迟滞比较器U4的二连接端与所述电阻R7的一端电性连接，另一端与场效应管Q1的源极电性连接；/n所述电阻R6的一端与场效应管Q1的源极电性连接，另一端接地；/n所述电容C2的一端连接至迟滞比较器U4于电阻R7之间，另一端接地；/n所述电阻R8的一端与迟滞比较器U4的三连接端电性连接，另一端与全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元电性连接；/n所述迟滞比较器U4的一连接端和电阻R9的一端分别与所述门U3的引脚二电性连接；所述电阻R9的另一端连接至迟滞比较器U4于电阻R8之间；/n所述微控制单元的V2连接端与迟滞比较器U4的一连接端电性连接，所述电阻R16的一端电性连接在其之间，另一端与电源连接；/n所述微控制单元的V0连接端连接至所述电阻R3与反相器U2之间；/n所述全电流工作及半流锁定电流控制电路包括电阻R15、二极管D1、电阻R14、电容C4、电阻R12、电阻R13、运算放大器U5、电阻R10、电阻R11和电容C3/n所述微控制单元的V1连接端依次通过二极管D1、电阻R14与运算放大器U5的引脚三串联；/n所述电阻R15的一端连接至二极管D1与微控制单元之间，另一端与电源连接；/n所述电阻R12的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端与电源连接；/n所述电阻R13的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端接地；/n所述电容C4的一端连接至电阻R14与比较器U5之间，另一端接地；/n所述比较器U5的引脚一通过依次串联的电阻R10和电阻R11接地；/n所述比较器U5的引脚二连接至比较器U5的引脚一与电阻R10之间；/n所述电容C3并联在所述电阻R11的两端；/n所述电阻R8与电容C3电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种线切割控制系统步进电机驱动电路，其特征在于,包括步进电机脉冲使能电路、步进电机驱动及斩波电路、全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元；
所述步进电机脉冲使能电路包括电容C1、光耦合器U1、电阻R2、电阻R3、反相器U2和电阻R4；
所述光耦合器U1的一连接端通过电阻R1与步进电机A相驱动脉冲信号端电性连接；
所述光耦合器U1的二连接端与步进电机A相驱动使能信号端电信连接；
所述电容C1的一端连接至所述步进电机A相驱动脉冲信号端与光耦合器U1之间，另一端连接至所述步进电机A相驱动使能信号端与光耦合器U1之间；
所述光耦合器U1的三连接端接地；
所述光耦合器U1的四连接端通过电阻R3与反相器U2的一连接端电性连接；
所述反相器U2的二连接端与所述步进电机驱动及斩波电路电性连接；
所述电阻R2的一端连接至电阻R3与光耦合器U1之间，另一端与电源连接；
所述电阻R4的一端连接至所述反相器U2与步进电机驱动及斩波电路之间，另一端与电源连接；
所述步进电机驱动及斩波电路包括门U3、电阻R5、场效应管Q1、续流二极管D0、迟滞比较器U4、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R16和电容C2；
所述门U3、电阻R5和场效应管Q1依次电性连接；
所述门U3的一连接端与所述反相器U2的二连接端电性连接；
所述场效应管Q1的漏极通过步进电机绕组r1与工作电源电性连接；
所述续流二极管D0并联在所述步进电机绕组r1的两端；
所述迟滞比较器U4的二连接端与所述电阻R7的一端电性连接，另一端与场效应管Q1的源极电性连接；
所述电阻R6的一端与场效应管Q1的源极电性连接，另一端接地；
所述电容C2的一端连接至迟滞比较器U4于电阻R7之间，另一端接地；
所述电阻R8的一端与迟滞比较器U4的三连接端电性连接，另一端与全电流工作及半流锁定电流控制电路和微控制单元电性连接；
所述迟滞比较器U4的一连接端和电阻R9的一端分别与所述门U3的引脚二电性连接；所述电阻R9的另一端连接至迟滞比较器U4于电阻R8之间；
所述微控制单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建华，徐振伟，朱高凯，郎干勇，石荣，吴红英，刘静，杨永广，李香，
申请(专利权)人：扬州万泰电子科技有限公司，江苏安智光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32