一种步进电机驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种步进电机驱动装置，包括步进电机控制装置及步进电机状态检测装置，步进电机控制装置不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机驱动装置


[0001]本技术涉及步进电机控制领域，特别是涉及一种步进电机驱动装置。

技术介绍

[0002]现有技术中在对步进电机进行驱动时，通常是通过控制电流以实现对步进电机的转动的控制。具体地，在对两相步进电机进行控制时，当其中一相输入的电流从零变化至最大值，同时另一相输入的电流从最大值变化至零时，步进电机走过一个步距角，最理想的情况是使输入至两相步进电机的电流中，其中一相输入的电流按照正弦波的形式变化，另一相输入的电流按照余弦波的形式变化，电流的波形变化的越平滑，步进电机走过一个步距角时走的步数越多，每走一步时转动的角度越小，噪音也越小，且步进电机走过一个步距角时，输入至步进电机的电流已变化了四分之一个电角度周期，其中，电流按照正弦波或余弦波的形式变化一个周期即为一个电角度周期。具体地，通过将步进电机的一个步距角细分成多个微步进，细分数和步进电机转动时的稳定性成正比，例如，细分数越多，输入至步进电机的电流越接近正弦波或余弦波的形式，步进电机转动一个微步时的角度越小，步进电机转动的越稳定，噪音也越小。
[0003]现有技术中对输入至步进电机的电流进行控制时，通常先由用户设定对步进电机的一个步距角细分的步进数，生成与对步进电机的一个步距角细分的步进数对应的正弦波信号和余弦波信号后，对该正弦波信号和余弦波信号进行斩波处理，再输出与斩波后的正弦波信号对应的正弦波形式的电流，以及与斩波后的余弦波信号对应的余弦波形式的电流，将正弦波形式的电流和余弦波形式的电流分别输入至步进电机，以驱动步进电机进行运转。但是，传统的步进电机通常为开环步进电机，当开环步进电机的转速较高时，步进电机的线圈的反电动势也随步进电机的转速的提高而变大，因此，步进电机上线圈的电流的变化受到抑制，对步进电机的运行进行控制的力矩随之变小，可能会导致电流对步进电机的驱动失效，导致步进电机丢步。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种步进电机驱动装置，不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种步进电机驱动装置，包括：
[0006]第一输出端与步进电机的控制端连接的步进电机控制装置，用于基于用户的设定生成目标控制信号，并基于所述目标控制信号和反馈信号生成驱动电流信号,以对所述步进电机的运行进行驱动；
[0007]输入端与所述步进电机连接，输出端与所述步进电机控制装置的反馈信号输入端连接的步进电机状态检测装置，用于检测所述步进电机运行时的实际电流信号，并将所述实际电流信号转换为所述反馈信号并发送至所述步进电机控制装置。
[0008]优选地，所述步进电机控制装置包括：
[0009]反馈信号输入端为所述步进电机控制装置的反馈信号输入端的目标信号生成装置，用于基于用户设定的所述步进电机的步进数、所述步进电机运行的方向以及所述步进电机自身的参数生成目标电流弦波信号，并基于所述目标电流弦波信号和所述反馈信号输出实际控制信号；
[0010]输入端与所述目标信号生成装置的输出端连接，输出端为所述步进电机控制装置的第一输出端的步进电机驱动电路，用于基于所述实际控制信号生成所述驱动电流信号，以对所述步进电机的运行进行驱动。
[0011]优选地，所述步进电机为两相步进电机；
[0012]所述目标信号生成装置包括：
[0013]微步处理装置，用于基于用户设定的所述步进数和所述方向生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；
[0014]输入端与所述微步处理装置的输出端连接的弦波发生器，用于读取用户设定的各个脉冲对应的幅值，以生成与所述脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述幅值为余弦波序列的脉冲信号为所述目标电流弦波信号；
[0015]目标信号输入端与所述弦波发生器的目标信号输出端连接，反馈信号输入端为所述目标信号生成装置的反馈信号输入端的反馈调整装置，用于基于所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；基于所述幅值为余弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为余弦波序列的实际脉冲信号；
[0016]输入端与所述反馈调整装置的输出端连接的脉冲宽度调制PWM斩波器，用于将所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第一PWM波形信号；将所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第二PWM波形信号；所述第一 PWM波形信号和所述第二PWM波形信号为所述实际控制信号。
[0017]优选地，所述反馈信号为电流调整系数；
[0018]所述反馈调整装置为乘法器，具体用于将所述幅值为正弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；并将所述幅值为余弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为余弦波序列的实际脉冲信号。
[0019]优选地，所述步进电机驱动电路包括：
[0020]输入端为所述步进电机驱动电路的输入端的预驱动模块，用于将所述第一 PWM波形信号转换为第一驱动信号，以驱动第一桥式电路中的开关管导通或关断；并将所述第二PWM波形信号转换为第二驱动信号，以驱动第二桥式电路中的开关管导通或关断；
[0021]输入端与所述预驱动模块的第一输出端连接，输出端与所述步进电机的第一控制端连接的第一桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第一驱动电压信号至所述
步进电机，以通过与所述第一驱动电压信号对应的正弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动；
[0022]输入端与所述预驱动模块的第二输出端连接，输出端与所述步进电机的第二控制端连接的第二桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第二驱动电压信号至所述步进电机，以通过与所述第二驱动电压信号对应的余弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动。
[0023]优选地，所述步进电机控制装置还包括：
[0024]第一输出端与所述微步处理装置连接，第二输出端与所述弦波发生器连接，第三输出端与所述PWM斩波器连接的寄存器，用于存储用户设定的所述步进数和所述方向对应的步进模式，以使所述微步处理装置基于用户设定的所述步进模式生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；存储所述步进电机的参数以及所述步进电机的参数对应的脉冲信号的幅值；存储与所述步进电机的参数以及所述步进电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种步进电机驱动装置，其特征在于，包括：第一输出端与步进电机的控制端连接的步进电机控制装置，用于基于用户的设定生成目标控制信号，并基于所述目标控制信号和反馈信号生成驱动电流信号,以对所述步进电机的运行进行驱动；输入端与所述步进电机连接，输出端与所述步进电机控制装置的反馈信号输入端连接的步进电机状态检测装置，用于检测所述步进电机运行时的实际电流信号，并将所述实际电流信号转换为所述反馈信号并发送至所述步进电机控制装置。2.如权利要求1所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机控制装置包括：反馈信号输入端为所述步进电机控制装置的反馈信号输入端的目标信号生成装置，用于基于用户设定的所述步进电机的步进数、所述步进电机运行的方向以及所述步进电机自身的参数生成目标电流弦波信号，并基于所述目标电流弦波信号和所述反馈信号输出实际控制信号；输入端与所述目标信号生成装置的输出端连接，输出端为所述步进电机控制装置的第一输出端的步进电机驱动电路，用于基于所述实际控制信号生成所述驱动电流信号，以对所述步进电机的运行进行驱动。3.如权利要求2所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机为两相步进电机；所述目标信号生成装置包括：微步处理装置，用于基于用户设定的所述步进数和所述方向生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；输入端与所述微步处理装置的输出端连接的弦波发生器，用于读取用户设定的各个脉冲对应的幅值，以生成与所述脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述幅值为余弦波序列的脉冲信号为所述目标电流弦波信号；目标信号输入端与所述弦波发生器的目标信号输出端连接，反馈信号输入端为所述目标信号生成装置的反馈信号输入端的反馈调整装置，用于基于所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；基于所述幅值为余弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为余弦波序列的实际脉冲信号；输入端与所述反馈调整装置的输出端连接的脉冲宽度调制PWM斩波器，用于将所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第一PWM波形信号；将所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第二PWM波形信号；所述第一PWM波形信号和所述第二PWM波形信号为所述实际控制信号。4.如权利要求3所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述反馈信号为电流调整系数；所述反馈调整装置为乘法器，具体用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铮，彭金明，冯嘉宁，宋锡全，金芬，
申请(专利权)人：杭州瑞盟科技有限公司，
类型：新型
国别省市：