步进电机高低压三态细分驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术通过恒流斩波充分发挥高低压和细分的优越性，采用了两个对称的正、负阶梯波形成网络，两个反馈信号，来控制细分电流的上升台阶和下降台阶。与现有技术相比，彻底清除了低速运转时低频振荡，提高了细分定位精度和快速移动能力，增加了驱动装置的可靠性等特点。适用于较高精度及可靠性要求的驱动控制装置，亦可驱动五相等独立绕组的步进电机。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
步进电机高低压三态细分驱动装置本技术是涉及步进电机驱动电源装置，特别是一种步进电机高低压三态细分驱动装置。在对步进电动机等电感性负载的驱动电源装置，其技术关键是，如何克服低速运转时的低频振荡；高速移动能力；定位精度；可靠性等问题。在专利申请号89202160.8的专利公开了＂一种可变细分式步进电机驱动电源＂，采用了无源电阻网络D/A转换技术形成台阶式的细分阶梯波，通过上、下管的双管恒流斩波技术，用上管斩波来达到细分的目的，但仅能满足细分的上升台阶，对下降台阶无任何作用，使某些频率点仍存在低频振荡，且存在细分台阶不易调整，精度差等不足之处。本技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，而提供一种兼顾高、低速运行要求，清除低频振荡，提高细分定位精度和高速移动能力，增加可靠性的步进电机高低压三态细分驱动装置。本技术的上述目的是通过这样的结构采实现的，包括有控制信号XG、上管控制逻辑5、比较器6、过流检测控制8、R14，其编码信号A1.A2.A4与正的D/A网络2、负的D/A网络3和下管控制逻辑4相接，负的D/A网络3的输出与比较器7的输入端相接，比较器7的另一输入端与取样电阻R15和二极管V8的正极相按，取样电阻R15另一端按地，比较器7的输出与下管控制逻辑4相接；调压管T的集电极C与高压VHH相接，基极b与调压管推动1相接，发射极e与二极管V3；负极、电阻R3和上管推动及上管10相接，二极管V3的正极、电阻R3的另一端、电容C3正极、续流二板管V7的负极和二极管V9的负极相接，二极管V9的正极接高压VHL，电容C3另一端接地。本技术是通过恒流斩波充分发挥高低压和细分的优越性，采用了两个对称的正、负阶梯波形成网络，两个反馈信号，来控制细分电流的上升台阶和下降台阶。其工作原理，控制器输出的编码信号A1.A2.A4经过正的D/A网络2变换出正阶梯波信号TP，TP与电流取样信号FP在比较器6进行比较，经过上管控制逻辑5去控-->制上管推动及上管10斩波，当TP＞FP时，上、下管导通，电机绕组LM电流增大，为电流上升态；当TP＜FP时，上管关断，电机绕组LM的电流通过下管11→R14→R15→V8→回LM，为电流维持态；在控制器输出的细分编码信号A1.A2.A4经过负的D/A网络3变换出负阶梯信号TN，TN≈-TP，TN与电流取样信号FN在比较器7进行比较，当TN＞FN时，经过下管控制逻辑4和上管控制逻辑5同时关断上管10和下管11，电机烧组LM的电流通过V7→C3→R15→V8→回LM，电机绕组LM贮能向电容C3充电，为电流下降态。通过三态的控制，使电机线组LM电流波形与给定的阶梯波TP一致，从而有效地解决了电机的低频振荡和细分定位。电流控制回路为上、下管恒流斩波控制电路，控制信号XG通过调压管推动1来控制调压管的导通和截止。步进电机细分运转时，调压管T截止，VHL通过二极管V9、V3向上管推动及上管10提供高压电流，电容C3的电压为VHL；电机高速运转时，调压管T导通，VHH，加在上管推动及上管10上，VHH通过电阻R3向C3充电，使C3上电压为VHH。电容C3成为本驱动装置的二次电源，从而实现高速时用高压驱动电机，低速时用低压驱动的目的。本技术，除具有过流等保护功能外，还具有下管自检控制装置，对下管损坏，能影响细分的下降台阶和高速驱动能力，故应随时检测下管的工作情况，由二极管V2的负极与下管推动及下管11相接，其正极与电阻R13、电容C7、比较器9的一个输入端相接，电阻R13的另一端接电源，电容C7的另一端接地，比较器9的另一输入端与电阻R22、R23相接，电阻R23的另一端接地，电阻R22的另一端与反相器IC5：C的输出相接，反相器IC5：C的输入与控制信号GF和下管控制逻辑4相接，比较器9的输出与下管控制逻辑4和故障逻辑控制13相接。其工作原理，控制信号GF信号为高，电机可以运转，此时反相器IC5：C输出为低，即比较器9的负输入端为地电平，比较器9恒输出如高，下管控制逻辑4和上管控制逻辑5开放，上、下管可以斩波运行；GF信号为低，上、下管被关断，此时反相器IC5：C输出为高，即比较器的负输入端按一设置电平。若下管被烧，则比较器9的正极的电平更低；反之，比较器9保持为高，下管完好。-->本技术与现有技术相比，由于采用高、低压与细分相结合，充分发挥各自优越性，彻底消除了低速运转时低频振荡，提高了细分定位精度和快速移动能力，增加了驱动装置的可靠性等特点。适用于较高精度及可靠性要求的驱动控制装置，亦可驱动五相等独立绕组的步进电机。本技术结合附图进一步说明。图1为本技术结构示意图；图2为本技术实施例示意图；图3为本技术的功能块AD1的详细结构示意图。图中：1-调压管推动  2-正的D/A网络  3-负的D/A网络  4-下管控制逻辑  5-上管控制逻辑  6-比较器  7-比较器  8-过流检测控制  9-比较器  10-上管推动及上管  11-下管推动及下管  13-故障逻辑控制如图1所示，控制信号XG控制高压VHH、低压VHL切换，控制信号GF控制电机停转和下管检测，细分编码信号A1.A2.A4是输入信号，ALAM信号是本装置的输出信号，指示有过流、下管烧毁等故障。图2为实施例结构示意图，实施例驱动装置是三相反应式步进电机，图中仅示一相的驱动装置结构示意图，其余相的驱动装置完全相同。在图2中所示的功能块AD1的详细结构示于图3。正的D/A网络2和负的D/A网络3可用电子模拟开关及电阻构成，亦可采用D/A芯片或电阻网络等构成。调压管推动1和调压管T、上管推动及上管10和下管推动及下管11可采用CTR、VMOS、IGBT及其相应的推动电路构成。比较器6由R26、IC2：A、R30、R21构成。比较器7由R27、IC2：C、R28、R32构成。过流检测控制8由R18、R19、R29、IC2：B、R31、R24构成。比较器9由R20、IC2：D、R33、R25构成。上管控制逻辑5由IC5：A、IC1：8构成。下管控制逻辑4由IC1：A、IC3：C、IC5：F、IC4：D、IC5：E、IC3：A、IC5：D构成。故障逻辑控制13由IC5：B、R11、C6、V6、V5、R12、IC3：B、IC3；D、IC4：A、IC4：B、R6、V4等构成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机高低压三态细分驱动装置，包括有控制信号ＸＧ、上管控制逻辑（５）、比较器（６）、过流检测控制（８）、Ｒ１４，其特征是编码信号Ａ１．Ａ２．Ａ４与正的Ｄ／Ａ网络（２）、负的Ｄ／Ａ网络（３）和下管控制逻辑（４）相接，负的Ｄ／Ａ网络（３）的输出与比较器（７）的输入端相接，比较器（７）的另一输入端与取样电阻Ｒ１５和二极管Ｖ８的正极相接，取样电阻Ｒ１５另一端接地，比较器（７）的输出与下管控制逻辑（４）相接；调压管Ｔ的集电极Ｃ与高压ＶＨＨ相接，基极ｂ与调压管推动（１）相接，发射极ｅ与二极管Ｖ３负极、电阻Ｒ３和上管推动及上管（１０）相接，二极管Ｖ３的正极、电阻Ｒ３的另一端、电容Ｃ３正极续流二极管Ｖ７的负极和二极管Ｖ９的负极相接，二极管Ｖ９的正极接高压ＶＨＬ，电容Ｃ３另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种步进电机高低压三态细分驱动装置，包括有控制信号XG、上管控制逻辑(5)、比较器(6)、过流检测控制(8)、R14，其特征是编码信号A1.A2.A4与正的D/A网络(2)、负的D/A网络(3)和下管控制逻辑(4)相接，负的D/A网络(3)的输出与比较器(7)的输入端相接，比较器(7)的另一输入端与取样电阻R15和二极管V8的正极相接，取样电阻R15另一端接地，比较器(7)的输出与下管控制逻辑(4)相接；调压管T的集电极C与高压VHH相接，基极b与调压管推动(1)相接，发射极e与二极管V3负极、电阻R3和上管推动及上管(10)相接，二极管V3的正极、电阻R3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿，
申请(专利权)人：国营重庆巴山仪器厂，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]