细分两相步进电机驱动器制造技术

一种细分两相步进电机驱动器，具体技术是包括依次相连的主控制芯片电路１，电流设定电路２，Ｄ／Ａ转换器电路３，驱动双Ｈ桥的驱动电路４，驱动步进电机的双Ｈ桥电路５，电流取样电路７，比较电路６，温度检测电路８，驱动器过流检测电路９，过压／欠压检测电路１０，双Ｈ桥过流检测电路１１。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
细分两相步进电机驱动器
本技术涉及步进电机，具体是指细分两相步进电机驱动器。
技术介绍
目前，已知的两相步进电机驱动器按电流衰减方式分主要有三种。第一种是慢速衰减，第二种是快速衰减，第三种是混合衰减。第一种方式虽然效率高，但由于响应速度慢因此只适用于小电感电机。第二种方式有较好的响应速度，但降低了效率的同时也增大了电流纹波。第三种综合了前两种的优势，在提高效率的同时也降低了纹波。但目前采用混合衰减方式的驱动器一般为频率模式，即以频率的高低决定快速衰减的时间。但该模式忽略了细分因素，同时对于大电感电机在高速时其电流衰减效果不理想。造成效率降低，纹波大，高速性能不好的缺点。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有细分两相步进电机驱动器存在的问题而提供一种细分两相步进电机驱动器。本技术的目的可以通过以下技术方案来达到：这种细分两相步进电机驱动器包括驱动电路和步进电机，驱动电路包括电源分配电路产生基准波数据的IC芯片、D/A、放大器、比较放大器、线性功放电路，其特征是主控芯片接收脉冲信号、方向信号、使能信号以及温度信号、过压/欠压信号、过流检测信号，并且输出正弦/余弦基准波数据信号、双H桥控制信号、自动减流输出信号、14种不同的细分选择信号。其中输出双H桥控制信号给双H桥驱动器，双H桥驱动器输出信号直接驱动双H桥电路，双H桥电路接步进电机的绕组。-->本技术还包括下述技术方案：双H桥驱动器，它包括4个相同的高/低端驱动电路，其中每个电路包括1个高/低端驱动芯片和与之相连的二极管、电阻、电容。双H桥电路，它包括8个MOS管Q1-Q8和电阻，其中电阻R15与R86并联、R14与R85并联作为电机绕组的电流取样电阻，其输出A+、A-、B+、B-直接接两相步进电机的两个绕组。主控芯片U9脚38、39、41、42输出控制步进电机A相的H桥控制信号HRA、LRA、LLA、HLA，脚5、6、8、9输出控制步进电机B相的H桥控制信号HRB、LRB、LLB、HLB，以上8个控制信号再分别输入双H桥驱动芯片U1-U4，其中U1脚12得到HRB信号、脚14得到LRB信号后从第脚8输出驱动双H桥右端高端的BRH+信号，从脚1输出驱动H桥右端低端的BRL+信号，该两个信号分别驱动H桥的Q3、Q5，其中C4用于高端驱动电压提升；D15用于为高端驱动提供提升电压；R13、R12用于驱动Q3、Q5；D5、D12用于关断Q3、Q5对MOS的G极放电。电流设定电路，它包括8位数码开关SW1、U12、R49-R54，通过拨上/拨下SW1的第1-3位，对U12调整电阻R53、R52、R49选择不同的组合，得到不同的电压分值参考电压VREF给D/A转换电路；其中U12脚1、2之间跨接电阻R54，R54接D/A脚1，电阻R48、R49、R52、R53串接在U12脚1与地之间，电阻R48、R49、R52、R53之间分别接SW1，SW1接U9脚48-51。双H桥过流检测电路，它包括比较器U6A、U6D电路，其中比较器负端接收经过R11/C1、R1/C55作RC滤波后的A相采样电流ISA、B相采样电流ISB取样电路信号，比较器正端接参考电压VS，比较器输出保护信号PROTECTION给U9脚10、37，U9输出告警信号。驱动器过流检测电路，它包括Q11、Q12、电阻R16、R34-R36，其中-->外部电源VIN分别接Q11发射极和经电阻R16、R34接Q11基极；Q11集电极和Q12基极与地之间跨接电阻R35、R36；Q12集电极输出保护信号PROTECTION给U9脚10、37。过压/欠压检测电路，它包括U14A、U14B，其中由驱动器过流检测电路的电压经R78、R79、R59分压后输入U14A负端和U14B正端；由VCC分压得到的电压VS分别输入U14A正端和U14B负端；两电压比较，U14A输出保护信号PROTECTION和U14B输出使能信号ENABLE分别接U9脚61和脚10、37。温度检测电路，它包括温敏电阻RTEMP和与之相连的电阻R2，RTEMP与R2之间输出信号过温OVTEMP接U9脚26。主要IC芯片的使用，主控芯片U9采用IM2000S；双H桥驱动芯片U1-U4采用IR2110S、IR2010(S)、IR2103(S)、IR2106(S)、IR2110、IR2112(S)、IR2113(S)。本技术具有如下优点：由于采用了先进的IM2000S集成芯片，其优越的混合衰减模式使驱动器在正弦\\余弦波的上升沿应用慢速衰减保持最小的电流纹波，同时具有极高的效率；在正弦\\余弦波的下降沿采用慢速衰减与快速衰减相结合的混合模式，使电流快速减少的同时能提高效率，降低电流纹波。而且该芯片能根据供电电压的变化自动调整快速衰减的时间宽度，并适应较大电感范围的步进电机。主芯片从比较电路6的输出得到恒流斩波的控制信号后，输出恒流斩波的双H桥控制信号。由此，实现了独特的恒流斩波，混合衰减方式，达到了理想的电机电流控制，减少了电机的噪声与发热，提高了效率并降低电流纹波。采用先进的IM2000S与桥驱动器IR2110S连接方式，简化电路的同时大大提高了驱动电路的可靠性。其全面的保护功能对温度、电压、电流进行实时检测，保证了电机与驱动器的安全运行。-->附图说明图1是本技术的电路方框图，其中(1)主控芯片U9，(2)电流设定电路，(3)D/A转换器，(4)双H桥驱动器，(5)双H桥电路，(6)比较电路，(7)电流取样电路，(8)温度检测电路，(9)驱动器过流检测电路，(10)过压/欠压检测电路，(11)双H桥过流检测电路。图2是图1中1、4、5、7的电路原理图。图3是图1中2、3、6、8、9、10、11的电路原理图。具体实施方式本技术包括依次相连的主控制芯片电路1，电流设定电路2，D/A转换器电路3，驱动双H桥的驱动电路4，驱动步进电机的双H桥电路5，电流取样电路7，比较电路6，温度检测电路8，驱动器过流检测电路9，过压/欠压检测电路10，双H桥过流检测电路11。其中，由外部信号源提供的脉冲、方向、使能信号输入主控制芯片；主控制芯片输出的正弦/余弦基准波数据输入D/A转换器电路3进行转换，其输出送入比较电路6，比较电路的输出再直接输入主控制芯片1；主控制芯片输出的双H桥控制信号输入双H桥驱动器电路4，其输出直接驱动双H桥电路5，由双H桥电路5直接驱动步进电机，以达到控制两相步进电机的目的。同时温度检测电流8，驱动器过流检测电路9，过压/欠压检测电路10，双H桥过流检测电路11为这个驱动电路提供全面的保护。产生正弦/余弦基准波数据、双H桥控制信号，接收温度、过压\\欠压、过流检测信号的主芯片1采用IM2000S集成芯片。该芯片内含正弦/余弦发生器，可提供控制两相步进电机的基准波数据。同时，提供混合衰减的模式：在正弦\\余弦波的上升沿固定采用慢速衰减模式；在正弦\\余弦波下降沿采用混合衰减模式，即除了应用慢速衰减外，在固定的相位上使用快速衰减使电机线圈中的电流快速减少。另外，该芯片提供14种不同的细分选择；提供自动-->减流输出信号，当最后一个输入脉冲信号上升沿到来后的大约1.5秒，该信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细分两相步进电机驱动器，包括电源分配电路、主控制ＩＣ芯片、Ｄ／Ａ、放大器、比较放大器、线性功放电路，其特征是主控芯片接收脉冲信号、方向信号、使能信号以及温度信号、过压／欠压信号、过流检测信号，并且输出正弦／余弦基准波数据信号、双Ｈ桥控制信号、自动减流信号、提供１４种不同的细分选择，其中输出双Ｈ桥控制信号给双Ｈ桥驱动器，双Ｈ桥驱动器输出信号直接驱动双Ｈ桥电路，双Ｈ桥电路接步进电机的绕组。

【技术特征摘要】
1、一种细分两相步进电机驱动器，包括电源分配电路、主控制IC芯片、D/A、放大器、比较放大器、线性功放电路，其特征是主控芯片接收脉冲信号、方向信号、使能信号以及温度信号、过压/欠压信号、过流检测信号，并且输出正弦/余弦基准波数据信号、双H桥控制信号、自动减流信号、提供14种不同的细分选择，其中输出双H桥控制信号给双H桥驱动器，双H桥驱动器输出信号直接驱动双H桥电路，双H桥电路接步进电机的绕组。2、根据权利要求1所说的驱动器，其特征是双H桥驱动器包括4个相同的高/低端驱动电路，其中每个电路包括1个高/低端驱动芯片和与之相连的二极管、电阻；双H桥电路包括8个MOS管Q1-Q8和电阻，其中电阻R15与R86并联、 R14与R85并联作为电机绕组的电流取样电阻，其输出A+、A-、B+、B-直接接两相步进电机的两个绕组；主控芯片U9脚38、39、41、42输出控制步进电机A相的H桥控制信号HRA、LRA、LLA、HLA，脚5、6、8、9输出控制步进电机B相的H桥控制信号HRB、LRB、LLB、HLB，以上8个控制信号再分别输入双H桥驱动芯片U1-U4，其中U1脚12得到HRB信号、脚14得到LRB信号后从第8脚输出驱动双H桥右端高端的BRH+信号，从脚1输出驱动H桥右端低端的BRL+信号，该两个信号分别驱动H桥的Q3、Q5，其中C4用于高端驱动电压提升；D15用于为高端驱动提供提升电压；R13、R12用于驱动Q3、Q5；D5、D12用于关断Q3、Q5对MOS的G极放电。3、根据权利要求1所说的驱动器，其特征是电流设定电路包括4位数码开关SW1、U12、R49-R54，通过拨上/拨下SW1的第1-3位，对U12调整电阻R53、R52、R49选择不同的组合，得到不同的电压分值参考电压VREF给D/A转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫平，
申请(专利权)人：深圳市雷赛机电技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]