一种新型多细分高电压两相步进电机驱动器制造技术

一种新型多细分高电压两相步进电机驱动器，包括依次相连的给控制线路供电的高频开关电源电路（１），产生ＥＰＲＯＭ地址的脉冲计数电路（２），存储基准波数据与相位数据的ＥＰＲＯＭ电路（３），Ｄ／Ａ转换器电路（４），产生双Ｈ桥驱动信号的双Ｈ桥驱动电路（６），驱动步进电机的双Ｈ桥电路（７），过压过流保护电路（８），其特征是：还包括有快速充电－快速放电－续流方式的恒流斩波电路，其中，Ｄ／Ａ转换器电路（４）的输出和双Ｈ桥电路（７）的电流取样输出与恒流斩波电路的输入相连，恒流斩波电路的输出和双Ｈ桥驱动电路（６）的输入相连。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型多细分高电压两相步进电机驱动器。
技术介绍
目前，市场上的两相步进电机的驱动器按电压分主要有三种。第一种是40～50VDC，第二种是80VDC，第三种是100VAC～120VAC。第一种和第二种驱动电路由于电压低，较难驱动大扭矩的步进电机，使用范围有很大的限制。第三种驱动电路由于其电压高，易于驱动大扭矩的步进电机，因而受到了很大的欢迎。但是，由于电压高，电机电流变化速率大，电机电流控制则成了最大的难点。因此，市场上现有的100VAC～120VAC两相步进电机的驱动电路或是采用专用IC半步驱动的方式，或是采用单片机控制细分驱动方式；这两种方式在恒流斩波方式上如采用传统的快速充电-续流方式，则电机电流控制不理想；如采用快速充电-快速放电方式，则电机噪声大，发热大。同时，采用半步驱动方式的还有控制精度不高的缺点；采用单片机控制，细分驱动方式还有高速响应速度慢，高速扭矩小，高速性能不好的缺点。专利技术目的本技术的目的是提供一种噪声小、发热少、步进电机定位精确的新型多细分高电压两相步进电机驱动器。本技术实现上述目的的方案是它包括依次相连的给控制线路供电的高频开关电源电路1，产生EPROM地址的脉冲计数电路2，存储基准波与相位数据的EPROM电路3，D/A转换器电路4，产生双H桥驱动信号的双H桥驱动电路6，驱动步进电机的双H桥电路7，过压过流保护电路8，还包括有快速充电-快速放电-续流方式的恒流斩波电路，其中，D/A转换器电路4的输出和双H桥电路7的电流取样输出与恒流斩波电路的输入相连，恒流斩波电路的输出和双H桥驱动电路6的输入相连。所述快速充电-快速放电-续流方式的恒流斩波电路由产生脉宽调制波的比较电路5，设定最小快速放电时间的延时电路9，和脉冲分配电路10组成，比较电路5的输出和延时电路9的输入相连，延时电路9的输出和脉冲分配电路10的输入相连。设定最小快速放电时间的延时电路9采用RC充电方式实现延时时间调节。脉冲分配电路10采用D触发器电路、与电路和或非电路实现双H桥脉冲分配。D触发器电路由U10构成，其中，U10的第11脚与方波信号相连，U10的第3脚与方波信号的反向信号相连。D/A转换器电路4和驱动步进电机的双H桥电路7采用运算放大器实现基准波与采样电流的放大。设定最小快速放电时间的延时电路9由R54、R55、R56、R57、C33、C34组成，其中，R54、R56、C34依次相连，R55、R57、C33依次相连，R56、C34的连接端与斯密特整形反向器U11的输入端相连，R57、C33的连接端与斯密特整形反向器U11的输入端相连。采用以上方案的有益效果由于采用比较电路，延时电路，和脉冲分配电路组成的恒流斩波电路，实现了独特的快速充电-快速放电-续流的恒流斩波方式，达到了理想的电机电流控制，解决了高电压步进电机的电流控制难点，减小了步进电机噪声与发热；采用带运放电路的细分电流控制技术，解决了电机精确定位问题，极大的改善了步进电机的高速运行问题和平稳性问题；采用EPROM加数字逻辑电路的设计结构，提高了高速响应速度，加大了步进电机的高速扭矩，因而步进电机的高速性能更好，可达3000转/分钟，而普通设计仅为2000转/分钟。下面通过具体的实施例并结合附图对本技术作进一步详细的描述。附图说明图1是本技术的结构框图。图2，图3，图4是本技术的实施例具体示意图。见图1，所示新型多细分高电压两相步进电机驱动器，包括依次相连的高频开关电源电路1，脉冲计数电路2，EPROM电路3，D/A转换器电路4，双H桥驱动电路6，双H桥电路7，过压过流保护电路8，还包括有快速充电-快速放电-续流方式的恒流斩波电路。所述快速充电-快速放电-续流方式的恒流斩波电路由比较电路5，延时电路9，脉冲分配电路10组成。所述脉冲计数电路2的输出端接EPROM电路3，EPROM电路3的基准波数据输出端接D/A转换器电路4，D/A转换器电路4的输出端和EPROM电路3的相位输出端以及双H桥电路7的电流取样输出端接比较电路5，比较电路5的输出端接延时电路9，延时电路9的输出端接脉冲分配电路10，脉冲分配电路10的输出端接双H桥驱动电路6，双H桥驱动电路6的输出直接驱动双H桥电路7，过压过流保护电路8的输出端控制双H桥驱动电路6，使能输入控制恒流斩波电路5，高频开关电源电路1为各电路环节提供电源其中外部输入的脉冲/方向控制信号经过脉冲计数电路2后，产生隔离的脉冲/方向信号，经计数后产生的计数结果用于确定EPROM的地址，再由EPROM输出基准波数据和相位信号；电机电流设定开关通过设定不同的逻辑组合，用于确定EPROM的地址，改变EPROM输出基准波数据和相位信号，进而设定电机电流有效值范围为2～6Amp；细分设定开关通过设定不同的逻辑组合，用于确定EPROM的地址，改变EPROM输出基准波数据和相位信号，进而设定电机运行步距；外部输入的使能信号可以关断恒流斩波电路5，使电机处于自由状态，方便位置调节；外部输入的电源30～120VAC通过整流滤波后一部分接双H桥电路，为步进电机提供电源，一部分通过高频开关电源电路1产生+5V/+12V控制电压，为各环节提供工作电压；双H桥电路直接接两相步进电机的两个绕组，对绕组进行驱动，构成本驱动电路的输出信号。整个电路的工作原理概述如下外部输入的脉冲/方向控制信号经过脉冲计数电路2后，产生隔离的脉冲/方向信号，该脉冲/方向信号经计数后产生的计数结果与细分设定开关所设定的逻辑组合值确定EPROM的地址，由EPROM输出基准波数据和相位信号；电机电流设定开关所设定的电压值作为D/A转换的参考值；基准波数据经D/A转换器电路4后，得到正/余弦基准波；该基准波与EPROM输出的相位信号以及双H桥电路7输出的电流取样信号经恒流斩波电路5后，得到8路双H桥驱动信号；该8路驱动信号通过双H桥驱动电路6驱动双H桥电路7，再由双H桥电路对两相步进电机的两个绕组进行驱动，达到对两相步进电机进行速度/方向控制的目的。一个具体的实施例如图2，图3，图4所示，图中名称相同的连接端相连，工作原理简述如下图4中外部输入电源36～120VAC的L，N依次通过热敏电阻NTC1，保险丝FUSE1后，经电容X1，Y1，Y2滤波，经整流桥BRG1整流，得到直流电压，再经电解电容C1，C2滤波后，得到电压VIN，接双H桥电路MOS1～MOS4的D极，为步进电机提供供电电源。同时，VIN通过高频开关电源电路产生+12V，+12V通过三端稳压器U1(78L05)产生+5V。其中，U2为PWM控制IC(UC3843)；R6，R7为分压电阻，为U2提供反馈电压；R9为电流取样电阻，为U2提供反馈电流；D11用于吸收高频尖峰；D9为付方整流二极管；当电源工作正常后，+5V通过R88点亮LED1。图2中外部输入的脉冲PUL/方向DIR控制信号经过脉冲计数电路2中的光电耦合器OPTO1(QTC2530)后，产生隔离的脉冲PULSE/方向DIRECTION信号，脉冲信号经U21(74LS14)两次反向后，与方向信号一起用于脉冲计数电路2中的脉冲计数。其中，R84，R83为上拉电阻，C57～C59用于高频滤波。外部输入的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫平，古进，
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：