一种步进电机堵转检测电路、方法及电子设备技术

本申请提出一种步进电机堵转检测电路、方法及电子设备，堵转检测电路包括采样模块和处理器，采样模块与处理器连接；采样模块用于采集目标线圈的电流信息，并在电流信息大于预设定的电流阈值的情况下，向处理器输出目标数字信号；其中，目标线圈为步进电机的任意一个线圈；处理器用于在目标数字信号对应的脉宽小于预设的脉宽阈值的情况下，确定步进电机发生堵转。处理器通过比较目标数字信号对应的脉宽和预设的脉宽阈值，目标数字信号对应的脉宽小于预设的脉宽阈值，说明电流的峰值发生了降低，同时电流处于峰值附近的时间长度减短，可以确定步进电机发生堵转。定步进电机发生堵转。定步进电机发生堵转。

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机堵转检测电路、方法及电子设备


[0001]本申请涉及电子领域，具体而言，涉及一种步进电机堵转检测电路、方法及电子设备。

技术介绍

[0002]步进电机具有优秀的加速性能和响应性能，使得步进电机非常适合需要频繁启动和停止的设备中。例如，步进电机被广泛应用于自动控制领域，机械加工设备、电脑绘图仪以及3D打印机等设备。
[0003]但在设备工作过程中，偶尔会出现机械结构件损坏或电机转矩不足的情况，可能会造成步进电机堵转。二步进电机长时间的堵转会对步进电机及驱动电路造成损坏。所以对于步进电机的堵转故障检测尤为重要。
[0004]因此，如何准确地完成步进电机的堵转故障检测，成为了困扰本领域技术人员的难题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种步进电机堵转检测电路、方法及电子设备，以至少部分改善上述问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种步进电机堵转检测电路，所述堵转检测电路包括采样模块和处理器，所述采样模块与所述处理器连接；
[0008]所述采样模块用于采集目标线圈的电流信息，并在所述电流信息大于预设定的电流阈值的情况下，向所述处理器输出目标数字信号；
[0009]其中，所述目标线圈为步进电机的任意一个线圈；
[0010]所述处理器用于在目标数字信号对应的脉宽小于预设的脉宽阈值的情况下，确定所述步进电机发生堵转。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述采样模块包括采样电阻、同向放大单元、差分放大单元、检波单元以及转换单元；
[0012]所述采样电阻、所述同向放大单元、所述差分放大单元、所述检波单元以及所述转换单元顺次连接；
[0013]所述采样电阻用于将目标线圈的电流信息转化为电压信息，并将电压信息传输给所述同向放大单元；
[0014]所述同向放大单元用于将获得的电压信息按照预设定的比例放大，并将放大后的电压信息传输给所述差分放大单元；
[0015]所述差分放大单元用于基于参考电压对放大后的电压信息进行差分放大，并将差分放大后的电压信息传输给所述检波单元；
[0016]所述检波单元用于对差分放大后的电压信息进行检波，生成脉冲信号，并将脉冲
信号传输给所述转换单元；
[0017]所述转换单元用于将脉冲信号转换为目标数字信号；
[0018]其中，所述参考电压为与所述电流阈值正相关的电压。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述采样电阻的第一端连接于所述目标线圈对应的H桥驱动器的桥臂下端，所述采样电阻的第二端连接于地，所述同向放大单元的正向输入端连接于所述采样电阻的第一端，所述同向放大单元的输出端与所述差分放大单元的反相输入端连接，所述差分放大单元的同相输入端的输入为参考电压，所述差分放大单元的输出端与所述转换单元的第一端连接，所述检波单元的一端连接于所述差分放大单元的输出端与所述转换单元的第一端之间，所述检波单元的另一端连接于地。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述同向放大单元包括第一比较器、第一电阻以及第二电阻；
[0021]所述第一比较器的同相输入端连接于所述采样电阻的第一端，所述第二电阻的一端连接于地，所述第一电阻的一端连接于所述第一比较器的输出端，所述第二电阻的另一端连接于所述第一电阻的另一端，所述第一比较器的反向输入端连接于所述第二电阻的另一端和所述第一电阻的另一端之间。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述差分放大单元包括第二比较器、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；
[0023]所述第三电阻的一端连接于所述同向放大单元的输出端，所述第三电阻的另一端连接于所述第二比较器的反相输入端，所述第四电阻的一端连接于所述第二比较器的输出端，所述第四电阻的另一端连接于所述第三电阻的另一端和所述第二比较器的反相输入端之间，所述第五电阻的一端连接于所述第二比较器的同相输入端，所述第五电阻的另一端连接所述参考电压，所述第六电阻的一端接地，所述第六电阻的另一端连接于所述第五电阻的一端和所述第二比较器的同相输入端之间。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述检波单元包括第一二极管和第七电阻；
[0025]所述第一二极管的阳极连接于所述差分放大单元的输出端，所述第一二极管的阴极连接于所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端连接于地。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述转换单元包括开关管和第八电阻；
[0027]所述开关管的第一极连接于所述差分放大单元的输出端，所述开关管的第三极接地，所述开关管的第二极连接于所述第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端连接于电源，所述转换单元的输出端设置于所述开关管的第二极和所述第八电阻之间。
[0028]在一种可能的实现方式中，所述转换单元包括第三比较器；
[0029]所述第三比较器的同相输入端连接于所述差分放大单元的输出端，所述第三比较器的另一个输入端接地，所述第三比较器的输出端作为所述转换单元的输出端。
[0030]在一种可能的实现方式中，所述采样电阻的取值为所述目标线圈的电阻值的千分之一。
[0031]在一种可能的实现方式中，所述脉宽阈值的取值范围为6ms至12ms。
[0032]第二方面，本申请实施例提供一种步进电机堵转检测方法，应用于堵转检测电路，所述方法包括：
[0033]获取目标线圈的性能参数，其中，所述目标线圈为步进电机的任意一个线圈，所述
性能参数为与所述目标线圈的电流信息相关的参数；
[0034]将所述性能参数进行同向放大、差分放大以及信号转换，以获取目标数字信号；
[0035]在目标数字信号对应的脉宽小于预设的脉宽阈值的情况下，确定所述步进电机发生堵转。
[0036]在一种可能的实现方式中，所述堵转检测电路包括采样模块和处理器，所述采样模块与所述处理器连接；所述采样模块包括采样电阻、同向放大单元、差分放大单元、检波单元以及转换单元；所述采样电阻、所述同向放大单元、所述差分放大单元、所述检波单元以及所述转换单元顺次连接；所述方法包括：
[0037]所述采样电阻将目标线圈的电流信息转化为电压信息，并将电压信息传输给所述同向放大单元，其中，所述电压信息为一种性能参数；
[0038]所述同向放大单元将获得的电压信息按照预设定的比例放大，并将放大后的电压信息传输给所述差分放大单元；
[0039]所述差分放大单元基于参考电压对放大后的电压信息进行差分放大，并将差分放大后的电压信息传输给所述检波单元，其中，所述参考电压为与预设定的电流阈值正相关的电压；
[0040]所述检波单元对差分放大后的电压信息进行检波，生成脉冲信号，并将脉冲信号传输给所述转换单元；
[0041]所述转换单元将脉冲信号转换为目标数字信号，其中，所述目标数字信号表征对应的电流信息大于所述电流阈值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种步进电机堵转检测电路，其特征在于，所述堵转检测电路包括采样模块和处理器，所述采样模块与所述处理器连接；所述采样模块用于采集目标线圈的电流信息，并在所述电流信息大于预设定的电流阈值的情况下，向所述处理器输出目标数字信号；其中，所述目标线圈为步进电机的任意一个线圈；所述处理器用于在目标数字信号对应的脉宽小于预设的脉宽阈值的情况下，确定所述步进电机发生堵转。2.如权利要求1所述的步进电机堵转检测电路，其特征在于，所述采样模块包括采样电阻、同向放大单元、差分放大单元、检波单元以及转换单元；所述采样电阻、所述同向放大单元、所述差分放大单元、所述检波单元以及所述转换单元顺次连接；所述采样电阻用于将目标线圈的电流信息转化为电压信息，并将电压信息传输给所述同向放大单元；所述同向放大单元用于将获得的电压信息按照预设定的比例放大，并将放大后的电压信息传输给所述差分放大单元；所述差分放大单元用于基于参考电压对放大后的电压信息进行差分放大，并将差分放大后的电压信息传输给所述检波单元；所述检波单元用于对差分放大后的电压信息进行检波，生成脉冲信号，并将脉冲信号传输给所述转换单元；所述转换单元用于将脉冲信号转换为目标数字信号；其中，所述参考电压为与所述电流阈值正相关的电压。3.如权利要求2所述的步进电机堵转检测电路，其特征在于，所述采样电阻的第一端连接于所述目标线圈对应的H桥驱动器的桥臂下端，所述采样电阻的第二端连接于地，所述同向放大单元的正向输入端连接于所述采样电阻的第一端，所述同向放大单元的输出端与所述差分放大单元的反相输入端连接，所述差分放大单元的同相输入端的输入为参考电压，所述差分放大单元的输出端与所述转换单元的第一端连接，所述检波单元的一端连接于所述差分放大单元的输出端与所述转换单元的第一端之间，所述检波单元的另一端连接于地。4.如权利要求3所述的步进电机堵转检测电路，其特征在于，所述同向放大单元包括第一比较器、第一电阻以及第二电阻；所述第一比较器的同相输入端连接于所述采样电阻的第一端，所述第二电阻的一端连接于地，所述第一电阻的一端连接于所述第一比较器的输出端，所述第二电阻的另一端连接于所述第一电阻的另一端，所述第一比较器的反向输入端连接于所述第二电阻的另一端和所述第一电阻的另一端之间。5.如权利要求3所述的步进电机堵转检测电路，其特征在于，所述差分放大单元包括第二比较器、第三电阻、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；所述第三电阻的一端连接于所述同向放大单元的输出端，所述第三电阻的另一端连接于所述第二比较器的反相输入端，所述第四电阻的一端连接于所述第二比较器的输出端，所述第四电阻的另一端连接于所述第三电阻的另一端和所述第二比较器的反相输入端之
间，所述第五电阻的一端连接于所述第二比较器的同相输入端，所述第五电阻的另一端连接所述参考电压，所述第六电阻的一端接地，所述第六电阻的另一端连接于所述第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奉鑫，
申请(专利权)人：成都极米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：