步进电机控制器以及控制步进电机的方法技术

本发明专利技术涉及步进电机控制器以及控制步进电机的方法。步进电机控制器包括带有控制输出端的控制电路、和专用驱动器脉宽调制电路。专用驱动器脉宽调制电路含有专用驱动器脉宽调制输出端和与相应控制输出端耦合的调制控制输入端。控制器含有一组专用驱动器，其中每一个都含有与专用驱动器脉宽调制输出端的相应一个耦合的专用驱动器输入端、和与控制器的专用驱动器端子耦合的专用驱动器输出端。该步进电机控制器含有公用驱动器脉宽调制电路，该公用驱动器脉宽调制电路含有公用驱动器脉宽调制输出端。还存在含有与公用驱动器脉宽调制输出端耦合的公用驱动器输入端、和与控制器的公用驱动器端子耦合的公用驱动器输出端的公用驱动器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制一台或更多台步进电机的步进电机控制器以及控制带有多个励磁线圈(field coil)的步进电机的方法。更具体地说，本专利技术涉及需要一组专用驱动器和一个公用驱动器的步进电机控制器和方法。每个励磁线圈连接在专用驱动器之一与公用驱动器之间。
技术介绍
步进电机含有提供转子的电枢和形成定子的一个或更多个励磁线圈。所述步进电机的步进电机控制器以所选序列将驱动电流供应给步进电机励磁线圈，以便使电枢逐步加速旋转。可以选择驱动电流序列按整个步长、部分步长、微小步长控制步进电机使电枢旋转，并且，通过保持恒定驱动电流，可以使电枢保持在所希望的固定角位置上。步进电机控制器含有提供驱动电流的驱动器。这些驱动器通常是耦合在电源节点之间的两个串联互补功率晶体管。当一个驱动器与励磁线圈的一端连接，而另一个驱动器与励磁线圈的另一端连接时，形成称为H电桥配置，因此，电流可以沿着任一个方向流过励磁线圈。步进电机控制器常形成单个半导体封装，或可能只是大型多功能半导体封装的电路的一部分。电子工业的趋势和需求要求半导体封装具有集中在小区域硅片空间上的相对多功能。半导体封装的整个尺寸也要求尽可能小，因此，外部端子(引脚、焊点或球)的数量通常受到限制。因此，减少与步进电机驱动器相关联的功率晶体管和外部端子的数量而不影响按整个步长、部分步长、或在一些情况下甚至微小步长增量使电枢加速旋转的步进电机控制器分辨能力要求，将是人们所希望的。附图说明通过结合附图对本专利技术的优选实施例作如下描述，可以使本专利技术以及它的目的和优点得到最好理解，在附图中图1是依照本专利技术的一个实施例与步进电机励磁线圈连接时的步进电机控制器的示意性电路图；图2是依照本专利技术的另一个实施例与步进电机励磁线圈连接时的步进电机控制器的示意性电路图；图3是依照本专利技术的又一实施例与步进电机励磁线圈连接时的步进电机控制器的示意性电路图；和图4是依照本专利技术的一个实施例控制带有多个励磁线圈的步进电机的方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图给出的详细描述旨在作为本专利技术的当前优选实施例的描述，而不是打算代表可以实施本专利技术的唯一形式。应该明白，相同或等同的功能可以通过预定包含在本专利技术的精神和范围之内的不同实施例实现。在附图中，相似标号自始至终用于表示相似元件。而且，术语“包含”、“包括”或其任何其它变体意味着非排他包括，使得包含一系列元件或步骤的电路、设备部件和方法步骤不是仅包括那些元件或步骤，而可以包括未明确列出或所述的电路、设备部件或步骤固有的其它元件或步骤。前面加了“包含一个……”的元件或步骤没有受到太多约束，并不排除包含该元件或步骤的另外相同元件或步骤的存在。在一个实施例中，本专利技术提供了控制一台或更多台步进电机的步进电机控制器。 该步进电机控制器包括带有控制输出端的控制电路，并且具有专用(individual)驱动器脉宽调制电路。专用驱动器脉宽调制电路含有专用驱动器脉宽调制输出端和与相应的控制输出端耦合的调制控制输入端。存在一组专用驱动器，该组中的每个专用驱动器含有与专用驱动器脉宽调制输出端的相应一个耦合的专用驱动器输入端、和与控制器的专用驱动器端子耦合的专用驱动器输出端。该步进电机控制器含有公用(common)驱动器脉宽调制电路，该公用驱动器脉宽调制电路含有公用驱动器脉宽调制输出端。还存在含有与公用驱动器脉宽调制输出端耦合的公用驱动器输入端、和与控制器的公用驱动器端子耦合的公用驱动器输出端的公用驱动器。当存在连接在相应专用驱动器端子与公用驱动器端子之间的一个或更多个步进电机励磁线圈时，将专用脉宽调制驱动电流从专用驱动器端子供应给步进电机励磁线圈，并将公用脉宽调制驱动电流从公用驱动器端子供应给步进电机励磁线圈。在另一个实施例中，本专利技术规定了控制带有多个步进电机励磁线圈的步进电机的方法。该方法由带有一组专用驱动器和公用驱动器的步进电机控制器执行。该组中的每个专用驱动器含有与控制器的专用驱动器端子耦合的专用驱动器输出端，和该公用驱动器含有与控制器的公用驱动器端子耦合的公用驱动器输出端。此外，每个励磁线圈连接在相应的专用驱动器端子与公用驱动器端子之间。该方法包括有选择地在相应的专用驱动器端子上提供由每个专用驱动器提供的专用脉宽调制驱动电流。接着，该方法在公用驱动器端子上供应由公用驱动器提供的公用脉宽调制驱动电流。在又一实施例中，本专利技术提供了控制一台或更多台步进电机的步进电机控制器。 该控制器含有带有控制输出端的控制电路，并且存在一组专用驱动器。该组中的每个专用驱动器包括与控制输出端的相应的一个耦合的专用驱动器输入端、和与控制器的专用驱动器端子耦合的专用驱动器输出端。存在带有公用驱动器脉宽调制输出端的公用驱动器脉宽调制电路。还存在含有与公用驱动器脉宽调制输出端耦合的公用驱动器输入端、和与控制器的公用驱动器端子耦合的公用驱动器输出端的公用驱动器。当存在连接在相应驱动器端子与公用驱动器端子之间的一个或更多个步进电机励磁线圈时，将稳态数字逻辑值从专用驱动器端子供应给步进电机励磁线圈。此外，将脉宽调制驱动电流从公用驱动器端子供应给步进电机励磁线圈。参照图1，其中例示了依照本专利技术的一个实施例与步进电机励磁线圈105连接时控制一台或更多台步进电机的步进电机控制器100的示意性电路图。步进电机控制器100 包括含有控制输出端115的控制电路110，并且包括带有调制控制输入端125的专用驱动器脉宽调制(IDPWM)电路120，调制控制输入端125与作为控制输出端115的相应专用输出端耦合。专用驱动器脉宽调制电路120还含有提供脉宽调制控制信号的专用驱动器脉宽调制输出端130。存在一组专用驱动器135，该组专用驱动器135中的每个专用驱动器136、137、138、139、140含有与专用驱动器脉宽调制输出端130的相应一个耦合的专用驱动器输入端145。此外，每个专用驱动器136、137、138、139、140含有与控制器100的专用驱动器端子巧5耦合的专用驱动器输出端150。步进电机控制器100还包括公用驱动器脉宽调制(⑶PWM)电路160，公用驱动器脉宽调制电路160带有公用驱动器脉宽调制输出端165和与控制电路110的控制输出端115 之一耦合的调制控制输入端170。还包括公用驱动器175，其含有与公用驱动器脉宽调制输出端165耦合的公用驱动器输入端180和与步进电机控制器100的公用驱动器端子190 耦合的公用驱动器输出端185。还包括其它端子195，步进电机控制器100被封装在外壳 196(塑料模制外壳或陶瓷外壳)中，以及步进电机控制器100通常是带有提供外部电接入的端子155、190和195的半导体封装。而且，显而易见，其它电路和端子也可以包含到步进电机控制器100中，以有助于电源接入和功能增加。例如，步进电机控制器100可以是较大半导体封装中的一个功能模块。使用时，如图所示，一个或更多个步进电机励磁线圈105连接在相应专用驱动器端子巧5与公用驱动器端子190之间。每个步进电机励磁线圈105可以是步进电机的唯一励磁线圈，或者，两个或更多个步进电机励磁线圈105可以形成步进电机的一部分。例如， 在例图中，步进电机励磁线圈105A和105B是步进电机191的定子线圈，而步进电机励磁线圈10本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种控制一台或更多台步进电机的步进电机控制器，其中，所述步进电机控制器含有专用驱动器端子和公用驱动器端子，所述步进电机控制器包含：含有控制输出端的控制电路；含有专用驱动器脉宽调制输出端和与相应的所述控制输出端耦合的调制控制输入端的专用驱动器脉宽调制电路；一组专用驱动器，所述组中的每个专用驱动器含有与所述专用驱动器脉宽调制输出端的相应一个耦合的专用驱动器输入端、和与所述控制器的所述专用驱动器端子中的一个耦合的专用驱动器输出端；含有公用驱动器脉宽调制输出端的公用驱动器脉宽调制电路；和含有与所述公用驱动器脉宽调制输出端耦合的公用驱动器输入端、和与所述控制器的所述公用驱动器端子耦合的公用驱动器输出端的公用驱动器，其中，当一个或更多个步进电机励磁线圈连接在相应的专用驱动器端子与所述公用驱动器端子之间时，将专用脉宽调制驱动电流从所述专用驱动器端子供应给所述步进电机励磁线圈，并将公用脉宽调制驱动电流从所述公用驱动器端子供应给所述步进电机励磁线圈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程志宏，陈志军，聂式祥，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US