一种数字步进电机驱动器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字步进电机驱动器，包括主控芯片和控制接口电路，所述控制接口电路包括差分控制信号接头、10-24V控制信号接头和电压转换电路，所述差分控制信号接头与所述主控芯片连接，所述10-24V控制信号接头通过所述电压转换电路与所述主控芯片连接。本实用新型专利技术的有益效果是：由于采用了控制接口电路，使得与PLC等通用控制器的连接十分方便，另外本数字步进电机驱动器电流采样简单，无零漂移，参数调节方便，并且通过串口通讯电路可以方便地通过PC机或外部调试器实现参数调整和调试，也可以通过该通讯口进行指令模式控制，适应多种控制要求场合，还可以对设备发生的故障进行记忆。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种驱动器，具体涉及数字步进电机驱动器。
技术介绍
目前，公知的步进驱动器有的控制信号接口采用光耦隔离的差分接口，只能接收+5V左右的控制信号，如用户采用PLC等通用控制器对步进驱动器进行控制时，需外部增加限流电阻或要求驱动器制造厂家进行定制。在步进控制方法方面，现有步进驱动器主要采用模拟控制方式，驱动器的控制性能受电机的参数和元器件的一致性影响较大。同时，用户在应用过程中，发现设备出现故障，因不能获得驱动器出现任何故障信息，导致不能排除故障，导致设备长期运行不正常。
技术实现思路
·为了解决现有步进驱动器的接口接线适应性差，尤其是不能与PLC等通用控制器直接接线问题，本技术提供了一种数字步进电机驱动器。进一步的，本技术解决的技术问题还包括现有步进驱动器出现故障时，不能直接提示，用户排除故障困难；现有驱动器不能对设备曾经发生的故障进行记忆，用户不能对出现不良进行分析和进行有效改进。为了实现上述目的，本技术提供了一种数字步进电机驱动器。一种数字步进电机驱动器，包括主控芯片和控制接口电路，所述控制接口电路包括差分控制信号接头、10-24V控制信号接头和电压转换电路，所述差分控制信号接头与所述主控芯片连接，所述10-24V控制信号接头通过所述电压转换电路与所述主控芯片连接。优选地，所述控制接口电路还包括故障信号接头，所述故障信号接头与所述主控芯片连接。优选地，还包括状态指示电路，所述状态指示电路与所述主控芯片连接。优选地，还包括电压采样电路，所述电压采样电路与所述主控芯片连接。优选地，还包括电流采样电路，所述电流采样电路与所述主控芯片连接。 优选地，还包括过流保护电路，所述过流保护电路与所述主控芯片连接。优选地，还包括H桥驱动电路和H桥MOSFET电路，所述H桥驱动电路分别与所述主控芯片和所述H桥MOSFET电路连接。优选地，还包括参数设置电路和串口通讯电路，所述参数设置电路和串口通讯电路分别与所述主控芯片连接。优选地，所述电压转换电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的阳极与控制接口电路的光耦的发光二极管的阴极连接、阴极与所述发光二极管的阳极连接，所述10-24V控制信号接头与稳压二极管的阴极连接。优选地，所述H桥MOSFET包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和第二桥臂连接在电源和地之间，所述第一桥臂或第二桥臂与地之间串接有采样电阻。本技术的有益效果是由于采用了控制接口电路，使得与PLC等通用控制器的连接十分方便，另外本数字步进电机驱动器电流采样简单，无零漂移，参数调节方便，并且通过串口通讯电路可以方便地通过PC机或外部调试器实现参数调整和调试，也可以通过该通讯口进行指令模式控制，适应多种控制要求场合，还可以对设备发生的故障进行记忆。附图说明图I是本技术的一种具体实施例的结构框图；图2是图I中的一种H桥MOSFET电路图；图3是图I中的一种接口控制电路图。具体实施方式·以下将结合如图，对本技术的具体实施例做进一步的详细说明。如图I所示，数字步进电机驱动器的一种具体实施例，包括主控芯片I和控制接口电路12，控制接口电路12包括差分控制信号接头、10-24V控制信号接头和电压转换电路，差分控制信号接头与主控芯片12连接，10-24V控制信号接头通过电压转换电路与主控芯片I连接。如图2所示，控制接口电路12的I脚是10-24V控制信号接头，其通过电阻R98和电阻R99与稳压管V3的阴极连接，通过电阻R94和电阻R95与稳压管Vl的阴极连接，通过电阻R96和电阻R97与稳压管V2的阴极连接，控制接口电路12的光耦U2的发光二极管两端的电压即可以稳定在与其工作电压相匹配的范围内(本实施例的发光二极管的工作电压在+5V左右)；同理高速隔离光耦芯片U3的输入脚Al脚和K2脚的电压也会稳定在与其工作电压相匹配的范围内。当采用PLC等控制器对步进驱动器进行控制时，即其采用的控制信号是10-24V的控制信号，即可将本数字步进电机驱动器的控制接口电路12的I脚与该PLC的接口连接，而无需另外增加限流电阻等，同时控制接口电路12还保留了差分信号接头如2脚和3脚，2脚通过R12和R40与芯片Ul的Al脚连接，3脚直接与芯片Kl脚连接，从而差分控制信号可以不经过稳压管的作用而输入芯片U3，即控制接口电路12可以兼容差分控制信号。优选地，控制接口电路还包括与主控芯片连接的故障信号接头，用于向控制器传送来自主控芯片的故障信号，数字步进电机驱动器还包括状态指示电路2、参数设置电路3、串口通讯电路11、EEPROM电路10、H桥驱动电路4、H桥MOSFET电路5、电流采样电路6、电压采样电路7、过流保护电路9和电源电路8 ;状态指示电路2、参数设置电路3、串口通讯电路IUEEPR0M电路10、H桥驱动电路4、电流采样电路6、电压采样电路7和过流保护电路9分别与主控芯片I连接，H桥MOSFET电路5分别与H桥驱动电路4和电流采样电路6连接，电源电路8分别与过流保护电路9和电压采样电路7连接。主控芯片I通过控制接口电路12接收外部脉冲信号PUL、方向信号DIR、使能信号EN等信号，还有经电流采样电路6处理后的电流反馈信号，经过已设定好的参数和相应的算法输出PWM信号，然后经H桥驱动电路4再送至H桥MOSFET电路5以驱动混合式步进电机旋转；这一过程中内部的过流保护电路7、电压采样电路7提供相应保护，在设备出现故障是将相应的故障通过状态指示电路2告知使用者；通过串口通讯电路11可以设置控制环路的相关参数，并对调整后的参数进行试机运行，还可以查看相应波形及记录在主控芯片I的故障记录。其中电流采样信号、电压采样信号送到主控芯片I的A/D端口转化为数字量，经主控芯片I内部处理后，直接输出PWM信号，而电机位置信息通过编码器得到的也是数字量，从而实现了全数字化，消除了模拟电路固有的漂移及参数分散等缺点。如图1-3所示，主控芯片Ul通常采用单片机或DSP，Ul接收外部脉冲信号PUL、方向信号DIR、使能EN信号，经图2中电流采样电路6处理后的电流反馈信号ISOA和IS0B，经过已设定好的参数和相应的算法输出PWM信号，然后经图2中H桥驱动电路4再送至H桥MOSFET电路5，以驱动两相混合式步进电机旋转。A+、A-和B+、B-分别接两相混合式步进电机的两个绕组上。H桥MOSFET电路5包括A相H桥MOSFET电路、B相H桥MOSFET电路，两者结构相同，对于A相H桥MOSFET电路来说,第一桥臂包括第四场效应管M4、和第五场效应管M5,第 二桥臂包括第二场效应管M2和第三场效应管M3，两个桥臂连接在电源VM和地之间，端点A+和端点A-之间串接步进电机的其中一个绕组，第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4和第五场效应管M5分别由开关信号LAH、LAL、RAH和RAL (直接或间接来自主控芯片I)来控制开启和关断，采样电阻RSA串接在第一桥臂或第二桥臂和地之间，即采样电阻RSA串接第五场效应管M5和地之间(相应地，第三场效应管M3的源极则直接接地)，或者第三场效应管M3和地之间。而对于B相H桥MOSFET电路而言，采样电阻RSB串接第九场效应管M9和地之间(相应地，第七场效应管M7的源极则直接接地)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字步进电机驱动器，其特征是：包括主控芯片和控制接口电路，所述控制接口电路包括差分控制信号接头、10？24V控制信号接头和电压转换电路，所述差分控制信号接头与所述主控芯片连接，所述10？24V控制信号接头通过所述电压转换电路与所述主控芯片连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊世辉，李朝晖，张旭，苏喜军，
申请(专利权)人：深圳市英纳仕电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：