[发明专利]数字式无电阻恒流数控机床用步进电机单相驱动器电路

说明书

技术领域

本发明数字式无电阻恒流数控机床用步进电机单相驱动器电路涉及在步进电机绕组中不串联有电阻的提供恒定电流的数控机床用步进电机驱动器电路领域。

背景技术

以往在数控机床用的步进电机驱动器绕组中均串联有电阻，以便对电源电压波动后产生的大电流进行限流，在绕组中串联有电阻后，主机的驱动频率只能小于等于512赫兹，则拖板运行速度慢，且电阻本身要耗能，故应研制数字式无电阻恒流数控机床用步进电机驱动电路。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字式无电阻恒流数控机床用步进电机单相驱动器电路，提供恒定电流供驱动线切割数控机床步进电机的单相绕组用。

数字式无电阻恒流数控机床用步进电机单相驱动器电路，它主要由输入信号发光二极管D1、输入信号发光二极管限流保护电阻R2、电平转换芯片A路U1A、主芯片、输入电源限流电阻R1、反馈输入光电耦合器IC1、去耦电容C1、输入匹配电阻R7、反馈信号发光二极管D2、限流保护电阻R6、场效应管T1、电流采样电阻R5、开关三极管Q1、步进电机A相绕组XA、快速恢复二极管D3、偏置限流电阻R4、反馈输出光电耦合器IC2、反馈输出上拉电阻R3组成，来自主机的输入脉冲信号经电平转换芯片A路U1A和输入信号发光二极管D1正极间结点A，输入到电平转换芯片A路U1A输入脚3脚，输入信号发光二极管D1负极与输入信号发光二极管限流保护电阻R2一端相连接，输入信号发光二极管限流保护电阻R2另一端连接到第一接地端GND1；电平转换芯片A路U1A输出脚2脚连接到主芯片对应信号输入脚；主芯片相应输出脚连接到反馈输入光电耦合器IC1输入脚3脚，+5伏直流电源经输入电源限流电阻R1连接到反馈输入光电耦合器IC1的电源输入脚2脚，反馈输入光电耦合器IC1接地脚5脚与第二接地端GND2、去耦电容C1一端连接于结点F，+12伏直流电源与去耦电容C1另一端、反馈输入光电耦合器IC1电源输入脚8脚连接于结点C，反馈输入光电耦合器IC1输出脚6脚经输入匹配电阻R7与场效应管T1基极、反馈信号发光二极管D2正极连接于结点G；反馈信号发光二极管D2负极与反馈信号发光二极管D2的限流保护电阻R6一端相连接，限流保护电阻R6另一端、电流采样电阻R5另一端、开关三极管Q1发射极与第二接地端GND2共同连接于结点E；电流采样电阻R5一端、开关三极管Q1基极与场效应管T1源极三者连接于结点S；场效应管T1漏极、步进电机A相绕组XA一端和快速恢复二极管D3正极共同连接于结点D，步进电机A相绕组XA另一端、快速恢复二极管D3负极、偏置限流电阻R4一端和+12伏直流电源共同连接于结点H；偏置限流电阻R4另一端与反馈输出光电耦合器IC2中的发光二极管正极相连接，开关三极管Q1集电极与反馈输出光电耦合器IC2中发光二极管负极相连接，反馈输出光电耦合器IC2中三极管集电极和反馈输出上拉电阻R3一端之间的结点B连接到主芯片对应反馈信号输入脚，反馈输出上拉电阻R3另一端与+5伏直流电源相连接，反馈输出光电耦合器IC2中三极管发射极连接到第一接地端GND1。

本发明数字式无电阻恒流数控机床用步进电机单相驱动器电路的设计原理及其结构进一步说明如下：

来自线切割数控机床计算机主机的输入脉冲信号幅值为12伏特，故需经电平转换芯片A路U1A降幅至5伏特后才能输入到5伏特的主芯片相应输入端，使主芯片正常工作；为了监测来自主机的输入脉冲信号，需在输入脉冲信号电路中加装输入信号发光二极管，为了保护输入信号发光二极管，则输入信号发光二极管还需经串联连接的输入信号发光二极管限流保护电阻限流后再与第一接地端相连接。

在主芯片中通过编程对主机降幅后的输入信号进行脉宽调制，其调制频率大于或等于15千赫，使66微秒脉宽信号被调制为25微秒到66微秒的较小的脉宽信号电流范围内，从而，在步进电机绕组中可以得到稳定的输出电流，而不受外界直流电源电压的影响，也就不需要在步进电机的绕组中串联有电阻，即成为无电阻恒流线切割机床用步进电机单相驱动器电路。