[实用新型]两相混合式步进电机驱动控制系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种两相混合式步进电机驱动控制系统的硬件部分的改进。

背景技术：

步进电机是由脉冲控制运行的特殊同步电动机，对应每一供电脉冲，都产生一个恒定量的步进运动，可以是角位移或线位移。步进电机可以实现信号变换，是数字控制系统中广泛应用的执行元件。它具有一定的开环控制精度，步距误差不长期积累，易于启动、停止、正反转及变速，与上位机接口简单方便等特点。随着电力电子技术、控制技术以及电机本体的发展，步进电机在办公自动化、工业自动化机器、数控机械等众多领域获得更广泛的应用。

同时步进电机驱动器也得到了很大的发展和改进。但是目前在工业应用中，多数驱动器体积较大，通用性不强，往往要求外接多路电源，而且成本不低。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种两相混合式步进电机驱动控制系统的硬件部分。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种两相混合式步进电机驱动控制系统，其组成包括: 控制器，所述的控制器分别与过流保护电路、半流锁定电路、相电流设定电路、A相功率驱动电路、B相功率驱动电路、光耦隔离电路、高频DC-DC变换电路、步进电机连接，所述的步进电机分别与所述的A相功率驱动电路、所述的B相功率驱动电路、所述的过流保护电路连接，所述的半流锁定电路与所述的相电流设定电路连接，所述的高频DC-DC变换电路与所述的A相功率驱动电路。

所述的两相混合式步进电机驱动控制系统，所述的控制器采用L297，所述的高频DC-DC变换电路包括PWM控制器集成电路，所述的PWM控制器集成电路采用SI9114A。

有益效果：

本实用新型成本低、体积小，单电源输入范围在25～85Vdc，输出每相电流最大值是7A，通用性强，控制简单，可靠性高。

本实用新型以单片步进电机控制器集成电路L297为控制核心，集成了脉冲分配器、PWM斩波器以及输出逻辑控制单元等丰富模块，使系统控制更加方便简单。采用由晶体三极管和功率MOS管组成的分立式的功率驱动电路代替集成块电路，使系统成本降低，而且能够满足驱动宽电压、大电流的步进电机的要求。以单片电流型PWM控制器集成电路SI9114A为核心，设计的高频DC-DC变换电路解决了系统所需多路电源的需求，降低了系统功耗，减小了电源电路的体积，并且降低了成本。

本实用新型接收步进脉冲信号CP、方向信号DIR、脱机信号FREE以及工作方式选择信号MODE，通过光耦隔离输入给L297。此外系统还具有相电流大小选择、半流锁定以及过流保护等功能。步进电机控制电路以L297为核心。通过内部集成的脉冲分配器产生三种相序信号，对应于三种不同的工作方式：半步方式;基本步距，一相激励方式;基本步距，两相激励方式。脉冲分配器内部是一个3位可逆计数器，加上一些组合逻辑，产生每周期8拍格雷码时序信号，就是半步工作方式时的时序信号。而在基本步距工作方式时，则产生每周期4拍的时序信号。恒流斩波控制技术是目前步进电机控制的主流技术，驱动方式采用PWM等方式，使相绕组电流无论在低频或高频段工作时都保持基本恒定。由于电机的电磁转矩只与电机相绕组电流相关，所以恒流斩波控制技术能够保证电机牵出转矩的平均值基本恒定。同时，电机的高频响应得以提高，共振现象减弱。该两相混合式步进电动机驱动器充分利用了L297的功能，采用恒流斩波驱动控制方法。通过采样电阻反馈相绕组电流值与设定的相绕组电流峰值相比较，产生驱动控制信号，使电源电压工作在开关状态，进而使绕组电流保持在设定值附近波动。由于电源电压并不是一直向绕组供电，而只是一个个窄脉冲，总的输入能量是各脉冲时间的电压与电流乘积的积分，取自电源的能量大幅度下降，降低了发热量，具有较高的效率。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的半流锁定电路的电路原理图。

具体实施方式：

实施例1：