[发明专利]一种步进电机驱动系统及电机系统

说明书

本发明公开了一种步进电机驱动系统及电机系统，包括目标电流信号生成模块、比较器、电流采样模块、电流斩波器和驱动电路，其中，驱动电路能够根据电流斩波器所处的相位对步进电机的驱动进行调整，且当电流斩波器处于衰减相位时控制步进电机的电流衰减，步进电机的衰减速度和步进电机的线圈的电感大小呈正相关，以保证步进电机线圈的电流能够衰减至安全电流，后续步进电机线圈的电流再次上升时不会超过阈值，以减小步进电机运行时的噪声，使步进电机运行的更加平滑。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，特别是涉及一种步进电机驱动系统及电机系统。

背景技术

现有技术中对电机进行驱动时，通常包括电压驱动模式和电流驱动模式，而对于电流驱动模式，在电机线圈的当前电流到达电流阈值后通常需要使电机进入衰减模式，从而使电机线圈的电流下降，以保证在下一个电流周期电机线圈的电流也不会超过电流阈值。

但是，现有技术中对电机进行驱动时的衰减模式的衰减时间和衰减周期是固定的，当步进电机线圈的电感或其他模块的参数变化时，现有技术中的衰减模式无法保证在下一个电流周期来临之前电机线圈的电流能够衰减至安全值，这就会导致步进电机线圈的电流在下一个周期来临后会在衰减后的电流的基础上爬升，从而超过电流阈值，导致步进电机运行时的噪声和振动较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种步进电机驱动系统及电机系统，驱动电路能够根据电流斩波器所处的相位对步进电机的驱动进行调整，且当电流斩波器处于衰减相位时控制步进电机的电流衰减，步进电机的衰减速度和步进电机的线圈的电感大小呈正相关，以保证步进电机线圈的电流能够衰减至安全电流，后续步进电机线圈的电流再次上升时不会超过阈值，以减小步进电机运行时的噪声，使步进电机运行的更加平滑。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种步进电机驱动系统，包括：

目标电流信号生成模块，用于基于用户的设定生成目标电流基准信号；

分别与所述目标电流信号生成模块及电流采样模块连接的比较器，用于对所述目标电流基准信号和实际电流采样信号进行比较，并在所述实际电流采样信号小于所述目标电流基准信号时输出第一电平；在所述实际电流采样信号不小于所述目标电流基准信号时输出第二电平；

与驱动电路连接的所述电流采样模块，用于采集所述驱动电路上的流经所述步进电机的线圈上的电流，并生成所述实际电流采样信号；

与所述比较器连接的电流斩波器，用于在接收到所述第一电平时工作于运行相位，并在接收到第二电平时工作于衰减相位；

与所述电流斩波器连接的所述驱动电路，用于在所述电流斩波器工作于所述运行相位时驱动所述步进电机，以使所述步进电机的线圈的电流上升，并在所述电流斩波器工作于所述衰减相位时驱动所述步进电机，以使所述步进电机的线圈的电流衰减且衰减速度与所述步进电机的线圈的电感大小呈正相关。

优选地，所述步进电机为两相步进电机；

所述目标电流信号生成模块包括：

微步处理装置，用于基于用户设定的步进数和方向生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲序列；

输入端与所述微步处理装置的输出端连接的弦波发生器，用于基于所述步进电机连接的负载的参数设定所述脉冲序列中各个脉冲的幅值，以生成A相电流正弦波序列信号和B相电流正弦波序列信号，所述A相电流正弦波序列信号和所述B相电流正弦波序列信号的相位相差90°；

输入端与所述弦波发生器连接，输出端与所述比较器连接的数模转换器，用于分别将所述A相电流正弦波序列信号和所述B相电流正弦波序列信号进行数模转换，以输出模拟量的A相目标电流基准信号和模拟量的B相目标电流基准信号，模拟量的所述A相目标电流基准信号和模拟量的所述B相目标电流基准信号为所述目标电流基准信号。

优选地，所述数模转换器包括：