專利名稱：步進電機高低壓三態(tài)細分驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及步進電機驅(qū)動電源裝置，特別是一種步進電機高低壓三態(tài)細分驅(qū)動裝置。
在對步進電動機等電感性負載的驅(qū)動電源裝置，其技術(shù)關(guān)鍵是，如何克服低速運轉(zhuǎn)時的低頻振蕩；高速移動能力；定位精度；可靠性等問題。在專利申請?zhí)?9202160.8的專利公開了＂一種可變細分式步進電機驅(qū)動電源＂，采用了無源電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換技術(shù)形成臺階式的細分階梯波，通過上、下管的雙管恒流斬波技術(shù)，用上管斬波來達到細分的目的，但僅能滿足細分的上升臺階，對下降臺階無任何作用，使某些頻率點仍存在低頻振蕩，且存在細分臺階不易調(diào)整，精度差等不足之處。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，而提供一種兼顧高、低速運行要求，清除低頻振蕩，提高細分定位精度和高速移動能力，增加可靠性的步進電機高低壓三態(tài)細分驅(qū)動裝置。
本實用新型的上述目的是通過這樣的結(jié)構(gòu)采實現(xiàn)的，包括有控制信號XG、上管控制邏輯5、比較器6、過流檢測控制8、R14，其編碼信號A1.A2.A4與正的D/A網(wǎng)絡(luò)2、負的D/A網(wǎng)絡(luò)3和下管控制邏輯4相接，負的D/A網(wǎng)絡(luò)3的輸出與比較器7的輸入端相接，比較器7的另一輸入端與取樣電阻R15和二極管V8的正極相按，取樣電阻R15另一端按地，比較器7的輸出與下管控制邏輯4相接；調(diào)壓管T的集電極C與高壓VHH相接，基極b與調(diào)壓管推動1相接，發(fā)射極e與二極管V3；負極、電阻R3和上管推動及上管10相接，二極管V3的正極、電阻R3的另一端、電容C3正極、續(xù)流二板管V7的負極和二極管V9的負極相接，二極管V9的正極接高壓VHL，電容C3另一端接地。本實用新型是通過恒流斬波充分發(fā)揮高低壓和細分的優(yōu)越性，采用了兩個對稱的正、負階梯波形成網(wǎng)絡(luò)，兩個反饋信號，來控制細分電流的上升臺階和下降臺階。其工作原理，控制器輸出的編碼信號A1.A2.A4經(jīng)過正的D/A網(wǎng)絡(luò)2變換出正階梯波信號TP，TP與電流取樣信號FP在比較器6進行比較，經(jīng)過上管控制邏輯5去控制上管推動及上管10斬波，當TP＞FP時，上、下管導通，電機繞組LM電流增大，為電流上升態(tài)；當TP＜FP時，上管關(guān)斷，電機繞組LM的電流通過下管11→R14→R15→V8→回LM，為電流維持態(tài)；在控制器輸出的細分編碼信號A1.A2.A4經(jīng)過負的D/A網(wǎng)絡(luò)3變換出負階梯信號TN，TN≈-TP，TN與電流取樣信號FN在比較器7進行比較，當TN＞FN時，經(jīng)過下管控制邏輯4和上管控制邏輯5同時關(guān)斷上管10和下管11，電機燒組LM的電流通過V7→C3→R15→V8→回LM，電機繞組LM貯能向電容C3充電，為電流下降態(tài)。通過三態(tài)的控制，使電機線組LM電流波形與給定的階梯波TP一致，從而有效地解決了電機的低頻振蕩和細分定位。電流控制回路為上、下管恒流斬波控制電路，控制信號XG通過調(diào)壓管推動1來控制調(diào)壓管的導通和截止。步進電機細分運轉(zhuǎn)時，調(diào)壓管T截止，VHL通過二極管V9、V3向上管推動及上管10提供高壓電流，電容C3的電壓為VHL；電機高速運轉(zhuǎn)時，調(diào)壓管T導通，VHH，加在上管推動及上管10上，VHH通過電阻R3向C3充電，使C3上電壓為VHH。電容C3成為本驅(qū)動裝置的二次電源，從而實現(xiàn)高速時用高壓驅(qū)動電機，低速時用低壓驅(qū)動的目的。
本實用新型，除具有過流等保護功能外，還具有下管自檢控制裝置，對下管損壞，能影響細分的下降臺階和高速驅(qū)動能力，故應(yīng)隨時檢測下管的工作情況，由二極管V2的負極與下管推動及下管11相接，其正極與電阻R13、電容C7、比較器9的一個輸入端相接，電阻R13的另一端接電源，電容C7的另一端接地，比較器9的另一輸入端與電阻R22、R23相接，電阻R23的另一端接地，電阻R22的另一端與反相器IC5C的輸出相接，反相器IC5C的輸入與控制信號GF和下管控制邏輯4相接，比較器9的輸出與下管控制邏輯4和故障邏輯控制13相接。其工作原理，控制信號GF信號為高，電機可以運轉(zhuǎn)，此時反相器IC5C輸出為低，即比較器9的負輸入端為地電平，比較器9恒輸出如高，下管控制邏輯4和上管控制邏輯5開放，上、下管可以斬波運行；GF信號為低，上、下管被關(guān)斷，此時反相器IC5C輸出為高，即比較器的負輸入端按一設(shè)置電平。若下管被燒，則比較器9的正極的電平更低；反之，比較器9保持為高，下管完好。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用高、低壓與細分相結(jié)合，充分發(fā)揮各自優(yōu)越性，徹底消除了低速運轉(zhuǎn)時低頻振蕩，提高了細分定位精度和快速移動能力，增加了驅(qū)動裝置的可靠性等特點。適用于較高精度及可靠性要求的驅(qū)動控制裝置，亦可驅(qū)動五相等獨立繞組的步進電機。
本實用新型結(jié)合附圖進一步說明。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例示意圖；圖3為本實用新型的功能塊AD1的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-調(diào)壓管推動 2-正的D/A網(wǎng)絡(luò) 3-負的D/A網(wǎng)絡(luò) 4-下管控制邏輯 5-上管控制邏輯 6-比較器 7-比較器 8-過流檢測控制 9-比較器 10-上管推動及上管 11-下管推動及下管 13-故障邏輯控制如圖1所示，控制信號XG控制高壓VHH、低壓VHL切換，控制信號GF控制電機停轉(zhuǎn)和下管檢測，細分編碼信號A1.A2.A4是輸入信號，ALAM信號是本裝置的輸出信號，指示有過流、下管燒毀等故障。
圖2為實施例結(jié)構(gòu)示意圖，實施例驅(qū)動裝置是三相反應(yīng)式步進電機，圖中僅示一相的驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其余相的驅(qū)動裝置完全相同。在圖2中所示的功能塊AD1的詳細結(jié)構(gòu)示于圖3。正的D/A網(wǎng)絡(luò)2和負的D/A網(wǎng)絡(luò)3可用電子模擬開關(guān)及電阻構(gòu)成，亦可采用D/A芯片或電阻網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。調(diào)壓管推動1和調(diào)壓管T、上管推動及上管10和下管推動及下管11可采用CTR、VMOS、IGBT及其相應(yīng)的推動電路構(gòu)成。比較器6由R26、IC2A、R30、R21構(gòu)成。比較器7由R27、IC2C、R28、R32構(gòu)成。過流檢測控制8由R18、R19、R29、IC2B、R31、R24構(gòu)成。比較器9由R20、IC2D、R33、R25構(gòu)成。上管控制邏輯5由IC5A、IC18構(gòu)成。下管控制邏輯4由IC1A、IC3C、IC5F、IC4D、IC5E、IC3A、IC5D構(gòu)成。故障邏輯控制13由IC5B、R11、C6、V6、V5、R12、IC3B、IC3；D、IC4A、IC4B、R6、V4等構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種步進電機高低壓三態(tài)細分驅(qū)動裝置，包括有控制信號XG、上管控制邏輯(5)、比較器(6)、過流檢測控制(8)、R14，其特征是編碼信號A1.A2.A4與正的D/A網(wǎng)絡(luò)(2)、負的D/A網(wǎng)絡(luò)(3)和下管控制邏輯(4)相接，負的D/A網(wǎng)絡(luò)(3)的輸出與比較器(7)的輸入端相接，比較器(7)的另一輸入端與取樣電阻R15和二極管V8的正極相接，取樣電阻R15另一端接地，比較器(7)的輸出與下管控制邏輯(4)相接；調(diào)壓管T的集電極C與高壓VHH相接，基極b與調(diào)壓管推動(1)相接，發(fā)射極e與二極管V3負極、電阻R3和上管推動及上管(10)相接，二極管V3的正極、電阻R3的另一端、電容C3正極續(xù)流二極管V7的負極和二極管V9的負極相接，二極管V9的正極接高壓VHL，電容C3另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進電機高低壓三態(tài)細分驅(qū)動裝置，其特征是二極管V2的負極與下管推動及下管(11)相接，其正極與電阻R13、電容C7、比較器(9)的一個輸入端相接，電阻R13的另一端接電源，電容C7的另一端接地，比較器(9)的另一輸入端與電阻R22、R23相接，電阻R23的另一端接地，電阻R22的另一端與反相器1C5C的輸出相接，反相器1C5C的輸入與控制信號GF和下管控制邏輯(4)相接，比較器9的輸出與下管控制邏輯(4)和故障邏輯控制(13)相接。
專利摘要本實用新型通過恒流斬波充分發(fā)揮高低壓和細分的優(yōu)越性,采用了兩個對稱的正、負階梯波形成網(wǎng)絡(luò),兩個反饋信號,來控制細分電流的上升臺階和下降臺階。與現(xiàn)有技術(shù)相比,徹底清除了低速運轉(zhuǎn)時低頻振蕩,提高了細分定位精度和快速移動能力,增加了驅(qū)動裝置的可靠性等特點。適用于較高精度及可靠性要求的驅(qū)動控制裝置,亦可驅(qū)動五相等獨立繞組的步進電機。
文檔編號H02P8/32GK2281614SQ9622410
公開日1998年5月13日 申請日期1996年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月22日
發(fā)明者張睿 申請人:國營重慶巴山儀器廠