一種新型彩色3d打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明主要是為彩色3D打印機(jī)的三維運(yùn)動(dòng)打印系統(tǒng)提供了一種步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是用脈沖信號(hào)進(jìn)行控制，將點(diǎn)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移和線位移的微電機(jī)，廣泛地應(yīng)用于打印機(jī)等辦公知道設(shè)備以及各種控制裝置。步進(jìn)電機(jī)和一般的電機(jī)不同，之接電源步進(jìn)電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而每加一個(gè)點(diǎn)脈沖僅轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，另外，改變脈沖的頻率時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的速率也跟著改變。步進(jìn)電機(jī)按電磁轉(zhuǎn)距產(chǎn)生機(jī)理的不同可以分為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，永磁式步進(jìn)電機(jī)和混合式步進(jìn)電機(jī)，而按繞組的相數(shù)又可以分為單相，兩相，三相。五相。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:設(shè)計(jì)一種工作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精確的一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0004]步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要結(jié)構(gòu):
[0005](I)環(huán)行分配器:根據(jù)輸入信號(hào)的要求產(chǎn)生電機(jī)在不同狀態(tài)下的開關(guān)波形
[0006](2)信號(hào)處理:對(duì)環(huán)行分配器產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)波形進(jìn)行PWM調(diào)制以及對(duì)相關(guān)的波形進(jìn)行濾波整形處理
[0007](3)推動(dòng)級(jí):對(duì)開關(guān)信號(hào)的電壓，電流進(jìn)行放大提升
[0008](4)主開關(guān)電路:用功率元器件直接控制電機(jī)的各相繞組
[0009](5)保護(hù)電路:當(dāng)繞組電流過(guò)大時(shí)產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)對(duì)主回路進(jìn)行關(guān)斷，以保護(hù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)繞組
[0010](6)傳感器:對(duì)電機(jī)的位置和角度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳回信號(hào)的產(chǎn)生裝置。
[0011]步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁方式:
[0012]本本發(fā)明步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)二相雙極性電機(jī)進(jìn)行的，所以介紹二相電機(jī)的勵(lì)磁方式:
[0013](I)一相勵(lì)磁:通電的繞組只有一相，依次切換相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)步距角為I。8度，對(duì)這種勵(lì)磁方式，每個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角的響應(yīng)有振動(dòng)，若頻率過(guò)高，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象
[0014](2)兩相勵(lì)磁:兩相同時(shí)流通電流,也采用依次切換相電流的方法,二相勵(lì)磁的步距角為1.8度，二相歷次的總電流增大2倍，則最高啟動(dòng)頻率增大，能獲得高的轉(zhuǎn)速，另外，過(guò)度性能也好。
[0015](3) —，二相勵(lì)磁:這是一種交替進(jìn)行一相勵(lì)磁，二相勵(lì)磁的方法，啟動(dòng)電流每?jī)蓚€(gè)始終切換依次，因此步距角為O。9度，勵(lì)磁電流變大，過(guò)度性能也好，最大啟動(dòng)頻率也高。
[0016]驅(qū)動(dòng)方式:
[0017]本發(fā)明采用雙極性驅(qū)動(dòng)方式如圖2所示:
[0018]雙極性步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路它會(huì)使用八顆晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)兩組相位。雙極性驅(qū)動(dòng)電路可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)四線式或六線式步進(jìn)電機(jī)，雖然四線式電機(jī)只能使用雙極性驅(qū)動(dòng)電路，它卻能大幅降低量產(chǎn)型應(yīng)用的成本。雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管數(shù)目是單極性驅(qū)動(dòng)電路的兩倍，其中四顆下端晶體管通常是由微控制器直接驅(qū)動(dòng)，上端晶體管則需要成本較高的上端驅(qū)動(dòng)電路。雙極性驅(qū)動(dòng)電路的晶體管只需承受電機(jī)電壓，所以它不像單極性驅(qū)動(dòng)電路一樣需要箝位電路。
[0019]步進(jìn)電機(jī)的主驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如圖1所示:設(shè)計(jì)思想:電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式有很多種起驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)也多種多樣，為簡(jiǎn)便起見和考慮電路的復(fù)雜性等因數(shù)，我選用步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)芯片L297H和L298，L297芯片是一種步進(jìn)電機(jī)控制集成芯片，可以產(chǎn)生四相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，應(yīng)用于微機(jī)控制兩相雙極和四相單極步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)其中的晶片內(nèi)的PWM斬波線路以開關(guān)信號(hào)形式控制路的電流。此芯片的特性是只需要時(shí)鐘，方向和模式輸入信號(hào)。相位由內(nèi)部產(chǎn)生，因此可減輕微機(jī)的程序負(fù)擔(dān)，此芯片可與L298組成組合電路或者于與分立的三極管和達(dá)林頓管電路連接使用。其管腳圖及其作用如圖3所示。L298芯片是一種高壓，大電流雙橋驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部就是功率管的陣列，也可以用外接的功率管代替。其外部管腳如圖4所示。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:所用遠(yuǎn)期減少，運(yùn)動(dòng)控制精確，能夠方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制盒自動(dòng)化操作控制。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0022]圖2為步進(jìn)電機(jī)雙極性驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0023]圖3為L(zhǎng)297H芯片接線管腳圖。
[0024]圖4為L(zhǎng)298芯片接線管腳圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】:
[0026]一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要由由驅(qū)動(dòng)控制芯片、環(huán)行分配器、信號(hào)處理器、推動(dòng)級(jí)、主開關(guān)電路、保護(hù)電路和傳感器電路等組成。
[0027]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的主驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)297H和L298專用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。
[0028]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的勵(lì)磁方式為二相電機(jī)的勵(lì)磁方式:兩相同時(shí)流通電流，也采用依次切換相電流的方法，二相勵(lì)磁的步距角為1.8度，二相歷次的總電流增大2倍。
[0029]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的環(huán)行分配器是根據(jù)輸入信號(hào)的要求產(chǎn)生電機(jī)在不同狀態(tài)下的開關(guān)波形。
[0030]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的推動(dòng)級(jí)對(duì)開關(guān)信號(hào)的電壓，電流進(jìn)行放大提升
[0031]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的主開關(guān)電路用功率元器件直接控制電機(jī)的各相繞組。
[0032]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的保護(hù)電路當(dāng)繞組電流過(guò)大時(shí)產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)對(duì)主回路進(jìn)行關(guān)斷，以保護(hù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)繞組。
[0033]所述一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中所述的傳感器電路對(duì)電機(jī)的位置和角度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳回信號(hào)的產(chǎn)生裝置。
[0034]以上所述，僅是本發(fā)明方法的實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、結(jié)構(gòu)的變化代替均仍屬于本發(fā)明技術(shù)系統(tǒng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征是:主要由驅(qū)動(dòng)控制芯片、環(huán)行分配器、信號(hào)處理器、推動(dòng)級(jí)、主開關(guān)電路、保護(hù)電路和傳感器電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征是:所述的驅(qū)動(dòng)控制芯片為L(zhǎng)297H和L298專用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征是:所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的勵(lì)磁方式為二相電機(jī)的勵(lì)磁方式:兩相同時(shí)流通電流，也采用依次切換相電流的方法，二相勵(lì)磁的步距角為1.8度，二相歷次的總電流增大2倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型彩色3D打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明主要是為彩色3D打印機(jī)的三維運(yùn)動(dòng)打印系統(tǒng)提供了一種步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要采用二相電機(jī)的勵(lì)磁方式，驅(qū)動(dòng)器主要包括環(huán)行分配器、信號(hào)處理器、推動(dòng)級(jí)、主開關(guān)電路、保護(hù)電路和傳感器電路，本發(fā)明步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要是基于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L297H和L298芯片設(shè)計(jì)而成具有所需元器件少、可靠性高、方便計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02P8-02, H02P8-14
【公開號(hào)】CN104660126
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310601127
【發(fā)明人】陳嬋歌, 孫永清
【申請(qǐng)人】西安嘉樂(lè)世紀(jì)機(jī)電科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月21日