[實用新型]小型步進電機控制器

無效

• 申請號: 00253539.4
• 申請日: 2000-12-22
• 公開（公告）號: CN2456370Y
• 公開（公告）日: 2001-10-24
• 發明（設計）人: 張利國
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽科學儀器研制中心
• 主分類號: H02P8/00
• 分類號: H02P8/00
• 代理公司: 中國科學院沈陽專利事務所
• 代理人: 閔憲智,周秀梅

本實用新型涉及電機控制，具體地說是一種小型步進電機控制器。

現有步進電機控制器，由脈沖分配器、驅動器、電源等組成，其中驅動器采用兩個三極管解決大電流，容量發熱，價格很高，體積大，易發熱，控制復雜，另外沒有便于與工控機通訊的接口電路，不便于實時性控制。

本實用新型的目的是提供的是一種低成本、便于實時性控制的智能型小型步進電機控制器。

本實用新型的技術方案是：由控制模塊、功率驅動電路、接口電路組成，其中，控制模塊為CPU芯片，其輸入輸出口至多組功率驅動電路，同時經上拉電阻排接電源；所述控制模塊串行通訊口經第一電平轉換器后接上位機通訊口，或經第二～三電平轉換器后至網絡通訊口；每組功率驅動電路的輸出經第四電阻至電機線圈繞組；

所述一組功率驅動電路由光電隔離器件和場效應管組成，光電隔離器件分別由兩組電源經第二～三電阻排供電，輸入端接控制模塊，輸出端至場效應管，場效應管輸出端經第四電阻與電機線圈繞組相連，二極管反向并聯于第四電阻與電機線圈繞組上；

所述控制模塊時鐘端口與石英振蕩器聯接；所述網絡通訊采用422或485標準。

本實用新型具備以下優點：

1．便于實時性群控。由于本實用新型采用與工控機通訊的接口電路，方便地解決了工控機與步進電機的控制與通訊問題，為單臺工控機同時控制多臺步電機提供了一個新的解決方案。

2．本實用新型結構簡單，體積小，同時大大降低了成本，整個裝置成本僅相當于國內同類產品價格的十分之一。

3．解決了容易發熱問題。由于本實用新型采用高效率的通用場效應管代替了兩個三極管解決大電流，其壓降小、帶載能力大的特點，使整套驅動模塊的工作溫度較低，克服以往驅動器大量發熱的缺點。

圖1為本實用新型電路原理圖。

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型由控制模塊、功率驅動電路、接口電路組成，其中，控制模塊IC1為CPU芯片，其輸入輸出口P1.0～P1.3至四組功率驅動電路，同時經上拉電阻排MR1接電源；每組功率驅動電路的輸出經第四電阻R4至電機線圈繞組；所述控制模塊IC1串行通訊口可經Max232第一電平轉換器IC2將電平轉換為RS232，后接上位機通訊口；或經75176第二～三電平轉換器IC3、IC4將電平轉換為RS422/485，后至網絡通訊口，直接與上位機通訊或聯成422/485網絡進行通訊；所述第一電平轉換器IC2的C1、C2正負端口分別跨接第二～三電容C2～C3,12、O4腳分別與控制模塊IC1的RXD、TXD腳連接，V+、V-端經第四～六電容C4～C6至5V電源；所述第二～三電平轉換器IC3、IC4的DI、RO腳分別與控制模塊ICI的RXD、TXD腳連接，A、B腳分別跨接第二～三電阻R2～R3至網絡通訊口；

所述一組功率驅動電路由光電隔離器件O和場效應管M組成，光電隔離器件O分別由兩組電源經第二～三電阻排MR2、MR3供電，輸入端接控制模塊IC1，輸出端至場效應管M，場效應管M選用IRFD020，其輸出端與二極管D正極和第四電阻R4節點處相連；所述控制模塊IC1時鐘端口XT1、XT2與石英振蕩器X1聯接，復位端RST經并聯的第一電阻R1、第八電容C8接地；所述網絡通訊采用422或485標準；所述二極管D反向并聯于第四電阻R4和電機線圈繞組上。

本實用新型當采用485標準進行通訊時，可用一臺工控機控制多臺(最多255臺)步進電機工作，傳輸距離可達1.2km。

另外，與現有技術比較，原磁控鍍膜設備采用常州步進電機驅動器，需主控計算機發脈沖進行控制，當需控制電機數大于3臺其實時性明顯降低，大于5臺時幾乎不能滿足設計要求。試采用本實用新型則效果理想。

本實用新型所述上位機通訊或422/485網絡通訊為現有技術。