[實用新型]高速步進電機的驅動裝置

有效

• 申請號: 200820235249.0
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN201323549Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 謝小輝;彭振興;杜如虛;馬翠
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾旻輝

【技術領域】

本實用新型涉及自動控制技術領域中執行器件的步進電機，尤其涉及一種高速步進電機的驅動裝置。

【背景技術】

步進電機的性能是由電機本體和驅動裝置兩者配合決定的，目前的步進電機驅動裝置主要有兩種實現方案：一種方案是基于金屬氧化物半導體場效應管(MOSFET)等分立器件來實現；另一種方案是基于專用集成電路(ASIC)來實現。

但是，采用以上兩種方案的步進電機驅動裝置均存在以下缺點：首先，驅動裝置的輸出端一般為晶體管輸出或MOSFET輸出，輸出電壓較低，一般在40V左右；其次，使用這些驅動裝置驅動步進電機時，步進電機在高速狀態下輸出轉矩比低速狀態衰減較多，輸出轉矩很小。輸出電壓低、輸出轉矩小會導致輸出軸負載能力較小，在負載較大時會影響轉速或造成爬行現象，降低步進電機的性能。

【實用新型內容】

有鑒于此，有必要提供一種高速步進電機的驅動裝置，該驅動裝置可以輸出高電壓，并且驅動步進電機時可以使其在高速狀態下也能輸出高轉矩，以達到提高步進電機性能的目的。

為達到上述目的，提出以下的技術方案：

一種高速步進電機的驅動裝置，包括接口模塊、步進電機控制芯片、驅動放大模塊和橋臂：

所述接口模塊接收控制信號，并將所述控制信號傳遞到所述步進電機控制芯片；所述步進電機控制芯片將所述控制信號進行處理后輸入驅動放大模塊；所述驅動放大模塊與所述步進電機控制芯片相連將所述控制信號進行放大后輸入橋臂；所述橋臂與所述驅動放大模塊相連根據其主電源電壓及放大后的所述控制信號輸出對應電壓到步進電機端子，所述橋臂包括上半橋和下半橋，所述上半橋和下半橋為絕緣柵雙極型功率管。

在一個實施例中，還包括光電耦合芯片，所述光電耦合芯片與接口模塊相連并接收所述控制信號、對所述控制信號進行光電轉換及將所述控制信號傳遞到所述步進電機控制芯片。

在一個實施例中，所述光電耦合芯片的輸入端為發光二極管，輸出端為晶體管。

在一個實施例中，還包括取樣電阻；

所述橋臂下半橋經取樣電阻接地，所述取樣電阻一端與所述步進電機控制芯片相連并輸出電流信號至所述步進電機控制芯片，所述步進電機控制芯片對電流信號進行斬波恒流的處理。

在一個實施例中，所述步進電機控制芯片對所述電流信號進行脈沖分配、細分的處理。

在一個實施例中，所述步進電機控制芯片采用單片機或微控制器實現。

在一個實施例中，所述驅動放大模塊和橋臂均集成于智能功率模塊。

從以上技術方案可以看出，高速步進電機的驅動裝置中橋臂的輸出電壓直接與步進電機端子相連，而橋臂為上下兩個半橋絕緣柵雙極型功率管。絕緣柵雙極型功率管是一種中大功率器件，與MOSFET相比，絕緣柵雙極型功率管能輸出更高的電壓。這樣，步進電機在工作時就處于高輸入電壓狀態。進一步，由于步進電機在高輸入電壓作用下電路時間常數減小，從而輸入電機繞組的電流增大，輸出轉矩也相應增大，因此由本驅動裝置驅動的步進電機在高速狀態下也實現了高輸出轉矩，使步進電機具有更良好的性能。

【附圖說明】

圖1為高速步進電機的驅動裝置的結構框圖；

圖2為高速步進電機的驅動裝置中取樣電阻電路圖。

【具體實施方式】

下面結合具體的實施例及說明書附圖進行詳細的描述。

如圖1所示，高速步進電機的驅動裝置主要包括接口模塊、步進電機控制芯片、驅動放大模塊和橋臂。

一、接口模塊

接口模塊接收控制信號，并將控制信號傳遞到步進電機控制芯片。接口模塊接收從控制器發送過來的控制信號，如時鐘脈沖信號、方向信號等信號，控制器一般為單片機、數字信號處理器(DSP)等?？刂破靼l出的各種控制信號如時鐘信號、方向信號等，由接口模塊接收，并輸入到步進電機控制芯片的輸入端。

二、步進電機控制芯片

步進電機控制芯片將控制信號進行處理后輸入驅動放大模塊。步進電機控制芯片主要用于實現斬波恒流功能和脈沖分配、細分功能。通過步進電機控制芯片之后，控制器控制信號才具有驅動電機大電流的能力。