[實用新型]一種兩相步進電機驅動電路

有效

• 申請號: 201220513840.4
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN202906821U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 胡文龍;李宏;陳煒鋼;閻偉
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H02P8/02
• 分類號: H02P8/02;H02P8/36
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 邱積權

技術領域

?本實用新型涉及一種步進電機，尤其是涉及一種兩相步進電機驅動電路。

背景技術

步進電機作為執行元件，廣泛應用在各種自動化控制系統中，步進電機由于其自身特點，一旦在運行過程中發生負載突然變化、共振等情況，就會導致嚴重丟步甚至出現堵轉的現象，發生這樣的情況需要步進電機馬上停止運行，以免產生更為嚴重的后果。

結合步進電機自身運行特點及從成本方面考慮，步進電機通常采用開環控制的方式，導致出現上述問題時無法實時的檢測。加入編碼器或位置傳感器等組成的反饋回路，雖然可以實現實時故障檢測，但編碼器或位置傳感器安裝復雜且成本較高，并不是一種理想的解決方案。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種不需外接編碼器或位置傳感器、成本較低的兩相步進電機驅動電路。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種兩相步進電機驅動電路，其特征在于包括FPGA控制電路、與步進電機相連的驅動器和檢測電路，檢測電路與步進電機連接，檢測電路與FPGA控制電路連接，驅動器與FPGA控制電路連接，檢測電路對步進電機繞組電流頻率進行檢測，檢測到的信號反饋給FPGA控制電路，FPGA控制電路判斷步進電機是否發生運行故障。

FPGA控制電路包括串口通信模塊、步進電機驅動控制模塊、預置頻率模塊和步進電機故障判斷模塊，串口通信模塊與步進電機驅動控制模塊連接，步進電機驅動控制模塊與預置頻率模塊連接，預置頻率模塊與步進電機故障判斷模塊連接，步進電機故障判斷模塊與串口通信模塊連接，步進電機驅動控制模塊與驅動器連接，步進電機故障判斷模塊與檢測電路連接。

FPGA控制電路包括型號為EP2C5T144的第一芯片及外圍電路，驅動器包括型號為A3977的第二芯片及外圍電路，第一芯片與第二芯片相互連接，第二芯片的OUT1A引腳與步進電機一相繞組的一端連接，第二芯片的OUT1B引腳通過第一采樣電阻與步進電機一相繞組的另一端連接，第二芯片的OUT2A引腳與步進電機二相繞組的一端連接，第二芯片的OUT2B引腳通過第二采樣電阻與步進電機二相繞組的另一端連接。

所述的檢測電路包括第一運算放大器和第二運算放大器，步進電機一相繞組與第一采樣電阻之間的連接點通過第一電阻與第一運算放大器的正極輸入端連接，第二芯片的OUT1B引腳與第一采樣電阻之間的連接點通過第二電阻與第一運算放大器的負極輸入端連接，第一運算放大器的正極輸入端通過第三電阻接地，第一運算放大器的負極輸入端與第一運算放大器的輸出端之間設置有第四電阻，第一運算放大器的輸出端通過第五電阻與第二運算放大器的負極輸入端連接，第二運算放大器的正極輸入端通過第六電阻接地，第二運算放大器的負極輸入端通過電容接地，第二運算放大器的正極輸入端與第二運算放大器的輸出端之間設置有第七電阻，第二運算放大器的輸出端通過二極管與第一芯片的U0引腳連接，二極管的負極通過第八電阻接地。

與現有技術相比，本實用新型所述的兩相步進電機驅動電路結構簡單、控制靈活，采用細分電流的方式驅動步進電機，提高了步進電機的運轉精度；結合所述的步進電機故障檢測方法可以在沒有使用編碼器和位置傳感器的情況下，通過對步進電機繞組電流頻率的測算，再通過與預置頻率的比較，就可以判斷步進電機運行是否發生故障，可以在開環控制情況下對步進電機進行實時故障檢測，電路實現簡單，成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結構框圖；

圖2為本實用新型的FPGA控制電路的結構框圖；

圖3為本實用新型的FPGA控制電路、驅動器與步進電機的連接圖；

圖4為本實用新型的檢測電路的原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

一種兩相步進電機驅動電路，包括FPGA控制電路1、與步進電機2相連的驅動器3和檢測電路4，檢測電路4與步進電機2連接，檢測電路4與FPGA控制電路1連接，驅動器3與FPGA控制電路1連接，檢測電路4對步進電機2繞組電流頻率進行檢測，檢測到的信號反饋給FPGA控制電路1，FPGA控制電路1判斷步進電機2是否發生運行故障。