[發明專利]利用步進馬達控制信號驅動直流馬達的轉換電路及其方法

有效

• 申請號: 201310653299.6
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103684107B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 饒學亞;張仁聰;范榮權
• 申請（專利權）人: 廣西桂林宇川光電科技有限公司
• 主分類號: H02P1/22
• 分類號: H02P1/22;B29C67/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明屬于馬達控制電路，特別涉及一種利用步進馬達控制信號驅動直流馬達的轉換電路以及具有該電路的3D打印機噴頭控制電路。

背景技術

3D(Three-dimensional:3維)打印機噴頭控制大部分以步進馬達做為控制組件，利用定位的方式將材料使用量準確的送出，而達到3D堆棧打印的效果，但有些材料無法利用步進馬達加以控制，如膠著狀的材質，其進出料的設計必須特別講究，才能達到完美3D堆棧效果，本專利為了使噴頭的控制適用于膠狀的材質上，特別將步進馬達的數字信號轉變成模擬信號來驅動直流馬達，使膠狀材料在直流馬達的控制下可以順利的控制材料的進出量。

步進馬達的控制原理是靠脈沖的激勵，使步進馬達轉動，因此可以很有效的達到定位的方式。脈沖的信號是利用數字的方法加以控制，然而步進馬達的數字信號無法直接控制直流馬達，這是由于步進馬達的脈沖信號具有時序性及對稱性，因此將此信號直接接上直流馬達，會使直流馬達無法轉動。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用步進馬達控制信號驅動直流馬達的轉換電路及具有該電路的3D打印機噴頭控制電路，將控制步進馬達的數字信號經過轉換器產生模擬信號來驅動直流馬達的正反轉，使直流馬達產生定位的效果，進而在打印的噴頭系統中有效的用直流馬達替代供料的進出裝置，解決了現有技術中有些材料無法利用步進馬達加以控制的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種利用步進馬達控制信號驅動直流馬達的轉換電路，包括：

步進馬達信號擷取器，其對步進馬達四相循環脈沖信號中的A時序信號號與反A時序信號、B時序信號與反B時序信號的電壓值進行比較，產生具有前后時序的兩相方波信號；

相位判別器，其對兩相方波信號的相位的進行比較以輸出一正負脈沖信號；

低通濾波器，其對正負脈沖信號進行低通濾波，輸出穩定的正負脈沖信號；

直流馬達正反轉控制器，其根據低通濾波器輸出的正負脈沖信號驅動直流馬達正轉或反轉。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述步進馬達信號擷取器包括：

第一比較器，用于接收A時序信號與反A時序信號，根據A時序信號與反A時序信號的電壓比較結果，使得輸出的第一方波信號為正電位、負電位或零電位；

第二比較器，用于接收B時序信號與反B時序信號，根據B時序信號與反B時序信號的電壓比較結果，使得輸出的第二方波信號為正電位、負電位或零電位；

第一電壓跟隨器，其對所述第一比較器輸出的第一方波信號進行緩沖后輸出第一方波信號至所述相位判別器；

第二電壓跟隨器，其對所述第二比較器輸出的第二方波信號進行緩沖后輸出第二方波信號至所述相位判別器。

進一步，所述相位判別器包括：

第一預處理電路、第二預處理電路和相位比較電路；

第一預處理電路包括：正相遲滯比較器、第一微分電路、第一正向導通電路；正相遲滯比較器、第一微分電路和第一正向導通電路依次成電路連接；正相遲滯比較器，其對所述第一電壓跟隨器輸出的第一方波信號進行噪聲干擾的濾除，輸出穩定的第一方波信號；第一微分電路，其接收穩定的第一方波信號并輸出尖銳的第一微分脈沖信號；第一正向導通電路，其對第一微分脈沖信號進行負向脈沖信號濾波處理，輸出僅保留正向脈沖信號的第一微分脈沖信號；第一正向導通電路的輸出端即為所述第一預處理電路的輸出端；

第二預處理電路包括：反相遲滯比較器、第二微分電路、第二正向導通電路、相位比較電路；反相遲滯比較器、第二微分電路、第二正向導通電路依次成電路連接；反相遲滯比較器，其對所述第二電壓跟隨器輸出的第二方波信號進行噪聲干擾的濾除以及反相處理，輸出反相且穩定的第二方波信號；第二微分電路，其接收反相且穩定的第二方波信號并輸出尖銳的第二微分脈沖信號；第二正向導通電路，其對第二微分脈沖信號進行負向脈沖信號濾波處理，輸出僅保留正向脈沖信號的第二微分脈沖信號；第二正向導通電路的輸出端即為所述第二預處理電路的輸出端；

相位比較電路，用于接收所述第一預處理電路的輸出信號和所述第二預處理電路的輸出信號，對所述第一預處理電路的輸出信號和所述第二預處理電路的輸出信號的相位進行比較，輸出正負周期對稱的脈沖信號或正負周期不對稱脈沖信號。