[發明專利]步進電機驅動控制系統

在審

• 申請號: 201710086555.6
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106712609A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 聶晶晶;王聰;王超;周斌斌;郭陽陽;翟瑩瑩;孔翔飛;陳曙光;朱志光;劉金亮;商建濤;侯劍平;劉耀基;魏文娟;劉聰;陳靜;王偉
• 申請（專利權）人: 安圖實驗儀器（鄭州）有限公司
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙)41114
• 代理人: 韓華

技術領域

本發明涉及步進電機，尤其是涉及步進電機驅動控制系統。

背景技術

步進電機廣泛用于自動化儀器中，如全自動化學發光免疫分析儀中所使用的步進電機多達數十個。而每個步進電機需要配置至少兩個限位傳感器以提高步進電機的驅動定位精度。目前，對步進電機的驅動控制多采用CPLD或FPGA加上CPU組成的控制系統，這種控制方式存在的不足是硬件結構復雜，大量使用的步進電機要求電源所提供的電功率大，機械式限位傳感器定位精度和重復性差。

發明內容

本發明目的在于提供一種步進電機驅動控制系統。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

本發明所述的步進電機驅動控制系統，包括單片機U1，所述單片機U1通過SPI接口與三軸步進電機控制器通信連接，所述三軸步進電機控制器輸出控制端通過光電耦合器與步進電機驅動器輸入控制端連接，三軸步進電機控制器的采樣信號輸入端與光電位移傳感器的采樣信號輸出端連接，所述光電位移傳感器的采樣信號輸出端連接有過壓保護模塊；所述步進電機驅動器輸出控制端與步進電機輸入控制端連接，步進電機驅動器的控制信號輸入端與自動半流模塊的信號輸出端連接。

所述三軸步進電機控制器由三軸步進電機控制芯片U2構成，所述光電耦合器由光電隔離芯片U3構成，所述步進電機驅動器由步進電機驅動芯片U4構成，所述自動半流模塊由單穩態觸發器芯片U5構成，所述過壓保護膜塊由肖特基二極管U6構成；所述三軸步進電機控制芯片U2采樣信號輸入端通過由電容C3和電阻R7組成的低通濾波器與光電位移傳感器的采樣信號輸出端連接。

本發明優點在于在一塊電路板上以STM32系列單片機為核心，通過SPI通信控制三軸步進電機控制器，由三軸步進電機控制器輸出控制脈沖信號來控制步進，大大簡化了本驅動控制系統的硬件結構。采用自動半流功能電路實現步進電機靜止時的工作電流減半，降低了步進電機的電源電功率；采用光電位移傳感器控制電路采集光電位移傳感器狀態的同時，通過采用保護電路對光電位移傳感器信號進行過壓保護，提高了本驅動控制系統的可靠性、安全性和控制精度。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理框圖。

圖2是本發明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。

如圖1-2所示，本發明所述的步進電機驅動控制系統，包括單片機U1（STM32系列），所述單片機U1通過SPI接口與三軸步進電機控制器通信連接，三軸步進電機控制器輸出控制端通過光電耦合器與步進電機驅動器輸入控制端連接，三軸步進電機控制器的采樣信號輸入端與光電位移傳感器1的采樣信號輸出端連接，光電位移傳感器1的采樣信號輸出端連接有過壓保護膜塊；步進電機驅動器輸出控制端與步進電機2輸入控制端連接，步進電機驅動器的控制信號輸入端與自動半流模塊的信號輸出端連接。

如圖2所示，所述三軸步進電機控制器由三軸步進電機控制芯片U2（TMC429-LI）構成，所述光電耦合器由光電隔離芯片U3（TLP2161）構成，所述步進電機驅動器由步進電機驅動芯片U4（A3977）構成，所述自動半流模塊由單穩態觸發器芯片U5（74HC123）構成，所述過壓保護膜塊由肖特基二極管U6（BAT54S）構成；所述三軸步進電機控制芯片U2采樣信號輸入端（管腳32）通過由電容C3和電阻R7組成低通濾波器與光電位移傳感器1的采樣信號輸出端連接。

本發明的工作原理簡述如下：