[實用新型]新型恒流斬波步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器

無效

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• 申請日: 1997-03-20
• 公開（公告）號: CN2290150Y
• 公開（公告）日: 1998-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李季;張毅;李曉風(fēng);趙平建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: H02P8/12
• 分類號: H02P8/12
• 代理公司: 中國科學(xué)院合肥專利事務(wù)所
• 代理人: 周國城

本實用新型涉及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)。

已有的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)，基本上分為四種：

1.簡單驅(qū)動方式；2.高低壓驅(qū)動；3.斬波驅(qū)動；4.調(diào)頻調(diào)壓電路、細(xì)分驅(qū)動電路等。

1.簡單驅(qū)動方式：其電路組成如附圖1所示，圖中的L為步進(jìn)電機(jī)定子繞組，R1為限流電阻，V為晶體管，D為二極管。晶體管V處于開關(guān)狀態(tài)，限流電阻R1同時起減小回路時間常數(shù)，增加頻率響應(yīng)的作用。

2.高低壓驅(qū)動：其電路組成如附圖2所示，電路中使用了兩組電源，一為高壓電源VH，一為低壓電源VL，另外還使用了兩個開關(guān)三極管V1和V2，其作用原理為：當(dāng)導(dǎo)通信號到來時，觸發(fā)V1和V2同時導(dǎo)通，一定時間后，關(guān)閉V1。

3.斬波驅(qū)動：其電路組成如附圖3所示，電路中使用了V1、V2兩個開關(guān)晶體管和D1、D2兩個二極管，通過電流檢測與輸入開關(guān)晶體管V1進(jìn)行綜合比較來控制三極管V2的導(dǎo)通。

4.調(diào)頻調(diào)壓電路、細(xì)分驅(qū)動電路等。

在已有的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動裝置中，第一種簡單驅(qū)動方式雖然電路結(jié)構(gòu)簡單，但效率低，高頻特性差；第二種高低壓驅(qū)動方式，上限工作頻率較高，驅(qū)動電路也簡單，但繞組電流波形不好，電機(jī)的電磁噪聲較大，加之由于高壓的沖擊，電機(jī)的低頻振蕩加重；第三種是傳統(tǒng)的斬波驅(qū)動，由于采用大功率三極管，使得電機(jī)的驅(qū)動頻率不高；開關(guān)特性不好，輸出電流小，電路的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜；第四種調(diào)頻調(diào)壓電路，細(xì)分驅(qū)動電路等，雖然可以較好地解決中高、低頻性能的矛盾，但仍存在控制實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，成本較高，維修不便等缺陷。

本實用新型的目的在于：提供一種效率高，發(fā)熱較少，電流波形好，大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單的，新型恒流斬波步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。

下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)說明。

圖1為簡單驅(qū)動方式電路圖；

圖2為高低壓驅(qū)動電路圖；

圖3為斬波驅(qū)動電路圖；

圖4為本實用新型的電路圖。

圖中：L為步進(jìn)電機(jī)定子繞組；V為晶體管；R為限流電阻；VH、VL為高低壓電源；D、D1、D2為二極管；R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13為電阻；N1、N2、N3、N4、N5、N6為小信號放大管；VCC、VC為外接電源；N5為光電隔離放大器；IGBT1、IGBT2為大功率絕緣柵雙極晶體管；0P1、OP2為放大器；POWER為電機(jī)電源；MOT為電機(jī)繞組；PALSE為脈沖信號。

本實用新型的結(jié)構(gòu)見附圖4：是由電阻(R4)接小信號放大管(N4)的基極，電阻(R5)接小信號放大管(N3)的基極，小信號放大管(N3)的集電極接在電阻(R4)和小信號放大管(N4)的基極之間，小信號放大管(N3)的發(fā)射極接地；小信號放大管(N4)的集電極接外接電源(VCC)，小信號放大管(N4)的發(fā)射極接光電隔離放大器(N5)的輸入端，光電隔離放大器(N5)的輸出端接限流電阻(R6)，電阻(R6)的大小決定電流的大小；光電隔離放大器(N5)的隔離端接小信號放大管(N6)，并按達(dá)林頓方式放大；小信號放大管(N6)的發(fā)射極接大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)，大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)一端接電阻(R7)，再接快放電二極管(D2)，大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)的另一端接電機(jī)繞組(MOT)的一端，電機(jī)繞組(MOT)的另一端再接至大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)；大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)還有一端接二極管(D1)和步進(jìn)電機(jī)電源(POWER)；大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)的導(dǎo)通由小信號放大管(N1)、(N2)來控制，小信號放大管(N1)與(N2)組成達(dá)林頓放大管，其中小信號放大管(N1)的一端接電阻(R1)，小信號放大管(N1)與電阻(R1)中間接線引接至電阻(R4)；小信放大管(N2)一端接電阻(R2)；大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)一端接采樣電阻(R3)；電阻(R1)、(R2)、(R3)的另一端相并接

地；電阻(R3)一端接放大器(OP1)和(0P2)，放大器(0P1)的一端引出接至電阻(R5)；在放大器(OP1)上并電阻(R11)，再串電阻(R10)后接地，放大器(OP2)串聯(lián)接電阻(R12)、(R13)。

本實用新型由于采用了新器件大功率絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和快速放電二極管，使得本實用新型不僅體積小，而且適應(yīng)電機(jī)范圍大，工作電流可以由幾個安培到十幾安培，且電流輸出穩(wěn)定，高頻特性較好，工作頻率可以達(dá)到十幾千赫，電機(jī)輸出力矩大，切實解決了驅(qū)動電路高頻上不去的問題，是一種有較廣應(yīng)用范圍的恒流斬波步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。