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步进电机控制器
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步进电机驱动器 常识
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2012-2-21 9:25:52
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4驱动器系统电路
    驱动器系统电路由电压-频率变换电路LM331、脉冲分配器PMM8713和四电路通用运算放大器LM348等构成,如图4所示。外接电阻Rt、电容Ct、内部定时比较器、复零晶体管和R-S触发器等构成单稳定时电路。当输入端Vi+输入的电压大于Vi-输入端的电压时,f0输出逻辑低电平。同时,电流源IR对电容CL充电。电源VCC也通过电阻Rt对电容Ct充电。当电容Ct两端的充电电压大于VCC的2/3时。输出端f?0输出为逻辑高电平。此时,电容Cr通过内部电路放电;CL对电阻RL放电。当CL放电电压等于输入电压Vi时,输入比较器再次输出高电平,f0输出逻辑低电平。如此反复循环,构成自激振f0荡。根据电容上电荷平衡原理和相关的电学知识,我们可以推导出:f0=Vi/(t1IRRL)。t1为充电时间,由定时元件Ct和Rt决定;IR为内部精密电流源输出电流。可得出输出频率f0和输入电压Vi成正比。从而由运动控制系统输出的可变电压信号经PMM8713变换后产生可变的频率信号,控制步进电机的转速。
    方向控制电路由LM348四电路通用运算放大器构成。外部方向控制信号通过LM348和基准电压构成电压比较电路。当Vdi大于基准电压VH时,U3A输出为正,接至PMM8713的第四脚,控制输出端输出正相脉冲序列。当Vdi小于基准电压VH时,输出端为负,接至PMM8713的第四脚,控制输出端输出负相脉冲序列,相应相驱动输出端输出正反相脉冲序列,从而控制步进电机的正反转。
    由LM331给出的输入指令是输入时钟f0和方向指令DIR,这两个指令在PMM8713中经逻辑组合转换各相通断的时序逻辑信号。PMM8713的相驱动输出端(PIN10~PIN13)的驱动电流达20mA以上,能直接驱动微型步进电机。R1、C1为开机时自动初始化电路。初上电的数十毫秒内R端为低电平,从而A~D端自动复位至初始状态(参见表1)。如果外接的步进电机功率较大,PMM8713输出驱动端驱动能力不够。此时应设计功率放大驱动电路,然后再驱动步进电机。PMM8713各相输出端的导通顺序逻辑信号送至功率驱动段转换成内部功率开关的基极(或栅极)驱动信号。步进电机驱动方式,按相绕组流过的电流是单向或双向,可分为单极性和双极性驱动。通常,三相步进电机采用单极性驱动。从功率驱动级电路来分析,又有电压驱动和电流驱动之分。本设计中采用串联电阻电压驱动方式。在相绕组中串接一定阻值和功率的电阻,一方面减小了绕组回路的时间常数,同时又对低频和静止工作时的电流进行限制。

?步进电机驱动器

5结束语
    根据上述电路设计的步进电机驱动器结构简单、成本低、性能稳定。采用此系统设计的三相反应式步进电机驱动器驱动55BF004型三相反应式步进电机,已成功地应用在小距离驱动和位置跟踪等设置中,运行效果良好。

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