專(zhuān)利名稱(chēng)：一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種連續(xù)采樣的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)。
背景技術(shù)：
驅(qū)動(dòng)器是各類(lèi)機(jī)械設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備中最常用到的配件之一，有著極為重要的作用。在市場(chǎng)上常見(jiàn)的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器都是在電流橋的下方采樣，如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電路，圖1中MOS管Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成橋式驅(qū)動(dòng)電路，MOS管Ql與Q3連接至工作電源VDC、其中，A+、A-之間為電機(jī)的A相電感，圖1中采樣電流為在下橋位置通過(guò)R采集101點(diǎn)和地之間的電壓來(lái)反饋電路里面的電流。這樣電流采樣的及時(shí)性、連續(xù)性得不到保證，電流波形會(huì)出現(xiàn)失真，導(dǎo)致采樣電流與設(shè)定電流比較后所產(chǎn)生的斬波信號(hào)與實(shí)際電流的波動(dòng)有誤差。從而影響驅(qū)動(dòng)器內(nèi)CPU的電流控制效果。電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際電流與設(shè)計(jì)中的電流波形不一致，從而影響步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)候的聲音、力矩等。嚴(yán)重時(shí)還將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)輸出功率降低，增加渦流和磁滯損耗，加大電機(jī)發(fā)熱程度，縮短電機(jī)壽命。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、 驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，其采用采樣電阻與電機(jī)繞組相串聯(lián)的方式進(jìn)行連續(xù)采樣，能降低步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中，包括第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，以及用于與步進(jìn)電機(jī)連接的一正相連接端和一負(fù)相連接端；所述第一功率管分別與第二功率管、第三功率管連接、所述第四功率管分別與第三功率管、第二功率管連接，構(gòu)成一橋式驅(qū)動(dòng)電路；所述第一功率管與第二功率管連接的公共端設(shè)置一采樣測(cè)試點(diǎn)、并通過(guò)一采樣電阻連接至所述正相連接端；所述第四功率管與第三功率管連接的公共端連接至所述負(fù)相連接端；所述第一功率管與第三功率管連接的公共端連接至工作電源；所述第二功率管與第四功率管連接的公共端連接至參考地。所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管采用MOS管。所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管采用IGBT管。所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述第一功率管的G極連接至第一控制信號(hào)輸入端，所述第一功率管的S極與所述第二功率管的D極連接，所述第一功率管的D極與所述第三功率管的D極連接；所述第二功率管的G極連接至第二控制信號(hào)輸入端，所述第二功率管的S極與所述第四功率管的S極連接；所述第四功率管的G極連接至第四控制信號(hào)輸入端，所述第四功率管的D極與所述第三功率管的S極連接；所述第三功率管的G極連接至第三控制信號(hào)輸入端。一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，包括上述所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。一種步進(jìn)電機(jī)，其中，包括上述所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型所提供的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)器，由于采用了采樣電阻與電機(jī)繞組相串聯(lián)的連續(xù)采樣方式的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，能降低步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例的一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，如圖2所示，包括第一功率管Q1、第二功率管Q5、第三功率管Q3和第四功率管Q4，以及用于與步進(jìn)電機(jī)連接的一正相連接端A+ 和一負(fù)相連接端A-。其中，正相連接端A+和一負(fù)相連接端A-之間為電機(jī)的A相電感，本實(shí)施例中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，主要用于混合式二相和三相步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。正相連接端A+ 和一負(fù)相連接端A-分別用于接電機(jī)一相的兩端。所述第一功率管Ql分別與第二功率管Q5、第三功率管Q3連接，所述第四功率管 Q4分別與第三功率管Q3、第二功率管Q5連接，構(gòu)成一橋式驅(qū)動(dòng)電路。所述第一功率管Ql與第二功率管Q5連接的公共端設(shè)置一采樣測(cè)試點(diǎn)GNDA、并通過(guò)一采樣電阻Rl連接至所述正相連接端A+。所述第四功率管Q4與第三功率管Q3連接的公共端連接至所述負(fù)相連接端A_。所述第一功率管Ql與第三功率管Q3連接的公共端連接至工作電源VDC。所述第二功率管Q5 與第四功率管Q4連接的公共端連接至參考地102。本實(shí)施例的連續(xù)采樣步進(jìn)驅(qū)動(dòng)為采集正相連接端A+與采樣測(cè)試點(diǎn)GNDA之間的電壓，再通過(guò)線性光耦反饋電壓。進(jìn)一步地，所述第一功率管Ql、第二功率管Q5、第三功率管Q3和第四功率管Q4可以采用MOS管。當(dāng)然如果是用高壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第一功率管Q1、第二功率管Q5、第三功率管Q3和第四功率管 Q4 采用 IGBT 管。其中 IGBT 管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快， 但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。進(jìn)一步地，如圖2所示，所述第一功率管Ql的G極連接至第一控制信號(hào)輸入端Al， 所述第一功率管Ql的S極與所述第二功率管Q5的D極連接，所述第一功率管Ql的D極與所述第三功率管Q3的D極連接。所述第二功率管Q5的G極連接至第二控制信號(hào)輸入端A2，所述第二功率管Q5的 S極與所述第四功率管Q4的S極連接。所述第四功率管Q4的G極連接至第四控制信號(hào)輸入端A4，所述第四功率管Q4的 D極與所述第三功率管Q3的S極連接。所述第三功率管Q3的G極連接至第三控制信號(hào)輸入端A3。其中，第一控制信號(hào)輸入端Al、第二控制信號(hào)輸入端A2為一組信號(hào)直接連接到驅(qū)動(dòng)芯片2104或2109 (圖中未能標(biāo)出)。如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理如下將第一控制信號(hào)輸入端Al、第四控制信號(hào)輸入端A4置高(即第一控制信號(hào)輸入端 Al與采樣測(cè)試點(diǎn)GNDA之間的電壓達(dá)到第一功率管Ql (M0S管或IGBT)的開(kāi)啟電壓。第四控制信號(hào)輸入端A4與參考地102之間的電壓達(dá)到第四功率管Q4的開(kāi)啟電壓。)，將第二控制信號(hào)輸入端A2、第三控制信號(hào)輸入端A3置低，則整個(gè)電路里第一功率管Ql和第四功率管 Q4導(dǎo)通，而第三功率管Q3和第二功率管Q5截止。電流由工作電源VDC經(jīng)第一功率管Ql、 采樣電阻Rl流到電機(jī)的一相正相連接端A+，再經(jīng)電機(jī)的一相負(fù)相連接端A-流出電機(jī)，再經(jīng)第四功率管Q4流到參考地102。形成從正相連接端A+到負(fù)相連接端A-的正相電流。直接采樣正相連接端A+與采樣測(cè)試點(diǎn)GNDA之間的電壓便可得到電機(jī)A+、A-的電流大小。同樣的道理當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)輸入端A2、第三控制信號(hào)輸入端A3置高，第一控制信號(hào)輸入端Al、第四控制信號(hào)輸入端A4置低的時(shí)候，電流可以形成從A-到A+的電流。電機(jī)的另外一相B相也可以同A相一樣。這樣就可以得到步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。第一步A+A- 電流從A+到A-;第二步B+B- 電流從B+到B-;第三步A-A+ 電流從A-到A+;第四步B-B+ 電流從B-到B+;再循環(huán)到第一步。由上可見(jiàn)，本實(shí)施例的一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其采用采樣電阻與電機(jī)繞組相串聯(lián)的方式進(jìn)行連續(xù)采樣，能降低步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音。這樣電流采樣的及時(shí)性、連續(xù)性可以得到保證，電流波形也不會(huì)出現(xiàn)失真，采樣電流與設(shè)定電流比較后所產(chǎn)生的斬波信號(hào)與實(shí)際電流的波動(dòng)有誤差很小，從而可以保證驅(qū)動(dòng)器內(nèi)CPU的電流控制效果。 減少了電機(jī)發(fā)熱程度，延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命。基于上述實(shí)施例，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括上述所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，具體如上所述?；谏鲜鰧?shí)施例，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種步進(jìn)電機(jī)，其中，該步進(jìn)電機(jī)包括上述所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具體如上所述。[0047]本實(shí)用新型所提供的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)器，由于采用了采樣電阻與電機(jī)繞組相串聯(lián)的連續(xù)采樣方式的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，能降低步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，以及用于與步進(jìn)電機(jī)連接的一正相連接端和一負(fù)相連接端；所述第一功率管分別與第二功率管、第三功率管連接，所述第四功率管分別與第三功率管、第二功率管連接，構(gòu)成一橋式驅(qū)動(dòng)電路；所述第一功率管與第二功率管連接的公共端設(shè)置一采樣測(cè)試點(diǎn)、并通過(guò)一采樣電阻連接至所述正相連接端；所述第四功率管與第三功率管連接的公共端連接至所述負(fù)相連接端；所述第一功率管與第三功率管連接的公共端連接至工作電源；所述第二功率管與第四功率管連接的公共端連接至參考地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管采用MOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管采用IGBT管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一功率管的G極連接至第一控制信號(hào)輸入端，所述第一功率管的S極與所述第二功率管的D極連接，所述第一功率管的D極與所述第三功率管的D極連接；所述第二功率管的G極連接至第二控制信號(hào)輸入端，所述第二功率管的S極與所述第四功率管的S極連接；所述第四功率管的G極連接至第四控制信號(hào)輸入端，所述第四功率管的D極與所述第三功率管的S極連接；所述第三功率管的G極連接至第三控制信號(hào)輸入端。
5.一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
6.一種步進(jìn)電機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求5所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，以及用于與步進(jìn)電機(jī)連接的一正相連接端和一負(fù)相連接端；第一功率管分別與第二功率管、第三功率管連接，第四功率管分別與第三功率管、第二功率管連接；第一功率管與第二功率管連接的公共端設(shè)置一采樣測(cè)試點(diǎn)、并通過(guò)一采樣電阻連接至所述正相連接端；第四功率管與第三功率管連接的公共端連接至負(fù)相連接端；第二功率管與第四功率管連接的公共端連接至參考地。本實(shí)用新型由于采用了采樣電阻與電機(jī)繞組相串聯(lián)的 連續(xù)采樣方式的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，能降低步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪音，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
文檔編號(hào)H02P8/12GK202231661SQ201120341488
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者王申相 申請(qǐng)人:深圳市杰美康機(jī)電有限公司