專利名稱：一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)可以用數(shù)字信號(hào)直接進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確的控制效果。但是，步進(jìn)電機(jī)不能直接接到エ頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到ー個(gè)脈沖信號(hào)，就可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)ー個(gè)固定的角度，即“步進(jìn)角”，并且通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，并且可以通過(guò)控制脈沖頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度。從而達(dá)到調(diào) 速的目的。然而，目前的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功率都是比較大的，因此驅(qū)動(dòng)器的成本耗費(fèi)高，體積大而且存在大馬拉小車、能源耗費(fèi)大等諸多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在滿足步進(jìn)電機(jī)使用需求的同時(shí)，降低了功率，耗能小，而且降低了制造成本，體積較小。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，包括
電源模塊，所述電源模塊包括輸直流電壓輸入端、電源輸出端，所述直流電壓輸入端通過(guò)三端穩(wěn)壓器與電源輸出端組成ー電路；
驅(qū)動(dòng)器芯片，所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的A相線圈的A相驅(qū)動(dòng)電路和用于驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的B相線圈的B相驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括一基準(zhǔn)電壓引腳，第一參考電壓引腳和第二參考電壓引腳，所述第一參考電壓引腳用于確定A相驅(qū)動(dòng)電路的參考電壓，所述第二參考電壓引腳用于確定B相驅(qū)動(dòng)電路的參考電壓，所述基準(zhǔn)電壓引腳與所述電源輸入端相連接，并且所述基準(zhǔn)電壓通過(guò)分壓電位器與所述第一參考電壓引腳、所述第二電壓引腳相連接；所述驅(qū)動(dòng)器芯片的輸出端與所述步進(jìn)電機(jī)相連接；
控制模塊，所述控制模塊的電源輸入端外接ー電壓，所述控制模塊的輸出端通過(guò)多個(gè)光耦電路分別與所述驅(qū)動(dòng)器芯片相連接。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述光耦電路包括第一光耦電路，所述控制模塊包括用于釋放時(shí)鐘序列信號(hào)的CP信號(hào)引腳，所述CP信號(hào)引腳通過(guò)所述第一光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的確定驅(qū)動(dòng)模式的引腳STEP相連接。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述第一光耦電路的輸入端包括第一電阻、第二電阻，所述第一光稱電路的輸出端設(shè)置有第一電容和第三電阻。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述光耦電路包括一第二光耦電路，所述控制模塊包括一 SP/ST引腳，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)或關(guān)閉，所述SP/ST引腳通過(guò)第二光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的第一參考電壓引腳(AVREF)和第二參考電壓引腳(BVREF)組成ー電路；所述控制模塊包括一向所述驅(qū)動(dòng)芯片輸出方向信號(hào)的DIR引腳,所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的方向信號(hào)DIR引腳，所述控制模塊的方向信號(hào)DIR引腳通過(guò)所述第二光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的DIR引腳相連接，所述驅(qū)動(dòng)器芯片還包括FREE引腳，用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所述FREE引腳通過(guò)所述第二光耦電路與所述控制模塊RST引腳相連接。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述光耦電路包括第三光耦電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片還包括用于表征其狀態(tài)的信號(hào)HOME引腳，所述驅(qū)動(dòng)器芯片的HOME引腳通過(guò)所述第三光耦電路與所述控制模塊的HOME引腳相連接。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述驅(qū)動(dòng)器芯片輸出端包括A正相輸出端、A反相輸出端，所述A正相輸出端、A反相輸出端由所述驅(qū)動(dòng)器芯片中的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)A相線圈的電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片輸出端還包括B正相輸出端、B反相輸出端，所述B正相輸出端、B反相輸出端由所述驅(qū)動(dòng)器芯片中的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)B相線圈的電路，所述A相輸入端，所述A相 輸出端與所述電機(jī)的第一線圈組成一回路電路；所述B相輸入端、B相輸出端與所述電機(jī)的第二線圈組成一回路電路。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述驅(qū)動(dòng)器包括A相電路電流檢測(cè)引腳ISENA和B相電路電流檢測(cè)引腳ISENB，所述ISENA引腳與第四電阻相連接組成第一采樣電路；所述引腳ISENB與第五電阻組成第二采樣電路。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述驅(qū)動(dòng)器芯片配置三種細(xì)分模式MO，Ml, M2。上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器芯片為DRV8825芯片。本發(fā)明采用ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具體地包括驅(qū)動(dòng)器芯片DRV8825，其形成兩個(gè)H-bridge驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的工作，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器利用PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的エ作，在滿足步進(jìn)電機(jī)使用需求的同時(shí)，降低了功率，耗能小，而且降低了制造成本，體積較小。


圖I是本發(fā)明的一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電路連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，包括
電源模塊1，該電源模塊包括三端穩(wěn)壓器LM317(U1)，電容Cl，電容C2，電容C3，電容C4、電阻Rl，R24以及R25，發(fā)光二極管D2，上述電子元器件共同組成ー電源電路，具體如圖I中所示。在該電源模塊I中，其直流電壓輸入端(VM) 11接入24V直流電壓，經(jīng)過(guò)電容Cl，C2濾波，在經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓器LM317、電阻R24、R25調(diào)整成5V電壓輸出，再通過(guò)電容C3，C4進(jìn)行濾波后由電源輸出端(VCC)輸出，作為驅(qū)動(dòng)器芯片2的供電電源，并且通過(guò)支路Rl和發(fā)光二極管D2可以用于指示電源模塊I是否通電。進(jìn)ー步地，如圖I中所示，驅(qū)動(dòng)器芯片2，該驅(qū)動(dòng)器芯片2為DRV8825驅(qū)動(dòng)芯片，其中，該驅(qū)動(dòng)器芯片2的一基準(zhǔn)電壓引腳，即V3P30UT引腳(15)，該基準(zhǔn)電壓引腳與所述電源輸入端VM相連接，將該電壓VM轉(zhuǎn)換成3. 3V的電壓，通過(guò)限流電阻R28和一分壓電位器RWl將該轉(zhuǎn)換的電壓輸出至第一參考電壓引腳(12) AVREF和第二參考電壓引腳即BVREF弓丨腳(13)，該第一參考電壓引腳AVREF引腳(12)通過(guò)A正相輸出端，即AOUTl引腳(5)和A反相輸出端，即A0UT2與步進(jìn)電機(jī)3的A相線圈連接，該第二參考電壓引腳BVREF引腳(13 )通過(guò)B相的正相輸出端BOUTl引腳和B反相輸出端B0UT2引腳與步進(jìn)電機(jī)3的B相線圈連接，通過(guò)調(diào)整該分壓電位器RWl可以改變第一參考電壓引腳和第二參考電壓引腳的電壓大小，其中進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)3的A相和B相線圈的電流大小的控制?？刂颇K4，該控制模塊4可以通過(guò)發(fā)出PWM(脈沖寬度調(diào)制脈沖寬度)定時(shí)發(fā)出一定序列的CP信號(hào)(時(shí)鐘信號(hào))，向驅(qū)動(dòng)器芯片2發(fā)出控制信號(hào)，其中，該孔控制模塊4的電源輸入端外接一電壓V，并且控制模塊4的輸出端通過(guò)多個(gè)光耦電路分別與驅(qū)動(dòng)器芯片2相連接，具體地，該控制模塊4的CP引腳(6)為ー CP信號(hào)端，該控制模塊的CP引腳(6)通過(guò)電阻R6、第一光耦電路U3與驅(qū)動(dòng)器芯片2的STEP信號(hào)引腳(22)相連接，通過(guò)CP信號(hào)的輸 出，控制步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)。在控制模塊4中，其SP/ST引腳(4)為停止/開(kāi)始信號(hào)，該SP/ST引腳(4)通過(guò)ー第二光耦電路(U5)與驅(qū)動(dòng)器芯片2的第一參考電壓引腳，即AVREF引腳(12)以及第ニ參考電壓引腳(13)通過(guò)ー電阻R4和三極管Ql組成ー電路，并且該三極管Ql與電壓分位器RWl相連接。實(shí)施中，當(dāng)SP/ST引腳輸出ー低電平時(shí)，該電流經(jīng)過(guò)第二光耦電路(U5)隔離后，使得三極管Ql導(dǎo)通，此時(shí)，分壓電位器RWl無(wú)法工作，因而驅(qū)動(dòng)器芯片2的AVREF引腳
(12)和BVREF引腳(13)的電壓約為0V，步進(jìn)電機(jī)3停止工作；反之，當(dāng)SP/ST引腳輸出ー高電平時(shí)，三極管Ql不導(dǎo)通，電壓分位器RWl正常工作，此時(shí)，AVREF引腳(12)和BVREF引腳(13)的電壓為電壓分位器RWl的電壓，而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)該電壓分位器RWl來(lái)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)3的A相線圈和B相線圈的電流，并且通過(guò)STEP引腳(22)的工作，通過(guò)調(diào)節(jié)A相線圈和B相線圈的電流來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)速。進(jìn)ー步地，控制模塊4中DIR信號(hào)引腳(3)串聯(lián)電阻R16和第二光耦電路(U5)與驅(qū)動(dòng)器芯片2的DIR引腳(20)組成以控制電路，利用控制步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)向，其中，當(dāng)控制模塊4的DIR信號(hào)引腳(3)輸出高電平時(shí)，則步進(jìn)電機(jī)3進(jìn)行正向轉(zhuǎn)動(dòng)；反之，當(dāng)控制模塊4的DIR信號(hào)引腳(3)輸出低電平時(shí)，則步進(jìn)電機(jī)3進(jìn)行反轉(zhuǎn)。此外，控制模塊4的FREE引腳(5)也通過(guò)第一光耦電路U5與驅(qū)動(dòng)器芯片2的RST引腳(16)相連接，利用該FREE信號(hào)可以控制靜態(tài)時(shí)步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子處于鎖死狀態(tài)或自
由轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在驅(qū)動(dòng)器芯片2中還包括表其狀態(tài)的HOME引腳(27)和FAULT引腳(18)，其中，HOME引腳(27)通過(guò)第三光耦電路U3輸出原點(diǎn)脈沖信號(hào)至控制模塊4的HOME引腳(2)。當(dāng)輸出為低電平時(shí)，表示驅(qū)動(dòng)器芯片2回復(fù)原位，通過(guò)該驅(qū)動(dòng)器芯片2的HOME引腳(27)可以精確地確定原點(diǎn)；而FAULT引腳(18)通過(guò)第一光耦電路U5將出錯(cuò)的信號(hào)輸出到控制模塊的FAULT引腳(I)上，并且通過(guò)電阻R21和發(fā)光二級(jí)管D4組成的支路電路作為提示電路。包
進(jìn)ー步地，驅(qū)動(dòng)器芯片2的輸出端通過(guò)引腳ISENA (6)與第四電阻R21、相連接組成第ー采樣電路、引腳ISENB(9)與第五電阻R15組成第二采樣電路，分別可以對(duì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)A相線圈的A相輸出電路電流和B相線圈的B相輸出電路電流進(jìn)行檢測(cè)。
在本發(fā)明中，該驅(qū)動(dòng)器芯片(DRV8825) 2包括細(xì)分選擇撥碼開(kāi)關(guān)——引腳MO (24)、引腳Ml (25)、引腳M2 (26)來(lái)確定步進(jìn)電機(jī)3的工作方式，具體地，通過(guò)該細(xì)分選擇開(kāi)關(guān)的設(shè)置，可以確定步進(jìn)電機(jī)以全步、1/2、1/4、1/8、1/16或1/32步進(jìn)行工作。以 上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括電源模塊，所述電源模塊包括輸直流電壓輸入端、電源輸出端，所述直流電壓輸入端通過(guò)三端穩(wěn)壓器與電源輸出端組成ー電路； 驅(qū)動(dòng)器芯片，所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的A相線圈的A相驅(qū)動(dòng)電路和用于驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的B相線圈的B相驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括一基準(zhǔn)電壓引腳，第一參考電壓引腳和第二參考電壓引腳，所述第一參考電壓引腳用于確定A相驅(qū)動(dòng)電路的參考電壓，所述第二參考電壓引腳用于確定B相驅(qū)動(dòng)電路的參考電壓，所述基準(zhǔn)電壓引腳與所述電源輸入端相連接，并且所述基準(zhǔn)電壓通過(guò)分壓電位器與所述第一參考電壓引腳、所述第二電壓引腳相連接；所述驅(qū)動(dòng)器芯片的輸出端與所述步進(jìn)電機(jī)相連接； 控制模塊，所述控制模塊的電源輸入端外接ー電壓，所述控制模塊的輸出端通過(guò)多個(gè)光耦電路分別與所述驅(qū)動(dòng)器芯片相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述光耦電路包括第一光耦 電路，所述控制模塊包括用于釋放時(shí)鐘序列信號(hào)的CP信號(hào)引腳，所述CP信號(hào)引腳通過(guò)所述第一光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的確定驅(qū)動(dòng)模式的引腳STEP相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一光耦電路的輸入端包括第一電阻、第二電阻，所述第一光稱電路的輸出端設(shè)置有第一電容和第三電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述光耦電路包括一第二光耦電路，所述控制模塊包括一 SP/ST引腳，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)或關(guān)閉，所述SP/ST引腳通過(guò)第ニ光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的第一參考電壓引腳(AVREF)和第二參考電壓引腳(BVREF)組成ー電路；所述控制模塊包括一向所述驅(qū)動(dòng)芯片輸出方向信號(hào)的DIR引腳，所述驅(qū)動(dòng)器芯片包括控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的方向信號(hào)DIR引腳，所述控制模塊的方向信號(hào)DIR引腳通過(guò)所述第二光耦電路與所述驅(qū)動(dòng)器芯片的DIR引腳相連接，所述驅(qū)動(dòng)器芯片還包括FREE引腳，用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所述FREE引腳通過(guò)所述第二光耦電路與所述控制模塊RST引腳相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述光耦電路包括第三光耦電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片還包括用于表征其狀態(tài)的信號(hào)HOME引腳，所述驅(qū)動(dòng)器芯片的HOME引腳通過(guò)所述第三光耦電路與所述控制模塊的HOME引腳相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，上述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中，所述驅(qū)動(dòng)器芯片輸出端包括A正相輸出端、A反相輸出端，所述A正相輸出端、A反相輸出端由所述驅(qū)動(dòng)器芯片中的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)A相線圈的電路，所述驅(qū)動(dòng)器芯片輸出端還包括B正相輸出端、B反相輸出端，所述B正相輸出端、B反相輸出端由所述驅(qū)動(dòng)器芯片中的用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)B相線圈的電路，所述A相輸入端，所述A相輸出端與所述電機(jī)的第一線圈組成一回路電路；所述B相輸入端、B相輸出端與所述電機(jī)的第二線圈組成一回路電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述所述驅(qū)動(dòng)器包括A相電路電流檢測(cè)弓I腳ISENA和B相電路電流檢測(cè)弓丨腳ISENB，所述ISENA弓丨腳與第四電阻相連接組成第一采樣電路；所述引腳ISENB與第五電阻組成第二采樣電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器芯片配置三種細(xì)分模式MO，Ml，M2。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器芯片為DRV8825芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括電源模塊，包括輸直流電壓輸入端、電源輸出端，直流電壓輸入端通過(guò)三端穩(wěn)壓器與電源輸出端組成一電路；驅(qū)動(dòng)器芯片，包括一基準(zhǔn)電壓引腳，第一參考電壓引腳和第二參考電壓引腳，基準(zhǔn)電壓引腳與所述電源輸入端相連接，并且基準(zhǔn)電壓通過(guò)分壓電位器與第一參考電壓引腳、第二電壓引腳相連接；驅(qū)動(dòng)器芯片的輸出端與步進(jìn)電機(jī)相連接；控制模塊，控制模塊的電源輸入端外接一電壓，控制模塊的輸出端通過(guò)多個(gè)光耦電路分別與單片機(jī)模塊相連接。本發(fā)明的目的是提供一種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在滿足步進(jìn)電機(jī)使用需求的同時(shí)，降低了功率，耗能小，而且降低了制造成本，體積較小。
文檔編號(hào)H02P8/00GK102843081SQ20121036904
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者陳崇軍, 姜小丹, 樊俊 申請(qǐng)人:上海古鰲電子科技股份有限公司