一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器，本發(fā)明包括CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊、光耦隔離電路模塊、半橋驅(qū)動電路模塊、MOS管電路模塊；所述的半橋驅(qū)動電路模塊包括A相半橋驅(qū)動電路模塊和B相半橋驅(qū)動電路模塊；所述的A相半橋驅(qū)動電路模塊包括A+相半橋驅(qū)動電路和A-相半橋驅(qū)動電路；B相半橋驅(qū)動電路模塊包括B+相半橋驅(qū)動電路和B-相半橋驅(qū)動電路；所述MOS管電路模塊包括Ａ相MOS管電路模塊和用于B相MOS管電路模塊；本發(fā)明采用了帶死區(qū)的電路結(jié)構(gòu)，這樣可以大大提高元器件的使用壽命。有效地降低了電機(jī)正常工作時(shí)的功耗；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，與商場上雷賽科技公司的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相比，具有明顯的低廉成本優(yōu)勢。
【專利說明】—種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
[0003]為了適應(yīng)一些領(lǐng)域中高精度定位和運(yùn)行平穩(wěn)性的要求，出現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。一般步進(jìn)電機(jī)采用“橋”式驅(qū)動電路，即在同一個橋臂上、下2個開關(guān)管施加互補(bǔ)的觸發(fā)信號。然而，由于開關(guān)管自身的特性，如寄生電容、極間電容，開通和關(guān)斷都需要一定的時(shí)間，而且關(guān)斷時(shí)間比開通時(shí)間要長。若按照理想的觸發(fā)信號控制開關(guān)管的開通和關(guān)斷，就可能導(dǎo)致同一橋臂的2個開關(guān)管直通而損壞開關(guān)器件。為了防止這種直通現(xiàn)象的發(fā)生，必須在它們開通和關(guān)斷之間插入一定延時(shí)的時(shí)間，這個延時(shí)時(shí)間就稱為“死區(qū)時(shí)間”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
本發(fā)明一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器，包括CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊、光耦隔離電路模塊、半橋驅(qū)動電路模塊、MOS管電路模塊；CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊型號為EPM3064ATC44-10 ；
所述的半橋驅(qū)動電路模塊包括A相半橋驅(qū)動電路模塊和B相半橋驅(qū)動電路模塊；所述的A相半橋驅(qū)動電路模塊包括A+相半橋驅(qū)動電路和A-相半橋驅(qū)動電路；B相半橋驅(qū)動電路模塊包括B+相半橋驅(qū)動電路和B-相半橋驅(qū)動電路；
所述MOS管電路模塊包括A相MOS管電路模塊和用于B相MOS管電路模塊；
所述的光耦隔離電路模塊，包括二十四個電阻，四個光耦；光耦的型號為HCPL-2531 ；第一光耦Ul的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第二光耦U2的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第三光耦U3的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第四光耦U4的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第一光耦Ul的管腳I與第一分壓電阻Rl—端連接，第一分壓電阻Rl的另一端分別與3.3V模擬電源、第二分壓電阻R2的一端、第三分壓電阻R3的一端、第四分壓電阻R4的一端、第五分壓電阻R5的一端、第六分壓電阻R6的一端、第七分壓電阻R7的一端、第八分壓電阻R8的一端連接，第二分壓電阻R2的另一端與第二光耦U2的管腳4連接；第三分壓電阻R3的另一端與第二光耦U2的管腳I連接；第一光耦Ul的管腳7與第九分壓電阻R9和第十一分壓電阻Rll的一端連接，第九分壓電阻R9的另一端與第十分壓電阻RlO的一端、第十三分壓電阻R13的一端、第十四分壓電阻R14的一端、第十七分壓電阻R17的一端、第十八分壓電阻R18的一端、第二十一分壓電阻R21的一端、第二十二分壓電阻R22的一端、第一光耦Ul的管腳8、第二光耦U2的管腳8、第三光耦U3的管腳8、第四光耦U4的管腳8連接并接12V模擬電源；所述第一光耦Ul的管腳6與第十分壓電阻RlO的另一端、第十二分壓電阻R12的一端連接，所述第二光耦U2的管腳7與第十三分壓電阻R13的另一端、第十五分壓電阻R15的一端連接，第二光耦U2的管腳6與第十四分壓電阻R14的另一端、第十六分壓電阻R16的一端連接；所述第三光耦U3的管腳7與第十七分壓電阻R17的另一端、第十九分壓電阻R19的一端連接，第三光耦U3的管腳6與第十八分壓電阻R18的另一端、第二十分壓電阻R20的一端連接；所述第四光耦U4的管腳7與第二十一分壓電阻R21的另一端、第二十三分壓電阻R23的一端連接，第四光耦U4的管腳6與第二十二分壓電阻R22的另一端、第二十四分壓電阻R24的一端連接；第一光耦Ul的管腳5、第二光耦U2的管腳5、第三光耦U3的管腳5、第四光耦U4的管腳5連接并接地；第十一分壓電阻Rll的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU+端；第十二分壓電阻R12的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD+端；第十五分壓電阻R15的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU-端；第十六分壓電阻R16的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD-端；第十九分壓電阻R19的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU+端；第二十分壓電阻R20的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD+端；第二十三分壓電阻R23的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU-端；第二十四分壓電阻R24的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD-端。
[0006]A+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第一驅(qū)動芯片U5的管腳I分別與第一濾波電容Cl正極、第一二極管Dl陽極連接并接12V模擬電源，第一濾波電容Cl負(fù)極和第一驅(qū)動芯片U5的管腳4連接并接地，第一二極管Dl陰極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳8、第一自舉電容C2正極連接,第一自舉電容C2負(fù)極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳6、第二十六限流電阻R26的一端連接；第一驅(qū)動芯片U5的管腳2連接上管輸入信號AU+端,管腳3連接下管輸入信號AD+端；第一驅(qū)動芯片U5的管腳7與第二十五限流電阻R25的一端連接，第二十五限流電阻R25的另一端第二十六限流電阻R26的另一端連接；所述第一驅(qū)動芯片U5的管腳5與第二十七限流電阻R27的一端連接，第二十七限流電阻R27的另一端與第二十八限流電阻R28的一端連接。
[0007]A-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第二驅(qū)動芯片U6的管腳I分別與第四濾波電容C4正極、第二二極管D2陽極連接并接12V模擬電源，第四濾波電容C4負(fù)極和第二驅(qū)動芯片U6的管腳4連接并接地，第二二極管D2陰極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳8、第二自舉電容C3正極連接，第二自舉電容C3負(fù)極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳6、第三十限流電阻R30的一端連接；第二驅(qū)動芯片U6的管腳2連接上管輸入信號AU-端，管腳3連接下管輸入信號AD-;第二驅(qū)動芯片U6的管腳7與第二十九限流電阻R29的一端連接，第二十九限流電阻R29的另一端第三十限流電阻R30的另一端連接；所述第二驅(qū)動芯片U6的管腳5與第三十一限流電阻R31的一端連接，第三十一限流電阻R31的另一端與第三十二限流電阻R32的一端連接。[0008]B+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第三驅(qū)動芯片U7的管腳I分別與第五濾波電容C5正極、第三二極管D3陽極連接并接12V模擬電源，第五濾波電容C5負(fù)極和第三驅(qū)動芯片U7的管腳4連接并接地，第三二極管D3陰極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳8、第三自舉電容C6正極連接，第三自舉電容C6負(fù)極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳6、第三十四限流電阻R34的一端連接；第三驅(qū)動芯片U7的管腳2連接上管輸入信號BU+端，管腳3連接下管輸入信號BD+端；第三驅(qū)動芯片U7的管腳7與第三十三限流電阻R33的一端連接，第三十三限流電阻R33的另一端第三十四限流電阻R34的另一端連接；所述第三驅(qū)動芯片U7的管腳5與第三十五限流電阻R35的一端連接，第三十五限流電阻R35的另一端與第三十六限流電阻R36的一端連接。
[0009]B-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第四驅(qū)動芯片U8的管腳I分別與第八濾波電容CS正極、第四二極管D4陽極連接并接12V模擬電源，第八濾波電容CS負(fù)極和第四驅(qū)動芯片U8的管腳4連接并接地，第四二極管D4陰極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳8、第四自舉電容C7正極連接，第四自舉電容C7負(fù)極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳6、第三十八限流電阻R38的一端連接；第四驅(qū)動芯片U8的管腳2連接上管輸入信號BU-端，管腳3連接下管輸入信號BD-端；第四驅(qū)動芯片U8的管腳7與第三十七限流電阻R37的一端連接，第三十七限流電阻R37的另一端第三十八限流電阻R38的另一端連接；所述第四驅(qū)動芯片U8的管腳5與第三十九限流電阻R39的一端連接，第三十九限流電阻R39的另一端與第四十限流電阻R40的一端連接。
[0010]A相MOS管電路模塊包括四個MOS管，第一 MOS管MOSl的D端與第二 MOS管M0S2的D端連接并接24V模擬電源，第一 MOS管MOSl的G端與A+相半橋驅(qū)動電路中的第二十五限流電阻R25的另一端、第二十六限流電阻R26的另一端連接，第一 MOS管MOSl的S端與第三MOS管M0S3的D端連接并與A+相半橋驅(qū)動電路中第一驅(qū)動芯片U5管腳6、第一自舉電容C2的負(fù)極、第二十六限流電阻R26的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A+的信號輸入端，第三MOS管M0S3的S端與第四MOS管M0S4的S端、A+相半橋驅(qū)動電路中第二十八限流電阻R28的另一端、A-相半橋驅(qū)動電路中第三十二限流電阻R32的另一端連接并接地，第三MOS管M0S3的G端與A+相半橋驅(qū)動電路中的第二十七限流電阻R27的另一端、第二十八限流電阻R28的一端連接，第二 MOS管M0S2的G端與A-相半橋驅(qū)動電路中第二十九限流電阻R29的另一端、第三十限流電阻R30的另一端連接，第二 MOS管M0S2的S端與第四MOS管M0S4的D端、A-相半橋驅(qū)動電路中第三十限流電阻R30的一端、第二驅(qū)動芯片U6的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A-的信號輸入端；第四MOS管M0S4的G端與A-相半橋驅(qū)動電路中第三十一限流電阻R31的另一端、第三十二限流電阻R32的一端連接。
[0011]B相MOS管電路模塊包括四個MOS管，第五MOS管M0S5的D端與第六MOS管M0S6的D端連接并接24V模擬電源，第五MOS管M0S5的G端與B+相半橋驅(qū)動電路中的第三十三限流電阻R33的另一端、第三十四限流電阻R34的另一端連接，第五MOS管M0S5的S端與第七M(jìn)OS管M0S7的D端連接并與B+相半橋驅(qū)動電路中第三驅(qū)動芯片U7管腳6、第三自舉電容C6的負(fù)極、第三十四限流電阻R34的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B+的信號輸入端，第七M(jìn)OS管M0S7的S端與第八MOS管M0S8的S端、B+相半橋驅(qū)動電路中第三十六限流電阻R36的另一端、B-相半橋驅(qū)動電路中第四十限流電阻R40的另一端連接并接地，第七M(jìn)OS管M0S7的G端與B+相半橋驅(qū)動電路中的第三十五限流電阻R35的另一端、第三十六限流電阻R36的一端連接，第六MOS管M0S6的G端與B-相半橋驅(qū)動電路中第三十七限流電阻R37的另一端、第三十八限流電阻R38的另一端連接，第六MOS管M0S6的S端與第八MOS管M0S8的D端、B-相半橋驅(qū)動電路中第三十八限流電阻R38的一端、第四驅(qū)動芯片U8的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B-的信號輸入端；第八MOS管M0S8的G端與B-相半橋驅(qū)動電路中第三十九限流電阻R39的另一端、第四十限流電阻R40的一端連接。
[0012]有益效果:本發(fā)明采用了帶死區(qū)的電路結(jié)構(gòu)，這樣可以大大提高元器件的使用壽命。有效地降低了電機(jī)正常工作時(shí)的功耗；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，與商場上雷賽科技公司的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器相比，具有明顯的低廉成本優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的整體架構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
圖3是本發(fā)明的A相電路中的半橋驅(qū)動電路模塊和MOS管電路模塊；
圖4是本發(fā)明的B相電路中的半橋驅(qū)動電路模塊和MOS管電路模塊；
圖5是本發(fā)明的CPLD控制電路模塊和光耦隔離電路模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合原理圖和具體操作實(shí)施對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]如圖1，圖2所示，本發(fā)明一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器，包括CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊1、光耦隔離電路模塊2、半橋驅(qū)動電路模塊、MOS管電路模塊；CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊型號為 EPM3064ATC44-10 ；
所述的半橋驅(qū)動電路模塊包括A相半橋驅(qū)動電路模塊和B相半橋驅(qū)動電路模塊；所述的A相半橋驅(qū)動電路模塊包括A+相半橋驅(qū)動電路A-3-1和A-相半橋驅(qū)動電路A_3_2 ；B相半橋驅(qū)動電路模塊包括B+相半橋驅(qū)動電路B-3-1和B-相半橋驅(qū)動電路B-3-2 ；
MOS管電路模塊包括A相MOS管電路模塊A-4-1和用于B相MOS管電路模塊B-4-2 ； 如圖5所示，所述的光耦隔離電路模塊2，包括二十四個電阻，四個光耦；
第一光耦Ul的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的10腳、12腳連接；第二光耦U2的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的13腳、14腳連接；第三光耦U3的管腳
2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的15腳、18腳連接；第四光耦U4的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的19腳、20腳連接；第一光耦Ul的管腳I與第一分壓電阻Rl —端連接，第一分壓電阻Rl的另一端分別與3.3V模擬電源、第二分壓電阻R2的一端、第三分壓電阻R3的一端、第四分壓電阻R4的一端、第五分壓電阻R5的一端、第六分壓電阻R6的一端、第七分壓電阻R7的一端、第八分壓電阻R8的一端連接，第二分壓電阻R2的另一端與第二光耦U2的管腳4連接；第三分壓電阻R3的另一端與第二光耦U2的管腳I連接；第一光耦Ul的管腳7與第九分壓電阻R9和第十一分壓電阻Rll的一端連接，第九分壓電阻R9的另一端與第十分壓電阻RlO的一端、第十三分壓電阻R13的一端、第十四分壓電阻R14的一端、第十七分壓電阻R17的一端、第十八分壓電阻R18的一端、第二十一分壓電阻R21的一端、第二十二分壓電阻R22的一端、第一光耦Ul的管腳8、第二光耦U2的管腳8、第三光耦U3的管腳8、第四光耦U4的管腳8連接并接12V模擬電源；所述第一光耦Ul的管腳6與第十分壓電阻RlO的另一端、第十二分壓電阻R12的一端連接，所述第二光耦U2的管腳7與第十三分壓電阻R13的另一端、第十五分壓電阻R15的一端連接，第二光耦U2的管腳6與第十四分壓電阻R14的另一端、第十六分壓電阻R16的一端連接；所述第三光耦U3的管腳7與第十七分壓電阻R17的另一端、第十九分壓電阻R19的一端連接，第三光耦U3的管腳6與第十八分壓電阻R18的另一端、第二十分壓電阻R20的一端連接；所述第四光耦U4的管腳7與第二十一分壓電阻R21的另一端、第二十三分壓電阻R23的一端連接，第四光耦U4的管腳6與第二十二分壓電阻R22的另一端、第二十四分壓電阻R24的一端連接；第一光耦Ul的管腳5、第二光耦U2的管腳5、第三光耦U3的管腳5、第四光耦U4的管腳5連接并接地；第^ 分壓電阻Rll的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU+端；第十二分壓電阻R12的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD+端；第十五分壓電阻R15的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU-端；第十六分壓電阻R16的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD-端；第十九分壓電阻R19的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU+端；第二十分壓電阻R20的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD+端；第二十三分壓電阻R23的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU-端；第二十四分壓電阻R24的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD-端。
[0016]如圖3所示，A+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第一驅(qū)動芯片U5的管腳I分別與第一濾波電容Cl正極、第一二極管Dl陽極連接并接12V模擬電源，第一濾波電容Cl負(fù)極和第一驅(qū)動芯片U5的管腳4連接并接地，第一二極管Dl陰極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳8、第一自舉電容C2正極連接，第一自舉電容C2負(fù)極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳6、第二十六限流電阻R26的一端連接；第一驅(qū)動芯片U5的管腳2連接上管輸入信號AU+端,管腳3連接下管輸入信號AD+端；第一驅(qū)動芯片U5的管腳7與第二十五限流電阻R25的一端連接，第二十五限流電阻R25的另一端第二十六限流電阻R26的另一端連接；所述第一驅(qū)動芯片U5的管腳5與第二十七限流電阻R27的一端連接，第二十七限流電阻R27的另一端與第二十八限流電阻R28的一端連接。
[0017]A-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第二驅(qū)動芯片U6的管腳I分別與第四濾波電容C4正極、第二二極管D2陽極連接并接12V模擬電源，第四濾波電容C4負(fù)極和第二驅(qū)動芯片U6的管腳4連接并接地，第二二極管D2陰極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳8、第二自舉電容C3正極連接，第二自舉電容C3負(fù)極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳6、第三十限流電阻R30的一端連接；第二驅(qū)動芯片U6的管腳2連接上管輸入信號AU-端，管腳3連接下管輸入信號AD-;第二驅(qū)動芯片U6的管腳7與第二十九限流電阻R29的一端連接，第二十九限流電阻R29的另一端第三十限流電阻R30的另一端連接；所述第二驅(qū)動芯片U6的管腳5與第三十一限流電阻R31的一端連接，第三十一限流電阻R31的另一端與第三十二限流電阻R32的一端連接。
[0018]如圖4所示，B+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第三驅(qū)動芯片U7的管腳I分別與第五濾波電容C5正極、第三二極管D3陽極連接并接12V模擬電源，第五濾波電容C5負(fù)極和第三驅(qū)動芯片U7的管腳4連接并接地，第三二極管D3陰極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳8、第三自舉電容C6正極連接，第三自舉電容C6負(fù)極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳6、第三十四限流電阻R34的一端連接；第三驅(qū)動芯片U7的管腳2連接上管輸入信號BU+端，管腳3連接下管輸入信號BD+端；第三驅(qū)動芯片U7的管腳7與第三十三限流電阻R33的一端連接，第三十三限流電阻R33的另一端第三十四限流電阻R34的另一端連接；所述第三驅(qū)動芯片U7的管腳5與第三十五限流電阻R35的一端連接，第三十五限流電阻R35的另一端與第三十六限流電阻R36的一端連接。
[0019]B-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片。第四驅(qū)動芯片U8的管腳I分別與第八濾波電容CS正極、第四二極管D4陽極連接并接12V模擬電源，第八濾波電容CS負(fù)極和第四驅(qū)動芯片U8的管腳4連接并接地，第四二極管D4陰極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳8、第四自舉電容C7正極連接，第四自舉電容C7負(fù)極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳6、第三十八限流電阻R38的一端連接；第四驅(qū)動芯片U8的管腳2連接上管輸入信號BU-端，管腳3連接下管輸入信號BD-端；第四驅(qū)動芯片U8的管腳7與第三十七限流電阻R37的一端連接，第三十七限流電阻R37的另一端第三十八限流電阻R38的另一端連接；所述第四驅(qū)動芯片U8的管腳5與第三十九限流電阻R39的一端連接，第三十九限流電阻R39的另一端與第四十限流電阻R40的一端連接。
[0020]A相MOS管電路模塊A-4-1包括四個MOS管，第一 MOS管MOSl的D端與第二 MOS管M0S2的D端連接并接24V模擬電源，第一 MOS管MOSl的G端與A+相半橋驅(qū)動電路A-3-1中的第二十五限流電阻R25的另一端、第二十六限流電阻R26的另一端連接，第一 MOS管MOSl的S端與第三MOS管M0S3的D端連接并與A+相半橋驅(qū)動電路A-3-1中第一驅(qū)動芯片U5管腳6、第一自舉電容C2的負(fù)極、第二十六限流電阻R26的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A+的信號輸入端，第三MOS管M0S3的S端與第四MOS管M0S4的S端、A+相半橋驅(qū)動電路A-3-1中第二十八限流電阻R28的另一端、A-相半橋驅(qū)動電路A-3-2中第三十二限流電阻R32的另一端連接并接地，第三MOS管M0S3的G端與A+相半橋驅(qū)動電路A-3-1中的第二十七限流電阻R27的另一端、第二十八限流電阻R28的一端連接，第二 MOS管M0S2的G端與A-相半橋驅(qū)動電路A-3-2中第二十九限流電阻R29的另一端、第三十限流電阻R30的另一端連接，第二 MOS管M0S2的S端與第四MOS管M0S4的D端、A-相半橋驅(qū)動電路A-3-2中第三十限流電阻R30的一端、第二驅(qū)動芯片U6的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A-的信號輸入端；第四MOS管M0S4的G端與A-相半橋驅(qū)動電路A-3-2中第三十一限流電阻R31的另一端、第三十二限流電阻R32的一端連接。
[0021 ] B相MOS管電路模塊B-4-2包括四個MOS管，第五MOS管M0S5的D端與第六MOS管M0S6的D端連接并接24V模擬電源，第五MOS管M0S5的G端與B+相半橋驅(qū)動電路B-3-1中的第三十三限流電阻R33的另一端、第三十四限流電阻R34的另一端連接，第五MOS管M0S5的S端與第七M(jìn)OS管M0S7的D端連接并與B+相半橋驅(qū)動電路中第三驅(qū)動芯片U7管腳6、第三自舉電容C6的負(fù)極、第三十四限流電阻R34的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B+的信號輸入端，第七M(jìn)OS管M0S7的S端與第八MOS管M0S8的S端、B+相半橋驅(qū)動電路B-3-1中第三十六限流電阻R36的另一端、B-相半橋驅(qū)動電路B-3-2中第四十限流電阻R40的另一端連接并接地，第七M(jìn)OS管M0S7的G端與B+相半橋驅(qū)動電路B-3-1中的第三十五限流電阻R35的另一端、第三十六限流電阻R36的一端連接，第六MOS管M0S6的G端與B-相半橋驅(qū)動電路中第三十七限流電阻R37的另一端、第三十八限流電阻R38的另一端連接，第六MOS管M0S6的S端與第八MOS管M0S8的D端、B-相半橋驅(qū)動電路中第三十八限流電阻R38的一端、第四驅(qū)動芯片U8的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B-的信號輸入端；第八MOS管M0S8的G端與B-相半橋驅(qū)動電路B-3-2中第三十九限流電阻R39的另一端、第四十限流電阻R40的一端連接。
[0022]CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊選擇EPM30 3 2ATC44-10，用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生帶死區(qū)的互補(bǔ)電機(jī)信號驅(qū)動；光耦隔離芯片選擇HCPL-2531，其內(nèi)部集成兩路光耦，用于實(shí)現(xiàn)電路中信號隔離作用；半橋驅(qū)動電路模塊的驅(qū)動芯片選擇IR公司生產(chǎn)的IR2103驅(qū)動芯片，用于驅(qū)動H橋式電路工作；M0S管電路模塊中MOS管選擇ST公司的STD25NF10L，該芯片具有耐壓100V，漏極電流達(dá)25A。
[0023]工作過程:
一種死區(qū)可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器基本工作流程如下，由單片機(jī)產(chǎn)生的四路細(xì)分驅(qū)動信號 Signal_A+、Signal_A_、Signal_B+、Signal_B-接到 CPLD 上，CPLD 通過內(nèi)部組合邏輯電路產(chǎn)生一個互補(bǔ)的帶死區(qū)的驅(qū)動信號。死區(qū)時(shí)間由CPLD內(nèi)部分頻功能來實(shí)現(xiàn)，可以通過CPLD來控制死區(qū)的時(shí)間。帶死區(qū)的驅(qū)動信號通過光耦隔離電路，傳送至半橋驅(qū)動電路，再通過半橋驅(qū)動電路，將信號傳送H橋式電路結(jié)構(gòu)，從而驅(qū)動兩相四線步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。
【權(quán)利要求】
1.一種死區(qū)補(bǔ)償可控的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動器，包括CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊、光耦隔離電路模塊、半橋驅(qū)動電路模塊、MOS管電路模塊；CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊型號為EPM3064ATC44-10 ；所述的半橋驅(qū)動電路模塊包括A相半橋驅(qū)動電路模塊和B相半橋驅(qū)動電路模塊；所述的A相半橋驅(qū)動電路模塊包括A+相半橋驅(qū)動電路和A-相半橋驅(qū)動電路；B相半橋驅(qū)動電路模塊包括B+相半橋驅(qū)動電路和B-相半橋驅(qū)動電路； 所述MOS管電路模塊包括A相MOS管電路模塊和用于B相MOS管電路模塊； 所述的光耦隔離電路模塊，包括二十四個電阻，四個光耦；光耦的型號為HCPL-2531 ；第一光耦Ul的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第二光耦U2的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第三光耦U3的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第四光耦U4的管腳2、管腳3分別與CPLD死區(qū)產(chǎn)生模塊的兩個普通IO 口連接；第一光耦Ul的管腳I與第一分壓電阻Rl—端連接，第一分壓電阻Rl的另一端分別與3.3V模擬電源、第二分壓電阻R2的一端、第三分壓電阻R3的一端、第四分壓電阻R4的一端、第五分壓電阻R5的一端、第六分壓電阻R6的一端、第七分壓電阻R7的一端、第八分壓電阻R8的一端連接，第二分壓電阻R2的另一端與第二光耦U2的管腳4連接；第三分壓電阻R3的另一端與第二光耦U2的管腳I連接；第一光耦Ul的管腳7與第九分壓電阻R9和第十一分壓電阻Rll的一端連接，第九分壓電阻R9的另一端與第十分壓電阻RlO的一端、第十三分壓電阻R13的一端、第十四分壓電阻R14的一端、第十七分壓電阻R17的一端、第十八分壓電阻R18的一端、第二十一分壓電阻R21的一端、第二十二分壓電阻R22的一端、第一光耦Ul的管腳8、第二光耦U2的管腳8、第三光耦U3的管腳8、第四光耦U4的管腳8連接并接12V模擬電源；所述第一光耦Ul的管腳6與第十分壓電阻RlO的另一端、第十二分壓電阻R12的一端連接，所述第二光耦U2的管腳7與第十三分壓電阻R13的另一端、第十五分壓電阻R15的一端連接，第二光耦U2的管腳6與第十四分壓電阻R14的另一端、第十六分壓電阻R16的一端連接；所述第三光耦U3的管腳7與第十七分壓電阻R17的另一端、第十九分壓電阻R19的一端連接，第三光耦U3的管腳6與第十八分壓電阻R18的另一端、第二十分壓電阻R20的一端連接；所述第四光耦U4的管腳7與第二十一分壓電阻R21的另一端、第二十三分壓電阻R23的一端連接，第四光耦U4的管腳6與第二十二分壓電阻R22的另一`端、第二十四分壓電阻R24的一端連接；第一光耦Ul的管腳5、第二光耦U2的管腳5、第三光耦U3的管腳5、第四光耦U4的管腳5連接并接地；第十一分壓電阻Rll的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU+端；第十二分壓電阻R12的另一端作為A+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD+端；第十五分壓電阻R15的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號AU-端；第十六分壓電阻R16的另一端作為A-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號AD-端；第十九分壓電阻R19的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU+端；第二十分壓電阻R20的另一端作為B+相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD+端；第二十三分壓電阻R23的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的上管輸入信號BU-端；第二十四分壓電阻R24的另一端作為B-相半橋驅(qū)動電路的下管輸入信號BD-端； A+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片；第一驅(qū)動芯片U5的管腳I分別與第一濾波電容Cl正極、第一二極管Dl陽極連接并接12V模擬電源，第一濾波電容Cl負(fù)極和第一驅(qū)動芯片U5的管腳4連接并接地，第一二極管Dl陰極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳8、第一自舉電容C2正極連接,第一自舉電容C2負(fù)極與第一驅(qū)動芯片U5的管腳6、第二十六限流電阻R26的一端連接；第一驅(qū)動芯片U5的管腳2連接上管輸入信號AU+端，管腳3連接下管輸入信號AD+端；第一驅(qū)動芯片U5的管腳7與第二十五限流電阻R25的一端連接，第二十五限流電阻R25的另一端第二十六限流電阻R26的另一端連接；所述第一驅(qū)動芯片U5的管腳5與第二十七限流電阻R27的一端連接，第二十七限流電阻R27的另一端與第二十八限流電阻R28的一端連接； A-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片；第二驅(qū)動芯片U6的管腳I分別與第四濾波電容C4正極、第二二極管D2陽極連接并接12V模擬電源，第四濾波電容C4負(fù)極和第二驅(qū)動芯片U6的管腳4連接并接地，第二二極管D2陰極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳8、第二自舉電容C3正極連接，第二自舉電容C3負(fù)極與第二驅(qū)動芯片U6的管腳6、第三十限流電阻R30的一端連接；第二驅(qū)動芯片U6的管腳2連接上管輸入信號AU-端，管腳3連接下管輸入信號AD-;第二驅(qū)動芯片U6的管腳7與第二十九限流電阻R29的一端連接，第二十九限流電阻R29的另一端第三十限流電阻R30的另一端連接；所述第二驅(qū)動芯片U6的管腳5與第三十一限流電阻R31的一端連接，第三十一限流電阻R31的另一端與第三十二限流電阻R32的一端連接； B+相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片；第三驅(qū)動芯片U7的管腳I分別與第五濾波電容C5正極、第三二極管D3陽極連接并接12V模擬電源，第五濾波電容C5負(fù)極和第三驅(qū)動芯片U7的管腳4連接并接地，第三二極管D3陰極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳8、第三自舉電容C6正極連接，第三自舉電容C6負(fù)極與第三驅(qū)動芯片U7的管腳6、第三十四限流電阻R34的一端連接；第三驅(qū)動芯片U7的管腳2連接上管輸入信號BU+端，管腳3連接下管輸入信號BD+端；第三驅(qū)動芯片U7的管腳7與第三十三限流電阻R33的一端連接，第三十三限流電阻R33的另一端第三十四限流電阻R34的另一端連接；所述第三驅(qū)動芯片U7的管腳5與第三十五限流電阻R35的一端連接，第三十五限流電阻R35的另一端與第三十六限流電阻R36的一端連接；` B-相半橋驅(qū)動電路包括四個電阻、兩個電容、一個二極管和一個驅(qū)動芯片；第四驅(qū)動芯片U8的管腳I分別與第八濾波電容CS正極、第四二極管D4陽極連接并接12V模擬電源，第八濾波電容CS負(fù)極和第四驅(qū)動芯片U8的管腳4連接并接地，第四二極管D4陰極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳8、第四自舉電容C7正極連接，第四自舉電容C7負(fù)極與第四驅(qū)動芯片U8的管腳6、第三十八限流電阻R38的一端連接；第四驅(qū)動芯片U8的管腳2連接上管輸入信號BU-端，管腳3連接下管輸入信號BD-端；第四驅(qū)動芯片U8的管腳7與第三十七限流電阻R37的一端連接，第三十七限流電阻R37的另一端第三十八限流電阻R38的另一端連接；所述第四驅(qū)動芯片U8的管腳5與第三十九限流電阻R39的一端連接，第三十九限流電阻R39的另一端與第四十限流電阻R40的一端連接； A相MOS管電路模塊包括四個MOS管，第一 MOS管MOSl的D端與第二 MOS管M0S2的D端連接并接24V模擬電源，第一 MOS管MOSl的G端與A+相半橋驅(qū)動電路中的第二十五限流電阻R25的另一端、第二十六限流電阻R26的另一端連接，第一 MOS管MOSl的S端與第三MOS管M0S3的D端連接并與A+相半橋驅(qū)動電路中第一驅(qū)動芯片U5管腳6、第一自舉電容C2的負(fù)極、第二十六限流電阻R26的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A+的信號輸入端，第三MOS管M0S3的S端與第四MOS管M0S4的S端、A+相半橋驅(qū)動電路中第二十八限流電阻R28的另一端、A-相半橋驅(qū)動電路中第三十二限流電阻R32的另一端連接并接地，第三MOS管M0S3的G端與A+相半橋驅(qū)動電路中的第二十七限流電阻R27的另一端、第二十八限流電阻R28的一端連接，第二 MOS管M0S2的G端與A-相半橋驅(qū)動電路中第二十九限流電阻R29的另一端、第三十限流電阻R30的另一端連接，第二 MOS管M0S2的S端與第四MOS管M0S4的D端、A-相半橋驅(qū)動電路中第三十限流電阻R30的一端、第二驅(qū)動芯片U6的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_A-的信號輸入端；第四MOS管M0S4的G端與A-相半橋驅(qū)動電路中第三十一限流電阻R31的另一端、第三十二限流電阻R32的一端連接； B相MOS管電路模塊包括四個MOS管，第五MOS管M0S5的D端與第六MOS管M0S6的D端連接并接24V模擬電源，第五MOS管M0S5的G端與B+相半橋驅(qū)動電路中的第三十三限流電阻R33的另一端、第三十四限流電阻R34的另一端連接，第五MOS管M0S5的S端與第七M(jìn)OS管M0S7的D端連接并與B+相半橋驅(qū)動電路中第三驅(qū)動芯片U7管腳6、第三自舉電容C6的負(fù)極、第三十四限流電阻R34的一端連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B+的信號輸入端，第七M(jìn)OS管M0S7的S端與第八MOS管M0S8的S端、B+相半橋驅(qū)動電路中第三十六限流電阻R36的另一端、B-相半橋驅(qū)動電路中第四十限流電阻R40的另一端連接并接地，第七M(jìn)OS管M0S7的G端與B+相半橋驅(qū)動電路中的第三十五限流電阻R35的另一端、第三十六限流電阻R36的一端連接，第六MOS管M0S6的G端與B-相半橋驅(qū)動電路中第三十七限流電阻R37的另一端、第三十八限流電阻R38的另一端連接，第六MOS管M0S6的S端與第八MOS管M0S8的D端、B-相半橋驅(qū)動電路中第三十八限流電阻R38的一端、第四驅(qū)動芯片U8的管腳6連接并作為兩相四線步進(jìn)電機(jī)的Motor_B-的信號輸入端；第八MOS管M0S8的G端與B-相半橋驅(qū)動電路中第三十九限流電阻R39的另一端、第四十限流電阻R40的一端連接。`
【文檔編號】H02P8/14GK103684151SQ201310718570
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】高明煜, 臧傳強(qiáng), 劉云飛, 曾毓, 黃繼業(yè), 馬國進(jìn), 余歷陽 申請人:杭州電子科技大學(xué)