专利名称：三相细分步进驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于刺绣机电脑控制技术的应用领域，特别涉及一种三项细分 步进驱动器。
背景技术：
作为一种把数字电脉冲信号转换成机械角位移的机电元件，步进电机具有 控制简单、价格低、维护容易、定位精度高、无累积位置误差、可自锁、控制
成本低等特点而得到广泛应用。其中混和式(HB型)步进电机兼采可变磁阻式 步进电机及永久磁铁式步进电机的优点，精确度高、转矩大、步进角度小。成 为目前市场上所使用最为普遍的工业用歩进电机。
因为90年代新兴的三相混合式步进电机比兼顾了二相混合式步进电机和 五相混合式步进电机的长处，所以三相混合式步进电机有更好应用前景，在实 际应用中，已经越来越多地成为执行部件的首选产品。
而步进电机运行又存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高 等，又严重制约了步进电机的应用范围。并且步进电机的性能又依赖于驱动电 路。
因此必须通过驱动技术的改进来克服步进电机的缺点。相对于其他的驱动 方式，细分驱动方式不仅可以减小歩进电机的步距角，提高分辨率，而且可以 减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
此种情况下，对高性能的三项混合式步进电机驱动器的需求也就更加强烈。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种三项细分步进驱动
器°
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的。 一种三项细分步进驱动器，包括以IPM模块为核心的功率部分和以DSP芯片为核心的控制部分，DSP芯片与IPM模块连接；其特征在于，所述控制部分
包括DSP最小系统、相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦，DSP最小系统包括DSP芯片、复位芯片、仿真插座；DSP芯片分别与相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦、复位芯片、仿真插座连接。
作为一种改进，所述功率部分包括IPM模块、专用光耦、隔离电路模块、采样电路模块，IPM模块分别与专用光耦、采样电路模块连接、采样电路模块与隔离电路模块连接，隔离电路模块与DSP芯片连接。
作为进一步改进，所述DSP芯片外接有FM24CL16芯片、MAX3490芯片、BUSBUFFER芯片，BUS BUFFER芯片与控制部分连接。
作为进一步改进，所述DSP芯片为TMS320LF2402A芯片。
作为进一步改进，所述复位芯片为SP706复位芯片。
作为进一步改进，所述专用光耦为TLP250光耦。
本实用新型的三项细分步进驱动器与现有技术相比具有以下优点
适应性强，可以适应三相混合式步进电机；低频时运行平稳，无振荡，有效地抑制了振荡、噪声；具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，使整个驱动器的可靠性大大提高；采用DSP芯片和IPM模块，使电路得到简化的同时提高电路的稳定性；可以设置多档细分来适应不同的控制精度要求。
图1、本实用新型具体实施例三相混合式步进电动机驱动系统硬件结构框图。
具体实施方式
结合附图，下面对本实用新型作进一步描述。
一种三项细分步进驱动器，包括以IPM模块为核心的功率部分和以DSPTMS320LF2402A为核心的控制部分，DSP TMS320LF2402A与IPM模块连接；DSPTMS320LF2402A分别与相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦、SP706复位、仿真插座连接。
功率部分包括IPM模块、TLP250专用光耦、隔离电路、采样电路，IPM模块分别与TLP250专用光耦、采样电路连接，采样电路与隔离电路连接，隔离电路与DSP TMS320LF2402A连接。
DSP TMS320LF2402A外接有FM24CL16、 MAX3490、 BUS BUFFER, BUS BUFFER 与控制部分连接。
DSP TMS320LF2402A内部的flash E2PROM用于存放系统程序，并自带RAM 用于存放变量和中间的运算结果。SP706复位用于对DSP TMS320LF2402A复位。 FM24CL16用于系统断电时把控制系统的一些参数，如步进电机的转子位置等存 入其内的E卞ROM，供系统再次上电时读出。MAX3490作为通讯串口，用于调试 时连接PC及各种数据的追踪。仿真插座则用于外接仿真器，通过仿真器可以把 程序烧写进DSP TMS320LF2402A内部的flash E2PROM中。
采样电路和隔离电路用于对采集的Ia、 Ib两相电流信号进行处理，包括信 号偏置和放大，使之转换成0 3. 3V的电压信号输入DSP TMS320LF2402A的ADC 口， DSP TMS320LF2402A自带AD转换功能进行数模转换。
相电流选择开关为一多位拨码开关，用于设置步进电机的工作电流。系统 启动时，读入这一系列开关的状态，然后査表获取电机的工作电流。
报警指示灯用于系统在运行中的故障状态指示，如电机运行发生故障时， 报警指示的红灯会亮起，提示用户及时处理。
控制步进电机运行的指令脉冲信号来自于上位机。指令脉冲信号和使能信 号经光耦隔离后截到DSP TMS320LF2402A。 DSP TMS320LF2402A根据上位机发来 的信号，根据当前的状态，产生相应的P丽信号，经过BUSBUFFER、专用光耦 TLP250的隔离，输出到IMP模块，驱动步进电机运行。同时当发生故障时，DSP TMS320LF2402A发出报警信号经光耦隔离后，反馈回上位机。
当IPM模块发生故障时，如过流、过压、过热等，其故障信号输入到P丽 输出线路上的BUS BUFFER,型号为74LVC126,关断P碰信号的传输。同时故障 信号也输入到DSP TMS320LF2402A的功率驱动保护中断引脚PDPINTA，该引脚 有效时，DSP TMS320LF2402A自动将P丽输出引脚置为高阻态，使IPM模块停 止工作。两方面同时作用，保证IPM模块的可靠关断，充分保障运行安全。电 源由交流220V市电，经滤波、整流等处理后，供给各模块使用。
算法SVP丽来实现三相混合式步进电机控制DSP TMS320LF2402A根据设 定的频率值调用SVP丽算法程序控制P丽输出。P丽信号送入IPM模块。如果 IPM模块发生故障，其故障信号传到DSP TMS320LF2402A产生中断，达到保护电路的目的。
为了得到正弦波，需要输出一系列幅值相等而宽度不等的矩形波。采用三 角波作为载波的旁式规则法，可以得到这些矩形波的宽度。三相正弦调制波在
时间上互差2n/3，而三角载波是公用的，这样在同一个三角载波周期内可获 得三相SVP丽脉冲波形。
在DSP TMS320LF2402A中，利用事件管理器中数据比较器的功能，将模拟
的三角波与给定值的比较转变为数字式比较，三角波实际上就是一个硬件计数 器，工作中不需要占用CPU的时间，DSP TMS320LF2402A只需把给定值输出给
数字比较器即可。
时间比较器的定时器l由于之相关的3个比较单元，每个全比较单元分别 对应一个比较寄存器。利用事件管理器的3个比较单元产生3路P丽脉冲输出。
在周期寄存器指一定的情况下，通过改变比较寄存器的值，就可以改变输 出矩形脉冲的宽度。
DSP TMS320LF2402A的快速性特点可全部由软件来产生互补P丽脉冲信号， 比通过硬件来实现互补P丽的控制方法要方便得多，做到真正的数控。
通过高度集成化的DSP TMS320LF2402A和IPM模块构成的电路，大大减化 了电路的复杂程度，同时提高了电路的可靠性。而SVP丽算法具有电流谐波畸 变小、转矩波动小、噪声低的特点进一步提升了驱动器的品质。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，显 然，本实用新型不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术 人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本 实用新型的保护范围。
权利要求1、一种三项细分步进驱动器，包括以IPM模块为核心的功率部分和以DSP芯片为核心的控制部分，DSP芯片与IPM模块连接；其特征在于，所述控制部分包括DSP最小系统、相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦，DSP最小系统包括DSP芯片、复位芯片、仿真插座；DSP芯片分别与相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦、复位芯片、仿真插座连接。
2、 根据权利要求1所述的三项细分步进驱动器，其特征在于，所述功率部 分包括IPM模块、专用光耦、隔离电路模块、采样电路模块，IPM模块分别与 专用光耦、采样电路模块连接、采样电路模块与隔离电路模块连接，隔离电路 模块与DSP芯片连接。
3、 根据权利要求1所述的三项细分步进驱动器，其特征在于，所述DSP 芯片外接有FM24CL16芯片、MAX3490芯片、BUS BUFFER芯片，BUS BUFFER 芯片与控制部分连接。
4、 根据权利要求1所述的三项细分步进驱动器，其特征在于，所述DSP 芯片为TMS320LF2402A芯片。
5、 根据权利要求1所述的三项细分歩进驱动器，其特征在于，所述复位芯 片为SP706复位芯片。
6、 根据权利要求2所述的三项细分步进驱动器，其特征在于，所述专用光 耦为TLP250光耦。
专利摘要本实用新型涉及一种三项细分步进驱动器，包括以IPM模块为核心的功率部分和以DSP芯片为核心的控制部分，DSP芯片与IPM模块连接；其特征在于，所述控制部分包括DSP最小系统、相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦，DSP最小系统包括DSP芯片、复位芯片、仿真插座；DSP芯片分别与相电流选择开关、报警指示灯、隔离光耦、复位芯片、仿真插座连接。本实用新型的三项细分步进驱动器与现有技术相比具有以下优点可以适应三相混合式步进电机；低频时运行平稳，无振荡；具备过载、短路、过压、欠压、过热等完善保护功能，使整个驱动器的可靠性大大提高；电路得到简化的同时提高电路的稳定性；可以设置多档细分来适应不同的控制精度要求。
文档编号H02P8/32GK201403066SQ200920117749
公开日2010年2月10日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者勇 蔡 申请人:浙江思普瑞自控设备有限公司