一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其包括脉冲与高电平触发装置、短时间脉冲提供装置、步进电机、低电压源、高电压源、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、可变电阻、电容器、和5V电压源。根据本实用新型的装置采用电压切换方法来驱动步进电机，能够快速启动步进电机，可以改善步进电机的响应特性曲线，改善步进电机启动时的电流上升特性，使驱动电流更加接近矩形。
【专利说明】一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置。
【背景技术】
[0002]随着步进电机在生产和生活中应用越来越广泛，人们对于步进电机运作、工作效率和寿命要求越来越高，这就要求我们要更好的改善步进电机的响应特性，因为通过改善电机的响应可以达到这些效果。步进电机的驱动电路虽然也越来越多，但是对步进电机启动时的电流上升特性的提高并不明显。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其包括脉冲与高电平触发装置、短时间脉冲提供装置、步进电机、低电压源、高电压源、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、可变电阻、电容器、和5V电压源；
[0004]其特征在于，所述高电压源的负极接地，其正极连接第一晶体管的发射极和第二电阻的一端，该第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和第一晶体管的基极，该第一晶体管的集电极连接步进电机的第一输入端，该第三电阻的另一端连接第二晶体管的集电极，该第二晶体管的发射极接地，该第二晶体管的基极连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，该第五电阻的另一端接地，该第四电阻的另一端连接至短时间脉冲提供装置的输出端，所述可变电阻的一端和滑动触头一起连接5V电压源，其另一端连接第一电阻的一端，该第一电阻的另一端分别连接电容器的一端和短时间脉冲提供装置的第一输入端，该电容器的另一端接地，所述脉冲与高电平触发装置的第一输出端连接所述短时间脉冲提供装置的第二输入端，所述脉冲与高电平触发装置的第二输出端连接步进电机的第二输入端，低电压源的正极连接步进电机的第三输入端，其负极接地。
[0005]优选的，低电压源为8V，高电压源为24V，第一电阻的阻值为150欧姆，第二电阻的阻值为470欧姆，第三电阻的阻值为1000欧姆，第四电阻的阻值为1000欧姆，第五电阻的阻值为4700欧姆，电容器C的电容值为10 u F，可变电阻器RT的阻值范围为0-100欧姆。
[0006]本实用新型采用电压切换方法来驱动步进电机，能够快速启动步进电机，可以改善步进电机的响应特性曲线，改善步进电机启动时的电流上升特性，使驱动电流更加接近矩形。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的提高步进电机启动时电流上升特性的装置的电路示意图。【具体实施方式】
[0008]图1是本实用新型的提高步进电机启动时电流上升特性的装置的电路示意图，如图所示，本实用新型的一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其包括脉冲与高电平触发装置1，短时间脉冲提供装置2，步进电机3，低电压源Ea，高电压源Hv，第一晶体管VT1，第二晶体管VT2，第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，可变电阻RT，电容器C，和5V电压源。
[0009]其中，所述高电压源Hv的负极接地，其正极连接第一晶体管VTl的发射极和第二电阻R2的一端，该第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端和第一晶体管VTl的基极，该第一晶体管VTl的集电极连接步进电机3的第一输入端，该第三电阻R3的另一端连接第二晶体管VT2的集电极，该第二晶体管VT2的发射极接地，该第二晶体管VT2的基极连接第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端，该第五电阻R5的另一端接地，该第四电阻R4的另一端连接至短时间脉冲提供装置2的输出端，第一电阻R1、电容器C和可变电阻RT组成了定时电路，在该定时电路中，所述可变电阻RT的一端和滑动触头一起连接5V电压源，其另一端连接第一电阻Rl的一端，该第一电阻Rl的另一端分别连接电容器C的一端和短时间脉冲提供装置2的第一输入端，该电容器C的另一端接地。进一步，所述脉冲与高电平触发装置I的第一输出端连接所述短时间脉冲提供装置2的第二输入端，所述脉冲与高电平触发装置I的第二输出端连接步进电机3的第二输入端，低电压源Ea的正极连接步进电机3的第三输入端以给步进电机供电，负极接地。
[0010]在本实用新型提供的装置中，脉冲与高电平触发装置I和短时间脉冲提供装置2都可以采用本领域公知的装置，这里不再对其的内部结构做具体的描述。低电压源Ea提供的电压为步进电机的额定电压值，高电压源Hv提供的电压为高于所述额定电压值的电压。在这里低电压源Ea为8V，高电压源Hv为24V。
[0011]在本实用新型的提高步进电机启动时电流上升特性的装置中，第一晶体管VTl是PNP晶体管，第二晶体管VT2是NPN晶体管。
[0012]下面的内容将具体描述一下本实用新型提供的提高步进电机启动时电流上升特性的装置的工作过程。
[0013]开始工作时，正脉冲信号和负脉冲信号分别输入给脉冲与高电平触发装置1，该脉冲与高电平触发装置I输出脉冲信号给所述短时间脉冲提供装置2，该短时间脉冲提供装置2输出一个短时脉冲,该短时脉冲为0.25秒，由所述定时电路控制短时脉冲的输出时间。当短时间脉冲提供装置2输出短时脉冲并经由第四电阻R4到第二晶体管VT2的基极时，该第二晶体管VT2导通，继而第一晶体管VTl也导通。此时，第一晶体管VTl和第二晶体管VT2都处于导通状态，高电压源Hv的输出电压就加在步进电机上，同时低电压源Ea的输出电压也加在步进电机上。这样，步进电机启动时的电流上升就很快，见图2。通过设置定时电路来控制短时间脉冲提供装置2的输出时间，使得当该电流上升到驱动步进电机的额定电流值时，第一晶体管VTl和第二晶体管VT2刚好截止，即短时间脉冲提供装置2输出的短时脉冲信号使得第二晶体管VT2的发射结电压小于开启电压，集电极电压反向偏置，从而使得该第二晶体管VT2截止，继而导致第一晶体管VTl截止。在第一晶体管VTl和第二晶体管VT2都截止时，只有低电压源Ea的输出电压加在步进电机上，以便让步进电机持续工作。
[0014]本实用新型所提供的提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其通过控制第一晶体管VTl和第二晶体管VT2的导通和截止，来控制电压的输出方式。即，当第一晶体管VTl和第二晶体管VT2导通时，由高电压源Hv和低电压源Ea同时给步进电机供电，以便使得步进电机能够快速启动；当第一晶体管VTl和第二晶体管VT2截止时，由低电压源Ea给步进电机供电，以便让步进电机持续工作，重复上述工作就可以获得平稳的运行特性。
[0015]本实用新型所采用的各自元器件的参数值可以根据具体的应用来确定，这里举例说明一组在实践中使用的元器件的参数值，第一电阻Rl的阻值为150欧姆，第二电阻R2的阻值为470欧姆，第三电阻R3的阻值为1000欧姆，第四电阻R4的阻值为1000欧姆，第五电阻R5的阻值为4700欧姆，电容器C的电容值为10 u F，可变电阻器RT的阻值范围为0-100欧姆。
[0016]本实用新型在步进电机启动时同时使用高电压源和低电压源，可以使得步进电机启动时的电流快速上升，等到该电流上升到步进电机的额定电流值时，通过切换电压供电，由低电压源Ea给步进电机供电，以便让步进电机持续工作。本实用新型采用电压切换方法可以改善步进电机的响应特性曲线，改善步进电机启动时的电流上升特性。
【权利要求】
1.一种提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其包括脉冲与高电平触发装置、短时间脉冲提供装置、步进电机、低电压源、高电压源、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、可变电阻、电容器、和5V电压源； 其特征在于，所述高电压源的负极接地，其正极连接第一晶体管的发射极和第二电阻的一端，该第二电阻的另一端连接第三电阻的一端和第一晶体管的基极，该第一晶体管的集电极连接步进电机的第一输入端，该第三电阻的另一端连接第二晶体管的集电极，该第二晶体管的发射极接地，该第二晶体管的基极连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，该第五电阻的另一端接地，该第四电阻的另一端连接至短时间脉冲提供装置的输出端，所述可变电阻的一端和滑动触头一起连接5V电压源，其另一端连接第一电阻的一端，该第一电阻的另一端分别连接电容器的一端和短时间脉冲提供装置的第一输入端，该电容器的另一端接地，所述脉冲与高电平触发装置的第一输出端连接所述短时间脉冲提供装置的第二输入端，所述脉冲与高电平触发装置的第二输出端连接步进电机的第二输入端，低电压源的正极连接步进电机的第三输入端，其负极接地。
2.根据权利要求1的提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其特征在于第一晶体管是PNP晶体管，第二晶体管是NPN晶体管。
3.根据权利要求1的提高步进电机启动时电流上升特性的装置，其特征在于低电压源为8V，高电压源为24V，第一电阻的阻值为150欧姆，第二电阻的阻值为470欧姆，第三电阻的阻值为1000欧姆，第四电阻的阻值为1000欧姆，第五电阻的阻值为4700欧姆，电容器C的电容值为10 u F，可变电阻器RT的阻值范围为0-100欧姆。
【文档编号】H02P8/10GK203522592SQ201320657013
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】李泽智, 王启银, 臧天权, 赵睿, 张尧, 苏彦军, 张小龙, 张博然 申请人:国家电网公司, 山西省电力公司大同供电分公司