专利名称：新型恒流斩波步进电机驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及步进电机驱动控制技术。
已有的步进电机驱动控制技术，基本上分为四种1.简单驱动方式；2.高低压驱动；3.斩波驱动；4.调频调压电路、细分驱动电路等。
1.简单驱动方式其电路组成如附
图1所示，图中的L为步进电机定子绕组，R1为限流电阻，V为晶体管，D为二极管。晶体管V处于开关状态，限流电阻R1同时起减小回路时间常数，增加频率响应的作用。
2.高低压驱动其电路组成如附图2所示，电路中使用了两组电源，一为高压电源VH，一为低压电源VL，另外还使用了两个开关三极管V1和V2，其作用原理为当导通信号到来时，触发V1和V2同时导通，一定时间后，关闭V1。
3.斩波驱动其电路组成如附图3所示，电路中使用了V1、V2两个开关晶体管和D1、D2两个二极管，通过电流检测与输入开关晶体管V1进行综合比较来控制三极管V2的导通。
4.调频调压电路、细分驱动电路等。
在已有的步进电机驱动装置中，第一种简单驱动方式虽然电路结构简单，但效率低，高频特性差；第二种高低压驱动方式，上限工作频率较高，驱动电路也简单，但绕组电流波形不好，电机的电磁噪声较大，加之由于高压的冲击，电机的低频振荡加重；第三种是传统的斩波驱动，由于采用大功率三极管，使得电机的驱动频率不高；开关特性不好，输出电流小，电路的结构也较复杂；第四种调频调压电路，细分驱动电路等，虽然可以较好地解决中高、低频性能的矛盾，但仍存在控制实现起来较为复杂，成本较高，维修不便等缺陷。
本实用新型的目的在于提供一种效率高，发热较少，电流波形好，大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)驱动电路结构简单的，新型恒流斩波步进电机驱动器。
以下结合附图，对本实用新型作详细说明。
图1为简单驱动方式电路图；图2为高低压驱动电路图；图3为斩波驱动电路图；图4为本实用新型的电路图。
图中L为步进电机定子绕组；V为晶体管；R为限流电阻；VH、VL为高低压电源；D、D1、D2为二极管；R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13为电阻；N1、N2、N3、N4、N5、N6为小信号放大管；VCC、VC为外接电源；N5为光电隔离放大器；IGBT1、IGBT2为大功率绝缘栅双极晶体管；0P1、OP2为放大器；POWER为电机电源；MOT为电机绕组；PALSE为脉冲信号。
本实用新型的结构见附图4是由电阻(R4)接小信号放大管(N4)的基极，电阻(R5)接小信号放大管(N3)的基极，小信号放大管(N3)的集电极接在电阻(R4)和小信号放大管(N4)的基极之间，小信号放大管(N3)的发射极接地；小信号放大管(N4)的集电极接外接电源(VCC)，小信号放大管(N4)的发射极接光电隔离放大器(N5)的输入端，光电隔离放大器(N5)的输出端接限流电阻(R6)，电阻(R6)的大小决定电流的大小；光电隔离放大器(N5)的隔离端接小信号放大管(N6)，并按达林顿方式放大；小信号放大管(N6)的发射极接大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)，大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)一端接电阻(R7)，再接快放电二极管(D2)，大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的另一端接电机绕组(MOT)的一端，电机绕组(MOT)的另一端再接至大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT1)；大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)还有一端接二极管(D1)和步进电机电源(POWER)；大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT1)的导通由小信号放大管(N1)、(N2)来控制，小信号放大管(N1)与(N2)组成达林顿放大管，其中小信号放大管(N1)的一端接电阻(R1)，小信号放大管(N1)与电阻(R1)中间接线引接至电阻(R4)；小信放大管(N2)一端接电阻(R2)；大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT1)一端接采样电阻(R3)；电阻(R1)、(R2)、(R3)的另一端相并接地；电阻(R3)一端接放大器(OP1)和(0P2)，放大器(0P1)的一端引出接至电阻(R5)；在放大器(OP1)上并电阻(R11)，再串电阻(R10)后接地，放大器(OP2)串联接电阻(R12)、(R13)。
本实用新型由于采用了新器件大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)和快速放电二极管，使得本实用新型不仅体积小，而且适应电机范围大，工作电流可以由几个安培到十几安培，且电流输出稳定，高频特性较好，工作频率可以达到十几千赫，电机输出力矩大，切实解决了驱动电路高频上不去的问题，是一种有较广应用范围的恒流斩波步进电机驱动器。
权利要求1.一种由电阻、二极管组成的恒流斩波步进电机驱动器，其特征在于是由电阻(R4)接小信号放大管(N4)的基极，电阻(R5)接小信号放大管(N3)的基极，小信号放大管(N3)的集电极接在电阻(R4)和小信号放大管(N4)的基极之间，小信号放大管(N3)的发射极接地；小信号放大管(N 4)的集电极接外接电源(VCC)，小信号放大管(N4)的发射极接光电隔离放大器(N5)的输入端，光电隔放大器(N5)的输出端接限流电阻(R6)；光电隔离放大器(N5)的隔离端接小信号放大管(N6)，小信号放大管(N6)的发射极接大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)，大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)一端接电阻(R7)，再接快放二极管(D2)，大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT2)的另一端接电机绕组(MOT)的一端，电机绕组(MOT)的另一端再接至大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT1)；大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT 2)还有一端接二极管(D1)和步进电机电源(POWER)；小信号放大管(N1)与(N2)组成达林顿放大管，其中小信号放大管(N1)的一端接电阻(R1)，小信号放大管(N1)与电阻(R1)中间接线引接至电阻(R4)；小信号放大管(N2)一端接电阻(R2)；大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT1)一端接采样电阻(R3)；电阻(R1)、(R2)、(R3)的另一端相并接地；电阻(R3)一端接放大器(OP1)和(0P2)，放大器(0P1)的一端引出接至电阻(R5)；在放大器(OP1)上并电阻(R11)，再串电阻(R10)接地，放大器(OP2)串联接电阻(R12)、(R13)。
专利摘要本实用新型公开了一种改进的步进电机驱动控制电路,即在电路中采用了大功率绝缘栅双极晶体管,从而使恒流斩波步进电机驱动器效率高,发热少,电路波形好,电路结构简单,适应电机范围大,工作电流从几个安培到十几安培,工作频率可达十几千赫,电机输出力矩大,切实解决了驱动电路高频上不去的问题,有较广的应用前景。
文档编号H02P8/12GK2290150SQ9723553
公开日1998年9月2日 申请日期1997年3月20日 优先权日1997年3月20日
发明者李季, 张毅, 李晓风, 赵平建 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所