A3936 步进电机驱动芯片

A3936 步进电机驱动芯片
A3936 步进电机驱动芯片

3936

Designed for pulse-width modulated (PWM) current control of three-phase brushless dc motors, the A3936SED is capable of peak output currents to ± 3 A and operating voltages to 50 V. Internal fixed off-time PWM current-control timing circuitry can be configured to operate in slow-, fast- and mixed-decay modes.

Internal synchronous rectification control circuitry is provided to

improve power dissipation during PWM operation.

Internal circuit protection includes thermal shutdown with

hysteresis, and crossover current protection. Special power up sequencing is not required.

The A3936 is supplied in a 44-pin plastic PLCC with internally

fused leads (three on each side) for enhanced heat dissipation. These leads are at ground potential and need no electrical isolation. This device is also available in a lead (Pb) free version, with 100% matte tin leadframe plating.

Features

±3 A, 50 V Continuous Output Rating

Low r DS(on) Outputs (typically 500 m Ω source, 315 m Ω sink) Configurable Mixed, Fast and Slow Current-Decay Modes Synchronous Rectification for Low Power Dissipation Internal UVLO and Thermal Shutdown Circuitry Crossover-Current Protection

Tachometer Output for External Speed Control Loop

Selection Guide

Part Number Pb-free *

Packing A3936SED-T Yes 27 per tube A3936SEDTR-T Yes 450 per reel

*Pb-based variants are being phased out of the product line. The variants cited in this footnote are in production but have been determined to be LAST TIME BUY. This classification indicates that sale of this device is currently restricted to existing customer applications. The variants should not be purchased for new design applications because obsolescence in the near future is probable. Samples are no longer available. Status change: October 31, 2006. Deadline for receipt of LAST TIME BUY orders: April 27, 2007. These variants include: A3936SED and

A3936SEDTR.

DMOS THREE-PHASE PWM MOTOR DRIVER

E R

ELECTRICAL CHARACTERISTICS at T J=+25°C,VBB=50V,V DD=5.0V,f PWM<50KHz(unless noted otherwise)

Limits Characteristics Symbol Test Conditions Min.Typ.Max.Units Output Drivers

Load Supply Voltage Range VBB Operating9–50V

During Sleep Mode050V Output Leakage Current I DSS V OUT=V BB–<1.020μA

V OUT=0V–<–1.0-20μA Output On Resistance R DSON Source Driver,I OUT=-3A–.55?

Sink Driver,I OUT=3A–.35?Body Diode Forward Voltage V F Source Diode,I F=-3A–– 1.4V

Sink Diode,I F=3A–– 1.3V Motor Supply Current I BB f PWM<50kHz–47mA

Charge Pump On,Outputs Disabled–25mA

Sleep Mode––20uA

I DD f PWM<50kHz–10mA Logic Supply Current

Outputs Off–8mA

Sleep Mode(Inputs below.5V)100μA Control Logic

Logic Supply Voltage Range V DD Operating3 5.0 5.5V Logic Input Voltage V IN(1)V DD*.5––V

V IN(0)––V DD*.2V Logic Input Current I IN(1)V IN=V DD*.5-20<1.020μA (except ENABLE)I IN(0)V IN=V DD*.2-20<-1.020μA Logic Input Current I IN(1)V IN=V DD*.5–100μA ENABLE Input I IN(0)V IN=V DD*.2–30μA

OSC shorted to GND345MHz Internal Oscillator f OSC

R OSC=51K 3.44 4.6MHz

J BB DD PWM

otherwise)

Limits Characteristics Symbol Test Conditions Min.Typ.Max.Units Control Logic

Buffer Input Offset Volt.V IO±10mV V REF Input Voltage Range Operating0.0–V DD V Reference Input Current I REF V REF=V DD,V BB=0to50V-.500.5μA Comparator Input Offset Volt.V IO V REF=0V±5mV G M Error V ERR

V REF=V DD-44%

(Note3)V REF=.5V-1414% Propagation Delay Times tpd50%TO90%,SR Enabled

PWM CHANGE TO SOURCE ON6007501000ns

PWM CHANGE TO SOURCE OFF50150350ns

PWM CHANGE TO SINK ON6007501000ns

PWM CHANGE TO SINK OFF50100150ns Crossover Delay t COD SR Enabled3006001000ns

Thermal Shutdown Temp.T J–165–°C Thermal Shutdown Hysteresis?T J–15–°C UVLO Enable Threshold Rising V DD 2.45 2.7 2.95V UVLO Hysteresis0.050.10–V

NOTES: 1.Typical Data is for design information only.

2.Negative current is defined as coming out of(sourcing)the specified device pin.

3.V ERR=((V REF/10)–V SENSE)/(V REF/10)

A B

B DD PWM

otherwise)

Limits Characteristics Symbol Test Conditions Min.Typ.Max.Units Hall Logic

Hall Input Current I HALL V IN=1.2V-101μA Common Mode Input Range VCMR.3 2.5V AC Input Voltage Range V HALL.120Vp-p Hysteresis V HYS T A=-20to85deg C.1030mV Pulse Reject Filter3 5.58μs

Hall Bias Output Sat Voltage V HB I OUT=40mA,T A=-20to85deg C..4.5V

I HB40mA

Tach Output V OL I OUT=500uA.5V NOTES: 1.Typical Data is for design information only.

2.Negative current is defined as coming out of(sourcing)the specified device pin.

Commutation Truth Table

120spacing Outputs

HA HB HC DIR OUTA OUTB OUTC

1+-+FOR HI LO Z

2+--FOR HI Z LO

3++-FOR Z HI LO

4-+-FOR LO HI Z

5-++FOR LO Z HI

6--+FOR Z LO HI

1+-+REV LO HI Z

2+--REV LO Z HI

3++-REV Z LO HI

4-+-REV HI LO Z

5-++REV HI Z LO

6--+REV Z HI LO

---X Z Z Z

+++X Z Z Z

Functional Description

VREG.The VREG pin should be decoupled with a0.22μF capacitor to ground.This supply voltage is used to run the sink side DMOS outputs.VREG is internally monitored and in the case of a fault condition,the outputs of the device are disabled.

Charge Pump.The Charge Pump is used to generate a supply above VBB to drive the source side DMOS gates.A 0.22uF ceramic monolithic capacitor should be connected between CP1and CP2for pumping purposes.A0.22uF ceramic monolithic capacitor should be connected between V CP and VBB to act as a reservoir to run the high side DMOS devices.The V CP Voltage is internally monitored and in the case of a fault condition the outputs of the device are disabled.

Shutdown.In the event of a fault due to excessive junction temperature,or low voltage on V CP or V REG,the outputs of the device are disabled until the fault condition is removed.At power up,and in the event of low V DD,the UVLO circuit disables the drivers.

Current Regulation.Load current is regulated by an internal fixed off time PWM control circuit.When the outputs of the DMOS H-bridge are turned on,current increases in the motor winding until it reaches a value given by:

I TRIP=V REF/(10*R SENSE)

At the trip point,the sense comparator resets the source enable latch,turning off the source driver.At this point, load inductance causes the current to recirculate for the fixed off time period.The current path during recirculation is determined by the configuration of slow/mixed decay mode and the synchronous rectification control setting. Enable Logic.The Enable input terminal allows external PWM.ENABLE high turns ON the selected sink-source pair,enable low switches off the appropriate drivers and the load current decays.If the ENABLE pin is held high,the current will rise until it reaches the level set by the internal current control circuit.

ENABLE Outputs

0Source

Chopped

1ON Extmode Logic.When using external PWM current control,the EXTMODE input determines the current path during the chopped cycle.With EXTMODE set low,fast decay mode,both the source and sink drivers are chopped OFF during the decay time(ENABLE=0).With EXTMODE high,slow decay mode,only the source driver turns off during the current decay time.

EXTMODE Decay

0Fast

1Slow

Sleep Mode.The input pin SLEEP is dedicated to put the device into a minimum current draw mode.When asserted low,all circuits are disabled.

Fixed Off-Time.The3936is set for a fixed off time of 96counts of the internal oscillator,typically24μs with

4Mhz oscillator.

Internal Current Control Mode.Input pins PFD1 and PFD2determine the current decay method after an overcurrent event is detected at sense input.In slow decay mode both sink side drivers are turned on for the fixed off time period.Mixed decay mode starts out in fast decay mode for the selected percentage of the fixed off time,and then is followed by slow decay for the rest of the period.

PFD2PFD1%t OFF Decay

000Slow

0115Mixed

1048Mixed

11100Fast

PWM Blank Timer.When a source driver turns on,a current spike occurs due to the reverse recovery currents of the clamp diodes and/or switching transients related to distributed capacitance in the load.To prevent this current spike from erroneously resetting the source enable latch,the sense comparator is blanked.The blank timer runs after the off time counter to provide the blanking function.The blank timer is reset when ENABLE is chopped or DIR is changed. For external PWM control,a DIR change or ENABLE ON will trigger the blanking function.The duration is adjusted by control input BLANK.

BLANK t BLANK

06/f OSC

112/f OSC Synchronous Rectification.Logic high applied to the SR terminal enables synchronous rectification.When a PWM off cycle is triggered,either by an ENABLE chop command or internal fixed off time cycle,load current will recirculate according to the decay mode selected by control logic.The A3936synchronous rectification feature will turn on the appropriate MOSFET(s)during the current decay and effectively short out the body diodes with the low Rdson driver.This will lower power dissipation significantly and can eliminate the need for external schottky diodes. Reversal of load current is prevented by turning off synchronous rectification when a zero current level is detected.

Brake.Logic high to the brake terminal activates the brake function,logic low allows normal operation.Brake will turn all three sink drivers ON and effectively shorts out the motor generated BEMF.It is important to note that the internal PWM current control circuit will not limit the current when braking,since the current does not flow through the sense resistor.The maximum current can be approximated by V BEMF/R L.Care should be taken to insure that the maximum ratings of the device are not exceeded in worse case braking situations of high speed and high inertial loads.

Oscillator.The PWM timer is based on an internal oscillator set by a resistor connected from the OSC terminal to V DD.Typical value of4Mhz is set with51k resistor.

F OSC=204E9/R OSC.

Tach.A tachometer signal is available for speed measurement.This open collector output toggles at each Hall transition.

3936

Terminal List

Pin No.Pin Name Pin Description

1GND

2GND

3HA+Hall input

4HA-Hall input

5HB+Hall input

6HB-Hall input

7HC+Hall input

8HC-Hall input

9V DD Logic Supply Voltage

10REF G m Reference Input Voltage

11GND

12GND

13GND

14BRAKE Logic Input

15SENSE Sense Resistor Connection

16SR Logic Input(Disabled=Low,Active SR=High) 17OUTA DMOS H–Bridge A

18HBIAS Connection for hall element neg side

19VBB1Load Supply Voltage

20LSS1Low Side Source connection

21OUTB DMOS H–Bridge B

22GND

23GND

24GND

25LSS2Low Side Source connection

26VBB2Load Supply Voltage

27TACH Speed output

28OUTC DMOS H–Bridge C

29V CP Reservoir Capacitor Terminal

30CP1Charge Pump Capacitor Terminal

31CP2Charge Pump Capacitor Terminal

32SLEEP Logic input for SLEEP mode

33GND

34GND

35GND

36OSC Oscillator Terminal

37V REG Regulator decoupling Terminal

38DIR Logic Input

39ENABLE Logic Input

40EXTMODE Logic Input

41BLANK Logic Input

42PFD2Logic Input

43PFD1Logic Input

44GND Power Ground Tab

3936

步进电机的简单电路控制

课程设计说明书 课程设计名称:数字电路课程设计 课程设计题目:步进电机简单的控制电路 学院名称:南昌航空大学信息工程学院 专业:班级: 学号:姓名: 评分:教师: 2013 年 9 月 9 日 数字电路课程设计任务书 20 13-20 14 学年第 1 学期第 2 周- 4 周

注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

步进电机是一种原理为利用电子电路的电脉冲信号转变为角位移或线位移的感应电机。通过简单的数字电路来控制它的转速并可以利用数码管来计算其转动的圈数,便可以实现电机的正反向转动,并且在数码管上精确的显示出它转动的圈数,从而广泛应用于实际生活当中。其中涉及到计算机,数字电路,电机,机械,完成了简单的自动化控制流程,将所学知识应用于工程中,增加实践动手能力。 关键词:分频、时序控制、脉冲计数

前言 (1) 第一章设计内容及要求 (1) 第二章系统的组成及工作原理 (2) 第三章单元电路设计 (2) 3.1多谐振荡器 (2) 3.2 步进电机信号控制电路 (3) 3.3转速的测量及显示电路 (4) 第四章调试 (5) 4.1电路排板及制作 (5) 4.2电路的调试 (5) 第五章总结 (6) 附录1:设计原理图 (7) 附录2:PCB电路图 (8) 附录3: 元件清单 (9)

前言 步进电机最早出现于上世纪,源于资本主义的造船工业,是一种可以自由转动的电磁铁,其工作原理和如今的反应式电机差不多,是依靠磁导来产生电磁矩,从而实现转动。 到了80年代之后,微型计算机逐步的应用于工业与生活中,使得步进电机的控制更加的灵活多样,最主要的是利用分立元件或者小型的集成电路来控制,但是对元件的需求量很大,调试也很复杂,出现问题需要花大量的精力来调试,因此,通过计算机软件来控制步进电机是必然的趋势,以提高工作效率。 现在的步进电机主要是由数字电路组成,也是利用集成电路来控制电路,但是大大的提高了其精度,更好的满足工业发展的需要。目前用到最多的是混合式步进电机,并具有很好的发展前景。 步进电机按照工作原理可分为永磁式、磁阻式和永磁感应子式三种。 今后步进电机将会有以下四个方面的发展,为减小其占用的空间从而会往小型方向发展,以更加的适用于工业制造当中;为增加力矩,从而会将圆形改为方形,以提高其工作效率;为体现其优越的控制性能,从而会偏向于一体化设计,以实现电子自动化控制,更加灵活方便;为降低其成本,增加其性能,从而会向三相和五相的方向发展,以充分实现其优越性能。 步进电机以其显着的特点,在电子数字化时代将发挥重大作用,将广泛应用于数控车床、机器人、航空工业和电子领域中,可完成工作量大,任务复杂、精度高的制造业以及代替人类完成不利于身体健康的工业中,为生活带来更多的便利。 第一章设计内容及要求 基本要求:1、利用proteus软件设计步进电机的工作原理图,并进行仿真。 2、调试及实现。 (1)实现步进电机根据输入的脉冲旋转的相应圈数。 (2)可以实现复位,正反转控制,由4个LED代替4个线圈。 (3)实现步进电机的加速、减速功能。

4、基于FPGA的步进电机细分驱动控制设计

南京工程学院 自动化学院 大作业(论文) 题目:基于FPGA的步进电机细分驱动 控制设计 专业:测控技术与仪器 班级:学号: 学生姓名: 任课教师:郭婧 成绩:

基于FPGA的步进电机细分驱动控制设计 一、基本要求: 在理解步进电机的工作原理以及细分原理的基础上,利用FPGA实现四相步进电机的8细分驱动控制。 二、评分标准: 1、设计方案介绍(共15分) 要求:详细叙述利用FPGA实现对四相步进电机进行8细分控制的设计方案。 评分标准: 13-15分:方案叙述详细,正确; 10-12分:方案叙述较详细,基本正确; 9分以下:酌情给分 0分:抄袭别人 2、VHDL设计部分(60分) 要求:给出详细的VHDL设计过程,提供详细的程序代码,如果设计中用到LPM模块,则给出生成LPM模块的每一步操作流程的截图,并加以文字描述。 评分标准: 54-60分:代码详细,截图完整,书写规范, 48-53分:代码较详细,截图较完整,书写较规范; 47以下:酌情给分 0分:抄袭别人 3、模拟调试部分(20分) 要求:给出详细的仿真过程,对软件编译、仿真分析、仿真波形进行截图。并给出8细分情况下的仿真测试结果,给出详细的实验结果分析。 评分标准: 18-20分:调试过程详细,正确,截图完整; 15-17分:调试过程较详细,基本正确,有截图; 14分以下:酌情给分 0分:抄袭别人

4、提高部分(5分) 要求:利用FPGA实验箱上的步进电机,实现细分控制。 评分标准:根据完成的程度给分。 0分:抄袭别人

参考:实验十八 FPGA步进电机细分驱动控制设计 示例程序和实验指导课件位置:\EDA_BOOK3_FOR_C35\chpt3\EXP18_MOTO\工程:step_a 一、实验目的 学习用FPGA实现步进电机的驱动和细分控制。 二、实验设备 PC机一台 GW48-PK4试验系统一台 连接线若干 三、实验内容 1、建立工程。完成以图18-1为原理图的工程设计,并保存工程名为step_a。 2、编译仿真。对以上工程进行编译,成功后进行方针测试。 3、引脚锁定。引脚锁定参考图18-2. 图18-1 步进电机PWM细分控制控制电路图 图18-2 引脚锁定图 4、下载测试 参考\EDA_BOOK3_FOR_C35\Chpt3\ALl.PPT\实验17.PPT 选择模式5,短路冒接clock0.根据第一章注释分别“38“和”42“或”“7”连接(见GW48主

步进电机及其驱动系统简介中英文翻译

步进电机及其驱动系统简介中英文翻译Step characteristics for machine for angular displacement for entering the electrical engineering is first kind will give or get an electric shocking the pulse signal conversion cowgirl or line potential moving battery carry outing a piece, having the fast stopping, accurate step entering and directly accepting the arithmetic figure measuring, because of but got the extensive application.Such as in the drafting machine, print the machine and optical instrument inside, and all adopt the inside of a place control system for entering the electrical engineering to positioning to paint the pen print head or optical prinipal, especially indrstry process the type control, and move to spread to feel the to can immediately attain the precision fixed position because of its precision and need not potential, and control the technique along with the calculator of continuously deveolp, applied to would be more and more extensive. Control and can is divided into the simple control sum the complicacy to control to motor two kind.The simple control points to proceeds to start to motor, the system move, positive and negative revolution and sequential https://www.360docs.net/doc/8d2105665.html,plicacy the control point to the motor's revolving speed, screw angle, turning moment, tension, electric current etc. physics quantisty progress control.Control technique that the

步进电机驱动芯片类型

随着工业和家电领域、玩具马达及机器人市场的需求持续稳定成长,步进电机驱动控制芯片得到越来越广泛的应用。步进电机驱动芯片是集成有CMOS 控制电路和DMOS 功率器件的芯片,利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。可以用来驱动直流电机、步进电机和继电器等感性负载。 步进电机驱动分电压型和电流型两种,那它们之间有什么区别呢?如何判断驱动芯片是电压型的还是电流型的? 1、电压型 直流电路采用电容器滤波。在波峰(电压较高)时,由电容器储存电场能,在波谷(电压较低)时,电容器将释放电场能来进行补充,从而使直流电压保持平稳。直流电路是一个电压源,故称为电压型。 2、电流型 直流电路采用电抗器滤波。在波峰(电流较大)时,由电抗器储存磁场能,在波谷(电流较小)时,电抗器将释放磁场能来进行补充,从而使直流电流保持平稳。直流电路是一个电流源,故称为电流型。 步电机系统解决方案

由于负载一般都是感性的,它和电源之间必有无功功率传送,因此在中间的直流环节中,需要有缓冲无功功率的元件。 如果采用大电容器来缓冲无功功率,则构成电压源型变频器;如采用大电抗器来缓冲无功功率,则构成电流源型变频器。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年,是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作,结合本公司专家团队多年的客户服务经验,给客户提供有市场竞争力的步进电机系统解决方案。我们的主要产品有信浓(SHINANO KENSHI)混合式步进电机、日本脉冲(NPM)永磁式步进电机、减速步进电机、带刹车步进电机、直线步进电机、空心轴步进电机、防水步进电机以及步进驱动器、减振垫、制振环、电机引线、拖链线、齿轮、同步轮、手轮等专业配套产品。我们还供应德国TRINAMIC驱动芯片和日本NPM运动控制芯片。根据客户配套需要,我们还可以提供其他种类及其他品牌微电机产品的配套服务。也提供NPM的线性磁轴电机(直线电机)及技术支持和服务。 步电机系统解决方案

_单片机控制步进电机驱动原理___驱动图

单片机控制步进电机驱动器工作原理 步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移,并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。 有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用,一般需自己设计驱动器。本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。 本文先介绍该步进电机的工作原理,然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。 1. 该步进电机为一四相步进电机,采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。 图1 四相步进电机步进示意图 开始时,开关SB接通电源,SA、SC、SD断开,B相磁极和转子0、3号齿对齐,同时,转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿,2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。 当开关SC接通电源,SB、SA、SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿,2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推,A、B、C、D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A、B、C、D方向转动。 四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 单四拍、双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a、b、c所示: a. 单四拍 b. 双四拍 c八拍 图2.步进电机工作时序波形图 2.AT89C2051 步进电机驱动器系统电路原理如图3:

步进电机驱动方式(细分)概述

步进电机驱动方式(细分)概述 众所周知,步进电机的驱动方式有整步,半步,细分驱动。三者即有区别又有联系,目前,市面上很多驱动器支持细分驱动方式。本文主要描述这三种驱动的概述。 如下图是两相步进电机的内部定子示意图,为了使电机的转子能够连续、平稳地转动,定子必须产生一个连续、平均的磁场。因为从宏观上看,电机转子始终跟随电机定子合成的磁场方向。如果定子合成的磁场变化太快,转子跟随不上,这时步进电机就出现失步现象。 既然电机转子是跟随电机定子磁场转动,而电机定子磁场的强度和方向是由定子合成电流决定且成正比。即只要控制电机的定子电流,则可以达到驱动电机的目的。下图是两相步进电机的电流合成示意图。其中Ia是由A-A`相产生,Ib是由B-B`相产生,它们两个合成后产生的电流I就是电机定子的合成电流,它可以代表电机定子产生磁场的大小和方向。 有了以上的步进电机背景描述后,对于步进电机的整步、半步、细分的三种驱动方式,都会是同一种方法,只是电流把一个圆(360°)分割的粗细程序不同。 整步驱动 对于整步驱动方式,电机是走一个整步,如对于一个步进角是3.6°的步进电机,整步驱动是每走一步是走3.6°。

下图是整步驱动方式中,电机定子的电流次序示意图: 由上图可知,整步驱动每一时刻只有一个相通电,所以这种驱动方式的驱动电路可以是很简单,程序代码也是相对容易实现,且由上图可以得到电机整步驱动相序如下: BB’→A’A→B’B→A A’→B B’ 下图是这种驱动方式的电流矢量分割图: 可见,整步驱动方式的电流矢量把一个圆平均分割成四份。 下图是整步驱动方式的A、B相的电流I vs T图: 可以看出,整步驱动描出的正弦波是粗糙的。使用这种方式驱动步进电机,低速时电机会抖动,噪声会比较大。但是,这种驱动方式无论在硬件或软件上都是相对简单,从而驱

步进电机细分驱动方式的研究

步进电机作为电磁机械装置,其进给的分辨率取决于细分驱动技术。采用软件细分驱动方式,由于编程的灵活性、通用性,使得步进细分驱动的成本低、效率高,要修改方案也易办到。同时,还可解决步进电机在低速时易出现的低频振动和运行中的噪声等。但单一的软件细分驱动在精度与速度兼顾上会有矛盾,细分的步数越多,精度越高,但步进电机的转动速度却降低;要提高转动速度,细分的步数就得减少。为此,设计了多级细分驱动系统,通过不同的细分档位设定,实现不同步数的细分,同时保证了不同的转动速度。 1 细分驱动原理 步进电机控制中已蕴含了细分的机理。如三相步进电机按A→B→C……的顺序轮流通电,步进电机为整步工作。而按A→AC→C→CB→B→BA→A……的顺序通电,则步进电机为半步工作。以A→B为例,若将各相电流看作是向量,则从整步到半步的变换,就是在IA与IB之间插入过渡向量IAB,因为电流向量的合成方向决定了步进电机合成磁势的方向,而合成磁势的转动角度本身就是步进电机的步进角度。显然,IAB的插入改变了合成磁势的转动大小,使得步进电机的步进角度由θb 变为0.5θb,从而也就实现了2步细分。由此可见,步进电机的细分原理就是通过等角度有规律的插入电流合成向量,从而减小合成磁势转动角度,达到步进电机细分控制的目的。 在三相步进电机的A相与B相之间插入合成向量AB,则实现了2步细分。要再实现4步细分,只需在A与AB之间插入3个向量I1、I2、I3,使得合成磁势的转动角度θ1=θ2=θ3=θ4,就实现了4步细分。但4步细分与2步细分是不同的,由于I1、I2、I33个向量的插入是对电流向量IB的分解,故控制脉冲已变成了阶梯波。细分程度越高,阶梯波越复杂。 在三相步进电机整步工作时,实现2步细分合成磁势转动过程为 IA→IAB→IB;实现4步细分转动过程为IA→I2→IAB……;而实现8步细分则转

步进电机驱动电路设计

https://www.360docs.net/doc/8d2105665.html,/gykz/2010/0310/article_2772.html 引言 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。驱动器接收到一个脉冲信号后,驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。首先,通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;其次,通过控制脉冲顿率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到涮速的目的。目前,步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。步进电机驱动电路常用的芯片有l297和l298组合应用、3977、8435等,这些芯片一般单相驱动电流在2 a左右,无法驱动更大功率电机,限制了其应用范围。本文基于东芝公司2008年推出的步进电机驱动芯片tb6560提出了一种步进电机驱动电路的设计方案 1步进电机驱动电路设计 1.1 tb6560简介 tb6560是东芝公司推出的低功耗、高集成两相混合式步进电机驱动芯片。其主要特点有:内部集成双全桥mosfet驱动;最高耐压40 v,单相输出最大电流3.5 a(峰值);具有整步、1/2、1/8、1/16细分方式;内置温度保护芯片,温度大于150℃时自动断开所有输出;具有过流保护;采用hzip25封装。tb6560步进电机驱动电路主要包括3部分电路:控制信号隔离电路、主电路和自动半流电路。 1.2步进电机控制信号隔离电路 步进电机控制信号隔离电路如图1所示,步进电机控制信号有3个(clk、cw、enable),分别控制电机的转角和速度、电机正反方向以及使能,均须用光耦隔离后与芯片连接。光耦的作用有两个:首先,防止电机干扰和损坏接口板电路;其次,对控制信号进行整形。对clk、cw信号,要选择中速或高速光耦,保证信号耦合后不会发生滞后和畸变而影响电机驱动,且驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。本设计中选择2片6n137高速光耦隔离clk、cw,其信号传输速率可达到10 mhz,1片tlp521普通光耦隔离enable信号。应用时注意:光耦的同向和反向输出接法;光耦的前向和后向电源应该是单独隔离电源,否则不能起到隔离干扰的作用。

步进电机驱动电路设计

步进电机驱动电路设计 摘要 随着数字化技术发展,数字控制技术得到了广泛而深入的应用。步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。因为步进电动机组成的控制系统结构简单,价格低廉,性能上能满足工业控制的基本要求,所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以及各种可控机械工具等等。直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器) 、家电产品、医疗器械和电动车上, 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。在电工设备中的应用,除了直流电磁铁(直流继电器、直流接触器等)外,最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里,同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等,都是直流发电机;锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外,在许多工业部门,例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等,通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源,向负载输出电能;直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作,向负载输出机械能。在控制系统中,直流电机还有其它的用途,例如测速电机、伺服电机等。他们都是利用电和磁的相互作用来实现向机械能能的转换。 介绍了步进电机和直流电机原理及其驱动程序控制控制模块,通过AT89S52单片机及脉冲分配器(又称逻辑转换器)L298完成步进电机和直流电机各种运行方式的控制。实现步进电机的正反转速度控制并且显示数据。整个系统采用模块化设计,结构简单、可

步进电机驱动器及细分控制原理

步进电机驱动器及细分控制原理 步进电机驱动器原理: 步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大,使步进电机绕组按一定顺序通电。 以两相步进电机为例,当给驱动器一个脉冲信号和一个正方向信号时,驱动器经过环形分配器和功率放大后,给电机绕组通电的顺序为AA BB A A B B ,其四个状态周而复始 进行变化,电机顺时针转动;若方向信号变为负时,通电时序就变为 AA B B A A BB ,电机就逆时针转动。 随着电子技术的发展,功率放大电路由单电压电路、高低压电路发展到现在的斩波电路。其基本原理是:在电机绕组回路中,串联一个电流检测回路,当绕组电流降低到某一下限值时,电流检测回路发出信号,控制高压开关管导通,让高压再次作用在绕组上,使绕组电流重新上升;当电流回升到上限值时,高压电源又自动断开。重复上述过程,使绕组电流的平均值恒定,电流波形的波顶维持在预定数值上,解决了高低压电路在低频段工作时电流下凹的问题,使电机在低频段力矩增大。 步进电机一定时,供给驱动器的电压值对电机性能影响较大,电压越高,步进电机转速越高、加速度越大;在驱动器上一般设有相电流调节开关,相电流设的越大,步进电机转速越高、力距越大。 细分控制原理: 在步进电机步距角不能满足使用要求时,可采用细分驱动器来驱动步进电机。细分驱动器的原理是通过改变A,B相电流的大小,以改变合成磁场的夹角,从而可将一个步距角细分为多步。

定子 A 转子 S N B B B S N A A (a)(b) A S N B B N S B S N A (c)(d) 图3.2步进电机细分原理 图 仍以二相步进电机为例,当A、B相绕组同时通电时,转子将停在A、B相磁极中间,如图3.2。 若通电方向顺序按AA AA BB BB BB AA AA AA BB BB BB AA,8个状态周而 复 始进行变化,电机顺时针转动;电机每转动一步,为45度,8个脉冲电机转一周。与图2.1相比,它的步距角小了一半。 驱动器一般都具有细分功能,常见的细分倍数有:1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64;或:1/5,1/10,1/20。 细分后步进电机步距角按下列方法计算:步距角=电机固有步距角/细分数 例如:一台1.8°电机设定为4细分,其步距角为 1.8°/4=0.45°。当细分 等级大于1/4后,电机的定位精度并不能提高,只是电机转动更平稳。

步进电机及其驱动电路

第三节步进电动机及其驱动 一、步进电机的特点与种类 1.步进电机的特点 步进电机又称脉冲电机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。每当输入一个电脉冲时,转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比,并在时间上与输入脉冲同步。只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向。 步进电动机具有以下特点: ?工作状态不易受各种干扰因素(如电压波动、电流大小与波形变化、温度等)的影响; ?步进电动机的步距角有误差,转子转过一定步数以后也会出现累积误差,但转子转过一转以后,其累积误差变为“零” ; ?由于可以直接用数字信号控制,与微机接口比较容易; ?控制性能好,在起动、停止、反转时不易“丢步”; ?不需要传感器进行反馈,可以进行开环控制; ?缺点是能量效率较低。 就常用的旋转式步进电动机的转子结构来说,可将其分为以下三种: (1)可变磁阻(VR-Variable Reluctance),也叫反应式步进电动机 (2)永磁(PM-Permanent Magnet)型 (3)混合(HB-Hybrid)型 (1)可变磁阻(VR-Variable Reluctance) 结构原理:该类电动机由定子绕组产生的反应电磁力吸引用软磁钢制成的齿形转子作步进驱动,故又称作反应式步进电动机。其结构原理如图3.5定子1 上嵌有线圈,转子2朝定子与转子之间磁阻最小方向转动,并由此而得名可变磁阻型。

图3.6 可变式阻步进电机 可变磁阻步进电机的特点: 反应式电动机的定子与转子均不含永久磁铁,故无励磁时没有保持力; 需要将气隙作得尽可能小,例如几个微米; 结构简单,运行频率高,可产生中等转矩,步距角小(0.09~9°) 制造材料费用低; 有些数控机床及工业机器人上使用。 (3)混合(HB-Hybrid)型 结构原理 这类电机是PM式和VR式的复合形式。其定子与VR类似,表面制有小齿,转子由永磁铁和铁心构成,同样切有小齿,为了减小步距角可以在结构上增加转子和定子的齿数。其结构如图3.7所示。 混合式步进电机特点: HB兼有PM和VR式步进电机的特点: 步距角可以做得较小(0.9~3.6°); 无励磁时具有保持力; 可以产生较大转矩,应用较广。

步进电机驱动芯片THB6064

THB6064H大功率、高细分两相混合式 步进电机芯片式驱动器

一. 特性: ● 双全桥MOSFET驱动,低导通电阻导通Ron = 0.4 Ω (上桥+下桥) ,大电流4.5V(峰值) ● 高耐压50V DC ● 多细分可选(1/2,1/8,1/10, 1/16, 1/20, 1/32, 1/40, 1/64) ● 自动半流锁定 ● 衰减方式连续可调 ● 内置温度保护及过流保护 重量:9.86 g (typ.) 二. 框图

三. 管脚说明:

管脚 编号 输入/ 输出 符号 功 能 描 述 1 输出 ALERT 温度波爱护及过流保护输出端(常态为1,过流保护时为0) 2 —— SGND 信号地外部与电源地相连 3 —— OSC1B B相斩波频率控制端 4 输入 PFD 衰减方式控制端 5 输入 V ref 电流设定端(0——3V) 6 输入 VMB 电机驱动电源 B相电源 与A相电源相连 7 输入 M1 细分数选择端(详见附表) 8 输入 M2 细分数选择端(详见附表) 9 输入 M3 细分数选择端(详见附表) 10 输出 OUT2B B相功率桥输出端2 11 —— NFB B相电流检测端 应连接大功率检测电阻,典型值0.15Ω 12 输出 OUT1B B相功率桥输出端1 13 —— PGNDB B相驱动电源地与A相电源地及信号地相连 14 输出 OUT2A A相功率桥输出端2 15 —— NFA A相电流检测端 应连接大功率检测电阻,典型值0.15Ω 16 输出 OUT1A A相功率桥输出端1 17 —— PGNDA A相驱动电源地与B相电源地及信号地相连 18 输入 ENABLE 使能端ENABLE=0所有输出为0,ENABLE=1正常工作 19 输入 RESET 上电复位端 20 输入 VMA 电机驱动电源A相电源 与B相电源相连 21 输入 CLK 脉冲输入端 22 输入 CW/CCW 电机正反转控制端 23 —— OSC1A A相斩波频率控制端 24 输入 V DD 5V电源 芯片工作电源要求稳定 25 输出 Down 半流锁定控制端 四. 电气参数: 最高额定值Absolute Maximum Ratings(Ta =25℃)

步进电机驱动器以及原理图

` 基于L297系列芯片的步进电机驱动器 设计说明书 一:概述 步进电动机是用脉冲信号进行控制,将点脉冲信号转换成相应的角位移和线位移的微电机,广泛地应用于打印机等办公知道设备以及各种控制装置。 步进电机和一般的电机不同,之接电源步进电机不能转动,而每加一个点脉冲仅转动一定的角度,另外,改变脉冲的频率时,步进电机的速率也跟着改变。 步进电机按电磁转距产生机理的不同可以分为反应式步进电机,永磁式步进电机和混合式步进电机,而按绕组的相数又可以分为单相,两相,三相。五相……… 二:步进电机的驱动方式 由于篇幅有限和设计的实际情况,在这我只介绍和设计方式相关的二相步进电机的励磁方式和驱动方式。 (一)驱动器结构简介 步进电机驱动器主要结构可以由下图表示 各部分的主要作用为 1:环行分配器:根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形 2:信号处理:对环行分配器产生的开关信号波形进行PWM调制以及对相关的波形进行滤波整形处理 3:推动级:对开关信号的电压,电流进行放大提升 4:主开关电路:用功率元器件直接控制电机的各相绕组 5:保护电路:当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断,以保护电机驱动器和电机绕组 6:传感器:对电机的位置和角度进行实时监控,传回信号的产生装置。 (二):励磁方式

本设计对二相双极性电机进行的,所以介绍二相电机的励磁方式 1:一相励磁:通电的绕组只有一相,依次切换相电流产生旋转步距角为1。8度,对这种励磁方式,每个脉冲到来时的旋转角的响应有振动,若频率过高,有时会产生失步现象 2:两相励磁:两相同时流通电流,也采用依次切换相电流的方法,二相励磁的步距角为1.8度,二相历次的总电流增大2倍,则最高启动频率增大,能获得高的转速,另外,过度性能也好。 3:一,二相励磁:这是一种交替进行一相励磁,二相励磁的方法,启动电流每两个始终切换依次,因此步距角为0。9度,励磁电流变大,过度性能也好,最大启动频率也高。 (三):驱动方式 单极性和双极性是步进电机最常采用的两种驱动架构。单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位,电机结构则如图1所示包含两组带有中间抽头的线圈,整个电机共有六条线与外界连接。这类电机有时又称为四相电机,但这种称呼容易令人混淆又不正确,因为它其实只有两个相位,精确的说法应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机,实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。 单极性步进电机驱动电路 双极性步进电机的驱动电路则如图2所示,它会使用八颗晶体管来驱动两组相位。双极性驱动电路可以同时驱动四线式或六线式步进电机,虽然四线式电机只能使用双极性驱动电路,它却能大幅降低量产型应用的成本。双极性步进电机驱动电路的晶体管数目是单极性驱动电路的两倍,其中四颗下端晶体管通常是由微控制器直接驱动,上端晶体管则需要成本较高的上端驱动电路。双极性驱动电路的晶体管只需承受电机电压,所以它不像单极性驱动电路一样需要箝位电路。

基于FPGA的步进电机的PWM控制__细分驱动的实现

姓名___ _ _ _ 学号201016050136 院系电气信息工程学院 专业电子信息工程 班级___信息10-1______ __

目录 目录 (2) 摘要 (3) 关键词 (3) Abstract (3) Keywords (3) 一、引言 (4) 二、步进电机细分驱动的基本原理 (4) 三、Quartus II概述 (5) 四、课题设计 (5) (一)总体设计 (5) (二)细分电流的实现 (6) (三)细分驱动性能的改善 (6) (四)程序设计 (6) 六、仿真与测试结果分析 (10) 七、结论 (12) 参考文献 (12) 注释 (13) 附录 (14) 心得体会 (20)

摘要 在对步进电机细分驱动原理进行分析研究的基础上,提出一种基于FPGA 控制的步进电机细分驱动器。利用FPGA中的嵌入式EAB构成LPM-ROM,存放步进电机各相细分电流所需的PWM控制波形数据表,并通过FPGA设计的数字比较器,同时产生多路PWM电流波形,实现对步进电机转角进行均匀细分控制。实验证明,所研制的步进电机驱动器不仅体积小,简化了系统的设计,减少了延迟,改善了低频特性,有良好的适应性和自保护能力,提高了驱动器的稳定性和可靠性。 关键词 步进电机;细分驱动;脉宽调制;FPGA Abstract In this paper, a divided driving circuit for stepping motor controlled by FPGA is put forward, based on the analysis of the principle of stepping motor divided driving. Using embedded EAB in FPGA to compose LPM-ROM, store PWM control wave form data which stepping motor each phase subdivided driving current is needed.The magnitude comparator designed with FPGA generates several PWM current waveform synchronously, to realize the step angles even division control for three–phase stepping motor.Experimments have proved that the developed subdivision driver is not only smaller,sampler in system, can shorten the delay time,improve the stability in low frequency ,but has good self-adaptation and self-protection ability,and its stability and relibility are higher. Keywords stepping motor; divided driving;PWM; FPGA

A3977步进电机驱动芯片中文说明

1 引言 随着微步进电机应用的日益广泛,其驱动电路的发展也相当迅速,各类控制芯片的功能越来越丰富,操作也越来越简便。A3977是一种新近开发出来、专门用于双极型步进电机的微步进电机驱动集成电路,其内部集成了步进和直接译码接口、正反转控制电路、双H桥驱动,电流输出2.5A,最大输出功率可接近90W。它主要的设计功能包括:自动混合模式电流衰减控制,PWM电流控制,同步整流,低输出阻抗的DMOS电源输出,全、半、1/4及1/8步进操作,HOME输出,休眠模式以及易实现的步进和方向接口等。其应用电路结构简单、使用及控制方便,有着极其广泛的应用价值。 2 A3977工作特点 大多数微步进电机驱动器都需要一些额外的控制线,通过D/A转换器为PWM电流调节器设置参考值以及通过相输入完成电流极性控制等。许多改进型驱动器仍然需要一些输入来调整PWM电流控制模式使其工作在慢、快或混合衰减模式。这就需要系统的微处理器额外负担8~12个需依靠D/A变换处理的输入端。如果一个系统需要如此多的控制输入,而且其微处理器还要存储实现其控制的时序表,这就增加了系统的成本和复杂程度。 A3977可以通过其特有的译码器来使这些功能实现简单化,如图1所示,其最简单的步进输入只需“STEP”(步进)和“DIR”(方向)2条输入线,输出由DMOS的双H桥完成。通过“STEP”脚简单的输入1个脉冲就可以使电机完成1次步进,省去了相序表,高频控制线及复杂的编程接口。这使其更适于应用在没有复杂的微处理器或微处理器负担过重的场合。同时A3977的内部电路可以自动地控制其PWM操作工作在快、慢及混合衰减模式。这不但降低了电机工作时产生的噪声,也同时省去了一些额外的控制线。 另外,其内部低输出阻抗的N沟道功率DMOS输出结构,可以使其输出达到2.5A,35V。这一结构的另一优点是,使它能完成同步整流功能。由于有同步整流流功能,既降低了系统的功耗,又可以在应用时省 去外加的肖特基二极管。 A3977的休眠功能可以使系统不工作时的功耗达到最低。休眠时芯片的大部分内部电路,如输出DMOS、比较器及电荷泵等都将停止工作。从而在休眠模式时,包括电机驱动电流在内的总电流消耗在40μA以内。 此外,内部保护电路还有利用磁滞实现的热停车、低压关断及换流保护等功能。 集成电路的主要特点:

步进电机控制电路

北京工业大学电子课程设计报告 (数电部分) 题目:步进电机

目录 一、设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 二、设计任务和设计要求 1.设计题目------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.设计技术指标及设计要求----------------------------------------------------------------------------3 三、电路设计------------------------------------------------------------------------------------------------4 1.脉冲发生电路-------------------------------------------------------------------------------------------4 2.环形脉冲分配电路-------------------------------------------------------------------------------------5 3.控制电路-------------------------------------------------------------------------------------------------6 4.驱动电路-----------------------------------------------------------------------------------------------10 5.步进电机-----------------------------------------------------------------------------------------------11 四、电路的组装和调试------------------------------------------------------------------------------------12 1.电路的组装----------------------------------------------------------------------------------------------12 2.电路的调试----------------------------------------------------------------------------------------------13 五、收获和体会---------------------------------------------------------------------------------------------14 六、附录------------------------------------------------------------------------------------------------------15 1.列表-------------------------------------------------------------------------------------------------------15 2.参考资料-------------------------------------------------------------------------------------------------15 3.部分芯片管脚图----------------------------------------------------------------------------------------16

步进电机及其驱动

步进电机及其驱动 1.步进电机的特点与种类 (1)步进电机的特点 步进电机又称脉冲电动机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。其输入一个电脉冲就转动一步,即每当电动机绕组接受一个电脉冲,转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比,并在时间上与输入脉冲同步,只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向、很容易用微机实现数字控制。步进电机具有如下特点: 1)步进电机的工作状态不易受各种干扰因素(如电源电压的波动、电流的大小与波形的变化、温度等)的影响,只要在它们的大小未引起步进电机产生“丢步”现象之前,就不影响其正常工作; 2)步进电机的步距角有误差,转子转过一定步数以后也会出现累积误差,但转子转过一转以后,其累积误差变为“零”,因此不会长期积累; 3)控制性能好,在启动、停止、反转时不易“丢步”。因此,步进电机被广泛应用于开环控制的机电一体化系统,使系统简化,并可靠地获得较高的位置精度。 (2)步进电机的种类 步进电机的种类很多,有旋转式步进电机,也有直线步进电机;从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电机。就常用的旋转式步进电机的转子结构来说,可将其分为以下三种: 1)可变磁阻(VR-VariableReluctance)型 该类电动机由定子绕组产生的反应电磁力吸引用软磁钢制成的齿形转子作步进驱动,故又称反应式步进电机。其结构原理如下图所示。其定子1与转子2由铁心构成,没有永久磁铁,定子上嵌有线圈,转子朝定子与转子之间磁阻最小方向转动,并由此而得名可变磁型。 此类电动机的转子结构简单、转子直径小,有利于高速响应。由于VR型步进电机的铁心无极性,故不需改变电流极性,因此多为单极性励磁。

基于集成芯片的步进电机驱动器设计

嵌入式技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRONIC M EASUREM EN T TEC HNOLO GY 第32卷第2期2009年2月  基于集成芯片的步进电机驱动器设计 韩 铮 张润和 王 冰 刘晓宇 (内蒙古工业大学 呼和浩特 010051) 摘 要:采用固定频率的PWM电路TL494和频压转换芯片L M2917设计了高性能的反应式步进电动机调频调压驱动电源。分析了步进电动机调频调压原理,介绍了系统硬件电路及软件实现方法,使电机有效地抑制震荡,拓宽了其运行范围,提高了系统的可靠性。 关键词:步进电机;调频调压;脉宽调制;软件环分 中图分类号:TP368.1 文献标识码:A Design of the stepping motor driver based on integrated chip Han Zheng Zhang Runhe Wang Bing Liu Xiaoyu (Inner Mongolia Polytechnic University,Inner Mongolia,Hohhot010051) Abstract:The high2performance driving power of stepping motor based on a fixed f requency PWM circuit TL494and a voltage2f requencyconverter circuit L M2917.The principle Frequency Modulation and Voltage Modulation of stepping motor were analyzed in paper.It mainly introduced hardware circuit design and software program implementation method of this system,this method can effectively reduce the concussion and keep the torques constant of the Reaction Stepper Motor,the approach improves the system reliability. K eyw ords:stepping motor;f requency modulation and voltage modulation;PWM;software circular2allotting 0 引 言 步进电机作为一种数字电机,是将电脉冲信号转换成 机械角位移的执行元件。控制系统每送来一个电脉冲,步进电机的转子就转过一个相应的角度[1]。转子角位移的大小和转速分别与电脉冲的个数及其频率成正比,并在时间上与输入脉冲同步。由于步进电机具有定位精度较高,无位置累积误差,控制简单,易于实现开环控制等优点,其在工业上用途很广[2]。本文基于专用脉宽调制电路实现了对步进电机的调频调压控制。控制简便易行,有效地降低了低频震荡并解决了高频时输出力矩不足的问题。 1 调频调压原理 步进电动机作为一种变磁阻式电机,励磁电流在一定程度上决定了输出力矩的大小。当电机运行较慢时,绕组电流可以达到稳态值,可能由于电流较大引起震荡。反之,电机运行速度加快,由于绕组电流的上升时间变短,导致了绕组电流减小,进而使得输出力矩不足造成失步[3]。如果根据电机运行频率高低来改变绕组上所加电压的高低,低频时用低压驱动,可以有效地抑制低频震荡,随着频率升高提高电压,使高频时有更大的输出转矩,这样可以同时改善高低频率时的运行特性, 并拓宽其运行频率范围。2 控制系统的硬件电路 步进电机驱动控制系统硬件原理图如图1所示。 图1 步进电机驱动控制系统硬件原理图 系统应用单片机A T89S52为控制芯片,同时为频压转换电路和PWM调制电路提供频率信号和环分信号。在绕组通电期间,用斩波的方式给绕组施加电压,可以通过改变所加电压占空比达到调压的目的[4]。开关管驱动信号由频率电压转换电路输出的电压给定值与锯齿波比较得到。频压转换电路输出电压的大小由输入频率的变化调节,使得PWM电路输出控制脉冲的占空比随脉冲频率的增大而增大,实现调频调压功能。 2.1 脉宽调制电路的设计 脉宽调制电路是驱动电源的关键环节,本设计采用具有固定斩波频率的脉宽调制芯片TL494。脉宽调制电路 ? 5 1 1 ?

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