电机控制集成电路的选用第七讲步进电机驱动电路UC3770的选用
微电机２０００年第３３卷第１期（总第１１２期）
技术讲座?ＴＥＣＨＮＩＣＡＬＬＥＣＴＵＲＥ
电机控制集成电路的选用
第七讲步进电机驱动电路ＵＣ３７７０的选用
吴红星，高寒英，程树康
（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要；ｕｃ３７７ｎＡ／Ｂ是一种高性能全桥驱动芯片，可提供更高的工作电流和更低的饱和电压。利用数片ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ以及少量的外日元件可构成完整的步进电动机驱动系统．其驱动信号可由微处理器及逻辑电路提供．关键词；两相步进电动机ｌ全桥驱动‘半步距
中圉分类号ｔＴＭ３０１．２文献标识码：Ｃ文章编号ｔｉ００１—６８４８（２０００）０１—００４４－－０２
ＳｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄＯｐｅｒａｔｌｏｎｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｅｕｌｔｆｏｒＭｏｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌ—Ｌｅｅｔｕｒｅ
Ｓｅｖｅｎ?ＳｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇＳｔｅｐｍｏｔｏｒＩＣＵＣ３７７０
ＷＵＨｏｎｇ－－ｘｉｎｇ，ＧＡＯＨａｎ－－ｙｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＳｈｕ－－ｋａｎｇ
（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＵＣ３７７０Ａ／Ｂｉｓｈｉｇｈ－－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｕｌｌｂｒｉｄｇｅｄｒｉｖｅｒｓ．Ｉｔｃａｎｏｆｆｅｒｈｉｇｈｅｒｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｌｏｗｅｒｓａｔｕｒａ—ｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｔｈａｎＵＣ３７１７．ＴｗｏＵＣ３７７０Ａ／ＢａｎｄａｆｅｗｅｘｔｅｒｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｏｒｍａｃｏｍｐｌｅｔｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄｒｉｖｅｕｎｉｔｆｏｒＬＳ—ＴＴＬｏｒｍｉｃｒｏ－－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｗｏｐｈａｓｅｓｔｅｐｍｏｔｏｒ；ｆｕｌｌ－－ｂｒｌｄｇｅｄｒｉｖｅ；ｈａｌｆ－－ｓｔｅｐ
１引言
ＵＮＩＴＲＯＤＥ公司生产的ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ集成电路是高性能全桥驱动芯片，适用于小功率步进电机一相绕组双极性驱动。用外部逻辑电路构成的逻辑分配器或微处理器分配信号，由若干片这样电路和少量无源元件可组成一个完整的多相步进电动机驱动系统，实现整步（基本步距）、半步或微步距控制，控制方式是双极性、固定关断时间的斩波电流控制。２ＵＣ３７７０的主要特点
（１）可实现整步、半步、微步距控制。
（２）驱动输出双向电流可达２Ａ。
（３）步进电动机工作电压为１０～５０Ｖ。
（４）电流控制范围５ｍＡ～２Ａ。
（５）Ｈ桥的功率管有较低的饱和压降。
（６）内部有２ｂｉｔＤ／Ａ电流电平选择电路。
公司生产的同种系列产品还有ＵＣ３７１７、ＵＣ３７１７Ａ、ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ与其不同在于它们能提供更大的工作电流和更低的饱和压降。ｕｃ３７７０Ａ／Ｂ比较器的门槛电平为１００％、７１％、５０％，ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ的Ｈ桥梁上臂并联的二极管需用户自加。
收稿日期。２０００—０１－０５
—４４—３主要技术指标
表１给出了ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ工作参数，以供参考。
表１ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ芯片的主要技术指标
注ｔ电压值均是参考地（４，５．１２．１３脚），电流末端流入为正，流出为负．
４ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ内部结构及工作原理ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ芯片主要由６个部分组成：Ｈ桥驱动输出｝相极性逻辑电路｝三个电流比较器和基准电压分压器；电流电平选择电路；单稳态电路。
Ｈ桥输出级：此部分是由达林顿功率管构成的典型Ｈ桥电路，其上桥臂没有续流二极管，因此要在芯片外部加上快恢复续流二极管。根据上桥的续流二极管在续流时提升１５脚或１脚电压的作用，能使上桥臂功率管在续流时有较低的饱和压降，藏少
万方数据
电机控制集成电路的选用第七讲步进电机驱动电路ＵＣ３７７０的选用吴红星高寒英程树康
了功耗，改善了输出级电路的功率。
相级性输入信号：８脚的信号逻辑电平决定了绕组电流的方向。输入通道设有施密特触发电路，由一个固定的延时电路，它可以抑制噪声，同时能避免Ｈ桥在电流反向时出现交叉导通。
电流控制电路；由基准电压电路、３个电平比较器、单稳态电路、选通电路组成。单稳态电路能固定一个“关断时间”控制下桥臂功率管实现恒流斩波控制，“关短时间”７１。ＰＦ由２脚的Ｒｔ和ｃＴ决定：
丁ｏ＂一０．６９ＲＴＣｒ
ＲＴ＝１０～１００ｋｆｌ
７脚和９脚构成的逻辑可通过控制基准电压对电流进行控制，如表２所示。
表２Ｉｏ．１。镇指标对电流的控制
在１６脚外接Ｒ．采样电阻，代表绕组电流的采样电流经过ＲＣ电路滤波后送至１０脚，１０脚输入的电压和所定的基准电压比较，触发单稳电路，控制下桥臂功率管开断。
５ＵＣ３７７０典型应用
由两片ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ芯片可组成一个两相永磁
转向式或混合式步进电机控制系统。半步工作方式两相激励与单项激励交替出现，每一拍转矩不等：ＡＢ斗Ｂ斗万Ｂ斗万一万Ｂ斗Ｂ—ＡＢ—Ａ
两相激励时，两相转矩矢量合成，是单相转矩的１．４倍左右。图１为半步距８拍运行的脉冲波形。
Ａ相—■一
Ｂ相—Ｌ———
馏叫—拙
（Ｂ）正转
“相１ｆ］
嘲ｊ厂］
船世（ｂ）反转
图１半步距８拍步进电动机相位图
图２所示的是驱动半步距步进电动机电路的原理图。半步距步进电动机的相逻辑是由７４１９４及其外围逻辑门提供，此处Ｊ。，１Ａ和Ｉｏ／ｌＢ的逻辑信号只有ｏｏ和１１两种形式。由于驱动的是两相步进电动机，所以需要两片ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ芯片，其电路接法完全对称。表３给出了电路元件的参考值。
表３典型应电路元件参考值
元件参考值
ｍ／ｎ
Ｒ２／ｋｎ
Ｒ３／ｋ０
Ｒ４／ｋｎ
ｃ１／｝，Ｆ
ＣＺ／ｌｊ，Ｆ
ｏ．５
１．２
４７
１．ｏ
Ｏ．ＯＯｌ
０．００ｌ
图２采用ＵＣ３７７０Ａ驱动两相步进电动机电路
６注意事项
（１）由于ｕＣ３７７０Ａ／Ｂ的典型工作温度在ｏ～７０＂Ｃ，在驱动电流和电压较大的时，可能会产生较多的热量，在必要时可在芯片上贴上散热片，促进芯片的散热，提高芯片的使用寿命。
（２）由于每一片ＵＣ３７７０Ａ／Ｂ只能驱动一相，如三相步进电动机，需三片芯片驱动。所以，在设计电路时，力求每一片芯片的外围电路对应元件参数相等，可以减少干扰和提高电动机的工作效率．（３）电路用了多个电源，可用稳压管７８０５实现。
作者简介：吴红星（１９７５一）。男，安徽省望江县人，硕士研究生，主要研究电机驱动与控制．
一４５—
万方数据
电机控制集成电路的选用--第七讲步进电机驱动电路UC3770的
选用
作者：吴红星， 高寒英， 程树康
作者单位：哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150001
刊名：
微电机
英文刊名：MICROMOTORS SERVO TECHNIQUE
年，卷(期)：2000，33(1)
被引用次数：2次
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目的:提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现步进电动机恒转矩细分驱动的方法,并主要利用FPGA芯片实现了两相步进电动机细分驱动器的设计.方法:在对两相步进电动机细分驱动原理进行分析研究的基础上,利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块(EAB)构成LPM-ROM来存储步进电动机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到了FPGA内部.步进电动机采用全桥驱动电路,并选择功耗极低的HIP4081芯片作为H桥驱动芯片.结果:电路通过了仿真,证明了各项功能均能正确实现;实际实现的驱动器也体现了较好的系统稳定性和较高的集成度;简化了应用:只需微控制器提供细分数等参数,就能精确控制步进电动机的运行,特别适用于某些实时控制场合.结论:提出的方法正确、原理清楚、电路可行;实际设计的驱动器可方便地用于仪器中两相步进电动机细分驱动的场合.
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