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步进电机的功率驱动电路

时间:2015-09-17 17:02来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
要使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作,必须为步进电机提供足够功率的控制信号,实现这一功能的电路称为步进电动机驱动电路。驱动电路实际上是一个功率开关电路,其功能是将环形分配器的输出信号进行功率放大,得到步进电动机控制绕组所需要的脉冲
    要使步进电动机能输出足够的转矩以驱动负载工作,必须为步进电机提供足够功率的控制信号,实现这一功能的电路称为步进电动机驱动电路。驱动电路实际上是一个功率开关电路,其功能是将环形分配器的输出信号进行功率放大,得到步进电动机控制绕组所需要的脉冲电流及所需要的脉冲波形。步进电动机的工作特性在很大程度上取决于功率驱动器的性能,对每一相绕组来说,理想的功率驱动器应使通过绕组的电流脉冲尽量接近矩形波。但由于步进电动机绕组有很大的电感,要做到这一点是有困难的。
     常见的步进电动机驱动电路有二种:
图 步进电机驱动电路
     1)单电压驱动电路
     这种电路采用单一电源供电,结构简单,成本低,但电流波形差,效率低,输出力矩小,主要用于对速度要求不高的小型步进电动机的驱动,图6-19所示步进电动机的一相绕组驱动电路(每相绕组的电路相同)。

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     当环形分配器的脉冲输入信号 为低电平(逻辑0,约1V)时,虽然VT1管都导通,但只要适当选择的阻值,使<0(约为-1V),那么管就处于截止状态,该相绕组断电。当输入信号 为高电平3.6V(逻辑1)时。>0(约为0.7V),管饱和导通,该相绕组通电。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
     2)双电压驱动电路 又称高低压驱动电路,采用高压和低压两个电源供电。在步进电动机绕组刚接通时,通过高压电源供电,以加快电流上升速度,延迟一段时间后,切换到低压电源供电。这种电路使电流波形、输出转矩及运行频率等都有较大改善。
     当环形分配器的脉冲输入信号为高电平时(要求该相绕组通电),二极管的基极都有信号电压输入,使均导通。于是在高压电源作用下(这时二极管两端承受的是反向电压,处于截止状态,可使低压电源不对绕组作用)绕组电流迅速上升,电流前沿很陡。当电流达到或稍微超过额定稳态电流时,利用定时电路或电流检测器等措施切断基极上的信号电压,于是截止,但此时仍然是导通的,因此绕组电流即转而由低压电源经过二极管供给。当环形分配器输出端的电压为低电平时(要求绕组断电),基极上的信号电压消失,于是截止,绕组中的电流经二极管及电阻向高压电源放电,电流便迅速下降。采用这种高低压切换型电源,电动机绕组上不需要串联电阻或者只需要串联一个很小的电阻(为平衡各相的电流),所以电源的功耗比较小。由于这种供压方式使电流波形得到很大改善,所以步进电动机的转矩一频率特性好,启动和运行频率得到很大的提高。
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