步进电机的功率驱动电路
时间:2015-09-17 17:02 来源: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）。 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。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。 |
