一种步进电机驱动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种步进电机驱动系统，包括供电电源电路、过流保护电路、功率驱动电路、单片机控制电路，其特征在于；所述单片机控制电路分别连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路，接入步进电机的供电电源电路连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路；电流反馈电路和过流保护电路连接。本实用新型专利技术采用电流反馈电路和过流保护电路连接，电流反馈电路通过可调电阻电流采样，此结构使本驱动系统适用于驱动不同额定电流的步进电机。

A stepping motor drive system

The utility model relates to a stepper motor drive system, including power supply circuit, over-current protection circuit, power driver circuit, SCM control circuit, which is characterized in that; the single chip control circuit is respectively connected with a power drive circuit, current feedback circuit, over-current protection circuit, power supply circuit connected to the stepping motor is connected the power drive circuit, current feedback circuit, over-current protection circuit; current feedback circuit and overcurrent protection circuit. The utility model adopts a current feedback circuit connected with an overcurrent protection circuit, and the current feedback circuit is sampled by an adjustable resistance current, so that the driving system is suitable for driving stepping motors with different rated currents.

【技术实现步骤摘要】
一种步进电机驱动系统
本技术属于步进电机驱动领域，具体涉及一种步进电机电流闭环细分驱动系统。
技术介绍
目前市场上已有的步进电机细分驱动器大多是集成的模块，集成度比较高，缺陷是过流保护的幅值不能随意改动，比如驱动不同额定电流的步进电机，同样的过流保护，可能额定电流小的长期工作在大电流情况下没有过流保护，容易损坏，同时如果要驱动大电流的步进电机也会因为过流保护幅值太低而不能使用。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提出一种过流保护幅值可调的步进电机电流闭环细分驱动系统。本技术方案为：一种步进电机驱动系统，包括供电电源电路、过流保护电路、功率驱动电路、单片机控制电路，其特征在于；所述单片机控制电路分别连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路，接入步进电机的供电电源电路连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路；电流反馈电路和过流保护电路连接。所述的功率驱动电路由光耦、驱动芯片IR2104s电路、双H桥三部分组成。所述的过流保护电路采用LM339电压比较器；所述的电流反馈电路采用可调电阻连接LM358运算放大器，所述的电流反馈电路将采样可调电阻得到的微小压降经LM358放大后输入单片机的四个ADC通道；所述的过流保护电路将LM358放大后的电压分别输入到LM339的四个反相输入端，分别与其同相输入端的设定值相比较，控制半桥驱动芯片IR2104s的使能端，从而控制IR2104s的通断。本技术采用电流反馈电路和过流保护电路连接，电流反馈电路通过电位器电流采样，再由LM358放大之后，把信号输给LM339的反向输入端，LM339的同向输入端与电位器相连，当调节电位器时，输入到LM339同向输入端的电压改变，从而改变过流保护的幅值，当过流时，LM339反向输入端大于同向输入端，输出低电平，使IR2104s失能，电机停止。由于采样电阻为可调，因此可根据不同的步进电机电流调节电阻大小，保证过流幅值与额定电流匹配，因此此结构使本驱动系统适用于驱动不同额定电流的步进电机。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术中功率驱动电路的电路图；图3为本技术中电流反馈电路的电路图；图4为本技术中过流保护电路的电路图；图5为本技术中按键电路的电路图；具体实施方式下面将结合附图对本技术做详细的介绍：如图1所示，一种步进电机驱动系统，特别适用于步进电机的电流闭环细分驱动系统，包括供电电源电路1、功率驱动电路2、电流反馈电路3、过流保护电路4、按键电路5、显示电路6、单片机控制电路7。所述单片机控制电路分别连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路，接入步进电机的供电电源电路连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路；电流反馈电路和过流保护电路连接。根据图1功能框图实现其功能的整体电路图，该整体电路图包括供电电源电路，该电路包括LM2596集成模块、外接10.7V和24V开关电源。所述的LM2596集成模块包括两块LM2596开关稳压芯片、四个220uf/35V的固态电容和两个电位器，调节电位器使其输出6V电压，将6V输出电压供给两块LM358芯片的Vcc端口；所述外接10.7V的开关电源正端分别接入IR2104s、TLP512-4、LM2596模块的Vcc端，负端接地；所述外接24V的开关电源正端接到上桥臂NMOS的漏极驱动步进电机，负端接地。如图2为本技术中功率驱动电路的电路图，图中功率驱动电路由光耦、驱动芯片IR2104s电路、双H桥三部分组成。所述的光耦采用TLP512-4芯片，其内部有四组独立光耦，1、3、5、7引脚分别对应接STM32的PC6、PC7、PC8、PC9四个通道，2、4、6、8引脚均接地，10、12、14、16引脚均接10.7V的电压，15、13、11、9引脚分别接到四块IR2104s驱动芯片的IN端且均并联一个30K的电阻；所述驱动芯片IR2104s电路有四组，每组包含一个二极管和一个0.22u的电解电容，二极管两端分别接Vcc和VB，0.22u的电解电容正极接VB端，负极接VS端；所述双H桥由8个NMOS组成，上桥臂NMOS的栅极接到IR2104s的HO端口，下桥臂NMOS的栅极接到IR2104s的LO端口，上桥臂NMOS的源极与下桥臂NMOS的漏极相连，下桥臂NMOS的源极串联一个由两个0.1欧姆电阻并联总值为0.05欧姆接地。由于驱动系统采用PWM多细分技术和电流反馈闭环控制，电流反馈电路通过电位器电流采样，再由LM358放大之后，把信号输给LM339的反向输入端，LM339的同向输入端与电位器相连，当调节电位器时，输入到LM339同向输入端的电压改变，从而改变过流保护的幅值，当过流时，LM339反向输入端大于同向输入端，输出低电平，使IR2104s失能，电机停止，为了防止电机又自动运转，在程序中加了过流保护，硬件能及时关断，软件能持续保护。如图3为本技术中电流反馈电路的电路图，图中电流反馈电路包括采样电阻、LM358运算放大器、R2、R3和一个2K的电位器。所述采样电阻由两个0.1欧姆的电阻并联而成，一端接下桥臂NMOS的源极，另一端接地；所述LM358运算放大器的同相输入端接下桥臂NMOS的源极，反相输入端串联R2后接地；R2一端与R3相连，另一端接LM358的输出端；电位器一端接LM358的输出端，另一端接地，中间分别接入到单片机的四个ADC端口PA1、PA3、PA6、PA7。所述的电流反馈电路将采样电阻电位器得到的微小压降经LM358放大后输入单片机的四个ADC通道；所述的过流保护电路将LM358放大后的电压分别输入到LM339的四个反相输入端，分别与其同相输入端的设定值相比较，控制半桥驱动芯片IR2104s的使能端，从而控制IR2104s的通断。如图4为本技术中过流保护电路的电路图，图中过流保护电路由LM339组成。所述的LM339内部四个运算放大器的同相端输入为由LM2596输出的6V电压经电位器调节后的电压限幅值5.4V，反相端分别接相对应的LM358输出端A+、B+、A-、B-，4个输出端并联接到IR2104s的使能端。图5为本技术中按键电路的电路图，图中的按键电路由8个按键组成，8个按键每个将其任意斜对角相连，一端接地，另一端分别接单片机的PE0、PE2、PE4、PE6、PE8、PE9、PE11、PE15这8个引脚。所述的显示电路由OLED显示屏组成。所述OLED显示屏的7个端口GND、VCC、D0、D1、RES、DC、CS分别接单片机的GND、3.3V、PB5、PB6、PB7、PB8、VCC这7个引脚。所述单片机的型号为STM32F103VET6。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机驱动系统，包括供电电源电路、过流保护电路、功率驱动电路、单片机控制电路，其特征在于；所述单片机控制电路分别连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路，接入步进电机的供电电源电路连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路；电流反馈电路和过流保护电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种步进电机驱动系统，包括供电电源电路、过流保护电路、功率驱动电路、单片机控制电路，其特征在于；所述单片机控制电路分别连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路，接入步进电机的供电电源电路连接功率驱动电路、电流反馈电路、过流保护电路；电流反馈电路和过流保护电路连接。2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述的功率驱动电路由光耦、驱动芯片IR2104s电路、双H桥三部分组成。3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述的过流保护电路采用LM339电压比较器；所述的电流反馈电路采用可调电阻连接LM358运算放大器，所述的电流反馈电路将采样可调电阻得到的微小压降经LM358放大后输入单片机的四个ADC通道；所述的过流保护电路将LM358放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑佳强，李佳琦，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33