步進電機控制器4型

基本介紹

1、步進電機驅動電路

在H橋電路的基礎上設計步進電機驅動電路。采用分立元件MOS管搭建雙H橋驅動電路是成熟的電機控制方案，電路不復雜，性能可靠，根據MOS管的不同工作電流的上限甚至可以高達數十安培，是理想的步進電機驅動器方案。MOS管H橋驅動電路有NMOS構型和PMOS+NMOS構型，全NMOS管H橋導通電阻更小，但上橋臂的NMOS管的導通電壓高于電源電壓，需要額外的升壓電路，這樣增加了電路的復雜程度和成本，我們采用PMOS+NMOS構型方式搭建雙H橋步進電機驅動電路，電路更簡潔，成本更低；且在這樣的小電流工作場合，PMOS所增加的導通損耗可以忽略不計。驅動電路與MCU之間進行光電隔離，選用廣泛使用的低成本光耦PC817。加入雙輸入四通道與門（74HC08D），為驅動電路添加使能的功能，即只有在使能的前提下，四路控制信號才是有效的，使步進電機運行更安全穩定MOS管選用IRF5305和IRF1205，其參數為55V、110A，TO252貼片封裝。步進電機驅動電路原理圖如圖所示。

2、電機參數測量電路

為了實時監測步進電機的運行狀態是否正常，為驅動器設計了電機參數測量功能、通過實時監測電機的工作電壓、工作相電流和機殼溫度來實時獲取電機的運行參數，保證電機運行安全穩定。

電機電流采樣電阻選用康銅電阻，一端連接H橋下方，另一端接GND，其工作溫度范圍寬，溫度系數僅為-40~40*10-6/℃，是高精度電流采樣電阻的理想選擇。電壓電流信號調理電路采用LM324運放搭建，電壓跟隨后送入MCU，由MCU內置10Bit A/D轉換器進行A/D采樣。機殼溫度監測選用數字溫芯片DS18B20，將其貼至電機外殼表面，實時監測溫度參數并送入MCU。電機參數檢測電路原理圖如圖所示。在進行電路設計時，使用0歐姆電阻將模擬地（AGND）和數字地（GND）單點連接，以降低相互干擾，提高電路性能。步進電機控制器4型