IＲ（PIN1）为电流源输出端，在f０（PIN3）输出思维规律低电日常平凡，电流源ＩＲ输出对于电容ＣＬ充电2010年04月18日

　　摘 要：介绍了三相反应式步进电机驱动器的一种设计要领将LM331接成电压/频率（V/F）转换体式格局，使输入控制电压转换成肯定是宽度的脉冲信号，利用PMM8713将输入脉冲信号分配成肯定是相序的控制步进电机各雷同断的脉冲信号，路程经过过程功率驱动电路来驱动三相反应式步进电机工作

　　关键词：步进电机；LM331芯片；PMM8713芯片；功率驱动

　　1引言

　　跟着运动控制体系中数字化技术的成长与成熟，步进电机在工业自动化控制中患上到广泛的应用步进电机是一种完成数字/摹拟转换的执行元件步进电机区分于其他控制用途电念头的{zd0}独特之处是，步进电机吸收数字控制信号（电脉冲信号），并将这些个脉冲信号转换成与之相对于应的角位移或者直线位移步进电机另外一重要的独特之处是其必需与相应的驱动电路配合施用，并且其工作机能在很洪流平上决定于于所施用的驱动电路的类型和现实参量因此，步进电机驱动电路的设计是步进电机控制体系中的关键部门本文主要介绍三相反应式步进电机驱动器的一种实用电路，该驱动电路的体系框图如图1所示

　　2脉冲分配器PMM8713

　　PMM8713是由***Sanyo（三洋）电机公司出产的步进电机控制用的脉冲分配器（又称思维规律转换器），为双列直插式16脚单片CMOS集成芯片PMM8713既可以用于3相控制，又可以用于4相控制励磁有1相、2相和1-2相三种体式格局，路程经过过程电路设计可任选其中一种激励体式格局此外，PMM8713还具备单钟表或者双钟表工作体式格局，带有正反转控制功能以及初始化复位功能其内部有（1）钟表选通，（2）激励体式格局控制，（3）可逆环形统计，（4）激励体式格局判断等电路PMM8713所有输入端均采用施密特整形电路，因此抗滋扰能力强输出电流大于20mA，可直接驱动微型步进电机引脚如图2所示各引脚功能申明：CＵ（ＰＩＮ１）、ＣＤ（ＰＩＮ２）是双钟表工作的钟表输入端CＵ端接正转钟表；CＤ端接反转钟表CK（PIN3）为单钟表输入端，此时步进电机的正反转由U/D（PIN4）脚来控制在电路处于单钟表输入控制的条件下，当U/D=高电日常平凡，则输出端输出正转脉冲序列；当U/D=低电日常平凡，则输出端输出反转脉冲序列EＡ（ＰＩＮ５）和EＢ（ＰＩＮ６）为激励体式格局选择端EＡＥＢ＝００时，为双激励体式格局；EＡＥＢ＝１１时，为1-2相激励体式格局；EＡＥＢ＝０１或者10(即两电平相反)时，为单激励体式格局3/4（PIN7）为三相或者四相选择控制端当该脚=0时，为三相输出；当该脚=1时，为思惟输出，路程经过过程该脚可以选择控制三相或者四相步进电机A～D（PIN13～10）为4个相驱动端3相用A～C（D=0），4相用A～D端EM（PIN14）是激励体式格局状况标志双激励体式格局该端输出为高电平；单激励体式格局该端输出为低电平；1-2相激励时该端输出两倍钟表周期的脉冲C0（PIN15）为输入钟表检测端当该电路有钟表脉冲输入时，在C０端可输出同步于钟表的脉冲R（PIN9）为复位控制端，加低电平使输出端A～D复位为表1所示的初始状况（其中0暗示低电平，1暗示高电平）

　　3电压-频率变换器LM331

　　LM331是美利坚合众国NS公司出产的机能价格比力高的集成芯片LM331可用作精密的频率电压（F/V）转换器、A/D转换器、线性频率调制解调、永劫间积分器以及其他相关的器件LM331为双列直插式8脚芯片，其引脚如图3所示

　　LM331内部有（1）输入比力电路、（2）定时比力电路、（3）R-S触发电路、（4）复零结晶体管、（5）输出驱动管、（6）能隙基准电路、（7）精密电流源电路、（8）电流开关、（9）输出掩护点路等部门输出管采用集电极开路情势，因此可以路程经过过程选择思维规律电流和外接电阻，灵活转变输出脉冲的思维规律电平，从而顺应TTL、DTL和CMOS等不同的思维规律电路此外，LM331可采用单/双电源供电，电压范围为4～40V，输出也高达40V引脚2（PIN2）为增益调解，转变ＲＳ的值可调节电路转换增益的大小f０（PIN3）为频率输出端，为思维规律低电平，脉冲宽度由Ｒt和Ｃt决议引脚4（PIN4）为电源地引脚5（PIN5）为定时比力器正相输入端引脚6（PIN6）为输入比力器反相输入端引脚7（PIN7）为输入比力器正相输入端引脚8（PIN8）为电源正端

　　4驱动器体系电路

　　驱动器体系电路由电压-频率变换电路LM33一、脉冲分配器PMM8713和四电路通用运算放大器LM348等构成，如图4所示外接电阻Rt、电容Ct、内部定时比力器、复零结晶体管和R-S触发器等构成单稳定时电路当输入端Vi+输入的电压大于Ｖi-输入端的电压时，f０输出思维规律低电平同时，电流源ＩＲ对于电容ＣＬ充电电源ＶＣＣ也路程经过过程电阻Ｒt对于电容Ｃt充电当电容Ｃt两端的充电电压大于ＶＣＣ的2/3时输出端f0输出为思维规律高电平此时，电容Cr路程经过过程内部电路放电；ＣＬ对于电阻ＲＬ放电当ＣＬ放电电压等于输入电压Ｖi时，输入比力器再次输出高电平，f０输出思维规律低电平如此重复循环，构成自激振f０荡根据电容上电荷平衡道理和相关的电学常识，我们可以推导出：f０＝Ｖi/(t１ＩＲＲＬ）t１为充电时间，由定时元件Ct和Rt决议；IＲ为内部精密电流源输出电流可患上出输出频率f0和输入电压Vi成正比从而由运动控制体系输出的可变电压信号经PMM8713变换后孕育发生可变的频率信号，控制步进电机的转速

　　标的目的控制电路由LM348四电路通用运算放大器构成外部标的目的控制信号路程经过过程LM348和基准电压构成电压比力电路当Vdi大于基准电压ＶＨ时，U3A输出为正，接至PMM8713的第四脚，控制输出端输出正相脉冲序列当Ｖdi小于基准电压ＶＨ时，输出端为负，接至PMM8713的第四脚，控制输出端输出负相脉冲序列，相应相驱动输出端输出正反相脉冲序列，从而控制步进电机的正反转

　　由LM331给出的输入指令是输入钟表f０和标的目的指令DIR，这两个指令在PMM8713中经思维规律组合转换各雷同断的时序思维规律信号PMM8713的相驱动输出端（PIN10～PIN13）的驱动电流达20mA以上，能直接驱动微型步进电机Ｒ１、Ｃ１为开机时自动初始化电路初上电的数十毫秒内R端为低电平，从而A～D端自动复位至初始状况（拜见表1）要是外接的步进电机功率较大，PMM8713输出驱动端驱动能力不够此时应设计功率放大驱动电路，之后再驱动步进电机PMM8713各相输出端的导通顺序思维规律信号送至功率驱动段转换成内部功率开关的基极（或者栅极）驱动信号步进电机驱动体式格局，按相绕组流过的电流是单向或者双向，可分为单极性和双极性驱动凡是，三相步进电机采用单极性驱动从功率驱动级电路来分析，又有电压驱动和电流驱动之分本设计中采用串联电阻电压驱动体式格局在相绕组中串接肯定是阻值和功率的电阻，一方面减小了绕组回路的时间常数，同时又对于低频和静止工作时的电流进行限制

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　　5结束语

　　根据上述电路设计的步进电机驱动器结构简单、成本低、机能稳定采用此体系设计的三相反应式步进电机驱动器驱动55BF004型三相反应式步进电机，已成功地应用在小距离驱动和位置跟踪等设置中，运行效果杰出

　　6参考文献

　　［1］郝鸿安.3-4相步进电机控制器5G8713［J］.《电子技术》，1991，8

　　［2］李华．MCS-51系列单片机实用接口技术［M］.首都航空航天大学出版社,1999,2