步进电机驱动器中mosfet的驱动设计.pdf

!"#$%&!""#$%$!"&"’($!!""#)*+*,-.’($!&/(.$0!""#年第!期第0卷1总第!&期2安徽电子信息职业技术学院学报3456’78497’:5;/4<7=;4’78<488>)>49>8><=64’;<?@;’946A7=;4’=><:’484)BC文章编号DE0#EFG"!H1!""#2"!F""&"F"!!C收稿日期D!""0FE!F"!C作者简介D黄跃永1E&##IJF2,男,汉,安徽宿州人,四十一所四室助理工程师。步进电机驱动器中A4?9>=的驱动设计黄跃永1中国电子科技集团公司第%E研究所,安徽蚌埠!JJ"E"2C摘要D本文介绍了在步进电机驱动器中利用;6!EE"?完成A4?9>=驱动的设计,并给出试验结果。C关键词D步进电机;;?!EE"?;A4?9>=;驱动器C中图分类号D=AJGJI0C文献标识码DKEI引言运动控制系统的数字化,使步进电动机的应用日益广泛。步进电动机把从驱动器输入的数字脉冲转换成电动机转轴固定角度步进运动的输出,输出的步数和脉冲数成正比关系。步进电动机的主要优点是它们能完成准确的位置控制,但不需要位置反馈。通常它采用开环控制方式,在许多定位控制中是最低成本的控制方案L在MK!NF<型卷筒式烟支包装机中,步进电动机对商标纸和封签的传送定位控制就是一成功应用的典范。本文结合卷筒式包装机控制系统设计的项目实践,对高性能的A4?9>=驱动集成电路;6!EE"?在步进电动机驱动电路中的应用进行了细致的研究和分析。!I系统简介MK!NF<型卷筒式包装机是国内先进的高速香烟包装设备,其电控系统的设计融入了当代高新技术,属于计算机网络控制系统,包装能力为%""包L分钟。在该系统中共用了两台步进电机,其目的是通过控制步进电机来实现卷筒式包装材料———商标纸和封签的传送定位控制。图E所示为MK!NF<型卷筒式包装机系统中商标纸和封签的传送控制示意图。步进电动机正常运行(不失步)时,转角严格地与控制脉冲个数成正比,转速与控制脉冲频率成正比,能方便地实现正、反转和调速及定位。商标纸或封签上印有待检测的色标,当在工作台上被传送时,其上的色标被光电阅读机读出后以数字信号送入计算机,计算机处理后送给驱动器相应的指令信号,然后驱动步进电机在速度或相位上做相应的调整。JI步进电机驱动器的组成在MK!NF<型卷筒式包装机系统中选用的步进电机是O-PQRQP?PQ*+SQRQP公司的>JJ’6:7F8’’F’?F""混合式二相双四拍四线制步进电机(EIGT步距角LGI07LJN/LE0GULEN""6OA)。由于步进电机必须配有专用的驱动器供电,故设计出性能优良的步进电机驱动器对充分发挥步进电机的性能是十分重要的。步进电机驱动器的基本部分包括变频信号源、脉冲分配器和功率放大器等,如图!所示。本文详细介绍功率放大部分的A4?9>=驱动设计。%I;6!EE"?的工作原理及特点;6!EE"?是美国国际整流器公司(;+S*,+-SQ(+-.6*PSQRQ*,<(VW-+X)利用自身独有的高压集成电路及无闩锁<A4?技术于上世纪末开发并投放市场至今独家生产的A4?9>=和;)K=专用驱动集成电路。它的问世,使A4?9>=和;)K=的驱动电路设计大为简化,又具有快速完整的保护功能,因而它的应用可极大地提高控制系统的可靠性并可缩小控制板的尺寸。其原理框图如图J所示。两个输出通道(上通道及下通道)的控制脉冲通过逻辑电路与输入信号相对应,当保护信号输入端?Y为低电平时,同相输出的施密特触发器?A输出为低电平,两个6?触发器的置位信号无效,则两或非门的输出跟随:;’及8;’变化,控制信号有效;片中应用了两个抗干扰性能很好的/L/电平转换电路,决定了逻辑电路不受由于输出驱动开关动作而产生的耦合干扰的影响。对于上通道,很窄的开通和关断脉冲由脉冲发生器产生,并分别由:;’的上升和下降沿触发,脉冲发生器产生的两路脉冲用以驱动两个高压A4?电平转换器,该两个转换器接着又对工作于悬浮电位上的6?触发器进行置位或复位,这便是以地电位基准的:;’信号的!""#$%$!"!"#$%&&’技术园地黄跃永———步进电机驱动器中’&()#*的驱动设计第!期电平转换为悬浮电位的过程。对于下通道,施密特触发器()*的输出使下通道中的或非门输出跟踪*+,而变化,此变化的逻辑信号经电平转换后加给延时网络而后加到与非门电路,其同相和反相输出分别用来控制两个互补输出级中的)-(管。图%为+.!’’"(的输入输出特性。/0+.!’’"(在步进电机驱动器中的应用基于上述功能与特点,+.!’’"(被选用于步进电机的驱动电路就显得恰如其分。具体的设计方案如图/所示(图中只给出了1、2相控制电路,3、4相与之相同)。图中选用,沟道增强型)-(管+.56!/",采用