步进电机高低压驱动电路两种控制形式的比较0压力变送器
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步进电机高低压驱动电路两种控制形式的比较
步进电机高低压驱动电路两种控制形式的比较 2011年12月09日 来源： The Comparison of Two Kinds of Double Voltage Driving Circuits for Stepping MotorsKANG Jing HU Hong-ying (Dalian Nationalities University Dalian Development Zone 116600,China) Abstract: This article discusses a kind of double voltage driving circuit with feedback control for stepping motors. The paper describes the construction, principle and some data calculation. The loading capacity of 2 kinds driving circuits has been compared with each other by experiments. Key words: stepping motor, driving circuit, detection, feedback control 1 引 言 高低压驱动电路又称双电压驱动电路，可以分为定时控制驱动与脉冲变压器式驱动.脉冲变压器式驱动电路结构简单，但是因为使用脉冲变压器使制造工艺复杂，成本高且不易模块化，目前用的很少；定时控制高低压驱动电路采用单稳态触发器将控制脉冲分离出一个同步的窄脉冲作为高压有效控制信号.该脉冲的宽度为单稳态触发器的暂态过程时间Δt，在这个过程中高压控制管与低压控制管同时导通.Δt即不能太大也不能太小；太大时，步进电机电流过载使两个驱动管烧坏甚至将步进电机烧毁；太小时，高频性能改善不明显，高频运转时出力小易产生失步现象.一般Δt取值与主回路的电气时间常数τ相同[3].一旦Δt被确定则难以控制、调整适应不同的运转频率和不同绕组电感的步进电机.因此笔者设计了具有检测反馈控制环节的高低压驱动电路，利用反馈控制高压管的导通时间，适应不同的运转频率，提高驱动能力。 2 电路原理与参数计算 具有反馈控制的高低压驱动电路原理如图1所示.由电路可以看出，该电路是在通常的高低压驱动电路中加设了电流检测电阻Rd和反馈控制环节以及驱动逻辑电路.电路的工作过程：当控制脉冲前沿来到时与非门1的输入端均为高电平，高压控制管T1与低压控制管T2同时导通，主回路电流i按负指数规律上升： （1） 式中 Uh——高电压； Rc，Rd，r——分别为限流电阻，电流检测电阻和绕组直流电阻； I0——主回路初始电流； I0= Uh/（Rc+Rd+r） τ——主回路电气时间常数（mS），τ=L/（Rc+Rd+r） L——步进电机一相绕组的电感量（mH）.当电流上升到电机额定电流的120%时，电流检测电阻Rd上的电压UC大于参考电压Uref，检测环节输出一个正脉冲使高压控制管关断；此时由低压电源UL经D2向绕组供电，使维持电流为电机额定电流的90~100%.因低压电源提供的维持电流小于高压电源提供的上升电流；Rd上的电压Uc小于参考电压Uref，检测环节不再输出正脉冲，即在一个控制脉冲周期内T1只导通/截止一次，大大的减小了T1在切换过程中的功耗，使温度下降.而T2在整个控制脉冲的周期内一直处于深度饱和，本身的压降很小（一般小于2伏）故发热量很小.控制脉冲及检测脉冲与电流波形的关系见图2. 电路参数选取时应注意以下几点： （1）Uh的确定. 由式（1）可得：当控制脉冲前沿来到，即t=0时，电流的上升率为：