CN115102439A - 一种可用于马达控制的低压稳定控制电路 - Google Patents

一种可用于马达控制的低压稳定控制电路 Download PDF

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陈小东
周尧尧
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Abstract

本发明公开了一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，包括主芯片控制部分和主控芯片驱动部分；所述主芯片控制部分包括电阻R39，所述电阻R39的一端与MCU的I/O口一连接，所述电阻R39的另一端分别与电源R40的一端、三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的集电极与电阻R37的一端连接。本发明通过先控制供电再控制驱动的思路，使步进电机只有在需要使用时才获得供电，大大地延长了步进电机的使用寿命，即避免了步进电机产生的反向感生电压损坏控制电路，又起到低压稳定控制高压步进电机的作用，提升了产品的稳定性，减少了资源的浪费，也降低了产品的维护成本。

Description

一种可用于马达控制的低压稳定控制电路
技术领域
本发明涉及步进电机控制技术领域，具体来说，涉及一种可用于马达控制的低压稳定控制电路。
背景技术
步进电机是一种能够输出位移的直流电机，由多个按中心对称分布的电磁铁、缠绕在电磁铁上的线圈以及绕中心转动的永久磁铁组成。当给一组线圈通电后，根据安培定律，转子发生偏转，切断这组线圈的电流，并给相邻的线圈通电，转子继续偏转，重复该过程，直至转子回到起始位置。每组线圈称为电机相位，通过依次激励每个相位，实现对电机一个周期的电激励。步进电机将一系列输入脉冲转换成轴位置的精确增量，每个脉冲对应输出一个固定的角度，电机的输出只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。由于计算机控制的步进电机可以实现非常精密的定位输出，并且，步进电机具有低成本、高可靠性、低速的高扭矩等优点，因此，步进电机广泛应用于精密定位设备。
但是目前行业中驱动步进电机的常规接法是步进电机直接与电源相连，再通过给不同相数脉冲信号，使步进电机进行工作，在此过程中无论步进电机动作与否，都一直处于通电状态，使得步进电机的功耗变大，且电机产生的反向感生电压会损坏掉后级的控制电路，不利于步进电机的长期使用。
针对上述问题，目前还没有有效的解决办法。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，包括主芯片控制部分和主控芯片驱动部分；
所述主芯片控制部分包括电阻R39，所述电阻R39的一端与MCU的I/O口一连接，所述电阻R39的另一端分别与电源R40的一端、三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的集电极与电阻R37的一端连接，所述电阻R37的另一端分别与电阻R36的一端、场效应管Q6的栅极连接，所述电阻R36的另一端、所述场效应管Q6的源极均与+12V直流电源连接，所述场效应管Q6的漏极分别与电容C34的一端、整流二极管D13的正极连接；
所述主控芯片驱动部分包括驱动器U4，所述驱动器U4的1脚分别与MCU的I/O口二、电阻R41的一端连接，所述驱动器U4的2脚分别与MCU的I/O口三、电阻R42的一端连接，所述驱动器U4的3脚分别与MCU的I/O口四、电阻R43的一端连接，所述驱动器U4的4脚分别与MCU的I/O口五、电阻R44的一端连接，所述驱动器U4的8脚分别与电容C36的一端、地连接；
所述驱动器U4的16脚与步进电机连接器XH3的1脚连接，所述驱动器U4的15脚与所述步进电机连接器XH3的2脚连接，所述驱动器U4的14脚与所述步进电机连接器XH3的3脚连接，所述驱动器U4的13脚与所述步进电机连接器XH3的4脚连接，所述驱动器U4的9脚、所述整流二极管D13的负极及所述电容C36的另一端均与所述步进电机连接器XH3的5脚连接。
进一步地，所述三极管Q7的发射极、所述电阻R40的另一端均与地连接。
进一步地，所述电容C34的另一端与地连接。
进一步地，所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的另一端、所述电阻R43的另一端及所述电阻R44的另一端均与地连接。
进一步地，所述驱动器U4的10脚、11脚、12脚均与地连接。
本发明的有益效果：本发明通过先控制供电再控制驱动的思路，使步进电机只有在需要使用时才获得供电，大大地延长了步进电机的使用寿命，即避免了步进电机产生的反向感生电压损坏控制电路，又起到低压稳定控制高压步进电机的作用，提升了产品的稳定性，减少了资源的浪费，也降低了产品的维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路的电路图；
图2是根据本发明实施例所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路的结构示意图；
图3是根据本发明实施例所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路的马达控制测试波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，包括主芯片控制部分和主控芯片驱动部分；
所述主芯片控制部分包括电阻R39，所述电阻R39的一端与MCU的I/O口一连接，所述电阻R39的另一端分别与电源R40的一端、三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的集电极与电阻R37的一端连接，所述电阻R37的另一端分别与电阻R36的一端、场效应管Q6的栅极连接，所述电阻R36的另一端、所述场效应管Q6的源极均与+12V直流电源连接，所述场效应管Q6的漏极分别与电容C34的一端、整流二极管D13的正极连接；
所述主控芯片驱动部分包括驱动器U4，所述驱动器U4的1脚分别与MCU的I/O口二、电阻R41的一端连接，所述驱动器U4的2脚分别与MCU的I/O口三、电阻R42的一端连接，所述驱动器U4的3脚分别与MCU的I/O口四、电阻R43的一端连接，所述驱动器U4的4脚分别与MCU的I/O口五、电阻R44的一端连接，所述驱动器U4的8脚分别与电容C36的一端、地连接；
所述驱动器U4的16脚与步进电机连接器XH3的1脚连接，所述驱动器U4的15脚与所述步进电机连接器XH3的2脚连接，所述驱动器U4的14脚与所述步进电机连接器XH3的3脚连接，所述驱动器U4的13脚与所述步进电机连接器XH3的4脚连接，所述驱动器U4的9脚、所述整流二极管D13的负极及所述电容C36的另一端均与所述步进电机连接器XH3的5脚连接。
实施例中，所述三极管Q7的发射极、所述电阻R40的另一端均与地连接。所述电容C34的另一端与地连接。所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的另一端、所述电阻R43的另一端及所述电阻R44的另一端均与地连接。所述驱动器U4的10脚、11脚、12脚均与地连接。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，当与电阻R39相连的MCU的I/O置为高电平时，三极管Q7的基极有电流经过使三极管Q7的集电极与发射极之间导通，此时场效应管Q6的源极和栅极之间产生压降使场效应管Q6的漏极与源极之间导通，驱动器U4以及步进电机获得电压，此时控制与驱动器U4的1脚、2脚、3脚、4脚相连的MCU的I/O的通电顺序，即可驱动步进电机转动。当与电阻R39相连的MCU的I/O置为低电平时，三极管Q7的集电极与发射极之间开路，场效应管Q6的源极和漏极之间不再导通，驱动器U4和步进电机停止工作。图3为马达控制测试波形图。
主芯片控制部分增加了场效应管以及相关的电路，使得MCU给出高电平信号后，12V电源通过电阻R36和R37进行准确的分压，此时场效应管Q6的参数VGS达到开启值，步进电机获得供电，处于待动作状态，其中二极管D13可阻止步进电机产生反向感生电压损坏控制电路。
传统的电机是电流驱动元件，又因传统的MCU的I/O输出电流一般为10mA左右，驱动能力是远远不够的，此时需要借助驱动装置U4来控制电机，U4驱动输出可达500mA/50v。MCU对驱动芯片U4进行多相时序控制，对步进电机四相给出不同的脉冲信号，驱动步进电机进行精准的节拍转动。
本设计是通过MCU不同I/O口分别控制电源和驱动部分，当MCU给控制部分提供高电平信号后，步进电机获得电源供给处于待动作状态，当MCU通过另外I/O口给电机驱动的相应电平信号后，电机才可动作。本设计应用在新风机风阀调节中，可精准调节风阀转动的角度，使风机获得的室内外空气的比例产生相应变化，达到用户最需要的状态。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过先控制供电再控制驱动的思路，使步进电机只有在需要使用时才获得供电，大大地延长了步进电机的使用寿命，即避免了步进电机产生的反向感生电压损坏控制电路，又起到低压稳定控制高压步进电机的作用，提升了产品的稳定性，减少了资源的浪费，也降低了产品的维护成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可用于马达控制的低压稳定控制电路，其特征在于，包括主芯片控制部分和主控芯片驱动部分；
所述主芯片控制部分包括电阻R39，所述电阻R39的一端与MCU的I/O口一连接，所述电阻R39的另一端分别与电源R40的一端、三极管Q7的基极连接，所述三极管Q7的集电极与电阻R37的一端连接，所述电阻R37的另一端分别与电阻R36的一端、场效应管Q6的栅极连接，所述电阻R36的另一端、所述场效应管Q6的源极均与+12V直流电源连接，所述场效应管Q6的漏极分别与电容C34的一端、整流二极管D13的正极连接；
所述主控芯片驱动部分包括驱动器U4，所述驱动器U4的1脚分别与MCU的I/O口二、电阻R41的一端连接，所述驱动器U4的2脚分别与MCU的I/O口三、电阻R42的一端连接，所述驱动器U4的3脚分别与MCU的I/O口四、电阻R43的一端连接，所述驱动器U4的4脚分别与MCU的I/O口五、电阻R44的一端连接，所述驱动器U4的8脚分别与电容C36的一端、地连接；
所述驱动器U4的16脚与步进电机连接器XH3的1脚连接，所述驱动器U4的15脚与所述步进电机连接器XH3的2脚连接，所述驱动器U4的14脚与所述步进电机连接器XH3的3脚连接，所述驱动器U4的13脚与所述步进电机连接器XH3的4脚连接，所述驱动器U4的9脚、所述整流二极管D13的负极及所述电容C36的另一端均与所述步进电机连接器XH3的5脚连接。
2.根据权利要求1所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路，其特征在于，所述三极管Q7的发射极、所述电阻R40的另一端均与地连接。
3.根据权利要求1所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路，其特征在于，所述电容C34的另一端与地连接。
4.根据权利要求1所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路，其特征在于，所述电阻R41的另一端、所述电阻R42的另一端、所述电阻R43的另一端及所述电阻R44的另一端均与地连接。
5.根据权利要求1所述的可用于马达控制的低压稳定控制电路，其特征在于，所述驱动器U4的10脚、11脚、12脚均与地连接。
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