CN201504212U - 一种步进驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种步进驱动器，包括主控电路和故障检测电路，主控电路包括控制模块和与控制模块相连的存储模块；控制模块输出信号控制电机转动；故障检测电路与主控电路中的控制模块相连；主控电路还包括与控制模块相连的电机转动角度检测模块。该步进驱动器能够在出现故障或掉电时，保存当前电机运行时的位置，重新上电电机将从掉电前的位置运行，解决了故障恢复掉电前后电机位置存在偏差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种步进驱动器。
背景技术
步进驱动器应用非常广泛，经常应用在点胶、滴塑、注模等场合。对于现有步进驱动器，出现故障后重新上电电机得电自锁，电机位于机械角度的磁平衡位置：就整步而言三相电机机械角度1.2度，两相电机机械角度1.8度。由于驱动器故障时电机不可能都刚好运行在机械角度的磁平衡位置，以致掉电前电机的位置与掉电后重新上电电机所处位置就必定存在偏差，因此导致正在点胶、滴塑、注模等工件或产品出现次品或报废品。
发明内容
本实用新型就是为了克服以上不足，提供一种步进驱动器，解决了故障恢复掉电前后电机位置存在偏差的问题。
本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种步进驱动器，包括主控电路和故障检测电路，主控电路包括控制模块和与控制模块相连的存储模块；控制模块输出信号控制电机转动；故障检测电路与主控电路中的控制模块相连；主控电路还包括与控制模块相连的电机转动角度检测模块。
优选的技术方案中，
所述角度检测模块通过一个与电机转动时正余弦数据相对应的指针检测得到电机转动角度，主控电路每读取一个脉冲数，所述指针加一，当前指针对应的正余弦数据即当前电机转动的电角度。
进一步优选的技术方案中，
所述主控电路还包括储能模块，储能模块存储电能供主控芯片在发生故障后能继续工作。
所述储能模块为储能电容，其容量由主控芯片最低工作电压的阈值来决定，储能电容存储的电量在发生故障后要足以供主控芯片完成读取并保存当前电机转动电角度的工作。
所述主控电路还包括光耦隔离模块，将主控芯片输出的故障报警信号经光耦隔离后反馈给系统使系统停止运行指令。
所述故障检测电路包括过压故障检测电路、欠压故障检测电路、过温故障检测电路和过流故障检测电路，分别检测过压故障信号、欠压故障信号、过温故障信号和过流故障信号。
所述过压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、过压保护参考电压产生电路和比较电路，直流电压采样电路测量得到的实际直流电压采样电压和过压保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到过压故障信号。
所述欠压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、欠压保护参考电压产生电路和比较电路，直流电压采样电路测量得到的实际直流电压采样电压和欠压保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到欠压故障信号。
所述过温故障检测电路包括温度检测电路、过温保护参考电压产生电路和比较电路，温度检测电路检测得到的实际温度信号和过温保护参考电压产生电路产生的设定温度信号输入到比较电路中进行比较得到过温故障信号。
所述过流故障检测电路包括直流电流采样电压电路、过流保护参考电压产生电路和比较电路，直流电流采样电压电路测量得到的实际直流电流采样电压和过流保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到过流故障信号。
本实用新型与现有技术对比的有益效果是：
本实用新型中步进驱动器能够在出现故障或掉电时，保存当前电机运行时的位置，重新上电电机将从掉电前的位置运行，解决了故障恢复掉电前后电机位置存在偏差的问题，降低了次品或报废品个数，提高了产品效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例中步进驱动器主控电路和故障检测电路原理示意图；
图2是本实用新型实施例中步进驱动器主控芯片结构示意图；
图3是本实用新型实施例中步进驱动器固化在主控芯片内部程序流程图；
图4是本实用新型实施例中步进驱动器过压和欠压故障检测电路结构示意图；
图5是本实用新型实施例中步进驱动器过温故障检测电路结构示意图；
图6是本实用新型实施例中步进驱动器过流故障检测电路结构示意图；
下面通过具体的实施方式并结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
如图1所示，为步进驱动器主控电路和故障检测电路原理示意图。步进驱动器，包括主控电路和故障检测电路。
故障检测电路检测故障信号输入主控电路中进行处理。
主控电路包括控制模块、存储模块和角度检测模块。控制模块，控制各部分协调工作。存储模块存储相关数据。角度检测模块检测电机转动角度。其中，角度检测模块通过一个与电机转动时正余弦数据相对应的指针检测得到电机转动角度。
工作时，控制模块从外部电路获取主管电机转动角度的脉冲信号，每读取一个脉冲数，所述指针加一，角度检测模块读取当前指针对应的正余弦数据，即检测得到当前电机转动的电角度。
当发生故障时，控制模块继续工作：立即读取角度检测模块检测的当前电机转动电角度并保存于存储模块中，同时输出故障报警信号给系统使系统停止运行指令；
当重新上电时，控制模块检测无故障后，从存储模块中读取掉电前保存的电机转动电角度，控制电机上电自锁回到掉电前位置。
控制模块优选为主控芯片。如图2所示，为步进驱动器主控芯片结构示意图。其中，第二十一电容C21、第二十二电容C22和晶振片X1构成起振电路。起振电路发出时钟信号供主控芯片工作。主控电路还包括储能模块和光耦隔离模块，储能模块为储能电容C18。
当发生故障时，故障检测电路将检测到的故障信号FAULT输入主控芯片U3的第九引脚。此后，主控芯片U3在储能电容C18供应的电能作用下继续工作：立即读取角度检测模块检测的当前电机转动电角度并保存于存储模块中，同时主控芯片U3的第八引脚输出故障报警信号，经光电隔离模块光耦隔离反馈给系统使系统停止运行指令。存储模块优选为电可擦可编程只读存储器EEPROM。在掉电过程中，为了保证主控芯片能读取并保存当前正余弦表指针位置，需要特别注意主控芯片最低工作电压的阈值。通过选取适当的储能电容C18，同时尽量缩短将数据存于EEPROM中的时间，确定储能电容提供的电能足以主控芯片在最低阈值工作电压之上完成读取并保存当前电角度的位置。
当重新上电时主控芯片U3检测无故障后，再从EEPROM中读取掉电前保存的正余弦表指针位置，并读取指针相应正余弦表固化的数据，控制电机上电自锁回到掉电前位置。
步进驱动器固化在主控芯片U3内部程序流程图如图3所示。
主控电路在主控芯片的控制作用下，各模块协调工作，能够在出现故障或掉电时，保存当前电机运行时的位置，重新上电电机将从掉电前的位置运行，解决了故障恢复掉电前后电机位置存在偏差的问题，降低了次品或报废品个数，提高了产品效率。
进一步地，故障检测电路包括过压故障检测电路、欠压故障检测电路、过温故障检测电路和过流故障检测电路，分别检测过压故障信号、欠压故障信号、过温故障信号和过流故障信号。
如图4所示，为过压和欠压故障检测电路结构示意图。
过压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、过压保护参考电压产生电路和比较电路。实际直流电压采样电路包括第三十七电阻R37、第三十八电阻R38和第二十三电容C23。过压保护参考电压产生电路包括第三十九电阻R39和第四十电阻R40。第二十四电容C24为参考电压的滤波电容，与第四十二电阻R42和运算放大器U9B构成比较电路，第四十一电阻R41为运算放大器U9B的上拉电阻。当实际直流电压采样电压高于过压保护参考电压时，运算放大器U9B的输出端输出为低电平，产生过压故障信号FAULT1。
欠压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、欠压保护参考电压产生电路和比较电路。实际直流电压采样电路包括第三十七电阻R37、第三十八电阻R38和第二十三电容C23。欠压保护参考电压产生电路包括第四十三电阻R43和第四十四电阻R44。第二十五电容C25为参考电压的滤波电容，与第四十六电阻R46和运算放大器U9A构成比较电路。当实际直流电压采样电压低于欠压保护参考电压时，运算放大器U9A的输出端输出为低电平，产生欠压故障信号FAULT2。
如图5所示，为过温故障检测电路结构示意图。
过温故障检测电路包括温度检测电路、过温保护参考电压产生电路和比较电路。温度检测电路包括负温度系数热敏电阻RT和第五十电阻R50。过温保护参考电压产生电路包括第四十七电阻R47、第四十八电阻R48和第二十七电容C27。第二十八电容C28为滤波电容，与第四十九电阻R49和运算放大器U9D构成比较电路。当温度检测电路检测的温度高于参考温度时，运算放大器U9D的输出端输出低电平，产生过温故障信号FAULT3。
如图6所示，为过流故障检测电路结构示意图。
过流故障检测电路包括直流电流采样电压电路、过流保护参考电压产生电路和比较电路。直流电流采样电压电路包括第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第五十七电阻R57和第三十电容C30。过流保护参考电压产生电路包括第五十四电阻R54、第五十五电阻R55和第二十九电容C29。比较电路包括运算放大器U9C和第五十六电阻R56。当实际直流电流采样电压高于设定过流保护的参考电压时，运算放大器U9C的输出端输出为低电平，产生过流故障信号FAULT4。
故障检测电路检测的故障信号FAULT1、FAULT2、FAULT3和FAULT4作为故障信号FAULT输入到主控芯片U3的第九引脚。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种步进驱动器，包括主控电路和故障检测电路，
主控电路包括控制模块和与控制模块相连的存储模块；控制模块输出信号控制电机转动；
故障检测电路与主控电路中的控制模块相连；
其特征在于：主控电路还包括与控制模块相连的电机转动角度检测模块。
2.根据权利要求1所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述电机转动角度检测模块通过一个与电机转动时正余弦数据相对应的指针检测得到电机转动角度，主控电路每读取一个脉冲数，所述指针加一，当前指针对应的正余弦数据即当前电机转动的电角度。
3.根据权利要求1或2所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述主控电路还包括储能模块，储能模块存储电能供主控芯片在发生故障后能继续工作。
4.根据权利要求3所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述储能模块为储能电容，其容量由主控芯片最低工作电压的阈值来决定，储能电容存储的电量在发生故障后要足以供主控芯片完成读取并保存当前电机转动电角度的工作。
5.根据权利要求1所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述主控电路还包括将主控芯片输出的故障报警信号反馈给系统使系统停止运行指令的装置。
6.根据权利要求1所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述故障检测电路包括过压故障检测电路、欠压故障检测电路、过温故障检测电路和过流故障检测电路，分别检测过压故障信号、欠压故障信号、过温故障信号和过流故障信号。
7.根据权利要求6所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述过压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、过压保护参考电压产生电路和比较电路，直流电压采样电路测量得到的实际直流电压采样电压和过压保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到过压故障信号。
8.根据权利要求6所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述欠压故障检测电路包括实际直流电压采样电路、欠压保护参考电压产生电路和比较电路，直流电压采样电路测量得到的实际直流电压采样电压和欠压保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到欠压故障信号。
9.根据权利要求6所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述过温故障检测电路包括温度检测电路、过温保护参考电压产生电路和比较电路，温度检测电路检测得到的实际温度信号和过温保护参考电压产生电路产生的设定温度信号输入到比较电路中进行比较得到过温故障信号。
10.根据权利要求6所述的一种步进驱动器，其特征在于：所述过流故障检测电路包括直流电流采样电压电路、过流保护参考电压产生电路和比较电路，直流电流采样电压电路测量得到的实际直流电流采样电压和过流保护参考电压产生电路产生的参考电压输入到比较电路中进行比较得到过流故障信号。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102957370A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-06 | 常州奥立思特电子有限公司 | 新型步进电机驱动器 |
| CN104283485A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 比亚迪股份有限公司 | 电动汽车及其电机控制系统和控制方法 |
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2009
- 2009-09-11 CN CN2009202046470U patent/CN201504212U/zh not_active Expired - Lifetime
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Owner name: SHENZHEN LEADSHINE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LEISAI ELECTROMECHANICAL TECH. DEV. CO., LTD., SHENZHEN CITY Effective date: 20111014 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20111014 Address after: 518054 Shenzhen city Nanshan District Nanyou Cheonan Industrial Zone Deng Liang road six building four unit B Patentee after: Shenzhen Leadshine Intelligent Control Co., Ltd. Address before: Shenzhen Nanshan District City, Guangdong province 518054 Dengliang Road No. 25 Tian Industrial Zone Nanyou two floor Patentee before: Shenzhen Leadshine Technology Co., Ltd. |
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Addressee: Shenzhen Leadshine Intelligent Control Co., Ltd. Document name: Notification of Expiration of Patent Right Duration |
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