CN202475354U

CN202475354U - 一种两相步进电机驱动器

Info

Publication number: CN202475354U
Application number: CN2012200492905U
Authority: CN
Inventors: 贾文红
Original assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-15

Abstract

本实用新型涉及一种两相步进电机驱动器，所述驱动器连接在外围控制装置和运动机构之间，所述驱动器包括信号输入模块，其采集所述外围运动机构的状态信号；与所述信号输入模块连接的信号处理与逻辑转换电路，其接收所述状态信号并与所述外围控制装置进行信号交互，输出处理信号；以及与所述信号处理与逻辑转换电路连接的两相功率驱动模块，其接收并根据所述处理信号驱动所述外围运动机构。本实用新型通过信号处理与逻辑转换电路，参考来自外围运动机构的状态信号，对外围控制装置输入的控制信号进行分析，最后将得到的处理信号传输至驱动外围运动机构的两相功率驱动模块，从而有效提高整个运动控制系统的控制可靠性和运行机构的工作可靠性。

Description

一种两相步进电机驱动器

技术领域

本实用新型涉及一种步进电机驱动器，尤其涉及一种应用于光束线站的高性能两相步进电机驱动器。

背景技术

在同步辐射光束线控制系统中，运动控制系统处于最关键和最重要的地位，它通过驱动调节单色器、压弯机构、狭缝等设备上的步进电机进行高精度的运动，为用户实验提供所要求的同步光能量、光斑大小及样品处的光通量等信息。

在运动控制系统中步进电机驱动器是一个重要的环节。随着我国步进电机驱动器市场(科研和精密工业)的快速发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内国内各相关机构关注的焦点。目前国内所生产的驱动器只针对普通工业环境。对于特殊场合，比如长电缆、电磁稳定环境、细分、低保持电流等科研及精密工业要求高的场合，主要依赖进口，进口的产品价格加速提高了设备成本。目前，世界上这方面的高端技术主要由日本和德国等几个国家控制。

由于上海光源光束线的设备种类繁多，涉及的加工厂家较多，每个厂家生产的设备都有其特定的运动机构，即使对同一种设备，厂家根据其物理要求，对不同的控制量选用不同的运动机构。面对种类多、厂家多、运动机构复杂、步进电机电气信号各异的光束线设备，新型两相步进电机驱动器的应用具有非常重要的意义。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种两相步进电机驱动器，以通过对被控制运动机构的相应信号的处理，进一步提高整个运动控制系统的可靠性。

本实用新型所述的一种两相步进电机驱动器，所述驱动器连接在外围控制装置和运动机构之间，所述驱动器包括：

信号输入模块，其采集所述外围运动机构的状态信号；

与所述信号输入模块连接的信号处理与逻辑转换电路，其接收所述状态信号并与所述外围控制装置进行信号交互，输出处理信号；以及

与所述信号处理与逻辑转换电路连接的两相功率驱动模块，其接收并根据所述处理信号驱动所述外围运动机构。

在上述的两相步进电机驱动器中，所述驱动器还包括逻辑状态选择开关，其向所述信号处理与逻辑转换电路输出有效电平选择开关信号。

在上述的两相步进电机驱动器中，所述驱动器还包括与所述信号处理与逻辑转换电路连接的状态指示模块。

在上述的两相步进电机驱动器中，所述驱动器还包括与外围电源连接的电压转换模块。

在上述的两相步进电机驱动器中，所述驱动器还包括机箱背板接口，且所述外围电源和外围控制装置通过该机箱背板接口分别与所述电压转换模块以及信号处理与逻辑转换电路连接。

在上述的两相步进电机驱动器中，所述驱动器还包括带有指示灯的模块面板，且所述状态指示模块与所述指示灯连接。

由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型通过信号处理与逻辑转换电路，参考来自外围运动机构的状态信号，与外围控制装置进行信号交互，最后将得到的处理信号传输至驱动外围运动机构的两相功率驱动模块，从而有效提高整个运动控制系统的控制可靠性，同时提高运行机构的工作可靠性；另外，本实用新型还通过逻辑状态选择开关，从而有效提高了驱动器的使用灵活性；并且通过状态指示模块在模块面板上给出灯光指示，从而方便操作人员使用。

附图说明

图1是本实用新型一种两相步进电机驱动器电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本实用新型，即一种两相步进电机驱动器，它包括信号输入模块1、信号处理与逻辑转换电路2、两相功率驱动模块3、逻辑状态选择开关4、电压转换模块5、状态指示模块6、机箱背板接口7和带有指示灯80的模块面板8，其中：

信号输入模块1采集外围运动机构9的状态信号；

信号处理与逻辑转换电路2一方面与信号输入模块1连接，另一方面通过机箱背板接口7与外围控制装置10连接，同时接收信号输入模块1输出的状态信号并与外围控制装置10进行信号交互，最后输出相应的处理信号；

两相功率驱动模块3与信号处理与逻辑转换电路2连接，接收并根据信号处理与逻辑转换电路2输出的处理信号驱动外围运动机构9(能适用于具有两相四线、两相六线以及两相八线步进马达的移动平台的驱动)；

逻辑状态选择开关4向信号处理与逻辑转换电路2输出有效电平选择开关信号；

电压转换模块5通过机箱背板接口7与外围电源11连接；

状态指示模块6的输入端与信号处理与逻辑转换电路2连接，其输出端与模块面板8的指示灯80连接。

在本实用新型中，信号输入模块1将外围运动机构9的状态信号实时反馈给信号处理与逻辑转换电路2，通过信号处理与逻辑转换电路2根据外围运动机构9的实际状态(包括运动位置、工作状态等)对外围控制装置10的控制信号进行分析处理，即先将从外围控制装置10接收到的运动信号电平与外围运动机构9的状态信号电平转换成统一定义的电平状态，进行逻辑与运算，生成正确的处理信号传送给两相功率驱动模块3后，使两相功率驱动模块3驱动外围运动机构9，从而提高整个运动控制系统的控制可靠性，例如，当外围运动机构9故障时(由电机故障、机械卡死等引起)，外围运动机构9通过信号输入模块1和信号处理与逻辑转换电路2将过热信号传输给上级的外围控制装置10，使外围控制装置10可以采取相应的控制手段，从而实现过热保护的作用。

本实用新型中还增设了逻辑状态选择开关4，通过信号处理与逻辑转换电路2可以将外围运动机构9的状态信号(如表示限位、回零、方向等)与逻辑状态选择开关4将有效电平选择开关信号进行异或处理，从而实现对外围运动机构9的不同有效状态的选择，统一有效电平，从而不仅可以使本驱动器与多种外围运动控制器匹配，而且对于不同的外围运动机构也可根据定义选择正负方向；例如，不管限位、回零等状态信号在外部是高电平有效还是低电平有效，在驱动器内部统一为低电平有效，同样不管控制装置的控制方向的信号是高电平顺时针转动还是低电平顺时针转动，在驱动器内部统一为低电平顺时针运动。在通过信号处理与逻辑转换电路2统一有效电平后，不仅可以统一模块面板8上指示灯80的显示信息，还可简化后续处理电路。

本实用新型还采用了分布式供电设计，即驱动器接收外围电源11提供的直流高压电源(24V～70V)，再根据驱动器内部负载的各个功能模块，采用电压转换模块5进行电压转换，将前级提供的直流电压变换为各个功能模块所需要的电压(2～48V)；而传统的集中供电电源，则是在整个运动控制系统前端集中输出负载所需要的各种电压，向后续负载印刷板供电。

本实用新型中的信号处理与逻辑转换电路2可采用常规的分立元件(例如逻辑门电路：与门、异或门、或门芯片等)来实现逻辑运算和信号处理；为了保证系统可靠性，可以在信号处理与逻辑转换电路2的信号入口环节中加入施密特触发缓冲器。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种两相步进电机驱动器，所述驱动器连接在外围控制装置和运动机构之间，其特征在于，所述驱动器包括：

信号输入模块，其采集所述外围运动机构的状态信号；

2.根据权利要求1所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器还包括逻辑状态选择开关，其向所述信号处理与逻辑转换电路输出有效电平选择开关信号。

3.根据权利要求1或2所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器还包括与所述信号处理与逻辑转换电路连接的状态指示模块。

4.根据权利要求3所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器还包括与外围电源连接的电压转换模块。

5.根据权利要求4所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器还包括机箱背板接口，且所述外围电源和外围控制装置通过该机箱背板接口分别与所述电压转换模块以及信号处理与逻辑转换电路连接。

6.根据权利要求4或5所述的两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器还包括带有指示灯的模块面板，且所述状态指示模块与所述指示灯连接。