CN202856676U - 一种步进电机驱动器 - Google Patents

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姜小丹
樊俊
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Abstract

本实用新型公开了一种步进电机驱动器,包括:电源模块,包括输直流电压输入端、电源输出端,直流电压输入端通过三端稳压器与电源输出端组成一电路;驱动器芯片,包括一基准电压引脚,第一参考电压引脚和第二参考电压引脚,基准电压引脚与所述电源输入端相连接,并且基准电压通过分压电位器与第一参考电压引脚、第二电压引脚相连接;驱动器芯片的输出端与步进电机相连接;控制模块,控制模块的电源输入端外接一电压,控制模块的输出端通过多个光耦电路分别与单片机模块相连接。本实用新型的目的是提供一种步进电机驱动器,该步进电机驱动器在满足步进电机使用需求的同时,降低了功率,耗能小,而且降低了制造成本,体积较小。

Description

一种步进电机驱动器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及步进电机领域,尤其是涉及一种步进电机驱动器。
背景技术
[0002] 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的执行机构,步进电机可以用数字信号直接进行开环控制,通过简单的结构实现精确的控制效果。
[0003] 但是,步进电机不能直接接到工频交流或直流电源上工作,而必须使用专用的步进电机驱动器,当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号,就可以驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,即“步进角”,并且通过控制脉冲的个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,并且可以通过控制脉冲频率控制电机转动的速度和加速度。从而达到调速的目的。
[0004] 然而,目前的步进电机驱动器的功率都是比较大的,因此驱动器的成本耗费高,体积大而且存在大马拉小车、能源耗费大等诸多问题。
实用新型内容
[0005] 针对上述存在的问题,本实用新型的目的是提供一种步进电机驱动器,该步进电机驱动器在满足步进电机使用需求的同时,降低了功率,耗能小,而且降低了制造成本,体积较小。
[0006] 本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的:
[0007] 一种步进电机驱动器,其中,包括:
[0008] 电源模块,所述电源模块包括输直流电压输入端、电源输出端,所述直流电压输入端通过三端稳压器与电源输出端组成一电路;
[0009] 驱动器芯片,所述驱动器芯片包括一基准电压引脚,第一参考电压引脚和第二参考电压引脚,所述基准电压引脚与所述电源输入端相连接,并且所述基准电压通过分压电位器与所述第一参考电压引脚、所述第二电压引脚相连接;所述驱动器芯片的输出端与步进电机相连接;
[0010] 控制模块,所述控制模块的电源输入端外接一电压,所述控制模块的输出端通过多个光耦电路分别与所述驱动器芯片相连接。
[0011] 上述的步进电机驱动器,其中,所述光耦电路包括第一光耦电路,所述控制模块包括用于释放时钟序列信号的CP信号引脚,所述CP信号引脚通过所述第一光耦电路与所述驱动器芯片的确定驱动模式的引脚STEP相连接。
[0012] 上述的步进电机驱动器,其中,所述第一光耦电路的输入端包括第一电阻、第二电阻,所述第一光稱电路的输出端设置有第一电容和第三电阻。
[0013] 上述的步进电机驱动器,其中,所述光耦电路包括一第二光耦电路,所述控制模块包括一 SP/ST引脚,用于控制电机的启动或关闭,所述SP/ST引脚通过第二光耦电路与所述驱动器芯片的第一参考电压引脚(AVREF)和第二参考电压引脚(BVREF)组成一电路;所述控制模块包括一向所述驱动芯片输出方向信号的DIR引脚,所述驱动器芯片包括控制电机转向的方向信号DIR引脚,所述控制模块的方向信号DIR引脚通过所述第二光耦电路与所述驱动器芯片的DIR引脚相连接,所述驱动器芯片还包括FREE引脚,用于控制电机的转动状态,所述FREE引脚通过所述第二光耦电路与所述控制模块RST引脚相连接。
[0014] 上述的步进电机驱动器,其中,所述光耦电路包括第三光耦电路,所述驱动器芯片还包括用于表征其状态的信号HOME引脚,所述驱动器芯片的HOME引脚通过所述第三光耦电路与所述控制模块的HOME引脚相连接。
[0015] 上述的步进电机驱动器,其中,所述驱动器芯片输出端包括A正相输出端、A反相输出端,所述A正相输出端、A反相输出端由所述驱动器芯片中的用于驱动电机A相线圈的电路,所述驱动器芯片输出端还包括B正相输出端、B反相输出端,所述B正相输出端、B反相输出端由所述驱动器芯片中的用于驱动电机B相线圈的电路,所述A相输入端,所述A相输出端与所述电机的第一线圈组成一回路电路;所述B相输入端、B相输出端与所述电机的第二线圈组成一回路电路。
[0016] 上述的步进电机驱动器,其中,所述驱动器包括A相电路电流检测引脚ISENA和B相电路电流检测引脚ISENB,所述ISENA引脚与第四电阻相连接组成第一采样电路;所述引脚ISENB与第五电阻组成第二采样电路。
[0017] 上述的步进电机驱动器,其中,所述驱动器芯片配置三种细分模式MO,Ml, M2。
[0018] 上述的步进电机驱动器,其特征在于,所述驱动器芯片为DRV8825芯片。
[0019] 本实用新型采用一种步进电机驱动器,具体地包括驱动器芯片DRV8825,其形成两个H-bridge驱动电路驱动步进电机的工作,该步进电机驱动器利用PWM信号驱动电机的工作,在满足步进电机使用需求的同时,降低了功率,耗能小,而且降低了制造成本,体积较小。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型的一种步进电机驱动器的电路连接关系示意图。
具体实施方式
[0021] 下面结合原理图和具体操作实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022] 一种步进电机驱动器,其中,包括:
[0023] 电源模块1,该电源模块包括三端稳压器LM317 (Ul),电容Cl,电容C2,电容C3,电容C4、电阻Rl,R24以及R25,发光二极管D2,上述电子元器件共同组成一电源电路,具体如图1中所示。在该电源模块I中,其直流电压输入端(VM) 11接入24V直流电压,经过电容Cl,C2滤波,在经过三端稳压器LM317、电阻R24、R25调整成5V电压输出,再通过电容C3,C4进行滤波后由电源输出端(VCC)输出,作为驱动器芯片2的供电电源,并且通过支路Rl和发光二极管D2可以用于指示电源模块I是否通电。
[0024] 进一步地,如图1中所示,驱动器芯片2,该驱动器芯片2为DRV8825驱动芯片,其中,该驱动器芯片的一基准电压引脚,即V3P30UT引脚(15),该基准电压引脚与所述电源输入端VM相连接,将该电压VM转换成3. 3V的电压,通过限流电阻R28和一分压电位器RWl将该转换的电压输出至第一参考电压引脚(12)AVREF和第二参考电压引脚即BVREF引脚(13),该第一参考电压引脚AVREF引脚(12)通过A正相输出端,即AOUTl引脚(5)和A反相输出端,即A0UT2与步进电机3的A相线圈连接,该第二参考电压引脚BVREF引脚(13 )通过B相的正相输出端BOUTI引脚和B反相输出端B0UT2引脚与步进电机3的B相线圈连接,通过调整该分压电位器RWl可以改变第一参考电压引脚和第二参考电压引脚的电压大小,其中进而可以实现对步进电机3的A相和B相线圈的电流大小的控制。
[0025] 控制模块4,该控制模块4可以通过发出PWM(脉冲宽度调制脉冲宽度)定时发出一定序列的CP信号(时钟信号),向驱动器芯片2发出控制信号,其中,该孔控制模块4的电源输入端外接一电压V,并且控制模块4的输出端通过多个光耦电路分别与驱动器芯片2相连接,具体地,该控制模块4的CP引脚(6)为一 CP信号端,该控制模块的CP引脚(6)通过电阻R6、第一光耦电路U3与驱动器芯片2的STEP信号引脚(22)相连接,通过CP信号的输出,控制步进电机3的转动。
[0026] 在控制模块4中,其SP/ST引脚(4)为停止/开始信号,该SP/ST引脚(4)通过一第二光耦电路(U5)与驱动器芯片2的第一参考电压引脚,即AVREF引脚(12)以及第二参考电压引脚(13)通过一电阻R4和三极管Ql组成一电路,并且该三极管Ql与电压分位器RWl相连接。实施中,当SP/ST引脚输出一低电平时,该电流经过第二光耦电路(U5)隔离后,使得三极管Ql导通,此时,分压电位器RWl无法工作,因而驱动器芯片2的AVREF引脚
(12)和BVREF引脚(13)的电压约为0V,步进电机3停止工作;反之,当SP/ST引脚输出一高电平时,三极管Ql不导通,电压分位器RWl正常工作,此时,AVREF引脚(12)和BVREF引脚(13)的电压为电压分位器RWl的电压,而且可以通过调节该电压分位器RWl来调节步进电机3的A相线圈和B相线圈的电流,并且通过STEP引脚(22)的工作,通过调节A相线圈和B相线圈的电流来控制步进电机3的转速。进一步地,控制模块4中DIR信号引脚(3)串联电阻R16和第二光耦电路(U5)与驱动器芯片2的DIR引脚(20)组成以控制电路,利用控制步进电机3的转向,其中,当控制模块4的DIR信号引脚(3)输出高电平时,则步进电机3进行正向转动;反之,当控制模块4的DIR信号引脚(3)输出低电平时,则步进电机3进行反转。
[0027] 此外,控制模块4的FREE引脚(5)也通过第一光耦电路U5与驱动器芯片2的RST引脚(16)相连接,利用该FREE信号可以控制静态时步进电机3的转子处于锁死状态或自
由转动。
[0028] 另外,在驱动器芯片2中还包括表其状态的HOME引脚(27)和FAULT引脚(18),其中,HOME引脚(27)通过第三光耦电路U3输出原点脉冲信号至控制模块4的HOME引脚(2)。当输出为低电平时,表示驱动器芯片2回复原位,通过该驱动器芯片2的HOME引脚(27)可以精确地确定原点;而FAULT引脚(18)通过第一光耦电路U5将出错的信号输出到控制模块的FAULT引脚(I)上,并且通过电阻R21和发光二级管D4组成的支路电路作为提示电路。包
[0029] 进一步地,驱动器芯片2的输出端通过引脚ISENA (6)与第四电阻R21、相连接组成第一采样电路、引脚ISENB(9)与第五电阻R15组成第二采样电路,分别可以对驱动步进电机A相线圈的A相输出电路电流和B相线圈的B相输出电路电流进行检测。
[0030] 在本实用新型中,该驱动器芯片(DRV8825)2包括细分选择拨码开关——引脚MO (24)、引脚Ml (25)、引脚M2 (26)来确定步进电机3的工作方式,具体地,通过该细分选择开关的设置,可以确定步进电机以全步、1/2、1/4、1/8、1/16或1/32步进行工作。
[0031] 以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述,但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例,其只是作为范例。对于本领域技术人员而言,任何等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此,在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改,都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (9)

1. 一种步进电机驱动器,其特征在于,包括: 电源模块,所述电源模块包括输直流电压输入端、电源输出端,所述直流电压输入端通过三端稳压器与电源输出端组成一电路; 驱动器芯片,所述驱动器芯片包括一基准电压引脚,第一参考电压引脚和第二参考电压引脚,所述基准电压引脚与所述电源输入端相连接,并且所述基准电压通过分压电位器与所述第一参考电压引脚、所述第二电压引脚相连接;所述驱动器芯片的输出端与步进电机相连接; 控制模块,所述控制模块的电源输入端外接一电压,所述控制模块的输出端通过多个光耦电路分别与所述驱动器芯片相连接。
2.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述光耦电路包括第一光耦电路,所述控制模块包括用于释放时钟序列信号的CP信号引脚,所述CP信号引脚通过所述第一光耦电路与所述驱动器芯片的确定驱动模式的引脚STEP相连接。
3.根据权利要求2所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述第一光耦电路的输入端包括第一电阻、第二电阻,所述第一光稱电路的输出端设置有第一电容和第三电阻。
4.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述光耦电路包括一第二光耦电路,所述控制模块包括一 SP/ST引脚,用于控制电机的启动或关闭,所述SP/ST引脚通过第二光耦电路与所述驱动器芯片的第一参考电压引脚(AVREF)和第二参考电压引脚(BVREF)组成一电路;所述控制模块包括一向所述驱动芯片输出方向信号的DIR引脚,所述驱动器芯片包括控制电机转向的方向信号DIR引脚,所述控制模块的方向信号DIR引脚通过所述第二光耦电路与所述驱动器芯片的DIR引脚相连接,所述驱动器芯片还包括FREE引脚,用于控制电机的转动状态,所述FREE引脚通过所述第二光耦电路与所述控制模块RST引脚相连接。
5.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述光耦电路包括第三光耦电路,所述驱动器芯片还包括用于表征其状态的信号HOME引脚,所述驱动器芯片的HOME弓丨脚通过所述第三光耦电路与所述控制模块的HOME引脚相连接。
6.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,上述的步进电机驱动器,其中,所述驱动器芯片输出端包括A正相输出端、A反相输出端,所述A正相输出端、A反相输出端由所述驱动器芯片中的用于驱动电机A相线圈的电路,所述驱动器芯片输出端还包括B正相输出端、B反相输出端,所述B正相输出端、B反相输出端由所述驱动器芯片中的用于驱动电机B相线圈的电路,所述A相输入端,所述A相输出端与所述电机的第一线圈组成一回路电路;所述B相输入端、B相输出端与所述电机的第二线圈组成一回路电路。
7.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述所述驱动器包括A相电路电流检测弓I脚ISENA和B相电路电流检测弓丨脚ISENB,所述ISENA弓丨脚与第四电阻相连接组成第一采样电路;所述引脚ISENB与第五电阻组成第二采样电路。
8.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述驱动器芯片配置三种细分模式MO,Ml,M2。
9.根据权利要求1所述的步进电机驱动器,其特征在于,所述驱动器芯片为DRV8825芯片。
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