CN214900703U - 一种步进电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种步进电机驱动装置，包括步进电机控制装置及步进电机状态检测装置，步进电机控制装置不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。

Description

一种步进电机驱动装置

技术领域

本实用新型涉及步进电机控制领域，特别是涉及一种步进电机驱动装置。

背景技术

现有技术中在对步进电机进行驱动时，通常是通过控制电流以实现对步进电机的转动的控制。具体地，在对两相步进电机进行控制时，当其中一相输入的电流从零变化至最大值，同时另一相输入的电流从最大值变化至零时，步进电机走过一个步距角，最理想的情况是使输入至两相步进电机的电流中，其中一相输入的电流按照正弦波的形式变化，另一相输入的电流按照余弦波的形式变化，电流的波形变化的越平滑，步进电机走过一个步距角时走的步数越多，每走一步时转动的角度越小，噪音也越小，且步进电机走过一个步距角时，输入至步进电机的电流已变化了四分之一个电角度周期，其中，电流按照正弦波或余弦波的形式变化一个周期即为一个电角度周期。具体地，通过将步进电机的一个步距角细分成多个微步进，细分数和步进电机转动时的稳定性成正比，例如，细分数越多，输入至步进电机的电流越接近正弦波或余弦波的形式，步进电机转动一个微步时的角度越小，步进电机转动的越稳定，噪音也越小。

现有技术中对输入至步进电机的电流进行控制时，通常先由用户设定对步进电机的一个步距角细分的步进数，生成与对步进电机的一个步距角细分的步进数对应的正弦波信号和余弦波信号后，对该正弦波信号和余弦波信号进行斩波处理，再输出与斩波后的正弦波信号对应的正弦波形式的电流，以及与斩波后的余弦波信号对应的余弦波形式的电流，将正弦波形式的电流和余弦波形式的电流分别输入至步进电机，以驱动步进电机进行运转。但是，传统的步进电机通常为开环步进电机，当开环步进电机的转速较高时，步进电机的线圈的反电动势也随步进电机的转速的提高而变大，因此，步进电机上线圈的电流的变化受到抑制，对步进电机的运行进行控制的力矩随之变小，可能会导致电流对步进电机的驱动失效，导致步进电机丢步。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种步进电机驱动装置，不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种步进电机驱动装置，包括：

第一输出端与步进电机的控制端连接的步进电机控制装置，用于基于用户的设定生成目标控制信号，并基于所述目标控制信号和反馈信号生成驱动电流信号,以对所述步进电机的运行进行驱动；

输入端与所述步进电机连接，输出端与所述步进电机控制装置的反馈信号输入端连接的步进电机状态检测装置，用于检测所述步进电机运行时的实际电流信号，并将所述实际电流信号转换为所述反馈信号并发送至所述步进电机控制装置。

优选地，所述步进电机控制装置包括：

反馈信号输入端为所述步进电机控制装置的反馈信号输入端的目标信号生成装置，用于基于用户设定的所述步进电机的步进数、所述步进电机运行的方向以及所述步进电机自身的参数生成目标电流弦波信号，并基于所述目标电流弦波信号和所述反馈信号输出实际控制信号；

输入端与所述目标信号生成装置的输出端连接，输出端为所述步进电机控制装置的第一输出端的步进电机驱动电路，用于基于所述实际控制信号生成所述驱动电流信号，以对所述步进电机的运行进行驱动。

优选地，所述步进电机为两相步进电机；

所述目标信号生成装置包括：

微步处理装置，用于基于用户设定的所述步进数和所述方向生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；

输入端与所述微步处理装置的输出端连接的弦波发生器，用于读取用户设定的各个脉冲对应的幅值，以生成与所述脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述幅值为余弦波序列的脉冲信号为所述目标电流弦波信号；

目标信号输入端与所述弦波发生器的目标信号输出端连接，反馈信号输入端为所述目标信号生成装置的反馈信号输入端的反馈调整装置，用于基于所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；基于所述幅值为余弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为余弦波序列的实际脉冲信号；

输入端与所述反馈调整装置的输出端连接的脉冲宽度调制PWM斩波器，用于将所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第一PWM波形信号；将所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第二PWM波形信号；所述第一 PWM波形信号和所述第二PWM波形信号为所述实际控制信号。

优选地，所述反馈信号为电流调整系数；

所述反馈调整装置为乘法器，具体用于将所述幅值为正弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；并将所述幅值为余弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为余弦波序列的实际脉冲信号。

优选地，所述步进电机驱动电路包括：

输入端为所述步进电机驱动电路的输入端的预驱动模块，用于将所述第一 PWM波形信号转换为第一驱动信号，以驱动第一桥式电路中的开关管导通或关断；并将所述第二PWM波形信号转换为第二驱动信号，以驱动第二桥式电路中的开关管导通或关断；

输入端与所述预驱动模块的第一输出端连接，输出端与所述步进电机的第一控制端连接的第一桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第一驱动电压信号至所述步进电机，以通过与所述第一驱动电压信号对应的正弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动；

输入端与所述预驱动模块的第二输出端连接，输出端与所述步进电机的第二控制端连接的第二桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第二驱动电压信号至所述步进电机，以通过与所述第二驱动电压信号对应的余弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动。

优选地，所述步进电机控制装置还包括：

第一输出端与所述微步处理装置连接，第二输出端与所述弦波发生器连接，第三输出端与所述PWM斩波器连接的寄存器，用于存储用户设定的所述步进数和所述方向对应的步进模式，以使所述微步处理装置基于用户设定的所述步进模式生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；存储所述步进电机的参数以及所述步进电机的参数对应的脉冲信号的幅值；存储与所述步进电机的参数以及所述步进电机驱动电路的参数对应的PWM波形信号的频率。

优选地，所述目标控制信号为数字量的目标控制信号；

所述步进电机状态检测装置包括：

第一输入端与所述步进电机连接，第二输入端与数模转换器连接的比较器，用于将模拟量的所述目标控制信号与所述实际电流信号进行比较，输出比较结果信号；

输入端与所述步进电机控制装置的第二输出端连接的所述数模转换器，用于将数字量的所述目标电流信号转换为模拟量的所述目标电流信号；

第一输入端与所述步进电机控制装置的第三输出端连接，第二输入端与所述比较器的输出端连接，输出端为所述步进电机状态监测装置的输出端的信号处理装置，用于基于所述比较结果信号及数字量的所述目标电流信号生成所述反馈信号。

本申请提供了一种步进电机驱动装置，包括步进电机控制装置及步进电机状态检测装置，步进电机控制装置不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和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实用新型的一些实施例，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为本实用新型提供的一种步进电机驱动装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种步进电机驱动装置的具体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种步进电机驱动装置，不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机的运行进行驱动，从而能够在步进电机的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机的运行进行调整，以保证输入至步进电机的电流能够驱动步进电机运转，避免由于步进电机的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机丢步。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本实用新型提供的一种步进电机驱动装置的结构示意图，该装置包括：

第一输出端与步进电机3的控制端连接的步进电机控制装置1，用于基于用户的设定生成目标控制信号，并基于目标控制信号和反馈信号生成驱动电流信号，以对步进电机3的运行进行驱动；

输入端与步进电机3连接，输出端与步进电机控制装置1的反馈信号输入端连接的步进电机状态检测装置2，用于检测步进电机3运行时的实际电流信号，并将实际电流信号转换为反馈信号并发送至步进电机控制装置1。

申请人考虑到在对步进电机3进行控制时，通常只基于用户的设定生成驱动电流信号，并输入至步进电机3的线圈中，以实现对步进电机3的驱动。但是，当驱动步进电机3使步进电机3运行的速度较快时，步进电机3线圈产生的反电动势也会随之增大，反电动势会抑制电流的变化，导致虽然输入的是基于用户的设定生成的目标控制信号对应的驱动电流信号，但是，电流被抑制之后，对步进电机3驱动的结果无法满足用户的设定，导致步进电机3丢步。

为了解决上述技术问题，本申请还这有步进电机状态检测装置2，能够对步进电机3运行时的实际电流信号，从而使步进电机控制装置1不仅能够基于用户的设定，还能够基于步进电机3的实际电流信号对应的反馈信号生成驱动电流信号，也即通过一个闭环反馈实现对步进电机3的驱动，避免步进电机3 的丢步。

此外，用户的设定为用户对步进电机3的每一个步距角进行细分的步进数，目标控制信号为和该步进数对应的幅值不同的脉冲，驱动电流信号为输入至步进电机3，以对步进电机3进行驱动的电流，当步进电机3为两相步进电机时，该驱动电流信号包括正弦的电流信号和余弦的电流信号，以对两相步进电机进行驱动。

需要说明的是，本申请中的步进电机状态检测装置2在检测步进电机3 运行时的实际电流信号时，可以但不限定通过检测电阻实现对步进电机3的线圈上的实际电流信号进行检测。

综上，本申请不仅能够基于用户的设定生成目标控制信号，还能够基于步进电机检测装置生成的反馈信号和目标控制信号对步进电机3的运行进行驱动，从而能够在步进电机3的实际电流信号不满足目标控制信号的控制结果时对步进电机3的运行进行调整，以保证输入至步进电机3的电流能够驱动步进电机3运转，避免由于步进电机3的实际电流信号已不满足目标控制信号的控制结果，但是仍通过目标控制信号对步进电机3进行驱动时造成的驱动失败或者步进电机3丢步。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，步进电机控制装置1包括：

反馈信号输入端为步进电机控制装置1的反馈信号输入端的目标信号生成装置，用于基于用户设定的步进电机3的步进数、步进电机3运行的方向以及步进电机3自身的参数生成目标电流弦波信号，并基于目标电流弦波信号和反馈信号输出实际控制信号；

输入端与目标信号生成装置的输出端连接，输出端为步进电机控制装置1 的第一输出端的步进电机驱动电路，用于基于实际控制信号生成驱动电流信号，以对步进电机3的运行进行驱动。

本实施例中的步进电机控制装置1包括目标信号生成装置和步进电机驱动电路，目标信号生成装置能够基于用户设定的步进数、步进电机3运行的方向和步进电机3自身的参数生成目标电流弦波信号，且能够基于目标电流弦波信号和反馈信号生成实际控制信号，以对步进电机驱动电路进行控制，使其对步进电机3进行相应的驱动，满足用户的要求，避免步进电机3的丢步。

作为一种优选的实施例，步进电机3为两相步进电机；

目标信号生成装置包括：

微步处理装置11，用于基于用户设定的步进数和方向生成脉冲数和步进数对应的脉冲信号；

输入端与微步处理装置11的输出端连接的弦波发生器12，用于读取用户设定的各个脉冲对应的幅值，生成与脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号为目标电流弦波信号；

目标信号输入端与弦波发生器12的目标信号输出端连接，反馈信号输入端为目标信号生成装置的反馈信号输入端的反馈调整装置13，用于基于幅值为正弦波序列的脉冲信号和反馈信号生成幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；基于幅值为余弦波序列的脉冲信号和反馈信号生成幅值为余弦波序列的实际脉冲信号；

输入端与反馈调整装置13的输出端连接的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)斩波器14，用于将幅值为正弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和幅值为正弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第一 PWM波形信号；将幅值为余弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和幅值为余弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第二PWM波形信号；第一PWM波形信号和第二PWM波形信号为实际控制信号。

请参照图2，图2为本实用新型提供的一种步进电机驱动装置的具体结构示意图。

本实施例中的目标信号生成装置包括微步处理装置11、弦波发生器12、反馈调整装置13以及PWM斩波器14，微步处理装置11能够接收用户发送的对步进电机3的步进数和方向的设定。例如，用户设定的步进数为1/2步进、1/8步进、1/16步进、1/32步进、1/64步进、1/128步进以及1/256步进，微步处理装置11就会输出对应的脉冲，当用户设定1/2步进时，则输出两个脉冲，也即步进电机3走两步才走过一个步距角；当用户设定1/256步时，则输出256 个脉冲，也即步进电机3走256步时才走过一个步距角。当然，走一个步距角时走过的步数越多越稳定。

弦波发生器12能够将微步处理装置11输出的脉冲信号的幅值进行重新设置，也即基于步进电机3的参数对脉冲信号的幅值重新设置，从而将脉冲信号的幅值设置成为按照正弦信号的形式或余弦信号的形式波动。

例如，用户预先设定不同的步进数对应的每个脉冲的幅值，即当1/2步进对应设置的两个脉冲的幅值，1/8步进对应设置的8个脉冲的幅值，1/16步进设置对应的16个脉冲的幅值，1/32步进对应设置的32个脉冲的幅值，1/64 步进对应设置的64个脉冲的幅值，1/128步进对应设置的128个脉冲的幅值以及1/256步进对应设置的256个脉冲的幅值。弦波发生器12接收到微步处理装置11发送的脉冲信号时，根据用户设定的脉冲数对应的各个脉冲的幅值生成与脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；例如，当用户设定的步进数为1/256步进，微步处理装置11会输出256个脉冲，弦波发生器12在接收到第一个脉冲时，读取1/256步进对应设置的256个脉冲中第一个脉冲对应的幅值，在接收到第二个脉冲时，读取1/256 步进对应设置的256个脉冲中第二个脉冲对应的幅值，以此类推，直至输出 256个脉冲。当然，用户在设定不同的步进数对应的每个脉冲的幅值，不仅需按照正弦波形设置各个脉冲的幅值，还需按照余弦波形设置各个脉冲的幅值，从而使弦波发生器12生成与脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号。

PWM斩波器14将反馈调整装置13输出的实际脉冲信号进行斩波，例如，当用户设定的步进数为1/256步进时，正弦波序列的实际脉冲信号中的第一个脉冲对应的第一PWM波形信号中的第一个周期中的占空比为0，正弦波序列的实际脉冲信号中的第256个脉冲对应的第一PWM波形信号中的第一个周期中的占空比为1，依次类推，可以得到第一PWM波形信号和第二PWM波形信号，从而使步进电机驱动装置对步进电机3进行驱动，满足用户的需求。

此外，申请人考虑到若通过频率不一的信号对反馈调整装置13输出的实际脉冲信号进行斩波，虽然速度较快，但是会导致步进电机3的噪音较大。而 PWM斩波器14输出的PWM波形的频率是一定的，只要将PWM斩波器14 的PWM波形的频率设置为不会使人耳听到噪声的频率，以及不会对步进电机驱动电路中的开关管的正常工作产生影响的频率，即可实现减小噪声以及保证开关管正常工作的效果。

需要说明的是，本申请中将步进电机3运行一个步距角细分走过为多个步进数，也可称为将步进电机3运行一个步距角细分为走过多个微步进。

作为一种优选的实施例，反馈信号为电流调整系数；

反馈调整装置13为乘法器，具体用于将幅值为正弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和电流调整系数相乘，以输出幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；并将幅值为余弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和电流调整系数相乘，以输出幅值为余弦波序列的实际脉冲信号。

本申请中的步进电机状态检测装置2将步进电机3的实际电流信号转换为电流调整系数，反馈调整装置13，也即乘法器通过将幅值为正弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和电流调整系数相乘，以及将幅值为余弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和电流调整系数相乘，的到相应的实际脉冲信号，从而对步进电机3进行驱动。

作为一种优选的实施例，步进电机驱动电路包括：

输入端为步进电机驱动电路的输入端的预驱动模块15，用于将第一PWM 波形信号转换为第一驱动信号，以驱动第一桥式电路16中的开关管导通或关断；并将第二PWM波形信号转换为第二驱动信号，以驱动第二桥式电路17 中的开关管导通或关断；

输入端与预驱动模块15的第一输出端连接，输出端与步进电机3的第一控制端连接的第一桥式电路16，用于基于自身开关管的导通与关断生成第一驱动电压信号至步进电机3，以通过与第一驱动电压信号对应的正弦波形式的驱动电流信号对步进电机3的运行进行驱动；

输入端与预驱动模块15的第二输出端连接，输出端与步进电机3的第二控制端连接的第二桥式电路17，用于基于自身开关管的导通与关断生成第二驱动电压信号至步进电机3，以通过与第二驱动电压信号对应的余弦波形式的驱动电流信号对步进电机3的运行进行驱动。

本申请中的预驱动模块15通过将第一PWM波形信号转换为第一驱动信号对第一桥式电路16中的开关管导通或关断进行驱动，以及将第二PWM波形信号转换为第二驱动信号对第二桥式电路17中的开关管导通或关断进行驱动，从而使第一桥式电路16和第二桥式电路17输出对应的驱动电压信号，通过与第一驱动电压信号对应的正弦波形式的驱动电流信号和与第二驱动电压信号对应的余弦波形式的驱动电流信号对步进电机3进行驱动，满足用户的需求。

可见，本申请中在对步进电机3进行驱动时，采用的是电压驱动模式，也即通过调节PWM波形信号的占空比调节驱动电压信号，从而实现对驱动电流信号的调节，电压驱动模式的斩波频率在整个电周期中保持恒定，因此，对步进电机3进行驱动时步进电机3的噪音较小。

作为一种优选的实施例，步进电机控制装置1还包括：

第一输出端与微步处理装置11连接，第二输出端与弦波发生器12连接，第三输出端与PWM斩波器14连接的寄存器，用于存储用户设定的步进数和方向对应的步进模式，以使微步处理装置基于用户设定的步进模式生成脉冲数和步进数对应的脉冲信号；存储步进电机3的参数以及步进电机3的参数对应的脉冲信号的幅值；存储与步进电机3的参数以及步进电机驱动电路的参数对应的PWM波形信号的频率。

为了使微步处理装置11能够输出和用户的设定对应的脉冲信号，使目标生成装置基于步进电机3的参数和步进电机3的参数对应的脉冲信号的幅值将微步处理装置11生成的脉冲信号进行幅值的重新设置，以及使PWM斩波器 14对幅值为正弦波序列的实际脉冲信号和幅值为余弦波序列的实际脉冲信号进行斩波，本申请中还设置了寄存器，便于步进电机控制装置1基于用户的设定对步进电机3进行驱动。

作为一种优选的实施例，微步处理装置11还用于将用户设定的步进数细分至预设步进数，以生成脉冲数和预设步进数对应的脉冲信号，且脉冲数和预设步进数对应的脉冲信号的频率和将用户设定的步进数细分至预设步进数的频率相同。

此外，微步处理装置11还能够将用户设定的步进数进一步细分至预设步进数，例如，当用户设定的步进数为1/2步进，若用户还设定微步处理装置11 可以进一步细分，微步处理装置11科技将两个脉冲进一步细分至256个小脉冲，将步进电机控制装置1输出的驱动电流信号更接近正弦波的形式或余弦波的形式，不仅保证了对步进电机3的驱动速度，还提高了步进电机3的稳定性，实现步进电机3运行时的超静音。

作为一种优选的实施例，目标控制信号为数字量的目标控制信号；

步进电机状态检测装置2包括：

第一输入端与步进电机3连接，第二输入端与数模转换器连接的比较器 21，用于将模拟量的目标控制信号与实际电流信号进行比较，输出比较结果信号；

输入端与步进电机控制装置1的第二输出端连接的数模转换器22，用于将数字量的目标电流信号转换为模拟量的目标电流信号；

第一输入端与步进电机控制装置1的第三输出端连接，第二输入端与比较器21的输出端连接，输出端为步进电机状态检测装置2的输出端的信号处理装置23，用于基于比较结果信号及数字量的目标电流信号生成反馈信号。

本申请中的步进电机状态检测装置2中设有的数模转换器22能够将数字量的目标控制信号转换为模拟量的目标控制信号，从而使比较器21将其和实际电流进行比较，从而得到比较结果信号，并且使信号处理装置23基于目标电流信号和比较结果信号生成反馈信号，即电流调整系数，以便步进电机控制装置1基于电流调整系数对步进电机3进行控制，满足用户的需求。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种步进电机驱动装置，其特征在于，包括：

第一输出端与步进电机的控制端连接的步进电机控制装置，用于基于用户的设定生成目标控制信号，并基于所述目标控制信号和反馈信号生成驱动电流信号,以对所述步进电机的运行进行驱动；

输入端与所述步进电机连接，输出端与所述步进电机控制装置的反馈信号输入端连接的步进电机状态检测装置，用于检测所述步进电机运行时的实际电流信号，并将所述实际电流信号转换为所述反馈信号并发送至所述步进电机控制装置。

2.如权利要求1所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机控制装置包括：

反馈信号输入端为所述步进电机控制装置的反馈信号输入端的目标信号生成装置，用于基于用户设定的所述步进电机的步进数、所述步进电机运行的方向以及所述步进电机自身的参数生成目标电流弦波信号，并基于所述目标电流弦波信号和所述反馈信号输出实际控制信号；

输入端与所述目标信号生成装置的输出端连接，输出端为所述步进电机控制装置的第一输出端的步进电机驱动电路，用于基于所述实际控制信号生成所述驱动电流信号，以对所述步进电机的运行进行驱动。

3.如权利要求2所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机为两相步进电机；

所述目标信号生成装置包括：

微步处理装置，用于基于用户设定的所述步进数和所述方向生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；

输入端与所述微步处理装置的输出端连接的弦波发生器，用于读取用户设定的各个脉冲对应的幅值，以生成与所述脉冲信号对应的幅值为正弦波序列的脉冲信号和幅值为余弦波序列的脉冲信号；所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述幅值为余弦波序列的脉冲信号为所述目标电流弦波信号；

目标信号输入端与所述弦波发生器的目标信号输出端连接，反馈信号输入端为所述目标信号生成装置的反馈信号输入端的反馈调整装置，用于基于所述幅值为正弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；基于所述幅值为余弦波序列的脉冲信号和所述反馈信号生成幅值为余弦波序列的实际脉冲信号；

输入端与所述反馈调整装置的输出端连接的脉冲宽度调制PWM斩波器，用于将所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为正弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第一PWM波形信号；将所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号转换为占空比和所述幅值为余弦波序列的实际脉冲信号的每一个脉冲一一对应的第二PWM波形信号；所述第一PWM波形信号和所述第二PWM波形信号为所述实际控制信号。

4.如权利要求3所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述反馈信号为电流调整系数；

所述反馈调整装置为乘法器，具体用于将所述幅值为正弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为正弦波序列的实际脉冲信号；并将所述幅值为余弦波序列的脉冲信号中各个脉冲信号的幅值和所述电流调整系数相乘，以输出幅值为余弦波序列的实际脉冲信号。

5.如权利要求3所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机驱动电路包括：

输入端为所述步进电机驱动电路的输入端的预驱动模块，用于将所述第一PWM波形信号转换为第一驱动信号，以驱动第一桥式电路中的开关管导通或关断；并将所述第二PWM波形信号转换为第二驱动信号，以驱动第二桥式电路中的开关管导通或关断；

输入端与所述预驱动模块的第一输出端连接，输出端与所述步进电机的第一控制端连接的第一桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第一驱动电压信号至所述步进电机，以通过与所述第一驱动电压信号对应的正弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动；

输入端与所述预驱动模块的第二输出端连接，输出端与所述步进电机的第二控制端连接的第二桥式电路，用于基于自身开关管的导通与关断生成第二驱动电压信号至所述步进电机，以通过与所述第二驱动电压信号对应的余弦波形式的驱动电流信号对所述步进电机的运行进行驱动。

6.如权利要求3所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述步进电机控制装置还包括：

第一输出端与所述微步处理装置连接，第二输出端与所述弦波发生器连接，第三输出端与所述PWM斩波器连接的寄存器，用于存储用户设定的所述步进数和所述方向对应的步进模式，以使所述微步处理装置基于用户设定的所述步进模式生成脉冲数和所述步进数对应的脉冲信号；存储所述步进电机的参数以及所述步进电机的参数对应的脉冲信号的幅值；存储与所述步进电机的参数以及所述步进电机驱动电路的参数对应的PWM波形信号的频率。

7.如权利要求1-6任一项所述的步进电机驱动装置，其特征在于，所述目标控制信号为数字量的目标控制信号；

所述步进电机状态检测装置包括：

第一输入端与所述步进电机连接，第二输入端与数模转换器连接的比较器，用于将模拟量的所述目标控制信号与所述实际电流信号进行比较，输出比较结果信号；

输入端与所述步进电机控制装置的第二输出端连接的所述数模转换器，用于将数字量的所述目标电流信号转换为模拟量的所述目标电流信号；

第一输入端与所述步进电机控制装置的第三输出端连接，第二输入端与所述比较器的输出端连接，输出端为所述步进电机状态监测装置的输出端的信号处理装置，用于基于所述比较结果信号及数字量的所述目标电流信号生成所述反馈信号。

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