具有過流檢測保護的步進電機驅動電路的製作方法

2023-05-12 06:10:16

本實用新型涉及一種驅動電路，尤其涉及一種具有過流檢測保護的步進電機驅動電路。

背景技術：

步進電機由於其具有不受幹擾、誤差不長期積累以及控制性能良好等優點被廣泛應用於現代的生產生活中，步進電機在工作室需要驅動電路驅動，對於現有的兩相步進電機來說，具有如下缺點：首先，其驅動電路複雜，導致生產成本以及生產難度增加，其次，現有的兩相步進電機一般不具有過流檢測保護作用，容易造成驅動電路燒損，影響步進電機的性能和壽命，雖然部分步進電機的驅動電路設置有過流檢測的功能，但是，為了達到準確檢測並執行過流保護的作用，其過流檢測保護電路結構複雜，否則，會導致過流檢測的精度低，不能實現準確實現驅動電路的過流保護。

因此，需要提出一種新的步進電機的驅動電路，一方面，電路結構簡單，並且具有更簡單的控制邏輯，降低生產成本，另一方面，還能夠對於驅動電路是否產生過流進行準確檢測並準確實現驅動電路的過流保護，有效地對驅動電路以及步進電機進行保護。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種具有過流檢測保護的步進電機驅動電路，一方面，電路結構簡單，並且具有更簡單的控制邏輯，降低生產成本，另一方面，還能夠對於驅動電路是否產生過流進行準確檢測並準確實現驅動電路的過流保護，有效地對驅動電路以及步進電機進行保護。

本實用新型提供的一種具有過流檢測保護的步進電機驅動電路，包括第一驅動電路、第二驅動電路、過流檢測保護電路以及控制器，所述第一驅動電路和第二驅動電路的控制輸入端均與控制器的控制輸出端連接，所述第一驅動電路和第二驅動電路與步進電機的的勵磁線圈連接，所述過流檢測保護電路的檢測輸入端連接於第一驅動電路和檢測端F-GND,所述過流檢測保護電路的控制端與控制器的輸出端連接，所述過流檢測保護電路的檢測輸出端與控制器的控制輸入端連接。

進一步，所述過流檢測保護電路包括電阻R9、三極體Q11、三極體Q12、電阻R10、電阻R11以及穩壓管DW1；

所述電阻R9的一端作為過流檢測保護電路的控制輸入端與控制器的輸出端連接，所述電阻R9的另一端與三極體Q11的基極連接，所述三極體Q11的集電極作為過流檢測保護電路的檢測輸入端連接於第一驅動電路和檢測端F-GND，所述三極體Q11的發射極通過電阻R11接地，三極體Q11的發射極與穩壓管DW1的負極連接，穩壓管DW1的正極接地，三極體Q11的發射極通過電阻R10連接於三極體Q12的基極，三極體Q12的發射極接地，三極體Q12的集電極作為過流檢測保護電路的檢測輸出端連接於控制器的控制輸入端。

進一步，所述第一驅動電路包括三極體Q1、三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4、三極體Q5、電阻R1、電阻R3以及電阻R4；

電阻R3的一端與電源連接，另一端與三極體Q2的基極連接，三極體Q2和電阻R3的公共連接點與三極體Q1的集電極連接，三極體Q1的發射極與檢測端F-GND連接，三極體Q1的基極與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端作為第一驅動電路的控制輸入端連接於控制器的控制輸出端，三極體Q2的集電極接電源，三極體Q2的發射極與三極體Q4的發射極連接，三極體Q4的基極連接於三極體Q1的集電極，三極體Q4的集電極連接於檢測端F-GND連接，電阻R4的一端接電源，另一端分別於三極體Q3的基極、三極體Q5的基極以及三極體Q6的集電極連接，三極體Q3的集電極接電源，三極體Q3的發射極連接於三極體Q5的發射極，三極體Q5的集電極和三極體Q6的發射極均連接於檢測端F-GND連接，三極體Q6的基極連接於電阻R2，電阻R2的另一端作為第一驅動電路的控制輸入端連接於控制器的控制輸出端，所述三極體Q2和三極體Q4的公共連接點以及三極體Q3和三極體Q5的公共連接點作為第一驅動電路的輸出端與步進電機的第一勵磁繞組連接，其中，三極體Q4和三極體Q5為PNP三極體。

進一步，所述第二驅動電路包括電阻R6、電阻R7、電阻R5、電阻R8、三極體Q8、三極體Q9、三極體Q10、三極體Q13以及三極體Q14；

三極體Q7的基極通過電阻R5連接於三極體Q1的集電極，三極體Q7的發射極連接於檢測端F-GND，三極體Q7的集電極通過電阻R6接電源，三極體Q8和三極體Q13的基極均連接於三極體Q7的集電極，三極體Q8的集電極接電源，三極體Q8的發射極與三極體Q13的發射極連接，三極體Q13的集電極接檢測端F-GND，三極體Q14的基極通過電阻R7連接於三極體Q6的基極，三極體Q14的發射極接檢測端F-GND，三極體Q14的集電極通過電阻R8接電源，三極體Q9和三極體Q10的基極均連接於三極體Q14的集電極，三極體Q9的集電極接電源，三極體Q10的發射極與三極體Q9的發射極連接，三極體Q10的集電極接檢測端F-GND，三極體Q13和三極體Q8之間的公共連接點以及三極體Q9和三極體Q10的公共連接點作為第二驅動電路的輸出端與步進電機的第二勵磁繞組連接；其中，三極體Q10和三極體Q13為PNP三極體。

進一步，所述控制器為單片機。

進一步，所述步進電機為兩相四線的步進電機。

本實用新型的有益效果：通過本實用新型，一方面，電路結構簡單，並且具有更簡單的控制邏輯，降低生產成本，另一方面，還能夠對於驅動電路是否產生過流進行準確檢測並準確實現驅動電路的過流保護，有效地對驅動電路以及步進電機進行保護。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的第一驅動電路和第二驅動電路原理圖。

圖2為本實用新型的過流檢測保護電路原理圖。

具體實施方式

如圖所示，本實用新型提供的一種具有過流檢測保護的步進電機驅動電路，包括第一驅動電路、第二驅動電路、過流檢測保護電路以及控制器，所述第一驅動電路和第二驅動電路的控制輸入端均與控制器的控制輸出端連接，所述第一驅動電路和第二驅動電路與步進電機的的勵磁線圈連接，所述過流檢測保護電路的檢測輸入端連接於檢測端F-GND,所述過流檢測保護電路的控制端與控制器的輸出端連接，所述過流檢測保護電路的檢測輸出端與控制器的控制輸入端連接，通過本實用新型，一方面，電路結構簡單，並且具有更簡單的控制邏輯，降低生產成本，另一方面，還能夠對於驅動電路是否產生過流進行準確檢測並準確實現驅動電路的過流保護，有效地對驅動電路以及步進電機進行保護；其中，本實用新型的步進電機是指的兩相四線制步進電機，控制器採用現有的單片機，比如89C51單片機、L297晶片或者L298晶片等，均可實現本實用新型的目的。

本實施例中，所述過流檢測保護電路包括電阻R9、三極體Q11、三極體Q12、電阻R10、電阻R11以及穩壓管DW1；

所述電阻R9的一端作為過流檢測保護電路的控制輸入端與控制器的輸出端連接，所述電阻R9的另一端與三極體Q11的基極連接，所述三極體Q11的集電極作為過流檢測保護電路的檢測輸入端連接於檢測端F-GND，所述三極體Q11的發射極通過電阻R11接地，三極體Q11的發射極與穩壓管DW1的負極連接，穩壓管DW1的正極接地，三極體Q11的發射極通過電阻R10連接於三極體Q12的基極，三極體Q12的發射極接地，三極體Q12的集電極作為過流檢測保護電路的檢測輸出端連接於控制器的控制輸入端。

本實施例中，所述第一驅動電路包括三極體Q1、三極體Q2、三極體Q3、三極體Q4、三極體Q5、電阻R1、電阻R3以及電阻R4；

電阻R3的一端與電源連接，另一端與三極體Q2的基極連接，三極體Q2和電阻R3的公共連接點與三極體Q1的集電極連接，三極體Q1的發射極與檢測端F-GND連接，三極體Q1的基極與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端作為第一驅動電路的控制輸入端連接於控制器的控制輸出端，三極體Q2的集電極接電源，三極體Q2的發射極與三極體Q4的發射極連接，三極體Q4的基極連接於三極體Q1的集電極，三極體Q4的集電極連接於檢測端F-GND連接，電阻R4的一端接電源，另一端分別於三極體Q3的基極、三極體Q5的基極以及三極體Q6的集電極連接，三極體Q3的集電極接電源，三極體Q3的發射極連接於三極體Q5的發射極，三極體Q5的集電極和三極體Q6的發射極均連接於檢測端F-GND連接，三極體Q6的基極連接於電阻R2，電阻R2的另一端作為第一驅動電路的控制輸入端連接於控制器的控制輸出端，所述三極體Q2和三極體Q4的公共連接點以及三極體Q3和三極體Q5的公共連接點作為第一驅動電路的輸出端與步進電機的第一勵磁繞組連接，其中，三極體Q4和三極體Q5為PNP三極體。

本實施例中，所述第二驅動電路包括電阻R6、電阻R7、電阻R5、電阻R8、三極體Q8、三極體Q9、三極體Q10、三極體Q13以及三極體Q14；

三極體Q7的基極通過電阻R5連接於三極體Q1的集電極，三極體Q7的發射極連接於檢測端F-GND，三極體Q7的集電極通過電阻R6接電源，三極體Q8和三極體Q13的基極均連接於三極體Q7的集電極，三極體Q8的集電極接電源，三極體Q8的發射極與三極體Q13的發射極連接，三極體Q13的集電極接檢測端F-GND，三極體Q14的基極通過電阻R7連接於三極體Q6的基極，三極體Q14的發射極接檢測端F-GND，三極體Q14的集電極通過電阻R8接電源，三極體Q9和三極體Q10的基極均連接於三極體Q14的集電極，三極體Q9的集電極接電源，三極體Q10的發射極與三極體Q9的發射極連接，三極體Q10的集電極接檢測端F-GND，三極體Q13和三極體Q8之間的公共連接點以及三極體Q9和三極體Q10的公共連接點作為第二驅動電路的輸出端與步進電機的第二勵磁繞組連接；其中，三極體Q10和三極體Q13為PNP三極體。

本實用新型的工作原理：控制器具有兩個輸出，分別通過電阻R1和電阻R2驅動三極體Q1和三極體Q6導通，控制器向三極體Q1輸出高電平時，控制器向三極體Q6輸出低電平，此時，三極體Q1導通，三極體Q7截止，三極體Q6截止，三極體Q14導通，勵磁電流通過三極體Q8步進電機的其中一勵磁繞組一端，該勵磁繞組的另一端連接於三極體Q5的發射極，此時，勵磁電流流過該勵磁繞組後通過三極體Q5反饋到檢測端F-GND，當控制器向三極體Q6輸出高電平而向三極體Q1輸出低電平，三極體Q1和三極體Q14截止，三極體Q27和三極體Q6導通，勵磁電流通過三極體Q2輸入到步進電機另一勵磁繞組後並通過三極體Q10流入到檢測端F-GND，從而實現對步進電機的驅動；

當正常工作時，所有電流匯入到檢測端F-GND時，過流檢測保護電路受到控制器控制並進入到工作狀態，控制器輸出高電平到Q11時，三極體Q11導通，並且三極體Q11通過電阻R11接地，驅動電路的勵磁電流流過R11從而形成迴路，當電流過大時，電阻R11的電壓增大並超過設定值，該設定值為三極體Q12的導通電壓，如果三極體Q12導通，則將控制器的檢測輸入端的電平拉低，控制器輸出低電平控制三極體Q11截止，從而斷開檢測端F-GND的接地迴路，從而勵磁電流的迴路被截斷，驅動電路停止工作，從而形成對驅動電路以及步進電機的保護；

從上述可知，檢測端F-GND亦為為驅動電路的接地端，通過三極體Q11的集電極、發射極以及電阻R11接地，電阻R11為接地電阻，其阻值應該按照接地電阻的選取規則選取，接地電阻的選取規則為現有的，在此不加以贅述。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。