一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，本发明主要是为彩色3d打印机的三维运动打印系统提供了一种步进电机的运动驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前应步进电动机是用脉冲信号进行控制，将点脉冲信号转换成相应的角位移和线位移的微电机，广泛地应用于打印机等办公知道设备以及各种控制装置。步进电机和一般的电机不同，之接电源步进电机不能转动，而每加一个点脉冲仅转动一定的角度，另外，改变脉冲的频率时，步进电机的速率也跟着改变。步进电机按电磁转距产生机理的不同可以分为反应式步进电机，永磁式步进电机和混合式步进电机，而按绕组的相数又可以分为单相，两相，三相。五相。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:设计一种工作稳定、结构简单、控制精确的一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路。
[0004]步进电机驱动器主要结构:
[0005](i)环行分配器:根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形
[0006](2)信号处理:对环行分配器产生的开关信号波形进行pwm调制以及对相关的波形进行滤波整形处理
[0007](3)推动级:对开关信号的电压，电流进行放大提升
[0008](4)主开关电路:用功率元器件直接控制电机的各相绕组
[0009](5)保护电路:当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断，以保护电机驱动器和电机绕组
[0010](6)传感器:对电机的位置和角度进行实时监控，传回信号的产生装置。
[0011]步进电机的励磁方式:
[0012]本本发明步进电机驱动电路对二相双极性电机进行的，所以介绍二相电机的励磁方式:
[0013](i)一相励磁:通电的绕组只有一相，依次切换相电流产生旋转步距角为i。8度，对这种励磁方式，每个脉冲到来时的旋转角的响应有振动，若频率过高，有时会产生失步现象
[0014](2)两相励磁:两相同时流通电流,也采用依次切换相电流的方法,二相励磁的步距角为1.8度，二相历次的总电流增大2倍，则最高启动频率增大，能获得高的转速，另外，过度性能也好。
[0015](3) —，二相励磁:这是一种交替进行一相励磁，二相励磁的方法，启动电流每两个始终切换依次，因此步距角为o。9度，励磁电流变大，过度性能也好，最大启动频率也高。
[0016]驱动方式:
[0017]本发明采用双极性驱动方式如图2所示:
[0018]双极性步进电机的驱动电路它会使用八颗晶体管来驱动两组相位。双极性驱动电路可以同时驱动四线式或六线式步进电机，虽然四线式电机只能使用双极性驱动电路，它却能大幅降低量产型应用的成本。双极性步进电机驱动电路的晶体管数目是单极性驱动电路的两倍，其中四颗下端晶体管通常是由微控制器直接驱动，上端晶体管则需要成本较高的上端驱动电路。双极性驱动电路的晶体管只需承受电机电压，所以它不像单极性驱动电路一样需要箝位电路。
[0019]步进电机的主驱动电路设计如图1所示:设计思想:电动机驱动方式有很多种起驱动器的设计也多种多样，为简便起见和考虑电路的复杂性等因数，我选用步进电机的专用驱动芯片l297h和l298，l297芯片是一种步进电机控制集成芯片，可以产生四相驱动信号，应用于微机控制两相双极和四相单极步进电机，同时其中的晶片内的pwm斩波线路以开关信号形式控制路的电流。此芯片的特性是只需要时钟，方向和模式输入信号。相位由内部产生，因此可减轻微机的程序负担，此芯片可与l298组成组合电路或者于与分立的三极管和达林顿管电路连接使用。其管脚图及其作用如图3所示。l298芯片是一种高压，大电流双桥驱动器内部就是功率管的阵列，也可以用外接的功率管代替。其外部管脚如图4所示。
[0020]本发明的有益效果是:所用远期减少，运动控制精确，能够方便计算机进行控制盒自动化操作控制。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路原理图。
[0022]图2为步进电机双极性驱动电路原理图。
[0023]图3为l297h芯片接线管脚图。
[0024]图4为l298芯片接线管脚图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图描述本发明的【具体实施方式】:
[0026]一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路主要由由驱动控制芯片、环行分配器、信号处理器、推动级、主开关电路、保护电路和传感器电路等组成。
[0027]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的主驱动芯片为l297h和l298专用步进电机驱动芯片。
[0028]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的步进电机的驱动电路的励磁方式为二相电机的励磁方式:两相同时流通电流，也采用依次切换相电流的方法，二相励磁的步距角为1.8度，二相历次的总电流增大2倍。
[0029]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的环行分配器是根据输入信号的要求产生电机在不同状态下的开关波形。
[0030]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的推动级对开关信号的电压，电流进行放大提升
[0031]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的主开关电路用功率元器件直接控制电机的各相绕组。
[0032]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的保护电路当绕组电流过大时产生关断信号对主回路进行关断，以保护电机驱动器和电机绕组。
[0033]所述一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其中所述的传感器电路对电机的位置和角度进行实时监控，传回信号的产生装置。
[0034]以上所述，仅是本发明方法的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术方案对以上实施例所作的任何简单的修改、结构的变化代替均仍属于本发明技术系统的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其特征是:主要由驱动控制芯片、环行分配器、信号处理器、推动级、主开关电路、保护电路和传感器电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其特征是:所述的驱动控制芯片为l297h和l298专用步进电机驱动芯片。
3.根据权利要求1所述的一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，其特征是:所述的步进电机的驱动电路的励磁方式为二相电机的励磁方式:两相同时流通电流，也采用依次切换相电流的方法，二相励磁的步距角为1.8度，二相历次的总电流增大2倍。
【专利摘要】本发明公开了一种新型彩色3d打印机步进电机驱动电路，本发明主要是为彩色3d打印机的三维运动打印系统提供了一种步进电机的运动驱动电路，本发明步进电机驱动电路主要采用二相电机的励磁方式，驱动器主要包括环行分配器、信号处理器、推动级、主开关电路、保护电路和传感器电路，本发明步进电机驱动电路主要是基于步进电机驱动芯片l297h和l298芯片设计而成具有所需元器件少、可靠性高、方便计算机控制的优点。
【ipc分类】h02p8-02, h02p8-14
【公开号】cn104660126
【申请号】cn201310601127
【发明人】陈婵歌, 孙永清
【申请人】西安嘉乐世纪机电科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日