步进电机驱动设计方案

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1、江西理工大学步进电机驱动设计江西理工大学电子111班课程设计课题名称：步进电机驱动设计组长：柯于红成员：柯于红、陈峰、吴正源【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计指导教师：程铁栋老师2013年12月30日目录第一章：设计任务与要求第二章：设计方案第三章：硬件设计第四章：硬件测试第五章：小结【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计第一章设计任务与要求（一）完成3A以下两相/四相/四线/六线步进电机驱动方案设计，要求工作电压在10V-24V，解决高速过程中失步的不足。（二）设计良好的保护电路，实现自动半流功能，同时实现

2、最大256倍细分。（三）设计电机加速方案，减小步进电机运行过程中的噪音。第二章设计方案原理:步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。设计思路:步进电机必须有驱动器和控制器才能正常工作。驱动器的作用是对控制脉冲进行环形分配、功率放大，使步进电机绕组按一

3、定顺序通电，控制电机转动系统框图设计控制器脉冲信号分配功率驱动电路步进电机驱动器步进电机【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计方向、脉冲信号控制器：产生脉冲。控制电机的速度和转向。驱动器：a.脉冲信号分配：为步进电机各绕组提供正确的供电顺序。b.功率驱动电路：提供电压、电流。各种保护电路，如果过流、过热等。步进电机驱动电路常用的芯片有L297和L298组合应用、3977、8435等，这些芯片一般单相驱动电流在2A左右，无法驱动更大功率电机，限制了其应用范围。我们芯片THB7128提出了一种步进电机驱动电路设计方案。THB7

4、128一、参数及性能1、单芯片两相正弦细分步进电机驱动2、直接采用单脉冲和方向信号译码控制模式3、双全桥MOSFET驱动，低导通电阻Ron=0.53Ω4、可实现正反转控制5、通过3位选择8档细分控制(1,1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64,1/128)6、最高耐压40VDC7、高输出电流（Iout=3.3A）8、HZIP19封装9、有复位和使能管脚10、芯片内部有过热保护（TSD）和过流检测电路11、自动半流锁定功能控制信号隔离电路驱动电路THB7128步进驱动电路主电路逻辑控制电路【江西理工大学】43江西理工大学

5、步进电机驱动设计自动半流电路（一)、信号输入端光耦隔离接法   【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计输入信号接口有两种接法：用户可根据需要采用共阳极接法或共阴极接法。1、共阳极接法：分别将CP+，U/D+，EN+连接到控制系统的电源上，如果此电源是【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计+5V则可直接接入，如果此电源大于+5V，则须外部另加限流电阻R【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计，保证给驱动器内部光藕提供8—15mA的驱动电流。脉冲输入信号通过CP-接入；此时，U/D-，EN-【江西理工大学】4

6、3江西理工大学步进电机驱动设计在低电平有效。2、共阴极接法：分别将CP-，U/D-，EN-连接到控制系统的地端（SGND【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计，与电源地隔离）；+5V的脉冲输入信号通过CP+加入；此时，U/D+，EN+【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计在高电平有效。限流电阻R的接法取值与共阳极接法相同。注：EN端可不接，EN【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计有效时电机转子处于自由状态（脱机状态），这时可以手动转动电机转轴，做适合您的调节。手动调节完成后，再将EN【江西理工大学】4

7、3江西理工大学步进电机驱动设计设为无效状态，以继续自动控制。(二)、细分数设定【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计细分数是以驱动板上的拨盘开关选择设定的，根据细分选择表的数据设定（最好在断电情况下设定）。细分后步进电机步距角按下列方法计算：步距角=【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计电机固有步距角/细分数。如：一台固有步距角为3.6°的步进电机在16细分下步距角为【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计3.6/16=0.225°驱动板上拨码开关4、5、6分别对应M1、M2、M3。具体细分对应情况如下图

8、所示：【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计(三)、电流大小设定电流大小由拨码开关S1、S2【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设计、S3（分别对应拨码开关上的1、2、3【江西理工大学】43江西理工大学步进电机驱动设