基于单片机与CPLD的步进电机PWM驱动技术

电流控制采用芯片TL084B实现。该芯片内部误差放大器将电流给定和电流反馈进行比较，再和基准三角波进行作用，经过电流调节后输出PWM信号，如图4所示，输出端得到脉宽调制信号。

2.2功率驱动电路

功率驱动电路采用三菱公司的IPM功率模块PS21564。PS21564是专用的电机控制器，适用于三相步进电机控制。他内部有三个相互独立的高低端输出通道，可以驱动工作电压不高于600 V的MOSFET和IGBT。他自身的工作电源电压范围13.5～16.5 V，输出驱动信号电压为20 V，输出最大正向峰值电流为30 A，他的输出驱动信号的最小上升时间为600 ns，最小下降时间为300 ns，可以在较高的频率下工作。通过外接采样电阻，当被驱动器件过流时，内部的过流保护电路就会封锁输出，从而保护功率器件不被损坏。应用HVIC实现集成电平转移，高电平导通逻辑，可与DSP／MCU接口兼容。智能IPM功率模块内置短路、欠压保护电路，输入信号端内置下拉电阻，外部无须再下拉电阻，热阻低，易于散热，2 500 V绝缘耐压，驱动电路如图5所示。

信号在CPLD内转化为PS21564所需要的六路桥，经74HC14反相器输入到PS21564，处理转换成U，V，W来驱动电机。FO引脚为故障输出，当为低电平时反馈给CPLD报警信号，CPLD收到信号后，关断u_down，u_up，v_down，v_up，w_down，w_up，停止信号的传送。

3结 语

利用本文设计的驱动器带动90BYG306三相混合步进电机进行试验，三相绕组用三角形接法，采用交流伺服控制原理，在控制方式上增加了全数字式电流环控制，三相正弦电流驱动输出，使三相混合式步进电机低速无爬行、无共振区、噪音小。该系统具备细分和半流功能，多种细分选择，最小步矩角可设置为0.036°。采用细分驱动后扭矩波动大大减小，从而消除了低频振荡对系统的影响，同时降低了高频失步对系统的影响。单片机程序由ICCAVR编写，复杂可编程逻辑器件程序由ISE 9.1i编写。由于步矩角减小电机分辨率高，波形输出稳定，电机运行更平滑，噪声更小电机驱动平稳。另外驱动电路具备短路、过压、欠压、过热等保护功能，可靠性高.