基于SMA7029M的步进电机驱动设计
3.1 SMA7029M结构及驱动设计
SMA7029M内部主要包含电流峰值检测部分,PWM关闭时间控制部分,电机逻辑控制部分,输出电流及回流电流控制部分,如图1所示。其工作过程主要是通过电流采样,通过峰值检测电路得到当前最大电流,根据其结果控制PWM工作时间,最终达到控制整个芯片组输出电流的目的。
图1也给出基于SMA7029M芯片组电机驱动设计的外围电路,主要包含参考电压取样电路,OC门反向器输入电路,电流取样以及输出变压器耦合电路。通过设置电路中的R3=47 kΩ,C1=470 pF,可以得到脉宽约等于12μs。
3. 2 逻辑控制关系
SMA7029M可以通过外部逻辑控制实现电机状态的改变,表1给出了详细的控制方式及输出结果。
其中tda和tdb扎连接外部OC门反相器的逻辑控制信号,连接关系见图1所示。从表l中可以看出,不同控制关系下输出的不同状态转移,A和B两个通道可以独立控制,例如在状态0及状态2下A,B通道分别独立工作,而在状态1下二者可以同时工作。
3.3 工作模式选择
通过改变图1中外部元器件取值来设置PWM电流启动点。Vb是供电电压,典型取值为5 V;R1,R2为分压电阻,为所需参考电压提供合适的输入;Rs是电流取样电阻。其中参考电压Vref输入最大不能超过2 V,相应地选择合适的电阻。在正常PWM模式(满电流工作)下,Iout需要设置到电机工作所需的满电流,它由式(1)决定:
为了使输出电流可调,可以将图1中的固定电阻Rz改用可调电位器。在保持电流模式下,图2增加电路可以减小步进电机的电压。
其中外部三极管可以改变分压比,使参考电压Vref发生变化,从而减小输出电流。此时的Ihold由电阻R1,R2,Rx,Rs以及电压Vb共同决定:
4 结 语
步进电机驱动作为现代机电一体化产品中的关键部件之一,在当今社会中发挥的作用越来越重要,从数控机床、包装机械到电脑的外围装置、机器人系统、仪表仪器等各种信息工业产品中,都离不开步进电机,进而也对其驱动电路设计提出了进一步的要求。通过在包装机控制系统中的实际使用,进一步证明了该步进电机驱动器工作可靠,效率高,矩频特性好,可以广泛应用于小型机电一体化设备中。
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