[发明专利]一种步进电机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种步进电机的控制装置，它由电子元件构成，用于控制步进电机的转动。

背景技术

在液相色谱分析系统中使用步进电机来驱动恒流泵，该场合对步进电机的角度控制精度要求不高，出于对步进电机的控制装置制造成本的考虑，通常采用如图3电路所示控制装置，它主要包括一驱动步进电机的功率放大器和一控制功率放大器的信号发生器，所述的信号发生器为一单片机IC1，单片机内设有程序可使单片机上的四个端口输出与二进制数码相对应的电平；所述的功率放大器包括四个三极管T1-T4，所述的三极管的集电极分别与步进电机的绕组a、绕组b的端头A、/A、B、/B连接，绕组a和绕组b的中心抽头接电源VE，三极管T1-T4的基极分别通过电阻R10、R13、R25、R28与信号发生器的输出端对应连接，三极管T1-T4的发射极接地，信号发生器输出的电平使三极管T1-T4导通或截止，当三极管T1导通而三极管T2截止时绕组a中流过正向电流，当三极管T2导通而时三极管T1截止时绕组a中流过反向电流，从而使绕组a产生的磁场方向互为相反，当三极管T3、T4互为导通、截止时绕组b产生磁场的过程与绕组a相似；信号发生器按一定的规律输出二进制数码电平，每输出一个二进制数码电平，使绕组a、b的合成磁场的方向偏转一角度，由此形成旋转磁场带动步进电机的转子转动；改变信号发生器输出电平的频率，可使步进电机的转速变化。

这种控制装置结构简单、使用可靠、制造成本低，但是在控制步进电机转动时，步进电机的步距最低为0.9度，每步的时间间隔较大使得步进电机的转动不连续，同时在绕组a、b形成合成磁场时，磁场强度有一最大值，使步进电机产生较大的加速度导致转速不平稳，使得恒流泵输出的液体产生脉动，使分析结果不准确，使得步进电机产生较大的震动噪音，影响工作环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，对现有技术的信号发生器进行改进，提供一种新的步进电机的控制装置，该控制装置在增加少许成本的基础上可使步进电机的转动平稳、震动噪音降低。

为解决上述技术问题，本发明的步进电机的控制装置包括驱动步进电机的功率放大器和向功率放大器输出控制信号的信号发生器，其特征是，所述的信号发生器包括可产生不同电压值的电压生成电路1、2和电压输出切换电路3、4；

所述的电压生成电路1主要由单片机IC1的端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3，电阻R1-R9，二极管D1-D4，运算放大器IC2、IC3构成；端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分别接电阻R1、 R2、R3、R4的一端，电阻R1、R2、R3、R4的另一端分别与二极管D1、D2、D3、D4的阳极相连接，二极管D1-D4的阴极与运算放大器IC2的反相输入端连接，运算放大器IC2的反相输入端、输出端之间接有电阻R5，运算放大器IC2的同相输入端通过电阻R6接地；运算放大器IC2的输出端通过电阻R7与运算放大器IC3的反相输入端连接，运算放大器IC3的反相输入端、输出端之间接有电阻R8，运算放大器IC3的同相输入端通过电阻R9接地；

所述的电压输出切换电路3由单片机IC1的端口P3.2、P3.3，模拟开关IC6、IC7构成，模拟开关IC6、IC7的控制端分别与端口P3.2、P3.3连接，模拟开关IC6、IC7的输入端与运算放大器IC3的输出端连接，模拟开关IC6、IC7的输出端分别通过电阻R10、R13与功率放大器的三极管T1、T2的基极连接，模拟开关IC6、IC7的输出端分别通过电阻R11、R14接地；

所述的电压生成电路2由单片机IC1的端口P1.4、P1.5、P1.6、P1.7，电阻R16-R24，二极管D5-D8，运算放大器IC4、IC5构成；电压生成电路2中各元件的连接关系与电压生成电路1中各元件的连接关系相对应；

所述的电压输出切换电路4由单片机IC1的端口P3.4、P3.5，模拟开关IC8、IC9构成，模拟开关IC8、IC9的控制端分别与端口P3.4、P3.5连接，模拟开关IC8、IC9的输入端与运算放大器IC5的输出端连接，模拟开关IC8、IC9的输出端分别通过电阻R25、R28与功率放大器的三极管T3、T4的基极连接，模拟开关IC8、IC9的输出端分别通过电阻R26、R29接地。