[实用新型]一种彩色3D打印机步进电机驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型一种彩色3D打印机步进电机驱动电路，本实用新型主要是为彩色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

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。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：设计一种工作稳定、结构简单、控制精确的一种彩色3D打印机步进电机驱动电路。

步进电机驱动器主要结构：

（1）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

（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

（3）推动级：对开关信号的电压，电流进行放大提升

（4）主开关电路：用功率元器件直接控制电机的各相绕组

（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

（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。

步进电机的励磁方式：

本本实用新型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：

（1）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1。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

（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。

（3）一，二相励磁：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0。9度，励磁电流变大，过度性能也好，最大启动频率也高。

驱动方式：

本实用新型采用双极性驱动方式如图2所示：

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。

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。

本实用新型的有益效果是：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

图1为本实用新型一种彩色3D打印机步进电机驱动电路原理图。

图2为步进电机双极性驱动电路原理图。

图3为L297H芯片接线管脚图。

图4为L298芯片接线管脚图。

具体实施方式

下面结合附图描述本实用新型的具体实施方式：

一种彩色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。

所述一种彩色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。