[实用新型]步进马达控制驱动结构

说明书

本实用新型是提供一种有关于步进马达控制驱动结构，特别是指一种利用驱动电路接受特定运用的中央处理器的信号而快速地开关各开关晶体，以使步进马达的各线圈直接受市电整流后的高电压激磁，并于过电流激磁时切换成自保持回路，以防止大电流烧毁线圈。

由于工商业的繁荣及科技的进步，在现代企业中步进马达在工业上的应用日趋广泛，尤其是近数十年来，计算机的应用，使得这一领域更有较大的发展。

步进马达的基本构造主要是在马达的定子上绕设有多个组相对分开的线圈，而转子则是永久磁铁，然后控制各组线圈的激磁顺序与时间，可使转子输出所需的转速及转动方向，以达到工业机器自动化的应用。

目前一般常见的步进马达控制电路结构，如图1所示，其是将每一组步进马达的线圈，设置在二对串接的开关晶体11、12、13、14的串接点上，再将所有串接的开关晶体11、12、13、14相并联后又与一开关电源及一感应线圈串接，线圈因回路导通而产生激磁，藉以驱动步进马达动作，而以感应线圈的感应电流的状态而回馈至开关电源供应器来控制其输出的电流。但此种控制电路在使用时有下列缺点：(1)由于所有的开关晶体都仅负责控制步进马达各线圈的激磁顺序而定，而流经各线圈的电流大小则必须完全依赖开关电源输出器作限流，使整体成本因电源输出器的增加而大幅上升。(2)由于一般开关电源输出器多是以线圈达到限流的目的，而线圈本身会消耗能量与发热，造成利用率低与电路的不稳定现象。(3)由于所有控制各组线圈的开关晶体是以一感知线圈测试电流的异常状态，因而感知线圈仅能在整体电路工作异常时不能启动，这无法判断何组步进马达的线圈产生异常。流的异常状态，因而感知线圈仅能在整体电路工作异常时不能启动，这无法判断何组步进马达的线圈产生异常。

针对常见的步进马达控制电路有上述的缺点，发明人针对这些缺点进行研究改进。本实用新型旨在提供一种步进马达控制驱动结构，其是利用一中央处理器控制多个驱动积层电路而由驱动积层电路直接驱动步进马达线圈二端的开关晶体的导通或关闭，以使步进马达线圈可迅速激磁动作，并于线圈过是流时切断与电源衔接，形成一自保持回路，使马达线圈得以保持连续激磁而又不致因过激而烧毁，确保步进马达的工作稳定与安全，这是本实用新型的主要目的。

由于具有过电流时切换成自保持回路的特点，故可直接取用市电整流后的电压作为电源，无须再加设开关电源，不但可使成本降低，还可使电路的可靠性提高，故障率降低，这是本实用新型的另一目的。

另外驱动步进马达线圈同侧的高、低电位开关晶体的驱动电路是使用同一组电源，其利用一二极管将低电位电源衔接至一高电位电源端的电容器充电，作为高电位驱动电路的电源，能有效简化驱动电路的电源的复杂性，此为本实用新型的另一目的。

下面就结合附图，对本实用新型的详细构造、应用原理、作用与功能做进一步的说明：

图1是常见步进马达控制电路结构的说明图；

图2是本实用新型的基本结构示意图；

图3是本实用新型在步进马达线圈激磁时，开关晶体动作示意图；

图4是本实用新型在自保持电流回路的开关晶体动作情形示意图；

如图1所示，其为常见的步进马达控制电路结构，其构成情形以及其缺点，已如前所述，此处不再重复叙述。

图2是本实用新型的基本结构示意图，由该图所示，可以明显地看出，本实用新型主要是在步进马达的线圈二端各以开关晶体衔接至电源高电位，另以开关晶体经由一感应电阻衔接至低电位的地点，每一开关晶体都由一驱动电路控制，其中驱动电路IC的型号为381。而其中高电位的开关晶体与低电位的开关晶体间原存有电位差，故位于高电位的驱动电路无法与低电位侧的驱动电路共同使用同一电压的电源，因此由一二极管D1、D2衔接原低民位侧的驱动电压，使之充电的电容器C1、C2后连接至高电位驱动电路的电源端，使之获取足以控制高电位开关晶体的电源电压。