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转子轴高速转动滤波研究

二极管桥式整流电路滤波成为直流电,经变压器降压后向UC3842提供+16V启动电压。自馈线圈上的高频电压经整流滤波后引入UC3842的引脚7提供芯片的工作电压。N型MOS管的源极串接电阻,将电流信号转换为电压信号,作为UC3842的比较电压,www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999通过不断导通和截止可对直流电压进行斩波处理,从而产生脉冲宽度可调的驱动信号,使输出到电感的峰值电流根据误差电压的情况而变化,进而使最终输出的电压稳定在某个输出值。变压器T中的线圈通过电阻进行间接采样,起到电压反馈作用,使输出电压稳定,反馈信号经过光耦隔离以消除干扰。在次级线圈得到降压后的信号后,经处理即得到24V直流电,此处引出供电接口可向执行模块供电。24V直流电进一步经过LM2596降压后,再由后级低通滤波器消除纹波,输出稳定的5V电压供主控模块和清洁模块,电流最大为1A。

 

执行模块主要为步进电机及其驱动电路。步进电机不能直接通电启动,需要专门的驱动电路提供脉冲方可运转。大功率两相混合式步进电机专用驱动芯片为核心搭建驱动电路。

 

该芯片内部包含了芯片内部包含了细分电路、斩波回流电路、输出短路保护电路、衰减调节电路和半流调节电路,采用双全桥MOSFET驱动,最高耐压达36V,工作电流1.5A,峰值电流可达2.2A,芯片内部包含自动半流锁定、温度保护和过流保护的功能,在工作时能够保证芯片不易损坏。增加供电电路、信号隔离电路,以及包括拨码开关在内的其他必需器件后,即构成整个驱动电路,如图1所示。

图1:步进电机驱动电路原理图

步进电机驱动电路原理图

驱动电路实现的功能是将从主控模块处收到的脉冲信号分配成两相绕组的相差脉冲后,再进行功率放大,最终得到能够施加到步进电机两相绕组上的功率驱动脉冲。主控模块发出的脉冲信号经6N137单通道高速光耦合器进行隔离,可防止噪声对控制信号的干扰。THB6128芯片内置的脉冲分配电路对收到的脉冲信号进行分配,确保东莞电机A相绕组的信号与B相绕组的信号之间有180°的稳定相位差。分配后的信号经功率放大后,信号幅值增加至24Vp-p,形成了可驱动步进电机转动的脉冲信号。为提高步进电机驱动精度,可采用细分驱动技术。THB6128芯片能够实现1-256八个档位的细分,相邻档位之间呈倍数关系,通过M1、M2、M3三个端口控制,可通过拨码开关进行手动调节。采用细分驱动后,单个脉冲的控制电机的精度可达0.01°。

 

本设计中,驱动电路主控模块的输入接口包含步进脉冲信号(PUL+,PUL-)、方向电平信号(DIR+,DIR-)和使能、脱机信号(EN+,EN-)。采用共阳接法,如图1所示,分别将PUL-、DIR-、EN-连接到控制系统的地端(需与电源地通过磁珠隔离),从而PUL+、DIR+、EN+在高电平时起作用。驱动器内置了光电隔离和限流电阻,接入时可不再增加限流电阻此外,由于THB6128驱动芯片在工作时会通过较大电流,因此在驱动电路工作时,该芯片会出现较严重的发热现象。www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999为保证电路正常工作,须添加散热措施,采用铝合金制散热片通过导热硅脂贴合至芯片表面,通过螺钉进行固定。散热片顶端采用通风结构,散热效果良好。