基于單片機(jī)與CPLD的步進(jìn)電機(jī)PWM驅(qū)動技術(shù)

電流控制采用芯片TL084B實現(xiàn)。該芯片內(nèi)部誤差放大器將電流給定和電流反饋進(jìn)行比較，再和基準(zhǔn)三角波進(jìn)行作用，經(jīng)過電流調(diào)節(jié)后輸出PWM信號，如圖4所示，輸出端得到脈寬調(diào)制信號。

2.2功率驅(qū)動電路

功率驅(qū)動電路采用三菱公司的IPM功率模塊PS21564。PS21564是專用的電機(jī)控制器，適用于三相步進(jìn)電機(jī)控制。他內(nèi)部有三個相互獨立的高低端輸出通道，可以驅(qū)動工作電壓不高于600 V的MOSFET和IGBT。他自身的工作電源電壓范圍13.5～16.5 V，輸出驅(qū)動信號電壓為20 V，輸出最大正向峰值電流為30 A，他的輸出驅(qū)動信號的最小上升時間為600 ns，最小下降時間為300 ns，可以在較高的頻率下工作。通過外接采樣電阻，當(dāng)被驅(qū)動器件過流時，內(nèi)部的過流保護(hù)電路就會封鎖輸出，從而保護(hù)功率器件不被損壞。應(yīng)用HVIC實現(xiàn)集成電平轉(zhuǎn)移，高電平導(dǎo)通邏輯，可與DSP／MCU接口兼容。智能IPM功率模塊內(nèi)置短路、欠壓保護(hù)電路，輸入信號端內(nèi)置下拉電阻，外部無須再下拉電阻，熱阻低，易于散熱，2 500 V絕緣耐壓，驅(qū)動電路如圖5所示。

信號在CPLD內(nèi)轉(zhuǎn)化為PS21564所需要的六路橋，經(jīng)74HC14反相器輸入到PS21564，處理轉(zhuǎn)換成U，V，W來驅(qū)動電機(jī)。FO引腳為故障輸出，當(dāng)為低電平時反饋給CPLD報警信號，CPLD收到信號后，關(guān)斷u_down，u_up，v_down，v_up，w_down，w_up，停止信號的傳送。

3結(jié) 語

利用本文設(shè)計的驅(qū)動器帶動90BYG306三相混合步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行試驗，三相繞組用三角形接法，采用交流伺服控制原理，在控制方式上增加了全數(shù)字式電流環(huán)控制，三相正弦電流驅(qū)動輸出，使三相混合式步進(jìn)電機(jī)低速無爬行、無共振區(qū)、噪音小。該系統(tǒng)具備細(xì)分和半流功能，多種細(xì)分選擇，最小步矩角可設(shè)置為0.036°。采用細(xì)分驅(qū)動后扭矩波動大大減小，從而消除了低頻振蕩對系統(tǒng)的影響，同時降低了高頻失步對系統(tǒng)的影響。單片機(jī)程序由ICCAVR編寫，復(fù)雜可編程邏輯器件程序由ISE 9.1i編寫。由于步矩角減小電機(jī)分辨率高，波形輸出穩(wěn)定，電機(jī)運行更平滑，噪聲更小電機(jī)驅(qū)動平穩(wěn)。另外驅(qū)動電路具備短路、過壓、欠壓、過熱等保護(hù)功能，可靠性高.