運(yùn)動(dòng)控制專用集成電路及應(yīng)用（續(xù)4）
譚建成（廣州電器科學(xué)研究所）
【摘 要】本文為“運(yùn)動(dòng)控制專用集成電路及應(yīng)用（續(xù)3）”（見1993年《微電機(jī)》第1期）的續(xù)篇，介紹一種適用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)雙極性驅(qū)動(dòng)的pbl3717a單片集成電路的工作原理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)3種運(yùn)行方式的實(shí)現(xiàn)和微步距控制。
【敘 詞】集成電路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理組雙極性激勵(lì)。
4 pbl3717a步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器
pbl3717a是一種適用于小功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)雙極性驅(qū)動(dòng)的單片集成電路。利用若干pbl3717a和微型計(jì)算機(jī)，以及少量外圍元件，可以控制和驅(qū)動(dòng)兩相或多相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)方式為電流斬波控制。內(nèi)含h橋功率放大級(jí)，工作于開關(guān)狀態(tài)，適用于每相工作電壓10～46v、****電流小于ia的繞
使用環(huán)境溫度0～70℃。16腳雙列直插式封裝，當(dāng)印刷電路板上有面積為20cm2、厚度為35mm覆銅板作散熱片時(shí)，其熱阻約為40℃/w。原理方框圖見圖1，其主要組成部分包括：
·輸入邏輯電路
·輸出h全橋電路
·電平比較電路
·單穩(wěn)態(tài)電路
·過熱保護(hù)電路
4.1電路工作原理
由4個(gè)晶體管組成h全橋功率開關(guān)電路，輸出端為outa（15腳）和outb(16腳)。它們的下橋臂晶體管為共發(fā)射極，從16腳引出，可外接一電阻至地，作電流檢測用。outa和outb外接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一相繞組，其電流流經(jīng)16啷的電阻，電流信號(hào)經(jīng)rece濾波后從10腳送給電流比較器電路（參見圖2）。4個(gè)功率晶體管均并聯(lián)有快速保護(hù)二極管，為繞組提供續(xù)流回路。繞組電流的流向是由8腳的phase信號(hào)決定的。它使用ttl電平的控制信號(hào)。當(dāng)高電平時(shí)，電流由outa流向outb。此時(shí)a半橋上橋臂晶體管持續(xù)導(dǎo)通，a半橋的下橋和b半橋的上橋臂晶體管持續(xù)截止，b半橋的下橋臂晶體管同時(shí)受到單穩(wěn)態(tài)電路來的脈寬調(diào)制信號(hào)的控制，此信號(hào)高電平時(shí)晶體管截止，低電平時(shí)導(dǎo)通，對繞組電流進(jìn)行斬波控制，使它維持于一定的平均值內(nèi)。當(dāng)phase為低電平時(shí)，繞組電流流向相反。phase輸入后經(jīng)過斯密特觸發(fā)電路，具有良好的噪聲抑制作用．還有時(shí)延電路，避免h橋開關(guān)過程中上下橋臂晶體管的直通短路。
輸入控制信號(hào)i0（9腳）和i1（7腳）的4種組合邏輯狀態(tài)，對3個(gè)比較器選通，在它們的作用下，實(shí)現(xiàn)對繞組電流的數(shù)字控制，見附表。
3個(gè)比較器的同相輸入端為反饋電流信號(hào)，而參考輸入端的參考電壓是從11腳ref輸入電壓(應(yīng)用時(shí)可接至+5v)經(jīng)電阻分壓得到。由圖中分壓電阻可知，從上到下3個(gè)比較器的分壓比分別為1：0. 60：0.19。由i0i1的選通，可以控制繞組電流有不同的值，其平均值之比接近上述比例。
在任一比較器被選通時(shí)，當(dāng)繞組電流流過檢測電阻，電流信號(hào)上升到超過參考電壓，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，形成一定脈寬toff的脈沖信號(hào)，對下橋臂晶體管進(jìn)行調(diào)制，它決定了下橋臂晶體管的截止時(shí)間。toff由2腳的外接阻容網(wǎng)絡(luò)參數(shù)決定，有：
電機(jī)的繞組電流由脈沖的占空比和繞組參數(shù)決定。同樣，改變11腳ref的大小，可以控制繞組電流。
4.2幾種工作方式
由兩個(gè)pbil3717a可組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)兩相混合式步逆電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制系統(tǒng)．由微型計(jì)算機(jī)的軟件沒汁．以正確的i0、i1和phase時(shí)序可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的3種運(yùn)行方式。
4.2.1整步（基本步距）工作方式
以a、b表示兩相繞組正向電流工作．a(chǎn)、b表示反向電流工作．可實(shí)現(xiàn)四拍整步工作方式： |
