專利名稱：一種兩相步進電機控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機控制電路，尤其是涉及一種兩相步進電機控制電路。
背景技術：
目前汽車電子產品中直流電機應用十分廣泛，但是步進電機以它的控制精確而越來越受到大家青睞。兩相步進電機結構簡單，在車載空調風門應用上得到了很大推廣，同時各個品牌的步進電機驅動芯片也應運而生。雖然其使用方便，但是在產品成本上及芯片使用的靈活性上存在很多弊端，如保護點的設置、外圍負載工作真實情況的反應等。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種電路結構簡單、成本低、保護機制完善、對步進電機精確定位的兩相步進電機控制電路。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現一種兩相步進電機控制電路，其特征在于，包括依次連接的控制模塊、驅動保護模塊、堵轉檢測模塊。所述的控制模塊包括四組達林頓陣列，其中每組達林頓陣列包括NPN型三極管 Qa、PNP型三極管Qb ；所述的NPN型三極管Qa設有基極、發射極、集電極，其基極為輸入端，發射極接地；所述的PNP型三極管Qb設有基極、發射極、集電極，其基極與NPN型三極管Qa的集電極連接，其發射極與外部電源連接，其集電極與驅動保護模塊的輸入端連接。所述的驅動保護模塊包括四組單獨的驅動保護單元，其中每個驅動保護單元包括 MOSFET, NPN型三極管Qc、PNP型三極管Qd、電阻Ra、電阻Rb、電阻Re、穩壓管Da ；所述的MOSFET包括柵極、漏極、源極，其柵極通過電阻Ra與控制模塊的輸出端連接，其漏極通過電阻Rc與步進電機線圈連接，其源極接地；所述的NPN型三極管Qc包括基極、發射極、集電極，其發射極接地，其集電極與穩壓管Da的負極連接；所述的PNP型三極管Qd包括基極、發射極、集電極，其基極與MOSFET的漏極連接， 其發射極與步進電機線圈連接，其集電極與NPN型三極管Qc的基極連接；所述的穩壓管Da的正極接地，所述的穩壓管Da的負極與MOSFET的柵極連接；所述的電阻Rb接在穩壓管Da兩端。所述的堵轉檢測模塊包括運算放大器、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻 R16 ；所述的運算放大器的反向輸入端依次通過電阻R13、電阻R12與步進電機線圈連接，所述的運算放大器的同向輸入端通過電阻R14與步進電機線圈連接，所述的運算放大器的輸出端通過電阻R16與運算放大器的反向輸入端連接；所述的電阻R15 —端與運算放
3大器的同向輸入端連接，另一端接地。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點1、電路結構簡單，成本低，完全可以替代驅動芯片。2、保護機制完善，可以根據不同負載調整保護點。3、對步進電機精確定位。
圖1為本實用新型的結構框圖；圖2為本實用新型的控制模塊結構框圖；圖3為本實用新型的驅動保護模塊結構框圖；圖4為本實用新型的具體電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖1所示，一種兩相步進電機控制電路，包括依次連接的控制模塊1、驅動保護模塊2、堵轉檢測模塊3。如圖2所示，所述控制模塊包括四組達林頓陣列，分別為達林頓陣列一、達林頓陣列二、達林頓陣列三、達林頓陣列四，每組包括一個NPN型三極管、一個PNP型三極管。如圖3所示，所述驅動保護模塊由四組單獨的驅動保護單元組成，每組由一個N溝道MOSFET、一個NPN型三極管、一個PNP型三極管、三個電阻、一個穩壓二極管構成。所述堵轉檢測電路包括一個運算放大器(OPl)，五個電阻(R12、R13、R14、R15、 R16)。如圖4所示，其中標號如下Ql、Q8、Q13、Q20 控制開關管，Q2、Q9、Q14、Q21 驅動三極管，Rl、R9、R19、R27 限流電阻，R2、R10、R20、R28 分壓電阻，D1、D3、D6、D9 穩壓管，Q4、Q11、Q16、Q23 電機驅動管，R3、 RlU R12、R21、R29 采樣電阻，Q3、Q10、Q15、Q22、Q5、Q12、Q17、Q18 保護三極管，R13、R14、 R15、R16放大匹配電阻。所述控制模塊包括四個NPN型三極管Q1、Q8、Q13、Q20，四個PNP型三極管Q2、Q9、 Q14、Q21 ；所述驅動保護模塊包括四個N溝道M0SFETQ4、Ql 1、Q16、Q23，四個NPN型三極管 Q3、Q10、Q15、Q22，四個 PNP 型三極管 Q5、Q12、Q17、Q18，十二個電阻 R1、R2、R3、R9、R10、R11、 R19、R20、R21、R27、R28、R29，四個穩壓管Dl、D3、D6、D9 ；所述堵轉檢測模塊包括一個運算放大器 0P1，五個電阻 R12、R13、R14、R15、R16。其中，控制模塊具體如下CPU微控制器與第一三極管Q1、第八三極管Q8、第十三三極管Q13、第二十三極管Q20的基極相連，第一三極管Q1、第八三極管Q8、第十三三極管Q13、第二十三極管Q20的發射極與地相連，第一三極管Q1、第八三極管Q8、第十三三極管Q13、第二十三極管Q20的集電極分別與第二三極管Q2、第九三極管Q9、第十四三極管 Q14、第二十一三極管Q21的基極相連，第二三極管Q2、第九三極管Q9、第十四三極管Q14、第二十一三極管Q21的發射極與電源相連。
4[0034]其中，所述驅動保護模塊具體如下第二三極管Q2、第九三極管Q9、第十四三極管Q14、第二十一三極管Q21的集電極分別經過第一電阻R1、第九電阻R9、第十九電阻 R9、第二十七電阻R27與第四MOSFET柵極、第i^一 MOSFET柵極、第十六MOSFET柵極、第二十三MOSFET柵極相連，第四M0SFETQ4、第^^一 M0SFETQ11、第十六M0SFETQ16、第二十三 M0SFETQ23源極與地相連，第四M0SFETQ4、第^^一 M0SFETQ11、第十六M0SFETQ16、第二十三 M0SFETQ23漏極分別經過第三電阻R3、第i^一電阻Rll、第二^^一電阻R21、第二十九電阻 R29與步進電機線圈相連，第五三極管Q5、第十二三極管Q12、第十七三極管Q17、第十八三極管Q18的基極與發射極分別與第三電阻、第十一電阻、第二十一電阻、第二十九電阻兩端相連，第五三極管Q5、第十二三極管Q12、第十七三極管Q17、第十八三極管Q18的集電極分別與第三三極管Q3、第十三極管Q10、第十五三極管Q15、第二十二三極管Q22基極相連，第三三極管Q3、第十三極管Q10、第十五三極管Q15、第二十二三極管Q22發射極與地相連，第二電阻R2、第十電阻R10、第二十電阻R20、第二十八電阻似8兩端分別與第一穩壓管D1、第三穩壓管D3、第六穩壓管D6、第九穩壓管D9正負極相連，并且正極接地，第一穩壓管D1、第三穩壓管D3、第六穩壓管D6、第九穩壓管D9負極分別與第三三極管Q3、第十三極管Q10、第十五三極管Q15、第二十二三極管Q22集電極和第四MOSFET柵極、第i^一 MOSFET柵極、第十六MOSFET柵極、第二十三MOSFET柵極相連。其中，所述堵轉檢測模塊的第一運算放大器OPl反相輸入端通過第十三電阻R13 與串聯在電路中的第十二電阻R12與電源相連，第一運算放大器OPl同相輸入端通過第十四電阻R14與串聯在電路中的第十二電阻R12另一端相連，第十五電阻R15 —端與第一運算放大器OPl同相輸入端相連，另一端接地，第一運算放大器OPl輸出端通過第十六電阻 R16與第一運算放大器OPl反相輸入端相連。本實用新型工作原理如下當電路正常工作時，通過MCU輸出四路脈沖信號，控制由第一三極管Q1、第八三極管Q8、第十三三極管Q13、第二十三極管Q20和第二三極管Q2、第九三極管Q9、第十四三極管Q14、第二十一三極管Q21組成的達林頓管工作在導通與截止狀態，經過第一電阻R1、 第九電阻R9、第十九電阻R9、第二十七電阻R27和第二電阻R2、第十電阻R10、第二十電阻 R20、第二十八電阻似8分壓后，控制第四M0SFETQ4、第^^一 M0SFETQ11、第十六M0SFETQ16、 第二十三M0SFETQ23開啟、關閉，驅動步進電機細分步進轉動。當由于電機內部或接線誤接造成短路時，流經采樣電阻第三電阻R3、第十一電阻 R11、第二十一電阻R21、第二十九電阻R29的電流增大，當采樣電阻壓降達到第五三極管 Q5、第十二三極管Q12、第十七三極管Q17、第十八三極管Q18的導通條件時，輸出高電平使第三三極管Q3、第十三極管Q10、第十五三極管Q15、第二十二三極管Q22導通，將MOSFET控制電壓拉低，截止停止工作。當風門電機由于阻擋而發生堵轉時，電機等效于純阻性負載，流過電機供電線的電流增大，此電流通過采樣第十二電阻R12轉化為電壓量，經過第一運算放大器放大適當倍數，反饋給CPU處理器做判斷，暫停控制輸出，記錄此時電機位置，達到定位電機位置的目的。
權利要求1.一種兩相步進電機控制電路，其特征在于，包括依次連接的控制模塊、驅動保護模塊、堵轉檢測模塊。
2.根據權利要求1所述的一種兩相步進電機控制電路，其特征在于，所述的控制模塊包括四組達林頓陣列，其中每組達林頓陣列包括NPN型三極管Qa、PNP型三極管Qb ；所述的NPN型三極管Qa設有基極、發射極、集電極，其基極為輸入端，發射極接地；所述的PNP型三極管Qb設有基極、發射極、集電極，其基極與NPN型三極管Qa的集電極連接，其發射極與外部電源連接，其集電極與驅動保護模塊的輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的一種兩相步進電機控制電路，其特征在于，所述的驅動保護模塊包括四組單獨的驅動保護單元，其中每個驅動保護單元包括M0SFET、NPN型三極管Qc、 PNP型三極管Qd、電阻Ra、電阻Rb、電阻Re、穩壓管Da ；所述的MOSFET包括柵極、漏極、源極，其柵極通過電阻Ra與控制模塊的輸出端連接，其漏極通過電阻Rc與步進電機線圈連接，其源極接地；所述的NPN型三極管Qc包括基極、發射極、集電極，其發射極接地，其集電極與穩壓管 Da的負極連接；所述的PNP型三極管Qd包括基極、發射極、集電極，其基極與MOSFET的漏極連接，其發射極與步進電機線圈連接，其集電極與NPN型三極管Qc的基極連接；所述的穩壓管Da的正極接地，所述的穩壓管Da的負極與MOSFET的柵極連接；所述的電阻Rb接在穩壓管Da兩端。
4.根據權利要求1所述的一種兩相步進電機控制電路，其特征在于，所述的堵轉檢測模塊包括運算放大器、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16 ；所述的運算放大器的反向輸入端依次通過電阻R13、電阻R12與步進電機線圈連接，所述的運算放大器的同向輸入端通過電阻R14與步進電機線圈連接，所述的運算放大器的輸出端通過電阻R16與運算放大器的反向輸入端連接；所述的電阻R15—端與運算放大器的同向輸入端連接，另一端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種兩相步進電機控制電路，包括依次連接的控制模塊、驅動保護模塊、堵轉檢測模塊；所述的控制模塊包括四組達林頓陣列，其中每組達林頓陣列包括NPN型三極管Qa、PNP型三極管Qb；所述的驅動保護模塊包括四組單獨的驅動保護單元，其中每個驅動保護單元包括MOSFET、NPN型三極管Qc、PNP型三極管Qd、電阻Ra、電阻Rb、電阻Rc、穩壓管Da；所述的堵轉檢測模塊包括運算放大器、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16。與現有技術相比，本實用新型具有電路結構簡單、成本低、保護機制完善、對步進電機精確定位等優點。
文檔編號H02H7/085GK202150825SQ20112021719
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月24日 優先權日2011年6月24日
發明者張海煥, 徐胡友, 李兵 申請人:上海航天汽車機電股份有限公司