功率驱动电路

驱动器的主回路采用交—直—交电压型逆变器形式，由整流滤波电路、三相逆变器以及步进电机等组成。整流滤波电路构成直流电压源，完成200V、50Hz交流电源到直流电源的变换。逆变器实现从直流电到变频变压交流电的转换，为三相混合式步进电机的定子绕组提供要求的交流电流。逆变器由仙童公司生产的六只G30N60B3DMOS管组成，构成三相逆变桥，驱动器采用两只电阻检测步进电机相电流的瞬时值。功率驱动电路的核心是功率模块（MOS管），MOS管与电流追踪型PWM输出之间必须通过专用高速光耦连接，根据MOS管的过流值和电机峰值线电流的峰值小于MOS管的最大电流值。本设计中电机最大相电流为8.1A，该电流是相电流的有效值，峰值相电流为11.312A(即8.1sqrt（2）)。此外，电机绕组在三角形接法时，线电流是相电流的三倍，所以线电流峰值为19.6A。由G30N60B3D PDF文档知，其最大流值为30A，故可以保证正常使用。正常工作要求适当的散热设计保证内部结温永远小于150℃，因此要外加散热器并强制风冷，以保证MOS管正常工作。

并口通讯

为了避免在控制过程中停电或者其它特别原因掉电时造成损失，使用带电RAM存储电机位置，保证来电后工件可继续完成加。并口RAM比传统使用的E2PROM速度传输更快更可靠，可更有效的记录电机运行状态，但占用的I/O口较多，这里CPU有足够的资源可以使用。

控制软件流程

图4示出主程序流程图，图5示出定时中断流程图。为减少功耗和保护电机，设置了自动半电流功能（静态锁轴或没有脉冲输入时电流减半），它由滞环比较器自动进行调节。

性能指标及目前的应用情况

设计后所达到的性能指标：

·输入交流电压可为90V~275V；

·输入信号采用光电隔离；

·采用IGBT为输出级的功率电子开关；

·SVPWM（正弦空间矢量脉宽调制），三相恒流标准正弦波输出，三角载波频率为20kHz；

·自动半电流锁定；

·断电保护功能（断电自动相位记忆功能）；

·电流控制灵活可选（2.0A~8.1A），适配86、90、110、130座号的三相各系列电机；

·脱机（FREE）功能；

·噪音低、发热量小、效率高、运行特性良好；

·本驱动器为单脉冲（P+D）控制模式；

·目前所做的最大细分数为16000p/r，最小为600p/r，主要由用户而定，可以做得更小也可以做得更大。

    结语

    实践证明本文所讲的驱动方法其适应性很强，基本上可以适应所有的三相混合式步进电机。特别对三相绕组星形接法，低频时运行平稳，无振荡，有效地抑制了振荡、噪音。另外，驱动器内部设计多种保护电路，使整个驱动器的可靠性大大提高。