運動控制專用集成電路及應用（續4）
譚建成（廣州電器科學研究所）
【摘 要】本文為“運動控制專用集成電路及應用（續3）”（見1993年《微電機》第1期）的續篇，介紹一種適用于小功率步進電動機雙極性驅動的pbl3717a單片集成電路的工作原理，步進電動機3種運行方式的實現和微步距控制。
【敘 詞】集成電路步進電動機驅動電路原理組雙極性激勵。
4 pbl3717a步進電動機驅動器
pbl3717a是一種適用于小功率步進電動機雙極性驅動的單片集成電路。利用若干pbl3717a和微型計算機，以及少量外圍元件，可以控制和驅動兩相或多相混合式步進電動機，其驅動方式為電流斬波控制。內含h橋功率放大級，工作于開關狀態，適用于每相工作電壓10～46v、****電流小于ia的繞
使用環境溫度0～70℃。16腳雙列直插式封裝，當印刷電路板上有面積為20cm2、厚度為35mm覆銅板作散熱片時，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
·單穩態電路
·過熱保護電路
4.1電路工作原理
由4個晶體管組成h全橋功率開關電路，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外接步進電動機的一相繞組，其電流流經16啷的電阻，電流信號經rece濾波后從10腳送給電流比較器電路（參見圖2）。4個功率晶體管均并聯有快速保護二極管，為繞組提供續流回路。繞組電流的流向是由8腳的phase信號決定的。它使用ttl電平的控制信號。當高電平時，電流由outa流向outb。此時a半橋上橋臂晶體管持續導通，a半橋的下橋和b半橋的上橋臂晶體管持續截止，b半橋的下橋臂晶體管同時受到單穩態電路來的脈寬調制信號的控制，此信號高電平時晶體管截止，低電平時導通，對繞組電流進行斬波控制，使它維持于一定的平均值內。當phase為低電平時，繞組電流流向相反。phase輸入后經過斯密特觸發電路，具有良好的噪聲抑制作用．還有時延電路，避免h橋開關過程中上下橋臂晶體管的直通短路。
輸入控制信號i0（9腳）和i1（7腳）的4種組合邏輯狀態，對3個比較器選通，在它們的作用下，實現對繞組電流的數字控制，見附表。
3個比較器的同相輸入端為反饋電流信號，而參考輸入端的參考電壓是從11腳ref輸入電壓(應用時可接至+5v)經電阻分壓得到。由圖中分壓電阻可知，從上到下3個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，當繞組電流流過檢測電阻，電流信號上升到超過參考電壓，比較器翻轉，輸出高電平，觸發單穩態電路，形成一定脈寬toff的脈沖信號，對下橋臂晶體管進行調制，它決定了下橋臂晶體管的截止時間。toff由2腳的外接阻容網絡參數決定，有：
電機的繞組電流由脈沖的占空比和繞組參數決定。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pbil3717a可組成一個驅動兩相混合式步逆電動機的微機控制系統．由微型計算機的軟件沒汁．以正確的i0、i1和phase時序可以實現步進電動機的3種運行方式。
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、b表示反向電流工作．可實現四拍整步工作方式： |
