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一份步进电机驱动器整机电路图

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标签: 步进电机驱动器

在由上位机或PLC为主的工控系统中,尤其是在对各种机械设备的控制中,常常看到PLC、触摸屏、伺服电机驱动器、伺服电机或步进电机驱动器、步进电机的组合应用。对于伺服电机和步进电机,由于结构简单,原理上也不是太复杂,看到实物,再配合应用,就了解了。但对电机驱动器的结构和电路,限于各种条件,就难以知道其“本来面目”了。本人由于工作关系,接手了一台需维修的步进电机驱动器,又由于维修的需要,测绘了步进电机的整机电路图,浏览之下,就知道步进电机驱动器是个怎么回事了。在此将整机全图奉献于大家。

一份步进电机驱动器整机电路图(原创) 在由上位机或 PLC 为主的工控系统中,尤其是在对各种机械 设备的控制中,常常看到 PLC、触摸屏、伺服电机驱动器、伺服 电机或步进电机驱动器、步进电机的组合应用。对于伺服电机和 步进电机,由于结构简单,原理上也不是太复杂,看到实物,再 配合应用,就了解了。但对电机驱动器的结构和电路,限于各种 条件,就难以知道其“本来面目”了。 本人由于工作关系,接手了一台需维修的步进电机驱动器, 又由于维修的需要,测绘了步进电机的整机电路图,浏览之下, 就知道步进电机驱动器是个怎么回事了。在此将整机全图奉献于 大家。 整机全图共 4 张。 第一张图:步进电机驱动的主电路和开关电源电路。步进电 机驱动器的功率输出电路的形式同变频器主电路是相似的。每一 路皆由两只 IGBT 管子做推挽式输出,在管子上也反向并联了二 极管,以提供反向电流的通路,进而保护 IGBT 管子的安全。IGBT 管子的过流保护信号由 AR1、BR1 两只电阻上取得,此两只电阻 将流经 IGBT 管子的电流信号转化为电压信号,经后级保护电路 处理,送入单片机。开关电源输出的+5V,作为单片机的电源。 另外,+5V、-5V 还作为保护电路的双电路供电。一路+15V 电源, 经 PIC 和 PT1 转化为四路 15V 电源,供四路驱动电路用。 第二张图:驱动电源及端子信号来源。由电源板来的+15V 电 源,经 NE555 时基电路振荡逆变,开关变压器 PT1 四个次级绕组 输出四组互相隔离的 15V 直流电压,供驱动 IC 的供电; 第三张图:步进电机驱动器的脉冲驱动电路及步时电机的工 作电流设定电路等。驱动 IC 采用 IS2110S 专用的驱动芯片,单片 机输出的四路脉冲信号经由 74LS08 四二输入与门电路处理后,送 入四片 IS2110S 驱动电路,经光电隔离和功率放大后,送放逆变 功率电路,输入步进脉冲到步时电机; 第四张图:CPU(单片机)电路和控制端子内电路图。步进 电机驱动器是由单片机生成四路脉冲信号,经后续电路驱动功率 输出电路,进而驱动步进电机的。该图将单片机的 O/I 口都详细 标出,便于进行分析原理和故障检测。控制端子,除步进脉冲和 方向电平信号输入外,还提供步进驱动器的故障信号输出,用于 故障状态的显示等。 1 P 2 PW5 3 PW5 1/9 PW5 12/13 N PW5 R3 101 D1 RB1 223 R2 101 D2 RB2 223 G60Nx8 AT1 C1 AT2 C2 AR1 1R6W FC2 250V8A SL AC1 F1 AC85-2 35V u 10D47k AC2 PE MUR3060PTx4 8 PW5 A1 AD1 7/10 PW5 6 PW5 PW5 13/12 R39 101 D3 RB3 223 R40 101 D4 RB4 223 AT3 C23 AT4 C24 P TOP223Y 2 3 1 N R1 33R 1C6 + 47u 25V CD3 1C2 1 222 1kV KBPC1010 3 2 P E1 560u 450V N1 SC21 L2 19 PW5 A2 AD2 20 PW5 18 PW5 17/16 PW5 R4 101 D5 RB5 223 R5 101 D2 RB6 223 BT1 C4 BT2 C3 BR1 1R6W 25 PW5 B1 24 PW5 BD1 23 PW5 PW5 16/17 R4 101 D7 RB7 223 R42 101 D8 RB8 223 BT3 C25 BT4 C26 B2 BD2 SD2 T1 79L05 1 Vin VOLVTRouEtG 3 -5V GND 47k 103 1W 1kV 1D2 SC1 SC7 470u 25V 2 SC6 470u 25V 27R 1W SC9 5R5 101 5R4 511 TL431 +5V R52 152 5R3 152 1D1 1C7 SD1 SC2 470u 35V 27R 1W SD3 5C2 470u 25V 7815CT SC4 1 Vin VOLVTRouEtG 3 GND SC3 SC5 2 SC4 470u 25V 222 1kV +5V 5C4 5C3 470u 5C5 25V +15V FAN 4 N CQA36X8A步进电机驱动器电路 开关电源/主电路图 2 +15V PL1 PE1 47u 25V +15V PC11 PT1 PIC NE555 PC1 47u 8 VCC 4 RST 25V PR1 7 DHE 3 OUT 102 PR2 6 TSD 5 CTL PC10 PD2 222 PC11 2 TGR 1 GND PC9 PC2 47u 25V PT1 1 Vin Vout 3 GND 78L15 2 PC5 47u 25V PT2 1 Vin Vout 3 GND 78L15 2 PC6 47u 25V E2 C2 47u 25V E3 C3 47u 25V PC3 PC3 47u 25V PT3 1 Vin Vout 3 GND 78L15 2 PC7 47u 25V E4 C4 47u 25V 驱动/电源板: H2P-8AH.PCB P 222 N 1kV 2 3 1/9 12 8 10/7 PD1 PT4 1 Vin Vout 3 GND PC4 47u 78L15 2 PC8 E5 C5 PI 25V 47u 47u 25V 25V PV 6 13 19 20 18 16 25 24 23 17 4 5 14 15 21 22 CPU主板: H2C40XV.PCB Ver2.1 相 A 相 脉 脉 冲 冲 A 相 A 相 A 相 B 相 脉 脉 脉 脉 冲 冲 冲 冲 B 相 B 相 脉 脉 冲 冲 B Vc1 Vs1 Vc2 Vs2 Vc3 Vs3 Vc4 Vs4 11 26 27 Nc GND +15V +5V -5V 28 29 30 31 32 +15V +5V -5V 4-OUT/BT4 3-OUT/BT3 2-OUT/BT2 1-OUT/BT1 4-OUT/AT4 3-OUT/AT3 2-OUT/AT2 1-OUT/AT1 CQA36X8A步进电机驱动器电路 驱动电源及信号端子去向 3 +5V E10 C36 47u 25V IC10 TLC7528C 20 outB Agnd 1 19 rebB outA 2 18 refB rfbA 3 17 Vdd refA 4 18 16 wr Dend 5 30 43 15 cs dacA /dacB 6 14 db0 db7 7 42 13 db1 db6 8 41 12 db2 db5 9 40 11 db3 db4 10 CPU R34 223 31 36 37 38 39 CPU 201x4 IC8 R19 14051B R18 1 io4 Vdd 16 R17 2 io6 io2 15 C6 3 o/i io1 14 4 io7 io0 13 R16 5 io5 io3 12 6 inh a 11 29 CPU 7 Vee b 10 8 Vss c 9 R15 112 +5V CPU +5V 24 201x4 25 R21 26 R22 27 R1 28 R20 R23 R25 R24 103x3 +5V IC7 BMK-8 E1 1u +5V CPU 6 E7 470u25V C27 C29 C31 C33 + +15V 14 1 Vcc 1A 1Y 3 1B 2 E7 E12/47u25V +5V IC9 5 NE555 C41 8 VCC 4 RST R26 470u 35V C7 103 7 DHE 3 OUT D1 2 TGR 5 CTL 3 4 2A 2Y 6 5 2B 9 1A 1Y 8 1B 10 C16 R27 333 D2 6 TSD 1 GND 12 2A 2Y 11 C17 4 2B 13 GND +5V PW1 R8 12 +5V C23 7 WR1 +5V RF1 13 202 682 C18 6 8 R36 7 103 2 822 R39 153 1 5 4 3 R40 2 8 1 C8 3 C12 IC2 14 Vcc 4 1PR C20 1Q 5 1 1CLR 3 1CLK 1Q 6 Nc IC3 DM74LS08M -5V IC13 LM358/1 R6 IC13 332 LM358/1 16 472 R9 LM393 6 2 1D 17 202 C9 7 +5V 10 2PR PW1 5 4 2Q 9 WR2 +5V RF2 C13 13 2CLR C21 682 C19 6 8 R37 103 7 2 822 R41 472 R42 1 +5V R28 223 11 2CLK 2Q 8 Nc 12 2D 7 GND 5 4 IC12 -5V LM358/1 153 3 R14 IC12 332 LM358/1 16 R29 CPU/2 103 N1 J3 IC5 CQA36X8A步进电机驱动器电路 驱动/保护电路 74HL74 ICA IR2110S 16 Nc LO 1 15 Vss COM 2 14 LIN Vcc 3 13 SD Nc 4 12 HIN Nc 5 11 Vdd VS 6 10 Nc VB 7 9 Nc HO 8 ICC IR2110S 16 Nc LO 1 15 Vss COM 2 14 LIN Vcc 3 13 SD Nc 4 12 HIN Nc 5 11 Vdd VS 6 10 Nc VB 7 9 Nc HO 8 ICB IR2110S 16 Nc LO 1 15 Vss COM 2 14 LIN Vcc 3 13 SD Nc 4 12 HIN Nc 5 11 Vdd VS 6 10 Nc VB 7 9 Nc HO 8 ICD IR2110S 16 Nc LO 1 15 Vss COM 2 14 LIN Vcc 3 13 SD Nc 4 12 HIN Nc 5 11 Vdd VS 6 10 Nc VB 7 9 Nc HO 8 PW1 6 AT4 +15V C26 C28 C30 C32C34 Vs1 3 Vc1 PW1 2 AT1 PW1 PW1 1 AT2 Vs2 7 Vc2 PW1 8 AT3 PW1 PW1 23 BT4 Vs3 20 Vc3 PW1 19 BT1 PW1 PW1 18 BT2 Vs4 24 Vc4 PW1 25 BT3 PW1 4 步进脉冲 P2/CZ R13 CP1 R12 方向电平 DIR/CP2 脱机电平 FREE 节能电平 SP 信号公共+ OPTO R11 R10 361x4 IC6 TCP521-4 1 io4 Vdd 16 2 io6 io2 15 3 o/i io1 14 4 io7 io0 13 5 io5 io3 12 6 inh a 11 7 Vee b 10 8 Vss c 9 +5V 13 1A 14 Vcc 12 1Y Nc 11 5A 10 5Y 1 1A 2 1Y 9 4A 3 2A 4 2Y 5 3A 7 GND IC4 74LS14M 8 4Y 6 3Y 故障输出C OUT-C 故障输出E OUT-E DOG CD4060BM Nc 1 Q12 Vdd 16 Nc 2 Q13 Q10 15 Nc 3 Q14 Q8 14 Nc 4 Q6 Q9 13 Nc 5 Q5 R 12 Nc 6 Q7 o1 11 Nc 7 Q4 o0 10 8 Vss o0 9 +5V IC14 R2-R5 202x4 +5V +5V R7 201 原点指示 LED3 R30 N2 03 103 P521 R43 103 R44 N4 431 J3 电源指示 R7 +5V 原点指示 201 LED1 C24 +5V C1 Nc + 47u R33 201 LED2 R30 N3 03 103 DD2 Nc 25V DC1 DD1 DR5 474 DR6 473 DC3 DC2 DR4 103 DR3 333 DR1 25V DR1 + C1 333 22u 25V + E9 47u 25V +5V C25 CQA36X8A步进电机驱动器电路 CPU I/O电路/控制端子电路 11 P3.0/RXD 12 Nc 13 P3.1/TXD 14 P3.2/INT0 15 P3.3/INT1 16 P3.4/T0 19 P3.7/RD 17 P3.5/T1 10 RST 9 P1.7 44 Vcc 1 Nc 22 GND 23 Nc 34 Nc 35 EA/VPP CPU AT89C51 PLCC-44 +5V XTAL2 20 XTAL1 21 P2.0/A8 24 P2.1/A9 25 P2.2/A10 26 P2.2/A11 27 P2.4/A12 28 P3.6/WR 18 P2.6/A14 30 P2.7/A15 31 P0.7/AD7 36 P0.6/AD6 37 P0.5/AD5 38 P0.4/AD4 39 P0.3/AD3 40 P0.2/AD2 41 P0.1/AD1 42 P0.0/AD0 43 P2.5/A13 29 P1.1 3 P1.2 4 P1.3 5 P1.4 6 P1.0 2 P1.5 7 P1.6 8 PSEN 32 ALE/PROG 33 X1 C15 DX20.000 C14 BMK开关设定输入 去IC10 去IC8/电流设定输入 BT4/BT1 BT2/BT3 步进脉冲输出 AT4/AT1 AT2/AT3 Nc Nc Nc Nc Nc 5 本人只是从电路结构出发,做了一个电路原理的简单介绍,详尽的电路原理及信号流程和故障检修,请自行分析。 因电路是仓促中测绘而成,一经修复即为用户取回。未及细致核对,可能存在错误之处,望指正。 再者,这只为一个硬件电路,从维修上是很有必要的。但要了解其工作控制过程,需配合对步进电机的实际应用来加深认识。 旷野之雪 2008 年 12 月 28 日 6
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