[发明专利]一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统

说明书

本申请涉及空间机电控制技术领域，具体而言，涉及一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统，包括FPGA芯片、集成H桥电路、迟滞比较器、电流控制比较电平、电流采样电阻以及电流比较控制电源，其中：FPGA芯片通过方向控制端和电流禁止端与集成H桥电路连接；迟滞比较器的输入端分别与电流采样电阻以及电流控制比较电平连接，输出端通过电流控制端与集成H桥电路连接；电流比较控制电源通过上拉电阻与迟滞比较器的输出端连接。本申请采用迟滞比较器的方式，直接将电平比较和延时功能融为一体，降低了电路规模、同时提升了电路可靠性。

技术领域

本申请涉及空间机电控制技术领域，具体而言，涉及一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统。

背景技术

空间机电控制领域，以小型化和高可靠为永恒追求。两相混合步进电机在宇航任务中因结构简单，成熟度高而得到广泛应用，恒流斩波驱动因其可保证电机无论在任何工况下，电流都可保持在电机设计额定值，极大提高了电机应用可靠性而作为基本驱动设计方案。

其基本组成包括逻辑控制电路、比较器、延时电路、H桥等，在恒流斩波应用中，H桥有驱动频率的限制，不能过高，因此需要延时/限频电路，一般采用555定时器或结合FPGA产生，但是前者需要额外增加两个芯片及外围电路，后者需要FPGA实现较为复杂的控制逻辑，前者增加了电路规模，后者增加了软件设计复杂度，同时为保证时序可靠性通常还需额外增加波形整形电路。

发明内容

本申请提供了一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统，直接将电平比较和延时功能融为一体，降低了电路规模、同时提升了电路可靠性。

为了实现上述目的，本申请提供了一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统，包括FPGA芯片、集成H桥电路、迟滞比较器、电流控制比较电平、电流采样电阻以及电流比较控制电源，其中：FPGA芯片通过方向控制端和电流禁止端与集成H桥电路连接；迟滞比较器的输入端分别与电流采样电阻以及电流控制比较电平连接，输出端通过电流控制端与集成H桥电路连接；电流比较控制电源通过上拉电阻与迟滞比较器的输出端连接。

进一步的，集成H桥电路包括控制逻辑模块、H桥电路以及步进电机单相绕组，其中：H桥电路包括4个开关电路，开关电路由MOS管组成；控制逻辑模块的输入端与FPGA芯片和迟滞比较器连接，输出端与每个开关电路控制端连接；步进电机单相绕组分别与4个开关电路连接；上方2个开关电路与电机电源连接，下方2个开关电路与电流采样电阻连接。

进一步的，电流控制比较电平包括电阻R1和电阻R2。

进一步的，FPGA芯片为SRAM型芯片。

进一步的，集成H桥电路通过FPGA芯片和迟滞比较器的控制信号能够实现恒流斩波控制、电机加减速控制以及环分控制。

本发明提供的一种空间用两相混合步进电机恒流驱动系统，具有以下有益效果：

本申请采用迟滞比较器的方式，直接将电平比较和延时功能融为一体，降低了电路规模、同时提升了电路可靠性；通过SRAM型FPGA内置存储器，贮存加减速控制表，无需外部存储器，形成带加减速控制的二细分环分控制逻辑，在进一步降低了电路规模的同时，提升了产品可靠性，且已完成在轨应用验证，具备一定的推广价值。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的空间用两相混合步进电机恒流驱动系统的示意图；

图2是根据本申请实施例提供的迟滞比较器恒流斩波的原理图；

图3是根据本申请实施例提供的迟滞比较器恒流斩波的电路图；