一种步进电机制动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及步进电机控制电路领域，具体为一种步进电机制动控制系统。


背景技术：

2.传统的带电机多功能旋转舞台电脑灯、在安装好多功能旋转舞台电脑灯的舞台或灯光使用时，在每次关断市电后多功能旋转舞台电脑灯会随着悬挂角度重力惯性旋转，无法保持上一次设定旋转位置。从而对操作、使用者再次使用多功能旋转舞台电脑灯时需要重新调整在上一次设定的位置，操作非常不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种操作方便的步进电机制动控制系统。
4.本实用新型所述的一种步进电机制动控制系统，包括dc电压开关型降压管理电路，所述dc电压开关型降压管理电路，接收直流电压并降压输出直流电压至分压网路电路，并接收分压网路电路反馈的电压以及接收mcu高电平电压进行使能控制直流电压的输入和输出；
5.所述分压网路电路，将接收到dc电压开关型降压管理电路的降压输出直流电压传输至电磁制动器启动步进电机，并在开关管理电路导通后恒压输出保持电磁制动器开启控制步进电机运转；
6.瞬间充电导通开关电路，接收mcu高电平电压，进行瞬间充电后向开关管理电路传输导通电压；
7.开关管理电路，接收瞬间充电导通开关电路的导通电压，使分压网路电路输出恒定电压。
8.本实用新型所述的一种步进电机制动控制系统，当dc电压开关型降压管理电路电压输入范围dc:24
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60v时，经过分压网路电路将降压输出直流电压传输至电磁制动器形成过励磁电压启动步进电机，当瞬间充电导通开关电路接收mcu高电平电压，进行瞬间充电0.105s后向开关管理电路传输导通电压，使分压网路电路输出恒定电压给电磁制动器，电磁制动器在电磁吸力的作用下，电磁铁吸引衔铁并压缩弹簧，使制动盘的衔铁端盖脱开步进电机进行控制运转，当dc电压开关型降压管理电路关断直流电源输入时，步进电机由于电磁制动器的电磁铁失去磁铁吸力使弹簧推动衔铁压紧制动盘，在摩擦力矩的作用下步进电机立即停止运行，使得步进电机保持在上一次设定的位置上，从而方便步进电机的控制。
9.优选地：还包括dc直流电压输入滤波电路，所述dc直流电压输入滤波电路与dc电压开关型降压管理电路输入端电连接。
10.优选地：还包括降压输出直流电压滤波电路，所述降压输出直流电压滤波电路的输入端与分压网路电路电连接，输出端与电磁制动器电连接。
11.优选地：所述dc直流电压输入滤波电路包括直流低频电容ce1、无极性的高频电容c1，直流低频电容ce1与无极性的高频电容c1并联，直流低频电容ce1的正极与dc直流电压
输入端vdd电连接。
12.优选地：所述dc电压开关型降压管理电路包括dc电压开关型降压管理芯片u1,所述dc电压开关型降压管理芯片u1的vin输入端与直流低频电容ce1正极电连接，所述dc电压开关型降压管理芯片u1的sw端通过电容c2与boot端连接，dc电压开关型降压管理芯片u1的sw端还通过电感l1分别与+24v直流电压和电磁制动器电连接，所述dc电压开关型降压管理芯片u1的fb端连接分压网路电路，所述dc电压开关型降压管理芯片u1的en端分别与mcu高电平电压输入端和电阻r1电连接，电阻r1另一端接地。
13.优选地：所述分压网路电路包括电阻r5、电阻r6和电阻r7，所述电阻r5和电阻r6串联，电阻r5和电阻r6的串联节点分别与电阻r7的一端和dc电压开关型降压管理芯片u1的fb端连接，所述电阻r5的另一端与分别与+24v直流电压和电磁制动器电连接，所述电阻r6另一端接地，所述电阻r7的另一端与开关管理电路电连接。
14.优选地：所述瞬间充电导通开关电路包括两并联电容c5和电容c6,所述电容c5和电容c6的并联节点一端通过电阻r10和电阻r9与mcu高电平电压输入端电连接，以及该并联节点与开关管理电路电连接，所述电容c5和电容c6的另并联节点接地，所述电容c5和电容c6还与电阻r11并联。
15.优选地：所述开关管理电路包括三极管q1和三极管q2；
16.所述三极管q1的集电极与电阻r7连接，所述三极管q1的基极通过电阻r8与mcu高电平电压输入端电连接，发射极接地；
17.所述三极管q2的集电极与三极管q1的基极电连接，基极与电容c5和电容c6的并联节点电连接，发射极接地。
18.优选地：所述降压输出直流电压滤波电路包括直流低频电容ce2、无极性的高频电容c4，直流低频电容ce2与无极性的高频电容c4并联，直流低频电容ce2的正极与+24v直流电压和电磁制动器电连接，直流低频电容ce2与无极性的高频电容c4的并联节点的另一端接。
附图说明
19.图1为本实用新型步进电机制动控制系统的原理图；
20.图2为本实用新型步进电机制动控制系统的电路图；
21.图3为电磁制动器与步进电机的安装结构示意图。
具体实施方式
22.一种步进电机制动控制系统，如图1所示，包括dc电压开关型降压管理电路，接收直流电压并降压输出直流电压至分压网路电路，并接收分压网路电路反馈的电压以及接收mcu高电平电压进行使能控制直流电压的输入和输出，分压网路电路，将接收到dc电压开关型降压管理电路的降压输出直流电压传输至电磁制动器启动步进电机，并在开关管理电路导通后恒压输出保持电磁制动器开启控制步进电机运转，瞬间充电导通开关电路，接收mcu高电平电压，进行瞬间充电后向开关管理电路传输导通电压，开关管理电路，接收瞬间充电导通开关电路的导通电压，使分压网路电路输出恒定电压。还包括dc直流电压输入滤波电路和降压输出直流电压滤波电路，所述dc直流电压输入滤波电路与dc电压开关型降压管理
电路输入端电连接，所述降压输出直流电压滤波电路的输入端与分压网路电路电连接，输出端与电磁制动器电连接。该系统具有制动迅速、结构简单、可靠性高、通用性强等优点。同时可以广泛应用于各种要求快速停止和准确定位机械设备和转动装置中、金属加工机床、包装机械、木工机械、食品机械、化工机械、纺织机械、建筑机械以及多功能旋转舞台电脑灯具等。
23.在多功能旋转舞台电脑灯具的案例中，如图2所示，dc电压开关型降压管理电路包括dc电压开关型降压管理芯片u1，其电压输入范围dc:24
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60v，dc电压连接vdd位置经过dc直流电压输入滤波电路中的直流低频电容ce1、无极性的高频电容c1滤波后从dc电压开关型降压管理芯片u1的vin输入，由分压网路电路中的电阻r5、电阻r6接入的+24v直流电，然后经过降压输出直流电压滤波电路中的直流低频电容ce2、无极性的高频电容c4滤波后输出到j3接口，j3是连接电磁制动器制动步进电机的接端口，jen是mcu高电平电压输入端接端口。当mcu输出高电平电压控制信号时en位电平经过r8电阻限量到达q1三极管g极使q1截止，另外通过dc电压开关型降压管理芯片u1的en端进行使能控制直流电压的输入和输出，mcu输出高电平电压控制信号同时经过电阻r9和电阻r10限流，对瞬间充电导通开关电路中的两并联电容c5和电容c6进行充电，充电饱和时间0.105s后，开关管理电路中的三极管q2工作在导通状态，然后将三极管q1的g极1脚电平拉低使三极管q1工作在导通状态，从而使分压网路电路中的电阻r6和电阻r7并联接地，进而使电阻r5、电阻r6和电阻r7输出恒定的+7v直流电压，使电路j3接口输出0.105s时间dc+24v，后恒定保持dc+7v电压。当dc电压开关型降压管理芯片u1关断直流电源输入时，步进电机2由于电磁制动器1的电磁铁3失去磁铁吸力使弹簧推动电磁铁3压紧制动盘，如图3所示，在摩擦力矩的作用下步进电机2立即停止运行，使得步进电机2保持在上一次设定的位置上，从而方便步进电机的控制。
24.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。