步进电机控制器.pdf

本发明公开了一种步进电机控制器，该控制器与点火器初级线圈相连，初级线圈产生的电压经电源电路后，向MCU核心电路和步进电机供电，并经整形电路向MCU核心电路提供反映步进电机转速的电信号，控制器的MCU核心电路根据输入的电信号给驱动电路提供驱动信号，驱动电路根据驱动信号驱动步进电机。本发明充分利用点火器初级线圈产生的电压为步进电机控制器供电并得到反映步进电机转速的电信号，不增加专用发电装置，在不增加小型通用汽油机体积的情况下实现电子调速。

1.  一种步进电机控制器，包括MCU核心电路F3和驱动电路F4，所述经驱动电路F4的输出直接驱动步进电机，所述MCU核心电路F3输出的控制信号经驱动电路F4对步进电机进行控制，其特征在于，还包括：
电源电路(F1)，所述电源电路(F1)输入端连接点火器初级线圈，所述电源电路(F1)的第一输出端连接MCU核心电路F3的电源端，所述第一输出端提供MCU核心电路F3需要的工作电压，所述电源电路(F1)的第二输出端连接驱动电路F4的电源输入端，所述第二输出端提供驱动电路F4需要的电源电压；
整形电路F2，所述整形电路F2输入端连接点火器初级线圈，所述整形电路F2输出端连接MCU核心电路F3的信号输入端，所述整形电路F2向MCU核心电路F3提供反映步进电机转速的电信号。

2.  根据权利要求1所述的步进电机控制器，其特征在于，所述电源电路(F1)包括整流单元110和转换单元(120)，所述整流单元110连接点火器初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行整流，所述转换单元(120)连接整流单元110并对整流单元110的输出进行电压转换。

3.  根据权利要求2所述的步进电机控制器，其特征在于，所述整流单元110和转换单元(120)之间还设有滤波单元(130)。

4.  根据权利要求2或3所述的步进电机控制器，其特征在于，所述转换单元(120)具有两个转换模块，所述两个转换模块的输出电压幅值不等。

5.  根据权利要求1所述的步进电机控制器，其特征在于，所述整形电路F2包括取样单元(210)和比较单元(220)，所述取样单元(210)连接点火器初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行取样，所述比较单元(220)将取样信号与参考信号进行比较并输出整形信号。

6.  根据权利要求5所述的步进电机控制器，其特征在于，所述比较单元(220)的输出连接分压单元(230)，所述分压单元(230)将比较单元(220)输出的整形信号进行分压输出。

步进电机控制器
技术领域
本发明涉及步进电机控制器，尤其涉及了一种利用点火器初级线圈产生的电压为控制器供电的步进电机控制器。
背景技术
在小型通用汽油机领域，用先进的步进电机电子调速方式替代传统油门调速机构成为一种发展趋势。现有的步进电机电子调速技术中，步进电机都设置专用发电装置为其提供电源，而小型汽油机体积较小，不适于在再加入专用发电装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种步进电机控制器，利用点火器初级线圈产生的电压为控制器供电，不需要设置专用发电装置。
本发明公开的一种步进电机控制器，包括MCU核心电路和驱动电路，所述经驱动电路的输出直接驱动步进电机，所述MCU核心电路输出的控制信号经驱动电路对步进电机进行控制，其中，还包括：
电源电路，所述电源电路输入端连接点火器初级线圈，所述电源电路的第一输出端连接MCU核心电路的电源端，所述第一输出端提供MCU核心电路需要的工作电压，所述电源电路的第二输出端连接驱动电路的电源输入端，所述第二输出端提供驱动电路需要的电源电压；
整形电路，所述整形电路输入端连接点火器初级线圈，所述整形电路输出端连接MCU核心电路的信号输入端，所述整形电路向MCU核心电路提供反映步进电机转速的电信号。
其中，所述电源电路包括整流单元和转换单元，所述整流单元连接点火器初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行整流，所述转换单元连接整流单元并对整流单元的输出进行电压转换。
其中，所述整流单元和转换单元之间还设有滤波单元。
其中，所述转换单元具有两个转换模块，所述两个转换模块的输出电压幅值不等。
其中，所述整形电路包括取样单元和比较单元，所述取样单元连接点火器 初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行取样，所述比较单元将取样信号与参考信号进行比较并输出整形信号。
其中，所述比较单元的输出连接分压单元，所述分压单元将比较单元输出的整形信号进行分压输出。
与现有技术相比，本发明的优点与效果在于：充分利用点火器初级线圈产生的电压为步进电机控制器供电并得到反映步进电机转速的电信号，不增加专用发电装置，在不增加小型通用汽油机体积的情况下实现电子调速。
附图说明
图1是本发明一种步进电机控制器的示意图。
图2是图1中电源电路的示意图。
图3是图1中电源电路的另一示意图。
图4是图1中电源电路的又一示意图。
图5是图1中整形电路的示意图。
图6是图1中整形电路的另一示意图。
图7是本发明一种步进电机控制器的电路示意图。
图8是图7中三极管Q1集电极的信号波形示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，点火器初级线圈与步进电机之间设有控制器，该控制器内设有电源电路F1、整形电路F2、MCU核心电路F3和驱动电路F4。电源电路F1输入端连接点火器的初级线圈，电源电路F1具有输出电压幅值不同的两个输出端，该两个输出端分别向MCU核心电路F3和驱动电路F4供电，一个输出端连接MCU核心电路F3的电源端并向MCU核心电路F3提供需要的工作电压，另一个输出端连接驱动电路F4的电源输入端并向驱动电路F4提供需要的电源电压。整形电路F2输入端连接点火器的初级线圈，整形电路F2输出端连接MCU核心电路F3的信号输入端，整形电路F2将初级线圈产生的电压处理后，向MCU核心电路F3提供反映步进电机转速的电信号。
点火器在旋转的磁飞轮作用下切割磁力线，点火器初级线圈两端产生一定幅度和频率的感应电压。初级线圈产生的电压经电源电路F1后，向MCU核心电 路F3和步进电机供电，并经整形电路F2向MCU核心电路F3提供反映步进电机转速的电信号，控制器的MCU核心电路F3根据输入的电信号给驱动电路F4提供驱动信号，驱动电路F4根据驱动信号驱动步进电机，充分利用点火器初级线圈产生的电压为控制器供电并得到反映步进电机转速的电信号，不增加专用发电装置，在不增加小型通用汽油机体积的情况下实现电子调速。
如图2所示，电源电路F1具有整流单元110和转换单元120，整流单元110连接点火器初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行整流，转换单元120连接整流单元110并对整流单元110的输出进行电压转换。
如图3所示，图2中的电源电路F1还具有滤波单元130，整流单元110和转换单元120之间还设有滤波单元130。
如图4所示，转换单元120具有转换模块121、122，该转换模块121和转换模块122的输出电压幅值不等。
如图5所示，整形电路F2具有取样单元210和比较单元220，取样单元210连接点火器初级线圈并对点火器初级线圈的输出进行取样，比较单元220将取样信号与参考信号进行比较并输出整形信号。
如图6所示，所述比较单元220的输出连接分压单元230，所述分压单元230将比较单元220输出的整形信号进行分压输出。
如图7所示，二极管D2对点火器初级线圈产生的电压进行整流，电容C1、电容C2和电容C3对整流后的电压信号进行滤波处理，电容的个数不一定为三个，只要电容容量大小合适。滤波后的电压信号作为驱动芯片LV8548的电源电压，且滤波后的电压信号还经电压转换芯片78L05进行转换，转换得到的电压经电容C4和电容滤波后C5作为控制芯片PIC12F615的工作电压。
步进电机每旋转一周，点火器初级线圈产生一个周期T的感应电压信号，即步进电机转速与感应电压信号频率是1:1的关系，因而感应电压信号频率能反映步进电机的转速。点火器初级线圈产生的电压经二极管D1、电阻R1和电阻R4后，在电阻R4上得到取样信号，取样信号输入到三极管Q1的基极，三极管Q1的导通压降作为参考信号，三极管Q1的集电极信号作为输出信号。取样信号与三极管Q1的导通压降进行比较，取样信号大于导通压降时，三极管Q1导通，三极管Q1的集电极输出低电平；取样信号小于导通压降时，三极管Q1关断，三极管Q1的集电极输出高电平，集电极的信号波形入如图8所示，即点火器初级线圈产生的电压被整形成如图8所示的方波信号，每个周期T内有两个负脉冲。三极管Q1集电极的信号经连接依次串联的电阻R3和电容C7，电容C7上的 分压信号输入到控制芯片PIC12F615的信号输入端，从而控制芯片PIC12F615得到反映步进电机转速的电信号。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。