DSP（TMS320LF2407A）是一款电机控制专用芯片，144 引脚，具有丰富的 IO 资源，含
有四个通用定时器，具有两路专用于控制三相电机的 PWM 发生器（可产生六路 PWM 信
号），另外还有专用接收外部脉冲和方向的 I/O

 

口，从而简化了电路设计和程序开发。

    DSP 输入信号包括步进脉冲信号 CP

 

、方向控制信号、脱机信号， 过流保护信号。这几种

信号均通过高速光耦连接到 DSP 的引脚上，另外还有细分步数及电流选择信号。当脱机
信号为有效时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。
反馈电流通过 DSP 自带的的 10 位模数转换器（AD）采样，反馈的电流通过一定的算法
后，由 DSP 自带的 PWM

 

口输出控制电机。

    3.2 

 

电流追踪型回路

    这种传输方式以模拟电压的幅值代表采样电流或者电压的大小，其主要用来采样 a，b
两相电流及母线电压检测，实现电机电流控制以及过压、欠压、过流保护。驱动器通过采样
电阻检测步进电机绕组的实际电流，与设定电流相比较后经过滞环比较器调节器，调节
器输出信号由 20KHz 频率的三角波载波输出，形成脉宽调制信号(PWM)，通过功率驱动
接口电路来控制大功率半导体器件的导通与关断，使步进电机的绕组实际电流跟踪给定

 

参考信号，按给定的正弦规律变化。

    3.3 

 

功率驱动电路

    驱动器的主回路采用交-直-交电压型逆变器形式，由整流滤波电路、三相逆变器以及步
进电机等组成。整流滤波电路构成直流电压源，完成 220V、50Hz 交流电源到直流电源的
变换。逆变器实现从直流电到变频变压交流电的转换，为三相混合式步进电机的定子绕组
提供要求的交流电流。逆变器由仙童公司生产的六只 G30N60B3DMOS 管组成，构成三相

 

逆变桥。驱动器采用两只电阻检测步进电机相电流的瞬时值。

    功率驱动电路的核心是功率模块(MOS 管)。MOS

 

管 与电流追踪型 PWM 输出之间必须

通过专用高速光耦连接。根据 MOS 管的过流值和电机峰值线电流来选用合适的 MOS 管，
即电机的线电流的峰值小于 MOS 管的最大电流值。本设计中电机最大相电流为 8.1A，该
电流是相电流的有效值，峰值相电流为 8.1* sqrt(2) = 11.312A 。此外，电机绕组在三角形
接法时，线电流是相电流的 3 倍，所以线电流峰值为 19.6A。由 G30N60B3DPDF 文档知，
其最大流值为 30A,故可以保证正常使用，正常工作要求适当的散热设计保证内部结温永
远小于 150 摄氏度，因此要外加散热器并强制风冷，以保证 MOS

 

管正常工作。

    3.4 

 

并口通讯

    为了避免在控制过程中停电或者其它特别原因掉电时造成损失，使用带电 RAM 存储电
机位置，保证来电后工件可继续完成加工。并口 RAM 比传统使用的 E2ROM 速度传输更
快更可靠，可更有效的记录电机运行状态，但占用 CPU 的 I/O 口较多，这里 CPU 有足够

  

的资源可以使用。

    4

 

 

、 结论