运动控制专用集成电路及应用（续6）
谭建成（广州电器科学研究所)
【摘要】本文为“运动控制专用集成电路及应用（续5）”（见1993年《微电机》第3期）的续篇，介绍一种ixmsiso高性能微步距控制器的工作原理、特点及在步进电动机微步距控制中的应用。
【叙 词】集成电路步进电动机／微步距控制器原理应用增益线性度百分之1. 6。
6 ixmsiso高性能双pwm微步距控制器
ixms150是一种高性能cmos单片集成电路，它有两路pwm输出，可驱动两个独立的h桥，并进行精确的电流闭环控制，所以，它最适用于两相步进电动机的微步距控制。由于它有高的精度，步进电机细分可做到超过250个微步，对于200步／r的常见的两相混合式步进电机，细分可做到50000步／r。它不但大大改善了步进电机系统的运动分辩率，而且明显减少了低速速度纹波和谐振。它也可以用来控制两台直流电动机，用于机器人、打印机、绘图机、x-y平台等两坐标的位置控制系统。利用ixms150可减少元件成本、印刷电路板面积和设计时间，从而降低整个系统的成本，同时也提高了系统的可靠性。
6.1特点
·双通道同步pwm输出。
·宽频率范围20～400khz。
·输入电流揩令范围±2.0v，满刻度。
·反馈电流信号范围士0. 625v，满刻度。
·两通道增益偏差百分之一（可用外电路调整平衡）。
·前馈补偿电动机电源变化
·每个h桥只要一个电流传感电阻。
·两级电流限制。
·欠电压锁定。
·对交流耦合栅极驱动的占空比限制。
·宽范围的死区时间设定。
·有负电压电源发生。
·单极性电源供电。
ixms150是24脚dip封装。引脚说明见附表。表中有括号的表示b相通道的引脚，相应无括号的，则为a相通道的引脚。
6.3基本组成与工作原理
本集成电路的内部方框图见图1。它由5个主要部分组成。
·振荡器与前馈电路
·控制电动机电流的模拟电路
·对h桥或电机非正常工作的保护电路
·pwm电路
·负偏压电路
6.3.1振荡器
内部振荡器可由ro和co调整，它们决定了振荡器的开关频率、死区大小及9、10、15、16脚输出信号的最小脉冲宽度。r的使用范围是15～lookω，co的范围是100～2000pf。
振荡器频率：
6.3.2前馈补偿
对于固定频率的pwm控制系统，其开环增益、电机电流变化速度、电流纹波都和供电电源电压成正比。但增益随电源电压而变化，使这种系统难以设计，考虑最坏情况又限制了带宽。因此，在本电路内采用了前馈技术进行补偿，使开环增益与ffwd脚电压成反比，通常此电压仅是电机电源电压的几分之一。这样，开环增益和电机电压无关，系统带宽可以增大。
在本ic中，振荡器电压波形的幅值，整个系统酌增益都被ffwd上的电压调制。此电压通常取3. 5v。引入前馈控制时，从电机供电电压vhv的电阻分压得到ffwd上的电压vff。同时接有cf-fwd滤波电容，滤去vhv上的杂波。电容的选择是，它与rffi∥rff2决定的滤波器时间常数（见图2），应能滤去主电路开关频率的噪声，又不会改变120hz纹波。后者是60hz市电供电时vhv可能有的纹波分量。
6.3.3电流控制的模拟电路
ixms150有两个相同的通道。每一通道的模拟电路 |
