rkd514l-c東方步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器（以下簡(jiǎn)稱rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器），可驅(qū)動(dòng)五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，電源電壓ac200~230v，輸出電流3.5a（可調(diào)），輸出電壓約150v。設(shè)備端子及調(diào)整部件功能、控制端子、主端子接線等見(jiàn)以下圖表。
1、rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器端子、調(diào)整部件功能、端子接線
圖1 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器接線端子及調(diào)整部件圖
rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器接線端子及調(diào)整部件功能說(shuō)明（見(jiàn)表4-1）
上述（圖1、圖2、圖3）圖表（表4-1），是在檢修設(shè)備之前，要盡量掌握的相關(guān)“知識(shí)儲(chǔ)備”，如控制端子功能和相關(guān)調(diào)整部件的作用，則是檢修中必須要掌握的，檢修內(nèi)容將與之發(fā)生緊密的關(guān)聯(lián)。輸出狀態(tài)取決于部件的設(shè)置與調(diào)整，有時(shí)人為的調(diào)錯(cuò)，會(huì)使機(jī)器產(chǎn)生“故障”，檢修人員應(yīng)該區(qū)分故障的真假，可以通過(guò)調(diào)試手段，將一些“偽故障”排除掉。
2、mcu主板電路之一
如圖4所示電路，包含了mcu基本工作電路、控制端子信號(hào)輸入/輸出電路和功能整定電路。
〔mcu基本電路〕+5v電源，接入mcu的相關(guān)供電引腳；晶振元件xl101與振蕩電路ic106、ic110生成的脈沖信號(hào)，做為時(shí)鐘信號(hào)輸入mcu的120腳；r184、d103、c136和ic108（hc14）內(nèi)部?jī)山M反相器電路，組成上電復(fù)位電路，在cpu上電瞬間提供一個(gè)低電平的復(fù)位脈沖，輸入mcu的122腳，使mcu內(nèi)部計(jì)數(shù)器、寄存器清零。以上電路提供mcu正常工作的基本條件。
〔控制端子信號(hào)輸入/輸出電路〕外部輸入的4路控制信號(hào)經(jīng)cn101插座進(jìn)入。高速光耦合器件pc101、
表4-1 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器接線端子及調(diào)整部件功能說(shuō)明
圖2 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器電源、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)接線圖
pc102（tlp750）承擔(dān)著對(duì)轉(zhuǎn)速（脈沖）信號(hào)和正/反轉(zhuǎn)控制信號(hào)的傳輸任務(wù)，輸出信號(hào)再經(jīng)兩級(jí)反相器電路，輸入至mcu的7、8腳。這是兩路基本控制信號(hào)；另兩路控制信號(hào)經(jīng)光耦合器pc103、pc104（p781）進(jìn)行隔離傳輸，其中一路控制信號(hào)為調(diào)機(jī)信號(hào)on/off指令，確定停車時(shí)馬達(dá)處于直流剎車還是自由停車狀態(tài)，兩路信號(hào)輸入至mcu的5、6腳。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的逆變功率輸出電路，設(shè)有溫度檢測(cè)電路，其輸出的溫度檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入mcu，達(dá)到熱保護(hù)電平閾值時(shí)，mcu從1腳輸出過(guò)熱故障信號(hào)，控制晶體管q101導(dǎo)通，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)光耦器pc107，向外部控制電路送出故障報(bào)警信號(hào)。mcu的40、42、43等3腳，同時(shí)輸出電源、過(guò)熱、激磁中等工作狀態(tài)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)指示燈電路，用于工作/故障狀態(tài)的指示。
圖3 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器控制端子（經(jīng)附件端子排）接線圖
〔功能整定電路〕撥碼開(kāi)關(guān)sw103含3只獨(dú)立開(kāi)關(guān)，調(diào)整開(kāi)關(guān)的on/off狀態(tài)，可進(jìn)行如上表4-1中的8、9、10項(xiàng)功能整定；sw101、sw102、sw104是3只16檔位的4位數(shù)字開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)為5引腳器件，其中0腳接地，1~4腳分別接有+5v上拉電阻，當(dāng)1~4中的某一個(gè)腳或幾個(gè)腳與0腳接通（即整定檔位不同）時(shí)，依次產(chǎn)生0000~1111的4位數(shù)字信號(hào)，輸入至cpu的相關(guān)引腳。cpu可根據(jù)輸入位信號(hào)的不同，判斷用戶整定值的大小，控制步進(jìn)角和輸出電流的大小，其整定內(nèi)部見(jiàn)上表4-1中的13、14項(xiàng)。
mcu主板和電源/驅(qū)動(dòng)板之間，經(jīng)cn1-2、cn1（印刷）端子排相連接，兩端子排的序號(hào)不一致，上圖中在頂部給出了兩端子排的連接圖示，經(jīng)方便檢修與測(cè)試中的參考。在進(jìn)行電路原理分析時(shí)，請(qǐng)將圖4與圖5結(jié)合起來(lái)，請(qǐng)理順信號(hào)流程。
逆變功率電路的取用電源，并非直接從ac220v市電整流所得的dc280v電源，而是經(jīng)功率模塊內(nèi)部斬波電路變換所得的約120v~150v左右的直流電源，因而斬波電路所需的pwm信號(hào)的生成和對(duì)120v~150v逆變電源是否正常的檢測(cè)（關(guān)系到逆變功率電路能否正常工作），成為mcu主板電路需要完成的重要任務(wù)。
集成pwm控制器ic113（mb3795）與外圍元器件，組成的pwm脈沖形成電路，在mcu控制信號(hào)和逆變電源反饋信號(hào)作用下，其輸出pwm脈沖信號(hào)，控制功率模塊內(nèi)部斬波管（圖4-26中模塊內(nèi)部的vt）的導(dǎo)通與截止，使逆變功率電源得到一個(gè)適宜和穩(wěn)定的供電電源。mb3795芯片的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及原理分析如下：
圖4 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器mcu主板電路之一
3、mcu主板電路之二
圖5 rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器mcu主板電路之二
圖7 集成pwm控制器mb3795內(nèi)部功能框圖
mb3759芯片內(nèi)部電路主要由高頻振蕩器、pwm比較器、基準(zhǔn)電壓源、誤差電壓放大器、驅(qū)動(dòng)電路和封鎖電路等組成?？刂菩酒瑑?nèi)部有2個(gè)電壓比較器，管腳1、2和15、16是電壓比較器正負(fù)輸入端子，管腳3是電壓比較器統(tǒng)一輸出端。同時(shí)誤差放大器的輸出也可開(kāi)放給用戶，用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成pi控制器。管腳5、6可接振蕩電容和電阻，振蕩器的振動(dòng)頻率由外接電阻和電容決定。管腳8為觸發(fā)脈沖輸出口，采用電流圖騰柱輸出，使得芯片可以直接驅(qū)動(dòng)功率不大的開(kāi)關(guān)管。（原文來(lái)自：）t觸發(fā)器的作用是將輸出進(jìn)行分頻，得到占空比為50％的頻率為振蕩器頻率的l／2的方波，將t觸發(fā)器輸出的這樣兩路互補(bǔ)的方波同比較器輸出pwm信號(hào)進(jìn)行“或非”運(yùn)算，就可以得到兩路互補(bǔ)的占空比為o～50％的pwm信號(hào)，考慮死區(qū)時(shí)間的存在，最大占空比通常為45％～47．5％。管腳13為封鎖控制，管腳14為參考電壓，管腳12為工作電壓，管腳4為死區(qū)控制端，一旦高電平輸入，芯片輸出脈沖被封鎖，直流電壓輸出為零。
結(jié)合圖5中ic113的實(shí)際電路組成，簡(jiǎn)述一下pwm脈沖形成電路的工作原理（試分析）。ic113的5、
、6腳外接r197、c141為振蕩定時(shí)元件，與內(nèi)部電路一起組成頻率固定的振蕩器；1、2、3腳為內(nèi)部電壓比較器（后文定義后a電壓比較器）電路之一，2、3腳外接r、c元件決定電壓比較器的放大倍數(shù)及頻率特性，a電壓比較器的同相輸入端1腳引入由功率模塊內(nèi)部斬波管vt輸出pwm電壓經(jīng)c12、c14、r34分壓取得的逆變電源檢測(cè)信號(hào)，2腳輸入由mcu的53腳輸出的模擬電壓控制信號(hào)（系由cpu的87腳輸入的由r10、r11分壓得到的逆變電源電壓檢測(cè)信號(hào)，處理后得到的控制信號(hào)），經(jīng)電壓跟隨器ic114進(jìn)行電壓跟隨，由半可調(diào)電位器rp102調(diào)整后，輸入到ic113內(nèi)部a電壓比較器的反相輸入端2腳，作為同相輸入端的基準(zhǔn)比較信號(hào)。a電壓比較器的輸出，成為8腳輸出pwm脈沖信號(hào)占空比的控制信號(hào)之一；ic113內(nèi)部另一路電壓比較器（后文定義為b電壓比較器），16、15腳為同相、反相輸入端，15腳與3腳之間接有負(fù)反饋電阻r210，16腳引入逆變電源電壓檢測(cè)信號(hào)，b電壓比較器的輸出，成為8腳輸出pwm脈沖信號(hào)占空比的控制信號(hào)之二。在a、b兩路電壓比較器控制信號(hào)作用下，輸出pwm激勵(lì)脈沖，驅(qū)動(dòng)功率模塊內(nèi)部vt，使逆變電源電壓穩(wěn)定于一定值內(nèi)。
從mcu的71腳輸出的控制信號(hào)，經(jīng)r196、d104進(jìn)入ic113的4腳，當(dāng)過(guò)熱或過(guò)流故障發(fā)生時(shí)，mcu的71變?yōu)楦唠娖?，輸出pwm脈沖被封鎖，功率模塊內(nèi)部斬波管vt處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變功率電路的供電電源被切斷，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，處于停機(jī)保護(hù)狀態(tài)。
4、rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器電源/驅(qū)動(dòng)板電路
rkd514l-c驅(qū)動(dòng)器，有電源/驅(qū)動(dòng)板、mcu主板和主電路模塊三部分組成，實(shí)際上，主電路與電源/驅(qū)動(dòng)板密切結(jié)合于一體。
說(shuō)明：主電路功率模塊內(nèi)部電路框圖，（因一直未能查到相關(guān)資料）為本人據(jù)測(cè)量結(jié)果和輸入/輸出信號(hào)判斷所得出的“推測(cè)性電路結(jié)構(gòu)”，與實(shí)際電路可能會(huì)有所差異，對(duì)圖中電路的標(biāo)注也是本人自行定義的，意在為故障測(cè)量和判斷提供較為有效的參考依據(jù)。
〔功率模塊ic5的內(nèi)部、外部電路——上部（10）端子電路〕功率模塊ic5內(nèi)部含輸入交流電壓的全波整流電路、斬波電路（逆變電源輸出）、逆變功率電路、驅(qū)動(dòng)電路和溫度檢測(cè)電路等。模塊1、2端子為交流電源輸入端，ac220v市電經(jīng)由l、n端子串接熔斷絲和雙、向?yàn)V波器后，輸入模塊內(nèi)部的全波整流電路；3、4端子為整流電壓輸出端，外接r2為溫度保險(xiǎn)電阻，起到超溫（限流）保護(hù)作用，電容c5為濾波電容，c5兩端得到約280v的直流電壓。r3~r6為整流電壓分壓電路，取出整流電源電壓的檢測(cè)信號(hào)，送入后級(jí)電路——ic104的5、6、7端子內(nèi)部電路和外圍元件組成電壓比較器電路，反相輸入端6腳輸入3.8v的信號(hào)檢測(cè)電壓，同相輸入端引入r1443、r144對(duì)+5v的分壓2.42v作為基準(zhǔn)電壓。當(dāng)電源電壓過(guò)低、fu1熔斷絲熔斷或整流電路故障、過(guò)流故障發(fā)生，引起整流電壓消失或嚴(yán)重降低時(shí)，反相端輸入電壓低于2.42v時(shí)，電壓比較器的7腳變?yōu)楦唠娖?，將電源欠壓（電源異常）故障信?hào)輸入cpu的77腳（見(jiàn)圖4-24），cpu的71腳輸出停機(jī)保護(hù)信號(hào)，功率模塊內(nèi)部vt截止，同時(shí)鎖定逆變電路驅(qū)動(dòng)脈沖的輸出，使電路處于故障停機(jī)保護(hù)狀態(tài)。
功率模塊ic5的4、6腳之間接斬波管vt的漏極和源極，正常工作情況下，由模塊19腳進(jìn)入的pwm脈沖信號(hào)（由前級(jí)電路ic113的8腳輸出）加到vt的門(mén)極，使6腳輸出約120v~150v左右的直流電壓，作為逆變功率電路的電源供應(yīng)，以適應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電源電壓范圍。如此處理的好處，是不必再經(jīng)降壓變壓器取得逆變功率電路的電源，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。斬波降壓后的逆變電源從6腳輸出，經(jīng)外部l2、c6濾波，又從模塊另一側(cè)端子7進(jìn)入，引入由10