關(guān)于微型步進(jìn)電機(jī)及普通恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分電路

微電機(jī)

微電機(jī)是微機(jī)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵執(zhí)行部件。隨著電子技術(shù)和精密加工技術(shù)研究的深入，微電機(jī)正朝著微型化、多功能化和模塊化方向發(fā)展。同時(shí)，微電機(jī)材料也不局限于微電子技術(shù)中常用的硅，也包括陶瓷、金屬、復(fù)合材料等。如何將這些微小的、材料和性能各異的零件可靠地裝配成完整的微電機(jī)產(chǎn)品，是微電機(jī)制造中重要的工藝過(guò)程。除了必要的裝配機(jī)器人和操作手外，連接技術(shù)是整個(gè)裝配過(guò)程中的核心部分。

膠接是使用膠粘劑把零件連接起來(lái)，并且零件表面不熔化的工藝 。相對(duì)于微焊接、固相鍵合等微連接方法，微膠接具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ①應(yīng)用范圍廣，能夠膠接同種或不同種材料的零件; ②低的固化溫度，可以避免高溫環(huán)境對(duì)微零件造成的尺寸變化、應(yīng)力不均甚至性能破壞等影響; ③高的固化強(qiáng)度和均勻的應(yīng)力分布; ④易于實(shí)現(xiàn)密封、傳導(dǎo)或絕緣等附加功能。

微型步進(jìn)電機(jī)

微型步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示。電機(jī)主要由基體、動(dòng)子和直線導(dǎo)軌組成?；w同時(shí)也充當(dāng)定子的作用，在其表面有磁極、定子齒、線圈和控制電路;動(dòng)子位于定子的上方，在其下表面有動(dòng)子齒;導(dǎo)軌的作用相當(dāng)于直線軸承，使動(dòng)子保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。在?dǎo)軌和動(dòng)子上方有密封用的殼體，動(dòng)子通過(guò)氣隙與周圍元件相隔?；w設(shè)計(jì)尺寸為10mm ×4mm ×1mm ，導(dǎo)軌尺寸為8mm ×1mm ×1mm?；w和導(dǎo)軌采用單晶硅材料，通過(guò)膠接裝配在一起。

對(duì)膠接裝配質(zhì)量的要求如下： ①兩根導(dǎo)軌在動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向上保持平行; ②由于膠粘劑的存在，導(dǎo)軌高度增加不超過(guò)10μm; ③導(dǎo)軌與基體表面保持平行; ④功能區(qū)表面不被膠粘劑污染。為此，在基體表面劃分出膠接區(qū)用以點(diǎn)膠，膠接區(qū)尺寸為900μm ×900μm。

恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分電路

斬波恒流電路用于細(xì)分驅(qū)動(dòng)時(shí)， 需要進(jìn)行改進(jìn)， 用一個(gè)階梯電壓來(lái)代替給定電壓uc， 這樣就可以得到階梯電流。在斬波恒流細(xì)分電路中， 一種常用的電路為恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分電路， 如圖5 所示， 其工作原理如下：

當(dāng)D/A 轉(zhuǎn)換器輸出ua 不變時(shí)， 恒頻信號(hào)CLK 的上升沿使D 觸發(fā)器輸出高電平ub， 開(kāi)關(guān)T 導(dǎo)通， 繞組中電流上升， 傳感器輸出電壓增加到大于ua 時(shí)， 比較器輸出低電平， 使D 觸發(fā)器輸出高電平， T 導(dǎo)通， 繞組中電流重新上升。這樣的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行， 繞組電流波頂呈鋸齒形。因?yàn)镃LK 頻率較高（ 20KHz） ， 鋸齒波波紋很小。當(dāng)ua 上升突變時(shí)， 取樣電阻上壓降小于ua， 電流有較長(zhǎng)的上升時(shí)間， 電流幅值大幅增長(zhǎng)， 上升了一個(gè)階級(jí)， 如圖6 所示。

同樣， 當(dāng)ua 下降突變時(shí)， 取樣電阻的壓降有較長(zhǎng)時(shí)間大于ua， 比較器輸出低電平， CLK 的上升沿立即使D 觸發(fā)器的輸出高電平清零。電源始終被切斷， 使電流大幅下降， 到新的階級(jí)為止。以上過(guò)程重復(fù)進(jìn)行， ua 的每一次突變， 就會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)細(xì)分部。而電壓參考值由數(shù)字信號(hào)設(shè)定， 十分適合于微機(jī)控制。

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