Пример драйвера главного электродвигателя (микросхема A3964SB).

Пример драйвера главного электродвигателя (микросхема A3964SB).

                 Шаговые двигатели являются одними из самых распространенных типов двигателей в приборах самого широкого применения. Эти двигатели можно встретить во всех типах принтеров, в факсах, сканерах, дисках, кассовых аппаратах и это перечисление можно продолжить. В технике, особенно в устройствах, перечисленных выше, наибольшее применение нашли четырехфазные двигатели. Такие двигатели могут иметь разное количество обмоток возбуждения на статоре (2, 4, 8, 12) намотанные самым различным образом, но все эти обмотки соединяются в две или четыре фазы.

                В подавляющем большинстве случаев эквивалентную схему обмоток двигателя можно представить тремя способами. Первый способ заключается в том, что все четыре фазы имеют общую точку, в которую, обычно, подается питающее напряжение, а переключение фаз осуществляется ключевыми транзисторами, которые при замыкании обеспечивают протекание тока на "корпус" (рис. 1). Второй способ подразумевает парное соединение фаз, т.е. каждые две фазы имеют общую точку и не связаны с другими двумя фазами (рис. 2). 

  

Третий способ заключается в парном включении двух фаз, причем они включаются параллельно (рис. 3). В этом случае при "прозвонке" можно определить, фактически, только две фазы. Фазы различаются направлением протекающего тока возбуждения. Если в первых двух случаях ток через фазы протекал только в одном направлении, то в последнем варианте ток будет уже двунаправленным.

                                                                                
При управлении двигателем можно различить три основных режима:
- режим волнового управления (Wave Drive);
- режим полного шага (Full Step);
- режим полушага (Half Step).
Первый из перечисленных режимов используется крайне редко для управления двигателями в устройствах оргтехники, несмотря на свою простоту. Чаще всего применяются второй и третий способ, позволяющие более точно управлять двигателем. Эти способы характеризуются тем, что для совершения шага необходимо обеспечивать протекание тока возбуждения одновременно через две фазы. Протекание тока через одну фазу приводит к тому, что ротор стоит и находится в режиме удержания.
                Скорость вращения двигателя определяется частотой переключения управляющих транзисторов, т.е. частотой сигналов от схемы управления двигателем (драйвера двигателя). Кроме того, скорость двигателя в определенной степени зависит от значения тока возбуждения обмоток, т.е. от уровня питающего напряжения. Направление вращения ротора задается порядком формирования управляющих импульсов. Ротор может вращаться в любом направлении. Например, если обмотки подключать в таком порядке: W1+W2, W2+W3, W3+W4, W4+W1 и т.д., то ротор будет вращаться по часовой стрелке, я если в порядке: W1+W4, W4+W3, W3+W2, W2+W1 и т.д., то ротор вращается против часовой стрелки.
                Для управления всеми исполнительными механизмами принтера используется микроконтроллер. Управляющая программа контроллера "прошита" во внутреннем ПЗУ контроллера. На входы контроллера приходят сигналы со всех датчиков принтера, и, тем самым, определяется текущее состояние принтера. Контроллер формирует сигналы управления главным двигателем протяжки. Эти сигналы подаются на входы мощной микросхемы драйвера двигателя A3964SB (IC401). Двигатель подключается к плате источников питания и контроллера четырехпроводным шлейфом через разъем J401. Главный электродвигатель является шаговым двигателем. Переключения фаз двигателя происходит по управляющим сигналам микроконтроллера (рис. 4), формируемым на его выводах (конт.43, 44, 45,47). Сигналом ENBI (конт. 44) разрешается управление двигателем, сигналы FB и FA (конт.45 и 47) определяется направление тока фаз двигателя. Коммутация обмоток двигателя осуществляется микросхемой драйвера двигателя IC401 (A3964SB). Эта микросхема содержит мощные ключевые транзисторы, схемы контроля и регулировки тока фаз, схемы токовой защиты двигателя. Питающим напряжением для двигателя является напряжение +24В. Величина тока фаз двигателя задается токовыми датчиками - резисторы R401 и R402, а пороговое значение токового ограничения может задаваться сигналом IO (конт.43) на выходе микроконтроллера.

Рис. 4. Пример микросхемы драйвера главного электродвигателя (A3964SB).