Используемый для вращения сканирующего зеркала шпиндельный двигатель является трехфазным, каждой фазе соответствует три обмотки на статоре двигателя. На роторе двигателя размещен кольцевой многополюсный магнит, а положение ротора определяется тремя датчиками Холла.
Управляется двигатель сканирующего зеркала микросхемой драйвера двигателя (например M56750FP). К ее особенностям можно отнести следующее:
- напряжения питания: от 12 до 24 В;
- возможность работы с токами, величиной до 1А;
- наличие встроенной защиты от превышения тока;
- наличие встроенной схемы подкачки заряда;
- наличие встроенной схемы контроля датчиков Холла;
- наличие встроенной схемы сохранения энергии;
- наличие встроенного усилителя сигнала от датчика скорости вращения;
- наличие встроенной защиты от перегрева кристалла.
Внутренняя структурная схема драйвера M56750FP представлена на рис. 1. Назначение контактов микросхемы описано в таблице 1. Принципиальная схема драйвера двигателя представлена на рис. 2.
Рис. 1
Соединительный разъем (J701) драйвера двигателя является четырехконтактным см. рис. 2. Питающее напряжение +24В подается на плату драйвера двигателя через конт. 4 этого разъема. Для запуска сканирующего двигателя на конт. 2 и конт. 3 этого разъема подаются сигналы управления /DEC (торможение) и /ACC (разгон) сигналы активны низким уровнями.
Эти сигналы являются импульсными сигналами, длительностью которых микропроцессор может регулировать скорость вращения т. е. присутствует широтно-импульсной метод регулировки скорости вращения двигателя. Чтобы скоростью двигателя можно было управлять в достаточно широком диапазоне, микропроцессор формирует два сигнала, в момент разгона сигнал АСС устанавливается в низкий уровень, а сигнал DEC (торможение) устанавливается в высокий уровень.
Оба сигнала управляют схемой накачки конденсатора скорости, которая интегрирована в состав самой микросхемы. Конденсатор подключается к 15 выводу микросхемы, и чем выше напряжение на нем, тем выше скорость, а диапазон изменения напряжения колеблется от 0 до 2 Вольт. Управляя длительностью этих двух сигналов, как и было выше сказано, можно управлять скоростью. Такая реализация управления скоростью двигателя, позволяет подключить аналоговую микросхему драйвера, к ТТЛ логике, т.е. к микропроцессору (контроллеру механизмов) напрямую без согласующих цепей.
Выходной каскад микросхемы M56750FP представляет собой двухтактную схему, состоящую из двух ключей: верхний ключ подключает соответствующую фазу к питающему напряжению, а нижний ключ подключает эту фазу к "земле". Коммутация необходимой фазы осуществляется по сигналам от датчиков Холла, которые формируют дифференциальные синусоидальные сигналы (см. рис. 3), поступающие на выводы 19-24 управляющей микросхемы, а далее на ее логическую часть см. рис. 1.
Контроль за скоростью ротора, осуществляется через датчик поиска луча, с которого снимается импульсный сигнал, нетрудно догадаться, что цикл из шести импульсов с данного датчика будет соответствовать одному обороту двигателя. Когда двигатель разгонится до необходимой и заданной скорости вращения, управляющие сигналы устанавливаются в высокий логический уровень. Также по сигналу от этого датчика определяется работоспособность блока лазер-сканер, в случае неисправности на ЖК панели оператора высвечивается код ошибки. Фазы двигателя на схеме обозначены U, W, V. Ток фаз двигателя определяется и задается токовым датчиком, состоящим из двух параллельно включенных низкоомных резисторов - R1А и R1И. Датчики Холла обозначены на принципиальной схеме HI, H2, НЗ.
Таблица 1.
Номер контакта |
Обозна-чение. |
Назначение сигнала |
1 |
VCC |
Питание микросхемы(12-24В). |
2 |
CI |
Фазовая компенсация. |
3 |
TEST |
Тестовый вывод. |
4 |
PS |
Контакт сохранения энергии. |
5 |
/АСС |
Вход сигнала разгона. Сигнал активен низким уровнем. Для запуска и ускорения двигателя сигнал должен установиться в низкий уровень. Для остановки двигателя сигнал переводится в высокий уровень. |
6 |
/DEC |
Вход сигнала торможения. Активен низким уровнем. Для замедления и остановки двигателя сигнал должен устанавливаться в низкий уровень. А для запуска и ускорения двигателя сигнал должен установиться в высокий уровень. |
7-12 |
GND |
Земля. |
13 |
RCP |
Контакт, используемый для установки величины тока накачки заряда. Величина тока задается внешним резистором. |
14 |
CPOUT |
Выход схемы накачки заряда. К контакту подключается сглаживающий конденсатор, на котором и создается выходное напряжение цепи накачки заряда определяющее скорость вращения ротора двигателя. |
15 |
VCTL |
Входное напряжение, управляющее скоростью двигателя. |
16 |
FGOUT |
Выход усилителя датчика скорости. На этом выводе генерируются импульсы, частота которых пропорциональна скорости вращения ротора. В принтере HPLJ5000 вывод не используется. |
17 |
FG+ |
Неинвертирующий вход усилителя датчика скорости вращения. |
18 |
FG- |
Инвертирующий вход усилителя датчика скорости вращения. |
19 |
HW- |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы W). |
20 |
HW+ |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы W). |
21 |
HV- |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы V). |
22 |
HV+ |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы V). |
23 |
HU- |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы U). |
24 |
HU+ |
Вход датчика положения ротора (датчик Холла фазы U). |
25-30 |
GND |
Земля. |
31 |
HD |
Выход драйвера датчиков Холла. Драйвер используется для управления датчиками и создания на них необходимого потенциала. В принтере HPLJ5000 вывод не используется. |
32 |
RNF |
Вход сигнала от токового датчика выходных буферов. На этот вход подается напряжение, пропорциональное величине тока фаз двигателя. |
33 |
RS |
Контакт для подключения токового датчика - низкоомного резистора. Через этот датчик протекает ток фаз двигателя. |
34 |
W |
Контакт для подключения одной из фаз двигателя. |
35 |
V |
Контакт для подключения одной из фаз двигателя. |
36 |
U |
Контакт для подключения одной из фаз двигателя. |
Рис. 2
Рис. 3