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Plotter Router Fresadora CNC

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6.1. Etapa de potencia

La etapa de potencia es el elemento que transforma las señales y tensiones, que entrega el microprocesador y el convertidor A/D, en variaciones de intensidad en los bobinados de los motores. Dentro de este bloque se pueden distinguir las partes correspondientes al driver, comparador, monoestable y el control de señales para el tipo de chopper. La aplicación dispone de tres etapas de potencia, exactamente iguales para controlar los tres motores. El estudio se realiza para una de ellas, pudiéndose extrapolar los resultados para las otras dos restantes.

Figura 6.2. Diagrama de bloques de la etapa de potencia para el control de un motor paso a paso

6.1.1. Driver

En la elección del driver de potencia se ha optado por seleccionar el integrado L298N de la casa SGS, éste se adapta perfectamente a las necesidades de la aplicación y cumple con los requisitos mínimos como un precio asequible y la disponibilidad inmediata en el mercado.

El circuito consta de dos puentes en H formados por transistores bipolares, lo cual permite controlar dos bobinados, y por consiguiente un motor híbrido de dos fases, (mirar la figura 6.3). En el interior, las puertas que atacan a la base de los transistores desde las líneas de entrada, forman el circuito de control y adaptación de niveles, pasan del nivel lógico de 5 V al nivel de potencia del puente. las entradas están formadas por tres líneas esenciales:

- Las entradas In1 e In2 (in3 y In4 para el 2º elemento) correspondientes a los niveles de activación de los transistores por cada rama del puente. Un nivel lógico de 1 (5V) hace conducir el bipolar superior y un nivel de 0 realiza lo mismo con el inferior.

- La entrada de inhibición EnA (EnB para el 2º elemento) bloquea las entradas de control y por consiguiente sitúa los 4 bipolares del puente en estado de bloqueo.

La línea correspondiente al nivel de masa de cada puente se refleja en el exterior de forma independiente mediante las patillas 1 y 15, permitiendo la colocación una resistencia sensora, para determinar el flujo de corriente que circula por el bobinado del motor.

El integrado nos proporciona una corriente contínua máxima de 2A y permite una tensión de alimentación de 50V. Éste puede controlar motores bipolares de hasta dos amperios por fase, y posibilita el control por corriente con una pendiente de subida bastante elevada debido al alto potencial de alimentación. Traduciéndose en una buena respuesta en frecuencia. Se encuentra encapsulado en un multiwatt de 15 patillas con una capacidad de disipación de 25W. Quizás el único dato negativo es la ausencia de los diodos de recirculación, por lo que éstos se tienen que situar en el exterior, dificultando el diseño de la placa.

 

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