DE2133583C3 - Drive circuit for a multi-phase stepper motor - Google Patents

Drive circuit for a multi-phase stepper motor

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DE2133583C3 DE19712133583 DE2133583A DE2133583C3 DE 2133583 C3 DE2133583 C3 DE 2133583C3 DE 19712133583 DE19712133583 DE 19712133583 DE 2133583 A DE2133583 A DE 2133583A DE 2133583 C3 DE2133583 C3 DE 2133583C3
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Seiuemon; Shimizu Kanryo; Kawasaki; Kojima Toshio Yamato Kanagawa; Inaba (Japan)
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kann.can.

Der bekannte Schalter ist zum schnellen Einschalter von induktiven Lasen, d. h. für Fälle bestimmt, bei de nen möglichst schnell der Nennstrom erreicht werder soll. Beim Erreichen des Nennstromes erfolgt die Um schaltung auf eine niedrige Spannung.The well-known switch is used to quickly switch on inductive lasers, i. H. intended for cases at de The nominal current should be reached as quickly as possible. When the nominal current is reached, the Um switching to a low voltage.

Der bekannte Schalter hat den Nachteil, daß die In duktivität, die einer einzelnen Erregerspule des mehr phasigen Schrittmotors entsprechen müßte, ständig entweder an die höhere oder an die niedrigere Spannung angeschlossen ist. Diese Schaltung erlaubt nur zwei verschiedene Zustände und schließt den Zustand aus, daß die Induktivität stromlos ist. Für einen mehr phasigen Schrittmotor ist sie deshalb nicht verwendbar.The known switch has the disadvantage that the inductivity that a single excitation coil of the more phase stepping motor would have to correspond to either the higher or the lower voltage connected. This circuit only allows two different states and closes the state from that the inductance is de-energized. It can therefore not be used for a multi-phase stepper motor.

Aus der US-PS 34 52 263 ist eine Antriebsschaltung für einen mehrphasigen Schrittmotoi mit einer Erregerspule für jede Phase des Motors bekannt, bei der der Erregerstrom der jeweils angeschalteten Eerregerspüle gemessen und so geregelt wird, daß ein hoher Strommittelwert auch bei hohen Schaltgeschwindigkei ten des Motors erzielt wird. Die jeweilige Erregerspule wird bei dieser bekannten Schaltung zunächst an eine Spannungsquelle angelegt, deren Spannung so hoch sein muß. daß trotz des exponentiellen Stromanstieges in der Induktivität ein gewünschter Strommaximalwert in einer Zeit erreicht wird, die um einiges kurzer ist als die Schallzeit des Schrittmotors. Überschreitet der Hr regerstrom diesen Maximalwert, dann wird die Frregerspule auf eine niedrigere Spannung umgeschaltet. Diese Spannung ist so niedrig, daß der vorher erreichte Wert des Erregerstroms nicht aufrechterhalten weiden kann, sondern wieder abnimmt und den Maximalwert unterschreitet. Dies hat ein erneutes Umschalten der Erregerspule auf die höhere Spannung und einen neuen Stromanstieg zur Folge. Der Wechsel von Stromanstieg und Stromabfall, der in einem Strommittelwert resultiert, setzt sich fort, bis die Erregerspule abgeschaltet wird. Zweck der bekannten Schaltung ist es, unabhängig von der Schaltfrequenz des Schrittmotors einen relativ konstanten Mittelwert des Erregerstroms zu erzielen. Allerdings wird für alle Erregerspulen des mehrphasigen Schrittmotors dieselbe Meß- und Schalteinrichtung verwendet. Das bedeutet, daß diese bekannte Schaltung nur für solche Fälle verwendbar ist, bei denen mit jedem Steuerimpuls dieselbe Anzahl von Erregerspulen angeschaltet wird.From US-PS 34 52 263 a drive circuit for a polyphase stepping moto with an excitation coil known for each phase of the motor, in which the excitation current of the respectively activated excitation flush is measured and regulated in such a way that a high average current value even at high switching speeds th of the engine is achieved. In this known circuit, the respective excitation coil is first connected to a Voltage source applied, the voltage of which must be so high. that despite the exponential rise in current in the inductance a desired maximum current value is reached in a time that is considerably shorter than the sound time of the stepper motor. If the Mr. excitation current this maximum value, then the excitation coil switched to a lower voltage. This voltage is so low that the one reached before The value of the excitation current can not be maintained, but decreases again and the maximum value falls below. This has a renewed switchover of the excitation coil to the higher voltage and a new one Result in an increase in current. The alternation between the rise and fall of current resulting in a mean current value, continues until the excitation coil is switched off. The purpose of the known circuit is to be independent to achieve a relatively constant mean value of the excitation current from the switching frequency of the stepper motor. However, the same measuring and switching device is used for all the excitation coils of the multiphase stepping motor used. This means that this known circuit can only be used for those cases in which the same number of excitation coils is switched on with each control pulse.

Aufgabe der Erfindung ist es, bekannte Antriebsschaltungen für Schrittschaltmotoren, bei denen die einzelnen Erregerspulen zunächst mit einer hohen und dann mit einer niedrigen Spannung beaufschlagt werden, so zu verbessern, daß ein hoher Wirkungsgrad verbunden mit großer Zuverlässigkeit auch bei hohen Schaltfrequenzcn erzielt wird.The object of the invention is to provide known drive circuits for stepper motors in which the individual excitation coils are initially subjected to a high and then a low voltage, to improve so that a high efficiency combined with great reliability even at high Switching frequency is achieved.

Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsschaltiing der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der eine Anschluß jeder Erregerspulc jeweils über einen ersten Halbleiterschalter mit der Glcichspannungsqucllc höherer Spannung und über eine Diode mit der Gleichspannungsquclle niedrigerer Spannung verbunden ist, daß der andere Anschluß je-This object is achieved in a drive circuit of the type mentioned at the outset according to the invention solved that the one terminal of each exciter coil each via a first semiconductor switch with the DC voltage source of higher voltage and lower via a diode with the DC voltage source Voltage is connected so that the other connection

jer Erregerspule jeweils über einen zweiten Halbleiterschalter über jeweils eine eigene Meßschaltung an einem Bezugspotential liegt, daß die Steuereingänge des erstem und des zweiten Halbleiterschalters jeder Erregerspule jeweils gemeinsam mi· dem der jeweiligen Erregerspule zugeordneten Ausgang der Erregersteuerschaltung verbunden sind, wobei zwischen dem Ausgang der Erregersteuerschaltung und dem Sleuereingang des ersten Schalters eine bistabile Kippstufe jeweils derart angeordnet ist, daß der Ausgang der bistabilen Kippstufe mit dem Steuereingang des ersten Halbleiterschalters, der erste Steuereingang der bistabilen Kippstufe n:it dem zugehörigen Ausgang der Erregersteuerschaltung und der zweite Steuereip.gang der bistabilen Kippstufe über eine monostabile Kippstufe mii der Meßschaltung verbunden sind.each excitation coil via a second semiconductor switch via its own measuring circuit a reference potential is that the control inputs of the first and the second semiconductor switch each Excitation coil in each case jointly with the output of the excitation control circuit assigned to the respective excitation coil are connected, between the output of the excitation control circuit and the Sleueringang of the first switch a bistable multivibrator is arranged in each case such that the output of the bistable Flip-flop with the control input of the first semiconductor switch, the first control input of the bistable Flip-flop n: it the associated output of the excitation control circuit and the second Steuereip.gang of the bistable multivibrator via a monostable multivibrator are connected to the measuring circuit.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsschaltung für einen mehrphasigen Schrittmotor besteht darin, daß der Schrittmotor auch abwechselnd in Zweiphasen-Erregung und in Dreiphasen-Erregung betrieben werden kann und daß ein hoher Wirkungsgrad bei großer Zuverlässigkeit und bei hohen Schaltfrequenzen erzielt wird.The advantage of the drive circuit according to the invention for a polyphase stepper motor is that the stepper motor also alternates in two-phase excitation and can be operated in three-phase excitation and that a high efficiency at large Reliability and at high switching frequencies is achieved.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von 4 Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail by means of exemplary embodiments on the basis of 4 figures. It shows

Fig. IA bis IC Diagramme und die Form von Impulsfolgen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schrittmotors,FIGS. 1A to IC are diagrams and the shape of pulse trains to explain how the stepper motor works,

F i g. 2A und 2B ein entsprechendes Blockdiagramm und die Form von Impulsfolgen eines erfindungsgemä-Ben Ausführungsbeispiels,F i g. 2A and 2B show a corresponding block diagram and the form of pulse trains of a device according to the invention Embodiment,

F i g. 3A und 3B eine Antriebsschaltung hinsichtlich einer Phase des Schrittmotors undF i g. 3A and 3B show a drive circuit regarding a phase of the stepping motor and FIG

F i g. 4 ein Diagramm, das die Form der Impulsfolgen an den wesentlichen Punkten der F i g. 3 darstellt.F i g. 4 is a diagram showing the shape of the pulse trains at the essential points of FIG. 3 represents.

Entsprechend F i g. 1A wiederholen sich bei einem Schrittmotor auf Grund der Steuerung durch das Eingangssteuersignal Schritt und Ha», und der Schrittmotor dreht sich schrittförmig um einen vorgegebenen Winkel. So wird, wie in F i g. IB dargestellt, die mechanische Arbeit, d. h. die Ausgangsgröße des Schrittmotors pulsförmig erzeugt. Demgemäß kann der Wirkungsgrad des Schrittmotors wesentlich erhöht werden, wenn — wie in F i g. IC dargestellt — die elektrische Eingangsleistung ebenfalls impulsförmig zugeführt wird. Dies bedeutet, daß der Strom η fließt, solange der Rotor ruht und der Strom /1 solange sich der Rotor von einer magnetisch stabilen Lage zu einer anderen magnetisch stabilen Lage dreht und hierbei eine Arbeit leistet.According to FIG. 1A repeats in the case of a stepping motor due to the control by the input control signal, steps and Ha », and the stepping motor rotates stepwise through a predetermined angle. So, as shown in FIG. IB shown, the mechanical work, ie the output of the stepper motor is generated in a pulsed manner. Accordingly, the efficiency of the stepping motor can be increased significantly if - as in FIG. IC shown - the electrical input power is also supplied in pulses. This means that the current η flows as long as the rotor is stationary and the current / 1 as long as the rotor rotates from one magnetically stable position to another magnetically stable position and is doing some work.

F i g. 2A zeigt das Ausführungsbeispiel einer Antriebssichaltung für einen 5phasigen Schrittmotor EPM. Die Erregerspulen 1 bis 5 der einzelnen Phasen sind jeweils mit zwei als Schalter betätigten Transistoren verbunden. Jeweils einer dieser Transistoren ist mit einer Spannungsquelle Vi hoher Spannung verbunden und dient als Schalter hoher Spannung jeweils der andere der beiden Transistoren ist über die F.rregcrspule und cane Diode mit einer Spannungsquelie V: niedriger Spannung verblinden. Durch die Mcßschaltungen iX'l f>° bis IX 5 wird der Krregersirom m der r-'v. eiligen Ir regerspule erfaßt. Wenn der Frregersironi einen vorgegebenen Wert erreicht, werden die bistabikn kippstiifen FI bis /5 /.unsckgeslclh und die Schalttransisturen Qi, Qi, (,'ί. Qj und Q* für di*-' hohe Spannung ''5 abgeschaltet, und es wird an die F.rregcrspulen die Spanniingsqucllc Vi niedriger Spannung angelegt.F i g. 2A shows the exemplary embodiment of a drive circuit for a 5-phase stepping motor EPM. The excitation coils 1 to 5 of the individual phases are each connected to two transistors operated as switches. In each case one of these transistors is connected to a voltage source Vi high voltage and serves as a high voltage switch. The Krregersirom m becomes the r-'v through the Mcßschaltungen iX'l f> ° to IX 5. hurried Ir re coil detected. When the Frregersironi reaches a specified value, the bistable tilting pins FI to / 5 /.unsckgeslclh and the switching transistors Qi, Qi, (, 'ί. Qj and Q * for di * -' high voltage '' 5 are switched off, and it is The voltage sources Vi of low voltage are applied to the exciter coils.

Bei der Schaltung nach F i g. 2A wird der in F i g. 2B dargestellte Steuerpuls CP entweder an den Anschluli CWfür positive Polung oder an den Anschluß CCWfür negative Polung der Zweiphasen- Dreiphasen-Erregersteuerschaltung SR angelegt. Die Erregersteuerschaltung SR verteilt dann die aus den Ausgängen a-b abgegebenen Steuersignale, wie in Fig. 2B dargestellt, so daß in vor egebener Phasenbeziermng wechselweise die Zweiphasen-Erregung und die Dreiphasen-Erregung wiederholt werden. Diese Steuersignale werden der Antriebsschaltung des Schrittmotors zugeführtIn the circuit according to FIG. 2A is the one shown in FIG. Control pulse CP shown in FIG. 2B is applied either to the terminals CW for positive polarity or to the terminal CCW for negative polarity of the two-phase three-phase excitation control circuit SR . The excitation control circuit SR distributed then prepared from the outputs from output control signals, as shown in Fig. 2B, so that in front of egebener Phasenbeziermng alternately the two-phase excitation and three-phase excitation are repeated. These control signals are fed to the drive circuit of the stepping motor

F i g. 3A zeigt das Diagramm der Antriebsschaltung von einer Phase eines mehrphasigen elektrischen Schrittmotors. Bei der Schaltung nach F i g. 3A ist die Ej regerspule eines elektrischen Schrittmotors EPM über Transistoren Ch und Q2 sowie einen Widerstand r mit einer elektrischen Spannungsquelle Vi einer hohen Spannung verbunden. Eine elektrische Spannungsquelle V2 einer niedrigen Spannung ist über eine Diode Di mit der Verbindungsstelle zwischen dem Emitter des Transistors Ch und der Erregerspule des elektrischen Schrittmotors EPM verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen der Erregerspule EPM und dem Kollektor des Transistors Q2 ist über eine Diode Di und einen Widerstand R\ an die Spannungsquelle hoher Spannung angeschlossen. Der Eingangsanschluß IN ist mn einem Inverter /Λ/Vverbunden, der Ausgang des Inverters ist an einen Stelleingang einer bistabilen Kippstufe Fangeschlossen und der Ausgang der bistabilen Kippstufe Fliegt über einen Verstärker Λι an der Basis des Transistors Qi. Die Eingangsklemme IN ist außerdem über einen Verstärker Ai an die Basis des Transistors Qi geführt. Dieses bildet die Wechselschaltung. Eine aus einer Zenerdiode ZD und einem veränderbaren Widerstand VR bestehende Reihenschaltung ist mit den beiden Anschlüssen des Widerstandes r verbunden Die Verbindungsstelle zwischen der Zenerdiode ZD und dem veränderbaren Widerstand VR ist über eine monostabil Kippstufe MM mit dem Rückstelleingang der bistabilen Kippstufe Fverbunden. Wie erwähnt, bildet dies die Meßschaltung für den Erregerstrom.F i g. 3A shows the diagram of the drive circuit of one phase of a polyphase electric stepping motor. In the circuit according to FIG. 3A, the Ej regerspule of an electric stepping motor EPM is connected via transistors Ch and Q2 and a resistor r to an electric voltage source Vi of a high voltage. An electric voltage source V2 of a low voltage is connected via a diode Di to the junction between the emitter of the transistor Ch and the excitation coil of the electric stepping motor EPM . The junction between the excitation coil EPM and the collector of the transistor Q2 is connected to the high voltage source via a diode Di and a resistor R \. The input connection IN is connected to an inverter / Λ / V, the output of the inverter is connected to a control input of a bistable trigger circuit and the output of the bistable trigger circuit flies through an amplifier Λι at the base of the transistor Qi. The input terminal IN is also connected to the base of the transistor Qi via an amplifier Ai . This forms the changeover circuit. A composition consisting of a Zener diode ZD and a variable resistor VR series circuit is r connected to the two terminals of the resistor, the junction between the Zener diode ZD and the variable resistor VR is connected via a monostable multivibrator MM with the reset input of the bistable multivibrator Fverbunden. As mentioned, this forms the measuring circuit for the excitation current.

Wenn gemäß a der F i g. 4 an den Eingangsanschluß IN ein Eingangssignal eo angelegt wird, wird dieses Signal der Basis des Transistors Q2 zugeführt und hier durch dieser Transistor leitend gesteuert. Andererseits wird das Eingangssignal eo durch den Inverter INV um gekehrt und es wird das unter b der F i g. 4 dargestellte Umkehrsignal ei dem Stelleingang der bistabilen Kipp stufe F zugeführt. Der Abfall der vorderen Flanke des Signals ei bringt die bistabile Kippstufe Fin den Se1Z-zustand. Die unter g der F i g. 4 dargestellte Ausgangsgröße e1! der bistabilen Kippstufe Fwird über den VerJ stärker Ai der Basis des Transistors Q\ zugeführt und hierdurch der Transistor Q\ leitend gesteuert. Als Folga hiervon fließt der unter e der F i g. 4 dargestellte Stronj / aus der Spannungsquelle Vi hober Spannung z.ur Er regerspule EPM. Der Strom /nimmt infolge der lnduk tivität der Erregerspule /7PM expotenticll zu. wie die unter e dci Fig.4 dargestellt ist. Die Zunahme de Stärke des Stromes / wird im Widerstand r als Span nungsfall erfaßt. Der veränderbare Widerstand Vl wird so eingestellt, daß der Spannungsfall am Widet stand r auf Grund des durch diesen fließenden Strome du.· Zcnerspaniiung der Zenerdiode ZD überschreite und daß. wenn der den Spannungsfall verursachend Strom den vorgegebenen Wert erreicht hat, die Spat nung an der monostabilen Kippstufe MM anliegt. Di unter f in I 1 g. 3 dargestellte Spannung ei der mon stabilen Kippstufe MM, die die Spannung der ZeneIf according to a of FIG. 4, an input signal eo is applied to the input terminal IN , this signal is fed to the base of the transistor Q2 and is made conductive here by this transistor. On the other hand, the input signal eo is reversed by the inverter INV and it becomes that under b of FIG. 4 reversing signal shown ei the control input of the bistable tilting stage F supplied. The fall of the leading edge of the signal ei brings the bistable flip-flop Fin to the Se 1 Z state. The under g of F i g. 4 shown output variable e 1 ! the bistable multivibrator F is fed to the base of the transistor Q \ via the amplifier Ai, and the transistor Q \ is thereby made conductive. As a consequence of this, the flow under e in FIG. 4 shown Stronj / from the voltage source Vi hober voltage to the exciter coil EPM. The current / increases exponentially due to the inductivity of the excitation coil / 7PM. as shown under e dci Fig.4. The increase in the strength of the current / is recorded as a voltage drop in the resistor r. The variable resistor Vl is set so that the voltage drop stood at Widet r due to the overstepping by this flowing stream you. · Zcnerspaniiung the Zener diode ZD and that. when the current causing the voltage drop has reached the specified value, the voltage is applied to the monostable multivibrator MM. Di under f in I 1 g. 3 illustrated voltage ei of the mon stable flip-flop MM, which the voltage of the scene

diode ZD überschreitet, wird an den Rückstelleingang der bistabilen Kippstufe F gelegt und die Abfallflankc des Signals « stellt die bislabile Kippstufe F in den Rückstell- bzw. Ausgangszustand. Dadurch wird, wie unter g der F i g. 4 dargestellt, die Ausgangsgröße d\ der bistabilen Kippstufe /"zu Null. Demgemäß wird der Transistor Q\ gesperrt.diode ZD exceeds, is applied to the reset input of the bistable flip-flop F and the falling edge of the signal «sets the unstable flip-flop F in the reset or output state. Thereby, as shown by g g of F i,. 4, the output variable d \ of the bistable multivibrator / "is zero. Accordingly, the transistor Q \ is blocked.

Der Transistor Qi wird jedoch im leitend gesteuerten Zustand gehalten und es fließt aus der Spannungsquelle V2 der niedrigen Spannung über die Diode Di ίο ein Strom in die Erregerspule EPM. Der Strom / nimmt, wie unter e der F i g. 4 dargestellt, ab.However, the transistor Qi is kept in the conductive state and a current flows into the excitation coil EPM from the voltage source V2 of the low voltage via the diode Di ίο. The current / takes, as under e of FIG. 4 shown, from.

In Fig.3B ist eine weitere Ausführungsform des Meßkreises dargestellt. In diesem Kreis wird durch den veränderbaren Widerstand VR, einen Widerstand R* und eine Vorspannung - V der Eingangslriggerpegel der monostabilen Kippstufe MM auf einem vorgegebenen Wert gehalten. Wenn der Spannungsfall im Widerstand r diesen vorgegebenen Pegel überschreitet, wird die Spannung über Widerstände R2, Ri und einen Kondensator C an die monostabile Kippstufe MM gelegt. Die unter /'der F ig. 4 dargestellte Ausgangsgröße C2 der monostabilen Kippstufe MM wird an den Rückstelleingang der bistabilen Kippstufe Fangelegt. Durch den plötzlichen Abfall des Stromes / wird in der Erregerspule eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt und diese wird über die Diode D2 und den Widerstand R\ zur Spannungsquelle Vi hoher Spannung zurückgekoppelt. Das Eingangssignal β> wird dann zu Null, es werden beide Transistoren sperrend gesteuert und es fällt der durch die Erregerspule EPM fließende Strom auf Null ab.Another embodiment of the measuring circuit is shown in FIG. In this circuit, the variable resistor VR, a resistor R * and a bias voltage - V keep the input trigger level of the monostable multivibrator MM at a predetermined value. If the voltage drop in the resistor r exceeds this predetermined level, the voltage is applied to the monostable multivibrator MM via resistors R2, Ri and a capacitor C. The under / 'der F ig. 4 output variable C2 of the monostable multivibrator MM is applied to the reset input of the bistable multivibrator F. The sudden drop in current / generates a counter-electromotive force in the excitation coil and this is fed back to the high voltage source Vi via the diode D2 and the resistor R \. The input signal β> then becomes zero, both transistors are turned off and the current flowing through the excitation coil EPM drops to zero.

Die Zeit /1. zu der der zwischen die Erregerspule EPM und die Spannungsquelle Vi hoher Spannung gefügte Transistor Q\ leitend ist, wird wahlweise durch die Werte des Widerstandes, der Zenerspannung der Zcnerdiode ZD und des variablen Widerstandes VR bestimmt. Die Zeit /1, zu der der Transistor leitend ist, muß jedoch unter Berücksichtigung des Trägheitsmomentes des Schrittmotors einschließlich der mechanischen Belastung dieses Motors und hinsichtlich der Selbslinduktivität der Erregcrspule bestimmt werden. Der veränderbare Widerstand VR ist vorgesehen, um die Zeit /1, zu der der Transistor leitend ist, genau einstellen zu können.The time / 1. to which the transistor Q \ connected between the excitation coil EPM and the voltage source Vi of high voltage is conductive, is optionally determined by the values of the resistor, the Zener voltage of the Zcner diode ZD and the variable resistor VR . The time / 1 at which the transistor is conductive must, however, be determined taking into account the moment of inertia of the stepping motor including the mechanical load on this motor and with regard to the self-inductance of the excitation coil. The variable resistor VR is provided in order to be able to set precisely the time / 1 at which the transistor is conductive.

Wie erläutert, können durch die erfindungsgemäße Antriebsschaltung für einen Schrittmotor eine steile Anstiegsflanke des Erregerstromes und eine kurze Ansprechzeit erwartet werden. Ferner können die elektrischen Verluste durch Steuern des Erregerstroms auf einen vorgegebenen Wert reduziert werden. Schließ; lieh werden die als Schaker verwendeten Transistoren nicht infolge eines übermäßigen Stromes zerstört, weil selbst in dem Fall, in dem in den Erregerspulen des Schrittmotors ein Lagenkurzschluß auftritt, der Meßkreis den Strom erfaßt und die Antriebsschaltung auf die Spannungsquelle niedriger Spannung umschaltet. Außerdem wird der durch die Spannungsquelle hoher Spannung zugeführte Strom konstant gehalten. Damit wird sowohl bei niedriger als auch bei hoher Geschwindigkeit das Drehmoment konstant gehalten.As explained, by the drive circuit according to the invention for a stepping motor, a steep Rising edge of the excitation current and a short response time are expected. Furthermore, the electrical Losses can be reduced by controlling the excitation current to a predetermined value. Closing; Lent the transistors used as Schaker are not destroyed as a result of an excessive current, because even in the case in which a layer short circuit occurs in the excitation coils of the stepping motor, the measuring circuit detects the current and switches the drive circuit to the low voltage source. In addition, the current supplied by the high voltage power source is kept constant. In order to the torque is kept constant at both low and high speed.

Selbstverständlich kann als Meßkreis zum Erfassen des Erregerstromes auch eine andere Strommeßeinrichtung, wie z. B. eine unter Ausnutzung des Ladungsträgereffektes verwendet werden und es können für die Wechselschaltung an Stelle der Transistoren Schaltelemente und Gatter benutzt werden.Of course, another current measuring device, such as B. one can be used taking advantage of the charge carrier effect and it can be used for Two-way switching can be used in place of the transistors, switching elements and gates.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (1)

«ν«Ν Patentanspruch:Claim: Antriebsschaltung für einen mehrphasigen Schrittmotor mit einer Erregerspule pro Phase und mit einer pro Phase jeweils einen Ausgang aufweisenden Erregersteuerschaltung, die eingangsseitig eingegebene Steuerimpulse in phasenbezogene Steuersignale verwandelt, durch die die Erregerspulen über Halbleiterschalter in Abhängigkeit von einer den Erregerstrom erfassenden Meßschaltung an eine Gleichspannungsquelle höherer Spannung oder an eine Gleichspanriungsquelle niederer Spannung schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß jeder Erregerspule (1 bis 5) jeweils über einen ersten Halbleiterschalter (Schal[transistor Ql, <?3, Q5, Q7, Q9) mit der G/eichspannungsquelie höherer Spannung ( V I) und über eine Diode (Dl, D 3, D5, DT, DV) mit der Gleichspannungsquelle niedrigerer Spannung (V2) verbunden ist, daß der andere Anschluß jeder Erregerspule (1 bis 5) jeweils über einen zweiten Halbleiterschalter (Schalttransistor Q 2, QA, Q 6, QS, ζ) 10) über jeweils eine eigene Meßschaltung (DCl bis DC5) an einem Bezugspotential liegt daß die Steuereingänge des ersten und des zweiten Halbleiterschalters (Schalttransistoren Q1 bis Q10) jeder Erregerspule (1 bis 5) jeweils gemeinsam mit dem der jeweiligen Erregerspule (1 bis 5) zugeordneten Ausgang (a bis e) der Erregersteuerschaltung (SR) verbunden sind, wobei zwischen dem Ausgang (a bis e) der Erregersteuerschaltung (SR) und dem Steuereingang des ersten Schalters (Schalttransistor Qi, Q3, Q5, QT, Q9) eine bistabile Kippstufe (Fl bis F5) jeweils derart angeordnet ist, daß der Aus gang der bislabilen Kippstufe (Fl bis F5) mil dem Steuereingang des ersten Halbleiterschalters, der erste Steuereingang der bistabilen Kippstufe (Fl bis F5) mit dem zugehörigen Ausgang (a bis e) der Erregersteuerschaltung (SR) und der zweite Steuereingang der bistabilen Kippstufe (Fl bis F5) über eine monostabile Kippstufe (MM) mit der Meßschaltung (DCl bis DC5) verbunden sind.Drive circuit for a multiphase stepper motor with an excitation coil per phase and with an excitation control circuit having an output for each phase, which converts the control pulses entered on the input side into phase-related control signals, through which the excitation coils are connected to a DC voltage source of higher voltage or via semiconductor switches depending on a measuring circuit that detects the excitation current can be switched to a DC voltage source of low voltage, characterized in that one connection of each excitation coil (1 to 5) is connected to the calibration voltage source via a first semiconductor switch (switching transistor Q1, <? 3, Q 5, Q7, Q9) Voltage ( V I) and via a diode (Dl, D 3, D5, DT, DV) is connected to the DC voltage source of lower voltage (V2) that the other terminal of each excitation coil (1 to 5) is connected via a second semiconductor switch (switching transistor Q 2, QA, Q 6, QS, ζ) 10) each have their own measuring circuit ng (DCl to DC 5) is at a reference potential so that the control inputs of the first and second semiconductor switches (switching transistors Q 1 to Q 10) of each excitation coil (1 to 5) each together with the output ( a to E) of the excitation control circuit (SR) are connected, between the output (a to e) of the excitation control circuit (SR) and the control input of the first switch (switching transistor Qi, Q3, Q5, QT, Q9) has a bistable flip-flop (Fl to F5) is arranged in such a way that the output of the bi-stable flip-flop (Fl to F5) with the control input of the first semiconductor switch, the first control input of the bistable flip-flop (Fl to F5) with the associated output (a to e) of the exciter control circuit (SR ) and the second control input of the bistable multivibrator (Fl to F5) are connected to the measuring circuit (DCl to DC5) via a monostable multivibrator (MM). 4545 Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsschaltung für einen mehrphasigen Schrittmotor mit einer Erregerspule pro Phase und mit einer pro Phase jeweils einen Ausgang aufweisenden Erregersteuerschaltung, die eingangsseitig eingegebene Steuerimpulse in phasenbezogene Steuersignale verwandelt, durch die die Erregerspulen über Halbleiterschalter in Abhängigkeit von einer den Erregerstrom erfassenden Meßschaltung an eine Gleichspannungsquelle höherer Spannung oder an eine Gleichspannungsquelle niederer Spannung schaltbar sind. Eine derartige Antriebsschaltung ist aus der US-PS 34 52 263 bekannt.The invention relates to a drive circuit for a polyphase stepping motor with an excitation coil per phase and with an excitation control circuit each having one output per phase, the input-side input control pulses are converted into phase-related control signals through which the Excitation coils via semiconductor switches as a function of a measuring circuit that detects the excitation current to a DC voltage source of higher voltage or to a DC voltage source of lower voltage are switchable. Such a drive circuit is known from US Pat. No. 3,452,263. Durch die DT-AS 12 03 314 ist ein elektronischer <>o Schalter zum schnellen Einschalten von Induktivitäten mit geringem Leistungsbedarf im eingeschalteten Zustand bekanntgeworden, bei dem zur Erzielung der kleinstmöglichen Anstiegszeit des Stromes bis zum Nennstrom die Induktivität während des Einschaltvorganges zunächst über einen elektronischen Kontakt an eine hohe Spannung gelegt ist und nach Erreichen des Nennstromes über einen anderen elektronischen Kontakt an eine niedrige Spannung geschaltet wird und de Umschaltmoment von einer Vergleichsschaltung be stimmt wird, in der eine aus derr augenblicklichen Am plitude des durch die Induktivität fließenden Strome abgeleitete Spannung mit einer dem Nennstrom ent sprechenden Bezugsspannung verglichen wird. Die Be zugsspannung ist einstellbar, damit der Schalter be verschiedenen Nennströmen umgeschaltet werderWith the DT-AS 12 03 314 an electronic <> o Switch for quickly switching on inductors with low power requirements when switched on become known, in which to achieve the smallest possible rise time of the current up to Nominal current, the inductance is initially applied via an electronic contact during the switch-on process a high voltage is applied and after reaching the nominal current via another electronic contact is switched to a low voltage and de switching moment be from a comparison circuit is true, in which one of the instantaneous Am plitude of the current flowing through the inductance derived voltage is compared with a reference voltage corresponding to the nominal current. Thieves tension is adjustable so that the switch can be switched at different rated currents
DE19712133583 1970-07-06 1971-07-06 Drive circuit for a multi-phase stepper motor Expired DE2133583C3 (en)

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