JP2000184789A - ステッピングモ―タの駆動方法 - Google Patents
ステッピングモ―タの駆動方法Info
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- JP2000184789A JP2000184789A JP37518198A JP37518198A JP2000184789A JP 2000184789 A JP2000184789 A JP 2000184789A JP 37518198 A JP37518198 A JP 37518198A JP 37518198 A JP37518198 A JP 37518198A JP 2000184789 A JP2000184789 A JP 2000184789A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電期間中の放電経路の切り替えに代えて、
ほぼ正弦波半波状の制御電圧の増加と減少に応じて、放
電経路を切り替えることにより、複雑な信号処理を用い
ないステッピングモータの駆動方法を提供する。 【構成】 放電時定数が大きいと問題となりうる電流が
急激に減少する制御期間では、放電時定数が小さい経路
で放電し、そして、電流が急激に減少しない期間では、
放電時定数が大きい経路で放電する。それにより、制御
対象の回路定数に束縛されることのない、追従性の良い
ステッピングモータの駆動方法を得る。
ほぼ正弦波半波状の制御電圧の増加と減少に応じて、放
電経路を切り替えることにより、複雑な信号処理を用い
ないステッピングモータの駆動方法を提供する。 【構成】 放電時定数が大きいと問題となりうる電流が
急激に減少する制御期間では、放電時定数が小さい経路
で放電し、そして、電流が急激に減少しない期間では、
放電時定数が大きい経路で放電する。それにより、制御
対象の回路定数に束縛されることのない、追従性の良い
ステッピングモータの駆動方法を得る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータの
駆動方法に関し、特に、複写機の読み取り系やプリンタ
のキャリッジ移動に使用されるステッピングモータの駆
動回路に関する。
駆動方法に関し、特に、複写機の読み取り系やプリンタ
のキャリッジ移動に使用されるステッピングモータの駆
動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真式複写機の読み取り光学
系の駆動やシリアル式プリンタの印字ヘッドを搭載した
キャリッジをプラテンに沿って移動させるのに利用され
るモータには、一般的にステッピングモータが採用され
てきた。その理由は、（１）モータの回転角が入力パル
スに比例し、累積誤差を残さない、（２）モータの回転
速度が入力パルスの周波数に比例し、精密な同期運転が
可能である、（３）起動停止特性がよい、（４）デジタ
ル信号で制御が可能である、といった利点があるためで
ある。
系の駆動やシリアル式プリンタの印字ヘッドを搭載した
キャリッジをプラテンに沿って移動させるのに利用され
るモータには、一般的にステッピングモータが採用され
てきた。その理由は、（１）モータの回転角が入力パル
スに比例し、累積誤差を残さない、（２）モータの回転
速度が入力パルスの周波数に比例し、精密な同期運転が
可能である、（３）起動停止特性がよい、（４）デジタ
ル信号で制御が可能である、といった利点があるためで
ある。
【０００３】構造が簡単なことから廉価になるので、上
記電子写真式複写機の読み取り光学系の駆動やシリアル
式プリンタのキャリッジ駆動には、通常２相ステッピン
グモータが用いられている。
記電子写真式複写機の読み取り光学系の駆動やシリアル
式プリンタのキャリッジ駆動には、通常２相ステッピン
グモータが用いられている。
【０００４】２相ステッピングモータを駆動する方式に
は、ユニポーラ駆動とバイポーラ駆動とがある。ユニポ
ーラ駆動回路の一例を図６に示す。図６に示すように、
巻線１５、１６、１７、１８に、それぞれ、スイッチン
グ素子としてトランジスタ１１、１２、１３、１４を接
続し、それぞれのトランジスタをＯＮ（オン）すること
で、巻線に電流を印加して、ロータを回転させる。
は、ユニポーラ駆動とバイポーラ駆動とがある。ユニポ
ーラ駆動回路の一例を図６に示す。図６に示すように、
巻線１５、１６、１７、１８に、それぞれ、スイッチン
グ素子としてトランジスタ１１、１２、１３、１４を接
続し、それぞれのトランジスタをＯＮ（オン）すること
で、巻線に電流を印加して、ロータを回転させる。
【０００５】また、モータのトルク特性を向上するため
に、モータ巻線を無駄なく利用する。いわゆるバイポー
ラ駆動においては、正逆両方向の電流を流すため、従来
よりＨブリッジ回路と呼ばれるスイッチングトランジス
タを４つ組み合わせた回路を使用している。
に、モータ巻線を無駄なく利用する。いわゆるバイポー
ラ駆動においては、正逆両方向の電流を流すため、従来
よりＨブリッジ回路と呼ばれるスイッチングトランジス
タを４つ組み合わせた回路を使用している。
【０００６】図３に、このＨブリッジ回路を基本とし
た、２相ステッピングモータのバイポーラ駆動制御回路
の従来例を示す。２相ステッピングモータ１にはモータ
巻線が２つあり、その巻線２および３のそれぞれに電流
駆動回路４、５が設けられている。ここでは、どちらの
電流駆動回路も同一構成であるため、電流駆動回路４の
内部についてのみ説明する。また、７は、モータ駆動用
の電源ユニットである。
た、２相ステッピングモータのバイポーラ駆動制御回路
の従来例を示す。２相ステッピングモータ１にはモータ
巻線が２つあり、その巻線２および３のそれぞれに電流
駆動回路４、５が設けられている。ここでは、どちらの
電流駆動回路も同一構成であるため、電流駆動回路４の
内部についてのみ説明する。また、７は、モータ駆動用
の電源ユニットである。
【０００７】図３は、１１、１２、２１、２２はスイッ
チング素子であり、回路上ではＦＥＴで表現している。
１３、１４、２３、２４はフライホイールダイオードで
ある。１５は、モータ巻線の電流を検出するための抵抗
であり、１６はＤ／Ａ変換器であり、１７はオペアンプ
から成る比較器である。
チング素子であり、回路上ではＦＥＴで表現している。
１３、１４、２３、２４はフライホイールダイオードで
ある。１５は、モータ巻線の電流を検出するための抵抗
であり、１６はＤ／Ａ変換器であり、１７はオペアンプ
から成る比較器である。
【０００８】また、６は、各トランジスタのＯＮ／ＯＦ
Ｆ（オン／オフ）を制御するパルスを生成する制御回路
であり、図示しない回路からステッピングモータのステ
ップ進行を指示する歩進パルスが入力される。
Ｆ（オン／オフ）を制御するパルスを生成する制御回路
であり、図示しない回路からステッピングモータのステ
ップ進行を指示する歩進パルスが入力される。
【０００９】ここで、電流検出抵抗１５が発生する検出
電圧を、Ｄ／Ａ変換器１６で生成される制御対象電圧と
を比較器１７で比較する。制御回路６は、その差分電圧
を読み取り、これが一定になるように、トランジスタ１
１、１２、２１、２２のスイッチング信号を制御してい
る。
電圧を、Ｄ／Ａ変換器１６で生成される制御対象電圧と
を比較器１７で比較する。制御回路６は、その差分電圧
を読み取り、これが一定になるように、トランジスタ１
１、１２、２１、２２のスイッチング信号を制御してい
る。
【００１０】最初に、トランジスタ１１と２２がオンで
あり、トランジスタ１２と２１がオフであるときを考え
る。このとき、電流は、電源７からトランジスタ１１を
介してモータ巻線２に流れ、さらにトランジスタ２２を
経て、抵抗１５に至るαの経路をたどる。
あり、トランジスタ１２と２１がオフであるときを考え
る。このとき、電流は、電源７からトランジスタ１１を
介してモータ巻線２に流れ、さらにトランジスタ２２を
経て、抵抗１５に至るαの経路をたどる。
【００１１】次に、トランジスタ２２がオンのままで、
トランジスタ１１をオフにして、巻線への電流供給を遮
断する場合を考える。このとき、巻線に蓄積された電流
は、トランジスタ２２およびフライホイールダイオード
１４を経由して巻線に戻るというβの経路をたどる。こ
れがオフ設定の第１の手法である。
トランジスタ１１をオフにして、巻線への電流供給を遮
断する場合を考える。このとき、巻線に蓄積された電流
は、トランジスタ２２およびフライホイールダイオード
１４を経由して巻線に戻るというβの経路をたどる。こ
れがオフ設定の第１の手法である。
【００１２】もしくは、オンされていたトランジスタ１
１、２２ともオフにしたときを考える。このとき、巻線
に蓄積された電流は、ＧＮＤ（接地）を最初に抵抗１
５、フライホイールダイオード１４、巻線２、フライホ
イールダイオード２３を経て電源７に回生される経路γ
をたどる。このとき、抵抗１５を経由するため、先述の
経路βとは時定数が異なる。
１、２２ともオフにしたときを考える。このとき、巻線
に蓄積された電流は、ＧＮＤ（接地）を最初に抵抗１
５、フライホイールダイオード１４、巻線２、フライホ
イールダイオード２３を経て電源７に回生される経路γ
をたどる。このとき、抵抗１５を経由するため、先述の
経路βとは時定数が異なる。
【００１３】さて、エネルギーが蓄積されたコイルが放
出する電流（ｉ）の一般解は、コイルのインダクタンス
をＬ、放電経路の抵抗成分をＲ、時間をｔとすると、 ｉ＝ａ×ｅｘｐ｛（−ｔ／（Ｌ／Ｒ）｝ となる。
出する電流（ｉ）の一般解は、コイルのインダクタンス
をＬ、放電経路の抵抗成分をＲ、時間をｔとすると、 ｉ＝ａ×ｅｘｐ｛（−ｔ／（Ｌ／Ｒ）｝ となる。
【００１４】この式から、放電経路の抵抗成分が大きい
と、放電時定数τ＝Ｌ／Ｒが小さくなり、したがって、
同じ電流レベルにまで放電する時間は少なくてすむこと
になる。即ち、放電経路βでは、検出抵抗Ｒを経由しな
いため、時定数が大きく放電曲線が緩やかになるため、
図４（ａ）に示すように、リップルが小さい電流波形と
なる。一方、放電経路γでは、検出抵抗Ｒを経由するた
め、時定数が小さくなって放電曲線が急になるため、そ
の結果、図４（ｂ）に示すように、電流リップルが大き
くなっていた。
と、放電時定数τ＝Ｌ／Ｒが小さくなり、したがって、
同じ電流レベルにまで放電する時間は少なくてすむこと
になる。即ち、放電経路βでは、検出抵抗Ｒを経由しな
いため、時定数が大きく放電曲線が緩やかになるため、
図４（ａ）に示すように、リップルが小さい電流波形と
なる。一方、放電経路γでは、検出抵抗Ｒを経由するた
め、時定数が小さくなって放電曲線が急になるため、そ
の結果、図４（ｂ）に示すように、電流リップルが大き
くなっていた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来例では、トラ
ンジスタのオン時には外部から電流を供給して充電し、
トランジスタのオフ時には巻線に蓄積した電流を放電す
ることで、トランジスタをチョッパ動作させ、そのオン
／オフの時間幅を変更することにより、巻線電流を定電
流に保つように制御している。
ンジスタのオン時には外部から電流を供給して充電し、
トランジスタのオフ時には巻線に蓄積した電流を放電す
ることで、トランジスタをチョッパ動作させ、そのオン
／オフの時間幅を変更することにより、巻線電流を定電
流に保つように制御している。
【００１６】現在、ステッピングモータをより高精度に
動作させる手法として、マイクロステップ駆動もしくは
正弦波駆動と呼ばれる手法がとられている。この方式
は、Ａ相、Ｂ相の電流値を正弦波形状および余弦波形状
にすることで、通常ステップでは、実現できない微小角
の移動動作を実現するものである。そして、この正弦波
駆動を行うためには、上記定電流制御において、電流方
向信号を設定した上で、比較基準電圧ＶｒｅｆにほぼＳ
ＩＮ半波波形を与えてその波形に追従するようにチョッ
パ動作させて定電流制御することで、電流値を正弦波形
状に設定している。
動作させる手法として、マイクロステップ駆動もしくは
正弦波駆動と呼ばれる手法がとられている。この方式
は、Ａ相、Ｂ相の電流値を正弦波形状および余弦波形状
にすることで、通常ステップでは、実現できない微小角
の移動動作を実現するものである。そして、この正弦波
駆動を行うためには、上記定電流制御において、電流方
向信号を設定した上で、比較基準電圧ＶｒｅｆにほぼＳ
ＩＮ半波波形を与えてその波形に追従するようにチョッ
パ動作させて定電流制御することで、電流値を正弦波形
状に設定している。
【００１７】このような正弦波電流駆動のとき、比較基
準電圧Ｖｒｅｆが零点付近においては、その比較基準電
圧Ｖｒｅｆの変化が最大となる。ここで、回路定数で定
まる巻線インダクタンスの放電時定数が大きいと、放電
特性による放電電流の減衰曲線が比較基準電圧Ｖｒｅｆ
の変化より緩やかとなってしまう。特に電流が減少する
方向の場合、トランジスタのオン／オフ制御では常にオ
フ期間となってしまう場合がある。図４（ａ）に示すよ
うに、放電特性では、このような場合においても、図５
に示すように、実際の巻線電流が比較基準電圧Ｖｒｅｆ
に追従せず、所望のＳＩＮ半波の電流値とならないこと
があった。その結果、モータが振動する原因になってし
まうことがあった。そのため、放電時定数を小さくし
て、急速に放電できる経路できる経路を設定した場合に
は、定常時のトランジスタのオン／オフ制御のたびに巻
線への電流の出入りが行われているために、図４（ｂ）
に示すように、電流リップルが増大して、回転むらを悪
化させていた。
準電圧Ｖｒｅｆが零点付近においては、その比較基準電
圧Ｖｒｅｆの変化が最大となる。ここで、回路定数で定
まる巻線インダクタンスの放電時定数が大きいと、放電
特性による放電電流の減衰曲線が比較基準電圧Ｖｒｅｆ
の変化より緩やかとなってしまう。特に電流が減少する
方向の場合、トランジスタのオン／オフ制御では常にオ
フ期間となってしまう場合がある。図４（ａ）に示すよ
うに、放電特性では、このような場合においても、図５
に示すように、実際の巻線電流が比較基準電圧Ｖｒｅｆ
に追従せず、所望のＳＩＮ半波の電流値とならないこと
があった。その結果、モータが振動する原因になってし
まうことがあった。そのため、放電時定数を小さくし
て、急速に放電できる経路できる経路を設定した場合に
は、定常時のトランジスタのオン／オフ制御のたびに巻
線への電流の出入りが行われているために、図４（ｂ）
に示すように、電流リップルが増大して、回転むらを悪
化させていた。
【００１８】ここで、特開平９−２１９９９５号に見ら
れるように、放電期間の最中に放電経路を切り替える手
法が提案されているが、マイクロステップ時には、オン
／オフ期間がダイナミックに変動するため、その切り替
えタイミングを導出するための信号処理が複雑になって
いた。
れるように、放電期間の最中に放電経路を切り替える手
法が提案されているが、マイクロステップ時には、オン
／オフ期間がダイナミックに変動するため、その切り替
えタイミングを導出するための信号処理が複雑になって
いた。
【００１９】したがって、本発明の目的は、放電期間中
の放電経路の切り替えに代えて、ほぼ正弦波半波状の制
御電圧の増加と減少に応じて、放電経路を切り替えるこ
とにより、複雑な信号処理を用いないステッピングモー
タの駆動方法を提供することにある。
の放電経路の切り替えに代えて、ほぼ正弦波半波状の制
御電圧の増加と減少に応じて、放電経路を切り替えるこ
とにより、複雑な信号処理を用いないステッピングモー
タの駆動方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、特に、放電時定数が大きいと問題となり
うる電流が急激に減少する制御期間では、放電時定数が
小さい経路で放電し、そして、電流が急激に減少しない
期間では、放電時定数が大きい経路で放電して、制御対
象の回路定数に束縛されることのない、追従性の良いス
テッピングモータの駆動方法を採用するものである。
に、本発明は、特に、放電時定数が大きいと問題となり
うる電流が急激に減少する制御期間では、放電時定数が
小さい経路で放電し、そして、電流が急激に減少しない
期間では、放電時定数が大きい経路で放電して、制御対
象の回路定数に束縛されることのない、追従性の良いス
テッピングモータの駆動方法を採用するものである。
【００２１】
【実施例】（実施例１）以下、実施例１を図１の回路図
を参照して、説明する。なお、図１において、図３の従
来例と同一の部材または同一の機能を有するものは、同
一の符号を付してある。
を参照して、説明する。なお、図１において、図３の従
来例と同一の部材または同一の機能を有するものは、同
一の符号を付してある。
【００２２】図１で、１１、１２、２１、２２はスイッ
チング素子であり、回路上では、ＦＥＴで表現してい
る。１３、１４、２３、２４はフライホイールダイオー
ドである。１５はモータ巻線の電流を検出するための抵
抗であり、１６はＤ／Ａ変換器であり、１７はオペアン
プから成る比較器である。
チング素子であり、回路上では、ＦＥＴで表現してい
る。１３、１４、２３、２４はフライホイールダイオー
ドである。１５はモータ巻線の電流を検出するための抵
抗であり、１６はＤ／Ａ変換器であり、１７はオペアン
プから成る比較器である。
【００２３】また、６は、各トランジスタのオン／オフ
を制御するパルスを生成する制御回路であり、図示しな
い回路からステッピングモータのステップ進行を指示す
る歩進パルスに応じて、方向信号ＡＤＩＲ、ＢＤＩＲが
入力される。
を制御するパルスを生成する制御回路であり、図示しな
い回路からステッピングモータのステップ進行を指示す
る歩進パルスに応じて、方向信号ＡＤＩＲ、ＢＤＩＲが
入力される。
【００２４】ここで、電流検出抵抗１５が発生する検出
電圧をＤ／Ａ変換器１６で生成される制御対象電圧とを
比較器１７で比較する。図示しない定電流制御回路は、
その差分の電圧を読み取り、これが一定になるように信
号ＡＣＨＯＰ、ＢＣＨＯＰを出力している。具体的に
は、適切な電流になるように、トランジスタ１１、１
２、２１、２２をスイッチングするＰＷＭ信号を出力し
てトランジスタをチョッパ制御している。また、このＤ
／Ａ変換器には図示しないＣＰＵから適切な設定値が与
えられている。
電圧をＤ／Ａ変換器１６で生成される制御対象電圧とを
比較器１７で比較する。図示しない定電流制御回路は、
その差分の電圧を読み取り、これが一定になるように信
号ＡＣＨＯＰ、ＢＣＨＯＰを出力している。具体的に
は、適切な電流になるように、トランジスタ１１、１
２、２１、２２をスイッチングするＰＷＭ信号を出力し
てトランジスタをチョッパ制御している。また、このＤ
／Ａ変換器には図示しないＣＰＵから適切な設定値が与
えられている。
【００２５】この動作を図２を参照して説明する。最初
に、トランジスタ１１と２２がオンであり、トランジス
タ１２と２１とがオフのときを考える。このとき、電流
は、電源７からトランジスタ１１を介して、モータ巻線
２に流れ、さらにトランジスタ２２を経て、抵抗１５に
至るという経路をたどる。
に、トランジスタ１１と２２がオンであり、トランジス
タ１２と２１とがオフのときを考える。このとき、電流
は、電源７からトランジスタ１１を介して、モータ巻線
２に流れ、さらにトランジスタ２２を経て、抵抗１５に
至るという経路をたどる。
【００２６】次に、トランジスタ２２がオンのままでト
ランジスタ１１をオフにして巻線への電流供給を遮断す
る場合を考える。このとき、巻線に蓄積された電流は、
トランジスタ２２およびフライホイールダイオード１４
を経由して巻線２に戻るという経路をたどる。図７
（ａ）にこのときの経路を示す。
ランジスタ１１をオフにして巻線への電流供給を遮断す
る場合を考える。このとき、巻線に蓄積された電流は、
トランジスタ２２およびフライホイールダイオード１４
を経由して巻線２に戻るという経路をたどる。図７
（ａ）にこのときの経路を示す。
【００２７】もしくは、オンされたトランジスタ１１、
２２をともに、オフしたときを考える。このとき、巻線
に蓄積された電流は、ＧＮＤを最初に抵抗１５、フライ
ホイールダイオード１４、巻線２、フライホイールダイ
オード２３を経て電源７に回生される経路をたどる。こ
のとき、図７（ｂ）に示すように、抵抗１５を経由する
ために、先述の経路とは違い、経路中に抵抗成分が大き
くなって時定数が小さくなり、放電特性が異なってく
る。
２２をともに、オフしたときを考える。このとき、巻線
に蓄積された電流は、ＧＮＤを最初に抵抗１５、フライ
ホイールダイオード１４、巻線２、フライホイールダイ
オード２３を経て電源７に回生される経路をたどる。こ
のとき、図７（ｂ）に示すように、抵抗１５を経由する
ために、先述の経路とは違い、経路中に抵抗成分が大き
くなって時定数が小さくなり、放電特性が異なってく
る。
【００２８】次に、具体的なチョッパ動作時の放電切り
替え動作について、図２を参照して説明する。Ａ相とＢ
相では、位相がずれているだけで同等な動作を行うの
で、ここでは、Ａ相のみについて説明し、Ｂ相について
は、煩雑になるので、説明を省略する。
替え動作について、図２を参照して説明する。Ａ相とＢ
相では、位相がずれているだけで同等な動作を行うの
で、ここでは、Ａ相のみについて説明し、Ｂ相について
は、煩雑になるので、説明を省略する。
【００２９】図２において、（ａ）はＡ相の電流設定用
比較基準電圧ＡＲＥＦ、（ｂ）はＢ相の電流設定用比較
基準電圧ＢＲＥＦ、（ｃ）はＡ相の方向切り替え信号Ａ
ＤＩＲ、（ｄ）は、Ｂ相の方向切り替え信号ＢＤＩＲを
波形をそれぞれ示す。モータの回転数に応じて、これら
の信号が図示しないＣＰＵより与えられる。
比較基準電圧ＡＲＥＦ、（ｂ）はＢ相の電流設定用比較
基準電圧ＢＲＥＦ、（ｃ）はＡ相の方向切り替え信号Ａ
ＤＩＲ、（ｄ）は、Ｂ相の方向切り替え信号ＢＤＩＲを
波形をそれぞれ示す。モータの回転数に応じて、これら
の信号が図示しないＣＰＵより与えられる。
【００３０】そして、制御回路６はこれらの信号から、
図２に示すような信号Ａ１Ｇ、Ａ２Ｇ、Ａ３Ｇ、Ａ４
Ｇ、Ｂ１Ｇ、Ｂ２Ｇ、Ｂ３Ｇ、Ｂ４Ｇを生成する。ここ
で、これらの信号と外部より到来するチョッパ信号ＡＣ
ＨＯＰとから、トランジスタを実際にオン／オフする信
号が生成され、各トランジスタに与えられる。図２にこ
のとき生成される信号Ａ１、Ａ４を示す。
図２に示すような信号Ａ１Ｇ、Ａ２Ｇ、Ａ３Ｇ、Ａ４
Ｇ、Ｂ１Ｇ、Ｂ２Ｇ、Ｂ３Ｇ、Ｂ４Ｇを生成する。ここ
で、これらの信号と外部より到来するチョッパ信号ＡＣ
ＨＯＰとから、トランジスタを実際にオン／オフする信
号が生成され、各トランジスタに与えられる。図２にこ
のとき生成される信号Ａ１、Ａ４を示す。
【００３１】これらの信号は、以下に示す論理関係によ
り実現可能である。ここで、＆は論理積を、＃は論理和
を、！は否定を示す。 Ａ１：ＡＣＨＯＰ＆ＡＤＩＲ Ａ２：Ａ３＃（ＡＤＩＲ＆！ＢＤＩＲ） Ａ３：ＡＣＨＯＰ＆！ＡＤＩＲ Ａ４：Ａ１＃（！ＡＤＩＲ＆ＢＤＩＲ） Ｂ１：ＢＣＨＯＰ＆ＢＤＩＲ Ｂ２：Ｂ３＃（ＡＤＩＲ＆！ＢＤＩＲ） Ｂ３：ＢＣＨＯＰ＆！ＢＤＩＲ Ｂ４：Ｂ１＃（！ＡＤＩＲ＆ＢＤＩＲ）
り実現可能である。ここで、＆は論理積を、＃は論理和
を、！は否定を示す。 Ａ１：ＡＣＨＯＰ＆ＡＤＩＲ Ａ２：Ａ３＃（ＡＤＩＲ＆！ＢＤＩＲ） Ａ３：ＡＣＨＯＰ＆！ＡＤＩＲ Ａ４：Ａ１＃（！ＡＤＩＲ＆ＢＤＩＲ） Ｂ１：ＢＣＨＯＰ＆ＢＤＩＲ Ｂ２：Ｂ３＃（ＡＤＩＲ＆！ＢＤＩＲ） Ｂ３：ＢＣＨＯＰ＆！ＢＤＩＲ Ｂ４：Ｂ１＃（！ＡＤＩＲ＆ＢＤＩＲ）
【００３２】そして、実際に印加された電流を抵抗１５
で検出し、その検出値とＤ／Ａ変換器の値ＡＲＥＦとを
オペアンプで比較して、その大小の信号をＡＤＥＴとし
てフィードバックしている。
で検出し、その検出値とＤ／Ａ変換器の値ＡＲＥＦとを
オペアンプで比較して、その大小の信号をＡＤＥＴとし
てフィードバックしている。
【００３３】具体的なチョッパ動作時の放電の切り替え
動作について説明する。制御基準電圧ＡＲＥＦが増加す
る期間である、図２の期間（Ｔ１）において電流動作を
考える。ここで、Ａ１Ｇ：Ｈ（ハイ）、Ａ４Ｇ：Ｈ、Ａ
３Ｇ：Ｌ（ロー）、Ａ２Ｇ：Ｌなので、チョッパ信号が
Ｈで電流を流し込んでいるときには、トランジスタ１１
と２４がオンして、１２と２１とがオフしている。
動作について説明する。制御基準電圧ＡＲＥＦが増加す
る期間である、図２の期間（Ｔ１）において電流動作を
考える。ここで、Ａ１Ｇ：Ｈ（ハイ）、Ａ４Ｇ：Ｈ、Ａ
３Ｇ：Ｌ（ロー）、Ａ２Ｇ：Ｌなので、チョッパ信号が
Ｈで電流を流し込んでいるときには、トランジスタ１１
と２４がオンして、１２と２１とがオフしている。
【００３４】このとき、印加される電流は、電源７から
トランジスタ１１を経て、巻線２に流れ、トランジスタ
２４を経由して抵抗１５を流れてグランドに至る。次
に、チョッパ信号がＬで巻線に蓄積された電流を放電す
るときには、トランジスタ１１はオフするが、トランジ
スタ２２はＡＣＨＯＰ信号に関わらずにＨであるので、
オンしたままである。したがって、放電される電流は、
巻線２からトランジスタ２２を経由し、ダイオード１４
を経て、巻線２に戻る。
トランジスタ１１を経て、巻線２に流れ、トランジスタ
２４を経由して抵抗１５を流れてグランドに至る。次
に、チョッパ信号がＬで巻線に蓄積された電流を放電す
るときには、トランジスタ１１はオフするが、トランジ
スタ２２はＡＣＨＯＰ信号に関わらずにＨであるので、
オンしたままである。したがって、放電される電流は、
巻線２からトランジスタ２２を経由し、ダイオード１４
を経て、巻線２に戻る。
【００３５】次に、制御基準電圧ＡＲＥＦが減少する期
間である、図２の期間（Ｔ２）においての電流動作を考
える。ここで、Ａ１Ｇ：Ｈ、Ａ４Ｇ：Ｌ、Ａ３Ｇ：Ｌ、
Ａ２Ｇ：Ｌなので、チョッパ信号がＨで電流を流し込ん
でいるときには、トランジスタ１１と２４がオンして、
１２と２１がオフしている。そして、印加される電流
は、電源７からトランジスタ１１を経て、巻線２を流
れ、トランジスタ２４を経由して抵抗１５を流れてグラ
ンドに至る。
間である、図２の期間（Ｔ２）においての電流動作を考
える。ここで、Ａ１Ｇ：Ｈ、Ａ４Ｇ：Ｌ、Ａ３Ｇ：Ｌ、
Ａ２Ｇ：Ｌなので、チョッパ信号がＨで電流を流し込ん
でいるときには、トランジスタ１１と２４がオンして、
１２と２１がオフしている。そして、印加される電流
は、電源７からトランジスタ１１を経て、巻線２を流
れ、トランジスタ２４を経由して抵抗１５を流れてグラ
ンドに至る。
【００３６】次に、チョッパ信号がＬで巻線に蓄積され
た電流を放電するときには、トランジスタ１１はオフ
し、トランジスタ２２もＡＣＨＯＰ信号によってオフさ
れる。したがって、放電される電流は、グランドから抵
抗１５を経由してダイオード１４を通り巻線２に至り、
さらにダイオード２３を経由して電源に回生される。
た電流を放電するときには、トランジスタ１１はオフ
し、トランジスタ２２もＡＣＨＯＰ信号によってオフさ
れる。したがって、放電される電流は、グランドから抵
抗１５を経由してダイオード１４を通り巻線２に至り、
さらにダイオード２３を経由して電源に回生される。
【００３７】期間（Ｔ３）および（Ｔ３）については、
巻線の電流方向が逆になり、トランジスタ１１が２１
に、トランジスタ１２が２２に、ダイオード２３が１３
に、置換されるだけであるので、説明を省略する。
巻線の電流方向が逆になり、トランジスタ１１が２１
に、トランジスタ１２が２２に、ダイオード２３が１３
に、置換されるだけであるので、説明を省略する。
【００３８】ここで、制御電圧としての正弦波が減少す
る期間（Ｔ２）等で、大きい減衰時定数をτ’として、
正弦波半波の時間をＴ、制御電圧が零になる時点での残
留電流は、最大時を１とすると、 ｅｘｐ（−Ｔ／τ’） となる。ここで、この残留電流が５％以下になるように
するには、 ０．０５≧ｅｘｐ（−Ｔ／２／τ’） であるので、期間Ｔと時定数τ’との関係は、 Ｔ／２≧３×τ’ となる。
る期間（Ｔ２）等で、大きい減衰時定数をτ’として、
正弦波半波の時間をＴ、制御電圧が零になる時点での残
留電流は、最大時を１とすると、 ｅｘｐ（−Ｔ／τ’） となる。ここで、この残留電流が５％以下になるように
するには、 ０．０５≧ｅｘｐ（−Ｔ／２／τ’） であるので、期間Ｔと時定数τ’との関係は、 Ｔ／２≧３×τ’ となる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチング素子をＰＷＭ信号にてオン／オフすること
でチョッパ動作して、インダクタンスに流れる電流を電
流制御していて、その制御電圧の増減によってインダク
タンスに流れる電流を正弦波状に増減するときに、その
電流の変化の増減方向に応じて、スイッチング素子のオ
フ時の放電経路を変更することにより、放電時定数を変
えて、減少時には、制御値が高周波数のときにも速やか
に減少し、それ以外ではリップル成分を増やすことな
く、制御電圧によく追従した電流をインダクタンスに流
すことができて、回転動作を円滑にすることが可能とな
る。
スイッチング素子をＰＷＭ信号にてオン／オフすること
でチョッパ動作して、インダクタンスに流れる電流を電
流制御していて、その制御電圧の増減によってインダク
タンスに流れる電流を正弦波状に増減するときに、その
電流の変化の増減方向に応じて、スイッチング素子のオ
フ時の放電経路を変更することにより、放電時定数を変
えて、減少時には、制御値が高周波数のときにも速やか
に減少し、それ以外ではリップル成分を増やすことな
く、制御電圧によく追従した電流をインダクタンスに流
すことができて、回転動作を円滑にすることが可能とな
る。
【図１】図１は、本発明の実施例のステッピングモータ
の駆動方法を実行する回路図である。
の駆動方法を実行する回路図である。
【図２】図２は、図１の回路図における主要部における
信号状態を示す波形図である。
信号状態を示す波形図である。
【図３】図３は、従来例の回路図である。
【図４】図４は、従来例の信号を示す波形図である。
【図５】図５は、従来例の信号を示す波形図である。
【図６】図６は、他の従来例を示す図である。
【図７】図７は、電流経路を示す回路図である。
１ モータ ２、３ 巻線 ４、５ 電流駆動回路 １１、１２、２１、２２ スイッチング素子（トラン
ジスタ） １３、１４、２３、２４ フライホイールダイオード １７ 比較器（オペアンプ） ７ 電源
ジスタ） １３、１４、２３、２４ フライホイールダイオード １７ 比較器（オペアンプ） ７ 電源
Claims (3)
- 【請求項１】 定電流方式で電流制御しているバイポー
ラ駆動によるステッピングモータの駆動方法において、 定電流制御のために制御電圧としてほぼ正弦波半波状の
信号を入力して、ステッピングモータを駆動する場合、 モータの回転速度によらず、前記ほぼ正弦波半波状の制
御電圧の増加時には、減衰時定数の小さい放電経路を選
択し、前記ほぼ正弦波半波状の制御電圧の減少時には、
減衰時定数の大きい放電経路を選択することを特徴とす
るステッピングモータの駆動方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のステッピングモータの駆
動方法において、前記大きい方の減衰時定数の３倍は、
回転速度で決定される制御電圧の正弦波半波の半波期間
の半分よりも大きいことを特徴とするステッピングモー
タの駆動方法。 - 【請求項３】 請求項１記載のステッピングモータの駆
動方法において、駆動方法に用いる駆動回路は、１つの
モータ巻線に関して、 電源とモータ巻線の一端との間に接続された第１スイッ
チング素子と、 該第１スイッチング素子の電流通過方向とは逆向きに電
流を通過させるように第１スイッチング素子と並列に接
続された第１フライホイールダイオードと、 モータ巻線の他端と接地された検出抵抗との間に接続さ
れた第２スイッチング素子と、 該第２スイッチング素子の電流通過方向とは逆向きに電
流を通過させるように第２スイッチング素子と並列に接
続された第２フライホイールダイオードと、 電源とモータ巻線の他端との間に接続された第３スイッ
チング素子と、 該第３スイッチング素子の電流通過方向とは逆向きに電
流を通過させるように第３スイッチング素子と並列に接
続された第３フライホイールダイオードと、 モータ巻線の一端と接地された検出抵抗との間に接続さ
れた第４スイッチング素子と、 該第４スイッチング素子の電流通過方向とは逆向きに電
流を通過させるように第４スイッチング素子と並列に接
続された第４フライホイールダイオードと、 を有し、 前記減衰時定数の小さい放電経路は、第４フライホイー
ルダイオード（または第２フライホイールダイオード）
と、巻線と、第２スイッチング素子（または第４スイッ
チング素子）とから形成され、 前記減衰時定数の大きい放電経路は、検出抵抗と、第４
フライホイールダイオード（または第２フライホイール
ダイオード）と、巻線と、第３フライホイールダイオー
ド（または第１フライホイールダイオード）とから形成
される、 ことを特徴とするステッピングモータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37518198A JP2000184789A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ステッピングモ―タの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37518198A JP2000184789A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ステッピングモ―タの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000184789A true JP2000184789A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18505110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37518198A Pending JP2000184789A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | ステッピングモ―タの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000184789A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9503004B2 (en) | 2013-11-07 | 2016-11-22 | Rohm Co., Ltd. | Motor driving circuit |
| US9525374B2 (en) | 2013-02-28 | 2016-12-20 | Rohm Co., Ltd. | Motor driving circuit, electronic device using the same, and driving method thereof |
| RU2708073C1 (ru) * | 2019-01-24 | 2019-12-04 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Способ стабилизации уровня тока в обмотке двухфазного биполярного шагового двигателя в полношаговом режиме и драйвер для его осуществления |
| RU2737662C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2020-12-02 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Способ стабилизации уровня тока в обмотке двухобмоточного шагового двигателя, работающего в полношаговом режиме, и драйвер для его осуществления |
| CN113315426A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-27 | 杭州瑞盟科技有限公司 | 一种步进电机的驱动装置及电机系统 |
| US11264926B2 (en) | 2019-03-13 | 2022-03-01 | Rohm Co., Ltd. | Driving circuit and method for stepping motor |
| CN114337409A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 一种电机的控制方法、电路、装置及存储介质 |
| US11381184B2 (en) | 2019-02-15 | 2022-07-05 | Rohm Co., Ltd. | Driving circuit for stepping motor, method of driving stepping motor, and electronic device using the same |
| US12088155B2 (en) | 2019-12-05 | 2024-09-10 | Rohm Co., Ltd. | Circuit and method for driving stepping motor |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP37518198A patent/JP2000184789A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9525374B2 (en) | 2013-02-28 | 2016-12-20 | Rohm Co., Ltd. | Motor driving circuit, electronic device using the same, and driving method thereof |
| US9503004B2 (en) | 2013-11-07 | 2016-11-22 | Rohm Co., Ltd. | Motor driving circuit |
| RU2708073C1 (ru) * | 2019-01-24 | 2019-12-04 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Способ стабилизации уровня тока в обмотке двухфазного биполярного шагового двигателя в полношаговом режиме и драйвер для его осуществления |
| US11381184B2 (en) | 2019-02-15 | 2022-07-05 | Rohm Co., Ltd. | Driving circuit for stepping motor, method of driving stepping motor, and electronic device using the same |
| US11264926B2 (en) | 2019-03-13 | 2022-03-01 | Rohm Co., Ltd. | Driving circuit and method for stepping motor |
| US12088155B2 (en) | 2019-12-05 | 2024-09-10 | Rohm Co., Ltd. | Circuit and method for driving stepping motor |
| RU2737662C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2020-12-02 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Способ стабилизации уровня тока в обмотке двухобмоточного шагового двигателя, работающего в полношаговом режиме, и драйвер для его осуществления |
| CN114337409A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-04-12 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 一种电机的控制方法、电路、装置及存储介质 |
| CN114337409B (zh) * | 2020-10-10 | 2024-01-05 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 一种电机的控制方法、电路、装置及存储介质 |
| CN113315426A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-27 | 杭州瑞盟科技有限公司 | 一种步进电机的驱动装置及电机系统 |
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