JP2002291294A - Drive circuit of stepping motor - Google Patents

Drive circuit of stepping motor

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JP2002291294A
JP2002291294A JP2001091007A JP2001091007A JP2002291294A JP 2002291294 A JP2002291294 A JP 2002291294A JP 2001091007 A JP2001091007 A JP 2001091007A JP 2001091007 A JP2001091007 A JP 2001091007A JP 2002291294 A JP2002291294 A JP 2002291294A
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JP
Japan
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voltage
stepping motor
signal
power supply
gate
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Application number
JP2001091007A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Mizuno
裕之 水野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent abnormal operation of a motor by enabling rapid and reliable detection of anomalies both in a direction of increase in a total current and in a direction of a decrease in the total current. SOLUTION: Voltages VM and VG, which are supplied to a feed point, are divided in a comparison reference voltage generating part 52 so as to generate a lower-limit voltage VH of the feed point in a case, where P1 is judged normal in an on-state, and an upper-limit voltage VL of the feed point in a case where N1 is judged as normal in the on-state. A voltage Va of the feed point (a) is input to a noninverting input of a comparator 54. 'H' is output in a case of a noninverting input voltage is larger than the noninverting input voltage, and 'L' is output in a case where the noninverting input voltage is smaller than the noninverting input voltage. Agreement or disagreement between output of the comparator 54 and a signal SEL1 is judged by an exclusive OR gate 55 so as to make the output input into an AND gate 56. A signal MSK1 is also input into the AND gate 56 in order to be output as a signal EM1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの駆動回路に関し、より詳細には、総和電流が増す方
向の異常の検出及び総和電流が減る方向の異常も検出
し、ステッピングモータの異常動作の防止を行うことの
できるステッピングモータの駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a stepping motor, and more particularly, to detecting an abnormality in a direction in which the total current increases and also detecting an abnormality in a direction in which the total current decreases, thereby detecting an abnormal operation of the stepping motor. The present invention relates to a driving circuit for a stepping motor capable of performing prevention.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のステッピングモータの異常検出機
能を有する駆動装置については、例えば、特開平7−9
9796号公報に記載されている。この公報のものは、
簡易な回路によってコイルの断線又は短絡を確実に検出
できるようにしたもので、コイルが断線した時にはスイ
ッチング素子がオフ状態になってもコイルの一方の端子
は高電圧に保持されていることに着目して断線検知を可
能にし、4つのコイルの断線検知を1入力の異常検出手
段で行うようにしたものである。
2. Description of the Related Art A conventional driving device having a function of detecting abnormality of a stepping motor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-9 / 1995.
No. 9796. The ones in this publication are:
A simple circuit that reliably detects disconnection or short-circuit of the coil, and focuses on the fact that one terminal of the coil is held at a high voltage even if the switching element is turned off when the coil is disconnected. Thus, disconnection detection is made possible, and disconnection detection of the four coils is performed by one-input abnormality detecting means.

【0003】現在、5相のステッピングモータの駆動に
は、消費電流あたりの発生トルクが最も大きい4相励磁
方式が広く用いられ、発生トルク制御は駆動電流の定電
流制御により行なわれている。
At present, a four-phase excitation system in which the generated torque per consumed current is the largest is widely used for driving a five-phase stepping motor, and the generated torque is controlled by a constant current control of the driving current.

【0004】図9は、5相のステッピングモータの駆動
回路の従来例を示す図で、電流制御部1の構成要素であ
るスイッチ素子Q1は、P型FET(電界効果型トラン
ジスタ)であり、ステッピングモータ6への励磁電流を
供給するP1〜P5は、P型FETであり、N1〜N5
はN型FETである。
FIG. 9 is a diagram showing a conventional example of a drive circuit for a five-phase stepping motor. A switching element Q1, which is a component of the current control unit 1, is a P-type FET (field-effect transistor). P1 to P5 for supplying an exciting current to the motor 6 are P-type FETs, and N1 to N5
Is an N-type FET.

【0005】モータ電源Vmの正極は、スイッチ素子Q
1のソースに接続され、負極は接地されている。スイッ
チ素子Q1のゲートには電流制御信号生成部11の出力
信号SQ1が接続され、ドレインはコイルLの一方の端
に接続されている。コイルL1の他端にはコンデンサC
1が接続され、他端はスイッチ素子N1〜5のソースに
接続されている。
The positive electrode of the motor power supply Vm is connected to the switch element Q
1 and the negative electrode is grounded. The output signal SQ1 of the current control signal generator 11 is connected to the gate of the switch element Q1, and the drain is connected to one end of the coil L. A capacitor C is connected to the other end of the coil L1.
1 is connected, and the other end is connected to the sources of the switch elements N1 to N5.

【0006】コンデンサC1の正極には、スイッチ素子
P1〜P5各々のソースが接続されている。スイッチ素
子P1〜P5各々のドレインは、スイッチ素子N1〜N
5各々のドレインに接続されるとともに、ステッピング
モータの給電点ア〜オにも接続されている。
The sources of the switching elements P1 to P5 are connected to the positive electrode of the capacitor C1. The drains of the switch elements P1 to P5 are connected to the switch elements N1 to N
5 are connected to respective drains, and are also connected to power supply points A to A of the stepping motor.

【0007】ステッピングモータ6は、5組の励磁巻線
A,B,C,D,Eを有し、ステータでの配列は、A→
B→C→D→E→A(あるいはA→E→D→C→B→
A)の順に環状に並び、巻線A〜Eは以下のように環状
に結線している。巻線Aの巻終りと巻線Cの巻始めを結
線して給電点アとし、巻線Cの巻終りと巻線Eの巻終り
を結線して給電点イとし、巻線Eの巻始めと巻線Bの巻
始めを結線して給電点ウとし、巻線Bの巻終りと巻線D
の巻始めを結線して給電点エとし、巻線Dの巻終りと巻
線Aの巻始めを結線して給電点オとする。
The stepping motor 6 has five sets of exciting windings A, B, C, D, and E.
B → C → D → E → A (or A → E → D → C → B →
The windings A to E are annularly connected as shown below in the order of A). The end of the winding A and the beginning of the winding C are connected to form a feeding point A. The end of the winding C and the end of the winding E are connected to form a feeding point A. And the beginning of winding B are connected to form a feeding point c, and the end of winding B and winding D
And the end of winding D and the beginning of winding A are connected to form a feeding point d.

【0008】給電点アは、スイッチ素子P1およびN1
のドレインに接続されており、同様に給電点イ〜オは、
各々スイッチ素子P2〜P5およびN2〜N5のドレイ
ンにそれぞれ接続されている。
[0008] The feeding point A is connected to the switching elements P1 and N1.
, And similarly, the feeding points I to O are
They are respectively connected to the drains of the switch elements P2 to P5 and N2 to N5.

【0009】スイッチ素子N1〜N5のソースは、全て
抵抗R1の一方の端に接続されるとともに、電流制御信
号生成部11へも入力されている。抵抗R1の他端は接
地されている。電流制御信号生成部11には、電圧Vr
efが入力されている。
The sources of the switch elements N1 to N5 are all connected to one end of the resistor R1 and are also input to the current control signal generator 11. The other end of the resistor R1 is grounded. The voltage Vr is supplied to the current control signal generator 11.
ef has been input.

【0010】励磁信号生成部2には、信号DIR、信号
MCLKが入力されている。励磁信号生成部2から信号
SP1〜5が出力され、電圧変換部4を経て信号SP1
1〜51としてスイッチ素子P1〜5各々のゲートに接
続されている。電圧変換部4には、コンデンサC1の正
極電圧VMが入力されている。励磁信号生成部2からは
信号SN1〜5も出力され、電圧変換部5を経て信号S
N11〜51としてスイッチ素子N1〜5各々のゲート
に接続されている。
The excitation signal generator 2 receives a signal DIR and a signal MCLK. The signals SP1 to SP5 are output from the excitation signal generation unit 2, and the signals SP1 to SP5 pass through the voltage conversion unit 4.
1 to 51 are connected to the gates of the switch elements P1 to P5, respectively. The positive voltage VM of the capacitor C1 is input to the voltage converter 4. The signals SN1 to SN5 are also output from the excitation signal generation unit 2, and the signals S1 to S5 are output through the voltage conversion unit 5.
N11 to N51 are connected to the gates of the switch elements N1 to N5, respectively.

【0011】[電流制御の動作概略の説明]電流制御信
号生成部11には、モータ駆動電流の総和電流iの制御
目標値に相当する基準電圧Vrefが入力され、その値
は所望のトルクに応じて設定する。励磁信号生成部2に
より前記スイッチ素子が給電点に所定の順序(詳細は後
述する)で電圧を与え、これによりモータ巻線に電流が
流れ、その巻線電流の総和電流iが抵抗R1の両端に電
圧VR1を生じる。このVR1と前記Vrefの電流制
御信号生成部11で比較し、その結果に基づいて信号S
Q1を生成する。
[Explanation of Outline of Current Control Operation] A reference voltage Vref corresponding to a control target value of the total current i of the motor drive current is input to the current control signal generation unit 11, and the value is determined according to a desired torque. To set. The excitation signal generation unit 2 causes the switch element to apply a voltage to the feeding point in a predetermined order (details will be described later), whereby a current flows through the motor winding, and the total current i of the winding current is applied to both ends of the resistor R1. To generate a voltage VR1. This VR1 is compared with the Vref current control signal generation unit 11, and based on the result, the signal S
Generate Q1.

【0012】以下の説明では、コンデンサC1の正極側
電圧をVM、負極側電圧をVGと言い、コンデンサ両端
での電圧差をVC(=VM−VG)と言う。信号SQ1
により、スイッチ素子Q1のソースとドレインがオン
(導通)状態とオフ(遮断)状態とを繰り返し、モータ
駆動電源VmからLへの供給電流が調整される。
In the following description, the positive-side voltage of the capacitor C1 is referred to as VM, the negative-side voltage is referred to as VG, and the voltage difference between both ends of the capacitor is referred to as VC (= VM-VG). Signal SQ1
Accordingly, the source and drain of the switch element Q1 are repeatedly turned on (conducting) and off (cut off), and the current supplied from the motor driving power supply Vm to L is adjusted.

【0013】巻線電流の総和電流iが目標電流より小さ
い場合は、VR1<Vrefとなり、信号SQ1は、ス
イッチ素子Q1のオン期間が長くなるよう変更され、そ
の結果コンデンサC1の正極側電圧VMが上昇し、巻線
電流の総和電流iは増す。
If the total current i of the winding currents is smaller than the target current, VR1 <Vref, and the signal SQ1 is changed so that the ON period of the switching element Q1 is lengthened. As a result, the positive voltage VM of the capacitor C1 is reduced. And the total current i of the winding current increases.

【0014】巻線電流の総和電流iが目標電流より大き
い場合は、VR1>Vrefとなり、信号SQ1は、ス
イッチ素子Q1のオン期間が短くなるよう変更され、そ
の結果コンデンサC1の正極側電圧VMが下降し、巻線
電流の総和電流iは減る。このようにして、総和電流i
はほぼ目標値に制御される。なお、総和電流iの大小で
VR1は変化するが、R1の抵抗値は非常に小さい値で
あるのでVR1<VC1であり、VC1≒VMと扱え
る。
When the total current i of the winding current is larger than the target current, VR1> Vref, and the signal SQ1 is changed so that the ON period of the switching element Q1 is shortened. As a result, the positive voltage VM of the capacitor C1 is reduced. Then, the total current i of the winding current decreases. Thus, the total current i
Is almost controlled to the target value. Although VR1 changes depending on the magnitude of the total current i, since the resistance value of R1 is a very small value, VR1 <VC1, and thus VC1 扱 VM.

【0015】[回転駆動の動作概略の説明]励磁信号生
成部2には、ステッピングモータ6を回転駆動するため
の制御信号として、回転方向を定める信号DIR、回転
速度を定める信号MCLKが入力される。励磁信号生成
部2では、この2つの信号を元にして、モータを回転駆
動させるための制御信号SP1〜5およびNP1〜5を
生成し、それらによってスイッチ素子を所定の順序でス
イッチ動作させモータの巻線を所定の順序で励磁し、ロ
ータ(図示せず)は信号DIRに応じた回転方向へ、信
号MCLKに応じた速度で回転駆動する。
[Outline of Operation of Rotational Drive] A signal DIR for determining a rotational direction and a signal MCLK for determining a rotational speed are input to the excitation signal generator 2 as control signals for rotationally driving the stepping motor 6. . The excitation signal generation unit 2 generates control signals SP1 to SP5 and NP1 to NP5 for rotationally driving the motor based on these two signals, and switches the switch elements in a predetermined order to switch the motors. The windings are excited in a predetermined order, and a rotor (not shown) is rotationally driven in a rotational direction according to the signal DIR at a speed according to the signal MCLK.

【0016】給電点ア〜オの各々は、スイッチ素子P1
〜5によりコンデンサC1の正極側(以下+側と記す)
とのオン・オフが行なわれ、スイッチ素子N1〜5によ
りコンデンサC1の負極側(以下−側と記す)とのオン
・オフが行なわれる。
Each of the feeding points A to O is connected to a switch element P1.
The positive side (hereinafter referred to as + side) of the capacitor C1 by 5
Are turned on and off, and the switching elements N1 to N5 turn on and off the negative side (hereinafter referred to as the "-" side) of the capacitor C1.

【0017】これらにより、各給電点は、+側に接続さ
れた状態、−側に接続された状態のいずれかになる。な
お、後に詳述するが、+側に接続された状態と−側に接
続された状態との変化点では、どちらにも接続されない
状態が短期間存在する。
As a result, each of the power supply points is either connected to the + side or connected to the-side. As will be described in detail later, at a change point between the state connected to the + side and the state connected to the-side, there is a state in which the circuit is not connected to either for a short period of time.

【0018】励磁信号生成部2は、2値動作のデジタル
論理回路でありゲートアレイなどで構成される。この実
施例では、オフ状態に対応する電圧として0ボルトを出
力し、オン状態に対応する電圧として励磁信号生成部2
の電源電圧である5ボルトを出力する。
The excitation signal generator 2 is a digital logic circuit of a binary operation and is composed of a gate array or the like. In this embodiment, 0 volt is output as the voltage corresponding to the off state, and the excitation signal generator 2 is output as the voltage corresponding to the on state.
5 volts, which is the power supply voltage of

【0019】スイッチ素子P1〜5のP型FETは、以
下のように動作する。ゲート電圧がソース電圧より低
く、その差がしきい値以上であれば、ソース・ドレイン
間はオン(導通)状態になる。ゲート電圧とソース電圧
の差がしきい値より小さいかあるいはゲート電圧がソー
ス電圧より高ければ、ソース・ドレイン間はオフ(遮
断)状態になる。
The P-type FETs of the switch elements P1 to P5 operate as follows. If the gate voltage is lower than the source voltage and the difference is equal to or more than the threshold, the source-drain is turned on (conducting). If the difference between the gate voltage and the source voltage is smaller than the threshold or the gate voltage is higher than the source voltage, the source-drain is turned off (cut off).

【0020】この実施例では、しきい値を2ボルトと
し、オン状態にする場合は、ゲート・ソース間電圧を−
10ボルト(ゲート電圧がソース電圧より10ボルト低
い)にし、オフ状態にする場合は、ゲート・ソース間電
圧を0ボルト(ゲート電圧がソース電圧と同じ)にする
こととする。ただし、巻線電流制御により+側電圧V
M、すなわちソース電圧は変化するので、電圧変換部4
で+側電圧を基準に下記のように変換する。
In this embodiment, when the threshold is set to 2 volts and the transistor is turned on, the gate-source voltage is set to-
When the transistor is turned off at 10 volts (the gate voltage is 10 volts lower than the source voltage), the gate-source voltage is set at 0 volt (the gate voltage is the same as the source voltage). However, the + side voltage V
Since M, that is, the source voltage changes, the voltage converter 4
Is converted as follows based on the + side voltage.

【0021】オン時の入力5ボルトを「VM−10ボル
ト」に変換して出力する。オフ時の入力0ボルトをVM
に変換して出力する。スイッチ素子N1〜5のN型FE
Tは、以下のように動作する。ゲート電圧がソース電圧
より高く、その差がしきい値以上であれば、ソース・ド
レイン間はオン状態になる。ゲート電圧とソース電圧の
差が前記より小さいかあるいはゲート電圧がソース電圧
より低いならば、ソース・ドレイン間はオフ状態にな
る。
The on-state input of 5 volts is converted to "VM-10 volts" and output. OFF input 0 volts to VM
And output. N-type FE of switch elements N1-5
T operates as follows. If the gate voltage is higher than the source voltage and the difference is equal to or greater than the threshold, the source-drain is turned on. If the difference between the gate voltage and the source voltage is smaller than the above or the gate voltage is lower than the source voltage, the source-drain is turned off.

【0022】この実施例では、しきい値を2ボルトと
し、オン状態にする場合は、ゲート・ソース間電圧を1
0ボルト(ゲート電圧がソース電圧より10ボルト高
い)にし、オフ状態にする場合は、ゲート・ソース間電
圧を0ボルト(ゲート電圧がソース電圧と同じ)にする
こととする。
In this embodiment, when the threshold is set to 2 volts and the ON state is set, the gate-source voltage is set to 1
When the transistor is turned off at 0 volt (the gate voltage is higher than the source voltage by 10 volts), the gate-source voltage is set at 0 volt (the gate voltage is the same as the source voltage).

【0023】電圧変換部5により、下記のように変換す
る。オン時の入力5ボルトを10ボルトに変換して出力
する。オフ時の入力0ボルトはそのまま0ボルトで出力
する。
The voltage is converted by the voltage converter 5 as follows. The on-state input of 5 volts is converted to 10 volts and output. The 0 volt input at the time of off is output as it is at 0 volt.

【0024】[励磁駆動の動作概略の説明]図10は、
5相のステッピングモータの4相励磁駆動を示す図で、
給電点ア〜オを5角形の頂点で示し、その通電状態を以
下の記号で示す。スイッチ素子P1〜5がオン、スイッ
チ素子N1〜5かオフで、電圧VMが与えられる場合に
○を付す。スイッチ素子P1〜5がオフ、スイッチ素子
N1〜5がオンで、電圧VGが与えられる場合に●を付
す。
[Explanation of Operation of Excitation Drive] FIG.
FIG. 9 is a diagram showing four-phase excitation driving of a five-phase stepping motor,
The feeding points A to O are indicated by vertices of a pentagon, and the energized state is indicated by the following symbols. A circle is given when the voltage VM is applied when the switch elements P1 to P5 are on and the switch elements N1 to N5 are off. When the switch elements P1 to P5 are off and the switch elements N1 to N5 are on and the voltage VG is given, the symbol ● is given.

【0025】励磁ステップは信号MCLKに同期して進
む。信号DIRは回転方向を定める信号である。例え
ば、信号DIRが“H”の場合は、信号MCLKの立ち
上りに同期して励磁ステップが・・・(1)(2)
(3)・・・(10)(1)・・・と進む。
The excitation step proceeds in synchronization with the signal MCLK. The signal DIR is a signal that determines the direction of rotation. For example, when the signal DIR is “H”, the excitation step is performed in synchronization with the rise of the signal MCLK (1) (2)
(3)... (10) (1).

【0026】信号DIRが“L”の場合は、信号MCL
Kの立ち上りに同期して励磁ステップが・・・(1)
(10)(9)・・・(1)(10)・・・と進み、
“H”の場合とは逆の順序となって回転方向が逆とな
る。
When the signal DIR is "L", the signal MCL
The excitation step is synchronized with the rise of K (1)
(10) (9) ... (1) (10) ...
The order is the reverse of the case of “H”, and the rotation direction is reversed.

【0027】信号DIRが“H”と“L”とでは励磁進
段方向が異なるだけで各励磁ステップの給電状態は同一
なので、以下では“H”の場合のみを説明する。励磁ス
テップ(1)では、(1a)給電点ア・エ・オが+側に
接続され電圧VMが与えられ、給電点イ・ウが−側に接
続され電圧VGが与えられた状態と、(1b)給電点オ
が+側に接続され電圧VMが与えられ給電点ア・イ・ウ
・エが−側に接続され電圧VGが与えられた状態とが交
互に時間的に50%の割合で繰返される。
When the signal DIR is "H" and "L", the power supply state of each excitation step is the same except for the direction of the excitation step, so that only the case of "H" will be described below. In the excitation step (1), (1a) a state in which the feed point A / O is connected to the + side and the voltage VM is applied, and the feed point A / O is connected to the − side and the voltage VG is applied; 1b) The state where the feeding point A is connected to the + side, the voltage VM is applied, and the feeding point AYU is connected to the-side, and the voltage VG is applied is alternately temporally 50%. Repeated.

【0028】すなわち、ステップ(1)では、給電点ア
・エには、電圧VMとVGが交互に時間的に50%の割
合で同期して与えられる。この繰返しは、信号MCLK
の周期に比し充分に短い周期で行なわれる。
That is, in step (1), the voltages VM and VG are alternately and synchronously applied to the power supply points A and A at a rate of 50%. This repetition is performed by the signal MCLK.
Is performed in a cycle sufficiently shorter than the cycle of

【0029】励磁ステップが(2)に進むと、(2a)
給電点ア・イ・エ・オが+側に接続され電圧VMが与え
られた給電点ウが−側に接続され電圧VGが与えられた
状態と、(2b)給電点ア・オが+側に接続され電圧V
Mが与えられ給電点イ・ウ・エが−側に接続され電圧V
Gが与えられた状態とが交互に時間的に50%の割合で
繰返される。
When the excitation step proceeds to (2), (2a)
A state in which the feeding point A / E / O is connected to the + side and the voltage VM is applied, the feeding point c is connected to the − side and the voltage VG is applied, and (2b) the feeding point A / O is the + side. Connected to the voltage V
M is supplied, the feeding point YW is connected to the negative side, and the voltage V
The state given G is alternately repeated at a rate of 50% over time.

【0030】すなわち、ステップ(2)では、給電点イ
・エには電圧VMとVGが交互に時間的に50%の割合
で同期して与えられる。この繰返しは、信号MCLKの
周期に比し充分に短い周期で行なわれる。
That is, in step (2), the voltages VM and VG are alternately and synchronously applied to the power supply point Y at a rate of 50%. This repetition is performed in a cycle sufficiently shorter than the cycle of signal MCLK.

【0031】以下、同様にして励磁ステップ(10)ま
で進み、その次は再びステップ(1)に戻る。この励磁
方法は、各ステップ内で巻線両端へ電圧が与えられるた
め電流の変化が速く、モータをより高速に回転駆動でき
るなどのメリットがある。
Hereinafter, similarly, the process proceeds to the excitation step (10), and then returns to the step (1). This excitation method has the advantages that a voltage is applied to both ends of the winding in each step, the current changes quickly, and the motor can be driven to rotate at a higher speed.

【0032】[0032]

【発明が解決しようとする課題】ステッピングモータの
駆動回路では、何らかの原因によりスイッチ素子に動作
不良などが生じ、非常に大きな異常電流が流れると素子
や回路などを焼損する恐れがある。これを避けるため、
過大電流を検知するとモータ駆動動作を中止して電源を
オフするなどの処置を行なう構成を設けることが多い。
In a drive circuit for a stepping motor, a malfunction or the like occurs in a switch element for some reason, and when an extremely large abnormal current flows, the element or circuit may be burned. To avoid this,
When an excessive current is detected, a configuration is often provided for taking measures such as stopping the motor driving operation and turning off the power.

【0033】例えば、上述した従来例では、図9に示す
ように、抵抗R1の両端に生じる電圧VR1に対し、正
常時には生じ得ないような高い電圧VEXと比較する比
較部7を設け、その出力である信号OFFを励磁信号生
成部2と電流制御信号生成部11へ入力する。信号OF
Fは、VR1<VEXすなわち正常時は“L”であり、
励磁信号生成部2と電流制御信号生成部11は前述のよ
うな通常の動作を行なう。
For example, in the above-described conventional example, as shown in FIG. 9, a comparison unit 7 for comparing a voltage VR1 generated across the resistor R1 with a high voltage VEX which cannot be generated in a normal state is provided. Is input to the excitation signal generator 2 and the current control signal generator 11. Signal OF
F is VR1 <VEX, that is, “L” at normal time,
The excitation signal generator 2 and the current control signal generator 11 perform the normal operation as described above.

【0034】何らかの理由でR1を流れる電流が非常に
大きくなり、VR1>VEXとなった場合には、異常と
判断し信号OFFを“H”にする。これより励磁信号生
成部2はスイッチ素子への信号SP1〜5およびSN1
〜5全てを0ボルトにしスイッチ素子を全てオフ状態に
する。また、電流制御信号生成部11もQ1をオフ状態
にして電流供給を停止する。さらに、電流検出抵抗R1
を経ない異常電流も検出するために、上述した従来例の
図9に示した構成に、図11に示すような構成を付加す
る例が考えられる。
If the current flowing through R1 becomes extremely large for some reason and VR1> VEX, it is determined that an abnormality has occurred and the signal OFF is set to "H". As a result, the excitation signal generator 2 outputs the signals SP1 to SP5 and SN1 to the switch element.
-5 are all set to 0 volt, and all the switch elements are turned off. Further, the current control signal generation unit 11 also turns off Q1 to stop the current supply. Further, the current detection resistor R1
In order to detect an abnormal current that does not pass through, the configuration shown in FIG. 11 may be added to the configuration shown in FIG.

【0035】モータ電源VmとQ1のソースの間に異常
電流検出用抵抗RXを挿入し、RXの両端に生じる電圧
VRXを差動アンプ21で検出する。VRXに対し、正
常時には生じ得ないような高い電圧VEX2と比較する
比較部22を設け、その出力信号OFF2を用いて上記
の例と同様の処置を行なう。これにより、例えば、給電
点アが何らかの理由により接地されR1を経ないで非常
に大きな電流が流れた場合も異常として検出できる。
An abnormal current detecting resistor RX is inserted between the source of the motor power supply Vm and the source of Q1, and the voltage VRX generated at both ends of the RX is detected by the differential amplifier 21. A comparison unit 22 is provided for comparing VRX with a high voltage VEX2 that cannot be generated in a normal state, and the same processing as in the above example is performed using the output signal OFF2. Thereby, for example, even when the power supply point A is grounded for some reason and a very large current flows without passing through R1, it can be detected as an abnormality.

【0036】しかしながら、これら従来の構成では、電
流検出抵抗の両端に生じる電圧差を元に判断するため、
以下のような問題がある。抵抗を流れる電流には、上述
したスイッチ素子による高速なスイッチ動作に起因して
スパイク状の高周波ノイズが多く含まれるため、実際に
は、ローパスフィルタなどでノイズを抑える必要があ
る。
However, in these conventional configurations, since the determination is made based on the voltage difference generated between both ends of the current detection resistor,
There are the following problems. Since the current flowing through the resistor contains a large amount of spike-like high-frequency noise due to the high-speed switching operation by the above-described switching element, it is actually necessary to suppress the noise with a low-pass filter or the like.

【0037】このようなフィルターを用いてノイズを抑
えても、正常時の範囲での最大電流を誤って異常と判断
しないよう、異常の判断基準となるVEXは正常範囲よ
りもかなり大きい値に設定しなければならず、異常状態
の検出精度を上げにくい。また、電流が増す方向の異常
は検出できるが、減る方向の異常は検出できない。
Even if noise is suppressed by using such a filter, VEX as a criterion for determining an abnormality is set to a value considerably larger than the normal range so that the maximum current in the normal range is not erroneously determined to be abnormal. And it is difficult to improve the detection accuracy of the abnormal state. Further, an abnormality in the direction of increasing current can be detected, but an abnormality in the direction of decreasing current cannot be detected.

【0038】例えば、上述した従来例で、スイッチ素子
P1がオンしなくなったなどの異常が起こり総和電流が
減ると、定電流制御ではその分だけVMを上げてしま
い、残った巻線への電流供給が正常時よりも増えてしま
う。しかし、P1が関与しない励磁状態では、正常な電
流となり総和電流は正常値まで減ることになり、定電流
制御は、この変動を修正しようとしてVMをかえって変
動させてしまうことが考えられる。一方、モータは自身
のローターや負荷の慣性量などで見かけ上は回転を続け
てしまい、結果的に異常の発見が遅れてしまうなどが懸
念される。
For example, in the above-described conventional example, when an abnormality such as the switch element P1 is not turned on and the total current decreases, the constant current control increases the VM by that amount, and the current to the remaining winding is increased. The supply increases more than normal. However, in the excitation state in which P1 does not participate, the current becomes a normal current, and the total current decreases to a normal value. In the constant current control, the VM may be changed instead of trying to correct this change. On the other hand, the motor may continue to rotate apparently due to its own rotor or the amount of inertia of the load, which may result in a delay in finding an abnormality.

【0039】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、総和電流が増す方
向の異常はもちろん、従来例では検出できなかった、総
和電流が減る方向の異常もすみやかに確実に検出するこ
とができるようにし、モータの異常動作の防止を効果的
に行うことができるステッピングモータの駆動回路を提
供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem. The purpose of the present invention is not only to detect an abnormality in the direction in which the total current increases but also to detect an abnormality in the direction in which the total current decreases, which cannot be detected in the conventional example. An object of the present invention is to provide a driving circuit for a stepping motor capable of promptly and surely detecting an abnormality and effectively preventing abnormal operation of the motor.

【0040】[0040]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、5組の
巻線が環状に結線されている5相のステッピングモータ
と、該ステッピングモータの複数相を所定の手順で励磁
する励磁信号生成部とを備え、前記ステッピングモータ
の回転駆動する際に、給電点電圧が給電状態に応じた電
圧範囲にあることを検出する検出手段を備えたことを特
徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a five-phase stepping motor in which five sets of windings are connected in a ring. An excitation signal generation unit that excites a plurality of phases of the stepping motor in a predetermined procedure, and detects that a power supply point voltage is in a voltage range according to a power supply state when the stepping motor is rotationally driven. It is characterized by having means.

【0041】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の発明において、前記給電状態に応じた電圧範囲
として、高電位からやや低い電位までの電圧範囲と、低
電位からやや高い電位までの電圧範囲の2種を設け、両
者の範囲は連続しないことを特徴とするものである。
Further, the invention described in claim 2 is the same as the invention described in claim 1.
In the invention described in (2), two types of voltage ranges, from a high potential to a slightly lower potential and a voltage range from a low potential to a slightly higher potential, are provided as voltage ranges according to the power supply state, and both ranges are not continuous. It is characterized by the following.

【0042】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2に記載の発明において、前記ステッピングモータ
を回転駆動する際に、前記給電点電圧を一定比に分圧
し、その分圧比に応じて、高電位からやや低い電位まで
の電圧範囲に相当する電圧範囲と、低電位からやや高い
電位までの電圧範囲に相当する電圧範囲とを設け、両者
の範囲は連続しないことを特徴とするものである。
Further, the invention according to claim 3 provides the invention according to claim 1
Or in the invention described in 2, when the stepping motor is driven to rotate, the voltage at the power supply point is divided into a fixed ratio, and a voltage corresponding to a voltage range from a high potential to a slightly lower potential according to the division ratio. A range and a voltage range corresponding to a voltage range from a low potential to a slightly higher potential are provided, and both ranges are not continuous.

【0043】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
に記載の発明において、前記検出手段は、前記給電点に
高電位または低電位のどちらも与えられない期間を除い
て常時行なわれることを特徴とするものである。
The invention described in claim 4 is the first invention.
In the invention described in (1), the detection means is always performed except during a period in which neither a high potential nor a low potential is applied to the feeding point.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。 [第1の実施例]図1は、本発明におけるステッピング
モータの駆動回路の一実施例を示す図で、給電点アに関
する構成を示す図である。図9と同じ構成要素には同一
番号を付し、また構成の変わらない部分についての記述
は省略してある。また他の4給電点イ〜オに付いても同
様の構成であるので説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a driving circuit for a stepping motor according to the present invention, and is a diagram showing a configuration relating to a feeding point a. The same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description of the portions having the same configuration is omitted. The other four power supply points a to e have the same configuration, and a description thereof will be omitted.

【0045】比較制御信号生成部51には、励磁信号生
成部2から出力される、スイッチ素子P1およびN1を
制御する際の元になる信号SP1およびSN1が入力さ
れ、信号SEL1およびMSK1を出力する。
The comparison control signal generator 51 receives the signals SP1 and SN1 output from the excitation signal generator 2 when controlling the switch elements P1 and N1, and outputs the signals SEL1 and MSK1. .

【0046】比較基準電圧生成部52では、給電点に与
えられるVMとVGの電圧を抵抗R11〜R13で分圧
し、P1がオン時に正常であると判断される場合の給電
点の下限電圧VH、およびN1がオン時に正常であると
判断される場合の給電点の上限電圧VLを生成する。例
えば、VGを基準にしてVMを100%とした時に、V
Hは90%、VLは10%とする。これにより、電流制
御によりVMが変化してもそれに対応した値になる。
The comparison reference voltage generating section 52 divides the voltages of VM and VG applied to the feeding point by resistors R11 to R13, and sets the lower limit voltage VH of the feeding point when P1 is determined to be normal when turned on. And an upper limit voltage VL at the feeding point when N1 is determined to be normal when turned on. For example, when VM is set to 100% based on VG, V
H is 90% and VL is 10%. As a result, even if the VM changes due to the current control, the value becomes a value corresponding to the change.

【0047】アナログスイッチ53は、入力されるVH
とVLを、選択信号SEL1により選択して出力する。
すなわち、SEL1が“H”の時にはVHを出力し、
“L”の時にはVLを出力する。アナログスイッチ53
の出力は比較器54の反転入力側へ入力される。比較器
54の非反転入力側には給電点アの電圧Vアが入力さ
れ、非反転入力側電圧>非反転入力側電圧の場合には
“H”を出力し、非反転入力側電圧<非反転入力側電圧
の場合には“L”を出力する。排他的論理和ゲート55
で比較器54の出力と信号SEL1の一致不一致が判断
され、その結果出力はアンドゲート56に入力される。
アンドゲート56には信号MSK1も入力され、信号E
M1として出力される。
The analog switch 53 receives the input VH
And VL are selected and output by the selection signal SEL1.
That is, when SEL1 is "H", VH is output,
At the time of “L”, VL is output. Analog switch 53
Is input to the inverting input side of the comparator 54. The voltage VA at the feeding point A is input to the non-inverting input side of the comparator 54, and outputs “H” when the non-inverting input side voltage> the non-inverting input side voltage, and the non-inverting input side voltage <non-inverting voltage. In the case of the inverted input side voltage, “L” is output. Exclusive OR gate 55
, It is determined whether the output of the comparator 54 and the signal SEL1 match, and the output is input to the AND gate 56.
The signal MSK1 is also input to the AND gate 56, and the signal E
Output as M1.

【0048】同様にして、給電点イ〜オに関して信号E
M2〜5が生成され、それらは、図2に示すように、5
入力オアゲート57に入力され、信号OFFとして出力
される。
Similarly, the signal E for the feeding points I to E
M2-5 are generated, which, as shown in FIG.
The signal is input to the input OR gate 57 and output as a signal OFF.

【0049】図3は、図1に示す構成における正常時の
タイミングチャートを示す図で、これは、図10におけ
る励磁ステップ(1)すなわち(1a)と(1b)が交
互に繰返される状態での給電点アに対応するものであ
り、説明の都合上、図3の範囲では信号MCLKは変化
しないものとする。
FIG. 3 is a timing chart of the configuration shown in FIG. 1 in a normal state, in which the excitation step (1) in FIG. 10, that is, (1a) and (1b) are alternately repeated. The signal MCLK does not change in the range of FIG. 3 for convenience of explanation.

【0050】スイッチ素子P1とN1を制御するための
信号SP1とSN1は交互に5ボルト(“H”)と0ボ
ルト(“L”)を繰返す。その際、スイッチ素子のスイ
ッチ動作遅延などによりP1とN1とで同時にオンの状
態とならないようにするべく、オン・オフ変化点では、
両者ともオフになる期間すなわちデッドタイムを短期間
Δtdだけ設ける。
Signals SP1 and SN1 for controlling switch elements P1 and N1 alternately repeat 5 volts ("H") and 0 volts ("L"). At this time, at the ON / OFF transition point, in order to prevent the P1 and N1 from being simultaneously turned on due to the switching operation delay of the switching element, etc.
A period in which both are off, that is, a dead time is provided only for a short period Δtd.

【0051】アナログスイッチ53を制御する信号SE
L1は、SN1のオンからオフへの変化点(立ち下が
り)に同期して“L”から“H”に変化し、SP1のオ
ンからオフへの変化点(立ち下がり)に同期して“H”
から“L”に変化する。
Signal SE for controlling analog switch 53
L1 changes from “L” to “H” in synchronization with the transition point (fall) of SN1 from on to off, and changes to “H” in synchronization with the transition point (fall) of SP1 from on to off. "
From “L” to “L”.

【0052】信号MSK1は通常“H”であり、上述し
たデッドタイムを挟みデッドタイムより前後にやや広い
期間だけ“L”となる。この信号はアンドゲート56へ
入力され、“L”の間は該ゲートの出力すなわち信号E
M1を“L”にする。これは、デッドタイム期間付近で
のVアの変動による排他的論理和ゲート55の出力のば
たつきが出力信号EM1へ出力されることを抑えるもの
である。
The signal MSK1 is normally at "H", and becomes "L" for a period slightly longer before and after the dead time with the dead time described above. This signal is input to the AND gate 56, and during "L", the output of the gate, that is, the signal E
M1 is set to “L”. This suppresses the output signal EM1 from fluctuating in the output of the exclusive OR gate 55 due to the variation of the voltage V near the dead time period.

【0053】以下では、説明の都合上、信号MSK1が
“H”の期間について説明する。信号SEL1が“H”
の期間では、比較器54の反転入力側にはVHが入力さ
れ、これと給電点アの電圧Vアが比較される。ここで正
常であればVア>VHとなり比較器54は“H”を出力
する。
In the following, for the sake of description, a period in which signal MSK1 is at "H" will be described. The signal SEL1 is "H"
During the period, VH is input to the inverting input side of the comparator 54, and this is compared with the voltage V at the feeding point A. Here, if normal, Va> VH, and the comparator 54 outputs "H".

【0054】排他的論理和ゲート55では、比較器54
の出力“H”と信号SEL1の値“H”が比較され、一
致しているので“L”を出力し、信号EM1は“L”す
なわち「正常」となる。
In the exclusive OR gate 55, the comparator 54
Is output and the value "H" of the signal SEL1 is compared, and since they match, "L" is output, and the signal EM1 becomes "L", that is, "normal".

【0055】続いて、MSK1が“L”の短期間の後、
信号SEL1が“L”の期間となる。ここでは、比較器
54の反転入力側にはVLが入力され、これと給電点ア
の電圧Vアが比較される。ここで正常な状態であればV
ア<VLとなり比較器54は“L”を出力する。
Subsequently, after a short period of time when MSK1 is "L",
This is the period when the signal SEL1 is "L". Here, VL is input to the inverting input side of the comparator 54, and this is compared with the voltage VA at the feeding point A. If it is normal here, V
A <VL, and the comparator 54 outputs “L”.

【0056】排他的論理和ゲート55では、比較器54
の出力“L”と信号SEL1の値“L”が比較され、一
致しているので“L”を出力し、信号EM1は“L”す
なわち「正常」となる。
In the exclusive OR gate 55, the comparator 54
And the value "L" of the signal SEL1 are compared and output "L" because they match, and the signal EM1 becomes "L", that is, "normal".

【0057】続いて、MSK1が“L”の短期間の後、
信号SEL1が“L”の期間となり、以下同様にして異
常がないかどうかの判断がほぼ常時繰返し行なわれる。
Subsequently, after a short period of time when MSK1 is "L",
The signal SEL1 is in the "L" period, and the determination whether there is any abnormality is repeatedly performed almost always.

【0058】図4は、給電点アに関する異常発生の例を
示す図で、これはスイッチ素子N1がオン期間中である
にもかかわらずオフ状態へ故障してしまうものである。
図10における励磁ステップ(1)のうちの(1a)、
すなわち信号SEL1が“H”の期間では正常な状態で
あり、Vア>VHであるので信号EM1は“L”すなわ
ち「正常」となっている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the occurrence of an abnormality relating to the power supply point A, in which the switch element N1 breaks down to the OFF state even during the ON period.
(1a) of the excitation step (1) in FIG.
That is, the signal SEL1 is in a normal state while the signal SEL1 is "H", and since Va> VH, the signal EM1 is "L", that is, "normal".

【0059】続いて、MSK1が“L”の短期間の後、
信号SEL1が“L”の期間となる。その期間中は、本
来N1はオン状態のはずであるものが、期間途中でオフ
へ故障したとすると、巻線Aと巻線Cが直列に接続され
た状態となるので巻線Aと巻線Cの接続点、すなわち給
電点アの電圧は、VLより上り始めVア>VLとなり比
較器54は“H”を出力する。
Subsequently, after a short period of time when MSK1 is "L",
This is the period when the signal SEL1 is "L". During that period, N1 is supposed to be in the ON state, but if it fails off in the middle of the period, winding A and winding C are connected in series. The voltage at the connection point of C, that is, the voltage at the feeding point A starts rising from VL, and Va> VL, and the comparator 54 outputs “H”.

【0060】排他的論理和ゲート55では、比較器54
の出力“H”と信号SEL1の値“L”とは一致しない
ので“H”を出力し、即座に信号EM1は“H”すなわ
ち「異常」となる。
In the exclusive OR gate 55, the comparator 54
Does not match the value "L" of the signal SEL1 and outputs "H", and the signal EM1 immediately becomes "H", that is, "abnormal".

【0061】これにより信号OFFも即座に“H”とな
り、以降は従来例の異常検出時のように励磁信号生成部
2はスイッチ素子への信号SP1〜5およびN1〜5全
てを0ボルトにしスイッチ素子を全てオフ状態にする、
または、電流制御信号生成部11もQ1をオフ状態にし
て電流供給を停止するなどの処置を行ない、モータを停
止して異常な状態でのモータ駆動を中止する。
As a result, the signal OFF immediately becomes "H", and thereafter, as in the case of the abnormality detection in the conventional example, the excitation signal generator 2 sets all the signals SP1-5 and N1-5 to the switch elements to 0 volts and switches Turn off all elements,
Alternatively, the current control signal generation unit 11 also performs a measure such as turning off Q1 to stop the current supply, and stops the motor to stop driving the motor in an abnormal state.

【0062】この実施例は、スイッチ素子がオフする方
向へ故障するため、見かけ上は総和電流が減る方向に変
化するもので、従来の構成では検出できない異常であ
る。
In this embodiment, since the switch element fails in the direction of turning off, it apparently changes in the direction in which the total current decreases, which is an abnormality that cannot be detected by the conventional configuration.

【0063】図5は、給電点アに関する異常発生の別の
例を示す図で、これはスイッチ素子P1が、ステップ
(1b)の期間、すなわちオフ期間の途中でオン状態へ
故障してしまうものである。図10における励磁ステッ
プ(1)のうちの(1a)、すなわち信号SEL1が
“H”の期間では正常な状態であり、Vア>VHである
ので信号EM1は“L”すなわち「正常」となってい
る。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the occurrence of an abnormality relating to the power supply point A, in which the switch element P1 breaks down to the ON state during the step (1b), ie, during the OFF period. It is. In (1a) of the excitation step (1) in FIG. 10, that is, during the period when the signal SEL1 is "H", the signal EM1 becomes "L", that is, "normal" because Va> VH. ing.

【0064】続いて、MSK1が“L”の短期間の後、
信号SEL1が“L”の期間となる。その期間中は、本
来P1はオフ状態のはずであるものが、期間途中でオン
へ故障したとすると、スイッチ素子P1とN1がともに
オン状態となり+側から−側ga導通状態となるのでそ
の中間点、すなわち給電点アの電圧はスイッチ素子P1
とN1のオン抵抗で分圧された値となるが、これはVG
とVMの間の、正常時にはありえない中間域の電圧とな
るためVア>VLとなり、比較器54は“H”を出力す
る。以下、前記例と同様にして即座に信号EM1は
“H”すなわち「異常」となり、異常時の処置が行なわ
れる。
Subsequently, after a short period of time when MSK1 is “L”,
This is the period when the signal SEL1 is "L". During that period, P1 should be in the off state, but if it breaks down in the middle of the period, the switching elements P1 and N1 are both in the on state, and the ga conduction state from the + side to the-side ga conduction state. The point, that is, the voltage at the feeding point A is the switching element P1
And the voltage divided by the ON resistance of N1.
And VM, a voltage in an intermediate range that cannot be obtained in a normal state, so that Va> VL, and the comparator 54 outputs “H”. Thereafter, the signal EM1 immediately becomes "H", that is, "abnormal", as in the above-described example, and the abnormal state is treated.

【0065】なお、比較基準電圧として、単純にVMと
VGとの電圧差の中間である50%を用い、これとVア
との大小を判断することも考えられるが、この方法で
は、以下のような問題がある。
As a comparative reference voltage, it is conceivable to simply use 50%, which is the middle of the voltage difference between VM and VG, and determine the magnitude of this and VA. However, in this method, the following method is used. There is such a problem.

【0066】例えば、図4に示したタイミングチャート
と同様にN1がオフへ故障し、Vアが正常な電圧値より
も上昇する故障に対して、図6に示すように、Vアが5
0%レベルに達するまで異常を検出できないため、50
%レベルに達する前にSP1の“H”期間に入ってしま
うと、再びSN1の“L”期間になるまで異常の検出が
遅れてしまうことになる。
For example, in the same manner as in the timing chart shown in FIG. 4, when N1 fails to turn off and Va rises above a normal voltage value, as shown in FIG.
Since no abnormality can be detected until the level reaches 0%, 50
If the "H" period of SP1 is entered before reaching the% level, the detection of abnormality will be delayed until the "L" period of SN1 again.

【0067】あるいは、図5に示したタイミングチャー
トと同様にP1がオンへ故障し、Vアが正常な電圧値よ
りも上昇する故障に対し、図7に示すように、P1とN
1各々のソース・ドレイン間抵抗の比により50%レベ
ルを超えない場合にも異常の検出が遅れてしまう。この
故障ではP1とN1ともにオン状態となり、P1のソー
スすなわち+側からN1のソースすなわち−側へ非常に
大きな短絡電流が流れるため、この状態の故障の検出が
遅れることは極めて危険である。
Alternatively, in the same manner as in the timing chart shown in FIG. 5, when P1 fails to turn on and Va rises above a normal voltage value, P1 and N
(1) Even if the ratio does not exceed the 50% level due to the ratio of the resistance between the source and the drain, the detection of the abnormality is delayed. In this fault, both P1 and N1 are turned on, and a very large short-circuit current flows from the source of P1, ie, the + side to the source of N1, ie, the − side. Therefore, it is extremely dangerous to delay detection of the fault in this state.

【0068】従って、本実施例のように、比較基準電圧
は「VM付近」「VG付近」の2レベルに境界を設け、
給電状態に応じた、正常時にあるべき電圧範囲と給電点
電圧を比較することにより、異常をすみやかに確実に検
出することができる。
Therefore, as in the present embodiment, the comparison reference voltage is provided with boundaries at two levels of “around VM” and “around VG”.
By comparing the voltage range that should be normal and the power supply point voltage according to the power supply state, it is possible to detect the abnormality promptly and reliably.

【0069】また、正常時にあるべき電圧範囲の値は、
モータ駆動条件などを考慮して、なるべき狭く設定する
ほうが異常の検出精度が良くなる。
The value of the voltage range that should be in a normal state is as follows:
In consideration of the motor driving conditions and the like, the narrower the setting, the better the accuracy of detecting an abnormality.

【0070】[第2の実施例]図7は、本発明における
ステッピングモータの駆動回路の第2の実施例を説明す
るための、給電点アに関する構成を示す図である。図9
と同じ構成要素には同一番号を付し、また構成の変わら
ない部分についての記述は省略してある。また他の4給
電点イ〜オに付いても同様の構成であるので記載を省略
する。
[Second Embodiment] FIG. 7 is a diagram showing a configuration related to a power supply point A for explaining a second embodiment of the drive circuit of the stepping motor according to the present invention. FIG.
The same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description of the portions having the same configuration is omitted. The other four power supply points a to e have the same configuration, and therefore the description is omitted.

【0071】一般に、従来例あるいは上述した励磁信号
生成部2や排他的論理和ゲート55、アンドゲート56
などのデジタル論理回路は、その動作用電源電圧は、例
えば5ボルト程度と低い。しかし、モータの駆動電源電
圧VmあるいはVMは、モータの仕様や駆動負荷条件に
よっては20ボルトあるいはそれ以上と、デジタル部の
電源電圧に比し非常に高電圧で構成される場合も多い。
このような場合には、給電点電圧を直接用いるのでな
く、給電点アから−側へ抵抗を用いて分圧した電圧を用
い、その際に最大値がデジタル電源電圧の範囲内になる
ような分圧比とすることにより、アナログスイッチや比
較器を、入力電圧範囲がデジタル電源電圧範囲の汎用品
で構成できる。本実施例はその場合の構成であり、給電
点電圧を分圧して用いること以外は実施例1と同様であ
る。
In general, the excitation signal generator 2, the exclusive OR gate 55, and the AND gate
The operation power supply voltage of such a digital logic circuit is as low as, for example, about 5 volts. However, the drive power supply voltage Vm or VM of the motor is often 20 volts or more, which is much higher than the power supply voltage of the digital section, depending on the specifications and drive load conditions of the motor.
In such a case, instead of using the feed point voltage directly, use a voltage that is divided from the feed point a to the negative side using a resistor, and in such a case, the maximum value falls within the range of the digital power supply voltage. By setting the voltage division ratio, an analog switch or a comparator can be configured with a general-purpose product having an input voltage range of a digital power supply voltage range. This embodiment is a configuration in that case, and is the same as the first embodiment except that the feeding point voltage is divided and used.

【0072】本実施例では、デジタル論理回路の電源電
圧VDは5ボルトであり、VMはVDより非常に高く、
また電流制御によりその値はある電圧範囲で変化するも
のとする。
In this embodiment, the power supply voltage VD of the digital logic circuit is 5 volts, VM is much higher than VD,
It is also assumed that the value changes in a certain voltage range by current control.

【0073】給電点電圧Vアは、VGとの間で抵抗R3
1とR32により分圧されて電圧Vア1となる。前述の
ように、電流制御によりVMは変化するが、その変化の
範囲でVア1が5ボルトを超えないような分圧比とす
る。その際、給電動作に影響を生じないよう、R31と
R32の抵抗値はなるべく高い値とする。
The feed point voltage VA is equal to the resistance R3
1 and R32 to be a voltage V1. As described above, although the VM changes due to the current control, the voltage division ratio is set so that the voltage V1 does not exceed 5 volts within the range of the change. At this time, the resistance values of R31 and R32 are set as high as possible so as not to affect the power supply operation.

【0074】例えば、VMが最高で50ボルトまで上が
る場合には、10分の1に分圧し、VG側のR31を1
0kΩ、給電点側のR32を90kΩとすれば、Vア1
の変化範囲は5ボルトからVG(ほぼ0ボルト)とな
る。
For example, when the VM rises to a maximum of 50 volts, the voltage is divided into one tenth and R31 on the VG side is set to one.
If 0 kΩ and R32 on the feeding point side are 90 kΩ, V
Ranges from 5 volts to VG (almost 0 volts).

【0075】比較基準電圧生成部52Aは、給電点に与
えられるVMとVGの電圧を抵抗R21〜R23で分圧
し、P1がオン時に正常であると判断される場合の下限
電圧VH、およびN1がオン時に正常であると判断され
る場合の上限電圧VLを、Vアの分圧に対応した値とし
て生成するもので、実施例1の比較基準電圧生成部52
とは比較基準電圧の設定が異なる。
The comparison reference voltage generation section 52A divides the voltages of VM and VG applied to the feeding point by the resistors R21 to R23, and sets the lower limit voltages VH and N1 when it is determined that P1 is normal when ON. The upper limit voltage VL, which is determined to be normal when turned on, is generated as a value corresponding to the voltage division of the voltage V. The comparison reference voltage generator 52 of the first embodiment is used.
And the setting of the comparison reference voltage is different.

【0076】実施例1と同様に、VGを基準にしてVM
を100%とした時に、VHを90%、VLを10%と
すれば、VHに相当する電圧VHHは4.5Vにし、V
Lに相当する電圧VLLは0.5ボルトにすればよいこ
とになる。
In the same manner as in the first embodiment, the VM
If VH is 90% and VL is 10%, the voltage VHH corresponding to VH is 4.5 V, and
The voltage VLL corresponding to L may be set to 0.5 volt.

【0077】これにより、アナログスイッチ53Aや比
較器54Aは、実施例1のアナログスイッチ53および
比較器54と各々機能的には等価であるが、入力電圧範
囲がデジタル部電源電圧である5ボルトから0ボルトの
範囲の汎用品で構成できる。以降の機能および動作は実
施例1と同様である。
Thus, the analog switch 53A and the comparator 54A are functionally equivalent to the analog switch 53 and the comparator 54 of the first embodiment, respectively, but the input voltage range is from 5 volts which is the power supply voltage of the digital section. It can be composed of general-purpose products in the range of 0 volt. Subsequent functions and operations are the same as in the first embodiment.

【0078】このような構成では、分圧するための抵抗
など部品数は若干増すが、広いVMの範囲に対応できる
メリットがある。近年のIC化技術では、アナログスイ
ッチ53Aや比較器54Aなどのアナログ部も、排他的
論理和ゲート55、アンドゲート56、励磁信号生成部
2などのデジタル回路と同一のICチップに構成できる
ため、実質的には追加部品をそれほど要さずに構成でき
る。
In such a configuration, although the number of components such as a resistor for voltage division is slightly increased, there is an advantage that a wide range of VM can be handled. In the recent IC technology, the analog section such as the analog switch 53A and the comparator 54A can be configured on the same IC chip as the digital circuit such as the exclusive OR gate 55, the AND gate 56, and the excitation signal generating section 2. Practically, it can be constructed with little additional parts.

【0079】なお、上述した実施例では、5相環状結線
方式のステッピングモータにて説明したが、これに限る
必要はなく、例えば、3相Y結線型ステッピングモータ
など、他方式のモータにも広く適用できるものである。
さらに、定電流制御方式に限らず、定電圧駆動方式の駆
動回路に用いても同様の効果がある。
In the above-described embodiment, the description has been given of the stepping motor of the five-phase ring connection type. However, the present invention is not limited to this, and is widely applied to other types of motors such as a three-phase Y connection type stepping motor. Applicable.
Further, the present invention is not limited to the constant current control method, and has the same effect when used in a drive circuit of a constant voltage drive method.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、5
組の巻線が環状に結線されている5相のステッピングモ
ータと、ステッピングモータの複数相を所定の手順で励
磁する励磁信号生成部とを備え、ステッピングモータの
回転駆動する際に、給電点電圧が給電状態に応じた電圧
範囲にあることを検出する検出手段を備えたので、総和
電流が増す方向の異常はもちろん、従来例では検出でき
なかった、総和電流が減る方向の異常もすみやかに確実
に検出することができ、モータの異常動作の防止を効果
的に行なうことができる。
As described above, according to the present invention, 5
A five-phase stepping motor in which a pair of windings are connected in a ring, and an excitation signal generating unit that excites a plurality of phases of the stepping motor in a predetermined procedure. Is equipped with a detection means for detecting that the total current is in the voltage range according to the power supply state. And abnormal operation of the motor can be effectively prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明におけるステッピングモータの駆動回路
の一実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a drive circuit for a stepping motor according to the present invention.

【図2】実施例1における5入力オアゲートを示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a 5-input OR gate according to the first embodiment.

【図3】実施例1における正常時のタイミングチャート
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart in a normal state in the first embodiment.

【図4】実施例1における異常時のタイミングチャート
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a timing chart at the time of abnormality in the first embodiment.

【図5】実施例1における異常時のタイミングチャート
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a timing chart at the time of an abnormality in the first embodiment.

【図6】従来例における異常時のタイミングチャートを
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a timing chart at the time of abnormality in a conventional example.

【図7】従来例における異常時のタイミングチャートを
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a timing chart at the time of abnormality in a conventional example.

【図8】本発明の実施例2を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図9】従来の5相のステッピングモータの駆動回路を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a drive circuit of a conventional five-phase stepping motor.

【図10】5相のステッピングモータの4相励磁駆動方
法を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a four-phase excitation driving method of a five-phase stepping motor.

【図11】従来の5相のステッピングモータの駆動回路
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a drive circuit of a conventional five-phase stepping motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電流制御部 2 励磁信号生成部 4,5 電圧変換部 6 ステッピングモータ 7 比較部 11 電流制御信号生成部 21 差動アンプ 22 比較部 P1〜P5 N1〜N5 スイッチ素子 51 比較制御信号生成部 52,52A 比較基準電圧生成部 53,53A アナログスイッチ 54,54A 比較器 55 排他的論理和ゲート 56 アンドゲート 57 5入力オアゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current control part 2 Excitation signal generation part 4,5 Voltage conversion part 6 Stepping motor 7 Comparison part 11 Current control signal generation part 21 Differential amplifier 22 Comparison part P1-P5 N1-N5 Switch element 51 Comparison control signal generation part 52, 52A Reference voltage generator 53, 53A Analog switch 54, 54A Comparator 55 Exclusive OR gate 56 AND gate 57 5-input OR gate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 5組の巻線が環状に結線されている5相
のステッピングモータと、該ステッピングモータの複数
相を所定の手順で励磁する励磁信号生成部とを備え、前
記ステッピングモータの回転駆動する際に、給電点電圧
が給電状態に応じた電圧範囲にあることを検出する検出
手段を備えたことを特徴とするステッピングモータの駆
動回路。
1. A stepping motor having five phases in which five sets of windings are connected in a ring, and an excitation signal generating unit that excites a plurality of phases of the stepping motor in a predetermined procedure. A driving circuit for a stepping motor, comprising: detecting means for detecting that a power supply point voltage is in a voltage range according to a power supply state when driving.
【請求項2】 前記給電状態に応じた電圧範囲として、
高電位からやや低い電位までの電圧範囲と、低電位から
やや高い電位までの電圧範囲の2種を設け、両者の範囲
は連続しないことを特徴とする請求項1に記載のステッ
ピングモータの駆動回路。
2. A voltage range according to the power supply state,
2. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein two types of voltage ranges are provided: a voltage range from a high potential to a slightly lower potential, and a voltage range from a low potential to a slightly higher potential, and both ranges are not continuous. .
【請求項3】 前記ステッピングモータを回転駆動する
際に、前記給電点電圧を一定比に分圧し、その分圧比に
応じて、高電位からやや低い電位までの電圧範囲に相当
する電圧範囲と、低電位からやや高い電位までの電圧範
囲に相当する電圧範囲とを設け、両者の範囲は連続しな
いことを特徴とする請求項1又は2に記載のステッピン
グモータの駆動回路。
3. When the stepping motor is driven to rotate, the power supply point voltage is divided into a constant ratio, and a voltage range corresponding to a voltage range from a high potential to a slightly lower potential according to the division ratio; 3. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein a voltage range corresponding to a voltage range from a low potential to a slightly higher potential is provided, and both ranges are not continuous.
【請求項4】 前記検出手段は、前記給電点に高電位ま
たは低電位のどちらも与えられない期間を除いて常時行
なわれることを特徴とする請求項1に記載のステッピン
グモータの駆動回路。
4. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein said detecting means is always performed except during a period when neither a high potential nor a low potential is applied to said feeding point.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007228559A (en) * 2006-01-25 2007-09-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Switch apparatus

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