JP2005184897A - ステッピングモータの駆動制御装置、集積回路および駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイルを流れるコイル電流と設定電流との大小を比較する比較回路と、前記比較回路の比較結果に基づいて、前記コイル電流を増加する第1モード、前記コイル電流を減衰する第2モード、前記コイル電流を前記第2モードより高速で減衰する第3モードを所定周期ごとに選択的に実行することによって、前記コイル電流を前記設定電流に近づけるための制御を行う制御回路とを、有するステッピングモータの駆動制御装置であって、前記制御回路は、前記所定周期内の所定期間において前記コイル電流が前記設定電流より大であることを示す前記比較回路の比較結果に応じて、前記所定期間の直後に前記第3モードを実行する。
【選択図】 図4
Description
スイッチング素子Q1〜Q4は例えばそれぞれNチャンネル型MOSトランジスタ(以下NMOSトランジスタと称す)を用いることができる。電源(Vbb)側のNMOSトランジスタQ1と接地側のNMOSトランジスタQ2が直列に接続され、また電源(Vbb)側のNMOSトランジスタQ3と接地側のNMOSトランジスタQ4が直列に接続されている。NMOSトランジスタQ1とQ3のドレインは電源(Vbb)に接続されており、NMOSトランジスタQ2とQ4のソースは電流検出用抵抗Rdecを介して接地されている。そして、NMOSトランジスタQ1のソースとQ2のドレインとの間にコイルLの一端が接続され、NMOSトランジスタQ3のソースとQ4のドレインとの間にコイルLの他端が接続されている。
例えば、領域AにおいてのChargeでは、Q1、Q4がオンすることで図6のCharge方向の電流が流れる。一方領域BでのChargeでは、Q3、Q2がオンすることで図6の点線方向に電流が流れる。以下、便宜上領域Aについての動作モードについて説明する。
図7のコイル電流が増加している領域を電源印加モード(以下Chargeモード)と呼ぶ。Chargeモードでは電源(Vbb)側のNMOSトランジスタQ1と接地側のNMOSトランジスタQ4がオンとなり、電源VbbからコイルLに、図6に示す矢印のような電流が流れるため、コイルLに流れる電流は増加する。
図1に、本発明の実施の形態に係るモータ駆動制御装置を説明するためのブロック図を示す。モータ駆動制御装置は、発振回路10と、制御ロジック部20(『制御回路』)と、出力ドライブ部40と、コンパレータ50(『比較回路』)と、Hブリッジ回路60とを備えている。
制御ロジック部20は、基準クロックCLKとコンパレータ50との出力結果とに基づいて、Hブリッジ回路60内のNMOSトランジスタQ1、Q2、Q3、Q4のオン又はオフを制御する制御信号を出力する。また制御ロジック部20は、コンパレータ50の+(非反転入力)端子に接続された可変電圧部の値を変化させ、設定電流としてのマイクロステップ駆動の疑似正弦波形となるように制御を行う。
また制御ロジック部20は、マスク30を備えている。マスク30は基準クロックCLKの立ち上がりから、例えば最初の1/8区間(図3におけるTa)で、コンパレータ50の出力を無効とする。そして当該区間にて制御ロジック部20は、設定電流とコイル電流との比較結果に関係なくコイル電流を増加させるChargeモード(『第1モード』)を行う(強制Charge区間)。
出力ドライブ部40は、制御ロジック部20からの制御信号に従い、NMOSトランジスタQ1、Q2、Q3、Q4の所定のゲートに電圧を印加することで、トランジスタのオン、オフを行う。
を有しており、電源(Vbb)側のNMOSトランジスタQ1と接地側のNMOSトランジスタQ2が直列に接続され、また電源(Vbb)側のNMOSトランジスタQ3と接地側のNMOSトランジスタQ4が直列に接続されている。NMOSトランジスタQ1とQ3のドレインは電源(Vbb)に接続されており、NMOSトランジスタQ2とQ4のソースは電流検出用抵抗Rdecを介して接地されている。そして、NMOSトランジスタQ1のソースとQ2のドレインとの間にコイルLの一端が接続され、NMOSトランジスタQ3のソースとQ4のドレインとの間にコイルLの他端が接続されている。NMOSトランジスタQ1、Q2、Q3、Q4のオン、オフの状態は、制御ロジック部20によって制御される。
図2及び図3に、本発明の実施の形態に係る制御ロジック部20の機能について説明するためのフローチャートとタイムチャートをそれぞれ示す。
図4に、本発明の実施の形態に係るモータ駆動の動作を説明するためのタイムチャートを示す。なお、このタイムチャートは例えば図5においての設定電流減少領域などにおいて、設定電流がコイル電流より小さくなった場合について示すものである。
図1のステッピングモータの駆動制御装置はチップ上に形成された集積回路であってもよい。この場合、コイルLは集積回路外に配置され、Hブリッジ回路60とは接続端子を介して接続される。また、発振回路10は、自走発振の場合には集積回内に配置してもよいが、他走発振の場合には集積回路外に配置し、接続端子を介してクロックCLKが入力されるようにする。
前述した実施形態について、コイル電流と設定電流との大小の比較を強制Charge区間で行うことにしたが、比較区間を強制Charge区間以外に設け、その区間において同様の比較を行っても良い。
例えば強制Charge区間終了後に、コイル電流と設定電流との比較をおこなう区間を一定時間設けて、その区間内でのコイル電流と設定電流の比較結果の大小により本実施の形態と同様の制御を行うようにしてもよい。
その比較区間は、Chargeモードを行っている区間とは限定されず、減衰モードを行っている区間であっても良い。
例えば、強制Chargeの後Fast減衰を所定時間行い、残りの区間でSlow減衰を行ってもよい。
さらに、比較の結果でコイル電流の方が設定電流より大きい場合、比較直後から次のクロックCLKの開始までの一部分でFast減衰を行い、残りの部分で他のモードを行うようにしてもよい。
20 制御ロジック部
30 マスク
40 出力ドライブ部
50 コンパレータ
60 Hブリッジ回路
Claims (6)
- コイルを流れるコイル電流と設定電流との大小を比較する比較回路と、
前記比較回路の比較結果に基づいて、前記コイル電流を増加する第1モード、前記コイル電流を減衰する第2モード、前記コイル電流を前記第2モードより高速で減衰する第3モードを所定周期ごとに選択的に実行することによって、前記コイル電流を前記設定電流に近づけるための制御を行う制御回路と、
を、有するステッピングモータの駆動制御装置であって、
前記制御回路は、
前記所定周期内の所定期間において前記コイル電流が前記設定電流より大であることを示す前記比較回路の比較結果に応じて、前記所定期間の直後に前記第3モードを実行することを特徴とするステッピングモータの駆動制御装置。 - 前記所定期間は、前記所定周期の先頭側の一部期間であり、
前記制御回路は、前記所定期間において、前記比較回路の比較結果に関わらず前記第1モードを実行す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制御装置。 - 前記制御回路は、
前記所定周期内の所定期間において前記コイル電流が前記設定電流より大であることを示す前記比較回路の比較結果に応じて、前記所定周期内の前記所定期間直後の全期間にて前記第3モードを実行することを特徴とする請求項2に記載のステッピングモータの駆動制御装置。 - 前記設定電流は、階段状の疑似正弦波形であり、
前記制御回路は、前記疑似正弦波形の設定電流値が減少する期間、前記所定周期内の所定期間において前記コイル電流が前記設定電流より大であることを示す前記比較回路の比較結果に応じて、前記所定期間の直後に前記第3モードを実行する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のステッピングモータの駆動制御装置。 - 請求項1乃至4の何れかに記載のステッピングモータの駆動制御装置を集積化してなることを特徴とする集積回路。
- コイルを流れるコイル電流と設定電流との大小の比較結果に基づいて、前記コイル電流を増加する第1モード、前記コイル電流を減衰する第2モード、前記コイル電流を前記第2モードより高速で減衰する第3モードを所定周期ごとに選択的に実行することによって、前記コイル電流を前記設定電流に近づけるための制御を行う、ステッピングモータの駆動制御方法であって、
前記所定周期内の所定期間において前記コイル電流が前記設定電流より大であることを示す比較結果に応じて、前記所定期間の直後に前記第3モードを実行することを特徴とするステッピングモータの駆動制御方法。
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