JP2015061341A - Stepping motor failure detection circuit, stepping motor drive unit, and stepping motor drive system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stepping motor failure detection circuit for which a logic circuit measuring detection timing is not required.SOLUTION: The stepping motor failure detection circuit 400, having a comparator circuit 450 for detecting failure in a stepping motor by comparing a detected signal to a failure determination value, includes an integration circuit 420 on the input side of the comparator circuit.

Description

本発明は、ステッピングモータ故障検出回路、ステッピングモータ駆動装置、及び、ステッピングモータドライブシステムに関する。   The present invention relates to a stepping motor failure detection circuit, a stepping motor drive device, and a stepping motor drive system.

ステッピングモータ(以下モータと略称することがある)は、パルス電流をモータに供給して回転速度や回転方向を制御して動作する同期電動機である。パルスモータとも言われ、簡単な回路構成で正確な位置決め制御を実現できるので、装置の位置決めを行なう場合などによく使われている。   A stepping motor (hereinafter sometimes abbreviated as a motor) is a synchronous motor that operates by supplying a pulse current to the motor and controlling the rotational speed and direction. It is also referred to as a pulse motor, and accurate positioning control can be realized with a simple circuit configuration. Therefore, it is often used for positioning devices.

図11は一般的なステッピングモータを示す図で、(a)は結線図、(b)は2相励磁バイポーラ駆動させた場合、(c)は1相励磁バイポーラ駆動させた場合の駆動パルス波形図である。(b)、(c)に示すように巻線(以下コイルとも称する)に駆動制御パルス電流を流す。このような電流を与えるたびに、決められたステップ角だけロータが回転する。   11A and 11B are diagrams showing a general stepping motor, where FIG. 11A is a connection diagram, FIG. 11B is a drive pulse waveform diagram when 2-phase excitation bipolar drive is performed, and FIG. 11C is a drive pulse waveform when 1-phase excitation bipolar drive is performed. It is. As shown in (b) and (c), a drive control pulse current is passed through the winding (hereinafter also referred to as a coil). Each time such a current is applied, the rotor rotates by a predetermined step angle.

2相ステッピングモータのコイル故障を検出するには、一般的には駆動パルスのパルス幅、デューティ、駆動開始指令から駆動タイミングを計るロジック回路を用いる。ロジック回路でタイミングを計り、駆動パルスの中心やピークとなるタイミングで故障検出を行っている。タイミングを計る理由は、モータ駆動時、電流を流す相を切替えるため、電流が流れない期間が存在するためである。   In order to detect a coil failure in a two-phase stepping motor, generally, a logic circuit that measures drive timing from the pulse width, duty, and drive start command of a drive pulse is used. Timing is measured by a logic circuit, and failure detection is performed at the timing of the center or peak of the drive pulse. The reason for measuring the timing is that there is a period in which no current flows because the phase in which the current flows is switched when the motor is driven.

特許文献1(特開2003−259545号公報)には、制御信号によって制御されるアクチュエータ電流の値を、断線判定値と比較してアクチュエータの断線を検出する装置であって、断線判定値の絶対値が、断線時のノイズピーク値より大きく、かつ、アクチュエータ電流の絶対値の最高値の75%以下の値に設定され、制御信号のパラメータがアクチュエータ電流の絶対値を断線判定値以上とするパラメータ値であり、かつ、アクチュエータ電流の値と断線判定値の比較結果が所定の断線判定条件を満たす場合に異常とすることが記載されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-259545) discloses an apparatus that detects the disconnection of an actuator by comparing the value of an actuator current controlled by a control signal with a disconnection determination value. A parameter whose value is larger than the noise peak value at the time of disconnection and set to 75% or less of the maximum absolute value of the actuator current, and the parameter of the control signal makes the absolute value of the actuator current equal to or greater than the disconnection judgment value In addition, it is described that an abnormality occurs when the comparison result of the actuator current value and the disconnection determination value satisfies a predetermined disconnection determination condition.

特許文献1は断線検出の対象がアクチュエータであるため、故障検出のタイミングを計ることは何ら記載されていない。   Since Patent Document 1 discloses an actuator for disconnection detection, there is no description of measuring the timing of failure detection.

特開2003−259545号公報JP 2003-259545 A

モータ駆動中にモータコイルの断線、ショート等の故障検出を行う場合、検出タイミングを計るロジック回路が必要であり、回路規模が大きくなる。また、L、C成分により検出タイミングがずれ、正しく検出できない可能性がある。   When detecting a failure such as a disconnection or a short circuit of a motor coil while the motor is being driven, a logic circuit for measuring the detection timing is required, and the circuit scale increases. Moreover, there is a possibility that the detection timing is shifted due to the L and C components and the detection cannot be performed correctly.

その理由は以下の通りである。コイルの故障を検出する場合、コイルに流れるパルス電流を電圧に変換して故障判定値(以下閾値と称することがある)と比較して断線、ショートを検出するが、モータを駆動する際、図11で述べたようにパルス電流を流す相(Phase)を切替えて駆動する。そのため相切替え時等、電流を流していない期間が存在する。この電流を流していないタイミングや、コイルのL成分によりパルス電流の立ち上がりが遅れているタイミングでは、電圧が閾値を下回り、正しく検出できない。   The reason is as follows. When detecting a failure of a coil, a pulse current flowing through the coil is converted into a voltage and compared with a failure determination value (hereinafter sometimes referred to as a threshold) to detect a disconnection or a short circuit. As described in 11, the phase (Phase) through which the pulse current flows is switched and driven. Therefore, there is a period during which no current flows, such as during phase switching. At the timing when this current is not flowing or when the rise of the pulse current is delayed due to the L component of the coil, the voltage falls below the threshold and cannot be detected correctly.

そのため既存の回路では、検出タイミングを計るロジック回路を使って、電流が流れている期間に検出を行っていた。   For this reason, the existing circuit uses a logic circuit that measures the detection timing, and performs detection during the period in which the current flows.

本発明の目的は、検出タイミングを計るロジック回路が不要なステッピングモータ故障検出回路、ステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータドライブシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a stepping motor failure detection circuit, a stepping motor drive device, and a stepping motor drive system that do not require a logic circuit for measuring detection timing.

本発明は検出した信号と故障判定値とを比較してステッピングモータの故障を検出するコンパレータ回路を有するステッピングモータ故障検出回路であって、前記コンパレータ回路の入力側に積分回路を設けたことを特徴とするステッピングモータ故障検出回路である。   The present invention is a stepping motor failure detection circuit having a comparator circuit that detects a failure of a stepping motor by comparing a detected signal with a failure determination value, wherein an integration circuit is provided on the input side of the comparator circuit. Is a stepping motor failure detection circuit.

また本発明は、上記ステッピングモータ故障検出回路と、ステッピングモータを駆動するステッピングモータ駆動回路と、前記ステッピングモータ駆動回路を制御するステッピングモータ駆動制御回路を備えたステッピングモータ駆動装置である。   The present invention also provides a stepping motor drive apparatus comprising the stepping motor failure detection circuit, a stepping motor drive circuit that drives the stepping motor, and a stepping motor drive control circuit that controls the stepping motor drive circuit.

また本発明は、上記ステッピングモータ駆動装置で駆動されるステッピングモータを有するステッピングモータドライブシステムである。   The present invention is also a stepping motor drive system having a stepping motor driven by the stepping motor driving device.

本発明によれば、故障検出タイミングを計るロジック回路が不要になり、ステッピングモータ故障検出回路を大幅に簡易化できる。   According to the present invention, a logic circuit for measuring the failure detection timing is not required, and the stepping motor failure detection circuit can be greatly simplified.

本発明の第1実施形態のステッピングモータ故障検出回路を含むステッピングモータドライブシステムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a stepping motor drive system including a stepping motor failure detection circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態のステッピングモータ故障検出回路を含む冗長巻線式2相ステッピングモータドライブシステムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the redundant winding type 2 phase stepping motor drive system containing the stepping motor failure detection circuit of 2nd Embodiment of this invention. 一般的なステッピングモータ故障検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a general stepping motor failure detection circuit. 本発明の第2実施形態のステッピングモータ故障検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the stepping motor failure detection circuit of 2nd Embodiment of this invention. 冗長巻線ステッピングモータの片側断線時、両側断線時、正常時、ショート時の検出波形図である。It is a detection waveform diagram at the time of one-side disconnection, double-side disconnection, normal operation, and short circuit of the redundant winding stepping motor. モータの駆動制御パルス、駆動電流、故障検出回路401に積分回路が無い場合と有る場合の検出電圧を示す図である。It is a figure which shows the detection voltage in the case where there is no integration circuit in the drive control pulse of a motor, drive current, and the failure detection circuit 401, and when there exists. 本発明の第2実施形態で用いる定電流回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the constant current circuit used in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態のステッピングモータ故障検出回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the stepping motor failure detection circuit of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態で用いるステッピングモータ駆動制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the stepping motor drive control circuit used in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態で用いる定電流回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the constant current circuit used in 4th Embodiment of this invention. 一般的なステッピングモータを示す図で、(a)は結線図、(b)は2相励磁バイポーラ駆動の駆動パルス波形図、(c)は1相励磁バイポーラ駆動の駆動パルス波形図である。2A and 2B are diagrams showing a general stepping motor, in which FIG. 1A is a connection diagram, FIG. 2B is a drive pulse waveform diagram of two-phase excitation bipolar drive, and FIG. 2C is a drive pulse waveform diagram of one-phase excitation bipolar drive.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のステッピングモータ故障検出回路を含むステッピングモータドライブシステム10を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a stepping motor drive system 10 including a stepping motor failure detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

ステッピングモータ駆動回路200(以下駆動回路と略称することがある)はステッピングモータ駆動制御回路300(以下駆動制御回路と略称することがある)からの制御信号を受けて、2相励磁ステッピングモータ100を駆動する。ステッピングモータ故障検出回路400(以下故障検出回路と略称することがある)は、コンデンサ4010、抵抗4030、コンパレータ回路450を備える。コンデンサ4010は故障検出回路400の入力端子とグランド間に挿入される。4030は抵抗である。抵抗4030とコンデンサ4010で積分回路420を構成する。   A stepping motor drive circuit 200 (hereinafter sometimes abbreviated as a drive circuit) receives a control signal from a stepping motor drive control circuit 300 (hereinafter also abbreviated as a drive control circuit), and causes the two-phase excitation stepping motor 100 to operate. To drive. The stepping motor failure detection circuit 400 (hereinafter sometimes abbreviated as a failure detection circuit) includes a capacitor 4010, a resistor 4030, and a comparator circuit 450. The capacitor 4010 is inserted between the input terminal of the failure detection circuit 400 and the ground. Reference numeral 4030 denotes a resistor. The integrating circuit 420 is configured by the resistor 4030 and the capacitor 4010.

抵抗4030は新たに挿入するか、故障検出回路400の入力端子とコンパレータ450の間に増幅器等を挿入する場合、増幅器等の出力側に抵抗が付加されていればその抵抗を用いるか、または、駆動制御回路300から故障検出回路400の間の配線等の抵抗成分だけで抵抗値が十分であればその抵抗成分を使う。これらを組み合わせてもよい。   The resistor 4030 is newly inserted, or when an amplifier or the like is inserted between the input terminal of the failure detection circuit 400 and the comparator 450, if a resistor is added to the output side of the amplifier or the like, the resistor is used, or If only a resistance component such as wiring between the drive control circuit 300 and the failure detection circuit 400 is sufficient, the resistance component is used. These may be combined.

駆動回路200から検出した信号は積分回路420に入力される。検出信号は例えばコイルに流れるパルス電流を電圧に変換したものである。   A signal detected from the drive circuit 200 is input to the integration circuit 420. For example, the detection signal is obtained by converting a pulse current flowing in the coil into a voltage.

積分回路420の出力はコンパレータ回路450に入力され、コンパレータ回路450で積分回路420の出力値が故障判定値Refと比較される。比較の結果コイルの断線など故障と判定した時は故障検出ステータス信号451を出力する。   The output of the integrating circuit 420 is input to the comparator circuit 450, and the comparator circuit 450 compares the output value of the integrating circuit 420 with the failure determination value Ref. As a result of the comparison, when it is determined that there is a failure such as a broken coil, a failure detection status signal 451 is output.

図11に示す2相励磁バイポーラ駆動では、前述のように、相を切替えるとき駆動電流が流れないタイミングがある。積分回路420がないとこのタイミングで検出した検出信号は故障判定値を下回ってしまい、故障が発生したと誤判定してしまう。また、コイルのL成分により検出タイミングがずれ、正しく検出できない可能性もある。電流が流れないタイミングや、コイルのL成分によりパルス電流の立ち上がりが遅れているタイミングでは、電圧が閾値を下回り、正しく検出できない。   In the two-phase excitation bipolar drive shown in FIG. 11, there is a timing when the drive current does not flow when the phases are switched as described above. Without the integration circuit 420, the detection signal detected at this timing falls below the failure determination value, and erroneously determines that a failure has occurred. Moreover, there is a possibility that the detection timing is shifted due to the L component of the coil and cannot be detected correctly. At the timing when current does not flow or when the rise of the pulse current is delayed due to the L component of the coil, the voltage falls below the threshold value and cannot be detected correctly.

しかし本実施形態では積分回路420によって、相切替え時に検出信号が低下するのにかかる時間を遅らせる。積分回路420の時定数RCを適切に設定すれば、駆動電流が流れている期間の信号に近い値を保たせることができ、その結果相切替え時の誤検出を防ぐことが可能になる。積分回路420がないと、設定した駆動パルスのパルス幅、デューティ、駆動指示タイミングから駆動パルスの中心となるタイミングを算出して故障検出ステータス信号をラッチする必要があり、非常に複雑なロジック回路が必要である。複雑なロジック回路を使いたくない場合は、モータ停止時に検出していた。   However, in this embodiment, the integration circuit 420 delays the time taken for the detection signal to drop during phase switching. If the time constant RC of the integrating circuit 420 is set appropriately, a value close to the signal during the period in which the drive current is flowing can be maintained, and as a result, erroneous detection at the time of phase switching can be prevented. Without the integration circuit 420, it is necessary to calculate the timing that becomes the center of the drive pulse from the set pulse width, duty, and drive instruction timing, and to latch the failure detection status signal. is necessary. If you do not want to use a complicated logic circuit, it was detected when the motor stopped.

一方本実施形態では、パルス幅、デューティ、駆動指示タイミングに関係無く断線検出を行えるようになるため、複雑なロジック回路が不要になり回路を大幅に簡易化、低コスト化できる。またモータ駆動中であってもタイミングを考慮することなく故障検出を行うことができる。
(第2実施形態)
図2は本発明の第2実施形態のステッピングモータ故障検出回路を含む冗長巻線式2相ステッピングモータドライブシステムを示すブロック図である。
On the other hand, in the present embodiment, since disconnection can be detected regardless of the pulse width, duty, and drive instruction timing, a complicated logic circuit is unnecessary, and the circuit can be greatly simplified and reduced in cost. Even when the motor is being driven, failure detection can be performed without considering the timing.
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a redundant winding type two-phase stepping motor drive system including a stepping motor failure detection circuit according to a second embodiment of the present invention.

このシステムは冗長巻線式2相ステッピングモータ101、モータ101を駆動するステッピングモータ駆動回路201、ステッピングモータ駆動制御回路201を制御するステッピングモータ駆動制御回路301、モータ101の断線を検出する故障検出回路401、FET9,10に定電流制御信号(後述)を供給する定電流回路500を備える。駆動回路201はA相用ブリッジ回路とB相用ブリッジ回路で構成された2系統のHブリッジ回路である。   This system includes a redundant winding type two-phase stepping motor 101, a stepping motor drive circuit 201 for driving the motor 101, a stepping motor drive control circuit 301 for controlling the stepping motor drive control circuit 201, and a failure detection circuit for detecting disconnection of the motor 101. 401, a constant current circuit 500 for supplying a constant current control signal (described later) to the FETs 9 and 10. The drive circuit 201 is a two-system H-bridge circuit composed of an A-phase bridge circuit and a B-phase bridge circuit.

図2に示すように、電源Vccと第1の接続点2001の間にFET1(Field E(Field Effect Transistor)とFET2を直列接続し、これと並列にFET3とFET4を直列に接続し、FET1とFET2の接続点とFET3とFET4の接続点の間にモータの第1の冗長コイルを接続してA相用Hブリッジ回路を構成する。   As shown in FIG. 2, FET 1 (Field E (Field Effect Transistor)) and FET 2 are connected in series between a power supply Vcc and a first connection point 2001, and FET 3 and FET 4 are connected in series in parallel with this, A first redundant coil of the motor is connected between the connection point of FET2 and the connection point of FET3 and FET4 to constitute an A-phase H bridge circuit.

同様にして電源Vccと第2の接続点2002の間に、FET5とFET6を直列に接続し、これと並列にFET7とFET8を直列に接続し、FET5とFET6の接続点とFET7とFET8の接続点の間にモータの第2の冗長コイルを接続してB相用Hブリッジ回路を構成する。   Similarly, FET5 and FET6 are connected in series between the power supply Vcc and the second connection point 2002, FET7 and FET8 are connected in series in parallel with this, the connection point between FET5 and FET6, and the connection between FET7 and FET8. A B-phase H bridge circuit is configured by connecting the second redundant coil of the motor between the points.

A相用とB相用のHブリッジ回路で2相励磁バイポーラ駆動を行う。   Two-phase excitation bipolar drive is performed by the A-phase and B-phase H bridge circuits.

図3、図4はそれぞれ一般的な故障検出回路と本実施形態の故障検出回路を示す回路図である。   3 and 4 are circuit diagrams showing a general failure detection circuit and a failure detection circuit of the present embodiment, respectively.

本実施形態では2つある巻線(冗長性を持たせるため2つある)の片側の巻線の断線、両側の巻線とも断線、巻線のショートを検出する。図5に片側断線時、両側断線時、正常時、ショート時の検出電圧波形を示す。片側断線時の検出閾値1(以下閾値1)がVthr1、両側断線時の検出閾値(以下閾値2)がVthr2、ショート時の検出閾値(以下閾値3)がVthr3である。   In the present embodiment, disconnection of one winding of two windings (two to provide redundancy), disconnection of both windings, and short-circuiting of the winding are detected. FIG. 5 shows detected voltage waveforms when one side is disconnected, both sides are disconnected, normal, and short-circuited. The detection threshold 1 at the time of one-side disconnection (hereinafter referred to as threshold 1) is Vthr1, the detection threshold at the time of disconnection at both ends (hereinafter referred to as threshold 2) is Vthr2, and the detection threshold at short-circuit (hereinafter referred to as threshold 3) is Vthr3.

閾値1(Vthr1)は上流の駆動電圧Vccから冗長巻線の片側が断線した状態でのコイル、計装ケーブル、駆動回路内部による電圧ドロップを差引いた電圧よりやや高い電圧である。閾値1よりも十分0Vに近い電圧を閾値2(Vthr2)、Vccから正常な状態でのコイル、計装ケーブル、駆動回路内部による電圧ドロップを差引いた電圧とVccの中間よりも高い電圧を閾値3(Vthr3)とし、検出電圧が閾値1と閾値2の間にある場合を冗長巻線の片側断線、閾値2を下回った場合を冗長巻線両側断線、閾値3を上回った場合をコイルショート故障と判断する。閾値1と閾値3の間が正常値である。   The threshold value 1 (Vthr1) is a voltage that is slightly higher than the voltage obtained by subtracting the voltage drop due to the coil, the instrumentation cable, and the drive circuit in the state where one side of the redundant winding is disconnected from the upstream drive voltage Vcc. A voltage sufficiently close to 0V than threshold 1 is threshold 2 (Vthr2), and a voltage obtained by subtracting a voltage drop due to the coil, instrumentation cable, and drive circuit in a normal state from Vcc and a voltage higher than the middle of Vcc are threshold 3 (Vthr3), when the detected voltage is between threshold value 1 and threshold value 2, one side disconnection of the redundant winding, when below threshold value 2, both sides of the redundant winding are disconnected, and when it exceeds threshold value 3, the coil short fault to decide. The normal value is between the threshold 1 and the threshold 3.

本実施形態のドライブシステムにて、FET1,4,5,8をONすると、図11に示す2相励磁バイポーラ駆動のPhase1のように電流が流れる。次に一旦全FETをOFFしてからFET3,2,5,8をONするとPhase2のように電流が流れる。同様にFET3,2,7,6,をONするとPhase3、FET1,4,7,6をONするとPhase4のように電流が流れる。Phase1〜4を繰り返すことでモータが回転する。図2ではp型FETを用いている。   When the FETs 1, 4, 5, and 8 are turned on in the drive system of this embodiment, a current flows as in Phase 1 of the two-phase excitation bipolar drive shown in FIG. Next, when all the FETs are turned OFF and then FETs 3, 2, 5, and 8 are turned ON, a current flows as in Phase2. Similarly, when FETs 3, 2, 7, and 6 are turned on, a current flows like Phase 3, and when FETs 1, 4, 7, and 6 are turned on, a current flows like Phase 4. By repeating Phases 1 to 4, the motor rotates. In FIG. 2, a p-type FET is used.

このときの制御波形は図6に示す駆動制御パルス波形の通りである。図6はモータの駆動制御パルス、駆動電流、故障検出回路401に積分回路が無い場合と有る場合の検出電圧を示す図である。モータ101のコイルに流れる電流は図6に示す駆動電流のようになり、故障検出回路のコンパレータへの入力電圧Vinも図6に示す検出電圧(積分回路無)のように電流に追随して高くなる。   The control waveform at this time is the same as the drive control pulse waveform shown in FIG. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing detected voltages when the motor drive control pulse, the drive current, and the failure detection circuit 401 have no integration circuit. The current flowing in the coil of the motor 101 becomes like the drive current shown in FIG. 6, and the input voltage Vin to the comparator of the failure detection circuit is high following the current like the detection voltage (no integration circuit) shown in FIG. Become.

コイルに流れる電流は相の切替え時に一旦0アンペアまで落ちるため、積分回路がないとVinの値も0Vまで落ち、閾値Vthr1、Vthr2を下回る。従ってタイミングを計るロジック回路が無い場合誤検出してしまう。   Since the current flowing through the coil once drops to 0 ampere when the phase is switched, the value of Vin also drops to 0 V without the integration circuit, and falls below the threshold values Vthr1 and Vthr2. Therefore, if there is no logic circuit for timing, a false detection will occur.

本実施形態では、相切替え時の電流が流れない期間でも積分回路により入力電圧Vinの低下が遅くなり、落ちる前に次のパルスが入力される。そのため、電圧波形は図6の検出電圧(積分回路有)で示すように、閾値Vthr1を上回る電圧を維持できる。   In the present embodiment, the integration circuit slows down the input voltage Vin even during a period in which no current flows at the time of phase switching, and the next pulse is input before it falls. Therefore, the voltage waveform can maintain a voltage exceeding the threshold value Vthr1, as shown by the detection voltage (with an integration circuit) in FIG.

冗長巻線の片側が断線した場合、コイルの抵抗値は2倍になり、定電流を流したときコイルによる電圧ドロップが大きくなるため、図5の片側断線時のように検出電圧Vinは下がる。検出電圧VinをコンパレータComp1でVthr1と比較し、断線検出を行う。   When one side of the redundant winding is disconnected, the resistance value of the coil is doubled, and the voltage drop due to the coil increases when a constant current is passed. Therefore, the detection voltage Vin decreases as in the case of one-side disconnection in FIG. The detection voltage Vin is compared with Vthr1 by the comparator Comp1, and disconnection detection is performed.

VinがVthr1を上回った(正常)とき、コンパレータComp1の出力はLoになる。一方検出電圧がVthr1を下回った(片側断線)とき、コンパレータComp1の出力はHiになる。   When Vin exceeds Vthr1 (normal), the output of the comparator Comp1 becomes Lo. On the other hand, when the detection voltage falls below Vthr1 (one-side disconnection), the output of the comparator Comp1 becomes Hi.

同様に、両側断線時は故障検出回路の入力部まで駆動電流が流れないためVinはほぼ0Vになる。VinがVthr2を上回った場合コンパレータComp2の出力はLo、VinがVthr2を下回った(両側断線)場合、コンパレータComp2の出力はHiとなる。   Similarly, when both sides are disconnected, Vin does not flow to the input part of the failure detection circuit, so Vin becomes approximately 0V. When Vin is higher than Vthr2, the output of the comparator Comp2 is Lo, and when Vin is lower than Vthr2 (both sides are disconnected), the output of the comparator Comp2 is Hi.

また、コイルがショートすると、断線時とは逆に電圧ドロップが小さくなるためVinは正常時よりも高くなる。VinがVthr3を下回った(正常)場合Comp3の出力はLo、Vthr3を上回った場合Comp3の出力はHiとなる。   Further, when the coil is short-circuited, the voltage drop is reduced contrary to the case of disconnection, so Vin becomes higher than that in the normal state. When Vin is lower than Vthr3 (normal), the output of Comp3 is Lo, and when Vin is higher than Vthr3, the output of Comp3 is Hi.

図2の第1の接続点2001に接続するFET9、第2の接続点2002と接続するFET10の電圧が、コイルの断線、短絡といった状態によって図5で述べたように変化するため、この電圧を故障検出回路で閾値1,2,3と比較して検出を行う。   The voltage of the FET 9 connected to the first connection point 2001 in FIG. 2 and the voltage of the FET 10 connected to the second connection point 2002 change as described in FIG. 5 depending on the state of disconnection or short circuit of the coil. The failure detection circuit performs detection in comparison with threshold values 1, 2, and 3.

これにより、モータ駆動中であっても断線検出でき、しかも故障検出回路の簡易化、低コスト化を実現できる。   Thereby, disconnection can be detected even while the motor is being driven, and the failure detection circuit can be simplified and reduced in cost.

ここで故障検出回路について説明する。図3はステッピングモータを2相励磁バイポーラ駆動するときの一般的なステッピングモータ故障検出回路402であり、図4は本実施形態の故障検出回路403である。   Here, the failure detection circuit will be described. FIG. 3 shows a general stepping motor failure detection circuit 402 when the stepping motor is driven by two-phase excitation bipolar. FIG. 4 shows the failure detection circuit 403 of the present embodiment.

まず図3について説明する。各相に流す電流の向きを切替えてモータを駆動する。故障検出回路402は、駆動回路201の第1の接続点2001、第2の接続点2002の電圧をモニタし、非反転増幅器OP31で増幅してからコンパレータComp1、Comp2、Comp3で閾値Vthr1、Vthr2、Vthr3と比較する。   First, FIG. 3 will be described. The motor is driven by switching the direction of the current flowing through each phase. The failure detection circuit 402 monitors the voltages at the first connection point 2001 and the second connection point 2002 of the drive circuit 201, amplifies them by the non-inverting amplifier OP31, and then uses the comparators Comp1, Comp2, and Comp3 to set the threshold values Vthr1, Vthr2, Compare with Vthr3.

閾値Vthr1と閾値Vthr2の間にある場合は冗長巻線の片側断線、閾値Vthr2を下回った場合は両側断線、閾値Vthr3を上回った場合はショートと判断する。   If it is between the threshold value Vthr1 and the threshold value Vthr2, it is determined that the redundant winding is broken on one side, if it is below the threshold value Vthr2, it is broken on both sides, and if it is above the threshold value Vthr3, it is determined to be short.

閾値Vthr1は、定電圧V1を抵抗R2とR3で分割して作り、コンパレータComp1の非反転入力端子に入力する。閾値Vthr2、Vthr3も同様にして作り、それぞれコンパレータComp2、Comp3に入力する。   The threshold Vthr1 is generated by dividing the constant voltage V1 by resistors R2 and R3, and is input to the non-inverting input terminal of the comparator Comp1. The threshold values Vthr2 and Vthr3 are generated in the same manner and input to the comparators Comp2 and Comp3, respectively.

図3の故障検出回路402では片側断線と判定すると、コンパレータComp1の出力に接続したバッファBuff1から片側断線検出ステータス信号、同様に両側断線と判定するとコンパレータComp2から両側断線ステータス信号、短絡と判定するとコンパレータComp3からは短絡ステータス信号の各故障ステータス信号:Hiを出力する。   When the failure detection circuit 402 in FIG. 3 determines that one-side disconnection occurs, the buffer Buff1 connected to the output of the comparator Comp1 outputs a one-side disconnection detection status signal. Similarly, if it determines that both-side disconnection occurs, the comparator Comp2 determines that both-side disconnection status signal. Comp3 outputs each failure status signal: Hi as a short-circuit status signal.

コンパレータに入力される検出電圧Vinは駆動電圧Vccの電圧値と、モータのコイルのインピーダンスおよびドライブ回路、計装配線による電圧ドロップ分の差であり(式1)で求められる。閾値VthrはV1の電圧、R2、R3の定数で(式2)のように設定する。尚、(式1)のVccは図2の電源Vccの電圧値、iはコイルに流す電流値、r1はFET1〜8の1個当たりのON抵抗値、r2はコイルのインピーダンス、r3はドライブ回路〜モータ間計装配線1本当たりの抵抗値である。(式2)のV1、R2、R3は、それぞれ図3のV1、R2、R3に対応する。
(式1) Vin= Vcc−{i(2r1+r2+2r3)}
(式2) Vthr= V1*R3/(R2+R3)
本実施形態では図4に示すように、コンパレータの反転入力端子とGND間にコンデンサC1を追加し、非反転増幅器OP41の出力側に元々設けられていた抵抗R32と追加したC32とで積分回路430を構成している。積分回路430の時定数を適切に設定すれば、コンパレータに入力される電圧が落ちる時間を延ばすことができる。
The detection voltage Vin input to the comparator is the difference between the voltage value of the drive voltage Vcc and the voltage drop caused by the impedance of the motor coil, the drive circuit, and the instrumentation wiring (Equation 1). The threshold value Vthr is a voltage of V1, a constant of R2 and R3, and is set as shown in (Expression 2). Note that Vcc in (Equation 1) is the voltage value of the power supply Vcc in FIG. 2, i is the current value flowing through the coil, r1 is the ON resistance value per FET 1 to 8, r2 is the coil impedance, and r3 is the drive circuit. ~ Resistance value per instrument wiring between motors. V1, R2, and R3 in (Formula 2) correspond to V1, R2, and R3 in FIG. 3, respectively.
(Formula 1) Vin = Vcc- {i (2r1 + r2 + 2r3)}
(Formula 2) Vthr = V1 * R3 / (R2 + R3)
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a capacitor C1 is added between the inverting input terminal of the comparator and GND, and the integrating circuit 430 is composed of the resistor R32 originally provided on the output side of the non-inverting amplifier OP41 and the added C32. Is configured. If the time constant of the integration circuit 430 is set appropriately, the time during which the voltage input to the comparator falls can be extended.

図7は本実施形態で用いる定電流回路500を示す回路図である。抵抗R71,72,OPアンプ71で構成される非反転増幅回路(以下簡略に非反転増幅回路OP71と称する)の非反転入力側には定電流検出電圧Aが入力される。また差動増幅回路OP72の非反転入力側には基準電圧Vref、反転入力側には非反転増幅回路OP71の出力電圧が入力され、FET9に定電流制御信号が出力される。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a constant current circuit 500 used in this embodiment. A constant current detection voltage A is input to the non-inverting input side of a non-inverting amplifier circuit (hereinafter simply referred to as non-inverting amplifier circuit OP71) composed of resistors R71, 72 and OP amplifier 71. Further, the reference voltage Vref is input to the non-inverting input side of the differential amplifier circuit OP72, the output voltage of the non-inverting amplifier circuit OP71 is input to the inverting input side, and a constant current control signal is output to the FET 9.

なお図中の「同上」はこのブロックも同様の定電流回路であることを意味する。この定電流回路には定電流検出電圧Aが入力され、FET10に定電流制御信号が出力される。   In the figure, “same as above” means that this block is a similar constant current circuit. A constant current detection voltage A is input to the constant current circuit, and a constant current control signal is output to the FET 10.

定電流の値は基準電圧Vrefの電圧値、非反転増幅回路のゲイン、検出抵抗の抵抗値で決まる。定電流回路は図2のFET9、10の後段にある検出抵抗R90,R100に加わる電圧(それぞれ定電流検出電圧A、B)を非反転増幅回路OP71で増幅した電圧と、基準電圧Vrefを差動増幅回路OP72に入力し、FET9、10に定電流制御信号を出力して定電流を流す。定電流の値は(式3)のようになる。尚、Iは定電流の電流値、Vrefは基準電圧値、rは検出抵抗の抵抗値、Gは非反転増幅回路のゲインを現す。FET9,10はn型FETを用いている。
(式3) I=Vref/(r*G)
(第3実施形態)
2相励磁バイポーラ駆動ステッピングモータは、相の切替え時以外でも、モータのコイルに電流を流していない停止時は駆動電流が0である。そのため故障検出回路の検出電圧が閾値を下回る。例えば第2実施形態の故障検出回路403(図4)で、コンパレータの入力電圧Vinが0Vになる。するとコンパレータComp1、Comp2の出力がHiになってしまう。
The value of the constant current is determined by the voltage value of the reference voltage Vref, the gain of the non-inverting amplifier circuit, and the resistance value of the detection resistor. In the constant current circuit, the voltage applied to the detection resistors R90 and R100 downstream of the FETs 9 and 10 in FIG. 2 (constant current detection voltages A and B, respectively) is amplified by the non-inverting amplifier circuit OP71 and the reference voltage Vref is differentially generated. The current is input to the amplifier circuit OP72, and a constant current control signal is output to the FETs 9 and 10 to pass a constant current. The value of the constant current is as shown in (Equation 3). Here, I is a constant current value, Vref is a reference voltage value, r is a resistance value of a detection resistor, and G is a gain of a non-inverting amplifier circuit. The FETs 9 and 10 are n-type FETs.
(Formula 3) I = Vref / (r * G)
(Third embodiment)
In the two-phase excitation bipolar drive stepping motor, the drive current is zero at the time of stopping when no current is flowing through the motor coil even when the phase is switched. Therefore, the detection voltage of the failure detection circuit is below the threshold value. For example, in the failure detection circuit 403 (FIG. 4) of the second embodiment, the input voltage Vin of the comparator becomes 0V. Then, the outputs of the comparators Comp1 and Comp2 become Hi.

これを防ぐために本実施形態のステッピングモータ故障検出回路800では、図8に示すようにステータス生成回路810を付加し、駆動制御信号と故障ステータス信号とのANDをとって故障ステータスを生成する。   In order to prevent this, in the stepping motor failure detection circuit 800 of the present embodiment, a status generation circuit 810 is added as shown in FIG. 8, and a failure status is generated by ANDing the drive control signal and the failure status signal.

具体的には、駆動制御信号(FET1_CNT、FET3_CNT、FET5_CNT、FET7_CNT)のORをとり、それとComp1出力、Comp2出力それぞれのANDをとり、AND出力がLoのとき正常、Hiのとき断線と判断することで、正常に断線検出を行うことができる。   Specifically, the OR of the drive control signals (FET1_CNT, FET3_CNT, FET5_CNT, FET7_CNT) is taken, and the AND of each of the Comp1 output and the Comp2 output is taken. Thus, disconnection detection can be normally performed.

図9は本実施形態で用いる駆動制御回路900を示すブロック図であり、駆動ロジック回路950、8系統のFETドライブ回路901,902,903,904,905,906,907,908を持つ。このFETドライブ回路901―908から、例えば図2で述べたステッピングモータ駆動回路201のFET1―8の駆動信号が供給される。駆動ロジック回路950からの駆動制御信号はFETドライブ回路とステータス生成回路810の両方に出力されている。
(第4実施形態)
冗長巻線の片側が断線した状態で、断線していない状態と同じ電流を流した場合、断線していないコイルにも断線のリスクが高まる可能性がある。その理由は、同じコイルが並列に接続されている冗長巻線の片側が断線した場合、1つのコイルに流れる電流は正常状態で流れる電流の2倍になるからである。従って、W=R*I2(Wは消費電力、Rはコイルの抵抗、Iは電流)より、1つのコイルが消費する電力は4倍になり発熱量が増え、残ったコイルも損傷するリスクが高まる。
FIG. 9 is a block diagram showing a drive control circuit 900 used in this embodiment, which includes a drive logic circuit 950 and eight systems of FET drive circuits 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907, and 908. From the FET drive circuits 901-908, for example, a drive signal for the FET 1-8 of the stepping motor drive circuit 201 described in FIG. 2 is supplied. A drive control signal from the drive logic circuit 950 is output to both the FET drive circuit and the status generation circuit 810.
(Fourth embodiment)
When the same current as that in a state in which one of the redundant windings is disconnected is not supplied, the risk of disconnection may increase even in a coil that has not been disconnected. The reason is that when one side of the redundant winding to which the same coil is connected in parallel is disconnected, the current flowing in one coil is twice the current flowing in the normal state. Therefore, from W = R * I 2 (W is power consumption, R is coil resistance, I is current), the power consumed by one coil is quadrupled, the amount of heat generation is increased, and the remaining coil is damaged. Will increase.

これを防ぐため、図10に示す定電流回路600を用いる。これは断線検出ステータス信号で定電流回路の基準電圧Vrefの値を下げるものであり、駆動電流値を自動的に下げることができる。   In order to prevent this, a constant current circuit 600 shown in FIG. 10 is used. This is a disconnection detection status signal that lowers the value of the reference voltage Vref of the constant current circuit, and can automatically reduce the drive current value.

基準電圧Vrefの値を下げるために本実施形態では基準電圧変更回路650を持つ。基準電圧変更回路650はトランジスタTr601と抵抗R66,R67,R68,R69で構成される。故障検出回路から断線検出ステータス信号がトランジスタ601のベースに入力されると、トランジスタ601がONし、参照電圧Vcntが抵抗R66とR69で抵抗分圧される。   In this embodiment, a reference voltage changing circuit 650 is provided to lower the value of the reference voltage Vref. The reference voltage changing circuit 650 includes a transistor Tr601 and resistors R66, R67, R68, and R69. When a disconnection detection status signal is input from the failure detection circuit to the base of the transistor 601, the transistor 601 is turned on, and the reference voltage Vcnt is divided by resistors R66 and R69.

トランジスタ601のON抵抗と抵抗R69の抵抗値の合計を抵抗R66のそれと同じにすれば、基準電圧変更回路650から出力される基準電圧Vrefは半分になり、(式3)より電流値は半分になる。そのためコイルに流す電流値が半減し、断線しないで残ったコイル1本に流れる電流値は正常時と変わらなくなる。これによりモータの駆動トルクは小さくなるものの、残ったコイルにストレスを与えることなく駆動を継続できる。   If the sum of the ON resistance of the transistor 601 and the resistance value of the resistor R69 is made the same as that of the resistor R66, the reference voltage Vref output from the reference voltage changing circuit 650 is halved, and the current value is halved from (Equation 3). Become. For this reason, the value of the current flowing through the coil is halved, and the value of the current flowing through one coil that remains without disconnection remains the same as when it is normal. Thereby, although the driving torque of the motor is reduced, the driving can be continued without applying stress to the remaining coil.

なお断線検出ステータス信号がトランジスタ601に入力されない場合は、参照電圧Vcntがそのまま基準電圧Vrefになる。Vcnt=Vrefにすれば図7の定電流回路500と同じである。
(他の実施形態)
上記実施形態では2相バイポーラ励磁の例で説明したが、1−2相励磁、5相励磁などの多相励磁でも、相切替え時にコイルに電流が流れていないタイミングが生じるものであれば、本発明の対象になる。
When the disconnection detection status signal is not input to the transistor 601, the reference voltage Vcnt becomes the reference voltage Vref as it is. If Vcnt = Vref, it is the same as the constant current circuit 500 of FIG.
(Other embodiments)
In the above embodiment, an example of two-phase bipolar excitation has been described. However, even in the case of multi-phase excitation such as 1-2-phase excitation and 5-phase excitation, if the timing at which no current flows in the coil at the time of phase switching occurs, this Be subject to invention.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
検出した信号と故障判定値とを比較してステッピングモータの故障を検出するコンパレータ回路を有するステッピングモータ故障検出回路であって、前記コンパレータ回路の入力側に積分回路を設けたことを特徴とするステッピングモータ故障検出回路。
(付記2)
前記ステッピングモータは複数相励磁ステッピングモータであり、前記積分回路は、ステッピングモータの相切替え時の検出電圧低下を遅らせるものである付記1に記載のステッピングモータ故障検出回路。
(付記3)
前記ステッピングモータは冗長巻線複数相励磁バイポーラ駆動である付記1または2に記載のステッピングモータ故障検出回路。
(付記4)
前記コンパレータ回路は、ステッピングモータの冗長巻線の片側が断線したか否かを第1の故障判定値と比較して検出する第1のコンパレータと、前記冗長巻線の両側が断線したか否かを第2の故障判定値と比較して検出する第2のコンパレータと、ショートしたか否かを第3の故障判定値と比較して検出する第3のコンパレータ、を備えた付記1から3のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路。
(付記5)
ステッピングモータ駆動回路の駆動制御信号を一方の入力とし、他方の入力を前記コンパレータの出力とするAND回路を有するステータス生成回路を備えた付記1から4のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路。
(付記6)
付記1から5のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路と、ステッピングモータを駆動するステッピングモータ駆動回路と、前記ステッピングモータ駆動回路を制御するステッピングモータ駆動制御回路を備えたステッピングモータ駆動装置。
(付記7)
冗長巻線の片側の断線を検出したときに、前記冗長巻線の残った方に供給する電流を、断線していない場合に前記冗長巻線に流す電流よりも少ない値とする付記6に記載のステッピングモータ駆動装置。
(付記8)
前記ステッピングモータ駆動回路とグランドの間にトランジスタと抵抗を接続し、前記抵抗に印加される電圧を定電流回路に入力し、前記定電流回路は前記入力と基準電圧から前記トランジスタに流す定電流を定める付記6に記載のステッピングモータ駆動装置。
(付記9)
前記定電流回路に前記故障検出回路からの故障ステータス信号を入力し、前記故障ステータス信号が入力された場合、前記基準電圧を低下させて前記定電流値を低減させる付記8に記載のステッピングモータ駆動装置。
(付記10)
付記6から9のいずれか1項に記載のステッピングモータ駆動装置を備えたステッピングモータドライブシステム。
(付記11)
前記ステッピングモータ駆動回路と接続された前記トランジスタの電圧を前記故障検出回路に前記検出した信号として入力する付記6から9に記載のステッピングモータ駆動装置。
(付記12)
前記ステッピングモータ駆動回路は、
電源端子と第1の接続点に、第1のFETと第2のFETを直列接続し、これと並列に第3のFETと第4のFETを直列に接続し、前記第1のFETと前記第2のFETの接続点と前記第3のFETと前記第4のFETの接続点の間に前記ステッピングモータの第1の駆動コイルを接続して第1のブリッジ回路を構成し、
前記電源端子と第2の接続点に、第5のFETと第6のFETを直列に接続し、これと並列に第7のFETと第8のFETを直列に接続し、前記第5のFETと前記第6のFETの接続点と前記第7のFETと前記第8のFETの接続点間に前記ステッピングモータの第2の駆動コイルを接続して第2のブリッジ回路を構成し、
前記第1,第2のブリッジ回路で2相駆動を行う付記6から9及び11のいずれか1項に記載のステッピングモータ駆動装置。
A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(Appendix 1)
A stepping motor failure detection circuit having a comparator circuit for detecting a failure of a stepping motor by comparing a detected signal with a failure determination value, wherein an integration circuit is provided on an input side of the comparator circuit Motor failure detection circuit.
(Appendix 2)
The stepping motor failure detection circuit according to appendix 1, wherein the stepping motor is a multi-phase excitation stepping motor, and the integration circuit delays a detection voltage drop at the time of phase switching of the stepping motor.
(Appendix 3)
The stepping motor failure detection circuit according to appendix 1 or 2, wherein the stepping motor is a redundant winding multi-phase excitation bipolar drive.
(Appendix 4)
The comparator circuit includes: a first comparator that detects whether one side of the redundant winding of the stepping motor is disconnected by comparing with a first failure determination value; and whether both sides of the redundant winding are disconnected (1) to (3) provided with a second comparator for detecting by comparing with a second failure determination value and a third comparator for detecting whether or not a short circuit has occurred by comparing with a third failure determination value The stepping motor failure detection circuit according to any one of claims.
(Appendix 5)
5. A stepping motor failure detection according to any one of appendixes 1 to 4, further comprising a status generation circuit having an AND circuit in which the drive control signal of the stepping motor drive circuit is one input and the other input is the output of the comparator. circuit.
(Appendix 6)
A stepping motor drive apparatus comprising the stepping motor failure detection circuit according to any one of appendices 1 to 5, a stepping motor drive circuit that drives the stepping motor, and a stepping motor drive control circuit that controls the stepping motor drive circuit .
(Appendix 7)
Item 7. The supplementary note 6 wherein when disconnection on one side of the redundant winding is detected, the current supplied to the remaining one of the redundant windings is smaller than the current flowing through the redundant winding when the redundant winding is not disconnected. Stepping motor drive device.
(Appendix 8)
A transistor and a resistor are connected between the stepping motor driving circuit and the ground, and a voltage applied to the resistor is input to a constant current circuit. The constant current circuit supplies a constant current that flows from the input and a reference voltage to the transistor. The stepping motor drive device according to Supplementary Note 6 to be defined.
(Appendix 9)
The stepping motor drive according to appendix 8, wherein a failure status signal from the failure detection circuit is input to the constant current circuit, and when the failure status signal is input, the reference voltage is decreased to reduce the constant current value. apparatus.
(Appendix 10)
A stepping motor drive system comprising the stepping motor drive device according to any one of appendices 6 to 9.
(Appendix 11)
The stepping motor driving device according to any one of appendices 6 to 9, wherein a voltage of the transistor connected to the stepping motor driving circuit is input to the failure detection circuit as the detected signal.
(Appendix 12)
The stepping motor drive circuit is
A first FET and a second FET are connected in series to the power supply terminal and the first connection point, and a third FET and a fourth FET are connected in series in parallel with the first FET and the first FET. Connecting a first drive coil of the stepping motor between a connection point of the second FET and a connection point of the third FET and the fourth FET to form a first bridge circuit;
A fifth FET and a sixth FET are connected in series to the power supply terminal and the second connection point, and a seventh FET and an eighth FET are connected in series in parallel with the fifth FET, and the fifth FET is connected. And connecting the second drive coil of the stepping motor between the connection point of the sixth FET and the connection point of the seventh FET and the eighth FET to form a second bridge circuit,
The stepping motor driving device according to any one of appendices 6 to 9 and 11, wherein two-phase driving is performed by the first and second bridge circuits.

10 ステッピングモータドライブシステム
100、101 ステッピングモータ
200、201 ステッピングモータ駆動回路
300、301 ステッピングモータ駆動制御回路
400、402 ステッピングモータ故障検出回路
420、430 積分回路
450 コンパレータ回路
451 故障検出ステータス信号
500 定電流回路
600 定電流回路
650 基準電圧変更回路
800 ステッピングモータ故障検出回路
810 ステータス生成回路
900 駆動制御回路
901,902,903,904,905,906,907,908 FETドライブ回路
950 駆動ロジック回路
4010 コンデンサ
4030 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stepping motor drive system 100, 101 Stepping motor 200, 201 Stepping motor drive circuit 300, 301 Stepping motor drive control circuit 400, 402 Stepping motor failure detection circuit 420, 430 Integration circuit 450 Comparator circuit 451 Failure detection status signal 500 Constant current circuit 600 constant current circuit 650 reference voltage change circuit 800 stepping motor failure detection circuit 810 status generation circuit 900 drive control circuit 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907, 908 FET drive circuit 950 drive logic circuit 4010 capacitor 4030 resistance

Claims (10)

検出した信号と故障判定値とを比較してステッピングモータの故障を検出するコンパレータ回路を有するステッピングモータ故障検出回路であって、前記コンパレータ回路の入力側に積分回路を設けたことを特徴とするステッピングモータ故障検出回路。   A stepping motor failure detection circuit having a comparator circuit for detecting a failure of a stepping motor by comparing a detected signal with a failure determination value, wherein an integration circuit is provided on an input side of the comparator circuit Motor failure detection circuit. 前記ステッピングモータは複数相励磁ステッピングモータであり、前記積分回路は、ステッピングモータの相切替え時の検出電圧低下を遅らせるものである請求項1に記載のステッピングモータ故障検出回路。   2. The stepping motor failure detection circuit according to claim 1, wherein the stepping motor is a multi-phase excitation stepping motor, and the integration circuit delays a detection voltage drop at the time of phase switching of the stepping motor. 前記ステッピングモータは冗長巻線複数相励磁バイポーラ駆動である請求項1または2に記載のステッピングモータ故障検出回路。   The stepping motor failure detection circuit according to claim 1, wherein the stepping motor is a redundant winding multi-phase excitation bipolar drive. 前記コンパレータ回路は、ステッピングモータの冗長巻線の片側が断線したか否かを第1の故障判定値と比較して検出する第1のコンパレータと、前記冗長巻線の両側が断線したか否かを第2の故障判定値と比較して検出する第2のコンパレータと、ショートしたか否かを第3の故障判定値と比較して検出する第3のコンパレータ、を備えた請求項1から3のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路。   The comparator circuit includes: a first comparator that detects whether one side of the redundant winding of the stepping motor is disconnected by comparing with a first failure determination value; and whether both sides of the redundant winding are disconnected 3. A second comparator that detects a comparison with a second failure determination value, and a third comparator that detects whether or not a short circuit has occurred by comparing with a third failure determination value. The stepping motor failure detection circuit according to any one of the above. ステッピングモータ駆動回路の駆動制御信号を一方の入力とし、他方の入力を前記コンパレータの出力とするAND回路を有するステータス生成回路を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路。   5. A stepping motor failure according to claim 1, further comprising a status generation circuit having an AND circuit in which the drive control signal of the stepping motor drive circuit is one input and the other input is the output of the comparator. Detection circuit. 請求項1から5のいずれか1項に記載のステッピングモータ故障検出回路と、ステッピングモータを駆動するステッピングモータ駆動回路と、前記ステッピングモータ駆動回路を制御するステッピングモータ駆動制御回路を備えたステッピングモータ駆動装置。   A stepping motor drive comprising the stepping motor failure detection circuit according to any one of claims 1 to 5, a stepping motor drive circuit for driving the stepping motor, and a stepping motor drive control circuit for controlling the stepping motor drive circuit. apparatus. 冗長巻線の片側の断線を検出したときに、前記冗長巻線の残った方に供給する電流を、断線していない場合に前記冗長巻線に流す電流よりも少ない値とする請求項6に記載のステッピングモータ駆動装置。   The current supplied to the remaining one of the redundant windings when the disconnection on one side of the redundant winding is detected is set to a value smaller than the current flowing through the redundant winding when the redundant winding is not disconnected. The stepping motor driving device described. 前記ステッピングモータ駆動回路とグランドの間にトランジスタと抵抗を接続し、前記抵抗に印加される電圧を定電流回路に入力し、前記定電流回路は前記入力と基準電圧から前記トランジスタに流す定電流を定める請求項6に記載のステッピングモータ駆動装置。   A transistor and a resistor are connected between the stepping motor driving circuit and the ground, and a voltage applied to the resistor is input to a constant current circuit. The constant current circuit supplies a constant current that flows from the input and a reference voltage to the transistor. The stepping motor drive device according to claim 6 defined. 前記定電流回路に前記故障検出回路からの故障ステータス信号を入力し、前記故障ステータス信号が入力された場合、前記基準電圧を低下させて前記定電流値を低減させる請求項8に記載のステッピングモータ駆動装置。   The stepping motor according to claim 8, wherein a failure status signal from the failure detection circuit is input to the constant current circuit, and when the failure status signal is input, the reference voltage is decreased to reduce the constant current value. Drive device. 請求項6から9のいずれか1項に記載のステッピングモータ駆動装置を備えたステッピングモータドライブシステム。   A stepping motor drive system comprising the stepping motor drive device according to any one of claims 6 to 9.
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