JP3148601B2 - ステッピングモータの駆動回路 - Google Patents
ステッピングモータの駆動回路Info
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
ーの駆動回路に関し、更に詳しく言えば、プリンタや複
写機などに用いられる３相励磁のステッピングモーター
をマイクロステップ駆動する駆動回路の改善を目的とす
る。近年、５相励磁のステッピングモータよりも駆動回
路が簡素化でき、かつ２相励磁のステッピングモータよ
りも低振動の駆動が実現出来るため、３相励磁のステッ
ピングモータの要求が市場で高まってきており、その駆
動回路の改善が要求されてきている。
ーの駆動回路に関し、更に詳しく言えば、プリンタや複
写機などに用いられる３相励磁のステッピングモーター
をマイクロステップ駆動する駆動回路の改善を目的とす
る。近年、５相励磁のステッピングモータよりも駆動回
路が簡素化でき、かつ２相励磁のステッピングモータよ
りも低振動の駆動が実現出来るため、３相励磁のステッ
ピングモータの要求が市場で高まってきており、その駆
動回路の改善が要求されてきている。
【０００２】
【従来の技術】以下で、従来例に係る３相励磁のステッ
ピングモータの駆動回路について図面を参照しながら説
明する。この駆動回路は、図１０に示すように駆動信号
生成部（１）、駆動部（２）及びＣＰＵ（３）とからな
り、ＣＰＵ（３）から出力される制御命令（ＫＳ）と、
回転数指定クロック（ＣＫ）とに基づいて、３相励磁の
マイクロステップのステッピングモータ（Ｍ）を駆動す
る回路である。
ピングモータの駆動回路について図面を参照しながら説
明する。この駆動回路は、図１０に示すように駆動信号
生成部（１）、駆動部（２）及びＣＰＵ（３）とからな
り、ＣＰＵ（３）から出力される制御命令（ＫＳ）と、
回転数指定クロック（ＣＫ）とに基づいて、３相励磁の
マイクロステップのステッピングモータ（Ｍ）を駆動す
る回路である。
【０００３】上記回路によれば、図１０に示すように駆
動信号生成部（１）に、制御命令（ＫＳ）が入力され、
２相，２−３相，Ｗ２−３相，２Ｗ２−３相励磁のうち
いずれかの励磁モードが固定される。駆動信号生成部
（１）には、同時にその立ち上がりエッジの間隔がステ
ッピングモータ（Ｍ）の回転角（この場合は３．７５
度）に対応している回転数指定クロック（ＣＫ）が入力
されている。
動信号生成部（１）に、制御命令（ＫＳ）が入力され、
２相，２−３相，Ｗ２−３相，２Ｗ２−３相励磁のうち
いずれかの励磁モードが固定される。駆動信号生成部
（１）には、同時にその立ち上がりエッジの間隔がステ
ッピングモータ（Ｍ）の回転角（この場合は３．７５
度）に対応している回転数指定クロック（ＣＫ）が入力
されている。
【０００４】駆動信号生成部（１）は、選択された励磁
モードに対応する回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上
がり時点のみを検出して、その都度駆動部（２）に、
「立ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップ
を刻むようにモータ（Ｍ）を回転させよ」という駆動信
号（ＤＳ）を生成する。駆動部（２）は駆動信号生成部
（１）から出力された駆動信号（ＤＳ）に基づいてステ
ッピングモータ（Ｍ）を回転させて、ステッピングモー
タ（Ｍ）の駆動を行う。
モードに対応する回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上
がり時点のみを検出して、その都度駆動部（２）に、
「立ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップ
を刻むようにモータ（Ｍ）を回転させよ」という駆動信
号（ＤＳ）を生成する。駆動部（２）は駆動信号生成部
（１）から出力された駆動信号（ＤＳ）に基づいてステ
ッピングモータ（Ｍ）を回転させて、ステッピングモー
タ（Ｍ）の駆動を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すような上記従来の駆動回路によると、駆動信号生
成部（１）では、常に回転数指定クロック（ＣＫ）の立
ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップを刻
むようにステッピングモータ（Ｍ）の駆動を駆動部
（２）に指示しているので、例えばＷ２−３相という固
定された励磁モードだけではモータ（Ｍ）の回転数を４
倍にするには、４倍の高速な回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）が要求されることになる。
に示すような上記従来の駆動回路によると、駆動信号生
成部（１）では、常に回転数指定クロック（ＣＫ）の立
ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップを刻
むようにステッピングモータ（Ｍ）の駆動を駆動部
（２）に指示しているので、例えばＷ２−３相という固
定された励磁モードだけではモータ（Ｍ）の回転数を４
倍にするには、４倍の高速な回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）が要求されることになる。
【０００６】すると、このように高速な回転数指定クロ
ック（ＣＫ）を発生させなければならないＣＰＵ（３）
に過重な負担がかかってしまうという問題が生じてい
た。また、ＣＰＵ（３）の過重な負担を避けるために回
転数指定クロック（ＣＫ）を過度に高速にしないように
すると、モータ（Ｍ）の高速な駆動ができなくなるとい
う問題が生じていた。
ック（ＣＫ）を発生させなければならないＣＰＵ（３）
に過重な負担がかかってしまうという問題が生じてい
た。また、ＣＰＵ（３）の過重な負担を避けるために回
転数指定クロック（ＣＫ）を過度に高速にしないように
すると、モータ（Ｍ）の高速な駆動ができなくなるとい
う問題が生じていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑みて成されたもので、図１に示すように、３相励磁
のステッピングモータの励磁モードを規定するモード設
定信号と、前記ステッピングモータの回転数を規定する
回転数指定クロックと、前記回転数指定クロックの立ち
上がりのみの検出もしくは前記回転数指定クロックの立
ち上がり及び立ち下がりの両方の検出のうち一方を選択
するモード設定補助信号とに基づいてステッピングモー
タの駆動制御をする回路であって、前記モード設定補助
信号に基づいて、前記回転数指定クロックの立ち上がり
のみもしくは前記回転数指定クロックの立ち上がりと立
ち下がりの両方を検出し、当該検出結果と前記モード設
定信号とに基づいて前記ステッピングモータの回転数を
規定する励磁モード設定部と、前記励磁モード設定部の
制御下でステッピングモータの駆動制御をする駆動部と
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動回
路や、前記励磁モード設定部は、前記回転数指定クロッ
クの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際に、同じ
モードで前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出
している場合に比して、２倍の回転数で前記ステッピン
グモータを回転させることを特徴とする本発明に係るス
テッピングモータの駆動回路や、前記励磁モード設定部
は、前記回転数指定クロックの立上がりと立ち下がりの
両方を検出する際に、前記回転数指定クロックの立上が
りのみを検出している場合に比して２倍の回転数で前記
ステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを刻
む励磁モードを選択することを特徴とする本発明に係る
ステッピングモータの駆動回路により、ＣＰＵに高速ク
ロックを発生させることなくＣＰＵの過重な負担を軽減
しつつ、高速なマイクロステップ駆動が可能になるステ
ッピングモータの駆動回路の提供を目的とするものであ
る。
に鑑みて成されたもので、図１に示すように、３相励磁
のステッピングモータの励磁モードを規定するモード設
定信号と、前記ステッピングモータの回転数を規定する
回転数指定クロックと、前記回転数指定クロックの立ち
上がりのみの検出もしくは前記回転数指定クロックの立
ち上がり及び立ち下がりの両方の検出のうち一方を選択
するモード設定補助信号とに基づいてステッピングモー
タの駆動制御をする回路であって、前記モード設定補助
信号に基づいて、前記回転数指定クロックの立ち上がり
のみもしくは前記回転数指定クロックの立ち上がりと立
ち下がりの両方を検出し、当該検出結果と前記モード設
定信号とに基づいて前記ステッピングモータの回転数を
規定する励磁モード設定部と、前記励磁モード設定部の
制御下でステッピングモータの駆動制御をする駆動部と
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動回
路や、前記励磁モード設定部は、前記回転数指定クロッ
クの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際に、同じ
モードで前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出
している場合に比して、２倍の回転数で前記ステッピン
グモータを回転させることを特徴とする本発明に係るス
テッピングモータの駆動回路や、前記励磁モード設定部
は、前記回転数指定クロックの立上がりと立ち下がりの
両方を検出する際に、前記回転数指定クロックの立上が
りのみを検出している場合に比して２倍の回転数で前記
ステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを刻
む励磁モードを選択することを特徴とする本発明に係る
ステッピングモータの駆動回路により、ＣＰＵに高速ク
ロックを発生させることなくＣＰＵの過重な負担を軽減
しつつ、高速なマイクロステップ駆動が可能になるステ
ッピングモータの駆動回路の提供を目的とするものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下で本発明の実施形態に係るス
テッピングモータの駆動回路について説明する。この駆
動回路は、図１に示すようにタイムチャート生成部（２
１），第１，第２のＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ），
第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖｃｃ用
レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシフト回
路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発振器
（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャージポ
ンプ（２８）からなり、不図示のＣＰＵから出力される
各信号に基づいて３相励磁のステッピングモータ（Ｍ）
を駆動する回路である。
テッピングモータの駆動回路について説明する。この駆
動回路は、図１に示すようにタイムチャート生成部（２
１），第１，第２のＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ），
第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖｃｃ用
レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシフト回
路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発振器
（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャージポ
ンプ（２８）からなり、不図示のＣＰＵから出力される
各信号に基づいて３相励磁のステッピングモータ（Ｍ）
を駆動する回路である。
【０００９】タイムチャート生成部（２１）は励磁モー
ド設定部の一例であって、不図示のＣＰＵから入力され
る励磁モード設定信号（ModeA ），励磁モード設定信号
（ModeB ），倍速信号（DBS ），モータ一時停止信号
（Hold），回転方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信
号（Enable），回転数指定クロック（Clock ），システ
ムリセット信号（Reset ）などの各種の信号に基づいて
励磁モードを設定し、その励磁モードに基づいた回転
数、回転方向などの情報が取り込まれた駆動クロック
（ＰＰ）を生成してＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）へ
出力する回路である。なお、これらの信号の詳細につい
ては後述する。
ド設定部の一例であって、不図示のＣＰＵから入力され
る励磁モード設定信号（ModeA ），励磁モード設定信号
（ModeB ），倍速信号（DBS ），モータ一時停止信号
（Hold），回転方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信
号（Enable），回転数指定クロック（Clock ），システ
ムリセット信号（Reset ）などの各種の信号に基づいて
励磁モードを設定し、その励磁モードに基づいた回転
数、回転方向などの情報が取り込まれた駆動クロック
（ＰＰ）を生成してＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）へ
出力する回路である。なお、これらの信号の詳細につい
ては後述する。
【００１０】第１，第２のＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２
Ｂ），第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖ
ｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシ
フト回路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発
振器（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャー
ジポンプ（２８）は駆動部の一例を構成するものであっ
て、タイムチャート生成部（２１）からの駆動クロック
（ＰＰ）に基づいてモータ（Ｍ）の駆動制御をするもの
である。
Ｂ），第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖ
ｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシ
フト回路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発
振器（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャー
ジポンプ（２８）は駆動部の一例を構成するものであっ
て、タイムチャート生成部（２１）からの駆動クロック
（ＰＰ）に基づいてモータ（Ｍ）の駆動制御をするもの
である。
【００１１】第１のＰＷＭ制御部（２２Ａ）は駆動クロ
ック（ＰＰ）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に
出力し、これらの駆動をする回路であり、第２のＰＷＭ
制御部（２２Ｂ）は駆動クロック（ＰＰ）をＰＷＭ変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に
出力し、これらの駆動をする回路である。
ック（ＰＰ）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に
出力し、これらの駆動をする回路であり、第２のＰＷＭ
制御部（２２Ｂ）は駆動クロック（ＰＰ）をＰＷＭ変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に
出力し、これらの駆動をする回路である。
【００１２】第１の電流検出部（２３Ａ）はスイッチン
グトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に流れる電流を検
出してＰＷＭ制御部（２２Ａ）に出力する回路であっ
て、第２の電流検出部（２３Ｂ）はスイッチングトラン
ジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に流れる電流を検出してＰ
ＷＭ制御部（２２Ｂ）に出力する回路である。基準電圧
生成部（２５）は上記の電流検出の際に必要な正弦波状
の基準電圧を生成する回路である。
グトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に流れる電流を検
出してＰＷＭ制御部（２２Ａ）に出力する回路であっ
て、第２の電流検出部（２３Ｂ）はスイッチングトラン
ジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に流れる電流を検出してＰ
ＷＭ制御部（２２Ｂ）に出力する回路である。基準電圧
生成部（２５）は上記の電流検出の際に必要な正弦波状
の基準電圧を生成する回路である。
【００１３】Ｖｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ）は基
準電圧生成部（２５）で生成された電源電圧側の基準電
圧をレベル変換して第１の電流検出部（２３Ａ）に出力
する回路である。ＧＮＤ用レベルシフト回路（２４Ｂ）
は基準電圧生成部（２５）で生成された接地電位側の基
準電圧をレベル変換して第２の電流検出部（２３Ｂ）に
出力する回路である。
準電圧生成部（２５）で生成された電源電圧側の基準電
圧をレベル変換して第１の電流検出部（２３Ａ）に出力
する回路である。ＧＮＤ用レベルシフト回路（２４Ｂ）
は基準電圧生成部（２５）で生成された接地電位側の基
準電圧をレベル変換して第２の電流検出部（２３Ｂ）に
出力する回路である。
【００１４】ＣＲ発振器（２６）は一定周波数のクロッ
クを生成する発振器であって、基準クロック生成部（２
７）はＣＲ発振器（２６）の生成するクロックから上記
の駆動回路全体の基準クロックを生成する回路である。
以下で上記駆動回路の動作について説明する。ここでは
励磁モードがＷ２−３相の際の駆動について説明する。
クを生成する発振器であって、基準クロック生成部（２
７）はＣＲ発振器（２６）の生成するクロックから上記
の駆動回路全体の基準クロックを生成する回路である。
以下で上記駆動回路の動作について説明する。ここでは
励磁モードがＷ２−３相の際の駆動について説明する。
【００１５】まず、モード設定信号の一例である励磁モ
ード設定信号（ModeA ，ModeB ），倍速信号（DBS ），
モータ一時停止信号（Hold），回転方向切替信号（CW/C
CW），強制ＯＦＦ信号（Enable），回転数指定クロック
（Clock ），システムリセット信号（Reset ）などの、
不図示のＣＰＵから入力される種々の信号に基づいてタ
イムチャート生成部（２１）で駆動クロック（ＰＰ）が
生成される。
ード設定信号（ModeA ，ModeB ），倍速信号（DBS ），
モータ一時停止信号（Hold），回転方向切替信号（CW/C
CW），強制ＯＦＦ信号（Enable），回転数指定クロック
（Clock ），システムリセット信号（Reset ）などの、
不図示のＣＰＵから入力される種々の信号に基づいてタ
イムチャート生成部（２１）で駆動クロック（ＰＰ）が
生成される。
【００１６】この駆動クロック（ＰＰ）がＰＷＭ制御部
（２２Ａ，２２Ｂ）によってＰＷＭ変調され、その変調
パルスに従ってスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜Ｆ
６）がＯＮ／ＯＦＦ動作をし、図２のタイミングチャー
トに示すような相電流がステッピングモータ（Ｍ）に流
れてステッピングモータ（Ｍ）が所定の回転数、回転方
向で回転する。
（２２Ａ，２２Ｂ）によってＰＷＭ変調され、その変調
パルスに従ってスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜Ｆ
６）がＯＮ／ＯＦＦ動作をし、図２のタイミングチャー
トに示すような相電流がステッピングモータ（Ｍ）に流
れてステッピングモータ（Ｍ）が所定の回転数、回転方
向で回転する。
【００１７】これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相電流は矩形波
または擬似正弦波を描くが、これらの相電流の周期によ
ってモータの回転数が変化する。周期が半分になれば回
転数は２倍になり、周期が２倍になれば回転数は１／２
倍になる。このときスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜
Ｆ６）に流れる電流、すなわちステッピングモータ
（Ｍ）に流れる相電流は電流検出回路（２３Ａ，２３
Ｂ）によって常時検出されている。
または擬似正弦波を描くが、これらの相電流の周期によ
ってモータの回転数が変化する。周期が半分になれば回
転数は２倍になり、周期が２倍になれば回転数は１／２
倍になる。このときスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜
Ｆ６）に流れる電流、すなわちステッピングモータ
（Ｍ）に流れる相電流は電流検出回路（２３Ａ，２３
Ｂ）によって常時検出されている。
【００１８】この電流検出の際に必要な基準電圧は基準
電圧生成部（２５）によって生成されており、基準電圧
生成部（２５）によって生成された階段状の基準電圧が
Ｖｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベル
シフト回路（２４Ｂ）によってレベル変換されて電流検
出回路（２３Ａ，２３Ｂ）に出力される。こうして生成
された基準電圧に基づいて検出される電流検出の結果が
電流検出回路（２３Ａ，２３Ｂ）からＰＷＭ制御部（２
２Ａ，２２Ｂ）に帰還され、この検出結果に基づいてＰ
ＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）によるＰＷＭ変調がなさ
れ、ステッピングモータ（Ｍ）の駆動がなされることに
なる。
電圧生成部（２５）によって生成されており、基準電圧
生成部（２５）によって生成された階段状の基準電圧が
Ｖｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベル
シフト回路（２４Ｂ）によってレベル変換されて電流検
出回路（２３Ａ，２３Ｂ）に出力される。こうして生成
された基準電圧に基づいて検出される電流検出の結果が
電流検出回路（２３Ａ，２３Ｂ）からＰＷＭ制御部（２
２Ａ，２２Ｂ）に帰還され、この検出結果に基づいてＰ
ＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）によるＰＷＭ変調がなさ
れ、ステッピングモータ（Ｍ）の駆動がなされることに
なる。
【００１９】上述のモータ一時停止信号（Hold），回転
方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信号（Enable）な
どの信号の機能について以下で図３〜図５のタイミング
チャートを参照しながら説明する。図３には強制ＯＦＦ
信号（Enable）の機能が示されている。強制ＯＦＦ信号
（Enable）は通常動作時は“１”であるが、図３に示す
ように“０”に切り替わるとＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流が全
て強制的に０になり、スイッチングトランジスタ（Ｆ１
〜Ｆ６）が全てＯＦＦになってモータ（Ｍ）が強制的に
停止される。
方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信号（Enable）な
どの信号の機能について以下で図３〜図５のタイミング
チャートを参照しながら説明する。図３には強制ＯＦＦ
信号（Enable）の機能が示されている。強制ＯＦＦ信号
（Enable）は通常動作時は“１”であるが、図３に示す
ように“０”に切り替わるとＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流が全
て強制的に０になり、スイッチングトランジスタ（Ｆ１
〜Ｆ６）が全てＯＦＦになってモータ（Ｍ）が強制的に
停止される。
【００２０】図４にはモータ一時停止信号（Hold）の機
能が示されている。モータ一時停止信号（Hold）は通常
動作時には“１”であるが、これが“０”に切り替わる
と図４に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各相の相電流は、切
り替わった時点での電流値を一定状態で保持するので、
モータ（Ｍ）のコイルには電流が流れたままでモータ
（Ｍ）は停止状態に切り替わり、これを維持する。
能が示されている。モータ一時停止信号（Hold）は通常
動作時には“１”であるが、これが“０”に切り替わる
と図４に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各相の相電流は、切
り替わった時点での電流値を一定状態で保持するので、
モータ（Ｍ）のコイルには電流が流れたままでモータ
（Ｍ）は停止状態に切り替わり、これを維持する。
【００２１】図５には回転方向切替信号（CW/CCW）の機
能が示されている。この信号が切り替わると切り替わっ
た時点で図５に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流の位相
が全て反転して、モータ（Ｍ）の回転方向が逆転する。
従来の駆動回路ではモータの回転数はすべて回転数指定
クロック（Clock ）に依存しており、従って高速な回転
数が要求される励磁モードで駆動する際には回転数指定
クロック（Clock ）を高速にしなければならず、これを
発生させるＣＰＵの負担が過重になってしまっていた
が、本実施形態に係る駆動回路では、励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB）によってタイムチャート生成部（２
１）が２相〜２Ｗ２−３相の計４種類の励磁モードを規
定している。以下でこの点について図６〜図８のタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。
能が示されている。この信号が切り替わると切り替わっ
た時点で図５に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流の位相
が全て反転して、モータ（Ｍ）の回転方向が逆転する。
従来の駆動回路ではモータの回転数はすべて回転数指定
クロック（Clock ）に依存しており、従って高速な回転
数が要求される励磁モードで駆動する際には回転数指定
クロック（Clock ）を高速にしなければならず、これを
発生させるＣＰＵの負担が過重になってしまっていた
が、本実施形態に係る駆動回路では、励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB）によってタイムチャート生成部（２
１）が２相〜２Ｗ２−３相の計４種類の励磁モードを規
定している。以下でこの点について図６〜図８のタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。
【００２２】図６では励磁モード設定信号（ModeA，Mod
eB）がそれぞれ“０”，“０”となっており、この場合
の励磁モードは２相励磁になる。このときＵ，Ｖ，Ｗ相
の相電流は図Ａに示すようにほとんど矩形波になってお
り、モータは高速回転する。図７では励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“０”，“１”となっ
ており、この場合の励磁モードは２−３相励磁になる。
このときＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流は図Ｂに示すように階段
状の波形になっており、その周期は図６の２相の場合に
比して２倍になっているので、回転数は２相の１／２倍
になる。
eB）がそれぞれ“０”，“０”となっており、この場合
の励磁モードは２相励磁になる。このときＵ，Ｖ，Ｗ相
の相電流は図Ａに示すようにほとんど矩形波になってお
り、モータは高速回転する。図７では励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“０”，“１”となっ
ており、この場合の励磁モードは２−３相励磁になる。
このときＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流は図Ｂに示すように階段
状の波形になっており、その周期は図６の２相の場合に
比して２倍になっているので、回転数は２相の１／２倍
になる。
【００２３】同様にして上述の図２では励磁モード設定
信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“０”で励
磁モードはＷ２−３相励磁になり、図８では励磁モード
設定信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“１”
で励磁モードは２Ｗ２−３相励磁になる。Ｕ，Ｖ，Ｗ各
相の相電流の周期はＷ２−３相で２−３相の２倍、２Ｗ
２−３相で２−３相の４倍となっており、相電流の波形
は徐々に正弦波形に近づいていることがわかる。回転数
も相が進むにつれて１／２倍づつ遅くなり、２Ｗ２−３
相では２相の１／８倍にまで低下する。
信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“０”で励
磁モードはＷ２−３相励磁になり、図８では励磁モード
設定信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“１”
で励磁モードは２Ｗ２−３相励磁になる。Ｕ，Ｖ，Ｗ各
相の相電流の周期はＷ２−３相で２−３相の２倍、２Ｗ
２−３相で２−３相の４倍となっており、相電流の波形
は徐々に正弦波形に近づいていることがわかる。回転数
も相が進むにつれて１／２倍づつ遅くなり、２Ｗ２−３
相では２相の１／８倍にまで低下する。
【００２４】以上のように本実施形態に係る駆動回路に
よれば、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）で励磁モ
ードを設定することができ、高速な励磁モードに切り替
えるごとに回転数指定クロック（Clock ）の周波数を高
くしなくともよいので、高速動作時に高速な回転数指定
クロック（ＣＫ）を必要としていた従来に比して、ＣＰ
Ｕの負担を軽減することが可能になる。
よれば、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）で励磁モ
ードを設定することができ、高速な励磁モードに切り替
えるごとに回転数指定クロック（Clock ）の周波数を高
くしなくともよいので、高速動作時に高速な回転数指定
クロック（ＣＫ）を必要としていた従来に比して、ＣＰ
Ｕの負担を軽減することが可能になる。
【００２５】なお、本実施形態の駆動回路では、励磁モ
ード設定信号（ModeA，ModeB）を切り替えてさまざまな
回転数に対応する励磁モードを選択するのみならず、倍
速信号（DBS ）を切り替えることにより、同じ励磁モー
ドでも倍速の駆動をすることが可能になる。以下でこの
点について説明する。図９には倍速信号（DBS ）の切替
の際の動作が示されている。これが通常動作時の“１”
から“０”に切り替わると、“１”であったときに立ち
上がりだけ検出されていた回転数指定クロック（Clock
）の立上がりのみならず立ち下がりも検出され、検出
される時点が２倍になるので、同じ時間間隔で刻むマイ
クロステップの数も２倍になり、同じ励磁モードでも回
転数を２倍にすることが可能になる。
ード設定信号（ModeA，ModeB）を切り替えてさまざまな
回転数に対応する励磁モードを選択するのみならず、倍
速信号（DBS ）を切り替えることにより、同じ励磁モー
ドでも倍速の駆動をすることが可能になる。以下でこの
点について説明する。図９には倍速信号（DBS ）の切替
の際の動作が示されている。これが通常動作時の“１”
から“０”に切り替わると、“１”であったときに立ち
上がりだけ検出されていた回転数指定クロック（Clock
）の立上がりのみならず立ち下がりも検出され、検出
される時点が２倍になるので、同じ時間間隔で刻むマイ
クロステップの数も２倍になり、同じ励磁モードでも回
転数を２倍にすることが可能になる。
【００２６】図９ではＷ２−３相での駆動が示されてい
るが、途中で倍速信号（DBS ）が“１”から“０”に切
り替わり、この切り替わった時点でＵ，Ｖ，Ｗ相の相電
流の周期が半減し、このときの回転数は２倍になってい
る。勿論この倍速動作時にも回転数指定クロック（Cloc
k ）の周波数は変わらないので、ＣＰＵの負担もない。
るが、途中で倍速信号（DBS ）が“１”から“０”に切
り替わり、この切り替わった時点でＵ，Ｖ，Ｗ相の相電
流の周期が半減し、このときの回転数は２倍になってい
る。勿論この倍速動作時にも回転数指定クロック（Cloc
k ）の周波数は変わらないので、ＣＰＵの負担もない。
【００２７】以上のようにして、本実施形態に係るステ
ッピングモータの駆動回路によれば、タイムチャート生
成部（２１）に入力される励磁モード設定信号（Mode
A，ModeB）を切り替えることで２相〜２Ｗ２−３相の計
４種類の励磁モードを選択でき、かつ倍速信号（DBS ）
を切り替えることで同じ励磁モードでも倍速の回転数を
得ることが可能になる。簡単のために下記の表１に励磁
モード設定信号（ModeA，ModeB），倍速信号（DBS ），
励磁モードとモータの回転数の関係を示しておく。なお
表１においてＮｏは２Ｗ２−３相の通常時の回転数を示
している。
ッピングモータの駆動回路によれば、タイムチャート生
成部（２１）に入力される励磁モード設定信号（Mode
A，ModeB）を切り替えることで２相〜２Ｗ２−３相の計
４種類の励磁モードを選択でき、かつ倍速信号（DBS ）
を切り替えることで同じ励磁モードでも倍速の回転数を
得ることが可能になる。簡単のために下記の表１に励磁
モード設定信号（ModeA，ModeB），倍速信号（DBS ），
励磁モードとモータの回転数の関係を示しておく。なお
表１においてＮｏは２Ｗ２−３相の通常時の回転数を示
している。
【００２８】
【表１】
【００２９】この表１に示すように、回転数指定クロッ
ク（Clock ）の周波数を変えなくとも２相〜２Ｗ２−３
相の計４種類の励磁モードに対応でき、倍速時の動作を
含めると最高速の駆動となる２相での倍速駆動（倍速信
号（DBS ）が“０”）時には最低速の駆動である２Ｗ２
−３相での通常の駆動（倍速信号（DBS ）が“１”）時
の１６倍の回転数で駆動することが可能になる。
ク（Clock ）の周波数を変えなくとも２相〜２Ｗ２−３
相の計４種類の励磁モードに対応でき、倍速時の動作を
含めると最高速の駆動となる２相での倍速駆動（倍速信
号（DBS ）が“０”）時には最低速の駆動である２Ｗ２
−３相での通常の駆動（倍速信号（DBS ）が“１”）時
の１６倍の回転数で駆動することが可能になる。
【００３０】従来このような駆動をする際には１６倍の
周波数の回転数指定クロックが必要であって、ＣＰＵの
負担が過重になり、実際にはとてもこのような高速動作
は不可能であったが、本実施形態に係る駆動回路によれ
ば高速な回転数指定クロック（Clock ）を必要としない
ので、ＣＰＵの負担を過重にすることなく高速駆動をす
ることが可能となる。
周波数の回転数指定クロックが必要であって、ＣＰＵの
負担が過重になり、実際にはとてもこのような高速動作
は不可能であったが、本実施形態に係る駆動回路によれ
ば高速な回転数指定クロック（Clock ）を必要としない
ので、ＣＰＵの負担を過重にすることなく高速駆動をす
ることが可能となる。
【００３１】なお、本実施形態に係るステッピングモー
タの駆動回路によれば、同じ励磁モードで倍速にするた
めの信号として倍速信号（DBS ）を用いているが、本発
明はこれに限らず、例えば１つ上の励磁モードに切り替
えて回転数は変えないような用途に用いることも可能で
ある。実際の駆動において振動低減などの目的で、例え
ばＷ２−３相から２Ｗ２−３相に移行するというよう
に、刻むステップ数が２倍になり、なめらかな駆動が実
現できる１つ上の励磁モードに切替え、しかも回転数は
変えないように駆動する場合がある。
タの駆動回路によれば、同じ励磁モードで倍速にするた
めの信号として倍速信号（DBS ）を用いているが、本発
明はこれに限らず、例えば１つ上の励磁モードに切り替
えて回転数は変えないような用途に用いることも可能で
ある。実際の駆動において振動低減などの目的で、例え
ばＷ２−３相から２Ｗ２−３相に移行するというよう
に、刻むステップ数が２倍になり、なめらかな駆動が実
現できる１つ上の励磁モードに切替え、しかも回転数は
変えないように駆動する場合がある。
【００３２】上記の表１に示すように、２Ｗ２−３相に
おいて倍速信号（DBS ）が“０”の際の回転数とＷ２−
３相において倍速信号が“１”の際のモータの回転数は
いずれも２Ｎｏと同じである。従って、励磁モード設定
信号（ModeA，ModeB）をそれぞれ“１”，“０”にし、
倍速信号（DBS ）を“１”にしてＷ２−３相で駆動した
のちに、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）をそれぞ
れ“１”，“１”に切り替えてかつ倍速信号（DBS ）を
“０”に切り替えれば、回転数は２Ｎｏのままで変わら
ずに、２Ｗ２−３相に切り替えることができるので、振
動が少なく、なめらかな駆動を実現することが可能とな
る。
おいて倍速信号（DBS ）が“０”の際の回転数とＷ２−
３相において倍速信号が“１”の際のモータの回転数は
いずれも２Ｎｏと同じである。従って、励磁モード設定
信号（ModeA，ModeB）をそれぞれ“１”，“０”にし、
倍速信号（DBS ）を“１”にしてＷ２−３相で駆動した
のちに、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）をそれぞ
れ“１”，“１”に切り替えてかつ倍速信号（DBS ）を
“０”に切り替えれば、回転数は２Ｎｏのままで変わら
ずに、２Ｗ２−３相に切り替えることができるので、振
動が少なく、なめらかな駆動を実現することが可能とな
る。
【００３３】このようにして本実施形態の駆動回路によ
れば、励磁モード設定信号（ModeA,ModeB）と倍速信号
（DBS ）を適宜選択することによって、回転数を変えず
に励磁モードを切り替えることで低振動なモータの回転
駆動をすることが可能になる。
れば、励磁モード設定信号（ModeA,ModeB）と倍速信号
（DBS ）を適宜選択することによって、回転数を変えず
に励磁モードを切り替えることで低振動なモータの回転
駆動をすることが可能になる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の３相励磁の
ステッピングモータの駆動回路によれば、回転数指定ク
ロックの立ち上がりのみを検出していたために高速回転
が必要な場合には高速な回転数指定クロックが要求され
ていた従来と異なり、モード設定補助信号の検出結果と
モード設定信号とに基づいて励磁モード設定部がステッ
ピングモータの回転数を規定しているので、高速回転す
る励磁モードを選択する際にも高速な回転数指定クロッ
クを必要としない。
ステッピングモータの駆動回路によれば、回転数指定ク
ロックの立ち上がりのみを検出していたために高速回転
が必要な場合には高速な回転数指定クロックが要求され
ていた従来と異なり、モード設定補助信号の検出結果と
モード設定信号とに基づいて励磁モード設定部がステッ
ピングモータの回転数を規定しているので、高速回転す
る励磁モードを選択する際にも高速な回転数指定クロッ
クを必要としない。
【００３５】従って、高速な回転数指定クロックを生成
することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担を軽
減することが可能となる。なお、本発明において、励磁
モード設定部が回転数指定クロックの立上がりと立ち下
がりの両方を検出する際に、同じモードで回転数指定ク
ロックの立上がりのみを検出している場合に比して、２
倍の回転数でステッピングモータを回転させている。
することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担を軽
減することが可能となる。なお、本発明において、励磁
モード設定部が回転数指定クロックの立上がりと立ち下
がりの両方を検出する際に、同じモードで回転数指定ク
ロックの立上がりのみを検出している場合に比して、２
倍の回転数でステッピングモータを回転させている。
【００３６】このため、従来のように回転数指定クロッ
クを２倍にして倍速の駆動をしなくとも、回転数指定ク
ロックの立ち上がりと立ち下がりとを検出することで倍
速の駆動が果たせるので、高速な回転数指定クロックを
生成することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担
を軽減することが可能となる。また、本発明において励
磁モード設定部は、回転数指定クロックの立上がりと立
ち下がりの両方を検出する際に、回転数指定クロックの
立上がりのみを検出している場合に比して２倍の回転数
でステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを
刻む励磁モードを選択している。
クを２倍にして倍速の駆動をしなくとも、回転数指定ク
ロックの立ち上がりと立ち下がりとを検出することで倍
速の駆動が果たせるので、高速な回転数指定クロックを
生成することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担
を軽減することが可能となる。また、本発明において励
磁モード設定部は、回転数指定クロックの立上がりと立
ち下がりの両方を検出する際に、回転数指定クロックの
立上がりのみを検出している場合に比して２倍の回転数
でステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを
刻む励磁モードを選択している。
【００３７】従って、励磁モード設定信号と倍速信号を
適宜選択することによって、回転数を変えずに励磁モー
ドを切り替えることで低振動なモータの回転駆動をする
ことが可能になる。
適宜選択することによって、回転数を変えずに励磁モー
ドを切り替えることで低振動なモータの回転駆動をする
ことが可能になる。
【図１】本発明のステッピングモーターの駆動回路の回
路図である。
路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第１のタイミングチャート
である。
の駆動回路の動作を説明する第１のタイミングチャート
である。
【図３】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第２のタイミングチャート
である。
の駆動回路の動作を説明する第２のタイミングチャート
である。
【図４】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第３のタイミングチャート
である。
の駆動回路の動作を説明する第３のタイミングチャート
である。
【図５】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第４のタイミングチャート
である。
の駆動回路の動作を説明する第４のタイミングチャート
である。
【図６】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第１のタイミングチャ
ートである。
の駆動回路の作用効果を説明する第１のタイミングチャ
ートである。
【図７】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第２のタイミングチャ
ートである。
の駆動回路の作用効果を説明する第２のタイミングチャ
ートである。
【図８】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第３のタイミングチャ
ートである。
の駆動回路の作用効果を説明する第３のタイミングチャ
ートである。
【図９】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第４のタイミングチャ
ートである。
の駆動回路の作用効果を説明する第４のタイミングチャ
ートである。
【図１０】従来例に係るステッピングモーターの駆動回
路の構成図である。
路の構成図である。
（２１） タイムチャート生成部（励磁モ
ード設定部） （２２Ａ） 第１のＰＷＭ制御部 （２２Ｂ） 第２のＰＷＭ制御部 （２３Ａ） 第１の電流検出部 （２３Ｂ） 第２の電流検出部 （２４Ａ） Ｖｃｃ用レベルシフト回路 （２４Ｂ） ＧＮＤ用レベルシフト回路 （２５） 基準電圧生成部 （２６） ＣＲ発振器 （２７） 基準クロック生成部 （２８） チャージポンプ （Ｍ） ステッピングモーター （ModeA,ModeB ） モード設定信号 （DBS ） 倍速信号（モード設定補助信
号） （Hold） モータ一時停止信号 （CW/CCW） 回転方向切替信号 （Enable） 強制ＯＦＦ信号 (Clock ） 回転数指定クロック （Reset ） システムリセット信号
ード設定部） （２２Ａ） 第１のＰＷＭ制御部 （２２Ｂ） 第２のＰＷＭ制御部 （２３Ａ） 第１の電流検出部 （２３Ｂ） 第２の電流検出部 （２４Ａ） Ｖｃｃ用レベルシフト回路 （２４Ｂ） ＧＮＤ用レベルシフト回路 （２５） 基準電圧生成部 （２６） ＣＲ発振器 （２７） 基準クロック生成部 （２８） チャージポンプ （Ｍ） ステッピングモーター （ModeA,ModeB ） モード設定信号 （DBS ） 倍速信号（モード設定補助信
号） （Hold） モータ一時停止信号 （CW/CCW） 回転方向切替信号 （Enable） 強制ＯＦＦ信号 (Clock ） 回転数指定クロック （Reset ） システムリセット信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−308499（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326270（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−153593（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−194194（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−331896（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−182391（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−79399（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−42413（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 8/00 - 8/40
Claims (3)
- 【請求項１】 ３相励磁のステッピングモータの励磁モ
ードを規定するモード設定信号と、前記ステッピングモ
ータの回転数を規定する回転数指定クロックと、前記回
転数指定クロックの立ち上がりのみの検出もしくは前記
回転数指定クロックの立ち上がり及び立ち下がりの両方
の検出のうち一方を選択するモード設定補助信号とに基
づいてステッピングモータの駆動制御をする回路であっ
て、 前記モード設定補助信号に基づいて、前記回転数指定ク
ロックの立ち上がりのみもしくは前記回転数指定クロッ
クの立ち上がりと立ち下がりの両方を検出し、当該検出
結果と前記モード設定信号とに基づいて前記ステッピン
グモータの回転数を規定する励磁モード設定部と、 前記励磁モード設定部の制御下でステッピングモータの
駆動制御をする駆動部とを有することを特徴とするステ
ッピングモータの駆動回路。 - 【請求項２】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
に、同じモードで前記回転数指定クロックの立上がりの
みを検出している場合に比して、２倍の回転数で前記ス
テッピングモータを回転させることを特徴とする請求項
１記載のステッピングモータの駆動回路。 - 【請求項３】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
に、前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出して
いる場合に比して２倍の回転数で前記ステッピングモー
タを駆動し、かつ２倍のステップを刻む励磁モードを選
択することを特徴とする請求項１記載のステッピングモ
ータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387895A JP3148601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ステッピングモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25387895A JP3148601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ステッピングモータの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0998598A JPH0998598A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3148601B2 true JP3148601B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=17257391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25387895A Expired - Fee Related JP3148601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ステッピングモータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148601B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6242413B2 (ja) | 2016-02-18 | 2017-12-06 | 本田技研工業株式会社 | 気液分離器 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25387895A patent/JP3148601B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6242413B2 (ja) | 2016-02-18 | 2017-12-06 | 本田技研工業株式会社 | 気液分離器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0998598A (ja) | 1997-04-08 |
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