JP6463595B2

JP6463595B2 - パルスモータ駆動回路

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Publication number: JP6463595B2
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Inventors: 太一坂倉
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Description

本発明は、パルスモータ駆動回路及びパルスモータ駆動方法に関する。

バッテリ駆動による携帯型の電子機器として、プリンタを内蔵した電子機器がある。このような電子機器においては、記録紙の搬送等を行うためにステッピングモータが用いられている。

しかしながら、バッテリ駆動の場合には、電源となる電池の容量があまり大きくないため、急速に大電流を流す場合に電圧降下が生じ、立ち上がり特性がなまってしまい、モータの高速動作が困難となる。このため、高速動作を可能とする様々な方法が検討されている。

特開昭５０−３２４２０号公報特開昭６３−２３７２６７号公報特開平６−９０５９６号公報

しかしながら、特許文献１から３に記載された方法では、十分とはいえず、より一層パルスモータを高速動作させることのできるパルスモータ駆動回路及びパルスモータ駆動方法が求められていた。

本実施の形態の一観点によれば、パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、電源の正極に、一方の端子が接続される第１のスイッチと、前記電源の負極に、一方の端子が接続される第２のスイッチと、一方の端子は制限素子と接続されており、他方の端子は前記第１のスイッチの他方の端子及び前記第２のスイッチの他方の端子と接続されるコンデンサと、を有し、前記制限素子は、前記電源の正極の側と前記コンデンサとの間に設けられており、前記電源から前記コンデンサに流れる電流を制限するものであって、前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のスイッチがオンとなるとともに、前記第２のスイッチがオフとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のスイッチがオフとなるとともに、前記第２のスイッチがオンとなる。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のスイッチと、前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第２のスイッチと、前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第３のスイッチと、前記第１のスイッチの他方の端子に、一方の端子が接続されている抵抗と、前記第１のスイッチの他方の端子に、一方の端子が接続されているダイオードと、前記抵抗の他方の端子及び前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、を有し、前記コンデンサの他方の端子は、前記第２のスイッチの他方の端子及び前記第３のスイッチの他方の端子と接続されており、前記ダイオードは、前記他方の端子から前記一方の端子に向かって電流が流れるように接続されており、前記第１のスイッチの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチがオフとなるとともに前記第２のスイッチがオンとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチがオンとなるとともに前記第２のスイッチがオフとなることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のスイッチと、前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第２のスイッチと、前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第３のスイッチと、前記第１のスイッチの他方の端子に、一方の端子が接続されている充放電用トランジスタと、前記充放電用トランジスタの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、を有し、前記コンデンサの他方の端子は、前記第２のスイッチの他方の端子及び前記第３のスイッチの他方の端子と接続されており、前記第１のスイッチの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチがオフとなるとともに前記第２のスイッチがオンとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のスイッチおよび前記第３のスイッチがオンとなるとともに前記第２のスイッチがオフとなることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、電源の正極に、一方の端子が接続されているダイオードと、前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のトランジスタと、前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第２のトランジスタと、前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている抵抗と、前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている他のダイオードと、前記抵抗の他方の端子及び前記他のダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、を有し、前記電源はバッテリであって、前記ダイオードは、一方の端子より他方の端子に電流が流れるように接続されており、前記コンデンサの他方の端子は、前記第１のトランジスタの他方の端子及び前記第２のトランジスタの他方の端子と接続されており、前記他のダイオードは、前記他方の端子から前記一方の端子に向かって電流が流れるように接続されており、前記ダイオードの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のトランジスタがオンとなるとともに前記第２のトランジスタがオフとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のトランジスタがオフとなるとともに前記第２のトランジスタがオンとなることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、電源の正極に、一方の端子が接続されているダイオードと、前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のトランジスタと、前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第２のトランジスタと、前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている充放電用トランジスタと、前記充放電用トランジスタの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、を有し、前記電源はバッテリであって、前記ダイオードは、一方の端子より他方の端子に電流が流れるように接続されており、前記コンデンサの他方の端子は、前記第１のトランジスタの他方の端子及び前記第２のトランジスタの他方の端子と接続されており、前記ダイオードの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のトランジスタがオンとなるとともに前記第２のトランジスタがオフとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のトランジスタがオフとなるとともに前記第２のトランジスタがオンとなることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、パルスモータにおける励磁相に電圧を供給することにより、前記パルスモータを駆動するパルスモータ駆動方法において、前記パルスモータにおける励磁相への通電開始期間においては、コンデンサに蓄えられていた電荷を放電することにより、電源電圧に重畳された電圧を前記パルスモータにおける励磁相に供給し、前記パルスモータにおける励磁相への通電期間であって、前記通電開始期間を除く期間においては、前記電源電圧を前記パルスモータにおける励磁相に供給するとともに、前記電源により前記コンデンサに充電を行い、前記パルスモータにおける励磁相への通電期間を除く期間においては、前記パルスモータにおける励磁相への電圧を供給することなく、前記コンデンサに充電を行う。

本発明によれば、パルスモータを高速動作させることのできるパルスモータ駆動回路及びパルスモータ駆動方法を提供することができる。

パルスモータの１−２相励磁駆動における真理表パルスモータの１−２相励磁駆動におけるタイミングチャート第１の実施の形態におけるパルスモータ駆動回路の構成図第１の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法のタイミングチャート第１の実施の形態における他のパルスモータ駆動回路の構成図第２の実施の形態におけるパルスモータ駆動回路の構成図第２の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法のタイミングチャート第２の実施の形態における他のパルスモータ駆動回路の構成図第３の実施の形態におけるパルスモータ駆動回路の構成図第３の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法のタイミングチャート

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
最初に、ステッピングモータにおける１−２相励磁駆動について説明する。図１及び図２は、１−２相励磁駆動の場合における真理表と流れる電流のタイミングチャートを示す。ステッピングモータを駆動する際には、コイルＡ_１、Ａ_２、Ｂ_１、Ｂ_２に流れる電流を図１及び図２に示される時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８の順に変化させることにより、ステッピングモータを回転させることができる。このようなステッピングモータにおいては、コイルＡ_１、Ａ_２、Ｂ_１、Ｂ_２に、電流を流し始める立ち上がりの際に、電圧降下が生じ、立ち上がり特性が悪くなり、高速回転させることができない。尚、図２におけるα、β、γ、δは、立ち上がりのステップであり、このステップにおいて電圧降下が生じる。また、本実施の形態においては、例えば、図２におけるＡ相（Ａ_１、Ａ_２）について、ステッピングモータのパルスモータ励磁相に電圧が印加されている期間、即ち、時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７を通電期間と記載する場合があり、このうち立ち上がりの期間となる時間Ｔ１、Ｔ５を通電開始期間と記載する場合がある。

（パルスモータ駆動回路）
次に、第１の実施の形態におけるパルスモータ駆動回路について説明する。図３は、本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路の構成を示すものである。尚、図３は、Ａ相（Ａ_１、Ａ_２）のみを示しており、Ｂ相（Ｂ_１、Ｂ_２）については省略されている。よって、実際のパルスモータ駆動回路においては、Ｂ相（Ｂ_１、Ｂ_２）についても、Ａ相（Ａ_１、Ａ_２）と同様の構成のパルスモータ駆動回路が設けられている。

本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、電源電圧を供給する電源１０、コンデンサ２１、抵抗２２、ダイオード２３、第１のスイッチ（Ｓ１）３１、第２のスイッチ（Ｓ２）３２、第３のスイッチ（Ｓ３）３３等を有している。本実施の形態においては、第１のスイッチ（Ｓ１）３１、第２のスイッチ（Ｓ２）３２及び第３のスイッチ（Ｓ３）３３において、オン（ＯＮ）とはスイッチが閉じていることを意味し、オフ（ＯＦＦ）とはスイッチが開いていることを意味する。

パルスモータのパルスモータ励磁相４０におけるＡ_１には、低圧側との間においてダイオード５１及びトランジスタ６１が接続されており、このダイオード５１とトランジスタ６１は並列に接続されている。また、高圧側との間においてダイオード５２及びトランジスタ６２が接続されており、このダイオード５２とトランジスタ６２は並列に接続されている。

具体的には、ダイオード５１及びトランジスタ６１における双方の一方の端子は電源１０の負極と接続されており、双方の他方の端子はパルスモータ励磁相４０におけるＡ_１と接続されている。また、ダイオード５２及びトランジスタ６２における双方の一方の端子はパルスモータ励磁相４０におけるＡ_１と接続されており、双方の他方の端子は高圧側の配線と接続されている。従って、ダイオード５１及びトランジスタ６１における双方の他方の端子は、ダイオード５２及びトランジスタ６２における双方の一方の端子と接続されている。

また、パルスモータのパルスモータ励磁相４０におけるＡ_２には、低圧側との間においてダイオード５３及びトランジスタ６３が接続されており、このダイオード５３とトランジスタ６３は並列に接続されている。また、高圧側との間においてダイオード５４及びトランジスタ６４が接続されており、このダイオード５４とトランジスタ６４は並列に接続されている。

具体的には、ダイオード５３及びトランジスタ６３における双方の一方の端子は電源１０の負極と接続されており、双方の他方の端子はパルスモータ励磁相４０におけるＡ_２と接続されている。また、ダイオード５４及びトランジスタ６４における双方の一方の端子はパルスモータ励磁相４０におけるＡ_２と接続されており、双方の他方の端子は高圧側の配線と接続されている。従って、ダイオード５３及びトランジスタ６３における双方の他方の端子は、ダイオード５４及びトランジスタ６４における双方の一方の端子と接続されている。

電源１０の正極には、第１のスイッチ（Ｓ１）３１の一方の端子、及び、第２のスイッチ（Ｓ２）３２の一方の端子が接続されており、電源１０の負極には、第３のスイッチ（Ｓ３）３３の一方の端子が接続されている。

抵抗２２とダイオード２３は並列に接続されており、第１のスイッチ（Ｓ１）３１の他方の端子は、抵抗２２及びダイオード２３における双方の一方の端子と接続されており、更には、ダイオード５２の他方の端子、トランジスタ６２の他方の端子、ダイオード５４の他方の端子及びトランジスタ６４の他方の端子と接続されている。

抵抗２２及びダイオード２３における双方の他方の端子は、コンデンサ２１の一方の端子に接続されており、コンデンサ２１の他方の端子は、第２のスイッチ（Ｓ２）３２の他方の端子及び第３のスイッチ（Ｓ３）３３の他方の端子と接続されている。

本実施の形態においては、第１のスイッチ（Ｓ１）３１と第３のスイッチ（Ｓ３）３３は連動して動作し、第２のスイッチ（Ｓ２）３２は、第１のスイッチ（Ｓ１）３１及び第３のスイッチ（Ｓ３）３３における動作と逆の動作となるように制御されている。

（パルスモータ駆動方法）
次に、第１の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法について説明する。図４は、本実施の形態におけるパルスモータ駆動方法におけるタイミングチャートである。本実施の形態において、ステッピングモータを駆動する際には、コイルＡ_１、Ａ_２等に流れる電流を図４に示される時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８の順に変化させることにより、ステッピングモータを回転させることができる。

具体的には、時間Ｔ１においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＨとし、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオフとし、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオンとし、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオフとする。尚、トランジスタ６１及び６４はオンとなり、トランジスタ６２及び６３はオフとなる。これにより、図４（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、Ａ_２をＨとする初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、ダイオード２３、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れる。

次に、時間Ｔ２及びＴ３においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬ、Ａ_２はＨの状態のまま、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオンとし、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオフとし、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオンとする。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のスイッチ（Ｓ１）３１、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が抵抗２２及び第１のスイッチ（Ｓ１）３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第３のスイッチ（Ｓ３）３３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、抵抗２２による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。尚、抵抗２２が設けられていない場合には、図４（ｂ）において、破線で示されるように、コンデンサ２１に大電流が流れてしまうため、電圧降下が生じ、パルスモータの駆動に悪影響を与える。

次に、時間Ｔ４においては、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオン、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオフ、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオン、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬの状態のまま、Ａ_２はＬとする。尚、トランジスタ６１から６４はオフとなっている。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されていないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図４（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が抵抗２２及び第１のスイッチ（Ｓ１）３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第３のスイッチ（Ｓ３）３３を介し、電源１０の負極と接続されている。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

次に、時間Ｔ５においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨとし、Ａ_２はＬのままで、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオフとし、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオンとし、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオフとする。尚、トランジスタ６２及び６３はオンとなり、トランジスタ６１及び６４はオフとなっている。これにより、図４（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、ダイオード２３、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れる。

次に、時間Ｔ６及びＴ７においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨ、Ａ_２はＬの状態のまま、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオンとし、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオフとし、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオンとする。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のスイッチ（Ｓ１）３１、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が抵抗２２及び第１のスイッチ（Ｓ１）３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第３のスイッチ（Ｓ３）３３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、抵抗２２による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。尚、抵抗２２が設けられていない場合には、図４（ｂ）において、破線で示されるように、コンデンサ２１に大電流が流れてしまうため、電圧降下が生じ、パルスモータの駆動に悪影響を与える。

次に、時間Ｔ８においては、第１のスイッチ（Ｓ１）３１はオン、第２のスイッチ（Ｓ２）３２はオフ、第３のスイッチ（Ｓ３）３３はオンの状態のまま、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＬのままである。尚、トランジスタ６１から６４はオフとなっている。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図４（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が抵抗２２及び第１のスイッチ（Ｓ１）３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第３のスイッチ（Ｓ３）３３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

本実施の形態におけるパルスモータ駆動方法では、時間Ｔ１及び時間Ｔ５において、初期に、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。このため、電圧降下が生じることはなく、流れる電流の立ち上がり特性も良好にすることができ、パルスモータを高速回転させることが可能となる。

また、本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、図５に示されるように、第１のスイッチ（Ｓ１）３１の位置に、第１のダイオード１３１を用いて、電源１０に対し順方向となるように接続してもよい。また、第２のスイッチ（Ｓ２）３２の位置に、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２を用いてもよい。この際、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２と並列に、電源１０に対し逆方向に接続される第２のダイオード１３２を設けてもよい。また、第３のスイッチ（Ｓ３）３３の位置に、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を用いてもよい。この際、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３と並列に、電源１０に対し逆方向に接続される第３のダイオード１３３を設けてもよい。尚、本実施の形態においては、トランジスタの一方の端子とは、ソースまたはドレインのうちのいずれか一方であって、トランジスタの他方の端子とは、ソースまたはドレインのうちの他方であるものとする。また、抵抗２２を制限素子と記載する場合がある。

〔第２の実施の形態〕
（パルスモータ駆動回路）
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、図６に示すように、充放電用トランジスタが設けられている構成のものである。

また、本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、図５に示す場合と同様に、
第１のダイオード１３１、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を用いている。この際、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２に並列に第２のダイオード１３２を設けてもよく、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３に並列に第３のダイオード１３３を設けてもよい。

図６に示されるように、本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０が設けられている。充放電用トランジスタ１５０の一方の端子は、第１のダイオード１３１の他方の端子、更には、ダイオード５２の他方の端子、トランジスタ６２の他方の端子、ダイオード５４の他方の端子及びトランジスタ６４の他方の端子と接続されている。また、充放電用トランジスタ１５０の他方の端子は、コンデンサ２１の一方の端子と接続されている。本実施の形態においては、充放電用トランジスタ１５０を制限素子と記載する場合がある。

（パルスモータ駆動方法）
次に、第２の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法について説明する。図７は、本実施の形態におけるパルスモータ駆動方法におけるタイミングチャートである。本実施の形態において、ステッピングモータを駆動する際には、コイルＡ_１、Ａ_２等に流れる電流を図７に示される時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８の順に変化させることにより、ステッピングモータを回転させることができる。

具体的には、時間Ｔ１においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＨとし、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオンとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオフとし、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０はオンとする。これにより、図７（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れる。

次に、時間Ｔ２及びＴ３においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬ、Ａ_２はＨの状態のまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンとする。また、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０においてはチョッパ制御を行う。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のダイオード１３１、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０及び第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０においてチョッパ制御による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。

次に、時間Ｔ４においては、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフ、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンの状態のまま、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬのまま、Ａ_２はＬとし、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０はオンとする。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されていないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図７（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０及び第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

次に、時間Ｔ５においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨとし、Ａ_２はＬのまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオンとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオフとし、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０はオンとする。これにより、図７（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れる。

次に、時間Ｔ６及びＴ７においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨ、Ａ_２はＬの状態のまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンとする。また、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０においてはチョッパ制御を行う。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のダイオード１３１、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０及び第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０においてチョッパ制御による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。

次に、時間Ｔ８においては、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフ、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンの状態のまま、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＬのまま、充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０はオンとする。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されていないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図７（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が充放電用トランジスタ（ＴＲＣ）１５０及び第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

尚、本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、図８に示されるように、第１の実施の形態における図３に示される場合と同様に、第１のダイオード１３１の位置に、第１のスイッチ（Ｓ１）３１を設け、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２の位置に、第２のスイッチ（Ｓ２）３２を設け、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３の位置に、第３のスイッチ（Ｓ３）３３を設けた構造のものであってもよい。また、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

〔第３の実施の形態〕
（パルスモータ駆動回路）
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態におけるパルスモータ駆動回路は、図９に示されるように、第２の実施の形態におけるパルスモータ駆動回路において、充放電用トランジスタが設けられていない構成のものである。具体的には、コンデンサ２１における一方の端子は、ダイオード１３１の他方の端子、更には、ダイオード５２の他方の端子、トランジスタ６２の他方の端子、ダイオード５４の他方の端子及びトランジスタ６４の他方の端子と接続されている。

本実施の形態においては、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧を制御することにより、コンデンサ２１を充電する際に電源１０より流れる電流量を制御することができる。

（パルスモータ駆動方法）
次に、第３の実施の形態におけるパルスモータ駆動方法について説明する。図１０は、本実施の形態におけるパルスモータ駆動方法におけるタイミングチャートである。本実施の形態において、ステッピングモータを駆動する際には、コイルＡ_１、Ａ_２等に流れる電流を図１０に示される時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８の順に変化させることにより、ステッピングモータを回転させることができる。尚、図１０において、ゲート電圧ＴＲ１ｇは第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧であり、ゲート電圧ＴＲ２ｇは第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧である。

具体的には、時間Ｔ１においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＨとし、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオンとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオフとする。この際、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオンとなるゲート電圧であり、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖである。これにより、図１０（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れる。

次に、時間Ｔ２及びＴ３においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬ、Ａ_２はＨの状態のまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３にはオンする場合よりも低いゲート電圧を印加する。具体的には、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖである。また、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、コンデンサ２１を充電する際に所定の電流量を流すことのできるゲート電圧、即ち、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３がオンとなるゲート電圧よりも低いゲート電圧である。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のダイオード１３１、トランジスタ６４、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６１の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。

次に、時間Ｔ４においては、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフの状態のまま、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンとし、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬのまま、Ａ_２はＬとする。具体的には、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖのままである。第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３がオンとなるゲート電圧である。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されていないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図１０（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

次に、時間Ｔ５においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨとし、Ａ_２はＬのまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオンとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオフとする。この際、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオンとなるゲート電圧である。第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖである。これにより、図１０（ｂ）に示されるように、コンデンサ２１に蓄積されていた電荷が電源１０の電圧Ｖｃに重畳されるため、初期においては、電源１０の電圧Ｖｃの約２倍となる約２Ｖｃの電圧がパルスモータ励磁相４０に印加される。この後、印加される電圧は、コンデンサ２１における放電に伴い徐々に低下する。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、コンデンサ２１より、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れる。

次に、時間Ｔ６及びＴ７においては、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＨ、Ａ_２はＬの状態のまま、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフとし、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３には低いゲート電圧が印加されている。具体的には、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖである。また、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、コンデンサ２１を充電する際に所定の電流量を流すことのできるゲート電圧、即ち、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３をオンにするゲート電圧よりも低いゲート電圧である。これにより、電源１０における電圧Ｖｃがパルスモータ励磁相４０に印加されるとともに、コンデンサ２１への充電が行われる。この際、パルスモータ励磁相４０に流れる電流は、電源１０より、第１のダイオード１３１、トランジスタ６２、パルスモータ励磁相４０、トランジスタ６３の順に流れ、電源１０に戻る。また、コンデンサ２１は、一方の端子が第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３による電流制限を受けつつ、電源１０によりコンデンサ２１への充電が行われる。

次に、時間Ｔ８においては、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２はオフの状態のまま、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３はオンとし、パルスモータ励磁相４０におけるＡ_１はＬとし、Ａ_２はＬのままである。具体的には、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２におけるゲート電圧ＴＲ１ｇは、第１のトランジスタ（ＴＲ１）１４２がオフとなるゲート電圧、即ち、０Ｖのままである。第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３におけるゲート電圧ＴＲ２ｇは、第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３がオンとなるゲート電圧である。この状態においては、パルスモータ励磁相４０には電圧が印加されていないため、パルスモータ励磁相４０に電流が流れることはない。しかしながら、パルスモータ励磁相４０への電力の供給が停止されるため、図１０（ｂ）に示すように、逆起電力が発生する。この状態においては、コンデンサ２１は、一方の端子が第１のダイオード１３１を介し、電源１０の正極と接続され、他方の端子が第２のトランジスタ（ＴＲ２）１４３を介し、電源１０の負極と接続される。よって、電源１０によるコンデンサ２１への充電が継続される。

尚、上記以外の内容については、第１または第２の実施の形態と同様である。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０電源
２１コンデンサ
２２抵抗
２３ダイオード
３１第１のスイッチ
３２第２のスイッチ
３３第３のスイッチ
４０パルスモータ励磁相
５１ダイオード
５２ダイオード
５３ダイオード
５４ダイオード
６１トランジスタ
６２トランジスタ
６３トランジスタ
６４トランジスタ

Claims

パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、
電源の正極に、一方の端子が接続されているダイオードと、
前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のトランジスタと、
前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第２のトランジスタと、
前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている抵抗と、
前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている他のダイオードと、
前記抵抗の他方の端子及び前記他のダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、
を有し、
前記電源はバッテリであって、
前記ダイオードは、一方の端子より他方の端子に電流が流れるように接続されており、
前記コンデンサの他方の端子は、前記第１のトランジスタの他方の端子及び前記第２のトランジスタの他方の端子と接続されており、
前記他のダイオードは、前記他方の端子から前記一方の端子に向かって電流が流れるように接続されており、
前記ダイオードの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、
前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のトランジスタがオンとなるとともに前記第２のトランジスタがオフとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のトランジスタがオフとなるとともに前記第２のトランジスタがオンとなることを特徴とするパルスモータ駆動回路。
パルスモータを駆動するパルスモータ駆動回路において、
電源の正極に、一方の端子が接続されているダイオードと、
前記電源の正極に、一方の端子が接続されている第１のトランジスタと、
前記電源の負極に、一方の端子が接続されている第２のトランジスタと、
前記ダイオードの他方の端子に、一方の端子が接続されている充放電用トランジスタと、
前記充放電用トランジスタの他方の端子に、一方の端子が接続されているコンデンサと、
を有し、
前記電源はバッテリであって、
前記ダイオードは、一方の端子より他方の端子に電流が流れるように接続されており、
前記コンデンサの他方の端子は、前記第１のトランジスタの他方の端子及び前記第２のトランジスタの他方の端子と接続されており、
前記ダイオードの他方の端子と前記電源の負極との間には、前記パルスモータを駆動するためのトランジスタが設けられ、
前記パルスモータの励磁相への通電開始期間においては、前記第１のトランジスタがオンとなるとともに前記第２のトランジスタがオフとなり、前記通電開始期間を除く期間においては、前記第１のトランジスタがオフとなるとともに前記第２のトランジスタがオンとなることを特徴とするパルスモータ駆動回路。