JPH01227699A - ステッピングモータの駆動方法および駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッピングモータの駆動方法および駆動回路
に関する。

〔従来の技術〕

従来からステッピングモータの動作特性を向上させるた
めに各種の提案がなされているが、第５図に示す駆動回
路は、ステッピングモータから高速で、かつ高トルクの
出力を取出すためのものである。

この駆動回路は、チョッパ駆動方式を採用したものであ
り、ステッピングモータのモータコイルに設定された定
電流を通電さけて、ステッピングモータを駆動させるも
のである。

更に説明すると、ステッピングモータのモータコイル１
はその一端がスイッチングトランジスタ２の出力端子で
あるコレクタに接続されており、他端に駆ｌＪｌ電圧■
。が印加されている。スイッチングトランジスタ２の入
力端子であるベースには、保護抵抗３を介してＡＮＤゲ
ート４が接続されている。このＡＮＤゲー１〜４はステ
ッピングモータの回転状態を基本的に制御するパルス信
号からなる相信号と、コンパレータ５からの出力が同時
に入力された時に、保護抵抗３を介してスイッチングト
ランジスタ２のベースへ入力信号を入力させ、同スイッ
ヂングトランジスタ２を導通させて、駆動電圧Ｖ。に相
当する電流を、モータコイル１、スイッチングトランジ
スタ２および電流検出用抵抗６を通して流し、ステッピ
ングモータを回転させる。このコンパレータ５は分圧抵
抗７を介してスイッチング［−ランジスタ２のエミッタ
と電流検出用抵抗６との間から印加される電圧と、発振
器８から発振される一定のチョッピング周波数に相当す
る電圧であって分圧抵抗９を介して印加される電圧とを
比較し、後者が前者より大きい場合に出力を発する。

従って、第５図に示す従来例によれば、ＡＮＤゲート４
へ送給される相信号を、発振器８のチョッピング周波数
によってチョッパしてなるパルス信号が駆動パルスとし
てＡＮＤゲート４より保護抵抗３を介してスイッチング
トランジスタ２へ入力され、このスイッチングトランジ
スタ２が同駆動パルスに対応してスイッチング動作を行
なって、モータコイル１へ駆動電圧Ｖ。を印加するとと
もに設定電流を通電してステッピングモータを回転させ
る。

また、モータコイル１には通電効率を高くするためにサ
ージ吸収用ダイオード１０．１０が並列に接続されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来例においては、相信号をチョッピング周波数に
よって微細にチョッパした状態でスイッチングトランジ
スタ２へ入力させるものであるから、ステッピングモー
タのモータコイル１には設定された定電流が流れること
となり、モータの発熱を低く抑え、しかも高速で、かつ
高トルクの出力を得ることができる。

しかしながら、発振器８から発振されるチョッピング周
波数が常に一定であるため、ステッピングモータを高速
回転させる場合は問題ないが、低速回転させる場合には
設定電流が過大となってモータのダンピングが生じ、振
動が大きくなってしまうという不都合があった。

一方、定電流制御の前記チョッパ駆動方式とは異なり、
モータコイル１へ印加する駆動電圧ＶＣ自身を、相信号
の１パルスに相当する１ステツプ中に数段階に変化さぼ
ることにより、モータコイル１へ通電する電流値を変化
させて、回転を円滑に行なわせるマイクロステップ制御
方式もあるが、このマイクロステップ制御においては回
路が極めて複雑となり、しかも非常に高価であるという
不都合があった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ステ
ッピングモータを高トルクでしかも低振動の状態で円滑
に回転させることができ、構成も簡単でコストも低廉な
ステッピングモータの駆動方法および駆動回路を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ステッピングモータを駆動パルスに応じて通
電することにより回転させるステッピングモータの駆動
方法において、前記駆動パルスを周波数変調することに
より、ステッピングモータを円滑に回転させることを特
徴とする。

＝　　４　− また、本発明のステッピングモータの駆動回路は、駆動
パルスに応じてステッピングモータに通電を行なうチョ
ッパ回路と、前記駆動パルスを周波数変調する変調手段
とを有することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、チョッパ回路および変調手段によって
、ステッピングモータへ通電させる駆動パルスを周波数
変調し、ステッピングモータへの通電電流を適正値に可
変制御し、ステッピングモータを、高速回転時から低速
回転時まで、振動を発生させることなくしかも高トルク
で回転させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第５図について説明
する。

第１図および第２図は本発明の駆動回路の一実施例を示
し、従来と同一部分には同一符号を付しである。

本実施例は第１図に示ずように、第５図の従来例の発振
周波数が一定な発振器８に代えて、スイッチングトラン
ジスタ２の入力側に入力される駆動パルスを周波数変調
するための変調手段としてＰＷＭ回路１１を設けたもの
である。その他の構成は従来例と同一である。

この変調手段の一種であるＰＷＭ回路１１を第２図につ
いて更に説明すると、ＡＮＤゲート４へ送給される相信
号を発づ−るＣＰＵから同様にして発せられるＰＷＭデ
ユーティ設定設定値上１びＰＷＭサイクル設定設定値上
２憶するＰＷＭデユーティレジスタ１２およびＰＷＭサ
イクルレジスタ１３を有し、更に前記ＣＰＵ側から発せ
られるクロック信号を計数するカウンタ１４を有してい
る。前記両レジスタ１２．１３はそれぞれ記憶している
ＰＷＭデユーティ設定設定値上１びＰＷＭザイクル設定
値Ｐ２を、各バイナリ−コンパレータ１５，１６へ送給
する。また、カウンタ１４はクロック信号のクロック計
数値Ｑを両バイナリーコンパレータ１５．１６へそれぞ
れ送給する。−方のバイナリ−コンパレータ１５は、Ｐ
ＷＭデユーティ設定設定値上１クロック語数値Ｑが小さ
い場合にＰＷＭ回路１１としてのＰＷＭ出力を発するよ
うに形成されている。他方のバイナリ−］コンパレータ
６は、クロック計数値ＱがＰＷＭサイクル設定設定値上
２大きくなった時に、カウンタ１４の計数値をＯとさせ
、再びＯから計数を開始させるクリア信号をカウンタ１
４に向けて発するように形成されている。

次に、本実施例の作用を第３図および第４図をも参照に
しながら、本発明方法に沿って説明する。

本実施例においては、ＡＮＤゲート４へ相信号とコンパ
レータ５の出力とが同時に入力され、ＡＮＤゲート４か
ら保護抵抗３を介してスイッチングトランジスタ２の入
力端子であるベースに入力信号が入力され、同スイッチ
ングトランジスタ２が導通状態となった時に、ステッピ
ングモータのモータコイル１へ通電され、ステッピング
モータが回転させられる。

そして、本実施例においてはＰＷＭ回路１１からコンパ
レータ５に向けてＰＷＭ出力が送給された場合だけコン
パレータ５がＡＮＤゲート４へ出力を発することとなる
。

このＰＷＭ回路１１においては、第３図に示すように、
カウンタ１４が王。時より時間の経過に従って計数した
クロック計数値Ｑを両バイナリー］ンパレータ１５およ
び１６へ発する。そして、各バイナリ−コンパレータ１
５，１６においてはクロック計数値ＱとＰＷＭデユーテ
ィ設定設定値上１びＰＷＭサイクル設定設定値上２比較
を行なう。そして、一方のバイナリ−コンパレータ１５
においては、クロック計数値ＱがＰＷＭデユーティ設定
設定値上１小さいＴ。〜Ｔ１時間の間だけＰＷＭ出力を
発する。その後、時間がＴ２に達すると、他方のバイナ
リ−コンパレータ１６がクロック計数値ＱがＰＷＭサイ
クル設定設定値上２大きくなったと判断し、カウンタ１
４に向けてクリア信号を発し、これを受けたカウンタ１
４はクロック計数値ＱをＯとし、再び計数を再開する。

その後、時間がＴ３．Ｔ４・・・と経過する（こ従って
、前記と同様の動作が繰返えされる。

このＰＷＭ回路１１の動作どモータコイル１への通電状
態とを示したものが第４図であり、ＰＷＭサイクル設定
設定値上２００％とし、これに対するＰＷＭデユーティ
設定設定値上１相信号がＯＮの１パルスの間でサイン曲
線状とすると、ＡＮＤゲート４からスイッチングトラン
ジスタ２へ入力される駆動パルスは周波数変調されたも
のとなる。そして、モータコイル１へ印加されるコイル
電圧も、その周波数変調された駆動パルスに対応した状
態となり、更にモータコイル１へ流れるコイル電流の値
も同図に示ずように時間とともに変化したものとなる。

従って、本実施例においては、ＰＷＭデユーティ設定設
定値上１びＰＷＭサイクル設定設定値上２ステッピング
モータの回転数に応じて適正となるように可変制御する
ことにより、ステッピングモータのモータコイル１へ通
電される駆動パルスすなわちスイッチングトランジスタ
２への入力信号が適正に周波数変調されたものとなり、
モータコイル１へ通電される電流の実効値が適正に可変
制御される。よって、ステッピングモータは、高速で、
かつ高トルクの出力をもって回転させられ、如何なる回
転速度の時でも、低振動状態で円滑に回転させられる。

このように本実施例は簡単な構成により、実質的にマイ
クロステップ制御方式と同様にして、極めて良好にステ
ッピングモータを回転させることができる。

なお、前記実施例においては、駆動パルスを周波数変調
する変調手段としてＰＷＭ回路１１を用いたが、相信号
自体をＣＰＵ側で周波数変調するようにする等、他の同
等手段を必要に応じて用いてもよい。

また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
必要に応じて変更することができる。

〔発明の効果〕

このように本発明のステッピングモータの駆動方法およ
び駆動回路は、ステッピングモータへの通電電流の実効
値を、回転条件に応じて変化させるものであるから、ス
テッピングモータを高トルー　１１　＝ りでしかも低振動の状態で円滑に回転させることができ
、構成も簡単でコストも低廉となる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明のステッピングモータの駆動
回路の一実施例を示し、第１図は全体図、第２図はＰＷ
Ｍ回路のブロック図、第３図および第４図は本実施例の
構成各部の動作状態を示す線図、第５図は従来の駆動回
路を示す全体図である。 １・・・モータコイル、２・・・スイッチングトランジ
スタ、４・・・ＡＮＤゲート、５・・・コンパレータ、
１１・・・ＰＷＭ回路、１２・・・ＰＷＭデユーティレ
ジスタ、１３・・・ＰＷＭザイクルレジスタ、１４・・
・カウンタ、１５．１６・・・バイナリ−コンパレータ
。 出願人代理人　　中　　尾　　俊　　輔＝　　１２　− ）　　　朱７図 毛３凹 尾４　閉 尾５　凹 香

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ステッピングモータを駆動パルスに応じて通電する
   ことにより回転させるステッピングモータの駆動方法に
   おいて、前記駆動パルスを周波数変調することを特徴と
   するステッピングモータの駆動方法。 ２）駆動パルスに応じてステッピングモータに通電を行
   なうチヨッパ回路と、前記駆動パルスを周波数変調する
   変調手段とを有するステッピングモータの駆動回路。