JPH01257927A - Motor driving device - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors of the kind having motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
- H02P8/16—Reducing energy dissipated or supplied
- H02P8/165—Reducing energy dissipated or supplied using two level supply voltage
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、モータ駆動装置に間し、特に、同一チップ上
に集積化された電子回路を内蔵したモータ駆動装置に係
わる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a motor drive device, and more particularly to a motor drive device incorporating electronic circuits integrated on the same chip.
［発明の技術的背景］
従来から、カメラのシャッタを開閉するステッピングモ
ータ駆動装置は、第３図に示すように、電池電源１１と
、ステッピングモータ１５を駆動するため、トランジス
タＴｒ＋＋〜Ｔ ｒ ＋ｓ１ダイオードＤＩｌ〜ＤＩ８
で形成されたモータ駆動回路１６と、このモータ駆動回
路を制御する制御口１？ａ！２とで構成される。[Technical Background of the Invention] Conventionally, as shown in FIG. 3, a stepping motor drive device for opening and closing a shutter of a camera uses a battery power source 11 and a transistor Tr++ to Tr+s1 diode to drive a stepping motor 15. DIl~DI8
A motor drive circuit 16 formed by a motor drive circuit 16, and a control port 1 for controlling this motor drive circuit. a! It consists of 2.
基準電圧発生回路１３は、オペアンプ１４、バイポーラ
トランジスタＴｒｌ◎と共に、定電圧回路を構成してお
り、その定電圧Ｖｃｃはモータ駆動回路１６へ供給され
ている。The reference voltage generation circuit 13 constitutes a constant voltage circuit together with the operational amplifier 14 and the bipolar transistor Trl◎, and the constant voltage Vcc thereof is supplied to the motor drive circuit 16.
制御回路１２等における信号処理系の回路はＣ−ＭＯＳ
トランジスタで形成される。また、ステッピングモータ
１５を駆動するモータ駆動回路１６等における大電流形
の回路はバイポーラトランジスタまたはバイポーラＩＣ
で形成される。The signal processing circuit in the control circuit 12 etc. is C-MOS.
Formed by transistors. In addition, large current type circuits in the motor drive circuit 16 etc. that drive the stepping motor 15 are bipolar transistors or bipolar ICs.
is formed.
［発明が解決しようとする課Ｈ］
このモータ駆動装置は、基準電圧発生回路１３、オペア
ンプ１４、バイポーラトランジスタＴｒＨで構成される
定電圧回路により、その定電圧ＶＣＣをモータ駆動口ｇ
ａ１６へ供給する技法であるから、原理的には電池電源
１１の電源電圧ＶＥを降圧することで定電圧Ｖｃｃを生
成している。このため、ステッピングモータ１５等の負
荷側の状況によっては例えばカメラ等の各種回路部品に
比べ無視できない発熱を伴うことがある。また、Ｃ−Ｍ
ＯＳトランジスタで形成された制御回路１２とバイポー
ラトランジスタで形成されたモータ駆動回路１６とは、
ディスクリートに構成されているから部品点数が多く、
かつプリント配線基板等のスペースファクターが悪い等
の難点がある。[Problem H to be solved by the invention] This motor drive device supplies the constant voltage VCC to the motor drive port g using a constant voltage circuit composed of a reference voltage generation circuit 13, an operational amplifier 14, and a bipolar transistor TrH.
Since this is a technique for supplying voltage to a16, in principle, the constant voltage Vcc is generated by lowering the power supply voltage VE of the battery power supply 11. Therefore, depending on the status of the load such as the stepping motor 15, it may generate heat that cannot be ignored compared to various circuit components such as a camera. Also, C-M
The control circuit 12 formed of OS transistors and the motor drive circuit 16 formed of bipolar transistors are as follows.
Because it is configured discretely, there are many parts,
In addition, there are disadvantages such as poor space factors such as printed wiring boards.
［発明の目的コ
本発明は上記従来の難点に鑑みなされたもので、モータ
駆動回路とその制御回路をＣ−ＭＯＳトランジスタで形
成して発熱を伴うことなく、また部品点数が少なく、か
つプリント配線基板等のスペースファクターが向上でき
るモータ駆動装置を提供せんとするものである。[Purpose of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional art.The motor drive circuit and its control circuit are formed using C-MOS transistors, thereby eliminating heat generation, reducing the number of parts, and using printed wiring. It is an object of the present invention to provide a motor drive device that can improve the space factor of a board, etc.
［課題を解決するための手段］
このような目的を達成するために本発明のモータ駆動装
置によれば、電池電源と、前記電池電源から昇圧した昇
圧電源を生成するコンバータと、前記昇圧電源が供給さ
れモータを駆動する駆動回路と、同じく前記昇圧電源が
供給され前記駆動回路を制御する制御回路とを設け、前
記駆動回路および前記制御回路をＣ−ＭＯ５トランジス
タで形成すると共に、 前記駆動回路
および前記制御回路を同一チップ上に集積したものであ
る。[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, a motor drive device of the present invention includes a battery power source, a converter that generates a boost power source boosted from the battery power source, and a converter that generates a boost power source that is boosted from the battery power source. A drive circuit that is supplied and drives the motor, and a control circuit that is also supplied with the boosted power and that controls the drive circuit, the drive circuit and the control circuit are formed of C-MO5 transistors, and the drive circuit and The control circuit is integrated on the same chip.
［発明の実施例］
以下、本発明の好ましい実施例をカメラのシャッタを開
閉するステッピングモータに適用した場合について図面
により説明する。[Embodiments of the Invention] Hereinafter, a case where a preferred embodiment of the present invention is applied to a stepping motor for opening and closing a shutter of a camera will be described with reference to the drawings.
本発明のステッピングモータ駆動装置は、第１図に示す
ように、電源電圧ＶＥをもつ電池電源ｌと、電池電源ｌ
の電源電圧ＶＥから昇圧した昇圧電源Ｖｏｏを生成する
コンバータ２とを有している。As shown in FIG. 1, the stepping motor drive device of the present invention includes a battery power supply l having a power supply voltage VE, and a battery power supply l having a power supply voltage VE.
The converter 2 generates a boosted power source Voo boosted from the power source voltage VE.
昇圧電源Ｖｏｏは電源電圧ＶＥより高く、例えば電源電
圧ＶＥは３ｖ、昇圧電源ＶｏＤは５ｖである。The boosted power supply Voo is higher than the power supply voltage VE, for example, the power supply voltage VE is 3v, and the boosted power supply VoD is 5v.
さらに、ステッピングモータ駆動装置は、昇圧型［Ｖｏ
ｏが供給されステッピングモータ４を駆動するステッピ
ングモータ駆動回路５と、同じく昇圧電源Ｖｏｏが供給
されステッピングモータ駆動回路５を制御する制御回路
３とから成る。Furthermore, the stepping motor drive device is a step-up type [Vo
The control circuit 3 is comprised of a stepping motor drive circuit 5 which is supplied with power Voo and drives the stepping motor 4, and a control circuit 3 which is also supplied with a boosted power supply Voo and which controls the stepping motor drive circuit 5.
ステッピングモータ駆動回路５は、一対のＣ−ＭＯ５ト
ランジスタＴｒｌとＴｒ２からなり、トランジスタＴｒ
ＨがＰチャンネル、トランジスタＴｒ２がＮチャンネル
である。同様な一対のＣ−ＭＯ９トランジスタＴｒｓと
Ｔｒ４、Ｔｒ５とＴｒ６、ＴｒｌとＴｒａが昇圧電源Ｖ
ＩＩＯと基準電位点との間に設けられている。これらは
第３図に示すコンプリメンタリ接続されたトランジスタ
ＴｒＢとＴｒｌ２−Ｔｒｌ３とＴｚ４．Ｔｒ＋ｓとＴｒ
＋ｓ、Ｔｒ＋ｖとＴ ｒ Ｈに相当する位置に設けられ
ている。The stepping motor drive circuit 5 consists of a pair of C-MO5 transistors Trl and Tr2, and the transistor Tr
H is a P channel, and transistor Tr2 is an N channel. A similar pair of C-MO9 transistors Trs and Tr4, Tr5 and Tr6, Trl and Tra are connected to the boosted power supply V
It is provided between IIO and a reference potential point. These are complementary connected transistors TrB, Trl2-Trl3 and Tz4 . shown in FIG. Tr+s and Tr
+s, Tr+v and TrH.
ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７
、Ｄ８がＣ−ＭＯＳトランジスタＴｒ＋、Ｔｒ２、Ｔｒ
３、Ｔｒ４、Ｔｒ５、Ｔｒｓ、Ｔｒ７、Ｔｒａのドレイ
ン、ソース閏に接続され、各トランジスタを保護してい
る。Diodes D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7
, D8 are C-MOS transistors Tr+, Tr2, Tr
3. Connected to the drains and sources of Tr4, Tr5, Trs, Tr7, and Tra to protect each transistor.
駆動回路５と同様に、その制御回路３もＣ−ＭＯＳトラ
ンジスタで形成される。なお、制御回路３の回路構成は
、慣用の形式を採用できるから、その説明は省略する。Like the drive circuit 5, the control circuit 3 is also formed of C-MOS transistors. Note that the circuit configuration of the control circuit 3 can be of a conventional type, and therefore its description will be omitted.
Ｃ−ＭＯ５トランジスタＴｒ１〜Ｔｒａのゲートには制
御回路３からの信号線が接続されている。A signal line from the control circuit 3 is connected to the gates of the C-MO5 transistors Tr1 to Tra.
また、一対のＣ−ＭＯＳトランジスタＴｒ＋とＴ「２、
ＴｒａとＴｒ４、Ｔｒ５とＴｒａ、Ｔｒ７とＴｒａの出
力ビンはステッピングモータ４の電機子４ａ、４ｂに接
続されている。In addition, a pair of C-MOS transistors Tr+ and T'2,
Output bins of Tra and Tr4, Tr5 and Tra, and Tr7 and Tra are connected to armatures 4a and 4b of the stepping motor 4.
コンバータ２は、第２図に示すように、電池電源ｌに接
続されたコイル２１．バイポーラトランジスタＴｒ２１
、ダイオードＤ２１、一対のＣ−ＭＯＳトランジスタＴ
ｒ２２、Ｔｒ２３、ツェナーダイオードＺＤ＋、コンパ
レータ２２、ナンド回路２３からなる。As shown in FIG. 2, the converter 2 includes a coil 21 . connected to a battery power supply l. Bipolar transistor Tr21
, diode D21, and a pair of C-MOS transistors T
It consists of r22, Tr23, Zener diode ZD+, comparator 22, and NAND circuit 23.
ナンド回路２３の端子ａから信号が人力されると、その
ナンド回路２３の出力に応じてＣ−ＭＯＳトランジスタ
Ｔｒ２２、Ｔｒ２３が動作し、バイポーラトランジスタ
ＴｒＨをスイッチングする。スイッチングされた交流は
ダイオードＤ２１で整流され昇圧型［Ｖｎｏとなる。昇
圧型ｊ［Ｖｎｏは、ツエナ−ダイオードＺＤ＋によって
定まる基準電圧と比較され、その比較に応じてコンパレ
ータ２２が動作し、ナンド回路２３の出力を停止する。When a signal is input from terminal a of the NAND circuit 23, the C-MOS transistors Tr22 and Tr23 operate according to the output of the NAND circuit 23, thereby switching the bipolar transistor TrH. The switched alternating current is rectified by the diode D21 and becomes a step-up type [Vno]. The boost type j[Vno is compared with a reference voltage determined by a Zener diode ZD+, and the comparator 22 operates according to the comparison to stop the output of the NAND circuit 23.
コンバータ２、ステッピングモータ駆動回路５および制
御回路３は同一チップＬＳＩ上に集積される。Converter 2, stepping motor drive circuit 5, and control circuit 3 are integrated on the same chip LSI.
［発明の作用］
レリーズスイッチ（図示せず）を押すと、電池型Ｒ１の
電源電圧ＶＥは昇圧電ｆｉＶｏｅへ変換される（第１図
、第２図）、この昇圧電源Ｖｏｏはツェナーダイオード
ＺＤ＋によって定まる基準電圧と比較され、その比較に
応じてコンパレータ２２が動作し、定電圧となる。モー
タ駆動回路５および制御回＃Ｊ３は昇圧電源ＶＱＤが供
給され動作する。[Operation of the invention] When the release switch (not shown) is pressed, the power supply voltage VE of the battery type R1 is converted into a boosted voltage fiVoe (FIGS. 1 and 2). This boosted power source Voo is converted by the Zener diode ZD+. The voltage is compared with a fixed reference voltage, and the comparator 22 operates according to the comparison, resulting in a constant voltage. The motor drive circuit 5 and the control circuit #J3 are operated by being supplied with the boosted power supply VQD.
一般に、モータ４等のコイル巻線数Ｔとコイル抵抗は、
コイルの大きさを一定とすると第４図に示すように巻線
数Ｔが大きくなれば抗抗が高くなる。従って、昇圧電源
で駆動すればモータのアンペアターンを一定にしく即ち
、モータの出力トルクを低下させることなく）、より少
ない消費電流てモータを駆動することができる。また、
第５図に示すように、一般に、Ｃ−ＭＯＳトランジスタ
てはゲート、ソース間電圧ＶＧＳが高いとオン抵抗ＲＯ
Ｍが小さくなるので、昇圧電ｆｉＶｏｏを駆動電源とす
れば、Ｃ−ＭＯＳ部の消費電力を小さく、かつモータ駆
動回路のサイズを小型にすることができる。Generally, the number of coil windings T and coil resistance of the motor 4 etc. are as follows:
If the size of the coil is constant, as shown in FIG. 4, the resistance increases as the number of turns T increases. Therefore, if the motor is driven by a step-up power source, the ampere-turn of the motor can be kept constant (that is, without reducing the output torque of the motor), and the motor can be driven with less current consumption. Also,
As shown in FIG. 5, in general, when the gate-source voltage VGS of a C-MOS transistor is high, the on-resistance RO
Since M becomes smaller, if the boosted voltage fiVoo is used as a drive power source, the power consumption of the C-MOS section can be reduced and the size of the motor drive circuit can be reduced.
なお、以上の実施例ではステッピングモータを駆動する
モータ駆動装置について説明したが、本発明は他種のモ
ータの駆動装置にも等しく適用できるものである。In the above embodiments, a motor drive device for driving a stepping motor has been described, but the present invention is equally applicable to drive devices for other types of motors.
［発明の効果］
以上の実施例からも明らかなように本発明のモータ駆動
装置によれば、電池電源と、電池電源がら昇圧した昇圧
電源を生成するコンバータと、昇圧電源が供給されモー
タを駆動するモータ駆動回路と、同じく昇圧電源が供給
され駆動回路を制御する制御回路とを設け、前記モータ
駆動回路および前記制御回路をＣ−ＭＯＳトランジスタ
で形成すると共に、＝≠＃Ｉ＃；モータ駆動回路および
制御回路を同一チップ上に集積したので、カメラ等に内
蔵した際プリント配線基板等の形成が簡略化され、スペ
ースファクターが向上される。また。[Effects of the Invention] As is clear from the above embodiments, the motor drive device of the present invention includes a battery power source, a converter that generates a boosted power source boosted from the battery power source, and a converter that drives the motor by supplying the boosted power source. A motor drive circuit is provided, and a control circuit is also supplied with boosted power and controls the drive circuit, and the motor drive circuit and the control circuit are formed of C-MOS transistors, and =≠#I#; motor drive circuit. Since the control circuit and the control circuit are integrated on the same chip, when built into a camera etc., the formation of a printed wiring board etc. is simplified and the space factor is improved. Also.
降圧型レギュレータを使用しないこと及び従来のバイポ
ーラトランジスタの場合に比べ小を流、かつ低飽和電圧
であるため、回路の発熱が防止できる。バイポーラトラ
ンジスタと異なり、ベース電流を必要としないため、駆
動回路の消費電流が少なくなり小容量のコンバータで回
路の設計が可能となる等の効果がある。Since it does not use a step-down regulator and has a lower current and saturation voltage than conventional bipolar transistors, heat generation in the circuit can be prevented. Unlike bipolar transistors, they do not require a base current, so the current consumption of the drive circuit is reduced, making it possible to design a circuit with a small-capacity converter.
第１図は本発明によるステッピングモータモータ駆動装
置の回路図、第２図は同ステッピングモータモータ駆動
装置に使用されるコンバータの回路図、第３図は従来の
ステッピングモータモータ駆動装置の回路図、第４図は
モータのコイル巻線数Ｔとコイル抵抗の関係を示すグラ
フ、第５図はＣ−ＭＯＳトランジスタのオン抵抗Ｒｏｓ
とゲート、ソース問電圧Ｖｃｓの関係を示すグラフであ
る。
１・・・電池電源
２・・・コンバータ
３・・・制御回路
４・・・ステッピングモータモータ
５・・・モータ駆動回路
ＶＤｉ＋・・・昇圧電源
ＬＳＩ・・・同一チップFIG. 1 is a circuit diagram of a stepping motor motor drive device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a converter used in the stepping motor motor drive device, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional stepping motor motor drive device. Figure 4 is a graph showing the relationship between the number of coil windings T and coil resistance of the motor, and Figure 5 is the on-resistance Ros of the C-MOS transistor.
3 is a graph showing the relationship between the voltage Vcs between the gate and the source; 1... Battery power supply 2... Converter 3... Control circuit 4... Stepping motor Motor 5... Motor drive circuit VDi+... Boost power supply LSI... Same chip
Claims (1)
するコンバータと、前記昇圧電源が供給されモータを駆
動する駆動回路と、同じく前記昇圧電源が供給され前記
駆動回路を制御する制御回路とを設け、前記駆動回路お
よび前記制御回路をＣ−ＭＯＳトランジスタで形成する
と共に、前記駆動回路および前記制御回路を 同一チップ上に集積したことを特徴とするモータ駆動装
置。[Scope of Claims] A battery power source, a converter that generates a boosted power source boosted from the battery power source, a drive circuit to which the boosted power source is supplied and drives a motor, and a drive circuit to which the boosted power source is also supplied and controls the drive circuit. What is claimed is: 1. A motor drive device comprising: a control circuit, wherein the drive circuit and the control circuit are formed of C-MOS transistors, and the drive circuit and the control circuit are integrated on the same chip.
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