JPH0199496A

JPH0199496A - ステッピングモータの駆動装置

Info

Publication number: JPH0199496A
Application number: JP25488087A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shoji; 隆庄司
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1989-04-18

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装置、詳しくは、カ
メラのオートフォーカスや絞り制御等のため、あるいは
、ハンドベルト用コンピュータのヘッドアクセス等のた
めに使用されるステッピングモータの駆動装置に関する
。

［従来の技術］周知のように、ステッピングモータを上記装置のアクチ
ュエータとして使用する場合、電池を電源としてパルス
駆動するのを常としている。従って、使用につれ電池電
圧が低下していくと、この電圧低下に伴い、ステッピン
グモータのトルクが低下し、モータのトルク不足による
税調現象、つまり回転不能になって回転が停止してしま
う現象が生ずる虞れがあった。このように、電池を電源
とするステッピングモータの駆動装置にとって、電池電
圧が低下すると、ステッピングモータの駆動に悪影響が
あった。

そこで、従来は次のような２つの対策のうちの何れかを
採用していた。第１の方法は、電池電圧が低下しても駆
動装置の電源電圧が変動しないように、安定化電源を使
用する方法である。第２の方法は、パルス駆動の周波数
を低下させると発生するトルクが増大するというステッ
ピングモータの特性を利用し、電源電圧が低いときでも
脱調せずに充分回転できるように予じめ低いパルス周波
数で駆動してやるという方法である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上述の第１の方法では、別に安定化電源
装置を必要とし、且つ安定化電源装置で消費される電力
損失分だけ電池寿命が短くなるという問題点があった。

また、第２の方法では、電池が消耗する以前の電源電圧
が高い場合でも低い周波数で回転されることになるから
、アクチュエータとしての位置決めに要する制御時間が
長くなってしまうという問題点があった。

ところで、電池電源電圧をチエツクし、電池電圧の低い
ときはステッピングモータを駆動するパルス信号の周波
数を下げて低速回転とすれば、位置決めに要する時間は
かかっても、脱調することなしに回転させることができ
る。また、電池電圧が高いときは、パルス駆動周波数を
上げて高速回転としても充分なトルクを得られるので脱
調する虞れがなく、位置決めに必要な時間を短縮するこ
とができる。しかも、従来の第１の方法のように、安定
化電源を使用しないから、これによる電力損失がなくな
る。

そこで、本発明の目的は、上述した点に鑑み、ステッピ
ングモータを駆動するパルス信号の周波数を電源電圧に
応じて変化させることにより、従来のステッピングモー
タの駆動装置が有していた問題点を解消した駆動装置を
提供するにある。

［間通点を解決するための手段および作用コ本発明では
、上記問題点を解決するために、ステッピングモータを
駆動する電源電圧に応じて、上記ステッピングモータを
駆動するパルス信号の周波数を変化させる手段を備えて
いる。従って、電源電圧が低いときは、パルス信号の周
波数が低下して税調の虞れなくステッピングモータが駆
動し、電源電圧が高いときは、パルス信号の周波数が高
くなって位置決めに要する時間が短縮される。

［実　施　例］第１図は、本発明の一実施例を示すステッピングモータ
の駆動装置の回路図である。この第１図に示される駆動
装置では、基準電圧を、使用しようとする電源電圧範囲
の上限に近い電圧値と、下限に近い電圧値との２箇所に
設定することによって、ステッピングモータを駆動する
パルス信号の周波数を高速、中速、低速と３分割して制
御するようにしている。

第１図において、符号１は、このステッピングモータの
駆動装置に直流電源を供給するための電池で、この電池
１の電圧は、抵抗Ｒ２とＲ１で分圧され電源電圧を検出
する検出用電圧ｖｆｉｌとして、比較器２の非反転入力
端子と、比較器３の反転入力端子とにそれぞれ供給され
ている。一方、電池１の端子間電圧は、抵抗Ｒ１と定電
圧ダイオードＺＤ、からなる直列回路にも供給されて、
定電圧ダイオードＺＤ、の両端に第１の基準電圧Ｖｒｌ
を得ており、同基準電圧Ｖｒｌは比較器２の反転入力端
子に印加される。この第１の基準電圧Ｖｒｌは、電源電
圧“高”を検出するための基準電圧となるもので、通常
、使用範囲の上限に近い電圧値に設定される。上記第１
の基準電圧Ｖｒｌは、さらに、抵抗Ｒ４とＲ９で分圧さ
れて第２の基準電圧Ｖｒ２となる。この第２の基準電圧
Ｖｒ２は、電源電圧“低”を検出するための基準電圧で
あり、通常、使用範囲の下限に近い電圧値に設定され、
比較器３の非反転入力端子に供給される。

比較器２と３の各出力は、ＣＰＵ４に供給されて論理演
算されたのち、ドライバ５を介して、図示シナいアクチ
ュエータを作動させるためのステッピングモータ６に供
給される。

このように構成された本実施例装置は次のように作動す
る。今、電池１が供用し始めたばかりの新品でその電池
電圧が充分に高い場合、検出用電圧Ｖｌｎは第１の基準
電圧Ｖｒｌより高いので、表１に示すように、比較器２
の出力は“Ｈ“となり、比較器３の出力はＬ”となる。

表　　　１また、電池１が殆んど使用し尽くして、電池寿命の末期
に近くなると、検出用電圧Ｖｍは第２の基準電圧Ｖｒ２
よりも低くなるので、表１に示すように、比較器２の出
力レベルは“Ｌ”となり、比較器３の出力レベルは“Ｈ
”となる。さらにまた、電池１が上述の中間の消耗状態
にあるときは、検出電圧Ｖｍが第１の基準電圧Ｖｒｌよ
りは低く、第２の基準電圧Ｖｒ２よりは高くなるから、
表１に示すように、比較器２と３の出力レベルは何れも
“Ｌ”となる。

このような比較器２と３の出力がＣＰＵ４に供給される
と、ＣＰＵ４は第２図に示すフローチャートに従ってス
テッピングモータを駆動するパルス信号の周波数を変化
させる制御動作を行ない、本実施例装置が作動する。

即ち、ＣＰＵ４は第２図に示すように、まず、比較器２
の出力の論理レベルをチエツクし、これが“Ｈ″の場合
には、電源電圧“高”と判断し、高速のパルス周波数を
選択する。また、この比較器２の出力の論理レベルが“
Ｌ”の場合には、次に、比較器３の出力の論理レベルを
チエツクし、“Ｈ”なら電源電圧“低”と判断して低速
のパルス周波数を選択する。比較器３の出力の論理レベ
ルも“Ｌ“の場合は、電源電圧が“高”と“低”の中間
の電圧レベルと判断し、中速のパルス周波数を選択する
。このようにしてパルス周波数の選択が終ったら、その
選択された周波数でドライバ５によりステッピングモー
タ６がパルス駆動される。

第３図（Ａ）は電源電圧“高“の場合、第３図（Ｂ）は
電源電圧“中”の場合、第３図（Ｃ）は電源電圧“低“
の場合、のそれぞれについてステッピングモータを駆動
するパルス信号の周波数を時間の関数として示した線図
で、立上がり、立下がり部分が傾斜した台形となってい
る。これらの図から分るように、電源電圧の“高”、　
“中”、　“低″に応じ、脱調を回避して所要のトルク
を確保するように、フラット部分のパルス周波数をｆＭ
Ａ＞ｆＭＢ＞ｆＭｃのように変えている。また、立上が
り、立下がり部分の傾斜角θもθ＾〉θＢ〉θＣのよう
に、パルス周波数の変化率を落して、加速に必要なトル
クを抑えている。この理由は、立上がり、立下がり部分
の傾きに相当する加速度が大になるほど、モータの必要
とするトルクが増えてくるので、電源電圧の低下に伴い
、立上がり。

立下がり部分の傾斜を緩やかにすることによって、電源
電圧の低下によるトルク低下を防ぎ、これによって税調
現象を防止しようとするものである。

ところで、ステッピングモータの移動量は、単位時間当
り回転数と時間との積に相当するので、第３図（Ａ）　
、　（Ｂ）　、　（Ｃ）の各図についてステッピングモ
ータの移動量が等しければ、面積も等しいはずである。

従って、電源電圧が低い場合には、第３図（Ｃ）に示す
ように、周波数つまり単位時間当りの回転数が低くなり
、時間をかけて作動することによりトルクが増大して税
調現象が防止される。

逆に、電源電圧が高い時は、第３図（Ａ）に示すように
、周波数が高くなるので、短時間で制御目標位置に位置
決めされる。

以上の説明では、ステッピングモータを駆動するパルス
信号の周波数は、台形状に変化させたが、立上がり、立
下がり部分をステップ状に急峻に変化させてもよいこと
は勿論である。また、電源電圧を３分割する例について
述べたが、もっと細かく分割すれば、よりきめ細かな制
御ができることはいうまでもない。

［発明の効果コ以上述べたように、本発明によれば、電池の電圧が低下
した場合、ステッピングモータを駆動するパルス信号の
周波数、つまり単位時間当りの回転数を下げ、時間をか
壁で駆動するので、トルク不足により、モータが脱調し
てしまうという最悪の状態を防止できるとともに、電源
電圧が高くなったときは、パルス信号の周波数を高くす
るので位置決めによる制御時間を短くすることができる
。

また、安定化電源等、別の装置を必要としないので、余
分の電力損失がなく、電池寿命を不要に短縮させてしま
うという虞れを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るステッピングモータ
の駆動装置の電気回路図、第２図は、上記第１図中のＣＰＵのフローチャート、第３図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は、上記第１図
に示す装置で、電源電圧レベルの変化により、ステッピ
ングモータを駆動するパルス信号の時間に対するパルス
周波数の変化を示した各線図である。１・・・・・・・・・・・・電　池２．３・・・・・・比較器（パルス信号の周波数を変化
させる手段）４・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ　（パルス信号の周
波数を変化させる手段）

Claims

【特許請求の範囲】

　ステッピングモータを駆動する電源電圧に応じて、上
記ステッピングモータを駆動するパルス信号の周波数を
変化させる手段を具備したことを特徴とするステッピン
グモータの駆動装置。