JPH02261099A

JPH02261099A - ステッピングモータ駆動装置

Info

Publication number: JPH02261099A
Application number: JP8000589A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Nashida; 安昌梨子田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-10-23

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を回転させるために設け
られたスイッチング素子を用いて、回転開始時間にモー
タに流す電流をも同時に制御する定電圧ステッピングモ
ータ駆動装置に関する。

［従来の技術］従来、ステッピングモータを駆動する場合、所定の周波
数のパルス電圧をステッピングモータに加えて定常回転
させる定電圧制御方式がある。

また回転させる負荷系が大きいときには、パルス電圧の
周波数を徐々に高くし、回転数を段階的に上肩−させる
所謂スローアップ、あるいは、パルス電圧の周波数を徐
々に低くし、回転数を段階的に下げるスローダウンを行
う方式が一般的である。

［発明が解決しようとする課題Ｊしかしながら、定電圧制御回路において、スローアップ
、スローダウンを行うと、スローアップ時あるいはスロ
ーダウン時にステッピングモタに過電流が流れ、電源の
負担を大きくしてしまうことが懸念される。

また、電流を制限するために大容量の抵抗な干−夕の各
相と直列に入れたり、あるいは電流を検出して電７んを
制御する回路を付加すると、コストアップになってしま
う欠点が生しる。

よ）て本発明の目的は、コストアップを招来することな
くスローアップ、スローダウン時にステッピングモータ
に流れる過電流を防止し、負荷系のトルクに応した必要
最小限の電流でステッピングモータを駆動することかで
きるよう構成した駆動装置を提供することにある。

［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に含まれる各相コイルと
それぞれ直列に接続されたスイッチング素子を有するス
テッピングモータ駆動装置において、該スイッチング素
子を付勢することにより、回転開始時から各相を励磁す
るための導通期間を段階的に短くしていき、所定の回転
数を得る第１制御手段と、該スイッチング素子を付勢す
ることにより、各相を励磁するための導通期間を段階的
に長くしていき、その後に回転を停止する第２制御子段
と、該スイッチング素子を付勢することにより、回転開
始時から所定の回転数を得るまでの期間、および、所定
の回転数から回転を停止するまでの期間、におけ゛る各
相を励磁するための導通期間中に、所定時間の非導通期
間を所定回数ふん設ける第３制御手段とを具備したもの
である。

［作　用］本発明によれば、該スイッチング素子により該ステッピ
ングモータの回転数を制御し、スローアップする制御手
段と、上記制御手段で用いた該スイッチング素子を付勢
することにより、スローアップ時に該ステッピングモー
タに流れる電流を制御する制御手段とを設けることによ
り、コストアップを招かずに、スローアップ時にステッ
ピングモータに流れるｉＭ電流を制限し、電源および各
素子の負荷を低減することを可能とするものである。ま
た、スローダウン時においても同様である。

Ｅ実施例コ以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図、第２図、第３図、第４図は本発明の第１の実施
例を説明する図である。ここで、第１図は木実流側の電
気的構成図、第２図はスイッチング信号、第３図はステ
ッピングモータの各相に流れる電流波形を模式的に示し
たものである。第４図は、各時間における励磁相を示し
たものである。

第１図において、ＡＡ、ＢＢはステッピングモータを構
成する各相を示し、ＣＰＵＩからの信号に応じてトラン
ジスタ１０１．１０２．１０３．１０４はＯＮ１０　Ｆ
　Ｆし、それぞれの相は順次励磁されて、モータは回転
する。

ＣＰＵＩ内の１１９はステッピングモータを通常回転さ
せるためのパルス信号を発生させるルーヂン制御手段を
表わし、１２０はスローアップ時の電流を制限するため
の目的て使用されるタイマルーチン制御手段であり、１
２１．１２２．１２３．１２４は上記手段１１９からの
スローアップ時のパルス信号とタイマルーチン制御手段
１２０の出力との論理積をとるソフトウェアを模式的に
示したものである。

まず通常回転時においては、制御手段１１９より通常回
転数に応した周波数のパルス信号が発生される。他方の
制御手段１２０からは、スローアップ時ではないのでＯ
Ｎ信号が出力され、２相方式ではＣＰＵＩの各ボートか
ら１２５〜１２８を介して第４図におけるパルス信号が
順次出力される。

第４図のＴ、。においては、Ａ相、Ｂ相に接続されてい
るトランジスタｌｏｔと１０４がＯＮ状態となり、電源
ｖ２より供給される電流はＡ相からトランジスタ１０１
を介して、またＢ相からトランジスタ１０４を介して流
れ、Ａ相およびＢ相に磁束を生し、モータのロータ（不
図示）を１ステップ回転させる。

次に第４図の′ｒ１１　においては、Ａ相、Ｂ相に接続
されているトランジスタ１０１　と１０３かＯＮ状態と
なり、Ａ相、Ｂ相はＯＦＦ状態となる。よって、Ｂ相に
蓄えられていたｒＩｎ束により、Ｂ相にはグランドから
ダイオード＋０７を介して電流が電源ｖ２に流れ込むの
で、余分な電力を消費しない構成となっている。また、
各相に加わる電圧がツェナーダイオード１０９，１１０
で規定される以上のサジ電圧であるときは吸収される。

ここでは１０９１１０のようにツェナーダイオードを用
いたが、抵抗であってもかまわない。

スローアップ時においては、第２図で示されるパルス信
号がトランジスタ１０１のベースに加えられる。第１図
の制御手段１１９より、第２図の第１番目のパルスＴ１
のパルス幅を持つ信号が出力され、パルス幅Ｔ１は通常
回転時のパルス幅Ｔ３．　Ｔ４よりも広くなっている。

第１図のその他の制御手段１２０より、オン期間Ｔ５・
オフ期間Ｔ６の信号が出力され、オン期間Ｔ５は通常回
転時のパルス幅Ｔ３．　Ｔ、程度となっている。

第１図の制御手段１１９，１２０の出力の論理積がとら
れ、第２図の２０８．２０９．２１０に示すように分割
された信号がノート１２５を介して出力される。

第３図は、第２図の信号をトランジスタ１０１　に人力
した場合のＡ相に流れる電流波形を示すものである。第
３図の点線で示された３０３は、従来例の電流波形であ
り、ステッピングモータの巻線抵抗、トランジスタ１０
１のコレクタエミッタ間飽和電圧、電源電圧ｖ２から求
められる電流レベル３０２まで上昇してしまうが、第２
図に示した様に、チョッピングした場合は、３０７〜３
１１で示される電流がＡ相に流れる。第１図の制御手段
１２０で第２図のＴｓ、　Ｔａのデユーティ比を変える
ことにより、スローアップ時の電流値を変えることがで
き、負荷系トルクに応じて必要最小限の電流に設定する
ことができる。また、スローダウン時においても同様で
ある。

第５図は、本発明の第２の実施例を示す図である。第２
の実施例の電気的構成ば第１の実施例と同様である（第
１図参照）。第１の実施例では第２図に示した様にスロ
ーアップ時のパルス幅Ｔ１をＯＮ期間Ｔ５．ＯＦＦ期間
Ｔ６で数回チョッピングしたものであったが、第２の実
施例では、第５図に示す様にスローアップ時のパルス幅
Ｔ２０中で、ＯＮ期間をＴ２４からＴ２ａ　＋　”２７
に変えることによって電流値を制限している。

これは、ステッピングモータの回転開始に大ぎなトルク
を必要とする負荷系を持つ場合に、１番目のＯＮＮ期間
２４を長くし、第６図の６０７の様に電流を十分に流し
てトルクを稼ぎ、その後は徐々にパルス幅を狭くし、第
６図の６０９から５１１の様に電流を少なくしてゆくも
のである。

本実施例は第１の実施例に比べ、スローアップ時の１番
目のトルクを大きくすることができ、負荷系の特性に応
じて電流値を可変とすることができる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、定電圧ステッピ
ングモータの駆動装置において、励磁相の切り換えを行
うスイッチング素子を用いて、スローアップ、スローダ
ウン時のパルス信号を所定の時間間隔でチョッピングす
ることにより、コストアップを招かずにスローアップ時
、スローダウン時にステッピングモータに流れる過電流
を防止し、負荷系のトルクに応じた必要最小限の電流で
ステッピングモータを駆動することができる。

また、スローアップ時、スローダウン時の電源の負担お
よび諸部品の負担を軽減することができ、信頼性、安全
性の向上に寄与するものである。

図、第４図は第１の実施例の励磁パターンを示す図、第５図は本発明第２の実施例におりる励磁（ａ−’３−
を示す図、第６図は第２の実施例の相電流を示す図である。

１　・・・ＣＰＵ。

１１９・・・励磁パルスの発生ルーヂン制御手段、１２
０・・・ヂョッピングルーチン制御手段、ｉｏ１〜１０
４・・・励磁相の切り換え用スイッチングトランジスタ
、Ａ、Ａ、　　Ｂ、π・・・ステッピングモータの相。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す電気的構成図、

Claims

【特許請求の範囲】１）　ステッピングモータに含まれる各相コイルとそれ
ぞれ直列に接続されたスイッチング素子を有するステッ
ピングモータ駆動装置において、該スイッチング素子を
付勢することにより、回転開始時から各相を励磁するた
めの導通期間を段階的に短くしていき、所定の回転数を
得る第１制御手段、該スイッチング素子を付勢することにより、各相を励磁
するための導通期間を段階的に長くしていき、その後に
回転を停止する第２制御手段、該スイッチング素子を付
勢することにより、回転開始時から所定の回転数を得る
までの期間、および、所定の回転数から回転を停止する
までの期間、における各相を励磁するための導通期間中
に、所定時間の非導通期間を所定回数ぶん設ける第３制
御手段を具備したことを特徴とするステッピングモータ駆動装
置。