JPH0226296A - ステッピングモータ駆動回路 - Google Patents
ステッピングモータ駆動回路Info
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- JPH0226296A JPH0226296A JP17426388A JP17426388A JPH0226296A JP H0226296 A JPH0226296 A JP H0226296A JP 17426388 A JP17426388 A JP 17426388A JP 17426388 A JP17426388 A JP 17426388A JP H0226296 A JPH0226296 A JP H0226296A
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Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、励磁相切換時に前励磁相の保持力を急速に減
衰させ、回転を滑らかに行うようにしたステッピングモ
ータ駆動回路に関する。
衰させ、回転を滑らかに行うようにしたステッピングモ
ータ駆動回路に関する。
従来、第５図に主要部を示すように、バイファイラ巻の
コイルを使用したバイポーラ型の定電流チョッパ制御方
式のステッピングモータ駆動回路が知られている。図に
おいて、コイルシ１１はＡ相コイルであり、コイルＬ１
２は人相コイルである。 ＦＢＴＩＩ トＦＥＴ１２ ハ、Ｎチャンネルエンハン
スメン） ＭＯＳ−ＦＩＩＩＴであり、励磁相の選択と
定電流チョッパ制御を行うスイッチ素子である。又、抵
抗Ｒ１１は電流検出抵抗である。このような図示した回
路が励磁相数だけ存在し、抵抗Ｒ１１による検出電圧が
所定の基準電圧となるようにチョッパ制御を行うと共に
励磁相の選択を行う制御回路が設けられている。 このような回路において、Ａ相が選択されるとＦ［！Ｔ
ｌｌが次のようにして短周期でオンオフ制御される。Ｆ
ＥＴＩＩがオンとなると電源Ｖｃｃからの給電電流ハ：
ｌ イルＬ１１． ＦＥＴｌ１．抵抗Ｒ１１トＸ方向に
流れ、回路のインダクタンスと抵抗によって決定される
時定数で増加する。そして、抵抗Ｒ１１の両端の端子電
圧が所定の基準電圧を越えると、Ｆ［！Ｔｌｌはオフさ
れる。この時、コイルＬｌｌとコイルＬ１２とは相反す
る方向に磁気結合しており、コイルシ１２にはＹ方向に
逆起電力が生じ、Ｆ［ＥＴ１２の寄生ダイオード［１１
２（Ｆ［ｌＴ１２は基板がソースと接続されているので
、基板とドレインとでダイオードが構成される。）は順
方向にバイアスされる。従って、アース、 Ｆ［ｌＴ１
２の寄生ダイオードＤ１２．コイルＬ１２．電源Ｖｃｃ
へとＹ方向に回生電流が流れ、その回生電流は転流時の
給電電流の値を初期値として、その回路のインダクタン
スと抵抗によって決定される時定数で減衰する。そして
、ある所定時間後に、再度、ＰＥＴＩＩをオンとするこ
とにより、給電電流が再度Ｘ方向に流れ、その時の回生
電流の値を初期値として上記時定数で増加する。すると
、コイルＬｌｌの逆起電力の向きが環Ｘ方向となり、従
って、そのコイルと磁気結合しているコイルＬ１２の逆
起電力も反Ｙ方向となり、寄生ダイオード０１２は逆方
向にバイアスされるため、回生電流は遮断される。 このような作用の繰り返しにより、コイルＬｌｌとコイ
ルＬ１２を貫く磁束は、一定の所定値に制御され、ロー
タに対して一定のトルクを発生させている。
コイルを使用したバイポーラ型の定電流チョッパ制御方
式のステッピングモータ駆動回路が知られている。図に
おいて、コイルシ１１はＡ相コイルであり、コイルＬ１
２は人相コイルである。 ＦＢＴＩＩ トＦＥＴ１２ ハ、Ｎチャンネルエンハン
スメン） ＭＯＳ−ＦＩＩＩＴであり、励磁相の選択と
定電流チョッパ制御を行うスイッチ素子である。又、抵
抗Ｒ１１は電流検出抵抗である。このような図示した回
路が励磁相数だけ存在し、抵抗Ｒ１１による検出電圧が
所定の基準電圧となるようにチョッパ制御を行うと共に
励磁相の選択を行う制御回路が設けられている。 このような回路において、Ａ相が選択されるとＦ［！Ｔ
ｌｌが次のようにして短周期でオンオフ制御される。Ｆ
ＥＴＩＩがオンとなると電源Ｖｃｃからの給電電流ハ：
ｌ イルＬ１１． ＦＥＴｌ１．抵抗Ｒ１１トＸ方向に
流れ、回路のインダクタンスと抵抗によって決定される
時定数で増加する。そして、抵抗Ｒ１１の両端の端子電
圧が所定の基準電圧を越えると、Ｆ［！Ｔｌｌはオフさ
れる。この時、コイルＬｌｌとコイルＬ１２とは相反す
る方向に磁気結合しており、コイルシ１２にはＹ方向に
逆起電力が生じ、Ｆ［ＥＴ１２の寄生ダイオード［１１
２（Ｆ［ｌＴ１２は基板がソースと接続されているので
、基板とドレインとでダイオードが構成される。）は順
方向にバイアスされる。従って、アース、 Ｆ［ｌＴ１
２の寄生ダイオードＤ１２．コイルＬ１２．電源Ｖｃｃ
へとＹ方向に回生電流が流れ、その回生電流は転流時の
給電電流の値を初期値として、その回路のインダクタン
スと抵抗によって決定される時定数で減衰する。そして
、ある所定時間後に、再度、ＰＥＴＩＩをオンとするこ
とにより、給電電流が再度Ｘ方向に流れ、その時の回生
電流の値を初期値として上記時定数で増加する。すると
、コイルＬｌｌの逆起電力の向きが環Ｘ方向となり、従
って、そのコイルと磁気結合しているコイルＬ１２の逆
起電力も反Ｙ方向となり、寄生ダイオード０１２は逆方
向にバイアスされるため、回生電流は遮断される。 このような作用の繰り返しにより、コイルＬｌｌとコイ
ルＬ１２を貫く磁束は、一定の所定値に制御され、ロー
タに対して一定のトルクを発生させている。
【発明が解決しようとする課題］
ところが、上記回生電流の流れる回路の時定数を大きく
して、従って、ＦＥＴＩＩオフ時の回生電流の減衰を小
さくして、磁束の脈動が小さくなるようにしている。こ
のため、励磁相がＡ相から他の相に切換られる時、チョ
ッパ制御されていたＦＥＴ１１はオフとなるが、この時
、回生電流の減衰が小さいために人相励磁が暫く継続す
ることになる。 このＡ相励磁の継続はロータに対して制動力として作用
するため、ロータの回転トルクを減少させ、滑らかな回
転を、阻害する原因となっていた。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、励磁相切換時の保持力
を効果的に減衰させ、効率の良いモータの回転を実現す
ることである。 【！！ｌｌＩ題を解決するための手段】上記課題を解決
するだめの発明の構成は、相反する方向に磁気結合した
コイルを有し、一方のコイルに対する給電電流を遮断し
た時には、他方のコイルに生じる逆起電力により回生電
流を電源に帰還させるようにした定電流チョッパ制御方
式のステッピングモータ駆動回路において、前記コイル
の共通の給電路に挿入され、一方のコイルが励磁相とな
る時に、前記回生電流の通過可能な導通状態となり、非
励磁相の場合には、前記回生電流に対して非導通状態と
なるスイッチ素子と、 前記スイッチ素子の両端子間に接続され、前記スイッチ
素子が非導通状態の場合に、前記回生電流を通過させて
、その回生電流を急速に減衰させるエネルギー吸収素子
と を有することを特徴とする。
して、従って、ＦＥＴＩＩオフ時の回生電流の減衰を小
さくして、磁束の脈動が小さくなるようにしている。こ
のため、励磁相がＡ相から他の相に切換られる時、チョ
ッパ制御されていたＦＥＴ１１はオフとなるが、この時
、回生電流の減衰が小さいために人相励磁が暫く継続す
ることになる。 このＡ相励磁の継続はロータに対して制動力として作用
するため、ロータの回転トルクを減少させ、滑らかな回
転を、阻害する原因となっていた。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、励磁相切換時の保持力
を効果的に減衰させ、効率の良いモータの回転を実現す
ることである。 【！！ｌｌＩ題を解決するための手段】上記課題を解決
するだめの発明の構成は、相反する方向に磁気結合した
コイルを有し、一方のコイルに対する給電電流を遮断し
た時には、他方のコイルに生じる逆起電力により回生電
流を電源に帰還させるようにした定電流チョッパ制御方
式のステッピングモータ駆動回路において、前記コイル
の共通の給電路に挿入され、一方のコイルが励磁相とな
る時に、前記回生電流の通過可能な導通状態となり、非
励磁相の場合には、前記回生電流に対して非導通状態と
なるスイッチ素子と、 前記スイッチ素子の両端子間に接続され、前記スイッチ
素子が非導通状態の場合に、前記回生電流を通過させて
、その回生電流を急速に減衰させるエネルギー吸収素子
と を有することを特徴とする。
一方のコイルが励磁相となる期間、スイッチ素子は回生
電流に対してオン状態に制御され、そのコイルはチョッ
パ制御により断続的に給電される。 その断続的給電期間におけるそのコイルへの給電が遮断
される期間、他方のコイルに回生電流が断続的に流れる
。その結果、一方のコイルに断続的な給電電流が流れ、
他方のコイルに断続的な回生電流が流れることにより、
連続的に略一定の磁束が得られる。そして、上記のチョ
ッパ制御はその磁束（直接的には電流値）が所定の一定
値となるように行われる。又、給電電流は電源からスイ
ッチ素子を介して供給され、回生電流はスイッチ素子を
介して電源に帰還される。 次に、励磁相が切換られると、上記スイッチ素子は回生
電流に対してオフとなり、次の励磁相に対応した回路の
スイッチ素子がオンとなる。このとき、上記スイッチ素
子がオフとなると、そのスイッチ素子に並列に接続され
たエネルギー吸収素子を回生電流が流れ、その回生電流
はそのエネルギー吸収素子によって急激に減衰される。 その結果、そのコイルによって生じた磁束も急激に減少
し、保持力も急速に減衰することになり、滑らかな回転
が行われる。
電流に対してオン状態に制御され、そのコイルはチョッ
パ制御により断続的に給電される。 その断続的給電期間におけるそのコイルへの給電が遮断
される期間、他方のコイルに回生電流が断続的に流れる
。その結果、一方のコイルに断続的な給電電流が流れ、
他方のコイルに断続的な回生電流が流れることにより、
連続的に略一定の磁束が得られる。そして、上記のチョ
ッパ制御はその磁束（直接的には電流値）が所定の一定
値となるように行われる。又、給電電流は電源からスイ
ッチ素子を介して供給され、回生電流はスイッチ素子を
介して電源に帰還される。 次に、励磁相が切換られると、上記スイッチ素子は回生
電流に対してオフとなり、次の励磁相に対応した回路の
スイッチ素子がオンとなる。このとき、上記スイッチ素
子がオフとなると、そのスイッチ素子に並列に接続され
たエネルギー吸収素子を回生電流が流れ、その回生電流
はそのエネルギー吸収素子によって急激に減衰される。 その結果、そのコイルによって生じた磁束も急激に減少
し、保持力も急速に減衰することになり、滑らかな回転
が行われる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。第
１図は、本発明の具体的な実施例に係るステッピングモ
ータ駆動回路の構成を示したブロック図である。 コイルＬ１とコイルＬ２とはバイファイラ巻で構成され
、同一磁束に対して逆起電力が反対方向となるように結
合している。そして、コイルＬ１はＡ相コイルであり、
コイルＬ２は人相コイルである。コイルＬ１はＮチャン
ネルエンハンス７７１ＭＯ３−Ｐ［ｌＴ（以下、単にｒ
Ｆ８ＴＪと記す）１と直列に接続され、コイルＬ２は同
様にＦＥＴ２と直列に接続されている。 そして、そのコイルＬ１とコイルし２とは給電側の一端
で接続されて、電源Ｖｃｃに接続され、ＰＩＥＴＩとＦ
ＥＴ２のソースは接地されている。又、ＰＩ！ＴｌとＦ
ＥＴ２は、基板とソースが同電位に接続されていること
から、基板とドレイン間でダイオードが形成され、等価
的に、ソースからドレイン方向を順方向とする寄生ダイ
オード０１．０２が、それぞれ、ソースとドレイン間に
並列接続されていることになる。 又、コイルＬ１とＬ２との共通の給電路５には、ＦＥＴ
３が、ソース側を電源、ドレイン側をコイルＬｌ、 Ｌ
２とする方向に接続されており、その基板とソースは同
電位に接続されている。そして、このＰＥ７３のソース
とドレイン間には、等価的にソースからドレイン方向を
順方向とするエネルギー吸収素子としてのツェナーダイ
オードＺＤが基板に寄生して形成されている。尚、その
ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧はダイオード０
１．０２の耐圧よりも低く設定されている。このような
構成のＦＥＴ３はＮチャンネルエンハスメント型であり
、ソースがドレインより高電位の場合には常時導通し、
ドレインがソースよりも高電位となる回生電流の帰還時
には、ゲート信号がＨレベルの場合に、ソースとゲート
は導通する。 又、上記のＦＥＴＩには、第２図に示すように、電流検
出部１が付加されている。即ち、Ｆ［ｌＴ４はＦ［！Ｔ
ｌに対してセル分割で形成されており、それらのドレイ
ンとゲートは並列接続されている。そして、そのＦＢＴ
ＩとＦＥＴ４の各ソースは、それぞれ、演算増幅器ＯＰ
Ｉの非反転入力端子と反転入力端子に接続され、演算増
幅器ＯＰＩの出力と反転入力端子の間に電流検出抵抗Ｒ
１が接続されている。Ｆ［！ＴｌとＰＥ７４のゲートは
並列に接続されているので、ＦＥＴＩとＦＥＴ４は同一
のチョッパ制御信号により同期してオンオフする。又、
演算増幅器口Ｐ１の作用により、ＦＥＴ４のソース電位
ｖ２はＦ［ｌＴ１のソース電位ｖ１と等しく、即ち、ア
ース電位となる。このため、Ｆ［ｌＴ１とＰ［ｌＴ４の
ソース電位、ドレイン電位、ゲート電位は、それぞれ、
等しくなり、ＦＥＴＩを流れる電流１ｅの正確にセル比
により分割された電流１ｄがＦＥＴ４を流れる。 この電流１ｄは検出抵抗Ｒ１を流れ、検出抵抗Ｒ１の端
子間電圧が演算増幅器ＯＰＩの出力電圧となり、電流１
ｄは電流検出抵抗Ｖｄとして測定される。 尚、ＦＥＴ２． ＦＥＴ３についても上記と同様な構成
の電流検出部２．３がそれぞれ付加されている。 そして、第１図に図示したＡ相及び人相の回路と゛同様
な回路（図示路）が励磁相数だけ制御回路４に接続され
ている。 次に、本回路の作用を説明する。 第３図（ａ）、第３図ら）は、１−２相励磁方式におい
て、それぞれ、コイルＬ１、コイルＬ２を流れる電流１
ａ、Ｉｂの波形図である。時区間ＵはＣ−Ａ相励磁区間
、時区間■はＡ相励磁区間、時区間ＷはＡ−Ｂ相励磁区
間である。従って、この時区間Ｕ。 Ｖ、Ｗを通じてＡ相が励磁状態となる。人相が励磁相と
なると、その励磁期間、ＦＥＴ３はオンとなり、ＦＢＴ
Ｉがその励磁期間だけチョッパ制御信号を入力して微小
時間間隔でオンオフ制御される。ＦＥＴＩがオンとなる
期間では、給電電流１ａが電源Ｖｃｃ 、Ｐ［ｌＴ３、
Ａ相コイルＬｌｌ、 ＦＢＴＩ、 アースと流れる。こ
の給電電流１ａの大きさは、電流検出部１で検出され、
その電流値が、２相励磁区間では所定値Ｔｈｌを越え、
１相励磁区間では所定値Ｔｈ２を越える時に、ＦＨＴＩ
は制御回路４によってオフに制御される。従っで、給電
電流１ａはＰｔ！Ｔｌがオンの期間、一定の時定数で増
加する。 一方、ＰＥＴｌがオフとなると、その時の給電電流Ｉａ
の大きさに応じた磁束が人相磁極を貫いており、その磁
束は保存され、コイルＬ１と相反する方向に磁気結合し
ているコイルＬ２にはＹ方向に逆起電力が発生する。こ
の起電力はＰ［ｉＴ２の寄生ダイオードＤ２を順方向に
バイアスする大きさとなり、回生電流１ｄがアース、ダ
イオ−トロ２．コイルＬ２． ＦＥＴ３．電源Ｖｃｃと
流れる。この回生電流１ｂは、磁束が保存されることか
ら、Ｐｉ！Ｔｌがオフ時の給電電流１ａの大きさを初期
値として回生電流１ｂの流れる回路の時定数で減衰する
。そして、この減衰する回生電流Ｉｂの大きさは、Ｐ［
ｌＴ３の電流検出部３で検出され、その回生電流！ｂの
大きさが、２相励磁区間では所定値Ｔｈ３を下回り、１
相励磁区間では所定値Ｔｈ４を下回る時に、ＰＥＴｌは
制御回路４によって再度オンに制御される。この時、コ
イルＬ１及びコイルＬ２を貫く磁束は保存されることか
ら、［’８Ｔ１がオンとなった時の回生電流１ｂの大き
さを初期値とし、回路の時定数で増加する給電電流【ａ
が再度流れる。 このようなチョッパ制御により、給電電流１ａと回生電
流１ｂは、２相励磁区間では所定値Ｔｈ３と所定値Ｔｈ
ｌの間、１相励磁区間では所定値Ｔｈ４と所定値Ｔｈ２
の間になるように制御され、従って、給電電流１ａと回
生電流１ｂとによって生じる磁束も一定範囲に存在する
ように制御される。 次に、時区間Ｗが過ぎて、Ａ相励磁が終わると、制御回
路４によりＦ［ｌＴ３はオフとされ、ＦＥＴＩがオン状
態であれは、同時にオフとされる。すると、給電電流１
ａが遮断されるのであるから、コイルＬ２は回生電流１
ｂを流せるだけの逆起電力を発生し、上記した回生電流
１ｂが、アース、ダイオ−トロ２．コイルＬ２． ＦＥ
Ｔ３はオフであるのでツェナーダイオードＺＯ，電源Ｖ
ｃｃと流れる。そして、この時、人相磁束の磁気エネル
ギーは、このツェナーダイオードＺＤにより熱消費され
、回生電流１ｂは急速に減衰する。このため、Ａ相の磁
束は急激に減衰し、その磁束による保持力も急速に消滅
して、滑らかな回転が実現される。 尚、上記実施例では、電流検出部１，２．３をＦＢＴｌ
、 ＦＥＴ２． ＦＥＴ３のセル分割で実現しているの
で、電流検出の構成が簡単となると共に、検出抵抗によ
る電力損失を減少させることができる。 又、チョッパ制御時の給電電流！ａの通電開始時は回生
電流ｒｂの大きさで制御されるため、磁束の上限と下限
が一定範囲に制御されることになり、均一なトルクの発
生が可能となる。 又、ダイオ−トロ１．ダイオード０２．ツェナーダイオ
−１’ ＺＯｔｔ ＦＥＴＩ、 ＦＥＴ２． Ｆｌ！Ｔ
３の寄生ダイオードで構成しているため、回路構成が簡
単となる。 尚、上記実施例は、−例であり、他の種々の変形が考え
られる。 例えば、ＦＥＴをＰチャンネルＰＥＴで構成して駆動回
路を第４図に示すように構成しても良い。即ち、ＰＥＴ
１． ＦＥＴ２． ＦＥＴ３に対応して、それぞれ、Ｆ
［ｌＴ６゜ＦＥＴ７． Ｆｌ！Ｔ８を用い、電流検出部
１．２．３に対応して、それぞれ、電流検出部６．７．
８を用い、ダイオードＤｉ、 Ｄ２に対応して、それぞ
れ、ダイオード０７． Ｄ８を用い、ツェナーダイオー
ドＺＤに対応してツェナーダイオードＺＤ８を用いても
良い。この回路により、コイルＬＬ、 Ｌ２の一端をＩ
ＩＥＴ８による等測的な順方向ダイオードを介して常時
接地状態で用いることができる。 又、上記実施例では、自励発振によるチョッパ制御方式
について述べたが、ＰＷＭ制御による制御であっても良
い。 又、上記スイッチ素子としてのＰ［！Ｔのオン抵抗が小
さくなることから、回路時定数を大きく、即ち、回生電
流の減衰を小さくできる。 又、電流検出機構は、従来の回路のように抵抗を給電回
路に挿入して検出も良い。 又、ツェナーダイオードＺＤの代わりに、アレスタ、バ
リスタ等の同様な素子で構成しても良い。 【発明の効果］ 本発明は、定電流チョッパ制御方式のステッピングモー
タ駆動回路において、コイルの共通の給電路に挿入され
、一方のコイルが励磁相となる時に、回生電流の通過可
能な導通状態となり、非励磁相の場合には、前記回生電
流に対して非導通状態となるスイッチ素子と、スイッチ
素子の両端子間に接続され、スイッチ素子が非導通状態
の場合に、回生電流を通過させて、その回生電流を急速
に減衰させるエネルギー吸収素子とを有しているので、
励磁相切換時の回生電流を急速に減衰させることができ
、その結果、その相の磁束を急速に減少させることがで
きる。従って、励磁相切換時の保持力が急速に減少し、
モータの回転が滑らかに行われる。
１図は、本発明の具体的な実施例に係るステッピングモ
ータ駆動回路の構成を示したブロック図である。 コイルＬ１とコイルＬ２とはバイファイラ巻で構成され
、同一磁束に対して逆起電力が反対方向となるように結
合している。そして、コイルＬ１はＡ相コイルであり、
コイルＬ２は人相コイルである。コイルＬ１はＮチャン
ネルエンハンス７７１ＭＯ３−Ｐ［ｌＴ（以下、単にｒ
Ｆ８ＴＪと記す）１と直列に接続され、コイルＬ２は同
様にＦＥＴ２と直列に接続されている。 そして、そのコイルＬ１とコイルし２とは給電側の一端
で接続されて、電源Ｖｃｃに接続され、ＰＩＥＴＩとＦ
ＥＴ２のソースは接地されている。又、ＰＩ！ＴｌとＦ
ＥＴ２は、基板とソースが同電位に接続されていること
から、基板とドレイン間でダイオードが形成され、等価
的に、ソースからドレイン方向を順方向とする寄生ダイ
オード０１．０２が、それぞれ、ソースとドレイン間に
並列接続されていることになる。 又、コイルＬ１とＬ２との共通の給電路５には、ＦＥＴ
３が、ソース側を電源、ドレイン側をコイルＬｌ、 Ｌ
２とする方向に接続されており、その基板とソースは同
電位に接続されている。そして、このＰＥ７３のソース
とドレイン間には、等価的にソースからドレイン方向を
順方向とするエネルギー吸収素子としてのツェナーダイ
オードＺＤが基板に寄生して形成されている。尚、その
ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧はダイオード０
１．０２の耐圧よりも低く設定されている。このような
構成のＦＥＴ３はＮチャンネルエンハスメント型であり
、ソースがドレインより高電位の場合には常時導通し、
ドレインがソースよりも高電位となる回生電流の帰還時
には、ゲート信号がＨレベルの場合に、ソースとゲート
は導通する。 又、上記のＦＥＴＩには、第２図に示すように、電流検
出部１が付加されている。即ち、Ｆ［ｌＴ４はＦ［！Ｔ
ｌに対してセル分割で形成されており、それらのドレイ
ンとゲートは並列接続されている。そして、そのＦＢＴ
ＩとＦＥＴ４の各ソースは、それぞれ、演算増幅器ＯＰ
Ｉの非反転入力端子と反転入力端子に接続され、演算増
幅器ＯＰＩの出力と反転入力端子の間に電流検出抵抗Ｒ
１が接続されている。Ｆ［！ＴｌとＰＥ７４のゲートは
並列に接続されているので、ＦＥＴＩとＦＥＴ４は同一
のチョッパ制御信号により同期してオンオフする。又、
演算増幅器口Ｐ１の作用により、ＦＥＴ４のソース電位
ｖ２はＦ［ｌＴ１のソース電位ｖ１と等しく、即ち、ア
ース電位となる。このため、Ｆ［ｌＴ１とＰ［ｌＴ４の
ソース電位、ドレイン電位、ゲート電位は、それぞれ、
等しくなり、ＦＥＴＩを流れる電流１ｅの正確にセル比
により分割された電流１ｄがＦＥＴ４を流れる。 この電流１ｄは検出抵抗Ｒ１を流れ、検出抵抗Ｒ１の端
子間電圧が演算増幅器ＯＰＩの出力電圧となり、電流１
ｄは電流検出抵抗Ｖｄとして測定される。 尚、ＦＥＴ２． ＦＥＴ３についても上記と同様な構成
の電流検出部２．３がそれぞれ付加されている。 そして、第１図に図示したＡ相及び人相の回路と゛同様
な回路（図示路）が励磁相数だけ制御回路４に接続され
ている。 次に、本回路の作用を説明する。 第３図（ａ）、第３図ら）は、１−２相励磁方式におい
て、それぞれ、コイルＬ１、コイルＬ２を流れる電流１
ａ、Ｉｂの波形図である。時区間ＵはＣ−Ａ相励磁区間
、時区間■はＡ相励磁区間、時区間ＷはＡ−Ｂ相励磁区
間である。従って、この時区間Ｕ。 Ｖ、Ｗを通じてＡ相が励磁状態となる。人相が励磁相と
なると、その励磁期間、ＦＥＴ３はオンとなり、ＦＢＴ
Ｉがその励磁期間だけチョッパ制御信号を入力して微小
時間間隔でオンオフ制御される。ＦＥＴＩがオンとなる
期間では、給電電流１ａが電源Ｖｃｃ 、Ｐ［ｌＴ３、
Ａ相コイルＬｌｌ、 ＦＢＴＩ、 アースと流れる。こ
の給電電流１ａの大きさは、電流検出部１で検出され、
その電流値が、２相励磁区間では所定値Ｔｈｌを越え、
１相励磁区間では所定値Ｔｈ２を越える時に、ＦＨＴＩ
は制御回路４によってオフに制御される。従っで、給電
電流１ａはＰｔ！Ｔｌがオンの期間、一定の時定数で増
加する。 一方、ＰＥＴｌがオフとなると、その時の給電電流Ｉａ
の大きさに応じた磁束が人相磁極を貫いており、その磁
束は保存され、コイルＬ１と相反する方向に磁気結合し
ているコイルＬ２にはＹ方向に逆起電力が発生する。こ
の起電力はＰ［ｉＴ２の寄生ダイオードＤ２を順方向に
バイアスする大きさとなり、回生電流１ｄがアース、ダ
イオ−トロ２．コイルＬ２． ＦＥＴ３．電源Ｖｃｃと
流れる。この回生電流１ｂは、磁束が保存されることか
ら、Ｐｉ！Ｔｌがオフ時の給電電流１ａの大きさを初期
値として回生電流１ｂの流れる回路の時定数で減衰する
。そして、この減衰する回生電流Ｉｂの大きさは、Ｐ［
ｌＴ３の電流検出部３で検出され、その回生電流！ｂの
大きさが、２相励磁区間では所定値Ｔｈ３を下回り、１
相励磁区間では所定値Ｔｈ４を下回る時に、ＰＥＴｌは
制御回路４によって再度オンに制御される。この時、コ
イルＬ１及びコイルＬ２を貫く磁束は保存されることか
ら、［’８Ｔ１がオンとなった時の回生電流１ｂの大き
さを初期値とし、回路の時定数で増加する給電電流【ａ
が再度流れる。 このようなチョッパ制御により、給電電流１ａと回生電
流１ｂは、２相励磁区間では所定値Ｔｈ３と所定値Ｔｈ
ｌの間、１相励磁区間では所定値Ｔｈ４と所定値Ｔｈ２
の間になるように制御され、従って、給電電流１ａと回
生電流１ｂとによって生じる磁束も一定範囲に存在する
ように制御される。 次に、時区間Ｗが過ぎて、Ａ相励磁が終わると、制御回
路４によりＦ［ｌＴ３はオフとされ、ＦＥＴＩがオン状
態であれは、同時にオフとされる。すると、給電電流１
ａが遮断されるのであるから、コイルＬ２は回生電流１
ｂを流せるだけの逆起電力を発生し、上記した回生電流
１ｂが、アース、ダイオ−トロ２．コイルＬ２． ＦＥ
Ｔ３はオフであるのでツェナーダイオードＺＯ，電源Ｖ
ｃｃと流れる。そして、この時、人相磁束の磁気エネル
ギーは、このツェナーダイオードＺＤにより熱消費され
、回生電流１ｂは急速に減衰する。このため、Ａ相の磁
束は急激に減衰し、その磁束による保持力も急速に消滅
して、滑らかな回転が実現される。 尚、上記実施例では、電流検出部１，２．３をＦＢＴｌ
、 ＦＥＴ２． ＦＥＴ３のセル分割で実現しているの
で、電流検出の構成が簡単となると共に、検出抵抗によ
る電力損失を減少させることができる。 又、チョッパ制御時の給電電流！ａの通電開始時は回生
電流ｒｂの大きさで制御されるため、磁束の上限と下限
が一定範囲に制御されることになり、均一なトルクの発
生が可能となる。 又、ダイオ−トロ１．ダイオード０２．ツェナーダイオ
−１’ ＺＯｔｔ ＦＥＴＩ、 ＦＥＴ２． Ｆｌ！Ｔ
３の寄生ダイオードで構成しているため、回路構成が簡
単となる。 尚、上記実施例は、−例であり、他の種々の変形が考え
られる。 例えば、ＦＥＴをＰチャンネルＰＥＴで構成して駆動回
路を第４図に示すように構成しても良い。即ち、ＰＥＴ
１． ＦＥＴ２． ＦＥＴ３に対応して、それぞれ、Ｆ
［ｌＴ６゜ＦＥＴ７． Ｆｌ！Ｔ８を用い、電流検出部
１．２．３に対応して、それぞれ、電流検出部６．７．
８を用い、ダイオードＤｉ、 Ｄ２に対応して、それぞ
れ、ダイオード０７． Ｄ８を用い、ツェナーダイオー
ドＺＤに対応してツェナーダイオードＺＤ８を用いても
良い。この回路により、コイルＬＬ、 Ｌ２の一端をＩ
ＩＥＴ８による等測的な順方向ダイオードを介して常時
接地状態で用いることができる。 又、上記実施例では、自励発振によるチョッパ制御方式
について述べたが、ＰＷＭ制御による制御であっても良
い。 又、上記スイッチ素子としてのＰ［！Ｔのオン抵抗が小
さくなることから、回路時定数を大きく、即ち、回生電
流の減衰を小さくできる。 又、電流検出機構は、従来の回路のように抵抗を給電回
路に挿入して検出も良い。 又、ツェナーダイオードＺＤの代わりに、アレスタ、バ
リスタ等の同様な素子で構成しても良い。 【発明の効果］ 本発明は、定電流チョッパ制御方式のステッピングモー
タ駆動回路において、コイルの共通の給電路に挿入され
、一方のコイルが励磁相となる時に、回生電流の通過可
能な導通状態となり、非励磁相の場合には、前記回生電
流に対して非導通状態となるスイッチ素子と、スイッチ
素子の両端子間に接続され、スイッチ素子が非導通状態
の場合に、回生電流を通過させて、その回生電流を急速
に減衰させるエネルギー吸収素子とを有しているので、
励磁相切換時の回生電流を急速に減衰させることができ
、その結果、その相の磁束を急速に減少させることがで
きる。従って、励磁相切換時の保持力が急速に減少し、
モータの回転が滑らかに行われる。
第１図は本発明の具体的な実施例に係るステッピングモ
ータ駆動回路を示した回路図。第２図は駆動回路の電流
検出部の構成を示した回路図。第３図は給電電流と回生
電流の波形図。第４図は他の実施例に係る駆動回路の回
路図。第５図は従来のステッピングモータ駆動回路を示
した回路図である。 １．２．３・”・・電流検出部 ４・・制御回路特許出
願人 日本電装株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修
ータ駆動回路を示した回路図。第２図は駆動回路の電流
検出部の構成を示した回路図。第３図は給電電流と回生
電流の波形図。第４図は他の実施例に係る駆動回路の回
路図。第５図は従来のステッピングモータ駆動回路を示
した回路図である。 １．２．３・”・・電流検出部 ４・・制御回路特許出
願人 日本電装株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 相反する方向に磁気結合したコイルを有し、一方のコ
イルに対する給電電流を遮断した時には、他方のコイル
に生じる逆起電力により回生電流を電源に帰還させるよ
うにした定電流チョッパ制御方式のステッピングモータ
駆動回路において、前記コイルの共通の給電路に挿入さ
れ、一方のコイルが励磁相となる時に、前記回生電流の
通過可能な導通状態となり、非励磁相の場合には、前記
回生電流に対して非導通状態となるスイッチ素子と、 前記スイッチ素子の両端子間に接続され、前記スイッチ
素子が非導通状態の場合に、前記回生電流を通過させて
、その回生電流を急速に減衰させるエネルギー吸収素子
と を有することを特徴とするステッピングモータ駆動回路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174263A JP2705122B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | ステッピングモータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174263A JP2705122B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | ステッピングモータ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226296A true JPH0226296A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2705122B2 JP2705122B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15975581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174263A Expired - Lifetime JP2705122B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | ステッピングモータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705122B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62262700A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Seiko Epson Corp | ステツプモ−タ駆動回路 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63174263A patent/JP2705122B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62262700A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-14 | Seiko Epson Corp | ステツプモ−タ駆動回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2705122B2 (ja) | 1998-01-26 |
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