JPH0329999Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はステツピングモートル駆動回路、特に
定電流制御式のステツピングモートル駆動回路に
関するものである。

従来の定電流制御式のステツピングモートル駆
動回路の概略を第１図に示す。第１図は４相ステ
ツピングモートルの駆動回路の２相分のみを示
し、他の２相分の回路は全く同様であるから省略
する。

第１図において、定電流制御用トランジスタ１
０はコレクタが電源１２に、エミツタがステツピ
ングモートル（以下、モートルと称す）のコイル
１４，１６に夫々接続されている。この各コイル
には夫々相駆動用トランジスタ１８，２０のコレ
クタが接続され、そのエミツタが上記コイル１
４，１６に流れる電流検知用抵抗２２に接続され
ている。この電流検知用抵抗２２からの信号を受
けて作動する電流検知回路２４は、コイル１４，
１６の電流が設定以上（第１図V_HまたはV_L）に
なると、上記定電流制御用トランジスタ１０をカ
ツトオフにする。トランジスタ保護用ツエナーダ
イオード２６，２８とダイオード８１，８３は上
記電源１２の正極側と上記トランジスタ１８，２
０のコレクタとの間に接続されている。トランジ
スタ保護用ダイオード３０は上記定電流制御用ト
ランジスタ１０のカソードと電源１２の負極側３
２との間に接続されている。集積回路（以下、
IC回路と称す）３４は、モートル駆動信号ａを
受けて、モートル各相を順序良く励磁する信号
（以下、相分配信号と称す）に変換する相分配用
IC回路である。このIC回路の動作波形を第３図
に示す。

次に上記構成からなる定電流制御式ステツピン
グモータ駆動回路の動作について説明する。第１
図において、モートルコイル１４，１６に電流が
流れていない状態では、電流検知回路２４の出力
は高電位になつており、定電流制御用トランジス
タ１０は導通状態にある。

この状態において、モートル駆動信号ａが相分
配用IC回路３４に入力されて、まず、Ａ相のコ
イル１４の励磁信号がトランジスタ１８のベース
に入力されると、トランジスタ１８は導通してＡ
相のコイル１４が励磁され、コイル抵抗と電源１
２の電圧で決まる電流値をめざして急速に電流が
立上る。このコイル電流は電流検知用抵抗２２を
流れるので、この電流検知用抵抗２２に発生する
電圧はコイル電流に比例して上昇する。

そして、電流検知回路２４に入力される高い方
の電流設定値V_Hよりも電流検知用抵抗２２に発
生する電圧が高くなると、電流検知回路２４の出
力は低電位になつて定電流制御用トランジスタ１
０をカツトオフにする。すると、コイル１４は非
励磁となり、コイル電流は零をめざして減少し、
電流検知回路２４に入力される電圧も減少する。

上記電圧が電流検知回路２４の低い方の電流設
定値V_Lよりも低くなると、電流検知回路２４の
出力は再び高電位となつて定電流制御用トランジ
スタ１０を再び導通させる。上記電流設定値V_H
と同V_Lは適当な幅をもたせてある。

上記の如く、定電流制御用トランジスタ１０は
相駆動用トランジスタ１８が導通している間、導
通−カツトオフを繰り返してコイル１８に流れる
電流を一定に制御する。

以上の動作はコイル励磁信号が移行してトラン
ジスタ２０が導通され、相のコイル１６が励磁
されるときも同様に行なわれる。ダイオード３０
は定電流制御用トランジスタ１０がカツトオフし
た瞬間、コイル１４または１６に発生するサージ
電圧を吸収して上記定電流制御用トランジスタを
保護する。ツエナーダイオード２６または２８は
トランジスタ１８または２０がカツトオフになつ
た瞬間、コイル１４または１６に発生するサージ
電圧を吸収して上記トランジスタ１８および２０
を保護する。

なお、相分配用IC回路３４の他の出力Ｂ、
が出力されたときも、不図示の他の２相分の回路
が同様に動作する。

従来の定電流制御式のステツピングモートル駆
動回路は以上のように構成されており、定電流制
御用トランジスタと相駆動用トランジスタの２種
類を必要とし、また、サージ吸収回路のツエナー
ダイオードも高電流のものを使用しなければなら
ない等の理由で高価であつた。

本考案は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は定電流制御と相駆動制御を
同一のトランジスタで行なうように構成すると共
に簡略化したサージ吸収回路を構成して、安価な
ステツピングモートル駆動回路を提供することお
よびコイル電流が基準値を越えたときに一定時間
だけコイル電流を遮断し、かつこの基準値をモー
トルの状態によつて変更してモートルの状態に応
じて常に適切なコイル電流制御を行うことにあ
る。

上記の目的を達成するために、本考案は、オン
オフ指令によつてその回転がオンオフされるステ
ツピングモートルの各相のコイルにそれぞれ直列
に接続され、相駆動信号によつて順次導通される
トランジスタと、上記コイルに流れる電流を検出
するコイル電流検知用抵抗と、この抵抗に発生す
る電圧を受け、これを基準電圧と比較してその結
果の信号を出力する電圧比較器と、この電圧比較
器の比較結果の信号を受け、上記抵抗に発生する
電圧が基準電圧を越えたときに一定時間のパルス
を発生する単発信号発生器と、この単発信号発生
器の出力信号および上記相駆動信号を受け、上記
相駆動信号が上記トランジスタの導通をオンする
指令であつても上記単発信号発生回路からの上記
パルスが出力されている時間は上記トランジスタ
の導通をオフ特するアンド回路と、上記コイルを
保護するためのサージ電圧吸収回路と、上記ステ
ツピングモートルへのオンオフの指令を受け、オ
ン指令のときは上記電圧比較器の基準電圧を高く
し、オフ指令のときは低くなるように基準値を変
更する基準値変更回路と、を備えたことを特徴と
する。

以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例を
説明する。第２図は第１図と同一部分に同一符号
を付した本考案ステツピングモートル駆動回路図
である。図示の実施例は４相ステツピングモート
ル駆動回路のＡ相と相のみを示し、他相の回路
は同様な回路なので省略している。

コイル励磁用直流電源１２にはＡ相コイル１４
と相コイル１６の一端が接続され、この各コイ
ルの他端にはトランジスタ３６，３８のコレクタ
が接続されている。このトランジスタのエミツタ
回路に挿入された電流検知用抵抗２２の発生電圧
は電流制御用抵抗４０を介して電圧比較用の演算
増幅器（以下、オペアンプと称す）４２の反転入
力端子に供給される。この演算増幅器４２の非反
転入力端子には回路用電源の正極側１００に接続
された分圧抵抗４４，４６の中点Ｐから基準電圧
が供給される。また、上記演算増幅器４２の反転
入力端子と出力端子との間には帰還抵抗４８が接
続され、上記出力端子は電流制御用抵抗５０を介
して単発信号発生用のIC回路５２の入力端子に
接続されている。このIC回路５２は抵抗５４と
コンデンサ５６とで決まる時間幅の単発信号を発
生するもので、その出力端子はアンド回路５８，
６０の一方の入力端子に接続されている。このア
ンド回路の他の入力端子には相分配用IC回路３
４のＡ信号、信号の出力端子が接続され、各ア
ンド回路の出力端子は抵抗６２，６４を介して前
記トランジスタ３６，３８のベースに接続されて
いる。単発信号発生用のIC回路６６はモートル
駆動信号ａの供給を受け、抵抗６８とコンデンサ
７０とで決まる時間幅の単発信号を抵抗７２を介
してトランジスタ７４のベースに供給する。この
トランジスタはそのコレクタ回路に挿入された抵
抗７６を介して、前記分圧抵抗４６と並列に接続
されている。このIC回路６６、抵抗６８、コン
デンサ７０、抵抗７２、トランジスタ７４、抵抗
７６および分圧抵抗４６によつて基準値変更回路
が構成されている。抵抗７８とダイオード８０，
８２はトランジスタ３６，３８を保護するための
サージ電圧吸収回路を構成している。また、ダイ
オード８４，８６は上記トランジスタ３６，３８
に加わる逆電圧をバイパスするものである。

以下、上記構成からなる本考案ステツピングモ
ートル駆動回路の動作を第４図の動作波形を参照
しながら説明する。いま、ステツピングモートル
駆動信号ａが相分配用IC回路３４に入力されて、
この相分配用IC回路からＡ相励磁の信号が出力
されたとする。最初の状態では、単発信号発生用
のIC回路５２の出力端子は高レベルになつて
おり、上記相分配用IC回路３４からのＡ相駆動
信号（第４図ｂ）がアンド回路５８に入力される
と、このアンド回路は高レベルの出力を発生して
トランジスタ３６を導通状態にする。このため、
コイル１４には電源１２とコイル１４の抵抗で決
まる電流値を目ざして電流が流れる。コイル電流
は電流検知用抵抗２２を通つて流れるので、コイ
ル電流が増加すると、抵抗２２の両端に発生する
電圧も大きくなる。この電圧が分圧抵抗４４，４
６で決まるオペアンプ４２の基準電圧V_Hより高
くなると、オペアンプ４２の出力が低電位に反転
する（第４図ｄ）。

上記の如く、オペアンプ４２の出力が低電位に
反転すると、単発信号発生用のIC回路５２は入
力が低電位になつた瞬間に作動して、抵抗５４と
コンデンサ５６で決まる時間幅の単発信号即ち第
４図ｅに示す低電位の信号を発生する。

上記単発信号を受けて上記アンド回路５８の出
力は低電位となる。従つて、トランジスタ３６は
カツトオフとなり、コイル１４の励磁は単発信号
の発生時間停止される。この後再びIC回路５２
の出力は高電位となるので、アンド回路５８の出
力も高電位になり、再びトランジスタ３６が導通
状態となつてコイル１４は励磁される。以下、同
様にコイル電流が増加して、電流検知用抵抗２２
の両端に発生する電圧がオペアンプ４２の基準電
圧V_Hを越えると、再びコイル１４の励磁は停止
される。以上のように相分配用IC回路３４のＡ
相駆動信号が発生している間はコイル１４の励
磁、非励磁を繰返し、コイル１４に流れる電流は
第４図ｃに示すように一定の設定電流になるよう
に制御される。上記トランジスタ３６がカツトオ
フされた瞬間、コイル１４にサージ電圧が発生す
るが、これはフライホイルダイオード８０と制限
抵抗７８とで吸収される。

次にオペアンプ４２の基準電圧入力を切換える
基準値変更回路の動作を説明する。モートルへ駆
動信号ａが入力されていないとき、単発信号発生
用のIC回路６６の出力は高電位となつており、
トランジスタ７４は導通状態になつて抵抗７６を
接地するので、オペアンプ４２へ入力される基準
電圧は抵抗４４，４６で分圧された電圧よりも低
くなる。従つて、通常、モートルが停止している
ときはコイル電流検知基準はレベルV_L（第４図
ｄ）になる。このレベルはモートルが停止してい
るときにモートル軸に外力が加わり、これにより
モートルが回転してしまわないような保持トルク
を発生しうる必要最小限の低い電流値に設定すれ
ばよい。

また、モートル駆動信号ａが入力され、モート
ルが回転しているときは、上記モートル駆動信号
ａがIC回路６６に入力された瞬間に該IC回路は
抵抗６８とコンデンサ７０によつて決まる時間幅
の低電位の単発信号を発生する。このため、トラ
ンジスタ７４はカツトオフとなり、抵抗７６は抵
抗４６との並列回路から切離されるので、オペア
ンプ４２に入力される基準電圧はモートル停止時
よりも高レベル（第４図ｄのV_H）のものとなる。
従つて、モートル回転時のコイル電流はモートル
停止時のそれより高くなり、定格トルクでモート
ルは回転し、モートル停止時は電流を減じてモー
トル及び回路の負担を少なくする。IC回路６６
の発生する単発信号時間幅はコイルの各相が励磁
される最小周期より大きめに設定する。また、こ
のIC回路６６はリトリガブルなものを使用して
単発信号を発生している間、入力が入ればその瞬
間から再び単発信号が発生するものを使用すれば
よい。

なお、上記実施例ではコイル電流を検知した時
点で単発信号を発生し、この間コイルを非励磁に
する方法をとつたが、オペアンプ４２の１方の入
力端子に発振信号を加え、他方の入力端子にコイ
ル電流信号を加えることによりパルス幅変調信号
とし、この信号でコイルを励磁してもよい。ま
た、実施例は４相ステツピングモートルの場合を
示したが、５相ステツピングモートルでも同様に
適用できる。

以上のように、本考案によればモートルコイル
の相駆動と定電流制御を１個のトランジスタで行
い、かつ安価なサージ吸収回路で上記トランジス
タに加わるサージ電圧を低くして、耐電圧の低い
トランジスタでも使えるようにしたから、ステツ
ピングモートル駆動回路が安価に構成できる。ま
た、モートル駆動信号が入つていないときは、コ
イル電流を低くするようにして平均的な回路の負
担を少なくしてあるので、トランジスタの選定、
放熱の設計が容易になり、モートルの状態に応じ
て常に適切なコイル電流制御が行える等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定電流制御式のステツピングモ
ートル駆動回路図、第２図は本考案定電流制御式
のステツピングモートル駆動回路図、第３図は相
分配用IC回路の動作波形図、第４図は第２図の
回路各部の動作波形図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は定
電流制御用トランジスタ、１２は電源、１４，１
６はコイル、１８，２０は相駆動用トランジス
タ、２２は電流検知用抵抗、２４は電流検知回
路、２６，２８はツエナーダイオード、３２は電
源の負極側、３４は相分配用IC回路、３６，３
８はトランジスタ、４２はオペアンプ、４０，４
４，４６，４８，５０，５４，６２，６４，６
８，７２，７６，７８は抵抗、５２，６６は単発
信号発生用のIC回路、５８，６０はアンド回路、
５６，７０はコンデンサ、８０，８１，８２，８
３，８４，８６はダイオード、１００は回路用電
源の正極側である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ステツピングモートルの駆動停止指令を行うパ
   ルス形式のステツピングモートル駆動信号と、 このステツピングモートル駆動信号のパルスを
   各相に振り分けて相駆動信号を出力する相分配用
   回路と、 上記ステツピングモートルの各相のコイルにそ
   れぞれ直列に接続され、上記相駆動信号によつて
   順次導通されるトランジスタと、 上記コイルに流れる電流を検出するコイル電流
   検知用抵抗と、 この抵抗に発生する電圧を受け、これを基準電
   圧と比較してその結果の信号を出力する電圧比較
   器と、 この電圧比較器の比較結果の信号を受け、上記
   抵抗に発生する電圧が基準電圧を越えたときに一
   定時間のパルスを発生する単発信号発生器と、 この単発信号発生器の出力信号および上記相駆
   動信号を受け、上記相駆動信号が上記トランジス
   タの導通をオンする指令であつても上記単発信号
   発生回路からの上記パルスが出力されている時間
   は上記トランジスタの導通をオフするアンド回路
   と、 上記コイルを保護するためのサージ電圧吸収回
   路と、 上記ステツピングモートル駆動信号を入力とし
   て、このステツピングモートル駆動信号のパルス
   が入力される毎に、上記コイルの各相が励磁され
   るより長い時間幅の単発信号を出力するリトリガ
   ブルなフリツプフロツプと、 第１の電位点とこの第１電位点よりも電位の低
   い第２電位点との間に第１及び第２の負荷を直列
   接続し、かつ上記第１負荷と第２負荷との接続点
   と上記第２電位点との間に第３負荷及び第２のト
   ランジスタの入出力電極を直列接続して上記接続
   点の電位を上記電圧比較器の基準電圧とするとと
   もに、上記第２のトランジスタの制御電極に上記
   フリツプフロツプからの単発信号を入力する基準
   値変更回路と、 を備えたことを特徴とするステツピングモートル
   駆動回路。