JPH0648397U - Motor drive circuit - Google Patents

Motor drive circuit

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JPH0648397U
JPH0648397U JP8482792U JP8482792U JPH0648397U JP H0648397 U JPH0648397 U JP H0648397U JP 8482792 U JP8482792 U JP 8482792U JP 8482792 U JP8482792 U JP 8482792U JP H0648397 U JPH0648397 U JP H0648397U
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transistor
motor
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秀作 田辺
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、モータ停止時の相を保持するため
の保持電流を流すときの制御用トランジスタの熱損失を
押さえるため、パルス幅変調制御による定電流チョッパ
駆動回路を改善し、熱損失の少ない効率の高いモータ駆
動回路を提供することを目的とするものである。 【構成】 パルス幅変調制御による定電流チョッパを用
いたモータ駆動回路において、高電圧電源VD1に接続
され、ステッピングモータに駆動電流を流すトランジス
タ1と、低電圧電源VD2に接続され、ステッピングモ
ータに駆動電流を流すトランジスタ3と、ステッピング
モータの回転動作時と停止時とでトランジスタ1とトラ
ンジスタ3とを切り替える回路とを設け、ステッピング
モータの回転動作時はトランジスタ1に、停止時はトラ
ンジスタ3に切り替えるように制御するものである。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a constant current chopper drive circuit by pulse width modulation control in order to suppress heat loss of a control transistor when a holding current for holding a phase when a motor is stopped is suppressed. It is an object of the present invention to provide an improved motor drive circuit with high efficiency and low heat loss. In a motor drive circuit using a constant current chopper by pulse width modulation control, a high voltage power supply VD1 is connected, a transistor 1 for supplying a drive current to a stepping motor and a low voltage power supply VD2 are connected to drive a stepping motor. A transistor 3 for passing a current and a circuit for switching between the transistor 1 and the transistor 3 depending on whether the stepping motor is rotating or stopped are provided. The transistor 1 is switched when the stepping motor is rotating, and the transistor 3 is switched when the stepping motor is stopped. To control.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、パルス幅変調制御による定電流チョッパを用いたモータ駆動回路に 関するものである。 The present invention relates to a motor drive circuit using a constant current chopper with pulse width modulation control.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

図4は従来のパルス幅変調制御による定電流チョッパを用いたモータ駆動回路 図であり、2相ステッピングモータの1相分の回路を表している。 従来のステッピングモータの駆動回路では、モータを回転させるときは大きな 電流を流し、停止状態ではモータの相がずれないように小さな電流(保持電流) を流す。 101、102はパルス幅変調によってスイッチング動作をするトランジスタ 、103、104は励磁相を切り替えるトランジスタ、111は励磁コイルに流 れる電流を検出する抵抗、121はトランジスタ101がオフのとき励磁コイル に電流を供給するフリーホイールダイオードである。131、132、133は バッファ回路、134はインバータ回路、135はコンパレータ回路を示す。 FIG. 4 is a motor drive circuit diagram using a conventional constant current chopper by pulse width modulation control, and shows a circuit for one phase of a two-phase stepping motor. In the conventional drive circuit for a stepping motor, a large current is supplied when the motor is rotated, and a small current (holding current) is supplied so that the phases of the motor are not deviated when the motor is stopped. 101 and 102 are transistors that perform switching operation by pulse width modulation, 103 and 104 are transistors that switch the excitation phase, 111 is a resistor that detects the current flowing in the excitation coil, and 121 is a current that is applied to the excitation coil when the transistor 101 is off. It is a freewheel diode to supply. 131, 132, 133 are buffer circuits, 134 is an inverter circuit, and 135 is a comparator circuit.

【0003】 DVはモータの回転時と停止時で切り替える2値信号、φAとバーφAはモー タの励磁相を切替えるタイミング信号、VRはコンパレータ回路135の基準電 位であり、抵抗112、113、114で電位VCを分圧することによって作ら れる。105はトランジスタであり、オン、オフすることにより基準電位VRを 切替える。 VSは抵抗111の両端の電圧降下によって生ずる電位を示す。S1は基準電 位VRに三角波を重畳させるための信号源を示す。I1、I2、I3はステッピ ングモータに流れる電流を示す。DV is a binary signal that switches between rotation and stop of the motor, φA and bar φA are timing signals that switch the excitation phase of the motor, VR is the reference potential of the comparator circuit 135, and resistors 112, 113, It is made by dividing the potential VC at 114. Reference numeral 105 denotes a transistor, which switches the reference potential VR by turning on and off. VS indicates the potential generated by the voltage drop across the resistor 111. S1 indicates a signal source for superimposing a triangular wave on the reference potential VR. I1, I2, and I3 represent currents flowing in the stepping motor.

【0004】 次に、動作について図5のタイムチャートを用いて説明する。 まず、2値信号DVがLレベルからHレベルに変化すると基準電位VRは電位 vLから電位vHに変化する。このため、回路に流れる電流I1は電流値iLか ら電流値iHに変化する。次にタイミング信号φAとバーφAをHレベル、Lレ ベルとを交互に切替えることにより、トランジスタ103、104とが交互にオ ン、オフし、電流I2、I3がステッピングモータの励磁コイルに流れ、回転動 作を行う。 トランジスタ1は基準電位VRと電位VSをコンパレータ回路135で比較し た結果でスイッチングを繰り返し、一定の電流値iLまたはiHを流すように動 作する。Next, the operation will be described with reference to the time chart of FIG. First, when the binary signal DV changes from the L level to the H level, the reference potential VR changes from the potential vL to the potential vH. Therefore, the current I1 flowing in the circuit changes from the current value iL to the current value iH. Next, by alternately switching the timing signal φA and the bar φA between the H level and the L level, the transistors 103 and 104 are alternately turned on and off, and the currents I2 and I3 flow in the exciting coil of the stepping motor. Rotate. The transistor 1 repeats switching according to the result of comparison between the reference potential VR and the potential VS by the comparator circuit 135, and operates so as to flow a constant current value iL or iH.

【0005】 次に、回転動作を停止するため2値信号DVがHレベルからLレベルに変化す ると、基準電位VRは電位vHから電位vLに変化する。このため、回路に流れ る電流I1は、電流値iHから電流値iLに、電流I3は電流値iHから電流値 iLに変化する。 このとき、トランジスタ101は電流値iLを流すために図6に示すようにス イッチング動作を行う。トランジスタ101がオフのとき、コレクタ・エミッタ 電位VceはVD1に等しく、オンのときはコレクタ・エミッタ飽和電圧Vce sになる。Next, when the binary signal DV changes from the H level to the L level to stop the rotation operation, the reference potential VR changes from the potential vH to the potential vL. Therefore, the current I1 flowing in the circuit changes from the current value iH to the current value iL, and the current I3 changes from the current value iH to the current value iL. At this time, the transistor 101 performs a switching operation as shown in FIG. 6 in order to flow the current value iL. When the transistor 101 is off, the collector-emitter potential Vce is equal to VD1, and when it is on, the collector-emitter saturation voltage Vce s.

【0006】 一般に、トランジスタはオンよりもオフに要する時間のほうが長くかかり、t 0からt1はトランジスタ101がオンに要する時間、t2からt3はトランジ スタ101がオフに要する時間を示す。図中、斜線で示した部分はトランジスタ 101内での熱損失となる。特にt2からt3の時間での熱損失が大きい。In general, a transistor takes longer to turn off than to turn on, t 0 to t 1 indicate a time required to turn on the transistor 101, and t 2 to t 3 indicate a time required to turn off the transistor 101. In the figure, the shaded portion represents heat loss in the transistor 101. In particular, the heat loss during the period from t2 to t3 is large.

【0007】[0007]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、以上述べた回路では、モータの高速回転において、必要な高い 電圧で停止時もパルス幅変調による定電流チョッパ駆動を行うため、定電流制御 用トランジスタのスイッチング動作を伴う熱損失が大きくなるという欠点があっ た。このため、冷却用ファンの設置や大型の放熱器などを必要としていた。 However, in the circuit described above, the constant current chopper drive by pulse width modulation is performed even when the motor is rotating at a high voltage when the motor is rotating at a high speed, so the heat loss associated with the switching operation of the constant current control transistor increases. There was a flaw. Therefore, it is necessary to install a cooling fan and a large radiator.

【0008】 本考案は、以上述べた制御用トランジスタの熱損失を押さえるため、パルス幅 変調制御による定電流チョッパ駆動回路を改善し、熱損失の少ない効率の高いモ ータ駆動回路を提供することを目的とする。In order to suppress the heat loss of the control transistor described above, the present invention improves the constant current chopper drive circuit by pulse width modulation control and provides a highly efficient motor drive circuit with less heat loss. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するために、本考案ではパルス幅変調制御による定電流チョッ パを用いたモータ駆動回路において、高電圧電源に接続され、モータに駆動電流 を流す第1のトランジスタと、低電圧電源に接続され、前記モータに駆動電流を 流す第2のトランジスタと、モータの回転動作時と停止時とで前記第1のトラン ジスタと前記第2のトランジスタとを切り替える回路とを設け、モータの回転動 作時は前記第1のトランジスタに、停止時は前記第2のトランジスタに切り替え るように制御するものである。 In order to solve the above problems, in the present invention, in a motor drive circuit using a constant current chopper by pulse width modulation control, a first transistor connected to a high voltage power supply and supplying a drive current to the motor, and a low voltage power supply. A second transistor connected to the motor for supplying a drive current to the motor, and a circuit for switching between the first transistor and the second transistor depending on whether the motor is rotating or not. The first transistor is controlled to operate and the second transistor is controlled to stop operation.

【0010】[0010]

【作用】[Action]

トランジスタの電源電圧を、ステッピングモータの回転動作時と停止時とで切 り替えることにより、モータ停止時におけるトランジスタの不要な熱損失を小さ く押さえた。 By switching the power supply voltage of the transistor between when the stepping motor is rotating and when it is stopped, the unnecessary heat loss of the transistor when the motor is stopped is kept small.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

図1は、本考案の実施例を示すモータ駆動回路図であり、2相ステッピングモ ータの1相分の回路を表している。 1、2、3、4はパルス幅変調によってスイッチング動作をするトランジスタ (例えば、定電流制御用スイッチングトランジスタ)、5、6はステッピングモ ータの励磁相を切替えるためのトランジスタ、11は励磁コイルに流れる電流を 検出する抵抗、21はトランジスタ1またはトランジスタ3がオフのとき励磁コ イルに電流を供給するためのフリーホイールダイオード、22はトランジスタ3 がオフのときの逆流防止用ダイオード、31、32はアンド回路、33、34は インバータ回路、35、36はバッファ回路を示す。また、37はコンパレータ 回路を示す。 FIG. 1 is a motor drive circuit diagram showing an embodiment of the present invention and shows a circuit for one phase of a two-phase stepping motor. 1, 2, 3 and 4 are transistors that perform switching operation by pulse width modulation (for example, switching transistors for constant current control), 5 and 6 are transistors for switching the excitation phase of the stepping motor, and 11 is flowing in the excitation coil. A resistor for detecting a current, 21 is a freewheel diode for supplying a current to the excitation coil when the transistor 1 or transistor 3 is off, 22 is a backflow prevention diode when the transistor 3 is off, and 31, 32 are AND gates. Circuits, 33 and 34 are inverter circuits, and 35 and 36 are buffer circuits. Reference numeral 37 indicates a comparator circuit.

【0012】 DVはモータの回転時と停止時とで切り替える2値信号、φAとバーφAはモ ータの励磁相を切り替えるタイミング信号であり、図示せぬ制御装置に接続され る。VD1はモータ回転時に、VD2はモータ停止時に使用する電源であり、そ れぞれの電圧はVD1>VD2の関係にある。VRはコンパレータ回路37の基 準電位であり、抵抗12、13、14で電位VCを分圧することによって作られ る。7はトランジスタであり、2値信号DVにより、オン・オフすることにより 基準電位VRを切り替える。VSは抵抗11の両端の電圧降下によって生ずる電 位を示す。S1は基準電位VRに三角波を重畳させるための信号源を示す。I1 、I2、I3はステッピングモータに流れる電流を示す。Vce1はトランジス タ1のコレクタ・エミッタ間電圧、IC1はトランジスタ1のコレクタ電流を示 す。Vce3はトランジスタ3のコレクタ・エミッタ間電圧、IC3はトランジ スタ3のコレクタ電流を示す。DV is a binary signal that switches between rotation and stop of the motor, and φA and bar φA are timing signals that switch the excitation phase of the motor, and are connected to a controller (not shown). VD1 is a power source used when the motor is rotating, VD2 is a power source used when the motor is stopped, and the respective voltages have a relationship of VD1> VD2. VR is a reference potential of the comparator circuit 37, and is created by dividing the potential VC by the resistors 12, 13, and 14. Reference numeral 7 denotes a transistor, which switches the reference potential VR by turning on / off by a binary signal DV. VS indicates an electric potential caused by a voltage drop across the resistor 11. S1 indicates a signal source for superimposing a triangular wave on the reference potential VR. I1, I2, and I3 represent currents flowing in the stepping motor. Vce1 is the collector-emitter voltage of the transistor 1, and IC1 is the collector current of the transistor 1. Vce3 is the collector-emitter voltage of the transistor 3, and IC3 is the collector current of the transistor 3.

【0013】 次に、図2に示すタイムチャートを用いて動作説明をする。 まず、2値信号DVがLレベルからHレベルに変化すると、基準電位VRは電 位vLから電位vHに変化する。同時にトランジスタ3はオフ状態になりトラン ジスタ1がスイッチング動作を行う。このため、回路に流れる電流I1は電流値 iLから電流値iHに、電流I3は電流値iLから電流値iHに変化する。次に タイミング信号φA、バーφAをHレベル、Lレベル交互に切り替えることによ りトランジスタ5、6が交互にオン・オフし、電流I2、I3がステッピングモ ータの励磁コイルに流れ、回転動作を行う。トランジスタ1は基準電位VRと電 位VSをコンパレータ回路37で比較した結果でスイッチング動作を繰り返し、 一定の電流値iHを流すように動作する。Next, the operation will be described with reference to the time chart shown in FIG. First, when the binary signal DV changes from the L level to the H level, the reference potential VR changes from the potential vL to the potential vH. At the same time, the transistor 3 is turned off and the transistor 1 performs a switching operation. Therefore, the current I1 flowing in the circuit changes from the current value iL to the current value iH, and the current I3 changes from the current value iL to the current value iH. Next, the timing signals φA and φA are alternately switched between the H level and the L level, so that the transistors 5 and 6 are alternately turned on / off, and the currents I2 and I3 flow into the exciting coil of the stepping motor to rotate the operation. To do. The transistor 1 repeats the switching operation based on the result of comparison between the reference potential VR and the potential VS by the comparator circuit 37, and operates so as to flow a constant current value iH.

【0014】 次に、回転動作を停止するため、2値信号DVがHレベルからLレベルに変化 すると基準電位VRは電位vHから電位vLに変化する。同時にトランジスタ1 はオフ状態になり、トランジスタ3がスイッチング動作を行う。このため電流I 1は電流値iHから電流値iLに、電流I3は電流値iHから電流値iLに変化 する。Next, in order to stop the rotation operation, when the binary signal DV changes from the H level to the L level, the reference potential VR changes from the potential vH to the potential vL. At the same time, the transistor 1 is turned off and the transistor 3 performs a switching operation. Therefore, the current I 1 changes from the current value iH to the current value iL, and the current I3 changes from the current value iH to the current value iL.

【0015】 図3はトランジスタ3のスイッチング動作を表したものであり、トランジスタ 3がオフのときはVce3はVD2に等しく、トランジスタ3がオンのときはコ レクタ・エミッタ飽和電圧Vces3になる。また、t0からt1はトランジス タ3がオンに要する時間、t2からt3はトランジスタ3がオフに要する時間を 示す。図中斜線で示した部分はトランジスタ3内での熱損失となる。 図3と図6とを比較すると、VD1>VD2としたことによりトランジスタで 発生する熱損失(斜線の部分)が変わっていることがわかる。つまり、電源電圧 を下げることによりスイッチング動作時の熱損失を小さく抑える事ができる。FIG. 3 shows the switching operation of the transistor 3. When the transistor 3 is off, Vce3 is equal to VD2, and when the transistor 3 is on, it becomes the collector-emitter saturation voltage Vces3. Further, t0 to t1 indicate the time required for the transistor 3 to turn on, and t2 to t3 indicate the time required for the transistor 3 to turn off. The shaded portion in the figure represents heat loss in the transistor 3. Comparing FIG. 3 and FIG. 6, it can be seen that the heat loss (hatched portion) generated in the transistor is changed by setting VD1> VD2. In other words, by lowering the power supply voltage, heat loss during switching operation can be suppressed to a small level.

【0016】 なお、本考案は高速回転が必要なモータにおいて、モータの回転動作時間に比 べて停止時間が長い装置では、さらなる大きな効果が得られる。また、本考案が 適用される分野としては、工作機械、ロボット、媒体搬送、プリンタのヘッドキ ャリッジ機構や紙送り機構等が考えられる。It should be noted that the present invention provides a further significant effect in a motor that requires high-speed rotation, in a device in which the stop time is longer than the rotation operation time of the motor. Further, as fields to which the present invention is applied, machine tools, robots, medium conveyance, printer head carriage mechanisms, paper feeding mechanisms, and the like are conceivable.

【0017】[0017]

【考案の効果】[Effect of device]

以上、詳細に説明したようにこの考案によれば、定電流制御用スイッチングト ランジスタの電源電圧を、ステッピングモータの回転動作時と停止時とで切り替 えるようにしたので、モータ停止時における定電流制御用スイッチングトランジ スタの不要な熱損失を小さく押さえることができる。 このため、冷却用ファンが不要になったり、放熱器の小型化が可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, the power supply voltage of the constant current control switching transistor is switched between the rotation operation and the stop of the stepping motor. Unnecessary heat loss of the control switching transistor can be reduced. Therefore, a cooling fan becomes unnecessary and the radiator can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の実施例を示すモータ駆動回路図であ
る。
FIG. 1 is a motor drive circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1で示すモータ駆動回路のタイムチャートで
ある。
FIG. 2 is a time chart of the motor drive circuit shown in FIG.

【図3】トランジスタ3のスイッチング動作を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a switching operation of a transistor 3.

【図4】従来のモータ駆動回路図である。FIG. 4 is a conventional motor drive circuit diagram.

【図5】図4で示すモータ駆動回路のタイムチャートで
ある。
5 is a time chart of the motor drive circuit shown in FIG.

【図6】トランジスタ1のスイッチング動作を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a switching operation of a transistor 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4、5、6、7 トランジスタ 11、12、13、14 抵抗 21 フリーホイールダイオード 22 逆流防止用ダイオード 31、32 アンド回路 33、34 インバータ 35、36 バッファ回路 37 コンパレータ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Transistor 11, 12, 13, 14 Resistor 21 Freewheel diode 22 Backflow prevention diode 31, 32 AND circuit 33, 34 Inverter 35, 36 Buffer circuit 37 Comparator

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 パルス幅変調制御による定電流チョッパ
を用いたモータ駆動回路において、 高電圧電源に接続され、モータに駆動電流を流す第1の
トランジスタと、 低電圧電源に接続され、前記モータに駆動電流を流す第
2のトランジスタと、 モータの回転動作時と停止時とで前記第1のトランジス
タと前記第2のトランジスタとを切り替える回路とを設
け、 モータの回転動作時は前記第1のトランジスタに、停止
時は前記第2のトランジスタに切り替えるように制御す
ることを特徴とするモータ駆動回路。
1. A motor drive circuit using a constant current chopper by pulse width modulation control, comprising: a first transistor connected to a high voltage power supply for supplying a drive current to the motor; and a low voltage power supply connected to the motor. A second transistor for supplying a driving current, and a circuit for switching between the first transistor and the second transistor depending on whether the motor is rotating or not are provided, and the first transistor is rotating when the motor is rotating. In addition, the motor drive circuit is controlled so as to switch to the second transistor when stopped.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH048952U (en) * 1990-05-14 1992-01-27

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JPH048952U (en) * 1990-05-14 1992-01-27

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