JPH069598Y2 - ステツピングモータの異常検知回路 - Google Patents

ステツピングモータの異常検知回路

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JPH069598Y2
JPH069598Y2 JP1988057971U JP5797188U JPH069598Y2 JP H069598 Y2 JPH069598 Y2 JP H069598Y2 JP 1988057971 U JP1988057971 U JP 1988057971U JP 5797188 U JP5797188 U JP 5797188U JP H069598 Y2 JPH069598 Y2 JP H069598Y2
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resistor
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Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、ステツピングモータを駆動する際の異常を検
出するステツピングモータの異常検知回路に関する。
従来技術 第1図は、先行技術におけるステツピングモータMの異
常検知回路である。検知回路1において、トランジスタ
10のコレクタには抵抗9を介して電源Vccが与えら
れ、エミツタは接地される。またトランジスタ10のコ
レクタは端子1iに接続され、ベースは抵抗11および
抵抗12の一端に接続される。抵抗12の他端は接地さ
れ、抵抗11の他端は端子5iに接続される。その他の
検知回路2〜4も検知回路1と同様の構成を有する。
駆動回路5において、トランジスタ13のベースは端子
15aに接続され、エミツタは接地され、コレクタはダ
イオード14のアノードに接続される。ダイオード14
のカソードには電源VBが与えられ、アノードは端子5
θおよび端子1θに接続される。その他の駆動回路6〜
8も、駆動回路5と同様な構成を有する。
駆動回路5〜8の各端子1θ〜4θは、ライン16〜1
9を介してステツピングモータMの各端子M1〜M4に
接続される。
ステツピングモータMにおいて、端子M1はコイルL1
を介して、端子M2はコイル2を介して、端子M3はコ
イルL3を介して、端子M4はコイルL4を介して端子
M5にそれぞれ接続される。
ここでこの回路の動作を説明する。第2図は、駆動回路
5〜8の出力信号の波形図である。第2図(1)に示す
I相信号21はライン16に伝送され、第2図(2)に
示すII相信号22はライン17に伝送される。また第2
図(3)に示すIII相信号23はライン18に伝送さ
れ、第2図(4)に示すIV相信号24はライン19に伝
送される。駆動回路5〜8の各端子15a〜15dに
は、マイクロコンピュータなどで実現される処理回路か
らの制御信号が与えられる。
正常にステツピングモータMが駆動している場合、トラ
ンジスタ13がオフでトランジスタ10はオンである。
ところがライン16が断線すると、トランジスタ13が
オフでトランジスタ10はオフとなる。またライン16
が接地短絡したときも、トランジスタ13がオフでトラ
ンジスタ10はオフとなる。
またトランジスタ13のコレクタ、エミツタ間が開放状
態となった場合、トランジスタ13がオンすべきときト
ランジスタ10がオンとなる。検知回路1の出力は、端
子1iから取り出す。
以上のような回路構成を有する先行技術のステツピング
モータの異常検知回路では、誤動作の処理を行なう処理
回路も含めて回路が複雑になる。またマイクロコンピュ
ータで駆動回路5〜8を制御する場合、検知回路1〜4
の入力ポートとしては4個必要となる。負荷および負荷
線同志が短絡した場合、異常の検出が容易でなく、駆動
回路5〜8の劣化、破壊を免れない。
目的 本考案の目的は、前述の技術的課題を解決し、回路構成
を簡単にして、駆動信号の全相を同時に監視しながら異
常を検知することができるとともに、各駆動回路の動作
に必要な電位の共通ラインに挿入した抵抗の両端の電位
差に比例した電圧を精度良く取出して、駆動回路の異常
を正確に検知することができるステツピングモータの異
常検知回路を提供することである。
構成 本考案は、ステツピングモータ(M)の各コイル(L1
〜L4)に互いに位相の異なる信号を送出する駆動回路
(31〜34)を各コイル(L1〜L4)に対応して個
別的に設け、各駆動回路(31〜34)の動作に必要な
電位の共通ライン(30)を抵抗(44)を介して電源
ライン(VB)に接続し、その抵抗(44)の両端の電
位差に比例した電圧を検出する検知回路(3A,5A)
を有するステツピングモータの異常検知回路であつて、 前記検知回路(3A,5A)は、前記抵抗(44)の電
源ライン(VB)側の一端部にベース端子が接続され、
他端部に抵抗(43)を介してエミツタ端子が接続さ
れ、コレクタ端子が抵抗(45)を介して接地されて、
該コレクタ端子から前記抵抗(44)の両端の電位差に
比例した電圧を出力するトランジスタ(42)で構成さ
れていることを特徴とするステツピングモータの異常検
知回路である。
好ましい実施態様では、前記トランジスタ(42)のベ
ース端子と前記抵抗(44)の一端との間にはダイオー
ド(61)および一端が接地された抵抗(60)が接続
されていることを特徴とする。
実施例 第3図は、本考案の一実施例の電気回路図である。駆動
回路31において、トランジスタ41のベースは端子3
5に接続され、エミツタは接地され、コレクタはダイオ
ード40のアノードおよび端子55に接続される。ダイ
オード40のカソードは、端子51に接続される。その
他の駆動回路32〜34も、駆動回路31と同様な回路
構成を有する。
ステツピングモータMは、コイルL1〜L4および端子
M1〜M5を有する。端子M1〜M4はコイルL1〜L
4の一端にそれぞれ接続され、コイルL1〜L4の他端
は端子M5にそれぞれ接続される。端子M5には、電源
VBが与えられる。端子M1はラインl11を介して駆
動回路31の端子55に接続され、端子M2はラインl
12を介して駆動回路32の端子56に接続される。端
子M3はラインl13を介して駆動回路33の端子57
に接続され、端子M4はラインl14を介して駆動回路
34の端子58に接続される。端子51〜54は、共通
ライン30を介して検知回路3Aの端子48に接続され
る。
検知回路3Aにおいて、トランジスタ42のコレクタ
は、端子46に接続され、また抵抗45を介して接地さ
れる。端子47は接地される。トランジスタ42のベー
スには電源VBが与えられ、またそのベースは抵抗44
を介して端子48に接続される。トランジスタ42のエ
ミツタは、抵抗43を介して端子48に接続される。
ここで第4図の信号波形図を参照して、この回路の動作
を説明する。端子35〜38には、制御回路などから位
相が互いに異なる信号が与えられる。ラインl11には
第4図(1)の信号P1、ラインl12には第4図
(2)の信号P2、ラインl13には第4図(3)の信
号P3、ラインl14には第4図(4)の信号P4がそ
れぞれ伝送される。抵抗44は、たとえばトランジスタ
41のフライバツクエネルギの検出用の抵抗である。ト
ランジスタ41のオン時の端子48の電位VAはフロー
ティング状態、つまりベース電位と同じ電圧VBであ
る。したがつてこのときトランジスタ42は、オフにな
つている。
一方、トランジスタ41のオフ時の端子48の電位VA
は、次の第1式のようになる。
VA=VB+IR …(1) ただし、Iはラインl11〜l14のいずれかに流れる
過渡電流、Rは抵抗44の抵抗値である。
また、VB+IR<トランジスタ41の耐電圧…(2) となり、抵抗43および抵抗45の抵抗値re,rcは
抵抗44の抵抗値Rに比べて非常に大きい。この場合、
トランジスタ42はオンになる。
以上のようにトランジスタ42は、オン・オフ動作をし
て、端子46から第4図(5)に示す信号P5を送出す
る。駆動回路31〜34のオフ時に発生するフライバツ
ク電圧は、たとえば駆動回路31のダイオード40でほ
ぼ電圧VBにクランプされる。しかしダイオード40に
直列に抵抗44が挿入されているので、第4図の斜線部
で示すようにトランジスタ41のオフ時のコレクタ波形
電圧は電圧VB以上となる。その波高値は抵抗44の抵
抗値の大きさに比例する。ステツピングモータMが正常
に動作している場合、駆動回路31〜34の出力のI相
信号P1〜IV相信号P4がオフごとに起電圧が抵抗44
の両端に発生し、この起電圧を検知回路3Aで検出し、
第4図(5)の信号P5を送出する。その信号P5の変
動状態を検出することによつて、ステツピングモータM
の駆動時における異常を検知することができる。
たとえば、ラインl11に流れるI相電流P1がオフに
なつた瞬間、過渡電流Iは コイルL1→ダイオード40→抵抗44→電源VBのラ
イン という開回路内を流れ、I相電流P1がオンの間に蓄え
られた励磁エネルギが消費される。
コイルL1のインダクタンスをL、コイル直流抵抗RL
とすると、過渡電流IはL/(R+RL)の時定数で減
少していく。この間、トランジスタ42はオン状態とな
り、トランジスタ42のベース・エミツタ間の電圧をV
BE、エミツタ電流をieとすると、次の第3式が成り
立つ。
I・R=ie・re+VBE …(3) また第3式より第4式を得る。
検知回路3Aの端子46,47間の電圧V0は次の第5
式になる。
したがつて駆動回路31〜34、ラインl11〜l14
およびステツピングモータMが正常に動作しているな
ら、ステツピングモータMを1ステツプ送つたり戻した
りするときは必ずI相信号P1〜IV相信号P4のいずれ
かの信号がオフとなるので前記第5式で表わされる電圧
V0を発生する。一方、異常が生じたとき、電圧V0
は、大きく変化する(たとえば0V)。また異常時にお
いて、どの相の信号が異常かを判断することができる。
たとえば第4図からも判るように区間A→区間B→区間
C→区間Dという順序でコイルL1〜L4を励磁してい
くが、これは、検知回路出力V0の有無あるいは大小に
てラインl12およびコイルL2→ラインl13…→ラ
インl11およびコイルL1をチェツクしていることに
なり、異常が生じた場合はマイクロコンピュータなどで
容易に検知することができる。
第5図は、第3図における検知回路3Aの他の実施例で
ある検知回路5Aの電気回路図を示す。第5図におい
て、第3図の検知回路3Aに含まれる構成部品と同じも
のは、同一の参照符を用いる。トランジスタ42のベー
スには、ダイオード61のカソードおよび抵抗60の一
端が接続される。抵抗60の他端は接地され、ダイオー
ド61のアノードには電圧VBが与えられる。またダイ
オード61のアノードは、抵抗44に接続される。その
他の構成は、第3図の検知回路3Aと同じである。
ダイオード61は、温度補償用のダイオードであつて、
順方向電圧をVEとする。抵抗60はベース抵抗であつ
て、その抵抗値をrBとする。抵抗43の抵抗値をr
e、抵抗45の抵抗値をrc、抵抗44の抵抗値をRと
それぞれ示す。また、トランジスタ42の電流増幅率を
hFE、ベース・エミツタ間の電圧をVBEとする。
第5図の検知回路5Aにおいては、以下の式が成り立
つ。
ただし、Iは第3図における前記の過渡電流、ieは抵
抗45に流れる電流である。この第6式を変形して電流
icを求めると、次の第7式になる。
また、端子46,47間の電圧V1は、次の第8式によ
り求められる。
ただし、R<<re≒rc<rBである。
第5図のように抵抗60およびダイオード61を挿入す
ることによつて、VFとVBEの電圧値や温度変化が近
似しているので(VF−VBE≒0)温度特性や検出精
度が向上する。
本件実施例では、4相−2相励磁方式について説明した
が、この駆動方式と同じステツパモータであれば、他の
多相機のどのような励磁方式に対しても採用することが
できる。本件の検知回路は、負荷が誘導性ならば単一負
荷でも採用できる。また、検知回路の検出抵抗の起電圧
を検出する回路としては、差動増幅回路などでもよい。
効果 以上のように本考案によれば、ステツピングモータを駆
動させる駆動回路の動作に必要な電位共通ラインを抵抗
を介して電源に接続し、その抵抗の電圧を検出すること
によつて、駆動信号の全相にわたつて異常の検知が可能
となつた。また特に負荷および負荷線同志の短絡ない
し、負荷および負荷線と動作供給電源との短絡が容易に
検出できるため保護回路を設けて駆動回路を劣化、破壊
から守ことが可能になつた。
さらに、各駆動回路の動作に必要な電位の共通ラインに
抵抗を挿入し、該抵抗の両端の電位差に比例した電圧を
精度良く取出させるので、各駆動回路の異常を正確に検
知することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は先行技術におけるステツピングモータの異常検
知回路の電気回路図、第2図は第1図の電気回路の動作
を説明するための信号波形図、第3図は本考案の一実施
例の電気回路図、第4図は第3図の電気回路の動作を説
明するための信号波形図、第5図は本考案の検知回路の
他の実施例の電気回路図である。 M……ステツピングモータ、L1〜L4……コイル、3
1〜34……駆動回路、30……共通ライン、44……
抵抗、3A,5A……検知回路

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステツピングモータ(M)の各コイル(L
    1〜L4)に互いに位相の異なる信号を送出する駆動回
    路(31〜34)を各コイル(L1〜L4)に対応して
    個別的に設け、各駆動回路(31〜34)の動作に必要
    な電位の共通ライン(30)を抵抗(44)を介して電
    源ライン(VB)に接続し、その抵抗(44)の両端の
    電位差に比例した電圧を検出する検知回路(3A,5
    A)を有するステツピングモータの異常検知回路であっ
    て、 前記検知回路(3A,5A)は、前記抵抗(44)の電
    源ライン(VB)側の一端部にベース端子が接続され、
    他端部に抵抗(43)を介してエミツタ端子が接続さ
    れ、コレクタ端子が抵抗(45)を介して接地されて、
    該コレクタ端子から前記抵抗(44)の両端の電位差に
    比例した電圧を出力するトランジスタ(42)で構成さ
    れていることを特徴とするステツピングモータの異常検
    知回路。
  2. 【請求項2】前記トランジスタ(42)のベース端子と
    前記抵抗(44)の一端との間にはダイオード(61)
    および一端が接地された抵抗(60)が接続されている
    ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記載の
    ステツピングモータの異常検知回路。
JP1988057971U 1988-04-28 1988-04-28 ステツピングモータの異常検知回路 Expired - Lifetime JPH069598Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2311904C2 (de) * 1973-03-09 1975-03-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Anordnung zur Drehzahlregelung eines mit einer elektronischen Kommutierungseinrichtung ausgestatteten Gleichstrommotors
JPS5211514U (ja) * 1975-07-14 1977-01-26

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