JPH09163795A - Driving circuit for stepping motor - Google Patents

Driving circuit for stepping motor

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JPH09163795A
JPH09163795A JP7313834A JP31383495A JPH09163795A JP H09163795 A JPH09163795 A JP H09163795A JP 7313834 A JP7313834 A JP 7313834A JP 31383495 A JP31383495 A JP 31383495A JP H09163795 A JPH09163795 A JP H09163795A
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JP
Japan
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motor
stepping motor
circuit
frequency
motor winding
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Withdrawn
Application number
JP7313834A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Mabuchi
信広 馬渕
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce energy loss due to heat generation under the low load in a constant current driving system. SOLUTION: A switching pulse Vp is chopped by the output of a self- oscillating circuit 16 at an AND gate IC3 to turn on or off a switching element 14 connected in series to a motor winding 12. When the switch SW of a time constant circuit 18 in the oscillating circuit 16 is turned on, oscillating frequency becomes higher, and when off, it becomes lower. When chopping frequency is lowered by turning off the switch SW with the load of a stepping motor kept small, the average current of the motor winding becomes low, thus it is possible to restrain heat generation due to the motor winding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はステッピングモータの
駆動回路に関し、特にたとえばPPCやファクシミリあ
るいはプリンタ等もしくはそれらの複合装置等において
光学スキャナを駆動しあるいは原稿や記録用紙を搬送す
るためのステッピングモータの駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor drive circuit, and more particularly, to a stepping motor drive circuit for driving an optical scanner or conveying an original or a recording sheet in a PPC, a facsimile, a printer or the like or a combined device thereof. Regarding a drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の装置においては、光学ス
キャナを駆動しあるいは原稿や記録用紙を搬送するため
に、一般に、4相のPM(Permanent Magnet)型のステッ
ピングモータやHB(Hybrid)型ステッピングモータが利
用されている。また、その駆動回路としては、バイポー
ラ駆動回路やユニポーラ駆動回路があり、前者は、後者
に比べて、多くの性能上の利点を有するが、外部回路が
複雑になる傾向があるため、一般的には、ユニポーラ駆
動回路が用いられている。
2. Description of the Related Art In a conventional apparatus of this type, a four-phase PM (Permanent Magnet) type stepping motor or an HB (Hybrid) type is generally used to drive an optical scanner or convey an original or a recording sheet. Stepping motors are used. In addition, as the driving circuit, there are a bipolar driving circuit and a unipolar driving circuit. The former has many performance advantages as compared with the latter, but since the external circuit tends to be complicated, it is generally used. Uses a unipolar drive circuit.

【0003】さらに、駆動方式としては、定電圧駆動方
式あるいは定電流駆動方式がよく知られており、後者
は、モータの定格より十分高い電圧をスイッチング回路
でパルス状にしてモータ巻線に印加し、低速回転から高
速回転まで電流を一定に保つ方式である。定電流駆動方
式は、定電圧駆動方式に比べて、複雑になる傾向がある
が、最近では、専用ICも多数市販されるようになり、
高トルクや高速回転が要求されるステッピングモータに
は、定電流駆動方式が多用されている。
Further, as a driving method, a constant voltage driving method or a constant current driving method is well known. In the latter, a voltage sufficiently higher than the motor rating is pulsed by a switching circuit and applied to the motor winding. , It is a method to keep the current constant from low speed rotation to high speed rotation. The constant current drive method tends to be more complicated than the constant voltage drive method, but recently, many dedicated ICs have been marketed,
The constant current drive method is often used for stepping motors that require high torque and high speed rotation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】定電流駆動方式のステ
ッピングモータ駆動回路においては、発熱によるエネル
ギの浪費がある。詳しくいうと、4相のPM型のステッ
ピングモータやHB型ステッピングモータでは、モータ
巻線の巻線抵抗が大きい(特にPM型のステッピングモ
ータでは数十オームと大きい)ため、モータの出力の増
加に伴って、巻線自身の発熱がおおきくなる。つまり、
定電流駆動方式において最大負荷時にモータ駆動電流を
設定しておくと、駆動負荷が小さいときにも同様に発熱
し、エネルギの無駄となる。
In the constant current driving type stepping motor driving circuit, energy is wasted due to heat generation. More specifically, in a 4-phase PM type stepping motor or HB type stepping motor, the winding resistance of the motor winding is large (especially, PM type stepping motors have large resistance of several tens of ohms). As a result, the heat generated by the winding itself becomes large. That is,
If the motor drive current is set at the maximum load in the constant current drive method, heat is generated similarly even when the drive load is small, and energy is wasted.

【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、定
電流駆動方式においてモータ巻線の発熱によるエネルギ
のロスを可及的低減することができる、ステッピングモ
ータの駆動回路を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a drive circuit for a stepping motor capable of reducing energy loss due to heat generation of a motor winding as much as possible in a constant current drive system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、ステッピン
グモータのモータ巻線に直列に接続されたスイッチング
素子をスイッチングパルスとチョッピング信号との論理
和によってオンまたはオフするステッピングモータの制
御回路において、ステッピングモータの駆動負荷に応じ
てチョッピング信号の周波数を変化する周波数変化手段
を設けたことを特徴とする、ステッピングモータの駆動
回路である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a stepping motor control circuit for turning on or off a switching element connected in series to a motor winding of a stepping motor according to a logical sum of a switching pulse and a chopping signal. It is a drive circuit for a stepping motor, characterized in that frequency changing means for changing the frequency of the chopping signal according to the drive load of the motor is provided.

【0007】[0007]

【作用】チョッピング信号の周波数を変化すると、スイ
ッチング素子はスイッチングパルスとチョッピング信号
との論理和によってオンまたはオフされるため、スイッ
チング素子のオン期間(オフ期間)が変化し、それによ
って低出力時におけるモータ巻線の発熱を小さくするこ
とができる。
When the frequency of the chopping signal is changed, the switching element is turned on or off by the logical sum of the switching pulse and the chopping signal, so that the on period (off period) of the switching element changes, which causes a change in the low output. The heat generation of the motor winding can be reduced.

【0008】[0008]

【発明の効果】この発明によれば、チョッピング信号の
周波数を変化することによって、低出力時におけるモー
タ巻線の発熱を小さくすることができ、したがって、エ
ネルギのロスを低減することができる。この発明のその
他の目的と特徴は図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な詳細な説明から一層明らかとなろう。
According to the present invention, by changing the frequency of the chopping signal, it is possible to reduce the heat generation of the motor winding when the output is low, and therefore to reduce the energy loss. Other objects and features of the present invention will become more apparent from the detailed detailed description of the embodiments below with reference to the drawings.

【0009】[0009]

【実施例】図1を参照して、この実施例の駆動回路10
は、モータ巻線12を有するステッピングモータ(図示
せず)をスイッチングパルスVpに従って駆動する、定
電流駆動方式のユニポーラ駆動回路である。ただし、ス
テッピングモータは4相であるが、図1では1相分のみ
が図示されていることを予め留意されたい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a drive circuit 10 of this embodiment.
Is a constant current drive type unipolar drive circuit that drives a stepping motor (not shown) having a motor winding 12 according to a switching pulse Vp. However, it should be noted in advance that although the stepping motor has four phases, only one phase is shown in FIG.

【0010】モータ巻線12に直列にスイッチング素子
14が接続され、モータ巻線12とスイッチング素子1
4との直列接続は電源Vcc1とグランドとの間に接続
されていて、たとえば24Vのような電源Vcc1が印
加される。スイッチング素子14とグランドとの間には
巻線電流検出用の抵抗Rsが接続される。巻線電流検出
用抵抗Rsに発生した電圧は、発振回路16に帰還され
る。すなわち、発振回路16は、コンパレータIC1を
含み、このコンパレータIC1の(+)入力には、帰還
電圧とほぼ等しい、たとえば5V以下の電圧Vs1が与
えられ、(−)入力にその帰還電圧が与えられる。コン
パレータIC1の出力は、時定数回路18の出力が加え
られ、それがコンパレータIC2の(−)入力に与えら
れる。コンパレータIC2の(+)入力には、たとえば
5Vのような電圧Vs2が与えられる。
A switching element 14 is connected in series with the motor winding 12 to connect the motor winding 12 and the switching element 1 to each other.
4 is connected in series between the power supply Vcc1 and the ground, and the power supply Vcc1 such as 24 V is applied. A resistor Rs for winding current detection is connected between the switching element 14 and the ground. The voltage generated in the winding current detection resistor Rs is fed back to the oscillation circuit 16. That is, the oscillation circuit 16 includes the comparator IC1, the (+) input of the comparator IC1 is supplied with a voltage Vs1 which is substantially equal to the feedback voltage, for example, 5 V or less, and the (-) input is supplied with the feedback voltage. . The output of the comparator IC1 is added to the output of the time constant circuit 18, which is given to the (−) input of the comparator IC2. A voltage Vs2 such as 5V is applied to the (+) input of the comparator IC2.

【0011】時定数回路18は、抵抗R1とコンデンサ
Cとの直列接続を含み、抵抗R1には抵抗R2がスイッ
チSWを介して並列接続される。直列接続は電源Vcc
2とグランドとの間に接続され、たとえば5Vのような
電源Vcc2が与えられる。スイッチSWはステッピン
グモータ(図示せず)の駆動負荷の大小に応じてオンま
たはオフされる。
The time constant circuit 18 includes a resistor R1 and a capacitor C connected in series, and a resistor R2 is connected in parallel to the resistor R1 via a switch SW. Series connection is power supply Vcc
It is connected between 2 and the ground, and is supplied with a power supply Vcc2 such as 5V. The switch SW is turned on or off according to the magnitude of the driving load of a stepping motor (not shown).

【0012】コンパレータIC2の出力はANDゲート
IC3の一方入力に与えられ、ANDゲートIC3の他
方入力には上述のスイッチングパルスVpが与えられ
る。したがって、スイッチング素子14は、スイッチン
グパルスVpを発振回路16の出力でチョッピングした
電圧によってオンまたはオフされる。このような制御回
路10は、定電流チョッピング方式の駆動回路と呼ばれ
る。
The output of the comparator IC2 is given to one input of the AND gate IC3, and the above-mentioned switching pulse Vp is given to the other input of the AND gate IC3. Therefore, the switching element 14 is turned on or off by the voltage obtained by chopping the switching pulse Vp with the output of the oscillation circuit 16. Such a control circuit 10 is called a constant current chopping type drive circuit.

【0013】図1実施例において、スイッチSWをオフ
しているときのスイッチング素子14のオフ時間TOFF
は次式(1)で与えられる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the off time T OFF of the switching element 14 when the switch SW is off.
Is given by the following equation (1).

【0014】[0014]

【数1】TOFF =K・C・R1 ただし、Kは係数、CはコンデンサCの容量、R1は抵
抗R1の抵抗値である。図1のスイッチSWをオンした
ときのスイッチング素子14のオフ時間TOFF1は、次
式(2)で与えられる。
## EQU1 ## T OFF = KCR1 where K is a coefficient, C is the capacitance of the capacitor C, and R1 is the resistance value of the resistor R1. The off time T OFF 1 of the switching element 14 when the switch SW of FIG. 1 is turned on is given by the following equation (2).

【0015】[0015]

【数2】 TOFF 1=K・C・{R1・R2/(R1+R2)} 時定数C・R1は時定数C・{R1・R2/(R1+R
2)}より大きく、したがって、図1のスイッチSWを
オンしたときのスイッチング素子14のオフ時間TOFF
1は、スイッチSWをオフしたときのスイッチング素子
14のオフ時間TOFF より短くなり(TOFF >T
OFF 1)、スイッチングパルスVpをチョッピングする
チョッピング周波数が高くなる。
[Formula 2] T OFF 1 = K · C · {R1 · R2 / (R1 + R2)} Time constant C · R1 is the time constant C · {R1 · R2 / (R1 + R
2)}, and therefore the off time T OFF of the switching element 14 when the switch SW of FIG. 1 is turned on.
1 is shorter than the OFF time T OFF of the switching element 14 when the switch SW is turned off (T OFF > T
OFF 1), the chopping frequency for chopping the switching pulse Vp becomes high.

【0016】図2(A)および図2(B)にチョッピン
グ周波数が高い場合およびチョッピング周波数が低い場
合のモータ巻線電流波形がそれぞれ示される。図2
(B)に示すように、チョッピング周波数が低い場合に
は、モータ巻線に流れるピーク電流Ipが同じでも、図
2(A)のチョッピング周波数が高い場合に比べて、平
均電流が小さくなり、したがって、モータの出力が小さ
くなり、モータ巻線の発熱も小さくなる。したがって、
図1実施例のように時定数回路18の時定数をモータ出
力すなわち駆動負荷に応じて切り換えるようにすれば、
低出力時のモータ巻線の発熱を低減することができる。
FIGS. 2A and 2B show motor winding current waveforms when the chopping frequency is high and when the chopping frequency is low, respectively. FIG.
As shown in FIG. 2B, when the chopping frequency is low, the average current is smaller than that when the chopping frequency in FIG. , The output of the motor is reduced, and the heat generated in the motor winding is reduced. Therefore,
If the time constant of the time constant circuit 18 is switched according to the motor output, that is, the drive load as in the embodiment of FIG.
It is possible to reduce heat generation of the motor winding when the output is low.

【0017】このような実施例の具体的な応用例として
はアナログコピー機とファクシミリとの複合機が考えら
れる。このような複合機の場合、ADF(Automatic Doc
ument Feeder) の原稿搬送用モータおよびアナログコピ
ー機の光学スキャナの駆動用モータとして、ステッピン
グモータを利用する。原稿搬送用モータでは、モードに
応じて原稿搬送速度が違うため、モータの駆動負荷がモ
ード毎に違ってくる。また、光学スキャナ駆動用モータ
では、フィード(スキャン)時とリターン時とではスキ
ャナの移動速度が違うため、モータの駆動負荷が違って
くる。
As a concrete application example of such an embodiment, a composite machine of an analog copying machine and a facsimile can be considered. In the case of such a multifunction device, ADF (Automatic Doc)
The stepping motor is used as a motor for feeding the document of the ument Feeder) and a motor for driving the optical scanner of the analog copying machine. In the document transportation motor, since the document transportation speed differs depending on the mode, the driving load of the motor differs for each mode. Further, in the motor for driving the optical scanner, since the moving speed of the scanner is different at the time of feeding (scanning) and at the time of returning, the driving load of the motor is different.

【0018】表1および表2は原稿搬送用モータおよび
光学スキャナ駆動用モータのそれぞれについてどのモー
ドのときに図1のスイッチSWをオンするかを示してい
て、前者ではアナログコピーモードのときにスイッチS
Wをオンし、それ以外のファクシミリモードではオフす
ることによって、アナログコピーモードのときのように
低速原稿送り時のモータの発熱を低減する。後者では、
リターン時の負荷がフィード時の負荷に比べて小さいの
で、このときスイッチSWをオンする。したがって、ス
キャナのリターン時のモータの発熱が低減できる。
Tables 1 and 2 show in which mode the switch SW of FIG. 1 is turned on for each of the original feeding motor and the optical scanner driving motor. In the former case, the switches are switched in the analog copy mode. S
By turning on W and turning off in the other facsimile modes, heat generation of the motor during low-speed document feeding as in the analog copy mode is reduced. In the latter,
Since the load at the time of return is smaller than the load at the time of feed, the switch SW is turned on at this time. Therefore, heat generation of the motor when the scanner returns can be reduced.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】なお、上述の実施例では、発振回路16と
して自励式発振回路を用いた。しかしながら、他励式発
振回路が用いられてもよい。この場合、チョッピング周
波数すなわち発振周波数を変化させるためには、モータ
負荷に応じて、他励信号の周波数を変更すればよい。
In the above embodiment, the self-excited oscillation circuit is used as the oscillation circuit 16. However, a separately excited oscillator circuit may be used. In this case, in order to change the chopping frequency, that is, the oscillation frequency, the frequency of the separately excited signal may be changed according to the motor load.

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

【図1】この発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】この実施例においてスイッチをオフまたはオン
してチョッピング周波数を高くしたときおよびチョッピ
ング周波数を低くしたときのモータ電流波形を示す波形
図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a motor current waveform when the switch is turned off or on to increase the chopping frequency and when the chopping frequency is decreased in this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 …ステッピングモータ制御回路 12 …モータ巻線 14 …スイッチング素子 16 …発振回路 18 …時定数回路 10 Stepping motor control circuit 12 Motor winding 14 Switching element 16 Oscillation circuit 18 Time constant circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステッピングモータのモータ巻線に直列に
接続されたスイッチング素子をスイッチングパルスとチ
ョッピング信号との論理和によってオンまたはオフする
ステッピングモータの駆動回路において、 前記ステッピングモータの駆動負荷に応じて前記チョッ
ピング信号の周波数を変化する周波数変化手段を設けた
ことを特徴とする、ステッピングモータの制御回路。
1. A stepping motor drive circuit for turning on or off a switching element connected in series to a motor winding of a stepping motor in accordance with a logical sum of a switching pulse and a chopping signal. A stepping motor control circuit comprising a frequency changing means for changing the frequency of the chopping signal.
【請求項2】前記チョッピング信号を発生するための発
振器を備え、前記発振器は互いに異なる時定数を有する
時定数回路を含み、前記周波数変化手段は前記時定数を
切り換える切換手段を含む、請求項1記載のステッピン
グモータの制御回路。
2. An oscillator for generating the chopping signal is provided, the oscillator includes a time constant circuit having different time constants, and the frequency changing means includes a switching means for switching the time constant. A stepping motor control circuit described.
JP7313834A 1995-12-01 1995-12-01 Driving circuit for stepping motor Withdrawn JPH09163795A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009201225A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Motor drive
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JP2011035973A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Motor drive unit

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Effective date: 20030204