JPS5829398A - ステツプモ−タの巻線駆動用制御装置 - Google Patents
ステツプモ−タの巻線駆動用制御装置Info
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- JPS5829398A JPS5829398A JP57135824A JP13582482A JPS5829398A JP S5829398 A JPS5829398 A JP S5829398A JP 57135824 A JP57135824 A JP 57135824A JP 13582482 A JP13582482 A JP 13582482A JP S5829398 A JPS5829398 A JP S5829398A
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 102100038779 Arfaptin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101000809446 Homo sapiens Arfaptin-2 Proteins 0.000 description 1
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
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- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
本発明はステップモータの駆動回路に関する。
ステップモータはモータ巻線への電流入力が反転する毎
に不連続角でシャフトを駆動するのに通常用いられる。
に不連続角でシャフトを駆動するのに通常用いられる。
このように、ステップモータは、入力に応じて小角度ず
つ動いたり、停止したり、または連続して動いたシする
ように制御することができる。入力は一般にパルス電流
であシそのためステップモータはデジタルプロセッサ/
−ヲコントローラとして用いるような応用例に有用であ
る。
つ動いたり、停止したり、または連続して動いたシする
ように制御することができる。入力は一般にパルス電流
であシそのためステップモータはデジタルプロセッサ/
−ヲコントローラとして用いるような応用例に有用であ
る。
本出願に述べるモータは、スペースを変えることができ
る方式のタイシライタのキャリジを制御するのに用いら
れる。この場合キャリジは1紙の幅に依存して小さくは
あるが変化可能な左方への距離を移動するよう制御口、
フォントが紙を打つ前に完全に停止するようにして次の
位置へすばやく到達するよう制御し、かつ行間を左から
右へ高速度で回転するよう制御しなければならない。
る方式のタイシライタのキャリジを制御するのに用いら
れる。この場合キャリジは1紙の幅に依存して小さくは
あるが変化可能な左方への距離を移動するよう制御口、
フォントが紙を打つ前に完全に停止するようにして次の
位置へすばやく到達するよう制御し、かつ行間を左から
右へ高速度で回転するよう制御しなければならない。
これらの目的を達成するためには、モータは高トルク、
高速度および正確な位置調整が可能であり、かつ平均消
費電力が最小でありしかも高い信頼性が維持されなけれ
ばならない。さらに、最終的な製品が妥当な値段となる
ために低原価でなければならない。例えば最近の低価格
電動タイツライタはキャリジ、プリントホイール、リボ
ンおよびプラテンを制御するために4つのステップモー
タが用いられている。
高速度および正確な位置調整が可能であり、かつ平均消
費電力が最小でありしかも高い信頼性が維持されなけれ
ばならない。さらに、最終的な製品が妥当な値段となる
ために低原価でなければならない。例えば最近の低価格
電動タイツライタはキャリジ、プリントホイール、リボ
ンおよびプラテンを制御するために4つのステップモー
タが用いられている。
最も基本的なステップモータ回路は電流を適切な値に制
限するためにパルス発生器とモータの巻線との間に直列
抵抗を用いている。しかしこの抵抗の消費電力は効率を
低下させる。より良いシステムは巻線を付勢するために
トランジスタ化チョッパ回路を用いている。チョッパ回
路は高効率と高性能を保ちながら電流を所定のレベルに
制御できるように設計することができる。
限するためにパルス発生器とモータの巻線との間に直列
抵抗を用いている。しかしこの抵抗の消費電力は効率を
低下させる。より良いシステムは巻線を付勢するために
トランジスタ化チョッパ回路を用いている。チョッパ回
路は高効率と高性能を保ちながら電流を所定のレベルに
制御できるように設計することができる。
ここに記述するステップモータのコントローラは各モー
タ巻線すなわち各相に対し1つのドライバ回路を含み、
各ドライバ回路は、タイマ、コンパレータおよびここに
は記されていないが、最初の制御信号を発生するデジタ
ルプロセッサによって制御される。適当な人力信号を受
けとるとタイ”fと制御ロジックとはモータの1巻線を
通91つの方向に電流を発生するよう動作する。この電
流はコンパレータと制御回路によって監視され、電流が
所定のレベルに達すると制御回路はオフされる。タイマ
によって定められた一定時間の後、回路はサイクルをく
り返す準備完了状態となる。制御システムは、可聴周波
雑音の発生を防止する固定周波数の可変デユーティ係数
システムである。
タ巻線すなわち各相に対し1つのドライバ回路を含み、
各ドライバ回路は、タイマ、コンパレータおよびここに
は記されていないが、最初の制御信号を発生するデジタ
ルプロセッサによって制御される。適当な人力信号を受
けとるとタイ”fと制御ロジックとはモータの1巻線を
通91つの方向に電流を発生するよう動作する。この電
流はコンパレータと制御回路によって監視され、電流が
所定のレベルに達すると制御回路はオフされる。タイマ
によって定められた一定時間の後、回路はサイクルをく
り返す準備完了状態となる。制御システムは、可聴周波
雑音の発生を防止する固定周波数の可変デユーティ係数
システムである。
可聴周波数範囲に入り得るうなり周波数が2つの相の間
に発生するのを防止するだめ両相は同一の周波数で制御
される。
に発生するのを防止するだめ両相は同一の周波数で制御
される。
以下図面を参照してこの回路の動作を詳細に述べる。
第1図にはモータを駆動する人相の回路を示す。
制御信号人はデジタルプロセッサまたはそれと同等なも
のから印加される。今この信号が高レベルであると仮定
し、それがデバイスA2とA4.!:に印加されると、
それらの出力はどちらも低レベルとなり、デバイスA3
と02の出力はどちらも高レベルとなってトランジスタ
Q4をターンオンし、一方デバイスG1の出力は低レベ
ルとなりトランジスタQ3をターンオフする。抵抗12
はトランジスタQ4のコレクタの低電圧レベルをトラン
ジスタQ1のペースに結合してトランジスタQ1をター
ンオンさせ、抵抗14はトランジスタQ3のコレクタの
高電圧レベルをトランジスタQ2のベースに結合してト
ランジスタQ2をターンオフする。この結果電流は電源
−からトランジスタQ1、ダイオードD5.負荷10.
ダイオードD8、トランジスタQ4および検知用抵抗R
1を通ってアースへ流れる。同様な理由から、もし人に
印加される入力信号が低レベルであれ−ば電流は負荷1
0を通って反対方向に流れる。
のから印加される。今この信号が高レベルであると仮定
し、それがデバイスA2とA4.!:に印加されると、
それらの出力はどちらも低レベルとなり、デバイスA3
と02の出力はどちらも高レベルとなってトランジスタ
Q4をターンオンし、一方デバイスG1の出力は低レベ
ルとなりトランジスタQ3をターンオフする。抵抗12
はトランジスタQ4のコレクタの低電圧レベルをトラン
ジスタQ1のペースに結合してトランジスタQ1をター
ンオンさせ、抵抗14はトランジスタQ3のコレクタの
高電圧レベルをトランジスタQ2のベースに結合してト
ランジスタQ2をターンオフする。この結果電流は電源
−からトランジスタQ1、ダイオードD5.負荷10.
ダイオードD8、トランジスタQ4および検知用抵抗R
1を通ってアースへ流れる。同様な理由から、もし人に
印加される入力信号が低レベルであれ−ば電流は負荷1
0を通って反対方向に流れる。
負荷10はモータの人相巻線であって大きなインダクタ
ンスをもっているのでこの電流は一定時間上昇し抵抗R
1において傾斜状の電圧を発生させる。この電圧はコン
パレータA1において基準電圧RBFと比較される。抵
抗R1の電圧が少しでもこの基準電圧を超過するとコン
パレータA1はフリッゾフ四ツゾF1をリセットしそれ
によって両デートG1.G2がターンオフされトラ・ン
ジスタQ3.Q4のみならずトランジスタQ 1 s
q 2もターンオフされる。しかしながら巻線のインダ
クタンスのために、ダイオードD3.D24たはダイオ
ードDI + D、4を通り接地点から電源へ向かって
負荷電流が流れ続ける。このようにオフ状態の間、回路
は電源へ電力を還元し回路効率を増加させる。この間、
ダイオードD5 +p61D7およびD8はこの逆電圧
からトランジスタ。1゜Q2.Q3およびQ4を保護す
る。
ンスをもっているのでこの電流は一定時間上昇し抵抗R
1において傾斜状の電圧を発生させる。この電圧はコン
パレータA1において基準電圧RBFと比較される。抵
抗R1の電圧が少しでもこの基準電圧を超過するとコン
パレータA1はフリッゾフ四ツゾF1をリセットしそれ
によって両デートG1.G2がターンオフされトラ・ン
ジスタQ3.Q4のみならずトランジスタQ 1 s
q 2もターンオフされる。しかしながら巻線のインダ
クタンスのために、ダイオードD3.D24たはダイオ
ードDI + D、4を通り接地点から電源へ向かって
負荷電流が流れ続ける。このようにオフ状態の間、回路
は電源へ電力を還元し回路効率を増加させる。この間、
ダイオードD5 +p61D7およびD8はこの逆電圧
からトランジスタ。1゜Q2.Q3およびQ4を保護す
る。
次のクロックパルスがフリツノフロップF10セット端
子に入力されてサイクルが再開されるまでこのオフ状態
が続く。
子に入力されてサイクルが再開されるまでこのオフ状態
が続く。
この回路の詳細な回路図を第2図に示す。4個のトラン
ジスタQ4 、Q3 、Q9および。8は人相のモータ
巻線w1を駆動する。これらのトランジスタがすべて遮
断されている期間に、巻線電流はダイオードCR49、
CR56、CR54およびCR47を通って流れ続ける
。ダイオードcR48tCR55、CR50およびCH
3Iは逆電圧からトランジスタを保護する。抵抗R74
とRγ5(R76とR77)で構成される抵抗分圧器は
トランジスタQB(Q9)のコレクタの電圧をトランジ
スタQ4 (Q3 )のベースに結合しその結果トラン
ジスタQ4とQ8 (Q9とQ3)は同時に動作する。
ジスタQ4 、Q3 、Q9および。8は人相のモータ
巻線w1を駆動する。これらのトランジスタがすべて遮
断されている期間に、巻線電流はダイオードCR49、
CR56、CR54およびCR47を通って流れ続ける
。ダイオードcR48tCR55、CR50およびCH
3Iは逆電圧からトランジスタを保護する。抵抗R74
とRγ5(R76とR77)で構成される抵抗分圧器は
トランジスタQB(Q9)のコレクタの電圧をトランジ
スタQ4 (Q3 )のベースに結合しその結果トラン
ジスタQ4とQ8 (Q9とQ3)は同時に動作する。
コンデンサC30(c27 )は正方向の遷移において
遅延をもたらし、A信号の状態が変化した結果としての
r−ト21(22)への人力を遅延させるために設けら
れている。この遅延はトランジスタQ8(Q9)が導通
し始める前にトランジスタQ3 (Q4 )がターンオ
フし、電源からQ4゜CR50?CR57tq9(Q3
1cR4810R55,QB)を通って’R7Bへの瞬
間的な短絡を防ぐことを確実にしている。
遅延をもたらし、A信号の状態が変化した結果としての
r−ト21(22)への人力を遅延させるために設けら
れている。この遅延はトランジスタQ8(Q9)が導通
し始める前にトランジスタQ3 (Q4 )がターンオ
フし、電源からQ4゜CR50?CR57tq9(Q3
1cR4810R55,QB)を通って’R7Bへの瞬
間的な短絡を防ぐことを確実にしている。
プロセッサからの人相入力信号はデバイス20゜22に
入力され、デバイス21.24および28を通してトラ
ンジスタQ8.Q9と結合される。
入力され、デバイス21.24および28を通してトラ
ンジスタQ8.Q9と結合される。
トランジスタQ8またはQ9を通る負荷電流は検知用抵
抗R7Bを通って流れそこにコンパレータ23の一方の
入力端子6に与える電圧を発生する。またコンパレータ
23の他方の入力端子7にるいは0.5ホルトの基準電
圧VRを発生する電圧基準回路によって基準電圧が印加
される。検知用抵抗R7Bは1オームであるから、コン
パレータ23がフリップフロツノ25に出力信号を与え
てそれをリセットしそれによりデバイス28と21とに
よりトランジスタQ8.Q9を遮断する前に、電流は1
.3アンペアあるいは0.5アンペアに達する必要があ
る。高い方の1.6アンペアは通常使用される電流値で
、あり、低い方の0.5アンペアはキャリッジが静止状
態の時に必要であり正しい位置に保持するに足りる電流
である。
抗R7Bを通って流れそこにコンパレータ23の一方の
入力端子6に与える電圧を発生する。またコンパレータ
23の他方の入力端子7にるいは0.5ホルトの基準電
圧VRを発生する電圧基準回路によって基準電圧が印加
される。検知用抵抗R7Bは1オームであるから、コン
パレータ23がフリップフロツノ25に出力信号を与え
てそれをリセットしそれによりデバイス28と21とに
よりトランジスタQ8.Q9を遮断する前に、電流は1
.3アンペアあるいは0.5アンペアに達する必要があ
る。高い方の1.6アンペアは通常使用される電流値で
、あり、低い方の0.5アンペアはキャリッジが静止状
態の時に必要であり正しい位置に保持するに足りる電流
である。
タイマ2Tの出力は40マイクロ秒毎にほぼ10マイク
ロ秒のパルスであシ、デバイス26を通りフリップフロ
ップ25をセットして次のサイクルを開始させる。結果
として生じるデユーティ係数は可変であるが周波数は固
定している。すなわち、タイマは40マイクロ秒毎に7
リツプフロツプ25をセットするが、コンパレータはあ
らがじめ定めた電流値に達する迄それをリセットしない
。実際には、モータが高速度で回転している時。
ロ秒のパルスであシ、デバイス26を通りフリップフロ
ップ25をセットして次のサイクルを開始させる。結果
として生じるデユーティ係数は可変であるが周波数は固
定している。すなわち、タイマは40マイクロ秒毎に7
リツプフロツプ25をセットするが、コンパレータはあ
らがじめ定めた電流値に達する迄それをリセットしない
。実際には、モータが高速度で回転している時。
モータの逆起電力は必要な電流量の増加を妨げその結果
として回路のオン状態が継続することになる。
として回路のオン状態が継続することになる。
最小負荷の状態においては、デユーティ係数は系の安定
度を保証するために少なくとも25e!aであるように
クロックジェネレータ2Tによって強制される。
度を保証するために少なくとも25e!aであるように
クロックジェネレータ2Tによって強制される。
回路内のヒユーズF1は、パワートランジスタQ3 、
Q4 +Q8 、Q9のうちのどれかが故障し九場合、
回路が多大な損傷からまぬがれるように保護する。
Q4 +Q8 、Q9のうちのどれかが故障し九場合、
回路が多大な損傷からまぬがれるように保護する。
巻線W1の電流はこの回路によって制御されるので電源
を調節する必要はない。インバータやデートを付勢する
供給源に故障が生じた場合、信号POR1がダイオード
CR62、C’163を通りトランジスタQ9 、Q8
に結合され巻線へ向う両方の電流路を遮断して巻線内の
過剰電流を阻止する。
を調節する必要はない。インバータやデートを付勢する
供給源に故障が生じた場合、信号POR1がダイオード
CR62、C’163を通りトランジスタQ9 、Q8
に結合され巻線へ向う両方の電流路を遮断して巻線内の
過剰電流を阻止する。
総合的な回路の利点はその効率、小さい熱損失、良好な
価格/性能比であり、むしろ低価格のためにこの回路は
非常に高い調整された出力電力を達成する。
価格/性能比であり、むしろ低価格のためにこの回路は
非常に高い調整された出力電力を達成する。
本発明は特定の実施例に関して記述してき九が、本発明
の精神と範囲から逸脱することなく種々の変更が可能で
ありまた構成素子を均等物と置換しうるということは、
当業に習熟する者には理解いただけよう。
の精神と範囲から逸脱することなく種々の変更が可能で
ありまた構成素子を均等物と置換しうるということは、
当業に習熟する者には理解いただけよう。
第1図は概略回路図、第2図は回路設計図でおる。
符号の説明
D5 、D6 、D7 、D81CR48、cR50t
CR55、CR57・・・・・・ダイオードQ1
、Q2 、Q3 、Q4 、QB 、Q9
・・・・・・ ト ランジスタ R1、R78・・・・・・検知用抵抗 10 ? Wl・・・・・・モータ巻線代理人 浅 村
皓 外4名
CR55、CR57・・・・・・ダイオードQ1
、Q2 、Q3 、Q4 、QB 、Q9
・・・・・・ ト ランジスタ R1、R78・・・・・・検知用抵抗 10 ? Wl・・・・・・モータ巻線代理人 浅 村
皓 外4名
Claims (1)
- 第1と第2のダイオードを第1と第2のトランジスタの
間で直列に接続し、第6と第4のダイオードを第3と第
4のトランジスタの間で直列に接続し、第1と第2のダ
イオードの接続点と第6と第4のダイオ−rの接続点と
の間にステップモータの巻線を接続し、第2と第4のト
ランジスタは抵抗を介してアースに接続し、第1と第4
のトランジスタあるいは第2と第6のトランジスタのど
ちらかを任意の時点でターンオンさせることができるよ
うにトランジスタを結合する手段と、前記抵抗によって
発生する電圧が基準電圧を超過した時すべてのトランジ
スタをターンオフする手段とを設けたステップモータの
巻線駆動用制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US292754 | 1981-08-13 | ||
US06/292,754 US4423366A (en) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | Motor drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5829398A true JPS5829398A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=23126037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57135824A Pending JPS5829398A (ja) | 1981-08-13 | 1982-08-05 | ステツプモ−タの巻線駆動用制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4423366A (ja) |
JP (1) | JPS5829398A (ja) |
IT (1) | IT1152325B (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5914396A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-25 | Toshiba Corp | パルスモ−タ駆動装置 |
JPS5929238A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-16 | Minolta Camera Co Ltd | 走査系の減速制御方法 |
US4490655A (en) * | 1982-09-27 | 1984-12-25 | Sperry Corporation | Bi-directional driver system for electrical load |
US4682092A (en) * | 1985-06-06 | 1987-07-21 | John Pellegrino | Synchronous motor drive with chopper regulator |
JPH0345195A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-26 | Canon Inc | ステッピングモータの制御装置 |
JP2545641B2 (ja) * | 1990-08-09 | 1996-10-23 | 本田技研工業株式会社 | パルスモータの駆動制御装置 |
US7122026B2 (en) * | 2002-04-22 | 2006-10-17 | Medtronic, Inc. | Implantable infusion device with optimized peristaltic pump motor drive |
US7091842B2 (en) * | 2004-02-03 | 2006-08-15 | Koncelik Jr Lawrence J | Four wheel drive alert |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5422510A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-20 | Janome Sewing Machine Co Ltd | Circuit for driving pulse motor in sewing machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4107593A (en) * | 1977-04-07 | 1978-08-15 | Burroughs Corporation | Current control circuit |
CH625384B (fr) * | 1977-12-20 | Ebauches Electroniques Sa | Dispositif de detection de la non rotation de moteurs pas a pas pour piece d'horlogerie et de rattrapage des pas perdus. | |
US4208623A (en) * | 1978-05-25 | 1980-06-17 | The Superior Electric Company | Chopping power supply for a bifilar stepping motor |
US4375049A (en) * | 1980-09-24 | 1983-02-22 | Timex Corporation | Stepping motor drive circuit for bi-directional rotation |
EP0134829B1 (de) * | 1983-09-14 | 1987-08-19 | WOCO Franz-Josef Wolf & Co. | Drehelastische Kupplung mit Koppelglied |
-
1981
- 1981-08-13 US US06/292,754 patent/US4423366A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-08-04 IT IT8222738A patent/IT1152325B/it active
- 1982-08-05 JP JP57135824A patent/JPS5829398A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5422510A (en) * | 1977-07-20 | 1979-02-20 | Janome Sewing Machine Co Ltd | Circuit for driving pulse motor in sewing machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1152325B (it) | 1986-12-31 |
IT8222738A0 (it) | 1982-08-04 |
US4423366A (en) | 1983-12-27 |
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