JPS5863094A - ステツピングモ−タ駆動回路 - Google Patents

ステツピングモ−タ駆動回路

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JPS5863094A
JPS5863094A JP15911281A JP15911281A JPS5863094A JP S5863094 A JPS5863094 A JP S5863094A JP 15911281 A JP15911281 A JP 15911281A JP 15911281 A JP15911281 A JP 15911281A JP S5863094 A JPS5863094 A JP S5863094A
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JP
Japan
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circuit
phase
drive signal
motor
control signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP15911281A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Kumagai
熊谷 茂樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15911281A priority Critical patent/JPS5863094A/ja
Publication of JPS5863094A publication Critical patent/JPS5863094A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/16Reducing energy dissipated or supplied

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステッピングモータを駆動制御するためのステ
ッピングモータ駆動回路に関する。
ステッピングモータの駆動において、例えば4相駆動の
場合には、基本駆動信号の周波数のいかんにかかわらず
モータの2相のコイルに電流を流すようにしている。し
かも、基本駆動信号の周波数が零であっても電流を2相
のコイルに流すようにしている。これは、モータに対し
て機械的な力で回そうとしても回らないようにモータを
保持させるためである。しかし、このようにモータが回
転しないための保持力を必要とする場合もあるが、特殊
な応用ではその必要のない場合もある。この不要の場合
には上記保持のための消費電力がロスとなる。
また、電源電圧が大きく変化するような所でステッピン
グモータを応用するには、コイル電流を電源電圧の低い
場合に合せて設計する必要がある。すなわち、最低必要
なトルクを発生させるには、ある程度以上のコイル電流
が必要でSる。従って、最低電源電圧でコイルインピー
ダンスを決定すれば、電源電圧が高くなった場合に必要
以上のコイル電流が流れ、電力消費が増大する。
つまり、前記した保持用コイル電流と高電圧でのコイル
電流との組合せによる消費電力の最大値に対応してモー
タの駆動回路を設計する必要があり、強力な保持力が不
要の場合等の特殊な応用例では、電力消費等を含め総コ
スFが高くなるといった不都合があった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、モータコ
イルに印加される電源電圧を検出し、この検出電圧に応
じてパルス幅の異なるダート制御信号を作成して上記モ
ータコイルに電流を供給するための駆動信号の時間を制
御する回路構成とすることにより、必要なトルクを発生
するに必要な時間だけコイルに電流を流すようにして、
全体の消費電力を大幅に低減し得るステッピングモータ
駆動回路を提供することを目的以下、図面を参照して本
発明の一実施例を説明する。第1図に示すステッピング
モータ駆動回路は4相駆動の場合を示しており、1は電
源電圧Vlのレベルを検出する電圧検出回路、2はこの
電圧検出回路1で検出した検出電圧の大きさに応じてそ
のノ4ルス幅が異なるダート制御信号foを作成して送
出するワンショット回路、3は基本駆動信号(ステツブ
信号)CKに同期して電源電圧v1に接続されたモータ
の4相コイルL、〜L、に対応する駆動信号φ、〜φ4
t−発生する駆動信号発生回路、4はこの駆動信号発生
回路3からの各相駆動信号φ、〜φ4をそれぞれ上記ワ
ンショット回路2からのダート制御信号foにてゲート
するr−ト回路で、このダート回路4け各相駆動信号φ
、〜φ4に対応したナンド回路N^、〜NA41有し、
コイルL1〜L4をダート制御信号f6の・ぐルス幅に
相当する時間だけ駆動する実質的な制御駆動信号φζ〜
φ4′を得る。
第2図は駆動信号発生回路Sとダート回路4の絆細力回
路を示している。駆動信号発生回路3は、基本駆動信号
CKにより駆動されデータ入力端子りに入力された信号
を出力する2つの1ビットレジスタ5,6と、このレジ
スタ5゜6の出力を反転するインバータ7〜9を有し、
レジスタ5の出力Q、を第1相駆動信号φ、に、レジス
タ6の出力Q!を第2相駆動信号φ!に、インバータ8
0出力[を第3相駆動信号φ3に、インバータ9の出力
りを第4相駆動信号φ、にそれぞれ割り当てている。一
方、r−)回路4は、これら各相駆動信号φ、〜φ4と
前記ワンショット回路2からのr−)制御信号f0との
それぞれアンドをとるアンド回路10〜13と、これら
アンド回路10〜13の出力によりそれぞれ駆動される
トランジスタ14〜17とを有し、これらトランジスタ
14〜17の各コレクタから各コイルL、〜L、を制御
する制御駆動信号φ1′〜φ4′を得る。    −こ
の駆動信号発生回路3では、第3図のタイムチャートに
示すように基本駆動信号CKに同期してそれぞれ異なる
各相駆動信号φ1〜φ4を発生する。そして、信号CK
の周波数にかかわらずいずれか2相が必ず% 1ルベル
でオンとなっている。
第4図は電圧検出回路1とワンショット回路2の詳細を
示している。電圧検出回路1は、トランジスタT、〜丁
、及び抵抗R1〜R3を有しておシ、抵抗R1+R2に
より電源電圧VBを検出してトランジスタTs’tオン
制御し、カレントミラーによって同一電流でトランジス
タTI+T、がオンになるようになっており、このトラ
ンジスタT、を通じてコンデンサC1が電源電圧Vlま
で充電されるようになっている。−万、ワンショット回
路2は、上記電圧検出回路1にて検出した電圧と基準電
圧とを比較する比較部18と;この比較部18の比較出
力によりその時間幅だけオン駆動するモノマルチ部19
と、このモノマルチ部19を基本駆動信号CKにてクロ
ック同期させる入力部2oとを有している、1この比較
部18は、ツェナー電圧を発生するツェナーダイオード
ZD、このツェナー電圧がベースバイアスとして印加さ
れてオンするトランジスタT4と、このトランジスタT
4と接地との間に接続され基準電圧を検出する検出抵抗
R11R6、この検出抵抗R,,R,で検出した基準電
圧と前記コンデンサC1の端子電圧とを比較し、端子電
圧が基準電圧より高くなると比較出力倉出す比較器CO
MPと、上記コンデンサC1の放電回路を形成する抵抗
R9及びトランジスタT51その他抵抗R4HR,l 
R@  r RIGにて構成されている。また、モノマ
ルチ部ノ9は、トランジスタT、〜T、と抵抗R11〜
RIBにて構成され、トランジスタT6のコレクタから
r−ト制御信号f。を出力する。さらに、入力部20は
、トランジスタTe  l T10%抵抗R璽丁〜R7
2、ダイオードD及びコンデンPC,にて構成されてい
る。
次に第4図の動作を説明する。基本駆動信号CKが%I
Jになったとき、入力部20のトランジスタ丁10 e
 T @ がオンになり、コンデンサC2の微分出力に
よりモノマルチ部19のトランジスタT8がm−オンに
なる。これにより、モノマルチ部19はトランジスタT
、がオフ、トランジスタT6がオンになる。一方、比較
器COMPの比較入力(コンデンサC1の端子電圧)が
基準入力(抵抗R6の端子電圧)よりも低い場合には、
比較器COMPの出力は10′であり、モノマルチ部1
9のトランジスタT、はオフである。
そして、モノマルチ部19のトランジスタT6のオン出
力10′によシ比較器18のトランジスタTsがオフに
なシ、コンデンサC1の放電が止まシ、コンデンサCI
はトランジスタT1により充電され始まる。このコンデ
ンサC1の充電により、その端子電圧が比較器COMP
の基準入力よシも高くなると、比較器COMPから比較
出力%11が得られ、モ:・ノマルチ部19はリセット
される。すなわち、モノマルチ部19のトランジスタT
会がオンし、トランジスタT6がオフ、トランジスタT
イがオフになり、r−ト制御信号出力fo (トランジ
スタエマのコレクタ出力)は11“レベルになる。この
場合、コンデンサCIは、電源電圧Vlが高くなるにつ
れて急速に充電(第5図参照)され、その端子電圧も急
上昇する。したがって、モノマルチ部19から出力され
るダート制御信号foは、コンデンサC1の端子電圧が
基準電圧に到達する迄の時間幅t1〜t3に相当するパ
ルス幅を有することに々る。
ここで、電圧VBを・やラメータとして駆動信号をコイ
ルL、〜L、に加えた場合のコイル電流特性を第6図に
示す。今、モータが必要なトルクを出すためのコイル電
流値を1.とすれば、電源電圧v1の値によって電流値
10に達する迄のコイル駆動時間tが変化する。例えば
電圧Vm=16Vでは時間tI 、電圧Vm=12Vで
は時間Lts電圧Vm = 8 Vでは時間1Mとなり
、1、(1,(1,の関係を有する。従って、電源電圧
Vlの変化に応じてt、%tmの各時間以上コイルを駆
動してやれば必要なトルクが得られることになる。
第7図は電源電圧’Vmに対するコイル駆動時間tの関
係を示している。図において、曲線りはコイル電流It
=IOの場合のコイル電流電圧特性、直線MFiワンン
ヨット回路2の出力電圧特性を示している。この直線M
の特性は第4図の回路の出力特性を示し、ダート制御信
号f。
のt4ルス幅がコイル駆動時間tに相当するものである
。実際には、必要電流を流してもモータが1ステツプ移
動するには時間が必要であるから、実用上の駆動時間は
t、’ = t、+α7、t2′=t、+α!、i、’
=i、 十a3となり、1ステツプ移動時間α、〜α、
を見込んだ時間t、l〜13/であシ、そのために必要
なワンショット回路2の出力特性8を第7図に示してい
る。そして、このコイル駆動時間に相当するダート制御
信号f0が加えられている間、コイルL1〜L4に必要
電流IOを流して駆動してやれば、ロータ保持に必要な
トルクが得られることになる。
第8図は本回路の動作タイミングチャートを示しており
、電圧検出回路1で検出した電圧Vlが16Vの場合に
は、この16VI7)を圧に応じた・臂ルス幅t1のr
−)制御信号fo (実線で示す)がワンショット回路
2からダート回路4に送出される。−万、このダート回
路4には駆動信号発生回路3から第3図に示すような駆
動信号φ1〜φ4が供給されている。従って、このデー
ト回路4の出力端に得られる各相の制御駆動信号φ1′
〜φ4′は第8図の実線で示され、これらの制御駆動信
号φ1′〜φ4′が対応する各相のコイルし、〜L4に
与えられると必要なトルクが発生することになる。次に
、電源電圧Vlが下降して12Vになると電圧検出回路
1はその変化を検出し、ワンショット回路2は変化した
電源電圧v1に対応したパルス幅t!のゲート制御信号
fo (点線で示す)をr−ト回路4に送出するので、
ダート回路4には点線のように変化した制御駆動信号φ
1′〜φ4′が得られることになる。この点線で示す制
御駆動信号φ1/〜φ、′ヲコイルL、〜L4にそれぞ
れ印加すれば、つまシ、電源電圧の変動に応じて制御駆
動信号φl′〜φ4′の・臂ルス幅を変え、コイルに供
給する電流の時間を変化させているので、モータ消費電
力を大幅に軽減できることになる。なお、上記回路は4
相駆動で説明しているがその他、6相、8相であっても
良い。
以上説明したように本発明によれば、モータコイルに印
加される電源電圧を検出し、この検出電圧に応じて/母
ルス幅の異なるゲート制御信号を作成して上記モータコ
イルに電流を供給するための駆動信号の時間を制御する
ようにしているので、必要なトルクを発生するに必要な
時間だけコイルに電流を流すことができ、全体の消費電
力を大幅に低減し得るステッピングモータ駆動回路を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るステッピングモータ駆
動回路のブロック回路構成図、第2図は第1図の駆動信
号発生回路とr−)回路の祥細な回路構成図、第3図は
第2図の回路の動作を説明するためのタイムチャート、
第4図は第1図の電圧検出回路とワンショット回路の詳
細な回路構成図、第5図は第4図の回路動作を説明する
ためのタイムチャート、第6図ti′を源電IE’k・
中ラメータとしたコイル駆動時間に対するコイル電流特
性図、第7図は電源電圧とコイル駆動時間との関係を示
す特性図、第8図は第1図の回路動作を説明するためタ
イムチャートである。 1・・・電圧検出回路、2・・・ワンショット回路、3
・・・駆動信号発生回路、4・・・ダート回路、L。 〜L4・・・モータコイル、 Vl・・・電源電圧、C
K・・・基本駆動信号、φ、〜φ、・・・駆動信号、φ
、′〜φ4′・・・制御駆動信号、fo・・・ゲート制
御信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ステッピングモータの各相のモータコイルに電流を流し
    てモータを駆動制御するステッピングモータ駆動回路に
    おいて、前記モータコイルに印加される電源電圧を検出
    する電圧検出回路と、この電圧検出回路で検出した電源
    電圧の大きさに応じてパルス幅の異なるダート制御信号
    を得るy−ト制御信号形成回路と、上記各相のモータコ
    イルに対応する各相駆動信号を発生する駆動信号発生回
    路と、この駆動信号発生回路からの各相駆動信号を上記
    r−ト制御信号形成回路のダート制御信号にてダート制
    御して上記各相のモータコイルを駆動する制御駆動信号
    を得るデート回路とを具備し、前記電源電圧の変動に応
    じて必要なトルクを発生するに必要な時間だけ上記制御
    駆動信号によって各相のモータコイルに電流を供給する
    ようにしたことを特徴とするステッピングモータ駆動回
    路。
JP15911281A 1981-10-06 1981-10-06 ステツピングモ−タ駆動回路 Pending JPS5863094A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116997A (ja) * 1984-11-09 1986-06-04 Brother Ind Ltd ステツプモ−タ制御回路
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