JPS59181994A - Drive control system of step motor - Google Patents

Drive control system of step motor

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Publication number
JPS59181994A
JPS59181994A JP5540483A JP5540483A JPS59181994A JP S59181994 A JPS59181994 A JP S59181994A JP 5540483 A JP5540483 A JP 5540483A JP 5540483 A JP5540483 A JP 5540483A JP S59181994 A JPS59181994 A JP S59181994A
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JP
Japan
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voltage
step motor
current
drive
power supply
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Pending
Application number
JP5540483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyoshi Asaki
浅木 靖嘉
Hitoshi Kasai
仁 笠井
Noriaki Ogawa
典昭 小川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59181994A publication Critical patent/JPS59181994A/en
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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 of the kind having motors rotating step by step
    • H02P8/12Control or stabilisation of current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the size of a step motor by eliminating a current flowed to a phase control transistor at the phase switching time by providing a current/ voltage control transistor, thereby reducing the withstand voltage of the transistor. CONSTITUTION:A current is interrupted by a current/voltage control transitor TR0 slightly before interrupting a current flowed to any two of drive coils C1- C4 by phase control transistors TR1-TR4. Then, a flyback voltage generated across the drive coil is erased by a current flowed through the drive coil, conducted phase control transistor and a flyback diode D. After the flyback voltage is erased, the phase control transistor is interrupted.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の技術分野 本発明は、ステツノモータの、駆動制御方式、特に電源
の一方の極とステップモータの駆動コイルの共通端子と
の間に電源電圧をON10 F Fする制御手段と、該
駆動コイルの共通端子と電源の他方の極との間にフライ
バンク電圧消去手段とをもうけたステップモータの制御
方式に関するものである0 (B)  技術の背景と問題点 従来ステップモータの、駆動制御方式としては、例えば
第1図に示すものがあった。その駆動方式は所定の位相
電流Φ1.Φ2.Φ3.Φ4をステップモータの各駆動
コイルCI、C2,C’3゜C4に供給するために、各
駆動コイルC1,C2゜C3,C4と位相制御用トラン
ジスタTR1,。
[Detailed Description of the Invention] (a) Technical Field of the Invention The present invention relates to a drive control method for a step motor, in particular, a method for controlling the drive of a step motor, in particular, a method for controlling a step motor by applying a power supply voltage between one pole of the power supply and a common terminal of the drive coil of the step motor. This invention relates to a step motor control method that includes a control means for controlling the drive coil and a flybank voltage erasing means between the common terminal of the drive coil and the other pole of the power supply. As a drive control method for a step motor, there is one shown in FIG. 1, for example. Its driving method uses a predetermined phase current Φ1. Φ2. Φ3. In order to supply Φ4 to each driving coil CI, C2, C'3°C4 of the step motor, each driving coil C1, C2°C3, C4 and a phase control transistor TR1.

TR2、TR3、TR4とを直列に接続し、これらを電
弁に夫々並列接続し、第1図(B)に示すように、所定
の順序により上記位相制御用トランジスタTRI 、T
R2、TR3、TR4を0N10FF制御することによ
り、ステップモータを駆動するものであった。この駆動
する際、各駆動コイルC1,,C2,C3,C4の両端
に発生ずるフライバンク電圧消去用ダイオードDI 、
D2 、D3 。
TR2, TR3, and TR4 are connected in series and connected in parallel to the electric valve, respectively, and the phase control transistors TRI and T are connected in a predetermined order as shown in FIG. 1(B).
The step motor was driven by 0N10FF control of R2, TR3, and TR4. During this drive, the fly bank voltage erasing diode DI generated across each drive coil C1, C2, C3, C4,
D2, D3.

D4が、各駆動コイルの両端に夫々接続されていた。こ
のため各位相制御用トランジスタTRI。
D4 was connected to both ends of each drive coil, respectively. For this purpose, each phase control transistor TRI.

TR2、TR3、TR4は耐圧の高いものが必要とされ
、フライバック電圧消去用ダイオードD1゜D2 、D
3 、D4け、夫々のコイル毎に必要とされていた。又
、ステップモータの停止時に各駆動コイルと各位相制御
用トランジスタとによって消費される電力を軽減するた
めに、チョッ・ぐ制御をするに際しても、複数の上記位
相制御用トランジスタを制御しなければならず制御回路
が複雑となシ、かつ2相、3相励磁方式においては、ト
ランジスタ特性のバラツキなどによるチョッパ電流の不
平衡により、停止トルク及び停止位置に変動を生ずるお
それがあった。
TR2, TR3, and TR4 are required to have high withstand voltage, and flyback voltage erasing diodes D1, D2, and
3 and D4 were required for each coil. Further, in order to reduce the power consumed by each drive coil and each phase control transistor when the step motor is stopped, it is necessary to control a plurality of the above-mentioned phase control transistors even when performing chop control. In addition, the control circuit is complicated, and in two-phase and three-phase excitation systems, there is a risk that the stopping torque and stopping position may vary due to unbalanced chopper current due to variations in transistor characteristics.

(0発明の目的と構成 本発明は、電源の一万の極と、ステップモータの駆動コ
イルの共通端子との間に電源電圧を0N10FF制御す
る制動手段と、該駆動コイル共通端子と電源の他方の極
との間にフライバック電圧消去手段とをもうけることに
より、上d已の問題点を解決することを目的としている
。この目的を達成するために、本発明のステラフ0モー
タの駆動側副方式は、複数個の駆動コイルにそれぞれ所
定位相の電流を流す切換手段と、フライバック出、圧消
去手段とを有するステラフ0モータの駆動方式において
、電源からステップモータに供給される電圧を0N10
FF  1lilJ□□□する電源電圧判例手段と、該
′電源電圧側倒手段からの電圧を上6己複数個の駆動コ
イルに印加する共通電圧端子と、該複数個の駆動コイル
の他端に夫々一定位相の電流を流す切換手段と、該各切
換手段の共通接続点と上記複数個の駆動コイルの共通電
圧端子との間に該駆動コイルに生ずるフライバック電圧
を消去するフライバッタ電圧消去手段とを有することを
特徴としている。
(Objective and Structure of the Invention The present invention provides a braking means for controlling a power supply voltage of 0N10FF between 10,000 poles of a power supply and a common terminal of a drive coil of a step motor, It is an object of the present invention to solve the above problems by providing a flyback voltage erasing means between the poles of the stellaf0 motor of the present invention. The method is to drive a Stellaf 0 motor, which has a switching means for passing a current of a predetermined phase through a plurality of drive coils, and a flyback output and pressure elimination means.The voltage supplied from the power supply to the step motor is 0N10.
FF 1liil J a switching means for flowing a current of a constant phase; and a flyback voltage erasing means for erasing a flyback voltage generated in the drive coil between a common connection point of each of the switching means and a common voltage terminal of the plurality of drive coils. It is characterized by having the following.

D) 発明の実施例 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。D) Examples of the invention The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第2図は本発明に係るステップモータの駆動方式の1例
を示している。第2図(4)においてC1゜C2、C3
、C4はステップモータの駆動コイル、Vl、V2.V
3.V4は位相制御用信号電圧、Φ1.Φ2.Φ3.Φ
4は各位相制御信号電圧V1..V2 、■3 、V4
がHレベルのときに夫々駆動コイルに流れる電流、■0
は電源電圧制御用信号電圧、Φ0は電源電圧制御用信号
電圧■0がLレベルのときにステップモータに供給され
る電流、D[フライバック電圧消去用のダイオードを示
す。
FIG. 2 shows an example of a step motor driving method according to the present invention. In Figure 2 (4), C1°C2, C3
, C4 are step motor drive coils, Vl, V2 . V
3. V4 is a phase control signal voltage, Φ1. Φ2. Φ3. Φ
4 is each phase control signal voltage V1. .. V2, ■3, V4
The current flowing through each drive coil when is at H level, ■0
is the power supply voltage control signal voltage, Φ0 is the current supplied to the step motor when the power supply voltage control signal voltage 0 is at L level, and D[indicates a diode for erasing flyback voltage.

まず2相励磁方式のステップモータを回転させる場合に
ついて説明するO第1図(5)に示すステップモータの
回転子を■の位置から@の位置に回転させるには、第2
図CB)に示すように、位相制御用信号電圧V’4.V
lがHレベルの状態(位相制御用電流Φ4.Φ1が流れ
ている)から、−;ず位相制御用信号電圧V4をLレベ
ルにすなゝ(Φlのみが流れている)、回転子ば■)の
飲Riで回転する。次に位相制御用信号電圧V2をHレ
ベルにすると(ψJ Φ2が流れている)、回転子は@
の位置まで回転する。以上の如く位相制御用信号電圧の
HレベルをV4  viからVIV2に切換えることに
より、回転子は位置■から位置@へと90°回転する。
First, we will explain the case of rotating a two-phase excitation type step motor.O To rotate the rotor of the step motor shown in Figure 1 (5) from the position ■ to the position @, the second
As shown in Figure CB), the phase control signal voltage V'4. V
From the state where l is at H level (phase control currents Φ4 and Φ1 are flowing), -; first, the phase control signal voltage V4 is set to L level (only Φl is flowing), and the rotor )'s drink Ri rotates. Next, when the phase control signal voltage V2 is set to H level (ψJ Φ2 is flowing), the rotor is @
Rotate to the position. By switching the H level of the phase control signal voltage from V4 vi to VIV2 as described above, the rotor rotates 90 degrees from position ■ to position @.

同様にして位相制御用信号電圧のHレベルをVl、V2
からV2.V3、V2.V3からV3.V4・・・へと
順次切侠えることにより、回転子は回転する。ところで
、ステップモータの、駆動コイルCI 、C2、C3、
C4は犬き女インダクタンスを有し、該駆動コイルに流
れる電流Φ1゜Φ2.Φ3.Φ4を位相制御用トランジ
スタTRI。
Similarly, the H level of the phase control signal voltage is set to Vl and V2.
From V2. V3, V2. V3 to V3. By sequentially switching to V4..., the rotor rotates. By the way, the drive coils CI, C2, C3, of the step motor
C4 has an inductance, and currents Φ1゜Φ2 . Φ3. Φ4 is a phase control transistor TRI.

TR2、TR3,TR4により遮断した場合、大きな逆
起電圧、即ちフライバック電圧を発生し、上記位相制御
用トランジスタTRI 、TR2,TR3゜TR4を破
損してしまう。このため従来は第1図(Qに示す如く、
各駆動コイルの両端に夫々フライバック電圧消去用のダ
イオードを接続し、該ダイオ−1゛を通じて電流を流し
て、フライバック電圧の発生を阻止していた。しかるに
、本発明に係るステップモータの制病1方式においては
、各駆動コイルCI、C2,C3,C4の両端に夫々上
記フライバック電圧消去用ダイオードを接続する必要は
なく、第2図(5)に示すように、各駆動コイルの共通
端子2と、各位相制御用トランジスタTRI。
If TR2, TR3, and TR4 are cut off, a large back electromotive force, ie, a flyback voltage, is generated, and the phase control transistors TRI, TR2, TR3 and TR4 are damaged. For this reason, conventionally, as shown in Figure 1 (Q),
A flyback voltage erasing diode was connected to both ends of each drive coil, and a current was passed through the diode 1' to prevent the flyback voltage from occurring. However, in the step motor disease control method 1 according to the present invention, it is not necessary to connect the flyback voltage erasing diodes to both ends of each drive coil CI, C2, C3, and C4, as shown in FIG. 2 (5). As shown, the common terminal 2 of each drive coil and each phase control transistor TRI.

TR2、TR3,TR4の共通接続点3との間にのみフ
ライバンク電圧消去手段であるダイオードを接続する。
A diode serving as a flybank voltage erasing means is connected only between the common connection point 3 of TR2, TR3, and TR4.

そして各駆動コイルに流れる電流Φ1゜Φ2.Φ3.Φ
4を位相制御用トランジスタTRI。
And the current Φ1゜Φ2 flowing through each drive coil. Φ3. Φ
4 is a phase control transistor TRI.

TR2、TR3、TR4により遮断した場合に、該トラ
ンジスタを破損するような大きなフライバック電圧の発
生を阻止するために電流電圧制御用トランジスタTRO
を、電源と上記駆動コイルの共通接続点2との間にもう
ける。以下その動作を説明する。第2図田)に示すよう
に、ステップモータの駆動コイルCI 、C2,C3、
C4のうちいずれか三者に流れている電流を位相制飼1
用トランジスタ(TRI 、TR2,TR3,TR4の
うち2個)によシ遮断する時よりもほんのわずか前(第
2図(B)、Φ0)に電流電圧制御用トランジスタTR
Oにより各駆動コイルに流れる電流Φ0を遮断する。
A current/voltage control transistor TRO is used to prevent the generation of a large flyback voltage that would damage the transistor when it is cut off by TR2, TR3, and TR4.
is provided between the power supply and the common connection point 2 of the drive coil. The operation will be explained below. As shown in Figure 2), the step motor drive coils CI, C2, C3,
Phase control 1 of the current flowing through any three of C4
The current/voltage control transistor TR is switched off just a little before the current/voltage control transistor (2 of TRI, TR2, TR3, TR4) is cut off (Fig. 2 (B), Φ0).
The current Φ0 flowing through each drive coil is cut off by O.

すると、上記位相側斜用トランジスタの導通状態となっ
ている1駆動コイルの両端に発生したフライバック電圧
は、該駆動コイル、導通している位相ilJig用トラ
ンジスタ及びフライバックダイオードDを通じて流れる
電流により消去きれる。該フライバック電圧が消去され
た後あるいfd 、ステップモータの速度を速めるため
にフライバック電圧が上記位相制御用トランジスタTR
1、TR2、TR3゜TR4の耐圧よりも低い値になっ
た後に、位相制御用トランジスタを遮断(非導辿状態)
すればよい。又、非導通状態にした位相制御トランジス
タを導通状態にする場合には、かかる関係を特にもたせ
る必要性はない。
Then, the flyback voltage generated across the conductive drive coil 1 of the phase side diagonal transistor is erased by the current flowing through the drive coil, the conductive phase ilJig transistor, and the flyback diode D. I can do it. After the flyback voltage is erased or fd, the flyback voltage is applied to the phase control transistor TR in order to increase the speed of the step motor.
1, TR2, TR3゜Turn off the phase control transistor after it becomes lower than the withstand voltage of TR4 (non-conducting state)
do it. Further, when a phase control transistor that has been made non-conductive is made conductive, there is no particular need to have such a relationship.

次にステップモータを停止させている場合について説明
する。第2図(C)はステツノモータが停止している状
態の本発明に係るステップモータの駆動制御方式につい
ての供給電圧、供給電流の関係を示す。第2図(5)に
おいて、制御部1から停止時における電流電圧チョツ・
母用の信号が■0から出力され、抵抗を介して電源電圧
制御用トランジスタTROに入力され、電源電圧を0N
10FF制御し、電圧波形q′、電流波形4を得る。従
って、ステップモータに供給される電力は電圧と電流の
積で表わされるから、上記1岡のトランジスタTKOを
チョッパ制御することによりステップモータに供給され
る平均′電力が軽減され、駆動コイル及び位相制御トラ
ンジスタの過熱が防止され、かつ電力消費量が軽減され
る。父上記電源電圧制(財)用トランジスタTROをチ
ョッパ制御した場合に、駆動コイル(C1,C2,C3
,C4のうち電流の流れている2個)両端に生ずるフラ
イバックの電圧は、前述した如く、該駆動コイル、導通
している位相制御用トランジスタ及びフライバック消去
用ダイオードDを通じて消去され、電源′電圧制御用ト
ランジスタTROにはフライバック電圧は印加されない
。尚制御部1は一般にマイクロコンピュータにより制御
されるので、各制m信号間に一定の関係をもたせること
は容易に行なわれ得るものである。
Next, a case where the step motor is stopped will be explained. FIG. 2(C) shows the relationship between the supply voltage and the supply current in the step motor drive control method according to the present invention when the step motor is stopped. In FIG. 2 (5), the control unit 1 selects the current voltage at the time of stop.
The mother signal is output from ■0 and input to the power supply voltage control transistor TRO through a resistor, and the power supply voltage is set to 0N.
10FF control to obtain voltage waveform q' and current waveform 4. Therefore, since the power supplied to the step motor is expressed as the product of voltage and current, by chopper controlling the above transistor TKO, the average power supplied to the step motor is reduced, and the drive coil and phase control Transistor overheating is prevented and power consumption is reduced. When the above-mentioned power supply voltage control transistor TRO is subjected to chopper control, the drive coils (C1, C2, C3
. No flyback voltage is applied to the voltage control transistor TRO. Since the control section 1 is generally controlled by a microcomputer, it is easy to establish a certain relationship between the control signals.

■ 発明の効果 以上に説明した如く、本発明によれば、従来のステップ
モータの制御方式に比し回路部品数が軽減され、かつト
ランジスタは耐圧の小きいもの、即ち小型のものが使用
可能となるため、ステップモータ制御回路の小型化が達
成される。特にステップモータの停止時においては、ト
ランジスタ1個のみをチョッパ制御することによりステ
ップモータへの供給電力を制限し、・セルスモーク及び
位相制御用のトランジスタの過熱を防止し、あわせて電
力消費を節約できると共に、トランジスタ特性のバラツ
キによるトルク変動を防止できる効果は犬なるものであ
る。
■ Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, the number of circuit components is reduced compared to the conventional step motor control method, and transistors with low withstand voltage, that is, small-sized transistors can be used. Therefore, miniaturization of the step motor control circuit is achieved. In particular, when the step motor is stopped, the power supplied to the step motor is limited by chopper control of only one transistor, preventing overheating of the transistor for cell smoke and phase control, and saving power consumption. In addition to this, the effect of being able to prevent torque fluctuations due to variations in transistor characteristics is outstanding.

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

第1図は従来のステップモータの駆動制御方式の1実施
例及びその動作説明図、第2図は本発明に係るステップ
モータの駆動制御方式の1実施例及びその動作説明図を
示す。 1けステップモータ制御部、2はステップモータの駆動
コイルの共通接続点、V′は本発明((係るステップモ
ータの停止時における供給?[圧波形、4は同型、流波
形を示す。 特許量1如人 富士通株式会社 代理人弁理士  森  1)    寛(外1名) 第  1  図
FIG. 1 shows an embodiment of a conventional step motor drive control system and an explanatory diagram of its operation, and FIG. 2 shows an embodiment of a step motor drive control system according to the present invention and an explanatory diagram of its operation. 1 is the step motor control unit, 2 is the common connection point of the drive coil of the step motor, V' is the present invention ((supply pressure waveform when the step motor is stopped), 4 is the same type, and the flow waveform. Patent amount 1. Yojin Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Mori 1) Hiroshi (1 other person) Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  複数個の駆動コイルにそれぞれ所定位相の電
流を流す切換手段と、フライバック電圧消去手段とを有
するステップモータの駆動方式において、電源からステ
ップモータに供給される電圧を0N10FF制御する電
源電圧制御手段と、該電源電圧制御手段からの電圧を上
記複数個の駆動コイルに印加する共通電圧端子と、該複
数個の駆動コイルの他端に夫々一定位相の電流を流す切
換手段と、該各切換手段の共通接続点と上記複数個の駆
動コイルの共通電圧端子との間に該駆動コイルに生ずる
フライバック電圧を消去するフライバンクに圧消去手段
とを有することを特徴とするステップモータの駆動制御
方式。
(1) In a step motor drive system having a switching means for passing a current of a predetermined phase through a plurality of drive coils, and a flyback voltage erasing means, a power supply voltage for controlling the voltage supplied from the power supply to the step motor in a 0N10FF manner. a control means, a common voltage terminal for applying a voltage from the power supply voltage control means to the plurality of drive coils, a switching means for flowing a current of a constant phase to the other ends of the plurality of drive coils, respectively; Driving a step motor, characterized in that a flybank includes pressure erasing means for erasing flyback voltage generated in the drive coil between a common connection point of the switching means and a common voltage terminal of the plurality of drive coils. control method.
(2)  ステップモータの停止時に上記電源電圧制御
手段によp電源電圧をチヨツ・七制御することを特徴と
する第1項記載のステップモータの駆動制御方式。
(2) The step motor drive control method according to item 1, wherein the p power supply voltage is controlled by the power supply voltage control means when the step motor is stopped.
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