JPS61116998A - Circuit device - Google Patents

Circuit device

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JPS61116998A
JPS61116998A JP20148485A JP20148485A JPS61116998A JP S61116998 A JPS61116998 A JP S61116998A JP 20148485 A JP20148485 A JP 20148485A JP 20148485 A JP20148485 A JP 20148485A JP S61116998 A JPS61116998 A JP S61116998A
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JP
Japan
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comparator
circuit
voltage
resistor
series
Prior art date
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Application number
JP20148485A
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Japanese (ja)
Inventor
クリスチヤン アウゲスキイ
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.)
FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GMB
FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GmbH
Original Assignee
FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GMB
FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GMB, FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GmbH filed Critical FUESUTO ARUPINE FURIITOMAN GMB
Publication of JPS61116998A publication Critical patent/JPS61116998A/en
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

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用可能性〕 本発明は、1相当り2個の半巻線を有し、各相の各々の
該半巻線は、制御されるスイッチと直列に、ステ・ノブ
モーターの給与電圧に接続されており、更に、ステップ
モーター電流のための電流センサーを有し、該電流セン
サーの出力信号は、比較器に導かれ、該比較器の出力信
号は、ステップモーター電流を制御するために参照され
るようにした、ユニポーラ−型ステップモーターを制御
するための回路装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Applicability] The present invention has two half-windings per phase, and each half-winding of each phase is in series with the switch to be controlled. , is connected to the supply voltage of the step knob motor and further has a current sensor for the step motor current, the output signal of the current sensor is led to a comparator, the output signal of the comparator is The present invention relates to a circuit arrangement for controlling a unipolar step motor, referred to as controlling a step motor current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

制御されるスイッチを用いて、ユニポーラ−型ステップ
モーターの両方の半巻線を制御するための回路装置は、
「シュリフトモートーレン・アウフバウ、フンクチオン
スバイゼ・ラント・アンベン     ンドウング」、
H,クラウス及びG、ハイネ共著、フィルメンドウルッ
クシュリフト、漸211デル・ベルガー、ラールGa+
bH,1981によって、公知となっている。ユニポー
ラ−型ステップモーターの単位容積当りの出力は、バイ
ポーラ−型ステップモーターに比べて小さいが、モータ
ー制御回路のコストが低度になるため、特に小出力のス
テ・7ブモーターには、ユニポーラ−型の構造が多く用
いられている。
A circuit arrangement for controlling both half-windings of a unipolar stepper motor using controlled switches comprises:
``Schriftmotoren Aufbau, Functionsweise Land Ambendung'',
Co-authored by H. Klaus and G. Heine.
bH, 1981. The output per unit volume of a unipolar step motor is smaller than that of a bipolar step motor, but because the cost of the motor control circuit is lower, unipolar step motors are especially suitable for low-output step motors. structure is often used.

ステップモーターをサーボモーターとして用いた場合、
適切な制御によって正確に再現可能な設定が可能となる
ため、多くの場合に中継が不要となるという利点が生ず
る。再現可能な設定の限界は、機械的な負荷とステップ
周波数とによって規定される。機械的負荷とステップ周
波数とのどちらか一方又は両方が高くなりすぎると、ス
テップが失なわれ、これは、多くの制御技術上の応用に
とって容認されない。
When using a step motor as a servo motor,
The advantage is that, in many cases, relays are no longer necessary, since appropriate control allows for precisely reproducible settings. The limits of reproducible settings are defined by the mechanical load and the step frequency. If either or both the mechanical load and the step frequency become too high, steps will be lost, which is unacceptable for many control technology applications.

そのため、ステップモーターの巻線中に磁化電流の成る
的確な推移を確実に与えるための非常に高価な制御回路
を用いることが試みられている。
Attempts have therefore been made to use very expensive control circuits to ensure a precise course of the magnetizing current in the windings of the stepping motor.

問題になるのは、電流の急激な上昇に際して高動   
   σ作電圧を要求するコイルの時定数と、スイッチ
ングの過程において発生する自己誘導及び相互誘導によ
る高電圧である。例えば、冒頭に述べた形式の回路装置
において、コイルをオフにした時にコイル中に残留する
エネルギーは、ゼナーダイオードによって失なわれる。
The problem is that high movement occurs when the current suddenly increases.
These are the time constant of the coil that requires the σ operating voltage, and the high voltage due to self-induction and mutual induction that occurs during the switching process. For example, in a circuit arrangement of the type mentioned at the outset, the energy remaining in the coil when it is turned off is dissipated by a zener diode.

前述した理由のため、可及的に正弦波状の磁化電流の推
移を得ることが多くの場合に試みられている。しかしそ
のための従来の回路は、コスト高となる。
For the reasons mentioned above, attempts are often made to obtain as sinusoidal a course of the magnetizing current as possible. However, conventional circuits for this purpose are expensive.

例えば、冒頭に述べた形式の、ドイツ公開特許公報29
44355号によって公知となった回路は、−見したと
ころ、以下に説明する本発明による回路と類似している
。この既知の回路は、本質的には、比較器と、フリップ
フロップと出カドランシスターとを備えた制御される電
流源を備えている。出力スイッチとして磁化電流を切替
えるトランジスタースイッチの共通エミッター回路に単
一の測定抵抗が用いられている。電流源は、下行制御原
理に従って動作する。出カドランシスターのコレクター
回路中のダイオードには、単向性ダイオード(Frei
lanqdiode)が用いられている。
For example, German Published Patent Application No. 29 of the form mentioned at the beginning.
The circuit known from No. 44355 is apparently similar to the circuit according to the invention described below. This known circuit essentially comprises a comparator, a controlled current source with a flip-flop and an output transistor. A single measuring resistor is used in the common emitter circuit of the transistor switch that switches the magnetizing current as an output switch. The current source operates according to the descending control principle. The diode in the collector circuit of the output run sister is a unidirectional diode (Free
lanqdiode) is used.

2つのトランジスタースイッチは、本発明の回路装置と
は相違して、相巻線中の電流を制御するためには使用さ
れない。トランジスタースイッチは、選定されたステッ
プに対応して導通し、1ステツプの持続期間の間は反転
されない。そのため、回路の終段については、非常にコ
スト高となる。
The two transistor switches, in contrast to the circuit arrangement of the invention, are not used to control the current in the phase windings. The transistor switch conducts in response to the selected step and is not reversed for the duration of one step. Therefore, the final stage of the circuit becomes extremely expensive.

制御は、重み付き抵抗を介して、擬似アナログ的に行な
われる。そのほかに、電流の方向を切換えるためにデジ
タル回路が用いられている。更に、巻線に蓄積されたエ
ネルギーは、固有のりミツターにより消去しなければな
らない。
Control is performed in a pseudo-analog manner via weighted resistors. Additionally, digital circuits are used to switch the direction of the current. Furthermore, the energy stored in the winding must be dissipated by the inherent limiter.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の回路装置を改良し
、予設定された曲線形状の磁化電流、特に正弦波状の磁
化電流を良好な近似において、少ないコストで実現可能
とし、その際の出力損失が可及的に少くなるようにする
ことにある。
The object of the invention is to improve a circuit arrangement of the type mentioned at the outset so as to make it possible to realize a predetermined curve-shaped magnetizing current, in particular a sinusoidal magnetizing current, in good approximation and at low cost. The purpose is to reduce output loss as much as possible.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この目的は、冒頭に述べた形式の回路装置において、本
発明に従って、各々の半巻線−スイッチ直列回路が、電
流センサー、特に直列抵抗を有し、電流センサーの出力
部の各々が、比較器の2つの入力部のうち1つと接続さ
れ、一方の入力部には、基準信号が供給され、比較器の
出力部は、1つの制御信号に対して逆相にスイッチング
される制御されるスイッチの制御入力部に接続されたこ
とによって達成される。
The object is to provide a circuit arrangement of the type mentioned at the outset, in which, according to the invention, each half-winding-switch series circuit has a current sensor, in particular a series resistor, and each of the outputs of the current sensor has a comparator. The output of the comparator is connected to one of the two inputs of the control signal, to which the reference signal is supplied, and the output of the comparator is connected to one of the two inputs of the This is achieved by being connected to a control input.

本発明によれば、磁化電流が、予設定された基準信号、
特に正弦波状の基準信号に良好な近似で従うように、ユ
ニポーラ−型ステップモーターを制御することが可能と
なる。回路のコストは非常に低廉である。
According to the invention, the magnetizing current is connected to a preset reference signal,
In particular, it is possible to control a unipolar step motor so that it follows a sinusoidal reference signal to a good approximation. The cost of the circuit is very low.

特に、スイッチング周波数が高い場合において、第1の
半巻線−第1の制御されるスイッチ及び第2の半巻線−
第2の制御されるスイッチの2つの直列回路の並列回路
と並列に、コンデンサーを接続し、このコンデンサーに
ダイオードを介してスy    y y y’ %−9
(D k4tBE建訂社゛8加収支が著しく改善される
Particularly in the case of high switching frequencies, the first half-winding - the first controlled switch and the second half-winding -
In parallel with the parallel circuit of the two series circuits of the second controlled switch, connect a capacitor to this capacitor via a diode.
(Dk4tBE Kenreisha 8) Revenue and expenditure will be significantly improved.

直列抵抗に印加された巻線電流に比例する電圧が減結合
抵抗又は電圧分割抵抗を介して比較器の入力部に供給さ
れるようにすると、直列抵抗が比較器の入力部に非常に
簡単に結合される。
The series resistor can be very easily connected to the input of the comparator by allowing a voltage proportional to the winding current applied to the series resistor to be supplied to the input of the comparator via a decoupling or voltage dividing resistor. be combined.

この基準信号は、特に有利には、減結合回路又は電圧分
割回路を経て比較器の入力部に供給される。
This reference signal is particularly preferably supplied to the input of the comparator via a decoupling circuit or a voltage dividing circuit.

比較器の動的なスイッチングヒステリシスは、最も簡単
には、そのフィードバックループに挿入されたRC回路
により定めることができる。
The dynamic switching hysteresis of the comparator can be determined most simply by an RC circuit inserted in its feedback loop.

導線の切断などによって生じうる過電圧によるしよう乱
から回路装置の終段を保護するには、制御されるスイッ
チ側のステップモーター巻線の端子を、好ましくはゼナ
ーダイオードと測定抵抗とから成る基準電圧源の直列接
地回路に、ダイオードを介して接続することが望ましい
。その場合、測定抵抗の測定信号は、比較器の一方の入
力部に供給し、他方の入力部には基準信号を供給し、比
較器の出力信号は終段スイッチの制御回路の阻止入力部
に阻止信号として供給する。この回路によ     n
れば、低廉な回路コストで回路の終段に高信頼性の阻止
作用が得られる。
In order to protect the final stage of the circuit arrangement from disturbances due to overvoltage, which can occur, for example, due to disconnection of conductors, the terminals of the stepper motor winding on the side of the switch to be controlled are connected to a reference voltage, preferably consisting of a zener diode and a measuring resistor. It is desirable to connect the source to the series ground circuit through a diode. In that case, the measuring signal of the measuring resistor is fed to one input of the comparator, the reference signal is fed to the other input, and the output signal of the comparator is fed to the blocking input of the control circuit of the final switch. Supplied as a blocking signal. With this circuit
If so, a highly reliable blocking effect can be obtained at the final stage of the circuit at a low circuit cost.

本発明の好ましい実施態様によれば、第2の比較器がも
うけられ、この比較器の一方の入力部(非反転入力部)
には、第1の比較器の出力電圧が供給され、該非反転入
力部は、抵抗とコンデンサーとの直列回路を経て接地さ
れると共に、抵抗を介して、動作電圧に接続され、前記
第2の比較器の他の入力部(反転入力部)には、基準信
号が供給され、第1の比較器の出力電圧と第2の比較器
の出力電圧とは、OR回路に導かれ、OR回路の出力信
号は、制御回路に、阻止信号として導がれる。第2の比
較器を用いたことにより、阻止信号の低下のために、比
較的長い時定数を導入することが可能となる。
According to a preferred embodiment of the invention, a second comparator is provided, one input of this comparator (non-inverting input)
is supplied with the output voltage of the first comparator, and its non-inverting input is grounded through a series circuit of a resistor and a capacitor, and is connected to the operating voltage via a resistor. A reference signal is supplied to the other input section (inverting input section) of the comparator, and the output voltage of the first comparator and the output voltage of the second comparator are led to an OR circuit. The output signal is routed to the control circuit as a blocking signal. The use of the second comparator makes it possible to introduce relatively long time constants for the reduction of the blocking signal.

第1の比較器の時定数は、第1の比較器のフィードバッ
クループに、RC直列回路を挿入することによって簡単
に実現することができる。
The time constant of the first comparator can be easily realized by inserting an RC series circuit into the feedback loop of the first comparator.

第2の比較器の非反転入力部及び動作電圧に接続された
抵抗とコンデンサーとの時定数を第1の比較器の時定数
に比べて大きな値とすることは、安全性の向上に寄与す
る。
Making the time constant of the resistor and capacitor connected to the non-inverting input part of the second comparator and the operating voltage larger than the time constant of the first comparator contributes to improved safety. .

第2の比較器の時定数を一緒に規定するコンデンサーの
急速な放電と緩除な充電とを可能とするには、第2の比
較器の非反転入力部の直列回路の抵抗の値を、動作電圧
に接続された該非反転入力部の抵抗の値に比べて小さく
することが望ましい。
To enable rapid discharging and slow charging of the capacitor, which together define the time constant of the second comparator, the value of the resistance of the series circuit at the non-inverting input of the second comparator is It is desirable that the resistance be small compared to the value of the resistance of the non-inverting input connected to the operating voltage.

動作電圧が低すぎる場合に回路終段をロンジすることは
、第1の比較器の基準電圧を電圧分割器によって形成し
、この電圧分割器は、接地するか、又は、ゼナーダイオ
ードを介して動作電圧に接続し、このゼナーダイオード
は、第2の比較器の基準電圧を形成する電圧分割器と、
この第2の比較器の非反転入力部に接続された抵抗とに
接続する。
To lengthen the circuit end stage in case the operating voltage is too low, the reference voltage of the first comparator is formed by a voltage divider, which can be connected to ground or via a zener diode. a voltage divider connected to the operating voltage, the zener diode forming a reference voltage for the second comparator;
and a resistor connected to the non-inverting input of this second comparator.

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて一層詳細
に説明する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図において、ユニポーラ−型のステンプモーターの
1相の両方の半巻線L+ 、Lmは、これらに共通の全
巻線の中点のところで、ステンブモーターの動作電圧の
1つの極に接続されている。
In Figure 1, both half-windings L+, Lm of one phase of a unipolar stench motor are connected to one pole of the stench motor's operating voltage at the midpoint of all their common windings. has been done.

半巻線り、 、t、zは、普通の構造のステップモータ
ーの場合には、互に強く磁気結合されている。
The half-windings, , t, and z are strongly magnetically coupled to each other in a step motor of ordinary construction.

各々の半巻線は、制御されるスイッチSt、Sz及び抵
抗Rl、 Rzをそれぞれ介して、接地されるが、又は
、動作電圧の第2の極に接続されている。
Each half-winding is connected to ground or to the second pole of the operating voltage via a controlled switch St, Sz and a resistor Rl, Rz, respectively.

抵抗R+、Rzは、電流センサーとして用いられる。こ
れらの抵抗に生ずる電圧降下は、半巻線り、、L、を通
る電流■1、■2に比例する。抵抗R1、R2の2つの
非接地点に生ずる差電圧△nは、R+ =Rz =Rな
らば、 △n=R(1+ +12 ) =R・INによって表わ
される。ここに17は、モーターの界磁コイルを通る磁
化電流である。
Resistors R+, Rz are used as current sensors. The voltage drop occurring across these resistors is proportional to the currents 1, 2 passing through the half-windings, , L,. The differential voltage Δn generated between the two non-grounded points of the resistors R1 and R2 is expressed by Δn=R(1++12)=R·IN if R+=Rz=R. Here 17 is the magnetizing current passing through the field coil of the motor.

差電圧△nは、フィードバックループに抵抗R5を備え
た比較器にの両方の入力部に、2つの減結合抵抗R:+
、R<を経て導かれる。比較器にの出)     ”信
%′’!、 −’jiO)制?i[11 a Fl−’
) ’:l 4−/ f S + (’)制?i11入
力に直接導かれると共に、第2のスイッチs2の対応し
た入力に、反転器INVを介して導かれる。比較器にの
一方の入力には、動作点を設定するための直流I。が電
源Q。から導かれ、他の入力には、最終的に磁化電流が
フォローすべき基準電流である電流Isが電RQsから
導かれる。この基準電流は、一般に、直流部分と、この
直流部分に重畳される、好ましくは正弦波の交流信号と
から成っている。
The differential voltage Δn is connected to two decoupling resistors R:+ at both inputs to a comparator with a resistor R5 in the feedback loop.
, R<. output on the comparator) "Belief%"!, -'jiO) system?i[11 a Fl-'
) ': l 4-/ f S + (') system? It is led directly to the i11 input and to the corresponding input of the second switch s2 via an inverter INV. One input to the comparator has a direct current I for setting the operating point. is the power supply Q. The other input is the current Is, which is the reference current that the magnetizing current should ultimately follow, from the current RQs. This reference current generally consists of a direct current part and an alternating current signal, preferably sinusoidal, superimposed on this direct current part.

第1図と同じ部分は同じ符号によって表わした第2図に
は、給与電圧から遮断した時に半巻線L+、L2に蓄積
されているエネルギーの活用を可能とする別の回路装置
が図示されている。正の給与電圧+UMは、ダイオード
D1を経て供給され、コンデンサーC1は、ダイオード
D1に後置されると共に、半巻線L1−スイッチS1−
抵抗R1及び半巻線L2−スイッチS、−抵抗R2の各
直列分路の並列回路と並列に接続されている。更に、こ
の実施例によれば、スイッチS、 、S2と並列に、単
向性ダイオードDz 、D11が接続されている。これ
らのダイオードは、例えばMOSFET型出力    
  nトランジスターには、既に含まれており、この場
合は、特別のスイッチング要素としては取扱われない。
In FIG. 2, in which the same parts as in FIG. There is. The positive supply voltage +UM is supplied via the diode D1, the capacitor C1 follows the diode D1 and the half-winding L1-switch S1-
The resistor R1 and the half-winding L2 are connected in parallel with the parallel circuit of each series branch of the switch S, resistor R2. Further, according to this embodiment, unidirectional diodes Dz, D11 are connected in parallel with the switches S, , S2. These diodes can be used for example with MOSFET type outputs.
It is already included in the n-transistor and is not treated as a special switching element in this case.

制御されるスイッチの制御部分中の反転素子は、相補形
の半導体素子を用いる場合は、当然割愛することができ
よう。比較器にの入力部から、接地部に向って、各1つ
のコンデンサー03、C4が接続されている。RC回路
を形成する抵抗R3−コンデンサーC3及び抵抗R4−
コンデンサー−04は、スイッチングの過程によって発
生するしよう乱電圧を抑制するために用いられる。比較
器にのフィードバックループには、動的なスイッチング
ヒステリシスを規定するためのRC直列回路を形成する
抵抗R6及びコンデンサーC9が接読されている。
The inverting element in the control part of the controlled switch could of course be omitted if complementary semiconductor components were used. One capacitor 03, C4 is connected from the input to the comparator towards ground. Resistor R3 - capacitor C3 and resistor R4 - forming an RC circuit
Capacitor-04 is used to suppress disturbance voltages generated by the switching process. The feedback loop to the comparator is connected to a resistor R6 and a capacitor C9 forming an RC series circuit for defining the dynamic switching hysteresis.

比較器にの入力部は、直流電圧に従った電位をこれらの
入力部に固定するために、抵抗R6及び抵抗R?、Re
を介して、電圧Uに接続されている。電圧分割器(抵抗
Rh 、R3+R2及びR8+R1、R1+Rt)は、
動作点を規定する。交流電圧基準信号U、は、抵抗R,
+ R,を経て比較器にの反転入力部に導かれるが、こ
の場合、2つの入力部のうちのどちらに基準信号が導か
れるかは、原則として、全く重要ではない。また、抵抗
回路以外に、例えばコンデンサー又は変成器を介してこ
の接続を行なってもよい。
The inputs to the comparator are connected to a resistor R6 and a resistor R? in order to fix the potential according to the DC voltage at these inputs. , Re
is connected to voltage U via. The voltage divider (resistors Rh, R3+R2 and R8+R1, R1+Rt) is
Define the operating point. The AC voltage reference signal U, is the resistance R,
+ R, to the inverting input of the comparator, in which case it is in principle of no importance which of the two inputs the reference signal is led to. Moreover, this connection may be made through a capacitor or a transformer, for example, in addition to the resistor circuit.

本発明による回路の作用を、第3図の線図に従って説明
する。第3図には、半avAL + −スイッチSl−
抵抗R2及び半巻線L2−スイッチS2−抵抗R2の2
つの直列分路にそれぞれ流れる電流1..12の推移と
、界磁巻線の実際の磁化電流■、の推移(基準信号U、
を破線で示す)と、コンデンサー01の電圧Ucの推移
とが図示されている。比較器には、図示のように、基準
信号U。
The operation of the circuit according to the invention will be explained according to the diagram in FIG. FIG. 3 shows the half avAL + -switch Sl-
Resistor R2 and half winding L2 - switch S2 - 2 of resistor R2
Current flowing in each of the two series shunts 1. .. 12 and the actual magnetizing current of the field winding (reference signal U,
(indicated by a broken line) and the transition of the voltage Uc of the capacitor 01 are illustrated. The comparator receives a reference signal U as shown.

に対応して、この例では正弦波状に時間変化する動作点
の回りにスイッチングされる。半巻61 L 、、L2
を通る電流もこれに対応して周期変化し、実際の磁化電
流Iヨは、基準電1号U、によって与えられる曲線の回
りに変化する。スイッチング周波数は、比U、/Lだけ
でなく、比較器にの動的スイッチングヒステリシスを固
定させるRC回路(抵抗R9及びコンデンサーCz)に
よっても規定される。
Correspondingly, in this example it is switched around a sinusoidally time-varying operating point. Half volume 61 L,, L2
The current flowing through it also changes periodically, and the actual magnetizing current Iy changes around the curve given by the reference voltage No. 1 U. The switching frequency is defined not only by the ratio U, /L, but also by the RC circuit (resistor R9 and capacitor Cz) that fixes the dynamic switching hysteresis in the comparator.

前述したように、コンデンサー01と共にダイオードD
、を用いたことによって、半巻線り3、Lxに遮断後に
蓄積されたエネルギーを利用することが可能となる。コ
ンデンサーピーク電圧U、cは、近似的に、式 C4・・・ダイオードD、、Dzの順方向電圧R5・・
・界磁巻線のオーム抵抗 L ・・・36巻線のインダクタンス tag−πJ丁丁 ・・・・・反転時間によって与えら
れる。
As mentioned above, along with capacitor 01, diode D
, it becomes possible to utilize the energy accumulated in the half winding 3, Lx after the cutoff. The capacitor peak voltage U, c is approximately expressed by the formula C4...Forward voltage R5 of the diode D, Dz...
- Ohm resistance L of field winding...36 Inductance of winding tag-πJ Ding Ding...Given by reversal time.

一方の半巻線し、又はR2に負電流が流れると、コンデ
ンサーCは、この半巻線から充電され、ダ)    イ
オードD、は、給与電圧U、から電源を遮断する。これ
によって、第3図に示すように電圧が過大値となり、次
のスイッチングサイクルでは、切換えられる半巻線の電
流が急速に上昇する。この作動形態が生ずるための前提
条件は、両方の半巻線L+、Lzの磁気的結合が良好な
ことである。
When a negative current flows through one half-winding or R2, the capacitor C is charged from this half-winding, and the diode D de-energizes the supply voltage U. This causes the voltage to rise to an excessive value, as shown in FIG. 3, and in the next switching cycle, the current in the switched half-winding increases rapidly. A precondition for this mode of operation to occur is a good magnetic coupling of the two half-windings L+, Lz.

第4図の回路図は、本発明を適用したステ・ノブモータ
ー終段の回路構成を示している。図示の回路は、2相ユ
ニポーラ−ステップモーターの各2つの半巻線から成る
2相を90’の位相ずれをもった正弦波で制御するよう
に考えられている。しかし、第2相を励磁するための回
路の大部分は、両相について回路の構成が全く対称にな
っていることから、図示を簡略にするために割愛されて
いる。この回路について以下に簡単に説明する。
The circuit diagram in FIG. 4 shows the final stage circuit configuration of the steering knob motor to which the present invention is applied. The illustrated circuit is designed to control two phases of each two half-windings of a two-phase unipolar stepper motor with sinusoidal waves having a phase shift of 90'. However, most of the circuit for exciting the second phase is omitted to simplify the illustration since the circuit configurations for both phases are completely symmetrical. This circuit will be briefly explained below.

この回路の中核部分は、第2図の回路に対応しているた
め、第2図の回路素子と同じ符号により図示されている
。スイッチSl、Szには、2個のMOSFET トラ
ンジスターが用いられており、これらには、第2図に示
した単向性ダイオードD2、D3が構成上包含されてい
る。スイ・ノチS2、Slの制御はそれぞれインバータ
ーINVI、INV3      1)を介して行なわ
れ、これらのインバーターは、ノマルスの形成に用いら
れ、その出力信号は、トランジスクーT、 、T、及び
T3、T4と抵抗R3いR18及びR2いRoとから成
る相補形のドライバ一段に、抵抗RIS、Rhoを経て
供給される。インバーターINV2には、第1.2図の
インバーター■NVの機能が適切である。信号は、抵抗
R17、R2□を経て、MOSFET )ランシスター
(スイッチS1、Sz)のゲートに供給される。スイッ
チング電流の設定又はその制限は、抵抗RIS、Rit
又はR2゜、R2□の抵抗値の対応した選定によって行
なう。ドライバ一段の基準電位は、ゲート−コンデンサ
ーの充放電電流が抵抗R8,Rzを通って流れないよう
に、MOSFET トランジスター(スイッチS、、S
1)のソース端子に直接に接続されており、このソース
端子には、阻止コンデンサーC0、C7も接続されてい
る。
The core parts of this circuit correspond to the circuit of FIG. 2 and are therefore designated by the same reference numerals as the circuit elements of FIG. Two MOSFET transistors are used for the switches Sl and Sz, which include in their construction the unidirectional diodes D2 and D3 shown in FIG. The control of the sui-nochi S2, Sl is carried out via inverters INVI, INV3 (1) respectively, these inverters are used to form normals, the output signals of which are connected to the transistors T, , T, and T3, T4. It is supplied via resistors RIS and Rho to a complementary driver stage consisting of resistors R3 and R18 and R2 and Ro. The function of inverter NV in FIG. 1.2 is appropriate for the inverter INV2. The signal is supplied to the gate of the MOSFET run sister (switch S1, Sz) via resistors R17 and R2□. Setting or limiting the switching current can be done using resistors RIS and Rit.
Alternatively, this can be done by selecting corresponding resistance values of R2° and R2□. The reference potential of the first stage of the driver is set by MOSFET transistors (switches S, S
1), to which the blocking capacitors C0 and C7 are also connected.

スイッチS、 、S、の重複したスイッチングをさける
ために、RC回路(抵抗RI4とコンデンサー〇、又は
抵抗R1,とコンデンサーC,)を介して、オン動作を
遅延させ、十分に長い不動作時間が得られるようにする
。ダイオードD4、D5は、コンデンサーC5、Cbの
充放電時の時定数に差異を生ずる。
In order to avoid redundant switching of switches S, ,S,, the on-operation is delayed through an RC circuit (resistor RI4 and capacitor 〇, or resistor R1, and capacitor C,), and a sufficiently long dead time is obtained. make sure you get it. The diodes D4 and D5 cause a difference in time constants when charging and discharging the capacitors C5 and Cb.

基準信号の予設定は、図示しないマイクロプロセッサ−
を介して行ない、このマイクロプロセッサ−は、2進重
み付き抵抗R’9、R1゜、RI2を介して、比較器に
の反転入力部の動作点を設定する。16個の可能な値に
よって、所望の曲線形状で近似アナログ制御が実現され
る。
The reference signal is preset by a microprocessor (not shown).
The microprocessor sets the operating point of the inverting input to the comparator via binary weighted resistors R'9, R1°, RI2. The 16 possible values provide approximate analog control with the desired curve shape.

比較器にのフィードバックループ中の小容量のコンデン
サーC?は、電圧の急激な上昇を保証するもので、比較
器にの不所望な人力キャパシタンスに留意して、このコ
ンデンサー07の使用は適切である。抵抗RZ&は、比
較器にの非反転入力部の動作点を設定するために用いら
れる。C1□はフィルターコンデンサーである。
A small capacitor C in the feedback loop to the comparator? The use of this capacitor 07 is appropriate, as it ensures a rapid rise in voltage, keeping in mind the undesirable human capacitance in the comparator. Resistor RZ& is used to set the operating point of the non-inverting input to the comparator. C1□ is a filter capacitor.

半巻線Lz、L+ と並列の抵抗RZ4−コンデンサー
〇IO及び抵抗RZS−コンデンサー〇11の直列回路
は、オフ動作の間の行過ぎピークを無効とするために用
いられる。
A series circuit of resistor RZ4-capacitor IO and resistor RZS-capacitor 〇11 in parallel with the half-windings Lz, L+ is used to cancel overshoot peaks during the off-operation.

トランジスターT3、ゼナーダイオードD8、コンデン
サーC11及び抵抗R2ff、R28、Rzqから成る
回路において、トランジスターT、は、動作電圧が成る
所定値を下回っている限り遮断されている。この場合、
スイッチSt 、Szは、ダイオードDI、、D7によ
り遮断されているため、成る最低動作電圧以下では回路
は作動しない。
In the circuit consisting of transistor T3, zener diode D8, capacitor C11 and resistors R2ff, R28, Rzq, transistor T is cut off as long as the operating voltage is below a predetermined value. in this case,
Since the switches St, Sz are cut off by the diodes DI, , D7, the circuit will not operate below the minimum operating voltage.

第5図には、終段に対する特別の保護回路を備えた、本
発明による回路構成の原理が図示されている。ステップ
モーターの1相の半SQLいL2は、各1つの制御され
るスイッチS+、Sz(例、電界効果トランジスター)
を経て、モーター給与電圧+Ubに接続されている。ス
イッチSl、SZは、以上に詳述した制御回路に対応す
る制御回路AI、A2を介して制御される。基準信号U
 S L I、U□2は、例えば図示しないマイクロプ
ロセッサ−を介して、制御回路A I、 A zに供給
することができる。
FIG. 5 illustrates the principle of the circuit arrangement according to the invention with a special protection circuit for the final stage. One phase semi-SQL L2 of the step motor is controlled by one controlled switch S+, Sz (e.g. field effect transistor)
is connected to the motor supply voltage +Ub. The switches Sl and SZ are controlled via control circuits AI and A2 corresponding to the control circuits detailed above. Reference signal U
S L I, U□2 can be supplied to the control circuits A I, A z via, for example, a microprocessor (not shown).

j      スイッチS+、Sz(終段スイッチ)に
接続された半巻線Ll、Lm(ステップモーター巻線)
の端子は、接地されるか又はモーター給与電圧の他極に
接続されるかしたゼナーダイオードDI+(URI)と
測定抵抗RMとの直列回路に、それぞれダイオードD9
 、D、。を介し接続されている。
j Half windings Ll, Lm (step motor windings) connected to switches S+, Sz (final stage switch)
The terminals of are each connected to a diode D9 in a series circuit of a zener diode DI+ (URI) and a measuring resistor RM, which are either grounded or connected to the other pole of the motor supply voltage.
,D. connected via.

地電位に対し測定抵抗R7に生じた測定信号U。Measuring signal U generated at measuring resistor R7 with respect to earth potential.

は比較器に3の入力部(選定された電圧極性では反転入
ノコ部)に供給される。比較器に、の他の入力部(非反
転入力部)には、基準電圧UR□が供給される。この基
準電圧は、−例として、動作電圧U!+から電圧分割器
を介して容易に4出することができる。比較器に3の出
力信号は、制御回路AI、A2の阻止入力部E、、E2
に阻止信号USPとして供給される。
is applied to the comparator at input 3 (inverted input for the selected voltage polarity). The other input (non-inverting input) of the comparator is supplied with a reference voltage UR□. This reference voltage is, for example, the operating voltage U! 4 can be easily output from + via a voltage divider. The output signal of 3 to the comparator is connected to the blocking inputs E, , E2 of the control circuit AI, A2.
is supplied as the blocking signal USP.

次に、第5図の回路の作用について説明する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 5 will be explained.

通常の動作中は、スイッチS、 、Stにとって危険で
はない電圧が半巻線り、、L2に発生する。
During normal operation, voltages that are not dangerous to the switches S, , St are developed in the half-windings, , L2.

ゼナーダイオードD11は、この電圧が印加された時に
阻止されているように特性が定められている。
Zener diode D11 is characterized so that it is blocked when this voltage is applied.

しかし、半巻線L1、L2が切れるなどの異常な動作状
態によって、過電圧を生じ、それによっ      ′
てスイッチSI、S2がじよう乱を受けることがある。
However, abnormal operating conditions such as half-windings L1 and L2 breaking can cause overvoltage, which causes
Switches SI and S2 may be disturbed.

この過電圧がスイッチS、 、S、の1つに発生すると
、ゼナーダイオードD、は、ダイオードD9、DI。の
うちの1つを介して導通し、測定抵抗R,には成る電圧
降下(測定信号UP)が生ずるため、比較器に3の反転
入力部の電圧値は上昇する。この反転入力部の電圧値が
非反転入力部の基準電圧Ul+2を超過すると、比較器
に3の出力電圧は急激に変化する。この出力電圧は、制
御回路A、 、A2の阻止入力部E + 、E zに阻
止信号として供給されるため、スイ・7チSr、Stは
遮断される。
When this overvoltage occurs in one of the switches, S, , S, the zener diode, D, will cause the diodes, D9, DI. The voltage value at the inverting input of the comparator 3 rises because a voltage drop (measuring signal UP) occurs across the measuring resistor R, which conducts through one of the measuring resistors. When the voltage value at this inverting input exceeds the reference voltage Ul+2 at the non-inverting input, the output voltage of comparator 3 changes abruptly. This output voltage is supplied as a blocking signal to the blocking inputs E + , E z of the control circuits A, , A2, so that the switches Sr and St are blocked.

以上に説明した原理的な回路図においては、図示を簡略
にするために、本発明にとって重要な回路素子のみが図
示されると共に、2相ユニポーラ−型ステップモーター
の制御回路の半分のみが図示されている。スイッチSl
、Stの阻止を十分長い期間保ちうるように、阻止電圧
の信号経路に既知の時間規定RC回路を接続したり、外
部のりセント信号によって制御可能なフリンプフロップ
を挿入したりしてもよい。
In the principle circuit diagram explained above, in order to simplify the illustration, only circuit elements important to the present invention are illustrated, and only half of the control circuit of the two-phase unipolar step motor is illustrated. ing. Switch Sl
, St can be maintained for a sufficiently long period of time by connecting a known time-regulated RC circuit to the signal path of the blocking voltage, or by inserting a flip-flop controllable by an external signal.

この阻止状態を十分に長い期間に亘って保持するように
特別に形成された実際の回路は、第6図に詳示されてい
る。
An actual circuit specifically designed to hold this blocked state for a sufficiently long period of time is detailed in FIG.

第6図に示した回路は、保護回路を除けば、2相ユニポ
ーラ−型ステップモーターの各2つの半巻線から成る2
相を90’の位相ずれをもった正弦波により制御するよ
うに考えられた、第4図に示した回路に、基本的に対応
している。第2相を制御するための回路部分についての
図示は、2つの相についての回路構成が完全に対称にな
っていることから、図面を簡略にするためにやはり割愛
されている。
The circuit shown in Figure 6, excluding the protection circuit, consists of two half-windings each of a two-phase unipolar step motor.
It basically corresponds to the circuit shown in FIG. 4, which was designed to control the phase by a sine wave with a phase shift of 90'. The illustration of the circuit portion for controlling the second phase is also omitted to simplify the drawing since the circuit configurations for the two phases are completely symmetrical.

制御されるスイッチS+ 、Szには、2個のMOSF
ET )ランシスターが用いられている。モーターの1
相の2つの半巻線L+、Lzの一方の端子は、ダイオー
ドD zIlo及びチョークLzo+を経て、動作電圧
−1−U、に接続されている。半巻線り、、L2の他側
の端子は、スイッチSz 、Sz及び電流センサー(抵
抗RZ81 、R211□)を介して、接地部GNDに
接続されている。ダイオードD z[l。
The controlled switches S+ and Sz include two MOSFs.
ET) Runsister is used. motor 1
One terminal of the two half-windings L+, Lz of the phase is connected via a diode D zIlo and a choke Lzo+ to the operating voltage -1-U. The other terminal of the half-winding wire, L2, is connected to the ground GND via the switches Sz, Sz and the current sensor (resistors RZ81, R211□). Diode D z[l.

に後置されたコンデンサー〇 280は回路の効率を高
めるために使用され、第2.4図のコンデンサーC,に
対応している。
The capacitor 〇 280 placed after is used to increase the efficiency of the circuit and corresponds to capacitor C, in Fig. 2.4.

抵抗Rzs+ 、Rz*zに発生した差信号は、RC回
路(抵抗RZI? 、C210及び抵抗Rztas C
z+1)と減結合抵抗R2□8、R2□、とを経て、比
較器に+の入力部に導かれ、比較器に1の出力信号は、
インバータINV、及び相補形のドライバ一段T2゜3
、T2゜2を経て、スイッチS1に、又は、インバータ
INVいINVs及び相補形のドライバ一段T2゜3、
T2゜4を経て、スイッチS2に、それぞれ導かれる。
The difference signal generated at the resistors Rzs+ and Rz*z is connected to the RC circuit (resistor RZI?, C210 and resistor Rztas C
z+1) and decoupling resistors R2□8, R2□, and are led to the + input part of the comparator, and the output signal of 1 to the comparator is
Inverter INV and complementary driver one stage T2゜3
, T2゜2, to the switch S1, or to the inverter INVs and the complementary driver stage T2゜3,
They are respectively guided to switch S2 via T2°4.

モーター巻線の磁化電流が最終的に従うべき基準信号の
予設定は、前述したように、図示しないマイクロプロセ
ッサ−を介して行なわれ、このマイクロプロセッサ−は
、2進重み付き抵抗R24゜〜R246を介して、比較
器に、の入力部の動作点!     を設定する。
The presetting of the reference signal to which the magnetizing current of the motor windings should ultimately follow is carried out, as described above, via a microprocessor (not shown), which controls the binary weighted resistors R24° to R246. Via the comparator, the operating point of the input part of! Set.

抵抗R241〜R245は、マイクロプロセンサーの出
力部の負荷を減少させるための、いわゆるプルアップ抵
抗である。出力部SMAはマイクロプロセンサーに終段
の状態(オン又はオフ)を通報する。
Resistors R241 to R245 are so-called pull-up resistors for reducing the load on the output section of the microprosensor. The output section SMA informs the microprosensor of the state of the final stage (on or off).

次に、第6図の回路のうちで本発明に関係した部分につ
いて説明する。スイッチ5、 、S、に接続された半巻
35tL、、Lzの端子の電圧は、ゼナーダイオードD
11(電圧U□)と測定抵抗R,との直列接地回路に、
分離ダイオードD9、DI。を介して導かれる。導線上
は、モーターの第2相の巻線端子(図示しない)にやは
りダイオードを経て図示しない仕方で接続されている。
Next, the portions of the circuit shown in FIG. 6 that are related to the present invention will be explained. The voltage at the terminals of the half-turns 35tL, , Lz connected to the switches 5, , S, is the voltage of the zener diode D.
11 (voltage U□) and the measuring resistor R, in a series grounding circuit,
Isolation diode D9, DI. guided through. The conductor is connected to the second phase winding terminal (not shown) of the motor, also via a diode, in a manner not shown.

−例として、モータ給与電圧Ul=12Vの場合には、
ゼナーダイオードD、のゼナー電圧は64Vに、また抵
抗RMの抵抗値R,は500mオームにそれぞれ選定さ
れる。
- As an example, if the motor supply voltage Ul = 12V:
The zener voltage of the zener diode D is selected to be 64V, and the resistance value R of the resistor RM is selected to be 500 mΩ.

測定抵抗RMに発生した測定信号Upは、比較器にユの
反転入力部に、抵抗R26,を介して供給される。この
入力部は抵抗RZsqを経て動作電圧針 +UBに、またコンデンサーC2□4を経て接地点に、
それぞれ接続されている。比較器に、は、抵抗RZ&。
The measuring signal Up generated at the measuring resistor RM is fed to the inverting input of the comparator via the resistor R26. This input section goes through the resistor RZsq to the operating voltage needle +UB, and through the capacitor C2□4 to the ground point.
each connected. In the comparator, is the resistor RZ&.

を経て給与電圧を受ける。ここにはフィルターコンデン
サーC2□3が前置されている。比較器に3の非反転入
力部は、ゼナーダイオードD21゜を介し低減された動
作電圧+Usに電圧分割器(抵抗RZ63 、Rzba
 )を介し接続されている。これにより、比較器Kxの
非反転入力部に基準電圧U、□が形成される。各回路素
子の特性値の一例として、Rzsq”33にオーム、R
261・=1にオーム、Rzas=12にオーム、Ri
hs = 1にオーム、Uz  (Dz+o ) = 
5.6 V、C224= 4.5 nF、RZ66=1
5オーム、CZ23 = l OOnF  である。
It receives the supply voltage through. A filter capacitor C2□3 is installed here. The non-inverting input of 3 to the comparator is connected to a voltage divider (resistor RZ63, Rzba
) are connected through. This forms the reference voltage U, □ at the non-inverting input of the comparator Kx. As an example of the characteristic value of each circuit element, Rzsq"33 is ohm, R
261・=1 to ohm, Rzas=12 to ohm, Ri
hs = 1 ohm, Uz (Dz+o) =
5.6 V, C224=4.5 nF, RZ66=1
5 ohms, CZ23 = l OOnF.

比較器に3のフィードバックループには、RC直列回路
(抵抗Rzbz、22にオーム及びコンデンサー02□
5、470nF)が接続されている。
The feedback loop of 3 to the comparator includes an RC series circuit (resistor Rzbz, 22 ohms and capacitor 02□
5,470nF) is connected.

そのほかに、第2の比較器に4があり、この比較器の反
転入力部からの、ゼナーダイオードD210を経て動作
電圧に接続された電圧分割器R2h6、R2,7の抵抗
RZ6?は、図示したように接地されている。コンデン
サーC2□7は抵抗R267と並列に接続されている。
In addition, there is a resistor RZ6? of a voltage divider R2h6, R2, 7 connected to the operating voltage via a zener diode D210 from the inverting input of this comparator. is grounded as shown. Capacitor C2□7 is connected in parallel with resistor R267.

これにより、反転入力部に、基準電圧UR2が形成され
る。比較器に4の非反転入力部は、抵抗R26S及びゼ
ナーダイオードD!+。
This forms the reference voltage UR2 at the inverting input. The 4 non-inverting inputs to the comparator include a resistor R26S and a zener diode D! +.

を経て動作電圧+tJnに接続されると共に、抵抗R2
b8とコンデンサーC2□、との直列回路を経て接地さ
れている。比較器に4の非反転入力部は、ダイオードD
2゜、を経て、比較器に3の出力部に接続されている。
is connected to the operating voltage +tJn through the resistor R2.
It is grounded through a series circuit of b8 and capacitor C2□. The non-inverting input of 4 to the comparator is a diode D.
2°, and is connected to the output of 3 to the comparator.

比較器に4のフィードバックループにはコンデンサーc
 tzbが接続されている。
There is a capacitor c in the feedback loop of 4 in the comparator.
tzb is connected.

各回路素子の特性値の一例は、R266 ” 1.2 
kオーム、RZ&? = 12 kオーム、C227=
 47 nF、R245 = 56 kオーム、Rz6
g=680オーム、C2□、=4.7μF、C2□h=
41pFである。
An example of the characteristic value of each circuit element is R266” 1.2
k ohm, RZ&? = 12 k ohm, C227 =
47 nF, R245 = 56 kOhm, Rz6
g=680 ohm, C2□,=4.7μF, C2□h=
It is 41 pF.

比較器に3の出力信号U ’ SP又は比較器に、の出
力信号U″3.は、pnp  )ランシスターT2゜、
のベースに、抵抗R2□。%R2’11を経て供給され
る。
The output signal U'SP of 3 to the comparator or the output signal U''3 of the comparator is pnp) run sister T2°,
At the base of , resistor R2□. %R2'11.

pnp  )ランシスターT2゜、のコレクター回路に
は、2個の抵抗RZS? 、Rzsaが直列に接続して
あり、そのうち抵抗R2,8は、コンデンサー02□、
によリバイパスされている。ベースとエミッターとの間
には抵抗R26,が接続されている。コレクターは、イ
ンバーターINV、、INV5の入力部に、ダイオード
D2゜2、D2゜4を介し接続されている。導線上は、
ステップモーターの第2相の図示しない制御回路のイン
バーター入力部に同様に接続されている。トランジスタ
ーT2.9は、その入力部の2つの信号U′81、U″
、PのOR結合でもって、スイッチング段として動作す
る。出力部には信号USFが発生する。ここに用いられ
ている回路素子の特性値の例を示すと、R,6,=R,
?。=Rzq+=33にオーム、Rzs+ = 6.2
 kオーム、R、、。
pnp) There are two resistors RZS in the collector circuit of Runsistor T2゜. , Rzsa are connected in series, of which the resistor R2,8 is connected to the capacitor 02□,
It is re-bypassed by. A resistor R26 is connected between the base and the emitter. The collector is connected to the inputs of the inverters INV, INV5 via diodes D2.2, D2.4. On the conductor,
It is similarly connected to an inverter input of a control circuit (not shown) of the second phase of the step motor. Transistor T2.9 receives at its input two signals U′81, U″
, P operates as a switching stage. A signal USF is generated at the output. An example of the characteristic values of the circuit elements used here is R,6,=R,
? . =Rzz+=33 ohms, Rzs+=6.2
k ohm, R,.

= 3.6 kオーム、C2□+ = 220pFであ
る。
= 3.6 kOhm, C2□+ = 220 pF.

以上に説明した保護回路は、次のように動作する。半巻
線L+ 、L2のうちの1つ(又は、ステップモーター
の図示しない第2相の半巻線のうちの1つ)に、過電圧
が発生すると、ゼナーダイオードDI+は、分離ダイオ
ードD?、DIGのうち1つを介して導通し、測定抵抗
R9には正の測定電)   エU2カ<aa□。。、よ
9、□。え3゜あ転入刃部の電圧は上昇する(比較器に
、の非反転入力部には、約+0.5■の電圧が生じてい
る)。
The protection circuit described above operates as follows. When an overvoltage occurs in one of the half windings L+, L2 (or one of the half windings of the unillustrated second phase of the step motor), the zener diode DI+ switches to the isolation diode D? , DIG, and a positive measuring voltage is applied to the measuring resistor R9). . , Yo9, □. E3゜A The voltage at the transfer blade increases (a voltage of about +0.5■ is generated at the non-inverting input of the comparator).

それまで正電圧になっていた比較器に、の出力信号は、
零に向って降下する。これは阻止信号U’SPの発生に
対応している。トランジスターT2゜、は導通するため
、全部のインバーターINV、、INVS(及び第2回
路部分の2つの図示しないインバーター)の入力部は、
近似的に、動作電圧+Usの電位まで上昇する。これに
より、終段の全部のスイッチS、、S、は遮断される。
The output signal of the comparator, which had previously been at a positive voltage, is
Descending towards zero. This corresponds to the generation of the blocking signal U'SP. Since the transistor T2° is conductive, the inputs of all the inverters INV, , INVS (and the two not-shown inverters of the second circuit part) are
Approximately, the potential increases to the operating voltage +Us. As a result, all the final stage switches S,,S, are cut off.

比較器に、の出力部は、過電圧が除かれた後、RC回路
(抵抗Rzbz 、Ctts )の時定数(約25m秒
)及び比較器のスイッチング閾値(反転時間、約10m
秒)により規定される過程の間に、再び正電圧となる。
To the comparator, after the overvoltage is removed, the output of
During the course defined by the voltage (seconds), the voltage again becomes positive.

過電圧は通常は短時間発生するに過ぎないため、ピーク
電圧が消失した後に、全回路段は、時定数R1hZ  
・czzsに対応して急激に再び作動準備状    ′
態になるが、これは、安全上の理由から望ましくない。
Since overvoltages usually only occur for a short time, after the peak voltage has disappeared, all circuit stages are
・Suddenly becomes ready for operation in response to czzs'
This is undesirable for safety reasons.

この理由から、阻止信号をその回路素子と共°°更°°
遅延e f 、L ?、:″>0比較器′・”′もう′
すら      。
For this reason, it is important to keep the blocking signal together with its circuit elements.
Delay e f ,L? , :″>0 comparator′・”′More′
Even.

れている。It is.

比較器に3の出力信号が零になると、比較器に4の非反
転入力は、零電位に引込まれるので、比較器に4の出力
も零電位となる。それと同時に、以前に充電されたコン
デンサーC2□8は、抵抗RZ&8及びダイオードD2
.9を経て放電する。
When the output signal of comparator 3 becomes zero, the non-inverting input of comparator 4 is pulled to zero potential, so the output of comparator 4 also becomes zero potential. At the same time, previously charged capacitor C2□8 is connected to resistor RZ&8 and diode D2
.. 9 and discharge.

過電圧が消失した後、比較器に3が再びその出力状態に
なると、コンデンサーC2□8は、抵抗RZ611 、
R265を経て再び充電される。抵抗R265の値は抵
抗R268の値よりも高いため、第2の比較器に4のス
イッチング闇値に再び到達するまで、放電時よりも遅い
速度で充電が生ずる。比較器に4の時定数は約260m
秒、これに関係した充電時間は約600m秒である。放
電時の放電時定数は約3m秒(比較器に3の反転時間の
約1/3)である。第2の比較器に、の出力電圧は再び
動作電圧+U8に向って上昇し、トランジスタT2゜、
は遮断される。過電圧が再び発生しない限り、回路の終
段は、再び動作可能となる。
After the overvoltage disappears, when the comparator 3 is again in its output state, the capacitor C2□8 is connected to the resistor RZ611,
It is charged again via R265. Since the value of resistor R265 is higher than the value of resistor R268, charging occurs at a slower rate than discharging until the switching dark value of 4 is again reached in the second comparator. The time constant of 4 in the comparator is approximately 260 m.
seconds, the associated charging time is approximately 600 msec. The discharge time constant during discharge is approximately 3 msec (approximately 1/3 of the reversal time of 3 in the comparator). In the second comparator, the output voltage of increases again towards the operating voltage +U8, and the transistor T2°,
is blocked. As long as the overvoltage does not occur again, the final stage of the circuit becomes operational again.

図示した回路は、別の特徴として動作電圧の許容されな
い降下に対する保護を別の特徴として備えている。これ
について、以下に詳述する。
The illustrated circuit additionally includes protection against unacceptable drops in operating voltage. This will be explained in detail below.

第1の比較器に、の反転入力部には、抵抗R257、R
21、(抵抗RzIloは抵抗Rzsq 、RZ&+に
比べて低い)によって規定される動作電圧+UBの一部
分が発生する。ゼナーダイオードDZIOは、電圧分割
器R26:l 、RZ64に電流を供給する。この電圧
分割器は、比較器に3の非反転入力部の電圧を固定させ
る。例示的な回路素子の特性値の場合、反転入力部分に
は、通常の動作電圧+U、=12■におイテ、12/ 
(33+、L) =0.35 v、非反転入力部には、
(Us −Uz )/ (1442)=(12−5,6
)/13=0.5Vが生ずる。
The first comparator has resistors R257 and R257 at its inverting input.
21, (the resistance RzIlo is lower than the resistances Rzsq, RZ&+) is generated. Zener diode DZIO supplies current to voltage divider R26:l, RZ64. This voltage divider causes the comparator to fix the voltage at the non-inverting input of 3. For the characteristic values of the exemplary circuit elements, the inverting input part has the normal operating voltage +U, = 12■, 12/
(33+, L) = 0.35 v, the non-inverting input part has:
(Us −Uz )/(1442)=(12−5,6
)/13=0.5V results.

これから、動作電圧U、が例えば6■に降下すると、反
転入力部の電圧は、約o、 i s vに降下し、非反
転入力部の電圧は約3QmVに降下する。しかしこれは
、第1の比較器に、の再入力部の極性が通常の動作電圧
に比較して反転されることを意味する。比較器に、の出
力部の電圧は零に降下し、回路の終段は、トランジスタ
ーT2゜、を経て遮断される。第2の比較器に4は、過
電圧時の遮断に関連して前述した同一の機能を逐行する
。そのため、動作電圧が著しく低下した場合のステップ
モーターの不特定なスイッチングがさけられる。
From this, when the operating voltage U, drops to, for example, 6.times., the voltage at the inverting input drops to about o,is v, and the voltage at the non-inverting input drops to about 3QmV. However, this means that the polarity of the re-input to the first comparator is inverted compared to the normal operating voltage. The voltage at the output of the comparator drops to zero and the final stage of the circuit is switched off via the transistor T2°. The second comparator 4 performs the same function as described above in connection with overvoltage shutdown. Therefore, unspecified switching of the step motor when the operating voltage drops significantly is avoided.

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

第1図は、本発明の原理的な回路を示す回路図、第2図
は、半巻線に蓄積されたエネルギーを利用するだめの回
路を示す回路図、第3図は、本発明による回路装置の主
な作用を説明するための線図、第4図は、ユニポーラ−
型のステップモーターの2相を制御するための本発明に
従う実際の回路を示す結線図、第5図は、終段のための
保護部分を備えた本発明の別の実施例による回路を示す
回路図、第6図は、ステップモーターの制御回路に関係
させた第5図の回路の実際の詳細な構成を示す結線図で
ある。 符号の説明 Ll、L2 ・・・半巻線、S+ 、Sz  ・・・ス
イッチ、+U14  ・・・給与電圧、K・・・比較器
、U、・・・交流電圧基準信号(基準信号)、■。 ・・・基準信号、R1、R,・・・抵抗(直列抵抗)。
Fig. 1 is a circuit diagram showing the principle circuit of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing a circuit for utilizing the energy stored in the half winding, and Fig. 3 is a circuit diagram according to the present invention. A diagram for explaining the main functions of the device, Figure 4, shows the unipolar
FIG. 5 is a circuit diagram showing a practical circuit according to the invention for controlling two phases of a type step motor; FIG. 6 is a wiring diagram showing the actual detailed configuration of the circuit of FIG. 5 related to the control circuit of the step motor. Description of symbols Ll, L2...half winding, S+, Sz...switch, +U14...supply voltage, K...comparator, U,...AC voltage reference signal (reference signal), ■ . ...Reference signal, R1, R, ...Resistance (series resistance).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)1相当り2個の半巻線を有し、各相の各々の該半巻
線は、制御されるスイッチと直列に、ステップモーター
の給与電圧に接続されており、更に、ステップモーター
電流のための電流センサーを有し、該電流センサーの出
力信号は、比較器に導かれ、該比較器の出力信号は、ス
テップモーター電流を制御するために参照されるように
した、ユニポーラ型ステップモーターを制御するための
回路装置であって、半巻線(L_1、L_2)−スイッ
チ(S_1、S_2)の各々の直列回路が、電流センサ
ー、特に直列抵抗(R_1、R_2)を有し、該電流セ
ンサーの出力部は、比較器(K)の2つの入力部の各1
つのものと接続され、一方の該入力部には基準信号(U
_s、I_s)が供給され、比較器Kの出力部は、1つ
の制御信号に関して互に逆相にスイッチングされる制御
されるスイッチ(S_1、S_2)の制御入力部に接続
されたことを特徴とするスイッチング装置。 2)2つの直列回路即ち第1の半巻線(L_1)一第1
の制御されるスイッチ(S_1)の直列回路又は第2の
半巻線(L_2)−第2の制御されるスイッチ(S_2
)の直列回路から成る並列回路と並列に、コンデンサー
(C_1)が接続してあり、コンデンサー(C_1)は
、ステッピングモーターの給与電圧(U_m)にダイオ
ード(D_1)を経て接続されたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の回路装置。 3) 前記直列抵抗に印加された、巻線電流に比例する
電圧が、減結合抵抗又は電流分割抵抗(R_3、R_4
)を経て、比較器(K)の入力部に導かれることを特徴
とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の回路装置
。 4)基準信号(U_sが減結合抵抗又は電圧分割抵抗(
R_5、R_6、R_7)を経て比較器(K)の入力部
に導かれることを特徴とする特許請求の範囲第1〜3項
のいずれか1項記載の回路装置。 5) スイッチングのヒステリシスを固定させるために
該比較器のフィードバックループにRC回路(R_5、
C_2)が接続されたことを特徴とする特許請求の範囲
第1〜4項のいずれか1項記載の回路装置。 6)制御されるスイッチ(S_1、S_2)に接続され
たステップモーターの半巻線(L_1、L_2)の端子
が、基準電圧源(U_R_1)の接地された直列回路、
特に、ゼナーダイオード(D_1_1)と測定抵抗(R
_M)との直列回路に、ダイオード(D_9、D_1_
0)を経て接続され、測定抵抗(R_M)の測定信号(
U_P)は比較器(K_3)の一方の入力部に導かれ、
比較器(K_3)の他の入力部には基準電圧(U_R_
2)が印加され、比較器(K_3)の出力信号は、スイ
ッチ(S_1、S_2)の制御回路(A_1、A_2)
の阻止入力部(E_1、E_2)に阻止信号(U_s_
p)として供給されることを特徴とする特許請求の範囲
第1〜5項のいずれか1項記載の回路装置。 7)第2の比較器(K_4)がもうけられ、比較器(K
_4)の一方の入力部即ち非反転入力部には、第1の比
較器(K_3)の出力電圧(U_s_p)が供給され、
該一方の入力部は、抵抗(R_2_6_8)とコンデン
サー(C_2_2_8)との直列回路を経て接地される
と共に、抵抗(R_2_4_5)を経て動作電圧(+U
_b)に接続され、第2の比較器(K_4)の他の入力
部即ち反転入力部には、基準電圧(U_R_3)が印加
され、第1の比較器(K_3)の出力電圧(U′_s_
p)及び第2の比較器(K_4)の出力電圧(U″_s
_p)は、OR回路(R_2_7_0、R_2_7_1
、T_2_0__9)に導かれ、OR回路の出力信号(
U_s_p)は、制御回路(T_2_0_1、T_2_
0_2、INV_4−−−;T_2_0_3、T_2_
0_4、INV_5、−−−)に阻止信号(U_s_p
)として導かれることを特徴とする特許請求の範囲第6
項記載の回路装置。 8)第1の比較器(K_3)がそのフィードバックルー
プに直列RC回路(R_2_6_2、R_2_2_5)
を有することを特徴とする特許請求の範囲第6項又は第
7項記載の回路装置。 9)基準電圧に接続されて第2の比較器(K_4)の非
反転入力部に接続された抵抗(R_2_6_5)とコン
デンサー(C_2_2_8)との時定数を第1の比較器
(K_3)の時定数に比べて長くしたことを特徴とする
特許請求の範囲第7項又は第8項記載の回路装置。 10)第2の比較器(K_4)の非反転入力部において
の直列回路(R_2_6_8、C_2_2_8)の抵抗
(R_2_6_8)の値を、該非反転入力部においての
動作電圧に至る抵抗(R_2_6_5)の値に比べて小
さくしたことを特徴とする特許請求の範囲第7〜9項の
いずれか1項記載の回路装置。 11)第1の比較器(K_3)の基準電圧(U_R_2
)を電圧分割器(R_2_6_3、R_2_6_4)に
よって形成し、該電圧分割器は、接地されるか、又は、
ゼナーダイオード(D_2_1_0)を経て動作電圧(
+U_B)に接続され、ゼナーダイオード(D_2_1
_0)は、第2の比較器(K_4)の基準電圧(U_R
_3)を形成する電圧分割器(R_2_6_6、R_2
_6_7)と、第2の比較器(K_4)の非反転入力部
に至る抵抗(R_2_6_5)とに更に接続されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第7〜10項のいずれか1
項記載の回路装置。
[Claims] 1) having two half-windings per phase, each half-winding of each phase being connected to the supply voltage of the stepper motor in series with a controlled switch; , further comprising a current sensor for the stepper motor current, the output signal of the current sensor being led to a comparator, the output signal of the comparator being referred to for controlling the stepper motor current. A circuit arrangement for controlling a unipolar step motor, in which each series circuit of half windings (L_1, L_2)-switches (S_1, S_2) is connected to a current sensor, in particular a series resistor (R_1, R_2). and the output of the current sensor is connected to each one of the two inputs of the comparator (K).
One of the inputs is connected to the reference signal (U
_s, I_s), and the output of the comparator K is connected to the control inputs of controlled switches (S_1, S_2) which are switched out of phase with respect to one control signal. switching device. 2) Two series circuits, namely the first half-winding (L_1) and the first
series circuit of the controlled switch (S_1) or the second half-winding (L_2) - the second controlled switch (S_2
A capacitor (C_1) is connected in parallel with a parallel circuit consisting of a series circuit of ), and the capacitor (C_1) is connected to the supply voltage (U_m) of the stepping motor via a diode (D_1). A circuit device according to claim 1. 3) A voltage proportional to the winding current applied to the series resistor is applied to the decoupling resistor or current dividing resistor (R_3, R_4
3. The circuit arrangement according to claim 1, wherein the circuit arrangement is led to the input section of the comparator (K) via the circuit (K). 4) Reference signal (U_s is a decoupling resistor or voltage dividing resistor (
4. The circuit arrangement according to claim 1, wherein the circuit arrangement is led to the input of the comparator (K) via the circuits R_5, R_6, R_7). 5) An RC circuit (R_5,
5. The circuit device according to claim 1, wherein C_2) is connected. 6) a series circuit in which the terminals of the half windings (L_1, L_2) of the step motor connected to the controlled switches (S_1, S_2) are grounded to the reference voltage source (U_R_1);
In particular, the zener diode (D_1_1) and the measuring resistor (R
Diodes (D_9, D_1_
0) and the measurement signal (
U_P) is led to one input of the comparator (K_3),
The other input of the comparator (K_3) is connected to the reference voltage (U_R_
2) is applied, and the output signal of the comparator (K_3) is applied to the control circuit (A_1, A_2) of the switch (S_1, S_2).
A blocking signal (U_s_
6. The circuit arrangement according to claim 1, wherein the circuit arrangement is provided as p). 7) A second comparator (K_4) is created and the comparator (K
_4) is supplied with the output voltage (U_s_p) of the first comparator (K_3) to one input, that is, the non-inverting input;
One input section is grounded through a series circuit of a resistor (R_2_6_8) and a capacitor (C_2_2_8), and is also connected to an operating voltage (+U) through a resistor (R_2_4_5).
_b), and the other input of the second comparator (K_4), namely the inverting input, is applied with the reference voltage (U_R_3), and the output voltage (U'_s_
p) and the output voltage (U″_s) of the second comparator (K_4)
_p) is an OR circuit (R_2_7_0, R_2_7_1
, T_2_0__9), and the output signal of the OR circuit (
U_s_p) is a control circuit (T_2_0_1, T_2_
0_2, INV_4---; T_2_0_3, T_2_
0_4, INV_5, ---) is provided with a blocking signal (U_s_p
) Claim 6 characterized in that it is derived as
The circuit device described in Section. 8) The first comparator (K_3) has a series RC circuit (R_2_6_2, R_2_2_5) in its feedback loop.
A circuit device according to claim 6 or 7, characterized in that the circuit device has: 9) The time constant of the resistor (R_2_6_5) and capacitor (C_2_2_8) connected to the reference voltage and the non-inverting input of the second comparator (K_4) is the time constant of the first comparator (K_3). 9. The circuit device according to claim 7 or 8, characterized in that the length is longer than that of the circuit device. 10) Change the value of the resistance (R_2_6_8) of the series circuit (R_2_6_8, C_2_2_8) at the non-inverting input of the second comparator (K_4) to the value of the resistor (R_2_6_5) that reaches the operating voltage at the non-inverting input. The circuit device according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the circuit device is made smaller in comparison. 11) Reference voltage (U_R_2) of the first comparator (K_3)
) is formed by a voltage divider (R_2_6_3, R_2_6_4), which voltage divider is grounded or
The operating voltage (
+U_B) and the zener diode (D_2_1
_0) is the reference voltage (U_R
voltage divider (R_2_6_6, R_2) forming the voltage divider (R_2_6_6, R_2
_6_7) and a resistor (R_2_6_5) connected to the non-inverting input part of the second comparator (K_4).
The circuit device described in Section.
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DE3436433.1 1984-10-04

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