JPS6359789A - ステツピングモ−タの駆動回路 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明はステッピングモータの駆動回路に関し、特に、
チッソピングトランジスタの熱破壊の可能性をなくしう
るステッピングモータ駆動用の自助式定電流チョッパ回
路に関する。

〔従来技術〕

ステッピングモータは、磁路を形成する複数の歯形およ
び複数の励磁コイルを有するステータと磁気抵抗が変化
する複数の歯形を有するロータ（ＶＲ形）または多極着
磁を施したロータ（ＰＭ形）とで構成されている。また
、これらＶＲ形およびＰＭ形を混成したハイブリッドＰ
Ｍ形も採用されている。

この種のステッピングモータにあっては、前記複数の励
磁コイルのうち直径を挟んで対向する（１８０度ずれた
）１対の励磁コイルＡ，■あるいはＢ，■を接続して１
つの励磁相が形成され、これら複数の励磁相に所定の順
序で電流を流す（励磁電流）ことにより駆動される。

ステッピングモータの運転方法として立上がりの改善を
目的としたチョッパ方式またはＰＷＭ　（パルスウィド
スモジュレーション）方式と呼ばれる方法があり、この
種の運転方法では自助式定電流チョッパ回路から成る駆
動回路が使用されている。

この駆動回路は、一般に、ステッピングモータドライバ
ー、電圧比較回路およびチョッピングトランジスタを備
え、電圧比較部でステッピングモ−ク励磁電流の上限と
下限を設定し、その電流値でモータ印加電圧をスイッチ
ングするよう構成されている。

この定電流チョッパ回路にあっては、励磁信号をオンに
すると、モータの巻線抵抗およびインダクタンスで決ま
る時定数に従って巻線電流が増加し、コンパレークの十
人力が上限を越えるとチョッピングトランジスタがオフ
になって巻線電流が減少して行き、次にコンパレータの
十人力が下限値になった時、チョッピングトランジスタ
がオンになって再び巻線電流が増加する。以上の繰返し
によってステッピングモータの定電流駆動が行われる。

ところで、駆動方式には２相励磁や１−２相励磁など各
相間の励磁タイミングの種類により種々あるが、いずれ
の場合もＡ、人相およびＢ，■相が同時に励磁されるこ
とはない。

しかし、励磁タイミングは一般にマイクロコンピュータ
等でソフトウェアコントロールされており、静電気やラ
インノイズ等何らかの外来ノイズが原因で回路が暴走し
，■，■相あるいはＢ、　　Ｂ相が同時に励磁される可
能性がある。

一方、ＰＭ（永久磁石）形やハイブリッド形ステンピン
グモータの多くはバイファイラ巻線になっているので、
インダクタンスが打ち消されてチョッピングトランジス
タは抵抗分だけチョッピングされることになり、通常５
に〜２０ＫＨｚが数１ＱＱＫＨｚでオンオフしてチョッ
ピングトランジスタが熱破壊を起こすという問題があっ
た。

これを防ぐため、２相励磁ではＡ信号からインバータを
通してλ信号を作り同時に励磁される可能性をなくすと
ともにモータ停止時に巻線電流を減少させる制御方式が
提案されたが、この制御方式は１−２相励磁ではロジッ
ク回路が複雑になりソフトウェアの負担が大きいため事
実上使用不可能であった。

〔目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、ソフトウェアの負担なしに、簡単な回路の付加のみで
チョッピングトランジスタを熱破壊から保護しうるステ
ッピングモータの駆動回路を提供することである。

〔概要〕

本発明は、モータのＡ、　Ａ相またはＢ，■相が同時に
励磁された時にモータ供給電流をカットする構成により
、上記目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るステッピングモータの
駆動回路を示す。

なお、第１図ではＡ１人相のみを示すが，■。

Ｌ相の場合も実質上同じである。

第１図において、１つの励磁相を形成する励磁巻線（Ａ
相、人相）のそれぞれにスイッチングトランジスタ１．
２が接続され、これらのトランジスタ１．２のベースに
励磁信号Ａおよび励磁信号λが印加される。

各トランジスタ１．２のエミッタはコンパレータ（差動
増巾器）３の子端子に接続されるとともに、そのアース
側には電流検出抵抗Ｒ１が設けられている。

また、コンパレータの一端子には基準電圧Ｖ　ｒｅｆが
印加されている。

一方、電源４からはプロチクティングトランジスタ５を
介してチョッピングトランジスタ６に電流が供給される
。

前記チョッピングトランジスタ６のベースは前記コンパ
レータ３の出力側に接続されており、励磁電流Ａ９人が
上限および下限からはみ出すと該トランジスタ６がオフ
になるよう構成されている。

前記プロチクティングトランジスタ５のベースにはＮＡ
ＮＤ回路７およびインバータ８を介して励磁信号Ａ，■
が接続され、励磁信号Ａ、入の双方が同時にオンになっ
たとき該トランジスタ５を直ちにオフにするよう構成さ
れている。

第２図はモータＭに対する励磁相Ａ、λ，■。

百のバイファイラ巻線の状態を模式的に示す。

こうして、ステッピングモータの駆動回路は、電圧比較
部（コンパレータ３）でステッピングモータ励磁電流の
上限と下限を設定し、その電流値でモータ印加電圧をス
イッチングする自動式定電流チョッパ回路で形成され、
モータのＡ、　７：、相または肥百相が同時に励磁され
た時にプロチクティングトランジスタ５をオフにしてモ
ータ供給電流をカットするよう構成されている。

第３図は上記自助式定電流チョッパ回路の特性を例示す
る。

第１図および第３図において、励磁信号Ａ、　Ａをオン
にすると、モータの巻線抵抗およびインダクタンスで決
まる時定数に従って巻線電流が増加し、コンパレータ３
の十人力が （ここで、ｒは巻線抵抗、ＶＬはコンパレータの′″Ｌ
”レベル出力）になった時にチョッピングトランジスタ
６がオフになり、巻線電流は減少していく。

次にコンパレータ３の十人力が （ここで、■Ｈはコンパレータの“Ｈ”レベル出力）に
なった時にチョッピングトランジスタ６がオンになり、
再び巻線電流が増加する。

以上の繰返しにより定電流駆動が行われる。

然して、本発明によれば、電源４の電流供給部にプロチ
クティングトランジスタ５を接続し、励磁信号Ａ，■ま
たはＢ，■が同時にオンになったとき該プロチクティン
グトランジスタをオフにするよう構成したので、チョッ
ピングトランジスタ６に過大電流が流れることを確実に
防止することができ、静電気やラインノイズ等の外来ノ
イズが原因で回路が暴走した場合でもチョッピングトラ
ンジスタ６を熱破壊から保護することが可能になった。

しかも、ソフトウェアの負担なしに簡単な回路を付加す
るのみで上記チョッピングトランジスタ６の保護並びに
駆動回路の信頼性向上を達成することができた。

なお、第１図中のインバータ８としては高耐圧のオーブ
ンコレクタタイプを使用することが好ましい。

の励磁タイミングを例示するグラフである。

〔効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば，■、
λ相またはＢ，■相が同時に励磁された時にモータ供給
電流がカットされ、もってチョッピングトランジスタの
破壊を確実に防止しうるステッピングモータの駆動回路
が得られる。

【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の
駆動回路を示す回路図、第２図は第１図中の励磁巻線（
バイファイラ巻線）を模式的に示す説明図、第３図は第
１図の駆動回路のチョッピング特性を例示するグラフ、
第４図は各励磁相の励磁タイミングを例示するグラフで
ある。 １．２−・−・−スイッチングトランジスタ、３・・・
−・・−コンパレータ、４−・・−・・電源、５・−・
・プロチクティングトランジスタ、６−・・・−チョッ
ピングトランジスタ。 湘お

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧比較部でステッピングモータ励磁電流の上限
   と下限を設定し、その電流値でモータ印加電圧をスイッ
   チングする自励式定電流チョッパ回路を形成し、モータ
   のＡ，■相またはＢ，■相が同時に励磁された時にモー
   タ供給電流をカットすることを特徴とするステッピング
   モータの駆動回路。