JP2014050295A - 複合モータドライバ及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、1個のモータドライバ部を予め設定した制御に切り替えることにより、1個の3相サーボモータ及び1個の2相ステップモータの何れかのみを駆動できるようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法は、複合モータドライバ(30)が4個のハーフブリッジ回路(11〜14)と電流検出手段(15〜18)とゲート駆動回路(20〜23)と制御部(1)で構成され、前記電流検出手段(15〜18)からの相電流(IFB―U〜IFB―X)に基づいてモータドライバ部(2)の制御を変え、3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかのみを駆動する構成と方法である。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法は、複合モータドライバ(30)が4個のハーフブリッジ回路(11〜14)と電流検出手段(15〜18)とゲート駆動回路(20〜23)と制御部(1)で構成され、前記電流検出手段(15〜18)からの相電流(IFB―U〜IFB―X)に基づいてモータドライバ部(2)の制御を変え、3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかのみを駆動する構成と方法である。
【選択図】図1
Description
本発明は、複合モータドライバ及びその駆動方法に関し、特に、1個のモータドライバ部を用い、制御部の設定を変えることにより、1個の3相サーボモータ又は1個の2相ステップモータの何れかを駆動するための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種のモータドライバとしては、例えば、特許文献1のモータ駆動回路の構成を挙げることができる。
すなわち、図2において、1はコントローラであり、このコントローラ1には複数のモータドライバ2,3,4,5が並列に接続され、各モータドライバ2,3,4,5には各々モータ6,7,8,9が接続されている。
前記各モータ6,7はDCモータ、各モータ8,9はステップモータで構成されている。
すなわち、図2において、1はコントローラであり、このコントローラ1には複数のモータドライバ2,3,4,5が並列に接続され、各モータドライバ2,3,4,5には各々モータ6,7,8,9が接続されている。
前記各モータ6,7はDCモータ、各モータ8,9はステップモータで構成されている。
前述の図2の構成では、各モータ6〜9に対して同数となるモータドライバ2〜5が接続されているため、モータを種類の異なるモータに交換しようとした場合には、モータドライバも全て交換しなければならず、一般には、1つの生産ラインに多くのモータが設けられているため、全てのモータドライバを交換する必要があり、この作業はライン変更時の大きい負担となっていた。
図2のモータドライバの構成を改良するために、図3及び図4で示される構成が提案されている。
図3において、コントローラ1にはCPU1aが接続され、このコントローラ1は第1、第2モータドライバ2,2Aが接続され、第1モータドライバ2にはDCモータ6,7,7aが、接続されると共に、第2モータドライバ2Aにはステップモータ8,9が接続されている。
図3において、コントローラ1にはCPU1aが接続され、このコントローラ1は第1、第2モータドライバ2,2Aが接続され、第1モータドライバ2にはDCモータ6,7,7aが、接続されると共に、第2モータドライバ2Aにはステップモータ8,9が接続されている。
図4はモータドライバ2又は2Aの駆動回路を示すもので、1チップのICで構成され、設定部20が一対の制御部21,22に接続され、各制御部21,22には各々一対のHブリッジA,B及びC,Dが接続され、接続されるモータの種類に対応してHブリッジ、A〜Dの組み替えができるように構成されている。
前記各HブリッジA〜Dは、周知のように、4個のFETが入力信号に応じてオン又はオフすることにより、電流の向きを切り替えてモータの正転又は逆転が行えるように構成されている。
前記設定部20は前記各HブリッジA〜Dの設定を行うことができるように構成され、ステップモータ8,9を駆動する場合は、図5のように、HブリッジAとB、CとDがペアになる。
また、図6のように、ステップモータ8とDCモータ6を駆動する場合、HブリッジA,Bが独立しステップモータ8を駆動する場合と、HブリッジCとDで1個のDCモータ6を駆動し、1個のモータドライバ2又は2Aで複数のモータ8,9、又は8,6を同時駆動することができるように構成されている。
前記設定部20は前記各HブリッジA〜Dの設定を行うことができるように構成され、ステップモータ8,9を駆動する場合は、図5のように、HブリッジAとB、CとDがペアになる。
また、図6のように、ステップモータ8とDCモータ6を駆動する場合、HブリッジA,Bが独立しステップモータ8を駆動する場合と、HブリッジCとDで1個のDCモータ6を駆動し、1個のモータドライバ2又は2Aで複数のモータ8,9、又は8,6を同時駆動することができるように構成されている。
従来のモータドライバは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の図3から図6に示される従来構成の場合、モータの種別によって設定部20及び制御部21,22を介して各HブリッジA〜Dとモータとの制御関係を変えることができるが、1個のモータドライバで複数のモータを駆動しているため、各1個のモータの種別が変更される時は、各モータドライバの設定部の設定が煩わしく、設定の変更等の確認に多大の時間を要していた。
すなわち、前述の図3から図6に示される従来構成の場合、モータの種別によって設定部20及び制御部21,22を介して各HブリッジA〜Dとモータとの制御関係を変えることができるが、1個のモータドライバで複数のモータを駆動しているため、各1個のモータの種別が変更される時は、各モータドライバの設定部の設定が煩わしく、設定の変更等の確認に多大の時間を要していた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、1個のモータドライバ部を用い、制御部の設定を変えることにより、1個の3相サーボモータ又は1個の2相ステップモータの何れかを駆動でき、例えば生産ラインにおいて用いられている多数のモータの種別(3相サーボモータか2相ステップモータ)の変更に対し、モータドライバを取り替えることなく最初に取付けたモータドライバを用いたままで制御部の設定変更のみで継続して用いることができ、生産ラインにおけるモータの種別の変更作業を容易化できることである。
本発明による複合モータドライバは、3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかからなる1個のモータを駆動するための1個のモータドライバ部と前記モータドライバ部を制御するための制御部とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部は、前記モータに接続され一対のトランジスタからなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路と、前記各ハーフブリッジ回路の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段と、前記各ハーフブリッジ回路に接続されかつ前記制御部に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路と、を備え、前記電流検出手段からの相電流が前記制御部に入力され、前記制御部では設定部に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部は前記1個のモータをなす前記3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかを駆動することができるようにした構成であり、また、本発明による複合モータドライバの駆動方法は、3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかからなる1個のモータを駆動するための1個のモータドライバ部と前記モータドライバ部を制御するための制御部とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部は、前記モータに接続され一対のトランジスタからなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路と、前記各ハーフブリッジ回路の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段と、前記各ハーフブリッジ回路に接続されかつ前記制御部に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路と、を備え、前記電流検出手段からの相電流が前記制御部に入力され、前記制御部では設定部に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部は前記1個のモータをなす前記3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかを駆動することができる方法である。
本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかからなる1個のモータを駆動するための1個のモータドライバ部と前記モータドライバ部を制御するための制御部とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部は、前記モータに接続され一対のトランジスタからなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路と、前記各ハーフブリッジ回路の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段と、前記各ハーフブリッジ回路に接続されかつ前記制御部に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路と、を備え、前記電流検出手段からの相電流が前記制御部に入力され、前記制御部では設定部に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部は前記1個のモータをなす前記3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかを駆動することができるように構成したことにより、例えば、生産ラインのライン替え等で多数のモータの種別を変更する時に、1個の複合モータドライバを取り替えることなく、そのままとして制御部の設定変更のみにより簡単に種別の異なるモータを駆動することができ、ライン替え等の作業を従来よりも大幅に簡略化することができる。
すなわち、3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかからなる1個のモータを駆動するための1個のモータドライバ部と前記モータドライバ部を制御するための制御部とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部は、前記モータに接続され一対のトランジスタからなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路と、前記各ハーフブリッジ回路の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段と、前記各ハーフブリッジ回路に接続されかつ前記制御部に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路と、を備え、前記電流検出手段からの相電流が前記制御部に入力され、前記制御部では設定部に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部は前記1個のモータをなす前記3相サーボモータ及び2相ステップモータの何れかを駆動することができるように構成したことにより、例えば、生産ラインのライン替え等で多数のモータの種別を変更する時に、1個の複合モータドライバを取り替えることなく、そのままとして制御部の設定変更のみにより簡単に種別の異なるモータを駆動することができ、ライン替え等の作業を従来よりも大幅に簡略化することができる。
本発明は、1個の複合モータドライバにより、制御部の設定を変えることにより、1個の3相サーボモータ及び1個の2相ステップモータの何れかを駆動することができるようにした複合モータドライバ及びその駆動方法を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、符号2で示されるものは複合モータドライバ30におけるモータドライバ部であり、このモータドライバ部2は、1個だけからなるモータ10に接続され一対のFETからなるトランジスタTR1,TR2が直列接続されてなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路11,12,13,14と、前記各ハーフブリッジ回路11,12,13,14の全てに設けられ電流検出抵抗Rからなる第1、第2、第3、第4電流検出手段15,16,17,18が接地された状態で設けられている。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、符号2で示されるものは複合モータドライバ30におけるモータドライバ部であり、このモータドライバ部2は、1個だけからなるモータ10に接続され一対のFETからなるトランジスタTR1,TR2が直列接続されてなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路11,12,13,14と、前記各ハーフブリッジ回路11,12,13,14の全てに設けられ電流検出抵抗Rからなる第1、第2、第3、第4電流検出手段15,16,17,18が接地された状態で設けられている。
前記各電流検出手段15,16,17,18からは、前記各ハーフブリッジ回路11,12,13,14に接続された前記モータ10へ供給するための第1、第2、第3、第4相電流IFB−U,IFB−V,IFB−W,IFB−Xが検出されて出力され、各第1〜第4相電流IFB−U,IFB−V,IFB−W,IFB−Xは、CPUからなり設定部1aを有する制御部1に入力されるように構成されている。
尚、前記モータ10は、周知の3相サーボモータ又は2相ステップモータの何れかを選択して使用できる。
尚、前記モータ10は、周知の3相サーボモータ又は2相ステップモータの何れかを選択して使用できる。
前記各ハーフブリッジ回路11〜14の各トランジスタTR1,TR2のゲートには、第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路20,21,22,23が接続され、前記第1ゲート駆動回路20の入力側には、第1相駆動信号PWM−Uとゲートオン信号GATE−ONが入力され、前記第2ゲート駆動回路21の入力側には、第2相駆動信号PWM−Vとゲートオン信号GATE−ONが入力され、前記第3ゲート駆動回路22の入力側には、第3相駆動信号PWM−Wとゲートオン信号GATE−ONが入力それ、前記第X相駆動信号PWM−Xとゲートオン信号GATE−ONが入力されるように構成されている。
前記制御部1には、設定部1aが設けられ、この設定部1aには、予め、前記第1〜第X相電流IFB−U〜IFB−Xが制御部1に入力されることにより、この各相電流IFB−U〜IFB−Xに基づいて3相サーボモータ駆動信号1A及び2相ステップモータ駆動信号1Bの何れかを前記各ゲート駆動回路20〜23に入力することができるように設定されている。
また、前述のモータドライバ部2と制御部1とにより、種別の異なる複数のモータを駆動できる複合モータドライバ30が構成されている。さらに、各相電流IFB−U〜IFB−Xは、その総和が零になることは理論的に周知であるため、全てのチャンネルであるハーフブリッジ回路11〜14に電流検出手段15〜18を設けることはなく、一部を省略してもよい。
また、前述のモータドライバ部2と制御部1とにより、種別の異なる複数のモータを駆動できる複合モータドライバ30が構成されている。さらに、各相電流IFB−U〜IFB−Xは、その総和が零になることは理論的に周知であるため、全てのチャンネルであるハーフブリッジ回路11〜14に電流検出手段15〜18を設けることはなく、一部を省略してもよい。
次に、前述の図1の構成において、まず、例えば、図示しない組立ラインに設けられたモータ10を3相サーボモータ6が使用される場合は、電源投入後、3相サーボモータ6から3相の相電流IFB−U,IFB−V,IFB−Wが検出されて制御部1に入力されることにより、制御部1は3相サーボモータ6であるとモータの種別を判断し、予め設定部1aで設定されたモータの種別とこの種別に対応した制御モードとなり、3相の駆動信号PWM−U,PWM−V,PWM−Wが各ゲート駆動回路20,21,22を介して各ハーフブリッジ回路11,12,13から3相サーボモータ6に供給されて、3相サーボモータ6は駆動される。
次に、前述の組立ラインにおいて、例えば、ライン替えのために、前記モータ10を3相サーボモータ6から2相ステップモータ8に置き換えた場合、2相ステップモータ8の4個の入力端子A〜Dから4相の相電流IFB−U,IFB−V,IFB−W,IFB−Xが制御部1に入力されることにより、制御部1では、組立ライン上に2相ステップモータ8が置き換えられたことを認識し、設定部1aで予め設定されている2相ステップモータ駆動信号1Bが各ゲート駆動回路20〜23に送られ、各ハーフブリッジ回路11〜14を経て2相ステップモータ8に送られてステップ駆動が行われる。
前述の本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法の要旨をまとめると、次の通りである。
すなわち、3相サーボモータ6及び2相ステップモータ8の何れかからなる1個のモータ10を駆動するための1個のモータドライバ部2と前記モータドライバ部2を制御するための制御部1とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部2は、前記モータ10に接続され一対のトランジスタTR1,TR2からなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路11〜14と、前記各ハーフブリッジ回路11〜14の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段15〜18と、前記各ハーフブリッジ回路11〜14に接続されかつ前記制御部1に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路20〜23と、を備え、前記電流検出手段15〜18からの相電流が前記制御部1に入力され、前記制御部1では設定部1aに予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部2は前記1個のモータ10をなす前記3相サーボモータ6及び2相ステップモータ8の何れかを駆動することができるようにした構成と方法である。
すなわち、3相サーボモータ6及び2相ステップモータ8の何れかからなる1個のモータ10を駆動するための1個のモータドライバ部2と前記モータドライバ部2を制御するための制御部1とからなる複合モータドライバにおいて、前記モータドライバ部2は、前記モータ10に接続され一対のトランジスタTR1,TR2からなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路11〜14と、前記各ハーフブリッジ回路11〜14の全て又は一部に設けられその相電流を検出するための電流検出手段15〜18と、前記各ハーフブリッジ回路11〜14に接続されかつ前記制御部1に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路20〜23と、を備え、前記電流検出手段15〜18からの相電流が前記制御部1に入力され、前記制御部1では設定部1aに予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流に基づいて行い、前記モータドライバ部2は前記1個のモータ10をなす前記3相サーボモータ6及び2相ステップモータ8の何れかを駆動することができるようにした構成と方法である。
本発明による複合モータドライバ及びその駆動方法は、1個の複合モータドライバにより、制御部の設定を変えることにより1個の3相サーボモータ及び1個の2相ステップモータの何れかを駆動することにより、ラインのモータ機種変更においてもモータドライバ部の変更を不要とすることができる。
1 制御部
1a 設定部
1A 3相サーボモータ駆動信号
1B 2相ステップモータ駆動信号
IFB−U〜IFB−X 第1〜第4相電流
2 モータドライバ部
6 3相サーボモータ
8 2相ステップモータ
10 モータ
11〜14 第1〜第4ハーフブリッジ回路
15〜18 第1〜第4電流検出手段
20〜23 第1〜第4ゲート駆動回路
TR1,TR2 トランジスタ
1a 設定部
1A 3相サーボモータ駆動信号
1B 2相ステップモータ駆動信号
IFB−U〜IFB−X 第1〜第4相電流
2 モータドライバ部
6 3相サーボモータ
8 2相ステップモータ
10 モータ
11〜14 第1〜第4ハーフブリッジ回路
15〜18 第1〜第4電流検出手段
20〜23 第1〜第4ゲート駆動回路
TR1,TR2 トランジスタ
Claims (2)
- 3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかからなる1個のモータ(10)を駆動するための1個のモータドライバ部(2)と前記モータドライバ部(2)を制御するための制御部(1)とからなる複合モータドライバにおいて、
前記モータドライバ部(2)は、前記モータ(10)に接続され一対のトランジスタ(TR1,TR2)からなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路(11〜14)と、前記各ハーフブリッジ回路(11〜14)の全て又は一部に設けられその相電流(IFB―U〜IFB―X)を検出するための電流検出手段(15〜18)と、前記各ハーフブリッジ回路(11〜14)に接続されかつ前記制御部(1)に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路(20〜23)と、を備え、
前記電流検出手段(15〜18)からの相電流(IFB―U〜IFB―X)が前記制御部(1)に入力され、前記制御部(1)では設定部(1a)に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流(IFB―U〜IFB―X)に基づいて行い、前記モータドライバ部(2)は前記1個のモータ(10)をなす前記3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかを駆動することができるように構成したことを特徴とする複合モータドライバ。 - 3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかからなる1個のモータ(10)を駆動するための1個のモータドライバ部(2)と前記モータドライバ部(2)を制御するための制御部(1)とからなる複合モータドライバにおいて、
前記モータドライバ部(2)は、前記モータ(10)に接続され一対のトランジスタ(TR1,TR2)からなる4チャンネルの第1、第2、第3、第4ハーフブリッジ回路(11〜14)と、前記各ハーフブリッジ回路(11〜14)の全て又は一部に設けられその相電流(IFB―U〜IFB―X)を検出するための電流検出手段(15〜18)と、前記各ハーフブリッジ回路(11〜14)に接続されかつ前記制御部(1)に接続された第1、第2、第3、第4ゲート駆動回路(20〜23)と、を備え、
前記電流検出手段(15〜18)からの相電流(IFB―U〜IFB―X)が前記制御部(1)に入力され、前記制御部(1)では設定部(1a)に予め設定されたモータ種別に対応した制御を前記相電流(IFB―U〜IFB―X)に基づいて行い、前記モータドライバ部(2)は前記1個のモータ(10)をなす前記3相サーボモータ(6)及び2相ステップモータ(8)の何れかを駆動することができることを特徴とする複合モータドライバの駆動方法。
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