JP3182325B2 - ステッピングモータの駆動回路 - Google Patents
ステッピングモータの駆動回路Info
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Description
の駆動回路に関し、更に詳しく言えば、プリンタや複写
機などに用いられる3相励磁のステッピングモータをマ
イクロステップ駆動する駆動回路の改善を目的とする。
近年、5相励磁のステッピングモータよりも駆動回路が
簡素化でき、かつ2相励磁のステッピングモータよりも
低振動の駆動が実現出来るため、3相励磁のステッピン
グモータの要求が市場で高まってきており、その駆動回
路の改善が要求されてきている。
ピングモータの駆動回路について図面を参照しながら説
明する。図2は従来例に係るステッピングモータの駆動
回路の構成図であって、図3はW2−3相のステッピン
グモータの駆動状態を説明するタイミングチャートであ
る。
(1),基準電圧生成部(2),MOSFETドライバ
(F1〜F6),電流検出抵抗(R1,R2,R3)、
コンパレータ(C1,C2,C3)からなり、不図示の
CPUから出力される駆動信号に基づいて、3相励磁の
ステッピングモータ(M)の駆動制御をするものであ
る。
々の制御信号やステッピングモータ(M)の回転数を設
定する回転数指定クロック(Clock )が制御部(1)に
入力されている。上記の制御信号と、後述のコンパレー
タ(C1,C2,C3)の出力とに基づいて制御部
(1)によってMOSFETドライバ(F1〜F6)の
ON/OFF動作が制御される。これにより、MOSF
ETドライバ(F1〜F6)がON/OFF動作をし
て、ステッピングモータ(M)を構成するコイル(U,
V,W)に電流が供給/非供給されてステッピングモー
タ(M)が回転駆動する。
る各々のコイル(U,V,W)には、電源電圧(Vdd)
側と接地電位(GND)側との両方にMOSFETドラ
イバ(F1〜F6)が接続されており、1個のコイルを
2個のMOSFETドライバ(F1〜F6)で駆動して
いる。例えば、コイル(U)については、その電源電圧
(Vdd)側にMOSFETドライバ(F1)が接続さ
れ、接地電位(GND)側にはMOSFETドライバ
(F4)が接続されており、MOSFETドライバ(F
1)がONすることでコイル(U)に電流が流れ込み、
MOSFETドライバ(F4)がONすることでコイル
(U)から電流が流れ出すというように、これら2つの
MOSFETドライバ(F1,F4)を用いてコイル
(U)が駆動されている。
ル(U,V,W)に流れる相電流は電流検出抵抗(R
1,R2,R3)によって常時電圧変換され、フィード
バックアンプ(FA1,FA2,FA3)によってA/
D変換されたのちにコイル(U,V,W)ごとに設けら
れた3つのコンパレータ(C1,C2,C3)の非反転
入力に入力される。
反転入力には図3に示すような正弦波状の基準電圧が基
準電圧生成部(2)から入力されており、この基準電圧
とフィードバックアンプ(FA1,FA2,FA3)の
出力電圧とが比較されて、その比較結果が制御部(1)
に帰還される。この比較結果とCPUからの制御信号に
基づいて、図3に示すような正弦波状の基準電圧に追従
する相電流が流れるようにステッピングモータ(M)が
回転駆動されることになる。
示すような上記従来の駆動回路によると、ステッピング
モータ(M)を構成する各々のコイル(U,V,W)に
直接電流検出抵抗(R1,R2,R3)を接続してステ
ッピングモータ(M)に実際に流れる相電流を直接電圧
変換して検出している。
流はかなり大きな電流なので、これを電流検出抵抗(R
1,R2,R3)で電圧変換した電圧(以下でこれを検
出電圧と称する)もまた大きくなる。この検出電圧は最
後はコンパレータ(C1,C2,C3)に入力される
が、検出電圧のレベルはかなり大きいため、コンパレー
タ(C1,C2,C3)の動作レベルにまで低下させた
後にコンパレータ(C1,C2,C3)に入力させなけ
ればならない。
1,FA2,FA3)内で、直列接続された抵抗を用い
てその分圧比などで検出電圧のレベルを低下させている
が、上述の検出電圧はコンパレータ(C1,C2,C
3)の動作レベルの電圧に比してかなり大きくなるた
め、分圧比も大きくする必要がある。この際に上述の分
圧比が大きいので電流検出の際に混入する誤差の割合が
増大し、検出精度が低下し、駆動制御の精度が低下する
という問題が生じていた。
に鑑みて成されたもので、図1に示すように、3相励磁
のステッピングモータの駆動に係る駆動信号を生成する
制御部と、前記駆動信号に基づいてON/OFF動作し
て相電流を前記ステッピングモータに供給/非供給する
スイッチングトランジスタと、前記ステッピングモータ
に流れる電流を検出して前記制御部に帰還させる電流検
出部とを有し、前記電流検出部は、前記スイッチングト
ランジスタごとに設けられ、前記スイッチングトランジ
スタに流れる電流を電圧変換して検出電圧を生成する電
流検出抵抗と、前記スイッチングトランジスタごとに設
けられ、かつ前記相電流を規定する基準電圧と前記検出
電圧を比較し、その比較結果を前記制御部に帰還させる
コンパレータとを有することにより、ステッピングモー
タに流れる電流の検出精度を向上させて、駆動制御の精
度の向上を可能足らしめるステッピングモータの駆動回
路の提供を目的とするものである。
ステッピングモータの駆動回路について図面を参照しな
がら説明する。この駆動回路は図1に示すように、制御
部(11),MOSFETドライバ(F1〜F6),電
流検出抵抗(R11〜R16),コンパレータ(C11
〜C16)を有し、不図示のCPUから出力される駆動
信号に基づいて、3相励磁のステッピングモータ(M)
の駆動制御をするものである。
される制御信号や、後述のコンパレータ(C11〜C1
6)の出力結果に基づいてMOSFETドライバ(F1
〜F6)のON/OFF動作を制御するものである。M
OSFETドライバ(F1〜F6)はスイッチングトラ
ンジスタの一例であって、ON/OFF動作することで
ステッピングモータ(M)に電流を供給/非供給してス
テッピングモータ(M)の駆動をするスイッチングトラ
ンジスタである。
レータ(C11〜C16)は電流検出部の一例を構成す
るものである。電流検出抵抗(R11〜R16)はMO
SFETドライバ(F1〜F6)に流れる電流を電圧変
換し(この電圧を以下で検出電圧と称する)、コンパレ
ータ(C11〜C16)に出力するものである。
ETドライバ(F4)に流れる電流を電圧変換してコン
パレータ(C14)に入力させている。コンパレータ
(C11〜C16)は検出電圧と、制御部(11)から
供給される所定の基準電圧、正弦波状の基準電圧とを比
較して、その比較結果を制御部(11)に帰還させるも
のである。
て説明する。まず、不図示のCPUから各種の制御信号
が制御部(11)に入力され、上記の制御信号と後述の
コンパレータ(C11〜C16)の出力に基づいて制御
部(11)によって、MOSFETドライバ(F1〜F
6)のON/OFF動作が制御される。これにより、ス
テッピングモータ(M)を構成するコイル(U,V,
W)に電流が供給/非供給されてステッピングモータ
(M)が回転駆動する。
d)側と接地電位(GND)側との両方にMOSFET
ドライバ(F1〜F6)が接続されており、1個のコイ
ルを2個のMOSFETドライバ(F1〜F6)で駆動
している。例えば、コイル(U)については、その電源
電圧(Vdd)側にMOSFETドライバ(F1)が接続
され、接地電位(GND)側にはMOSFETドライバ
(F4)が接続されており、MOSFETドライバ(F
1)がONすることでコイル(U)に電流が流れ込み、
MOSFETドライバ(F4)がONすることでコイル
(U)から電流が流れ出すというように、これら2つの
MOSFETドライバ(F1,F4)を用いてコイル
(U)が駆動されている。
は、電流検出抵抗(R11〜R16)を用いて検出され
るが、上記回路では従来のようにこれらの電流検出抵抗
(R11〜R16)はステッピングモータ(M)に直接
接続されておらず、6個のMOSFETドライバ(F1
〜F6)ごとに接続されており、これらのMOSFET
ドライバ(F1〜F6)に流れる電流を電圧変換してい
る(以下でこの電圧を検出電圧と称する)。
と、これに流れる電流は電流検出抵抗(R16)で電圧
変換されてコンパレータ(C16)の反転入力側に入力
される。このようにして生成された検出電圧がコンパレ
ータ(C11〜C16)の一方の入力に入力され、他方
の入力には制御部(11)から図3に示すような正弦波
状の基準電圧が入力され、この基準電圧と検出電圧とが
比較されて、その比較結果が制御部(11)に帰還され
る。この比較結果とCPUからの制御信号に基づいて、
図3に示すような正弦波状の基準電圧に追従する相電流
が流れるようにステッピングモータ(M)が駆動される
ことになる。
動回路の作用効果について以下で説明する。作用効果を
説明する具体例として、コイル(U)への電流供給並び
に電流検出について以下に示す。コイル(V,W)につ
いてはコイル(U)と同様なので説明を省略する。コイ
ル(U)の電源電圧(Vdd)側にはMOSFETドライ
バ(F1)が接続され、接地電位(GND)側にはMO
SFETドライバ(F4)が接続されており、コイル
(U)に電流を流す際には、MOSFETドライバ(F
1)がONすることでコイル(U)に電流が流れ込み、
MOSFETドライバ(F4)がONすることでコイル
(U)から電流が流れ出す。
コイル(U)に流れ込む電流、コイル(U)から流れ出
る電流の2種類があるが、MOSFETドライバ(F
1)がONすることでコイル(U)に流れ込む電流を検
出するには、電流検出抵抗(R11)で電圧変換される
電圧をコンパレータ(C11)の非反転入力に入力させ
て、制御部(11)から出力され、レベルシフト回路
(A1)でレベル変換された正弦波状の基準電圧と比較
することで検出している。
(GND)が基準になるのではなく電源電圧(Vdd)が
基準となり、検出電圧の大きさは、高電圧の電源電圧
(Vdd)との差となるので、それほど高電圧にはならな
い。例えば電源電圧(Vdd)が20Vで、コイル(U)
に流れる電流が電圧変換されて19Vになったような場
合でも、コンパレータ(C11)に入力される検出電圧
は20−19=1V程度の電圧となる。
することでコイル(U)から流れ出る電流を検出するに
は、電流検出抵抗(R14)で電圧変換される電圧をコ
ンパレータ(C14)の非反転入力に入力させて、制御
部(11)から出力された正弦波状の基準電圧と比較す
ることで検出している。このとき電流検出抵抗(R1
4)は接地電位(GND)側に接続されているので、大
電流が流れても電圧変換された検出電圧はそれほど高く
はならずにコンパレータ(C14)に入力される。
どには高電圧にはならない。以上のように、上記回路で
は電流検出抵抗(R11〜R16)は6個のMOSFE
Tドライバ(F1〜F6)ごとに接続されており、この
MOSFETドライバ(F1〜F6)に流れる電流を電
圧変換して検出電圧を生成し、これらの検出電圧は従来
ほど高電圧にはならないので、従来のように抵抗分割し
て高い分圧比で検出電圧のレベルを低下させてコンパレ
ータ(C11〜C16)に入力させる必要がない。
出電圧のレベルを低下させることにより電流検出の際に
混入する誤差の割合が増大し、検出精度が低下し、駆動
制御の精度が低下するという問題を極力抑止することが
可能になる。
ステッピングモータの駆動回路によれば、スイッチング
トランジスタごとに設けられ、スイッチングトランジス
タに流れる電流を電圧変換して検出電圧を生成する電流
検出抵抗と、スイッチングトランジスタごとに設けら
れ、かつ相電流を規定する基準電圧と検出電圧を比較
し、その比較結果を制御部に帰還させるコンパレータと
を有することにより、検出電圧は従来ほど高電圧にはな
らないので、従来のように抵抗分割して高い分圧比で検
出電圧のレベルを低下させてコンパレータに入力させる
必要がない。
出電圧のレベルを低下させることにより電流検出の際に
混入する誤差の割合が増大し、検出精度が低下し、駆動
制御の精度が低下するという問題を極力抑止することが
可能になる。
図である。
である。
作を説明するタイミングチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 3相励磁のステッピングモータの駆動に
係る駆動信号を生成する制御部と、ステッピングモータのコイルの電源電圧(Vdd)側に
接続され 、前記駆動信号に基づいてON/OFF動作し
て流れ込む相電流を前記コイルに供給/非供給するスイ
ッチングトランジスタと、ステッピングモータのコイルの接地電位(GND)側に
接続され、前記駆動信号に基づいてON/OFF動作し
て流れ出す相電流を前記コイルに供給/非供給するスイ
ッチングトランジスタと、 前記ステッピングモータのコイルに流れ込む相電流を検
出して前記制御部に帰還させる電流検出部と、前記ステッピングモータのコイルより流れ出す相電流を
検出して前記制御部に帰還させる電流検出部とを有し、 前記電流検出部は、前記スイッチングトランジスタごと
に設けられ、前記スイッチングトランジスタに流れる電
流を電圧変換して検出電圧を生成する電流検出抵抗と、 前記スイッチングトランジスタごとに設けられ、かつ前
記相電流を規定する基準電圧と前記検出電圧を比較し、
その比較結果を前記制御部に帰還させるコンパレータと
を有することを特徴とするステッピングモータの駆動回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27020395A JP3182325B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | ステッピングモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27020395A JP3182325B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | ステッピングモータの駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09117198A JPH09117198A (ja) | 1997-05-02 |
JP3182325B2 true JP3182325B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=17482972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27020395A Expired - Fee Related JP3182325B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | ステッピングモータの駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3182325B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3079983B1 (fr) * | 2018-04-09 | 2020-04-10 | Moving Magnet Technologies | Procede de commande d’un moteur polyphase |
-
1995
- 1995-10-18 JP JP27020395A patent/JP3182325B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09117198A (ja) | 1997-05-02 |
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