JPH0998598A - Drive circuit for stepping motor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need of high rate clock for designating the r.p.m. by detecting only the rising of clock for designating the r.p.m. based on an auxiliary mode setting signal and determining the r.p.m. of a stepping motor based on the detection results thereof and a mode setting signal thereby controlling the stepping motor. SOLUTION: Only the rising of a clock 'Clock' for designating r.p.m. or both the rising and falling thereof are detected, based on an auxiliary mode setting signal DBS and the r.p.m. of a stepping motor is determined at an exciting mode setting section 21 based on the detection results thereof and a plurality of mode setting signals Mode A, Mode B. Driving control of a stepping motor M is performed under control of exciting mode setting section 21. According to the drive circuit, high rate clock for designating the r.p.m. can be eliminated even when a high speed exciting mode is selected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
ーの駆動回路に関し、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ー
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor drive circuit, and more specifically, it is an object of the present invention to improve a drive circuit for microstep driving a three-phase excitation stepping motor used in a printer or a copying machine. In recent years, the demand for a three-phase excitation stepping motor has been increasing in the market because the drive circuit can be simplified compared to the five-phase excitation stepping motor and a drive with lower vibration than that of the two-phase excitation stepping motor can be realized. The improvement of the drive circuit is required.

【０００２】[0002]

【従来の技術】以下で、従来例に係る３相励磁のステッ
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１０に示すように駆動信号
生成部（１）、駆動部（２）及びＣＰＵ（３）とからな
り、ＣＰＵ（３）から出力される制御命令（ＫＳ）と、
回転数指定クロック（ＣＫ）とに基づいて、３相励磁の
マイクロステップのステッピングモータ（Ｍ）を駆動す
る回路である。2. Description of the Related Art A drive circuit of a conventional three-phase excitation stepping motor will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 10, the drive circuit includes a drive signal generation unit (1), a drive unit (2) and a CPU (3), and a control command (KS) output from the CPU (3),
It is a circuit that drives a microstepping stepping motor (M) of three-phase excitation based on a rotation speed designation clock (CK).

【０００３】上記回路によれば、図１０に示すように駆
動信号生成部（１）に、制御命令（ＫＳ）が入力され、
２相，２−３相，Ｗ２−３相，２Ｗ２−３相励磁のうち
いずれかの励磁モードが固定される。駆動信号生成部
（１）には、同時にその立ち上がりエッジの間隔がステ
ッピングモータ（Ｍ）の回転角（この場合は３．７５
度）に対応している回転数指定クロック（ＣＫ）が入力
されている。According to the above circuit, as shown in FIG. 10, a control command (KS) is input to the drive signal generator (1),
Any one of the two-phase, 2-3 phase, W2-3 phase, and 2W2-3 phase excitation modes is fixed. At the same time, in the drive signal generator (1), the interval between the rising edges is the rotation angle of the stepping motor (M) (in this case, 3.75).
The rotation speed designation clock (CK) corresponding to the (degree) is input.

【０００４】駆動信号生成部（１）は、選択された励磁
モードに対応する回転数指定クロック（ＣＫ）の立ち上
がり時点のみを検出して、その都度駆動部（２）に、
「立ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップ
を刻むようにモータ（Ｍ）を回転させよ」という駆動信
号（ＤＳ）を生成する。駆動部（２）は駆動信号生成部
（１）から出力された駆動信号（ＤＳ）に基づいてステ
ッピングモータ（Ｍ）を回転させて、ステッピングモー
タ（Ｍ）の駆動を行う。The drive signal generation unit (1) detects only the rising time of the rotation speed designation clock (CK) corresponding to the selected excitation mode, and the drive unit (2) outputs the detected signal at each time.
A drive signal (DS) is generated to "rotate the motor (M) so as to engrave a microstep when the rising time is detected". The drive unit (2) rotates the stepping motor (M) based on the drive signal (DS) output from the drive signal generation unit (1) to drive the stepping motor (M).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示すような上記従来の駆動回路によると、駆動信号生
成部（１）では、常に回転数指定クロック（ＣＫ）の立
ち上がり時点が検出された時点でマイクロステップを刻
むようにステッピングモータ（Ｍ）の駆動を駆動部
（２）に指示しているので、例えばＷ２−３相という固
定された励磁モードだけではモータ（Ｍ）の回転数を４
倍にするには、４倍の高速な回転数指定クロック（Ｃ
Ｋ）が要求されることになる。However, as shown in FIG.
According to the conventional drive circuit as shown in FIG. 2, the drive signal generation unit (1) drives the stepping motor (M) so that the microstep is always performed when the rising time of the rotation speed designation clock (CK) is detected. Is instructed to the drive unit (2), the number of rotations of the motor (M) is set to 4 by only a fixed excitation mode such as W2-3 phase.
To double the speed, specify a four times faster rotation speed designation clock (C
K) will be required.

【０００６】すると、このように高速な回転数指定クロ
ック（ＣＫ）を発生させなければならないＣＰＵ（３）
に過重な負担がかかってしまうという問題が生じてい
た。また、ＣＰＵ（３）の過重な負担を避けるために回
転数指定クロック（ＣＫ）を過度に高速にしないように
すると、モータ（Ｍ）の高速な駆動ができなくなるとい
う問題が生じていた。Then, the CPU (3) which must generate the high-speed rotation speed designation clock (CK) in this way
There was a problem that it would be overloaded. Further, if the rotation speed designation clock (CK) is not set to an excessively high speed in order to avoid an excessive load on the CPU (3), there is a problem that the motor (M) cannot be driven at a high speed.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
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励磁モードを規定するモード設
定信号と、前記ステッピングモータの回転数を規定する
回転数指定クロックと、前記回転数指定クロックの立ち
上がりのみの検出もしくは前記回転数指定クロックの立
ち上がり及び立ち下がりの両方の検出のうち一方を選択
するモード設定補助信号とに基づいてステッピングモー
タの駆動制御をする回路であって、前記モード設定補助
信号に基づいて、前記回転数指定クロックの立ち上がり
のみもしくは前記回転数指定クロックの立ち上がりと立
ち下がりの両方を検出し、当該検出結果と前記モード設
定信号とに基づいて前記ステッピングモータの回転数を
規定する励磁モード設定部と、前記励磁モード設定部の
制御下でステッピングモータの駆動制御をする駆動部と
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
路や、前記励磁モード設定部は、前記回転数指定クロッ
クの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際に、同じ
モードで前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出
している場合に比して、２倍の回転数で前記ステッピン
グモータを回転させることを特徴とする本発明に係るス
テッピングモータの駆動回路や、前記励磁モード設定部
は、前記回転数指定クロックの立上がりと立ち下がりの
両方を検出する際に、前記回転数指定クロックの立上が
りのみを検出している場合に比して２倍の回転数で前記
ステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを刻
む励磁モードを選択することを特徴とする本発明に係る
ステッピングモータの駆動回路により、ＣＰＵに高速ク
ロックを発生させることなくＣＰＵの過重な負担を軽減
しつつ、高速なマイクロステップ駆動が可能になるステ
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。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art. As shown in FIG. 1, a mode setting signal for defining an excitation mode of a three-phase excitation stepping motor, and A rotation speed designation clock that regulates the rotation speed of the stepping motor, and a mode setting auxiliary signal that selects one of detection of only the rising edge of the rotation speed designation clock or detection of both rising and falling edges of the rotation speed designation clock. A circuit for controlling the drive of the stepping motor based on the above, based on the mode setting auxiliary signal, detects only the rising edge of the rotation speed designation clock or both the rising and falling edges of the rotation speed designation clock, An excitation motor that regulates the rotation speed of the stepping motor based on the detection result and the mode setting signal. A drive circuit for a stepping motor, which has a setting unit and a drive unit for controlling the drive of the stepping motor under the control of the excitation mode setting unit, and the excitation mode setting unit, When detecting both the rising edge and the falling edge, the stepping motor is rotated at twice the rotation speed as compared with the case where only the rising edge of the rotation speed designation clock is detected in the same mode. The stepping motor drive circuit and the excitation mode setting unit according to the present invention detect only the rising edge of the rotation speed designation clock when detecting both the rising edge and the falling edge of the rotation speed designation clock. It is characterized in that the stepping motor is driven at twice the number of rotations as compared with the case and an excitation mode in which the step is doubled is selected. By the stepping motor drive circuit according to the present invention, it is possible to provide a stepping motor drive circuit that enables high-speed micro-step drive while reducing an excessive load on the CPU without generating a high-speed clock in the CPU. To do.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】以下で本発明の実施形態に係るス
テッピングモータの駆動回路について説明する。この駆
動回路は、図１に示すようにタイムチャート生成部（２
１），第１，第２のＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ），
第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖｃｃ用
レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシフト回
路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発振器
（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャージポ
ンプ（２８）からなり、不図示のＣＰＵから出力される
各信号に基づいて３相励磁のステッピングモータ（Ｍ）
を駆動する回路である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A drive circuit for a stepping motor according to an embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, this drive circuit includes a time chart generator (2
1), the first and second PWM control units (22A, 22B),
First and second current detectors (23A, 23B), Vcc level shift circuit (24A), GND level shift circuit (24B), reference voltage generator (25), CR oscillator (26), reference clock generator A stepping motor (M) for three-phase excitation based on each signal output from a CPU (not shown).
This is a circuit for driving.

【０００９】タイムチャート生成部（２１）は励磁モー
ド設定部の一例であって、不図示のＣＰＵから入力され
る励磁モード設定信号（ModeA ），励磁モード設定信号
（ModeB ），倍速信号（DBS ），モータ一時停止信号
（Hold），回転方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信
号（Enable），回転数指定クロック（Clock ），システ
ムリセット信号（Reset ）などの各種の信号に基づいて
励磁モードを設定し、その励磁モードに基づいた回転
数、回転方向などの情報が取り込まれた駆動クロック
（ＰＰ）を生成してＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）へ
出力する回路である。なお、これらの信号の詳細につい
ては後述する。The time chart generation unit (21) is an example of an excitation mode setting unit, and an excitation mode setting signal (ModeA), an excitation mode setting signal (ModeB) and a double speed signal (DBS) input from a CPU (not shown). , Excitation mode based on various signals such as motor pause signal (Hold), rotation direction switching signal (CW / CCW), forced OFF signal (Enable), rotation speed designation clock (Clock), system reset signal (Reset) Is set, and a drive clock (PP) in which information such as the rotation speed and the rotation direction based on the excitation mode is fetched is generated and output to the PWM control units (22A, 22B). The details of these signals will be described later.

【００１０】第１，第２のＰＷＭ制御部（２２Ａ，２２
Ｂ），第１，第２の電流検出部（２３Ａ，２３Ｂ），Ｖ
ｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベルシ
フト回路（２４Ｂ），基準電圧生成部（２５），ＣＲ発
振器（２６），基準クロック生成部（２７）及びチャー
ジポンプ（２８）は駆動部の一例を構成するものであっ
て、タイムチャート生成部（２１）からの駆動クロック
（ＰＰ）に基づいてモータ（Ｍ）の駆動制御をするもの
である。First and second PWM control units (22A, 22)
B), first and second current detectors (23A, 23B), V
The cc level shift circuit (24A), the GND level shift circuit (24B), the reference voltage generation unit (25), the CR oscillator (26), the reference clock generation unit (27), and the charge pump (28) are examples of drive units. Which controls the drive of the motor (M) based on the drive clock (PP) from the time chart generator (21).

【００１１】第１のＰＷＭ制御部（２２Ａ）は駆動クロ
ック（ＰＰ）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に
出力し、これらの駆動をする回路であり、第２のＰＷＭ
制御部（２２Ｂ）は駆動クロック（ＰＰ）をＰＷＭ変調
してスイッチングトランジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に
出力し、これらの駆動をする回路である。The first PWM control section (22A) is a circuit for performing PWM (Pulse Width Modulation) modulation of the drive clock (PP) and outputting it to the switching transistors (F1, F2, F3) to drive them. Second PWM
The control unit (22B) is a circuit that PWM-modulates the drive clock (PP) and outputs it to the switching transistors (F4, F5, F6) to drive them.

【００１２】第１の電流検出部（２３Ａ）はスイッチン
グトランジスタ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）に流れる電流を検
出してＰＷＭ制御部（２２Ａ）に出力する回路であっ
て、第２の電流検出部（２３Ｂ）はスイッチングトラン
ジスタ（Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６）に流れる電流を検出してＰ
ＷＭ制御部（２２Ｂ）に出力する回路である。基準電圧
生成部（２５）は上記の電流検出の際に必要な正弦波状
の基準電圧を生成する回路である。The first current detection section (23A) is a circuit for detecting the current flowing through the switching transistors (F1, F2, F3) and outputting it to the PWM control section (22A). 23B) detects the current flowing through the switching transistors (F4, F5, F6) and detects P
This is a circuit for outputting to the WM control unit (22B). The reference voltage generator (25) is a circuit that generates a sinusoidal reference voltage required for the above current detection.

【００１３】Ｖｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ）は基
準電圧生成部（２５）で生成された電源電圧側の基準電
圧をレベル変換して第１の電流検出部（２３Ａ）に出力
する回路である。ＧＮＤ用レベルシフト回路（２４Ｂ）
は基準電圧生成部（２５）で生成された接地電位側の基
準電圧をレベル変換して第２の電流検出部（２３Ｂ）に
出力する回路である。The Vcc level shift circuit (24A) is a circuit for converting the level of the reference voltage on the power supply voltage side generated by the reference voltage generation section (25) and outputting it to the first current detection section (23A). Level shift circuit for GND (24B)
Is a circuit that level-converts the reference voltage on the ground potential side generated by the reference voltage generation unit (25) and outputs the level-converted reference voltage to the second current detection unit (23B).

【００１４】ＣＲ発振器（２６）は一定周波数のクロッ
クを生成する発振器であって、基準クロック生成部（２
７）はＣＲ発振器（２６）の生成するクロックから上記
の駆動回路全体の基準クロックを生成する回路である。
以下で上記駆動回路の動作について説明する。ここでは
励磁モードがＷ２−３相の際の駆動について説明する。The CR oscillator (26) is an oscillator for generating a clock having a constant frequency, and includes a reference clock generating unit (2
7) is a circuit for generating a reference clock for the entire drive circuit from the clock generated by the CR oscillator (26).
The operation of the drive circuit will be described below. Here, driving when the excitation mode is the W2-3 phase will be described.

【００１５】まず、モード設定信号の一例である励磁モ
ード設定信号（ModeA ，ModeB ），倍速信号（DBS ），
モータ一時停止信号（Hold），回転方向切替信号（CW/C
CW），強制ＯＦＦ信号（Enable），回転数指定クロック
（Clock ），システムリセット信号（Reset ）などの、
不図示のＣＰＵから入力される種々の信号に基づいてタ
イムチャート生成部（２１）で駆動クロック（ＰＰ）が
生成される。First, an excitation mode setting signal (ModeA, ModeB), a double speed signal (DBS), which is an example of a mode setting signal,
Motor pause signal (Hold), rotation direction switching signal (CW / C
CW), forced OFF signal (Enable), rotation speed designation clock (Clock), system reset signal (Reset), etc.
A drive clock (PP) is generated by a time chart generation unit (21) based on various signals input from a CPU (not shown).

【００１６】この駆動クロック（ＰＰ）がＰＷＭ制御部
（２２Ａ，２２Ｂ）によってＰＷＭ変調され、その変調
パルスに従ってスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜Ｆ
６）がＯＮ／ＯＦＦ動作をし、図２のタイミングチャー
トに示すような相電流がステッピングモータ（Ｍ）に流
れてステッピングモータ（Ｍ）が所定の回転数、回転方
向で回転する。This drive clock (PP) is PWM-modulated by the PWM control section (22A, 22B), and switching transistors (F1 to F) are generated according to the modulation pulse.
6) performs an ON / OFF operation, and a phase current as shown in the timing chart of FIG. 2 flows to the stepping motor (M), and the stepping motor (M) rotates at a predetermined rotation speed and rotation direction.

【００１７】これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相電流は矩形波
または擬似正弦波を描くが、これらの相電流の周期によ
ってモータの回転数が変化する。周期が半分になれば回
転数は２倍になり、周期が２倍になれば回転数は１／２
倍になる。このときスイッチングトランジスタ（Ｆ１〜
Ｆ６）に流れる電流、すなわちステッピングモータ
（Ｍ）に流れる相電流は電流検出回路（２３Ａ，２３
Ｂ）によって常時検出されている。The U-phase, V-phase, and W-phase currents draw a rectangular wave or a pseudo sine wave, and the rotation speed of the motor changes depending on the cycle of these phase currents. When the cycle is halved, the number of rotations is doubled, and when the cycle is doubled, the number of rotations is ½.
Double. At this time, switching transistors (F1 to
The current flowing through F6), that is, the phase current flowing through the stepping motor (M) is the current detection circuit (23A, 23A).
It is always detected by B).

【００１８】この電流検出の際に必要な基準電圧は基準
電圧生成部（２５）によって生成されており、基準電圧
生成部（２５）によって生成された階段状の基準電圧が
Ｖｃｃ用レベルシフト回路（２４Ａ），ＧＮＤ用レベル
シフト回路（２４Ｂ）によってレベル変換されて電流検
出回路（２３Ａ，２３Ｂ）に出力される。こうして生成
された基準電圧に基づいて検出される電流検出の結果が
電流検出回路（２３Ａ，２３Ｂ）からＰＷＭ制御部（２
２Ａ，２２Ｂ）に帰還され、この検出結果に基づいてＰ
ＷＭ制御部（２２Ａ，２２Ｂ）によるＰＷＭ変調がなさ
れ、ステッピングモータ（Ｍ）の駆動がなされることに
なる。The reference voltage required for this current detection is generated by the reference voltage generator (25), and the stepwise reference voltage generated by the reference voltage generator (25) is the Vcc level shift circuit ( 24A), the level is converted by the GND level shift circuit (24B) and output to the current detection circuits (23A, 23B). The current detection result detected based on the reference voltage generated in this way is transferred from the current detection circuit (23A, 23B) to the PWM control unit (2).
2A, 22B) and P based on the detection result.
PWM modulation is performed by the WM control unit (22A, 22B), and the stepping motor (M) is driven.

【００１９】上述のモータ一時停止信号（Hold），回転
方向切替信号（CW/CCW），強制ＯＦＦ信号（Enable）な
どの信号の機能について以下で図３〜図５のタイミング
チャートを参照しながら説明する。図３には強制ＯＦＦ
信号（Enable）の機能が示されている。強制ＯＦＦ信号
（Enable）は通常動作時は“１”であるが、図３に示す
ように“０”に切り替わるとＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流が全
て強制的に０になり、スイッチングトランジスタ（Ｆ１
〜Ｆ６）が全てＯＦＦになってモータ（Ｍ）が強制的に
停止される。Functions of signals such as the above-mentioned motor temporary stop signal (Hold), rotation direction switching signal (CW / CCW) and forced OFF signal (Enable) will be described below with reference to timing charts of FIGS. 3 to 5. To do. Forced OFF in Figure 3
The function of the signal (Enable) is shown. The forced OFF signal (Enable) is “1” during normal operation, but when switched to “0” as shown in FIG. 3, all the phase currents of the U, V, and W phases are forced to 0, and the switching transistor (F1
~ F6) are all turned off and the motor (M) is forcibly stopped.

【００２０】図４にはモータ一時停止信号（Hold）の機
能が示されている。モータ一時停止信号（Hold）は通常
動作時には“１”であるが、これが“０”に切り替わる
と図４に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各相の相電流は、切
り替わった時点での電流値を一定状態で保持するので、
モータ（Ｍ）のコイルには電流が流れたままでモータ
（Ｍ）は停止状態に切り替わり、これを維持する。FIG. 4 shows the function of the motor temporary stop signal (Hold). The motor temporary stop signal (Hold) is "1" during normal operation, but when this is switched to "0", the phase currents of the U, V, and W phases are at the time of switching as shown in FIG. Since the current value is kept constant,
The motor (M) is switched to the stopped state while the current is still flowing in the coil of the motor (M), and this is maintained.

【００２１】図５には回転方向切替信号（CW/CCW）の機
能が示されている。この信号が切り替わると切り替わっ
た時点で図５に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流の位相
が全て反転して、モータ（Ｍ）の回転方向が逆転する。
従来の駆動回路ではモータの回転数はすべて回転数指定
クロック（Clock ）に依存しており、従って高速な回転
数が要求される励磁モードで駆動する際には回転数指定
クロック（Clock ）を高速にしなければならず、これを
発生させるＣＰＵの負担が過重になってしまっていた
が、本実施形態に係る駆動回路では、励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB）によってタイムチャート生成部（２
１）が２相〜２Ｗ２−３相の計４種類の励磁モードを規
定している。以下でこの点について図６〜図８のタイミ
ングチャートを参照しながら説明する。FIG. 5 shows the function of the rotation direction switching signal (CW / CCW). When this signal is switched, the phases of the phase currents of the U, V, and W phases are all inverted at the time of switching, and the rotation direction of the motor (M) is reversed.
In the conventional drive circuit, the rotation speed of the motor depends on the rotation speed designation clock (Clock). Therefore, when driving in the excitation mode where a high rotation speed is required, the rotation speed designation clock (Clock) operates at high speed. However, in the drive circuit according to the present embodiment, the time chart generation unit (2) is generated by the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB).
1) stipulates a total of four types of excitation modes of 2 phase to 2W2-3 phase. This point will be described below with reference to the timing charts of FIGS.

【００２２】図６では励磁モード設定信号（ModeA，Mod
eB）がそれぞれ“０”，“０”となっており、この場合
の励磁モードは２相励磁になる。このときＵ，Ｖ，Ｗ相
の相電流は図Ａに示すようにほとんど矩形波になってお
り、モータは高速回転する。図７では励磁モード設定信
号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“０”，“１”となっ
ており、この場合の励磁モードは２−３相励磁になる。
このときＵ，Ｖ，Ｗ相の相電流は図Ｂに示すように階段
状の波形になっており、その周期は図６の２相の場合に
比して２倍になっているので、回転数は２相の１／２倍
になる。In FIG. 6, the excitation mode setting signals (ModeA, Mod
eB) are "0" and "0", respectively, and the excitation mode in this case is two-phase excitation. At this time, the phase currents of the U, V, and W phases are almost rectangular waves as shown in FIG. A, and the motor rotates at high speed. In FIG. 7, the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) are "0" and "1", respectively, and the excitation mode in this case is 2-3 phase excitation.
At this time, the phase currents of the U, V, and W phases have a stepwise waveform as shown in FIG. B, and the cycle thereof is twice that in the case of the two phases in FIG. The number is 1/2 times that of the two phases.

【００２３】同様にして上述の図２では励磁モード設定
信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“０”で励
磁モードはＷ２−３相励磁になり、図８では励磁モード
設定信号（ModeA，ModeB ）がそれぞれ“１”，“１”
で励磁モードは２Ｗ２−３相励磁になる。Ｕ，Ｖ，Ｗ各
相の相電流の周期はＷ２−３相で２−３相の２倍、２Ｗ
２−３相で２−３相の４倍となっており、相電流の波形
は徐々に正弦波形に近づいていることがわかる。回転数
も相が進むにつれて１／２倍づつ遅くなり、２Ｗ２−３
相では２相の１／８倍にまで低下する。Similarly, in FIG. 2 described above, when the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) are "1" and "0", respectively, the excitation mode is W2-3 phase excitation. In FIG. 8, the excitation mode setting signal (ModeA) is set. , ModeB) are "1" and "1" respectively
Then, the excitation mode becomes 2W2-3 phase excitation. The cycle of the phase current of each phase of U, V, W is W2-3 phase, which is twice that of 2-3 phase, and is 2W.
It can be seen that the 2-3 phase is four times as large as the 2-3 phase, and the waveform of the phase current gradually approaches the sine waveform. The number of revolutions also slows down by 1/2 as the phase progresses, and becomes 2W2-3.
In the phase, it is reduced to ⅛ times of the two phases.

【００２４】以上のように本実施形態に係る駆動回路に
よれば、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）で励磁モ
ードを設定することができ、高速な励磁モードに切り替
えるごとに回転数指定クロック（Clock ）の周波数を高
くしなくともよいので、高速動作時に高速な回転数指定
クロック（ＣＫ）を必要としていた従来に比して、ＣＰ
Ｕの負担を軽減することが可能になる。As described above, according to the drive circuit of this embodiment, the excitation mode can be set by the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB), and the rotation speed designation clock ( Clock) does not have to have a high frequency, so compared to the conventional system that requires a high-speed rotation speed designation clock (CK) during high-speed operation, CP
It is possible to reduce the burden on U.

【００２５】なお、本実施形態の駆動回路では、励磁モ
ード設定信号（ModeA，ModeB）を切り替えてさまざまな
回転数に対応する励磁モードを選択するのみならず、倍
速信号（DBS ）を切り替えることにより、同じ励磁モー
ドでも倍速の駆動をすることが可能になる。以下でこの
点について説明する。図９には倍速信号（DBS ）の切替
の際の動作が示されている。これが通常動作時の“１”
から“０”に切り替わると、“１”であったときに立ち
上がりだけ検出されていた回転数指定クロック（Clock
）の立上がりのみならず立ち下がりも検出され、検出
される時点が２倍になるので、同じ時間間隔で刻むマイ
クロステップの数も２倍になり、同じ励磁モードでも回
転数を２倍にすることが可能になる。In the drive circuit of this embodiment, not only the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) are switched to select the excitation mode corresponding to various rotation speeds, but also the double speed signal (DBS) is switched. , It is possible to drive at double speed even in the same excitation mode. This point will be described below. FIG. 9 shows the operation at the time of switching the double speed signal (DBS). This is "1" in normal operation
When switching from "0" to "0", only the rising edge was detected when it was "1".
) Not only the rising edge but also the falling edge is detected, and the time of detection is doubled, so the number of microsteps carved at the same time interval is also doubled, and the rotation speed is doubled even in the same excitation mode. Will be possible.

【００２６】図９ではＷ２−３相での駆動が示されてい
るが、途中で倍速信号（DBS ）が“１”から“０”に切
り替わり、この切り替わった時点でＵ，Ｖ，Ｗ相の相電
流の周期が半減し、このときの回転数は２倍になってい
る。勿論この倍速動作時にも回転数指定クロック（Cloc
k ）の周波数は変わらないので、ＣＰＵの負担もない。Although driving in the W2-3 phase is shown in FIG. 9, the double speed signal (DBS) is switched from "1" to "0" on the way and the U, V, W phases are switched at this switching time. The cycle of the phase current is halved, and the rotation speed at this time is doubled. Of course, the rotation speed designation clock (Cloc
Since the frequency of k) does not change, there is no burden on the CPU.

【００２７】以上のようにして、本実施形態に係るステ
ッピングモータの駆動回路によれば、タイムチャート生
成部（２１）に入力される励磁モード設定信号（Mode
A，ModeB）を切り替えることで２相〜２Ｗ２−３相の計
４種類の励磁モードを選択でき、かつ倍速信号（DBS ）
を切り替えることで同じ励磁モードでも倍速の回転数を
得ることが可能になる。簡単のために下記の表１に励磁
モード設定信号（ModeA，ModeB），倍速信号（DBS ），
励磁モードとモータの回転数の関係を示しておく。なお
表１においてＮｏは２Ｗ２−３相の通常時の回転数を示
している。As described above, according to the stepping motor drive circuit of this embodiment, the excitation mode setting signal (Mode) input to the time chart generation unit (21) is input.
A, ModeB) can be switched to select a total of four excitation modes from 2 phase to 2W2-3 phase, and double speed signal (DBS)
By switching, it becomes possible to obtain a double speed rotation speed even in the same excitation mode. For simplicity, Table 1 below shows excitation mode setting signals (ModeA, ModeB), double speed signal (DBS),
The relationship between the excitation mode and the rotation speed of the motor is shown below. In Table 1, No indicates the normal rotation speed of the 2W2-3 phase.

【００２８】[0028]

【表１】 [Table 1]

【００２９】この表１に示すように、回転数指定クロッ
ク（Clock ）の周波数を変えなくとも２相〜２Ｗ２−３
相の計４種類の励磁モードに対応でき、倍速時の動作を
含めると最高速の駆動となる２相での倍速駆動（倍速信
号（DBS ）が“０”）時には最低速の駆動である２Ｗ２
−３相での通常の駆動（倍速信号（DBS ）が“１”）時
の１６倍の回転数で駆動することが可能になる。As shown in Table 1, even if the frequency of the rotation number designating clock (Clock) is not changed, two phases to 2W2-3.
2W2 which is the lowest speed drive when double speed drive in 2 phases (double speed signal (DBS) is "0") that can support a total of 4 types of excitation modes and is the highest speed drive including double speed operation.
It becomes possible to drive at 16 times the number of rotations during the normal driving in the -3 phase (double speed signal (DBS) is "1").

【００３０】従来このような駆動をする際には１６倍の
周波数の回転数指定クロックが必要であって、ＣＰＵの
負担が過重になり、実際にはとてもこのような高速動作
は不可能であったが、本実施形態に係る駆動回路によれ
ば高速な回転数指定クロック（Clock ）を必要としない
ので、ＣＰＵの負担を過重にすることなく高速駆動をす
ることが可能となる。Conventionally, when such driving is performed, a rotation frequency designating clock having a frequency of 16 times is required, which causes an excessive load on the CPU, and in reality, such a high speed operation is impossible. However, the drive circuit according to the present embodiment does not require a high-speed rotation number designation clock (Clock), and thus high-speed drive can be performed without imposing a heavy burden on the CPU.

【００３１】なお、本実施形態に係るステッピングモー
タの駆動回路によれば、同じ励磁モードで倍速にするた
めの信号として倍速信号（DBS ）を用いているが、本発
明はこれに限らず、例えば１つ上の励磁モードに切り替
えて回転数は変えないような用途に用いることも可能で
ある。実際の駆動において振動低減などの目的で、例え
ばＷ２−３相から２Ｗ２−３相に移行するというよう
に、刻むステップ数が２倍になり、なめらかな駆動が実
現できる１つ上の励磁モードに切替え、しかも回転数は
変えないように駆動する場合がある。Although the stepping motor drive circuit according to the present embodiment uses the double speed signal (DBS) as a signal for increasing the speed in the same excitation mode, the present invention is not limited to this and, for example, It is also possible to use it for the purpose of switching to the excitation mode one level higher and not changing the rotation speed. For the purpose of reducing vibration in actual driving, the number of steps to be engraved is doubled, for example, transition from W2-3 phase to 2W2-3 phase. In some cases, the driving is performed without changing the rotation speed and changing the rotation speed.

【００３２】上記の表１に示すように、２Ｗ２−３相に
おいて倍速信号（DBS ）が“０”の際の回転数とＷ２−
３相において倍速信号が“１”の際のモータの回転数は
いずれも２Ｎｏと同じである。従って、励磁モード設定
信号（ModeA，ModeB）をそれぞれ“１”，“０”にし、
倍速信号（DBS ）を“１”にしてＷ２−３相で駆動した
のちに、励磁モード設定信号（ModeA，ModeB）をそれぞ
れ“１”，“１”に切り替えてかつ倍速信号（DBS ）を
“０”に切り替えれば、回転数は２Ｎｏのままで変わら
ずに、２Ｗ２−３相に切り替えることができるので、振
動が少なく、なめらかな駆動を実現することが可能とな
る。As shown in Table 1 above, the rotational speed and W2- when the double speed signal (DBS) is "0" in the 2W2-3 phase.
In the three phases, the number of rotations of the motor when the double speed signal is "1" is the same as 2No. Therefore, set the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) to "1" and "0", respectively.
After the double speed signal (DBS) is set to "1" and driven in the W2-3 phase, the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) are switched to "1" and "1" respectively, and the double speed signal (DBS) is set to "1". If it is switched to 0 ", the rotation speed can be switched to 2W2-3 phase without changing and remains 2No, so that it is possible to realize smooth driving with less vibration.

【００３３】このようにして本実施形態の駆動回路によ
れば、励磁モード設定信号（ModeA,ModeB）と倍速信号
（DBS ）を適宜選択することによって、回転数を変えず
に励磁モードを切り替えることで低振動なモータの回転
駆動をすることが可能になる。As described above, according to the drive circuit of the present embodiment, the excitation mode can be switched without changing the rotation speed by appropriately selecting the excitation mode setting signals (ModeA, ModeB) and the double speed signal (DBS). Thus, it becomes possible to drive a motor with low vibration.

【００３４】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明の３相励磁の
ステッピングモータの駆動回路によれば、回転数指定ク
ロックの立ち上がりのみを検出していたために高速回転
が必要な場合には高速な回転数指定クロックが要求され
ていた従来と異なり、モード設定補助信号の検出結果と
モード設定信号とに基づいて励磁モード設定部がステッ
ピングモータの回転数を規定しているので、高速回転す
る励磁モードを選択する際にも高速な回転数指定クロッ
クを必要としない。As described above, according to the driving circuit of the stepping motor for three-phase excitation of the present invention, only the rising edge of the rotation speed designation clock is detected, so that high speed rotation is required when high speed rotation is required. Unlike the conventional method in which a number designation clock was required, the excitation mode setting unit regulates the rotation speed of the stepping motor based on the detection result of the mode setting auxiliary signal and the mode setting signal. A high-speed rotation speed designation clock is not required when selecting.

【００３５】従って、高速な回転数指定クロックを生成
することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担を軽
減することが可能となる。なお、本発明において、励磁
モード設定部が回転数指定クロックの立上がりと立ち下
がりの両方を検出する際に、同じモードで回転数指定ク
ロックの立上がりのみを検出している場合に比して、２
倍の回転数でステッピングモータを回転させている。Therefore, it becomes possible to reduce the burden on the CPU, which has been overloaded by generating the high-speed rotation number designating clock. In the present invention, when the excitation mode setting unit detects both the rising edge and the falling edge of the rotation speed designating clock, the excitation mode setting unit detects only the rising edge of the rotation speed designating clock in the same mode.
The stepping motor is rotated at twice the number of rotations.

【００３６】このため、従来のように回転数指定クロッ
クを２倍にして倍速の駆動をしなくとも、回転数指定ク
ロックの立ち上がりと立ち下がりとを検出することで倍
速の駆動が果たせるので、高速な回転数指定クロックを
生成することで過重な負担がかかっていたＣＰＵの負担
を軽減することが可能となる。また、本発明において励
磁モード設定部は、回転数指定クロックの立上がりと立
ち下がりの両方を検出する際に、回転数指定クロックの
立上がりのみを検出している場合に比して２倍の回転数
でステッピングモータを駆動し、かつ２倍のステップを
刻む励磁モードを選択している。Therefore, the double speed drive can be achieved by detecting the rising edge and the falling edge of the rotation speed designating clock even if the double speed drive is not performed by doubling the rotation speed designating clock as in the prior art. It is possible to reduce the burden on the CPU, which has been overloaded by generating a different rotation speed designation clock. Further, in the present invention, the excitation mode setting unit detects the rising and falling edges of the rotation speed designating clock and doubles the rotation speed as compared with the case where only the rising edge of the rotation speed designating clock is detected. The stepping motor is driven by and the excitation mode in which the step is doubled is selected.

【００３７】従って、励磁モード設定信号と倍速信号を
適宜選択することによって、回転数を変えずに励磁モー
ドを切り替えることで低振動なモータの回転駆動をする
ことが可能になる。Therefore, by appropriately selecting the excitation mode setting signal and the double speed signal, it becomes possible to rotate the motor with low vibration by switching the excitation mode without changing the rotation speed.

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

【図１】本発明のステッピングモーターの駆動回路の回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a drive circuit for a stepping motor according to the present invention.

【図２】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第１のタイミングチャート
である。FIG. 2 is a first timing chart explaining the operation of the drive circuit of the stepping motor according to the embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第２のタイミングチャート
である。FIG. 3 is a second timing chart explaining the operation of the drive circuit of the stepping motor according to the embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第３のタイミングチャート
である。FIG. 4 is a third timing chart explaining the operation of the drive circuit for the stepping motor according to the embodiment of the present invention.

【図５】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の動作を説明する第４のタイミングチャート
である。FIG. 5 is a fourth timing chart explaining the operation of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第１のタイミングチャ
ートである。FIG. 6 is a first timing chart illustrating an operation effect of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第２のタイミングチャ
ートである。FIG. 7 is a second timing chart illustrating the operation and effect of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第３のタイミングチャ
ートである。FIG. 8 is a third timing chart illustrating the operation and effect of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図９】本発明の実施形態に係るステッピングモーター
の駆動回路の作用効果を説明する第４のタイミングチャ
ートである。FIG. 9 is a fourth timing chart illustrating the operation and effect of the stepping motor drive circuit according to the embodiment of the present invention.

【図１０】従来例に係るステッピングモーターの駆動回
路の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a drive circuit of a stepping motor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

（２１） タイムチャート生成部（励磁モ
ード設定部） （２２Ａ） 第１のＰＷＭ制御部 （２２Ｂ） 第２のＰＷＭ制御部 （２３Ａ） 第１の電流検出部 （２３Ｂ） 第２の電流検出部 （２４Ａ） Ｖｃｃ用レベルシフト回路 （２４Ｂ） ＧＮＤ用レベルシフト回路 （２５） 基準電圧生成部 （２６） ＣＲ発振器 （２７） 基準クロック生成部 （２８） チャージポンプ （Ｍ） ステッピングモーター （ModeA,ModeB ） モード設定信号 （DBS ） 倍速信号（モード設定補助信
号） （Hold） モータ一時停止信号 （CW/CCW） 回転方向切替信号 （Enable） 強制ＯＦＦ信号 (Clock ） 回転数指定クロック （Reset ） システムリセット信号(21) Time chart generation unit (excitation mode setting unit) (22A) First PWM control unit (22B) Second PWM control unit (23A) First current detection unit (23B) Second current detection unit ( 24A) Vcc level shift circuit (24B) GND level shift circuit (25) Reference voltage generation unit (26) CR oscillator (27) Reference clock generation unit (28) Charge pump (M) Stepping motor (ModeA, ModeB) mode Setting signal (DBS) Double speed signal (Mode setting auxiliary signal) (Hold) Motor temporary stop signal (CW / CCW) Rotation direction switching signal (Enable) Forced OFF signal (Clock) Rotation speed designation clock (Reset) System reset signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ３相励磁のステッピングモータの励磁モ
ードを規定するモード設定信号と、前記ステッピングモ
ータの回転数を規定する回転数指定クロックと、前記回
転数指定クロックの立ち上がりのみの検出もしくは前記
回転数指定クロックの立ち上がり及び立ち下がりの両方
の検出のうち一方を選択するモード設定補助信号とに基
づいてステッピングモータの駆動制御をする回路であっ
て、 前記モード設定補助信号に基づいて、前記回転数指定ク
ロックの立ち上がりのみもしくは前記回転数指定クロッ
クの立ち上がりと立ち下がりの両方を検出し、当該検出
結果と前記モード設定信号とに基づいて前記ステッピン
グモータの回転数を規定する励磁モード設定部と、 前記励磁モード設定部の制御下でステッピングモータの
駆動制御をする駆動部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。1. A mode setting signal that defines an excitation mode of a three-phase excitation stepping motor, a rotation speed designation clock that defines the rotation speed of the stepping motor, and detection or rising of only the rising edge of the rotation speed designation clock. A circuit for controlling driving of a stepping motor based on a mode setting auxiliary signal that selects one of detection of rising and falling of the number designation clock, and the rotation speed based on the mode setting auxiliary signal. An excitation mode setting unit that detects only the rising edge of the specified clock or both the rising edge and the falling edge of the rotation speed specified clock, and defines the rotation speed of the stepping motor based on the detection result and the mode setting signal, Drive control of the stepping motor under the control of the excitation mode setting section Driving circuit of a stepping motor and having a part. 【請求項２】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
に、同じモードで前記回転数指定クロックの立上がりの
みを検出している場合に比して、２倍の回転数で前記ス
テッピングモータを回転させることを特徴とする請求項
１記載のステッピングモータの駆動回路。2. The excitation mode setting unit, when detecting both the rising and falling edges of the rotation speed designation clock, is more than the case where only the rising edge of the rotation speed designation clock is detected in the same mode. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein the stepping motor is rotated at twice the number of rotations. 【請求項３】 前記励磁モード設定部は、前記回転数指
定クロックの立上がりと立ち下がりの両方を検出する際
に、前記回転数指定クロックの立上がりのみを検出して
いる場合に比して２倍の回転数で前記ステッピングモー
タを駆動し、かつ２倍のステップを刻む励磁モードを選
択することを特徴とする請求項１記載のステッピングモ
ータの駆動回路。3. The excitation mode setting section, when detecting both the rising edge and the falling edge of the rotation speed designating clock, is twice as much as the case where only the rising edge of the rotation speed designating clock is detected. 2. The stepping motor drive circuit according to claim 1, wherein the stepping motor is driven at a rotational speed of 1, and an excitation mode in which the step is doubled is selected.