JPS5930638Y2 - Stepping motor drive circuit - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、４相ステツピングモータの１・２相励磁力式
の駆動回路の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an improvement of a 1/2-phase excitation force type drive circuit for a 4-phase stepping motor.

従来より、４相ステツピングモータの駆動方式には、１
相励磁、１・２相励磁、２相同時励磁などがあるが、ス
テップ数（分解能）が倍増するだけでなく、乱調を防止
し高速時の運転を安定化する効果のある１・２相励磁が
広く採用されている。Conventionally, the drive method of a 4-phase stepping motor has one
There are phase excitation, 1/2 phase excitation, 2 phase simultaneous excitation, etc., but 1/2 phase excitation not only doubles the number of steps (resolution) but also prevents disturbances and stabilizes operation at high speeds. has been widely adopted.

この１・２相励磁力式はｃＡ、ｃλ、ｃＢｔ（４３なる
４グループ（４相）のコイルに１相又は２相同時に同じ
電流を流し、それによって発生する磁束ベクトルが第１
図に示すように８種類となるようにコイルを駆動するも
のである。This 1/2-phase excitation force formula causes the same current to flow through 4 groups (4 phases) of coils consisting of cA, cλ, and cBt (43) in 1 phase or 2 phases at the same time, and the magnetic flux vector generated thereby is
As shown in the figure, the coils are driven in eight types.

Ａ、Ａ、Ｂ、ＢはそれぞれコイルＣＡ、Ｃλ、ＣＢｔＣ
Ｂに流れる電流振幅を示す。A, A, B, and B are coils CA, Cλ, and CBtC, respectively.
The amplitude of the current flowing in B is shown.

この８ステツプで回転子は１歯ピツチだけ回転するよう
になっているが、更に分解能を上げるために１６ステツ
プで回転子を１歯ピッチ回転させる２重１・２相励磁力
式がある。The rotor is designed to rotate by one tooth pitch in these 8 steps, but in order to further increase the resolution, there is a dual 1/2 phase excitation force type in which the rotor is rotated by 1 tooth pitch in 16 steps.

この場合は電流振幅Ａ及びＢ（Ａ及びＢも同様）をそれ
ぞれ次のような２対の電流振幅に分ける。In this case, the current amplitudes A and B (the same applies to A and B) are each divided into two pairs of current amplitudes as follows.

Ａ ＝Ａｔａｎ２２．５゜ に−Ａ−Ａ’ Ｂ’＝ Ｂｔａｎ ２２．５゜ １￥−Ｂ−Ｂ’ このような電流をコイルに流すために構成された駆動回
路が第２図に示されている。A = Atan22.5° -A-A'B' = Btan22.5°1\-B-B' A drive circuit configured to flow such a current through the coil is shown in Figure 2. There is.

図では、４相の中の１相のコイルに係る駆動回路のみを
例にとって示しており、抵抗器Ｒ１２Ｒ２を選定して、
Ｒ１にはＸの電流、Ｒ２にはＸ′の電流がそれぞれ流れ
るようにしている。In the figure, only the drive circuit related to the coil of one phase among the four phases is shown as an example, and by selecting the resistor R12R2,
A current of X flows through R1, and a current of X' flows through R2.

スイッチＳ１．Ｓ２を駆動してコイルＣＡに、Ａ′＋Ｘ
′又はＡ′の電流を任意に流すことができる。Switch S1. Drive S2 to coil CA, A'+X
' or A' can be applied as desired.

４相のコイルに適宜上記電流を流すことにより第３図に
示す１６ステツプの磁束ベクトルを順次発生させ回転子
を１歯ピッチ回転させることができる。By appropriately passing the above-mentioned currents through the four-phase coils, the 16-step magnetic flux vector shown in FIG. 3 is sequentially generated, and the rotor can be rotated by one tooth pitch.

しかしながら、このような駆動回路で、正確な電流を流
すためには、コイルの抵抗値も含みそれぞれ抵抗値Ｒ１
，Ｒ２を高精度に調整する必要があるが、４相のコイル
の抵抗値が必ずしも同じ値に揃ってはいないということ
から抵抗調整は極めて困難である。However, in order to flow accurate current in such a drive circuit, each resistance value R1 including the resistance value of the coil must be adjusted.
, R2 must be adjusted with high precision, but resistance adjustment is extremely difficult because the resistance values of the four-phase coils are not necessarily the same.

本考案は、このような点に着目し、抵抗調整が不要で、
しかも各種抵抗値を必要とすることなく１種類の抵抗値
を使用して２種類のコイル電流を生ずることができるス
テッピングモータの駆動回路を実現しようとするもので
ある。This invention focuses on these points and eliminates the need for resistance adjustment.
Furthermore, the present invention attempts to realize a stepping motor drive circuit that can generate two types of coil currents using one type of resistance value without requiring various resistance values.

以下図面を用いて本考案を詳しく説明する。The present invention will be explained in detail below using the drawings.

第４図は本考案に係るステッピングモータの駆動回路の
一実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of a stepping motor drive circuit according to the present invention.

第４図においで、４相のモータコイルｃＡ、ｃ人、ＣＢ
、Ｃ貞にはそれぞれスイッチＳＡ、Ｓλ、ｓＢ、Ｓｆｉ
を介して駆動電圧Ｖｃが印加され、コイルＣＡ、Ｃλお
よびコイルＣＢ、ＣＢはそれぞれ同じ抵抗値を有する抵
抗器ＲＡおよびＲＢを介してコモンに接続されている。In Figure 4, the four-phase motor coils cA, c, and CB
, C have switches SA, Sλ, sB, and Sfi, respectively.
A drive voltage Vc is applied through the coils CA and Cλ and the coils CB and CB are commonly connected through resistors RA and RB having the same resistance value, respectively.

ＣＭＰｌ、ＣＭＰ２．ＣＭＰ３．ＣＭＰ４は比較器であ
る。CMP1, CMP2. CMP3. CMP4 is a comparator.

コイルＣＡ、Ｃλと抵抗器ＲＡの共通接続点ＰＡの電位
ＶＰＡは比較器ＣＭＰ１においては第２の比較レベルＶ
ｒｅｆ２と比較され、比較器ＣＭＰ２によっては第１の
比較レベルＶｒｅｆ１ （＜Ｖｒｅｆ２ ）と比較され
る。The potential VPA at the common connection point PA of the coils CA, Cλ and the resistor RA is at the second comparison level V in the comparator CMP1.
ref2, and is compared with a first comparison level Vref1 (<Vref2) by the comparator CMP2.

また、コイルＣＢ、Ｃ５と抵抗器ＲＢとの共通接続点Ｐ
Ｂの電位ＶＰＢは比較器ＣＭＰ３においては第２の比較
レベルＶｒｅｆ２と比較され、比較器ＣＭＰ４において
は第１の比較レベルＶｒｅｆ１・と比較される。Also, a common connection point P between the coils CB and C5 and the resistor RB
The potential VPB of B is compared with the second comparison level Vref2 in the comparator CMP3, and compared with the first comparison level Vref1· in the comparator CMP4.

４個の比較器の出力はスイッチ駆動回路ＳＤに与えられ
る。The outputs of the four comparators are given to the switch drive circuit SD.

この駆動回路ＳＤは４組のゲート回路ＧＣ１，ＧＣ２，
ＧＣ３，ＧＣ４より構成され、この４組のゲート回路は
それぞれスイッチＳＡ、Ｓλ。This drive circuit SD includes four sets of gate circuits GC1, GC2,
Consisting of GC3 and GC4, these four sets of gate circuits are switches SA and Sλ, respectively.

ＳＢ、ＳＢを駆動するようになっている。It is designed to drive SB and SB.

この４組のゲニト回路は、総べて同一回路構成すなわち
２個のアントゲ−１−ＡＧと１個のオアゲートＯＧより
構成されている。These four sets of genit circuits all have the same circuit configuration, that is, two ant gates 1-AG and one OR gate OG.

これらアンドゲートにはコイルに流す電流振幅に対応し
た論理信号Ａ（二Ａ’−ｈ○Ａ’、Ｂ（二Ｂ’＋１￥）
ｔＢ’、＊（＝Ｚ＋７）、Ｘ。These AND gates have logic signals A(2A'-h○A', B(2B'+1¥) corresponding to the amplitude of the current flowing through the coil.
tB', *(=Z+7), X.

百（＝’ｉ？＋ｇ）、「がそれぞれ与えられる。One hundred (=’i?+g), “are given respectively.

このような構成における動作を次に説明する。The operation in such a configuration will be explained next.

信号Ａ（論理１）が与えられた場合、比較器ＣＭＰ、は
抵抗器ＲＡの電圧降下が零で、比較レベルＶｒｅｆ２よ
り小さいので、゛°１″信号をアンドゲートＡＧ１．Ａ
Ｇ３に送出し、これによりゲ゛−トＡＧ１の出力は″１
゛となる。When signal A (logic 1) is given, comparator CMP outputs the ``°1'' signal to AND gate AG1.A because the voltage drop across resistor RA is zero and is smaller than comparison level Vref2.
G3, and as a result, the output of gate AG1 becomes ``1''.
It becomes ゛.

他のアンドゲートＡＧ２〜ＡＧ８の出力は比較器ＣＭＰ
２〜ＣＭＰ４の出力にかかわりなく”Ｏ゛である。The output of the other AND gates AG2 to AG8 is the comparator CMP.
It is "O" regardless of the output of 2 to CMP4.

その結果オアゲートＯＧ１の出力のみ”１″となりスイ
ッチＳＡが駆動されてＯＮになる。As a result, only the output of the OR gate OG1 becomes "1", and the switch SA is driven and turned ON.

これによりコイルＣＡには電流が流れるが、抵抗器ＰＡ
の電圧降下が比較レベルＶｒｅｆ２を越えると比較器Ｃ
ＭＰ１の出力が”０”となり、これに基づきオアゲート
ＯＧ、の出力がＯ″となってスイッチＳＡはＯＦＦにな
る。As a result, current flows through coil CA, but resistor PA
When the voltage drop of C exceeds the comparison level Vref2, the comparator C
The output of MP1 becomes "0", and based on this, the output of OR gate OG becomes O", and switch SA is turned off.

電流が遮断され抵抗器ＲＡの電圧が比較ｌ／ベル■ｒｅ
ｆ２より低くなると再びスイッチＳＡはＯＮとなる。The current is cut off and the voltage across resistor RA is compared l/bel■re
When the value becomes lower than f2, the switch SA is turned ON again.

このようなスイッチング動作によりコイルＣＡには抵抗
器ＲＡと比較レベルＶｒｅｆ２で決る定電流Ｉｓ （＝
Ｖｒｅｆ２／ＲＡ）すなわち振幅Ａ（＝Ａ’＋４’）な
る平均電流が流れる。Due to this switching operation, a constant current Is (=
Vref2/RA), that is, an average current with amplitude A (=A'+4') flows.

次に、信号Ａと信号「が与えられると、コイルＣＡには
振幅Ａの定電流、コイルＣＢには振幅「すなわちＶｒ
ｅ ｆ１／ ＲＢなる定電流が流れ、第３図に示すよう
にＡベクトルより１ステップ進んだＡ＋Ｂ’のベクトル
となる。Next, when signals A and `` are applied, the coil CA has a constant current of amplitude A, and the coil CB has an amplitude of ``Vr
A constant current e f1/RB flows, resulting in a vector A+B' which is one step ahead of vector A, as shown in FIG.

以降、各ステップごとに、電流振幅に対応した論理信号
を与えることにより順次のステップの磁束ベクトルを発
生させることができる。Thereafter, magnetic flux vectors for successive steps can be generated by applying a logic signal corresponding to the current amplitude for each step.

なお、上記動作説明において、論理信号Ａ ＋ ＡｔＢ
、Ｆが信号Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’の反転信号ではない場合
について説明したが、反転信号の場合には比較レベルＶ
ｒｅｆ１とＶｒ’ｅ ｆ ２で比較する比較器を交互に
切換えて使用するように構成し、上述と同様に、スイッ
チＳＡ、５ＸｔＳＢ、ＳＢを駆動するように構成する。In addition, in the above operation description, the logic signal A + AtB
, F are not inverted signals of the signals A, A', B, B', but in the case of inverted signals, the comparison level V
The comparator for comparing ref1 and Vr'e f 2 is configured to be alternately switched and used, and the switches SA, 5XtSB, and SB are configured to be driven in the same manner as described above.

以上説明したように、本考案のステッピングモータの駆
動回路によれば、モータのコイル抵抗にかかわりなく、
同じ抵抗値の２個の抵抗器、及び２つの比較レベルＶｒ
ｅｆ１． Ｖｒｅｆ２によって２種類のコイル電流を切
換え通電できるようにしているので、多種類の抵抗値の
抵抗器を必要とすることなく、シかも抵抗調整は一切不
要であり、加えて、コイルはスイッチング方式で通電さ
れるので、２重１・２相励磁力式で消費電力の少ないモ
ータ駆動が実現できるなど、実用に供して効果がある。As explained above, according to the stepping motor drive circuit of the present invention, regardless of the motor coil resistance,
Two resistors with the same resistance value and two comparison levels Vr
ef1. Since two types of coil current can be switched and energized by Vref2, there is no need for resistors with various resistance values, and there is no need to adjust the resistance at all.In addition, the coil is a switching type. Since it is energized, it is effective in practical use, such as realizing a motor drive with low power consumption using a dual 1/2 phase excitation force type.

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

第１図は８ステツプの場合の磁束ベクトル説明図、第２
図は従来のステッピングモータ駆動回路の構成図、第３
図は１６ステソプの場合の磁束ベクトル説明図、第４図
は本考案に係るステッピングモータの駆動回路の一実施
例を示す構成図である。 ＣＡ、ＣＡ、ＣＢ 、ｃ百・・・・・・コイル、ＲＡ、
ＲＢ・・・・・・抵抗器、ＳＡ、Ｓλ、ＳＢ、Ｓｈ・・
・・・・スイッチ、ＳＤ・・・・・・スイッチ駆動回路
、Ｇ１．Ｇ２．Ｇ３．Ｇ４・・・・・・ゲート回路、Ｃ
ＭＰ、、ＣＭＰ、、、ＣＭＰ３．ＣＭＰ４・・・・・・
比較器。Figure 1 is an explanatory diagram of the magnetic flux vector in the case of 8 steps.
The figure is a configuration diagram of a conventional stepping motor drive circuit.
The figure is an explanatory diagram of magnetic flux vectors in the case of 16 steps, and FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of a stepping motor drive circuit according to the present invention. CA, CA, CB, c100...Coil, RA,
RB...Resistor, SA, Sλ, SB, Sh...
...Switch, SD...Switch drive circuit, G1. G2. G3. G4...Gate circuit, C
MP,,CMP,,,CMP3. CMP4・・・・・・
Comparator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 互いに異なる２つの比較レベルが与えられ、モータのコ
イルに流れる電流に対応した電圧をこの比較レベルと比
較する４個の比較器と、コイル電流の振幅に対応して定
められた論理信号と前記比較器の比較結果とを入力信号
とし、４相のコイルにそれぞれ電流を通ずるために設け
られた４個のスイッチを駆動することのできるスイッチ
駆動回路を具備し、２重１・２相励磁ができるように構
成したことを特徴とするステッピングモータの駆動回路
。Four comparators are provided with two different comparison levels, and compare the voltage corresponding to the current flowing through the coil of the motor with the comparison level, and the comparison is made with a logic signal determined corresponding to the amplitude of the coil current. It is equipped with a switch drive circuit that can use the comparison result of the device as an input signal to drive four switches installed to pass current to each of the four-phase coils, and is capable of dual 1-phase and 2-phase excitation. A stepping motor drive circuit characterized in that it is configured as follows.