JPS62126898A - Driving circuit for step motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To increase the attenuation capacity of a step motor by supplying a current smaller than a current of an ON-phase winding of the motor to an OFF-phase winding. CONSTITUTION:When either one of transistors 7-9 connected with step motor windings 11-13 such as the transistor 7 is turned ON and the other transistors are OFF as well as a transistor 6 connected with a control power source 2 is ON, a voltage of driving power source 1 is applied to the winding 11 and a voltage of the power source 2 is applied to the windings 12, 13. The voltage of the power source 2 is lower than that of the power source 1. Thus, since a circulating current is generated to increase an attenuating power, a vibration can be attenuated in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕　　・ 本発明はステップモータ駆動回路に係り、特に、フロッ
ピーディスクドライブの磁気ヘッドを移動させるために
好適なステップモータ駆動回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] - The present invention relates to a step motor drive circuit, and particularly to a step motor drive circuit suitable for moving a magnetic head of a floppy disk drive.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

フロッピーディスクドライブは、磁気ヘッドを所定の半
径位置に移動させてトラックの変更を行う、磁気ヘッド
の移動は一般にはステップモータで行うが、ステップモ
ータは振動減衰力が小さいため磁気ヘッドを移動させた
時に振動が発生し、振動が減衰するまで磁気ヘッドは正
常な信号の記録、再生ができない。A floppy disk drive changes tracks by moving the magnetic head to a predetermined radial position.The magnetic head is generally moved using a step motor, but since the step motor has a small vibration damping force, the magnetic head is moved. Sometimes vibrations occur, and the magnetic head cannot normally record or reproduce signals until the vibrations are attenuated.

なお、磁気ヘッドの移動用モータとして使用さるのステ
ッピングモータとしては、「スイツピング・モータの基
礎と応用Ｊ　ＰＰ１８０〜１８３、見城尚志、新村佳久
、総合電子出版社にも示されているが、第７図に従って
従来のステップモータ駆動回路について説明する。The stepping motor used as a motor for moving the magnetic head is also described in "Basics and Applications of Switching Motors J PP 180-183, Takashi Mishiro, Yoshihisa Niimura, Sogo Denshi Shuppansha," A conventional step motor drive circuit will be explained with reference to FIG.

第７図において、１は駆動用電源、３は制御端子、４は
分配回路、７〜９は分配回路４によってスイッチング制
御されるトランジスタ、１１〜１３はステップモータ巻
線、１５〜１７はフライホイールダイオード、Ｄは逆流
阻止用ダイオード、２４は高電圧駆動用電源、２５は高
電圧駆動時期制御回路であって、トランジスタ２６をス
イッチング制御することによって、ステップモータ巻線
１１〜１３に高電圧駆動用電源２４より電流供給し、駆
動制御する。In FIG. 7, 1 is a drive power supply, 3 is a control terminal, 4 is a distribution circuit, 7 to 9 are transistors whose switching is controlled by the distribution circuit 4, 11 to 13 are step motor windings, and 15 to 17 are flywheels. A diode, D is a reverse current blocking diode, 24 is a high voltage drive power source, 25 is a high voltage drive timing control circuit, and by controlling the switching of the transistor 26, the step motor windings 11 to 13 are connected to high voltage drive. A current is supplied from a power source 24 to control the drive.

第７図の回路は、モータの立上り特性を向上するため、
制御端子３よりの制御信号入力により、高電圧駆動時期
制御回路２５を駆動し、トランジスタ２６をスイッチン
グオンとし、高電圧駆動用電源２４よりステップモータ
巻線１１〜１３に電流供給し、立上り時のみ高電圧でも
って、ステップモータを駆動する構成である。The circuit shown in Fig. 7 improves the start-up characteristics of the motor.
By inputting a control signal from the control terminal 3, the high voltage drive timing control circuit 25 is driven, the transistor 26 is switched on, and the high voltage drive power supply 24 supplies current to the step motor windings 11 to 13, only at the time of startup. It is configured to drive a step motor with high voltage.

しかる後は、駆動用電源１よりの電流供給によってステ
ップモータは回転駆動する。Thereafter, the step motor is driven to rotate by supplying current from the driving power source 1.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前述したように、従来のステップモータ駆動回路は、立
上り特性改善のため立上り時のみ電圧を高くする２電源
力式を採用することがなされるが、減衰力強化機能が欠
ける。このため立上りに要する時間は短縮できるが、振
動が収まるまでの時間が長いままであり、位置が安定す
るまでに長時間を要する欠点がある。As described above, conventional step motor drive circuits employ a two-source power type that increases the voltage only at the time of start-up in order to improve the start-up characteristics, but lack a damping force enhancement function. Therefore, although the time required for rising can be shortened, it still takes a long time for the vibrations to subside, and there is a drawback that it takes a long time for the position to become stable.

この欠点は１相励磁ステツプモータで顕著であり、消費
電力が小さく、位置決め精度が高い等の利点があるにも
かかわらず、採用範囲が限られる。This drawback is noticeable in single-phase excitation step motors, and although they have advantages such as low power consumption and high positioning accuracy, their range of adoption is limited.

本発明は、減衰力が大きく整定時間が短いステップモー
タ駆動回路を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a step motor drive circuit that has a large damping force and a short settling time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

ステップモータの減衰能力を大きくする手段としてステ
ップモータのオン相巻線の電流よりも少ない電流をオフ
相巻線に流することによって解決される。This problem is solved by passing a current smaller than the current in the on-phase winding of the step motor to the off-phase winding as a means of increasing the damping capacity of the step motor.

〔作用〕[Effect]

２相励磁力式では回転子が運動するとオンの２相間に循
環電流が流れ、この電流が減衰力になる。In the two-phase excitation force type, when the rotor moves, a circulating current flows between the two phases that are on, and this current becomes a damping force.

しかし、１相励磁力式では循環電流が流れないため減衰
力が小さい。However, in the one-phase excitation force type, the damping force is small because no circulating current flows.

２相励磁力式の循環電流の大きさは回転子の運動で決ま
り加える電圧はあはり関係しないのでオフ相に低い電圧
を加えておけばオフ相でも減衰力が発生する。The magnitude of the circulating current in the two-phase excitation force type is determined by the motion of the rotor and is not affected by the applied voltage, so if a low voltage is applied to the off-phase, damping force will be generated even in the off-phase.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第１図〜第６図に従って本発明の実施例を詳述°
する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail according to FIGS. 1 to 6.
do.

第１図は本発明の一実施例を説明するステップモータ駆
動回路であって、前述第７図と同一符号を付しであるも
のは同一機能を有するものである。FIG. 1 is a step motor drive circuit illustrating an embodiment of the present invention, and components having the same reference numerals as those in FIG. 7 have the same functions.

第１図において、２は制御用電流で、制御時期制御回路
５により制動用トランジスタ６をスイッチオンすること
によって、ステップモータ巻線１１〜１３に電源供給す
る構成である。なお、１９は制御用電源２とフライホイ
ールダイオード１５〜１７の共通接続端子（カソード）
間に挿入したフライホイールダイオードである。In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a control current, which is configured to supply power to step motor windings 11 to 13 by switching on a braking transistor 6 by a control timing control circuit 5. In addition, 19 is a common connection terminal (cathode) for the control power supply 2 and the flywheel diodes 15 to 17.
This is a flywheel diode inserted in between.

すなわち、第１図の回路によれば、３相ステツプモータ
を１相ユニポーラ励磁するもので、駆動用電源１の他に
制動用電源２を有している。そして、ステップモータ巻
線１１〜１３に接続されるトランジスタ７〜９は、いず
れか１個、例えばトランジスタ７がオン、他のトランジ
スタがオフであり、かつ、制御用電源２に接続するトラ
ンジスタ６がオンであるとき、ステップモータ巻線１１
には駆動用電源１の電圧が、ステップモータ巻線１２．
１３には制御用電源２の電圧が加わる。That is, the circuit shown in FIG. 1 excites a three-phase step motor in a one-phase unipolar manner, and includes a braking power source 2 in addition to a driving power source 1. Any one of the transistors 7 to 9 connected to the step motor windings 11 to 13, for example, transistor 7, is on and the other transistors are off, and the transistor 6 connected to the control power source 2 is turned on. When on, step motor winding 11
The voltage of the drive power supply 1 is applied to the step motor winding 12.
The voltage of the control power supply 2 is applied to 13.

なお、制御用電源２の電圧は駆動用電源１の電圧よりも
低い、この時の電気回路が理想的な場合は第２図の回路
と等価である。Note that if the voltage of the control power source 2 is lower than the voltage of the drive power source 1, and the electric circuit at this time is ideal, it is equivalent to the circuit shown in FIG.

そして、ステップモータのロータが安定点附近で角速度
ωで運動しているとき、各ステップモータ巻線にｓｉｎ
θＸωに比例した電圧が発生し、循環電流が流れる。θ
はトランジスタ７で約Ｏ′。When the rotor of the step motor is moving at an angular velocity ω near the stable point, each step motor winding has a sin
A voltage proportional to θXω is generated, and a circulating current flows. θ
is approximately O' for transistor 7.

トランジスタ８で約１２０＠、トランジスタ９で約２４
０６であるので、循環電流は主にトランジスタ８，９、
すなわちオフ相のコイルを流れることになる。減衰力は
この循環電流で発生するので本回路により大きな減衰力
を得ることができる。About 120 @ for transistor 8, about 24 for transistor 9
06, the circulating current mainly flows through transistors 8, 9,
In other words, it flows through the off-phase coil. Since the damping force is generated by this circulating current, a large damping force can be obtained by this circuit.

このため、第３図に示すように、本実施例の駆動回路を
使用すれば従来の駆動回路よりも短時間に振動を収める
ことができる。Therefore, as shown in FIG. 3, if the drive circuit of this embodiment is used, vibrations can be suppressed in a shorter time than the conventional drive circuit.

なお５ステツプモータの静特性は駆動用電流１と制動用
電源２の電圧差で決まるので、振動が収まった後に制動
用トランジスタ６をオフにすれば、静特性が向上し、消
費電力も減少する。また、相切換からの時間が第３図の
如＜　Ｏ＝　Ｔ　ｏまでの間も、制動用トランジスタ６
をオフにすると立上り特性を良くすることができる。こ
こで、時間Ｔ。Note that the static characteristics of the 5-step motor are determined by the voltage difference between the drive current 1 and the braking power source 2, so turning off the braking transistor 6 after the vibrations have subsided improves the static characteristics and reduces power consumption. . Furthermore, even during the time period from phase switching to <O=T o as shown in Fig. 3, the braking transistor 6
Turning off can improve the rise characteristics. Here, time T.

としては、複数ステップを送る時は最終ステップの安定
位置に達するまでの時間が適当である。さらに、制動用
１１！１ｌＪ２の電圧は、トランジスタ６とダイオード
１５〜１７の順方向電圧降下とステップモータ巻線の運
動により発生する逆起電力の和だけあれば十分である。Therefore, when sending multiple steps, the time required to reach the stable position of the final step is appropriate. Further, it is sufficient that the voltage of the brake 11!1lJ2 is the sum of the forward voltage drop of the transistor 6 and the diodes 15 to 17 and the back electromotive force generated by the movement of the step motor winding.

第４図に本発明の第２の実施例を示す０本実施例は駆動
用電源１よりも高い電圧の電源２０を用い、駆動用電源
１と電ｇ２０との電圧差を制動用Ｗ１源としたものであ
り、同実施例によれば、トランジスタ６をオフにすれば
オン相に加わる電圧が低くなる利点がある。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment uses a power source 20 with a higher voltage than the driving power source 1, and uses the voltage difference between the driving power source 1 and the electric current g20 as the braking W1 source. According to the same embodiment, there is an advantage that when the transistor 6 is turned off, the voltage applied to the on-phase becomes lower.

第５図に本発明の第３実施例を示す、同実施例は制動用
電源として抵抗２１と並列接続のツェナーダイオード２
２を使用したものであり、電源回路が［単になる利点が
ある。FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, which uses a Zener diode 2 connected in parallel with a resistor 21 as a braking power source.
2, which has the advantage that the power supply circuit is simple.

さらに、第６図は本発明の第４の実施例を示したもので
、４相ステツプモータ２相励磁運転する場合の例であり
、単なる２相励磁運転よりも大きな減衰力を得ることが
できる。なお、１４は４相としたために増やしたステッ
プモータ巻線であり。Furthermore, FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a four-phase step motor is operated with two-phase excitation, and a larger damping force can be obtained than with simple two-phase excitation operation. . Note that 14 is the step motor winding that has been increased to make it 4-phase.

１８はフライホイールダイオードであって、基本的には
第１図の実施例に沿うものである。Reference numeral 18 denotes a flywheel diode, which basically follows the embodiment shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の実施例からも明らかなように、本発明によれば、
減衰力が強化される。この効果はとくに１相励磁運転の
場合に大きい、したがって、従来の駆動回路では減衰力
不足のため１相励磁運転ができなかった場合でも、１相
励磁運転の採用が可能になり、２相励磁運転の場合に比
べ消費電力の減少２回路の簡略化が達成できる。また、
減衰力不足を補うため粘性ダンパ等を併用していた場合
、それが不要になりコスト低減が可能である。さらにま
た、減衰力に強化する時を電気的に設定で壇るので、立
上り時は減衰力を小さく、振動してしる時は減衰力を大
きくと、必要な時のみ減衰力壱強化できる。このため立
上り特性を犠牲にすることなく減衰力を強化できる等の
効果がある。As is clear from the above embodiments, according to the present invention,
Damping force is strengthened. This effect is particularly large in the case of 1-phase excitation operation. Therefore, even if 1-phase excitation operation was not possible with a conventional drive circuit due to insufficient damping force, it is now possible to adopt 1-phase excitation operation, and 2-phase excitation operation is now possible. Compared to the case of operation, power consumption can be reduced and two circuits can be simplified. Also,
If a viscous damper or the like is used in combination to compensate for the lack of damping force, this becomes unnecessary and costs can be reduced. Furthermore, since the time to increase the damping force is determined electrically, the damping force can be increased only when necessary, by reducing the damping force during startup and increasing the damping force when the vehicle vibrates. Therefore, there are effects such as being able to strengthen the damping force without sacrificing the rise characteristics.

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

第１図は本発明の一実施例を示すステップモータ駆動回
路、第２図は第１図の回路の理想的な螺合の等価回路、
第３図はステップモータの回転ｐ度の時間経過を説明す
る特性図、第４図〜第６１１ｉは本発明の第２〜第４の
実施例を示すステップ（−夕駆動回路、第７図は従来の
ステップモータ駆動回路である。 １・・・駆動用電源、２・・・制御用ｉｌｔ源、４・・
・分配回因５・・・制動時期制御回路、６・・・制御用
トランジス６７〜１０・・・駆動用トランジスタ、１１
〜１４・・・２テツプモ一タ巻線、１５〜１９・・・フ
ライホイールダイオード、２４・・・高電圧駆動用電源
、２５・・・槽電圧駆動時期制御回路。 ト レ 【 ｒ％ 旨 １・′： 第　Ｚ　図 第　３　口 １不ｇｔ７１２＄か５ｎＢ−！ｄ？Ａ。 百　４　図 第　５″　図 慕　６　　図Fig. 1 shows a step motor drive circuit showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 shows an equivalent circuit of an ideal screw connection of the circuit shown in Fig. 1,
FIG. 3 is a characteristic diagram explaining the time course of the rotation degree of the step motor, FIGS. This is a conventional step motor drive circuit. 1... Drive power source, 2... Control ilt source, 4...
- Distribution factor 5... Braking timing control circuit, 6... Control transistors 67-10... Driving transistor, 11
~14...2 step motor winding, 15-19...flywheel diode, 24...power source for high voltage drive, 25...tank voltage drive timing control circuit. Treasure [r% effect 1・': Figure Z, Figure 3, mouth 1, 712$ or 5nB-! d? A. 100 4 Figure 5'' Figure 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] １．ユニポーラ励磁のステツプモータにおいて、該ステ
ップモータ巻線のオン相巻線に加える電圧よりも低い電
圧をオフ相巻線に加えることを特徴とするステツプモー
タ駆動回路。1. A step motor drive circuit for a unipolar excitation step motor, characterized in that a voltage lower than the voltage applied to an on-phase winding of the step motor winding is applied to an off-phase winding. ２．前記ステツプモータは、大きな減衰力を要する時の
みオフ相巻線に電圧を加えることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のステツプモータ駆動回路。2. 2. The step motor drive circuit according to claim 1, wherein said step motor applies voltage to an off-phase winding only when a large damping force is required. ３．上記ステツプモータは、振動が減衰した後にオフ相
巻線に電圧を加えることを停止するとともに、オン相巻
線に加える電圧を低くすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のステツプモータ駆動回路。3. The step motor according to claim 1, wherein the step motor stops applying voltage to the off-phase winding after vibrations are attenuated, and lowers the voltage applied to the on-phase winding. Motor drive circuit.