JPH0258876B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0258876B2 JPH0258876B2 JP56203780A JP20378081A JPH0258876B2 JP H0258876 B2 JPH0258876 B2 JP H0258876B2 JP 56203780 A JP56203780 A JP 56203780A JP 20378081 A JP20378081 A JP 20378081A JP H0258876 B2 JPH0258876 B2 JP H0258876B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- control
- terminal
- step motor
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 24
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はステツプ・モータ駆動回路に関し、更
に詳細には、ステツプ・モータをステツプ移動さ
せるための巻線スイツチングの期間に巻線電流を
制御するための回路に関する。
に詳細には、ステツプ・モータをステツプ移動さ
せるための巻線スイツチングの期間に巻線電流を
制御するための回路に関する。
ステツプ・モータの標準動作では、モータをあ
る係止位置から次の係止位置まで1インクレメン
ト移動させる毎に、ステツプ・モータのコアを通
る磁束がスイツチされる。これはコアに取付けら
れた巻線の電流を制御することによつて達成され
る。巻線電流をスイツチする普通の方法として2
つがあり、1つはバイポーラ回路方式を用いるも
の、もう1つはユニポーラ回路方式を用いるもの
である。バイポーラ回路方式では各コアに1つの
巻線があり、コアの磁束変化は巻線電流を一方向
から他方向へスイツチすることによつて達成され
る。バイポーラ・スイツチング回路において電流
方向をスイツチするための普通の回路としては、
後述するようなH駆動回路がある。
る係止位置から次の係止位置まで1インクレメン
ト移動させる毎に、ステツプ・モータのコアを通
る磁束がスイツチされる。これはコアに取付けら
れた巻線の電流を制御することによつて達成され
る。巻線電流をスイツチする普通の方法として2
つがあり、1つはバイポーラ回路方式を用いるも
の、もう1つはユニポーラ回路方式を用いるもの
である。バイポーラ回路方式では各コアに1つの
巻線があり、コアの磁束変化は巻線電流を一方向
から他方向へスイツチすることによつて達成され
る。バイポーラ・スイツチング回路において電流
方向をスイツチするための普通の回路としては、
後述するようなH駆動回路がある。
コアの磁束をスイツチするもう1つの普通の方
法は、一方の方向に磁束をつくるように電流を流
す第1のコイルと、反対方向に磁束をつくるよう
に電流を流す第2のコイルと各コイルに2重巻き
するユニポーラ回路方式を用いるものである。コ
アの磁束を変えるときは一方のコイルがオン、他
方のコイルがオフされるか、あるいはその逆にス
イツチされる。これらの2重巻きスイツチング回
路は公知であり、米国特許第4072888号及び第
4127801号はこのような回路の代表的な例を示し
ている。
法は、一方の方向に磁束をつくるように電流を流
す第1のコイルと、反対方向に磁束をつくるよう
に電流を流す第2のコイルと各コイルに2重巻き
するユニポーラ回路方式を用いるものである。コ
アの磁束を変えるときは一方のコイルがオン、他
方のコイルがオフされるか、あるいはその逆にス
イツチされる。これらの2重巻きスイツチング回
路は公知であり、米国特許第4072888号及び第
4127801号はこのような回路の代表的な例を示し
ている。
このようなユニポーラ回路方式のステツプ・モ
ータ・コア・スイツチング回路の開発中に、1つ
の問題があることが判明した。スイツチング回路
は一般に、巻線電流従つてコアの磁束をスイツチ
するためにオン、オフにスイツチされるトランジ
スタを用いる。トランジスタは一種の相補形で動
作し、一方の方向の磁束を与える第1の電流路を
制御するトランジスタがオンにスイツチされると
きは、反対方向の磁束を与える第2の電流路を制
御するトランジスタがオフにスイツチされる。ト
ランジスタにおける過渡的な貯蔵電荷のため各ト
ランジスタのターン・オン時間よりもかなり遅く
なる。その結果、一方のスイツチング・トランジ
スタが他方のスイツチング・トランジスタのター
ン・オフと同時にオンになつた場合は、トランジ
スタがスイツチされる度に、一方又は両方のスイ
ツチング・トランジスタがスイツチング期間に短
時間の高電流サージを受ける。これは、トランジ
スタの過渡的な貯蔵電荷のために両方のトランジ
スタが同時にオンになつたとき、コアに逆極性で
巻回された巻線によつて高電流が誘起されるため
に生じる。1秒当り数百回のスイツチングを行な
う通常のステツプ・モータでは、これらの反復的
なサージはスイツチング・トランジスタに損傷を
与え、寿命を著しく短くする。
ータ・コア・スイツチング回路の開発中に、1つ
の問題があることが判明した。スイツチング回路
は一般に、巻線電流従つてコアの磁束をスイツチ
するためにオン、オフにスイツチされるトランジ
スタを用いる。トランジスタは一種の相補形で動
作し、一方の方向の磁束を与える第1の電流路を
制御するトランジスタがオンにスイツチされると
きは、反対方向の磁束を与える第2の電流路を制
御するトランジスタがオフにスイツチされる。ト
ランジスタにおける過渡的な貯蔵電荷のため各ト
ランジスタのターン・オン時間よりもかなり遅く
なる。その結果、一方のスイツチング・トランジ
スタが他方のスイツチング・トランジスタのター
ン・オフと同時にオンになつた場合は、トランジ
スタがスイツチされる度に、一方又は両方のスイ
ツチング・トランジスタがスイツチング期間に短
時間の高電流サージを受ける。これは、トランジ
スタの過渡的な貯蔵電荷のために両方のトランジ
スタが同時にオンになつたとき、コアに逆極性で
巻回された巻線によつて高電流が誘起されるため
に生じる。1秒当り数百回のスイツチングを行な
う通常のステツプ・モータでは、これらの反復的
なサージはスイツチング・トランジスタに損傷を
与え、寿命を著しく短くする。
本発明はオフにされつつあるスイツチ路の電流
を感知するように各スイツチング期間に動作する
感知手段を用いてこの問題を解決する。オンにさ
れる側の通路のスイツチング・トランジスタは感
知手段の出力に応答して制御され、オフにされる
側の通路のスイツチング・トランジスタが十分に
オフになつてから電流を流す。
を感知するように各スイツチング期間に動作する
感知手段を用いてこの問題を解決する。オンにさ
れる側の通路のスイツチング・トランジスタは感
知手段の出力に応答して制御され、オフにされる
側の通路のスイツチング・トランジスタが十分に
オフになつてから電流を流す。
IBM Technical Disclosure Bulletin、
January1980、Vol22、No.8A、第3048頁はDCモ
ータのダイナミツク・ブレーキ回路を示してい
る。DCモータのためのトランジスタ・スイツチ
がオフにされるとき、このスイツチの両端の電圧
レベルが感知され、そしてブレーキ期間にモータ
をシヤントするもう1つのトランジスタが、モー
タ駆動トランジスタがオフになるまでオンになら
ないようにしている。明らかにこの技術はステツ
プ・モータのコイル電流の反復的スイツチングに
関するものではなく、指定端子に停止入力が与え
られたときDCモータを1度だけ停止させるもの
である。
January1980、Vol22、No.8A、第3048頁はDCモ
ータのダイナミツク・ブレーキ回路を示してい
る。DCモータのためのトランジスタ・スイツチ
がオフにされるとき、このスイツチの両端の電圧
レベルが感知され、そしてブレーキ期間にモータ
をシヤントするもう1つのトランジスタが、モー
タ駆動トランジスタがオフになるまでオンになら
ないようにしている。明らかにこの技術はステツ
プ・モータのコイル電流の反復的スイツチングに
関するものではなく、指定端子に停止入力が与え
られたときDCモータを1度だけ停止させるもの
である。
本発明は電源からステツプ・モータを通つて流
れる電流を制御するステツプ・モータ駆動回路を
提供することによつて、ユニポーラ回路方式のス
テツプ・モータ駆動回路における、比較的高速な
反復的スイツチング期間の上記電力サージの問題
を解決する。電源からステツプ・モータを通つて
延びる電流路はステツプ・モータのコアに巻かれ
た2つの巻線を含み、そしてこの電流路は2つの
分岐を有する。第1の分岐の第1のスイツチング
装置はこの分岐を介して導通又は非導通にスイツ
チ可能であり、第2の分岐の第2のスイツチング
装置は第2の分岐を介して導通又は非導通にスイ
ツチ可能である。本発明は更に、スイツチング期
間に動作して、オフにされる側の分岐を通る電流
の非導通を感知する感知手段を含む。また、オフ
にされる側の分岐の非導通が感知手段によつて感
知されたことに応答して、オンにされる側の分岐
のスイツチング装置をスイツチしこの分岐に電流
を導通させるための手段も設けられる。
れる電流を制御するステツプ・モータ駆動回路を
提供することによつて、ユニポーラ回路方式のス
テツプ・モータ駆動回路における、比較的高速な
反復的スイツチング期間の上記電力サージの問題
を解決する。電源からステツプ・モータを通つて
延びる電流路はステツプ・モータのコアに巻かれ
た2つの巻線を含み、そしてこの電流路は2つの
分岐を有する。第1の分岐の第1のスイツチング
装置はこの分岐を介して導通又は非導通にスイツ
チ可能であり、第2の分岐の第2のスイツチング
装置は第2の分岐を介して導通又は非導通にスイ
ツチ可能である。本発明は更に、スイツチング期
間に動作して、オフにされる側の分岐を通る電流
の非導通を感知する感知手段を含む。また、オフ
にされる側の分岐の非導通が感知手段によつて感
知されたことに応答して、オンにされる側の分岐
のスイツチング装置をスイツチしこの分岐に電流
を導通させるための手段も設けられる。
次に図面を参照して説明する。第1図は本発明
のユニポーラ・ステツプ・モータ・スイツチング
回路を示している。ユニポーラ・スイツチング・
回路はコア(図示せず)に巻かれた2重巻きの巻
線10,11を有する。スイツチング・トランジ
スタ12,13は電源14からの電流が巻線10
に流れるか又は巻線11に流れるかを決める。ト
ランジスタ15及びチヨツパ回路16は、この分
野ではよく知られ上記米国特許第4072888号及び
第4127801号に詳細に示されている普通のステツ
プ・モータ・チヨツプ動作を行なう。
のユニポーラ・ステツプ・モータ・スイツチング
回路を示している。ユニポーラ・スイツチング・
回路はコア(図示せず)に巻かれた2重巻きの巻
線10,11を有する。スイツチング・トランジ
スタ12,13は電源14からの電流が巻線10
に流れるか又は巻線11に流れるかを決める。ト
ランジスタ15及びチヨツパ回路16は、この分
野ではよく知られ上記米国特許第4072888号及び
第4127801号に詳細に示されている普通のステツ
プ・モータ・チヨツプ動作を行なう。
チヨツパ回路16は例えばSigma Stepping
Motor Handbook、第35頁及び第36頁に述べら
れているような普通のチヨツパ回路でよい。トラ
ンジスタ15及びチヨツパ回路16を含む駆動回
路は本発明の一部を形成するものではない。実際
本発明はトランジスタ15及びチヨツパ回路16
が除去されノード17が直接抵抗18を介してア
ースにシヤントされても実施しうる。チヨツパ回
路16は、ステツプ・モータ巻線の電流レベルを
変調するために、巻線10,11のスイツチ速度
よりも高い速度でトランジスタ15をオン、オ
フ・スイツチする。従つて各サイクル期間にトラ
ンジスタ15は数回オン、オフする。トランジス
タ15及びチヨツパ回路16が設けられていると
しても、これから述べる動作はトランジスタ15
がオンになつているチヨツプ動作部分の期間に行
なわれる。
Motor Handbook、第35頁及び第36頁に述べら
れているような普通のチヨツパ回路でよい。トラ
ンジスタ15及びチヨツパ回路16を含む駆動回
路は本発明の一部を形成するものではない。実際
本発明はトランジスタ15及びチヨツパ回路16
が除去されノード17が直接抵抗18を介してア
ースにシヤントされても実施しうる。チヨツパ回
路16は、ステツプ・モータ巻線の電流レベルを
変調するために、巻線10,11のスイツチ速度
よりも高い速度でトランジスタ15をオン、オ
フ・スイツチする。従つて各サイクル期間にトラ
ンジスタ15は数回オン、オフする。トランジス
タ15及びチヨツパ回路16が設けられていると
しても、これから述べる動作はトランジスタ15
がオンになつているチヨツプ動作部分の期間に行
なわれる。
第1図に関してスイツチング動作を説明するに
当たつて、PNPトランジスタ13がオン即ちそ
のベースが低レベル(駆動状態)にありトランジ
スタ12がオフ即ちそのベースが高レベル(非駆
動状態)にあるものとする。従つてこのとき
NANDゲート22からの出力21は高レベルで
あり、NANDゲート22への入力23,24は
低レベルである。駆動回路への入力64も低レベ
ルである。NANDゲート27の端子26に与え
られるインバータ25の出力は高レベルである。
NANDゲート27の他方の端子28も高レベル
である。従つてNANDゲート27の出力29は
低レベルでありトランジスタ13のベース19を
駆動状態に保つ。次に、入力64が高レベルにさ
れてトランジスタ12,13がスイツチされると
きどのような動作が行なわれるかについて説明す
る。入力64はインバータ25で反転されて
NANDゲート27への入力26を低レベルにし、
NANDゲート27の出力を高レベルにし、トラ
ンジスタ13のベース駆動を除去してトランジス
タ13をオフにする。しかし双安定ラツチ30の
出力は変わらない、即ち、線24の出力Qは低レ
ベル、線28の相補出力は高レベルのままであ
る。入力64はラツチ30の端子Dに与えられる
がラツチ30は比較回路32からの線31のクロ
ツク入力パルスを受取るまでは、この入力変化を
表わすように出力Q,を変えない。従つて入力
64はNANDゲート22の入力23を高レベル
にするが、他方の端子24は線31にクロツク・
パルス又はリセツト・パルスが現われるまでは低
レベルのままである。従つてベース20は非駆動
状態にあり、トランジスタ12,13の両方が非
導通である。オフ・トランジスタ13を含む分岐
33を通る電流レベルが降下すると、比較器32
の入力34によつて感知されているノード17の
電圧レベルが降下する。実際には、ダイオード3
6、ノード17、コイル10及びダイオード37
を含む通路にフライ・バツク電流即ち逆電流が発
生する。ノード17の電圧レベルはフライ・バツ
ク電流によつていくぶん負の値に降下する。この
負出力は比較器32の入力34によつて感知され
る。比較器32への他方の入力はアース・レベル
である。入力34がアース・レベルよりも低い値
へ降下すると、比較器32は線31にクロツク信
号を発生し、線24の出力Qを高レベル、線28
の相補出力を低レベルにする。これは線21に
低レベル信号を発生してトランジスタ12を導通
させる。一方線29は高レベルのままであり、ト
ランジスタ13は非導通のままである。従つて、
巻線11を含む電流路から巻線10を含む電流路
への電流スイツチが完了する。
当たつて、PNPトランジスタ13がオン即ちそ
のベースが低レベル(駆動状態)にありトランジ
スタ12がオフ即ちそのベースが高レベル(非駆
動状態)にあるものとする。従つてこのとき
NANDゲート22からの出力21は高レベルで
あり、NANDゲート22への入力23,24は
低レベルである。駆動回路への入力64も低レベ
ルである。NANDゲート27の端子26に与え
られるインバータ25の出力は高レベルである。
NANDゲート27の他方の端子28も高レベル
である。従つてNANDゲート27の出力29は
低レベルでありトランジスタ13のベース19を
駆動状態に保つ。次に、入力64が高レベルにさ
れてトランジスタ12,13がスイツチされると
きどのような動作が行なわれるかについて説明す
る。入力64はインバータ25で反転されて
NANDゲート27への入力26を低レベルにし、
NANDゲート27の出力を高レベルにし、トラ
ンジスタ13のベース駆動を除去してトランジス
タ13をオフにする。しかし双安定ラツチ30の
出力は変わらない、即ち、線24の出力Qは低レ
ベル、線28の相補出力は高レベルのままであ
る。入力64はラツチ30の端子Dに与えられる
がラツチ30は比較回路32からの線31のクロ
ツク入力パルスを受取るまでは、この入力変化を
表わすように出力Q,を変えない。従つて入力
64はNANDゲート22の入力23を高レベル
にするが、他方の端子24は線31にクロツク・
パルス又はリセツト・パルスが現われるまでは低
レベルのままである。従つてベース20は非駆動
状態にあり、トランジスタ12,13の両方が非
導通である。オフ・トランジスタ13を含む分岐
33を通る電流レベルが降下すると、比較器32
の入力34によつて感知されているノード17の
電圧レベルが降下する。実際には、ダイオード3
6、ノード17、コイル10及びダイオード37
を含む通路にフライ・バツク電流即ち逆電流が発
生する。ノード17の電圧レベルはフライ・バツ
ク電流によつていくぶん負の値に降下する。この
負出力は比較器32の入力34によつて感知され
る。比較器32への他方の入力はアース・レベル
である。入力34がアース・レベルよりも低い値
へ降下すると、比較器32は線31にクロツク信
号を発生し、線24の出力Qを高レベル、線28
の相補出力を低レベルにする。これは線21に
低レベル信号を発生してトランジスタ12を導通
させる。一方線29は高レベルのままであり、ト
ランジスタ13は非導通のままである。従つて、
巻線11を含む電流路から巻線10を含む電流路
への電流スイツチが完了する。
上述した回路においては、オフにされつつある
分岐即ち分岐33の電流の非導通はダイオード3
6,37及びコイル10を含むフライ・バツク電
流路の影響を感知することによつてノード17に
おいて間接的に感知される。
分岐即ち分岐33の電流の非導通はダイオード3
6,37及びコイル10を含むフライ・バツク電
流路の影響を感知することによつてノード17に
おいて間接的に感知される。
第1図は本発明によるユニポーラ・ステツプ・
モータ駆動回路を示す図である。 10,11……巻線、12,13……スイツチ
ング・トランジスタ、32……比較器、30……
双安定ラツチ。
モータ駆動回路を示す図である。 10,11……巻線、12,13……スイツチ
ング・トランジスタ、32……比較器、30……
双安定ラツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ステツプ・モータ巻線を介して電源から延び
る電流路であつて、ステツプ・モータのコアに巻
かれた第1の巻線を含む第1の分岐路及び前記コ
アに逆極性で巻かれた第2の巻線を含む第2の分
岐路を有するものと、 上記第1の分岐路を介して導通または非導通に
スイツチング可能とするように前記第1の分岐路
に設けられた第1のスイツチング・トランジスタ
と、 上記第2の分岐路を介して導通または非導通に
スイツチング可能とするように前記第2の分岐路
に設けられた第2のスイツチング・トランジスタ
と、 上記第1のスイツチング・トランジスタの制御
端子にその出力端子が接続され、第1及び第2の
入力端子をもつ第1のゲート手段と、 上記第2のスイツチング・トランジスタの制御
端子にその出力端子が接続され、第1及び第2の
入力端子をもつ第2のゲート手段と、 上記第1のゲート手段の第1の入力端子と、上
記第2のゲート手段の第1の入力端子にそれぞれ
第1の制御入力及び該第1の制御入力に相補的な
第2の制御入力を与えるための手段と、 上記第1のゲート手段の第2の入力端子と、上
記第2のゲート手段の第2の入力端子にそれぞれ
相補的論理切り換え入力を与えるための一対の相
補出力端子をもち、さらに制御端子をもち、該制
御端子への制御信号の入力に応答して上記一対の
相補出力端子を上記第1の制御入力の値及びその
相補値にラツチするように動作するラツチ回路
と、 上記第1または第2の巻線に発生するフライバ
ツク電流による上記第1または第2の巻線の一方
の端子の電位の変化を感知して上記ラツチ回路の
上記制御端子に制御信号を与えるための感知手段
を具備し、 上記第2の(第1の)スイツチング・トランジ
スタのターン・オフによる上記第1の(第2の)
巻線におけるフライバツク電流の発生が、上記感
知手段における上記制御信号の発生をもたらし、
以て上記ラツチ回路が、上記第2の(第1の)制
御入力が上記第2の(第1の)スイツチング・ト
ランジスタの制御端子に入力されるべく上記第2
の(第1の)ゲート手段を開くようにラツチ動作
することを特徴とする、 ステツプ・モータ駆動回路。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/238,399 US4412166A (en) | 1981-02-26 | 1981-02-26 | Stepper motor drive circuit for synchronous switching of core winding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57148591A JPS57148591A (en) | 1982-09-13 |
| JPH0258876B2 true JPH0258876B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=22897724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56203780A Granted JPS57148591A (en) | 1981-02-26 | 1981-12-18 | Step motor drive circuit |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4412166A (ja) |
| EP (1) | EP0059326B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57148591A (ja) |
| DE (1) | DE3272958D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3324257A1 (de) * | 1983-07-06 | 1985-01-17 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Gedaempfter schrittmotor zum antrieb eines messwerks, insbesondere eines rollenzaehlwerks mit einer steuerschaltungsanordnung |
| JPS6055894A (ja) * | 1983-07-16 | 1985-04-01 | バロ−ス・コ−ポレ−シヨン | モ−タ速度制御回路 |
| JPS61266098A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-25 | Tokyo Electric Co Ltd | パルスモ−タ制御装置 |
| JPH0817575B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1996-02-21 | 澤藤電機株式会社 | インバ−タ保護方式 |
| JPS62188998U (ja) * | 1986-05-20 | 1987-12-01 | ||
| JPS63140694A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-13 | Janome Sewing Mach Co Ltd | ステツピングモ−タ駆動装置 |
| JPH0345195A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-26 | Canon Inc | ステッピングモータの制御装置 |
| US5936371A (en) * | 1999-02-16 | 1999-08-10 | Lexmark International, Inc. | Method and apparatus for controlling a servo motor using a stepper motor controller integrated circuit |
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