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JPH0832196B2 - Driving circuit for stepping motor - Google Patents
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JPH0832196B2 - Driving circuit for stepping motor - Google Patents

Driving circuit for stepping motor

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JPH0832196B2
JPH0832196B2 JP59138248A JP13824884A JPH0832196B2 JP H0832196 B2 JPH0832196 B2 JP H0832196B2 JP 59138248 A JP59138248 A JP 59138248A JP 13824884 A JP13824884 A JP 13824884A JP H0832196 B2 JPH0832196 B2 JP H0832196B2
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stepping motor
drive circuit
signal
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/16Reducing energy dissipated or supplied

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、ステッピングモータ用の駆動回路に関す
る。
The present invention relates to a drive circuit for a stepping motor.

(ロ)従来技術 従来、ステッピングモータ用の駆動回路として種々提
案実施されており、第1図を例にとって説明する。
(B) Related Art Conventionally, various proposals have been made as a drive circuit for a stepping motor, which will be described with reference to FIG. 1 as an example.

第1図は従来のステッピングモータ用の駆動回路を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional drive circuit for a stepping motor.

同図において、10は定電流チョッパ回路であり、直流
電流11、直流電源11の出力をチョッパ制御する半導体チ
ョッパ12、ダイオード14、半導体チョッパ12の出力側に
直列に挿入されたチョーク15、小容量の平滑コンデンサ
16等から構成されている。
In the figure, 10 is a constant current chopper circuit, which includes a semiconductor chopper 12 for controlling the DC current 11 and the output of the DC power supply 11, a diode 14, a choke 15 inserted in series on the output side of the semiconductor chopper 12, and a small capacity. Smoothing capacitor
It is composed of 16 mag.

20は一端を検出抵抗13に、他端を半導体チョッパ12の
ベースにそれぞれ接続された制御回路である。この制御
回路20は、抵抗および接地されたコンデンサからなる平
滑回路22をコンパレータ21のプラス側に、また所定の基
準電圧V REFを前記コンパレータ21のマイナス側にそれ
ぞれ接続することにより構成される。
Reference numeral 20 is a control circuit having one end connected to the detection resistor 13 and the other end connected to the base of the semiconductor chopper 12. The control circuit 20 is configured by connecting a smoothing circuit 22 composed of a resistor and a grounded capacitor to the plus side of the comparator 21 and a predetermined reference voltage V REF to the minus side of the comparator 21, respectively.

30はいわゆるスタンダード結線された例えば四相のス
テッピングモータの駆動巻線スイッチング回路である。
但し、その一相分を図示し他の各相は省略している。そ
してトランジスタ31、32、33、34のエミッタ−コレクタ
間には逆起電流を通すためのダイオード35、36、37、38
がそれぞれ接続されている。
Reference numeral 30 is a drive winding switching circuit of, for example, a four-phase stepping motor which is so-called standard connection.
However, one phase is shown and other phases are omitted. And diodes 35, 36, 37, 38 for passing a counter electromotive current between the emitters and collectors of the transistors 31, 32, 33, 34.
Are connected respectively.

以下、第1図に示した従来回路の動作説明をし、その
問題点を指摘する。
The operation of the conventional circuit shown in FIG. 1 will be described below, and its problems will be pointed out.

第4図〜第6図は、四相ステッピングモータを低域周
波数、中域周波数および高域周波数で一相励磁した場合
の各部の動作波形を示している。
FIGS. 4 to 6 show operation waveforms of respective parts when the four-phase stepping motor is excited in one phase at a low frequency, a middle frequency and a high frequency.

各図において(a)は駆動巻線スイッチング回路30の
端子Aおよびへ与える制御信号を示す。(b)は各周
波数においてモータ巻線に流れる励磁電流I W1の波形を
示す。(c)は各周波数においてのモータ印加電圧を示
す。(d)は各周波数において検出抵抗13に流れる電流
I W2を示している。第7図は駆動周波数と消費電力との
関係を示している(但し、破線は従来例、実線は本発明
に係る実施例の特性図を示している)。尚、前記(b)
および(d)において、+は第1図に示すモータ巻線39
に電流I W1がAから方向に流れた時を、−はからA
方向に流れた時をそれぞれ示している。
In each figure, (a) shows a control signal given to terminals A and of the drive winding switching circuit 30. (B) shows the waveform of the exciting current I W1 flowing in the motor winding at each frequency. (C) shows the motor applied voltage at each frequency. (D) is the current flowing through the detection resistor 13 at each frequency
I W2 is shown. FIG. 7 shows the relationship between the driving frequency and the power consumption (however, the broken line shows the characteristic example of the conventional example, and the solid line shows the characteristic diagram of the embodiment according to the present invention). The above (b)
In and and (d), + is the motor winding 39 shown in FIG.
When current I W1 flows from A to A, − is from A
It shows the time when the flow was flowing in each direction.

まず、駆動巻線スイッチング回路30の端子Aに『H』
の制御信号が入ると、トランジスタ31と34がON状態とな
り、モータ巻線39にはAから方向に電流I W1が流れ
る。この励磁電流I W1が検出抵抗13を介してグランドに
流れることにより、前記励磁電流I W1を検出抵抗13の電
圧値として検出する。次に、に『H』の制御信号が入
ると、トランジスタ32および33がON状態となり、モータ
巻線39にはからA方向に励磁電流I W1が流れる。この
時も前述と同様にして検出抵抗13の電圧値を得る。
First, "H" is applied to the terminal A of the drive winding switching circuit 30.
When the control signal is input, the transistors 31 and 34 are turned on, and a current I W1 flows in the motor winding 39 in the direction from A. The exciting current I W1 flows to the ground via the detection resistor 13 to detect the exciting current I W1 as the voltage value of the detecting resistor 13. Next, when the control signal of "H" is input to, the transistors 32 and 33 are turned on, and the exciting current I W1 flows from the motor winding 39 in the A direction. At this time as well, the voltage value of the detection resistor 13 is obtained in the same manner as described above.

次に、前記検出抵抗13の電圧値を制御回路20の平滑回
路22に与え、その平均値を検出する。この検出値と所定
の基準電圧V REFとをコンパレータ21で比較する。この
比較出力によって定電流チョッパ回路10を制御してい
る。
Next, the voltage value of the detection resistor 13 is given to the smoothing circuit 22 of the control circuit 20, and the average value thereof is detected. The comparator 21 compares the detected value with a predetermined reference voltage V REF. The constant current chopper circuit 10 is controlled by this comparison output.

しかして、従来回路によれば、いずれの周波数で駆動
する場合であっても、検出抵抗13に発生した電圧値の平
均値を検出し、この検出値と基準電圧V REFとの比較出
力でもって定電流チョッパ回路10を制御させている。そ
のため、逆起電流IRを補うべく定電流チョッパ回路10が
制御される結果、第5図(b)に実線で示すように、励
磁電流I W1の最大値は上昇する。
Therefore, according to the conventional circuit, the average value of the voltage values generated in the detection resistor 13 is detected and the comparison output of the detected value and the reference voltage V REF is used regardless of the frequency of driving. The constant current chopper circuit 10 is controlled. Therefore, as a result of the constant current chopper circuit 10 being controlled so as to supplement the counter electromotive current IR, the maximum value of the exciting current I W1 increases as shown by the solid line in FIG. 5 (b).

尚、この種のモータは、駆動周波数が高くなるにつれ
て逆起電流IR(端子Aおよびに与えられる制御信号の
変化時に生じる)の割合あ増加する傾向にある。従っ
て、制御回路20でもって前記波形の平均値を検出して、
この検出値と基準電圧V REFとを比較すれば、第8図
(d)に示すように停止時の電圧値との差が大きくな
る。即ち、駆動周波数を高くするにつれてモータ印加電
圧Vwを増加する方向に定電流チョッパ回路10が制御され
る。
In this type of motor, the ratio of the counter electromotive current IR (which occurs when the control signal applied to the terminals A and changes) tends to increase as the driving frequency increases. Therefore, the average value of the waveform is detected by the control circuit 20,
If this detected value is compared with the reference voltage V REF, the difference between the voltage value at the time of stop and the reference voltage V REF becomes large as shown in FIG. 8 (d). That is, the constant current chopper circuit 10 is controlled in the direction of increasing the motor applied voltage Vw as the driving frequency is increased.

そして、例えば低域周波数(100パルス/秒程度)で
駆動する場合において、第4図(d)に示すように+方
向の電流I W2に対し逆起電流IR(一方向のI W1)の割合
が少ないので、このときの前記平均値化された検出値
と、モータ停止時の検出値との差(V1)は僅かである。
そのため、モータ印加電圧Vwの増加分は僅かであり、モ
ータ消費電力の著しい増加はない(第7図参照)。従っ
て、モータの温度上昇は問題ない。
Then, for example, when driving at a low frequency (about 100 pulses / second), as shown in FIG. 4 (d), the ratio of the counter electromotive current IR (I W1 in one direction) to the current I W2 in the + direction. Therefore, the difference (V1) between the averaged detection value at this time and the detection value when the motor is stopped is small.
Therefore, the amount of increase in the voltage Vw applied to the motor is small, and the power consumption of the motor is not significantly increased (see FIG. 7). Therefore, there is no problem in increasing the temperature of the motor.

また、高域周波数(5Kパルス/秒程度)で駆動する場
合、上述したようにモータ印加電圧Vwは最大となるが、
周波数が高いため、励磁電流I W1が充分立ち上がる前に
相が反転する。そのため、モータ巻線39を流れる電流I
W1が少なくなり、消費電力は増加しない(第7図参
照)。その結果、モータの著しい温度上昇は生じない。
Further, when driving at a high frequency (about 5 K pulses / second), the motor applied voltage Vw becomes maximum as described above,
Due to the high frequency, the phases are inverted before the exciting current I W1 rises sufficiently. Therefore, the current I flowing through the motor winding 39
W1 decreases and power consumption does not increase (see Fig. 7). As a result, no significant temperature rise of the motor occurs.

しかしながら、中域周波数(500パルス/秒程度)で
駆動する場合において以下のような問題を生じる。具体
的には、第5図(b)の実線で示すように、励磁電流I
W1の最大値が大きくなるため、第5図(c)に示すよう
にモータ印加電圧Vwも増加する。しかして、励磁電流I
W1の立ち上がり時間と、相切り換え周波数が一致したと
き、印加電圧Vwと励磁電流I W1がともに最大付近とな
り、消費電力が増大する。これは、従来装置のように、
逆起電流I W2を考慮せずに励磁電流の単なる平均値で制
御すると、逆起電流I W2をも含めた値を平均化するた
め、その平均値が低くなる結果、制御回路20等の働きに
より、励磁電流I W1の最大値が必要以上に大きくなるた
めである。その結果、同図(b)の実線で示すようにモ
ータ巻線39に比較的大きい電流I W1が流れる。そのた
め、中域周波数において、消費電力(第7図参照)が増
大し、制御回路20および駆動巻線スイッチング回路30の
モータ巻線39の温度上昇を招くことになる。その結果、
およびモータが過熱し、信頼性が低下するという問題を
生じる。
However, the following problems occur when driving at a medium frequency (about 500 pulses / second). Specifically, as indicated by the solid line in FIG. 5 (b), the exciting current I
Since the maximum value of W1 increases, the motor applied voltage Vw also increases as shown in FIG. 5 (c). Then, the exciting current I
When the rise time of W1 and the phase switching frequency match, both the applied voltage Vw and the exciting current I W1 are close to the maximum, and the power consumption increases. This is like a conventional device
If the control is performed using the mere average value of the exciting current without considering the back electromotive current I W2, the value including the back electromotive current I W2 is averaged, and the average value becomes low. This is because the maximum value of the exciting current I W1 becomes larger than necessary. As a result, a relatively large current I W1 flows through the motor winding 39 as shown by the solid line in FIG. Therefore, power consumption (see FIG. 7) increases in the middle frequency range, which causes a temperature rise of the motor winding 39 of the control circuit 20 and the drive winding switching circuit 30. as a result,
Also, the motor overheats, resulting in a decrease in reliability.

(ハ)目的 本発明は、中域周波数で駆動された場合のモータおよ
び各駆動回路等の電力消費を抑制し、ステッピングモー
タの信頼性の向上と消費電力との低減を図るステッピン
グモータ用の駆動回路を提供することを目的としてい
る。
(C) Purpose The present invention is a drive for a stepping motor, which suppresses power consumption of the motor and each drive circuit when driven at a mid-range frequency, improves reliability of the stepping motor, and reduces power consumption. It is intended to provide a circuit.

(ニ)構成 第一の発明に係るステッピングモータ用の駆動回路
は、コレクタ・エミッタ間に逆起電流を電源側に流すた
めのダイオードを各々接続した4つのトランジスタから
なるブリッジ方式のバイポーラ駆動回路であって、直流
電源にて生成された直流電圧を入力としてステッピング
モータの励磁電流を生成する駆動巻線スイッチング回路
と、直流電源と駆動巻線スイッチング回路との間に接続
された定電流チョッパ駆動回路と、定電流チョッパ駆動
回路とステッピングモータとの間に接続されており且つ
この間に流れる電流を電圧として検出する電流検出抵抗
と、電流検出抵抗の検出信号に基づいて定電流チョッパ
駆動回路を制御する制御回路とを備えた基本構成となっ
ており、前記制御回路は、前記検出信号を整流すること
で当該信号に含まれる逆極性の逆起電流分を除去し、整
流した後の信号を平均化し、平均化した後の信号と所定
の基準電圧とを比較し、当該比較結果に応じて前記定電
流チョッパ駆動回路を動作させる構成であることを特徴
としている。
(D) Configuration A drive circuit for a stepping motor according to the first aspect of the present invention is a bridge-type bipolar drive circuit including four transistors each having a diode connected between a collector and an emitter for supplying a counter electromotive current to the power supply side. A constant current chopper drive circuit connected between the direct current power supply and the drive winding switching circuit, and the drive winding switching circuit that generates the exciting current of the stepping motor using the direct current voltage generated by the direct current power supply as an input. And a constant current chopper drive circuit which is connected between the constant current chopper drive circuit and the stepping motor and which detects a current flowing between them as a voltage, and controls the constant current chopper drive circuit based on a detection signal of the current detection resistor. It has a basic configuration including a control circuit, and the control circuit rectifies the detection signal to obtain the signal. The reverse electromotive current component of the reverse polarity contained in is removed, the signal after rectification is averaged, the averaged signal is compared with a predetermined reference voltage, and the constant current chopper drive is performed according to the comparison result. The feature is that the circuit is operated.

第二の発明に係るステッピングモータ用の駆動回路
は、コレクタ・エミッタ間に逆起電流を電源側に流すた
めのダイオードを各々接続した4つのトランジスタから
なるブリッジ方式のバイポーラ駆動回路であって、直流
電源にて生成された直流電圧を入力としてステッピング
モータの励磁電流を生成する駆動巻線スイッチング回路
と、直流電源と駆動巻線スイッチング回路との間に接続
された定電流チョッパ駆動回路と、定電流チョッパ駆動
回路とステッピングモータとの間に接続されており且つ
この間に流れる電流を電圧として検出する電流検出抵抗
と、電流検出抵抗の検出信号に基づいて定電流チョッパ
駆動回路を制御する制御回路と備えた基本構成となって
おり、前記検出信号を整流することで当該信号に含まれ
る逆極性の逆起電流分を除去し、整流した後の信号を平
均化する一方、これとは別に前記検出信号を反転させた
信号を上記と同様に整流し、整流した後の信号を平均化
し、平均化した後の両信号を加算させ、加算した後の信
号と所定の基準電圧とを比較し、当該比較結果に応じて
前記定電流チョッパ駆動回路を動作させる構成であるこ
とを特徴としている。
A drive circuit for a stepping motor according to a second aspect of the present invention is a bridge type bipolar drive circuit including four transistors each having a diode connected between a collector and an emitter for flowing a back electromotive current to the power supply side. A drive winding switching circuit that generates an exciting current for a stepping motor by using a DC voltage generated by a power supply as an input, a constant current chopper drive circuit connected between the DC power supply and the drive winding switching circuit, and a constant current A current detection resistor that is connected between the chopper drive circuit and the stepping motor and that detects a current flowing between them as a voltage, and a control circuit that controls the constant current chopper drive circuit based on a detection signal of the current detection resistor are provided. By rectifying the detection signal, the counter electromotive current component of the reverse polarity included in the signal is obtained. While removing and averaging the rectified signal, separately rectify the signal obtained by inverting the detection signal in the same manner as above, average the rectified signals, and then average both signals. Is added, the signal after the addition is compared with a predetermined reference voltage, and the constant current chopper drive circuit is operated according to the comparison result.

(ホ)実施例 第一の発明 第2図は第一の発明の実施例に係るステッピングモー
タ用の駆動回路の制御回路を抜き出して示した回路図で
ある。尚、定電流チョッパ回路10および駆動巻線スイッ
チング回路30は第1図に示したものと同じものである。
(E) Embodiment First Invention FIG. 2 is a circuit diagram showing an extracted control circuit of a drive circuit for a stepping motor according to an embodiment of the first invention. The constant current chopper circuit 10 and the drive winding switching circuit 30 are the same as those shown in FIG.

40は制御回路であり、コンパレータ41のプラス側に、
検出抵抗13(電流検出抵抗)を流れた電流I W2(定電流
チョッパ駆動回路10とステッピングモータとの間を流れ
る電流)により得た電圧値(電流検出抵抗の検出信号に
相当する)を増幅させる励磁電流増幅回路44と、この増
幅された電圧を半波整流するダイオード43と、この半波
整流された電圧波形を平滑にする平滑回路42とを直列に
接続して入力している。一方、前記コンパレータ41のマ
イナス側に、所定の基準電圧V REF(モータ停止時にモ
ータ印加電圧Vwを僅かに加える程度に設定された三角
波)を入力している。即ち、この制御回路40は、コンパ
レータ41でもって検出抵抗13の電圧値から逆起電流に係
る負電圧を除いた電圧値を平滑した値と、基準電圧V RE
Fとを比較して、定電流チョッパ回路10を制御してい
る。
40 is a control circuit, on the positive side of the comparator 41,
Amplify the voltage value (corresponding to the detection signal of the current detection resistor) obtained by the current I W2 (current flowing between the constant current chopper drive circuit 10 and the stepping motor) flowing through the detection resistor 13 (current detection resistor). An exciting current amplifying circuit 44, a diode 43 for half-wave rectifying the amplified voltage, and a smoothing circuit 42 for smoothing the half-wave rectified voltage waveform are connected in series and input. On the other hand, to the minus side of the comparator 41, a predetermined reference voltage V REF (triangular wave set so as to slightly add the motor applied voltage Vw when the motor is stopped) is input. That is, the control circuit 40 smoothes the voltage value obtained by removing the negative voltage related to the back electromotive force from the voltage value of the detection resistor 13 by the comparator 41 and the reference voltage V RE.
The constant current chopper circuit 10 is controlled by comparing with F.

以下、上述の制御回路40を備えたステッピングモータ
用の駆動回路の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the drive circuit for the stepping motor including the control circuit 40 described above will be described.

従来の問題点である中域の周波数でステッピングモー
タを駆動する場合において、まず、第5図(a)に示す
ような制御信号を送ることによって、励磁電流I W1(第
5図(b)の破線参照)を得る。一方、検出抵抗13を流
れる電流I W2(第5図(d)破線参照)によって電圧値
を検出する。この検出値を励磁電流増幅回路44で増幅さ
せる。(第8図(a)参照)。この増幅された出力をダ
イオード43で半波整流させる(第8図(b))。この半
波整流された出力を平滑回路42でもって最大値に近い平
滑な波形(第8図(c))を取り出す。即ち、逆起電流
IRが除去されるために、前記平滑波形は、前述した従来
回路のように停止時の電流値より著しく低下することが
ない(第8図(d)参照)。従って、第5図(c)の破
線で示すようにモータ印加電圧Vwが著しく上昇すること
がないので、中域周波数における消費電力の著しい増加
を抑えることができる(第7図参照)。
When driving a stepping motor at a mid-range frequency, which is a conventional problem, first, by sending a control signal as shown in FIG. 5 (a), the exciting current I W1 (see FIG. 5 (b)) (See dashed line). On the other hand, the voltage value is detected by the current I W2 flowing through the detection resistor 13 (see the broken line in FIG. 5 (d)). The detected value is amplified by the exciting current amplifier circuit 44. (See FIG. 8 (a)). The amplified output is half-wave rectified by the diode 43 (FIG. 8 (b)). The half-wave rectified output is extracted by the smoothing circuit 42 into a smooth waveform (FIG. 8 (c)) close to the maximum value. That is, back electromotive current
Since the IR is removed, the smoothed waveform does not become significantly lower than the current value at the time of stop unlike the conventional circuit described above (see FIG. 8 (d)). Therefore, as shown by the broken line in FIG. 5 (c), the motor applied voltage Vw does not rise significantly, and it is possible to suppress a significant increase in power consumption at the mid-range frequency (see FIG. 7).

なお、ステッピングモータを次の条件の下、1K、2K、
5KPPSで各々駆動させたときの実験データを補足資料と
して第10図に示す。
In addition, stepping motor under the following conditions, 1K, 2K,
Figure 10 shows the experimental data when driven by 5KPPS as supplementary data.

第10図は検出抵抗13の両端電圧をオシロスコープで測
定した実測波形図である。
FIG. 10 is a measured waveform diagram of the voltage across the detection resistor 13 measured with an oscilloscope.

直流電源11の出力電圧 140v スイッチング周波数 30KHz 検出抵抗13の抵抗値 0.05Ω ステッピングモータ 5相・2.8A PS599H(マイコム製) 第二の発明 第3図は第二の発明の実施例に係るステッピングモー
タ用の駆動回路の制御回路を抜き出して示した回路図で
ある。尚、定電流チョッパ回路10および駆動巻線スイッ
チング回路30は第1図に示したものと同じものである。
Output voltage of DC power supply 11 40v Switching frequency 30KHz Detection resistance 13 resistance value 0.05Ω Stepping motor 5 phase ・ 2.8A PS599H (made by Mycom) Second invention Fig. 3 is for stepping motor according to the embodiment of the second invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing a control circuit of the drive circuit extracted from FIG. The constant current chopper circuit 10 and the drive winding switching circuit 30 are the same as those shown in FIG.

50は制御回路であり、検出抵抗13を流れる電流I W2に
よって得る電圧値を増幅させる励磁電流増幅回路54と、
この増幅された電圧を半波整流するダイオード53と、こ
の半波整流された電圧波形を平滑にする平滑回路52とを
直列に接続している。一方、前記電圧値を反転増幅させ
る逆起電流増幅回路55と、この反転増幅された電圧を半
波整流するダイオード56と、この半波整流された電圧波
形の平均値を検出する平均値保持回路57とを直列に接続
しており、これらを並列に接続してコンパレータ51のプ
ラス側に入力している。前記コンパレータ51のマイナス
側に、所定の基準電圧V REFを入力している。即ち、こ
の制御回路50は、検出抵抗13に現れる電圧の最大値と、
前記電圧を反転させた電圧の平均値とを合成し、この合
成値と基準電圧V REFとをコンパレータ51でもって比較
して、定電流チョッパ回路10を制御するものである。本
実施例は、モータ負荷による逆起電流IRの変化に着目
し、後述するように、前記第1の実施例よりさらに省電
力化を図ったものである。
50 is a control circuit, and an exciting current amplifying circuit 54 for amplifying a voltage value obtained by the current I W2 flowing through the detection resistor 13,
A diode 53 for half-wave rectifying the amplified voltage and a smoothing circuit 52 for smoothing the half-wave rectified voltage waveform are connected in series. On the other hand, a counter electromotive current amplifier circuit 55 for inverting and amplifying the voltage value, a diode 56 for half-wave rectifying the inverted and amplified voltage, and an average value holding circuit for detecting an average value of the half-wave rectified voltage waveform. 57 and 57 are connected in series, and these are connected in parallel and input to the positive side of the comparator 51. A predetermined reference voltage V REF is input to the negative side of the comparator 51. That is, the control circuit 50, the maximum value of the voltage appearing in the detection resistor 13,
The constant current chopper circuit 10 is controlled by synthesizing the average value of the voltages obtained by inverting the voltage and comparing the synthesized value with the reference voltage V REF by the comparator 51. In the present embodiment, attention is paid to the change of the counter electromotive current IR due to the motor load, and as described later, further power saving is achieved as compared with the first embodiment.

以下、上述の制御回路50を備えたステッピングモータ
用の駆動回路の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the drive circuit for the stepping motor including the control circuit 50 described above will be described.

従来からの問題点である中域の周波数で駆動する場合
において、駆動巻線スイッチング回路30を駆動すること
によって、検出抵抗13を流れる電流I W2によって得た電
圧値を励磁電流増幅回路54で増幅した後、ダイオード53
で半波整流し、平滑回路52でもって略平滑な波形の検出
値を取り出す。一方、前記電圧値を逆起電流増幅回路55
で反転増幅した後(第9図(a)参照)、ダイオード56
で半波整流し(第9図(b)参照)、この半波整流され
た波形を平均値保持回路57で平均化して検出する。前記
両検出値の和(第9図(d)参照)と基準電圧V REFと
をコンパレータ51で比較する。即ち、電流I W2の平滑波
形に、逆起電流IRの平均化された波形を合成しているの
で、その合成された値は、モータ巻線39に流れる積算さ
れた電流により近い値を示すこととなる。第7図に示す
ように、本発明によれば、モータが無負荷時は逆起電流
IRが大きく、その分、励磁電流I W1を抑え、一方、負荷
が大きくなれば逆起電流IRが減少するので、その分、励
磁電流I W1を増加させるため、第一の発明の実施例より
も一層消費電力を少なくできる。
When driving at a mid-range frequency, which is a problem from the past, by driving the drive winding switching circuit 30, the voltage value obtained by the current I W2 flowing through the detection resistor 13 is amplified by the excitation current amplification circuit 54. After the diode 53
The half-wave rectification is performed by and the detection value of the substantially smooth waveform is taken out by the smoothing circuit 52. On the other hand, the voltage value is set to the counter electromotive current amplifier circuit 55.
After inverting amplification at (see Fig. 9 (a)), diode 56
The half-wave rectification is performed by (see FIG. 9B), and the half-wave rectified waveform is averaged by the average value holding circuit 57 and detected. The comparator 51 compares the sum of the two detected values (see FIG. 9D) with the reference voltage V REF. That is, since the smoothed waveform of the current I W2 is combined with the averaged waveform of the back electromotive current IR, the combined value should be closer to the integrated current flowing through the motor winding 39. Becomes As shown in FIG. 7, according to the present invention, the counter electromotive current is generated when the motor is unloaded.
The IR is large, and the exciting current I W1 is suppressed by that amount. On the other hand, the counter electromotive current IR decreases when the load increases, so the exciting current I W1 is increased by that amount. Power consumption can be further reduced.

尚、この方式を実施する場合は、巻線電圧Vwの振動を
抑制するためにモータ印加部分とコンパレータ21との間
にコンデンサおよび抵抗をシリーズに接続したものを挿
入させるのが望ましい。
When implementing this method, it is desirable to insert a series connection of a capacitor and a resistor between the motor application portion and the comparator 21 in order to suppress the oscillation of the winding voltage Vw.

また、上述の各実施例において駆動巻線スイッチング
回路10は、バイポーラ型駆動として説明したが、本発明
はこれに限定されず、例えばユニポーラ型駆動であって
もよく、ステッピングモータの種類に応じて適宜な回路
を選定すればよい。
Further, although the drive winding switching circuit 10 in each of the above-described embodiments is described as a bipolar type drive, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a unipolar type drive, depending on the type of the stepping motor. An appropriate circuit may be selected.

尚、励磁電流増幅回路54、55のゲインおよびオフセッ
トは、モータ停止時において各モータ巻線39に定格電流
が流れるように適宜に定められる。
The gains and offsets of the exciting current amplification circuits 54 and 55 are appropriately determined so that the rated current flows through each motor winding 39 when the motor is stopped.

また、上述の実施例で述べた増幅回路44、54、55は、
いわゆるゼロクロス・コンパレータを用いても本発明と
同様の効果を得ることができる。
Further, the amplifier circuits 44, 54, 55 described in the above-mentioned embodiments are
Even if a so-called zero-cross comparator is used, the same effect as the present invention can be obtained.

(ヘ)効果 以上、第一の発明に係るステッピングモータ用の駆動
回路による場合、電流検出抵抗の検出信号に含まれる逆
極性の逆起電流分を除去し、当該信号に基づいて定電流
チョッパ駆動回路を動作させて定電流制御を行う構成と
なっているので、検出信号に含まれる逆極性の逆起電流
分が原因であった中域周波数領域でのモータ消費電力の
著しい増加を低く抑えることが可能となる。その結果、
中域周波数領域でモータ等が異常発熱することがなく、
信頼性の向上を図ることができる。
(F) Effect As described above, in the case of the drive circuit for the stepping motor according to the first aspect of the present invention, the counter electromotive force of the reverse polarity included in the detection signal of the current detection resistor is removed, and the constant current chopper drive is performed based on the signal. Since the circuit is operated to perform constant current control, the significant increase in motor power consumption in the middle frequency range, which was caused by the reverse electromotive force of the reverse polarity contained in the detection signal, must be kept low. Is possible. as a result,
Motor etc. does not generate abnormal heat in the mid frequency range,
Reliability can be improved.

第二の発明に係るステッピングモータ用の駆動回路に
よる場合、負荷状態に応じて変化する逆起電流をも考慮
した構成となっているので、第一の発明による場合に比
べると、モータ消費電力が一層小さくなり、モータの高
性能化を図る上で大きなメリットを期待することができ
る。
In the case of the stepping motor drive circuit according to the second aspect of the invention, since the counter electromotive current that changes according to the load state is taken into consideration, the motor power consumption is lower than that of the case of the first aspect of the invention. It can be made even smaller, and great advantages can be expected in improving the performance of the motor.

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

第1図は従来のステッピングモータ用の駆動回路を示す
回路図、第2図は第一の発明の実施例に係るステッピン
グモータ用の駆動回路の制御回路を抜き出して示した回
路図、第3図は第二の発明の実施例に係るステッピング
モータ用の駆動回路の制御回路を抜き出して示した回路
図、第4図は四相ステッピングモータを低域周波数で一
相励磁した場合の各部の動作波形図、第5図は四相ステ
ッピングモータを中域周波数で一相励磁した場合の各部
の動作波形図、第6図は四相ステッピングモータを高域
周波数で一相励磁した場合の各部の動作波形図、第7図
は駆動周波数と消費電力との関係を示す説明図、第8図
は第一の発明の実施例に係るステッピングモータ用の駆
動回路の制御回路の各部における波形図、第9図は第二
の発明の実施例に係るステッピングモータ用の駆動回路
の制御回路の各部における波形図、第10図はステッピン
グモータを1K、2K、5KPPSで各々駆動させたときの実験
結果であって、検出抵抗の両端電圧をオシロスコープで
測定した実測波形図である。 10……定電流チョッパ回路,20、40、50……制御回路,2
1、41、51……コンパレータ,22、42、52……平滑回路,4
3、53、56……ダイオード、44、54……巻線電流増幅回
路,55……逆起電流増幅回路、57……平均値保持回路,30
……駆動巻線スイッチング回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional drive circuit for a stepping motor, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an extracted control circuit of a drive circuit for a stepping motor according to an embodiment of the first invention, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing an extracted control circuit of a drive circuit for a stepping motor according to an embodiment of the second invention, and FIG. 4 is an operation waveform of each part when a four-phase stepping motor is excited in one phase at a low frequency. Fig. 5 is an operation waveform diagram of each part when the four-phase stepping motor is excited by one phase at the middle frequency, and Fig. 6 is an operation waveform of each part when the four-phase stepping motor is excited by one phase at the high frequency. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between drive frequency and power consumption, FIG. 8 is a waveform diagram in each part of the control circuit of the drive circuit for the stepping motor according to the embodiment of the first invention, and FIG. In the embodiment of the second invention Waveform diagram of each part of the control circuit of the stepping motor drive circuit, Fig. 10 is the experimental result when the stepping motor was driven by 1K, 2K and 5KPPS respectively, and the voltage across the detection resistor was measured with an oscilloscope. It is the actually measured waveform diagram. 10 …… Constant current chopper circuit, 20, 40, 50 …… Control circuit, 2
1, 41, 51 …… Comparator, 22, 42, 52 …… Smoothing circuit, 4
3, 53, 56 …… Diode, 44, 54 …… Winding current amplification circuit, 55 …… Back electromotive current amplification circuit, 57 …… Average value holding circuit, 30
...... Drive winding switching circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−285693(JP,A) 特開 昭60−237886(JP,A) 特開 昭60−216785(JP,A) 特開 昭54−164206(JP,A) 実開 昭53−78414(JP,U) 実開 昭58−72999(JP,U) 実開 昭58−73000(JP,U) 実開 昭55−35871(JP,U) 特公 昭61−22560(JP,B2)Continuation of the front page (56) Reference JP 62-285693 (JP, A) JP 60-237886 (JP, A) JP 60-216785 (JP, A) JP 54-164206 (JP , A) Actually open 53-78414 (JP, U) Actually open 58-72999 (JP, U) Actually open 58-73000 (JP, U) Actually open 55-35871 (JP, U) Special public 61-22560 (JP, B2)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コレクタ・エミッタ間に逆起電流を電源側
に流すためのダイオードを各々接続した4つのトランジ
スタからなるブリッジ方式のバイポーラ駆動回路であっ
て、直流電源にて生成された直流電圧を入力としてステ
ッピングモータの励磁電流を生成する駆動巻線スイッチ
ング回路と、直流電源と駆動巻線スイッチング回路との
間に接続された定電流チョッパ駆動回路と、定電流チョ
ッパ駆動回路とステッピングモータとの間に接続されて
おり且つこの間に流れる電流を電圧として検出する電流
検出抵抗と、電流検出抵抗の検出信号に基づいて定電流
チョッパ駆動回路を制御する制御回路とを具備したステ
ッピングモータ用の駆動回路において、前記制御回路
は、前記検出信号を整流することで当該信号に含まれる
逆極性の逆起電流分を除去し、整流した後の信号を平均
化させ、平均化した後の信号と所定の基準電圧とを比較
し、当該比較結果に応じて前記定電流チョッパ駆動回路
を動作させる構成であることを特徴としたステッピング
モータ用の駆動回路。
1. A bridge-type bipolar drive circuit comprising four transistors each having a diode connected between a collector and an emitter for allowing a counter electromotive current to flow to the power supply side, wherein a direct-current voltage generated by a direct-current power supply is used. Between the drive winding switching circuit that generates the excitation current of the stepping motor as an input, the constant current chopper drive circuit connected between the DC power supply and the drive winding switching circuit, and the constant current chopper drive circuit and the stepping motor. In a drive circuit for a stepping motor, which is connected to a current detection resistor that detects a current flowing between them as a voltage, and a control circuit that controls a constant current chopper drive circuit based on a detection signal of the current detection resistor. The control circuit rectifies the detection signal to generate a reverse electromotive force component of reverse polarity included in the signal. The signal after removal and rectification is averaged, the averaged signal is compared with a predetermined reference voltage, and the constant current chopper drive circuit is operated according to the comparison result. Drive circuit for stepping motor.
【請求項2】コレクタ・エミッタ間に逆起電流を電源側
に流すためのダイオードを各々接続した4つのトランジ
スタからなるブリッジ方式のバイポーラ駆動回路であっ
て、直流電源にて生成された直流電圧を入力としてステ
ッピングモータの励磁電流を生成する駆動巻線スイッチ
ング回路と、直流電源と駆動巻線スイッチング回路との
間に接続された定電流チョッパ駆動回路と、定電流チョ
ッパ駆動回路とステッピングモータとの間に接続されて
おり且つこの間に流れる電流を電圧として検出する電流
検出抵抗と、電流検出抵抗の検出信号に基づいて定電流
チョッパ駆動回路を制御する制御回路とを具備したステ
ッピングモータ用の駆動回路において、前記制御回路
は、前記検出信号を整流することで当該信号に含まれる
逆極性の逆起電流分を除去し、整流した後の信号を平均
化させる一方で、これとは別に前記検出信号を反転させ
た信号を整流し、整流した後の信号を平均化させ、平均
化した後の両信号を加算させ、加算した後の信号と所定
の基準電圧とを比較し、当該比較結果に応じて前記定電
流チョッパ駆動回路を動作させる構成であることを特徴
としたステッピングモータ用の駆動回路。
2. A bridge type bipolar drive circuit comprising four transistors each having a diode connected between a collector and an emitter for flowing a back electromotive current to the power supply side, wherein a DC voltage generated by a DC power supply is supplied. Between the drive winding switching circuit that generates the excitation current of the stepping motor as an input, the constant current chopper drive circuit connected between the DC power supply and the drive winding switching circuit, and the constant current chopper drive circuit and the stepping motor. In a drive circuit for a stepping motor, which is connected to a current detection resistor that detects a current flowing between them as a voltage, and a control circuit that controls a constant current chopper drive circuit based on a detection signal of the current detection resistor. The control circuit rectifies the detection signal to generate a reverse electromotive force component of reverse polarity included in the signal. While removing and averaging the rectified signals, separately rectify the signal obtained by inverting the detection signal, average the rectified signals, and add both signals after averaging A driving circuit for a stepping motor, wherein the added signal is compared with a predetermined reference voltage, and the constant current chopper driving circuit is operated according to the comparison result.
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