DE3836531A1 - Schrittmotorsteuerung - Google Patents

Description

Schrittmotorsteuerungen dienen beispielsweise zum Steuern von elektroni­ schen Uhren. Solche Uhren bestehen aus einem Schrittmotor und einer Zahnraduntersetzung, die direkt den Uhrzeiger antreibt. Der Schrittmotor wird mit Hilfe einer Elektronik im Sekundentakt angesteuert. Der Erfin­ dung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schrittmotorsteuerung anzugeben, die mit möglichst geringem Spannungsverlust arbeitet. Diese Aufgabe wird bei einer Schrittmotorsteuerung nach der Erfindung durch das Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Die Schrittmotorsteuerung wird gemäß der Figur mit Hilfe eines speziell auf die vorgesehene Anwendung zugeschnittenen Digital-Analogwandlers erzeugt. Eine von der Batteriespannung U _Bat unabhängige Betriebsspannung liefert die aus dem Widerstand R 1, den Dioden D 20, D 21, D 22 und D 23 und dem Emitterfolger T 19 bestehende Referenzspannungsquelle. Die in der Leistungstransistorbrücke T 10, T 13, T 14 und T 15 angeordnete Last L (im allgemeinen ein Motor) erhält treppenförmige bzw. rampenförmige Spannungen durch die Transistoren T 10 und T 14. Die Last L wird jeweils auf der einen Seite mit einer treppenförmigen Spannung beaufschlagt, während die andere Seite jeweils auf Masse geschaltet wird.

Die Transistoren T 10 und T 14 liefern treppenförmige Spannungen, wenn ihre Basen durch treppenförmige Spannungen angesteuert werden. Die Transistoren T 10 und T 14 erhalten ihre treppenförmige Steuerspannungen vom Emitterfolger T 9, und zwar der Transistor T 10 über den Steuerwider­ stand R 8 und der Transistor T 14 über den Steuerwiderstand R 9. Damit der Transistor T 9 eine treppenförmige Spannung an die Basen der Tran­ sistoren T 10 und T 14 liefern kann, muß seine Basis mit einer treppenför­ migen Spannung angesteuert werden. Die treppenförmige Spannung für die Basis des Transistors T 9 liefert die aus den Widerständen R 4, R 5, R 6 und R 7 bestehende und von einem Teilkollektorstrom des Multikollek­ tortransistors T 17 durchflossene Widerstandskette. Jedem der genannten Widerstände ist die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors parallelge­ schaltet, so daß jeder Widerstand der Widerstandskette kurzgeschlossen werden kann. Dem Widerstand R 4 ist die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors T 5, dem Widerstand R 5 ist die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors T 6, dem Widerstand R 6 ist die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors T 7 und dem Widerstand R 7 ist die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors T 8 parallel geschaltet. Die Basen der parallel geschalteten Transistoren werden von Steuertransistoren angesteuert, und zwar der Transistor T 5 vom Steuertransistor T 4, der Transistor T 6 vom Steuertran­ sistor T 3, der Transistor T 7 vom Steuertransistor T 2 und der Transistor T 8 vom Steuertransistor T 1.

Das Kurzschließen von bestimmten Widerständen der Widerstandskette (R 4, R 5, R 6, R 7) hängt von den Logikzuständen E 1, E 2, E 4 und E 8 ab, die die Basen der Steuertransistoren (T 1, T 2, T 3, T 4) ansteuern. In Ab­ hängigkeit von der digitalen Information an den Steuertransistoren T 1, T 2, T 3 und T 4 kann die Spannung an der Widerstandskette (R 4, R 5, R 6, R 7) und damit auch an der Basis des Transistors T 9 treppenförmig variiert werden. Die Widerstände R 4, R 5, R 6 und R 7 der Widerstandskette sind gewichtet, d. h. ihre Widerstandswerte entsprechen einem Vielfachen der Widerstandseinheit R. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Widerstandswert des Widerstandes R 4 8R, der Widerstandswert des Widerstandes R 5 4R, der Widerstandswert des Widerstandes R 6 2R und der Widerstandswert des Widerstandes R 7 1R. Werden die Logikzustände E 1, E 2, E 4 und E 8 einem normalbinärcodierten Vierbit-Zähler entnommen, so ergibt sich eine rampenförmige Spannung mit 16 Einzelstufen. Die Transistoren T 11, T 12, T 13 und T 14 dienen der Umpolung der treibenden Lastspannung, um den Schrittmotor (Last) mit einer einzigen Wicklung (Einphasenmotor) ausführen zu können. Dieses Umpolen erfolgt dadurch, daß entweder die Ansteuerleitungen A, A′ Strom für die Transistoren T 11, T 13 liefern oder im anders gepolten Zustand die Steuerleitungen B, B′ Basisstrom für die Transistoren T 12, T 15 liefern.

Der Transistor T 17 bildet zusammen mit dem Transistor T 16 und dem Widerstand R 2 eine Stromquelle. Der Transistor T 18 bildet zusammen mit dem Widerstand R 3 eine Stromquelle, die Arbeitsströme für die Schalttransistoren T 5, T 6, T 7 und T 8 liefert.

Die Dioden D 24, D 25 kompensieren die Basis-Emitter-Spannungsabfälle der Transistoren T 9 und T 10 bzw. T 9 und T 14.

Claims (8)

1. Schrittmotorsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor durch eine sich stufenförmig ändernde Spannung gespeist wird.

2. Schrittmotorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung erst stufenförmig zunimmt, um dann wieder stufenförmig abzunehmen.

3. Schrittmotorsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Erzeugung der stufenförmig sich ändernden Spannung eine Widerstandskette vorgesehen ist, deren Widerstände durch parallel geschal­ tete Schalttransistoren kurzschließbar sind, und daß die Schalttransistoren von Steuertransistoren angesteuert werden, die von einer Logikschaltung gesteuert werden.

4. Schrittmotorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Stromquelle vorgesehen ist, die den Strom für die Widerstandskette liefert.

5. Schrittmotorsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle aus einem Transistor und einem Widerstand besteht.

6. Schrittmotorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrkollektor-Transistor vorgesehen ist, der zu­ sammen mit einem Widerstand eine Stromquelle bildet, die die Arbeits­ ströme für die Schalttransistoren der Widerstandskette liefert.

7. Schrittmotorsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schrittmotor jeweils auf der einen Seite mit einer treppenförmigen Spannung beaufschlagt wird, während seine andere Seite jeweils auf Masse geschaltet wird.

8. Schrittmotorsteuerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schrittmotor ansteuernden Transistoren von einem Transistor ge­ steuert werden, an dessen Basis die Widerstandskette geschaltet ist.