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JP2978042B2 - モータ駆動回路 - Google Patents

モータ駆動回路

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JP2978042B2
JP2978042B2 JP24569793A JP24569793A JP2978042B2 JP 2978042 B2 JP2978042 B2 JP 2978042B2 JP 24569793 A JP24569793 A JP 24569793A JP 24569793 A JP24569793 A JP 24569793A JP 2978042 B2 JP2978042 B2 JP 2978042B2
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winding
comparator
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resistor
power supply
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康一 南
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PII EFU YUU KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステッピング・モータ
に対するモータ駆動回路の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のモータ駆動回路を示す図で
ある。同図において、M1とM2はコンパレータ、M3
とM4はNORゲート、TR1とTR2はトランジス
タ、W1とW2は巻線、C1とC2はコンデンサ、R1
ないしR4は抵抗、D1ないしD6はダイオードをそれ
ぞれ示している。
【0003】図示のモータ駆動回路は、4相のステッピ
ング・モータに対するものである。4相のステッピング
・モータは、A相の巻線,B相の巻線,Aバー相の巻
線,Bバー相の巻線を有している。A相の磁極にはA相
の巻線とAバー相の巻線が巻かれており、B相の磁極に
はB相の巻線とBバー相の巻線が巻かれている。2相励
磁の場合には、先ずA相の巻線とB相の巻線に電流を流
し、次にB相の巻線とAバー相の巻線に電流を流し、次
にAバー相の巻線とBバー相の巻線に電流を流し、次に
Bバー相の巻線とA相の巻線に電流を流す。以下、これ
の繰り返しである。
【0004】コンパレータM1のマイナス入力端子には
抵抗R1の電圧が印加され、コンパレータM1のプラス
入力端子には基準電圧ref1が印加される。コンデン
サC1と抵抗R2は、ノイズ除去用のフィルタとして動
作する。コンパーレタM1の出力は、コンパレータM2
のマイナス入力端子に接続されている。コンデンサC2
と抵抗R3は、時定数回路として動作する。すなわち、
コンパレータM1の出力が低レベルから高レベルに変化
した時、コンパレータM2のマイナス入力端子に印加さ
れる電圧は指数関数的に上昇する。コンパレータM2の
プラス入力端子には、基準電圧ref2が印加される。
【0005】コンパレータM2の出力は、NORゲート
M3の下側入力端子に印加されると共に、NORゲート
M4の下側入力端子に印加される。NORゲートM3の
上側入力端子には*励磁相Aが印加され、NORゲート
M4の上側入力端子には*励磁相Aバーが印加される。
なお、*は負論理であることを示す。NORゲートM3
の出力はトランジスタTR1のゲートに印加され、NO
RゲートM4の出力は、トランジスタTR2のゲートに
印加される。
【0006】トランジスタTR1はnチャンネルのMO
SFETであり、トランジスタTR2もnチャンネルの
MOSFETである。ダイオードD2はトランジスタT
R1の寄生ダイオードであり、ダイオードD5はトラン
ジスタTR2の寄生ダイオードである。
【0007】巻線W1の上端は電源VCC2 に接続され、
巻線W1の下端はダイオードD1のアノードに接続され
ている。ダイオードD1のカソードは、トランジスタT
R1のドレインに接続されている。トランジスタTR1
のソースは抵抗R1の上端に接続されている。抵抗R1
の下端はアースされている。ダイオードD3のアノード
はアースされ、カソードはダイオードD1のアノードに
接続されている。
【0008】巻線W2の上端も電源VCC2 に接続され、
巻線W2の下端はダイオードD4のアノードに接続され
ている。ダイオードD4のカソードは、トランジスタT
R2のドレインに接続されている。トランジスタTR2
のソースも抵抗R1の上端に接続されている。ダイオー
ドD6のアノードはアースされ、カソードはダイオード
D4のアノードに接続されている。なお、巻線W1はA
相の巻線であり、巻線W2はAバー相の巻線である。
【0009】トランジスタTR1がオンすると、電流は
電源VCC2 →巻線W1→ダイオードD1→トランジスタ
TR1→抵抗R1の経路を流れる。トランジスタTR2
がオンすると、電流は電源VCC2 →巻線W2→ダイオー
ドD4→トランジスタTR2→抵抗R1の経路を流れ
る。トランジスタTR1がオンしているときに巻線W1
によって生ずる磁界と、トランジスタTR2がオンして
いるときに巻線W2によって生ずる磁界は、方向が反対
である。電源VCC1 は例えば5ボルトであり、電源V
CC2 は例えば24ボルトである。コンパレータM1,コ
ンパレータM2,NORゲートM3,NORゲートM4
の電源電圧は、全て5ボルトである。
【0010】図3は図2のモータ駆動回路の動作を説明
する図である。*励磁相Aが低レベルになると、NOR
ゲートM3の出力が高レベルになり、トライジスタTR
1がオンする。トランジスタTR1がオンすると、電流
は電源VCC2 →巻線W1→ダイオードD1→トランジス
タTR1 →抵抗R1の経路で流れ、指数関数的に増加す
る。
【0011】電流検出抵抗R1の両端の電圧が基準電圧
ref1と等しくなると、コンパレータM1の出力が高
レベルから低レベルに反転する。この結果、コンパレー
タM2の出力は低レベルから高レベルに反転し、NOR
ゲートM3の出力は低レベルになり、トランジスタTR
1はオフする。
【0012】トランジスタTR1がオフすると、巻線W
1の電磁エネルギーは巻線W2に転流し、電流はダイオ
ードD6→巻線W2→電源VCC2 の経路で流れる。一
方、抵抗R1の両端電圧は0になり、コンパレータM1
の出力は再び低レベルから高レベルに反転する。しか
し、コンパレータM1の出力には抵抗R3とコンデンサ
C1よりなる時定数回路があるため、コンパレータM2
の出力が高レベルから低レベルに反転するのには時間が
かかる。コンパレータM2の出力が高レベルから低レベ
ルに反転すると、NORゲートM3の出力が高レベルに
なり、トランジスタTR1がオンする。この動作が繰り
返されることによって、巻線W1に流れる電流および巻
線W2に流れる電流に基づくA相の合成磁界は一定に保
たれる。なお、*励磁Aバー相が低レベルの時の動作に
ついては、説明を省略する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】図2の電気回路中のダ
イオードD2,D5はそれぞれトランジスタTR1,T
R2の寄生ダイオードである。ダイオードD1,D3,
D4,D6がなくても、ダイオードD2,D5があるの
で問題がないように思われる。しかし、トランジスタT
R1がオフした時の電磁エネルギーをダイオードD5に
よって処理しようとすると、その電流は抵抗R1を上向
きに流れるためコンパレータM1のマイナス入力端子に
負の電圧が印加されることになり、コンパレータM1が
プラス・マイナス両電源で動作しない限り、動作は保証
されない。本発明は、この点に鑑みて創作されたもので
あって、従来のモータ駆動回路からダイオードを省略で
きるようになったモータ駆動回路を提供することを目的
としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】そしてそのため、本発明
のモータ駆動回路は、第2の電源(Vcc2)と、一端が第2
の電源(Vcc2)に接続された第1の巻線(W1)と、一端が第
2の電源(Vcc2)に接続された第2の巻線(W2)と、一端が
第1の巻線(W1)の他端に接続された第1のnチャンネル
のMOSFET(TR1) と、一端が第2の巻線(W2)の他端
に接続された第2のnチャンネルのMOSFET(TR2)
と、一端が第1のnチャンネルのMOSFET(TR1) の
ソースおよび第2のnチャンネルのMOSFET(TR2)
のソースに接続された電流検出抵抗(R1)と、出力が第1
のnチャンネルのMOSFET(TR1) のゲートに接続さ
れた第1のゲート回路(M3)と出力が第2のnチャンネル
のMOSFET(TR2) のゲートに接続された第2のゲー
ト回路(M4)と出力が第1のゲート回路(M3)の入力端子お
よび第2のゲート回路(M4)の入力端子に接続された第2
のコンパレータ(M2)と、第2のコンパレータ(M2)に基準
電圧を与える第2の基準電圧手段(ref2)と、出力が第2
のコンパレータ(M2)の入力端子に接続された第1のコン
パレータ(M1)と、第1のコンパレータ(M1)に基準電圧を
与える第1の基準電圧手段(ref3)と、一端が第1の電源
(Vcc1)に接続された第1の抵抗(R5)と、一端が第1の抵
抗(R5)の他端および第1のコンパレータ(M1)の入力端子
に接続され、他端が電流検出用抵抗(R1)の一端に接続さ
れた第2の抵抗(R6)とを具備し、第1のnチャンネルの
MOSFET(TR1) がオフしたときには、電流が電流検
出抵抗(R1),第2のnチャンネルのMOSFET(TR2)
の寄生ダイオード(D5),第2の巻線(W2),第2の電源(V
cc2)を介して流れ、第2のnチャンネルのMOSFET
(TR2) がオフしたときには、電流が電流検出抵抗(R1),
第1のnチャンネルのMOSFET(TR1) の寄生ダイオ
ード(D2),第1の巻線(W1),第2の電源(Vcc2)を介して
流れることを特徴とするものである。
【0015】
【実施例】図1は本発明の1実施例を示す図である。同
図において、R5とR6は抵抗を示している。なお、図
2と同一符号は同一物を示す。図1のモータ駆動回路
は、図2のモータ駆動回路からダイオードD1,D3,
D4,D6を除去すると共に、抵抗R5と抵抗R6より
成るバイアス回路を新たに付加したものである。
【0016】抵抗R5と抵抗R6は直列接続され、抵抗
R5の上端は電源Vcc1 に接続され、抵抗R6の下端は
抵抗R1の上端に接続され、抵抗R5と抵抗R6の接合
点はコンパレータM1のマイナス入力端子に接続されて
いる。抵抗R5,R6の値を R6×{(Vcc1 +(巻線電流×R1)}÷(R5+R6) −(巻線電流×R1)>0 …(1) なる関係式が成り立つように選べば、コンパレータM1
の入力端子に負の電圧が印加されるのを防ぐことが出来
る。なお、(1) 式の巻線電流とは、巻線電流の設定値を
意味している。
【0017】図1のモータ駆動回路の動作について説明
する。コンパレータM2の出力が低レベルの状態の下で
*励磁相Aが低レベルになると、トランジスタTR1が
オンし、電流が電源VCC2 →巻線W1→トランジスタT
R1→抵抗R1の経路で流れる。抵抗R1に電流が下向
きに流れると、抵抗R5とR6の接合点の電圧が上昇
し、この電圧が基準電圧ref3を越えると、コンパレ
ータM1の出力は高レベルから低レベルに変化する。コ
ンパレータM1の出力が低レベルになると、コンパレー
タM2の出力は高レベルになり、トランジスタTR1が
オフする。
【0018】トランジスタTR1がオフすると、蓄えら
れている電磁エネルギーに基づく電流が抵抗R1→ダイ
オードD5→巻線W2→電源VCC2 の経路で流れる。抵
抗R1を電流が上向きに流れると、コンパレータM1の
出力は高レベルになる。コンパレータM1の出力が高レ
ベルになると、コンパレータM2のマイナス入力電圧は
指数関数的に上昇し、その値が基準電圧ref2を越え
ると、コンパレータM2の出力は低レベルになり、トラ
ンジスタTR1がオンする。以下、同様な動作が繰り返
される。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来のモータ駆動回路に比べ部品点数を少な
く出来るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ駆動回路の1実施例を示す図で
ある。
【図2】従来のモータ駆動回路を示す図である。
【図3】図2のモータ駆動回路の動作説明図である。
【符号の説明】
M1とM2 コンパレータ M3とM4 NORゲート TR1とTR2 トランジスタ W1とW2 巻線 C1とC2 コンデンサ R1ないしR6 抵抗 D1ないしD6 ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 8/00 - 8/42 H02P 5/04 - 5/26 H02P 7/04 - 7/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第2の電源(Vcc2)と、 一端が第2の電源(Vcc2)に接続された第1の巻線(W1)
    と、 一端が第2の電源(Vcc2)に接続された第2の巻線(W2)
    と、 一端が第1の巻線(W1)の他端に接続された第1のnチャ
    ンネルのMOSFET(TR1) と、 一端が第2の巻線(W2)の他端に接続された第2のnチャ
    ンネルのMOSFET(TR2) と、 一端が第1のnチャンネルのMOSFET(TR1) のソー
    スおよび第2のnチャンネルのMOSFET(TR2) のソ
    ースに接続された電流検出抵抗(R1)と、 出力が第1のnチャンネルのMOSFET(TR1) のゲー
    トに接続された第1のゲート回路(M3)と出力が第2のn
    チャンネルのMOSFET(TR2) のゲートに接続された
    第2のゲート回路(M4)と出力が第1のゲート回路(M3)の
    入力端子および第2のゲート回路(M4)の入力端子に接続
    された第2のコンパレータ(M2)と、 第2のコンパレータ(M2)に基準電圧を与える第2の基準
    電圧手段(ref2)と、 出力が第2のコンパレータ(M2)の入力端子に接続された
    第1のコンパレータ(M1)と、 第1のコンパレータ(M1)に基準電圧を与える第1の基準
    電圧手段(ref3)と、 一端が第1の電源(Vcc1)に接続された第1の抵抗(R5)
    と、 一端が第1の抵抗(R5)の他端および第1のコンパレータ
    (M1)の入力端子に接続され、他端が電流検出用抵抗(R1)
    の一端に接続された第2の抵抗(R6)とを具備し、 第1のnチャンネルのMOSFET(TR1) がオフしたと
    きには、電流が電流検出抵抗(R1),第2のnチャンネル
    のMOSFET(TR2) の寄生ダイオード(D5),第2の巻
    線(W2),第2の電源(Vcc2)を介して流れ、 第2のnチャンネルのMOSFET(TR2) がオフしたと
    きには、電流が電流検出抵抗(R1),第1のnチャンネル
    のMOSFET(TR1) の寄生ダイオード(D2),第1の巻
    線(W1),第2の電源(Vcc2)を介して流れることを特徴と
    するモータ駆動回路。
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