(57)【要約】【課題】  本発明は,ステッピングモータの駆動装置において,前記問題を解決し,小型低価格を実現するための簡単な回路構成を実現する。【解決手段】  本発明では，第１の抵抗と第１の整流素子とコンデンサを順に直列に接続し，第１の整流素子の整流方向をコンデンサの充電方向と一致させて充電回路網を構成し，第２の抵抗と第２の整流素子とコンデンサを順に直列に接続し，第２の整流素子の整流方向をコンデンサの放電方向と一致させて構成し，矩形波ＰＷＭ指令信号は，充電回路網の第１の抵抗と第１の整流素子の接続部電圧を第１の所定電圧と比較する第１の比較器に入力し第１の比較器の出力を正アーム用駆動信号とし，放電回路網の第２の抵抗と第２の整流素子の接続部の電圧を第２の所定電圧と比較する第２の比較器に入力し第２の比較器の出力を負アーム用駆動信号と構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部指令パルスの印加ごとに正弦波状に変化する電圧をモータ巻線に印加し，基本ステップ角を細分化するマイクロステップ機能を有する外部指令パルスの印加ごとにモータが歩進回転するステッピングモータの駆動装置であり，前記モータの駆動用に外部に設けた電源の正負端子間に２つのスイッチング素子を直列に接続し，前記スイッチング素子のうち前記電源の正側に接続した正アームと，負側に接続した負アームとを相補に導通させて導通時間の比によって平均電圧を制御するＰＷＭ駆動回路を有するにＰＷＭ制御装置において，１つのコンデンサと，第１及び第２抵抗と，第１及び第２の整流素子を設け，前記第１の抵抗と前記第１の整流素子と前記コンデンサを順に直列に接続し，前記第１の整流素子の整流方向を前記コンデンサの充電方向と一致させて充電回路網を構成し，前記第２の抵抗と前記第２の整流素子と前記コンデンサを順に直列に接続し，前記第２の整流素子の整流方向を前記コンデンサの放電方向と一致させて放電回路網を構成し，前記矩形波ＰＷＭ指令信号は，前記充電回路網の第１の抵抗と第１の整流素子の接続部の電圧を第１の所定電圧と比較する第１の比較器に入力し前記第１の比較器の出力を正アーム用駆動信号とし，前記放電回路網の第２の抵抗と第２の整流素子の接続部電圧を第２の所定電圧と比較する第２の比較器に入力し前記第２の比較器の出力を負アーム用駆動信号としたことを特徴とするステッピングモータの駆動装置。
【請求項２】
前記矩形波ＰＷＭ指令信号は，前記充電回路網の第１の抵抗と第１の整流素子の接続部電圧と，前記放電回路網の第２の抵抗と第２の整流素子の接続部電圧をそれぞれ別の論理素子に入力し，論理素子の出力をそれぞれ正アーム及び負アーム用駆動信号としたことを特徴とする１項記載のステッピングモータの駆動装置。
【請求項３】
前記矩形波ＰＷＭ指令信号の生成は印加電圧の平均値に比例する指令信号と三角波を比較して生成し，前記指令信号に対してオフセット量を調整できるようにしたことを特徴とする１項及び２項記載のステッピングモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，位置および速度を制御するためのステッピングモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータは簡単に位置制御ができるため，多くの用途に利用されているが，装置の小型化，低価格化に対応した駆動回路が求められている。
小型，小型低価格を実現するためには，部品数の削減を行う必要があり，また，低価格部品を選定しなければならない。
ステッピングモータ駆動回路の内部は，外部からパルス指令を加え，パルス指令の印加毎に励磁条件を決定する順序回路と，モータに印加する電圧を制御するインバータ部に大別される。順序回路は４ｂｉｔマイコンなど，廉価なマイクロプロセッサが利用可能であるが，機能と価格とはトレードオフの関係にあるため，経済的な理由から，マイクロプロセッサの機能を制限することがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−０７５５８５  図４に３相ステッピングモータ駆動装置の従来例を示す。  パルス列指令入力端子１０に印加される外部パルス列指令は電圧指令生成器２０に加えられ，電圧指令生成部２０では指令の印加毎に変化する１２０度位相差の正弦波状電圧指令を発生し，インバータ部４０にあるPWM指令発生器４１の一方の入力となる。なお，インバータ部５０及び６０はインバータ部４０と同一構成であるため，図１では記述を省略した。以降は，インバータ部４０の構成及び動作について詳述するが，インバータ部５０及び６０はそれぞれ位相の異なる正弦波状電圧指令が印加される以外は同様の動作をする。  PWM指令発生器４１は，電圧指令生成部２０の出力と，キャリア発生器９０で生成する三角波キャリア信号と比較し矩形波PWM指令ｖｇ＊を生成する。矩形波PWM指令ｖｇ＊はデッドタイム生成器１００を介して正アーム用駆動信号ｖｇｐ＊と負アーム用駆動信号ｖｇｎ＊を生成する。正アーム用駆動信号ｖｇｐ＊と負アーム用駆動信号ｖｇｎ＊はゲート駆動回路４３及び４４を介して正アーム４５と負アーム４６を相補に導通状態とし，ステッピングモータ７０に所望の電圧を印可するものである。  ここで，デッドタイム生成器１００の詳細構成図を図５に示す。また，動作シーケンスを図６に示す。従来構成のデッドタイム生成器は，図６では省略しているが，デッドタイム分の時間周期を持つクロック信号を発生するタイミング回路からタイミング信号ＣＬＫを印加し，順序回路と論理回路を組み合わせて，相補信号を発生するとともに，正アーム用駆動信号と負アーム用駆動信号との間にデッドタイムを挿入する働きがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４，図５及び図６に示した従来構成のステッピングモータ駆動回路では，インバータ部に設けたデッドタイム生成器に多くの論理素子が必要となるため，小型，低価格の駆動装置を実現することが困難であった。
本発明は,ステッピングモータの駆動装置において,前記問題を解決し,小型低価格を実現するための簡単な回路構成を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明では，外部指令パルスの印加ごとに正弦波状に変化する電圧をモータ巻線に印加し，基本ステップ角を細分化するマイクロステップ機能を有する外部指令パルスの印加ごとにモータが歩進回転するステッピングモータの駆動装置であり，前記モータの駆動用に外部に設けた電源の正負端子間に２つのスイッチング素子を直列に接続し，前記スイッチング素子のうち前記電源の正側に接続した正アームと，負側に接続した負アームとを相補に導通させて導通時間の比によって平均電圧を制御するＰＷＭ駆動回路を有するにＰＷＭ制御装置において，１つのコンデンサと，第１及び第２抵抗と，第１及び第２の整流素子を設け，前記第１の抵抗と前記第１の整流素子と前記コンデンサを順に直列に接続し，前記第１の整流素子の整流方向を前記コンデンサの充電方向と一致させて充電回路網を構成し，前記第２の抵抗と前記第２の整流素子と前記コンデンサを順に直列に接続し，前記第２の整流素子の整流方向を前記コンデンサの放電方向と一致させて放電回路網を構成し，前記矩形波ＰＷＭ指令信号は，前記充電回路網の第１の抵抗と第１の整流素子の接続部の電圧を第１の所定電圧と比較する第１の比較器に入力し前記第１の比較器の出力を正アーム用駆動信号とし，前記放電回路網の第２の抵抗と第２の整流素子の接続部電圧を第２の所定電圧と比較する第２の比較器に入力し前記第２の比較器の出力を負アーム用駆動信号とするように構成する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるステッピングモータ駆動装置は，デッドタイム生成に必要な論理素子類を削減でき，また，順序素子駆動用のクロック信号も省略できるから，駆動装置の部品数削減と省スペース化を実現できる。
【０００７】
また，前記矩形波ＰＷＭ指令信号は，前記充電回路網の第１の抵抗と第１の整流素子の接続部電圧と，前記放電回路網の第２の抵抗と第２の整流素子の接続部電圧をそれぞれ別の論理素子に入力し，論理素子の出力をそれぞれ正アーム及び負アーム用駆動信号とする。
【０００８】
また，前記矩形波ＰＷＭ指令信号の生成は印加電圧の平均値に比例する指令信号と三角波を比較して生成し，前記指令信号に対してオフセット量を調整できるようにしたことを特徴とする１項及び２項記載のステッピングモータの駆動装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明を実施するための最良の形態を図１に示す。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施例である。
図４の従来例と共通する部分は同一番号を用いて示した。
図１は，図４に対してデッドタイム生成器が異なるとともに，オフセット信号生成器３０と加算器９１，９２，９３を追加した構成となっている。
デッドタイム生成器４２の詳細を図２に示す。また，図２の動作タイミングを図３に示す。
ＰＷＭ指令発生器４１の出力は，図２において端子４２７に繋がる。端子４２７印加される矩形波PWM指令ｖｇ＊は，Ｈレベルへの立ち上がり信号の場合には，抵抗４２１，ダイオード４２４を通してコンデンサ４２３が充電される。また，矩形波PWM指令ｖｇ＊が，Ｌレベルへの立ち下がり信号の場合には，ダイオード４２５，抵抗４２２を介してコンデンサ４２３が放電される。
ここでダイオード４２４のアノード側電圧Ｓ１ｐはＬレベル信号の場合，入力信号の変化に従い速やかにＬレベルに変化するが，Ｈレベル信号の場合にはコンデンサ４２３の電圧にダイオード順方向電圧降下を加算した緩やかな変化を示す。同様に，ダイオード４２５のカソード側電圧Ｓ１ｎはＨレベル信号の場合，入力信号の変化に従い速やかにＨレベルに変化するが，Ｌレベル信号の場合にはコンデンサ４２３の電圧にダイオード順方向電圧降下を加算した緩やかな変化を示す。
従って，端子４２８，４２９の出力電圧ｖｇｐ＊及びｖｇｎ＊は，ダイオード４２４のアノード側電圧Ｓ１ｐ及びダイオード４２５のカソード側電圧Ｓ１ｎが論理素子４２６ａ，４２６ｂ，及び４２６ｃを通過することによって論理素子のスレッシュホールド電圧を境に論理反転が行われるため，デッドタイムｔｄ２及びｔｄ４が挿入された相補ＰＷＭのアーム駆動信号となる。
【００１１】
更に，正アームにＰチャネル素子，負アームにＮチャネル素子を用いた場合には，両素子のスイッチング時間が異なるが，実施例では，適正なデッドタイム時間を抵抗４２１と４２２で調整できるという特徴がある。その際，正アームと負アームの導通期間にデッドタイムの差による出力電圧誤差が発生するが，実施例では指令信号に対してオフセット量を調整することで出力電圧の誤差補正が可能である。
【００１２】
なお，本実施例は３相ステッピングモータの駆動装置を示したが，本発明は正負アームが相補に動作する駆動装置全般に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例である。
【図２】本発明のデッドタイム生成部詳細図である。
【図３】図２のシーケンス図である。
【図４】従来例１である。
【図５】従来例のデッドタイム生成部詳細図である。
【図６】図５のシーケンス図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０              パルス列指令入力端子
２０              電圧指令生成器
３０              オフセット信号生成器
４０，５０，６０  インバータ部
４１              ＰＷＭ指令発生器
４２              デッドタイム生成器
４３，４４        ゲート駆動回路
４５              正アーム
４６              負アーム
４７              モータ駆動電源
７０              ステッピングモータ
８０              キャリア発生器
９１，９２，９３  加算器
１００            デッドタイム生成器
１０１ａ，１０１ｂ    Ｄフリップフロップ
１０２ａ，１０２ｂ    ＡＮＤ回路
１０３            ＰＷＭ指令入力端子
１０４            クロック信号入力端子
１０５            正アーム駆動信号出力端子
１０６            負アーム駆動信号出力端子
４２１，４２２    抵抗
４２３            コンデンサ
４２４，４２５    ダイオード
４２６ａ，４２６ｂ，４２６ｃ    ＮＯＴ回路
４２７            端子
４２８            正アーム駆動信号出力端子
４２９            負アーム駆動信号出力端子
【図１】
2007288950.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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