(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータの巻線に接続された通電制御回路と、この通電制御回路を制御するドライバー回路と、上記各回路に共通な電源とより成り、上記ドライバー回路の電源端子と上記共通電源との間に、上記ドライバー回路の電源端子側にカソード電極側を向けてツエナーダイオードを介挿し、及び上記ドライバー回路の出力端子と上記通電制御回路の正側パワースイッチングトランジスタの制御信号入力端子との間に、上記正側パワースイッチングトランジスタの制御信号入力端子側にカソード電極側を向けて夫々ツエナーダイオードを接続し、上記ツエナーダイオードのツエナー電圧を上記共通な電源の電圧と上記ドライバー回路の最大定格電源電圧の差電圧以上となるようにしたことを特徴とするステッピングモータの駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステッピングモータの駆動回路、特に、ステッピングモータを高速駆動できる駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来から実施されているステッピングモータの駆動回路の要部回路図である。図２においてＶｍは直流電源、Ｕ１は上記直流電源Ｖｍを電源とするドライバー回路、Ｔｒｌ〜Ｔｒ３は通電制御回路を構成する上記直流電源Ｖｍの正側パワースイッチングトランジスタ、Ｔｒ４〜Ｔｒ６は同じく負側パワースイッチングトランジスタ、Ｒ１は電流検出抵抗、Ｍはステッピングモータの巻線を示し、ドライバー回路Ｕ１の出力信号で通電制御回路の６個のパワースイッチングトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ６を駆動し、ステッピングモータの３個の巻線Ｍに順次通電してステッピングモータを駆動する。
【０００３】
図３に示すように、ドライバー回路Ｕ１は６個の出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ６と、この出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ６の信号入力端子に順次通電信号を送り３相の通電シーケンスを構成するためのコミュテーションロジック信号発生回路Ｃと、通電制御回路の電流の大きさを制御するＰＷＭ制御回路（パルス幅制御回路）Ｐとが設けられ、出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ３の出力端子と電源供給端子Ｖｃｃの間に抵抗Ｒｕが夫々接続され、出力用スイッチングトランジスタＰｄ４〜Ｐｄ６の出力端子とグランドの間に抵抗Ｒｄが夫々接続され、ＰＷＭ制御回路Ｐの出力が出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ３の制御入力端子に加わるようにされている。
【０００４】
そして、通電制御用パワースイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３の何れかをＯＮさせるときは、ドライバー回路Ｕ１のＯＮ信号を出す出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ３に定電流出力シンク電流が出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗより流入し、通電制御用パワースイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３をＯＦＦさせるときは、ＯＦＦとなる出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ３から定電流出力シンク電流が出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗより流出するようになっており、この場合には出力用スイッチングトランジスタＰｄ１〜Ｐｄ３の出力端子の電圧は電源供給端子Ｖｃｃと略同じ電圧となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般にステッピングモータの駆動周波数が高くなると、巻線Ｍのインダクタンスの作用で電流の立ち上がりが遅れ、高い駆動周波数では実効電流が減少してトルクが減少し脱調することがあるという問題がある。
【０００６】
その対策の一つとして巻線Ｍの巻数を減らしインダクタンスを減少させるということが一般的に行われているが、これでは巻線の巻数と電流で決まるホールディングトルクが減少するという問題があり適切な対策とは言えない。
【０００７】
他の対策として電源電圧を高くすることが有効で低周波数から高周波数まで大きなトルクで動作が可能であるが、電源電圧を高くすると共通電源から電源を供給されているドライバー回路の電源電圧がその最大定格電源電圧を越えることがあり、動作が不能となったり破損するようなことが起こる。
【０００８】
そのような事態を防止するためにドライバー回路のために専用の電源を設けること、高い電源電圧に対応するドライバー回路を設ける等の対策も可能であるが、汎用品でないため高価となるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は上記のような問題を解決し共通の電源と汎用のドライバー回路とを使用し広い周波数範囲で動作可能なステッピングモータの駆動回路を得るにある。
【００１０】
本発明はこのような欠点を除くようにしたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のステッピングモータの駆動回路は、ステッピングモータの巻線に接続された通電制御回路と、この通電制御回路を制御するドライバー回路と、上記各回路に共通な電源とより成り、上記ドライバー回路の電源端子と上記共通電源との間に、上記ドライバー回路の電源端子側にカソード電極側を向けてツエナーダイオードを介挿し、及び上記ドライバー回路の出力端子と上記通電制御回路の正側パワースイッチングトランジスタの制御信号入力端子との間に、上記正側パワースイッチングトランジスタの制御信号入力端子側にカソード電極側を向けて夫々ツエナーダイオードを接続し、上記ツエナーダイオードのツエナー電圧を上記共通な電源の電圧と上記ドライバー回路の最大定格電源電圧の差電圧以上となるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１は、本発明を実施したステッピングモータの駆動回路の要部を示し、本発明においては、直流電源Ｖｍの電圧を高く設定すると共に、直流電源Ｖｍとドライバー回路Ｕ１の電源供給端子の間にツエナーダイオードＺＤ１を介挿し、ドライバー回路Ｕ１の出力端子と上記直流電源Ｖｍの正側のパワースイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３の入力端子間に夫々ツエナーダイオードＺＤ２〜ＺＤ４を介挿し、上記ツエナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４のツエナー電圧を夫々上記電源電圧と上記ドライバー回路の最大定格電源電圧の差電圧以上となるように設定する。
【００１４】
本発明は上記のような構成であるから、直流電源Ｖｍの電圧をドライバー回路Ｕ１の最大定格電源電圧を越えて高くしても、ツエナーダイオードＺＤ１の作用でドライバー回路Ｕ１の電源電圧がドライバー回路Ｕ１の最大定格電源電圧を越えることがなく、ドライバー回路Ｕ１が安定に動作し、一方直流電源Ｖｍの電圧を高く設定できるので通電制御回路から巻線Ｍに供給される電圧が高くなり、インダクタンスに打ち勝ち、大きな電流が流れ、発生トルクが増大するので駆動周波数が高くなっても大きなトルクが発生し、高速で、高トルクの駆動ができるようになる。
【００１５】
なお、ドライバー回路Ｕ１の動作ではパワースイッチングトランジスタをＯＦＦさせるときにはドライバー回路Ｕ１の出力電圧は電源供給端子Ｖｃｃ電圧と略同じとなる。ところで電源供給端子Ｖｃｃと直流電源Ｖｍとの間にツエーナーダイオードＺＤ１を接続するだけの構成とすると、ドライバー回路Ｕ１の出力電圧が直流電源電圧ＶｍよりＺＤ１の電圧だけ低くなるため、通電制御回路のパワースイッチングトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のうち、直流電源Ｖｍの正側に接続されているパワースイッチングトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ３においては直流電源Ｖｍに接続された端子の電圧より制御信号入力端子の電圧が低くなるからＯＮしたままとなる恐れがあるので、図１に示すように上記通電制御回路のパワースイッチングトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ６のうち、直流電源Ｖｍの正側に接続されているパワースイッチングトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ３の制御信号入力端子と前記ドライバー回路Ｕ１の出力端子間にＺＤ１と同じツエナー電圧のツエナーダイオードＺＤ２〜ＺＤ４を夫々接続することにより、直流電源Ｖｍの正側に接続されているパワースイッチングトランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ３の制御信号入力端子の電圧をＺＤ１と同じ電圧だけ低下させて連続してＯＮとなることを防止している。
【００１６】
また、直流電源Ｖｍの負側に接続されているパワースイッチングトランジスタＴｒ４〜Ｔｒ６についてはグランドレベルに対しＯＮできるレベルまでしか電圧が上昇せず、ツエナーダイオードＺＤ１の影響がないのでドライバー回路Ｕ１と制御信号入力端子の間にツエナーダイオードを接続する必要はない。
【００１７】
【発明の効果】
上記のように本発明のステッピングモータの駆動回路によれば、共通の直流電源から電流の供給を受け、汎用の駆動用ドライバー回路を使用して、高速で、高トルクの駆動ができる駆動回路を安価に提供できる大きな利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステッピングモータの駆動回路の要部回路図である。
【図２】従来のステッピングモータの駆動回路の要部回路図である。
【図３】ドライバー回路の説明図である。
【符号の説明】
Ｍ      ステッピングモータの巻線
Ｔｒ１  パワースイッチングトランジスタ
Ｔｒ２  パワースイッチングトランジスタ
Ｔｒ３  パワースイッチングトランジスタ
Ｔｒ４  パワースイッチングトランジスタ
Ｔｒ５  パワースイッチングトランジスタ
Ｔｒ６  パワースイッチングトランジスタ
Ｒ１    電流検出抵抗
Ｕ１    ドライバー回路
Ｖｍ    直流電源
ＺＤ１  ツエナーダイオード
ＺＤ２  ツエナーダイオード
ＺＤ３  ツエナーダイオード
ＺＤ４  ツエナーダイオード
Ｐｄ１  スイッチングトランジスタ
Ｐｄ２  スイッチングトランジスタ
Ｐｄ３  スイッチングトランジスタ
Ｐｄ４  スイッチングトランジスタ
Ｐｄ５  スイッチングトランジスタ
Ｐｄ６  スイッチングトランジスタ
Ｒｕ    抵抗
Ｒｄ    抵抗
Ｃ      コミュテーションロジック信号発生回路
Ｐ      ＰＷＭ制御回路
Ｖｃｃ  電源供給端子
【図１】
0004234266.tif 000002
【図２】
0004234266.tif 000003
【図３】
0004234266.tif 000004