JP3368105B2 - Stepping motor control device and stepping motor control method - Google Patents
Stepping motor control device and stepping motor control methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タの制御方式に係わり、特に複数の駆動モードを持つ場
合、すなわちスローアップダウン等の手段により駆動す
る場合や複数の速度での定速運転を行う場合のステッピ
ングモータの制御方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stepping motor control system, and particularly to a case where it has a plurality of drive modes, that is, a case where it is driven by means such as slow-up / down or a constant speed operation at a plurality of speeds. In this case, the present invention relates to a stepping motor control method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から知られているステッピングモー
タの駆動方式として代表的なものに定電圧駆動方式があ
る。この方式は回路構成が簡単でありコスト的にも最も
安価であることから広く使用されている。一方、高速回
転に対応させるための駆動方式として定電流駆動方式が
知られている。これはモータ巻き線に流れる電流値を検
出し、設定した電流値になるように検出された電流に応
じてトランジスタなどのスイッチング素子を駆動するも
のである。前者の定電圧方式によるステッピングモータ
駆動回路ではステッピングモータの駆動周期が高くなる
とモータ巻き線のインダクタンスにより電流の立ち上が
りが遅くなりトルク減少を招くため高速回転ができない
と言った欠点がある。また、定電流方式においてはモー
タの高速回転は実現できる反面、電流検出機能等が必要
になるため回路が複雑となりコストが高くなると言う欠
点がある。一般にステッピングモータは回転数が高くな
るほどトルクが減少する。その為高速回転時に必要なト
ルクが得られるように電流値を設定すると、低速回転時
には過剰トルクにより、モータが振動し、騒音が発生し
やすいと言った問題がある。これらを解決し、安価で低
騒音な駆動を可能とたモータ駆動方式として特開平6−
54590号公報に示す駆動方式が出願人より提案され
ている。これはデューティ設定可能な複数のパルス発生
手段と前記パルス発生手段によって生成されるパルスに
よってステッピングモータの各相をパルス幅変調駆動す
る手段とを供え、ステッピングモータ駆動の1ステップ
内で前記パルスのデューティ比を変化させ、オープンル
ープながら一般の定電圧駆動よりも高速、低振動にモー
タを回転させ、また低電流駆動方式よりも単純で安価な
回路構成を実現した駆動方式である。2. Description of the Related Art A constant voltage drive system is a typical example of a conventionally known drive system for a stepping motor. This method is widely used because it has a simple circuit configuration and is the cheapest in terms of cost. On the other hand, a constant current drive method is known as a drive method for coping with high-speed rotation. This is to detect a current value flowing in a motor winding and drive a switching element such as a transistor according to the detected current so as to reach a set current value. In the former constant voltage type stepping motor drive circuit, when the driving cycle of the stepping motor becomes high, the inductance of the motor winding delays the rise of the current and causes a torque decrease, which is a drawback that high speed rotation cannot be performed. Further, in the constant current method, high-speed rotation of the motor can be realized, but there is a drawback that the circuit is complicated and the cost is increased because a current detection function and the like are required. Generally, the torque of the stepping motor decreases as the rotation speed increases. Therefore, if the current value is set so that the required torque can be obtained at the high speed rotation, there is a problem that the motor vibrates due to the excessive torque at the low speed rotation and the noise is easily generated. As a motor drive system that solves these problems and enables low-cost and low-noise drive, JP-A-6-
The drive system shown in Japanese Patent No. 54590 has been proposed by the applicant. This is provided with a plurality of pulse generating means whose duty can be set and a means for pulse-width-modulating driving each phase of the stepping motor by the pulse generated by the pulse generating means, and the duty of the pulse within one step of driving the stepping motor. This is a drive system that changes the ratio, rotates the motor at a higher speed and lower vibration than a general constant voltage drive in an open loop, and realizes a simpler and cheaper circuit configuration than a low current drive system.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような駆動方式に
おいても、モータ内の他相の励磁状態によるコイル電流
の立ち上がり特性差、すなわち回転方向による最適デュ
ーティの偏差や、ドライバー特性の非対称性によるバイ
ボーラモータの電流方向による特性の差などから、必ず
しも所望の電流値が得られずモータが振動し騒音が発生
してしまうと言う問題があった。Even in such a drive system, the difference in the rising characteristics of the coil current due to the excitation state of the other phase in the motor, that is, the deviation of the optimum duty depending on the rotation direction, and the bias due to the asymmetry of the driver characteristics. There is a problem in that a desired current value cannot always be obtained and the motor vibrates to generate noise due to a difference in characteristics depending on the current direction of the bowler motor.
【0004】また各相内でのデューティ変化のタイミン
グ分割数を相の長さすなわち回転速度によらず一定にし
ていたために回転速度によってはコイル電流を理想化す
ることができずに振動の原因となる場合があった。Further, since the number of timing divisions of the duty change in each phase is constant regardless of the length of the phase, that is, the rotation speed, the coil current cannot be idealized depending on the rotation speed, which causes vibration. There was a case.
【0005】本発明の目的は、上記欠点を解決しようと
するもので、モータの駆動に応じて最適なデューティ比
データを選択使用するようにしたステッピングモータ制
御方式を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a stepping motor control system in which optimum duty ratio data is selectively used according to the driving of the motor.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明によれば、デューティ比データを設定するこ
とで、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調手段
と、前記パルス幅変調信号を入力して、ステッピングモ
ータへ駆動信号を出力する駆動回路とを備えたステッピ
ングモータ制御装置であって、予め、前記駆動回路の動
作タイミングの特性差を補正した前記デューティ比デー
タを格納した記憶手段と、前記ステッピングモーターの
回転方向に応じて、前記記憶手段に格納された前記デュ
ーティ比データを前記パルス幅変調手段に設定すること
により、前記モータの正回転時と逆回転時に、前記駆動
回路は異なる電流値の前記駆動信号を出力する。また、
デューティ比データを設定することで、パルス幅変調信
号を生成するパルス幅変調手段と、前記パルス幅変調信
号を入力して、ステッピングモータへ駆動信号を出力す
る駆動回路と前記駆動回路の動作タイミングの特性差を
補正した前記デューティ比データを格納した記憶手段と
を備えたステッピングモータ制御方法であって、前記ス
テッピングモーターの回転方向に応じて、前記記憶手段
に格納された前記デューティ比データを前記パルス幅変
調手段に設定する工程と、前記モータの正回転時と逆回
転時に、前記駆動回路は異なる電流値の前記駆動信号を
出力する工程とを備える。To achieve the above object, according to the present invention, a pulse width modulation means for generating a pulse width modulation signal by setting duty ratio data and the pulse width modulation signal are provided. A stepping motor control device comprising a drive circuit for inputting and outputting a drive signal to a stepping motor, wherein a storage means for storing the duty ratio data in which the characteristic difference of the operation timing of the drive circuit is corrected in advance, By setting the duty ratio data stored in the storage means in the pulse width modulation means in accordance with the rotation direction of the stepping motor, the drive circuit is different between the forward rotation and the reverse rotation of the motor. The drive signal having a current value is output. Also,
By setting the duty ratio data, a pulse width modulation means for generating a pulse width modulation signal, a drive circuit for inputting the pulse width modulation signal and outputting a drive signal to a stepping motor, and an operation timing of the drive circuit A stepping motor control method comprising: a storage unit that stores the duty ratio data in which characteristic differences are corrected, wherein the duty ratio data stored in the storage unit is pulsed according to a rotation direction of the stepping motor. And a step of setting the width modulation means, and a step of outputting the drive signals of different current values by the drive circuit when the motor rotates in the forward direction and in the reverse direction.
【0007】[0007]
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0009】(実施例1)図1乃至図4により本発明の
1実施例を説明する。図1はステッピングモータ駆動回
路の制御回路を示すもので、図1において、1はモータ
の制御を行うマイクロコントローラ、2はマイクロコン
トローラに内蔵され、周波数とデューティ比を設定可能
なパルス信号E、Fを出力するパルス幅変調ユニット
(以下PWMユニットと呼ぶ)、3はマイクロコントロ
ーラ1に内蔵され、コード化されたステッピングモータ
駆動信号A、B、C、Dを出力する出力ポート、8はマ
イクロコントローラ1に内蔵されたプログラム可能なタ
イマユニット、9はモータ4の駆動速度やPWMデュー
ティ比等のデータを格納したROMであり、そのデータ
はマイクロコントローラ1によって読み出される。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a control circuit of a stepping motor drive circuit. In FIG. 1, 1 is a microcontroller for controlling a motor, 2 is a built-in microcontroller, and pulse signals E and F capable of setting a frequency and a duty ratio. A pulse width modulation unit (hereinafter referred to as a PWM unit) 3 for outputting a signal, an output port for outputting a coded stepping motor drive signal A, B, C, D, 8 is a microcontroller 1 A programmable timer unit 9 incorporated in the ROM, 9 is a ROM storing data such as the drive speed of the motor 4 and the PWM duty ratio, and the data is read by the microcontroller 1.
【0010】図2はステッピングモータ駆動回路を示す
もので、この図2において、4はバイポーラ接続された
2相ステッピングモータ、41及び42は2相ステッピン
グモータ4のコイル巻き線、51a、52a、53a、54a及
び51b、52b、53b、54bはパルス信号E、Fによって
ステッピングモータ4のコイル巻き線41及び42に流れ
る電流を制御するとともに駆動信号A、B、C、Dによ
って相励磁と電流選択を行うトランジスタ、61a、
62a、63a、64a及び61b、62b、63b、64bは駆動信
号A、B、C、Dとパルス信号E、Fとの論理演算を行
うアンド回路、71a、72a、73a、74a及び71b、
72b、73b、74bはトランジスタ51a、52a、53a、5
4a及び51b、52b、53b、54bがオフした時に電流を流
す経路を作るフライホイールダイオードである。本実施
例では図2に示すようにステッピングモータ4のコイル
巻き線、41及び42に電流を流すための2組の駆動回路
が同一集積回路上に対称に構成されている。駆動信号A
とC及びBとDは各々反転の関係にあるため、駆動信号
A、BまたはC、Dの2線でも制御可能である。FIG. 2 shows a stepping motor drive circuit. In FIG. 2, 4 is a two-phase stepping motor connected in bipolar, 4 1 and 4 2 are coil windings of the two-phase stepping motor 4, 5 1a , 5 2a , 5 3a , 5 4a and 5 1b , 5 2b , 5 3b , 5 4b control the current flowing through the coil windings 4 1 and 4 2 of the stepping motor 4 by the pulse signals E and F, and drive signal A, Transistor for phase excitation and current selection by B, C, D, 6 1a ,
6 2a , 6 3a , 6 4a and 6 1b , 6 2b , 6 3b , 6 4b are AND circuits for performing logical operation of drive signals A, B, C, D and pulse signals E, F, 7 1a , 7 2a , 7 3a , 7 4a and 7 1b ,
7 2b , 7 3b and 7 4b are transistors 5 1a , 5 2a , 5 3a and 5
It is a flywheel diode that makes a current flow path when 4a and 5 1b , 5 2b , 5 3b , 5 4b are turned off. Coil winding of the stepping motor 4 as shown in FIG. 2 in this embodiment, 4 1 and 4 2 sets of driving circuit 2 for supplying a current to it is configured symmetrically on the same integrated circuit. Drive signal A
Since C and B and B and D are in an inversion relationship, respectively, it is possible to control with two lines of drive signals A and B or C and D.
【0011】次に上記構成の動作を説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.
【0012】駆動信号A、B、C、Dはモータ4のコイ
ル巻き線41及び42に流れる電流の方向を選択するため
の信号であり、これらの駆動信号A、B、C、Dとパル
ス信号E、Fとでアンド回路71a、72a、73a、74a及
び71b、72b、73b、74bにより論理演算を行い、その
演算出力がトランジスタ51a、52a、53a、54a及び5
1b、52b、53b、54bがオン/オフ制御してモータ4の
コイル巻き線41及び42に電流を流すものである。この
駆動信号A、B、C、Dを変化させるタイミングすなわ
ち相の駆動順序及びステップ時間はマイクロコントロー
ラ1がタイマユニット8を用いて決定する。駆動順序を
選択することによりモータ4の回転方向を決定し、ま
た、ステップ時間を調整することにより加速、減速、定
速駆動等の各モードの制御が行われる。The drive signals A, B, C and D are signals for selecting the direction of the current flowing through the coil windings 4 1 and 4 2 of the motor 4, and these drive signals A, B, C and D are A logical operation is performed by the AND circuits 7 1a , 7 2a , 7 3a , 7 4a and 7 1b , 7 2b , 7 3b , 7 4b with the pulse signals E and F, and the operation output is the transistor 5 1a , 5 2a , 5 3a , 5 4a and 5
1b , 5 2b , 5 3b and 5 4b are on / off controlled to pass a current through the coil windings 4 1 and 4 2 of the motor 4. The timing at which the drive signals A, B, C, D are changed, that is, the phase drive order and the step time are determined by the microcontroller 1 using the timer unit 8. By selecting the driving order, the rotation direction of the motor 4 is determined, and by adjusting the step time, control of each mode such as acceleration, deceleration, and constant speed driving is performed.
【0013】またマイクロコントローラ1はPWMユニ
ット2にパルス波形E,Fを出力させる。これらのパル
スは一定の周波数で、速度によって一定のタイミングご
とにあらかじめ定められたデューティでパルス出力され
るように設定される。デューティ比を変化させるタイミ
ングもマイクロコントローラ1がタイマーユニット8を
用いて決定する。駆動信号A、B、C、Dとパルス信号
E、Fとでトランジスタ51a、52a、53a、54a及び5
1b、52b、53b、54bがオン/オフ制御してモータ4の
コイル巻き線41及び42に電流を供給し、これを繰り返
すことによりモータ4の巻き線41及び42に流す電流を
パルス信号E,Fのデューティ比によって制御すること
ができる。The microcontroller 1 also causes the PWM unit 2 to output pulse waveforms E and F. These pulses are set to have a constant frequency and to be output at a predetermined duty for each constant timing depending on the speed. The microcontroller 1 also uses the timer unit 8 to determine the timing for changing the duty ratio. The transistors 5 1a , 5 2a , 5 3a , 5 4a and 5 are formed by the drive signals A, B, C and D and the pulse signals E and F.
1b , 5 2b , 5 3b and 5 4b are on / off controlled to supply a current to the coil windings 4 1 and 4 2 of the motor 4, and by repeating this, windings 4 1 and 4 2 of the motor 4 are supplied. The flowing current can be controlled by the duty ratio of the pulse signals E and F.
【0014】ROM9に格納されたPWMデューティの
データの1例を図3−1、3−2に示す。上列の数字1
から8及び9から16は便宜的に付けられたROMアド
レスであり、下列の数値は各アドレスに格納されたPW
Mデューティ比を示す。An example of PWM duty data stored in the ROM 9 is shown in FIGS. Number 1 in the top row
To 8 and 9 to 16 are ROM addresses assigned for convenience, and the numerical values in the lower row are the PWs stored in each address.
M duty ratio is shown.
【0015】図3−1、3−2のPWMデューティ比デ
ータに基づくモータ駆動波形を図4−1、4−2に示
す。ここでのパルス信号E,Fは実際のパルス波形では
なく、パルスのデューティ比をその信号レベルによって
表現している。此処で図4−1はモータを正方向に回転
させる場合の駆動波形であり、図4−2は反対方向に回
転させる場合の駆動波形である。Motor drive waveforms based on the PWM duty ratio data of FIGS. 3-1 and 3-2 are shown in FIGS. 4-1 and 4-2. The pulse signals E and F here are not actual pulse waveforms, but the duty ratios of the pulses are expressed by their signal levels. Here, FIG. 4-1 is a drive waveform when the motor is rotated in the forward direction, and FIG. 4-2 is a drive waveform when the motor is rotated in the opposite direction.
【0016】図4−1においてマイクロコントローラ1
は駆動信号A,Cを変化させると共にROM9のアドレ
ス9に格納された値50に従って、PWMパルス出力を
50%に設定する。その後、ステップ周期の1/4の時
間が経過したらROM9のアドレス10に格納された数
値70に従ってPWMデューティ比を70%に設定す
る。以後同様にして順次ROM9からアドレス9からア
ドレス16に格納されたPWMデータを読み出しデュー
ティ比を設定していく。In FIG. 4A, the microcontroller 1
Changes the drive signals A and C and sets the PWM pulse output to 50% according to the value 50 stored in the address 9 of the ROM 9. After that, when the time of 1/4 of the step cycle has elapsed, the PWM duty ratio is set to 70% according to the numerical value 70 stored in the address 10 of the ROM 9. Thereafter, similarly, the PWM data stored in the address 9 to the address 16 is sequentially read from the ROM 9 and the duty ratio is set.
【0017】パルス信号Fについては、同じく図4−1
に示したように同様の手順でパルス信号Eとは90度位
相のずれた値を設定するが、ROM9の異なるアドレス
に格納された異なるデータを使用する。本実施例ではパ
ルス信号EよりもPWMデューティ比で各々10パーセ
ント低く設定されたアドレス1からアドレス8の値を使
用している。Regarding the pulse signal F, FIG.
As shown in FIG. 5, a value which is 90 degrees out of phase with the pulse signal E is set in the same procedure, but different data stored at different addresses in the ROM 9 are used. In this embodiment, the values of address 1 to address 8 which are set to be 10% lower than the pulse signal E by the PWM duty ratio are used.
【0018】モータ4の流れる電流はモータ巻き線
41,42のインダクタンスと逆起電力さらには他の巻き
線電流の影響を受けるために、一般にPWMデューティ
比とモータ電流は比例しないが、これらの影響を予め補
正したデューティ比データをROM9に格納しておくこ
とにより電流波形を正弦波状に制御することが可能であ
る。Since the current flowing through the motor 4 is affected by the inductance of the motor windings 4 1 and 4 2 and the back electromotive force and other winding currents, the PWM duty ratio and the motor current are not generally proportional. It is possible to control the current waveform in a sine wave shape by storing in the ROM 9 duty ratio data in which the influence of is corrected in advance.
【0019】ここでパルス信号Eとパルス信号Fで使用
するPWMデューティ比が異なるのは駆動信号A,C及
びパルス信号Eによって制御するコイル巻き線41と、
駆動信号B,D及びパルス信号Fによって制御するコイ
ル巻き線42がお互いの影響によって実際の駆動時に異
なる電流特性を持つためである。[0019] Here, the pulse signals E and PWM duty ratio to be used differs from a pulse signal F driving signal A, and the coil winding 4 1 controlled by C and the pulse signal E,
Driving signal B, and in order to have different current characteristics at the time of actual driving by the influence coil winding 4 2 of each other controlled by D and the pulse signal F.
【0020】一方のモータコイルに電流を流し始める瞬
間を例にとって考えて見ると、そのときの他方のコイル
電流の状態によって、インダクタンスは変化し電流特性
に影響を与える。Taking the moment when a current starts to flow in one motor coil as an example, the inductance changes depending on the state of the other coil current at that time, which affects the current characteristics.
【0021】図4に示したようにモータの回転方向で駆
動信号A,B,C,Dの駆動順は反対の関係になる。As shown in FIG. 4, the driving order of the driving signals A, B, C and D has the opposite relationship in the rotation direction of the motor.
【0022】正方向への回転の時、駆動信号A,Cから
90度遅れて駆動信号B,Dが駆動される。反対に逆転
時には、駆動信号A,Cより90度進んで駆動信号B,
Dが駆動される。When rotating in the forward direction, the drive signals B and D are driven with a delay of 90 degrees from the drive signals A and C. On the contrary, at the time of reverse rotation, the drive signals B and B are advanced by 90 degrees from the drive signals A and C.
D is driven.
【0023】以上の理由からコイルの電流特性も正転時
と逆転時では反対の関係になる。正転時を例にとって説
明するとモータコイル巻き線41+方向の電流を流し始
めようとする時、もう一方のコイル巻き線42には−方
向の最大電流が流れている。このためコイル巻き線42
には電流が流し込みにくい、反対にコイル巻き線42に
+方向の電流を流し始めようとする時にはコイル巻き線
41にも+方向の電流が流れているために電流の阻害要
因にはならない。以上の理由によって、正転時に流しに
くいコイル巻き線41に対してはPWMデューティ比の
大きい制御信号を加えることで双方の実際のコイル電流
値が同じになるように補正している。For the above reason, the current characteristics of the coil also have an opposite relationship between forward rotation and reverse rotation. Taking the case of forward rotation as an example, when a current is started to flow in the motor coil winding 4 1 + direction, the maximum current in the − direction flows in the other coil winding 4 2 . Therefore, the coil winding 4 2
Current does not easily flow into the coil winding 4 2. On the other hand , when starting to flow a current in the + direction in the coil winding 4 2 , the current in the + direction also flows in the coil winding 4 1 , so it does not hinder the current. . For the above reason, a control signal having a large PWM duty ratio is applied to the coil winding 4 1 that is difficult to flow during normal rotation so that both actual coil current values are corrected.
【0024】また逆転時には、コイル電流の位相関係が
上記とは反対になるため図4−2に示すようにパルス信
号F側にROM9のアドレス9からアドレス16に格納
されたデューティ比データを適応する事でコイル巻き線
42側に対してPWMデューティ比の大きな信号を加
え、反対に、パルス信号E側にアドレス1からアドレス
8に格納されたデューティ比データを使用している。During reverse rotation, the phase relationship of the coil current is opposite to that described above, so the duty ratio data stored in addresses 9 to 16 of the ROM 9 is applied to the pulse signal F side as shown in FIG. 4-2. things a large signal of PWM duty ratio applied to the coil windings 4 2 side, on the contrary, using the duty ratio data stored in the address 8 from address 1 to the pulse signal E side.
【0025】(実施例2)実施例1ではモータの回転方
向による電流特性の補正を行う為に、回転方向によって
各々異なるPWMデューティ比によって制御を行ってい
た。(Embodiment 2) In Embodiment 1, in order to correct the current characteristic depending on the rotation direction of the motor, the control is performed by different PWM duty ratios depending on the rotation direction.
【0026】しかし実際の回路では、その他駆動条件に
影響を与える要素として、駆動トランジスタの特性偏差
による電流特性の違いが挙げられる。実施例2では実施
例1と同様な構成において、モータ駆動ドライバーIC
の特性差をPWMデューティ比によって補正した例を示
す。In an actual circuit, however, another factor affecting the driving conditions is the difference in the current characteristics due to the characteristic deviation of the driving transistor. In the second embodiment, in the same configuration as the first embodiment, a motor drive driver IC
An example in which the characteristic difference of is corrected by the PWM duty ratio is shown.
【0027】図2においてドライバー回路の説明を行
う。ハイブリッド接続された2相ステッピングモータ4
のコイル巻き線41及び42はそれぞれ対象に構成された
集積回路内部の回路ブロックに接続されている。駆動信
号A,C及びパルス信号Eによってコントロールされる
巻き線41に接続された回路ブロックと駆動信号B,D
及びパルス信号Fによってコントロールされる巻き線4
2に接続された回路ブロックは全く同一であるため片側
の回路について説明を行う。The driver circuit will be described with reference to FIG. Hybrid-connected two-phase stepping motor 4
The coil windings 4 1 and 4 2 are connected to the circuit blocks inside the target integrated circuit. Circuit blocks connected to the winding 4 1 controlled by the drive signals A and C and the pulse signal E and the drive signals B and D
And the winding 4 controlled by the pulse signal F
Since the circuit blocks connected to 2 are exactly the same, the circuit on one side will be described.
【0028】駆動信号A,B,C,D及びパルス信号
E,Fを図4−1または図4−2のように変化させるこ
とで、ステッピングモータ4の回転速度や方向をコント
ロールすることは実施例1で説明したが、そのときのド
ライバー回路の動作について説明する。The rotation speed and direction of the stepping motor 4 are controlled by changing the drive signals A, B, C, D and the pulse signals E, F as shown in FIG. 4-1 or FIG. 4-2. The operation of the driver circuit at that time has been described with reference to the example 1.
【0029】駆動信号Bが“H”、駆動信号Dが“L”
になると、トランジスタ52bと53bに接続されたアンド
回路62bと63bの片側の入力が“H”レベルとなり、パ
ルス信号Fの“H”レベル間のトランジスタ52bと53b
がオンする。この間接続されたコイル巻き線42に正方
向の電流が流れる。反対に駆動信号Bが“L”、駆動信
号Dが“H”になると、トランジスタ51bと54bがオン
する事で同じコイル巻き線42に反対方向の電流が流れ
る回路構成となっている。The drive signal B is "H" and the drive signal D is "L".
Then, the input on one side of the AND circuits 6 2b and 6 3b connected to the transistors 5 2b and 5 3b becomes "H" level, and the transistors 5 2b and 5 3b between the "H" level of the pulse signal F are
Turns on. A positive current flows through the coil winding 4 2 connected during this time. On the contrary, when the drive signal B becomes "L" and the drive signal D becomes "H", the transistors 5 1b and 5 4b are turned on, so that the current flows in the same coil winding 4 2 in the opposite direction. .
【0030】ところが、ドライバー集積回路は内部配線
長やトランジスタの配置の関係でトランジスタ5の動作
タイミングに一定の特性差が発生している。トランジス
タ52bと53bの組み合わせはトランジスタ51bと54bの
組み合わせよりも若干周波数特性が良く動作が速い。特
に立ち上がり特性においてその差が顕著である。図6は
入力パルス幅に対する出力応答特性を示す。ここでOU
T3はトランジスタ51bと54bがオンしたときのアウト
プット特性で本実施例では逆方向電流時、OUT4はト
ランジスタ52bと53bがオンしたときのアウトプット特
性で順方向電流時である。However, in the driver integrated circuit, a certain characteristic difference occurs in the operation timing of the transistor 5 due to the internal wiring length and the arrangement of the transistors. The combination of the transistors 5 2b and 5 3b has slightly better frequency characteristics and faster operation than the combination of the transistors 5 1b and 5 4b . Especially in the rising characteristics, the difference is remarkable. FIG. 6 shows the output response characteristic with respect to the input pulse width. OU here
T3 is an output characteristic when the transistors 5 1b and 5 4b are turned on and is a reverse current in this embodiment, and OUT4 is an output characteristic when the transistors 5 2b and 5 3b are turned on and is a forward current.
【0031】この図から明らかなように、パルス信号
E,Fによって与えられるPWMデューティ比が同じで
あっても実際に回路をオンしている時間に偏差を生じて
しまう。その結果、同一のコイル巻き線に対し電流方向
によってその電流値に偏差を生じると言う現象を招き、
振動、騒音の原因となる。仮に同じPWMデューティ比
を与えた場合OUT3すなわちトランジスタ51b順方向
電流の方が、騒音トランジスタの応答が早いため、結果
的にオン時間が短くなり、電流は少なくなる。As is apparent from this figure, even if the PWM duty ratios given by the pulse signals E and F are the same, a deviation occurs in the time when the circuit is actually turned on. As a result, the same coil winding causes a phenomenon that the current value varies depending on the current direction,
It causes vibration and noise. If the same PWM duty ratio is applied, OUT3, that is, the forward current of the transistor 5 1b , has a faster response time of the noise transistor, and as a result, the ON time becomes shorter and the current becomes smaller.
【0032】本実施例の集積回路においては、先に説明
したように内部回路が対称配置されているため、コイル
巻き線41と42に接続された各々の回路で同様な傾向を
持つ。In the integrated circuit of this embodiment, since the internal circuits are symmetrically arranged as described above, the circuits connected to the coil windings 4 1 and 4 2 have the same tendency.
【0033】そこで図5に示すように、ROM9から引
き出すPWMデューティ比データを電流の方向で選択
し、順方向時にはROM9のアドレス9からアドレス1
6に格納された大きなデューティのデータを用い、逆方
向時にはアドレス1からアドレス8に格納されたデータ
を用いる。このようにして前記ドライバーの持つ偏差を
補正している。Therefore, as shown in FIG. 5, the PWM duty ratio data extracted from the ROM 9 is selected in the direction of current, and in the forward direction, from the address 9 to the address 1 of the ROM 9 is selected.
6 is used, and the data stored in addresses 1 to 8 is used in the reverse direction. In this way, the deviation of the driver is corrected.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、タ
イマー機能によって決定されるタイミング毎にパルスの
デューティ比データに基づいて設定することにより、ス
テッピングモータ駆動の1ステップ内でパルスのデュー
ティ比を変化させるとともに、ステッピングモータの同
一相の同一駆動速度でデューティ比データをモータの正
転方向で異ならしめ、モータの駆動に応じて最適なデュ
ーティ比データを選択することができるものであるか
ら、回転方向の特性の差から生じるモータの振動や騒音
の問題を解決できる。また、ステッピングモータの各相
毎に複数のデューティ比データがそれぞれ独立して設定
されるものであるから、モータの各相間の特性の差から
生じる問題も解決できるものである。As described above in detail, according to the present invention, by setting the duty ratio of the pulse for each timing determined by the timer function, the duty of the pulse can be changed within one step of the stepping motor drive. Since the ratio can be changed and the duty ratio data can be made different in the forward rotation direction of the motor at the same drive speed of the same phase of the stepping motor, the optimum duty ratio data can be selected according to the drive of the motor. It is possible to solve the problem of vibration and noise of the motor caused by the difference in the characteristics in the rotation direction. Further, since a plurality of duty ratio data are independently set for each phase of the stepping motor, it is possible to solve the problem caused by the difference in characteristics between the phases of the motor.
【0035】更に、ステッピングモータの同一相の同一
駆動速度用いるデューティ比データを正方向電流駆動時
と逆方向電流駆動時とで異ならしめ、モータの駆動に応
じて最適なデューティ比データ選択するものであるか
ら、駆動回路が傾向的に持つ特性についても補正するこ
とができる。このように本発明によれば、回路的に特に
特別な手段を講じることなく、駆動回路の偏差を補正で
きるものである。Further, the duty ratio data using the same drive speed for the same phase of the stepping motor is made different between the forward current drive and the reverse current drive, and the optimum duty ratio data is selected according to the drive of the motor. Therefore, it is possible to correct the characteristic that the drive circuit tends to have. As described above, according to the present invention, the deviation of the drive circuit can be corrected without taking any special means in terms of circuit.
【図1】本発明の第1の実施例を示すステッピングモー
タ駆動回路の制御回路図である。FIG. 1 is a control circuit diagram of a stepping motor drive circuit showing a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の制御回路により制御されるモータ駆動回
路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a motor drive circuit controlled by the control circuit of FIG.
【図3】(1)は図1のROMに格納されたPWMデュ
ーティ比データの第1の例を示す図である。(2)は図
1のROMに格納されたPWMデューティ比データの第
2の例を示す図である。3A is a diagram showing a first example of PWM duty ratio data stored in the ROM of FIG. 1. FIG. (2) is a diagram showing a second example of the PWM duty ratio data stored in the ROM of FIG. 1.
【図4】(1)は図3−1、図3−2に示すPWMデュ
ーティ比データに基づくモータ逆転時の駆動波形図であ
る。(2)は図3−1、図3−2に示すPWMデューテ
ィ比データに基づくモータ正転時の駆動波形図である。FIG. 4 (1) is a drive waveform diagram during motor reverse rotation based on the PWM duty ratio data shown in FIGS. 3-1 and 3-2. (2) is a drive waveform diagram at the time of normal rotation of the motor based on the PWM duty ratio data shown in FIGS. 3-1 and 3-2.
【図5】PWMデューティ比データを電流の方向で選択
して示すモータの駆動波形図である。FIG. 5 is a drive waveform diagram of the motor showing PWM duty ratio data selected in the direction of current.
【図6】入力パルス幅に対する出力応答特性図である。FIG. 6 is an output response characteristic diagram with respect to an input pulse width.
1 マスクロコントローラ
2 パルス幅変調ユニット
3 マスクロコントローラ1に内蔵される出力ポート
4 2相ステッピングモータ
41,42 2相ステッピングモータ4のコイル巻き線
51a、52a、53a、54a、51b、52b、53b、54b ト
ランジスタ
61a、62a、63a、64a、61b、62b、63b、64b ア
ンド回路
71a、72a、73a、74a、71b、72b、73b、74b フ
ライホイールダイオード
8 タイマユニット
9 ROM1 Maskro Controller 2 Pulse Width Modulation Unit 3 Output Port Built in Maskro Controller 1 2 Phase Stepping Motor 4 1 , 4 2 2 Phase Stepping Motor 4 Coil Winding 5 1a , 5 2a , 5 3a , 5 4a 5 1b , 5 2b , 5 3b , 5 4b Transistors 6 1a , 6 2a , 6 3a , 6 4a , 6 1b , 6 2b , 6 3b , 6 4b AND circuit 7 1a , 7 2a , 7 3a , 7 4a , 7 1b , 7 2b , 7 3b , 7 4b Flywheel diode 8 Timer unit 9 ROM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−54590(JP,A) 特開 平1−218393(JP,A) 特開 平5−96072(JP,A) 特開 平3−65097(JP,A) 特開 昭62−155799(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 8/00 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-6-54590 (JP, A) JP-A-1-218393 (JP, A) JP-A-5-96072 (JP, A) JP-A-3- 65097 (JP, A) JP 62-155799 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 8/00
Claims (3)
パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調手段と、前記
パルス幅変調信号を入力して、ステッピングモータへ駆
動信号を出力する駆動回路とを備えたステッピングモー
タ制御装置であって、 予め、前記駆動回路の動作タイミングの特性差を補正し
た前記デューティ比データを格納した記憶手段と、 前記ステッピングモーターの回転方向に応じて、前記記
憶手段に格納された前記デューティ比データを前記パル
ス幅変調手段に設定することにより、前記モータの正転
時と逆転時に、前記駆動回路は異なる電流値の前記駆動
信号を出力することを特徴とするステッピングモータ制
御装置 。1. By setting duty ratio data,
Pulse width modulation means for generating a pulse width modulation signal;
Input the pulse width modulation signal and drive it to the stepping motor.
With a drive circuit that outputs a motion signal
A controller for correcting the characteristic difference of the operation timing of the drive circuit in advance.
The storage means for storing the duty ratio data and the above-mentioned items depending on the rotation direction of the stepping motor.
The duty ratio data stored in the storage means
By setting the width modulation means, the normal rotation of the motor
At the time of reverse rotation, the drive circuit drives at different current values.
Stepping motor control characterized by outputting signals
Your device .
記動作タイミングの特性差は前前記トランジスタの配置
と前記駆動回路内部の配線長に基づく前記トランジスタ
の動作特性であることを特徴とする請求項1に記載のス
テッピングモータ制御装置。2. The driving circuit comprises a transistor,
The difference in the characteristics of the operation timing is the previous
And the transistor based on the wiring length inside the drive circuit
The stepping motor control device according to claim 1, wherein the stepping motor control device has the following operating characteristics .
パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調手段と、前記
パルス幅変調信号を入力して、ステッピングモータへ駆
動信号を出力する駆動回路と前記駆動回路の動作タイミ
ングの特性差を補正した前記デューティ比データを格納
した記憶手段とを備えたステッピングモータ制御方法で
あって、 前記ステッピングモーターの回転方向に応じて、前記記
憶手段に格納された前記デューティ比データを前記パル
ス幅変調手段に設定する工程と、 前記モータの正転時と逆転時に、前記駆動回路は異なる
電流値の前記駆動信号を出力する工程とを備えたことを
特徴とするステッピングモータ制御方法 。3. By setting duty ratio data,
Pulse width modulation means for generating a pulse width modulation signal;
Input the pulse width modulation signal and drive it to the stepping motor.
Drive circuit for outputting motion signal and operation timing of the drive circuit
Stores the duty ratio data with the corrected characteristic difference
And a stepping motor control method provided with
There, depending on the rotation direction of the stepping motor, the Symbol
The duty ratio data stored in the storage means
The drive circuit is different between the step of setting the width modulation means and the forward rotation and the reverse rotation of the motor.
And a step of outputting the drive signal of a current value.
Characteristic stepping motor control method .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18717295A JP3368105B2 (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Stepping motor control device and stepping motor control method |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0937594A JPH0937594A (en) | 1997-02-07 |
JP3368105B2 true JP3368105B2 (en) | 2003-01-20 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180125386A (en) | 2017-05-15 | 2018-11-23 | 가부시키가이샤 도쿄 웰드 | Apparatus and method for driving a stepping motor |
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- 1995-07-24 JP JP18717295A patent/JP3368105B2/en not_active Expired - Fee Related
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