專(zhuān)利名稱(chēng)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為多個(gè)種類(lèi)，已知一種二相步 進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其通常以互不相同的勵(lì)磁定時(shí)對(duì)兩個(gè)線圈勵(lì)磁從而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
在圖13、圖14、圖15中，對(duì)作為現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100 進(jìn)行說(shuō)明。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100具有轉(zhuǎn)子102，其由永磁鐵等磁性體構(gòu)成，可 自由旋轉(zhuǎn)地被支撐；以及兩個(gè)線圈104、 105，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子102的 外周部附近。線圈104、 105利用未圖示的驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)流入與圖 14 (a)所示的勵(lì)磁方式對(duì)應(yīng)的電流而被勵(lì)磁，通過(guò)使轉(zhuǎn)子102成為 與該勵(lì)磁方式對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，從而控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)角 度。這時(shí)，圖14 (a)的正電流值表示如圖13的箭頭A、 C方向的 電流，負(fù)電流值表示箭頭B、 D方向的電流。流過(guò)線圈104、 105的 電流方向的控制及電流值的維持，由分別對(duì)線圈104、 105設(shè)置的H 電橋電路的FET 111 114 (參照?qǐng)D15)的接通/斷開(kāi)控制而確定。
在圖15中，F(xiàn)ET 111 114是場(chǎng)效應(yīng)晶體管，F(xiàn)ET 111、 112的 一個(gè)端子與線圈104的一個(gè)端子連接，F(xiàn)ET 113、 114的一個(gè)端子與 線圈104的另一個(gè)端子連接。此外，F(xiàn)ET 111、 113的另一個(gè)端子與 電源裝置106的陽(yáng)極106a連接，F(xiàn)ET112、 114的另一個(gè)端子與地線 106b連接。即，線圈104通過(guò)由FET 111 114組成的H電橋電路， 與電源裝置連接。并且，F(xiàn)ET 111 114的柵極端子與未圖示的PWM 電路連接，由PWM電路的PWM信號(hào)切換FET 111 114的接通/斷 開(kāi)。并且，雖未圖示，但設(shè)有檢測(cè)流過(guò)線圈104的電流的電流檢測(cè)裝置，向PWM電路反饋流過(guò)線圈104的電流值。另外，對(duì)于線圈105， 因?yàn)橐才c線圈104相同，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。
首先，如圖15 (a)所示，通過(guò)使FET 111、 114接通，F(xiàn)ET 112、 113斷開(kāi)，使得來(lái)自電源裝置106的電流向箭頭al方向流過(guò)。艮卩， 流過(guò)線圈的電流方向成為a。如果由電源裝置106使電流流過(guò)，直至 超過(guò)目標(biāo)電流值G，則為了使電流值不超過(guò)目標(biāo)電流值G，使FET 111、 114斷開(kāi)，F(xiàn)ET112、 113接通。這時(shí)，在線圈104中由自感應(yīng) 產(chǎn)生箭頭a方向的電流。另一方面，由電源裝置106的電壓引起的電 流方向成為箭頭bl方向，即與由線圈104的自感應(yīng)引起的電流方向 即箭頭a方向成為相反方向。這時(shí)，由自感應(yīng)引起的電動(dòng)勢(shì)的電壓比 電源裝置106的電壓高，所以電流向箭頭a2方向流過(guò)。因此，雖然 在線圈104中電流向箭頭a方向流過(guò)，但由于電源裝置106的電壓成 為阻抗，所以該電流逐漸衰減。如果利用由該自感應(yīng)引起的電流的衰 減，電流低于目標(biāo)電流值G，則再次使FETlll、 114接通，F(xiàn)ET112、 113斷開(kāi)，從而使得由電源裝置引起的箭頭a方向的電流流過(guò)線圈 104。之后，如果流過(guò)線圈104的電流超過(guò)目標(biāo)電流值G，則再次使 FETlll、 114斷開(kāi)，F(xiàn)ET112、 113接通，從而使得由線圈104的自 感應(yīng)引起的箭頭a方向的電流流過(guò)。即，通過(guò)重復(fù)上述的FET 111 114的接通/斷開(kāi)的切換方式，線圈104中流過(guò)箭頭a方向的電流。這 時(shí)，在使線圈104中流過(guò)的電流維持大致恒定的控制中，由電源裝置 106引起的電流流過(guò)的時(shí)間tl與由線圈104的自感應(yīng)引起的電流流 過(guò)的時(shí)間t2大致相同。
利用上述FET 111 114的接通/斷開(kāi)的切換進(jìn)行的線圈104的電 流的控制，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)IOO停止時(shí)也進(jìn)行。S卩，為了在步進(jìn)電動(dòng)機(jī) IOO停止時(shí)維持轉(zhuǎn)子102的旋轉(zhuǎn)角度，對(duì)線圈104、 105進(jìn)行勵(lì)磁。 此外，在線圈104、 105被勵(lì)磁時(shí)即流過(guò)電流時(shí)，伴有發(fā)熱。因此， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100的線圈104、 105在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100停止時(shí)也消耗電 源裝置106的電力，同時(shí)發(fā)熱。因此存在以下問(wèn)題，即上述步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)IOO停止時(shí)線圈104、 105的電力消耗及發(fā)熱會(huì)引起能源效率上的 大幅浪費(fèi)，并且線圈104、 105的發(fā)熱問(wèn)題也會(huì)加速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100的惡化。
因此，希望改善步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100停止時(shí)的電力消耗及發(fā)熱。作 為其中一個(gè)方法，已知一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)，其通過(guò)降 低與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載對(duì)應(yīng)而進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)控制的 信號(hào)的周期，從而使線圈中流過(guò)的平均電流下降，抑制發(fā)熱和電力消 耗(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。此外當(dāng)前還已知一種方法，其對(duì)于對(duì)步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)100進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的電流，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100停止而維持轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)角度時(shí)的電流設(shè)定得較小，由此抑制電力消耗及線圈的發(fā)熱。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:特公平9—163795號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，利用以專(zhuān)利文獻(xiàn)1為首的現(xiàn)有的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 進(jìn)行的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100的停止中的線圈104、 105的電流控制，因?yàn)?在流過(guò)由線圈104、 105的自感應(yīng)引起的電流時(shí)，由電源裝置106施 加反向電壓，所以由線圈104的自感應(yīng)而產(chǎn)生的電流的衰減加速。因 此，無(wú)法減小從電源裝置向線圈中流過(guò)電流的比例，出現(xiàn)即使步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)IOO停止時(shí)也無(wú)法充分降低電力消耗的問(wèn)題。
此外，因?yàn)橛勺愿袘?yīng)引起的電流的衰減較快，所以用于使線圈 104、 105中流過(guò)的電流值保持恒定的電流值控制中的電流值的上下 波動(dòng)變大。因此，出現(xiàn)即使在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)100停止時(shí)線圈104、 105 的發(fā)熱也過(guò)大的問(wèn)題。
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，降低停止時(shí) 的電力消耗及發(fā)熱，提供更有效的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
根據(jù)技術(shù)方案1所述的發(fā)明， 一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其 具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈，其將兩端分別與電源裝置的陽(yáng)極和地線連 接，H電橋電路，其具有開(kāi)關(guān)元件，該開(kāi)關(guān)元件分別配置在上述線圈 的兩端與電源裝置的陽(yáng)極之間、以及上述線圈的兩端與地線之間；以 及驅(qū)動(dòng)電路，其通過(guò)控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，從而控制該 線圈中流過(guò)的電流，上述驅(qū)動(dòng)電路，在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情 況下，控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得在上述線圈中流過(guò)規(guī)定的驅(qū)動(dòng)用電流；在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)的情況下，控制上 述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得上述線圈中流過(guò)規(guī)定的停止用電 流，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)電路，在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)的情 況下，控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得由上述線圈的自感 應(yīng)而從該線圈流出的電流回流至該線圈本身。
發(fā)明的效果
根據(jù)技術(shù)方案1所述的發(fā)明，在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)的 情況下，使得由線圈的自感應(yīng)引起的電流回流到該線圈本身時(shí)，由自 感應(yīng)引起的電流的單位時(shí)間衰減程度，與現(xiàn)有技術(shù)的線圈的電流控制 相比大幅減緩。即，因?yàn)樵诓竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)使線圈中流過(guò)的電流維 持大致穩(wěn)定時(shí)，由該自感應(yīng)引起的電流的衰減大幅減緩，所以可以使 從電源裝置流過(guò)線圈的電流比例，比由自感應(yīng)引起的電流流過(guò)線圈的 時(shí)間少。因此，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的停止時(shí)也無(wú)法充 分降低電力消耗的問(wèn)題，可以大幅削減步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電力消耗，可以 提供能源效率高的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
此外，因?yàn)槿缟纤?，使從電源裝置流過(guò)線圈的電流的比例， 與由自感應(yīng)引起的電流流過(guò)線圈的時(shí)間相比較小，所以伴隨線圈中流 過(guò)由電源裝置引起的電流的電流值的上升幅度減小。與之相伴，在維 持大致穩(wěn)定的電流值的控制中的電流值的上下波動(dòng)也會(huì)減少。由此， 線圈的發(fā)熱大幅減少。因此，可以解決當(dāng)前技術(shù)中的伴隨波動(dòng)大出現(xiàn) 的線圈的發(fā)熱變大的問(wèn)題，可以大幅減少由該發(fā)熱引起的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的惡化。


圖1是表示連接本發(fā)明的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。
圖2表示將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈與電源裝置連接的勵(lì)磁電路結(jié)構(gòu) 的電路圖。
圖3是表明線圈4、 5中流過(guò)的電流的步與電流值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖4是表示向解碼器的輸入代碼、和由解碼器輸出的電流指令 值及信號(hào)P1、 P2的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表格。
圖5是表示由三角波發(fā)生電路產(chǎn)生的三角波、由誤差放大器的 輸出得到的電流指令值、以及由PWM輸出電路得到的PWM信號(hào)的 占空比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖6是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的FET的接通/斷開(kāi)方式的說(shuō)明 圖。另外圖6 (a)表示PWM信號(hào)為ON的情況，圖6 (b)表示PWM 信號(hào)為OFF的情況。
圖7是表示步0中在線圈中流過(guò)驅(qū)動(dòng)用電流的情況下的詳細(xì)電 流值的說(shuō)明圖。
圖8是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)步0 2中的與線圈連接的FET的 接通/斷開(kāi)方式的說(shuō)明圖。另外，圖8 (a)表示PWM信號(hào)為ON的 情況，圖8(b)表示PWM信號(hào)為OFF的情況。
圖9是表示步0中在線圈4中流過(guò)停止用電流的情況下的詳細(xì) 電流值的說(shuō)明圖。
圖10是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)步4 6中的與線圈連接的FET 的接通/斷開(kāi)方式的說(shuō)明圖。另外，圖10 (a)表示PWM信號(hào)為OFF 的情況，圖10 (b)表示PWM信號(hào)為ON的情況。
圖11是表示步4中在線圈中流過(guò)停止用電流的情況的詳細(xì)電流 值的說(shuō)明圖。
圖12是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)即CD信號(hào)輸出時(shí)的步3、 7中 的與線圈連接的FET的接通/斷開(kāi)方式的說(shuō)明圖。
圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的說(shuō)明圖。
圖14是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈中流過(guò)電流的方式的說(shuō)明圖。另 外，圖14 (a)是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的勵(lì)磁方式的說(shuō)明 圖，圖14 (b)是表示各自的勵(lì)磁方式中的詳細(xì)電流值的說(shuō)明圖。
圖15是表示箭頭a方向上流過(guò)電流的情況下的與線圈連接的 FET的接通/斷開(kāi)與電流方向之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖15 (a)表示由 電源裝置引起的電流流過(guò)線圈的情況，圖15 (b)表示由線圈的自感應(yīng)引起的電流流過(guò)線圈的情況。
具體實(shí)施例方式
(本發(fā)明的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)) 下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。 本發(fā)明的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置7，是縫紉機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū) 動(dòng)裝置，其具有FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)11 14，其設(shè)置在步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)1的線圈4、 5 (參照?qǐng)D1)與電源之間，作為開(kāi)關(guān)元件起作用(參 照?qǐng)D2);以及驅(qū)動(dòng)電路20，其通過(guò)控制FET 11 14的接通/斷開(kāi)， 將線圈4、 5中流過(guò)的電流控制為恒定電流(參照?qǐng)D2)。 (步進(jìn)電動(dòng)機(jī))
在圖1中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1具有圓柱狀的轉(zhuǎn)子2，其與該步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)而設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)；圓筒狀的定子3，其設(shè)置在轉(zhuǎn)子 2的周?chē)?；以及線圈4、 5，其巻繞在在定子3的內(nèi)周部向接近轉(zhuǎn)子2 的方向突出設(shè)置的芯部3a、 3b上，利用由后述的勵(lì)磁電路IO進(jìn)行的 電流控制而被勵(lì)磁，變更/維持轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)角度。
轉(zhuǎn)子2是永磁鐵等磁性體，其與未圖示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸 連結(jié)而可旋轉(zhuǎn)地被支撐。定子3是設(shè)置在轉(zhuǎn)子2的周?chē)膱A筒狀的磁 性材料(例如鐵)，在其內(nèi)周部設(shè)有向接近轉(zhuǎn)子2的方向突出設(shè)置的 芯部3a、 3b。
線圈4、 5是巻繞在芯部3a、 3b上的繞線，利用后述的勵(lì)磁電 路10流過(guò)電流從而被勵(lì)磁，作為電磁鐵起作用。這時(shí)，線圈4、 5 對(duì)應(yīng)于與由后述的控制電路40發(fā)出的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的指令旋轉(zhuǎn)角度 相對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁方式而被勵(lì)磁。由此，磁性體的轉(zhuǎn)子2向與線圈4、 5 的勵(lì)磁方式相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)，在勵(lì)磁方式變化之前維持該旋轉(zhuǎn) 角度。即，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1是所謂PM型的二相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。對(duì)于控制 電路40及勵(lì)磁方式如后所述。
另外，利用后述的勵(lì)磁電路10而流過(guò)線圈4、 5中的電流的方 向，與該勵(lì)磁電路10的驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)而變化。即，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)l是所謂 的雙極型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。(步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置) 下面，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置7詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置7控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)/停止及旋轉(zhuǎn) 角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置7，如圖1所示具有兩個(gè)勵(lì)磁電路10，
其分別對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的線圈4、 5設(shè)置，進(jìn)行線圈4、 5中流過(guò)的電 流的控制；以及控制電路40，其進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)/停止控制 及旋轉(zhuǎn)角度控制。對(duì)于控制電路40如后所述。
圖2表示將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈4、 5與電源裝置6連接的勵(lì)磁電 路10的結(jié)構(gòu)的電路圖。
勵(lì)磁電路10具有作為"開(kāi)關(guān)元件"起作用的FET 11 14，其 每?jī)蓚€(gè)一組，分別與線圈4、 5的兩個(gè)端子并聯(lián)地設(shè)置；二極管15 18，其分別與FET 11 14并聯(lián)連接；以及驅(qū)動(dòng)電路20，其通過(guò)與 FET 11 14連接而控制FET 11 14的接通/斷開(kāi)，從而控制線圈4、 5中流過(guò)的電流。
另外，勵(lì)磁電路10對(duì)于每一個(gè)線圈4、 5分別獨(dú)立地設(shè)置，其 構(gòu)成及動(dòng)作方式相同。下面對(duì)于與線圈4連接的勵(lì)磁電路IO進(jìn)行記 載，而對(duì)于具有同樣結(jié)構(gòu)的線圈5的勵(lì)磁電路10的記載省略。
此外，線圈4經(jīng)由由FET 11 14及二極管15 18組成的H電 橋電路與電源裝置6連接。
電源裝置6是供給直流電力的電源裝置，具有陽(yáng)極6a和地線6b。 另外，電源裝置6被線圈4、 5共用。g卩，相對(duì)于一個(gè)電源裝置6連 接兩個(gè)勵(lì)磁電路IO，在線圈4、 5中流過(guò)電流。
FET 11 14是所謂三端子的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，F(xiàn)ETll、 12的一個(gè) 電極與線圈4的一端連接，F(xiàn)ET 13、 14的一個(gè)電極與線圈4的另一 端連接。此外，F(xiàn)ETll、 13的另一個(gè)電極與電源裝置6的陽(yáng)極6a連 接，F(xiàn)ET12、 14的另一個(gè)電極與地線6b連接。即，由線圈4和FET 11 14構(gòu)成H電橋電路。
并且，F(xiàn)ET 11 14的柵極與驅(qū)動(dòng)電路20的PWM輸出電路26 連接，如果利用后述的驅(qū)動(dòng)電路20向柵極施加電壓，則FET11 14 作為"開(kāi)關(guān)元件"起作用，即，使得與該電壓的值相對(duì)應(yīng)的電流從電源裝置6向線圈4流過(guò)。另外，F(xiàn)ET 11 14可以雙向通電。
二極管15 18分別與FET 11 14并聯(lián)連接。此外，二極管的 正極(陽(yáng)極)與電源裝置6的地線6b側(cè)連接，負(fù)極(陰極)與電源 裝置6的陽(yáng)極6a側(cè)連接。即，來(lái)自電源裝置6的電流不會(huì)流過(guò)二極 管15 18，在流過(guò)與由電源裝置6引起的電流方向相反方向的電流 的情況下，該相反方向的電流流過(guò)二極管15 18。由此，防止因該 相反方向的電流流過(guò)FET 11 14而FET 11 14損壞。艮卩，二極管 15 18作為FET 11 14的保護(hù)電路起作用。 (驅(qū)動(dòng)電路)
驅(qū)動(dòng)電路20具有計(jì)數(shù)器21,其接收由控制電路40輸出的脈 沖信號(hào)CL和方向信號(hào)DIR而輸出3比特的代碼；解碼器22，其利 用計(jì)數(shù)器21輸出的代碼、和由控制電路40輸出的CH (電流高)/CD (電流低)信號(hào)，輸出8比特的電流指令值、和控制FET11 14的 接通/斷開(kāi)方式的輸出信號(hào)Pl、 P2; D/A轉(zhuǎn)換器23，其將解碼器22 輸出的電流指令值變換為模擬值；誤差放大器24，其根據(jù)后述的電 流檢測(cè)電路32的檢測(cè)值，對(duì)由D/A轉(zhuǎn)換器23變換為模擬值的電流 指令值施加校正并進(jìn)行輸出；三角波發(fā)生電路25，其以規(guī)定的頻率 輸出三角波H; PWM輸出電路26，其根據(jù)由誤差放大器24輸出的 電流指令值和由三角波發(fā)生電路25輸出的三角波，輸出PWM信號(hào)； 兩個(gè)AND電路27、 28，其設(shè)置在PWM輸出電路26與FET 11 14 之間；NOT電路29，其設(shè)置在PWM輸出電路26與AND電路28 之間；NOT電路30，其設(shè)置在AND電路27與FET 12之間；NOT 電路31，其設(shè)置在AND電路28與FET 14之間；以及電流檢測(cè)電路 32，其檢測(cè)線圈4中流過(guò)的電流值并輸出至誤差放大器24。
此外，驅(qū)動(dòng)電路20的計(jì)數(shù)器21和解碼器22與控制電路40連接。
首先，對(duì)控制電路40詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
控制電路40進(jìn)行用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)/停止及旋轉(zhuǎn)角度 的各種處理?？刂齐娐?0對(duì)計(jì)數(shù)器21輸出脈沖信號(hào)CL和方向信號(hào) DIR，同時(shí)對(duì)解碼器22輸出CH/CD信號(hào)。脈沖信號(hào)CL是表示后述的步的轉(zhuǎn)換定時(shí)的信號(hào)，方向信號(hào)DIR
是表示步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向的信號(hào)。CH/CD信號(hào)是表示步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)/停止的信號(hào)。
在這里，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的步及方向信號(hào)DIR與步之間的關(guān)系 詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
如圖3所示，線圈4、 5中流過(guò)的電流被分為步0 7這八個(gè)步， 線圈4、 5中流過(guò)與步0 7中的某一個(gè)步對(duì)應(yīng)的電流。該電流是通過(guò) 利用驅(qū)動(dòng)電路20控制FET 11 14而從電源裝置6流出的電流，步0 7的電流值事先確定。
另外，圖3中的線E、 F是表示電流值為O[A]的線，在電流值與 線E、 F相比為上側(cè)(正)的情況下，線圈4、 5向圖1的箭頭A、 C 方向流過(guò)電流，在電流值與線E、 F相比為下側(cè)(負(fù))的情況下，線 圈4、 5中向圖1的箭頭B、 D方向流過(guò)電流。
這時(shí)，在步迸電動(dòng)機(jī)1向一方向旋轉(zhuǎn)(正旋轉(zhuǎn))時(shí)，線圈4、 5 中的電流值被控制為使步按順序前進(jìn)，在步7之后返回步0。另一方 面，在以與正旋轉(zhuǎn)相反的方向旋轉(zhuǎn)(逆旋轉(zhuǎn))時(shí)，線圈4、 5中的電 流值被控制為使步返回，在步0之后向步7轉(zhuǎn)換。這時(shí)，由某一個(gè)步 向下一個(gè)步轉(zhuǎn)換的定時(shí)，由脈沖信號(hào)CL指示。此外，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)l 的旋轉(zhuǎn)方向由方向信號(hào)DIR指示。
此外，對(duì)于各步，設(shè)有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的情況下使用 的驅(qū)動(dòng)用電流的值、和在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止的情況下使用的停止用電 流的值。停止用電流，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)為了維持步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1 的旋轉(zhuǎn)角度而使線圈4、 5勵(lì)磁時(shí)使用。并且，停止用電流設(shè)定為與 驅(qū)動(dòng)用電流的電流值相比較小的電流值。使用驅(qū)動(dòng)用電流和停止用電 流中的哪一個(gè)，由CH/CD信號(hào)指示。在輸出CH信號(hào)的情況使用驅(qū) 動(dòng)用電流，在輸出CD信號(hào)的情況使用停止用電流。
另外，如圖3所示，本實(shí)施方式中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的線圈4、 5 的勵(lì)磁方式，是在線圈4和線圈5的關(guān)系中，使線圈4或線圈5的某 一個(gè)被勵(lì)磁的步和線圈4、5這兩個(gè)被勵(lì)磁的步交替進(jìn)行的勵(lì)磁方式。 即，在本實(shí)施方式的勵(lì)磁電路10中，進(jìn)行l(wèi)一2相勵(lì)磁方式的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)角度控制。
計(jì)數(shù)器21接收由控制電路40輸出的脈沖信號(hào)CL和方向信號(hào)
DIR，將3比特代碼輸出至解碼器22。這時(shí)，計(jì)數(shù)器21管理該時(shí)刻 的步，將3比特代碼輸出至解碼器，該3比特代碼表示，與在收到脈 沖信號(hào)CL的定時(shí)由方向信號(hào)DIR表示的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)方向相 對(duì)應(yīng)地，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)為向從當(dāng)前的步前進(jìn)一個(gè)或返回一個(gè)的 步。
解碼器22利用計(jì)數(shù)器21輸出的代碼和由控制電路40輸出的 CH/CD信號(hào)，輸出8比特的電流指令值和控制FET 11 14的接通/ 斷開(kāi)方式的信號(hào)P1、 P2。解碼器22在收到CH信號(hào)的情況下，輸出 指示流過(guò)驅(qū)動(dòng)用電流的電流指令值，在收到CD信號(hào)的情況下，輸出 指示流過(guò)停止用電流的電流指令值。即，解碼器22由計(jì)數(shù)器21輸出 的3比特代碼確定步，由CH/CD信號(hào)確定使用驅(qū)動(dòng)用電流或停止用 電流中的哪一個(gè)，從而輸出8比特的電流指令值。
圖4所示的輸入代碼中的V、 W、 X是由計(jì)數(shù)器輸出的3比特的 代碼，Y是表示CH/CD信號(hào)的值。Y為0時(shí)視為CH信號(hào)，Y為1 時(shí)視為CD信號(hào)。
由解碼器22輸出的8比特的電流指令值，是表示00H FFH范 圍的電流值的信號(hào)，輸出表示各步及與該步中的驅(qū)動(dòng)/停止對(duì)應(yīng)的電 流值的信號(hào)。其中，C0H、 E0H、 40H、 20H是驅(qū)動(dòng)用電流，90H、 A0H、 70H、 60H是停止用電流。此外，80H既可作為驅(qū)動(dòng)用電流使 用、也可作為停止用電流使用。
此外，如圖4所示，解碼器22輸出電流指令值，同時(shí)輸出與電 流指令值相對(duì)應(yīng)而控制FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式的信號(hào)Pl、 P2。 信號(hào)Pl輸出至AND電路27，信號(hào)P2輸出至AND電路28。對(duì)于由 信號(hào)P1、 P2和AND電路27、 28得到的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方 式的控制，如后所述。
D/A轉(zhuǎn)換器23將解碼器22輸出的電流指令值變換為模擬值， 向誤差放大器24輸出。
誤差放大器24根據(jù)由電流檢測(cè)電路32得到的檢測(cè)值，對(duì)于利用D/A轉(zhuǎn)換器23變換為模擬值的電流指令值施加校正并輸出。電流 檢測(cè)電路32檢測(cè)線圈4中流過(guò)的電流值，作為檢測(cè)值FB向誤差放 大器24輸出。誤差放大器24對(duì)由D/A轉(zhuǎn)換器23變換為模擬值的電 流指令值、和電流檢測(cè)電路32的檢測(cè)值FB進(jìn)行比較，在檢測(cè)值FB 比電流指令值小的情況下施加使電流指令值上升的校正，在檢測(cè)值 FB比電流指令值大的情況施加使電流指令值下降的校正。g卩，誤差 放大器24通過(guò)與線圈中流過(guò)的電流值相應(yīng)而校正電流指令值，從而 控制為使線圈4中流過(guò)的電流與電流指令值相等。
三角波發(fā)生電路25以規(guī)定的頻率輸出三角波H (參照?qǐng)D5)。 PWM輸出電路26利用由誤差放大器24輸出得到的電流指令 值、和由三角波發(fā)生電路25輸出的三角波，輸出PWM信號(hào)。輸出 的PWM信號(hào)向FET 11 14的柵極施加，切換FET 11 14的接通/ 斷開(kāi)。這時(shí)，PWM信號(hào)的占空比根據(jù)由誤差放大器24輸出的電流 指令值而變化。
在圖5中，相對(duì)于以規(guī)定的頻率而上下波動(dòng)的三角波H，由誤 差放大器24輸出的電流指令值對(duì)應(yīng)于電流檢測(cè)電路32的檢測(cè)值而被 校正，相對(duì)于三角波H的位置發(fā)生變動(dòng)。
這時(shí)，PWM信號(hào)在三角波H相對(duì)于電流指令值為上方時(shí)為 OFF，在三角波H相對(duì)于電流指令值為下方時(shí)為ON。目卩，PWM信 號(hào)的占空比，由電流指令值相對(duì)于三角波的位置確定。例如，在由誤 差放大器24輸出的電流指令值為I、 J (I>J)的情況下，電流指令值 為I的情況的PWM信號(hào)K的占空比，比電流指令值為J的情況的 PWM信號(hào)L的占空比更大。這樣，由PWM信號(hào)的占空比即PWM 信號(hào)，確定向FET 11 14施加的電壓值。
由PWM輸出電路26輸出的PWM信號(hào)，經(jīng)由AND電路27、 28和NOT電路29 31，進(jìn)行FET 11 14的接通/斷開(kāi)控制。
首先，利用后述的圖6 (a)，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)時(shí)即輸出 CH信號(hào)時(shí)的PWM信號(hào)為ON的情況下的FET 11 14的接通/斷開(kāi) 方式進(jìn)行說(shuō)明。
在圖6中，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)時(shí)的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在輸出至FET 11 14的信號(hào)為1的情況下， 該FET被接通，在輸出至FET 11 14的信號(hào)為0的情況下，該FET 被斷開(kāi)。
因?yàn)镻WM信號(hào)為ON，所以由PWM輸出電路26向AND電路 27的輸出成為1。此外，因?yàn)槭球?qū)動(dòng)時(shí)，所以如圖4所示，信號(hào)P1 成為1。因此向AND電路27的輸入也同時(shí)成為1， AND電路27的 輸出成為1。因此FET 11成為接通。并且，由NOT電路30使AND 電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為0， FET12成為斷開(kāi)。
另一方面，對(duì)于AND電路28，因?yàn)槭球?qū)動(dòng)時(shí)，所以如圖4所 示信號(hào)P2成為1，但由PWM信號(hào)為ON而為1的輸出值由NOT電 路29反轉(zhuǎn)而成為0，所以AND電路28的輸出為0。因此，F(xiàn)ET 13 成為斷開(kāi)。并且，由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而 成為1， FET 14成為接通。
艮P，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)為ON的情況下，F(xiàn)ET 11 和FET 14成為接通，同時(shí)FET 12和FET 13成為斷開(kāi)，流過(guò)箭頭Al 方向的電流。因此在線圈4中向箭頭A方向流過(guò)電流。
下面，利用圖6(b)，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)時(shí)即輸出CH信 號(hào)時(shí)PWM信號(hào)為OFF的情況下的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行 說(shuō)明。
因?yàn)槭球?qū)動(dòng)時(shí)，所以輸出至AND電路27的信號(hào)P1為1，但由 于PWM信號(hào)為OFF,所以由PWM輸出電路26向AND電路27的 輸出為0。因此AND電路27的輸出成為0。因此FETll成為斷開(kāi)。 此外，由NOT電路30使AND電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET 12成為接通。
另一方面，對(duì)于AND電路28，由于由PWM信號(hào)為OFF而為0 的輸出值由NOT電路29反轉(zhuǎn)而成為1。并且，因?yàn)槭球?qū)動(dòng)時(shí)，所以 信號(hào)P2為1。因此AND電路28的輸出成為1。因此，F(xiàn)ET13成為 接通。此外，由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而成為0， FET 14成為斷開(kāi)。
艮P，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)為OFF的情況下，F(xiàn)ET 12和FET 13成為接通，同時(shí)FET 11和FET 14成為斷開(kāi)，在線圈4中， 在使箭頭B1方向上流過(guò)電流的方向上，施加電源裝置6的電壓。另 一方面，在線圈4中PWM信號(hào)為ON時(shí)，在箭頭A方向流過(guò)電流。 因此，在PWM信號(hào)由ON變?yōu)镺FF，由電源裝置6引起電流的方向 變化的瞬間，會(huì)產(chǎn)生由自感應(yīng)引起的箭頭A方向的電流。因?yàn)橛稍?自感應(yīng)引起的電動(dòng)勢(shì)的電壓比電源裝置6的電壓高，所以電流向箭頭 A2方向流過(guò)。因此，線圈4中流過(guò)的電流成為箭頭A方向。
下面，利用圖6、圖7，對(duì)于線圈4中流過(guò)的電流詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
在步0中線圈4的電流值成為與COH對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，首先在 從80H (O[A])達(dá)到與COH對(duì)應(yīng)的電流值之前，如圖6 (a)所示使 FET 11及FET 14接通，從而使線圈4中流過(guò)的電流值上升至O。之 后，通過(guò)如圖6 (b)所示使FET 12及FET 13接通，由此使得由電 源裝置6引起的電流方向成為反向，從而使線圈4中流過(guò)由自感應(yīng)引 起的電流。該自感應(yīng)引起的電流承受電源裝置6的電壓而逐漸衰減， 電流值下降至P。之后，F(xiàn)ET 11及FET 14再次成為接通，電流值成 為O。之后，F(xiàn)ET 12及FET 13再次成為接通而電流值下降至P。由 上述反復(fù)而線圈4中流過(guò)的電流值維持在O與P之間。此外，這時(shí) 與C0H對(duì)應(yīng)的電流值被控制為位于O與P的大致中間位置。S卩，驅(qū) 動(dòng)電路20通過(guò)使FET ll及FET 14成為接通的電流和FET 12及FET 13成為接通的電流交替地流過(guò)線圈4中，由此控制為使線圈4中流 過(guò)大致恒定的電流值COH。
這時(shí)，由電源裝置引起的電流流過(guò)線圈4的時(shí)間Tl、和由線圈 4的自感應(yīng)引起的電流流過(guò)線圈4的時(shí)間T2的比例大致為1: 1。
另外，圖7及上述說(shuō)明，是對(duì)步0中線圈4中流過(guò)的電流的記 載，但對(duì)于步1 7也利用同樣的方式控制線圈4中流過(guò)的電流。此 外，對(duì)于線圈5當(dāng)然也是利用與線圈4同樣的方式控制電流。
下面，利用后述的圖8 (a)對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)即輸出CD 信號(hào)時(shí)的步0 2中PWM信號(hào)為ON的情況下的與線圈連接的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō)明。在圖8中，因?yàn)镻WM信號(hào)為ON，所以從PWM輸出電路26 向AND電路27的輸出成為1。此外，因?yàn)槭遣? 2，所以如圖4 所示信號(hào)P1成為1。因此向AND電路27的輸入也同時(shí)成為l，AND 電路27的輸出成為1。因此FET 11成為接通。并且，由NOT電路 30使AND電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為0， FET 12成為斷開(kāi)。
另一方面，對(duì)于AND電路28，由PWM信號(hào)為ON而為1的輸 出值，由NOT電路29反轉(zhuǎn)而成為0，并且因?yàn)椴? 2中的信號(hào)P2 也是0，所以AND電路28的輸出為0。因此，F(xiàn)ET13成為斷開(kāi)。并 且，由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET 14 成為接通。
艮P，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)的步0 2中PWM信號(hào)為ON的情 況下，F(xiàn)ET 11和FET 14成為接通，同時(shí)FET 12和FET 13成為斷開(kāi)， 流過(guò)箭頭Al方向的電流。因此在線圈4中流過(guò)箭頭A方向的電流。
下面，利用圖8 (b)，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)即輸出CD信 號(hào)時(shí)，在步0 2中PWM信號(hào)為OFF的情況下的與線圈4連接的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō)明。
雖然在步0 2中信號(hào)Pl為1，但是由于PWM信號(hào)為OFF，所 以由PWM輸出電路26向AND電路27的輸出為0。因此AND電路 27的輸出成為0。因此FET11成為斷開(kāi)。此外，由NOT電路30使 AND電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET12成為接通。
另一方面，對(duì)于AND電路28,雖然由PWM信號(hào)為OFF而為0 的輸出值，由NOT電路29反轉(zhuǎn)而成為1，但因?yàn)椴? 2中的信號(hào) P2為0，所以AND電路28的輸出成為0。因此，F(xiàn)ET13成為斷開(kāi)。 此外，由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET 14成為接通。
艮P，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)的步0 2中PWM信號(hào)為OFF的情 況下，F(xiàn)ET 12和FET 14成為接通，同時(shí)FET 11和FET 13成為斷開(kāi)， 成為線圈4的兩個(gè)端子由FET 12和FET 14連接的狀態(tài)。
在這里，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)在線圈4中產(chǎn)生的自感應(yīng)詳 細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。如果通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)FET 11和FET 13成為斷開(kāi)，切斷來(lái)自電源裝置6的電流，則線圈4中由自感應(yīng)引起的電 流的流向，成為在此之前電流流過(guò)的方向即箭頭A方向的電流。這 時(shí)，成為線圈4的兩個(gè)端子由FET 12禾BFET 14連接的狀態(tài)，因此 由該自感應(yīng)引起的電流如箭頭A3所示，經(jīng)過(guò)FET 14、 FET 12而返 回線圈4。即，由于線圈4的自感應(yīng)而使從線圈4流過(guò)的電流回流到 線圈4本身。該自感應(yīng)引起的電流，利用由線圈4、 FET12、 FET 14 構(gòu)成的電路所具有的電阻而逐漸緩慢地衰減。
下面，利用圖9，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)的步0時(shí)的電流詳細(xì) 地進(jìn)行說(shuō)明。
在步0中線圈4的電流值成為與90H對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，首先在 從80H (O[A])達(dá)到與90H對(duì)應(yīng)的電流值之前，如圖8 (a)所示使 FET 11及FET 14接通，由此使線圈4中流過(guò)的電流值上升至o。之 后，通過(guò)如圖8 (b)所示使FET 12及FET 14接通，使得因由自感 應(yīng)產(chǎn)生的電壓而使電流流過(guò)，但是由于衰減而電流值逐漸下降，因此 線圈4中流過(guò)的電流值下降至p。之后，再次使FET11及FET14成 為接通，電流值成為o。之后，再次使FET 12及FET 14成為接通而 使電流值下降至p。由上述反復(fù)，線圈4中流過(guò)的電流值維持在o與 p之間。此外，這時(shí)與卯H對(duì)應(yīng)的電流值，被控制為位于o與p的大 致中間位置。S卩，驅(qū)動(dòng)電路20通過(guò)使FET 11和FET 14接通，使得 由電源裝置6流出的電流和由線圈4的自感應(yīng)引起的電流交替地流過(guò) 線圈4中，從而控制為使得線圈4中流過(guò)與90H對(duì)應(yīng)的大致恒定電 流值的A方向電流。
這時(shí)，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)時(shí)不同，對(duì)于由自感應(yīng)引起的電 流，不存在阻止該電流的由電源裝置6引起的電壓。因此，如圖9 所示，由自感應(yīng)引起的電流相對(duì)于時(shí)間的衰減程度、與由電源裝置6 引起的電流流過(guò)時(shí)電流值相對(duì)于時(shí)間的變化程度相比，大幅減緩。因 此，對(duì)于控制使得電流值成為大致穩(wěn)定電流值時(shí)的PWM信號(hào)的 ON/OFF的比例，OFF的時(shí)間相對(duì)于ON的時(shí)間大幅變長(zhǎng)。即，由電 源裝置6引起的電流流過(guò)線圈的時(shí)間T3，相對(duì)于由自感應(yīng)引起的電 流流過(guò)的時(shí)間T4，大幅縮短。此外，由電源裝置6引起的電流流過(guò)線圈的時(shí)間的比例縮短，從而與驅(qū)動(dòng)時(shí)相比電流上下波動(dòng)減小。艮P， 圖9中的電流值O與電流值p的寬度，與圖7中的電流值O與電流 值P的寬度相比更小。
另外，圖9及上述說(shuō)明是對(duì)步0中線圈4中流過(guò)的電流的記載， 而對(duì)于步l、 2，也利用同樣的方式控制線圈4中流過(guò)的電流。此外， 對(duì)于線圈5的步2 4當(dāng)然也是同樣的。
下面，利用后述的圖10 (a)對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)即輸出 CD信號(hào)時(shí)的步4 6中PWM信號(hào)為OFF的情況下的與線圈連接的 FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō)明。
在圖10 (a)中，因?yàn)镻WM信號(hào)為OFF，所以從PWM輸出電 路26向AND電路27的輸出成為0。此外，步4 6中的信號(hào)P1為 0。因此AND電路27的輸出成為0。因此FET11成為斷開(kāi)。并且， 由NOT電路30使AND電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET 12成 為接通。
另一方面，對(duì)于AND電路28，由PWM信號(hào)為OFF而為0的 輸出值，由NOT電路29反轉(zhuǎn)而成為1，因?yàn)椴? 6中的信號(hào)P2為 1，所以AND電路28的輸出成為1。因此，F(xiàn)ET 13成為接通。并且， 由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而成為0， FET 14成 為斷開(kāi)。
艮口，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)步4 6中PWM信號(hào)為OFF的情況 下，F(xiàn)ET 12和FET 13成為接通，同時(shí)FET 11禾tl FET 14成為斷開(kāi)， 流過(guò)箭頭Bl方向的電流。因此在線圈4中向箭頭B方向流過(guò)電流。
下面，利用圖10 (b)，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)即輸出CD信 號(hào)時(shí)，在步4 6中PWM信號(hào)為ON的情況下的與線圈4連接的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō)明。
因?yàn)镻WM信號(hào)為ON，所以從PWM輸出電路26向AND電路 27的輸出為1，但如圖4所示信號(hào)P1成為0。因此AND電路27的 輸出成為0。因此FET11成為斷開(kāi)。此外，由NOT電路30使AND 電路27的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET12成為接通。
另一方面，對(duì)于AND電路28，如圖4所示，雖然信號(hào)P2成為1，但由PWM信號(hào)為ON而為1的輸出值，由NOT電路29反轉(zhuǎn)而 成為0，所以AND電路28的輸出成為0。因此，F(xiàn)ET13成為斷開(kāi)。 此外，由NOT電路31使AND電路28的輸出值反轉(zhuǎn)而成為1， FET 14成為接通。
艮P，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)的步4 6中PWM信號(hào)為ON的情 況下，F(xiàn)ET 12和FET 14成為接通，同時(shí)FET 11和FET 13成為斷開(kāi)， 成為線圈4的兩個(gè)端子由FET 12和FET 14連接的狀態(tài)。這時(shí)，在 步4 6中，由線圈4的自感應(yīng)引起的電流流向在PWM信號(hào)為OFF 狀態(tài)的情況下從電源裝置6流出電流的方向即B方向，如箭頭B2所 示經(jīng)由FET12、 FET 14而回流到線圈4本身。
下面，利用圖ll，對(duì)于步4中的線圈4中流過(guò)停止用電流的情 況下的電流值進(jìn)行說(shuō)明。
在步4中線圈4的電流值成為與70H對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，首先在 從80H (O[A])達(dá)到與70H對(duì)應(yīng)的電流值之前，如圖10 (a)所示使 FET 12及FET 13接通，由此使線圈4中流過(guò)的電流值成為q。之后， 如圖10 (b)所示使FET 12及FET 14接通，由此因由自感應(yīng)而產(chǎn)生 的電壓而流過(guò)電流，但是由于衰減而電流值逐漸下降，從而線圈4 中流過(guò)的電流值衰減至r。之后，F(xiàn)ET 12及FET 13再次成為接通， 電流值成為q。之后，F(xiàn)ET 12及FET 14再次成為接通而電流值衰減 至r。由上述反復(fù)，線圈4中流過(guò)的電流值維持在q與r之間。此外， 這時(shí)與70H對(duì)應(yīng)的電流值，被控制為位于q與r的大致中間位置。 即，驅(qū)動(dòng)電路20通過(guò)使FET12和FET13被接通，從而使由電源裝 置6流出的電流和由線圈4的自感應(yīng)引起的電流交替地流過(guò)線圈4 中，從而控制為使得線圈4中流過(guò)與70H對(duì)應(yīng)的大致恒定電流值的B 方向電流。
這時(shí)，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的驅(qū)動(dòng)時(shí)不同，對(duì)于由自感應(yīng)引起的電 流，不存在阻止該電流的由電源裝置6引起的電壓。因此，如圖11 所示，由自感應(yīng)引起的電流相對(duì)于時(shí)間的衰減程度、與由電源裝置6 引起的電流流過(guò)時(shí)電流值相對(duì)于時(shí)間的變化程度相比，大幅減緩。因 此，對(duì)于控制使得電流值成為大致恒定電流值時(shí)的PWM信號(hào)的ON/OFF的比例，ON的時(shí)間相對(duì)于OFF的時(shí)間大幅變長(zhǎng)。艮卩，由電 源裝置6引起的電流流過(guò)線圈的時(shí)間T5，比由自感應(yīng)引起的電流流 過(guò)的時(shí)間T6大幅縮短。此外，通過(guò)使由電源裝置6引起的電流流過(guò) 線圈的時(shí)間比例縮短，與驅(qū)動(dòng)時(shí)相比電流的上下波動(dòng)減小。S卩，圖 11中的電流值q與電流值r的寬度，比圖7中的電流值O與電流值 P的寬度小。
另夕卜，圖11及上述說(shuō)明是對(duì)步4中線圈4中流過(guò)的電流的記載， 但對(duì)于步5、 6也利用同樣的方式控制線圈4中流過(guò)的電流。此外， 對(duì)于線圈5的步6、 7、 0當(dāng)然也是同樣的。
下面，利用圖12，對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)即輸出CD信號(hào)時(shí) 的步3、 7中的與線圈4連接的FET 11 14的接通/斷開(kāi)方式進(jìn)行說(shuō) 明。
與PWM信號(hào)的ON/OFF方式無(wú)關(guān)地，如圖4所示，因?yàn)椴?、 7的信號(hào)Pl、 P2為0，所以AND電路27、 28的輸出同時(shí)成為0。因 此，F(xiàn)ET 11、 FET 13成為斷開(kāi)，由NOT電路30、 31而AND電路 27、 28的輸出反轉(zhuǎn)，從而FET12、 14成為接通。即，F(xiàn)ET 12禾P FET 14成為接通，同時(shí)FET 11和FET 13成為斷開(kāi)，線圈4的兩個(gè)端子 成為由FET 12和FET 14連接的狀態(tài)。因此，線圈4中不流過(guò)電流。 另外，線圈5的步1、 5當(dāng)然也是同樣的。
另外，在線圈4、 5中的一個(gè)是不流過(guò)電流的步時(shí)，另一個(gè)線圈 中流過(guò)電流，所以利用該另一個(gè)線圈，維持步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)角度。 (本發(fā)明的縫紉機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的作用效果)
根據(jù)上述實(shí)施方式，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)l停止時(shí)，由線圈4、 5的自 感應(yīng)引起的電流會(huì)回流到該線圈本身。這時(shí)，在由自感應(yīng)引起的電流 流過(guò)時(shí)，不會(huì)如現(xiàn)有技術(shù)所示，因電源裝置6的電壓使由該自感應(yīng)引 起的電流衰減。即，由自感應(yīng)引起的電流的單位時(shí)間衰減程度，與現(xiàn) 有技術(shù)的縫紉機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)線圈的電流控制相比大 幅減緩。因此，在使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1停止時(shí)線圈4、 5中流過(guò)的電流維 持大致恒定時(shí)，因?yàn)橛稍撟愿袘?yīng)引起的電流的衰減大幅減緩，所以與 由該自感應(yīng)引起的電流流過(guò)線圈4、 5的時(shí)間相比，由電源裝置6引起的電流流過(guò)線圈4、 5的時(shí)間可以大幅降低。因此，可以消除現(xiàn)有 技術(shù)中即使在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)也無(wú)法充分降低電力消耗的問(wèn)題，可 以大幅削減步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的消耗功率，可以提供能源效率高的縫紉機(jī)的 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置。
此外，如上所述，因?yàn)榕c由該自感應(yīng)引起電流流過(guò)線圈4、 5的 時(shí)間相比，可以使由電源裝置6引起電流流過(guò)線圈4、 5的時(shí)間降低， 所以伴隨線圈4、 5中流過(guò)由電源裝置6引起電流而出現(xiàn)的電流值的 上升幅度減小。與此同時(shí)，使電流值維持大致恒定的控制中的電流值 的上下波動(dòng)也減小。由此，線圈的發(fā)熱大幅降低。因此，可以解決現(xiàn) 有技術(shù)中伴隨波動(dòng)大而出現(xiàn)的線圈的發(fā)熱變大的問(wèn)題，可以使由該發(fā) 熱引起的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的惡化大幅降低。 (其他)
另外，在上述實(shí)施方式中，是對(duì)于PM型二相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的雙 極型的記載，但只要可以利用FET等開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)控制進(jìn)行 線圈中流過(guò)的電流的控制，則也可以應(yīng)用于其他步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
此外，在上述實(shí)施方式中，是利用l一2相勵(lì)磁方式進(jìn)行步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度控制，但也可以應(yīng)用于其他的勵(lì)磁方式，例如一相勵(lì) 磁方式或二相勵(lì)磁方式。
并且，在上述實(shí)施方式中，使用FET作為開(kāi)關(guān)元件，但只要可 以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，也可以使用其他的開(kāi)關(guān)元件。并且，對(duì)于驅(qū)動(dòng)電 路20及構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路20的各部分，只要可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，也可 以采用的其他結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其具有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈，其將兩端分別與電源裝置的陽(yáng)極和地線連接，H電橋電路，其具有開(kāi)關(guān)元件，該開(kāi)關(guān)元件分別配置在上述線圈的兩端與電源裝置的陽(yáng)極之間、以及上述線圈的兩端與地線之間；以及驅(qū)動(dòng)電路，其通過(guò)控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，從而控制該線圈中流過(guò)的電流，上述驅(qū)動(dòng)電路，在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得在上述線圈中流過(guò)規(guī)定的驅(qū)動(dòng)用電流；在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)的情況下，控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得上述線圈中流過(guò)規(guī)定的停止用電流，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)電路，在上述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)的情況下，控制上述各開(kāi)關(guān)元件的接通/斷開(kāi)，以使得由上述線圈的自感應(yīng)而從該線圈流出的電流回流至該線圈本身。
全文摘要
本發(fā)明提供一種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其作為縫紉機(jī)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，效率更高。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置(7)具有H電橋電路，其具有將線圈(4、5)與電源裝置(6)連接的FET(11～14)；以及驅(qū)動(dòng)電路(20)，其通過(guò)控制FET(11～14)的接通/斷開(kāi)，由此控制線圈(4、5)中流過(guò)的電流，該驅(qū)動(dòng)電路20在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(1)停止時(shí)，使得由線圈(4、5)的自感應(yīng)引起的電流回流到該線圈本身。
文檔編號(hào)H02P8/12GK101409525SQ20081017021
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者稻田昭夫, 立川修 申請(qǐng)人:Juki株式會(huì)社