JPH07107793A - ステッピングモータの駆動装置 - Google Patents
ステッピングモータの駆動装置Info
- Publication number
- JPH07107793A JPH07107793A JP24303993A JP24303993A JPH07107793A JP H07107793 A JPH07107793 A JP H07107793A JP 24303993 A JP24303993 A JP 24303993A JP 24303993 A JP24303993 A JP 24303993A JP H07107793 A JPH07107793 A JP H07107793A
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- JP
- Japan
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- terminal
- stepping motor
- switching element
- control
- flow direction
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- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ローサイドのスイッチング素子とハイサイド
のスイッチング素子とを流れる平均電流を均一とするこ
との可能なステッピングモータの駆動装置を提供する。 【構成】 Hブリッジを構成するハイサイドのスイッチ
ング素子111、112を連続通電とする運転状態とロ
ーサイドのスイッチング素子113、114を連続通電
とする運転状態とを、制御部15で所定の間隔毎に切替
ることによって、スイッチング素子を流れる平均電流が
均一となる。従って各スイッチング素子の定格を同一と
することができ、設計・製作が容易となる。
のスイッチング素子とを流れる平均電流を均一とするこ
との可能なステッピングモータの駆動装置を提供する。 【構成】 Hブリッジを構成するハイサイドのスイッチ
ング素子111、112を連続通電とする運転状態とロ
ーサイドのスイッチング素子113、114を連続通電
とする運転状態とを、制御部15で所定の間隔毎に切替
ることによって、スイッチング素子を流れる平均電流が
均一となる。従って各スイッチング素子の定格を同一と
することができ、設計・製作が容易となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステッピングモータの駆
動装置に係わり、特にHブリッジを構成するスイッチン
グ素子の負荷を均等化することの可能なステッピングモ
ータの駆動装置に関する。
動装置に係わり、特にHブリッジを構成するスイッチン
グ素子の負荷を均等化することの可能なステッピングモ
ータの駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ステッピングモータは、 1.回転角度が入力パルス数に比例するため、オープン
ループ制御が可能。 2.回転速度が入力パルスの周波数に比例するため、広
範囲の回転速度制御が可能。 3.入力パルスのない時には停止位置が保持されるた
め、ブレーキ、ロック機構が不要。 4.ブラシ等のしゅう動部がないため、信頼性が高い。 5.パルスで駆動されるため、マイクロコンピュータ等
のディジタル素子により直接駆動が可能。 等の特徴を有するために、種々の分野で利用されてい
る。
ループ制御が可能。 2.回転速度が入力パルスの周波数に比例するため、広
範囲の回転速度制御が可能。 3.入力パルスのない時には停止位置が保持されるた
め、ブレーキ、ロック機構が不要。 4.ブラシ等のしゅう動部がないため、信頼性が高い。 5.パルスで駆動されるため、マイクロコンピュータ等
のディジタル素子により直接駆動が可能。 等の特徴を有するために、種々の分野で利用されてい
る。
【0003】ステッピングモータの駆動装置としては各
種の形式が提案されているが、いわゆるHブリッジを使
用することが一般的である。このHブリッジは4つのス
イッチング素子でブリッジを構成し、相互に対角に位置
するスイッチング素子を組としてオンオフ状態を制御す
ることによりステッピングモータを正転あるいは逆転さ
せるものである。
種の形式が提案されているが、いわゆるHブリッジを使
用することが一般的である。このHブリッジは4つのス
イッチング素子でブリッジを構成し、相互に対角に位置
するスイッチング素子を組としてオンオフ状態を制御す
ることによりステッピングモータを正転あるいは逆転さ
せるものである。
【0004】そして電源バス側(ハイサイド)に配置さ
れるスイッチング素子をいわゆるチョッパ制御すること
によってステッピングモータのコイルに流れる電流を制
御する。一方アース側(ローサイド)に配置されるスイ
ッチング素子はステッピングモータが正転あるいは逆転
中はオン状態あるいはオフ状態を保持する。
れるスイッチング素子をいわゆるチョッパ制御すること
によってステッピングモータのコイルに流れる電流を制
御する。一方アース側(ローサイド)に配置されるスイ
ッチング素子はステッピングモータが正転あるいは逆転
中はオン状態あるいはオフ状態を保持する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらス
イッチング素子の負荷はステッピングモータのコイルで
あり誘導性負荷であるため、ハイサイドのスイッチング
素子はチョッパ制御により断続的にオンオフを繰り返す
もののローサイドのスイッチング素子はチョッパ制御に
よってオフ状態にあってもコイルに蓄積されたエネルギ
放出のために電流が流れる状態を維持する。
イッチング素子の負荷はステッピングモータのコイルで
あり誘導性負荷であるため、ハイサイドのスイッチング
素子はチョッパ制御により断続的にオンオフを繰り返す
もののローサイドのスイッチング素子はチョッパ制御に
よってオフ状態にあってもコイルに蓄積されたエネルギ
放出のために電流が流れる状態を維持する。
【0006】即ちローサイドのスイッチング素子の平均
電流はハイサイドのスイッチング素子の平均電流の約2
倍となるため、ローサイドのスイッチング素子はハイサ
イドのスイッチング素子に比較して定格的に大きいもの
を使用しなければならず、設計、制作に時間がかかりコ
ストの上昇を招くという課題があった。本発明は上記問
題点に鑑みなされたものであって、ローサイドのスイッ
チング素子とハイサイドのスイッチング素子とを流れる
平均電流を均一とすることの可能なステッピングモータ
の駆動装置を提供することを目的とする。
電流はハイサイドのスイッチング素子の平均電流の約2
倍となるため、ローサイドのスイッチング素子はハイサ
イドのスイッチング素子に比較して定格的に大きいもの
を使用しなければならず、設計、制作に時間がかかりコ
ストの上昇を招くという課題があった。本発明は上記問
題点に鑑みなされたものであって、ローサイドのスイッ
チング素子とハイサイドのスイッチング素子とを流れる
平均電流を均一とすることの可能なステッピングモータ
の駆動装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるステッピ
ングモータの駆動装置は、一方の端子が電源バスに接続
され他の一方の端子がステッピングモータの1つのコイ
ルの一方の端子に接続される第1のスイッチング素子
と、一方の端子が電源バスに接続され他の一方の端子が
ステッピングモータの1つのコイルの他の一方の端子に
接続される第2のスイッチング素子と、一方の端子がス
テッピングモータの1つのコイルの一方の端子に接続さ
れ他の一方の端子が接地される第3のスイッチング素子
と、一方の端子がステッピングモータの1つのコイルの
他の一方の端子に接続され他の一方の端子が接地される
第4のスイッチング素子と、ステッピングモータの1つ
のコイルに流れる電流を所定値に制御するチョッパ制御
信号を発生するチョッパ制御信号発生手段と、ステッピ
ングモータの1つのコイルを流れる電流の流れ方向を制
御する電流流れ方向制御信号を発生する電流流れ方向制
御手段と、ステッピングモータ正転時に第1のスイッチ
ング素子の制御端子にチョッパ制御信号発生手段で発生
されるチョッパ制御信号を第4のスイッチング素子の制
御端子に電流流れ方向制御手段で決定される電流流れ方
向制御を供給しステッピングモータ逆転時に第2のスイ
ッチング素子の制御端子にチョッパ制御信号発生手段で
発生されるチョッパ制御信号を第3のスイッチング素子
の制御端子に電流流れ方向制御手段で決定される電流流
れ方向制御を供給するローサイド連続通電動作とステッ
ピングモータ正転時に第4のスイッチング素子の制御端
子にチョッパ制御信号発生手段で発生されるチョッパ制
御信号を第1のスイッチング素子の制御端子に電流流れ
方向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給しス
テッピングモータ逆転時に第3のスイッチング素子の制
御端子にチョッパ制御信号発生手段で発生されるチョッ
パ制御信号を第2のスイッチング素子の制御端子に電流
流れ方向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給
するハイサイド連続通電動作とを所定時間間隔毎に切り
換える動作切替手段と、から構成される。
ングモータの駆動装置は、一方の端子が電源バスに接続
され他の一方の端子がステッピングモータの1つのコイ
ルの一方の端子に接続される第1のスイッチング素子
と、一方の端子が電源バスに接続され他の一方の端子が
ステッピングモータの1つのコイルの他の一方の端子に
接続される第2のスイッチング素子と、一方の端子がス
テッピングモータの1つのコイルの一方の端子に接続さ
れ他の一方の端子が接地される第3のスイッチング素子
と、一方の端子がステッピングモータの1つのコイルの
他の一方の端子に接続され他の一方の端子が接地される
第4のスイッチング素子と、ステッピングモータの1つ
のコイルに流れる電流を所定値に制御するチョッパ制御
信号を発生するチョッパ制御信号発生手段と、ステッピ
ングモータの1つのコイルを流れる電流の流れ方向を制
御する電流流れ方向制御信号を発生する電流流れ方向制
御手段と、ステッピングモータ正転時に第1のスイッチ
ング素子の制御端子にチョッパ制御信号発生手段で発生
されるチョッパ制御信号を第4のスイッチング素子の制
御端子に電流流れ方向制御手段で決定される電流流れ方
向制御を供給しステッピングモータ逆転時に第2のスイ
ッチング素子の制御端子にチョッパ制御信号発生手段で
発生されるチョッパ制御信号を第3のスイッチング素子
の制御端子に電流流れ方向制御手段で決定される電流流
れ方向制御を供給するローサイド連続通電動作とステッ
ピングモータ正転時に第4のスイッチング素子の制御端
子にチョッパ制御信号発生手段で発生されるチョッパ制
御信号を第1のスイッチング素子の制御端子に電流流れ
方向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給しス
テッピングモータ逆転時に第3のスイッチング素子の制
御端子にチョッパ制御信号発生手段で発生されるチョッ
パ制御信号を第2のスイッチング素子の制御端子に電流
流れ方向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給
するハイサイド連続通電動作とを所定時間間隔毎に切り
換える動作切替手段と、から構成される。
【0008】
【作用】本発明にかかるステッピングモータの駆動装置
にあっては、ローサイドに設置されるスイッチング素子
をステッピングモータ動作中連続通電とするローサイド
連続通電動作と、ハイサイドに設置されるスイッチング
素子をステッピングモータ動作中連続通電とするハイサ
イド連続通電動作と、が所定時間間隔毎に切替られるた
めにスイッチング素子の負荷が均一となる。
にあっては、ローサイドに設置されるスイッチング素子
をステッピングモータ動作中連続通電とするローサイド
連続通電動作と、ハイサイドに設置されるスイッチング
素子をステッピングモータ動作中連続通電とするハイサ
イド連続通電動作と、が所定時間間隔毎に切替られるた
めにスイッチング素子の負荷が均一となる。
【0009】
【実施例】図1は本発明にかかるステッピングモータの
駆動装置の実施例の構成図であって、スイッチング素子
としてユニポーラ素子であるMOSFETを使用する。
第1および第2のMOSFET111、112のソース
は共通に電源バス12に接続される。
駆動装置の実施例の構成図であって、スイッチング素子
としてユニポーラ素子であるMOSFETを使用する。
第1および第2のMOSFET111、112のソース
は共通に電源バス12に接続される。
【0010】第1のMOSFET111のドレンはステ
ッピングモータの1つのコイル13の一方の端子に接続
され、第2のMOSFET112のドレンはステッピン
グモータの1つのコイル13の他の一方の端子に接続さ
れる。第3のMOSFET113のソースはステッピン
グモータの1つのコイル13の一方の端子に接続され、
第4のMOSFET114のソースはステッピングモー
タの1つのコイル13の他の一方の端子に接続される。
ッピングモータの1つのコイル13の一方の端子に接続
され、第2のMOSFET112のドレンはステッピン
グモータの1つのコイル13の他の一方の端子に接続さ
れる。第3のMOSFET113のソースはステッピン
グモータの1つのコイル13の一方の端子に接続され、
第4のMOSFET114のソースはステッピングモー
タの1つのコイル13の他の一方の端子に接続される。
【0011】そして第3および第4のMOSFET11
3、114のドレンは共通に接地されてHブリッジを構
成する。なおチョッパ制御のオフ期間にステッピングモ
ータのコイルに蓄積されているエネルギを連続通電状態
のMOSFETを介して放出するために、4つのMOS
FET111、112、113および114のそれぞれ
に並列にフリーホイールダイオード141、142、1
43および144が接続される。
3、114のドレンは共通に接地されてHブリッジを構
成する。なおチョッパ制御のオフ期間にステッピングモ
ータのコイルに蓄積されているエネルギを連続通電状態
のMOSFETを介して放出するために、4つのMOS
FET111、112、113および114のそれぞれ
に並列にフリーホイールダイオード141、142、1
43および144が接続される。
【0012】4つのMOSFET111、112、11
3および114のゲートはマイクロコンピュータが適用
される制御部15のインターフェイス151に接続され
る。制御部15はインターフェイス151のほかバス1
52、CPU153およびメモリ154から構成され
る。図2は制御部15で実行される動作切替ルーチンの
フローチャートであって、ステッピングモータの動作指
令が印加される度に実行される。
3および114のゲートはマイクロコンピュータが適用
される制御部15のインターフェイス151に接続され
る。制御部15はインターフェイス151のほかバス1
52、CPU153およびメモリ154から構成され
る。図2は制御部15で実行される動作切替ルーチンの
フローチャートであって、ステッピングモータの動作指
令が印加される度に実行される。
【0013】ステップ201では、ハイサイドに設置さ
れるMOSFETあるいはローサイドに設置されるMO
SFETのいずれを連続通電とするかを表すフラグMO
Dがセット状態にあるか否かを判定する。ステップ20
1で肯定判定された時、即ちフラグMODがセット状態
にあればハイサイドに設置されるMOSFET111お
よび112を連続通電とするものとしてステップ202
に進み、ステッピングモータの回転方向が正転であるか
否かを判定する。
れるMOSFETあるいはローサイドに設置されるMO
SFETのいずれを連続通電とするかを表すフラグMO
Dがセット状態にあるか否かを判定する。ステップ20
1で肯定判定された時、即ちフラグMODがセット状態
にあればハイサイドに設置されるMOSFET111お
よび112を連続通電とするものとしてステップ202
に進み、ステッピングモータの回転方向が正転であるか
否かを判定する。
【0014】ステップ202で肯定判定された時、即ち
ステッピングモータの回転方向が正転であればステップ
203に進み、第1のMOSFET111のゲートにオ
ン信号を出力する。そしてステップ204で第4のMO
SFET114のゲートに図示しない電流制御ルーチン
で演算されたチョッパ信号を出力してこのルーチンを終
了する。
ステッピングモータの回転方向が正転であればステップ
203に進み、第1のMOSFET111のゲートにオ
ン信号を出力する。そしてステップ204で第4のMO
SFET114のゲートに図示しない電流制御ルーチン
で演算されたチョッパ信号を出力してこのルーチンを終
了する。
【0015】ステップ202で否定判定された時、即ち
ステッピングモータの回転方向が逆転であればステップ
205に進み、第2のMOSFET112のゲートにオ
ン信号を出力する。そしてステップ206で第3のMO
SFET113のゲートにチョッパ信号を出力してこの
ルーチンを終了する。
ステッピングモータの回転方向が逆転であればステップ
205に進み、第2のMOSFET112のゲートにオ
ン信号を出力する。そしてステップ206で第3のMO
SFET113のゲートにチョッパ信号を出力してこの
ルーチンを終了する。
【0016】ステップ201で否定判定された時、即ち
フラグMODがリセット状態にあればローサイドに設置
されるMOSFET113および114を連続通電とす
るものとしてステップ207に進み、ステッピングモー
タの回転方向が正転であるか否かを判定する。ステップ
207で肯定判定された時、即ちステッピングモータの
回転方向が正転であればステップ208に進み、第4の
MOSFET114のゲートにオン信号を出力する。
フラグMODがリセット状態にあればローサイドに設置
されるMOSFET113および114を連続通電とす
るものとしてステップ207に進み、ステッピングモー
タの回転方向が正転であるか否かを判定する。ステップ
207で肯定判定された時、即ちステッピングモータの
回転方向が正転であればステップ208に進み、第4の
MOSFET114のゲートにオン信号を出力する。
【0017】そしてステップ209で第1のMOSFE
T111のゲートにチョッパ信号を出力してこのルーチ
ンを終了する。ステップ207で否定判定された時、即
ちステッピングモータの回転方向が逆転であればステッ
プ210に進み、第3のMOSFET113のゲートに
オン信号を出力する。
T111のゲートにチョッパ信号を出力してこのルーチ
ンを終了する。ステップ207で否定判定された時、即
ちステッピングモータの回転方向が逆転であればステッ
プ210に進み、第3のMOSFET113のゲートに
オン信号を出力する。
【0018】そしてステップ211で第2のMOSFE
T112のゲートにチョッパ信号を出力してこのルーチ
ンを終了する。図3は制御部15で実行されるフラグM
ODセットルーチンのフローチャートであって、一定時
間(例えば1時間)毎に実行される。ステップ31でフ
ラグMODがセット状態にあるか否かを判定し、肯定判
定されればステップ32に進みフラグMODをリセット
する。
T112のゲートにチョッパ信号を出力してこのルーチ
ンを終了する。図3は制御部15で実行されるフラグM
ODセットルーチンのフローチャートであって、一定時
間(例えば1時間)毎に実行される。ステップ31でフ
ラグMODがセット状態にあるか否かを判定し、肯定判
定されればステップ32に進みフラグMODをリセット
する。
【0019】逆にステップ31で否定判定されればステ
ップ33に進み、フラグMODをセットする。即ち本ル
ーチンが実行される度にフラグMODが反転され、連続
通電で運転されるMOSFETがハイサイドからローサ
イドへ、あるいはローサイドからハイサイドに切り換え
られる。
ップ33に進み、フラグMODをセットする。即ち本ル
ーチンが実行される度にフラグMODが反転され、連続
通電で運転されるMOSFETがハイサイドからローサ
イドへ、あるいはローサイドからハイサイドに切り換え
られる。
【0020】なお本ルーチンはイグニッションスイッチ
がオンとなる度、即ち自動車のエンジンが始動される度
に実行することとすること可能である。さらに、全ての
MOSFETを流れる電流が零となる度に実行すること
も可能である。図4はいわゆるW1−2相励磁を適用し
た場合の励磁パターンであるが、サイクル“0”および
“8”でフラグ設定ルーチンを実行することにより、連
続通電で運転されるMOSFETを切替ることが可能で
ある。
がオンとなる度、即ち自動車のエンジンが始動される度
に実行することとすること可能である。さらに、全ての
MOSFETを流れる電流が零となる度に実行すること
も可能である。図4はいわゆるW1−2相励磁を適用し
た場合の励磁パターンであるが、サイクル“0”および
“8”でフラグ設定ルーチンを実行することにより、連
続通電で運転されるMOSFETを切替ることが可能で
ある。
【0021】上記実施例はスイッチング素子としてMO
SFETを適用しているが、バイポーラトランジスタを
適用することも可能である。
SFETを適用しているが、バイポーラトランジスタを
適用することも可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明にかかるステッピングモータの駆
動装置によれば、所定間隔毎に連続通電で運転されるス
イッチング素子を切替ることによりスイッチング素子を
流れる平均電流が均一化されるため、スイッチング素子
の定格を同一に選定することが可能となり、設計・製作
が容易となる。
動装置によれば、所定間隔毎に連続通電で運転されるス
イッチング素子を切替ることによりスイッチング素子を
流れる平均電流が均一化されるため、スイッチング素子
の定格を同一に選定することが可能となり、設計・製作
が容易となる。
【図1】図1は実施例の構成図である。
【図2】図2は動作切替ルーチンのフローチャートであ
る。
る。
【図3】図3はフラグセットルーチンのフローチャート
である。
である。
【図4】図4はW1−2相励磁を適用した場合の励磁パ
ターンである。
ターンである。
111、112、113、114…スイッチング素子 12…電源バス 13…ステッピングモータのコイル 141、142、143、144…フリーホイールダイ
オード 15…制御部
オード 15…制御部
Claims (1)
- 【請求項1】 一方の端子が電源バスに接続され、他の
一方の端子がステッピングモータの1つのコイルの一方
の端子に接続される第1のスイッチング素子と、 一方の端子が電源バスに接続され、他の一方の端子がス
テッピングモータの1つのコイルの他の一方の端子に接
続される第2のスイッチング素子と、 一方の端子がステッピングモータの1つのコイルの一方
の端子に接続され、他の一方の端子が接地される第3の
スイッチング素子と、 一方の端子がステッピングモータの1つのコイルの他の
一方の端子に接続され、他の一方の端子が接地される第
4のスイッチング素子と、 ステッピングモータの1つのコイルに流れる電流を所定
値に制御するチョッパ制御信号を発生するチョッパ制御
信号発生手段と、 ステッピングモータの1つのコイルを流れる電流の流れ
方向を制御する電流流れ方向制御信号を発生する電流流
れ方向制御手段と、 ステッピングモータ正転時に前記第1のスイッチング素
子の制御端子に前記チョッパ制御信号発生手段で発生さ
れるチョッパ制御信号を、前記第4のスイッチング素子
の制御端子に前記電流流れ方向制御手段で決定される電
流流れ方向制御を供給し、ステッピングモータ逆転時に
前記第2のスイッチング素子の制御端子に前記チョッパ
制御信号発生手段で発生されるチョッパ制御信号を、前
記第3のスイッチング素子の制御端子に前記電流流れ方
向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給するロ
ーサイド連続通電動作と、ステッピングモータ正転時に
前記第4のスイッチング素子の制御端子に前記チョッパ
制御信号発生手段で発生されるチョッパ制御信号を、前
記第1のスイッチング素子の制御端子に前記電流流れ方
向制御手段で決定される電流流れ方向制御を供給し、ス
テッピングモータ逆転時に前記第3のスイッチング素子
の制御端子に前記チョッパ制御信号発生手段で発生され
るチョッパ制御信号を、前記第2のスイッチング素子の
制御端子に前記電流流れ方向制御手段で決定される電流
流れ方向制御を供給するハイサイド連続通電動作と、を
所定時間間隔毎に切り換える動作切替手段と、から構成
されるステッピングモータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24303993A JPH07107793A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ステッピングモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24303993A JPH07107793A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ステッピングモータの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107793A true JPH07107793A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17097934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24303993A Withdrawn JPH07107793A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | ステッピングモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107793A (ja) |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP24303993A patent/JPH07107793A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |