JPH0767391A - モーター・ドライバー回路 - Google Patents

モーター・ドライバー回路

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Publication number
JPH0767391A
JPH0767391A JP23405793A JP23405793A JPH0767391A JP H0767391 A JPH0767391 A JP H0767391A JP 23405793 A JP23405793 A JP 23405793A JP 23405793 A JP23405793 A JP 23405793A JP H0767391 A JPH0767391 A JP H0767391A
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JP
Japan
Prior art keywords
motor
bridge
control
driver circuit
motor driver
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Application number
JP23405793A
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English (en)
Inventor
Hisashi Bito
寿 尾藤
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Roland DG Corp
Original Assignee
Roland DG Corp
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Publication date
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】回生制動による制御を用いて高回転域(1kp
ps以上)でモーターを使用する場合においても、振動
や騒音を発生することのないモーター・ドライバー回路
を提供する。 【構成】入力サイン波のパルス幅変調波形をHブリッジ
12に入力し、Hブリッジ12を動作させてプロッタ用
ステッピング・モーター10の駆動を制御するモーター
・ドライバー回路であって、積分回路18を備えたHブ
リッジ12からのフィードバック・ループにより入力サ
イン波をフィードバック制御し、パルス幅変調波形の制
御を行うようにしたモーター・ドライバー回路におい
て、Hブリッジ12を回生制動するように接続するとと
もに、フィードバック・ループ内における積分回路18
よりも下流位置にコンデンサー20を配設した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モーター・ドライバー
回路に関し、さらに詳細には、ペン・プロッタやカッテ
ィング・プロッタなどのステッピング・モーターのよう
に、高回転域において使用されるモーターの駆動の制御
に用いて好適なモーター・ドライバー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ペン・プロッタやカッティング
・プロッタなどのステッピング・モーターを駆動するモ
ーター・ドライバー回路においては、例えば、図2に示
すようなHブリッジを使用している。こうしたHブリッ
ジには、トランジスタよりなるスイッチ部I乃至スイッ
チ部IVが設けられていて、これらスイッチ部I乃至ス
イッチ部IVを適宜オン/オフさせることにより、モー
ターMの駆動を制御することになる。
【0003】そして、上記したHブリッジに、入力サイ
ン波のパルス幅変調(PWM)波形を入力してモーター
Mを制御する場合の制御方法としては、発電制動による
制御と回生制動による制御とが存在することが知られて
いる。
【0004】上記の二つ制御方法のうちで発電制動によ
る制御とは、スイッチ部I(またはスイッチ部II)に
PWM波形を入力してPWM制御でオン/オフさせると
ともに、スイッチ部IV(またはスイッチ部III)を
常時オンさせておくものである。
【0005】この発電制動による制御を、スイッチ部I
をPWM制御でオン/オフさせるとともに、スイッチ部
IVを常時オンさせておく場合を例にとって、以下に説
明する。
【0006】まず、スイッチ部Iがオン状態のときに
は、勿論スイッチ部IVもオン状態であり、このときに
は、図3において破線で示すように電流が流れる。一
方、スイッチ部Iがオフ状態のときでも、スイッチ部I
Vはオン状態であり、このときには、図3において一点
鎖線で示すように電流(回生電流)が流れる。
【0007】即ち、図4(a)に示すようなPWM波形
がスイッチ部Iに入力されると、モーターMの電流波形
は、図4(b)に示すようになるものである。
【0008】従って、上記したような発電制動によるモ
ーターMの制御の場合には、図4(b)から理解される
ように、スイッチ部Iがオン時における電流の立ち上が
りに比較すると、回生電流の消費が遅れるため、Hブリ
ッジ内に電流が残留するようになり、電流波形として理
想的なサイン・カーブが崩れてしまうことになる。
【0009】その結果として、モーターの振動や騒音が
大きくなってしまい、また、電流の追従性があまり良く
ないため、高回転域(1kpps以上)で使用するモー
ターの制御には適していないということが指摘されてい
た。
【0010】一方、回生制動による制御とは、スイッチ
部I(またはスイッチ部II)とスイッチ部IV(また
はスイッチ部III)とを、PWM制御で同時にオン/
オフさせるものである。
【0011】この回生制動を、スイッチ部Iとスイッチ
部IVとを、PWM制御でオン/オフさせる場合を例に
とって、以下に説明する。
【0012】まず、スイッチ部Iとスイッチ部IVとが
オン状態のときには、図5において破線で示すように電
流が流れる。その一方、スイッチ部Iとスイッチ部IV
とがオフ状態のときには、図5において一点鎖線で示す
ように電流(回生電流)が流れる。
【0013】即ち、図6(a)に示すようなPWM波形
がスイッチ部Iとスイッチ部IVとに入力されると、モ
ーターMの電流波形は図6(b)に示すようになるもの
である。
【0014】従って、上記した回生制動によるモーター
Mの制御の場合には、図6(b)から理解されるよう
に、回生電流の消費は、スイッチ部Iとスイッチ部IV
とがオン時における電流の立ち上がりの早さに極めて近
似している。このため、発電制動によるモーターMの制
御と比較すると回生電流の消費が早くてHブリッジ内の
電流の追従性が良くなり、そのため、サイン・カーブに
近い電流波形が得られるようになる。
【0015】その結果として、モーターの振動や騒音を
低減することができるようになり、また、電流の追従性
が良いため、高回転域(1kpps以上)で使用するモ
ーターの制御に向いているということが指摘されてい
た。
【0016】このような発電制動と回生制動との制御方
法があるなかで、一般にモーターの駆動を制御するに
は、発電制動による制御が採用されていた。即ち、一般
のモーターは、高回転域(1kpps以上)で使用する
場合があまり存在せず、しかも発電制動の回路構成が回
生制動の回路構成と比較すると簡単でありコスト・ダウ
ンを図りやすいものであるため、発電制動による制御が
採用されていたものであった。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電制
動による制御の場合には、モーターの振動や騒音が大き
くならざるを得ないものであり、しかも高回転域(1k
pps以上)において使用するモーターには適していな
いという特性があることから、それだけ用途が限られる
ことになり、特に、モーターを高回転域(1kpps以
上)まで使用するペン・プロッタやカッティング・プロ
ッタなどのステッピング・モーターの制御には適用する
ことができないという問題点があった。
【0018】このため、上記したような高回転域(1k
pps以上)で使用するステッピング・モーターの制御
を行うために、回生制動による制御を用いることが提案
されている。
【0019】ところが、一般にHブリッジの回生制動に
よりモーターの駆動を制御するためには、Hブリッジか
らのフィードバック・ループを設けて、Hブリッジに入
力されるPWM波形を電流制御する必要がある。そし
て、この場合には、フィードバック・ループ内に積分回
路を設ける必要があるため、この積分回路の存在により
フィードバック制御による指示値に位相遅れが生じるよ
うになってしまい、モーターが高回転域で使用されるほ
ど電流が乱れるようになり、この電流の乱れが振動や騒
音の原因となるという問題点があった。
【0020】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、回生制動による制御を用いて高回転域(1kp
ps以上)でモーターを使用する場合においても、振動
や騒音を発生することのないモーター・ドライバー回路
を提供しようとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるモーター・ドライバー回路は、入力
サイン波のパルス幅変調波形をHブリッジに入力し、H
ブリッジを動作させてモーターの駆動を制御するモータ
ー・ドライバー回路であって、積分回路を備えた上記H
ブリッジからのフィードバック・ループにより入力サイ
ン波をフィードバック制御し、パルス幅変調波形の制御
を行うようにしたモーター・ドライバー回路において、
上記Hブリッジを回生制動するように接続するととも
に、上記フィードバック・ループ内における上記積分回
路よりも下流位置にコンデンサーを配設するようにした
ものである。
【0022】
【作用】フィードバック・ループに設けられた積分回路
による指示値の位相遅れは、フィードバック・ループ内
において、積分回路よりも下流位置に設けられたコンデ
ンサーにより位相補償されることになる。
【0023】従って、高回転域(1kpps以上)にお
いて使用するモーターに適するという回生制動による制
御の特性をもち、しかも電流制御をするフィードバック
・ループにおける指示値の位相遅れを補償できるように
なるため、モーターを高回転域(1kpps以上)まで
使用しても、振動や騒音の発生を確実に防止することが
できるようになる。
【0024】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明によるモータ
ー・ドライバー回路の実施例を詳細に説明する。
【0025】図1は、本発明の一実施例によるペン・プ
ロッタやカッティング・プロッタのモーター・ドライバ
ー回路を示しており、ペン・プロッタやカッティング・
プロッタに用いられるステッピング・モーター(以下、
「プロッタ用ステッピング・モーター」と称す。)10
を駆動するために使用するモーター・ドライバー回路で
ある。ここにおいてプロッタ用ステッピング・モーター
10は、高回転域(1kpps以上)において使用され
るものである。
【0026】このモーター・ドライバー回路におけるH
ブリッジ12は、回生制動により制御されるように接続
されている。即ち、スイッチ部IとスイッチIVとにP
WM波形を入力して、PWM制御により同時にオン/オ
フを行うようにするとともに、スイッチ部IIとスイッ
チ部IIIとにPWM波形入力して、PWM制御により
同時にオン/オフを行うように接続している。
【0027】これらスイッチ部IとスイッチIVおよび
スイッチ部IIとスイッチ部IIIとのオン/オフの関
係は、後述する相信号の切り換え制御により、スイッチ
部Iとスイッチ部IVとがオンのときに、スイッチ部I
Iとスイッチ部IIIとがオフするとともに、スイッチ
部IとスイッチIVとがオフのときに、スイッチ部II
とスイッチ部IIIとがオンするように構成されてい
る。
【0028】そして、Hブリッジ12の電流検出用抵抗
14から延線されたフィードバック・ループには、基準
となるサイン波が入力される差動増幅器16における電
流制御に用いることができるように、電流検出用抵抗1
4から得られるパルス状の出力波形を積分するための積
分回路18が設けられている。
【0029】そして、差動増幅器16には、積分回路1
8による位相遅れを補償するためのコンデンサー20を
介してコンパレーター22が接続されており、このコン
パレーター22により、公知の技術に基づいて、コンデ
ンサー20を介して差動増幅器16から出力されたサイ
ン波と三角波とによりPWM波形が生成されて出力され
ることになる。
【0030】さらに、コンパレーター22から出力され
たPWM波形は、ANDゲート24a、24bに入力さ
れることになる。そして、これらのANDゲート24
a、24bは、パルス状の相信号Aならびに相信号Aと
逆相の相信号A’により制御されており、相信号Aがオ
ン状態のときの期間のみANDゲート24aが開き、そ
の一方で、相信号Aと逆相の相信号A’がオン状態の期
間のみANDゲート24bが開くことになり、Hブリッ
ジ12のスイッチ部IおよびスイッチIVとスイッチ部
IIおよびスイッチ部IIIとに、コンパレーター22
から出力されたPWM波形が選択的に供給されることに
なる。
【0031】以上の構成において、差動増幅器16に、
サイン波を入力するとともに、Hブリッジ12の電流検
出用抵抗14からフィードバックをかけることになる。
【0032】このとき、フィードバック・ループには積
分回路18が設けられているため、この積分回路18か
らの出力に位相遅れが生じるようになるが、コンデンサ
ー20によって、この位相の遅れを元に戻して解消して
位相補償を行うことができるようになる。
【0033】従って、コンパレーター22は、公知の技
術に基づいて、この位相遅れが解消されたサイン波形と
三角波とによりPWM波形を得ることができる。
【0034】そして、コンパレーター22の出力は、A
NDゲート24a、24bに入力され、パルス状の相信
号Aがオン状態のときの期間のみANDゲート24aが
開き、その一方で、相信号Aと逆相の相信号A’がオン
状態の期間のみANDゲート24bが開くことになる。
【0035】従って、ANDゲート24aが開いている
とき、コンパレーター22から出力されるPWM波形に
基づいてHブリッジ12のスイッチ部Iとスイッチ部I
Vとがオンされるとともに、スイッチ部IIとスイッチ
IIIとがオフされることになる。
【0036】その一方で、ANDゲート24bが開いて
いるとき、コンパレーター22から出力されるPWM波
形に基づいてHブリッジ12のスイッチ部IIとスイッ
チ部IIIとがオンされるとともに、スイッチ部Iとス
イッチIVとがオフされることになる。
【0037】このように、Hブリッジ12によってスイ
ッチ部I、スイッチ部II、スイッチ部IIIおよびス
イッチIVのオン/オフが制御されることにより、プロ
ッタ用ステッピング・モーター10の駆動が回生制動で
制御される。
【0038】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0039】入力サイン波のパルス幅変調波形をHブリ
ッジに入力し、Hブリッジを動作させてモーターの駆動
を制御するモーター・ドライバー回路であって、積分回
路を備えたHブリッジからのフィードバック・ループに
より入力サイン波をフィードバック制御し、パルス幅変
調波形の制御を行うようにしたモーター・ドライバー回
路において、Hブリッジを回生制動するように接続する
とともに、フィードバック・ループ内における積分回路
よりも下流位置にコンデンサーを配設するようにしたた
め、フィードバック・ループに設けられた積分回路によ
る指示値の位相遅れは、フィードバック・ループ内にお
いて、積分回路よりも下流位置に設けられたコンデンサ
ーにより位相補償されることになる。
【0040】従って、高回転域(1kpps以上)にお
いて使用するモーターに適するという回生制動の特性を
もち、しかも電流制御をするフィードバック・ループに
おける指示値の位相遅れも補償できるようになるため、
モーターを高回転域(1kpps以上)まで使用して
も、振動や騒音の発生を確実に防止することができるよ
うになる。
【0041】即ち、本発明のモーター・ドライバー回路
によれば、回生制動による制御を用いて高回転域(1k
pps以上)でモーターを使用する場合においても、振
動や騒音を発生することのないモーター・ドライバー回
路を提供することができるので、例えば、ペン・プロッ
タやカッティング・プロッタなどのステッピング・モー
ターのように、高回転域において使用されるモーターの
駆動の制御に用いると極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるモーター・ドライバー
回路を示す回路図である。
【図2】Hブリッジを示す回路図である。
【図3】発電制動によるHブリッジの電流の経路を示す
説明図である。
【図4】図3における入力波形(図4(a))とモータ
ーの電流波形(図4(b))を示す説明図である。
【図5】回生制動によるHブリッジの電流の経路を示す
説明図である。
【図6】図5における入力波形(図6(a))とモータ
ーの電流波形(図6(b))を示す説明図である。
【符号の説明】
10 プロッタ用ステッピング・モーター 12 Hブリッジ 14 電流検出用抵抗 16 差動増幅器 18 積分回路 20 コンデンサー 22 コンパレーター 24a ANDゲート 24b ANDゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力サイン波のパルス幅変調波形をHブ
    リッジに入力し、Hブリッジを動作させてモーターの駆
    動を制御するモーター・ドライバー回路であって、 積分回路を備えた前記Hブリッジからのフィードバック
    ・ループにより入力サイン波をフィードバック制御し、
    パルス幅変調波形の制御を行うようにしたモーター・ド
    ライバー回路において、 前記Hブリッジを回生制動するように接続するととも
    に、前記フィードバック・ループ内における前記積分回
    路よりも下流位置にコンデンサーを配設したことを特徴
    とするモーター・ドライバー回路。
JP23405793A 1993-08-26 1993-08-26 モーター・ドライバー回路 Pending JPH0767391A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23405793A JPH0767391A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 モーター・ドライバー回路

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JP23405793A JPH0767391A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 モーター・ドライバー回路

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JPH0767391A true JPH0767391A (ja) 1995-03-10

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ID=16964911

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JP23405793A Pending JPH0767391A (ja) 1993-08-26 1993-08-26 モーター・ドライバー回路

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JP (1) JPH0767391A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7852035B2 (en) 2005-06-03 2010-12-14 Rohm Co., Ltd. Motor drive circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7852035B2 (en) 2005-06-03 2010-12-14 Rohm Co., Ltd. Motor drive circuit

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