JPS6347079B2

JPS6347079B2 -

Info

Publication number: JPS6347079B2
Application number: JP4776981A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Yamazaki
Original assignee: PII EFU YUU KK
Current assignee: PII EFU YUU KK
Priority date: 1981-03-30
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1988-09-20
Also published as: JPS57160398A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ペンタゴン接続された５相パルス・
モータ駆動回路において、励磁相となつた複数の
巻線に流れる電流を略ぼ定電流となし得るように
した５相パルス・モータの駆動回路の制御方式に
関するものである。

５相パルス・モータの駆動方式としては、スタ
ンダード・ドライブ方式とペンタゴン・ドライブ
方式とがある。スタンダード・ドライブ方式は、
個々の巻線を他と独立して制御するものであり、
各巻線の端部にそれぞれ１対のトランジスタ対を
接続するものである。

ペンタゴン・ドライブ方式は、５個の巻線をリ
ング状に結合し、各結合点にそれぞれ１個のトラ
ンジスタ対を接続するものである。ペンタゴン・
ドライブ方式は、スタンダード・ドライブ方式に
比べて、(イ)トランジスタの数が少なくて済む、(ロ)
ハンチングが押えられる等の有利な特微を備えて
いる。

第１図は５相パルス・モータのペンタゴン・ド
ライブ方式の従来例を説明するものであつて、１
ないし１０はトランジスタ、１６は正の電源線、
１７はアース線をそれぞれ示している。また、実
線の矢印は電流の向きを示し、点線の矢印は合成
磁界の向きを示し、斜線が施された●印はオンの
トランジスタを示し、白丸はオフのトランジスタ
をそれぞれ示している。なお、図示しないがトラ
ンジスタのエミツタ−コレクタの間には、フライ
バツク・ダイオードが設けられている。

第１図イにおいては、トランジスタ１，４，
５，７，１０がオンとされ、この結果、巻線１
１，１２，１４，１５に電流が流れ、巻線１３に
は電流が流れない。５相パルス・モータを１ステ
ツプ回転するためには、第１図ロに示すように、
トランジスタ２，４，５，８，９をオンとする。
そうすると、巻線１２，１３，１４，１５に電流
が流れ、巻線１１には電流が流れない。５相パル
ス・モータを更に１ステツプ回転させるために
は、第１図ハに示すように、トランジスタ２，
３，６，７，９をオンとする。そうすると、巻線
１１，１２，１３，１５に電流が流れ、巻線１４
には電流が流れない。

５相パルス・モータにおいては励磁相となつた
各巻線に流れる電流は等しい大きさを持ち、且つ
定電流であることが望まれる。しかし、第１図に
示すような従来のペンタゴン・ドライブ方式にお
いては定電流制御を行うことが非常に困難であ
る。いま、例えば第１図イの状態において、トラ
ンジスタ５が巻線１２にＩなる電流を流すように
定電流制御を行つていたと仮定する。５相パル
ス・モータの状態が第１図イの状態から第１図ロ
の状態に切り替わると、巻線１２と１３に電流が
流れるのでトランジスタ５は2Iの電流を流すよう
に定電流制御を行う必要がある。しかし、トラン
ジスタ５の供給する2Iなる電流は巻線１２，１３
に均等に分割されず、前のステージから電流が流
れていた巻線１２に例えば1.5Iの電流が流れ、現
ステージで電流を流し始めた巻線１３に例えば
0.5Iの電流が流れる。

本発明は、上記の欠点を除去するものであつ
て、５個の巻線リング状に接続し、且つ巻線の結
合点にそれぞれ１個のトランジスタ対を接続した
５相パルス・モータ駆動回路において、励磁相と
なつた各巻線に流れる電流を略ぼ定電流となし得
るようにする制御方式を提供することを目的とし
ている。そしてそのため、本発明の５相パルス・
モータ駆動回路の制御方式は５個の巻線をリング
状に結合し、各巻線の結合点に１個のトランジス
タ対の接合点を接続したペンタゴン接続の５相パ
ルス・モータ駆動回路の制御方式において10個の
トランジスタの内の３個のトランジスタを導通さ
せ、残りトランジスタをオフし、一定時間毎に上
記の導通させるべき３個のトランジスタの組合せ
を変化させて上記複数の巻線によつて生成される
合成磁界を回転させると共に、導通させるべき３
個のトランジスタの内の１個のトランジスタを完
全にオンし、１個のトランジスタをオン・オフさ
せ、１個のトランジスタを一定時間オンさせた後
にオン・オフさせることを特徴とするものであ
る。以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。

第２図は10個のトランジスタの中の３個のトラ
ンジスタを制御して５相パルス・モータを駆動す
る方法を説明するものである。この５相パルス・
モータの駆動方法が本発明の基礎となるものであ
る。なお、第１図と同一符号は同一物を示してい
る。

第２図イに示すように、トランジスタ１，６，
８をオンすると、巻線１１，１２，１４，１５に
電流が流れ、巻線１３には電流が流れない。この
結果、点線で示す方向に合成磁界が発生する。５
相パルス・モータを第２図イから１ステツプ回転
させるためには、第２図ロに示すようにトランジ
スタ１，３，７をオンとする。そうすると、巻線
１２，１３，１４，１５に電流が流れ、点線で示
すような合成磁界が発生し、モータは１ステツプ
回転する。第２図ロの状態からモータを更に１ス
テツプ回転させるために、第２図ハに示すよう
に、トランジスタ１，２，８をオンとする。

第３図は本発明の５相パルス・モータ駆動方式
の１実施例を説明するものである。なお、第１図
と同一符号は同一物を示している。

第２図に示した５相パルス・モータ駆動方法
は、第１図の従来例に比べて制御が簡単になる
が、これのみでは励磁相となつた各巻線に流れる
電流を定電流とすることが出来ない。本発明はこ
の点を改良するものであつて、第２図で示したよ
うな５相パルス・モータ駆動方式において、トラ
ンジスタに対してON、立上り定電流コントロー
ル、保持の定電流コントロール、およびOFFの
４種制御を行うようにしたものである。第４図
は、第３図で用いられている記号を説明するもの
であつて、第４図に示すように黒丸はONのトラ
ンジスタ、格子縞の丸は立上り定電流コントロー
ルのトランジスタ、縦縞の丸は保持定電流コント
ロールのトランジスタ、白丸はオフのトランジス
タをそれぞれ示している。ONのトランジスタに
対する制御波形は常にオン・レベルに保持され、
立上り定電流コントロールのトランジスタに対す
る制御波形は最初の一定期間オン・レベルとさ
れ、その後はオン／オフされる。保持の定電流コ
ントロールのトランジスタに対する制御波形はオ
ン／オフのものであり、OFFのトランジスタに
対する制御波形はオフ・レベルに保持されてい
る。

第３図イにおいては、トランジスタ１がオン
し、トランジスタ６が保持の定電流コントロール
を行い、トランジスタ８が立上りの定電流コント
ロールを行い、残りのトランジスタはオフしてい
る。この結果、巻線１１，１２を流れる電流は定
電流とされ、また、巻線１５，１４を流れる電流
も定電流とされる。モータを１ステツプ回転させ
るため、第３図イの状態は次の第３図ロの状態と
される。第３図ロにおいては、トランジスタ１が
保持の定電流コントロールを行い、トランジスタ
３は立上りの定電流コントロールを行い、トラン
ジスタ８がオンし、その他のトランジスタはオフ
している。第３図ロにおいては、巻線１３に新た
に電流が流れ始めるが、トランジスタ８が立上り
の定電流コントロールを行つているので、巻線１
３に流れる電流は急速に増大する。巻線１３に流
れる電流が増大した後、トランジスタ３はオン／
オフするので、巻線１２，１３に流れる電流は略
ぼ一定値とされる。トランジスタ１は保持の定電
流コントロールを行つているので、巻線１５，１
４を流れる電流はそれ以前の大きさを保持する。

第３図の状態の次に第３図ハの状態とされる。
第３図ハにおいては、トランジスタ３がオンし、
トランジスタ８が保持の定電流コントロールを行
い、トランジスタ１０が立上りの定電流コントロ
ールを行う。トランジスタ８が保持の定電流コン
トロールを行うので、巻線１２，１３の電流の大
きさは元の値に保持され、トランジスタ１０は立
下りの定電流コントロールを行つているので、無
電流であつた巻線に電流が急速に流れ、しかる後
に巻線１１，１５の電流は略ぼ一定値に保持され
る。

第５図は第３図のトランジスタ１ないし１０の
それぞれに対する制御信号の波形および巻線１１
ないし１５のそれぞれの流れる電流の波形をそれ
ぞれ示している。第５図のステツプ１、２、３は
第３図イ，ロ，ハの状態にそれぞれ対応してい
る。ステツプ１においては、トランジスタ１の制
御波形はオン・レベルとなり、トランジスタ６の
制御波形は保持の定電流コントロールの波形とな
り、トランジスタ８の制御波形は立上りの定電流
コントロールの波形となり、他のトランジスタの
制御波形はオフ・レベルとなる。ステツプ１にお
いては、巻線１１と１２の電流は略ぼ一定とさ
れ、巻線１３の電流はオフされ、電流１４の電流
は略ぼ一定とされ、巻線１５の電流も急速に増加
された後に略ぼ一定値とされる。

ステツプ２においては、トランジスタ１の制御
波形は保持の電流コントロールの波形とされ、ト
ランジスタ３の制御波形は立上りの定電流コント
ロールの波形とされ、トランジスタ８の制御波形
はオンの波形とされ、その他のトランジスタの制
御波形はオフの波形とされる。ステツプ２におい
ては、巻線１１の電流はオフされ、巻線１２の電
流は略ぼ一定値とされ、巻線１３の電流は急速に
増加した後に一定値とされ、巻線１４と１５の電
流は一定値に保たれる。

ステツプ３においてはトランジスタ３の制御波
形はオンの波形となり、トランジスタ８の制御波
形は保持の定電流コントロールの波形となり、ト
ランジスタ１０の制御波形は立上りの定電流コン
トロールの波形となり、他のトランジスタの制御
波形はオフの波形となる。

ステツプ３においては、巻線１１の電流は急速
に増加した後に一定値に保たれ、巻線１２と１３
の電流は一定値に保たれ、巻線１４の電流はオフ
され、巻線１５の電流は略ぼ一定に保たれる。

第６図は巻線の結合点に接続されるトランジス
タ対の具体的な回路構成例を示すものである。第
６図はトランジスタ９と１０で構成されるトラン
ジスタ対の部分を示しているが、他のトランジス
タ対も同様な構成を有している。トランジスタ９
と１０は直列に接続され、その接合点が巻線１４
と１５の結合点に接続されている。トランジスタ
９のベースは抵抗Ｒ１とＲ２の結合点に接続され
抵抗Ｒ２はトランジスタ９′のコレクタに接続さ
れ、トランジスタ９′のエミツタはアースされて
いる。トランジスタ９′のベースには制御信号が
入力されトランジスタ１０のベースにも制御信号
が入力される。

第７図はトランジスタ１ないし１０のそれぞれ
に与えるべき制御信号を作成する制御信号作成回
路の１実施例を示すものである。第７図におい
て、１８は双安定マルチバイブレータのような発
振器、１９は単安定マルチバイブレータ、２０は
OR回路、２１はカウンタ、２２−１，２２−
２，２２−３，２２−４………はセレクタを示し
ている。発振器１８の出力ａはトランジスタｉ
（ｉ＝１、２、………10）をオン／オフさせるた
めに用いられる。単安定マルチバイブレータ１９
はSTEPパルスが入力されると一定時間長のオン
信号を出力する。OR回路２０は発振器１８の出
力と単安定マルチバイブレータ１９の出力との論
理和をとり、STEPパルスが入力されたときOR
回路２０の出力ｂは一定長のオン信号とオン／オ
フ信号を結合したものとなる。信号Ｃは＋５ボル
トであり、信号ｄはアース電位である。信号ａは
保持の定電流コントロールをトランジスタに行わ
せるためのものであり、信号ｂは立上りの定電流
コントロールをトランジスタに行わせるためのも
のであり、信号Ｃはトランジスタをオンさせるも
のであり、信号ｄはトランジスタをオフさせるた
めのものである。10進カウンタ２１は、STEPパ
ルスが入力される度にその内容を＋１する。10進
カウンタ２１は４ビツトのセレクト情報を出力
し、この出力はセレクタ２２−１，２２−２，２
２−３，………に送られる。セレクタ２２−ｉ
（ｉ＝１、２、３………10）には、10ビツトの被
セレクト情報と４ビツトのセレクト情報が入力さ
れ、各セレクタ２２−ｉは４ビツトのセレクト情
報に従つて10ビツトの被セレクト情報の中の１ビ
ツトを選択し出力する。セレクタ２２−ｉの出力
はトランジスタｉの制御信号として用いられる。

第８図はセレクタ２２−８の詳細を示す図であ
る。このセレクタ２２−８はトランジスタ８のベ
ースに制御信号を送るものである。信号ｄ，ｂ，
ｃ，ａ，ｄ，ｄ，ｄ，ｄ，ｄ，ｄが入力端子T₀，
T₁，T₂，T₃，T₄，T₅，T₆，T₇，T⁸，T₉に入力
される。４ビツトのセレクト情報が「000」のと
きにはセレクタ２２−８は入力端子T₀の信号を
選択し、「001」のときは入力端子T₁の信号を選
択する。第９図はSTEPパルスが順次に生成さ
れ、10進カウンタ２１の内容が順次に変化した場
合におけるセレクタ２２−８の出力する信号波形
を示している。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、 (イ) ペンタゴン接続の特徴を生かせる。

(ロ) ステツプ角が従来のペンタゴン・ドライブ方
式と同等である。

(ハ) 高電圧の印加により急速に電流を立上げるこ
とが出来る。

(ニ) トルク・リツプルを小さくすることが出来
る。

(ホ) スタンダード方式に比しコストをダウンする
ことが出来る。

等の効果を奏することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は５相パルス・モータのペンタゴン・ド
ライブ方式の従来例を説明する図、第２図は本発
明の基礎となる５相パルス・モータの駆動方式を
説明する図、第３図は本発明の１実施例を説明す
る図、第４図は第３図で用いられる記号を説明す
る図、第５図は第３図のトランジスタに対する制
御信号の波形および巻線電流の波形を示すタイム
チヤート、第６図は巻線の結合点に接続されるト
ランジスタ対の回路構成例を示す図、第７図は制
御信号作成回路の１実施例のブロツク図、第８図
はセレクタ部分の詳細を示す図、第９図はステツ
プ・パルスとセレクタの出力信号との関係を示す
図である。１ないし１０……トランジスタ、１１ないし１
５……巻線、１６……正の電源線、１７……アー
ス線、１８……発振器、１９……単安定マルチバ
イブレータ、２０……OR回路、２１……10進カ
ウンタ、２２−ｉ（ｉ＝１、２………10）……セ
レクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１５個の巻線をリング状に結合し、各巻線の結
合点に１個のトランジスタ対の接合点を接続した
ペンタゴン接続の５相パルス・モータ駆動回路の
制御方式において、10個のトランジスタの内の３
個のトランジスタを導通させ、残りトランジスタ
をオフし、一定時間毎に上記の導通させるべき３
個のトランジスタの組合せを変化させて上記複数
の巻線によつて生成される合成磁界を回転させる
と共に、導通させるべき３個のトランジスタの内
の１個のトランジスタを完全にオンし、１個のト
ランジスタをオン・オフさせ、１個のトランジス
タを一定時間オンさせた後にオン・オフさせるこ
とを特徴とする５相パルス・モータ駆動回路の制
御方式。