步進電動機驅動裝置和步進電動機驅動方法
2023-12-11 09:07:22 1
專利名稱：步進電動機驅動裝置和步進電動機驅動方法
技術領域：
本發明涉及步進電動機的驅動裝置和驅動方法，尤其涉及進行光碟裝置 的拾光器的停止判斷用的步進電動機的驅動裝置和驅動方法。
背景技術：
以往，光碟裝置需要在電源啟動後且進行數據的讀入或寫入動作前，讀 入處在最內周的光碟信息。然而，拾光器的位置由於幹擾，不一定處在規 定的地方。因此，往最外周或最內周移動，以調整拾光器位置偏移後，啟 動讀入序列。此往最外周或最內周的移動中，利用光學傳感器或接觸開關 進行到達目的處的檢測。然而，與電動機驅動器IC(集成電路)相比，這些 元件價格較貴。為了降低整個光碟裝置的成本，步進電動機的電動機驅動
器IC中內置停止判斷功能，試圖減少檢測單元所需的元件。拾光器到達最
內周或最外周，判別因停止構件而不能動並將步進電動機的轉子鎖定時不 輸出感應電壓和產生正常旋轉時出現感應電壓。然而，已有技術中，為了 檢測出感應電壓，通電模式需要高阻抗區，影響通電波形，轉子失步、振 動、噪聲、耗電惡化成為課題。
作為與本發明關聯並當作專利文獻記載的技術，例如有JP2005 — 27370A2。其具有的組成含有設定2相線圈的一線圈為可通電狀態時另一線 圈為通電阻斷狀態的檢測狀態的檢測狀態設定單元、檢測出所述另一線圈 的感應電壓的感應電壓檢測單元、以及根據檢測出的感應電壓判斷轉子的 狀態的轉子狀態判斷單元，根據轉子移動時產生的感應電壓的狀態進行判 斷，以檢測出轉子的狀態。
發明內容
光碟裝置中，在成為通過進給螺杆旋轉使拾光器移動的機構的動力源的 步進電動機進行旋轉，拾光器往光碟的最內周或最外周移動，到達活動範 圍的末端，處在末端的構件阻擋拾光器移動，從而不能動，並且聯動的步 進電動機的轉子變成非旋轉狀態時，根據驅動步進電動機用的線圈中產生 的感應電壓的變化檢測出轉子為非旋轉狀態，本發明提供用於進行該檢測 所需的電路和方法。
又，已有技術中，為了檢測檢測出線圈的感應電動勢的電流和電壓的變 化，需要對通電的電流進行放電用的時間，多次重複檢測的序列等也需要 充分的時間，勵磁方式限於滿步距驅動或半步距驅動。存在適應微步距的 方式，但為了檢測，需要較長的時間並且使輸出為高阻抗。此高阻抗區形 成負載電流波形失真狀、成為每相驅動波形而使步進電動機產生噪聲和振 動的狀態、轉子容易失步的狀態。還存在耗電多、效率差的課題，並且進 行停止判斷時不能作理想微步距波形的驅動。
本發明中，用微步距驅動使轉子順暢旋轉，從而電動機的線圈產生周期 與通電周期相同的正弦波狀感應電動勢，並通過在啟動電流的零交叉點時 檢測電動勢，進行穩定的感應電動勢檢測。提供的電路和方法以又進行停 止判斷又減小噪聲、振動及其帶來的失步且改善耗電率為目的，通過在電 流零交叉點附近進行檢測，減小檢測區，並使驅動波形為失真小的波形， 從而能用與常規微步距相同的驅動波形進行驅動。
為了達到上述目的，使在線圈電流零交叉點附近檢測感應電動勢的定時 的結構包含檢測出線圈電流方向切換定時和根據相當於線圈電流零交叉點 的輸入指令級產生定時。
根據本發明，能以抑制步進電動機通電波形失真的方式進行轉子停止判 斷。通過抑制失真，能減小以往停止判斷定時成為問題的振動、噪聲、失
步、耗電o
圖1是本發明第1方面的實施方式的說明圖。
圖2是圖1的120、 130的說明圖。
圖3是圖l的輸入輸出波形圖。
圖4是本發明第2方面的實施方式的說明圖。
圖5是圖4的120、 130的說明圖。
圖6是圖5的輸入輸出波形圖。
圖7是本發明第3方面的實施方式的說明圖。
圖8是圖7的輸入輸出波形圖。
圖9A、 9B是輸出電流反饋方式的靜區附近波形圖和電壓驅動的靜區附 近波形圖。
圖10是本發明第4方面的實施方式的說明圖。 圖11是圖IO的輸入輸出波形圖。 圖12是圖11的靜區附近波形圖。
圖13是本發明第4方面和本發明第5方面的實施方式的說明圖。 圖14是本發明第4方面和本發明第5方面和本發明第6方面的實施方 式的說明圖。
具體實施例方式
圖1是本發明第1方面的實施方式的說明圖。圖1中，300是2相雙極 型步進電動機，A相輸入信號和B相輸入信號中輸入錯開卯度相位的正弦 波狀或三角波狀的模擬信號和數字信息。A相輸出部120和B相輸出部220 驅動A相輸出部或B相輸出部的功率電晶體，以輸出對A相輸入信號和B 相輸入信號的值為任意設定的增益倍的電壓或電流。
圖2示出一例被驅動的所述功率電晶體的結構。圖2為進行PWM驅動 時的H形橋路結構，從連接電動機線圈31的輸出端子對電源和接地配置再 生用的二極體41、 42、 43、 44。通過前置驅動器10、 ll驅動功率電晶體21、 22、 23、 24，但配備利用來自檢測控制部310的信號形成高阻抗而不 拘輸入信號狀態的功能。輸出變成高阻抗時，處在電動機線圈31中的電流 因線圈的電壓而急劇地使線圈間電壓增大，但二極體41、 42、 43、 44使電 源與接地產生再生，並且電動機線圈31中的電流消失。
在A相輸出部120的輸出與電動機線圈31之間、B相輸出部220的輸 出與電動機線圈31之間插入檢測出電流零交叉點的A相電流零交叉點檢測 部130和B相電流零交叉點檢測部230， A相電流零交叉點檢測部130和B 相電流零交叉點檢測部230對檢測控制部310輸出零交叉點檢測結果。檢 測控制部310執行檢測感應電壓用的序列。A相或B相輸出部的組成部分 包含基於功率電晶體21、 22、 23、 24和再生用二極體41、 42、 43、 44的 H形橋路和直接驅動功率電晶體的前置驅動器。A相或B相電流零交叉點 檢測部的組成部分包含在H形橋路的輸出端子之間與電動機線圈31串聯地 插入的電阻51和電流方向檢測比較器52，將所述電阻的兩端連接到翻轉輸 入和非翻轉輸入，比較器輸出切換的緣成為線圈31的電流零交叉點的定時， 能輸出表示在方形波的緣切換的方向的信號。
圖3示出上述實施方式各相的輸入信號、檢測控制信號、線圈差電壓、 負載電流、感應電流、轉子轉速、停止判斷輸出的邏輯。圖3中上升緣和 下降緣上，A形電流零交叉點檢測部的輸出信號131a或B相電流零交叉點 檢測部的輸出信號231a的哪一方中輸入表示檢測定時的信號時，檢測控制 部310對應該檢測的相的輸出部120、220發送一定時間形成高阻抗的指令。 一個相變成高阻抗時，如上文所述，再生線圈電流，並且電流為零。即使 一個相的電流為零，微步距驅動的情況下，另一個相的電流的電流值也繼 續變大並且因轉子的慣性而轉子繼續旋轉，使轉子的永久磁鐵與線圈的距 離變化，產生感應電壓。感應電壓與轉子的相位一致地使電壓產生成周期 與通電周期相同的正弦波狀。轉子完全停止時，轉子的永久磁鐵與線圈的 距離不變。因而，不產生感應電壓。又，轉子接觸因碰撞而使其停止的構 件時，實際動作由於轉子進行後退動作，發生在與實際感應電壓相反的方
向。A相感應電壓檢測部140或B相感應電壓檢測部240檢測出產生感應 電壓。檢測控制部310對檢測的相的感應電壓檢測部140、 240指示檢測出 的定時和產生感應電壓的方向。感應電壓檢測部140、 240檢測產生感應電 壓的方向和感應電壓的絕對值是否超過規定的閾值，並將結果輸出到停止 判斷部320。停止判斷部320每90度通電周期更新判斷結果。通過每次產 生檢測控制信號更新1個感應電壓檢測部140、 240的結果，得到富有響應 性的判斷結果。線圈的相數增多，則停止判斷結果的更新間隔變短。也可 減少檢測相數，使更新間隔加大，從而減小電路規模。
作為本發明第7方面的實施例，根據多個感應電壓檢測部的結果，輸出 轉子停止或轉子旋轉的判斷。例如判斷為停止時記錄其狀態，並且停止判 斷輸出在保持旋轉而下次的判斷更新時又停止的情況下相繼發生2次連續 的停止判斷，從而開始在停止判斷輸出中輸出停止信號。也能進行更多次 的判斷或判斷1周期以內超過規定的停止時作輸出等。通過根據多個感應 電壓檢測部的結果作判斷，能對停止進行進一步可靠的判斷。
如圖3所示，作為檢測的位置，輸出電流處在零交叉點時，感應電壓最 大，對減小噪聲或諧振造成的感應電壓最有力。產生的感應電壓的振幅與 轉速大致成正比；轉速越高，感應電壓越大。考慮轉速和容許的相位偏移， 進行閾值設定。
又，可通過電流為零的狀態下使輸出為高阻抗，使波形失真最小，進行 有效地驅動。留有輸出電流時使輸出為高阻抗，則需要以將高阻抗一直維 持到電流再生結束的方式進行檢測，所以輸出電流越大，需要高阻抗的時 間越長。通過在電流零交叉點進行切換到高阻抗，縮短高阻抗的時間，能 縮短非導通時間，可抑制輸出波形的失真。
圖4是本發明第2方面的實施例的說明圖。將利用再生時的限幅電壓檢 測出電流零交叉點的A相電流零交叉點檢測部131和B相電流零交叉點檢 測部231連接到A相電動機線圈和B相電動機線圈的一方的輸出，A相電 流零交叉點檢測部131和B相電流零交叉點檢測部231對檢測控制部310
輸出零交叉點檢測結果。檢測控制部與圖l所示實施例相同，也執行檢測
感應電壓用的序列。圖5中示出A相電流零交叉點檢測部131和B相電流 零交叉點檢測部231的說明圖。圖5所示的H形橋路中進行雙限幅形式的 PWM驅動的情況下，連接在線圈31兩端的輸出Va、 Vb交替重複L輸出 和H輸出，並且Va方與Vb方的電壓產生差異時，線圈中通電。通常利用 以比基於電動機線圈的電感和電阻值的時間常數足夠短的周期進行PWM 驅動，使輸出電流平滑。平滑後的電流所取相位比輸出電壓平均值的相位 遲後基於所述線圈的電感和電阻值的時間常數的份額。PWM驅動在從L輸 出變化到H輸出、從H輸出變化到L輸出時，電源側的功率電晶體和接地 側的功率電晶體同時導通，需要電源側的電晶體和接地側的電晶體兩者阻
斷以便不產生貫通電流的靜期。輸出為靜期時，電流通過二極體進行再生， 但電源側進行再生時輸出為電源電壓加上二極體正向電壓的電位，接地側 進行再生時比接地低二極體正向電壓的份額。圖6示出電流零交叉點附近 的功率電晶體輸出波形、比較器輸出波形和電流零交叉點停止判斷的輸出 信號。電流零交叉點檢測部監視Va、 Vb，並由比較器61、 62檢測出因再 生而產生的箝位電壓。再生檢測用比較器61、 62將輸出結果Vc、 Vd輸入 到R-S觸發器63。通過改變電流方向，檢測輸出從電源側的比較器61 改變到接地側的比較器62。 R-S觸發器63的輸出Ve示出電流方向，上 升緣和下降緣示出切換方向的定時。電流零交叉點檢測部對檢測控制部輸 出零交叉點的定時，檢測控制部310執行與圖l所示實施例相同的檢測出 感應電壓用的序列。
圖7是本發明第3方面的實施方式的說明圖。與圖1的實施方式相同， 300是2相雙極型步進電動機，A相輸入信號和B相輸入信號中輸入錯開 90度相位的正弦波狀或三角波狀的模擬信號和數字信息。A相輸出部120 和B相輸出部220驅動A相輸出部或B相輸出部的功率電晶體，以輸出對 A相輸入信號和B相輸入信號的值為任意設定的增益倍的電壓或電流。
圖8示出本發明第3方面的實施方式的各相輸入信號、各相輸入閾值、
各相比較器輸出信號、線圈端子間差電壓、負載電流、感應電壓、轉子轉
速和停止判斷輸出邏輯。在A相比較器150對A相輸入信號和A相輸入閾 值進行比較，並當作2值輸出信號150a輸出。在B相比較器250對B相輸 入信號和B相輸入閾值進行比較，並當作2值輸出信號250a輸出。將所述 2個輸出信號150a、250a輸入到檢測控制部310。在所述2個輸出信號150a、 250a的上升緣和下降緣，發送使應檢測相的輸出部120、 220的輸出為一定 時間高阻抗的信號。此時間點前的輸入指令接近零，儘管少量殘留，線圈 中電流還是接近零，所以相變成高阻抗時再生線圈電流，在短時間中電流 完全變成零。
圖9a示出電流驅動方式中在輸入零交叉點使輸出為高阻抗時輸入零交 叉點附近的輸入信號、負載電流、輸出端子Va與輸出端子Vb的差電壓波 形。驅動方式為輸出電流反饋時，輸入指令與輸出電流的相位一致，所以 輸入零交叉點的定時與輸出零交叉點的定時相同。通過將A相輸入閾值和 B相輸入閾值設定在輸入波形的零位置，能使再生的調整時間最短。因此， 檢測中需要的高阻抗也能縮短，可在短時間進行檢測。又，由於能檢測出 感應電壓最高的狀態，容易區分旋轉狀態和非形狀狀態。因而，不是直接 檢測出輸出電流的零交叉點，而是在輸入值為零時，根據因反饋而變成零， 得到電流零交叉點的定時，在短時間作檢測，並同樣取得圖1和圖4的組 成中得到的效果。
圖9b示出電壓驅動方式中在輸入零交叉點使輸出為高阻抗時輸入零交 叉點附近的輸入信號、負載電流、輸出端子Va與輸出端子Vb的差電壓波 形。電壓驅動的輸入零交叉點上，由於線圈31的電感和電阻分量的時間常 數，電流的相位遲後，在輸入零交叉點的定時使輸出為高阻抗時，線圈31 中流通的電流量不充分小，利用再生使負載電流為零前的時間與電流反饋 相比，需要足夠長的時間。高阻抗的時間不充分，則不能準確測量，但高 阻抗的區間長，則造成波形失真，不能實現減小振動和噪聲、防止失步等。
圖10是本發明第4方面的實施方式的說明圖。圖IO的實施方式中，將
A相比較器和B相比較器的輸出信號Vg、 Vh分別輸入到能延遲規定時間 的A相信號延遲部160和B相信號延遲部260，並將延遲的結果輸入到檢 測控制部310。圖9b中說明由於電動機的電感和電阻分量造成的電流波形 的相位遲後，輸出電流零交叉點的定時延遲大，但圖IO中通過在A相信號 延遲部160和B相信號延遲部260產生該延遲，進行輸出電流零交叉點上 的檢測。圖ll示出Vg、 Vh、 Vi、 Vj信號定時和輸入輸出和感應電壓的關 系。圖12將輸入信號零交叉點附近放大。通過將輸入信號零交叉點的定時 延遲負載電流零交叉點的延遲份額，並將切換到低阻抗的定時延遲，能在 負載電流零交叉點的定時進行切換。由此，能縮短高阻抗時間，可抑制失 真並以短時間進行檢測。
圖13是本發明第5方面的實施方式的說明圖。通過利用來自電路內部 或外部的信號調整所述輸入零交叉點定時的延遲，能應對線圈負載、輸入 波形等周邊條件變化造成的延遲時間變動。
圖14是本發明第5方面和本發明第6方面的實施方式的說明圖。未必 在電流完全為零的狀態下切換負載電流再生造成的放電，實際上雖然需要 電流的放電時間，但由於步進電動機更換造成的線圈負載改變、周邊條件 變化等，放電時間也產生變化。通過利用來自電路內部或外部的信號更改 高阻抗的時間，進行狀態的優化。能防止起因於圖9b所示高阻抗時間不足 的殘留線圈電流造成的誤檢測。還能在高阻抗時間長得超過需要時，排除 無用的高阻抗時間，取得失真小的驅動波形。
工業上的實性
本發明能判斷轉子的停止，並減小噪聲、振動，減小失步的可能性，使 步進電動機效率良好地旋轉。尤其能用於進行光碟裝置的拾光器停止判斷 用的步進電動機的驅動裝置。還能作為模擬顯示儀表類的至零位置的歸零 動作用於步進電動機的驅動裝置。
權利要求
1、一種步進電動機驅動裝置，其特徵在於，在具有多相(N≥2)驅動線圈的步進電動機的驅動電路中，包括由多相(N≥2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號、以及配備連接成電流從所述第1和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述第1和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1～N相構成的電路，該電路由電流零交叉點檢測部和感應電壓檢測部構成，該電流零交叉點檢測部利用插入在所述驅動線圈與第1輸出之間的電流檢測電阻，檢測出負載電流正負方向切換的零交叉點，並輸出感應電壓檢測定時信號，該感應電壓檢測部連接在所述步進電動機的驅動線圈兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感應電壓且輸出檢測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1～N相份額的所述感應電壓檢測部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號，將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下次的判斷定時信號。
2、 一種步進電動機驅動裝置，其特徵在於， 在具有多相(N2 2)驅動線圈的步進電動機的驅動電路中，包括 由多相(N2 2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸 出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所述第l和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述 第1和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並 在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由電流零交叉點檢測部和感應電壓檢測 部構成，該電路由電流零交叉點檢測部檢測出所述驅動線圈在電流再生時 產生的箝位電壓，從而檢測到輸出部輸出的電流正負方向切換的定時，並 輸出所述驅動線圈的感應電壓檢測定時信號，該感應電壓檢測部連接在所 述步進電動機的驅動線圈兩端以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感 應電壓且輸出檢測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信 號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發 送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測 部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號， 將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下 次的判斷定時信號。
3、 一種步進電動機驅動裝置，其特徵在於，在具有多相(N2 2)驅動線圈的步進電動機的驅動電路中，包括由多相(N2 2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸 出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所 述第l和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述 第l和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並 在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由比較器和感應電壓檢測部構成，該比 較器將所述輸入信號與來自裝置外部的輸入或裝置內部設定的閾值進行比較，並將輸出結果當作感應電壓檢測定時信號進行輸出，該感應電壓檢測 部連接在所述步進電動機的驅動線圈兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信 號，並檢測感應電壓且輸出檢測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信 號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發 送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢 測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測 部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號， 將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下 次的判斷定時信號。
4、 一種步進電動機驅動裝置，其特徵在於， 在具有多相(N》2)驅動線圈的步進電動機的驅動電路中， 由多相(N2 2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓的第l輸出和第2輸出，設 置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所述第1 和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述第l和 第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並在所述 第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由比較器和信號延遲部以及感應電壓檢 測部構成，該比較器將所述輸入信號與來自裝置外部的輸入或裝置內部設 定的閾值進行比較，並將輸出結果當作感應電壓檢測定時信號進行輸出， 該信號延遲部使來自所述比較器的感應電壓檢測定時信號延遲，並輸出感 應電壓檢測延遲定時信號，該感應電壓檢測部連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感應電壓且輸出檢 測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測延遲定 時信號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信 號，將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接 收下次的判斷定時信號。
5、 如權利要求4中所述的步進電動機驅動裝置，其特徵在於，包括 從裝置外部輸入或在裝置內部設定以控制延遲量的延遲時間設定部；以及授給能按來自所述延遲時間設定部的指令改變延遲的功能的信號延遲部。
6、 如權利要求4中所述的步進電動機驅動裝置，其特徵在於，包括 按照來自外部輸入或在裝置內部設定的值控制高阻抗時間的高阻抗時間設定部；以及接收將輸出切換到高阻抗的信號，並授給能利用來自裝置外部的輸入更 改所述高阻抗時間的時間設定的功能的檢測控制部。
7、 如權利要求1至6中任一項所述的步進電動機驅動裝置，其特徵在 於，包括從多相感應電壓檢測部的檢測信號進行判斷，並將轉子的旋轉或停止或 失步等狀態輸出到外部的停止判斷部。
8、 一種步進電動機的驅動方法，該步進電動機具有多相(N2 2)驅動線圈，其特徵在於，包括由多相(N2 2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸 出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所 述第l和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述 第1和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並 在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流； 由1 N相構成的電路，該電路由電流零交叉點檢測部和感應電壓檢測部構成，該電流零交叉點檢測部利用插入在所述驅動線圈與第l輸出之間 的電流檢測電阻，檢測出負載電流正負方向切換的零交叉點，並輸出感應 電壓檢測定時信號，該感應電壓檢測部連接在所述步進電動機的驅動線圈 兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感應電壓且輸出檢測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信 號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發 送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢 測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測 部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號， 將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下 次的判斷定時信號。
9、 一種步進電動機的驅動方法，該步進電動機具有多相(N2 2)驅動線 圈，其特徵在於，包括由多相(N2 2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸 出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所 述第l和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述 第1和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並 在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由電流零交叉點檢測部和感應電壓檢測 部構成，該電路由電流零交叉點檢測部檢測出所述驅動線圈在電流再生時 產生的箝位電壓，從而檢測到輸出部輸出的電流正負方向切換的定時，並 輸出所述驅動線圈的感應電壓檢測定時信號，該感應電壓檢測部連接在所 述步進電動機的驅動線圈兩端以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感 應電壓且輸出檢測結果信號；以及 檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信 號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發 送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號， 將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下 次的判斷定時信號。
10、 一種步進電動機的驅動方法，該步進電動機具有多相(N2 2)驅動線圈，其特徵在於，包括由多相(N》2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓或電流的第1輸出和第2輸 出，設置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所 述第1和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述 第1和第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並 在所述第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由比較器和感應電壓檢測部構成，該比 較器將所述輸入信號與來自裝置外部的輸入或裝置內部設定的閾值進行比 較，並將輸出結果當作感應電壓檢測定時信號進行輸出，該感應電壓檢測 部連接在所述步進電動機的驅動線圈兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信 號，並檢測感應電壓且輸出檢測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測定時信 號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測部發 送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號，以檢 測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓檢測 部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信號， 將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接收下 次的判斷定時信號。
11、 一種步進電動機的驅動方法，該步進電動機具有多相(N2 2)驅動線圈，其特徵在於，包括由多相(N^2)構成的輸出部，該輸出部具有連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端並能輸出與輸入信號成正比的電壓的第l輸出和第2輸出，設 置使狀態為高阻抗以接收高阻抗切換信號以及配備連接成電流從所述第1 和第2輸出往第1電源正向流通的二極體和電流從第2電源往所述第l和 第2輸出正向流通的二極體且第1電源保持高於第2電源的電位並在所述 第1和第2輸出為高阻抗時再生電動機線圈電流；由1 N相構成的電路，該電路由比較器和信號延遲部以及感應電壓檢 測部構成，該比較器將所述輸入信號與來自裝置外部的輸入或裝置內部設 定的閾值進行比較，並將輸出結果當作感應電壓檢測定時信號進行輸出， 該信號延遲部使來自所述比較器的感應電壓檢測定時信號延遲，並輸出感 應電壓檢測延遲定時信號，該感應電壓檢測部連接在所述步進電動機的驅 動線圈兩端，以接收感應電壓的檢測啟動信號，並檢測感應電壓且輸出檢 測結果信號；以及檢測控制部和停止判斷部，該檢測控制部接收所述感應電壓檢測延遲定 時信號，並對輸出部發送高阻抗切換信號後延遲一定時間對感應電壓檢測 部發送感應電壓的所述檢測啟動信號並對停止判斷部發送判斷定時信號， 以檢測感應電壓，該停止判斷部每次接收來自1 N相份額的所述感應電壓 檢測部的最新所述檢測結果信號和來自所述檢測控制部的所述判斷定時信 號，將轉子旋轉或停止或失步等狀態輸出到外部，並將輸出一直保持到接 收下次的判斷定時信號。
全文摘要
步進電動機的驅動電路中，用微步距驅動使轉子順暢旋轉，從而電動機的線圈產生周期與通電周期相同的正弦波狀感應電動勢，並通過在驅動電流的零交叉點時檢測電動勢，進行穩定的感應電動勢檢測。提供的電路以又進行停止判斷又減小噪聲、振動及其帶來的失步且改善耗電率為目的，通過在電流零交叉點附近進行檢測，減小檢測區，並使驅動波形為失真小的波形，從而能用與常規微步距相同的驅動波形進行驅動。
文檔編號H02P8/36GK101388635SQ200810160890
公開日2009年3月18日 申請日期2008年9月9日 優先權日2007年9月10日
發明者有澤大治郎 申請人:松下電器產業株式會社