电动机驱动装置及电动机驱动装置的驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种确实地抑制反电动势的影响的电动机驱动装置及电动机驱动装置的驱动方法。电动机驱动装置(100)包含在电流供电时及电流衰减时控制流入电动机线圈(L1)的电流的路径的自动衰减部(141)。通过在自动衰减部(141)中以使作为上一循环中的电流衰减的慢衰减模式及快衰减模式的比率或它们的执行时间、与当前循环中的慢衰减模式及快衰减模式的比率或它们的执行时间不同的方式进行控制，而抑制产生在步进电动机(200)中的反电动势的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动机驱动装置及电动机驱动装置的驱动方法。
技术介绍
电动机中存在步进电动机、直流电动机等各种电动机，例如步进电动机例如是用来使复印机或打印机的馈纸部、或扫描仪的读取部等进行动作。图12表示现有的步进电动机驱动装置中使用的H桥电路。H桥电路例如配置在步进电动机的前段，为直接驱动步进电动机的电路部。H桥电路包含PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor，P型金属氧化物半导体)型的晶体管Q11、Q12、及NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor，N型金属氧化物半导体)型的晶体管Q13、Q14。二极管D11、D12、D13及D14是构造上形成在各晶体管的体二极管。如果将连接晶体管Q11与晶体管Q13的节点设为X，将连接晶体管Q12与晶体管Q14的节点设为Y，那么电动机线圈L1连接在节点X与节点Y之间。此外，电动机线圈L1表示1个相，在2相、3相的情况下，电动机线圈L1分别准备2个、3个。在本说明书中，为了方便说明仅表示1个相。在本说明书中，仅对1相进行说明，对其他相的驱动动作部也能够同样进行说明因此省略。步进电动机的启动、旋转方向的切换、停止的控制是切换流入H桥电路的电流路径来进行。即，根据流入电动机线圈L1的电流路径而区分为供电模式与电流衰减模式。其中，在电流衰减模式中，已知有慢衰减(SLOW DECAY)模式、快衰减(FAST DECAY)模式、及将它们二者组合而成的混合衰减(MIX DECAY)模式。图12(a)表示从供电模式切换为慢衰减时的各晶体管的导通、断开状态与H桥电路中的电流路径。隔着箭头记号(→)，之前表示供电模式，之后表示慢衰减中的各晶体管的导通、断开状态。慢衰减中的流入电动机线圈L1的电流以符号i10a表示。电流i10a在晶体管Q11、Q12断开、且晶体管Q13、Q14导通时流动。这时，电流i10a在晶体管Q13→电动机线圈L1→晶体管Q14→晶体管Q13的路径中循环流动。此外，供电模式是用来使步进电动机以规定的规格旋转而进行，这时，电流i10是以从电源Vpp到晶体管Q11→晶体管Q14的路径供给。这时，晶体管Q11、Q14处于导通，晶体管Q12、Q13处于断开。图12(b)表示从供电模式切换到快衰减时的各晶体管的导通、断开状态与H桥电路中的电流路径。隔着箭头记号(→)，之前表示供电模式，之后表示快衰减中的各晶体管的导通、断开状态。快衰减中的流入电动机线圈L1的电流以符号i10b表示。电流i10b在晶体管Q11、Q12、及晶体管Q14断开、晶体管Q13导通时流动。这时，电流i10b在晶体管Q13→电动机线圈L1→晶体管Q12的路径中流动。这时，在晶体管Q12的体二极管D12中流入回充电流，但这时晶体管Q12可为导通状态。此外，在快衰减中流入电动机线圈L1的电流i10b与在供电模式中流入的电流i10成为反方向，朝向电源Vpp侧流动。图13示意性地表示慢衰减及快衰减中的电流衰减时流入电动机线圈L1的电流波形。图13(a)示意性表示在慢衰减中流入电动机线圈L1的线圈电流i10s的波形。为了便于说明，沿时间轴分别表示期间P1、P2、P3、P4及P5。期间P1为供电模式，以流入电动机线圈L1的线圈电流i10s逐渐接近基准电流值IREF的方式进行控制。当线圈电流i10s达到基准电流值IREF时，供电模式结束，在期间P2进入慢衰减。当经过设定为规定时间的慢衰减的时间时，再次进入作为供电模式的期间P3。通过反复进行这种一连串的动作，即在期间P3、P5中使线圈电流i10s上升至基准电流值IREF，在期间P4中再次切换为慢衰减来控制线圈电流i10s。在慢衰减中，在线圈电流i10s减少(衰减)时施加于电动机线圈L1的两端间的电压变小，回充电流稳定地减少。因此，电流波纹变小，从电动机转矩的方面来说有利。然而，在小电流区域，容易受到电流控制性的恶化引起的输出电流的增加、或半步模式、四分之一步模式下的高脉冲频率驱动时电动机的反电动势的影响。因此，会产生线圈电流i10s无法追随反电动势的变化而电流波形变形，而电动机的振动增加的不良情况。另外，如果因为反电动势的影响而超过设定电流，那么可能发生在设定时间内步进电动机或驱动其的集成电路(未图示)劣化的危险性。图13(b)表示快衰减中的线圈电流i10f的波形。与图13(a)同样地，沿时间轴分别表示期间P11、P12、P13、P14及P15。在期间P11、P13、P15的供电模式中对电动机线圈L1供给电流，线圈电流i10f上升。期间P12、P14执行快衰减处理而线圈电流i10s减少。供电模式与快衰减以规定时间交替地切换。在快衰减中，由于回充电流急剧减少，所以能够减轻高脉冲频率驱动中的电流波形的变形。即，在快衰减中，可获得在慢衰减中无法期待的能够优化对于反电动势的追随性这一优点。然而，由于线圈电流i10f的波纹变大，所以平均电流降低，有电动机转矩降低、及电动机的电力损耗变大而发热增加的情况。图13(c)表示混合衰减中的线圈电流i10m的波形。混合衰减为能够排除慢衰减、快衰减中的不良情况的电流衰减方式，是在电流衰减期间中切换慢衰减与快衰减的电流衰减方式。一般来说，在采用混合衰减的情况下，通常采用在所设定的衰减时间内以所决定的比率切换慢衰减与快衰减的方式。在图13(c)中，与图13(a)、(b)同样地，沿时间轴分别表示期间P21、P22、P23、P24、P25及P26。期间P21、P24为对电动机线圈L1以规定路径供给电流的供电模式。在供电模式中，线圈电流i10m上升。期间P22、P25为慢衰减，这时线圈电流i10m逐渐降低。期间P23、P26为快衰减，线圈电流i10m比慢衰减更快地降低。在本说明书中，分别表示为作为慢衰减的期间P22、P25的持续时间为预先决定的时间Tms，作为快衰减的期间P23、P26的持续时间为预先决定的时间Tmf。时间Tms与时间Tmf的大小关系并无限定，另外，这些时间的比率也存在根据集成电路而固定的情况，可在外部适当决定。图14是对图12、图13所说明的慢衰减及快衰减中可能产生的不良情况进行说明的图，表示流入电动机线圈L1的线圈电流i10n的经时变化。图14(a)表示流入电动机线圈L1的电流i10n的整体情况，图14(b)是将线圈电流i10n达到基准电流值IREF附近的时刻、即图14(a)的时刻T61附近的电流i10n1放大的图。图14(a)表示线圈电流i10n在时刻T60上升而在时刻T61～T62的期间、即脉冲期间Tp的后期保持高涨的状态。这里，使用图14(b)对反电动势产生的原因、即线圈电流i10n高涨的原因进行说明。图14(b)是为了对线圈电流i10n超过基准电流值IREF的原因进行说明而准备的示意图。一般来说，在构成图12所示的H桥电路的晶体管Q11～Q14导通、断开时会产生尖峰噪声。受到该尖峰噪声的影响，会产生无法准确地检测线圈电流i10n1的大小的不良情况，因此为了防止流入电动机线圈L1的线圈电流i10n的误检测，供电最初通常为强制供电。在慢衰减中，原本线圈电流i10n1应该减少到某种程度，但在步进电动机的振动等较强的情况下，反电动势本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，其特征在于包含：电流检测部，检测流入电动机线圈的电流；及自动衰减部，在由所述电流检测部检测到的电流值达到基准电流值前，执行使流入所述电动机线圈的电流增加的供电模式，在由所述电流检测部检测到的电流达到所述基准电流值后，利用上一循环与当前循环而对流入所述电动机线圈的所述电流进行衰减控制；且所述自动衰减部以使所述上一循环中的衰减时间与所述当前循环中的衰减时间不同的方式进行控制。

【技术特征摘要】
2015.04.24 JP 2015-0893581.一种电动机驱动装置，其特征在于包含：电流检测部，检测流入电动机线圈的电流；及自动衰减部，在由所述电流检测部检测到的电流值达到基准电流值前，执行使流入所述电动机线圈的电流增加的供电模式，在由所述电流检测部检测到的电流达到所述基准电流值后，利用上一循环与当前循环而对流入所述电动机线圈的所述电流进行衰减控制；且所述自动衰减部以使所述上一循环中的衰减时间与所述当前循环中的衰减时间不同的方式进行控制。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述当前循环中的衰减时间比所述上一循环中的衰减时间延长。3.一种电动机驱动装置，其特征在于包含：电流检测部，检测流入电动机线圈的电流；及自动衰减部，在由所述电流检测部检测到的电流值达到基准电流值前，执行使流入所述电动机线圈的电流增加的供电模式，在由所述电流检测部检测到的电流达到所述基准电流值后，对于流入所述电动机线圈的所述电流，以慢衰减模式或比所述慢衰减模式快速的快衰减模式控制衰减处理；且所述自动衰减部以至少3个种类控制所述慢衰减模式及所述快衰减模式的组合比率。4.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：一次循环中的电流的衰减时间为至少3种。5.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述模式选择信号设定第1模式方式与第2模式方式，所述第1模式方式为选择所述慢衰减模式及所述快衰减模式为规定的组合比率，且将慢衰减模式及快衰减模式的处理时间设定为规定的大小；所述第2模式方式与所述第1模式方式相比，所述快衰减的组合比率及所述处理时间中的至少1个更大。6.根据权利要求5所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述自动衰减部包含：模式选择部，被输入所述电流检测部的输出及所述模式选择信号；CLK分频部，被施加基准时脉信号，并根据来自所述模式选择部的输出对该基准时脉信号进行分频；及CLK脉冲计数器，基于所述CLK分频部的输出对所述基准时脉信号的脉冲数进行计数；且基于所述CLK脉冲计数器的输出实施所述第1模式方式或所述第2模式方式。7.根据权利要求6所述的电动机驱动装置，其特征在于：包含：第2基准电流值，设定为高于所述基准电流值的电流值；且在由所述电流检测部检测到的电流达到所述第2基准电流值后，所述自动衰减部以第3模式方式控制衰减处理，该第3模式方式为与所述第2模式方式相比所述快衰减的组合比率及所述处理时间中的至少1个更高(更长)的电流衰减方式。8.根据权利要求7所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述第2模式方式的实施方法基于所述上一循环的衰减的组合比率、或所述上一循环的所述处理时间中的任一个而变更。9.根据权利要求8所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述模式选择部基于所述电流检测部的输出，对所述CLK分频部输入设定为规定分频比的输出信号，并将设定所述慢衰减模式及所述快模式中的任一个的输出信号施加到所述CLK脉冲计数器。10.根据权利要求9所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述CLK脉冲计数器在对所述基准时脉信号计数到规定的数量后，对所述模式选择部施加进入所述供电模式的信号。11.根据权利要求10所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述电动机为步进电动机。12.根据权利要求11所述的电动机驱动装置，其特征在于：所述电动机为直流电动机。13.一种电动机驱动装置的驱动方法，其特征在于包含以下步骤来驱动根据权利要求4所述的电动机驱动装置：供电步骤401，对电动机线圈供给电流；步骤402，利用所述电流检测部对...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本浩树，井上亮一，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP