步进马达的驱动电路及其驱动方法、使用其的电子机器技术

本发明专利技术在短时间内优化电流设定值。本发明专利技术涉及一种步进马达的驱动电路及其驱动方法、使用其的电子机器。电流值设定电路(210)产生电流设定值(I

【技术实现步骤摘要】
步进马达的驱动电路及其驱动方法、使用其的电子机器
本专利技术涉及一种步进马达的驱动技术。
技术介绍
步进马达广泛用于电子机器、产业机械、机器人。步进马达是与主控制器产生的输入时钟同步旋转的同步马达，启动、停止、定位具有优异的控制性。进而，步进马达能够实现开环中的位置控制，另外，具有适于数字信号处理的特性。图1是具备现有的步进马达及其驱动电路的马达系统的框图。主控制器2对驱动电路4供给输入时钟CLK。驱动电路4与输入时钟CLK同步地使激磁位置变化。图2是对激磁位置进行说明的图。激磁位置视为步进马达6的2个线圈L1、L2中流过的线圈电流(驱动电流)IOUT1、IOUT2的组合。图2中表示8个激磁位置1～8。1相激磁中，在第1线圈L1与第2线圈L2中交替流过电流，使激磁位置2、4、6、8转变。2相激磁中，在第1线圈L1与第2线圈L2的二者中流过电流，使激磁位置1、3、5、7转变。1-2相激磁是1相激磁与2相激磁的组合，使激磁位置1～8转变。微步进驱动中，更细致地控制激磁位置。在通常状态下，步进马达的转子以与输入时钟数成正比的步角为单位同步旋转。然而，如果产生急剧的负载变动或速度变化，就会偏离同步。这被称为失步。一旦发生失步，其后要使步进马达正常驱动必须进行特别的处理，因此期望防止失步。为了解决该问题，在多大数情况下，以相对于设想的最大负载设置裕度，获得考虑到失步裕度的输出转矩的方式设计驱动电路。然而，如果使裕度变大，则电力损耗变大。专利文献5中，提出如下技术：一面防止失步，一面通过反馈优化输出转矩(即电流量)，由此减少消耗电力，改善效率。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开平9-103096号公报[专利文献2]日本专利特开2004-120957号公报[专利文献3]日本专利特开2000-184789号公报[专利文献4]日本专利特开2004-180354号公报[专利文献5]日本专利第6258004号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]图3是对步进马达的启动时的顺序进行说明的图。当在时刻t0被赋予输入时钟信号IN时，马达起动。输入时钟信号IN的频率、即马达的转数指令随时间增大(梯形波驱动)。起动刚开始时尤其容易失步，因此使输出转矩的反馈控制无效化，以最大转矩(最大电流)驱动马达。具体来说，将电流设定值IREF设定为最大值IFULL。然后，当马达的旋转稳定时，在时刻t1，将输出转矩(驱动电流)的反馈控制切换为有效。通过反馈控制，使电流设定值IREF靠近与此时的负载等相应的最合适的的电流量IOPT并稳定。时刻t1以后，电流设定值IREF是通过反馈控制来进行调整的，因此要使其稳定在某一最合适的电流量IOPT，需要稳定时间(延迟时间)τS。为了进一步削减消耗电力，期望缩短该稳定时间τS。本专利技术是鉴于该问题而完成的，其一形态的例示性目的之一在于提供一种能够在短时间内优化电流设定值的驱动电路。[解决问题的技术手段]本专利技术的一形态涉及一种步进马达的驱动电路。驱动电路具备：电流值设定电路，产生电流设定值；恒流斩波电路，产生脉冲调制信号，该脉冲调制信号以使线圈中流过的线圈电流的检测值靠近基于电流设定值的目标量的方式作脉冲调制；及逻辑电路，根据脉冲调制信号控制连接在步进马达的线圈的桥接电路。电流值设定电路在旋转开始后的第1期间，将电流设定值设为指定的第1设定值，在接下来的第2期间，使电流设定值按指定的方式下降至小于第1设定值的指定的第2设定值，其后，转变为高效率模式，通过反馈控制调整电流设定值。高效率模式下的电流设定值的收敛值能够根据步进马达的负载事先预测(包含测定、计算)。并且，通过将所预测的收敛值作为第2设定值赋予，在第2期间中能够使电流设定值在短时间内变化为所预测的收敛值。其后，通过转变为高效率模式，电流设定值便在短时间内收敛为实际的收敛值。由此，能够在短时间内优化电流设定值。电流值设定电路可以在第2期间，使电流设定值以N步(N≧2)从第1设定值变化为第2设定值。步数N可以是可变的。电流值设定电路可以包含：运算部，产生将第1设定值与第2设定值内分获得的至少一个中间值；多工器，接收第2设定值及至少一个设定值，选择与控制数据相应的一个；及波形控制器，在第2期间，使控制数据随时间变化。步宽度可以相等。逻辑电路可以基于输入时钟的周期，产生规定从第1期间向第2期间转变的触发的遮蔽信号。驱动电路可以进而具备检测线圈产生的反电动势的反电动势检测电路。电流设定电路可以在高效率模式下基于反电动势对电流设定值进行反馈控制。电流值设定电路可以进而包含：负载角推定部，基于反电动势推定负载角；及反馈控制器，以使推定的负载角靠近指定的目标角的方式产生电流设定值。驱动电路可以一体集成化在一个半导体基板。“一体集成化”包含电路的所有构成要素均形成在半导体基板上的情况、以及电路的主要构成要素一体集成化的情况，也可以将一部分电阻或电容器等设置在半导体基板的外部以用来调节电路常数。通过将电路集成化在1个芯片上，能够削减电路面积，并且能够保持电路元件的特性均衡。本专利技术的另一形态涉及一种电子机器。电子机器具备步进马达、及驱动步进马达的根据上述任一项所述的驱动电路。此外，以上构成要素的任意组合、以及将本专利技术的构成要素及表现在方法、装置、系统等间相互置换而成的专利技术也作为本专利技术的形态有效。[专利技术效果]根据本专利技术的一形态，能够在短时间内优化电流设定值。附图说明图1是具备现有步进马达及其驱动电路的马达系统的框图。图2是对激磁位置进行说明的图。图3是对步进马达的启动时的顺序进行说明的图。图4是表示实施方式的驱动电路的构成的框图。图5(a)是图4的驱动电路的动作波形图，图5(b)是现有驱动电路的动作波形图。图6(a)～(d)是表示第2期间中的电流设定值的另一转变方式的波形图。图7是表示电流值设定电路的构成例的电路图。图8是表示驱动电路的具体构成例的图。图9是表示电流值设定电路的另一构成例的图。图10(a)～(c)是表示具备驱动电路的电子机器的示例的立体图。具体实施方式以下，基于优选实施方式，参照附图对本专利技术进行说明。对各附图中示出的同一或同等构成要素、部件、处理标注同一符号，适当省略重复说明。另外，实施方式并不限定专利技术而仅为例示，实施方式中记述的所有特征及它们的组合未必是专利技术的本质特征。本说明书中，“部件A与部件B连接的状态”除了包含部件A与部件B直接物理连接的情况外，也包含部件A与部件B经由不对它们的电连接状态产生实质影响、或不损害由它们的结合产生的功能及效果的其它部件间接连接的情况。同样，“部件C设置在部件A与部件B之间的状态”除了包含部件A与部件C、或部件B与部件C直接连接的情况以外，也包含经由不对它们的电连接状态产生实质影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动电路，其特征在于：其是步进马达的驱动电路，/n具备：/n电流值设定电路，产生电流设定值；/n恒流斩波电路，产生脉冲调制信号，所述脉冲调制信号以使线圈中流过的线圈电流的检测值靠近基于所述电流设定值的目标量的方式作脉冲调制；/n逻辑电路，根据所述脉冲调制信号，控制连接在所述步进马达的线圈的桥接电路；且/n所述电流值设定电路/n在旋转开始后的第1期间，将所述电流设定值设为指定的第1设定值，/n在接下来的第2期间，以使所述电流设定值按指定的方式下降至小于所述第1设定值的指定的第2设定值，/n其后，转变为高效率模式，通过反馈控制调整所述电流设定值。/n

【技术特征摘要】
20190226 JP 2019-0328051.一种驱动电路，其特征在于：其是步进马达的驱动电路，
具备：
电流值设定电路，产生电流设定值；
恒流斩波电路，产生脉冲调制信号，所述脉冲调制信号以使线圈中流过的线圈电流的检测值靠近基于所述电流设定值的目标量的方式作脉冲调制；
逻辑电路，根据所述脉冲调制信号，控制连接在所述步进马达的线圈的桥接电路；且
所述电流值设定电路
在旋转开始后的第1期间，将所述电流设定值设为指定的第1设定值，
在接下来的第2期间，以使所述电流设定值按指定的方式下降至小于所述第1设定值的指定的第2设定值，
其后，转变为高效率模式，通过反馈控制调整所述电流设定值。


2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述电流值设定电路在所述第2期间，使所述电流设定值以N步(N≧2)从所述第1设定值变化为所述第2设定值。


3.根据权利要求1或2所述的驱动电路，其特征在于：
所述电流值设定电路包含：
运算部，产生将所述第1设定值与所述第2设定值内分获得的至少一个中间值；
多工器，接收所述第1设定值、所述第2设定值及所述至少一个设定值，选择与控制数据相应的一个；及
波形控制器，在所述第2期间，使所述控制数据随时间变化。


4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于：所述步宽度相等。


5.根据权利要求1或2中任一项所述的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：土桥正典，冈田光央，小林良太，
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