电动机驱动电路制造技术

电动机驱动电路，本发明专利技术旨在以高精度高效率地驱动步进电动机。其中，感应电压检测部(40)在从第一线圈(22)或第二线圈(24)来看驱动部为高阻抗状态时，检测第一线圈(22)的两端电压或第二线圈(24)的两端电压，并检测在第一线圈(22)或第二线圈(24)中产生的感应电压。感应电压检测部(40)包括：差动放大电路(42)，其对第一线圈(22)的两端的电位或第二线圈(24)的两端的电位进行差动放大；和模拟数字变换电路(44)，其将从差动放大电路(42)输出的模拟值变换成数字值，输出到控制部。控制部以从外部设定的输入信号为基础来生成驱动信号，根据由感应电压检测部(40)检测出的感应电压来调整该驱动信号，并设定到驱动部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过对两个线圈供给不同相位的电流，从而使转子(Rotor)旋转 的电动机驱动电路。
技术介绍
电动机有各种种类，但作为能够正确地决定位置的电动机的代表例，有步进电动 机(St印ping Motor)，在各种装置中被广泛利用。例如，利用在相机的对焦、抖动补正、工作 机械的位置决定等。在一般的步进电动机中，通过供给到两个定子(Stator)线圈的电流的相位差，来 控制转子的旋转位置。因此，在原理上与供给到两个定子线圈的电流量无关，而能够使转子 旋转。然而，若供给到定子线圈的电流过小则转矩(Torque)过小，会有失步的可能性。因 此，要使转子可靠地旋转，优选对定子线圈供给比较大的电流。专利文献1 JP特开2006-288056号公报专利文献2 JP特开平8-37798号公报但是，有使在电器设备中的消耗功率尽可能小的要求。尤其是在电池(Battery) 驱动的便携式设备等中此要求强烈。因此，寻求能够既抑制失步，又以低消耗功率来进行驱 动的驱动方式。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于这种状况而提出的，其目的在于，提供一种以高精度高效率地驱 动步进电动机的技术。本专利技术的一种形式的电动机驱动电路是包含第一线圈、第二线圈以及转子的驱动 电路，其包括驱动部，其对第一线圈以及第二线圈供给相位不同的电流，使转子旋转；感 应电压检测部，其在从第一线圈或者第二线圈来看驱动部为高阻抗状态时，检测第一线圈 的两端电压或者第二线圈的两端电压，并检测在第一线圈或者第二线圈中产生的感应电 压；和控制部，其以从外部设定的输入信号为基础来生成驱动信号，并根据由感应电压检测 部检测的感应电压来调整驱动信号并设定到驱动部。感应电压检测部包含差动放大电路， 其对第一线圈的两端的电位或者第二线圈的两端的电位进行差动放大；和模拟数字变换电 路，其将从差动放大电路输出的模拟值变换成数字值，并输出到控制部。根据本专利技术，能够以高精度高效率地驱动步进电动机。附图说明图1是表示步进电动机以及其驱动电路的构成的图。图2是用于说明驱动部的构成例的图。图3是表示步进电动机的旋转相位的图。图4是表示第一线圈的驱动电压波形以及感应电压波形的图(转矩高)。图5是表示第一线圈的驱动电压波形以及感应电压波形的图(转矩适度)。图6是表示控制部的构成例的图。图7是用于说明更新部进行的、保存在更新值保存部中的更新值的更新处理的 图。图8是表示感应电压检测部的详细构成以及步进电动机与感应电压检测部之间 的详细的连接关系的图。附图标记说明10:控制部 11:减法运算部 12:PID运算部 12a 积分运算部 12b:比例运 算部 12c:微分运算部 13:加法运算部 14:驱动信号生成部15:固定值保存部 16: 大小比较部17:更新部18:更新值保存部Sll:第一模式切换开关S12:第二模式切换 开关22:第一线圈24:第二线圈26:转子30:驱动部Ql 第一晶体管Q2 第二晶 体管Q3 第三晶体管 Q4 第四晶体管 40 感应电压检测部 42 差动放大电路 OPl 运算放大器 Rl:第一电阻 R2:第二电阻 R3:第三电阻 R4:第四电阻 R5 第五电阻 R6:第六电阻44:模拟数字变换电路46:补偿产生电路Si:第一开关S2:第二开关 S3:第三开关S4:第四开关 S5:第五开关 S6:第六开关S7:第七开关 S8 第八开关 100:驱动电路 200:步进电动机具体实施例方式图1是表示步进电动机200以及其驱动电路100的构成的图。从步进电动机200 的控制装置(未图示)供给的输入信号输入到驱动电路100中。驱动电路100将与该输入 信号对应的驱动电流供给到步进电动机200中。这样，实现与该输入信号对应的步进电动 机200的旋转控制。步进电动机200包含第一线圈22、第二线圈M以及转子26。第一线圈22以及第 二线圈M，其位置相互偏离90°电角地进行配置。因此，对转子沈的磁场的方向也相对于 转子的中心角，相互偏离90°电角。转子沈包含磁性体(例如，永久磁石)，根据来自第一线圈22以及第二线圈M的 磁场，来决定稳定的位置。驱动电路100通过对第一线圈22以及第二线圈M供给相位相 互相差90°的交流电流，从而能够对两者的电流相位设置差别，并使转子沈旋转。另外，驱动电路100通过在特定的时机使电流相位的变化停止，从而能够使在与 此时机的电流相位对应的、特定的位置使转子26停止。通过这些处理，能够控制步进电动 机200的旋转。以下，关于驱动电路100进行具体地说明。驱动电路100包含控制部10、驱动部 30以及感应电压检测部40。控制部10以从外部设定的输入信号为基础来生成驱动信号， 并设定到驱动部30。驱动部30对第一线圈22以及第二线圈M供给相位不同的电流，从而 使转子26旋转。图2是用于说明驱动部30的构成例的图。在此构成例中，由H桥(bridge)电路 驱动第一线圈22。H桥电路包含第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3以及第四晶 体管Q4。由第一晶体管Ql和第二晶体管Q2组成的第一串联电路、以及由第三晶体管Q3和 第四晶体管Q4组成的第二串联电路分别连接在电源和接地之间。在第一晶体管Ql和第二晶体管Q2的连接点、与第三晶体管Q3和第四晶体管Q4的连接点之间连接有第一线圈22。在此构成中，若第一晶体管Ql和第四晶体管Q4为导通、以及第二晶体管Q2和第 三晶体管Q3为截止，则在第一线圈22中电流正方向流过，若第一晶体管Ql和第四晶体管 Q4为截止、以及第二晶体管Q2和第三晶体管Q3为导通，则在第一线圈22中电流反方向流 过。针对第二线圈24，与第一线圈22同样，能够用H桥电路驱动。通过设置两个这样 的H桥电路，从而能够单独控制第一线圈22以及第二线圈M。回到图1。在驱动部30由H桥电路构成的情况下，作为上述驱动信号，控制部10 生成具有与上述输入信号对应的能率比(duty ratio)的PWM(Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制)信号，并输入到构成上述H桥电路的晶体管的栅极端子。即，供给到第一线 圈22以及第二线圈M的功率由此PWM信号进行控制。感应电压检测部40在从第一线圈22或者第二线圈M来看驱动部30为高阻抗状 态时，检测第一线圈22的两端电压或者第二线圈M的两端电压，并检测在第一线圈22或 者第二线圈M中产生的感应电压。感应电压检测部40的构成例将后述。在此，所说的从第一线圈22来看驱动部30为高阻抗状态时，是指用于驱动第一线 圈22的H桥电路中所包含的晶体管全部为截止时。所说的从第二线圈M来看驱动部30 为高阻抗状态时，是指用于驱动第二线圈M的H桥电路中所包含的晶体管全部为截止时。控制部10通过使上述驱动信号自适应地变化以使在第一线圈22或者第二线圈M 中产生的感应电压的目标值、与由感应电压检测部40检测出的感应电压的值之间的差分 变小，从而调整上述感应电压的相位。用于实现此相位调整的构成例将后述。图3是表示步进电动机200的旋转相位的图。供给到第一线圈22中的驱动电流 的能率比是用电角表示的转子沈的旋转角为0°以及180°时的100%、90°以及270°时 的0%、以及45°、135°、225°以及315°时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动机驱动电路，包含第一线圈、第二线圈以及转子，其特征在于包括：驱动部，其对所述第一线圈以及所述第二线圈供给相位不同的电流，使所述转子旋转；感应电压检测部，其在从所述第一线圈或者所述第二线圈来看所述驱动部为高阻抗状态时，检测所述第一线圈的两端电压或者所述第二线圈的两端电压，并检测在所述第一线圈或者所述第二线圈中产生的感应电压；和控制部，其以从外部设定的输入信号为基础来生成驱动信号，并根据由所述感应电压检测部检测的感应电压来调整所述驱动信号，并设定到所述驱动部，其中，所述感应电压检测部包含：差动放大电路，其对所述第一线圈的两端的电位或者所述第二线圈的两端的电位进行差动放大；和模拟数字变换电路，其将从所述差动放大电路输出的模拟值变换成数字值，并输出到所述控制部。

【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-2975681.一种电动机驱动电路，包含第一线圈、第二线圈以及转子，其特征在于包括驱动部，其对所述第一线圈以及所述第二线圈供给相位不同的电流，使所述转子旋转；感应电压检测部，其在从所述第一线圈或者所述第二线圈来看所述驱动部为高阻抗状 态时，检测所述第一线圈的两端电压或者所述第二线圈的两端电压，并检测在所述第一线 圈或者所述第二线圈中产生的感应电压；和控制部，其以从外部设定的输入信号为基础来生成驱动信号，并根据由所述感应电压 检测部检测的感应电压来调整所述驱动信号，并设定到所述驱动部，其中，所述感应电压检测部包含差动放大电路，其对所述第一线圈的两端的电位或者所述第二线圈的两端的电位进行 差动放大；和模拟数字变换电路，其将从所述差动放大电路输出的模拟值变换成数字值，并输出到 所述控制部。2.如权利要求1所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述控制部，通过使所述驱动信号自适应地变化以使得基于所述感应电压的目标值的 数字值与从所述模拟数字变换电路输入的数字值之间的差分变小，来调整所述感应电压的 相位。3.如权利要求1或2所述的电动机驱动电路，其特征在于，还包括第一开关，其用于使所述第一线圈的第一端子与所述差动放大电路的第一输入端子导 通或者非导通；第二开关，其用于使所述第一线圈的第一端子与所述差动放大电路的第二输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高井和顺，长沼武，日置耕作，丹羽义博，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，三洋半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP