(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-21
(45)【発行日】2023-09-29
(54)【発明の名称】駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02P 8/32 20060101AFI20230922BHJP
H02P 8/12 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
H02P8/32
H02P8/12
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020186093
(22)【出願日】2020-11-06
(65)【公開番号】P2022075357
(43)【公開日】2022-05-18
【審査請求日】2022-06-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000138118
【氏名又は名称】株式会社メレック
(74)【代理人】
【識別番号】110004152
【氏名又は名称】弁理士法人お茶の水内外特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100187193
【弁理士】
【氏名又は名称】林 司
(74)【代理人】
【識別番号】100181766
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 均
(72)【発明者】
【氏名】小栗 秀治
(72)【発明者】
【氏名】安部 俊輔
(72)【発明者】
【氏名】中出 高史
【審査官】池田 貴俊
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２８９９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２７０６９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１６１０８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５６－００７４９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平１０－２０２（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ８／３２
Ｈ０２Ｐ ８／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
指令パルスが入力されてステッピングモータ(1)のモータコイル(2)の励磁を切り替えることにより、前記ステッピングモータ(1)を駆動する駆動装置(10,10a)であって、前記ステッピングモータ(1)に接続する複数の出力端子(11)と、
前記出力端子(11)ごとに設けられるスイッチング素子(TR1～TR10)、及び前記スイッチング素子(TR1～TR10)を駆動させる素子駆動回路(21)を備える出力段部(20)と、
前記指令パルスに従って前記出力段部(20)に励磁パターン信号を出力する励磁パターン出力部(30)と、
前記ステッピングモータ(1)に印加する駆動電圧を調節することにより定電流制御を行う定電流コントロール部(40)とを有し、
前記励磁パターン出力部(30)は、単位励磁サイクル(T)を管理する励磁周期カウンタ(33)と、前記励磁パターンの信号を前記素子駆動回路(21)に前記単位励磁サイクル(T)毎に出力する励磁パターン出力セレクタ(35)とを有し、
前記スイッチング素子(TR1～TR10)のＯＮ／ＯＦＦは、前記素子駆動回路(21)によって、前記励磁パターン出力セレクタ(35)から出力される前記励磁パターンに従って制御され、
前記定電流コントロール部(40)は、電流を検出する電流検出抵抗(R1,R2)と、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えにより前記駆動電圧を増減させる制御用スイッチング素子(TR11)と、前記電流検出抵抗(R1,R2)で検出された検出電流に基づいて前記制御用スイッチング素子(TR11)のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭ制御部(42)とを備え、
前記出力端子(11)と前記スイッチング素子(TR1～TR10)との間に、前記ステッピングモータ(1)に加える電圧を平滑化するフィルタ回路(50,60)が設けられ、
前記フィルタ回路(50,60)は、前記単位励磁サイクル(T)内で前記スイッチング素子(TR1～TR10)のＯＮ／ＯＦＦによって形成される矩形波の電圧を平滑化して直流電圧に変換する
ことを特徴とする駆動装置。
【請求項2】
前記フィルタ回路(50,60)は、フィルタ用チョークコイル(Lf)と、フィルタ用コンデンサ(Cf)とを備える請求項１記載の駆動装置。
【請求項3】
前記フィルタ用コンデンサ(Cf)とグランドとの間に、接続／遮断を切り替えるフィルタ用スイッチング素子(TR12)が配され、
前記フィルタ用スイッチング素子(TR12)は、前記ステッピングモータ(1)が回転状態のときに、遮断状態に切り替えられる
請求項２記載の駆動装置。
【請求項4】
前記フィルタ回路(50,60)のグランドは、前記定電流コントロール部(40)のグランドに接続されている請求項１～３のいずれかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステッピングモータを駆動する駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、ステッピングモータを駆動するために駆動装置（ドライバ）が用いられる。ステッピングモータを駆動する場合、駆動装置に対して外部から指令パルス（外部指令パルス）が入力され、駆動装置において、その入力された指令パルスが計数される。また、駆動装置は、ステッピングモータに矩形波の電圧を加えてステッピングモータのモータコイル（以下、コイルと略記することもある）を励磁するとともに、励磁するコイルを順番に切り替えることにより、指令パルスの計数値に対応する速度でステッピングモータを回転させる。
【0003】
ステッピングモータの駆動装置としては、定電流制御の方法が異なる２種類の駆動装置が知られている。
一方の駆動装置は、出力段チョッパ型の定電流制御を行うものである。この出力段チョッパ型の駆動装置では、コイルに流れる電流として検出される検出電流と基準電流値との誤差信号を生成し、その誤差信号のレベルと所定のノコギリ波のレベルとを比較して駆動装置の出力段部（スイッチング素子）をチョッピングすることによって、コイルに流れる電流を一定の大きさに制御している。このため、出力段チョッパ型の駆動装置では、出力段部において、ステップ駆動のパターン制御と定電流制御の両方が行われる。
一方の駆動装置は、出力段チョッパ型の定電流制御を行うものである。この出力段チョッパ型の駆動装置では、コイルに流れる電流として検出される検出電流と基準電流値との誤差信号を生成し、その誤差信号のレベルと所定のノコギリ波のレベルとを比較して駆動装置の出力段部（スイッチング素子）をチョッピングすることによって、コイルに流れる電流を一定の大きさに制御している。このため、出力段チョッパ型の駆動装置では、出力段部において、ステップ駆動のパターン制御と定電流制御の両方が行われる。
【0004】
なお、出力段チョッパ型の駆動装置では、駆動装置へ入力する電源の電圧が、そのままステッピングモータ（モータコイル）に印加される。このため、例えば駆動装置に入力される電圧がＤＣ２４Ｖの場合、ステッピングモータを所定の角度で停止させてホールドしたときであっても、モータコイルには２４Ｖの電圧が印加される。
【0005】
もう一方の駆動装置は、モータコイルに入力されるモータ駆動電圧ＤＶの調節を行うことによって、コイルに流れる電流を一定の大きさに制御する定電流制御を行うものである。このようにモータ駆動電圧ＤＶの調節により行う定電流制御は、ＤＶ型の定電流制御と呼ばれ、また、ＤＶ型の定電流制御を行う駆動装置は、ＤＶ型の駆動装置と呼ばれている。このＤＶ型の駆動装置の一例が、特開２００８－６１４３９号公報（特許文献１）に記載されている。
【0006】
例えば図１８に示すように、特許文献１の駆動装置１００は、５相ステッピングモータ１０１に接続される。この駆動装置１００は、外部指令パルスＣＷＰ又はＣＣＷＰが入力されてコイルを励磁するための励磁パターンを出力する励磁パターン出力回路１０２と、複数のパワー素子（スイッチング素子）１０６と、励磁パターン出力回路１０２から出力される励磁パターンのデータに従ってパワー素子１０６のＯＮ／ＯＦＦを制御するパワー素子駆動回路１０３と、ＤＶ型の定電流制御を行う定電流制御部とを有する。
【0007】
励磁パターン出力回路１０２は、アドレスカウンタ（電気角位置管理）１０２ａと、励磁周期カウンタ（駆動時間管理、励磁パターン切替指令）１０２ｂと、メモリ１０２ｃとを有する。メモリ１０２ｃには、励磁パターンデータと出力時間データが記憶されている。
【0008】
アドレスカウンタ１０２ａは、外部指令パルスＣＷＰ、ＣＣＷＰを受けて、５相ステッピングモータ１０１のモータ回転子（ロータ）の電気角位置（励磁アドレス）の情報を管理する。励磁周期カウンタ１０２ｂは、単位励磁周期ごとにアドレスカウンタ１０２ａからアドレス（電気角位置情報）を読み込むとともに、メモリ１０２ｃから、アドレスに対応する励磁パターンデータとその出力時間データとを読み込む。更に、この読み込んだ励磁パターンデータと出力時間データに従って、各励磁パターンの指定とその励磁パターンの励磁時間（時間割合）のデータをパワー素子駆動回路１０３に出力する。
【0009】
パワー素子駆動回路１０３では、励磁パターン出力回路１０２から、上述のような励磁パターンのデータが入力され、各パワー素子１０６に与える電圧を制御する。これによって、ステッピングモータ１０１のコイルに電流を流して励磁し、また、励磁するコイルを順番に切り替える。それにより、ステッピングモータ１０１をステップ駆動する。
【0010】
駆動装置１００の定電流制御部は、入力される電源の電圧を平滑化する第１コンデンサＣ１と、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えによりモータ駆動電圧を増減させる制御用スイッチング素子１０７と、制御用スイッチング素子１０７のＯＮ／ＯＦＦを駆動するＰＷＭ定電流コントロール回路１０４と、モータコイルに流れる電流を検出する電流検出抵抗１０５と、制御用スイッチング素子１０７の切り換えにより生じる間欠的な電圧を平滑化するチョークコイルＬ１及び第２コンデンサＣ２と、チョークコイルＬ１が発する起電力をバイパスするダイオードＤ１とを有する。
【0011】
この定電流制御部は、モータコイルに流れる電流と基準電流との差を誤差信号として生成して、その誤差信号に基づいて制御用スイッチング素子１０７のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、コイルに入力されるモータ駆動電圧を調節する。これによって、モータコイルに流れる電流を一定に維持している。
【0012】
このようなＤＶ型の駆動装置１００は、上述した出力段チョッパ型の駆動装置に比べて多くの回路が必要となるものの、パワー素子駆動回路１０３では、ステップ駆動を行うためのパターン制御のみを行うことができる。このため、ＤＶ型の駆動装置１００は、出力段部でステップ駆動のパターン制御と定電流制御の両方を行う出力段チョッパ型の駆動装置に比べて、より高分解能のマイクロステップ駆動を円滑に行うことが可能となる。
【0013】
また、特許文献１の駆動装置１００では、ステッピングモータ１０１を高分解能でマイクロステップ駆動するために、複数の励磁パターンを合成することにより所要のトルクベクトルを生成している。すなわち、各励磁サイクルの中で、パワー素子１０６のスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦの切り替え）を制御して複数の励磁パターンをそれぞれの出力時間の割合で出力することによって、モータコイルの平均電流値を操作し、それによって、所要のトルクベクトルを生成している。この場合、モータコイルの平均電流値の操作では、モータコイルのインダクタンスを利用することによって、モータコイルに流れる電流の平滑化が行われている。
【0014】
従って、特許文献１の駆動装置１００によるステッピングモータ１０１のマイクロステップ駆動では、所要のトルクベクトルを得るために複数の励磁パターンを合成しているが、このような技術は、モータコイルのインダクタンスの利用（働き）を前提にして行われている。
【0015】
また、特許文献１のようなＤＶ型の駆動装置１００の場合、上述したように、モータ駆動電圧ＤＶを調節して定電流制御が行われる。通常、ステッピングモータは、モータ回転速度が速くなるとモータのインピーダンスが高くなるため、それに応じて、モータコイルに印加する電圧（モータ駆動電圧ＤＶ）も高くなるが、モータ回転速度を遅くした場合やモータを停止させた場合、ＤＶ型の駆動装置ではモータコイルに印加する電圧を小さくできる。このため、例えば駆動装置に入力される電圧がＤＣ２４Ｖの場合でも、ステッピングモータを所定の角度でホールドするときには、モータコイルに印加される電圧を、出力段チョッパ型の駆動装置のような２４Ｖではなく、３Ｖ程度と小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【文献】特開２００８－６１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
通常、ステッピングモータの特性は、そのステッピングモータを駆動する駆動装置の性能によって大きく異なる。また、ステッピングモータは、所要の速度で回転するだけでなく、位置決めもできるモータであるため、ステッピングモータの特性として、ダイナミック特性とスタティック特性の両方が求められることが多い。
【0018】
ここで、例えば、駆動装置によって違いが生じるステッピングモータのダイナミック特性には、トルク特性、自起動特性、加速追従性、振動特性（回転の滑らかさ）、静穏性、回転（ドライブ）時のモータ発熱等が含まれる。また、駆動装置によって違いが生じるステッピングモータのスタティック特性には、分解能、ステップ毎の相対角度精度（モータ固有の絶対誤差を除く）、静止安定度、停止（ホールド）時のモータ発熱等が含まれる。更に、その他の特性として、回転から停止する際の位相変化、位相変化時に生じる振動、停止時の整定性等がある。また、駆動装置の性能の点まで拡げると、駆動装置の発生ノイズ、耐ノイズ性なども実用において特性に影響を与える要因である。
【0019】
駆動装置の性能は年々向上しており、それにより、ステッピングモータの各種の特性も良くなってきている。また、ステッピングモータの特性が高くなることに伴い、ステッピングモータが使用される分野もより高度になり、ステッピングモータへの要求も更に高度化されてきている。
【0020】
更に、高性能化したドライバが、高度な超精密機器に使用されるようになった結果、従来では確認されなかった新たな課題が生じるようになってきた。例えば、ステッピングモータを所要の角度で停止させてホールドしたときに、ホールド状態のステッピングモータにおいて、従来では確認できなかった超微振動（振動レベルが小さいナノメートルオーダーの超微振動）が生じていること、また、ステッピングモータの磁場が小さく変化していることが判明した。このようなステッピングモータの現象は、ステッピングモータのスタティック特性（特に、静止安定度）に影響を及ぼし、一部の超精密機器への使用に対して問題となる可能性があった。
【0021】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ステッピングモータをホールドした状態において、振動レベルが小さい超微振動の発生を抑制可能な駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0022】
上記目的を達成するために、本発明により提供される駆動装置は、指令パルスが入力されてステッピングモータのモータコイルの励磁を切り替えることにより、前記ステッピングモータを駆動する駆動装置であって、前記ステッピングモータに接続する複数の出力端子と、前記出力端子ごとに設けられるスイッチング素子、及び前記スイッチング素子を駆動させる素子駆動回路を備える出力段部と、前記指令パルスに従って前記出力段部に励磁パターン信号を出力する励磁パターン出力部と、前記ステッピングモータに印加する駆動電圧を調節することにより定電流制御を行う定電流コントロール部とを有し、前記励磁パターン出力部は、単位励磁サイクルを管理する励磁周期カウンタと、前記励磁パターンの信号を前記素子駆動回路に前記単位励磁サイクル毎に出力する励磁パターン出力セレクタとを有し、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦは、前記素子駆動回路によって、前記励磁パターン出力セレクタから出力される前記励磁パターンに従って制御され、前記定電流コントロール部は、電流を検出する電流検出抵抗と、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えにより前記駆動電圧を増減させる制御用スイッチング素子と、前記電流検出抵抗で検出された検出電流に基づいて前記制御用スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭ制御部とを備え、前記出力端子と前記スイッチング素子との間に、前記ステッピングモータに加える電圧を平滑化するフィルタ回路が設けられ、前記フィルタ回路は、前記単位励磁サイクル内で前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦによって形成される矩形波の電圧を平滑化して直流電圧に変換することを特徴とするものである。
【0023】
本発明の駆動装置において、前記フィルタ回路は、フィルタ用チョークコイルと、フィルタ用コンデンサとを備えることが好ましい。
この場合、前記フィルタ用コンデンサとグランドとの間に、接続／遮断を切り替えるフィルタ用スイッチング素子が配され、前記フィルタ用スイッチング素子は、前記ステッピングモータが回転状態のときに、遮断状態に切り替えられることが好ましい。
また本発明の駆動装置において、前記フィルタ回路のグランドは、前記定電流コントロール部のグランドに接続されていることが好ましい。
この場合、前記フィルタ用コンデンサとグランドとの間に、接続／遮断を切り替えるフィルタ用スイッチング素子が配され、前記フィルタ用スイッチング素子は、前記ステッピングモータが回転状態のときに、遮断状態に切り替えられることが好ましい。
また本発明の駆動装置において、前記フィルタ回路のグランドは、前記定電流コントロール部のグランドに接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0024】
本発明に係る駆動装置は、駆動電圧を調節するＤＶ型の定電流制御を行うステッピングモータ用駆動装置であり、また、ステッピングモータが接続される出力端子と、出力段部のスイッチング素子（パワー素子）との間に、ステッピングモータに加える電圧を平滑化するフィルタ回路が、出力端子ごとに設けられている。
【0025】
本発明者等は、ステッピングモータの停止状態（ホールド状態）で超微振動が発生する要因について精査及び検討を重ねた結果、駆動装置からステッピングモータに出力される出力電流にリップル成分が含まれており、そのリップル成分がモータの静止安定度に影響を及ぼしていることが判明した。
【0026】
通常、ＤＶ型の駆動装置において、出力端子の電圧は、出力段部のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの制御によって矩形波（矩形波電圧）となる。この場合、ステッピングモータに出力される励磁電流は、モータコイルのインダクタンスによって平滑化されるものの、その電流にはリップル成分が残る。
【0027】
また、ＤＶ型の駆動装置では、定電流コントロール部において、電流検出抵抗で検出される検出電流が基準電流の電流値になるようにモータ駆動電圧（ＤＶ電圧）を制御しているため、ＤＶ電圧はホールド状態でも微小変化を繰り返している。このようなＤＶ電圧の微小変化は、励磁電流に含まれるリップル成分の形態に影響を与え、この励磁電流におけるリップル成分の形態変化が１ｋＨｚ以下の周波数で表れる場合に、ステッピングモータの静止安定度を低下させることが判った。
【0028】
そこで、駆動装置によるステッピングモータの分解能や振動特性（回転の滑らかさ）等の特性に影響を与えることなく、優れた静止安定度を得るためには、従来のように矩形波電圧によってモータコイルに加えられる励磁電流を、モータコイルのインダクタンス成分で平滑化するのではなく、駆動装置の出力端子とスイッチング素子との間にフィルタ回路（ローパスフィルタ回路）を設けて、スイッチング素子による矩形波電圧を直流電圧に変換すれば良いことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0029】
本発明のようにフィルタ回路を設けて、ステッピングモータに印加する電圧を矩形波電圧から直流電圧に変換することにより、リップル成分のない励磁電流をモータコイルに流すことができる。それにより、ステッピングモータのホールド状態において、高度な超精密機器で観察される超微振動の発生を抑制でき、従来よりもステッピングモータの静止安定度を向上させることができる。更に、ステッピングモータに印加する電圧をフィルタ回路で直流化することにより、ステッピングモータのホールド時に生じる磁場の小さな変化を抑制することも期待できる。また本発明では、モータコイルの励磁電流にリップル成分が含まれなくなったことにより、ホールド時のモータ発熱を下げる効果も得られる。
【0030】
特に本発明は、ＤＶ型の定電流制御を行う駆動装置に対して適用される。ステッピングモータを所要の角度でホールドする場合、例えば出力段チョッパ型の駆動装置では、前述のように駆動装置への入力電圧がそのままモータコイルに印加されるため、モータコイルにはホールド時でも大きな電圧が印加されるが、ＤＶ型の駆動装置では、ホールド時にモータコイルに印加する電圧をモータ回転時よりも小さくできる。すなわち、本発明は、スイッチング素子のチョッピングにより形成される矩形波電圧を、ステッピングモータのホールド時に小さくするというＤＶ型の駆動装置自体の特徴（特有の性質）を利用するものであり、本発明では、ホールド時の電圧値が小さな矩形波電圧をフィルタ回路で平滑化することによって、ステッピングモータの静止安定度を向上させるという出力段チョッパ型の駆動装置では期待できない効果を得ることができる。
【0031】
上述のような本発明の駆動装置において、フィルタ回路は、フィルタ用チョークコイルと、フィルタ用コンデンサとを備えている。これにより、スイッチング素子による矩形波電圧を直流電圧に安定して変換することができる。
【0032】
この場合、フィルタ用コンデンサとグランドとの間に、接続／遮断を切り替えるフィルタ用スイッチング素子が配されていてもよい。例えばステッピングモータのホールド時には、フィルタ用スイッチング素子でフィルタ用コンデンサとグランドを接続することによりフィルタ用コンデンサを作用させて直流電圧への変換を行い、一方、ステッピングモータの回転（ドライブ）時には、フィルタ用スイッチング素子でフィルタ用コンデンサとグランドを遮断してフィルタ用コンデンサが作用しないようにすることができる。
【0033】
ステッピングモータを高速で回転させるときに、例えば上述したフィルタ回路で矩形波電圧を直流電圧に変換する場合、励磁パターンに従ったスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切り換えに対して、ステッピングモータの励磁コイルの切り替えが遅れることが考えられ、その結果、高速回転時におけるステッピングモータのトルク低下を招くことに繋がる。これに対して、上述したようなフィルタ用スイッチング素子を設けて、ステッピングモータのドライブ時にフィルタ用コンデンサを効かない状態にすることにより、高速回転時におけるステッピングモータのトルク低下を抑制することができる。
【0034】
また本発明の駆動装置において、フィルタ回路のグランドは、ＤＶ型の定電流コントロール部のグランドに接続されている。これにより、フィルタ回路の設置による定電流コントロール部での電流検出への影響をなくし、ＤＶ型の定電流制御を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第１の実施形態に係る駆動装置の内部構成を示すブロック図である。
【図3】駆動装置の出力端子とステッピングモータのモータコイルの接続関係、及びモータコイルに流れる電流の方向を示す模式図である。
【図4】全てのモータコイルを励磁しないＯＦＦ時間の状態を説明する説明図である。
【図5】ステッピングモータのモータコイルとトルクベクトルとの関係を説明する説明図である。
【図6】基本角ステップの励磁パターンと基本角ステップ間の励磁パターンの割合について説明する説明図である。
【図7】本発明の第２の実施形態におけるフィルタ回路を拡大して示す回路図である。
【図8】（ａ）は、実施例の駆動装置（第１の実施形態の駆動装置）で励磁相ＡＢＣＤを形成するときの第１出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第１出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図9】（ａ）は、同駆動装置の第２出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第２出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図10】（ａ）は、同駆動装置の第３出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第３出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図11】（ａ）は、同駆動装置の第４出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第４出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図12】（ａ）は、同駆動装置の第５出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第５出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図13】（ａ）は、比較例の駆動装置で励磁相ＡＢＣＤを形成するときの第１出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第１出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図14】（ａ）は、同駆動装置の第２出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第２出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図15】（ａ）は、同駆動装置の第３出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第３出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図16】（ａ）は、同駆動装置の第４出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第４出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図17】（ａ）は、同駆動装置の第５出力端子における出力電圧と出力電流を測定した結果を示すグラフであり、（ｂ）は、第５出力端子における出力電圧と出力電流のリップル成分を測定した結果を示すグラフである。
【図18】従来の駆動装置の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下に、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態に係る駆動装置１０について、図１～図６を参照しながら具体的に説明する。ここで、図１は、第１の実施形態に係る駆動装置の内部構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示した駆動装置の出力段部とフィルタ回路とを拡大して示す拡大図である。
先ず、本発明の第１の実施形態に係る駆動装置１０について、図１～図６を参照しながら具体的に説明する。ここで、図１は、第１の実施形態に係る駆動装置の内部構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示した駆動装置の出力段部とフィルタ回路とを拡大して示す拡大図である。
【0037】
図１に示す駆動装置（ドライバ）１０は、ＤＶ型の定電流制御を行うＤＶ型の駆動装置１０であり、ペンダゴン結線方式の５相ステッピングモータ１に接続される。この駆動装置１０には、ＣＷＰ（Ｃｌｏｃｋ Ｗｉｓｅ Ｐｕｌｓｅ）方向又はＣＣＷＰ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｌｏｃｋ Ｗｉｓｅ Ｐｕｌｓｅ）方向の外部指令パルスが、コントローラ等の外部機器から入力される。駆動装置１０は、その指令パルスの入力を受けてステッピングモータ１で励磁するモータコイル２を切り替えることにより、ステッピングモータ１をステップ駆動させる。なお、ＣＷＰ方向の外部指令パルスは、ステッピングモータ１のモータ回転軸（ロータ）を時計回りに正転させるための外部指令パルスであり、ＣＣＷＰ方向の外部指令パルスは反時計回りに逆転させるための外部指令パルスである。また、外部指令パルスは、指令パルスと略称されることもある。
【0038】
ここで、図３及び図４に示すように、ペンタゴン結線方式の５相ステッピングモータ１における５つのモータコイル２を、それぞれ第１コイル２ａ，第２コイル２ｂ，第３コイル２ｃ，第４コイル２ｄ，第５コイル２ｅと定義する。また、第１コイル２ａ～第５コイル２ｅのそれぞれに流れるモータ電流を、それぞれモータ電流Ａ，ａ；モータ電流Ｂ，ｂ；モータ電流Ｃ，ｃ；モータ電流Ｄ，ｄ；モータ電流Ｅ，ｅと定義する。
【0039】
この場合、モータ電流Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと、モータ電流ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとは、互いに対応するアルファベットについて、第１コイル２ａ～第５コイル２ｅのそれぞれにおいて反対の向きに流れる電流を示す。また、例えば第１コイル２ａについて、モータ電流Ａを流して励磁した状態を励磁コイル（励磁相）Ａと表し、反対向きのモータ電流ａを流して励磁した状態を励磁コイル（励磁相）ａと表す。第２コイル２ｂ～第５コイル２ｅについても、第１コイル２ａの場合と同様とする。
【0040】
更に、図５に示すように、５相ステッピングモータ１の第１コイル２ａ～第５コイル２ｅに、モータ電流Ａ，ａ；Ｂ，ｂ；Ｃ，ｃ；Ｄ，ｄ；Ｅ，ｅがそれぞれ流れたときに生成されるトルクベクトルを、モータ電流の各アルファベットに対応させて、それぞれトルクベクトルＶＡ，Ｖａ；ＶＢ，Ｖｂ；ＶＣ，Ｖｃ；ＶＤ，Ｖｄ；ＶＥ，Ｖｅと定義する。すなわち、励磁コイルＡで生じるトルクベクトルＶＡと、励磁コイルａで生じるトルクベクトルＶａとは、互いに逆方向のベクトルとなる。
【0041】
第１の実施形態に係る駆動装置１０は、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅの５つの出力端子１１と、出力段部２０と、出力段部２０に励磁パターンの信号を出力する励磁パターン出力回路（励磁パターン出力部）３０と、ＤＶ型の定電流制御を行う定電流コントロール部４０と、出力段部２０と各出力端子１１の間に配される５つのフィルタ回路５０とを有する。
【0042】
第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅは、ステッピングモータ１の隣り合うモータコイル２が接続される５つの接続点にそれぞれ接続される。第１の実施形態の場合、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅは、図３及び図４に示すような関係でステッピングモータ１の各接続点にそれぞれ接続される。
【0043】
出力段部２０は、複数のスイッチング素子（パワーＭＯＳ ＦＥＴ）ＴＲ１～ＴＲ１０と、スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０を駆動する素子駆動回路（パワー素子駆動回路）２１とを有する。スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０は、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅのそれぞれについて、電源側に接続される正極側（ハイサイド）のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９と、接地側に接続される負極側（ローサイド）のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０とを有する。
【0044】
素子駆動回路２１は、ゲートドライバ（専用ＩＣ）によって形成されている。素子駆動回路２１において、正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９を駆動するためには、それらのスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９に対応する図示しないコンデンサを充電する必要がある。このコンデンサの充電は、負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＮにすること（正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＦＦにすること）により行われる。
【0045】
従って、この駆動装置１０では、上述したコンデンサの充電を行うために、例えば図４及び図６に示すように、単位励磁サイクルＴ毎に、各出力端子１１に対応する全ての正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＦＦに（負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＮに）することによって、モータコイル２の励磁を行わないＯＦＦ時間を設ける必要がある。本発明では、上述のように全ての出力端子１１において正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＦＦにして、負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＮにした状態を便宜上「ネガティブＯＦＦ」と規定する。この「ネガティブＯＦＦ」の状態では、モータコイル２の接続点が全てマイナスの同電位に保持されるため、ステッピングモータ１は全てのモータコイル２が励磁されない非励磁状態となる。
【0046】
励磁パターン出力回路３０は、ロジック回路で構成されており、特に第１の実施形態では、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）により構成されている。
この励磁パターン出力回路３０は、入力される外部指令パルスを計数して電気角位置（ステップ位置）及びその電気角位置に対応するアドレスを管理するアドレスカウンタ３１と、アドレスカウンタ３１から指令パルスの計数が入力されることによりステッピングモータ１の回転速度を管理する速度計測カウンタ３２と、単位励磁サイクルＴ（単位励磁周期）を管理する励磁周期カウンタ３３とを有する。
この励磁パターン出力回路３０は、入力される外部指令パルスを計数して電気角位置（ステップ位置）及びその電気角位置に対応するアドレスを管理するアドレスカウンタ３１と、アドレスカウンタ３１から指令パルスの計数が入力されることによりステッピングモータ１の回転速度を管理する速度計測カウンタ３２と、単位励磁サイクルＴ（単位励磁周期）を管理する励磁周期カウンタ３３とを有する。
【0047】
また、励磁パターン出力回路３０は、複数の励磁パターンデータ及び励磁デューティーデータ等を記憶するメモリ３４と、メモリ３４から励磁パターンデータ及び励磁デューティーデータを選択してそのデータに従って励磁パターンの信号を単位励磁サイクルＴ毎に出力する励磁パターン出力セレクタ３５とを有する。更に、励磁パターン出力回路３０には、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル化されたモータ駆動電圧ＤＶが入力される。なお本発明において、励磁パターン出力回路３０における上述したような処理を行う各部分は、複数の処理部によって形成されていてもよく、また、各処理を行う複数の部分が１つの処理部によって形成されていてもよい。
【0048】
励磁パターン出力回路３０を形成するアドレスカウンタ３１は、外部指令パルスの入力によりアドレスの数値をカウントアップ又はカウントダウンすることにより、電気角位置とアドレスの数値を管理する。また、アドレスカウンタ３１は、管理しているアドレスの数値を、速度計測カウンタ３２、励磁周期カウンタ３３、及び励磁パターン出力セレクタ３５にそれぞれ出力する。
【0049】
速度計測カウンタ３２は、単位時間当たりの外部指令パルスの入力数から、ステッピングモータ１の演算上の回転速度を管理するとともに、その管理する回転速度の値を励磁パターン出力セレクタ３５に出力する。励磁周期カウンタ３３は、外部指令パルスとは無関係な一定の単位励磁サイクルＴを管理するとともに、単位励磁サイクルＴ毎に励磁切替指令を励磁パターン出力セレクタ３５に出力する。
【0050】
励磁パターン出力セレクタ３５では、素子駆動回路２１に出力する励磁パターンを切り替える処理が行われる。すなわち、励磁パターン出力セレクタ３５は、速度計測カウンタ３２で管理される回転速度と、アドレスカウンタ３１で管理されるアドレスとに基づいて、メモリ３４に記憶されている複数の励磁パターンデータと複数のデューティーデータから、対応する励磁パターンデータとデューティーデータを選択し、その選択した励磁パターンの信号を素子駆動回路２１に単位励磁サイクルＴ毎に出力する。
【0051】
これにより、素子駆動回路２１では、励磁パターン出力セレクタ３５から入力された励磁パターンに従って、出力段部２０の各スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御し、それによって、ステッピングモータ１のモータコイル２が所定のタイミングで励磁される。
【0052】
また、励磁パターン出力回路３０には、外部指令パルスＣＷＰ又はＣＣＷＰの入力に基づいてステッピングモータのドライブ状態とホールド状態とを判定する判定カウンタ（不図示）が設けられていてもよい。この判定カウンタは、駆動装置に対する外部指令パルスの立下りエッジ又は立上りエッジによってカウントを開始するドライブ状態維持タイマーを有するとともに、ドライブ状態の判定を行うための判定時間が設定される。この判定時間としては、例えば１５０ｍｓの時間が設定される。
【0053】
判定カウンタでは、例えば、外部指令パルスが入力されることによってドライブ状態維持タイマーを初期値からカウントし、設定された判定時間（１５０ｍｓ）が経過する前に次の外部指令パルスが入力されると、ドライブ状態を判定し（ドライブ状態の判定を維持し）、また、ドライブ状態維持タイマーがクリアされて再び初期値からカウントを始める。一方、設定された判定時間までに次の外部指令パルスの入力がなければ、ホールド状態と判定する。また、判定カウンタは、ドライブ状態とホールド状態の判定結果の信号を出力し、その出力信号は、定電流コントロール部４０で基準値（基準電流）を切り替える信号として使用される。これによって、定電流コントロール部４０では、例えばステッピングモータのホールド時にモータコイルを励磁する励磁電流を引き下げることができ、その結果、ホールド状態のステッピングモータの発熱を低減することが可能となる。
【0054】
図１に示した定電流コントロール部４０は、ステッピングモータ１に対してＤＶ型の定電流制御を行う。この定電流コントロール部４０は、駆動装置１０に入力された電圧を平滑化する第１コンデンサＣ１と、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えによりモータ駆動電圧ＤＶを増減させる制御用スイッチング素子ＴＲ１１と、制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ／ＯＦＦを駆動する制御用素子駆動回路４１と、制御用スイッチング素子ＴＲ１１の切り換えにより生じる間欠的な電圧を平滑化してモータ駆動電圧ＤＶを生成するチョークコイルＬ１及び第２コンデンサＣ２と、チョークコイルＬ１が発する起電力をバイパスするダイオードＤ１とを有する。
【0055】
更に、定電流コントロール部４０は、第２コンデンサＣ２のマイナス側とグランドの間に直列接続される第１センシング抵抗（第１電流検出抵抗）Ｒ１と、出力段部２０を形成する回路の出力側と第２コンデンサＣ２のマイナス側の間に直列接続される第２センシング抵抗（第２電流検出抵抗）Ｒ２と、第１センシング抵抗Ｒ１及び第２センシング抵抗Ｒ２で検出される検出電流に基づいて制御用素子駆動回路４１を制御するＰＷＭ定電流コントロール回路（ＰＷＭ制御部）４２とを有する。
【0056】
ＰＷＭ定電流コントロール回路４２は、第１センシング抵抗Ｒ１及び第２センシング抵抗Ｒ２における検出電流と基準電流との差を誤差信号として生成し、その誤差信号に基づいて、制御用素子駆動回路４１を介して制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。これにより、ステッピングモータ１に印加する駆動電圧を調節して、モータコイル２に流れる電流を一定となるように制御する。
【0057】
具体的には、第１センシング抵抗Ｒ１及び第２センシング抵抗Ｒ２に流れる電流が減少した場合には、誤差信号のレベルが上昇するため、ＰＷＭ定電流コントロール回路４２で制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ時間を長くする。それにより、駆動電圧を増大して、モータコイル２に流れる電流を増加させる。一方、第１センシング抵抗Ｒ１及び第２センシング抵抗Ｒ２に流れる電流が増加した場合には、誤差信号のレベルが下降するため、ＰＷＭ定電流コントロール回路４２で制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ時間を短くして、モータコイル２に流れる電流を減少させる。これにより、モータコイル２に流れる電流を一定の大きさで安定化させて、ステッピングモータ１を定電流駆動できる。
【0058】
駆動装置１０には、第１フィルタ回路５０ａ～第５フィルタ回路５０ｅの５つのフィルタ回路５０が、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅに対応して設けられている。第１フィルタ回路５０ａ～第５フィルタ回路５０ｅは、互いに同じ回路構成で形成されている。
【0059】
各フィルタ回路５０は、１つのフィルタ用チョークコイルＬｆと、１つのフィルタ用コンデンサＣｆとを有するローパスフィルタ回路５０により形成されている。フィルタ用チョークコイルＬｆは、正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９及び負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０間の位置と、フィルタ用コンデンサＣｆの正極側との間に配置されている。
【0060】
フィルタ用コンデンサＣｆの負極側は、フィルタ回路５０のグランドに接続されている。この場合、フィルタ回路５０のグランドは、定電流コントロール部４０のグランドに接続されている。これにより、定電流コントロール部４０の電流検出に対するフィルタ回路５０での電圧平滑化の影響がなくなり、ＤＶ型の定電流制御を安定して行うことができる。
【0061】
このようなフィルタ回路５０を各出力端子１１と、それに対応するスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０との間に設けることにより、スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦによって形成される矩形波電圧を直流電圧に変換でき、それによって、出力端子１１から、リップル成分のない直流電流をモータコイル２に流すことができる。
【0062】
また第１の実施形態において、フィルタ用チョークコイルＬｆには、定電流コントロール部４０に設けたチョークコイルＬ１とインダクタンスが同じものが用いられている。また、フィルタ用コンデンサＣｆには、定電流コントロール部４０の第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２よりもインピーダンスが低いハイブリッドタイプのコンデンサが用いられている。このようなフィルタ用チョークコイルＬｆ及びフィルタ用コンデンサＣｆを用いることにより、モータコイル２に印加する電圧（モータ駆動電圧ＤＶ）をフィルタ回路５０で安定して平滑化することができる。
【0063】
次に、本実施形態の駆動装置１０によりステッピングモータ１を駆動する方法について説明する。
ステッピングモータ１を駆動する場合、駆動装置１０の励磁パターン出力回路３０において、外部から入力される外部指令パルスに従って、励磁パターン出力セレクタ３５から所要の励磁パターンの信号を出力段部２０の素子駆動回路２１に出力する。素子駆動回路２１では、励磁パターン出力セレクタ３５から入力される励磁パターン信号に従って、各スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また同時に、定電流コントロール部４０において、制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り換えによるＤＶ型の定電流制御を行う。
ステッピングモータ１を駆動する場合、駆動装置１０の励磁パターン出力回路３０において、外部から入力される外部指令パルスに従って、励磁パターン出力セレクタ３５から所要の励磁パターンの信号を出力段部２０の素子駆動回路２１に出力する。素子駆動回路２１では、励磁パターン出力セレクタ３５から入力される励磁パターン信号に従って、各スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また同時に、定電流コントロール部４０において、制御用スイッチング素子ＴＲ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り換えによるＤＶ型の定電流制御を行う。
【0064】
ここで、ステッピングモータ１の回転と励磁パターンについて説明する。
ステッピングモータ１の電気角一周（３６０°）は、機械角（モータ回転軸の回転角）の７．２°に相当する。この電気角一周（機械角の７．２°）を５０回繰り返すことにより、機械角を１周させること（モータ回転軸の１回転させること）ができる。
ステッピングモータ１の電気角一周（３６０°）は、機械角（モータ回転軸の回転角）の７．２°に相当する。この電気角一周（機械角の７．２°）を５０回繰り返すことにより、機械角を１周させること（モータ回転軸の１回転させること）ができる。
【0065】
例えばＣＷＰ方向の外部指令パルスが入力されて、ステッピングモータ１の電気角一周（機械角の７．２°）を基本角ステップ（フルステップ）の位置でステップ駆動する場合には、出力段部２０のスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、ステッピングモータ１において、モータコイル２の４相を励磁する４相励磁が順番に切り替えられる。具体的には、モータコイル２の４相励磁は、励磁相ＡＢＣＤ（０°の電気角位置）→ＢＣＤＥ（３６°の電気角位置）→ＣＤＥａ（７２°の電気角位置）→ＤＥａｂ（１０８°の電気角位置）→Ｅａｂｃ（１４４°の電気角位置）→ａｂｃｄ（１８０°の電気角位置）→ｂｃｄｅ（２１６°の電気角位置）→ｃｄｅＡ（２５２°の電気角位置）→ｄｅＡＢ（２８８°の電気角位置）→ｅＡＢＣ（３２４°の電気角位置）→励磁相ＡＢＣＤ（０°の電気角位置）の順序で１０回切り換えて変更される。
【0066】
これによって、ステッピングモータ１のモータ回転軸を機械角で０．７２°（電気角で３６°）ずつ１０回ステップ駆動（歩進）させて、電気角一周となる７．２°の機械角を回転（正転）させる。そして、このような基本角ステップの１０回の歩進を５０回繰り返すことにより（基本角ステップの１０回×５０）、モータ回転子を機械角で３６０°、すなわち機械角で１回転させることができる。なお、ＣＣＷＰ方向の外部指令パルスが入力されるときは、モータコイル２の励磁が上記とは逆方向の順序で変更され、それによって、モータ回転子を逆回転させることができる。
【0067】
また第１の実施形態では、各基本角ステップの位置でモータコイル２をそれぞれ４相励磁する場合、２つの２相励磁の励磁パターンを単位励磁サイクルＴ毎に組み合わせて合成することにより各励磁相が形成される。例えば０°の電気角位置では、図６に示したように、単位励磁サイクルＴ（４８．６μｓ）内で励磁パターンＡＤによる励磁相ＡＤと、励磁パターンＢＣによる励磁相ＢＣとが組み合わされて出力されることにより、合成された励磁相ＡＢＣＤが単位励磁サイクルＴで形成される。
【0068】
このとき、励磁パターンＡＤと励磁パターンＢＣとでは、それぞれ、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅの各電圧が、図６に示したように＋（プラス）又は－（マイナス）に制御される。例えば各出力端子１１に配される一対の正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９と負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０のうち、正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＮに（負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＦＦに）することによって、出力端子１１の電圧を＋（プラス：略モータ駆動電圧ＤＶ）にすることができる。また、負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＮに（正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＦＦに）することによって、出力端子１１の電圧を－（マイナス：略０Ｖ）にすることができる。
【0069】
すなわち、励磁パターンＡＤの場合、第１出力端子１１ａ～第４出力端子１１ｄの電圧が－（マイナス）となり、且つ、第５出力端子１１ｅの電圧が＋（プラス）となるように、出力段部２０のスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０が制御され、それによって、ステッピングモータ１のＡ相（第１コイル２ａ）とＤ相（第４コイル２ｄ）を励磁する電流がモータコイル２に流されるため、励磁相ＡＤが形成される。
【0070】
また、励磁パターンＢＣの場合、第２出力端子１１ｂ及び第３出力端子１１ｃの電圧が－（マイナス）となり、且つ、第１出力端子１１ａ、第４出力端子１１ｄ、及び第５出力端子１１ｅの電圧が＋（プラス）となるように、出力段部２０のスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０が制御され、それによって、ステッピングモータ１のＢ相（第２コイル２ｂ）とＣ相（第３コイル２ｃ）を励磁する電流がモータコイル２に流されるため、励磁相ＢＣが形成される。なお、各単位励磁サイクルＴでは、全ての出力端子１１で負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０をＯＮにするネガティブＯＦＦの状態が０．６μｓの時間で確保されている。
【0071】
上述のように励磁パターンＢＣと励磁パターンＡＤによってモータコイル２を励磁した場合、励磁パターンＢＣにより得られるトルクベクトル（すなわち、ＶＢ＋ＶＣ）の向きと、励磁パターンＡＤにより得られるトルクベクトル（すなわち、ＶＡ＋ＶＤ）の向きとは同じ向きになる（図５を参考）。また、励磁パターンＢＣによる合成されたトルクベクトルの大きさは、励磁パターンＡＤによる合成されたトルクベクトルよりも強くなる。このため、第１の実施形態では、単位励磁サイクルＴ内における励磁パターンＢＣのトータルの励磁時間を励磁パターンＡＤのトータルの励磁時間よりも長くすることによって、０°の電気角位置におけるトルクをより安定して発生させることができる。
【0072】
更に基本角ステップでステップ駆動する場合、上述した励磁相ＡＢＣＤ（０°の電気角位置）の状態から、ＣＷＰ方向の外部指令パルスが入力されてアドレスカウンタ３１のアドレスがカウントアップされることによって、モータコイル２の励磁が励磁相ＢＣＤＥ（３６°の電気角位置）に切り替えられる。この励磁相ＢＣＤＥは、励磁相ＡＢＣＤの場合と同様に、励磁パターンＢＥと励磁パターンＣＤとが組み合わされて形成される。またこの場合、励磁パターンＣＤは、励磁パターンＢＥよりも長く励磁される。
【0073】
一方、外部からの分解能指令（ＳＴＥＰ ＳＥＬ）によりステッピングモータ１の分解能を高く設定して、フルステップ位置間に設定されるマイクロステップ位置でステッピングモータ１をステップ駆動する場合、各マイクロステップ位置では、１つのフルステップ位置における２つの２相励磁パターンを組み合わせた第１の組み合わせ励磁パターンと、その次のフルステップ位置における２つの２相励磁パターンを組み合わせた第２の組み合わせ励磁パターンとを、そのマイクロステップ位置に応じた割合で組み合わせて形成される。
【0074】
例えば励磁相ＡＢＣＤ（０°の電気角位置）と励磁相ＢＣＤＥ（３６°の電気角位置）の間に設定されるマイクロステップ位置では、図６に示したように、４相励磁ＡＢＣＤを実現する２つの２相励磁パターン（励磁パターンＢＣ及び励磁パターンＡＤを含む第１の組み合わせ励磁パターン）と、次のフルステップ位置の４相励磁ＢＣＤＥを実現する２つの２相励磁パターン（励磁パターンＣＤ及び励磁パターンＢＥを含む第２の組み合わせ励磁パターン）とが、そのステップ位置に応じた割合で組み合わされてモータコイル２を励磁する。
【0075】
この場合、アドレスカウンタ３１のアドレスが大きくなるほど（励磁相ＡＢＣＤから励磁相ＢＣＤＥに近付くほど）、単位励磁サイクルＴ内における４相励磁ＡＢＣＤを形成する励磁パターンＢＣ及び励磁パターンＡＤの割合を漸減させるとともに、４相励磁ＢＣＤＥを形成する励磁パターンＣＤ及び励磁パターンＢＥの割合を漸増させる。
【0076】
すなわち、マイクロステップ駆動では、単位励磁サイクルＴの中で複数の励磁パターンを組み合わせるとともに、各励磁パターンの出力時間の割合を制御することによってモータコイル２に流れる平均電流値を操作して、所要のトルクベクトルを形成する。これによって、ステッピングモータ１を各マイクロステップ位置で順番にステップ駆動させて、電気角が０°の位置から３６°の位置まで回転させることができる。
【0077】
続いて、上述のような制御を行う第１の実施形態の駆動装置１において、ステッピングモータ１を、所要の角度（例えば０°の電気角位置）で停止させてホールドする場合について説明する。
０°の電気角位置でステッピングモータ１をホールドする場合、上述したように、励磁パターンＢＣと励磁パターンＡＤを単位励磁サイクルＴ毎に組み合わせることによって４相励磁ＡＢＣＤを合成し、その４相励磁ＡＢＣＤを複数の単位励磁サイクルＴで繰り返して形成することにより、ステッピングモータ１が０°の電気角位置でホールドされる。
０°の電気角位置でステッピングモータ１をホールドする場合、上述したように、励磁パターンＢＣと励磁パターンＡＤを単位励磁サイクルＴ毎に組み合わせることによって４相励磁ＡＢＣＤを合成し、その４相励磁ＡＢＣＤを複数の単位励磁サイクルＴで繰り返して形成することにより、ステッピングモータ１が０°の電気角位置でホールドされる。
【0078】
各単位励磁サイクルＴ（４８．６μｓ）内では、励磁パターンＢＣと励磁パターンＡＤとが切り替えられるため、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅのそれぞれの電圧が、出力段部２０のスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦにより制御される。例えば、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄでは、１つの単位励磁サイクルＴ内（ネガティブＯＦＦを除く）において、電圧が－（マイナス）で８μｓ、＋（プラス）で３２μｓ、－（マイナス）で８μｓとなるようにスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ７，ＴＲ８のＯＮ／ＯＦＦが制御される（切り替えられる）。また、第２出力端子１１ｂ及び第３出力端子１１ｃでは、単位励磁サイクルＴ内で電圧が－（マイナス）となるようにスイッチング素子ＴＲ３～ＴＲ６のＯＮ／ＯＦＦが制御され、第５出力端子１１ｅでは、単位励磁サイクルＴ内（ネガティブＯＦＦを除く）で電圧が＋（プラス）となるようにスイッチング素子ＴＲ９，ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【0079】
ここで、本発明の特徴を説明するために、先ず、従来の駆動装置で行われる処理について説明する。従来の駆動装置を用いてステッピングモータ１を駆動する場合、上述したように、単位励磁サイクルＴの中で複数の励磁パターンを組み合わせるとともに、各励磁パターンの出力時間の割合を制御することによってモータコイル２に流れる平均電流値を操作して、所要のトルクベクトルを形成している。
【0080】
従来の駆動装置では、励磁パターンを組み合わせてモータコイル２の平均電流値を操作する際に、励磁パターンに従った電流をモータコイル２に流すために、出力段部のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御して、出力端子から電圧の矩形波をモータコイル２に印加する。この場合、モータコイル２では、電流がモータコイル２のインダクタンスにより平滑化されるため、その平滑化された電流によって所要のトルクベクトルを形成することが可能となる。すなわち、従来の駆動装置では、モータコイル２のインダクタンスを利用することが、励磁パターンを組み合わせてモータコイル２の平均電流値を操作する技術の前提（基本）とされている。
【0081】
しかし、上述のように電圧の矩形波を出力端子からモータコイル２に印加する場合、前述したように、ステッピングモータ１に流れる電流は、モータコイル２のインダクタンスの働きによって直流的になるものの、その電流には、出力段部のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦによるリップル成分が含まれている。今回、この電流のリップル成分が、モータの静止安定度に影響を及ぼしていることが新たに判明した。
【0082】
そこで第１の実施形態では、モータコイル２に電圧の矩形波を印加するのではなく（モータコイル２のインダクタンスで電流を平滑化するのではなく）、駆動装置１０におけるスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０と出力端子１１との間に、上述したフィルタ回路５０を設けることにより、モータコイル２に印加する電圧（出力電圧）を、従来の矩形波電圧ではなく、直流電圧に変換し、それによって、リップル成分が含まれない電流をステッピングモータ１に出力するようにした。
【0083】
すなわち、第１の実施形態の駆動装置１０の場合、例えば上述したように０°の電気角位置でステッピングモータ１をホールドする場合、モータコイル２に励磁パターンに従った電流を流すために、図６に示すように励磁パターンＢＣと励磁パターンＡＤに従って出力段部２０のスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦが制御されるものの、そのスイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦによって形成される矩形波電圧は、出力端子１１から出力される前に、フィルタ回路５０によって平滑化される。
【0084】
これにより、駆動装置１０の各出力端子１１では、フィルタ回路５０で平滑化された直流電圧をモータコイル２に印加できるため、モータコイル２にリップル成分を含まない電流を出力して、モータコイル２を励磁することができる。この場合、モータコイル２に流れる電流の平均電流値は、励磁パターンの出力時間の割合（すなわち、正極側のスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ３，ＴＲ５，ＴＲ７，ＴＲ９をＯＮにする時間の割合）を制御することによって操作可能である。
【0085】
具体的に説明すると、０°の電気角位置でステッピングモータ１をホールドする場合、上述したように、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄでは、１つの単位励磁サイクルＴ内において、電圧が－（マイナス）で８μｓ、＋（プラス）で３２μｓ、－（マイナス）で８μｓとなるように正極側及び負極側のスイッチング素子ＴＲ２，ＴＲ４，ＴＲ６，ＴＲ８，ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるものの、この切り替えによって形成される矩形波電圧は第１フィルタ回路５０ａ及び第４フィルタ回路５０ｄでそれぞれ平滑化されて、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄからは、直流電圧がモータコイル２に印加される（後述する図８及び図１１を参照）。
【0086】
この場合、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄから出力される電圧は、合成された励磁祖ＡＢＣＤにおいて、例えば単位励磁サイクルＴ内で電圧が常に＋（プラス）に制御される第５出力端子１１ｅと比較すると、単位励磁サイクルＴ内での出力時間（＋（プラス）に制御される時間）の割合が２／３（６６％）となる。このため、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄからモータコイル２に流す平均電流値は、第５出力端子１１ｅからモータコイル２に流す平均電流値の２／３（６６％）程度にすることができる。
【0087】
特にＤＶ型の駆動装置１０においては、ステッピングモータ１のホールド状態のときには、ドライブ状態に比べて、スイッチング素子のチョッピングにより形成される矩形波電圧の大きさが小さくなるため、矩形波電圧から直流電圧への変換をフィルタ回路５０で安定して行うことができる。
【0088】
以上に説明したように、第１の実施形態の駆動装置１０では、スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０と出力端子１１との間にフィルタ回路５０が設けられていることにより、出力端子１１からステッピングモータ１のモータコイル２に直流電圧を印加でき、それによって、リップル成分のない電流をモータコイル２に流してモータコイル２を励磁できる。またこの場合、その励磁電流の形態は、リップル成分を含まないため、ＤＶ電圧の微小変化の影響を受けることもない。
【0089】
その結果、ステッピングモータ１の所要の角度でホールドしたときに、従来の駆動装置を高度な超精密機器に適用した場合に観察されるような超微振動の発生を抑制できるため、ステッピングモータ１のスタティック特性（特に、静止安定度）を従来の駆動装置に比べて大きく向上させることができる。またこの場合、ホールド時のモータ発熱を下げる効果も得られる。更に、第１の実施形態の駆動装置１０では、モータコイル２に直流電圧を印加できるため、例えば従来の矩形波電圧を印加する場合に生じていた磁場の小さな変化の発生を抑制する効果も期待できる。
【0090】
【0091】
第２の実施形態に係る駆動装置１０ａは、上述した第１の実施形態に係る駆動装置１０に比べて、各出力端子１１に対応して配される各フィルタ回路６０（図７では、第１フィルタ回路６０ａ）に、接続／遮断を切り替えるフィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２が、フィルタ用コンデンサＣｆとグランドとの間にそれぞれ追加で設けられて形成されている。
【0092】
なお、第２の実施形態に係る駆動装置１０ａは、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２を追加で設置したこと以外については、上述した第１の実施形態に係る駆動装置１０と実質的に同様に形成されている。従って、第２の実施形態において、上述した第１の実施形態の場合と実質的に同じ構成を有する部分又は部材については同じ符号を用いて表すことによって、その説明を省略することとする。
【0093】
第２の実施形態において、ステッピングモータ１が停止状態（ホールド状態）のときには、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２が接続状態（ＯＮ状態）に切り替えられ、それによって、フィルタ用コンデンサＣｆの負極側が、グランド（定電流コントロール部４０のグランド）に接続される。これにより、フィルタ用コンデンサＣｆで電圧の平滑化を行えるようにしている。一方、ステッピングモータ１が回転状態（ドライブ状態）のときには、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２が遮断状態（ＯＦＦ状態）に切り替えられて、フィルタ用コンデンサＣｆによる平滑化が効かないように制御される。
【0094】
この場合、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替えには、第１の実施形態で説明した励磁パターン出力回路３０に設けられる判定カウンタ（不図示）の信号が利用される。これにより、例えば判定カウンタから、ステッピングモータ１のホールド状態としてＬレベルの信号が出力されると、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２がＯＮにされてフィルタ用コンデンサＣｆを有効に機能させることができる。一方、判定カウンタから、ステッピングモータ１のドライブ状態としてＨレベルの信号が出力されると、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２がＯＦＦにされて、フィルタ用コンデンサＣｆとグランドとが遮断される。
【0095】
例えば第１の実施形態に係る駆動装置１０の場合、上述したように、ステッピングモータ１のホールド状態において、フィルタ回路５０が矩形波電圧を平滑化することによって、超微振動が発生することを抑制している。しかし一方で、ステッピングモータ１を高速で回転させる場合には、出力端子１１の電圧を速く切り替える必要があるものの、フィルタ回路５０で電圧の平滑化が行われることによって、切り替えの速さが妨げられてしまい、ステッピングモータ１の励磁相を切り替えるタイミングに遅れを生じさせる可能性がある。その結果、ステッピングモータ１で発生させるトルクを高速回転領域で低下させる虞があることが考えられる。
【0096】
これに対し、第２の実施形態に係る駆動装置１０ａは、上述したフィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２を各フィルタ回路６０に設けて、そのフィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２のＯＮ／ＯＦＦを、ステッピングモータ１のホールド状態／ドライブ状態に応じて切り替えられるように形成されている。これによって、ステッピングモータ１のホールド状態では、フィルタ用コンデンサＣｆの負極側とグランドとを接続し、且つ、ステッピングモータ１のドライブ状態ではフィルタ用コンデンサＣｆの負極側とグランドとを遮断できるため、フィルタ用コンデンサＣｆによる電圧の平滑化を、ステッピングモータ１のホールド状態のみで行うことが可能となる。
【0097】
その結果、第２の実施形態に係る駆動装置１０ａによれば、ステッピングモータ１のホールド状態では、モータ駆動電圧ＤＶが低く安定しており、且つ、一定の励磁パターンが繰り返して出力されることから、フィルタ回路６０を有効に機能させても、フィルタ回路６０がステッピングモータ１のホールド制御を妨げることはない。このため、第２の実施形態に係る駆動装置１０ａは、第１の実施形態に係る駆動装置１０と同様に、ステッピングモータ１のホールド時に超微振動が発生することを効果的に抑制できる。
【0098】
一方、ステッピングモータ１のドライブ状態では、第２の実施形態に係る駆動装置１０ａが、フィルタ用スイッチング素子ＴＲ１２を切り替えてフィルタ回路６０の影響を抑えることによって、高速回転領域でのトルク低下を抑制し、例えばフィルタ回路６０を備えない駆動装置と略同様のダイナミック特性を備えることが可能となる。
【0099】
なお、上述した第１及び第２の実施形態において、各フィルタ回路５０，６０は、それぞれ、１つのフィルタ用チョークコイルＬｆと、１つのフィルタ用コンデンサＣｆとを有している。しかし本発明において、各フィルタ回路に設けるフィルタ用チョークコイルの個数、及びフィルタ用コンデンサの個数は特に限定されるものではない。
【0100】
例えば、本発明のフィルタ回路は、第１の実施形態のフィルタ回路５０に、追加のフィルタ用コンデンサ（２つ目のフィルタ用コンデンサ）を１つ目のフィルタ用コンデンサＣｆと並列に接続して形成されていてもよい。また、本発明のフィルタ回路は、フィルタ用チョークコイルＬｆを設けずに、１つ又は複数のフィルタ用コンデンサＣｆのみによって形成されていてもよい。
【0101】
更に上述した第１及び第２の実施形態において、出力段部２０に設けられる素子駆動回路２１は、ゲートドライバ（専用ＩＣ）によって形成されているが、本発明において、素子駆動回路はゲートドライバではなく、トランジスタ回路によって形成されていても良い。
【実施例】
【0102】
（実施例及び比較例１）
実施例として、上述した第１の実施形態の駆動装置１０を用いて、５相ステッピングモータ１を０°の電気角位置（電源立ち上げ時の基本角ステップの位置）でホールドし、そのときの第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅから印加される電圧（出力電圧）と、モータコイル２に流れる電流と、電流に含まれるリップル成分との測定を行った。その測定結果を図８～図１２に示す。
実施例として、上述した第１の実施形態の駆動装置１０を用いて、５相ステッピングモータ１を０°の電気角位置（電源立ち上げ時の基本角ステップの位置）でホールドし、そのときの第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅから印加される電圧（出力電圧）と、モータコイル２に流れる電流と、電流に含まれるリップル成分との測定を行った。その測定結果を図８～図１２に示す。
【0103】
なお、ステッピングモータ１を０°の電気角位置でホールドする場合には、図６に示しながら説明したように、単位励磁サイクルＴ内で励磁パターンＡＤと励磁パターンＢＣとを組み合わせて出力するとともに、励磁パターンＡＤの出力時間の割合と励磁パターンＢＣの出力時間の割合とを制御することにより、０°の電気角位置に対応する励磁相ＡＢＣＤが形成される。
【0104】
また比較例１として、上述した第１の実施形態の駆動装置１０から第１フィルタ回路５０ａ～第５フィルタ回路５０ｅを取り除いた構造を備える駆動装置（すなわち、従来の駆動装置）を用いて、実施例と同様に、５相ステッピングモータ１を０°の電気角位置でホールドした。そのときの第１出力端子～第５出力端子から印加される電圧と、モータコイル２に流れる電流と、電流に含まれるリップル成分とを実施例と同様に測定した。その測定結果を図１３～図１７に示す。
【0105】
なお、図８～図１７の各図において、（ａ）のグラフは、ＤＣ結合を選択して測定された電圧の波形７１と、モータコイル２に流れる電流の波形７２とを示している。（ｂ）のグラフは、電圧の波形７１と、ＡＣ結合を選択して測定された電流に含まれるリップル成分の波形７３を示している。なお、リップル成分の波形７３は、直流（５００ｍＡ／Ｄｉｖ）で観測された電流のリップル成分を、１０倍の倍率（５０ｍＡ／Ｄｉｖ）で観測している。
【0106】
ステッピングモータ１を０°の電気角位置でホールドする場合、図６に示したように、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄの出力電圧は、単位励磁サイクルＴ内で－（マイナス）、＋（プラス）、－（マイナス）と順番に切り替えられる。このため、第１フィルタ回路５０ａ～第５フィルタ回路５０ｅを備えない比較例の駆動装置の場合、図１３及び図１６に示したように、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄの出力電圧に矩形波が表れている。
【0107】
また、これらの第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄからモータコイル２に流れる電流は、モータコイル２のインダクタンスによって平滑化されているものの、それぞれの電流には、図１３の（ｂ）及び図１６の（ｂ）に示したように、スイッチング素子ＴＲ１～ＴＲ１０のＯＮ／ＯＦＦの切り替えに起因するリップル成分が含まれていることが確認できる。この電流に含まれるリップル成分の形態は、ＤＶ電圧の微小変化による影響を受けて変化し、そのリップル成分の形態変化が１ｋＨｚ以下の周波数で表れる場合に、ホールド状態のステッピングモータ１に、振動レベルが極めて小さいナノメートルオーダーの超微振動を生じさせる。
【0108】
これに対して、実施例の駆動装置１０（第１の実施形態の駆動装置１０）の場合、各出力端子１１にフィルタ回路５０が設けられているため、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄに対応するスイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ７，ＴＲ８のＯＮ／ＯＦＦが単位励磁サイクルＴ内で切り替えられても、図８及び図１１に示したように、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄの出力電圧に矩形波が表れることはなく、それぞれ平滑化された直流電圧になっていることが確認できる。また、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄから直流電圧が印加されるため、第１出力端子１１ａ及び第４出力端子１１ｄからは、リップル成分を含まない直流電流がモータコイル２に流れていることも確認できる（図８（ｂ）及び図１１（ｂ）におけるリップル成分の波形７３を参照）。
【0109】
従って、実施例の駆動装置１０では、図８～図１２に示したように、ステッピングモータ１のホールド状態において、第１出力端子１１ａ～第５出力端子１１ｅのそれぞれから、リップル成分を含まない直流電流をモータコイル２に安定して流すことができるため、リップル成分に起因する超微振動の発生を防止する効果を得られることが確認できた。更に、実施例の駆動装置１０でステッピングモータ１をマイクロステップ駆動するときのステップ角度精度についても確認したところ、ステップ角度精度の特性低下は認められなかった。
【0110】
（比較例２）
比較例２として、出力段チョッパ型の定電流制御を行う駆動装置に対して、各出力端子とスイッチング素子との間に、実施例の駆動装置と同様のフィルタ回路５０を設けることによって、ステッピングモータ１のホールド時に、出力段チョッパ型の駆動装置で各出力端子から出力される電圧を平滑化することを試してみた。
比較例２として、出力段チョッパ型の定電流制御を行う駆動装置に対して、各出力端子とスイッチング素子との間に、実施例の駆動装置と同様のフィルタ回路５０を設けることによって、ステッピングモータ１のホールド時に、出力段チョッパ型の駆動装置で各出力端子から出力される電圧を平滑化することを試してみた。
【0111】
その結果、フィルタ回路５０を設けた出力段チョッパ型の駆動装置では、定電流制御を行うためにセンシング抵抗で検出電流（コイルに流れる電流）が検出されるが、その検出される検出電流の形態がフィルタ回路５０によって変化してしまい、定電流制御を安定して行うことができなくなることが判った。従って、出力端子から出力する電圧を平滑化するフィルタ回路は、出力段チョッパ型の定電流制御を行う駆動装置に適用できず、ＤＶ型の定電流制御を行う駆動装置に対してのみ有効であることも確認できた。
【符号の説明】
【0112】
１ ステッピングモータ
２ モータコイル
２ａ 第１コイル
２ｂ 第２コイル
２ｃ 第３コイル
２ｄ 第４コイル
２ｅ 第５コイル
１０，１０ａ 駆動装置（ドライバ）
１１ 出力端子
１１ａ 第１出力端子
１１ｂ 第２出力端子
１１ｃ 第３出力端子
１１ｄ 第４出力端子
１１ｅ 第５出力端子
２０ 出力段部
２１ 素子駆動回路（パワー素子駆動回路）
３０ 励磁パターン出力回路（励磁パターン出力部）
３１ アドレスカウンタ
３２ 速度計測カウンタ
３３ 励磁周期カウンタ
３４ メモリ
３５ 励磁パターン出力セレクタ
４０ 定電流コントロール部
４１ 制御用素子駆動回路
４２ ＰＷＭ電定流コントロール回路（ＰＷＭ制御部）
５０ フィルタ回路（ローパスフィルタ回路）
５０ａ 第１フィルタ回路
５０ｂ 第２フィルタ回路
５０ｃ 第３フィルタ回路
５０ｄ 第４フィルタ回路
５０ｅ 第５フィルタ回路
６０ フィルタ回路
６０ａ 第１フィルタ回路
７１ 電圧の波形
７２ 電流の波形
７３ リップル成分の波形
Ａ，ａ コイルに流れるモータ電流
Ｂ，ｂ コイルに流れるモータ電流
Ｃ，ｃ コイルに流れるモータ電流
Ｄ，ｄ コイルに流れるモータ電流
Ｅ，ｅ コイルに流れるモータ電流
ＤＶ モータ駆動電圧
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｃ２ 第２コンデンサ
Ｃｆ フィルタ用コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｌ１ チョークコイル
Ｌｆ フィルタ用チョークコイル
Ｒ１ 第１センシング抵抗（第１電流検出抵抗）
Ｒ２ 第２センシング抵抗（第２電流検出抵抗）
Ｔ 単位励磁サイクル
ＴＲ１～ＴＲ１０ スイッチング素子
ＴＲ１１ 制御用スイッチング素子
ＴＲ１２ フィルタ用スイッチング素子
ＶＡ，Ｖａ トルクベクトル
ＶＢ，Ｖｂ トルクベクトル
ＶＣ，Ｖｃ トルクベクトル
ＶＤ，Ｖｄ トルクベクトル
ＶＥ，Ｖｅ トルクベクトル
２ モータコイル
２ａ 第１コイル
２ｂ 第２コイル
２ｃ 第３コイル
２ｄ 第４コイル
２ｅ 第５コイル
１０，１０ａ 駆動装置（ドライバ）
１１ 出力端子
１１ａ 第１出力端子
１１ｂ 第２出力端子
１１ｃ 第３出力端子
１１ｄ 第４出力端子
１１ｅ 第５出力端子
２０ 出力段部
２１ 素子駆動回路（パワー素子駆動回路）
３０ 励磁パターン出力回路（励磁パターン出力部）
３１ アドレスカウンタ
３２ 速度計測カウンタ
３３ 励磁周期カウンタ
３４ メモリ
３５ 励磁パターン出力セレクタ
４０ 定電流コントロール部
４１ 制御用素子駆動回路
４２ ＰＷＭ電定流コントロール回路（ＰＷＭ制御部）
５０ フィルタ回路（ローパスフィルタ回路）
５０ａ 第１フィルタ回路
５０ｂ 第２フィルタ回路
５０ｃ 第３フィルタ回路
５０ｄ 第４フィルタ回路
５０ｅ 第５フィルタ回路
６０ フィルタ回路
６０ａ 第１フィルタ回路
７１ 電圧の波形
７２ 電流の波形
７３ リップル成分の波形
Ａ，ａ コイルに流れるモータ電流
Ｂ，ｂ コイルに流れるモータ電流
Ｃ，ｃ コイルに流れるモータ電流
Ｄ，ｄ コイルに流れるモータ電流
Ｅ，ｅ コイルに流れるモータ電流
ＤＶ モータ駆動電圧
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｃ２ 第２コンデンサ
Ｃｆ フィルタ用コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｌ１ チョークコイル
Ｌｆ フィルタ用チョークコイル
Ｒ１ 第１センシング抵抗（第１電流検出抵抗）
Ｒ２ 第２センシング抵抗（第２電流検出抵抗）
Ｔ 単位励磁サイクル
ＴＲ１～ＴＲ１０ スイッチング素子
ＴＲ１１ 制御用スイッチング素子
ＴＲ１２ フィルタ用スイッチング素子
ＶＡ，Ｖａ トルクベクトル
ＶＢ，Ｖｂ トルクベクトル
ＶＣ，Ｖｃ トルクベクトル
ＶＤ，Ｖｄ トルクベクトル
ＶＥ，Ｖｅ トルクベクトル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】