[发明专利]步进电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备多个绝缘栅型半导体元件(例如，功率MOS-FET)的步进电动机，其中，所述多个绝缘栅型半导体元件通过向步进电动机的成对的线圈互补地施加驱动电压来驱动该步进电动机。

背景技术

步进电动机1如图5所示具备被设置为包围转子(旋转子)2的多对线圈(coil)3a、3b、4a、4b。此外，图5示出两相单极型的步进电动机1的主要部分概略构成。该步进电动机1通过在成对的线圈3a、3b、4a、4b互补地流过例如如图6所示的电流而被励磁，这样，所述转子2按每预定角度被旋转驱动。

图7是驱动所述步进电动机1的步进电动机驱动装置10的整体的概略构成图。该步进电动机驱动装置10具备并联的驱动电路11、12、13、14，驱动电路11、12、13、14向所述线圈3a、3b、4a、4b的各个端子Xa、Xb、Ya、Yb互补地施加驱动电压Vout1、Vout2、Vout3、Vout4。这些各个驱动电路11、12、13、14分别输入有由定时信号发生器15产生的如图6所示的具有预定相位差的输入脉冲信号Vin1、Vin2、Vin3、Vin4，并生成所述各个驱动电压Vout1、Vout2、Vout3、Vout4。

另外，所述驱动电路11(12、13、14)具备绝缘栅型半导体元件(例如功率MOS-FET22)，该绝缘栅型半导体元件如图8所示被驱动电路21导通、截止驱动，产生所述驱动电压Vout1(Vout2、Vout3、Vout4)并施加到所述线圈3a(3b、4a、4b)。这里，所述栅极驱动电路21接收借由逻辑电路23而被供给的所述输入脉冲信号，产生栅极信号，并对功率MOS-FET22进行导通、截止驱动(例如参照专利文献1)。

另外，图中的24是借由未图示的温度传感器检测所述功率MOS-FET22的过热异常的过热检测电路。此外，25是监视借由串联连接的电阻r1、r2而流至所述步进电动机(负载)的电流的过电流检测电路。在由所述过热检测电路24检测出过热异常时，或者在由所述过电流检测电路25检测出过电流时，所述逻辑电路23对连接在所述功率MOS-FET22的栅极的保护用的MOS-FET26进行导通驱动。通过该MOS-FET26的导通驱动，所述功率MOS-FET22的栅极电压被强制设置为接地电位，从而该功率MOS-FET22的驱动停止。这样，保护所述步进电动机(负载)1以及所述功率MOS-FET22不受上述异常的影响。

据此，在通过所述逻辑电路23对所述功率MOS-FET22的驱动进行停止控制时，该信息借由MOS-FET27作为状态信号ST被输出到外部。此外，当借由串联连接的阻抗r3、r4检测出步进电动机1的断路，即，所述线圈3a(3b、4a、4b)的断路时，该信息借由与所述MOS-FET27并联设置的MOS-FET28作为状态信号ST输出到外部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-239242号公报

发明内容

技术问题

在所述步进电动机1的成对的线圈3a、3b、4a、4b，互补地施加基于所述输入脉冲信号Vin1、Vin2、Vin3、Vin4的所述驱动电压Vout1、Vout2、Vout3、Vout4。然而，实际上，由于所述功率MOS-FET22的导通特性(即，导通时的上升时间Trise)，导致该功率MOS-FET22输出的所述驱动电压Vout1、Vout2、Vout3、Vout4如图9中的一例所示的那样比所述输入脉冲信号Vin1、Vin2、Vin3、Vin4的输入定时延迟一段时间。

因此，使例如第三相的功率MOS-FET22截止时，会产生与该第三相的功率MOS-FET22成对的第一相(反相)的功率MOS-FET22没有达到导通的状态。这样的状态在提高所述输入脉冲信号Vin1、Vin2、Vin3、Vin4的频率来高速驱动所述步进电动机1时容易产生。

在示意地示出所述驱动电路11(12、12、14)的元件构造的图10中，如箭头A所示，负电流Iout1会从所述线圈3a流入所述第一相的功率MOS-FET22的源极-漏极之间。该负电流Iout1是在所述步进电动机1中引起所述多个线圈3a、3b、4a、4b之间的互感的感应电流。所述负电流Iout1如箭头B所示在所述驱动电路11(12、13、14)的电路部被分流，成为所述MOS-FET27、28的寄生晶体管29(参照图10)的基极电流，并使该寄生晶体管29导通。