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ステッピングモータ・ドライブ回路の設計を承ります。
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ステッピングモータ・ドライブ回路の事例を紹介します。
事例１
ステッピングモータは２つの相に交互に電圧を加えると回すことができます。
写真１はコントロール＆ドライブ回路基板、
写真２は基板およびステッピングモータです。
このモータは産業用のモータで、２つの相に電圧を加えるとまわりますが、高速で回転させる場合は電流駆動ドライブが要求されます。
電圧駆動だとモータコイルのインダクタンスで電流が遅れ、トルク発生が遅れるからです。
ドライブ回路にはステッピングモータ・ドライブ用のハイブリッドＩＣで、定電流駆動をしています。
コントロール＆ドライブ回路基板は４個のドライブ用ハイブリッドＩＣが載っており、４個のモーターをドライブします。
コントローラにはマイコンを用い、ハイブリッドＩＣにパルスを加えると駆動相が１つ進むようになっています。
ステッピングモータは回転するときにはもちろん電流が流れますが、停止しても電流が流れ続けます。
写真をクリックすると大きくなります。
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写真１ コントロール＆ドライブ回路基板 |
写真２ 基板およびステッピングモータ |
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このようにハイブリッドＩＣを用いると容易に定電流ドライブできますが、停止中の電流を減らしたり、ゆっくりと滑らかに動かすことが困難です。
安田電子設計事務所では停止中の電流を減らしたり、ゆっくりと滑らかに動かす回路も開発しています。
事例２
ステッピングモータ・ドライブ回路のもう１つの事例を紹介します。
定電流ドライブの代わりにFPGAを使用して疑似電流ドライブをしています。
（FPGAとはハードウェアを自由にプログラムすることができるLSIのことです。）
写真３はFPGAおよびMOS-FETによるドライブ回路、
写真４はそれに使用するステッピングモータです。
写真３では、左上が汎用FPGAボード、右下が２チャンネルのMOS-FETドライバです。
MOS-FETによるドライバなので基本的には電圧スイッチングをしていますが、PWM制御によって時間と共にデューティを変えることによって電流ドライブと同様な電圧波形を発生（疑似電流ドライブ）させています。
FPGAを用いていますので、複雑な動作をさせることができます。
事例では２つのステッピングモータを連動させながら機械を動かす装置です。
PWM波形も自由に制御できますので、発熱を防ぐために停止中の電流を減らしたり、マイクロステッピングというゆっくりと滑らかに動かす手法もできます。
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写真３ FPGAおよびMOS-FETによる
ドライブ回路 |
写真４ 使用するステッピングモータ
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安田電子設計事務所ではマイコンによるステッピングモータ制御もFPGAによる制御もできますので、使用に応じて最適の回路を設計することができます。
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半導体回路・電子回路・電子機器設計のご用命は 有限会社安田電子設計事務所へ！！ |
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