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モータ制御 : ステッピング・モータ

最もシンプルな構成である永久磁石型やハイブリッド・ステッパ・モータには、ロータ上に1つの永久磁石を、ステータ上に2つのコイルが組み込まれていると考えられます。 モータは、ステータ上の巻線に流れる電流の方向を切り替えることによって回転します。 電流の方向が切り替わるたびに、ロータが動いて整列するステータの磁界の方向が変わります。 電流が切り替わるたびにモータが1ステップ動きます。 ステッパ・モータの構成では、主にモータの駆動に使用されるステップ・シーケンスとモータの駆動に必要な回路トポロジが異なります。 ステッパ・モータは、フル・ステップ、ハーフ・ステップ、およびマイクロステッピング・モードで駆動することができます。

ステッパ・モータ 3相および5相のバイポーラ駆動
多相ステッパのステータには、一般にY型またはデルタ型構成で接続される複数の巻線があります。 ユーザが、コイルの両端をデルタ型またはY型構成として接続できるようにしたモータもあります。 あるいは、各コイルをHブリッジで駆動することもできます。 一般的な構成は3相および5相ですが、ステッパには5相が多く使用されます。 多くの位相を持つ多相ステッパ・モータは、振動レベルが低く固有分解能が高い傾向があります。 ただし、多相モータがマイクロステッピング駆動のバイポーラ・モータより有利であるとは言い切れません。

2相バイポーラ・ステッパ・モータ駆動
バイポーラ・ステッパはデュアル・フル・ブリッジによって駆動されます。 各コイルの電流の方向、つまり磁気ベクトルはブリッジのどの脚がオンであるかによって制御されます。 ユニポーラ・ステッパ・モータの場合と同様に、フル・ステップ・シーケンスは電気サイクル当たり4ステップです。 バイポーラ・モータは、一般に同じフレーム・サイズのユニポーラ・モータより大きなトルクを発生させることができ、マイクロステッピング構成での駆動が容易になります。 8個のパワー・トランジスタとすべてのゲート・ドライブ回路を電流制御機能に集積した集積ドライバによって、バイポーラ・ステップ・モータの駆動が大幅に容易になります。

単極ステッパ・モータ駆動
単極モータは、最も簡単に駆動できるステッパ・モータです。 一般に、センター・タップが正電源に接続された2つのコイルを持っています。 コイルの両端は、接地された4個のトランジスタで駆動するのが一般的です。 それぞれのコイルに関連付けられた2つのトランジスタのうちのいずれかをオンにすると、磁気ベクトルの方向が決まります。単極モータは、一般にローエンド・アプリケーションに使用されます。 小出力アプリケーションでは、1つのパッケージに収容された4個のパワー・デバイスをロジック内部での入力と統合します。

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