최근에는 스테핑 모터용 드라이브 IC가 소형화되고 있습니다. 스위칭 소자(FET)의 특성이 향상됨에 따라 ON 저항을 낮추어 발열량을 억제했습니다. IC를 구동하기 위한 다양한 기능도 추가되어 사용이 간편합니다.
이 섹션에서는 스테핑 모터 드라이브 IC의 기본 부분에 대해 설명합니다.
모터 드라이버 회로의 분류
스테핑 모터를 작동시키기 위해서는 드라이버 회로가 필요합니다.
모터 구동에는 유니폴라 및 바이폴라의 두 가지 유형이 있으며 모터에 흐르는 전류의 제어 방법에는 정전압 및 정전류의 두 가지 유형이 있습니다.
조합에는 다음이 포함됩니다.
[A] 단극 정전압 드라이버
[B] 바이폴라 정전압 드라이버
[C] 단극 정전류 드라이버
[D] 바이폴라 정전류 드라이버
등등.
위의 정전압 드라이버 [A] 및 [B]에서 모터 [I]에 흐르는 전류는 옴의 법칙에 따라 모터 코일의 저항 성분 [R]과 모터에 인가되는 전압 [V]에 의해 결정됩니다. . *1
위의 정전압 드라이버 [A] 및 [B]는 간단한 회로 구성을 가지고 있습니다. 그러나 모터 특성(토크, 응답성, 발열)의 변화는 전류값이 고정되어 있기 때문에 간단하지 않습니다. *2
위의 정전류 드라이버 [C] 및 [D]에서는 모터 전류가 변경되기 쉽기 때문에 모터 특성의 변경이 비교적 간단합니다. *3 *4
또한 모터에 공급되는 전압을 높임으로써 정전압 드라이버보다 고속 응답성이 우수합니다.
위의 정전류 드라이버 [C]와 [D]는 스테핑 모터의 특성을 살리기에 적합하기 때문에 반도체 제조업체에서는 이러한 드라이버를 드라이브 IC로 변환하고 있습니다.
*1 저항 성분 외에 인덕턴스 성분의 영향이 있습니다. 그러나 저속에서는 저항 성분이 지배적입니다.
*2 특성을 크게 변경하려면 모터 자체 또는 구동 전압을 변경해야 합니다. 회생 회로의 상수를 조정하여 약간의 특성 변화를 만들 수 있습니다.
*3 현재 값을 조정하여 특성을 변경할 수 있습니다. 이때 모터 발열을 고려해야 합니다.
*4 정격 전류 드라이브에서는 큰 전류 값이 필요한 값으로 스로틀됩니다. 따라서 필요한 전류보다 더 많은 전류가 흐르도록 전압이나 코일 저항값을 선택해야 합니다.
[그림] 유니폴라 드라이브와 바이폴라 드라이브
 |
 |
| 단극 | 양극성 |
| 코일을 반으로 나누어 전류가 흐르는 방향에 따라 코일의 극성(N/S)이 바뀝니다. ・ 적은 수의 스위칭 소자로 쉬운 시퀀스. ・모터 코일 사용 효율이 낮다. |
모터 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸면 코일의 극성(N/S)이 바뀝니다. ・스위칭 소자가 많아 순서가 복잡합니다. ・모터코일의 효율이 높다. |
[그림] 정격 전압 구동 및 정격 전류 구동
 |
 |
| 정격 전압 드라이브 | 정격 전류 드라이브 |
| 모터 코일의 저항 성분[R]과 모터 인가 전압[V]은 모터 전류[I]를 결정합니다. ・회로 구성이 간단합니다. ・모터는 기본 특성으로 작동합니다. 저속 작업에 사용됩니다. |
모터에 흐르는 전류[I]를 검출하고, 스위칭 소자에 의해 전류를 일정한 값으로 제어합니다. ・회로 구성이 다소 복잡하다. ・모터의 특성이 향상됩니다. 고속 운전이 가능합니다. |
조합의 특징: [A] [B] [C] [D]
| [A] 단극 정전압 드라이버 | [B] 바이폴라 정전압 드라이버 | [C] 단극 정전류 드라이버 | [D] 바이폴라 정전류 드라이버 |
 |
 |
 |
 |
| ・여자 제어: 단순 ・코일 사용량: 반 ・회로 구성: 단순 ・특성 변경성:어려움 ・모터 특성: 기본 ・정지 상태에서 발열 억제 곤란 |
・가진 제어: 다소 복잡함 ・코일 사용량: 전체 ・회로 구성: 약간 복잡 ・특성 변경성:어려움 ・모터 특성: 기본 ・정지 상태에서 발열 억제 곤란 |
・여자 제어: 단순 ・코일 사용량: 반 ・회로 구성: 단지 ・특성 변경성:심플 ・모터 특성 개선 ・정지 상태에서 발열 억제 가능 |
・가진 제어: 다소 복잡함 ・코일 사용량: 전체 ・회로 구성: 단지 ・특성 변경성:심플 ・모터 특성 개선 ・정지 상태에서 발열 억제 가능 |
| 더 적은 모터 특성이 필요한 저비용 애플리케이션용. [동작 특징] 저속 작동 |
복잡한 회로 구성으로 인해 일본에서는 널리 사용되지 않습니다. [동작 특징] 저속 및 중간 토크 작동 |
IC를 사용하여 회로 구성 및 제어성을 향상시킵니다. 모터 특성의 효과적인 사용. [동작 특징] 고속 및 중간 토크 작동 |
IC로의 변환으로 회로 구성 및 제어성이 향상됩니다. 모터 특성의 효과적인 사용. [동작 특징] 중속 및 고토크 작동 |
* NPM의 드라이버 라인업:
단극 정전압 드라이버 [AD1111, AD1131]
단극 정전류 드라이버 [AD1231]
바이폴라 정전류 드라이버 [AD1431]