NJM3770Aを使用した高電流ドライブ

ＮＪＭ３７７０Ａを使用した高電流ドライブ
ＮＪＭ３７７０Ａの絶対最大電流は、１．８Ａです。場合によっては、高電流ドライブ機能が必要になります。
この章では、最大3A／相の電流を得られる方法について説明します。これは、各相ごとに、２本の別巻線をもつ
ステッピングモータを使用することで達成できます。各巻線は３７７０Ａで制御され、1 つの相にあるドライバは
並列で駆動されます。これによって、各相の電流ドライブ性能は、約３Ａまで向上します。デュアルドライバを含
む、すべてのステッピングモータドライバＩＣを同様に使用できます。
基本設計
この回路（図３参照）は、標準構成（データシート参照）の３７７０Ａを４個と、ステップシーケンス発生器と
して使用される３５１７で構成されます。このアプリでフルステップまたはハーフステップを実行できます。
Vrefには、５Ｖ電源（VCC）または別に用意した基準電圧源が使用できます（別に用意した基準電圧源のほうが
一般により正確です）。Ｒｓ＝０．３３Ω、Vref＝５Ｖとすると、各ドライバのモータ電流は約１２００ｍＡにな
り、各相につき２．４Ａが得られます（１００％レベル）。モータ電流は、VrefおよびＲｓを変化させることで変
更できます。
修正ハーフステップとするには、図３の点線内にあるトランジスタと抵抗の代わりに、図１の回路を使います。
追加されたロジック回路は、１００％と６０％の電流レベルを切り換えるために、Ｉ０およびＩ１入力部を使用し
ています。
これら類似の２回路をうまく動作させるには、よく吟味された条件が必要です。モータから可聴域ノイズを発生
させる原因となる、高周波干渉が発生することがあります。この干渉ノイズは、ドライバ回路の非同期定電流ス
イッチングのために起こります。このときモータは非直線ミキサーとして働くため、さまざまな周波数が発生しま
す。したがってこの非同期回路を使用する場合は、モータの選択が重要になります。また非同期スイッチングに
よって、電源から大きな過渡負荷電流を流します。
同期
ノイズを低減または除去し、電源により円滑な負荷を与えるため、同期電流スイッチングが使えます。同期はさ
まざまな方法で行うことができます。このアプリでは、ハーフステップを使用する場合、１つの相が完全にオフに
なるためマスタ／スレーブ同期は使用できません。外部発振器によって、４つすべての駆動回路を制御します（図
２参照）。３７７５のようなデュアルドライバでは、Ｄｉｓ入力またはVrefがゼロになってモータ電流がオフに
なっても、発振器は動作し続けます。このため、マスタ／スレーブ構成を使用することができます。
I0 1 I1 1
Vcc
10 kΩ
74HC00
Disable
&
ØA
&
&
ØB
&
I0 2
IC 1
I1 2
&
IC 1 C2 R2
&
図1 図3に追加することで修正ハーフ
ステップモードを実行できるロジック
回路
&
C3 R3
+Vcc
D2
R1 P1
表1 図
2で使用された構成要素の値
図2
記号
+Vcc
D1
IC 1 1
C1
68 kΩ
1 kΩ
100 Ω
56 kΩ
C1,C2, C3, C4
C5, C6, C7
820 pF
P1
50kΩ trim
IC1
4093
Oscillator
T
R6
C4
R7
C5
R8
C6
R9
C7
R4
Q2
IC 1 2
R5
&
T
T
Q3
T
Q4
値
R1
R2, R3
R4, R5
R6, R7, R8, R9
Q1
Inverter
HP-filter
Buffer
1
2
Q1, Q2, Q3, Q4 BC547 または同等
D1, D2
IN4148 または同等
図2 図3の設計とその出力信号での電流切り替えの同期に使用される発振器回路
電源に円滑といえる負荷を与えるため、ドライバ回路は対で同期をかけます。すなわち片方の相である２つのド
ライバは並列でスイッチングされ、２つの相は１８０°位相がずれています。また、各相で１つのドライバを同期
して、他の２つのドライバを１８０°ずらすことも可能です。（アプリケーションノートの「同期」*を参照して
ください。）
図2は、このアプリでテストされる外部発振器を示しています。４０９３ＣＭＯＳシュミットトリガＮＡＮＤ
ゲートといくつかの部品で、２つの出力部をもつ発振器を構成しています。出力は１８０°位相がずれていて、
HPフィルタとシュミットトリガバッファによって、短い正のパルスを発生します（図2参照）。
３７７０ＡのＴ入力部は、標準ＮＰＮトランジスタによって制御されます。Ｔ入力部で３７７０Ａを制御する方
法については、アプリケーションノートの「同期」*を参照してください。Ｔ入力部の抵抗とコンデンサは、干渉
を抑制するために必要です。
（＊：同期によるシングルチャンネルドライバのノイズと干渉の低減）
結論
この対策で、電流スイッチングによる干渉と、その干渉が起こすモータノイズは、劇的に低減されます。電源電
流は円滑になり、過渡電流が減少します。
+V MM
+5 V
11
6
3, 14
V
V
V
8
CC
MM
Phase R
7
I0
9
NJM3770A
I1
1
M
B
M
A
T
GND
2
Vref
C
4, 5
12, 13
56 kΩ
16
1kΩ
820 pF
15
E
10
RS
0.33 Ω
820 pF
+
VCC
11
10 kΩ
6
3, 14
V
V
V
8
CC
MM
Phase R
7
I0
9
NJM3770A
I1
10 kΩ
M
B
M
A
T
I01
GND
2
I11
C
10
4, 5
12, 13
10 kΩ
Step
Half/Full
Step
6
7
10
V
CC
PA1
DIR
STEP
HSM
NJM
3517
ØA
+V
MM
VCC
9
10 kΩ
ØB
INH
0.33 Ω
820 pF
4
8
GND
3
11
6
3, 14
V
V
V
8
CC
MM
Phase R
7
I0
9
NJM3770A
I1
PB1 2
11
STEPPER
MOTOR
RS
47 kΩ
16
Direction
16
1kΩ
820 pF
15
E
56 kΩ
TUN
47 µF
1
47 kΩ
B
M
A
T
TUN
GND
2
C
4, 5
12, 13
I12
16
1kΩ
820 pF
15
E
10
56 kΩ
I02
1
M
RS
0.33 Ω
820 pF
+
VCC
10 kΩ
10 kΩ
11
6
47 µF
3, 14
V
V
V
8
CC
MM
Phase R
7
I0
9
NJM3770A
I1
1
M
B
M
A
T
GND
2
56 kΩ
820 pF
C
15
E
10
4, 5
12, 13
16
1kΩ
820 pF
RS
0.33 Ω
図3 4つのNJM3770Aを使用した高電流設計（2.5A/フェーズ）
Diodes are
UF 4001 or
BYV27
t ≤ 100ns
rr