JP2007236043A - Dc motor control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流モータ制御回路、特に、充電式電動工具のトリガスイッチに用いられる直流モータ制御回路に関する。 The present invention relates to a DC motor control circuit, and more particularly to a DC motor control circuit used for a trigger switch of a rechargeable electric tool.
トリガスイッチ用の直流モータ制御回路としては、特許文献1に記載されているように、発信回路を備え、直流モータと直列に接続したスイッチング素子を高速にオン/オフ(スイッチング)し、ボリュームによって発信回路のバイアス電圧を変えることでスイッチングのデューティ比を変化させるものがあった。 As described in Patent Document 1, the DC motor control circuit for the trigger switch is provided with a transmission circuit, and a switching element connected in series with the DC motor is turned on / off (switching) at high speed, and transmitted by a volume. Some change the duty ratio of switching by changing the bias voltage of the circuit.
また、スイッチング素子をオフしたときに直流モータがその回転によって逆起電力を生じることから、コンパレータにより、スイッチング素子両端の電圧とボリュームで設定される閾値電圧とを比較してスイッチング素子をオン/オフするものであって、スイッチング素子両端の電圧が閾値電圧以下に低下したときにスイッチング素子をオンするとともに閾値電圧を高く変更ことでスイッチング素子をオンした状態をある程度継続させる直流モータ制御回路が知られている。 Also, when the switching element is turned off, the DC motor generates a counter electromotive force due to its rotation, so the comparator compares the voltage across the switching element with the threshold voltage set by the volume to turn the switching element on / off. There is a known DC motor control circuit that turns on a switching element when the voltage across the switching element drops below a threshold voltage and maintains the switching element on to some extent by changing the threshold voltage higher. ing.
特許文献2には、第1のコンパレータでスイッチング素子両端の電圧をボリュームで設定される第1の閾値電圧と比較してスイッチング素子をオンし、第2のコンパレータでスイッチング素子のオン状態を継続する時間を定める直流モータ制御回路が記載されている。
In
以上のような直流モータ制御回路は、コンパレータなどのICを用いて直流モータを制御するために、コストが高いという問題があった。 The DC motor control circuit as described above has a problem of high cost because it controls the DC motor using an IC such as a comparator.
さらに、直流モータ制御回路に使用される可変抵抗は、基板上に抵抗体の層を形成し、その抵抗体上で可動端子を摺動させて抵抗を分割するタイプの安価な可変抵抗が使用されることが多い。このような可変抵抗は、抵抗値に±30%程度の大きなバラツキがあり、従来の直流モータ制御回路では、直流モータの回転数の制御可能な範囲に製品ごとのバラツキがあるという問題もあった。
前記問題点に鑑みて、本発明は、安価で、製品ごとにバラツキのない直流モータ制御回路を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a DC motor control circuit that is inexpensive and does not vary from product to product.
前記課題を解決するために、本発明の直流モータ制御回路は、直流電源に対して直流モータと直列に接続されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子の両端の電圧を分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力電圧に対してヒステリシス特性をもって2つの値を遷移する電圧出力を有するように複数のトランジスタを接続して構成したヒステリシス回路とを備え、前記ヒステリシス回路の出力によって前記スイッチング素子をスイッチングするものとする。 In order to solve the above problems, a DC motor control circuit according to the present invention includes a switching element connected in series with a DC motor with respect to a DC power source, a voltage dividing circuit that divides a voltage across the switching element, A hysteresis circuit configured by connecting a plurality of transistors so as to have a voltage output that transitions between two values with a hysteresis characteristic with respect to the output voltage of the voltage dividing circuit, and switching the switching element by the output of the hysteresis circuit It shall be.
この構成によれば、スイッチング素子をオフしたときの直流モータの逆起電力と比較する基準電圧を変化させずに、逆起電力によるスイッチング素子両端の電圧を分圧し、この分圧比を変化させるので、分圧比を変えて回転数の設定値を変化させたとき、コンパレータのようなICを用いずにトランジスタで構成したヒステリシス回路であっても、その出力電圧特性が変化しない。これによって、直流モータを安定して制御可能でありながら、安価な制御回路を製造できる。 According to this configuration, the voltage across the switching element due to the counter electromotive force is divided and the voltage dividing ratio is changed without changing the reference voltage to be compared with the counter electromotive force of the DC motor when the switching element is turned off. When the rotational speed setting value is changed by changing the voltage dividing ratio, the output voltage characteristic does not change even in the case of a hysteresis circuit composed of transistors without using an IC such as a comparator. Thus, an inexpensive control circuit can be manufactured while the DC motor can be stably controlled.
また、本発明の直流モータ制御回路において、前記ヒステリシス回路は、ベースに前記分圧回路の出力電圧が入力される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタがオフのときにオンし、前記第1のトランジスタがオンのときにオフされる第2のトランジスタとを有し、前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタは、互いのエミッタが接続されてエミッタ抵抗を共有し、前記第1のトランジスタのエミッタ電流よりも前記第2のトランジスタのエミッタ電流の方が大きいように構成してもよい。 Further, in the DC motor control circuit of the present invention, the hysteresis circuit is turned on when a first transistor to which an output voltage of the voltage dividing circuit is inputted to a base, and the first transistor is turned off, A first transistor that is turned off when the first transistor is turned on, and the first transistor and the second transistor have emitters connected to each other and share an emitter resistance. The emitter current of the second transistor may be larger than the emitter current of the transistor.
この構成によれば、ヒステリシス回路を簡単に構成でき、且つ、製造コストが低くなる。 According to this configuration, the hysteresis circuit can be easily configured, and the manufacturing cost is reduced.
また、本発明の直流モータ制御回路において、前記分圧回路は、前記スイッチング素子の両端に直列に接続した固定抵抗からなる2つの分圧抵抗と、2つの固定電極の間の抵抗体を可動電極で0:1から1:0まで任意の比に分割する可変抵抗とからなり、前記可変抵抗は、前記両固定電極が前記スイッチング素子の両端に接続され、前記可動電極が前記分圧抵抗同士の接続点に接続されてもよい。 Further, in the DC motor control circuit of the present invention, the voltage dividing circuit includes two voltage dividing resistors composed of fixed resistors connected in series to both ends of the switching element, and a resistor between the two fixed electrodes. The variable resistor is divided into an arbitrary ratio from 0: 1 to 1: 0. The variable resistor has both the fixed electrodes connected to both ends of the switching element, and the movable electrode between the voltage dividing resistors. It may be connected to a connection point.
この構成によれば、可変抵抗の分圧比が1:0および0:1のときには、分圧回路の出力電圧に可変抵抗の抵抗値が反映されない。つまり、可変抵抗の抵抗値がばらついても、直流モータの制御範囲が一定に保たれる。また、トランジスタで構成したヒステリシス回路の2つの閾値は電源両端の電位の中間の電位になるが、バイパス抵抗を設けると、分圧回路の分圧比が0または1にならない限られた範囲に設定でき、分圧回路の出力を直流モータの回転数に応じて2つの閾値を含む広い範囲で変化するようにできる。つまり、ヒステリシス回路が2つの出力状態を遷移することができ、固定電極の位置にかかわらず、スイッチング素子のオン/オフを切り換えて直流モータの回転数を制御できる。 According to this configuration, when the voltage dividing ratio of the variable resistor is 1: 0 and 0: 1, the resistance value of the variable resistor is not reflected in the output voltage of the voltage dividing circuit. That is, even if the resistance value of the variable resistor varies, the control range of the DC motor is kept constant. The two threshold values of the hysteresis circuit composed of transistors are intermediate between the potentials at both ends of the power supply. However, if a bypass resistor is provided, the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit can be set to a limited range that does not become 0 or 1. The output of the voltage dividing circuit can be changed in a wide range including two threshold values according to the rotational speed of the DC motor. That is, the hysteresis circuit can transition between the two output states, and the rotational speed of the DC motor can be controlled by switching the switching element on / off regardless of the position of the fixed electrode.
また、本発明の直流モータ制御回路において、前記ヒステリシス回路の出力を前記スイッチング素子の入力特性に整合させる整合回路をさらに有してもよい。 The DC motor control circuit of the present invention may further include a matching circuit that matches the output of the hysteresis circuit with the input characteristics of the switching element.
この構成によれば、トランジスタによって構成したヒステリシス回路の2つの出力は、電圧出力であって、少なくともいずれかは電源電圧の中間電位であるが、整合回路によって、ヒステリシス回路の2つの出力をスイッチング素子の入力特性に合わせることができる。これによって、スイッチング素子の入力特性を考慮することなく、ヒステリシス回路を設計することができるので、直流モータの制御を安定で操作性の高いものにできる。 According to this configuration, the two outputs of the hysteresis circuit constituted by the transistors are voltage outputs, and at least one of them is an intermediate potential of the power supply voltage, but the two outputs of the hysteresis circuit are switched by the matching circuit. Can be matched to the input characteristics. As a result, the hysteresis circuit can be designed without considering the input characteristics of the switching element, so that the control of the DC motor can be made stable and highly operable.
また、本発明の直流モータ制御回路において、前記整合回路は、前記直流電源の低位側の電圧を出力可能なトランジスタを含む回路であってもよい。 In the DC motor control circuit of the present invention, the matching circuit may be a circuit including a transistor capable of outputting a voltage on the lower side of the DC power supply.
この構成によれば、ターンオン電圧が低いスイッチング素子を駆動できる。 According to this configuration, a switching element having a low turn-on voltage can be driven.
以上のように、本発明によれば、スイッチング素子の両端の電位を分圧するので、トランジスタで構成した回路で直流モータの逆起電力に応じたヒステリシス出力を得ることができ、安価な直流モータ制御回路を提供できる。 As described above, according to the present invention, the potential at both ends of the switching element is divided, so that a hysteresis output corresponding to the back electromotive force of the DC motor can be obtained with a circuit constituted by a transistor, and inexpensive DC motor control is achieved. A circuit can be provided.
これより、本発明の実施形態を、添付した図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態であり、電動ドリルの回転制御に用いられる直流モータ制御回路を示す。この直流モータ制御回路は、両端P1,P2の電圧がE(V)の直流電源(蓄電池)1に、ドリルを回転させる直流モータ2と、FETからなるスイッチング素子3とが直列に接続されている。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and shows a DC motor control circuit used for rotation control of an electric drill. In this DC motor control circuit, a
さらに、本直流モータ制御回路は、スイッチング素子3の両端P1,P3に接続され、P1−P3間の電圧を分圧する分圧回路4と、分圧回路4の出力を平滑化する平滑回路5と、出力が平滑回路5の出力に応じて2つの電圧を遷移するヒステリシス回路6と、ヒステリシス回路6の出力に応じて、スイッチング素子3をスイッチングする整合回路7とを備えている。この直流モータ制御回路において、直流電源のマイナス側P1は、各回路4,5,6,7の入出力に共用され、以下の説明において各点の電位の基準とされる。
Further, the DC motor control circuit is connected to both ends P1 and P3 of the switching element 3, and a voltage dividing circuit 4 that divides the voltage between P1 and P3, and a smoothing circuit 5 that smoothes the output of the voltage dividing circuit 4. A hysteresis circuit 6 whose output transitions between two voltages according to the output of the smoothing circuit 5 and a
分圧回路4は、P1−P3間に直列に接続された固定抵抗からなる2つの分圧抵抗R1,R2を有し、分圧抵抗R1と分圧抵抗R2との接続点P4の電位V4が分圧回路4の出力となる。さらに、分圧回路4は、可変抵抗VRと固定抵抗からなるバイパス抵抗R3とを有している。可変抵抗VRは、固定電極T1,T2が、スイッチング素子3の両端P1,P3に接続されており、可動電極T3がバイパス抵抗R3を介して分圧抵抗R1,R2の接続点P4に接続されている。可変抵抗VRは、2つの固定電極T1−T2間に抵抗体の層が形成され、可動電極T3が前記抵抗体に摺接して、T1−T2間の抵抗を0:1から1:0まで任意の比に分割することができるスライド式ボリュームである。 The voltage dividing circuit 4 has two voltage dividing resistors R1 and R2 composed of fixed resistors connected in series between P1 and P3, and the potential V4 of the connection point P4 between the voltage dividing resistor R1 and the voltage dividing resistor R2 is This is the output of the voltage dividing circuit 4. Further, the voltage dividing circuit 4 includes a variable resistor VR and a bypass resistor R3 including a fixed resistor. In the variable resistor VR, the fixed electrodes T1 and T2 are connected to both ends P1 and P3 of the switching element 3, and the movable electrode T3 is connected to a connection point P4 of the voltage dividing resistors R1 and R2 via the bypass resistor R3. Yes. In the variable resistor VR, a layer of a resistor is formed between two fixed electrodes T1 and T2, and the movable electrode T3 is in sliding contact with the resistor, and the resistance between T1 and T2 is arbitrarily set from 0: 1 to 1: 0. It is a slide-type volume that can be divided into ratios.
平滑回路5は、抵抗R4およびコンデンサC1とからなり、分圧回路4の出力V4を平滑化(MHz以上の高周波成分をカット)して波形を滑らかにするローパスフィルタである。平滑回路5の出力点P5の電位V5が、ヒステリシス回路5への入力となる。 The smoothing circuit 5 includes a resistor R4 and a capacitor C1, and is a low-pass filter that smoothes the waveform by smoothing the output V4 of the voltage dividing circuit 4 (cutting high-frequency components of MHz or higher). The potential V5 at the output point P5 of the smoothing circuit 5 is an input to the hysteresis circuit 5.
ヒステリシス回路6は、2つの接合型のトランジスタTR1,TR2と複数の抵抗R5,R6,R7,R8,R9,R10とからなり、平滑回路5の出力V5(平滑化した分圧回路4の出力V4)がトランジスタTR1のベースに入力されている。トランジスタTR1およびトランジスタTR2の各エミッタは点P6で互いに接続され、エミッタ抵抗R5を介して直流電源1のマイナス側P1に接続されている。トランジスタTR1のコレクタは、直流電源1のプラス側P2に抵抗R6を介して接続され、直列に接続した抵抗R7および抵抗R8を介して直流電源1のマイナス側P1にも接続されている。一方、トランジスタTR2のベースには、抵抗R7と抵抗R8との接続点P7が接続され、トランジスタTR2のコレクタには、直列に接続した抵抗R9と抵抗R10とが接続され、抵抗R9と抵抗R10との接続点P8がヒステリシス回路6の出力端になっている。 The hysteresis circuit 6 includes two junction type transistors TR1 and TR2 and a plurality of resistors R5, R6, R7, R8, R9, and R10, and outputs V5 from the smoothing circuit 5 (output V4 from the smoothed voltage dividing circuit 4). ) Is input to the base of the transistor TR1. The emitters of the transistors TR1 and TR2 are connected to each other at a point P6, and are connected to the negative side P1 of the DC power supply 1 through an emitter resistor R5. The collector of the transistor TR1 is connected to the positive side P2 of the DC power source 1 via a resistor R6, and is also connected to the negative side P1 of the DC power source 1 via a resistor R7 and a resistor R8 connected in series. On the other hand, a connection point P7 between the resistor R7 and the resistor R8 is connected to the base of the transistor TR2, and a resistor R9 and a resistor R10 connected in series are connected to the collector of the transistor TR2, and the resistor R9 and the resistor R10 Is the output terminal of the hysteresis circuit 6.
整合回路7は、ヒステリシス回路6の点P8の電位V8がベースに入力され、エミッタが直流電源1のプラス側P2に接続され、コレクタが直列に接続した抵抗R11と抵抗R12とを介して直流電源1のマイナス側P1に接続されたトランジスタTR3と、抵抗R11と抵抗R12との接続点P9にベースが接続され、コレクタが抵抗R13を介して直流電源1のプラス側P2に接続されるとともに抵抗R14を介してスイッチング素子3のゲートにも接続され、エミッタが直接直流電源1のマイナス側P1に接続されたとトランジスタTR4とを有している。
In the
続いて、以上の構成からなる直流モータ制御回路の作用を説明する。
直流モータ2は、逆起電力Vn(V)を生じるので、スイッチング素子3の両端P1−P3間の電圧(P1を基準にしたP3の電位)は、En=E−Vnで与えられ、この電圧Enは回転数に対して負の比例関係にある。スイッチング素子3がオフされた場合、直流モータ2は慣性によって回転を維持しようとするが、回転抵抗などにより回転速度が低下し、電圧Enが上昇する。
Next, the operation of the DC motor control circuit having the above configuration will be described.
Since the
分圧回路4は、P1−P3間の電圧を分圧した電圧V4をP1−P4間に出力するが、この電圧V4は、可変抵抗VRの可動端子T3による分割比(T1−T3間の抵抗とT3−T2間の抵抗との比)によっても変化する。可変抵抗VRの分割比が1:0の場合、出力電圧V4=En×R2/(R2+R1//R3)であり、可変抵抗VRの分割比が0:1の場合、出力電圧V4=En×(R1//R3)/(R1+R2//R3)である。ただし、「//」は、並列抵抗の合成抵抗を表す演算子である。このように、分圧回路4の出力電圧V4の最大値と最小値とは、可変抵抗VRの抵抗値に関わりなく決定される。このことは、可変抵抗VRのバラツキによって、本直流モータ制御回路による直流モータ2の制御範囲が変動しないことを意味する。
The voltage dividing circuit 4 outputs a voltage V4 obtained by dividing the voltage between P1 and P3 between P1 and P4. This voltage V4 is divided by the dividing ratio (resistance between T1 and T3) by the movable terminal T3 of the variable resistor VR. And the ratio of resistance between T3 and T2). When the dividing ratio of the variable resistor VR is 1: 0, the output voltage V4 = En × R2 / (R2 + R1 // R3), and when the dividing ratio of the variable resistor VR is 0: 1, the output voltage V4 = En × ( R1 // R3) / (R1 + R2 // R3). However, “//” is an operator representing the combined resistance of the parallel resistors. Thus, the maximum value and the minimum value of the output voltage V4 of the voltage dividing circuit 4 are determined regardless of the resistance value of the variable resistor VR. This means that the control range of the
また、バイパス抵抗R3が存在することで、可変抵抗VRの分割比が1:0または0:1のときも、点P4を点P1または点P3に短絡させることがないので、可変抵抗VRの分割比にかかわらず、分圧回路4の出力電圧V4を、後述のヒステリシス回路6への入力として適切な範囲に維持する回路を構成することができる。 Further, since the bypass resistor R3 is present, the point P4 is not short-circuited to the point P1 or the point P3 even when the dividing ratio of the variable resistor VR is 1: 0 or 0: 1. Regardless of the ratio, it is possible to configure a circuit that maintains the output voltage V4 of the voltage dividing circuit 4 in an appropriate range as an input to the hysteresis circuit 6 described later.
ヒステリシス回路6は、点P5の電位V5(平滑化した分圧回路4の出力V4)が第1の電位VD(V)以下になると、第1のトランジスタTR1をオフするとともに第2のトランジスタTR2をオンし、点P5の電位V5が第2の電位VU(V)以上になると、トランジスタTR1をオンするとともにトランジスタTR2をオフする。 When the potential V5 at the point P5 (the output V4 of the smoothed voltage dividing circuit 4) becomes equal to or lower than the first potential VD (V), the hysteresis circuit 6 turns off the first transistor TR1 and turns on the second transistor TR2. When the potential V5 at the point P5 becomes equal to or higher than the second potential VU (V), the transistor TR1 is turned on and the transistor TR2 is turned off.
詳しく説明すると、先ず、直流モータ2が始動した直後は回転数が低く、点P5の電位V5が高いので、トランジスタTR1がオンする。するとトランジスタTR1のコレクタ電流が抵抗R6を流れ、抵抗R6における電圧降下によって、点P7の電位V7を低下させる。これによって、トランジスタTR2のベース−エミッタ間の電圧がトランジスタTR2のターンオン電圧以下になるように各抵抗R5,R6,R7,R8,R9,R10が設定されている。トランジスタTR2がオフのとき、抵抗R9には電流が流れないので、ヒステリシス回路6の出力である点P8の電位V8は、直流電源のプラス側の点P2と同じ電位E(V)になる。
More specifically, first, immediately after the
直流モータ2の回転数が上昇して点P5の電位V5が低下し、トランジスタTR1がターンオフすると、トランジスタTR1のコレクタ電流がなくなるので抵抗R6の電圧降下が減少して点P7の電位V7が上昇する。これによって、トランジスタTR2のベース−エミッタ間の電圧が上昇してトランジスタTR2をオンする。すると、トランジスタTR2のコレクタ−エミッタ間に電流が流れるので、抵抗R9における電圧降下により、点P8の電位がE(V)より低下する。ヒステリシス回路6の出力である点P8の電位V8は、E−V(BE)(V)になる。
When the rotational speed of the
トランジスタTR1とトランジスタTR2とは、互いのエミッタが接続されており、エミッタ抵抗R5を共有している。トランジスタTR1,TR2のエミッタ、点P6の電位V6は、トランジスタTR1がオンでトランジスタTR2がオフのときよりも、トランジスタTR1がオフでトランジスタTR2がオンのときの方が高くなるように、つまり、トランジスタTR1のエミッタ電流よりも、トランジスタTR2のエミッタ電流の方が大きくなるように、各抵抗R5,R6,R7,R8,R9,R10の抵抗値が設定されている。 The transistors TR1 and TR2 have their emitters connected to each other and share an emitter resistor R5. The potential V6 of the emitters of the transistors TR1 and TR2 and the point P6 is higher when the transistor TR1 is off and the transistor TR2 is on than when the transistor TR1 is on and the transistor TR2 is off. The resistance values of the resistors R5, R6, R7, R8, R9, and R10 are set so that the emitter current of the transistor TR2 is larger than the emitter current of TR1.
この点P6の電位V6の変化によって、トランジスタTR1をオンするのに必要な点P5の電位VUが、トランジスタTR1がオフする際の電位VDよりも高くなる。これによって、ヒステリシス回路6は、入力V5に対する出力V8の2つの出力状態をヒステリシス特性をもって遷移させる。 Due to the change in the potential V6 at the point P6, the potential VU at the point P5 necessary for turning on the transistor TR1 becomes higher than the potential VD when the transistor TR1 is turned off. As a result, the hysteresis circuit 6 makes transition between the two output states of the output V8 with respect to the input V5 with hysteresis characteristics.
整合回路7のトランジスタTR3は、ヒステリシス回路6の出力V8がE(V)になるとオフされ、ヒステリシス回路6の出力V8がE(V)より低下すると、ベース−エミッタ間に電位差が生じるので、ベース電流が流れてオンする。これにより、点P8の電位V8は点P2の電位よりもトランジスタTR3のベース−エミッタ間電圧(一般に0.6V)だけ低い電位になる。トランジスタTR3がオンすると、抵抗R11と抵抗R12との接続点P9の電位が上昇し、トランジスタTR4をオンする。点P10の電位は、トランジスタTR4がオフのときはE(V)であるが、トランジスタTR4がオンすると直流電源1のマイナス側P1に接続されるので0(V)になる。スイッチング素子3のゲートには、点P10の電位が印加されるので、トランジスタTR4がオフのとき、スイッチング素子3はオンされ、直流モータ2に電源電圧E(V)を印加する。
The transistor TR3 of the
図2に、ヒステリシス回路6の入力である点P5の電位V5と、ヒステリシス回路6のエミッタの結合点P6の電位V6および出力点P8の電位V8と、スイッチング素子3のゲート電圧とがどのように変化するかを示す。この図において、分圧回路4の可変抵抗VRの分割比(可動電極T3の位置)は一定に保たれ、点P4の電位V4を平滑化した点P5の電位V5は、点P3の電位Enに比例している。 FIG. 2 shows how the potential V5 at the point P5, which is the input of the hysteresis circuit 6, the potential V6 at the junction point P6 of the emitter of the hysteresis circuit 6, the potential V8 at the output point P8, and the gate voltage of the switching element 3. Indicates how it will change. In this figure, the division ratio (position of the movable electrode T3) of the variable resistor VR of the voltage dividing circuit 4 is kept constant, and the potential V5 at the point P5 obtained by smoothing the potential V4 at the point P4 becomes the potential En at the point P3. It is proportional.
点P5の電位V5は、直流モータ2の回転数が上昇するのに比例して低下する。電位V5が第1の電位VD以下になると、ヒステリシス回路6の出力電圧V8が低くなるので、スイッチング素子3がオフされる。すると、直流モータ2は、回転速度が低下してゆくので、Enが上昇して電位V5を上昇させる。電位V5が第2の電位VU以上になると、再び出力電圧V8がE(V)になり、スイッチング素子3をターンオンさせる。
The potential V5 at the point P5 decreases in proportion to the increase in the rotational speed of the
つまり、直流モータ制御回路は、点P5の電位V5を第1の電位VD以上、第2の電位VU以下に保つことで、点P3の電位V3を、第1の電位VDおよび第2の電位VUと分圧回路4の分圧比とで定められる一定の範囲に保つように、スイッチング素子3をスイッチングする。 In other words, the DC motor control circuit maintains the potential V5 at the point P5 at the first potential VD or more and the second potential VU or less, thereby changing the potential V3 at the point P3 to the first potential VD and the second potential VU. The switching element 3 is switched so as to maintain a certain range determined by the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit 4.
ヒステリシス回路6では、電位V5の変化に応じて、エミッタP6の電位V6も変動するが、この電位V6の2つの値にトランジスタTR1のターンオン電圧(ベース−エミッタ間電圧)をそれぞれ加えた値がVUおよびVDである。 In the hysteresis circuit 6, the potential V6 of the emitter P6 also changes in accordance with the change in the potential V5. The value obtained by adding the turn-on voltage (base-emitter voltage) of the transistor TR1 to the two values of the potential V6 is VU. And VD.
可変抵抗VRの可動電極T3を移動させて分圧回路4の分圧比を変えると、P5の電位V5と点P3の電位Enとの比率が変わり、電位V5の上昇/下降の速度が変化するので、スイッチング素子3のオン/オフ時間が変わる。本実施形態において、スイッチング素子3のオン/オフのサイクルは、ドリルの負荷によっても変わるが、およそ百Hz〜数kHzの範囲である。 If the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit 4 is changed by moving the movable electrode T3 of the variable resistor VR, the ratio between the potential V5 of P5 and the potential En of the point P3 changes, and the rate of increase / decrease of the potential V5 changes. The on / off time of the switching element 3 changes. In the present embodiment, the ON / OFF cycle of the switching element 3 varies depending on the load of the drill, but is in the range of approximately 100 Hz to several kHz.
本実施形態においては、低いゲート電圧でターンオンするFETからなるスイッチング素子3を用いたので、整合回路7によってヒステリシス回路6の出力電圧V8を0(V)とE(V)とを遷移する電圧に変換して、スイッチング素子3の入力の特性に整合させている。しかし、本発明において、ヒステリシス回路6は、点P6や点P7など、他の点の電位を出力とすることもでき、各抵抗R5,R6,R7,R8,R9,R10の抵抗値の設定や、スイッチング素子3の選択によっては、ヒステリシス回路6の出力で直接スイッチング素子3をオン/オフすることも可能である。
In this embodiment, since the switching element 3 composed of an FET that is turned on with a low gate voltage is used, the
1 直流電源
2 直流モータ
3 スイッチング素子(FET)
4 分圧回路
5 平滑回路
6 ヒステリシス回路
7 整合回路
R1 分圧抵抗
R2 分圧抵抗
R3 バイパス抵抗
R5 エミッタ抵抗
VR 可変抵抗
T1 固定電極
T2 固定電極
T3 可動電極
TR1 第1のトランジスタ
TR2 第2のトランジスタ
1
4 voltage divider circuit 5 smoothing circuit 6
Claims (6)
前記スイッチング素子の両端の電圧を分圧する分圧回路と、
前記分圧回路の出力電圧に対してヒステリシス特性をもって2つの値を遷移する電圧出力を有するように複数のトランジスタを接続して構成したヒステリシス回路とを備え、
前記ヒステリシス回路の出力によって前記スイッチング素子をスイッチングすることを特徴とする直流モータ制御回路。 A switching element connected in series with a DC motor to a DC power supply;
A voltage dividing circuit for dividing the voltage across the switching element;
A hysteresis circuit configured by connecting a plurality of transistors so as to have a voltage output that transitions between two values with hysteresis characteristics with respect to the output voltage of the voltage divider circuit;
A DC motor control circuit, wherein the switching element is switched by an output of the hysteresis circuit.
前記第1のトランジスタがオフのときにオンされ、前記第1のトランジスタがオンのときにオフされる第2のトランジスタとを有し、
前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタは、互いのエミッタが接続されてエミッタ抵抗を共有し、
前記第1のトランジスタのエミッタ電流よりも前記第2のトランジスタのエミッタ電流の方が大きいことを特徴とする請求項1に記載の直流モータ制御回路。 The hysteresis circuit includes a first transistor having a base to which an output voltage of the voltage dividing circuit is input;
A second transistor that is turned on when the first transistor is off and turned off when the first transistor is on;
The first transistor and the second transistor have their emitters connected to each other and share an emitter resistance,
2. The DC motor control circuit according to claim 1, wherein the emitter current of the second transistor is larger than the emitter current of the first transistor.
2つの固定電極の間の抵抗体を可動電極で0:1から1:0まで任意の比に分割する可変抵抗とからなり、
前記可変抵抗は、前記両固定電極が前記スイッチング素子の両端に接続され、前記可動電極が前記分圧抵抗同士の接続点に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の直流モータ制御回路。 The voltage dividing circuit includes two voltage dividing resistors composed of fixed resistors connected in series to both ends of the switching element,
A variable resistor that divides a resistor between two fixed electrodes into an arbitrary ratio from 0: 1 to 1: 0 with a movable electrode;
3. The direct current according to claim 1, wherein the variable resistor has the two fixed electrodes connected to both ends of the switching element, and the movable electrode is connected to a connection point between the voltage dividing resistors. Motor control circuit.
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