JP2523725Y2

JP2523725Y2 - 直流電動機の駆動回路

Info

Publication number: JP2523725Y2
Application number: JP1988102971U
Authority: JP
Inventors: 博之斎藤
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2003-08-03
Also published as: JPH0226392U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、直流電動機の駆動回路に関し、詳しく
は、直流電動機の回転速度の調整が容易で、かつ調整用
の外付け抵抗が少なくて済むようなIC化に適した駆動回
路に関する。

［従来の技術］例えば、テープレコーダとか、各種の音響機器、電子
機器では、直流電動機が多く使用されているが、この直
流電動機は、製品製造段階で一定のトルクで一定の回転
速度になるようにその駆動回路により調整されることが
多い。

この種の従来の直流電動機の駆動回路は、例えば、特
開昭58−207890号，特開昭58−207891号等に示されるよ
うに、その回転速度を多少の負荷変動にかかわらず所望
のトルクで一定速度とするために、直流電動機に直列に
電流値設定回路を接続し、直流電動機に流れる電流を外
部から調整できるようにして発生トルクを設定し、さら
に、直流電動機の特性、特に、そのインピーダンス特性
のばらつきを吸収して直流電動機の回転速度を一定にす
るために、直流電動機と前記の電流値設定回路の接続点
に可変定電圧電源回路に接続し、その電圧値が一定にな
るように外部から調整できるようにしている。

［解決しようとする課題］前記の電流値設定回路と可変定電圧電源回路とは、IC
化が可能であるので、小型化できるが、これら回路をIC
化した場合に、従来は、電流値設定回路の電流値を設定
するめのトルク調整抵抗と、駆動回路側の特性のばらつ
きを含めて直流電動機の端子電圧を決定する２つの調整
抵抗の、合計３個程度の抵抗か、それ以上の抵抗を外付
けすることが必要となり、かつこれらの抵抗値を適切な
ものに選択しなければ直流電動機のインピーダンス特
性，その駆動回路の特性等のばらつきを吸収することが
できない。そのために、その調整作業の効率が悪い。

この考案は、このような従来技術の問題点を解決する
ものであって、外付け用抵抗が少なく、かつ直流電動機
の速度調整が容易な直流電動機の駆動回路を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］このような目的を達成するためのこの考案の直流電動
機の駆動回路の特徴は、制御電極端子以外の残りの２端
子が直列に直流電動機に接続され制御電極が共通に接続
された複数のトランジスタからなり複数のトランジスタ
のうちの１つのトランジスタの前記直流電動機に接続さ
れる側の端子が直流電動機に接続されることなく、制御
電流を受けることで直流電動機に流れる電流をこの制御
電流に応じて設定する電流値設定回路と、この電流値設
定回路と直流電動機との接続点に２つの入力端子のうち
の一方が接続され出力端子が制御電極端子に接続された
差動増幅回路と、一方の入力端子に基準電圧を受け他方
の入力端子に検出電圧を受ける演算増幅回路を有し出力
電流を受ける第１の抵抗により前記の検出電圧を発生す
る定電流回路と、この定電流回路の定電流の流入側とト
ランジスタの制御電流を受ける端子との間に設けられ流
入側の端子が差動増幅回路の２つの入力端子のうちの他
方に接続されてこの他方に直流電動機の端子間が一定の
電圧になる電圧値を発生する第２の抵抗と、定電圧を両
端子に受けて基準電圧を接続点に分圧電圧として発生す
る第３および第４の抵抗の直列回路からなる分圧回路
と、制御電流を受ける端子に接続され直流電動機に流れ
る電流値を調整する第５の抵抗と、分圧回路の接続点に
接続され前記基準電圧値を調整する第６の抵抗とを備え
ていて、電流値設定回路と差動増幅回路と定電流回路と
第１、第２、第３および第４の抵抗と分圧回路とが集積
回路とされ、第５と第６の抵抗とが集積回路の外付け抵
抗とされるものである。

［作用］このように、可変定電圧電源回路を演算増幅回路（以
下オペアンプ）を用いて構成し、発生定電圧を決定する
オペアンプの入力端子側の電圧をあらかじめIC化したと
きに抵抗分圧回路により設定しておくことで、オペアン
プの入力端子の電圧のばらつきが抑えられ、回路素子の
ばらつき等による速度変動の範囲をせばめることができ
る。

すなわち、定電流源回路を構成する演算増幅回路の入
力側の基準電圧を第３、第４の抵抗の直列回路の分圧電
圧により生成しているので、たとえ、ICの製造過程で第
３、第４の抵抗値にばらつきが生じたとしても、それぞ
れのばらつく方向は、同じ方向になり、比率として与え
られる基準電圧は、ばらつくことほとんどはない。さら
に、この基準電圧の比較対象となる検出電圧を発生する
第１の抵抗値が、例えば、低い方にばらついた場合に
は、直流電動機の端子電圧として所定の速度調整の一定
電圧を発生する第２の抵抗の抵抗値もおなじ程度の比率
で低い方にばらつく。そして、第１の抵抗のばらつきに
より発生する検出電圧を基準電圧に一致させるように定
電流回路の出力が発生するので第１の抵抗の低い方への
ばらつきに応じてそれを打ち消す方向に出力定電流か増
加する。同じ比率でばらついている第２の抵抗にも同じ
電流が流れ、電流が増加しているので第２の抵抗の抵抗
値のばらつきによる電圧降下量が増加してそのばらつき
による電圧降下量がばらつかない方向へと補正される。
一方、第１の抵抗値が、逆に高い方へとばらついた場合
には、前記とは逆の動作となり、第２の抵抗の電圧降下
量を低い方向へとシフトさせてばらつきのない方向へと
補正する。

このようなことから、第２の抵抗により発生する電圧
降下量がICの製造プロセスに応じて発生する回路のばら
つきに影響されることなく、ほぼ一定値に保持される。

直流電動機の端子電圧は、この第２の抵抗値に発生す
る電圧降下量とトルク電流を設定する外付けの第５の抵
抗値で決定されるので、直流電動機の端子電圧として調
整される所定の一定電圧の調整範囲を従来よりせまくで
きる。そこで、外付けの第５の抵抗の値に応じてトルク
が調整されたときに、これに応じて速度調整用（電圧値
調整用）の第６の抵抗の抵抗値で第２の抵抗値の電圧降
下量を調整することで直流電動機の端子電圧を所定の一
定電圧値にする調整が容易にできる。特に、外付けの第
５の抵抗の値が設計値かその近傍であれば、第６の抵抗
の外付けも不要になる。

このように、調整の抵抗選択の範囲が狭くなり、直流
電動機の特性にばらつきがなければ、この外付け用抵抗
も不要にできる。そこで、外付け抵抗としては、トルク
調整用の抵抗と必要に応じてこの微調整用の抵抗で済
み、IC化に適した回路を実現できる。

［実施例］以下、この考案の一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は、この考案を適用した直流電動機の駆動回路
の一実施例のブロック図である。

図において、１は、オペアンプ２と、トランジスタ
Ｑ、オペアンプ３、そして電流値設定トランジスタ回路
４とを備える直流電動機駆動回路であって、これら回路
はワンチップでIC化されている。ここで、電流値設定ト
ランジスタ回路４は、電源端子＋Vccに一端が接続され
た直流電動機Ｍの他端に直列に接続され、その他端が接
地されていて、直流電動機Ｍに流れる電流値を設定する
ものである。

オペアンプ２は、可変定電流回路を構成していて、ト
ランジスタＱは、オペアンプ２の出力にそのベースが接
続され、オペアンプ２の出力電流を増幅する電流ブース
ト回路となっている。R₁は、そのエミッタ側に挿入され
た負荷抵抗であって、R₂は、そのコレクタ側に挿入され
た負荷抵抗であり、抵抗R₁の電圧がオペアンプ２の
（−）位相入力端子2b側にフィードバックされて比較電
圧として供給され、これにより可変定電流回路が構成さ
れる。

この可変定電流回路の電流値を設定する回路として、
電源端子＋Vccに接続された電源端子7aとグランド側に
接続される接地端子7bとの間に定電流源５と定電圧回路
６との直列回路の定電圧発生回路が設けられていて、こ
の定電圧回路５に並列に接続された抵抗R₃，R₄の直列回
路からなる抵抗分圧回路の接続点6aにオペアンプ２のも
う一方の（＋）位相入力端子2a側が接続されている。そ
して、この接続点6aが外部端子7cに接続されている。

一方、トランジスタＱのコレクタ側の負荷抵抗R₂は、
外部接続端子7dに接続され、この外部接続端子7dと電源
端子＋Vccとの間にトルク調整抵抗Rtが外付けされてい
る。そこで、このトルク調整抵抗Rtの抵抗値を選択する
ことで直流電動機Ｍに流れる電流が変化してそのトルク
が調整される。ここで、トランジスタＱのコレクタ側に
流れる電流は、オペアンプ２の（＋）位相入力端子2aの
電圧で決定される一定値であり、この設定された定電流
値が電源端子＋Vccからトルク調整抵抗Rt,負荷抵抗R₂と
流れて、これらの抵抗値の合計による一定の電圧降下に
対応して、負荷抵抗R₂の端子に電源端子＋Vcc（一定電
圧）−電圧降下の一定の電圧が発生する。そして、この
端子出力がオペアンプ３の（−）位相入力端子3b入力さ
れ、ここでは、前記の可変定電流回路とその負荷抵抗
R₂、そしてオペアンプ３とにより可変定電圧電源回路が
構成されている。

オペアンプ３は、ボルテージ・フォロワを構成してい
て、その（＋）位相入力端子3aが出力側から電流値設定
トランジスタ回路４の出力側（外部接続端子7e）を経て
フィードバックされている。このことでオペアンプ３の
（＋）位相入力端子3aの定電圧を（−）位相入力端子3b
の定電圧に一致するように動作させる。

電流値設定トランジスタ回路４は、コレクタ，ベー
ス，エミッタがそれぞれ共通に接続されたパラレル接続
の複数の駆動用トランジスタQD，QD・・・と、これらト
ランジスタのベースが制御用のトランジスタQCのベース
とが共通に接続されたトランジスタ回路で構成され、駆
動用トランジスタQDのコレクタが外部接続端子7eを介し
て直流電動機Ｍの他方の端子に接続され、かつオペアン
プ３の（＋）位相入力端子3aとに接続されている。そし
て、そのエミッタが接地端子7bに接続されている。ま
た、制御用のトランジスタQ_Cは、そのベースがオペアン
プ３の出力に接続され、1:kの比率で駆動用トランジス
タQDのベースに電流を流し、駆動用トランジスタQDを制
御する。そのコレクタは、抵抗R₂とトルク調整抵抗Rtと
の接続点（外部接続端子7d）に接続され、そのエミッタ
が接地端子7bに接続されている。

このような回路において、外部接続端子のうち電源端
子7aが電源端子＋Vccに接続され、接地端子7bが接地さ
れることで直流電動機Ｍの駆動回路が動作して、トルク
調整抵抗Rtが選択されることで、直流電動機Ｍのトルク
が設定される。そして、外部接続端子7cと接地間には、
速度調整用の抵抗Rsが外付け抵抗として接続され、これ
を接続することで、オペアンプ２の（＋）位相入力端子
2aの一定の電圧が調整されて直流電動機Ｍに対する外部
接続端子7eに調整電圧に対応する一定の電圧が設定され
る。その結果、直流電動機Ｍは、所定のトルクで、その
速度があらかじめ定められた一定値になるように微調整
される。

このような回路構成においては、抵抗R₁と抵抗R₂、そ
して抵抗R₃と抵抗R₄とは同時に集積できるので、相対的
な意味でのばつきが少なくなり、抵抗の比率的な関係で
のばらつきがほとんど生じない。すなわち、この実施例
では、抵抗R3と抵抗R4との分圧電圧でオペアンプ２とト
ランジスタＱとで構成される定電流回路に対する基準電
圧を発生させているので、これらの抵抗値が製造過程で
ばらついても、これらの比率で変更はなく、製造過程で
の回路のばらつきによる基準電圧のばらつきはほとんど
生じない。また、定電流回路の電圧検出用の抵抗R1の値
がばらついても、このばらつきに対応してこれを補正す
る方向で定電流が発生するので、同じ方向にばらつく抵
抗R2にも同じ定電流が流れ、これにより発生する電圧降
下もばらつきが補正される方向になる。その結果、抵抗
R2のオペアンプ３の入力側に発生する直流電動機Ｍに対
する所定の調整一定電圧のばらつきが抑えられる。した
がって、可変定電圧電源回路自体の電流値をばらつきな
く抑えることができ、直流電動機Ｍの速度の設定は、ト
ルク調整抵抗Rtと直流電動機Ｍ側の特性による範囲に制
限でき、各製品相互における直流電動機Ｍの速度の変動
範囲を小さく抑えることができる。しかも、この場合、
回転速度の制御が１つの外付け抵抗Rsで容易に調整でき
る。

以上説明したきたが、実施例では、速度調整用の抵抗
或いはトルク調整用の抵抗は、通常の抵抗を用いている
が、これらの抵抗のいずれか、或いは双方を感温抵抗を
用いることもでき、そのようにすれば、温度補償も同時
に行うことができる。

また、実施例では、直流電動機を所定のトルクで一定
回転速度の設定する場合を中心に説明しているが、ある
範囲で速度調節するような制御に速度調整用の外付け抵
抗Rsを利用してもよい。なお、この抵抗は、オペアンプ
の入力電圧を調整するものであるので、他の抵抗を介し
て間接的に接続されるものであってもよい。

［考案の効果］以上の説明から理解できるように、この考案にあって
は、可変定電圧電源回路をオペアンプを用いて構成し、
発生定電圧を決定するオペアンプの入力端子側の電圧を
あらかじめIC化したときに抵抗分圧回路により設定して
おくことで、オペアンプの入力端子の電圧のばらつきが
抑えられ、回路素子のばらつき等による速度変動の範囲
をせばめることができる。

その結果、前記の抵抗分圧回路の集積化段階ですでに
粗調整ができ、一定速度の微調整は、トルク設定抵抗と
直流電動機の特性のばつきに対処すればよく、それは、
前記の入力端子の電圧を外付け抵抗１だけで調整するこ
とで行うことができる。

したがって、調整の抵抗選択の範囲が狭くなり、直流
電動機の特性にばらつきがなければ、この外付け用抵抗
の不要にできる。そこで、外付け抵抗としては、トルク
調整用の抵抗と必要に応じてこの微調整用の抵抗で済
み、IC化に適した回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案を適用した直流電動機の駆動回路の
一実施例のブロック図である。１…可変定電圧電源回路、2,3…オペアンプ、４…電流
値設定トランジスタ回路、５…定電流回路、６…抵抗分
圧回路、7a…電源端子、7b…接地端子、7c,7d…外部接
続案紙、Q,QC，QD…トランジスタ、Ｍ…直流電動機、
R₁，R₂，R₃，R₄，R₅,Rt…抵抗。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】制御電極端子以外の残りの２端子が直列に
直流電動機に接続され前記制御電極が共通に接続された
複数のトランジスタからなり前記複数のトランジスタの
うちの１つのトランジスタの前記直流電動機に接続され
る側の端子が直流電動機に接続されることなく、制御電
流を受けることで前記直流電動機に流れる電流をこの制
御電流に応じて設定する電流値設定回路と、この電流値設定回路と前記直流電動機との接続点に２つ
の入力端子のうちの一方が接続され出力端子が前記制御
電極端子に接続された差動増幅回路と、一方の入力端子に基準電圧を受け他方の入力端子に検出
電圧を受ける演算増幅回路を有し出力電流を受ける第１
の抵抗により前記検出電圧を発生する定電流回路と、この定電流回路の定電流の流入側と前記トランジスタの
制御電流を受ける端子との間に設けられ前記流入側の端
子が前記差動増幅回路の２つの入力端子のうちの他方に
接続されてこの他方に前記直流電動機の端子間が一定の
電圧になる電圧値を発生する第２の抵抗と、定電圧を両端子に受けて前記基準電圧を接続点に分圧電
圧として発生する第３および第４の抵抗の直列回路から
なる分圧回路と、前記制御電流を受ける端子に接続され前記直流電動機に
流れる電流値を調整する第５の抵抗と、前記分圧回路の接続点に接続され前記基準電圧値を調整
する第６の抵抗とを備え、前記電流値設定回路と前記差動増幅回路と前記定電流回
路と前記第１、第２、第３および第４の抵抗と前記分圧
回路とが集積回路とされ、前記第５と第６の抵抗とが前
記集積回路の外付け抵抗とされることを特徴とする直流
電動機の駆動回路。