JP2525762B2 - 直流モ−タの速度制御装置 - Google Patents

直流モ−タの速度制御装置

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JP2525762B2 JP60198378A JP19837885A JP2525762B2 JP 2525762 B2 JP2525762 B2 JP 2525762B2 JP 60198378 A JP60198378 A JP 60198378A JP 19837885 A JP19837885 A JP 19837885A JP 2525762 B2 JP2525762 B2 JP 2525762B2
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純一 疋田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流モータの速度制御装置に係り、特
に、直流モータの回転速度の温度補償に関する。
〔従来の技術〕
従来、直流モータの速度制御装置は、回転速度に比例
して直流モータに発生する逆起電力と、設定すべき回転
数に対応して設定した基準電圧とを比較し、両者の差電
圧に応じて逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直
流モータの駆動電流を制御する制御ICを設置し、直流モ
ータの回転速度を一定に制御するようにした、たとえ
ば、特公昭59−30637号「温度補償を施したモーター速
度制御回路」、特開昭58−224585号「直流モータの速度
制御装置」などが提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような直流モータの速度制御装置では、制御ICを
温度特性を持たないように回路構成上で設定し、温度変
化に対して直流モータの端子間電圧を一定に設定できる
が、直流モータは、温度上昇に応じて回転数が上昇する
温度特性を持っている。
従来、この直流モータの温度特性を打ち消すため、制
御ICの温度特性を皆無にして立ち上がり変動を防止する
とともに、制御ICの外部において基準電圧源にダイオー
ドなどの負の温度特性を持つ電圧を発生する電圧発生素
子を直列に接続して温度補償を行っている。(たとえ
ば、特公昭59−30637号「温度補償を施したモーターの
速度制御回路」) このような温度補償では、電圧発生素子としてはダイ
オードが適しているが、単一のダイオードで調整するこ
とができず、複数個のダイオードやトランジスタを用い
ることが必要である。たとえば、制御ICの内部に設置さ
れる基準電圧源はバンドギャップ定電圧回路で構成され
るため、その基準電圧は通常1.2Vであり、また、ダイオ
ード1個当りの電圧は0.6Vであるから、適正な温度補償
を施すには、2〜3個のダイオードによる電位設定が必
要がある。たとえば、直流モータの温度特性−1500PPM/
℃とすると、ダイオード1個では温度特性を持たない基
準電圧1.2Vと、ダイオード1個分の温度特性−3000PPM/
℃のダイオード電圧0.6Vとでは、直流モータの温度特性
を相殺することができない。この場合、2個のダイオー
ドを用いればよいが、このように複数のダイオードを用
いた場合、その合成電圧が大きくなり過ぎて不便であ
り、高価になる欠点がある。
そこで、この発明は、簡単な構成によって、直流モー
タの温度補償を施した直流モータの速度制御装置の提供
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明の直流モータの速度制御装置は、第1図また
は第2図に示すように、直流モータ(2)の逆起電力と
基準電圧とを比較し、両者の差電圧に応じて前記直流モ
ータの駆動電流を加減することにより、回転速度を制御
する直流モータの速度制御装置であって、前記直流モー
タに直列に接続されて駆動電流を流す第1のトランジス
タ(駆動用トランジスタ22)と、前記直流モータの内部
抵抗に対応する第1の抵抗(抵抗12)と、この第1の抵
抗と直列回路を成して前記直流モータに並列に接続され
た第2の抵抗(抵抗16)と、前記第1の抵抗に前記駆動
電流に対応する電流を流す第2のトランジスタ(制御用
トランジスタ20)と、前記第1の抵抗と直列回路を成
し、温度係数を持たない基準電圧を発生する第1の基準
電圧源(24)と、この第1の基準電圧源に並列に接続さ
れ、前記基準電圧を分圧して第1の基準電圧を取り出す
分圧回路(30)と、この分圧回路の分圧点にダイオード
(PN接合素子40)のアノードを接続するとともに、この
アノード側に第1の定電流源(定電流源42)から定電流
を流し、前記ダイオードのカソード側から第2の定電流
源(定電流源44)に定電流を引き込むことにより、前記
第1の基準電圧を基準にして前記ダイオードの温度係数
を持つ第2の基準電圧を発生する第2の基準電圧源(3
8)と、逆相入力側に前記直流モータの逆起電力、製造
入力側に前記第1及び第2の基準電圧の加算値からなり
温度係数を持つ基準電圧が加えられ、その出力部に前記
第1及び第2のトランジスタのベースが接続され、前記
逆起電力と前記基準電圧との差電圧に応じたベース電流
として前記第1及び第2のトランジスタのベースに流す
比較器(18)とを備えて、前記直流モータの温度係数に
対応する温度係数を持つ駆動電流を前記直流モータに供
給して前記直流モータの温度特性を相殺することを特徴
とする。
〔作用〕
この発明の直流モータの速度制御装置は、制御回路の
内部に設定された温度特性を持たない電圧と、直流モー
タの温度特性を相殺する負の温度特性を持つ電圧との合
成電圧値で基準電圧を設定することにより、直流モータ
の温度特性を補償し、一定の回転速度を実現する。この
場合、基準電圧は、分圧回路の分圧出力と第2の基準電
圧源で設定された電圧との合成比率を調整することによ
り、直流モータの温度係数を相殺する負の温度係数を設
定して直流モータの温度補償を実現する。
そして、この発明の直流モータの速度制御装置におい
て、第2の基準電圧源は、たとえば、第2図または第3
図に示すように、PN接合電位を発生する特定のPN接合素
子(第1実施例のPN接合素子40、第2実施例のNPN型ト
ランジスタ46)と、このPN接合素子に発生する電圧を分
圧して所定の基準電圧を設定する分圧回路とから構成す
れば、単一のPN接合素子によって、極めて簡単に直流モ
ータの温度特性を補償できる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。
(第1実施例) 第1図は、この発明の直流モータの速度制御装置の第
1実施例を示す。
第1図において、回転に応じて直流モータ2に発生す
る逆起電力と、基準電圧VrefTとを比較し、その差電圧
に応じて直流モータ2の電流を制御する制御回路として
制御IC4が設置されている。
制御IC4の電源端子6と接地端子8との間には駆動電
圧VCCが加えられ、この駆動電圧VCCの印加によって、電
源端子6と入力端子10との間に接続され第1の抵抗12に
制御電流を流すとともに、電源端子6と出力端子14との
間に接続された直流モータ2に電流を流す。抵抗12は、
トルク調整用抵抗であり、直流モータ2の内部抵抗Ra
対応しており、その抵抗値R2は、一定の電流比K倍の値
K・Raに設定されている。また、入力端子10と出力端子
14との間には、第2の抵抗として速度調整用抵抗16が設
置されている。
そして、制御IC4は、回転によって直流モータ2に発
生する逆起電力Vaと、基準電圧VrefTとを比較器18で比
較し、比較器18が発生する電圧差は、その出力端に共通
にベースが接続された制御用トランジスタ20および駆動
用トランジスタ22に加えられ、比較器18の出力に応じて
制御用トランジスタ20および駆動用トランジスタ22のベ
ース電流を制御するように構成されている。この場合、
制御用トランジスタ20および駆動用トランジスタ22は、
電流ミラー回路を構成しており、制御電流は電流モータ
2に流れる電流の1/Kに設定されている。
基準電圧VrefTは、温度係数を持たない第1の基準電
圧Vref1と、直流モータ2の温度特性を相殺する負の温
度係数を持つ第2の基準電圧Vref2との合成値(Vref1
Vref2)で設定されている。この場合、基準電圧Vref1
Vref2の合成比率を調整し、その合成値に直流モータ2
の温度係数を相殺する温度係数を設定するものである。
この実施例の場合、第1の基準電圧Vref1は、第1の
基準電圧源24に抵抗26、28で構成される分圧回路30を並
列に付加するとともに、これら基準電圧源24および分圧
回路30に定電流源32で定電流を流し、第1の基準電圧源
24が発生する基準電圧Vrefを分圧回路30で分圧して得て
いる。第1の基準電圧源24は、バンドギャップ基準電圧
回路で構成され、基準電圧Vrefは1.2Vに設定されてい
る。
また、第2の基準電圧Vref2は、外部接続端子34、36
を介して制御IC4の外部に、負の温度特性を持つ第2の
基準電圧源38を接続して設定されている。この実施例の
場合、制御IC4の外部に別の半導体素子であるPN接合素
子40を接続し、このPN接合素子40に制御IC4に設置した
第1および第2の定電流源42、44で定電流を流し、この
定電流によって発生するPN接合電位によって第2の基準
電圧Vref2が設定されている。この場合、定電流源44
は、比較器18、制御用トランジスタ20および駆動用トラ
ンジスタ22に定電流を供給して定電流駆動を実現してい
る。即ち、第1のトランジスタとして駆動用トランジス
タ22、第2のトランジスタとして制御用トランジスタ20
が設置されている。
したがって、この速度制御装置は、回転によって直流
モータ2に発生する逆起電力Vaと、第1の基準電圧源24
および分圧回路30で設定された第1の基準電圧V
ref1と、負の温度特性を持つ第2の基準電圧源38で設定
された負の温度係数を持つ第2の基準電圧Vref2との合
成基準電圧VrefTとを比較器18で比較し、比較器18が発
生する電圧差に応じて制御用トランジスタ20のベース電
流を制御して抵抗12の電圧降下を変化させ、この変化に
応じて直流ベース2の端子間電圧を調整し、この端子間
電圧に見合う電流を駆動用トランジスタ22によって直流
モータ2に流すので、温度変化に対応して直流モータ2
の温度係数を相殺する電流を流すことができ、温度変化
に無関係に直流モータ2の回転速度を一定に制御するこ
とができる。
この実施例の基準電圧源38は、P型半導体とN型半導
体の接合からなるPN接合素子40に定電流源42、44から定
電流を流してPN接合電位を発生させ、PN接合素子40とし
てたとえば、1個のダイオードで所定の負の温度係数を
持つ第2の基準電圧Vref2が設定でき、比率設定用の抵
抗26、28を設置しても、制御IC4は安価に構成できる。
また、第1の基準電圧Vref1の設定は、抵抗26、28の
抵抗値R26、R28の比率で容易に設定でき、また、この抵
抗26、28を外部に設置して任意の比率に外部から設定す
ることもできる。
(第2実施例) 第2図は、この発明の直流モータの速度制御装置の第
2実施例を示す。
この実施例では、電源端子6と接地端子8との間に第
1の基準電圧源24および定電流源32を設置し、第1の基
準電圧源24の両端に分圧回路30を付加することにより、
第1の基準電圧源24が発生した基準電圧Vrefを抵抗26、
28の抵抗比で分圧して第1の基準電圧Vref1を得てい
る。
また、第2の基準電圧源38は、PN接合素子としてのNP
N型トランジスタ46のコレクタ、ベースおよびエミッタ
を分圧回路30に形成された外部端子47、48、50にそれぞ
れ接続し、NPN型トランジスタ46のエミッタおよび比較
器18に定電流源52によって定電流を流し、定電流駆動し
ている。そこで、NPN型トランジスタ46のベース・エミ
ッタ間電圧VBE(ダイオード電圧)でNPN型トランジスタ
46の負の温度係数を持つ第2の基準電圧Vref2が設定さ
れている。
したがって、比較器18の非反転入力端子(+)に設定
される基準電圧VrefTは、温度係数を持たない第1の基
準電圧Vref1と、直流モータ2の正の温度係数を相殺す
る負の温度係数を持つ第2の基準電圧Vref2の合成値(V
ref1+Vref2)で設定されている。
そして、第1実施例では、出力端子14に加えられる直
流モータ2の逆起電力を比較器18の反転入力端子(−)
に加えて基準電圧VrefTと比較しているが、この実施例
の場合、比較器18の反転入力端子(−)には、直流モー
タ2の逆起電力が抵抗16を介して入力端子10から加えら
れて基準電圧VrefTと比較している。
このようにしても、第1実施例と同様の効果が得られ
る。
(実験例) 第1実施例において、抵抗26、28の抵抗値R26、R28
等しい値(R26=R28)に設定すると、第1の基準電圧源
24および分圧回路30で設定される温度係数を持たない第
1の基準電圧Vref1は0.6Vとなり、また、PN接合素子40
で設定される負の温度係数(−3000PPM/℃)を持つ第2
の基準電圧Vref2は0.6Vとなり、基準電圧VrefTはこれら
の加算値1.2Vとでその温度係数は−1500PPM/℃が設定さ
れ、この負の温度係数を持つ低いしかも無効電圧を伴わ
ない基準電圧VrefTによって、直流モータ2の温度係数
を相殺することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、温度特性を
持たない第1の基準電圧源および分圧回路によって設定
された第1の基準電圧と、直流モータの温度特性を相殺
する負の温度特性を持つ第2の基準電圧源によって設定
された第2の基準電圧との合成電圧値によって基準電圧
を設定し、この基準電圧と回転によって直流モータが発
生する逆起電力との差電圧に応じて直流モータに流す電
流を制御するので、極めて簡単な構成によって、直流モ
ータの温度特性を相殺でき、温度変化に無関係に一定な
回転速度を実現できる。特に、この発明によれば、無効
電圧を伴うことなく、低い基準電圧を設定することがで
き、制御回路自体の温度特性に影響を与えることなく、
直流モータの周囲温度における総合的な温度補償を簡単
かつ安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の直流モータの速度制御装置の第1実
施例を示す回路図、第2図はこの発明の直流モータの速
度制御装置の第2実施例を示す回路図である。 2……直流モータ 12……抵抗(第1の抵抗) 16……速度調整用抵抗(第2の抵抗) 18……比較器 20……制御用トランジスタ(第2のトランジスタ) 22……駆動用トランジスタ(第1のトランジスタ) 24……第1の基準電圧源 30……分圧回路 38……2の基準電圧源 40……ダイオード(PN接合素子) 42……第1の定電流源 44……第2の定電流源

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流モータの逆起電力と基準電圧とを比較
    し、両者の差電圧に応じて前記直流モータの駆動電流を
    加減することにより、回転速度を制御する直流モータの
    速度制御装置であって、 前記直流モータに直列に接続されて駆動電流を流す第1
    のトランジスタと、 前記直流モータの内部抵抗に対応する第1の抵抗と、 この第1の抵抗と直列回路を成して前記直流モータに並
    列に接続された第2の抵抗と、 前記第1の抵抗に前記駆動電流に対応する電流を流す第
    2のトランジスタと、 前記第1の抵抗と直列回路を成し、温度係数を持たない
    基準電圧を発生する第1の基準電圧源と、 この第1の基準電圧源に並列に接続され、前記基準電圧
    を分圧して第1の基準電圧を取り出す分圧回路と、 この分圧回路の分圧点にダイオードのアノードを接続す
    るとともに、このアノード側に第1の定電流源から定電
    流を流し、前記ダイオードのカソード側から第2の定電
    流源に定電流を引き込むことにより、前記第1の基準電
    圧を基準にして前記ダイオードの温度係数を持つ第2の
    基準電圧を発生する第2の基準電圧源と、 逆相入力側に前記直流モータの逆起電力、製造入力側に
    前記第1及び第2の基準電圧の加算値からなり温度係数
    を持つ基準電圧が加えられ、その出力部に前記第1及び
    第2のトランジスタのベースが接続され、前記逆起電力
    と前記基準電圧との差電圧に応じたベース電流として前
    記第1及び第2のトランジスタのベースに流す比較器
    と、 を備えて、前記直流モータの温度係数に対応する温度係
    数を持つ駆動電流を前記直流モータに供給して前記直流
    モータの温度特性を相殺することを特徴とする直流モー
    タの速度制御装置。
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