JP2568847Y2

JP2568847Y2 - モータ駆動回路

Info

Publication number: JP2568847Y2
Application number: JP1988006156U
Authority: JP
Inventors: 知雄藤森; 克彦大槻; 貴市丸山; 秀彦北原
Original assignee: チノン株式会社
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2003-01-21
Also published as: JPH01113597U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の目的〕（産業上の利用分野）本考案は、オフィス・オートメーション機器などに用
いられるブラシ付モータの正逆回転やボイスコイルモー
タなどを制御するサーボ方式のモータ駆動回路に関す
る。

（従来の技術）オフィス・オートメーション機器のハードディスクド
ライブに用いるボイスコイルモータでは、このボイスコ
イルモータの出力軸の位置を検出して指示位置とのずれ
を解消すべく制御しているが、このような場合に用いら
れるサーボ方式のモータ駆動回路として、従来は第３図
で示す±２電源方式や、第４図で示すブリッジ方式が用
いられている。

第３図の±２電源方式は、ボイスモータの出力軸の位
置信号や指示位置信号などに基づくサーボ信号が入力さ
れる演算増幅器（以下、オペアンプという）11を用いて
いる。このオペアンプ11の電源回路は電源＋Vccおよび
電源−Vccの±の２つの電源に接続している。また、駆
動対象となるモータ12は、このオペアンプ11の出力端と
接地端（GND）との間に接続している。

そして、オペアンプ11は入力端にサーボ信号が入力さ
れると、このサーボ信号を平衡電圧である零にするため
の大きさおよび極性の出力を生じ、モータ12を対応する
方向に所要量駆動する。

また、第４図のブリッジ方式は、サーボ信号が入力さ
れるオペアンプ13のほかに、その出力をそれぞれ入力と
する非反転増幅器14および反転増幅器15を用いている。
さらに、駆動対象のモータ12はこれら非反転増幅器14の
出力端とと反転増幅器15の出力端との間に接続してい
る。

そして、サーボ信号がオペアンプ13に入力されると、
このサーボ信号を平衡電圧にしようとするための大きさ
と極性の出力がオペアンプ13から生じ、非反転増幅器14
および反転増幅器15を介して出力の極性に応じた印加方
向でモータ12に加わり、モータ12を駆動する。

上述の方式はいずれもモータ12に加わる電圧を制御す
るものである。しかし、モータは誘導性負荷、いわゆる
リアクタンスであるため、印加電圧に対して電流の位相
は90°遅れる。このため、上述のように電圧を制御する
ことが即座にモータ電流を制御することにならないの
で、正確なサーボ効果は得られない。また、モータのト
ルクは電流に比例するので、サーボ制御は定電流回路で
行なうことが好ましい。

さらに、電源＋Vccと電源−Vccのように２電源を用い
るより単一電源のほうが、当然装置を安価に構成でき
る。

また、具体的にモータを制御する構成としては、たと
えば特開昭61-285087号公報に記載の構成が知られてい
る。この特開昭61-285087号に記載の構成もいわゆるブ
リッジ方式である。

すなわち、反転増幅器および非反転増幅器となる第１
および第２のオペアンプを設け、これら第１および第２
のオペアンプのそれぞれ対応する一方の入力端に基準電
圧を入力し、第１および第２のそれぞれのオペアンプの
出力端間に、調整用の可変抵抗、３つの抵抗およびモー
タのコイルにてブリッジ回路を構成し、このブリッジ回
路のブリッジ部分に帰還用の第３のオペアンプの入力端
を接続し、この第３のオペアンプからの帰還電圧を第４
のオペアンプを介して第１および第２のオペアンプの他
方の入力端に接続するものである。

そして、第３のオペアンプのそれぞれの入力端の電圧
値を一定にさせるように、モータのコイルに第１のオペ
アンプおよび第２のオペアンプにより電圧を印加して、
モータを駆動させるものである。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上述の特開昭61-285087号公報に記載
の構成の場合には、ブリッジ回路の電位を用いて制御を
行なうため、反転増幅用、非反転増幅用および帰還用の
オペアンプの少なくとも３つのオペアンプを用いなけれ
ばならず、回路構成が複雑になる。

また、ブリッジ回路のため、モータが所定位置にある
状態で平衡をとらなければならず、調整用抵抗による調
整も複雑である。

さらに、モータのコイルは温度により抵抗値が変化す
るため、温度変化による抵抗値の変化の温度補償が必要
になり、平衡を保つことが非常に難しい問題を有してい
る。

本考案の目的は、簡単な構成で温度変化などによる調
整を特に必要とすることなく、正確なサーボ効果を得る
ことができる安価なモータ駆動回路を提供することにあ
る。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段）本考案のモータ駆動回路は、モータコイルに直列接続
され前記モータコイルと直列回路を形成する電流検出抵
抗と、これらモータコイルおよび電流検出抵抗の直列回
路に対して並列に接続され抵抗値が中間の中点を有する
出力端分割抵抗と、反転入力端および非反転入力端にそ
れぞれサーボ信号電圧が入力されるとともに非反転入力
端に前記電流検出抵抗の電流値を帰還して定電流制御
し、出力端に前記モータコイルおよび前記電流検出抵抗
の直列回路の一端とこの直列回路に並列に接続された前
記出力端分割抵抗の一端との接続点が接続される第１の
演算増幅器を有する定電流回路と、非反転入力端に基準
電圧が入力され反転入力端に前記出力分割抵抗の中点が
接続されるとともに出力端に前記モータコイルおよび前
記電流検出抵抗の直列回路の他端と前記出力端分割抵抗
の他端との接続点が接続されこの出力端分割抵抗の中点
の電圧を前記基準電圧に対応させて前記モータコイルの
電圧を制御する第２の演算増幅器を有する可変電圧設定
回路とを具備したものである。

（作用）本考案は、第１の演算増幅器の非反転入力端に電流検
出抵抗の電流を帰還して電流検出抵抗に流れる電流に基
づき定電流とする定電流回路とし、第２の演算増幅器の
非反転入力端を基準電圧でバイアスするとともに出力端
分割抵抗により反転増幅回路を構成する可変電圧設定回
路とし、第２の演算増幅器により設定された電圧に基づ
き能動的に帰還するとともに第１の演算増幅器の出力と
逆位相とすることにより、第１の演算増幅器によりサー
ボ信号電圧の大きさと極性に対応させて出力端分割抵抗
で定電流としてモータコイルに電流を流すことにより、
ブリッジ回路による場合に比べて少ない数の演算増幅器
で対応でき、また、モータコイルは電流制御となるため
温度変化などによる抵抗値などの補償も不要で簡単な構
成となり、さらに、平衡を求めるのではないため平衡調
整も不要で、いたずらに印加電圧を高めずに実質の通電
量を増すことができ、正確なサーボ効果を得る。

（実施例）以下、本考案のモータ駆動回路の一実施例を図面を参
照して説明する。

第１図において、18は第１の演算増幅器である第１の
オペアンプで、この第１のオペアンプ18の反転入力端−
および非反転入力端＋は、サーボ信号電圧の印加点とな
る部分A,Bと抵抗19または抵抗20を介して接続されてい
る。また、第１のオペアンプ18の出力端の部分Ｃは電流
検出抵抗21を介して駆動対象であるモータコイル22の一
端に接続されている。さらに、電流検出抵抗21のモータ
コイル22との接続端の部分Ｄと非反転入力端＋との間お
よび出力端の部分Ｃと反転入力端−との間は、それぞれ
抵抗23または抵抗24を介して接続されており、これらに
て定電流回路を構成している。

また、26は第２の演算増幅器である第２のオペアンプ
26で、この第２のオペアンプ26の出力端の部分Ｅは第１
のオペアンプ18の出力端の部分Ｃと出力端分割抵抗27,2
8を介して接続され、反転増幅回路の可変電圧設定回路
を構成している。また、この第２のオペアンプ26の出力
端の部分Ｅはモータコイル22の他端とも接続されてい
る。さらに、第２のオペアンプ26の反転入力端−は出力
端分割抵抗27,28の中点の部分Ｆと接続されており、こ
の中点電圧が印加される。また、非反転入力端＋は、電
源Vccと接地端との間に設けられた電源分割抵抗29,30の
中点の部分Ｇと接続されており、電源の中点電圧が印加
される。

なお、第１のオペアンプ18および第２のオペアンプ26
にはそれぞれ電源Vccが接続されている。また、第１の
オペアンプ18および第２のオペアンプ26の出力端には、
第２図で示す吐き出し吸い込み回路が構成されている。
そして、この吐き出し吸い込み回路はNPN型トランジス
タ32のエミッタとPNP型トランジスタ33のエミッタとが
接続され、NPN型トランジスタ32のコレクタが電源Vcc
に、PNP型トランジスタ33のコレクタが接地端にそれぞ
れ接続され、両NPN型トランジスタ32のベースおよびPNP
型トランジスタ33のベースがオペアンプ内回路に接続さ
れたもので、入力される信号電圧の不平衡状態の大きさ
および方向に応じてエミッタに接続した出力端から電流
を吐き出したり吸い込んだりする。

また、この吐き出し吸い込み回路はディスクリートト
ランジスタで構成してもよい。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、サーボ信号電圧が0Vの場合、すなわち、印加点
の部分A,Bに印加された電圧Ｖ_A,V_BがＶ_A＝Ｖ_Bで、第１
のオペアンプ18の入力が平衡しているときに、第１およ
び第２のオペアンプ18,26の出力端の部分Ｃおよび部分
Ｅの電圧はともに1/2Vccになるため、モータコイル22に
電流は流れない。

これに対し、サーボ信号電圧として、Ｖ_A＞Ｖ_Bの不平
衡電圧が第１のオペアンプ18に入力されると、反転入力
端−への入力電圧の方が高いため、出力端の部分Ｃにお
ける電圧Ｖ_Cは1/2Vccからこの不平衡分だけ低下する。
このため、出力端分割抵抗27,28の中点電圧Ｖ_Fが低下
し、第２のオペアンプ26では反転入力端−への入力電圧
が低くなり、出力端の部分Ｅの出力電圧Ｖ_Eは1/2Vccか
ら低下した分だけ上昇する。

このように、第１のオペアンプ18の出力端の部分Ｃと
第２のオペアンプ26の出力端の部分Ｅとの電圧Ｖ_Cと電
圧Ｖ_Eとに差が生じたことにより、モータコイル22には
第２のオペアンプ26の出力端の部分Ｅから第１のオペア
ンプ18の出力端の部分Ｃに向ってサーボ信号電圧に対応
した通電量である電流が流れ、図示しないモータは始動
する。そして、このモータコイル22に流れる電流によっ
て電流検出抵抗21の両端に生じる電圧降下が、前述した
不平衡電圧に対応したモータサーボ電流を表わしてお
り、第１のオペアンプ18により定電流制御される。

また、サーボ信号電圧としてＶ_A＜Ｖ_Bの不平衡電圧が
入力された場合は、第１のオペアンプ18の出力電圧Ｖ_C
が1/2Vccから不平衡分だけ上昇し、第２のオペアンプ26
の出力電圧Ｖ_Eはこの分低下する。したがって、モータ
コイル22には第１のオペアンプ18の出力端の部分Ｃから
第２のオペアンプ26の出力端の部分Ｅに向ってサーボ信
号電圧に対応した通電量である電流が流れ、前述の場合
と同じく定電流制御される。

上記動作から、モータコイル22の一端には定電流回路
が接続され、かつ、他端には1/2Vccを中心としてVccか
ら0Vまで変化できる電源に接続された状態が得られ、モ
ータコイル22には入力であるサーボ信号電圧の不平衡状
態の大きさおよび方向に対応した大きさおよび方向の定
電流制御された電流が流れる。一方、モータコイル22に
流れる電流とトルクは比例するのに対し、電圧の場合に
は電流に対して位相差を有している。このため、上記実
施例では電流制御を行なっているので、電圧制御の場合
のようにリアクタンスによる影響を受けないため、正確
なサーボ効果を得ることができる。

さらに、不平衡電圧検出用ブリッジ回路の一辺にモー
タコイルを位置させて、平衡によりモータを制御する構
成に比べてオペアンプの数を少なくすることができると
ともに、平衡調整などが不要になるので操作を容易にで
きる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、第１の演算増幅器の非反転入力端に
電流検出抵抗の電流を帰還して電流検出抵抗に流れる電
流に基づき定電流とする定電流回路とし、第２の演算増
幅器の非反転入力端を基準電圧でバイアスするとともに
電流検出抵抗により反転増幅回路を構成して、第２の演
算増幅器を能動的に動作させ、第１の演算増幅器と逆位
相にすることにより、サーボ信号電圧である不平衡電圧
の大きさと極性に対応した大きさおよび方向の定電流を
モータコイルに流すことにより、ブリッジ回路による場
合に比べて少ない数の演算増幅器で対応でき、また、モ
ータコイルは電流制御となるため温度変化などによる抵
抗値などの補償も不要で簡単な構成となり、さらに、平
衡を求める必要がないため平衡調整も不要で、いたずら
に印加電圧を高めることなく、定電流制御により実質の
通電量を増すことができ、正確なサーボ機能を果すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるモータ駆動回路の一実施例を示す
回路図、第２図は第１図で用いる吐き出し吸い込み回路
を示す回路図、第３図および第４図は従来例を示す回路
図である。 18……第１の演算増幅器としての第１のオペアンプ、21
……電流検出抵抗、22……モータコイル、26……第２の
演算増幅器としての第２のオペアンプ、27,28……出力
端分割抵抗、−……反転入力端、＋……非反転入力端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者丸山貴市長野県諏訪市高島１丁目21番17号チノン株式会社内 (72)考案者北原秀彦長野県諏訪市高島１丁目21番17号チノン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−285087（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−130819（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−6087（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】モータコイルに直列接続され前記モータコ
イルと直列回路を形成する電流検出抵抗と、これらモータコイルおよび電流検出抵抗の直列回路に対
して並列に接続され抵抗値が中間の中点を有する出力端
分割抵抗と、反転入力端および非反転入力端にそれぞれサーボ信号電
圧が入力されるとともに非反転入力端に前記電流検出抵
抗の電流値を帰還して定電流制御し、出力端に前記モー
タコイルおよび前記電流検出抵抗の直列回路の一端とこ
の直列回路に並列に接続された前記出力端分割抵抗の一
端との接続点が接続される第１の演算増幅器を有する定
電流回路と、非反転入力端に基準電圧が入力され反転入力端に前記出
力分割抵抗の中点が接続されるとともに出力端に前記モ
ータコイルおよび前記電流検出抵抗の直列回路の他端と
前記出力端分割抵抗の他端との接続点が接続されこの出
力端分割抵抗の中点の電圧を前記基準電圧に対応させて
前記モータコイルの電圧を制御する第２の演算増幅器を
有する可変電圧設定回路とを具備したことを特徴とするモータ駆動回路。