JP2707079B2 - Control circuit of DC motor - Google Patents

Control circuit of DC motor

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JP2707079B2
JP2707079B2 JP62135395A JP13539587A JP2707079B2 JP 2707079 B2 JP2707079 B2 JP 2707079B2 JP 62135395 A JP62135395 A JP 62135395A JP 13539587 A JP13539587 A JP 13539587A JP 2707079 B2 JP2707079 B2 JP 2707079B2
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rotation
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修 矢口
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株式会社 リケン
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流電動機の制御回路に関する。 〔発明の概要〕 直流電動機の誘導起電力により回転検知用トランジス
タ及び駆動用トランジスタを順次オンさせて、外力によ
る回転が持続するようにし、電動機の整流切換点で電機
子巻線に発生するパルスでもって検知用トランジスタを
瞬時オフさせて、電動機が拘束された後には再起動しな
いように構成すると共に、回転検知用トランジスタが能
動領域で動作するようにエミッタホロワ形として、高速
遮断が行われるようにした電動機制御回路である。 〔従来の技術〕 例えば、玩具自動車においては、一旦駆動(走行)さ
せるとスイッチをオフにしない限り駆動が停止しないた
め、走行を阻止された場合、必要以上の電機エネルギー
が消費されて不経済である上に、モータ、その他の機構
に無理な負荷を与え、玩具自動車の寿命を短縮させた
り、トラブルの原因となった。 この問題を解消するために、電動機の高速停止位置で
拘束電流が流れないように、回転系に停止位置決め機構
を設け、停止位置ではブラシと整流子とが接触しないよ
うにした回転機構が用いられている。 しかしこのような停止位置決め構造は複雑で故障し易
く、また組立時に調整作業を必要とする。 このために本願出願人は、第4図のような直流電動機
の制御回路を提案している。(特願昭62−97082号)。
この制御回路は、直流電動機Mの誘導起電力でオンとな
る回転検知用トランジスタQ11等と、この検知用トラン
ジスタQ11によってオンとなって駆動電圧Eを上記直流
電動機に供給する駆動用トランジスタQ12とを備える。
また上記直流電動機の整流子の極性切換点では電機子巻
線に敗勢するパルスによって上記検知用トランジスタQ1
1が瞬時オフするように、上記直流電動機の電機子巻線
に連なる端子と上記検知用トランジスタとを接続してあ
る。 電動機Mに外力を与えて強制回転させると、誘導起電
力が発生し、これによって回転検知用トランジスタQ11
がオンとなり、更に駆動用トランジスタQ12がオンとな
る。従って電動機Mが回転を続ける。 電動機Mの回転に伴って、整流子の極性切換点で電機
子巻線に発生するパルスで検知用トランジスタが周期的
に強制オフさせられる。しかし回転系の慣性で電動機が
誘導起電力を発生している限りは、検知用トランジスタ
Q11は即座にオンに復帰するので、駆動用トランジスタQ
12もオンとなり、回転は維持される。上記パルスは電動
機の拘束(回転停止)を検知するためのサンプリングパ
ルスとして機能している。 電動機を拘束すると、停止直前には誘導起電力は極め
て小さくなり、整流切換点で発生する上記のパルスでも
って検知用トランジスタQ11がオフにされると、もはや
検知用トランジスタがオンとなることができない。従っ
て駆動用トランジスタQ12もオフになり、電動機は停止
する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 第4図の制御回路は、ベースが電動機Mの端子に連な
る検知用トランジスタQ11に、コレクタ負荷抵抗R11、ベ
ースの電流制限抵抗R12を接続する必要があり、またト
ランジスタQ11のコレクタに連なるトランジスタQ12のベ
ースにも電流制限抵抗R13を接続する必要があり、回路
部品数が比較的多い。 また検知用トランジスタQ11でもって駆動用トランジ
スタQ12をオン・オフ制御するために、トランジスタQ11
を大振幅動作させる必要があり、飽和及び遮断領域で使
用しなければならない。従ってトランジスタQ11のベー
ス領域においてキャリア蓄積があるために、電動機Mの
整流子の極性切換点ごとに電機子巻線に瞬時発生するパ
ルスでトランジスタQ11のベース・エミッタが逆バイア
スになっても、Q11が完全にオフとならない場合があ
る。またQ11が瞬時オフになっても、Q12にもベース領域
のキャリア蓄積があるので、オフに到らない場合もあ
る。 このため電動機Mが拘束されたときに、駆動用トラン
ジスタQ12がオフせずに拘束電流が流れ、回路や電動機
Mが破損することがある。 本発明はこの問題にかんがみ、回路構成を簡略にする
と共に、回転検知用トランジスタの周期的なオフを確実
にして、拘束時の供給遮断を確実に行わせるようにする
ことを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の直流電動機の制御回路は、直流電動機の端子
に生じる誘導起電圧によってオンとなると共に、上記電
動機の整流子の極性切換点ごとに電機子巻線に発生する
パルスによって周期的に瞬時オフするように上記電動機
の一方の端子に制御入力が接続された回転検知用トラン
ジスタQ1と、上記回転検知用トランジスタの出力電流が
制御電流となるように直結され、この回転検知用トラン
ジスタがオンしたときに上記直流電動機の端子に駆動電
圧を供給するためにオンされると共に、上記回転検知用
トランジスタの上記周期的オフに伴ってオフされるよう
にした駆動用トランジスタQ2と、上記回転検知用トラン
ジスタの負荷抵抗としてその電流出力端と電動機の他方
の端子との間に接続され、その制御入力に対して負帰還
作用を及ぼすことにより該回転検知用トランジスタを非
飽和領域で作動させる抵抗R1とを具備する。 〔作用〕 回転検知用トランジスタQ1が瞬時オフするごとに駆動
用トランジスタQ2がオフし、電動機への電源供給が遮断
され、電動機の回転に伴う誘導起電圧が検知される。ト
ランジスタQ1には能動領域で動作しているので、高速か
つ確実にターンオフ動作する。電動機を拘束すると、停
止直前には誘導起電圧は極めて小さくなり、検知用トラ
ンジスタが一旦オフとなると、再びオンになることがで
きない。このとき駆動トランジスタの入力制御電流(ベ
ース電流)が、能動領域で動作し誘導起電圧の低下に伴
って出力電流が減少している検知用トランジスタによっ
て絞られているので、駆動トランジスタのターンオフは
確実に起こる。 〔実施例〕 第1図に本発明の一実施例の直流電動機用制御回路を
示す。この制御回路は例えば玩具の電池自動車に組込ま
れたもので、電動機Mは、周知の直流3極(相)タイプ
整流子電動機(マイクロモータ)である。 電動機Mの端子T1には、電源電圧Eを供給する駆動用
トランジスタQ2のエミッタ−コレクタが直列に結合さ
れ、またこのトランジスタQ2のベースに回転検知用トラ
ンジスタQ1のコレクタ−エミッタが直列に直結されてい
る。この検知用トランジスタQ1のベースは電動機Mの端
子T1に接続され、またエミッタは抵抗R1を介して電動機
Mの端子T2(接地電位)に接続されている。 これらのトランジスタQ1、Q2はオン状態が自己保持さ
れる接続になっている。即ち、一旦Q1がオンになると、
そのコレクタ電流がQ2のベース電流となってQ2がオンす
る。従ってQ2のコレクタ電圧が上昇して電動機Mに駆動
電圧が供給される。このときQ2のコレクタからQ1にベー
ス電流が供給されるので、Q1のオン状態が保持される。 第1図の電動機制御回路は静止状態においてオフに保
たれる。ここで電動機Mの端子T1に正、端子T2に負電圧
が発生するように電動機Mを外力によって回転させる
(この方向を正転とする)。誘導起電力Enは電機子の回
転速度Nに比例する。 En=A・N(Aは定数) EnがトランジスタQ1のベース・エミッタ順方向電圧V
BE1を越えると、抵抗R1を通してベース電流が流れ、Q1
がオンとなる。従ってトランジスタQ2もオンとなり、正
回転が持続する。 このようにして電動機Mを起動させた後、例えば電池
自動車が障害物に当たって電動機Mが拘束停止される
と、第1図の前記回路は以下の原理により自動的にオフ
となる。 第2図a〜cは第1図の電動機Mの電機子回路を示
し、この例では三相のデルタ巻線L1、L2、L3の3極の整
流子C1、C2、C3及び一対のブラシB1、B2から成る。
(a)の回転位置では、ブラシB1、B2間で巻線L2とL3
直列が巻線L1と並列になっている。(b)の回転位置で
は、巻線L3が短絡で、巻線L1、L2とが並列、更に(c)
の回転位置では巻線L1とL3との直列が巻線L2と並列にな
っている。従って(b)の回転位置ではブラシ間の巻線
インピーダンスが急激に変化し、第3図の波形図に示す
ように電動機Mの端子T1、T2間で電磁誘導による急峻な
正負のパルス電圧(サセプタンス電圧と称されている)
が発生する。第2図(b)と同様な接続状態が電機子の
1回転につき6回生じるので、このパルス電圧は60゜ご
とに発生する。 従って第1図において例えば制御回路がオンとなって
いて電動機Mが正転しているときには、端子T1、T2間に
発生する負のパルスで検知用トランジスタQ1のベース・
エミッタ間が逆バイアスされるので、これらのトランジ
スタが電動機Mの60゜回転ごとに一瞬オフになる。しか
し電動機Mが回転している限りは、その正の誘導起電圧
でもって制御回路はオンに保たれている。 ここで電動機Mを外力で拘束すると、一般には拘束電
流が流れ続けようとするが、拘束直前に第2図(b)の
ような接続状態にて発生する負パルスにより、トランジ
スタQ1がオフになる。この時点で停止に近い回転速度ま
で低下していると、端子T1、T2の誘導起電力Enが著しく
小さくなっていて、En≦VBE1となり、検知用トランジス
タQ1はもはやオンになることができない。従って制御回
路はオフになる。 なお第1図の制御回路において、トランジスタQ1のエ
ミッタに挿入された抵抗R1は、Q1のコレクタ電流に対し
負帰還として作用する。即ち、Q1のベース電流が増大し
てコレクタ電流が増加しようとすると、エミッタ電圧が
上昇するので、ベース電流が減少する。従ってトランジ
スタQ1を能動領域で動作させることができ、そのベース
領域の過剰少数キャリアを無くして、ターンオフ時の遅
れ時間を微小にすることができる。このため電動機Mの
回転に伴って整流子の極性切換点で電機子巻線に発生す
るパルスでもって、トランジスタQ1を瞬時完全にオフさ
せることができる。従って拘束検出が確実に行われる。 トランジスタQ1のコレクタ電流はトランジスタQ2のベ
ース電流であるので、オン時にQ2がほぼ飽和領域で動作
するように抵抗R1の値を定めることができる。またQ2が
オンで電動機Mが回転しているときにこれを拘束する
と。Q2は能動領域を経てから遮断領域に至り、オフす
る。即ち、電動機Mが回転しているときには、その端子
T1に電源電圧Eとほぼ同じ電圧が生じている。従ってQ1
に略オンで、Q2に十分なベース電流が流れ、Q2はベース
電流がオーバードライブになっている状態でオンとなっ
ている。電動機Mを減速して拘束に至らしめると、その
端子T1の電位は急速に低下し、Q1のコレクタ電流(Q2の
ベース電流)が絞られる。このためQ2は、そのベース電
流の略直流増幅倍率がコレクタ電流となるような能動領
域で一旦動作するので、Q1が上述のように電動機Mのパ
ルスノイズで瞬時オフすることにより、即座にQ2はオフ
となる。 なおトランジスタのターンオフ時の遅れ時間tstgは、
周知のように下式で表される。 (IB1:オン時ベース電流、IB2:オフ時に過剰ベース少数
キャリアを中和するための逆回復ベース電流、Ic:コレ
クタ電流、hFE:飽和領域の端での直流エミッタ増幅率、
fb:ベース遮断周波数、τc:コレクタ層の少数キャリア
の寿命時間) 従ってコレクタ電流Icがベース電流IB1のhFE倍(Ic
hFE・IB1)となっている能動領域からトランジスタがオ
フする場合には、第1式の分母と分子とが略同一となっ
て、tstg≒0となる。 従って第1図の制御回路によれば、電動機Mを拘束し
たときにターンオフに失敗することがなく、確実に拘束
検出及び給電遮断が行われる。 実施例の電動機制御回路を玩具自動車に適用した場合
には、玩具自動車を走らせようと前方に押せば、回路は
オンになり走行を続け、障害物に走行を阻止されたり、
駆動輪を手で止めたりすると瞬時に回路はオフになる。 従って、特に、幼児にとっては難しいスライドスイッ
チ等の操作がないため、思いのまま操作することができ
る。また直流電動機の起動電流、拘束電流(ともに走行
時より大きい)を流すことがないので、電池等のエネル
ギーを浪費することが極めて少ない。更に電動機、機構
等にも無理な負荷がかからないからトラブルが減少し、
玩具自動車の寿命を長くすることもできる。 また、回路がシンプルであるため、安価で容易にこれ
らの機能を得られ、過電流リミッタのようにモータに流
れる電流を検知して制御する方式と異なり、回路の供給
電圧が変動(低下)してもこの機能を損なうことはな
い。 この制御回路は玩具自動車に限らず、アコーディオン
カーテン、ブラインド等にも採用して自動開閉用カーテ
ン装置や自動開閉ブラインド装置、その他等いろいろな
用途にも使用することができる。 なお必要に応じて第1図の制御回路に起動スイッチ又
は停止スイッチを付加してもよい。起動スイッチはトラ
ンジスタQ1又はQ2のコレクタ・エミッタ間を短絡するプ
ッシュスイッチであってよい。停止スイッチは例えばト
ランジスタQ1又はQ2のベース・エミッタ間を短絡するプ
ッシュスイッチであってよい。これらの起動スイッチ又
は停止スイッチを設ければ、電動機Mの外力による起動
及び拘束による停止の外に、スイッチによる起動/停止
の制御もできるようになる。 〔発明の効果〕 本発明は上述の如く、直流電動機を外力で強制回転さ
せたときには、その誘導起電力によって回転を検知して
駆動トランジスタをオンさせて回転を持続させ、回転中
には回転検知用トランジスタを周期的に瞬時オフさせ
て、誘導起電圧に基く回転及び停止の検出が周期的に確
実に行われるようにし、電動機を拘束停止させたときに
は、回転検知用トランジスタがオフした時点の誘導起電
圧が低くて再度オンしないことにより、駆動トランジス
タをオフにし、電圧供給を断つように構成してある。従
って、電動機の強制回転、拘束停止により駆動回路の自
動オン/オフを行なって、はずみ車のような慣性動作に
似た動作を電気的な制御により、しかも簡単な回路構成
で得ることができる。 また電動機の整流切換点で電機子巻線に周期的に発生
するパルスを利用して回転検知用トランジスタを周期的
にオフ、従って駆動トランジスタのオフにして回転検出
を繰り返し行なう構成であるから、単に誘導起電力の電
圧レベルを微細に弁別して回転/拘束停止を判定する方
式に較べて動作が確実であり、しかも電動機の端子電圧
が電源電位となっていても、回転/停止に伴う誘導起電
圧の有無を駆動トランジスタのオフによる電源遮断状態
で確実に検出して、回転/拘束停止を誤動作なく弁別す
ることができ、更には特別なパルス発振器を組込む必要
がなく、簡単安価に製造することができる。 更に、回転検知用トランジスタQ1を能動領域動作させ
るように負帰還抵抗を設けたので、オン/オフのスイッ
チングの遅れが殆どなく高速に動作するので、電動機の
整流切換点で発生する微小負パルスでも検知用トランジ
スタQ1を確実にオフさせることができ、しかも拘束停止
の直前には電動機の誘導起電圧が低下し、能動動作して
いる回転検知用トランジスタQ1の出力電流が小さくな
り、その出力に制御入力が直結されている駆動用トラン
ジスタQ2の動作点が飽和領域から能動領域に移行するの
で、検知用トランジスタQ1がオフになったときに駆動用
トランジスタQ2が時間遅れなく確実にオフするから、回
転/拘束停止の検出及び拘束時の自動給電遮断を誤動作
なく一層確実に行なわせることができる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control circuit for a DC motor. [Summary of the Invention] The rotation detecting transistor and the driving transistor are sequentially turned on by the induced electromotive force of the DC motor so that the rotation by the external force is continued, and the pulse generated in the armature winding at the commutation switching point of the motor is used. In this way, the detection transistor is turned off instantaneously, so that it is not restarted after the motor is restrained, and the high-speed cutoff is performed as an emitter follower type so that the rotation detection transistor operates in the active region. It is a motor control circuit. [Background Art] For example, in a toy car, once driven (running), the driving does not stop unless the switch is turned off. Therefore, if the running is stopped, more electric energy than necessary is consumed and uneconomical. In addition, excessive load was applied to the motor and other mechanisms, shortening the life of the toy car and causing trouble. In order to solve this problem, a stop positioning mechanism is provided in the rotating system so that the binding current does not flow at the high-speed stop position of the motor, and a rotation mechanism that prevents the brush and the commutator from contacting at the stop position is used. ing. However, such a stop positioning structure is complicated and liable to break down, and requires an adjusting operation during assembly. For this purpose, the present applicant has proposed a control circuit for a DC motor as shown in FIG. (Japanese Patent Application No. 62-97082).
This control circuit includes a rotation detecting transistor Q11 and the like which are turned on by the induced electromotive force of the DC motor M, and a driving transistor Q12 which is turned on by the detecting transistor Q11 and supplies a driving voltage E to the DC motor. Prepare.
Also, at the switching point of the commutator of the DC motor, the detection transistor Q1
The terminal connected to the armature winding of the DC motor and the detection transistor are connected so that 1 is momentarily turned off. When an external force is applied to the motor M to forcibly rotate the motor M, an induced electromotive force is generated, whereby the rotation detecting transistor Q11
Is turned on, and the driving transistor Q12 is turned on. Therefore, the electric motor M keeps rotating. With the rotation of the electric motor M, the detection transistor is periodically forcibly turned off by a pulse generated in the armature winding at the polarity switching point of the commutator. However, as long as the motor generates induced electromotive force due to the inertia of the rotating system, the detection transistor
Q11 immediately returns to ON, so the driving transistor Q
12 is also turned on and rotation is maintained. The above-mentioned pulse functions as a sampling pulse for detecting the constraint (rotation stop) of the motor. When the motor is restrained, the induced electromotive force becomes extremely small immediately before the stop, and when the detection transistor Q11 is turned off by the above pulse generated at the rectification switching point, the detection transistor can no longer be turned on. . Therefore, the driving transistor Q12 is also turned off, and the motor stops. [Problems to be Solved by the Invention] In the control circuit of FIG. 4, it is necessary to connect a collector load resistor R11 and a base current limiting resistor R12 to a detection transistor Q11 whose base is connected to a terminal of the motor M, Also, it is necessary to connect the current limiting resistor R13 to the base of the transistor Q12 connected to the collector of the transistor Q11, and the number of circuit components is relatively large. Further, in order to control the driving transistor Q12 on / off by the detection transistor Q11, the transistor Q11 is used.
Must be operated in a large amplitude, and must be used in the saturation and cut-off regions. Therefore, since there is carrier accumulation in the base region of the transistor Q11, even if the base / emitter of the transistor Q11 is reverse-biased by a pulse instantaneously generated in the armature winding at each polarity switching point of the commutator of the motor M, Q11 May not turn off completely. Even if Q11 is turned off instantaneously, there is a case where Q12 does not turn off because Q12 also has carrier accumulation in the base region. Therefore, when the motor M is restrained, the restraining current flows without turning off the driving transistor Q12, and the circuit and the motor M may be damaged. SUMMARY OF THE INVENTION In view of this problem, an object of the present invention is to simplify the circuit configuration, and to ensure that the rotation detecting transistor is periodically turned off so that the supply can be reliably shut off during the restraint. [Means for Solving the Problems] The control circuit of the DC motor of the present invention is turned on by an induced electromotive voltage generated at a terminal of the DC motor, and has an armature winding for each polarity switching point of the commutator of the motor. A rotation detection transistor Q1 having a control input connected to one terminal of the electric motor so as to be momentarily turned off periodically by a pulse generated in the motor, and is directly connected so that an output current of the rotation detection transistor becomes a control current. When the rotation detecting transistor is turned on, it is turned on to supply a driving voltage to the terminal of the DC motor, and is turned off in accordance with the periodic turning off of the rotation detecting transistor. The transistor Q2 is connected between its current output terminal and the other terminal of the motor as a load resistance of the rotation detecting transistor, and has its control input ; And a resistor R1 for actuating the rotation detecting transistor in the non-saturated region by exerting a negative feedback action to. [Operation] Every time the rotation detecting transistor Q1 is momentarily turned off, the driving transistor Q2 is turned off, power supply to the motor is cut off, and an induced electromotive voltage accompanying rotation of the motor is detected. Since the transistor Q1 operates in the active region, the transistor Q1 performs a fast and reliable turn-off operation. When the motor is restrained, the induced electromotive voltage becomes extremely small immediately before the stop, and once the detection transistor is turned off, it cannot be turned on again. At this time, since the input control current (base current) of the drive transistor is reduced by the detection transistor which operates in the active region and the output current is reduced as the induced electromotive voltage decreases, the turn-off of the drive transistor is ensured. Happens. Embodiment FIG. 1 shows a control circuit for a DC motor according to an embodiment of the present invention. This control circuit is incorporated in, for example, a toy battery car, and the motor M is a well-known DC three-pole (phase) type commutator motor (micromotor). An emitter-collector of a driving transistor Q2 for supplying a power supply voltage E is connected in series to a terminal T1 of the motor M, and a collector-emitter of a rotation detecting transistor Q1 is directly connected in series to a base of the transistor Q2. I have. The base of the detection transistor Q1 is connected to a terminal T1 of the motor M, and the emitter is connected to a terminal T2 (ground potential) of the motor M via a resistor R1. These transistors Q1 and Q2 are connected so that the ON state is self-held. That is, once Q1 turns on,
The collector current becomes the base current of Q2, turning on Q2. Therefore, the collector voltage of Q2 rises and the drive voltage is supplied to the motor M. At this time, a base current is supplied from the collector of Q2 to Q1, so that the ON state of Q1 is maintained. The motor control circuit of FIG. 1 is kept off in the stationary state. Here, the motor M is rotated by an external force so that a positive voltage is generated at the terminal T1 of the motor M and a negative voltage is generated at the terminal T2 (this direction is defined as a forward rotation). Induced electromotive force E n is proportional to the rotational speed N of the armature. E n = A · N (A is a constant) the base-emitter forward voltage V of E n is the transistor Q1
Beyond BE1 , base current flows through resistor R1 and Q1
Turns on. Therefore, the transistor Q2 is also turned on, and the forward rotation continues. After the electric motor M is started in this way, if, for example, the battery car hits an obstacle and the electric motor M is restrained and stopped, the circuit in FIG. 1 is automatically turned off according to the following principle. Figure 2 a~c shows the armature circuit of the motor M of Figure 1, the commutator C 1 three-pole of the delta winding L 1 of the three phases in the example, L 2, L 3, C 2, C 3 and a pair of brushes B 1 and B 2 .
The rotational position of (a), the series of winding L 2 and L 3 is in parallel with winding L 1 between the brush B 1, B 2. The rotational position of (b), in the winding L 3 is short-circuited, the windings L 1, L 2 and are parallel and (c)
The rotational position series between winding L 1 and L 3 is in parallel with winding L 2. Accordingly, the winding impedance between the brushes sharply changes at the rotational position of (b), and as shown in the waveform diagram of FIG. 3, the steep positive and negative pulse voltages (susceptances) between the terminals T1 and T2 of the electric motor M due to electromagnetic induction. Voltage)
Occurs. Since the connection state similar to that shown in FIG. 2B occurs six times per rotation of the armature, this pulse voltage is generated every 60 degrees. Therefore, in FIG. 1, for example, when the control circuit is turned on and the motor M is rotating forward, a negative pulse generated between the terminals T1 and T2 causes the base of the detection transistor Q1 to rotate.
Since the emitters are reverse-biased, these transistors are momentarily turned off every 60 ° of rotation of the motor M. However, as long as the motor M is rotating, the control circuit is kept on by its positive induced electromotive voltage. When the motor M is restrained by an external force, the restraining current generally tends to continue to flow, but the transistor Q1 is turned off by a negative pulse generated in the connection state as shown in FIG. . If is reduced to the rotational speed close to the stop at this point, have an induced electromotive force E n of terminals T1, T2 is significantly reduced, E n ≦ V BE1, and the sensing transistor Q1 can no longer turn on Can not. Therefore, the control circuit is turned off. In the control circuit of FIG. 1, the resistor R1 inserted into the emitter of the transistor Q1 acts as a negative feedback for the collector current of Q1. That is, when the base current of Q1 increases and the collector current attempts to increase, the emitter voltage increases and the base current decreases. Therefore, the transistor Q1 can be operated in the active region, the excess minority carriers in the base region can be eliminated, and the turn-off delay time can be reduced. Therefore, the transistor Q1 can be completely and instantaneously turned off by a pulse generated in the armature winding at the switching point of the commutator with the rotation of the motor M. Therefore, the constraint detection is performed reliably. Since the collector current of the transistor Q1 is the base current of the transistor Q2, the value of the resistor R1 can be determined so that the transistor Q2 operates in a substantially saturated region when turned on. Also, suppose that when Q2 is on and electric motor M is rotating, it is restrained. Q2 reaches the cutoff region after passing through the active region and turns off. That is, when the motor M is rotating, its terminal
A voltage substantially equal to the power supply voltage E is generated at T1. Therefore Q1
, The base current is sufficient to flow through Q2, and Q2 is turned on while the base current is overdriven. When the motor M is decelerated to be locked, the potential of the terminal T1 is rapidly reduced, and the collector current of Q1 (base current of Q2) is reduced. For this reason, Q2 once operates in the active region where the DC amplification factor of the base current becomes the collector current, so that Q1 is momentarily turned off by the pulse noise of the electric motor M as described above, so that Q2 is immediately turned on. Turns off. Note that the delay time t stg when the transistor is turned off is
As is well known, it is represented by the following equation. (I B1 : base current at ON, IB2 : reverse recovery base current to neutralize excess base minority carriers at OFF, I c : collector current, h FE : DC emitter amplification factor at the end of the saturation region,
f b: base cutoff frequency, tau c: few life time of carriers) therefore the collector current I c of the collector layer of the base current I B1 h FE times (I c =
When the transistor is turned off from the active region of h FE · I B1 ), the denominator and the numerator of the first equation are substantially the same, and t stg ≒ 0. Therefore, according to the control circuit of FIG. 1, when the electric motor M is constrained, the turn-off does not fail and the detection of the confinement and the interruption of the power supply are reliably performed. When the motor control circuit of the embodiment is applied to a toy car, if the user pushes the toy car forward, the circuit is turned on and continues to run, or the obstacle is prevented from running,
The circuit is turned off instantly when the driving wheels are stopped by hand. Therefore, since there is no operation of a slide switch or the like which is particularly difficult for an infant, the operation can be performed as desired. Further, since the starting current and the restraining current of the DC motor (both of which are larger than those at the time of running) do not flow, the energy of the battery or the like is extremely little wasted. In addition, trouble is reduced because unreasonable load is not applied to the motor, mechanism, etc.
The life of the toy car can be extended. In addition, since the circuit is simple, these functions can be easily obtained at low cost, and unlike the method of detecting and controlling the current flowing through the motor like an overcurrent limiter, the supply voltage of the circuit fluctuates (decreases). This does not impair this function. This control circuit is not limited to a toy car, but can be used for various applications such as an automatic opening / closing curtain device, an automatic opening / closing blind device, and the like in accordion curtains and blinds. A start switch or a stop switch may be added to the control circuit shown in FIG. 1 if necessary. The start switch may be a push switch that short-circuits the collector and the emitter of the transistor Q1 or Q2. The stop switch may be, for example, a push switch that short-circuits the base and the emitter of the transistor Q1 or Q2. If these start switches or stop switches are provided, in addition to the start and stop by the external force of the electric motor M, the start / stop by the switches can be controlled. [Effects of the Invention] As described above, when the DC motor is forcibly rotated by an external force, the rotation is detected by the induced electromotive force and the drive transistor is turned on to continue the rotation, and the rotation is detected during the rotation. The motor transistor is periodically turned off instantaneously to ensure that rotation and stop detection based on the induced electromotive force is performed periodically, and when the motor is restrained and stopped, the induction at the time when the rotation detection transistor turns off is performed. When the electromotive voltage is low and it is not turned on again, the driving transistor is turned off and the voltage supply is cut off. Therefore, by automatically turning on / off the drive circuit by forcibly rotating and restraining the electric motor, an operation similar to an inertial operation like a flywheel can be obtained by electrical control and with a simple circuit configuration. Further, since the rotation detection transistor is periodically turned off by using a pulse periodically generated in the armature winding at the commutation switching point of the motor, and thus the drive transistor is turned off, the rotation detection is repeatedly performed. The operation is more reliable than the method of judging the rotation / restriction stop by finely discriminating the voltage level of the induced electromotive force, and even if the terminal voltage of the motor is at the power supply potential, the induced electromotive voltage accompanying the rotation / stop is obtained. Can be reliably detected in the power-off state due to the turning off of the drive transistor to discriminate rotation / restriction stop without erroneous operation. Furthermore, there is no need to incorporate a special pulse oscillator, making it easy and inexpensive to manufacture. it can. Further, since a negative feedback resistor is provided so as to operate the rotation detecting transistor Q1 in the active area, it operates at high speed with almost no delay of on / off switching. Therefore, even a minute negative pulse generated at the commutation switching point of the motor can be used. The detection transistor Q1 can be reliably turned off, and just before the restraint stops, the induced electromotive voltage of the motor decreases, the output current of the active rotation detection transistor Q1 decreases, and the output is controlled. Since the operating point of the driving transistor Q2 to which the input is directly connected shifts from the saturation region to the active region, when the detection transistor Q1 is turned off, the driving transistor Q2 is reliably turned off without a time delay. / It is possible to more reliably perform the detection of the stop of the restraint and the automatic power cutoff at the time of the restraint without malfunction.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す直流電動機の制御回路
図、第2図a〜cは電動機の電機子回路図、第3図は電
動機の端子電圧波形図、第4図は従来の制御回路図であ
る。 なお図面に用いた符号において、 M……電動機 Q1……回転検知用トランジスタ Q2……駆動トランジスタ R1……抵抗 L1〜L3……電機子巻線 C1〜C3……整流子 B1、B2……ブラシ T1、T2……端子 である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a control circuit diagram of a DC motor showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2a to 2c are armature circuit diagrams of the motor, and FIG. 3 is a terminal voltage waveform diagram of the motor. FIG. 4 is a conventional control circuit diagram. In still code used in the drawings, M ...... motor Q 1 ...... rotation detecting transistor Q 2 ...... driving transistor R 1 ...... resistor L 1 ~L 3 ...... armature windings C 1 ~C 3 ...... rectifier Children B 1 , B 2 … brush T 1 , T 2 … terminals.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.直流電動機の端子に生じる誘導起電圧によってオン
となると共に、上記直流電動機の整流子の極性切換点ご
とに電機子巻線に発生するパルスによって周期的に瞬時
オフするように上記直流電動機の一方の端子に制御入力
が接続された回転検知用トランジスタと、 上記回転検知用トランジスタの出力電流が制御電流とな
るように直結され、この回転検知用トランジスタがオン
したときに上記直流電動機の上記端子に駆動電圧を供給
するためにオンされると共に、上記回転検知用トランジ
スタの上記周期的オフに伴ってオフされるようにした駆
動用トランジスタと、 上記回転検知用トランジスタの負荷抵抗としてその電流
出力端と上記電動機の他方の端子との間に接続され、そ
の制御入力に対して負帰還作用を及ぼすことにより該回
転検知用トランジスタを非飽和領域で作動させる抵抗と
を具備する直流電動機の制御回路。
(57) [Claims] One of the DC motors is turned on by an induced electromotive voltage generated at a terminal of the DC motor and periodically turned off periodically by a pulse generated in an armature winding at each polarity switching point of the commutator of the DC motor. A rotation detection transistor having a control input connected to the terminal, and a direct connection so that an output current of the rotation detection transistor becomes a control current, and when the rotation detection transistor is turned on, is driven to the terminal of the DC motor. A drive transistor that is turned on to supply a voltage and is turned off with the periodic turning off of the rotation detection transistor; a current output terminal as a load resistance of the rotation detection transistor; It is connected between the other terminal of the motor and has a negative feedback effect on its control input, so that the rotation detecting Control circuit for a DC motor having a resistor and to operate the Njisuta in unsaturated.
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