JP2714941B2 - Control circuit of DC motor - Google Patents

Control circuit of DC motor

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JP2714941B2
JP2714941B2 JP62135394A JP13539487A JP2714941B2 JP 2714941 B2 JP2714941 B2 JP 2714941B2 JP 62135394 A JP62135394 A JP 62135394A JP 13539487 A JP13539487 A JP 13539487A JP 2714941 B2 JP2714941 B2 JP 2714941B2
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transistor
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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〕 ブリッジ構成の正転用駆動トランジスタ対及び逆転用
駆動トランジスタ対で直流電動機を正逆転駆動すると共
に、電動機の誘導起電圧を検知してオンとなる回転検知
用トランジスタを各駆動トランジスタ対に接続して、外
力によって一旦電動機を回転させると給電が保持されて
回転が持続するようにし、その後電動機が拘束されたと
き再起動しないように構成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、必要以上の電気エネルギー
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。 〔発明が解決しようとする問題点〕 玩具自動車の車軸やモータ軸に遠心力スイッチを結合
してモータをオン・オフさせ、はずみ車式自動車のよう
な操作性を得ることが考えられる。しかし遠心力スイッ
チを用いると、正逆転切換えが困難である上、故障し易
くなる。 本発明はこの問題にかんがみ、遠心力スイッチと同等
の動作が得られ、可逆切換式にすることが容易であり、
一旦駆動が停止させられると、必要以上の電気エネルギ
ーを消費させることがなく、またモータ機構等に無理な
負荷を与えないでそれだけ寿命を長くしトラブルを無く
すことを可能にした直流電動機の制御回路を提供するこ
とを目的とする。また本発明は、直流電動機の回転子に
対する外力(回転始動、拘束停止)で正転、逆転、停止
の制御ができる電動機制御回路を確実に動作させる簡単
な回路手段を提供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、ブリッジの橋絡二
点間に接続した直流電動機に正転駆動電圧を供給するた
めに、ブリッジの第1の対向辺において電動機の正端子
に出力端が接続された正電源側の第1の駆動トランジス
タQ12及び負端子に出力端が接続された負電源側の第2
の駆動トランジスタQ32からなる正転用駆動トランジス
タ対と、上記電動機に逆転駆動電圧を供給するために、
ブリッジの第2の対向辺において電動機の負端子に出力
端が接続された正電源側の第3の駆動トランジスタQ22
及び正端子に出力端が接続された負電源側の第4の駆動
トランジスタQ42からなる逆転用駆動トランジスタ対と
を備える。 上記電動機の端子に生じる正回転及び逆回転の誘導起
電圧を夫々検出してオンとなって上記各駆動トランジス
タ対を構成する上記正電源側の第1及び第3の駆動トラ
ンジスタQ12、Q22をオンさせると共に、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
よって瞬時オフになって対応る正電源側の駆動トランジ
スタを瞬時オフさせるように、上記電動機の正及び負の
端子と上記第1及び第3の各駆動トランジスタQ12、Q22
の制御入力端とに接続された一対の回転検知用トランジ
スタQ11、Q21を更に備える。 上記電動機の正及び負の端子と上記一対の回転検知用
トランジスタQ11、Q12の各制御入力端とを抵抗R1、R2を
介して接続する結線と、上記一対の回転検知用トランジ
スタの各制御入力端と各電流出力端とを相互にクロス接
続する結線と、上記電動機の正及び負の端子と上記駆動
トランジスタ対を構成する負電源側の第2及び第4の駆
動トランジスタQ32、Q42の各制御入力端とを抵抗R3、R4
を介してクロス接続する結線とを設ける。 〔作用〕 回転検知用トランジスタQ11(Q21)が瞬時オフするご
とに、電動機の回転に伴う誘動起電圧が検知される。電
動機を拘束すると、停止直前には誘動起電圧は極めて小
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。従って駆動トランジスタ
もオフになり、給電遮断状態となる。また回転検知用ト
ランジスタQ11(Q21)を飽和領域で動作させないので、
電動機のノイズ性パルスで回転検知用トランジスタが確
実にオフするから、電動機の回転子に対する外力(拘
束)で停止させる制御が確実にできる。 〔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。 4つの駆動トランジスタQ12、Q22、Q32、Q42はブリッ
ジに接続され、その橋絡二点A、B間に電動機Mが接続
されている。ブリッジの対向辺のトランジスタQ12とQ32
とがオンになったとき、電動機Mの端子T1、T2間に正電
圧Eが加わり、正転する。また他の対向辺のトランジス
タQ22、Q42がオンになったとき、電動機Mの端子T1、T2
間に逆電圧が加わり、逆転する。 電動機Mの誘導起電圧を検出する回転検知用トランジ
スタQ11(正転用)及びQ21(逆転用)が設けられてい
て、これらのトランジスタQ11又はQ21がオンしたとき、
駆動トランジスタQ12又はQ22がオンになり、駆動電圧が
電動機Mの端子に供給されるようになっている。なお駆
動トランジスタQ12又はQ21が対向辺にある駆動トランジ
スタQ32又はQ42は、後述のようにQ12又はQ22のオンに伴
って自動的にオンとなる。 第1図の正転回路と逆転回路とは対称形であるので、
以下正転回路について詳述する。 駆動トランジスタQ12はPNPであり、そのベースにNPN
の回転検知用トランジスタQ11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Q11の
ベースは抵抗R1を介して電動機Mの端子T1に接続され、
またエミッタは抵抗R2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Q11、Q12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Q11がオンになる
と、そのコレクタ電流がQ12のベース電流となってQ12が
オンする。従ってQ12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Q12のコレクタか
らQ11にベース電流が供給されるので、Q11のオン状態が
保持される。 電動機Mの端子T1に駆動電圧が供給されると、端子T1
に抵抗R4を介してベースを接続した駆動トランジスタQ3
2がオンとなる。従って電動機Mの端子T1、T2間に正転
方向の電圧が供給される。 逆転用の制御回路は上記の抵抗R1、R2を夫夫回転検知
用トランジスタQ21のエミッタ負荷抵抗及びベース抵抗
として兼用している。また端子T2と駆動トランジスタQ4
2のベースとが抵抗R3を介して結合されている。 第1図の電動機制御回路は静止状態においてオフに保
たれている。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が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は電機子は
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Q11のベース・エミッタ順方向電圧V
BE1を越えると、抵抗R1、R2を通してベース電流が流
れ、Q11がオンとなる。するとQ12のエミッタ−ベース→
Q11のコレクタ−エミッタ→抵抗R2、R3の経路で駆動ト
ランジスタQ42のベースに電流が流れ、Q12、Q42がオン
になる。この瞬間、B点の電圧が上昇するので、抵抗R4
を介して駆動トランジスタQ32にベース電流が流れ、Q32
がオンとなる。これにより電動機Mの端子T1が正電位で
端子T2が接地電位となり、駆動トランジスタQ42はオフ
となる。 これとは逆に、電動機Mを外力で逆回転させると、ト
ランジスタQ21、Q22、Q42が順にオンとなり、電動機M
は逆転を続ける。 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図の制御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Q11、Q12、Q32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Q11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Q11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Q11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Q11の
エミッタに挿入された抵抗R2は、Q11のコレクタ電流に
対し負帰還として作用する。即ち、Q11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Q11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Q11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Q11のコレクタ電流はトランジスタQ12の
ベース電流であるので、オン時にQ12がほぼ飽和領域で
動作するように抵抗R2の値を定めることができる。また
Q12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、Q12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に略電源電圧Eが生じている。従ってQ11は略オ
ンで、Q12に十分なベース電流が流れ、Q12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、Q11のコレクタ電流(Q12のベ
ース電流)が絞られる。このためQ12は、そのベース電
流の略直流増幅率倍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、Q11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Q12は
オフとなる。Q12がオフになると、Q32もオフとなる。 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:h
FE・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。 なお電動機Mの端子T1、T2間に発生する負パルスが逆
転用の回転検知トランジスタQ21のベース・エミッタに
印加されるが、このパルスは、トランジスタQ11とQ21と
のベース間に接続されたコンデンサC0で吸収される。従
ってトランジスタQ21、Q22、Q42がオンになることはな
い。 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、玩具自動車に走らせようと前方あるいは後方に押
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。起動スイッチは例え
ば正転用にはトランジスタQ11又はQ12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Q11又はQ12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/正転/逆転の制御もできるよう
になる。 〔発明の効果〕 本発明は、上述のように、直流電動機の回転子に対す
る外力(回転始動、拘束停止)で正転、逆転、停止の制
御ができる電動機制御回路を確実に動作させるために、
回転検知用トランジスタを飽和領域で動作させないよう
にし、また電動機の正及び負の端子と、各回転検知用ト
ランジスタの制御入力端(ベース)及び電流出力端(エ
ミッタ)との間に接続する抵抗を正転駆動回路と逆転駆
動回路とで共用しているので、直流電動機の回転子に対
する外力で正転、逆転及び停止の制御ができる電動機制
御回路の構成部品を削減することができ、より安価に製
造することができる
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control circuit for a DC motor. [Summary of the Invention] A DC motor is driven forward and reverse by a pair of a forward drive transistor and a reverse drive transistor in a bridge configuration, and each drive transistor pair is turned on by detecting an induced electromotive voltage of the motor and turning on. And a motor control circuit configured to maintain the power supply once the motor is rotated by an external force so that the rotation is continued, and to prevent the motor from being restarted when the motor is restrained thereafter. [Related Art] For example, in a toy car, once driven (running), the driving does not stop unless the switch is turned off. Therefore, when the running is stopped, excessive electric energy is consumed, which is uneconomical. In addition, excessive load was applied to the motor and other mechanisms, shortening the life of the toy car and causing trouble. [Problems to be Solved by the Invention] It is conceivable that a centrifugal force switch is connected to an axle or a motor shaft of a toy car to turn on / off the motor and obtain operability like a flywheel car. However, when a centrifugal switch is used, it is difficult to switch between normal rotation and reverse rotation, and it is easy to break down. In view of this problem, the present invention can achieve the same operation as a centrifugal switch, and can easily be changed to a reversible switching type.
Once the drive is stopped, a DC motor control circuit that does not consume more electric energy than necessary, and extends the life and eliminates trouble without imposing an excessive load on the motor mechanism etc. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a simple circuit means for reliably operating a motor control circuit capable of controlling forward rotation, reverse rotation, and stop by an external force (rotation start, restraint stop) on a rotor of a DC motor. . [Means for Solving the Problems] A control circuit for a DC motor according to the present invention includes a first opposing side of a bridge for supplying a normal rotation drive voltage to a DC motor connected between two bridge points of the bridge. The first drive transistor Q12 on the positive power supply side whose output terminal is connected to the positive terminal of the motor and the second drive transistor Q12 on the negative power supply side whose output terminal is connected to the negative terminal
In order to supply a forward drive voltage to the motor,
A third driving transistor Q22 on the positive power supply side having an output terminal connected to the negative terminal of the motor on the second opposing side of the bridge
And a reverse drive transistor pair including a fourth drive transistor Q42 on the negative power supply side whose output terminal is connected to the positive terminal. The induced electromotive voltages of the forward rotation and the reverse rotation generated at the terminals of the motor are respectively detected and turned on to turn on the first and third drive transistors Q12 and Q22 on the positive power supply side constituting each drive transistor pair. At the same time, the positive and negative positive and negative motors of the electric motor are turned off instantaneously by the pulse generated in the armature winding at each polarity switching point of the commutator of the electric motor to instantaneously turn off the corresponding drive transistor on the positive power supply side. Terminal and the first and third drive transistors Q12, Q22
And a pair of rotation detecting transistors Q11 and Q21 connected to the control input terminals of the first and second transistors. A connection for connecting the positive and negative terminals of the electric motor and the respective control input terminals of the pair of rotation detecting transistors Q11 and Q12 via resistors R1 and R2, and the respective control input terminals of the pair of rotation detecting transistors. And the respective current output terminals, and the respective control inputs of the positive and negative terminals of the motor and the second and fourth drive transistors Q32 and Q42 on the negative power supply side constituting the drive transistor pair. Resistor R3, R4
And a connection that is cross-connected via the. [Operation] Each time the rotation detecting transistor Q11 (Q21) is momentarily turned off, an induced electromotive voltage accompanying rotation of the motor is detected. When the motor is restrained, the induced electromotive force becomes extremely small immediately before stopping, and once the detection transistor is turned off, it cannot be turned on again. Therefore, the drive transistor is also turned off, and the power supply is cut off. Also, since the rotation detection transistor Q11 (Q21) is not operated in the saturation region,
Since the rotation detecting transistor is reliably turned off by the noise pulse of the motor, the control for stopping the motor by the external force (restraint) to the rotor can be surely performed. 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). The four drive transistors Q12, Q22, Q32, and Q42 are connected to a bridge, and an electric motor M is connected between two bridge points A and B. Transistors Q12 and Q32 on opposite sides of the bridge
Is turned on, a positive voltage E is applied between the terminals T1 and T2 of the motor M, and the motor M rotates forward. When the transistors Q22 and Q42 on the other opposing sides are turned on, the terminals T1 and T2 of the motor M are turned on.
A reverse voltage is applied in between, and reverses. When the rotation detecting transistors Q11 (for normal rotation) and Q21 (for reverse rotation) for detecting the induced electromotive voltage of the motor M are provided, and when these transistors Q11 or Q21 are turned on,
The drive transistor Q12 or Q22 is turned on, and the drive voltage is supplied to the terminal of the electric motor M. Note that the drive transistor Q32 or Q42 in which the drive transistor Q12 or Q21 is on the opposite side is automatically turned on when Q12 or Q22 is turned on, as described later. Since the forward rotation circuit and the reverse rotation circuit in FIG. 1 are symmetrical,
Hereinafter, the normal rotation circuit will be described in detail. The driving transistor Q12 is a PNP, and its base is NPN
The collector-emitter of the rotation detecting transistor Q11 is directly connected in series. The base of the detection transistor Q11 is connected to the terminal T1 of the motor M via the resistor R1,
The emitter is connected to a terminal T2 (ground potential) of the motor M via a resistor R2. These transistors Q11 and Q12 are connected so that the ON state is self-held. That is, once Q11 is turned on, its collector current becomes the base current of Q12, and Q12 is turned on. Therefore, the collector voltage of Q12 rises and the drive voltage is supplied to the motor M. At this time, the base current is supplied from the collector of Q12 to Q11, so that the ON state of Q11 is maintained. When a drive voltage is supplied to the terminal T1 of the motor M, the terminal T1
Drive transistor Q3 with its base connected via resistor R4
2 turns on. Therefore, a voltage in the forward direction is supplied between the terminals T1 and T2 of the motor M. The control circuit for reverse rotation uses the resistors R1 and R2 as the emitter load resistance and the base resistance of the rotation detection transistor Q21. Terminal T2 and drive transistor Q4
The two bases are coupled via a resistor R3. 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 armature is proportional to the rotational speed N. E n = AN (A is a constant) the base-emitter forward voltage V of E n is the transistor Q11
Beyond BE1 , base current flows through resistors R1 and R2, turning on Q11. Then the emitter-base of Q12 →
A current flows into the base of the driving transistor Q42 through the path from the collector to the emitter of Q11 to the resistors R2 and R3, and the transistors Q12 and Q42 are turned on. At this moment, the voltage at point B rises,
The base current flows to the driving transistor Q32 through the
Turns on. As a result, the terminal T1 of the motor M is at the positive potential, the terminal T2 is at the ground potential, and the drive transistor Q42 is turned off. Conversely, when the motor M is reversely rotated by an external force, the transistors Q21, Q22, and Q42 are turned on in order, and the motor M
Keeps reversing. After starting the electric motor M in this way, for example, when the electric motor M is restrained and stopped by hitting an obstacle with a battery car, the control circuit of 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. In the rotational position of (b) is a winding L 3 shorted windings L 1, L 2 and are parallel and in series with the winding L 1 and L 3 in the rotational position of (c) is a winding L 2 Are in parallel. 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. (Referred to as voltage). The connection state similar to that of FIG.
This pulse voltage occurs every 60 ° because it occurs six times per revolution. Accordingly, in FIG. 1, for example, when Q11, Q12, and Q32 are on and the motor M is rotating forward, the terminals T1,
Since the base and the emitter of the detection transistor Q11 are reverse-biased by the negative pulse generated during T2, these transistors are momentarily turned off every 60 degrees 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 Q11 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 Q11 can no longer turn on Can not. Therefore, the control circuit is turned off. In the control circuit of FIG. 1, the resistor R2 inserted into the emitter of the transistor Q11 acts as a negative feedback on the collector current of the transistor Q11. That is, when the base current of Q11 increases and the collector current tries to increase, the emitter voltage increases and the base current decreases. Therefore, the transistor Q11 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 Q11 can be completely turned off instantaneously by a pulse generated in the armature winding at the commutator polarity switching point with the rotation of the motor M. Therefore, the constraint detection is performed reliably. Since the collector current of the transistor Q11 is the base current of the transistor Q12, the value of the resistor R2 can be determined so that the transistor Q12 operates in a substantially saturated region when turned on. Also
If the motor M is restrained while Q12 is on and the motor M is rotating, Q12 reaches the cutoff region after passing through the active region and turns off. That is, when the electric motor M is rotating, a substantially power supply voltage E is generated at the terminal T1. Therefore, Q11 is substantially on, and a sufficient base current flows in Q12, and Q12 is on in a state where the base current is overdriven. When the motor M is decelerated to reach the restraint, its terminal
The potential of T1 drops rapidly, and the collector current of Q11 (base current of Q12) is reduced. For this reason, Q12 once operates in the active region where the collector current is substantially twice the DC amplification factor of the base current, so that Q11 is momentarily turned off by the pulse noise of the electric motor M as described above, so that Q12 is immediately turned on. Turns off. When Q12 turns off, Q32 also 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 gain at the end of saturation region,
f b : base cutoff frequency, τ C : lifetime of minority carriers in the collector layer) Therefore, the collector current I C is h FE times the base current I B1 (I C : h
When the transistor is turned off from the active region of FE・ I B1 ), the denominator and the numerator of the first equation become 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. A negative pulse generated between the terminals T1 and T2 of the motor M is applied to the base and emitter of the reverse rotation detection transistor Q21. This pulse is generated by a capacitor C connected between the bases of the transistors Q11 and Q21. Absorbed at 0 . Therefore, the transistors Q21, Q22, and Q42 do not turn on. When the electric motor control circuit of the embodiment is applied to a toy car, if it is pushed forward or backward to run the toy car, the circuit is turned on and continues running, and the obstacle is prevented from running or the driving wheels are blocked. The circuit turns off instantly when 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, for example, a push switch for short-circuiting between the collector and the emitter of the transistor Q11 or Q12 for normal rotation. The stop switch may be, for example, a push switch that short-circuits the base and the emitter of the transistor Q11 or Q12. If these start switches or stop switches are provided, control of start / stop / forward rotation / reverse rotation by switches can be performed in addition to the start and stop by the external force of the electric motor M. [Effects of the Invention] As described above, the present invention is intended to reliably operate a motor control circuit capable of controlling forward rotation, reverse rotation, and stop by external force (rotation start, restraint stop) on a rotor of a DC motor,
Do not operate the rotation detecting transistor in the saturation region, and connect a resistor connected between the positive and negative terminals of the motor and the control input terminal (base) and current output terminal (emitter) of each rotation detecting transistor. Since the forward drive circuit and the reverse drive circuit are shared, it is possible to reduce the number of components of the motor control circuit that can control forward, reverse, and stop with an external force to the rotor of the DC motor, thereby reducing the cost. Can be manufactured

【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である。 なお図面に用いた符号において、 M……電動機 Q11,Q21……回転検知用トランジスタ Q12,Q22,Q32,Q42……駆動トランジスタ 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. It is. In still code used in the drawings, M ...... motor Q11, Q21 ...... rotation detecting transistor Q12, Q22, Q32, Q42 ...... driving transistor L 1 ~L 3 ...... armature windings C 1 ~C 3 ...... a commutator B 1 ~B 2 ...... brush T1, T2 ...... terminal.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.ブリッジの橋絡二点間に接続した直流電動機に正転
駆動電圧を供給するために、ブリッジの第1の対向辺に
おいて電動機の正端子に出力端が接続された正電源側の
第1の駆動トランジスタ及び負端子に出力端が接続され
た負電源側の第2の駆動トランジスタからなる正転用駆
動トランジスタ対と、 上記電動機に逆転駆動電圧を供給するために、ブリッジ
の第2の対向辺において電動機の負端子に出力端が接続
された正電源側の第3の駆動トランジスタ及び正端子に
出力端が接続された負電源側の第4の駆動トランジスタ
からなる逆転用駆動トランジスタ対と、 上記電動機の端子に生じる正回転及び逆回転の誘導起電
圧を夫々検出してオンとなって上記各駆動トランジスタ
対を構成する上記正電源側の第1及び第3の駆動トラン
ジスタをオンさせると共に、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瞬時
オフになって対応する正電源側の駆動トランジスタを瞬
時オフさせるように、上記電動機の正及び負の端子と上
記第1及び第3の各駆動トランジスタの制御入力端とに
接続された一対の回転検知用トランジスタと、 上記電動機の正及び負の端子と上記一対の回転検知用ト
ランジスタの各制御入力端とを抵抗を介して接続する結
線と、 上記一対の回転検知用トランジスタの各制御入力端と各
電流出力端とを相互にクロス接続する結線と、 上記電動機の正及び負の端子と上記駆動トランジスタ対
を構成する負電源側の第2及び第4の駆動トランジスタ
の各制御入力端とを抵抗を介してクロス接続する結線と
を具備することを特徴とする直流電動機の制御回路。
(57) [Claims] In order to supply a forward drive voltage to a DC motor connected between two bridge points of the bridge, a first drive on a positive power supply side having an output terminal connected to a positive terminal of the motor on a first opposite side of the bridge. A forward drive transistor pair including a transistor and a negative drive second drive transistor having an output terminal connected to the negative terminal; and a motor on a second opposite side of the bridge for supplying a reverse drive voltage to the motor. A driving transistor pair for reverse rotation, comprising a third driving transistor on the positive power supply side having an output terminal connected to the negative terminal thereof, and a fourth driving transistor on the negative power supply side having an output terminal connected to the positive terminal; The induced electromotive voltages of the forward rotation and the reverse rotation generated at the terminals are respectively detected and turned on to turn on the first and third drive transistors on the positive power supply side constituting each of the drive transistor pairs. At the same time, the positive and negative of the electric motor are turned off instantaneously by a pulse generated in the armature winding at each polarity switching point of the commutator of the electric motor to instantaneously turn off the corresponding drive transistor on the positive power supply side. A pair of rotation detecting transistors connected to a terminal and a control input terminal of each of the first and third driving transistors; a positive and negative terminal of the electric motor and each control input terminal of the pair of rotation detecting transistors; And a connection for mutually connecting the respective control input terminals and the respective current output terminals of the pair of rotation detecting transistors to each other, a positive and negative terminal of the electric motor, and the drive transistor. And a connection for cross-connecting, via a resistor, each of the control input terminals of the second and fourth drive transistors on the negative power supply side forming a pair. Control circuit.
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