JP2927825B2 - 直流モータ制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流モータ制御回路に係り、特に直流モータ
が拘束されたときに駆動電圧をオフにして拘束電流が流
れないようにした直流モータ制御回路に用いて好適なも
のである。

〔発明の概要〕

直流モータの極性切換点で発生するモータパルスを検
出し、その発生間隔に基いて上記直流モータのオン・オ
フ制御を行うようにして、上記直流モータが拘束された
ときに電源の性能が低下していても、その拘束を確実に
検出して駆動回路を遮断できるようにするとともに、回
路の発熱や電気エネルギーの損失を少なくした直流モー
タ制御回路である。

〔従来の技術〕

モータが拘束されたときに拘束電流が流れると電気エ
ネルギーが無駄に消費されるばかりでなく、モータが発
熱したり損傷したりする。このような不都合を防止する
ために、モータに流れる電流の大きさを監視し、電流値
が所定値よりも大きくなったらモータが拘束状態である
と判定してモータの駆動を停止させるようにした直流モ
ータ制御回路が知られている。このような直流モータ制
御回路では、電流感知用の抵抗器をモータと直列に接続
して拘束電流を検出するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

電源の性能が低下するとモータに供給する電流が減少
する。したがって、電源の性能が低下しているときに拘
束停止した場合は、拘束電流の大きさが拘束検出用の設
定値に満たないことがある。このため、モータに流れる
電流の大きさに基いて拘束検出を行なっている従来の直
流モータ制御回路は、電源性能が低下しているときには
拘束を検出することができず、したがって駆動回路を確
実に自動遮断することができなかった。

また、拘束電流感知用の抵抗器にモータ駆動電流が流
れるので、発熱や電気エネルギーの浪費が大きい問題が
あった。

本発明は上述の問題点にかんがみ、モータが拘束され
たときに電源の性能が低下していても駆動回路を確実に
遮断できるようにするとともに、回路の発熱や電気エネ
ルギーの損失を少なくすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の直流モータ制御回路は、直流モータＭに駆動
電圧を供給するためのモータ駆動素子Q₁と、上記直流モ
ータＭの極性切換点で発生するモータパルスＰを検出す
るパルス検出回路３と、上記パルス検出回路３によって
検出される上記モータパルスＰの発生間隔に基いて上記
モータ駆動素子Q₁をオン・オフ制御するドライブ回路
（ドライブ期間可変回路４、駆動電圧発生回路１）とを
具備している。

〔作用〕

モータパルスＰは直流モータＭの回転速度に対応する
間隔で発生し、直流モータＭの回転速度が拘束停止に近
い速度まで低下したときは電源の性能に係わりなく長く
なる。したがって、モータパルスＰの発生間隔に基いて
直流モータＭの拘束を検出すると、その検出結果は電源
の性能に影響されなくなる。

このように、モータパルスＰの発生間隔に基いて直流
モータＭをオン・オフ制御する場合は、望ましくは上記
直流モータＭと直列にインダクタＬを接続し、上記モー
タパルスＰを発生しやすくする。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す直流モータ制御回路
の回路図、第２図は各部の動作波形図である。

直流モータＭが回転していないときは、駆動電圧発生
回路１を構成するナンド回路10の一方及び他方の入力端
子10a、10bにはそれぞれ高レベルの電圧が与えられてい
て、その出力端子の電圧は低レベルである。このナンド
回路10の出力電圧がオン・オフ制御信号S_Dとして駆動用
トランジスタQ₁のゲート電極Ｇに与えられる。

駆動用トランジスタQ₁は、直流モータＭに供給する駆
動電圧を制御するために直流モータＭの端子T₂と接地と
の間に設けられた電界効果型トランジスタであり、オン
・オフ制御信号S_Dが低レベルのときにオフとなり、高レ
ベルのときにオンとなる。したがって、この場合はオフ
となり、電源Ｅから直流モータＭに駆動電圧が印加され
ない。

このような駆動回路のオフ状態において、ナンド回路
10の他方の端子1bに低レベルの起動信号S₁を印加する
と、ナンド回路10から出力されるオン・オフ制御信号S_D
が高レベルに反転する。したがって、駆動用トランジス
タQ₁はゲート電極Ｇの電位が高レベルになるのでオンと
なり、直流モータＭに電源Ｅから繰同電圧が与えられ
る。これにより直流モータＭが回転し、極性切換時に電
機子巻線（図示せず）に発生するモータパルスＰがモー
タ端子T₁に現われる。

モータパルスＰは第２図Ａに示すように、正方向及び
負方向に急峻に瞬時発生する。実施例ではモータ端子T₁
と電源Ｅとの間に、高周波に対して高抵抗を呈するイン
ダクタＬを挿入してモータパルスＰが発生しやすくして
いる。

モータパルスＰは、モータ端子T₁とインダクタＬとの
接続点２から取り出されてパルス検出回路３に与えられ
る。パルス検出回路３は、パルス検出用として設けられ
たトランジスタQ₂と、このトランジスタQ₂のベースに接
続されたバイアス用抵抗器R₁、R₂と、オレクタに接続さ
れた抵抗器R₃と、アンド回路11とからなる。接続点２か
ら取り出されるパルスＰはコンデンサC₁を通して抵抗器
R₁とR₂との接続点に与えられ、抵抗器R₂を介してトラン
ジスタQ₂のベースに加えられる。トランジスタQ₂はNPN
型トランジスタである。したがって、トランジスタQ₂は
モータパルスＰの負パルスが与えられるごとに瞬時オン
となり、モータパルスＰの発生間隔に対応する正のパル
ス電圧がそのコレクタに発生する。

このコレクタ電圧S₂がアンド回路11の一方の入力端子
11aに与えられる。アンド回路11の他方の入力端子11bに
はナンド回路10からオン・オフ制御信号S_Dが与えられて
いて、この場合はオン・オフ制御信号S_Dが高レベルであ
る。したがって、第２図Ｂに示すようにモータパルス
P₁、P₂、P₃……P_nに対応する正極性のモータパルス検出
信号S₃がアンド回路11の出力端子から導出され、この信
号S₃がドライブ期間可変回路４に供給される。

ドライブ期間可変回路４はリセット用のトランジスタ
Q₃と、トランジスタQ₃のコレクタに接続された時定数回
路５とからなり、モータパルス検出信号S₃はトランジス
タQ₃のベースに与えられる。したがって、トランジスタ
Q₃はモータパルス検出信号S₃が与えられるごとに瞬時オ
ンとなる。このトランジスタQ₃が瞬時オンすることによ
り、時定数回路５の出力端子5aの電圧レベルが低レベル
となるとともに、コンデンサC₂が充電される。この充電
によってコンデンサC₂に蓄えられた電荷は、リセット用
トランジスタQ₃がオフした後で放電される。したがっ
て、時定数回路５の出力端子5aの電位は、トランジスタ
Q₃のオフ後コンデンサC₂、抵抗器R₅および可変抵抗器VR
によって定まる時定数で次第に上昇する。

出力端子5aから出力される電圧がドライブ制御信号S₄
としてナンド回路10の一方の端子10aに与えられる。し
たがって、第２図Ｃに示すように、ナンド回路10の一方
の端子10aの電位はモータパルスＰが発生すると０ボル
ト（グランドレベル）に下がり、その後０ボルトから電
源Ｅの電圧E₀ボルトに向かって立上がるパターンを繰り
返す。

このように、モータパルスＰの発生ごとにドライブ制
御信号S₄を０ボルトにリセットしているので、直流モー
タＭが所定の速度以上で回転していればドライブ制御信
号S₄は高低レベルのしきい値電圧６を越えることはな
い。したがって、通常の駆動状態ではナンド回路10から
出力されるオン・オフ制御信号S_Dが高レベルに保持され
る。しかし、直流モータＭの回転が下がりモータパルス
Ｐの発生間隔が第３図のp_nとp_n+1との間隔T_Xのように長
くなると、ドライブ制御電圧S₄の電圧値がしきい値６を
越えて高レベルになる。これにより、ナンド回路10の出
力S_Dは低レベルに転じるので駆動用トランジスタQ₁はオ
フとなり直流モータＭへの給電は中止される。したがっ
て、直流モータＭが拘束されたときに拘束電流が流れる
のを確実に防止することができる。

なお、駆動用トランジスタQ₁がオフした瞬間にノイズ
が発生するが、このときにアンド回路11の他方の入力端
子11bに与えられているオン・オフ制御信号S_Dは低レベ
ルである。したがって、駆動用トランジスタQ₁がオフし
たときにノイズが発生しても、アンド回路11からはモー
タパルス検出信号S₃が出力されることはなく、駆動回路
のオフ状態は保持される。

実施例の直流モータ制御回路は、このようにモータパ
ルスＰの発生間隔に基いて拘束検出を行なっているの
で、電源電圧の大きさに影響されない拘束検出を行うこ
とができる。したがって、電流監視型のモータ制御回路
と異なり、電源の性能が低下しても起動や自動停止に関
して誤動作が生じることがなく、極めて精度の高い制御
を行うことができる。

また、電流検知用の抵抗器がないので、回路の発熱や
電気エネルギーの損失を最小限に抑えることができる。

また、可変抵抗器VRで時定数を変えることにより、駆
動用トランジスタQ₁のオン状態が継続可能なパルスＰの
最長間隔を任意に設定できる。したがって、可変抵抗器
VRの抵抗値を変えることにより停止直前の直流モータＭ
の回転速度を任意に制御することができ、直流モータＭ
のトルクコントロールが可能になる。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように、直流モータの極性切換点で
発生するモータパルスの間隔に基いて上記直流モータに
駆動電圧を供給するモータ駆動素子をオン・オフ制御す
るようにしたので、電源の性能に影響されない拘束検出
を行うことができる。したがって、直流モータが拘束さ
れたときに電源の性能が低下していても駆動回路を確実
に遮断することができ、拘束電流が流れないようにする
制御をきわめて高精度に行うことができる。また、拘束
電流を検知するための抵抗器を不要にできるので、回路
の発熱や電気エネルギーの損失を少なくすることができ
る。また、上記モータパルスに対して高抵抗となるイン
ダクタを上記直流モータと直列に接続することにより、
上記モータパルスを発生しやすくすることができ、上記
拘束検出を更に確実に行うことができる。

【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モータ制御回路の
回路図、第２図は各部の動作波形図である。 なお図面に用いた符号において、 １……駆動電圧発生回路 ３……パルス検出回路 ４……ドライブ期間可変回路 ５……時定数回路 10……ナンド回路 11……アンド回路 Q₁……駆動用トランジスタ Q₂……パルス検出用トランジスタ Q₃……リセット用トランジスタ S_D……オン・オフ制御信号 Ｍ……直流モータ Ｌ……インダクタ Ｐ……モータパルス である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流モータに駆動電圧を供給するためのモ
   ータ駆動素子と、 上記直流モータの極性切換点で発生するモータパルスを
   検出するパルス検出回路と、 上記パルス検出回路によって検出される上記モータパル
   スの発生間隔に基いて上記モータ駆動素子をオン・オフ
   制御するドライブ回路とを具備し、 上記パルスの検出を確実に行うためにインダクタを上記
   直流モータと直列に接続したことを特徴とする直流モー
   タ制御回路。