JP3065580B2 - DC motor drive circuit - Google Patents

DC motor drive circuit

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JP3065580B2
JP3065580B2 JP10092340A JP9234098A JP3065580B2 JP 3065580 B2 JP3065580 B2 JP 3065580B2 JP 10092340 A JP10092340 A JP 10092340A JP 9234098 A JP9234098 A JP 9234098A JP 3065580 B2 JP3065580 B2 JP 3065580B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電機子の回転速度
に応じて発生する誘導起電力を検出して、直流モータの
駆動を制御するようにした誘導起電力感知形の直流モー
タ駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induced electromotive force sensing type DC motor drive circuit which detects an induced electromotive force generated according to the rotation speed of an armature and controls the driving of a DC motor. .

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者は、拘束トルクの制御が可能な
誘導起電力感知形の直流モータ駆動回路として、図3に
示す回路を先に提案した。
2. Description of the Related Art The inventor has previously proposed a circuit shown in FIG. 3 as a DC motor drive circuit of an induced electromotive force sensing type capable of controlling a restraining torque.

【0003】図3において、直流モータ1は、直流電圧
+Vc が供給される直流電源端子6に一端を接続され、
他端を電界効果トランジスタ(FET)2のドレインD
に接続されている。このFET2側の直流モータ1の端
子は、抵抗R3 を介して電圧比較器3の反転入力端子に
接続されている。FET2のソースは接地され、ゲート
Gはアンドゲート4の出力端子に接続されている。
[0003] In FIG. 3, the DC motor 1 is connected at one end to the DC power supply terminal 6 to which a DC voltage + V c is supplied,
The other end is the drain D of the field effect transistor (FET) 2
It is connected to the. Terminal of the DC motor 1 of the FET2 side is connected to the inverting input terminal of the voltage comparator 3 via a resistor R 3. The source of the FET 2 is grounded, and the gate G is connected to the output terminal of the AND gate 4.

【0004】抵抗R1 、可変抵抗器VR1 および抵抗R
2 から成る直列回路の一端は直流電源端子6に接続さ
れ、この直列回路の他端(抵抗R2 側)は接地されてい
る。可変抵抗器VR1 は抵抗R1 とR2 との間に接続さ
れ、この可変抵抗器VR1 の摺動接点は電圧比較器3の
非反転入力端子に接続されている。したがって、この電
圧比較器3の非反転入力端子には、直流電圧+Vc を抵
抗R1 、R2 および可変抵抗器VR1 の抵抗値で分圧し
た設定電圧V2 が供給される。この設定電圧V2は直流
モータ1の拘束トルク(モータ1が拘束状態になったと
判定してモータ1を停止させるときの限界トルク)を設
定する電圧である。
A resistor R 1 , a variable resistor VR 1 and a resistor R
One end of the series circuit consisting of 2 is connected to the DC power supply terminal 6, the other end of the series circuit (the resistor R 2 side) is grounded. Variable resistor VR 1 is connected between the resistors R 1 and R 2, the sliding contact of the variable resistor VR 1 is connected to the non-inverting input terminal of the voltage comparator 3. Therefore, this non-inverting input terminal of the voltage comparator 3, a DC voltage + V c resistors R 1, R 2 and the variable resistor setting voltage V 2 divided by the resistance value of VR 1 is supplied. The set voltage V 2 is a voltage for setting the restraining torque of the DC motor 1 (the limit torque when the motor 1 is determined to be in the restraining state and the motor 1 is stopped).

【0005】電圧比較器3は、非反転入力端子に供給さ
れる設定電圧V2 と、反転入力端子に供給される電圧V
M とを比較する。そして、電圧比較器3は、電圧V2
電圧VM よりも大きいときに高レベルの電圧V0 を出力
し、電圧V2 が電圧VM よりも小さいときに低レベルの
電圧V0 を出力する。この電圧比較器3の出力端子はア
ンドゲート4の一方の入力端子に接続されている。
The voltage comparator 3 has a setting voltage V 2 supplied to the non-inverting input terminal and a voltage V 2 supplied to the inverting input terminal.
Compare with M. Then, the voltage comparator 3 outputs a voltage V 0 which high level when the voltage V 2 greater than the voltage V M, the output voltage V 0 which low level when the voltage V 2 is smaller than the voltage V M I do. The output terminal of the voltage comparator 3 is connected to one input terminal of the AND gate 4.

【0006】アンドゲート4の他方の入力端子は、発振
器5の出力端子に接続されて、発振器5から遮断パルス
1 を供給される。アンドゲート4は、電圧比較器3の
出力電圧V0 と遮断パルスP1 との論理積をとって、出
力信号をFET2のゲートGに供給する。そして、アン
ドゲート4の出力信号が高レベルのときにFET2はオ
ン状態となり、低レベルのときにFET2はオフ状態と
なる。上述の遮断パルスP1 は一定周期T毎に一瞬だけ
低レベルになる発振信号である。
[0006] The other input terminal of the AND gate 4 is connected to the output terminal of the oscillator 5 and supplied with the cutoff pulse P 1 from the oscillator 5. The AND gate 4 calculates the logical product of the output voltage V 0 of the voltage comparator 3 and the cutoff pulse P 1 and supplies an output signal to the gate G of the FET 2. When the output signal of the AND gate 4 is at a high level, the FET 2 is turned on, and when the output signal is at a low level, the FET 2 is turned off. Blocking pulses P 1 described above is an oscillation signal comprising only a low level instantaneously every predetermined period T.

【0007】つぎに、このような構成を備えている図3
に示す直流モータ駆動回路の動作を説明する。
[0007] Next, FIG.
The operation of the DC motor drive circuit shown in FIG.

【0008】直流モータ1の出力軸(図示せず)が外力
で回転させられて、その電機子が回転したとする。この
電機子の回転によって、直流モータ1の両端には、図3
に示すように、電機子の回転速度に比例した誘導起電力
M が発生する。このために、FET2のドレインDに
は、次式で表わされる電圧VM が生じる。
It is assumed that the output shaft (not shown) of the DC motor 1 is rotated by an external force, and the armature is rotated. Due to the rotation of the armature, both ends of the DC motor 1
As shown in FIG. 7, an induced electromotive force E M proportional to the rotation speed of the armature is generated. For this reason, a voltage V M expressed by the following equation is generated at the drain D of the FET 2.

【0009】VM =VC −EM V M = V C -E M

【0010】この電圧VM は電圧比較器3の反転入力端
子に供給される。そして、誘導起電力EM が大きくなっ
て、電圧VM が設定電圧V2 よりも小さくなると、電圧
比較器3は出力電圧V0 を低レベルから高レベルに変化
させる。このために、アンドゲート4の出力信号とし
て、遮断パルスP1 がFET2のゲートGに供給され
る。そして、FET2は遮断パルスP1 が高レベルのと
きにオン状態になる。したがって、直流モータ1に直流
電圧+VC が印加されて、直流モータ1の出力軸は回転
を継続する。
[0010] The voltage V M is supplied to the inverting input terminal of the voltage comparator 3. The induced electromotive with power E M increases, when the voltage V M is smaller than the set voltage V 2, the voltage comparator 3 changes the output voltage V 0 from the low level to the high level. For this purpose, a cutoff pulse P 1 is supplied to the gate G of the FET 2 as an output signal of the AND gate 4. Then, FET2 is turned on when blocking pulse P 1 is at a high level. Therefore, the DC voltage + V C is applied to the DC motor 1, and the output shaft of the DC motor 1 continues to rotate.

【0011】直流モータ1の出力軸が回転を継続してい
る間にも、遮断パルスP1 は周期的に瞬時に低レベルに
なる。このために、FET2も同様に周期的に瞬時にオ
フ状態となる。このFET2のオフ状態の期間におい
て、電圧VM が設定電圧V2 よりも小さければ、アンド
ゲート4の出力信号として遮断パルスP1 がFET2の
ゲートGに継続して供給される。したがって、FET2
は継続してオン状態とオフ状態とを繰返す。これとは逆
に、FET2のオフ状態のときに電圧VM が設定電圧V
2 よりも大きくなっていれば、電圧比較器3の出力電圧
0 が低レベルに変化する。したがって、アンドゲート
4の出力信号は継続して低レベルになるので、FET2
はオフ状態を継続して給電遮断状態になる。
[0011] The output shaft of the DC motor 1 is to be while continuing rotation, blocking pulses P 1 becomes low level periodically instantaneously. For this reason, the FET 2 is similarly turned off instantaneously periodically. In the period of the off state of the FET2, the voltage V M is smaller than the set voltage V 2, blocking pulse P 1 as an output signal of the AND gate 4 is continuously supplied to the gate G of the FET2. Therefore, FET2
Continuously repeats the ON state and the OFF state. Conversely, the voltage V M at the time of the OFF state of the FET2 is set voltage V
If greater than 2, the output voltage V 0 which voltage comparator 3 changes to the low level. Therefore, the output signal of the AND gate 4 is continuously at a low level.
Keeps the off state and enters the power supply cutoff state.

【0012】なお、モータ1が回転を持続できるか、あ
るいは、FET2がオフ状態を継続して給電遮断状態に
なるかの境界時に直流モータ1に流れる電流IM は、直
流モータ1の内部抵抗をrM とすると、次式で表わされ
る。
The current I M flowing through the DC motor 1 at the boundary between whether the motor 1 can continue to rotate or whether the FET 2 continues to be in the OFF state and enters the power supply cutoff state depends on the internal resistance of the DC motor 1. Assuming that r M , it is expressed by the following equation.

【0013】 IM ≒V2 /rM (=(VC −EM )/rM I M ≒ V 2 / r M (= (V C -E M ) / r M )

【0014】したがって、電圧V2 を制御することによ
って、直流モータ1の拘束トルクを制御して、その駆動
状態を制御することができる。そして、この電圧V2
制御のために、可変抵抗器VR1 が調節される。
Therefore, by controlling the voltage V 2 , it is possible to control the restraining torque of the DC motor 1 and control its driving state. Then, for control of the voltage V 2, the variable resistor VR 1 is adjusted.

【0015】なお、図3に示す上述の直流モータ駆動回
路の場合には、遮断パルスP1 の周期Tが一定であるた
めに、直流モータ1の拘束トルクの可変幅が狭いという
問題がある。すなわち、FET2がオン状態になるため
には、誘導起電力が所定値以上であることが必要であ
り、周期Tが短いと、拘束トルクを最大にするために可
変抵抗器VR1 を抵抗R1 側に設定しても、最大駆動電
流IM ´(=VC /rM)を得るのが困難であるという
問題がある。また、これとは逆に、周期Tが長いと、拘
束トルクを小さくするために可変抵抗器VR1 を抵抗R
2 側に設定しても、拘束トルク時の駆動電流IM を充分
に小さくすることができないという問題がある。
[0015] In the case of a DC motor drive circuit described above shown in FIG. 3, for the period T of the blocking pulses P 1 is constant, variable width of the restraining torque of the DC motor 1 has a problem that narrow. That is, in order for the FET 2 to be turned on, the induced electromotive force must be equal to or more than a predetermined value. When the cycle T is short, the variable resistor VR 1 is connected to the resistor R 1 in order to maximize the constraint torque. However, there is a problem that it is difficult to obtain the maximum drive current I M ′ (= V C / r M ). Also, conversely, when the long period T, the resistance to the variable resistor VR 1 in order to reduce the constraint torque R
Be set to 2 side, it is impossible to sufficiently reduce the driving current I M during the restrictive torque.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかも、図3に示す上
述の直流モータ駆動回路の場合には、簡単な構成でその
拘束状態を確実に判定することができる直流モータの速
度制御を簡単な構成でもって確実に行うことはできなか
った。
Further, in the case of the above-described DC motor driving circuit shown in FIG. 3, the DC motor speed control which can reliably determine the restraint state with a simple configuration is simple. I couldn't do it for sure.

【0017】本発明は、このような欠点を解消して、簡
単な構成でその拘束状態を確実に判定することができる
直流モータの速度制御を簡単な構成でもって確実に行う
ことができる直流モータ駆動回路を提供することを目的
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and enables a DC motor capable of reliably determining the restrained state with a simple configuration to reliably perform a DC motor speed control with a simple configuration. It is an object to provide a drive circuit.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明による直流モータ
駆動回路は、直流モータの端子に生じる誘導起電力と予
め設定された設定電圧とを比較する電圧比較器と、この
電圧比較器の出力信号に応じてオンとなり、上記直流モ
ータに駆動電圧を与える駆動トランジスタと、この駆動
トランジスタを周期的に瞬間オフにするための遮断パル
スを発生するパルス発生回路と、上記遮断パルスのデュ
ーティサイクルを変化させる速度設定手段とを備えてい
る。
A DC motor driving circuit according to the present invention comprises a voltage comparator for comparing an induced electromotive force generated at a terminal of a DC motor with a preset voltage, and an output signal of the voltage comparator. A drive transistor for turning on the DC motor to supply a drive voltage to the DC motor, a pulse generating circuit for periodically generating a cutoff pulse for instantaneously turning off the drive transistor, and changing a duty cycle of the cutoff pulse. Speed setting means.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて詳細に説明する。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】図1は本発明の直流モータ駆動回路の一実
施例を示す回路図である。図1において、図3と同一の
符号は同一のものを示す。そして、図3の説明との重複
を避けるために、図3の構成と異なる部分についての
み、以下において説明する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC motor drive circuit according to the present invention. 1, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components. Then, in order to avoid duplication with the description of FIG. 3, only the portions different from the configuration of FIG. 3 will be described below.

【0021】図1において、FET(駆動トランジス
タ)2のゲートGには、鋸波形成回路12の入力端子が
接続されている。この鋸波形成回路12は、抵抗R4
5 、可変抵抗器(速度設定部)VR2 、ダイオードD
1 、D2 およびコンデンサC1からなっている。すなわ
ち、FET2のゲートGと可変抵抗器VR2 の摺動接点
との間には、抵抗R4 が接続されている。可変抵抗器V
2 の一端は抵抗R5 の一端に接続され、抵抗R5 の他
端はダイオードD1 のアノードに接続され、ダイオード
1 のカソードはコンデンサC1 に接続されている。可
変抵抗器VR2 の他端はダイオードD2 のカソードに接
続され、ダイオードD2 のアノードは、コンデンサC1
に接続されるとともに、ダイオードD1 のカソードに接
続されている。したがって、コンデンサC1 の一端はダ
イオードD1 とD2 とに接続され、コンデンサC1 の他
端は接地されている。コンデンサC1 とダイオード
1 、D2 との接続点は鋸波形成回路12の出力端子と
なっている。
In FIG. 1, the input terminal of the sawtooth wave forming circuit 12 is connected to the gate G of the FET (drive transistor) 2. The sawtooth wave forming circuit 12 includes a resistor R 4 ,
R 5 , variable resistor (speed setting unit) VR 2 , diode D
1 , D 2 and capacitor C 1 . That is, between the gate G and the sliding contact of the variable resistor VR 2 of FET2, the resistance R 4 is connected. Variable resistor V
One end of R 2 is connected to one end of resistor R 5, the other end of the resistor R 5 is connected to the anode of the diode D 1, the cathode of the diode D 1 is connected to the capacitor C 1. The other end of the variable resistor VR 2 is connected to the cathode of the diode D 2, the anode of the diode D 2, the capacitor C 1
It is connected to, and is connected to the cathode of the diode D 1. Thus, one end of the capacitor C 1 is connected to the diode D 1 and D 2, and the other end of the capacitor C 1 is grounded. A connection point between the capacitor C 1 and the diodes D 1 and D 2 is an output terminal of the sawtooth wave forming circuit 12.

【0022】鋸波形成回路12の出力端子は、電圧比較
器7の反転入力端子と電圧比較器8の非反転入力端子と
に接続されている。電圧比較器7の非反転入力端子はト
ルク制御用の可変抵抗器VR1 の摺動接点に接続されて
いる。したがって、この電圧比較器7の非反転入力端子
には、設定電圧V2 が供給される。このために、電圧比
較器7は、設定電圧V2 と鋸波形成回路12の出力電圧
N とを比較する。そして、この電圧比較器7は、設定
電圧V2 が出力電圧VN よりも大きいときに高レベルH
の電圧V3 を出力し、電圧V2 が電圧VN よりも小さい
ときに低レベルLの電圧V3 を出力する。この電圧比較
器7の出力端子はパルス形成回路11のセット入力端子
SETに接続されている。
The output terminal of the sawtooth wave forming circuit 12 is connected to the inverting input terminal of the voltage comparator 7 and the non-inverting input terminal of the voltage comparator 8. The non-inverting input terminal of the voltage comparator 7 is connected to the sliding contact of the variable resistor VR 1 for torque control. Therefore, the non-inverting input terminal of the voltage comparator 7, is supplied set voltage V 2. Therefore, the voltage comparator 7 compares the output voltage V N of the set voltage V 2 and the sawtooth wave forming circuit 12. When the set voltage V 2 is larger than the output voltage V N , the voltage comparator 7
Outputs a voltage V 3, and outputs a voltage V 3 of the low level L when the voltage V 2 is smaller than the voltage V N. The output terminal of the voltage comparator 7 is connected to the set input terminal SET of the pulse forming circuit 11.

【0023】電圧比較器8の反転入力端子には、直流電
圧+VC を抵抗R6 およびR7 の抵抗値で分圧した基準
電圧V1 が供給される。したがって、この電圧比較器8
は、非反転入力端子に供給される電圧VN と、反転入力
端子に供給される基準電圧V1 とを比較する。そして、
この電圧比較器8は、電圧VN が電圧V1 よりも大きい
ときに高レベルHの電圧V4 を出力し、電圧VN が電圧
1 よりも小さいときに低レベルLの電圧V4 を出力す
る。この電圧比較器8の出力端子はパルス形成回路11
のリセット入力端子RESに接続されている。
The inverting input terminal of the voltage comparator 8 is supplied with a reference voltage V 1 obtained by dividing the DC voltage + V C by the resistance values of the resistors R 6 and R 7 . Therefore, this voltage comparator 8
Compares the voltage V N supplied to the non-inverting input terminal with the reference voltage V 1 supplied to the inverting input terminal. And
The voltage comparator 8 outputs a voltage V 4 of the high level H when the voltage V N is greater than voltages V 1, the voltage V 4 of the low level L when the voltage V N is smaller than voltages V 1 Output. The output terminal of the voltage comparator 8 is a pulse forming circuit 11
Is connected to the reset input terminal RES.

【0024】パルス形成回路11は、本実施例では、ナ
ンドゲート9、10からなるRSフリップフロップから
構成されている。したがって、ナンドゲート9側のセッ
ト入力端子SETとナンドゲート10側のリセット入力
端子RESとがいずれも高レベルの電圧に設定される
と、パルス形成回路11の出力端子(ナンドゲート10
の出力端子)は高レベルHの電圧P2 を出力する。この
状態でセット入力端子SETの入力が一瞬でも低レベル
になると、パルス形成回路11の出力端子は低レベルL
の電圧P2 を出力してその状態を保持する。また、リセ
ット入力端子RESの入力が低レベルになると、パルス
形成回路11の出力端子は高レベルHの電圧P2 を出力
する。このパルス形成回路11の出力端子はアンドゲー
ト4の一方の入力端子に接続されている。アンドゲート
4のこの入力端子には、図3では、発振器5が接続され
ているが、図1では、図3の発振器5に代えて、鋸波形
成回路12、比較器7、8、パルス形成回路11などか
らなるパルス発生回路が接続されている。
In this embodiment, the pulse forming circuit 11 comprises an RS flip-flop comprising NAND gates 9 and 10. Therefore, when both the set input terminal SET on the NAND gate 9 side and the reset input terminal RES on the NAND gate 10 side are set to a high level voltage, the output terminal of the pulse forming circuit 11 (the NAND gate 10)
Output terminals of the) outputs a voltage P 2 of a high level H. In this state, if the input of the set input terminal SET goes low for a moment, the output terminal of the pulse forming circuit 11 goes low.
It retains its state output voltage P 2. Further, the input of the reset input terminal RES becomes low, the output terminal of the pulse forming circuit 11 outputs a voltage P 2 of a high level H. The output terminal of the pulse forming circuit 11 is connected to one input terminal of the AND gate 4. 3, an oscillator 5 is connected to this input terminal of the AND gate 4. In FIG. 1, instead of the oscillator 5 of FIG. 3, a sawtooth wave forming circuit 12, comparators 7, 8, and a pulse forming circuit are connected. A pulse generation circuit including a circuit 11 and the like is connected.

【0025】つぎに、このような構成を備えている図1
に示す直流モータ駆動回路の動作を、図2に示すタイム
チャートとともに説明する。ここで、図2は図1の直流
モータ駆動回路の主要部の電圧波形を示すタイムチャー
トである。
Next, FIG. 1 having such a configuration will be described.
2 will be described with reference to a time chart shown in FIG. Here, FIG. 2 is a time chart showing voltage waveforms of main parts of the DC motor drive circuit of FIG.

【0026】まず、直流モータ1が静止状態にある場合
について説明する。直流モータ1が静止しているときに
は、誘導起電力EM はゼロであるので、電圧VM は直流
電圧+Vc の値となっている。したがって、電圧VM
設定電圧V2 よりも大きいので、電圧比較器3の出力電
圧V0 は低レベルになっている。このために、アンドゲ
ート4の出力信号も低レベルになっているので、FET
2のドレイン−ソース間はオフ状態になっている。ま
た、アンドゲート4の出力信号が低レベルであるので、
鋸波形成回路12の出力電圧VN も低レベルの電圧(0
V)になっている(図2の時点t1 以前の状態であ
る)。
First, the case where the DC motor 1 is at rest will be described. When the DC motor 1 is at rest, the induced electromotive force E M is because it is zero, the voltage V M is a value of the DC voltage + V c. Therefore, since the voltage V M greater than the set voltage V 2, the output voltage V 0 which voltage comparator 3 is in the low level. For this reason, the output signal of the AND gate 4 is also at a low level, so that the FET
The drain-source 2 is in an off state. Also, since the output signal of the AND gate 4 is at a low level,
The output voltage V N of the sawtooth wave forming circuit 12 is also a low level voltage (0
V) (the state before time t 1 in FIG. 2).

【0027】この場合、コンデンサC1 に電荷が多少あ
ったとしても、このコンデンサC1の電荷はダイオード
2 、可変抵抗器VR2 および抵抗R4 からなる経路を
介して放電してしまう。
[0027] In this case, even the charge had somewhat capacitor C 1, the charge of the capacitor C 1 is thus discharged through a path consisting of the diode D 2, the variable resistor VR 2 and the resistor R 4.

【0028】鋸波形成回路12の出力電圧VN が低レベ
ルの電圧になっていると、電圧比較器7の出力電圧V3
は高レベルHの電圧になっている。また同様に、電圧比
較器8の出力電圧V4 は低レベルLの電圧になってい
る。このために、パルス形成回路11のセット入力端子
SETには高レベルHの電圧V3 が供給され、リセット
入力端子RESには低レベルLの電圧V4 が供給され
る。パルス形成回路11は、リセット入力端子RESに
供給される電圧V4 が低レベルLになっているので、図
2の時点t1 に示すように、その出力端子に高レベルH
の出力信号P2 を出力する。この高レベルHの出力信号
2 はアンドゲート4の入力端子に供給される。
When the output voltage V N of the sawtooth wave forming circuit 12 is a low level voltage, the output voltage V 3 of the voltage comparator 7
Is a high level H voltage. Similarly, the output voltage V 4 of the voltage comparator 8 is a low level L voltage. For this purpose, a high level H voltage V 3 is supplied to the set input terminal SET of the pulse forming circuit 11, and a low level L voltage V 4 is supplied to the reset input terminal RES. Pulse forming circuit 11, the voltage V 4 is supplied to the reset input terminal RES becomes low level L, as shown in time point t 1 in FIG. 2, the high level H to the output terminal
Outputs an output signal P 2. This high level H output signal P 2 is supplied to the input terminal of the AND gate 4.

【0029】つぎに、直流モータ1の出力軸(図示せ
ず)が外力で回転されて、この出力軸に接続されている
電機子が回転したとする。この電機子の回転によって、
図3の場合に述べたように、直流モータ1の両端に誘導
起電力EM が発生するから、電圧VM は直流電圧+VC
の値から低下する。そして、この電圧VM が設定電圧V
2 よりも小さくなると、電圧比較器3は出力電圧V0
低レベルから高レベルに変化させる。このときには、パ
ルス形成回路11の出力信号P2 は高レベルHの電圧に
なっているので、アンドゲート4の両入力電圧は高レベ
ルになる。したがって、アンドゲート4の出力信号は高
レベルの電圧となるので、FET2のドレイン−ソース
間はオン状態になる。この結果、直流モータ1に直流電
圧+VC が印加されて、直流モータ1の出力軸は回転を
継続する。
Next, it is assumed that the output shaft (not shown) of the DC motor 1 is rotated by an external force, and the armature connected to the output shaft is rotated. By the rotation of this armature,
As mentioned in the case of FIG. 3, because the induced electromotive force E M is generated across the DC motor 1, the voltage V M is the DC voltage + V C
From the value of. Then, the voltage V M is set voltage V
Becomes smaller than 2, the voltage comparator 3 changes the output voltage V 0 from the low level to the high level. At this time, the output signal P 2 pulse forming circuit 11 is in the voltage of the high level H, both the input voltage of the AND gate 4 goes high. Therefore, the output signal of the AND gate 4 becomes a high level voltage, and the drain-source of the FET 2 is turned on. As a result, the DC voltage + V C is applied to the DC motor 1, and the output shaft of the DC motor 1 continues to rotate.

【0030】一方、アンドゲート4の出力信号が高レベ
ルの電圧になると、鋸波形成回路12では、抵抗R4
可変抵抗器VR2 、抵抗R5 およびダイオードD1 から
なる経路を電流が流れて、コンデンサC1 が充電されて
いく(図2の時点t1 からt2 の期間)。したがって、
鋸波形成回路12の出力電圧VN は徐々に上昇する。そ
して、この電圧VN が基準電圧V1 の値に達すると、電
圧比較器8は出力電圧V4 を低レベルLから高レベルH
に変化させる(図2の時点t2 )。パルス形成回路11
は、リセット入力端子RESに供給される電圧V4 が高
レベルHになるので、リセット状態を解除される。ただ
し、この場合、パルス形成回路11の出力信号P2 はい
ぜんとして高レベルの電圧になっている。
On the other hand, when the output signal of the AND gate 4 becomes a high level voltage, the sawtooth wave forming circuit 12 causes the resistance R 4 ,
A current flows through a path composed of the variable resistor VR 2 , the resistor R 5, and the diode D 1 , and the capacitor C 1 is charged (period t 1 to t 2 in FIG. 2). Therefore,
Output voltage V N of the sawtooth wave forming circuit 12 gradually increases. When this voltage V N has reached the value of the reference voltage V 1, the voltage comparator 8 high level H output voltage V 4 from the low level L
(Time t 2 in FIG. 2 ). Pulse forming circuit 11
Since the voltage V 4 is supplied to the reset input terminal RES goes high H, it is released from the reset state. However, in this case, the output signal P 2 pulse forming circuit 11 is in a still higher level voltage.

【0031】時点t2 以後においても、鋸波形成回路1
2の出力電圧VN はじょじょに上昇を続ける。そして、
この電圧VN が設定電圧V2 の値に達すると、電圧比較
器7は出力電圧V3 を高レベルHから低レベルLに変化
させる(図2の時点t3 )。電圧V3 が低レベルLにな
ると、パルス形成回路11は、セット入力端子SETの
入力が低レベルの電圧になるので、その出力信号P2
低レベルLの電圧にしてこの状態を保持する。したがっ
て、アンドゲート4は、その一方の入力信号が低レベル
になるので、その出力信号は低レベルになり、このため
に、FET2はオフ状態になる。
After time t 2 , the sawtooth wave forming circuit 1
The output voltage V N of No. 2 keeps rising gradually. And
When the voltage V N has reached the value of set voltage V 2, the voltage comparator 7 changes the output voltage V 3 from the high level H to low level L (time t 3 in FIG. 2). When the voltage V 3 becomes low level L, the pulse forming circuit 11, the input of the set input terminal SET goes low voltage, and its output signal P 2 to the voltage of the low level L to maintain this state. Therefore, the output signal of the AND gate 4 is low because one of its input signals is low, and the FET 2 is turned off.

【0032】アンドゲート4の出力信号が低レベルにな
ると、コンデンサC1 に充電されていた電荷は、ダイオ
ードD2 、可変抵抗器VR2 および抵抗R4 からなる経
路を介して、直ちに放電を開始する。このために、鋸波
形成回路12の出力電圧VNはすぐに設定電圧V2 の値
よりも低下する。したがって、電圧比較器7は出力電圧
3 を再び低レベルLから高レベルHに変化させる。こ
のとき、パルス形成回路11の出力信号P2 は低レベル
Lの電圧に保持されている(図2の時点t3 とt4
間)。
[0032] When the output signal of the AND gate 4 goes low, the charge stored in the capacitor C 1, through a path consisting of the diode D 2, the variable resistor VR 2 and the resistor R 4, immediately begins to discharge I do. For this reason, the output voltage V N of the sawtooth wave forming circuit 12 immediately drops below the value of the set voltage V 2 . Therefore, the voltage comparator 7 is changed from low level L to the output voltage V 3 again to the high level H. At this time, the output signal P 2 pulse forming circuit 11 is held at a voltage of low level L (between times t 3 and t 4 in FIG. 2).

【0033】このように、パルス形成回路11の出力信
号P2 が低レベルLの電圧のときには、FET2はオフ
状態になっており、直流モータ1が拘束状態になったか
否かが検知される。この場合、電圧VM が設定電圧V2
よりも大きければ、電圧比較器3の出力電圧V0 が低レ
ベルに変化する。したがって、アンドゲート4の出力信
号は低レベルになるので、FET2はオフ状態を継続す
る。この結果として、直流モータ1には直流電圧+VC
が印加されなくなるので、直流モータ1の出力軸は回転
を停止する。
As described above, when the output signal P 2 of the pulse forming circuit 11 is at the low level L, the FET 2 is in the off state, and it is detected whether or not the DC motor 1 is in the locked state. In this case, the voltage V M set voltage V 2
If it is larger than this, the output voltage V 0 of the voltage comparator 3 changes to a low level. Therefore, the output signal of the AND gate 4 goes low, so that the FET 2 keeps off. As a result, the DC motor 1 has a DC voltage + V C
Is not applied, the output shaft of the DC motor 1 stops rotating.

【0034】一方、パルス形成回路11の出力信号P2
が低レベルの電圧のときに、電圧VM が設定電圧V2
りも小さければ、電圧比較器3の出力電圧V0 は高レベ
ルを保持する。
On the other hand, the output signal P 2 of the pulse forming circuit 11
There at the low level voltage, the smaller the voltage V M than the set voltage V 2, the output voltage V 0 which voltage comparator 3 holds the high level.

【0035】前述のとおり、図2の時点t3 とt4 との
間では、コンデンサC1 に充電されていた電荷は放電さ
れ続けているので、電圧VN は低下し続けている。そし
て、電圧VN が基準電圧V1 の値に達すると、電圧比較
器8は出力電圧V4 を高レベルHから低レベルLに変化
させる(図2の時点t4 )。パルス形成回路11は、リ
セット入力端子RESに供給される電圧V4 が低レベル
になるので、リセット状態となる。すなわち、パルス形
成回路11の出力信号P2 は高レベルHの電圧になる。
As described above, between the time points t 3 and t 4 in FIG. 2, the charge charged in the capacitor C 1 continues to be discharged, so that the voltage V N continues to decrease. Then, when the voltage V N reaches the value of the reference voltage V 1, the voltage comparator 8 changes the output voltage V 4 from the high level H to low level L (time t 4 in FIG. 2). Pulse forming circuit 11, the voltage V 4 is supplied to the reset input terminal RES becomes low level, and the reset state. That is, the output signal P 2 pulse forming circuit 11 becomes a voltage of the high level H.

【0036】アンドゲート4は、両方の入力信号が高レ
ベルHの電圧になるので、その出力信号を再び高レベル
にする。このために、FET2のドレイン−ソース間は
再びオン状態になるので、直流モータ1の出力軸は回転
を継続する。アンドゲート4の出力信号が高レベルの電
圧になると、鋸波形成回路12では、コンデンサC1
抵抗R4 、可変抵抗器VR2 、抵抗R5 およびダイオー
ドD1 からなる経路を介して直ちに充電を開始する。こ
のために、鋸波形成回路12の出力電圧VN はすぐに基
準電圧V1 の値よりも上昇する。したがって、電圧比較
器8は出力電圧V4 を再び低レベルLから高レベルHに
変化させる。
The AND gate 4 changes its output signal to the high level again because both input signals have the high level H voltage. For this reason, since the area between the drain and source of the FET 2 is turned on again, the output shaft of the DC motor 1 continues to rotate. When the output signal of the AND gate 4 becomes a high level voltage, the sawtooth wave forming circuit 12, a capacitor C 1 is the resistance R 4, immediately via a path consisting of the variable resistor VR 2, resistor R 5 and the diode D 1 charge To start. For this, the output voltage V N of the sawtooth wave forming circuit 12 rises above the value of the reference voltages V 1 immediately. Therefore, the voltage comparator 8 is changed from low level L to the output voltage V 4 again to the high level H.

【0037】以後、パルス形成回路11の出力信号P2
が低レベルLのときに、電圧VM が設定電圧V2 よりも
小さければ、図2に示すように、時点t2 から時点t4
までを一周期として、同様の動作が繰返される。
Thereafter, the output signal P 2 of the pulse forming circuit 11
There at low level L, the smaller the voltage V M than the set voltage V 2, as shown in FIG. 2, the time t 4 from the time t 2
The same operation is repeated with the period up to one cycle.

【0038】この場合、出力信号P2 は、図3に示す発
振器5が出力する遮断パルスP1 に相当している。しか
し、本実施例においては、電圧比較器7は電圧VN と設
定電圧V2 とを比較して出力信号P2 の高レベルHの期
間を設定するようにしている。したがって、本実施例で
は、直流モータ1の拘束トルクを広範囲に制御すること
ができる。
In this case, the output signal P 2 corresponds to the cutoff pulse P 1 output from the oscillator 5 shown in FIG. However, in the present embodiment, the voltage comparator 7 is so as to set the duration of the voltage V N and the set voltage V 2 is compared with the high level H of the output signal P 2. Therefore, in this embodiment, the restraining torque of the DC motor 1 can be controlled in a wide range.

【0039】例えば、拘束トルク制御用の可変抵抗器V
1 を抵抗R1 側(高トルク側)に設定すると、設定電
圧V2 が大きな値になる。このために、直流モータ1の
出力軸の回転数が多少下がっても、電圧比較器3の出力
電圧V0 は高レベルを保持するから、FET2はオン状
態を継続する。これと同時に、電圧比較器7の非反転入
力端子に供給される電圧が大きくなるので、設定電圧V
2 が大きくなるのに応じて出力信号P2 の高レベルの期
間が長くなる。すなわち、この出力信号(遮断パルス)
2 の周期が長くなるから、拘束トルクを必要に応じて
充分大きくして最大駆動電流IM ´=(VC /rM
を容易に得ることができる。
For example, a variable resistor V for restraining torque control
Setting R 1 to the resistor R 1 side (high torque side), the set voltage V 2 becomes a large value. For this reason, even if the number of rotations of the output shaft of the DC motor 1 is slightly reduced, the output voltage V 0 of the voltage comparator 3 is kept at a high level, so that the FET 2 is kept on. At the same time, the voltage supplied to the non-inverting input terminal of the voltage comparator 7 increases, so that the set voltage V
Periods of high level of the output signal P 2 in response to the 2 increases increases. That is, this output signal (cutoff pulse)
Since the cycle of P 2 becomes longer, the constraint torque is made sufficiently large as necessary, and the maximum drive current I M ′ = (V C / r M )
Can be easily obtained.

【0040】これとは逆に、可変抵抗器VR1 を抵抗R
2 側(低トルク側)に設定すると、直流モータ1の出力
軸の回転数が少し下がっただけでも、FET2がオフ状
態になる。これと同時に、出力信号P2 の周期も短くな
るから、拘束トルク時の駆動電流IM を必要に応じて充
分小さくすることが可能である。
On the contrary, the variable resistor VR 1 is connected to the resistor R
If it is set to the second side (low torque side), the FET 2 is turned off even if the rotation speed of the output shaft of the DC motor 1 is slightly decreased. At the same time, because even shorter period of the output signal P 2, it is possible to sufficiently small as necessary driving current I M during the restrictive torque.

【0041】つぎに、鋸波形成回路12中の可変抵抗器
VR2 は、出力電圧VN の電圧上昇速度と電圧下降速度
とを同時に互いに逆方向に変えて、直流モータ1の出力
軸の回転数(速度)の制御を行なうためのものである。
すなわち、可変抵抗器VR2の抵抗値を変えることによ
って、出力電圧VN の電圧上昇速度(図2の時点t2
ら時点t3 までの時間の逆数に比例)と、電圧下降速度
(図2の時点t3 から時点t4 までの時間の逆数に比
例)とを同時に互いに逆方向に変えることができるか
ら、出力信号P2 のデューティサイクルを変えることが
できる。そして、出力信号P2 のデューティサイクルを
変えることにより、直流モータ1の速度制御を行うこと
ができる。
Next, the variable resistor VR 2 in the sawtooth wave forming circuit 12 changes the voltage rising speed and the voltage falling speed of the output voltage V N simultaneously in opposite directions to rotate the output shaft of the DC motor 1. This is for controlling the number (speed).
That is, by changing the resistance value of the variable resistor VR 2, the voltage rise speed of the output voltage V N (proportional to the reciprocal of the time from the time t 2 in FIG. 2 to time t 3), the voltage lowering speed (FIG. 2 since the time of the reciprocal of the time t 3 to time t 4 proportional) and can be changed simultaneously in opposite directions, it is possible to vary the duty cycle of the output signal P 2. Then, by changing the duty cycle of the output signal P 2, it is possible to perform speed control of the DC motor 1.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明は、電圧比較器、駆動トランジス
タおよびパルス発生回路によって直流モータの拘束状態
を判定するようにしたので、その構成が簡単で動作が確
実であって、発熱によって発火の危険や電力ロスがな
い。
According to the present invention, since the restraint state of the DC motor is determined by the voltage comparator, the driving transistor and the pulse generating circuit, the structure is simple and the operation is reliable. No power loss.

【0043】また、遮断パルスのデューティサイクルを
速度設定手段により変化させるようにしたから、直流モ
ータの速度制御を簡単な構成でもって確実に行うことが
できる。
Further, since the duty cycle of the cutoff pulse is changed by the speed setting means, the speed control of the DC motor can be reliably performed with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の直流モータ駆動回路の一実施例を示す
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC motor driving circuit according to the present invention.

【図2】図1の直流モータ駆動回路の主要部の電圧波形
を示すタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart showing voltage waveforms of main parts of the DC motor drive circuit of FIG.

【図3】先に提案された直流モータ駆動回路を示す回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a DC motor driving circuit proposed earlier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流モータ 2 電界効果トランジスタ(FET) 3 電圧比較器 7 電圧比較器 8 電圧比較器 11 パルス形成回路 12 鋸波形成回路 VR1 可変抵抗器(設定電圧および遮断パル
ス周期の調節手段) VR2 可変抵抗器(速度設定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC motor 2 Field effect transistor (FET) 3 Voltage comparator 7 Voltage comparator 8 Voltage comparator 11 Pulse formation circuit 12 Saw wave formation circuit VR 1 Variable resistor (adjustment means of set voltage and cut-off pulse period) VR 2 variable Resistor (speed setting means)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流モータの端子に生じる誘導起電力と予
め設定された設定電圧とを比較する電圧比較器と、 この電圧比較器の出力信号に応じてオンとなり、上記直
流モータに駆動電圧を与える駆動トランジスタと、 この駆動トランジスタを周期的に瞬間オフにするための
遮断パルスを発生するパルス発生回路と、 上記遮断パルスのデューティサイクルを変化させる速度
設定手段とを備えていることを特徴とする直流モータ駆
動回路。
1. A voltage comparator for comparing an induced electromotive force generated at a terminal of a DC motor with a preset voltage, and turned on in response to an output signal of the voltage comparator to supply a drive voltage to the DC motor. A drive transistor to be applied; a pulse generating circuit for generating a cutoff pulse for periodically turning off the drive transistor instantaneously; and a speed setting means for changing a duty cycle of the cutoff pulse. DC motor drive circuit.
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