JP3686954B2 - モータの駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単相全波モータは図４に示すように、モータコイル１に流れる電流をＡ方向とＢ方向に交互に切換えて駆動している。Ａ方向の電流はトランジスタＱ１，Ｑ４がＯＮすることによって得られ、Ｂ方向の電流はトランジスタＱ２とＱ３がＯＮすることによって得られる。
【０００３】
ところで、電流の切換りの時点、特に流れていた電流が零になる瞬間に大きな逆起電圧が発生する。この逆起電圧は駆動トランジスタＱ１〜Ｑ４を破壊する虞れがあるので、従来はダイオードＤ１，Ｄ２を図示の如く接続してコイルに生じた逆起電圧をダイオードＤ１，Ｄ２を通して電源ライン２に吸収させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法ではダイオードＤ１，Ｄ２の許容電流を大きくして駆動トランジスタＱ１〜Ｑ４と同等の能力をもつようにする必要がある。このため、ダイオードＤ１，Ｄ２により駆動回路のコストが高くつくという欠点が生じていた。
【０００５】
また、この従来の回路では、逆起電圧に伴なう電流を電源ライン２に全て吸収させるので、電源ライン２にノイズが乗ることになり、この電源ライン２に接続されているドライブ回路３の動作に影響を与えるという問題があった。尚、このドライブ回路３はトランジスタＱ１〜Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦを制御する信号を出力するものである。勿論、電源ライン２には他の回路（図示せず）も接続される場合があるが、それらの回路も電源ライン２のノイズによる影響を受ける。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、逆起電圧対応の能動素子を比較的低コストで実現でき、且つ電源ラインにノイズが生じないようにしたモータの駆動回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明のモータの駆動回路は、モータコイルの一端とグランド間に接続されている駆動トランジスタがＯＦＦになることによってモータコイルに流れている電流が零になる瞬間に前記一端に生じる逆起電圧を、ベースに一定電圧が与えられエミッタが前記一端に接続されたＰＮＰ型トランジスタでクランプするとともに、該ＰＮＰ型トランジスタのコレクタ電流によって前記駆動トランジスタをＯＮさせるように構成されている。その結果、逆起電圧は所定値に制限され、その逆起電圧による電流は駆動トランジスタを通して例えばグランドラインに吸収される。グランドラインは一般にインピーダンスが最も小さいので、ノイズは生じない。
【０００８】
また、本発明のモータの駆動回路は、電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第１，第２トランジスタと；同じく電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第３，第４トランジスタと；第１，第４トランジスタがＯＮで、第２，第３トランジスタがＯＦＦとなる第１状態と、第１，第４トランジスタがＯＦＦで、第２，第３トランジスタがＯＮとなる第２状態を生じるように前記トランジスタを制御する手段と；第１トランジスタのエミッタと第２トランジスタのコレクタを接続する第１接続点と、第３トランジスタのエミッタと第４トランジスタのコレクタを接続する第２接続点との間に接続されたモータコイルと；前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第１接続点に接続され、コレクタが第２トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第５トランジスタと；前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第２接続点に接続され、コレクタが第４トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第６トランジスタとから成っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１に示す第１の実施形態において、１１はモータコイルであり、その一端はＮＰＮ型トランジスタＴ１のコレクタに接続され、他端は直流電源Ｖ１に接続されている。１３はトランジスタＴ１を制御するドライブ回路である。
【００１０】
今、トランジスタＴ１がＯＮしているとすると、コイル１１には直流電源Ｖ１→コイル１１→トランジスタＴ１→グランドの経路で電流が流れる。この状態でトランジスタＴ１がＯＦＦになると、コイル１１に大きな逆起電圧が生じる。この逆起電圧はコイルの一端の（イ）点が正で、他端が負の極性で生じる。
【００１１】
しかしながら、（イ）点の電位はＰＮＰ型のトランジスタＴ２によって（Ｖ２＋ＶBE）の値にクランプされる。尚、ＶBEはトランジスタＴ２のエミッタ・ベース間電圧である。このトランジスタＴ２はエミッタが（イ）点に接続されているとともに、ベースが一定電圧Ｖ２に接続され、コレクタがトランジスタＴ１のベースに接続されている。
【００１２】
このため、トランジスタＴ２のコレクタ電流はトランジスタＴ１のベースに流れ込み、トランジスタＴ１をＯＮさせる。従って、トランジスタＴ１を通して（イ）点からグランドに電流が流れるとともに、（イ）点は急速にグランド電位になる。これに伴ない、トランジスタＴ２がＯＦＦになり、Ｔ１もＯＦＦになる。ここで、トランジスタＴ２はトランジスタＴ１のベース電流を与える程度の容量のものでよいので、小さく形成でき、コストも安い。尚、グランドラインは一般にインピーダンスが最も小さいので、電流が流れ込んでもノイズは生じにくい。
【００１３】
次に、図２に示す第２の実施形態は、図４に示すような全波型のモータに用いるように構成されている。同図において、図４の従来例と同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。この第２実施形態では、コイル１の両端をそれぞれＰＮＰ型のトランジスタＱ５，Ｑ６のエミッタに接続している。
【００１４】
トランジスタＱ５，Ｑ６のベースは共に電源ライン２に接続され、コレクタはトランジスタＱ５側がトランジスタＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ６側がトランジスタＱ４のベースに接続されている。
【００１５】
今、トランジスタＱ２，Ｑ３がＯＮしていて、電流がＢ方向に流れている状態からＡ方向に流れるように切換わる場合、トランジスタＱ２，Ｑ３がＯＦＦになってＢ方向の電流が零になる瞬間、（イ）点側に正の逆起電圧が生じる。この逆起電圧はトランジスタＱ５によってＶCC＋ＶBEの電圧にクランプされる。尚、ＶBEはトランジスタＱ５のエミッタ・ベース間電圧である。
【００１６】
トランジスタＱ５のコレクタ電流はトランジスタＱ２をＯＮさせ、コイル１からの電流をトランジスタＱ２を通してグランドに流す。これに伴ない、（イ）点は急速にグランド電位になり、トランジスタＱ５はＯＦＦになり、トランジスタＱ２もＯＦＦになる。この過程を経てトランジスタＱ１，Ｑ４がＯＮし、電流はＡ方向に流れる。
【００１７】
このＡ方向に電流が流れている状態から、その電流が零になるときは、ＰＮＰトランジスタＱ６がＯＮして（ロ）点の電位を（ＶCC＋ＶBE）にクランプするとともに、トランジスタＱ４がＯＮになり、（ロ）点の逆起電圧が解消されてからトランジスタＱ６，Ｑ４がＯＦＦになり、次にＢ方向の電流が流れる状態となる。
【００１８】
図３に示す第３の実施形態は図２の第２実施形態に対し、トランジスタＱ５，Ｑ６のベースの接続位置が異なっている。即ち、この場合、電源ライン２以外に、もう１つの電源ライン６が用意されており、この電源ライン６にトランジスタＱ５，Ｑ６のベースが接続された構成となっている。４，５は電源ライン２と６に、それぞれ直流電圧ＶCC1，ＶCC2を供給する直流電源を示している。
【００１９】
この第３実施形態では、クランプ専用の電源ライン６を設けているため本来の電源ライン２に対し、逆起電圧吸収の動作影響を全く与えないというメリットがある。尚、トランジスタＱ５，Ｑ６の一方のベースを電源ライン２に接続し、他方のベースを電源ライン６に接続するような実施形態も可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、逆起電圧対応のトランジスタＴ２、Ｑ５、Ｑ６は小容量のものでよいので、低コスト化に有利であり、電源ラインに逆起電圧によるノイズが実質的に生じないようにできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動回路の第１実施形態を示す回路図
【図２】本発明のモータ駆動回路の第２実施形態を示す回路図
【図３】本発明のモータ駆動回路の第３実施形態を示す回路図
【図４】従来のモータ駆動回路を示す回路図
【符号の説明】
１、１１ モータコイル
Ｔ１、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ 駆動トランジスタ
Ｔ２、Ｑ５、Ｑ６ 逆起電圧対応のトランジスタ
２ 電源ライン
３ ドライブ回路（制御手段）
４ 第１直流電源
５ 第２直流電源
６ 電源ライン
【発明の属する技術分野】
本発明はモータの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
単相全波モータは図４に示すように、モータコイル１に流れる電流をＡ方向とＢ方向に交互に切換えて駆動している。Ａ方向の電流はトランジスタＱ１，Ｑ４がＯＮすることによって得られ、Ｂ方向の電流はトランジスタＱ２とＱ３がＯＮすることによって得られる。
【０００３】
ところで、電流の切換りの時点、特に流れていた電流が零になる瞬間に大きな逆起電圧が発生する。この逆起電圧は駆動トランジスタＱ１〜Ｑ４を破壊する虞れがあるので、従来はダイオードＤ１，Ｄ２を図示の如く接続してコイルに生じた逆起電圧をダイオードＤ１，Ｄ２を通して電源ライン２に吸収させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法ではダイオードＤ１，Ｄ２の許容電流を大きくして駆動トランジスタＱ１〜Ｑ４と同等の能力をもつようにする必要がある。このため、ダイオードＤ１，Ｄ２により駆動回路のコストが高くつくという欠点が生じていた。
【０００５】
また、この従来の回路では、逆起電圧に伴なう電流を電源ライン２に全て吸収させるので、電源ライン２にノイズが乗ることになり、この電源ライン２に接続されているドライブ回路３の動作に影響を与えるという問題があった。尚、このドライブ回路３はトランジスタＱ１〜Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦを制御する信号を出力するものである。勿論、電源ライン２には他の回路（図示せず）も接続される場合があるが、それらの回路も電源ライン２のノイズによる影響を受ける。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、逆起電圧対応の能動素子を比較的低コストで実現でき、且つ電源ラインにノイズが生じないようにしたモータの駆動回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明のモータの駆動回路は、モータコイルの一端とグランド間に接続されている駆動トランジスタがＯＦＦになることによってモータコイルに流れている電流が零になる瞬間に前記一端に生じる逆起電圧を、ベースに一定電圧が与えられエミッタが前記一端に接続されたＰＮＰ型トランジスタでクランプするとともに、該ＰＮＰ型トランジスタのコレクタ電流によって前記駆動トランジスタをＯＮさせるように構成されている。その結果、逆起電圧は所定値に制限され、その逆起電圧による電流は駆動トランジスタを通して例えばグランドラインに吸収される。グランドラインは一般にインピーダンスが最も小さいので、ノイズは生じない。
【０００８】
また、本発明のモータの駆動回路は、電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第１，第２トランジスタと；同じく電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第３，第４トランジスタと；第１，第４トランジスタがＯＮで、第２，第３トランジスタがＯＦＦとなる第１状態と、第１，第４トランジスタがＯＦＦで、第２，第３トランジスタがＯＮとなる第２状態を生じるように前記トランジスタを制御する手段と；第１トランジスタのエミッタと第２トランジスタのコレクタを接続する第１接続点と、第３トランジスタのエミッタと第４トランジスタのコレクタを接続する第２接続点との間に接続されたモータコイルと；前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第１接続点に接続され、コレクタが第２トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第５トランジスタと；前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第２接続点に接続され、コレクタが第４トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第６トランジスタとから成っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１に示す第１の実施形態において、１１はモータコイルであり、その一端はＮＰＮ型トランジスタＴ１のコレクタに接続され、他端は直流電源Ｖ１に接続されている。１３はトランジスタＴ１を制御するドライブ回路である。
【００１０】
今、トランジスタＴ１がＯＮしているとすると、コイル１１には直流電源Ｖ１→コイル１１→トランジスタＴ１→グランドの経路で電流が流れる。この状態でトランジスタＴ１がＯＦＦになると、コイル１１に大きな逆起電圧が生じる。この逆起電圧はコイルの一端の（イ）点が正で、他端が負の極性で生じる。
【００１１】
しかしながら、（イ）点の電位はＰＮＰ型のトランジスタＴ２によって（Ｖ２＋ＶBE）の値にクランプされる。尚、ＶBEはトランジスタＴ２のエミッタ・ベース間電圧である。このトランジスタＴ２はエミッタが（イ）点に接続されているとともに、ベースが一定電圧Ｖ２に接続され、コレクタがトランジスタＴ１のベースに接続されている。
【００１２】
このため、トランジスタＴ２のコレクタ電流はトランジスタＴ１のベースに流れ込み、トランジスタＴ１をＯＮさせる。従って、トランジスタＴ１を通して（イ）点からグランドに電流が流れるとともに、（イ）点は急速にグランド電位になる。これに伴ない、トランジスタＴ２がＯＦＦになり、Ｔ１もＯＦＦになる。ここで、トランジスタＴ２はトランジスタＴ１のベース電流を与える程度の容量のものでよいので、小さく形成でき、コストも安い。尚、グランドラインは一般にインピーダンスが最も小さいので、電流が流れ込んでもノイズは生じにくい。
【００１３】
次に、図２に示す第２の実施形態は、図４に示すような全波型のモータに用いるように構成されている。同図において、図４の従来例と同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。この第２実施形態では、コイル１の両端をそれぞれＰＮＰ型のトランジスタＱ５，Ｑ６のエミッタに接続している。
【００１４】
トランジスタＱ５，Ｑ６のベースは共に電源ライン２に接続され、コレクタはトランジスタＱ５側がトランジスタＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ６側がトランジスタＱ４のベースに接続されている。
【００１５】
今、トランジスタＱ２，Ｑ３がＯＮしていて、電流がＢ方向に流れている状態からＡ方向に流れるように切換わる場合、トランジスタＱ２，Ｑ３がＯＦＦになってＢ方向の電流が零になる瞬間、（イ）点側に正の逆起電圧が生じる。この逆起電圧はトランジスタＱ５によってＶCC＋ＶBEの電圧にクランプされる。尚、ＶBEはトランジスタＱ５のエミッタ・ベース間電圧である。
【００１６】
トランジスタＱ５のコレクタ電流はトランジスタＱ２をＯＮさせ、コイル１からの電流をトランジスタＱ２を通してグランドに流す。これに伴ない、（イ）点は急速にグランド電位になり、トランジスタＱ５はＯＦＦになり、トランジスタＱ２もＯＦＦになる。この過程を経てトランジスタＱ１，Ｑ４がＯＮし、電流はＡ方向に流れる。
【００１７】
このＡ方向に電流が流れている状態から、その電流が零になるときは、ＰＮＰトランジスタＱ６がＯＮして（ロ）点の電位を（ＶCC＋ＶBE）にクランプするとともに、トランジスタＱ４がＯＮになり、（ロ）点の逆起電圧が解消されてからトランジスタＱ６，Ｑ４がＯＦＦになり、次にＢ方向の電流が流れる状態となる。
【００１８】
図３に示す第３の実施形態は図２の第２実施形態に対し、トランジスタＱ５，Ｑ６のベースの接続位置が異なっている。即ち、この場合、電源ライン２以外に、もう１つの電源ライン６が用意されており、この電源ライン６にトランジスタＱ５，Ｑ６のベースが接続された構成となっている。４，５は電源ライン２と６に、それぞれ直流電圧ＶCC1，ＶCC2を供給する直流電源を示している。
【００１９】
この第３実施形態では、クランプ専用の電源ライン６を設けているため本来の電源ライン２に対し、逆起電圧吸収の動作影響を全く与えないというメリットがある。尚、トランジスタＱ５，Ｑ６の一方のベースを電源ライン２に接続し、他方のベースを電源ライン６に接続するような実施形態も可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、逆起電圧対応のトランジスタＴ２、Ｑ５、Ｑ６は小容量のものでよいので、低コスト化に有利であり、電源ラインに逆起電圧によるノイズが実質的に生じないようにできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動回路の第１実施形態を示す回路図
【図２】本発明のモータ駆動回路の第２実施形態を示す回路図
【図３】本発明のモータ駆動回路の第３実施形態を示す回路図
【図４】従来のモータ駆動回路を示す回路図
【符号の説明】
１、１１ モータコイル
Ｔ１、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４ 駆動トランジスタ
Ｔ２、Ｑ５、Ｑ６ 逆起電圧対応のトランジスタ
２ 電源ライン
３ ドライブ回路（制御手段）
４ 第１直流電源
５ 第２直流電源
６ 電源ライン
Claims (3)
- モータコイルの一端とグランド間に接続されている駆動トランジスタがＯＦＦになることによってモータコイルに流れている電流が零になる瞬間に前記一端に生じる逆起電圧を、ベースに一定電圧が与えられエミッタが前記一端に接続されたＰＮＰ型トランジスタでクランプするとともに、該ＰＮＰ型トランジスタのコレクタ電流によって前記駆動トランジスタをＯＮさせるようにしたことを特徴とするモータの駆動回路。
- 電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第１，第２トランジスタと、
同じく電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第３，第４トランジスタと、
第１，第４トランジスタがＯＮで、第２，第３トランジスタがＯＦＦとなる第１状態と、第１，第４トランジスタがＯＦＦで、第２，第３トランジスタがＯＮとなる第２状態を生じるように前記トランジスタを制御する手段と、
第１トランジスタのエミッタと第２トランジスタのコレクタを接続する第１接続点と、第３トランジスタのエミッタと第４トランジスタのコレクタを接続する第２接続点との間に接続されたモータコイルと、
前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第１接続点に接続され、コレクタが第２トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第５トランジスタと、前記電源ラインにベースが接続され、エミッタが第２接続点に接続され、コレクタが第４トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第６トランジスタと、から成るモータの駆動回路。 - 第１電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第１，第２トランジスタと、
同じく第１電源ラインとグランドライン間にコレクタ・エミッタ路が直列になるように接続されたＮＰＮ型の第３，第４トランジスタと、
第１，第４トランジスタがＯＮで、第２，第３トランジスタがＯＦＦとなる第１状態と、第１，第４トランジスタがＯＦＦで、第２，第３トランジスタがＯＮとなる第２状態を生じるように前記トランジスタを制御する手段と、
第１トランジスタのエミッタと第２トランジスタのコレクタを接続する第１接続点と、第３トランジスタのエミッタと第４トランジスタのコレクタを接続する第２接続点との間に接続されたモータコイルと、
第２電源ラインと、
前記第２電源ラインにベースが接続され、エミッタが第１接続点に接続され、コレクタが第２トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第５トランジスタと、
第２電源ラインにベースが接続され、エミッタが第２接続点に接続され、コレクタが第４トランジスタのベースに接続されたＰＮＰ型の第６トランジスタと、から成るモータの駆動回路。
Priority Applications (2)
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| JP00992596A JP3686954B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | モータの駆動回路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
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| JP00992596A Expired - Fee Related JP3686954B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | モータの駆動回路 |
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| JP (1) | JP3686954B2 (ja) |
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