JPH02311189A - 直流モータ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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駆動回路に関し、特にパルス幅変調
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のパルス幅変調回路は、マイクロプロセッ
サなど複雑な回路により構成されていた。

従来のパルス幅変調回路を使用した直流モータ駆動回路
においては、回転位置を表わすためのホール素子の出力
を時間計測することにより現在の回転速度を得て、基準
回転速度と比較計算することにより回転速度誤差信号を
得る。そして、その回転速度誤差信号の値により、直流
モータに電流を流すための電力制御回路にパルス幅変調
信号を出力する。

このパルス幅変調信号は、電力制御回路が直流モータに
電流を流すオン状態と直流モータに電流を流さないオフ
状態の２つの状態を表わすロジック信号であり、目的の
回転速度より実際の回転速度が遅ければ、オン状態であ
る時間を長くし、逆に目的の回転速度より実際の回転速
度が速ければ、オフ状態である時間を長くするようにパ
ルスのデユーティ比を変化させ、目的の回転速度になる
よう制御する。

以上の制御を従来は高価なマイクロプロセッサなどを使
用した回路と複雑なプログラムにより実現している。ま
た、目的の回転速度に制御するための速度ループにおい
て、ループを安定させるのに必要なループゲインがプロ
グラムにより決まるので、最適なループゲインを得るた
めのプログラムの作成が困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の直流モータ駆動回路は、マイクロプロセ
ッサなどによりパルス幅変調回路を構成しているので、
高価なマイクロプロセッサや複雑なプログラムが必要で
あり、速度ループにおいて最適なループゲインを得るた
めのプログラムの作成が困難であるという欠点があった
。

〔課題を解決するための手段〕

このような欠点を除去するために本発明は、直流モータ
を任意の回転数に制御する直流モータ駆動回路において
、回転速度信号とパルス幅変調用クロックとパルス幅変
調信号とを入力とするカウンタと、このカウンタの出力
信号であるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出力信号と回
転速度信号とを比較しパルス幅変調信号を出力するコン
パレータとから成るパルス幅変調回路を設けるようにし
たものである。

〔作用〕

本発明による直流モータ駆動回路においては、高価なマ
イクロプロセッサや複雑なプログラムを全く必要とせず
、速度ループを安定に動作させるためのループゲインも
容易に決定される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明による直流モータ駆動回路を構成する
パルス幅変調回路の一実施例を示すブロック系統図であ
る。第１図において、１は回転速度信号ａとパルス幅変
調用クロックｂとパルス幅変調信号ｆとを入力して信号
Ｃを出力するカウンタ、２は信号Ｃを入力して信号ｄを
出力するＤ／Ａコンバータ、３は信号ｄと回転速度誤差
信号ｅを入力してパルス幅変調信号ｆを出力するコンパ
レータである。

また、第２図は、第１図のパルス幅変調回路の動作を説
明するためのタイムチャートである。

さらに、第３図は本発明による直流モータ駆動回路の一
実施例を示すブロック系統図であり、第１図のパルス幅
変調回路を使用した場合を示す。

第３図において、５はパルス幅変調用クロックｂと回転
速度誤差検出用クロックｇを出力する基準クロック発生
器、６は回転速度信号ａと回転速度誤差積出用クロック
ｇを入力して回転速度誤差信号ｅを出力する回転速度誤
差検出回路、７はパルス幅変調信号ｒと相切換信号ｉを
入力してモータ駆動電流りを出力する電力制御回路、８
はモータ駆動電流りで駆動される直流モータ、９は回転
位置検出器１１から出力される回転位置信号ｊを入力し
て回転速度信号ａを出力する前縁位置検出回路、ｌＯは
回転位置信号ｊを入力して相切換信号ｉを出力する相切
換タイミング回路である。

第１図において従来のパルス幅変調回路と異なる点は、
高価なマイクロプロセッサや複雑なプログラムを必要と
しないことである。

第１図のパルス幅変調回路の動作を説明する前に、第３
図の直流モータ駆動回路の動作について説明する。まず
、直流モータ８の回転位置を検出するためのホール素子
から構成される装置出器１ｌの出力である回転位置信号
ｊを相切換タイミング回路ＩＯに入力し、相切換信号ｉ
により電力制御回路７を制御し、目的の回転方向に正常
に回転するための直流モータ駆動電流ｈを直流モータ８
の巻線に流す。

回転速度の制御は次のように行なわれる。回転位置信号
ｊの前縁位置を前縁位置検出回路９により検出すること
で、回転速度信号ａを得る。この回転速度信号ａと、基
準クロソク発生器５より出力される回転速度誤差検出用
クロックｇとを回転速度誤差検出回路６に入力する。回
転速度誤差検出回路６は、目的の速度を表わすデユーテ
ィ比を持つパルスと、実際の速度を表わすデユーティ比
を持つパルスをそれぞれ平滑して比較することで、アナ
ログレベルで表わす回転速度誤差信号ｅを得ることがで
きる．この回転速度誤差検出回路６による変換技術とし
ては特願昭５７−１７２６１１号に記載されているもの
がある。

以上のようにして得られた回転速度誤差信号ｅと、回転
速度信号ａと、基準クロック発生器５から出力されるパ
ルス幅変調用クロックｂとを入力とし、回転速度誤差信
号ｅのレベルに応じたデユーティ比を持つパルス幅変調
信号ｆをパルス幅変調回路４から出力する。このパルス
幅変調回路４のブロック系統図を第１図に示し、その動
作を表わす波形の一例を第２図に示す。

次に、第１図のパルス幅変調回路の動作を第２図を用い
て説明する。回転速度信号ａ　（第２図（ａ））により
リセットされ、パルス幅変調用クロックｂ（第２図（ｂ
））によりカウントアツプし、パルス幅変調信号ｆ　（
第２図（ｅ））の変化によりカウントアンプを不動作に
する回路を有するカウンタ１から出力されるデジタル信
号ＣをＤ／Ａコンバータ２に入力することにより、Ｄ／
Ａコンバータ出力信号ｄ（第２図（Ｃ））を得る。　こ
のアナログレベルに変換されたＤ／Ａコンバータ出力信
号ｄと、アナログレベルで表わされた回転速度誤差信号
ｅ　（第２図（ｄ））とを、誤動作を防止するためのヒ
ステリシス特性を持つコンパレータ３で比較することに
より、パルス幅変調信号ｆを得る。第２図の波形の一例
において、回転速度誤差信号ｅは、目的の回転速度より
実際の回転速度が遅い時に誤差電圧■が大きくなる極性
をもっており、このときパルス幅変調信号ｆのパルス幅
Ｗは広がる方向に変化する。パルス幅変調信号ｆは後段
の電力制御回路７を制御し、ハイレベルの時にモータ駆
動電流りを流すようになっている。

ここで、速度ループの安定性を左右するループゲイン特
に回転速度誤差信号ｅからパルス幅変調信号ｒへの変換
ゲインは、パルス幅変調用クロックｂのクロック周波数
とＤ／Ａコンバータ２の基準電圧と抵抗によるＤ／Ａ変
換ゲインとで容易に決められる。なお、第２図のＧはグ
ランドレベルを示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、カウンタとＤ／Ａコンバ
ータとコンパレータとから成るパルス幅変調回路を設け
たことにより、直流モータ駆動回路を簡単かつ安価な部
品で実現でき、従来は必要であった高価なマイクロプロ
セッサや複雑なプログラムを全く必要とせず、速度ルー
プを安定に動作させるためのループゲインを容易に決定
できるので、安価で高精度な直流モータ駆動回路が実現
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による直流モータ駆動回路を構成するパ
ルス幅変調回路の一実施例を示すブロック系統図、第２
図は第１図の回路の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第３図は本発明による直流モータ駆動回路の一実施
例を示すブロック系統図である。 １・・・カウンタ、２・・・Ｄ／Ａコンバータ、３・・
・コンパレータ、４・・・パルス幅変調回路、５・・・
基準クロック発生器、６・・・回転速度誤差検出回路、
７・・・電力制御回路、８・・・直流モータ、９・・・
前縁位置検出回路、１０・・・相切換タイミング回路、
１１・・・直流モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流モータを任意の回転数に制御する直流モータ駆動回
   路において、回転速度信号とパルス幅変調用クロックと
   パルス幅変調信号とを入力とするカウンタと、このカウ
   ンタの出力信号であるデジタル信号をアナログ信号に変
   換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出
   力信号と前記回転速度信号とを比較し前記パルス幅変調
   信号を出力するコンパレータとから成るパルス幅変調回
   路を含むことを特徴とする直流モータ駆動回路。