JPH0241276B2 - - Google Patents
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- JPH0241276B2 JPH0241276B2 JP56107514A JP10751481A JPH0241276B2 JP H0241276 B2 JPH0241276 B2 JP H0241276B2 JP 56107514 A JP56107514 A JP 56107514A JP 10751481 A JP10751481 A JP 10751481A JP H0241276 B2 JPH0241276 B2 JP H0241276B2
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- Japan
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- transistor
- collector
- transistors
- motor
- current
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/288—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカレントミラー方式により、直流モー
タを駆動する小型直流モータの速度制御回路に係
り、第１のカレントミラー回路と第２のカレント
ミラー回路との間に抵抗を接続する事により、第
１のカレントミラー回路の夫々のトランジスタの
コレクタ、エミツタ電圧が飽和領域付近に達した
時に、夫々のトランジスタ間のエミツタ面積の大
小に起因する特性のバラツキによる電流比の変動
を小さく抑えて直流モータのハンチングを防止す
る事を目的とする。
タを駆動する小型直流モータの速度制御回路に係
り、第１のカレントミラー回路と第２のカレント
ミラー回路との間に抵抗を接続する事により、第
１のカレントミラー回路の夫々のトランジスタの
コレクタ、エミツタ電圧が飽和領域付近に達した
時に、夫々のトランジスタ間のエミツタ面積の大
小に起因する特性のバラツキによる電流比の変動
を小さく抑えて直流モータのハンチングを防止す
る事を目的とする。
従来のモータの速度制御回路の１例を第１図に
示す。同図中破線で囲んだ部分はモノリシツク
IC化された部分であり、１〜５はその外部導出
端子である。端子１，２間、２，３間及び３，４
間には夫々抵抗R1，R2及びボリユームVRが接続
されている。このボリユームVRは速度調整用で
ある。又、端子５はアース端子であり、電源Vcc
は端子１，５間に接続されている。モータＭは端
子１，４間に接続されている。
示す。同図中破線で囲んだ部分はモノリシツク
IC化された部分であり、１〜５はその外部導出
端子である。端子１，２間、２，３間及び３，４
間には夫々抵抗R1，R2及びボリユームVRが接続
されている。このボリユームVRは速度調整用で
ある。又、端子５はアース端子であり、電源Vcc
は端子１，５間に接続されている。モータＭは端
子１，４間に接続されている。
一方モノリシツクIC内には、第１のカレント
ミラーを構成するベースを共通接続されたトラン
ジスタQ1，Q2のエミツタが抵抗R3，R4を介して
夫々アースされている。これらのトランジスタ
Q1，Q2のコレクタは、第２のカレントミラーを
構成するトランジスタQ3，Q4の夫々のエミツタ
と接続されて、これらのカレントミラー回路は縦
続接続されている。トランジスタQ3及びQ4のコ
レクタは端子２及び定電流源６を介して端子１と
夫々接続されている。トランジスタQ3，Q4のベ
ースは互いに接続され、トランジスタQ4のベー
スとコレクタは接続されている。トランジスタ
Q2のコレクタは端子４へ接続されている。
ミラーを構成するベースを共通接続されたトラン
ジスタQ1，Q2のエミツタが抵抗R3，R4を介して
夫々アースされている。これらのトランジスタ
Q1，Q2のコレクタは、第２のカレントミラーを
構成するトランジスタQ3，Q4の夫々のエミツタ
と接続されて、これらのカレントミラー回路は縦
続接続されている。トランジスタQ3及びQ4のコ
レクタは端子２及び定電流源６を介して端子１と
夫々接続されている。トランジスタQ3，Q4のベ
ースは互いに接続され、トランジスタQ4のベー
スとコレクタは接続されている。トランジスタ
Q2のコレクタは端子４へ接続されている。
端子７ａ及び７ｂが端子１及び端子５へ接続さ
れた比較器（演算増巾器）７が設けられ、この非
反転入力端子は端子３と接続され、反転入力端子
は、端子２，５間に直列に接続された、ツエナー
ダイオード８と定電流源９との接続点に接結され
る。
れた比較器（演算増巾器）７が設けられ、この非
反転入力端子は端子３と接続され、反転入力端子
は、端子２，５間に直列に接続された、ツエナー
ダイオード８と定電流源９との接続点に接結され
る。
トランジスタQ3，Q4の夫々のベース、エミツ
タ間電圧VBE3及びVBE4はほぼ等しく、従つてトラ
ンジスタQ1，Q2のコレクタ電圧はほぼ等しい電
圧に保持されている。
タ間電圧VBE3及びVBE4はほぼ等しく、従つてトラ
ンジスタQ1，Q2のコレクタ電圧はほぼ等しい電
圧に保持されている。
上記の回路構成において、トランジスタQ1，
Q2のエミツタ面積の比は１：Ｋ（Ｋは正の整数）
とされている。ここでモータＭの逆起電圧Eg、
内部抵抗をRg、モータを流れる電流をIM、トラ
ンジスタQ3及びQ4のコレクタ電流は共にほぼ等
しく、トランジスタQ1のコレクタに流れる電流
をIKとし、抵抗R2に流れる電流をIS、その両端に
発生する電圧をVS、ツエナーダイオードに流れ
る電流をIZ、ボリユームVRの抵抗値をR〓とする。
又、比較回路７の夫々の入力インピーダンスは非
常に高くそれらに流入する電流は無視すると、次
式の関係が成立する。
Q2のエミツタ面積の比は１：Ｋ（Ｋは正の整数）
とされている。ここでモータＭの逆起電圧Eg、
内部抵抗をRg、モータを流れる電流をIM、トラ
ンジスタQ3及びQ4のコレクタ電流は共にほぼ等
しく、トランジスタQ1のコレクタに流れる電流
をIKとし、抵抗R2に流れる電流をIS、その両端に
発生する電圧をVS、ツエナーダイオードに流れ
る電流をIZ、ボリユームVRの抵抗値をR〓とする。
又、比較回路７の夫々の入力インピーダンスは非
常に高くそれらに流入する電流は無視すると、次
式の関係が成立する。
Eg＋IMRg＝IS（R1＋R2＋R〓）＋（IK＋IZ）R1 ……(1)
ここで
IS＝VS／R2 ……(2)
IK＝１／Ｋ・IMつまりＫ＝IM／IK ……(3)
この(2)、(3)式を(1)式に代入して次式を得る。
Eg＋IMRg＝VS／R2（R1＋R2＋R〓）＋IZR1＋IM／ＫR1…
…(4) ブリツジのバランス条件より、４式の左辺第１
項と右辺の第１項、第２項、又左辺第２項と右辺
第２項より次式が成立する。
…(4) ブリツジのバランス条件より、４式の左辺第１
項と右辺の第１項、第２項、又左辺第２項と右辺
第２項より次式が成立する。
Eg＝VS／R2（R1＋R2＋R〓）＋IZR1 ……(5)
IMRg＝IM／ＫR1 ……(6)
６式より、
R1＝KRg ……(7)
が導びかれる。
通常(7)式における抵抗R1の値は、Ｋを少し大
き目に選定して右辺のKRgの値よりも少し小さ
目に設定されて過制御とならない様に（ハンチン
グ防止の為）されている。
き目に選定して右辺のKRgの値よりも少し小さ
目に設定されて過制御とならない様に（ハンチン
グ防止の為）されている。
この回路において比較器７は基準電圧となるツ
エナーダイオード８の電圧VZと直流モータＭの
逆起電圧及びモータの内部抵抗Rgによる電圧降
下とを差動増巾し、この出力となる差電圧によつ
てトランジスタQ1を含む直流モータを駆動する
為のトランジスタQ2を駆動し、モータＭに流れ
る電流を制御する事により、直流モータＭの回転
が一定となる様に制御される。
エナーダイオード８の電圧VZと直流モータＭの
逆起電圧及びモータの内部抵抗Rgによる電圧降
下とを差動増巾し、この出力となる差電圧によつ
てトランジスタQ1を含む直流モータを駆動する
為のトランジスタQ2を駆動し、モータＭに流れ
る電流を制御する事により、直流モータＭの回転
が一定となる様に制御される。
この様な従来の回路では、電源電圧が低下した
場合、過負荷時及び起動時等の際に、第１のカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタQ1，Q2
のコレクタ、エミツタ間電圧（以下単にVCEとい
う）が飽和付近又は飽和領域に達すると、第２図
のVCE−IC（ICはコレクタ電流）特性図で示す様
に、トランジスタQ2のコレクタ電流IC2（このIC2は
IMとほぼ等しいものとする）はトランジスタQ1
のコレクタ電流IKよりも減少率が大きく、その結
果、(3)式で示したＫが小さくなり、そして(6)式の
右辺が左辺に対して大きくなる為、補正が過大と
なつてモータＭがハンテイングを起す事になる。
場合、過負荷時及び起動時等の際に、第１のカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタQ1，Q2
のコレクタ、エミツタ間電圧（以下単にVCEとい
う）が飽和付近又は飽和領域に達すると、第２図
のVCE−IC（ICはコレクタ電流）特性図で示す様
に、トランジスタQ2のコレクタ電流IC2（このIC2は
IMとほぼ等しいものとする）はトランジスタQ1
のコレクタ電流IKよりも減少率が大きく、その結
果、(3)式で示したＫが小さくなり、そして(6)式の
右辺が左辺に対して大きくなる為、補正が過大と
なつてモータＭがハンテイングを起す事になる。
本発明は係る従来の問題点を一掃したもので以
下図面と共にその実施例について説明する。第３
図は本発明の一実施例になる速度制御回路を示
す。第１図と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。
下図面と共にその実施例について説明する。第３
図は本発明の一実施例になる速度制御回路を示
す。第１図と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。
トランジスタQ1のコレクタとトランジスタQ3
のエミツタとの間に抵抗Ｒが接続されている。こ
の実施例におけるトランジスタQ1，Q2のコレク
タ電流のIK，IC2は１：50の比即ちＫは50に選定さ
れている。尚、このＫの値は次の二つの条件を満
足する様に選定される。その第１はＫを例えば１
にすると、Q1のコレクタへQ2と同じコレクタ電
流（例えば200ｍＡ）が流れ、電流ロスが大とな
る為、Ｋは１より充分大きくする必要がある。
又、第２は抵抗R1を流れるツエナーダイオード
８の電流IZ（例えば0.1ｍＡ）の温度ドリフトによ
る影響を避ける為に、IK（例えば４ｍＡ）はIZよ
り充分大きな値に選定する必要がある。従つてIK
はこれらの条件を満足させる為に50に選定されて
いる。ここで何らかの原因でトランジスタQ1，
Q2の各々のVCEが飽和領域付近に達すると、前記
従来例の如く夫々のコレクタ電流IK，IC2は減少し
始めてIC2の減少率が大きい為、Ｋが小さくなる
方向に変化するが、然しこの場合コレクタ電流の
小さいトランジスタQ1のコレクタとトランジス
タQ3のエミツタとの間に抵抗Ｒが接続されてい
る為、飽和領域付近では、この抵抗による電流ド
ロツプが発生し、そのIKの電流の勾配は第４図に
示すVCE−IC特性で示すIK曲線の様になる。即ち
飽和領域付近では抵抗ＲによりトランジスタQ1
のコレクタ電流IKも減少する為、IKとIC2（IC2≒IM）
の比は殆んど変らず、従つて過大制御とならずハ
ンチング現象は発生せず安定なモータの速度制御
が可能となるものである。
のエミツタとの間に抵抗Ｒが接続されている。こ
の実施例におけるトランジスタQ1，Q2のコレク
タ電流のIK，IC2は１：50の比即ちＫは50に選定さ
れている。尚、このＫの値は次の二つの条件を満
足する様に選定される。その第１はＫを例えば１
にすると、Q1のコレクタへQ2と同じコレクタ電
流（例えば200ｍＡ）が流れ、電流ロスが大とな
る為、Ｋは１より充分大きくする必要がある。
又、第２は抵抗R1を流れるツエナーダイオード
８の電流IZ（例えば0.1ｍＡ）の温度ドリフトによ
る影響を避ける為に、IK（例えば４ｍＡ）はIZよ
り充分大きな値に選定する必要がある。従つてIK
はこれらの条件を満足させる為に50に選定されて
いる。ここで何らかの原因でトランジスタQ1，
Q2の各々のVCEが飽和領域付近に達すると、前記
従来例の如く夫々のコレクタ電流IK，IC2は減少し
始めてIC2の減少率が大きい為、Ｋが小さくなる
方向に変化するが、然しこの場合コレクタ電流の
小さいトランジスタQ1のコレクタとトランジス
タQ3のエミツタとの間に抵抗Ｒが接続されてい
る為、飽和領域付近では、この抵抗による電流ド
ロツプが発生し、そのIKの電流の勾配は第４図に
示すVCE−IC特性で示すIK曲線の様になる。即ち
飽和領域付近では抵抗ＲによりトランジスタQ1
のコレクタ電流IKも減少する為、IKとIC2（IC2≒IM）
の比は殆んど変らず、従つて過大制御とならずハ
ンチング現象は発生せず安定なモータの速度制御
が可能となるものである。
第５図はトランジスタQ1，Q2のVCEの変化に対
するＫの変化を示す図で、点線K′は従来の速度
制御回路によるものであり、実線Ｋは本発明の実
施例おけるＫの変化示すもので、点線K′の方が
VCEの比較的大きい所から小さくなり始めている
事を示すものである。
するＫの変化を示す図で、点線K′は従来の速度
制御回路によるものであり、実線Ｋは本発明の実
施例おけるＫの変化示すもので、点線K′の方が
VCEの比較的大きい所から小さくなり始めている
事を示すものである。
尚、抵抗Ｒの値は回路の定数、Ｋの大きさ或い
はトランジスタの電流容量等で決定されるが、本
実施例では30Ωに選定されている。
はトランジスタの電流容量等で決定されるが、本
実施例では30Ωに選定されている。
次に第６図に第３図の変形例になる速度制御回
路を示す。第１図及び第３図と同一部分には同一
符号を付し、その説明は省略する。
路を示す。第１図及び第３図と同一部分には同一
符号を付し、その説明は省略する。
第２のカレントミラー回路は、トランジスタ
Q3 Q5で構成され、Q3のベースへPNPトランジ
スタQ5のエミツタが接続され、その接続点は定
電流源６を介して端子１へ接続される。Q5のベ
ースはQ2のコレクタと端子４へ接続され、コレ
クタは端子５へ接続される。この回路ではトラン
ジスタQ5のコレクタは端子５へ接続されており、
トランジスタQ2のコレクタへ流れ込む電流はそ
のベース電流のみであり、このベース電流は非常
に小さく、従つて第１図、第２図に示す様にその
コレクタ電流（このコレクタ電流は負荷変動に比
例して変化する）が流れない為、Ｋ（IC2／IK）が
他の変動要因を受けず一定とする事ができ、安定
なモータの回転速度の制御を行う事ができる。
Q3 Q5で構成され、Q3のベースへPNPトランジ
スタQ5のエミツタが接続され、その接続点は定
電流源６を介して端子１へ接続される。Q5のベ
ースはQ2のコレクタと端子４へ接続され、コレ
クタは端子５へ接続される。この回路ではトラン
ジスタQ5のコレクタは端子５へ接続されており、
トランジスタQ2のコレクタへ流れ込む電流はそ
のベース電流のみであり、このベース電流は非常
に小さく、従つて第１図、第２図に示す様にその
コレクタ電流（このコレクタ電流は負荷変動に比
例して変化する）が流れない為、Ｋ（IC2／IK）が
他の変動要因を受けず一定とする事ができ、安定
なモータの回転速度の制御を行う事ができる。
上述した様に本考案では、エミツタ面積の異な
る複数のトランジスタで構成した第１のカレント
ミラー回路と、第２のカレントミラー回路を縦続
接続した直流モータＭの駆動回路において、第１
のカレントミラー回路のエミツタが小面積のトラ
ンジスタのコレクタに抵抗を接続する構成とした
為、トランジスタの特性の相違に基ずくVCEの飽
和又はその付近でのＫ（IC2／IK）の値をほぼ一定
とするか又は大き目とする事ができ、例えば低電
源電圧での速度制御（運転）、過負荷時及び起動
時等におけるハンチングの発生を防止する事がで
き、安定に直流モータの回転速度を制御できるも
のである。
る複数のトランジスタで構成した第１のカレント
ミラー回路と、第２のカレントミラー回路を縦続
接続した直流モータＭの駆動回路において、第１
のカレントミラー回路のエミツタが小面積のトラ
ンジスタのコレクタに抵抗を接続する構成とした
為、トランジスタの特性の相違に基ずくVCEの飽
和又はその付近でのＫ（IC2／IK）の値をほぼ一定
とするか又は大き目とする事ができ、例えば低電
源電圧での速度制御（運転）、過負荷時及び起動
時等におけるハンチングの発生を防止する事がで
き、安定に直流モータの回転速度を制御できるも
のである。
第１図は従来例のモータ速度制御回路図、第２
図は従来回路における第１のカレントミラー回路
のトランジスタのVCE−IC特性図、第３図は本発
明の一実施例になるモータ速度制御回路図、第４
図は本発明実施例の回路における第１のカレント
ミラー回路のトランジスタのVCE−IC特性図、第
５図はVCE−Ｋの特性図、第６図は本発明の実施
例の他の変形例を示すモータの速度制御回路図を
夫々示す。 １〜５……端子、７……比較回路、８……ツエ
ナーダイオード、Ｍ……直流モータ、Q1〜Q5…
…トランジスタ、R1〜R4，Ｒ……抵抗、VR……
ボリユーム。
図は従来回路における第１のカレントミラー回路
のトランジスタのVCE−IC特性図、第３図は本発
明の一実施例になるモータ速度制御回路図、第４
図は本発明実施例の回路における第１のカレント
ミラー回路のトランジスタのVCE−IC特性図、第
５図はVCE−Ｋの特性図、第６図は本発明の実施
例の他の変形例を示すモータの速度制御回路図を
夫々示す。 １〜５……端子、７……比較回路、８……ツエ
ナーダイオード、Ｍ……直流モータ、Q1〜Q5…
…トランジスタ、R1〜R4，Ｒ……抵抗、VR……
ボリユーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電源の一端及び他端に直列接続されたモ
ータ及び第１のトランジスタと、 該モータと並列関係に直列接続され、第１、第
２及び第３の抵抗と、 該第１のトランジスタのエミツタの面積に対し
て１／Ｋ（Ｋは正数）のエミツタ面積を有し、且
つ、ベースが該第１のトランジスタのベースと共
通接続された第２のトランジスタと、 互いにベースが接続された第３及び第４のトラ
ンジスタからなるカレントミラー回路と、 該第３のトランジスタのコレクタが該第１及び
第２の抵抗の接続点に、又エミツタが該第２のト
ランジスタのコレクタ・エミツタ間電圧が飽和付
近又は飽和領域に達したときそのコレクタ電流を
減少させる為の抵抗を介して該第２のトランジス
タのコレクタに夫々接続され、 該第４のトランジスタのコレクタは該電源の一
端に、又エミツタは該第１のトランジスタのコレ
クタに夫々接続され、 一入力端が基準電圧源を介して該第１及び第２
の抵抗の接続点に、又他入力端が該第２及び第３
の抵抗の接続点に夫々接続され出力端が該第１及
び第２のトランジスタのベースに接続された比較
器とを具備してなる小型直流モータの速度制御回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107514A JPS589589A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 小型直流モ−タの速度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107514A JPS589589A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 小型直流モ−タの速度制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589589A JPS589589A (ja) | 1983-01-19 |
| JPH0241276B2 true JPH0241276B2 (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=14461127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56107514A Granted JPS589589A (ja) | 1981-07-09 | 1981-07-09 | 小型直流モ−タの速度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589589A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018692U (ja) * | 1983-07-14 | 1985-02-08 | 三洋電機株式会社 | モ−タ回路 |
| JPS61231886A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-16 | Rohm Co Ltd | 電子ガバナ |
| JP2663415B2 (ja) * | 1985-05-07 | 1997-10-15 | 松下電器産業株式会社 | 直流モータの速度制御装置 |
| JPS6440296U (ja) * | 1987-09-02 | 1989-03-10 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5681089A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-02 | Hitachi Ltd | Speed controlling circuit for dc motor |
-
1981
- 1981-07-09 JP JP56107514A patent/JPS589589A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS589589A (ja) | 1983-01-19 |
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