JPH0274196A - 電磁駆動手段の駆動回路 - 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］ この発明は２電源駆動方式による電磁駆動手段の駆動回
路に関するものである。

［従来の技術］ 電磁駆動手段（パルスモータ）の駆動法としては、従来
から２電源駆動法が採用されている。この２電源駆動法
は電磁駆動手段の＠線に電流が流れ始めるとき、すなわ
ち励磁相に変化があった瞬間に電磁駆動手段に定格電圧
以上の電圧を与えて電流を早く立ち上がらせる。そして
電磁駆動手段の励磁が立ち上がった後は電磁駆動手段に
定格電圧を与えて効率の向上をはかっている。

第３図は２電源駆動法による従来の電磁駆動手段の駆動
回路を示す回路図である。第３図において１はＡ相、Ｂ
相、入相及び百相を有する４相電磁駆動手段、２は４相
電磁駆動手段１に定格電圧以上の高い電圧＋Ｖｐを与え
る高電圧電源、３は４相電磁駆動手段１に定格電圧であ
る保持電圧＋Ｖ、を与える保持電源である。４は高電圧
電源２と電磁駆動手段１との間にエミッタ、コレクタ間
を接続されたコモン駆動トランジスタ、５〜８は電磁駆
動手段１の各相とＯＶ間にコレクタ、エミッタ間を接続
された相駆動トランジスタである。

９はコモン駆動トランジスタ４のベースにコレクタが接
続され、エミッタがＯＶに接続されたトランジスタ、Ｉ
Ｏは無反転オーブンコレクタ素子、１１は電圧切換信号
を出力する電圧切換手段である。

１２は電磁駆動手段１の相切換信号ＰＨφ１−ＰＨφ４
を出力する相切換手段、■３〜１Ｇは相駆動トランジス
タ５〜８にそれぞれ駆動信号を送る無反転オーブンコレ
クタ素子である。

１７は保持電源３と電磁駆動手段１との間に接続された
ダイオード、１８は抵抗であり、保持電源３と抵抗１８
及びダイオード■７で電磁駆動手段１の保持回路を構成
している。１９は電磁駆動手段１の各相と並列に接続さ
れた逆起電圧吸収用ダイオード、２０は保持電源３から
出力される電圧＋ｖＬを論理回路用電圧＋５ｖにするレ
ギュレータである。

上記のように構成された電磁駆動手段の駆動回路の動作
を第４図に示した波形図を参照して説明する。

相切換手段Ｉ２から相切換信号ＰＨφＩが出力されると
無反転オーブンコレクタ素子Ｉ３の出力はオーブン状態
となりトランジスタ５がオンとなる。同時に電圧切換手
段１１から電圧切換信号Ｖ。０が出力される。この電圧
切換信号Ｖ。、が第４図に示すようにオンとなると、無
反転オーブンコレクタ素子ＩＯの出力はオーブン状態と
なり、トランジスタ９を導通させて、コモン駆動トラン
ジスタ４を導通させる。コモン駆動トランジスタ４が導
通すると、高尾圧電Ｒ２からの電流ＩＰが電磁駆動手段
１の人相に大きな励磁電流Ｉφ１として流れる。このと
きダイオードＩ７のカソード側が保持電源３の電圧＋Ｖ
Ｌより高くなり、保持電源３が逆バイアスされているた
め、保持電源３からの電流ＩＨは流れない。

次に、電圧切換信号ＶｏＤがオフとなると、コモン駆動
トランジスタ４がオフとなり、高電圧電源２から流れて
いる電流ＩＰは遮断される。

この電流Ｉ、の遮断時に電磁駆動手段１のＡ相のインダ
クタンスにより、そのとき流れていたＩ　Ｐ（Ｍａｘ）
を流し続けようとする逆起電エネルギが発生する。この
ため保持電源３から抵抗１８とダイオード１７を通して
流れる電流■□はピーク値ＩＩＩＰとなって、電磁駆動
手段１の人相に励磁電流■　　として送られる。この電
流Ｉｎはピーク値φ１ ■ＩＰから徐々に降下して定格電流ＩＨＮとなる。

すなわち、ダイオード１９は逆起電圧吸収回路を構成し
ているが、ダイオード１９の順電圧をＶｐとすると、ダ
イオード１９のカソード側が−Ｖｐ以下に下らないうち
は、保持回路のダイオード１７を通して逆起電電流が流
れ、ダイオード１９の順電流Ｉ　　は流れない。これは
、ダイオード１９のアノ一ド側がＯｖに接続されている
のに対して、ダイオード１７のアノード側は抵抗１８を
介してではあるが、＋ｖＬの保持電源３に接続されてお
り、ダイオード１７のカソード側が＋Ｖ、より低くけれ
ば電流Ｉｎが流れるためである。

したがって、電磁駆動手段１のＡ相に流れる励磁電流Ｉ
　　は高電圧電源２から流れる電流Ｉｐφｌ と保持電源３から流れるＩＨを重ねたものとなる。

そして、相切換信号ＰＨφ１がオフとなり相駆動トラン
ジスタ５がオフとなるとＡ相の励磁電流ｌ　　が遮断さ
れる。

φｌ 電磁駆動手段１のＢ相、入相、百相の相励磁も上記Ａ相
の場合と全く同様に行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のように構成された電磁駆動手段の
駆動回路においては、保持電源３の容量にピーク値■Ｈ
Ｐを流すに充分な余裕がないときには、保持電源３から
出力する電圧十Ｖ、は第４図に示すように著しく下がる
。このため例えば＋５Ｖの論理回路用電圧を作成するレ
ギュレータ２０が保持電源３に接続されている場合、レ
ギュレータ２０の必要入出力電圧差をＶ　　とすると、
保ＥＧ 持電源３の電圧＋Ｖ　が（Ｖ　　　＋５）Ｖ以下にＬ　
　　　ＲＥＧ 垂下すると、論理回路用電圧も一時的に＋５ｖから下が
る。この論理回路用電圧＋５ｖの電圧降下が生じると電
磁駆動手段１の駆動回路を制御する論理回路に誤動作を
引き起こしてしまうという短所があった。

この短所を解決するためには、保持電源３の容量を大き
くすれば良いが、瞬時的に流れるピーク値■□、に対処
するために単に保持電流３の容量を大きくすると駆動回
路の価格が大幅に高くなってしまい、現実的ではないと
いう短所が生じる。

この発明はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、保持電源の容量を大きくしなくても高電圧電源と
保持電源を切換えることができる電磁駆動手段の駆動回
路を得ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段］ この発明は前記課題を解決するために、高電圧電源と保
持電源とを有する２電源駆動力式の電磁駆動手段の駆動
回路において、保持電源の保持電圧出力端子と電磁駆動
手段との間にエミッタ、コレクタ間を接続されたトラン
ジスタと、このトランジスタのベースと０１間にコレク
タ、エミッタ間を接続された制御用トランジスタと、制
御用トランジスタのベースと保持電源の出力端子との間
に接続されたツェナダイオードとを有する電流制限回路
を備えたことを特徴とする。

［作　用］ この発明においては、電磁駆動手段の励磁相に流れる励
磁電流が高電圧電源から流れる電流がら保持電源から流
れる電流に切換ったときに生じる保持電源の電圧降下量
をツェナダイオードの逆電圧で制限することにより、保
持回路に流れる電流を制限する。従って、前記課題を解
決することができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、図に
おいて１〜２０は第３図に示した従来例と全く同じもの
である。

２■は保持回路の保持電源３と抵抗１８との間にエミッ
タ、コレクタ間が接続されたトランジスタであり、トラ
ンジスタ２１は保持電源３がら流れる保持電流Ｉｎを制
限する。２２はトランジスタ２１のベース電流を制御す
る制御用トランジスタであり、制御用トランジスタ２２
のコレクタは抵抗２３を介してトランジスタ２Ｉのベー
スに接続され、制御用トランジスタ２２のエミッタはｏ
Ｖに接続されている。

２４は抵抗２５を介して保持電源３と制御用トランジス
タ２２のベースとの間に接続されたツェナダイオードで
ある。この制御用トランジスタ２２とツェナダイオード
２４及び抵抗２５で保持電源３の垂下を制限する垂下制
限回路を構成している。なお、２６．２７はそれぞれト
ランジスタ２１と制御用トランジスタ２２のベース、エ
ミッタ間抵抗である。

上記のように構成された電磁駆動手段１の駆動回路の動
作を第２図に示した波形図を参照して説明する。

いま、相切換手段１２から相切換信号ＰＨφｌが出力さ
れ、かつ電圧切換手段１１から電圧切換信号Ｖｏ、が出
力されて、電磁駆動手段１のＡ相に励磁電流Ｉ　　とし
て高電圧電源２がらの電流Ｉ、がφｌ 流れているものとする。この状態で電圧切換信号ＶｏＤ
がオンからオフとなると、コモン駆動用トランジスタ４
がオフとなって高電圧電源２から流れている電流１ｐが
零となる。このときＡ相のインダクタンスによって生じ
る大きな逆起電電流はすべて保持電源３から流れようと
し、保持電源３の電圧＋Ｖ、も低下しようとする。

しかし、ツェナダイオード２４の逆電圧をＶｚＤとし、
制御用トランジスタ２２のベース、エミッタ間電圧をＶ
　　、ツェナダイオード２４に流れる電流Ｅ２２ をＩ　１抵抗２５の抵抗値をＲ２５とすると次式が成Ｄ 立する。

Ｖ　　−Ｖ　　＋Ｖ　　　＋Ｉ　　−Ｒ・（１）Ｌ　　
　　　ＺＤ　　　　ＢＥ２２　　　　ＺＤ　　　　２５
従って、保持電源３の電圧＋ＶＬが低下しようとしても
、（１）式において電流ＩｚＤζ０とした値までしか低
下しない。この保持電源３の最大垂下電圧を＋ＶＬ（Ｗ
ＩＮ）とすると、＋　ＶＬ（ＷＩＮ）　ハ次式で示すこ
とができる。

＋ｖＬ（旧Ｎ）鴫ＶｚＯ＋ＶＢＥ２２　　　　　”’　
（２）このように、保持電源３の電圧子ＶＬが＋ｖＬ（
ＭＩＮ）まで下ろうとするとツェナダイオード２４に流
れる電流ＩＺＤが減少する。この電流ＩＺＤが減少する
と、制御用トランジスタ２２のコレクタ電流が減少し、
電流制御用のトランジスタ２１のベース電流が減少する
。

このため、トランジスタ２１のコレクタ電流、すなわち
保持電源３から流れる保持電流ＩＨを減少させようとす
る。したがって第２図に示すように、保持電流■　のピ
ーク値ＩＨＰは高電圧電源１から流れる電流Ｉ　を遮断
したときのピーク値Ｉ。

（ＭＡＸ）に達しなくなり保持型＃、３の容量を大きく
する必要がなくなる。

そして、この差［１（ＭＡＸ）　−ＩＨＰ］の電流は本
来の逆起電圧吸収用のダイオード１９の順電流Ｉ　　と
なって流れる。

Ｉ９ そこで、論理回路用電圧＋５ｖを作成するレギュレータ
２０が保持電源３に接続されている場合に、レギュレー
タ２０の必要入出力電圧差をｖＲＥ。

とすると、レギュレータ２０に必要な入力電圧は（ｖ　
　　＋５）ｖとなる。従って、（２）式に示ＥＧ した保持電源３の最大垂下電圧子Ｖ　Ｌ（ＭＩＮ）　　
を（Ｖ　　　＋５）より高い電圧とすることにより、１
？ＥＧ 論理回路用電圧＋５ｖは高電圧電源２と保持電源３が切
り換ったときに生じる保持電源３の垂下特性の影響を受
けずに安定した電圧となる。すなわち、ツェナダイオー
ドの逆電圧ＶＺＤが次式％式％（３） を満足するツェナダイオード２４を選択することにより
、保持電源３の容量を大きくせずに論理回路用電圧も安
定させることができる。

なお、上記実施例は電磁駆動手段の駆動回路について説
明したが、保持回路を有するインダクタンス負荷用駆動
回路、例えばマグネットの駆動回路にも上記実施例と同
様に適用することができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように電磁駆動手段の励磁相に
流れる励磁電流が高電圧電源から流れる電流から保持電
流から流れる電流に切換ったときに生じる保持電源の電
圧降下量をツェナダイオードの逆電圧で制限することに
より、保持電流から流れる電流を制限するようにしたの
で、保持電源の容量を大きくしないで安定した電源を得
ることができる。

また、保持電源・から出力される電源電圧の垂下特性を
ツェナダイオードの逆電圧で定まる一定値以内に制限す
ることができるため、保持電源から制御用の論理回路電
圧を得る場合でありでも、論理回路電圧の低下が発生し
なくなり、論理回路の誤動作を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の動作を示す波形図、第３図は従来例を示す回路
図、第４図は従来例の動作を示す波形図である。 ｌ・・・電磁駆動手段、２・・・高電圧電源、３・・・
保持電源、１１・・・電圧切換手段、１２・・・相切換
手段、２１・・・トランジスタ、２２・・・制御用トラ
ンジスタ、２４・・・ツェナダイオード、２５・・・抵
抗。 ＰＭφ１ ＦＦ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電磁駆動手段の励磁相に変化があったときに定格電圧
   以上の電圧を与える高電圧電源と、 励磁が立ち上がった後に定格電圧を与える保持電源と、 を有する電磁駆動手段の駆動回路において、保持電源の
   保持電圧出力端子と電磁駆動手段との間にエミッタ、コ
   レクタ間を接続されたトランジスタと、該トランジスタ
   のベースとＯＶ間にコレクタ、エミッタ間を接続された
   制御用トランジスタと、該制御用トランジスタのベース
   と保持電源の出力端子との間に抵抗を介して接続された
   ツエナダイオードとを有する電流制限回路 を備えたことを特徴とする電磁駆動手段の駆動回路。