JPH0535450B2 - - Google Patents

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JPH0535450B2
JPH0535450B2 JP60222488A JP22248885A JPH0535450B2 JP H0535450 B2 JPH0535450 B2 JP H0535450B2 JP 60222488 A JP60222488 A JP 60222488A JP 22248885 A JP22248885 A JP 22248885A JP H0535450 B2 JPH0535450 B2 JP H0535450B2
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JP
Japan
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current
temperature coefficient
constant current
voltage
circuit
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Kenzo Tsun
Hiroyuki Saito
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、DCサーボモータに速度信号とし
て供給する定電流からなる基準電流を発生する基
準電流発生回路に係り、特に、出力基準電流の温
度係数の調整に関する。
〔従来の技術〕
DCサーボモータの駆動装置は、第3図に示す
ように、定電流回路2から速度信号を表わす基準
電流として定電流I0を抵抗4を介してモータ6に
流すとともに比較器8に加え、比較器8の出力を
駆動用増幅器10を介してモータ6に加えてい
る。
このような駆動装置において、抵抗4の抵抗値
をRとすると、モータ6に発生する逆起電力E
は、 E=I0・R ……(1) となり、この場合の逆起電力Eの温度係数は、モ
ータ6の磁石の種類によつて決定され、モータ6
の回転数に大きく影響を与える。そこで、定電流
I0に特定の温度係数を設定し、この温度係数で逆
起電力Eの温度係数を相殺すれば、温度変化に対
して無関係な一定の回転数が得られることにな
る。
従来、このような駆動装置において、定電流回
路2には、第4図に示すような基準電流発生回路
が用いられている。
この基準電流発生回路において、トランジスタ
12,14は電流ミラー回路を構成するととも
に、トランジスタ16,18,20も電流ミラー
回路を構成し、出力端子22から取り出される定
電流I0に対して抵抗23で特定の温度係数が設定
されている。そして、この場合、トランジスタ1
4のエミツタ面積に対してトランジスタ12のエ
ミツタ面積がN倍に設定されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにバンドギヤツプ回路で構成されてい
る定電流回路では、出力定電流I0の温度係数は、
トランジスタ12のエミツタ側に挿入された抵抗
23の温度係数とバンドギヤツプ回路の温度係数
で決定される。
このため、このような定電流回路で任意の温度
係数を設定することは難しく、モータ6の逆起電
力Eの温度係数を相殺することができない。
そこで、この発明は、基準電流に任意の温度係
数を持たせることができる基準電流発生回路の提
供を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の基準電流発生回路は、第1図に示す
ように、任意の温度係数を持つ定電流を発生する
定電流発生手段(定電流回路24)と、この定電
流発生手段で発生させた定電流を電圧に変換する
とともに任意の温度係数を持つ基準電圧を発生す
る電流・電圧変換手段(電流・電圧変換回路6
4)と、この電流・電圧変換手段が発生した電圧
によつて得られる電流を抵抗104に流してこの
抵抗の温度係数に応じた電流を出力する電圧・電
流変換手段(電圧・電流変換回路78)とを備
え、任意の温度係数を持つ出力基準電流を得るよ
うにしたものである。
〔作用〕
この発明の基準電流発生回路は、定電流回路で
任意の負の温度係数を持つ定電流を発生させ、こ
の定電流を電流・電圧変換手段で任意の温度係数
を持つ基準電圧に変換し、この基準電圧によつて
得られる電流を正の温度係数を持つ抵抗に流し、
任意の温度係数を持つ基準電流を電圧・電流変換
手段から得ている。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
第1図はこの発明の基準電流発生回路の実施例
を示す。
第1図に示すように、定電流発生手段としての
定電流回路24は、トランジスタ26,28,3
0,32,34,36,38,40,42,4
4,46および抵抗48,50,52で構成さ
れ、任意の負の温度係数Dn1を持つ定電流I1がト
ランジスタ46のコレクタから出力される。
この定電流回路24において、トランジスタ2
8,30,32,34は、バンドギヤツプ回路で
構成されている定電流回路を構成しており、トラ
ンジスタ26および抵抗48はその起動回路であ
る。トランジスタ28流れる定電流は、トランジ
スタ28,36の電流ミラー効果によつてトラン
ジスタ38,40に流れる。トランジスタ40は
ベース・エミツタ間で共通に接続されており、ト
ランジスタ36のコレクタから流れ出した定電流
は、トランジスタ40で発生するベース・エミツ
タ間電圧VBEに対して抵抗52の値で割つた電流
値をトランジスタ44から引き込む。トランジス
タ44に流れる定電流は、トランジスタ44,4
6の電流ミラー効果によつてトランジスタ46側
に定電流I1として流れる。この場合、定電流回路
24には任意の負の温度係数が設定されるので、
定電流I1にその温度係数が設定される。
また、電流・電圧変換回路64は、定電流回路
24から供給された定電流I1を基準電圧Vregに変
換するものであり、トランジスタ66,68,7
0および抵抗72,74,76で構成されてい
る。
この電流・電圧変換回路64では、定電流I1
抵抗72およびトランジスタ66側、抵抗74
側、トランジスタ70側および電圧・電流変換回
路78側にそれぞれ分流するので、抵抗72を経
てトランジスタ66に流れる定電流をI2とする
と、トランジスタ68および抵抗76には電流ミ
ラー回路による電流I2と前記分流分あるいはトラ
ンジスタ70へのベース電流分との関係から電流
I3が流れる。そして、トランジスタ70には電流
I4 流れ、基準電圧Vregが形成される。ここで、
トランジスタ66,68,70のエミツタ面積比
を1:K1:K2(ただし、K1>1、K2>1)の任
意の値に設定するものとする。したがつて、この
電流・電圧変換回路64においても任意の温度係
数が設定され、基準電圧Vregにはその温度係数
Dn2が設定され、定電流I1の温度係数Dn1に応じ
て発生させた基準電圧Vregには、電流・電圧変換
回路64での温度係数Dn2が相乗的に係ることに
なる。
そして、電流・電圧変換回路64で発生させた
基準電圧Vregは、出力基準電流を得るための電
圧・電流変換回路78に加えられる。電圧・電流
変換回路78は、トランジスタ80,82,8
4,86,88,90、定電流源100および端
子102に接続された抵抗104で構成されてい
る。
この実施例では、定電流回路24、電流・電圧
変換回路64および電圧・電流変換回路78は、
共通の半導体基板上に形成されたICからなつて
おり、端子102はその外付け端子、抵抗104
はICに外付けされたものである。
この電圧・電流変換回路78において、トラン
ジスタ80,82は差動回路を構成し、トランジ
スタ88の付加によつて全帰還増幅器を形成して
いる。トランジスタ80のベースには基準電圧
Vreg、トランジスタ82のベースにはその出力差
動電流を流して抵抗104に生じさせた温度係数
設定電圧がそれぞれ加えられている。このため、
トランジスタ80の電流の吸い込みに応じてトラ
ンジスタ90が導通状態となり、トランジスタ9
0には抵抗104の温度係数Dn3を持つ基準電流
I0が流れ、この基準電流I0は出力端子106から
取り出され、第3図の定電流I0として用いられ
る。なお、端子108は接地点(GND)など基
準電位点に接続され、端子108,110の間に
は駆動電源が接続され、Vccはその電源の電圧で
ある。
このように構成された基準電流発生回路におい
て、定電流回路24によつて定電流I1に設定され
る温度係数Dn1、電流・電圧変換回路64によつ
て基準電圧Vregに設定される温度係数Dn2および
基準電流I0に設定される温度係数Dn3について説
明する。
(a) 定電流回路24が発生する定電流I1の温度係
数Dn1 定電流I1の温度係数Dn1は、定電流回路24の
トランジスタ26,28,30,32,34お
よび48,50からなる前段回路部の温度係数
と、定電流回路24のトランジスタ36,3
8,40,42,44,46および抵抗52か
らなる後段回路部の温度係数とによつて全体の
温度係数Dn1が負に設定される。
定電流回路24の前段回路部の温度係数
は、抵抗50とトランジスタ32,34の電
流密度比Nによつて決まり、正の温度係数と
なる。すなわち、トランジスタ32,34の
ベース・エミツタ間電圧ΔVBEは、 ΔVBE=(kT/q)1nN ……(2) となる。ただし、kはボルツマン定数であ
り、k=8.63×10-5eV/K、Tは絶対温度で
ある。そして、その温度係数は、 ∂(ΔVBE)/∂T=(VT/T)1nN>0 ……(3) となり、通常、ベース抵抗の温度係数は、+
2000ppm/℃程度であり、ΔVBEの温度係数
の方が高いため、前段回路部で発生する定電
流の温度係数は正となる。
定電流回路24の後段回路部の温度係数、
すなわち、トランジスタ36のコレクタから
トランジスタ38のコレクタおよびトランジ
スタ38,42のベースに注入されてからの
温度係数は、トランジスタ40と抵抗52に
おいて決定され、この後段回路部の温度係数
は負である。すなわち、抵抗52の抵抗値を
Rとすると、その温度係数は、 (ΔR/R)/ΔT≒+2000ppm/℃ ……(4) となり、また、トランジスタ40のベース・
エミツタ間電圧ΔVBEの温度係数は、 ΔVBE/ΔT≒−2mV/℃ ……(5) となる。このため、式(4)および(5)から明らか
なるように、どちらも電流に対しては、負の
温度係数として作用し、トランジスタ40の
温度係数と抵抗52の温度係数を負にしたも
のを加えた形で現れる。
したがつて、定電流回路24の合成温度係
数温度係数Dn1は、の温度係数の絶対値よ
りの温度係数の絶対値が大きい(の温度
係数の絶対値<(の温度係数の絶対値)の
で、負の温度係数となる。
たとえば、において、N=3、抵抗の温
度係数を2000ppm/℃としたとき、定電流I1
の温度係数は、約−4900ppm/℃となる。
(b) 電流・電圧変換回路64の出力基準電圧Vreg
の温度係数Dn2 この電流・電圧変換回路64では、定数設に
応じて温度係数は正、負の何れにも設定され
る。
定電流I1の温度係数を考慮しない場合 定電流I1は負の温度係数を持つているが、
定電流I1を温度係数0として基準電圧Vreg
温度係数Dn2を考えると、基準電圧Vregは、 Vreg=VBE3+(R2/R3)(kT/q)1n
(R2N/R1) ……(6) となり、その温度係数Dn2は、 ∂Vreg/∂T=∂VBE3/∂T+{(R2/R3)1n
(R2N/R1)} (VT/T) ……(7) となる。ただし、VT=kT/qであり、R1
R2、R3は抵抗72,74,76の抵抗値、
VBE3はトランジスタ70のベース・エミツタ
間電圧である。
たとえば、R1=R2、N=10、T=300〓、
VT=26mV、∂VBE3/∂T=−2mV/℃とす
ると、 R2/R3=(−∂VBE3/∂T) ・(300/60mV)≒10 ……(8) となり、∂Vreg/∂T=0となる。
したがつて、この場合、基準電圧Vregの温
度係数Dn2は、R2/R3<10のとき負、R2
R3>10のとき正となる。
定電流I1の温度係数を考慮した場合 第2図は、温度が一定のときの電流I1流入
電流量に対する基準電圧Vregの発生する電圧
を示す。ただし、定電流I1が定電流で与えら
れない場合には、温度が一定であつても基準
電圧Vregは一定にならない。そこで、第2図
に示すように、定電流I1の変化分ΔI1に対す
る基準電圧Vregの変化分ΔVregの比率ΔKは、 ΔK=ΔVreg/ΔI1 ……(9) であり、のときの基準電圧Vregの温度係数
を求め、それに定電流I1による変化分を含め
ると、その温度係数は、 ∂(ΔVreg′/Vreg)/∂T ={(ΔK・ΔI1+∂Vreg・ΔT/∂T)/
Vreg}/ΔT ……(10) となる。この場合、∂(ΔVreg′/Vreg)/∂T
は総合的な温度係数を表わす。
(c) 電圧・電流変換回路78の抵抗104で基準
電流I0に設定される温度係数Dn3 電圧・電流変換回路78では、電流・電圧変
換回路64で設定された温度係数に抵抗104
の温度係数を加味したものとなり、最終的な温
度係数は、 ∂(ΔI0/I0)/∂T =∂(ΔVreg′/Vreg)/∂T −∂(ΔR/R)/∂T ……(11) となる。
(d) モータの駆動装置における具体的な温度係数
の設定例 モータに用いられるフエライト磁石の温度係
数は、+1800ppm/℃であるので、モータに流
す基準電流I0の温度係数を−1800ppm/℃に設
定すれば、モータの回転は全く温度係数を持た
ないものとなる。この場合、温度係数Dn2を+
200ppm/2℃、温度係数Dn3を−2000ppm/
℃に設定すれば、モータに流す基準電流I0の温
度係数を−1800ppm/℃に設定でき、モータの
回転数は、温度変化に無関係な一定となる。
以上(a)〜(d)で説明したように、この基準電流発
生回路では、定電流I1に温度係数Dn1、基準電圧
Vregに任意の温度係数Dn2、抵抗104に温度係
数Dn3が設定され、任意の温度係数を持つ基準電
流I0あるいは全く温度係数を持たない基準電流I0
を取り出すことができ、基準電流I0にたとえば、
モータ6の逆起電力Eの温度係数を相殺する温度
係数を設定してモータ6の駆動装置としての温度
係数を相殺することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、定電
流回路で任意の温度係数を持つ定電流を発生さ
せ、この定電流を電流・電圧変換回路で任意の温
度係数を持つ基準電圧に変換し、この基準電圧に
よつて得られる電流を任意の温度係数を持つ抵抗
に流して電圧・電流変換回路から所望の温度係数
を持つ出力基準電流を得ることができ、たとえ
ば、DCサーボモータの温度係数と相殺可能な温
度係数をこの出力基準電流に持たせることによ
り、温度変化に無関係に一定となる回転数を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の基準電流発生回路の実施例
を示す回路図、第2図は第1図に示した基準電流
発生回路の電圧・電流変換回路の定電流I1に対す
る基準電圧Vregの特性を示す図、第3図はDCサ
ーボモータの駆動装置を示すブロツク図、第4図
は従来の基準電流発生回路を示す回路図である。 24……定電流発生手段としての定電流回路、
64……電流・電圧変換回路、78……電圧・電
流変換回路、104……抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 任意の温度係数を持つ定電流を発生する定電
    流発生手段と、 この定電流発生手段で発生させた定電流を電圧
    に変換するとともに任意の温度係数を持つ基準電
    圧を発生する電流・電圧変換手段と、 この電流・電圧変換手段が発生した電圧によつ
    て得られる電流を抵抗に流してこの抵抗の温度係
    数に応じた電流を出力する電圧・電流変換手段と
    を備え、 任意の温度係数を持つ出力基準電流を得ること
    を特徴とする基準電流発生回路。
JP60222488A 1985-10-05 1985-10-05 基準電流発生回路 Granted JPS6282414A (ja)

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JP2005332364A (ja) * 2004-04-22 2005-12-02 Oki Electric Ind Co Ltd 定電流発生回路
JP5482126B2 (ja) * 2009-11-13 2014-04-23 ミツミ電機株式会社 参照電圧発生回路および受信回路

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