JPH0555796U - Ｄｃモータの起動電流のリミッタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣモータ起動時において電源電圧の変動を
受けることがなく、また制限電流をオーバーすることの
ない非常にシンプルな回路構成とする。 【構成】 通電素子１の入力端子と電源Ｖccの＋側との
間に並列に定電圧素子３を接続し、制限すべきドレイン
電流を流すためのソース・ゲート間電圧を定電圧素子３
によって決定される電圧とする（定電圧化）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＤＣモータの制御回路の改良に関する。更に詳述すると、ＤＣモータ 起動時の起動電流を効率良く制御するＤＣモータの起動電流のリミッタ回路に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

ＤＣモータは通常に電源に繋ぐと流れるだけ電流が流れてしまう。そこで、Ｄ Ｃモータを駆動源とする機器には回路やその他の制約条件から電流を制御しなけ ればならない場合、例えば起動時に瞬間的に流れる大電流を抑制するためリミッ タ回路が装備されている。例えば、図５に示すような回路が従来ある。このリミ ッタ回路においては、通電素子として電解効果トランジスタ（以下ＦＥＴと略称 する）１０１が使用され、そのソース側がＤＣ電源のＶcc側に接続されるととも に、ドレイン側がモータＭと接続されている。そして、また、ＦＥＴ１０１のゲ ートには一端が電源Ｖccに接続された抵抗Ｒ₂ と、一端が制御素子であるオペア ンプ１０２の出力に接続された抵抗Ｒ₁ との接続点が接続されている。即ち、Ｆ ＥＴ１０１のゲートには電源Ｖccとオペアンプ１０２の出力の差を抵抗Ｒ₁ 及び Ｒ₂ にて分圧して入力するように構成されており、オペアンプ１０２の出力電圧 を制御することによってＤＣモータＭを制御するように設けられている。

【０００３】 また、他のＤＣモータのリミッタ回路としては図６に示すフィードバック式の 制御回路がある。このリミッタ回路は、ＤＣモータＭに流れる電流を抵抗Ｒ₃ に よって検出し、これでオペアンプ１０２の非反転入力端子にフィードバックをか けてオペアンプ１０２の出力電圧を制御することにより抵抗Ｒ₂ とオペアンプ１ ０２の出力電圧によってＦＥＴ１０１のゲート電圧を制御し、ＦＥＴ１０１を介 してＤＣモータＭを制御する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、図５に示す従来のリミッタ回路では、電源Ｖccと制御素子１０ ２の出力電圧の差を２本の抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ にて分圧し、この分圧電圧によってＤ ＣモータＭの制御を行なう構成であるため、電源Ｖccの変動によって通電素子１ ０１の制御電圧が一定ではなくなる。即ち、ＤＣモータＭの制御電流が変化し、 安定したＤＣモータＭの制御が不可能となる。また、図６の従来のリミッタ回路 ではＤＣモータＭの状態を抵抗Ｒ₃ で検知して制御素子１０２にフィードバック をかける構成であるため、多少の電源Ｖccの変動には左右されない。しかしなが ら、フィードバック動作に若干の時間を要するため、ＤＣモータＭの起動時、瞬 間的にＤＣモータＭの制限電流をオーバーする等の欠点があった。

【０００５】 本考案は非常に簡単な回路構成でＤＣモータ起動においても電源電圧の変動を 受けることのない、また制限電流をオーバーすることのないＤＣモータの起動電 流のリミッタ回路を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、本考案のＤＣモータの起動電流のリミッタ回路は 、ＤＣモータの通電制御を行なう通電素子と、前記通電素子を介して前記モータ の制御を行なう制御素子とを有し、前記通電素子の入力端子と電源の＋側に並列 に定電圧素子を接続するようにしている。

【０００７】

【作用】

したがって、定電圧素子が通電素子の制御電圧を一定にし電源変動に左右され ることがなくなるとともに、フィードバックが設けられていないため、通電素子 を高速にて制御することができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の構成を図面を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。従 来技術と同一部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【０００９】 図１に本考案にかかるＤＣモータの起動電流のリミッタ回路の一実施例を示す 。このリミッタ回路は、制御素子２とこの制御素子２の出力と通電素子１の入力 端子を直列に接続する抵抗Ｒ₁ と、通電素子１の電源Ｖccと通電素子１の入力端 子に並列に接続された抵抗Ｒ₂ 及び定電圧素子３を有している。本実施例の場合 、制御素子２としては例えばオペアンプが使用され、通電素子１としては例えば ＦＥＴが使用されている。したがって通電素子１の入力端子がゲートであり、電 源Ｖccが接続される端子がソース、ＤＣモータＭと接続される端子がドレインと なっている。また、本実施例の場合、定電圧素子３としては例えば安価なツェナ ーダイオードが使用されているが、これに特に限定されるものではなく、半導体 型の定電圧素子等も使用できることは言うまでもない。このツェナーダイオード ３の定格電圧は、制御すべきＦＥＴ１のドレイン電流時のソース・ゲート間電圧 と等しい電圧とする。この電圧は図２のドレイン電流−ソース・ゲート間電圧の グラフより決定すれば良い。抵抗Ｒ₁ 及びＲ₂ には制約があり、オペアンプ１の 出力が“Ｌ”となった時の抵抗Ｒ₂ の両端がツェナー電圧以上でなければならな い。即ち、ツェナーダイオード３の定電圧特性をＤＣモータＭの起動時にも満足 する分圧電圧が必要となる。

【００１０】 次に、上記実施例をＰＷＭ制御回路に適用した場合について説明する。ＰＷＭ 制御においてはＤＣモータＭの回転をパルス信号及びパルス幅によって所定数に 制御するしたがって、図３に示すように、周波数発電器等の回転検出器９がＤＣ モータＭに設けられており、ＤＣモータＭの回転データを速度検出回路８、位相 検出回路７にフィードバックする。速度検出回路８は予め所定のＤＣモータＭの 回転データが入力されており、回転検出器９からフィードバックされた回転デー タと比較して速度誤差信号を作成する機能を有している。位相検出回路７はフィ ードバックされた回転データの位相を検出する機能を有しており、予め入力され ている位相データとフィードバックされた回転データの位相データを比較して所 定の位相誤差データを送出する。速度検出回路８からの速度誤差信号及び位相検 出回路７からの位相誤差信号は補償回路６に入力される。この補償回路６は速度 誤差信号及び位相誤差信号を基に位相、ゲインをこの制限系に最適化した補償信 号を形成する機能を有するとともに、この補償信号が次段のアンプ４に送出され る構成となっている。アンプ４は所定の増幅率をもって、補償信号を増幅すると ともに、コンパレータ１０の反転入力端子へと送出する。三角波発生回路５は図 ４に示すように、所定の周波数の三角波を発生する機能を有するとともに、コン パレータ１０の非反転入力端子へと送出される。コンパレータ１０では、三角波 発生回路５からの三角波とアンプ４の出力とに基づいて、ＦＥＴ制御用のパルス 信号が形成される。ここで、アンプ４の出力はＤＣモータＭの回転データをフィ ードバックして形成された補償信号であり、コンパレータ１０によって形成され たパルス信号はＤＣモータＭを所定の回転数に回転するための補正がかけられた パルス信号となっている。なお、本実施例において制御素子２はコンパレータ１ ０と周波数発電器９と速度検出回路８と位相検出回路７と補償回路６と三角波発 生回路５及びアンプ４とから構成されている。ＰＷＭ制御系において、ＤＣモー タＭに流す電流をＯＮ，ＯＦＦする作用は、応答スピードも早く増幅率も高いこ とから、電流制限をすることが難しいが、本実施例のように、起動時にＤＣモー タＭの駆動電流となるＦＥＴ１のドレイン電流を定電圧素子３にて安定させる方 式とした時には、電源の電圧変動を受けることなく安定してＤＣモータＭに供給 できるため、ＰＷＭ制御方式に適用した場合でも、ＰＷＭの長所を十分発揮させ ることができる。

【００１１】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案のＤＣモータ起動電流のリミッタ回路 は、制限すべきドレイン電流を流すためのソース・ゲート間電圧を定電圧素子に よって定電圧化できるので、電源電圧が変動した場合でもＤＣモータの制御電流 が非常に安定する。即ち、ＤＣモータの非常に安定した制御ができる。

【００１２】 また、本考案のリミッタ回路は、フィードバック回路を使用していないため、 制御遅れがなく、しかもモータにスパイク状の大電流も流れないことからモータ を保護することができる。

【００１３】 更には、本考案のリミッタ回路は、回路自体が非常にシンプルなものであり、 非常に安価に製作することができる。モータの速度制御特性の変更を行なう場合 でも電流のリミッタ値については分電圧を単に考慮すれば良く定数設定が容易で ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＤＣモータの起動電流のリミッタ回路
の一実施例を示す回路図である。

【図２】ＦＥＴにおけるドレイン電流とソース・ゲート
間電圧との関係を示すグラフである。

【図３】図１の実施例をＰＷＭ制御方式に適用した場合
の説明図である。

【図４】図３のＰＷＭ制御方式における制御信号を示す
説明図である。

【図５】従来のリミッタ回路の一例を示す回路図であ
る。

【図６】従来のリミッタ回路の他の例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 通電素子 ２ 制御素子 Ｒ₁ 抵抗 Ｒ₂ 抵抗 ３ 定電圧素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＣモータの通電制御を行なう通電素子
   と、前記通電素子を介して前記モータの制御を行なう制
   御素子とを有し、前記通電素子の入力端子と電源の＋側
   に並列に定電圧素子を接続したことを特徴とするＤＣモ
   ータの起動電流リミッタ回路。