JPH06335286A - Drive circuit for direct current motor - Google Patents

Drive circuit for direct current motor

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Publication number
JPH06335286A
JPH06335286A JP5115690A JP11569093A JPH06335286A JP H06335286 A JPH06335286 A JP H06335286A JP 5115690 A JP5115690 A JP 5115690A JP 11569093 A JP11569093 A JP 11569093A JP H06335286 A JPH06335286 A JP H06335286A
Authority
JP
Japan
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voltage
motor
power supply
wave signal
average value
Prior art date
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Application number
JP5115690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Suzuki
秀利 鈴木
Satoshi Hitomi
智 人見
Yasukazu Hatano
靖一 波多野
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Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a drive circuit for a direct current motor that maintains a constant rotational speed even if the applied voltage fluctuates. CONSTITUTION:This drive circuit is provided with an energization control switch 6 that turns on/off the current applied to a direct current motor 3; and a switching control circuit 7 that varies the on-duty ratio of the switch 6 according to the fluctuation of supply voltage so as to keep constant the average of the voltage applied to the direct current motor 3. The switching control circuit 7 consists of an average voltage setter 8 that produces average setting signals Vb, which provides the average of the voltage applied to the motor; a triangular-wave signal generator 9 that produces triangular-wave signals Vc, whose amplitude varies almost in proportion to the applied voltage; and a comparator 10 that compares both signals Vb and Vc, and produces signals to close the energization control switch 6 during a period when the average setting signal Vb is higher than the triangular-wave signal Vc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電源電圧が変動しても
電動機に印加される電圧の平均値が一定になるようにし
た直流電動機の駆動回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive circuit for a DC electric motor in which the average value of the voltage applied to the electric motor is constant even if the power supply voltage fluctuates.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年自動車をはじめとする車両の分野に
おいては、内燃機関の補機類や安全装備,快適装備等を
駆動するための駆動源として、直流電動機が広く利用さ
れるようになっている。この種の用途に用いられる直流
電動機は、内燃機関で駆動される発電機の出力により充
電されるバッテリなどからなる直流電源で駆動される。
図5はこの種の直流電動機を駆動する従来の駆動回路の
概略を示したもので、バッテリ等からなる直流電源1の
出力電圧は、リレー等からなるスイッチ手段2を介して
直流電動機3に直接印加され、該電動機3により負荷装
置4が駆動されるようになっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of vehicles including automobiles, a DC motor has been widely used as a drive source for driving auxiliary machinery of an internal combustion engine, safety equipment, comfort equipment and the like. There is. A DC motor used for this type of application is driven by a DC power supply including a battery or the like charged by the output of a generator driven by an internal combustion engine.
FIG. 5 shows an outline of a conventional drive circuit for driving a DC motor of this kind. The output voltage of a DC power supply 1 composed of a battery or the like is directly fed to a DC motor 3 via a switch means 2 composed of a relay or the like. The load device 4 is driven by the applied electric motor 3.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この種の用途に主とし
て用いられる永久磁石界磁のブラシ式直流電動機では、
周知のように負荷が一定の場合には電動機の回転速度が
該電動機に印加される端子電圧にほぼ比例する。従来の
駆動回路では、直流電源1の出力電圧をスイッチ手段2
を介して電動機に直接印加するようにしているので、直
流電源の出力の大きさに応じて電動機の回転速度が変化
する。そのため、電源電圧が変動すると電動機で駆動さ
れる負荷装置4の駆動速度も変動してしまうという問題
があった。本発明の目的は、電源電圧が変動しても電動
機に印加される電圧の平均値が一定に保持されるように
して、該電動機により駆動される負荷装置の駆動速度が
電源電圧の変動の影響を受けることがないようにした直
流電動機の駆動回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In a permanent magnet field brush type DC motor mainly used for this type of application,
As is well known, when the load is constant, the rotation speed of the electric motor is almost proportional to the terminal voltage applied to the electric motor. In the conventional drive circuit, the output voltage of the DC power supply 1 is set to the switching means 2
Since the voltage is directly applied to the electric motor via the motor, the rotation speed of the electric motor changes according to the magnitude of the output of the DC power supply. Therefore, when the power supply voltage fluctuates, the driving speed of the load device 4 driven by the electric motor also fluctuates. An object of the present invention is to keep the average value of the voltage applied to the electric motor constant even if the power supply voltage fluctuates so that the driving speed of the load device driven by the electric motor is influenced by the fluctuation of the power supply voltage. Another object of the present invention is to provide a drive circuit for a DC motor that is prevented from receiving the noise.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、電源電圧が変
動しても電動機に印加される平均電圧が一定になるよう
にした直流電動機の駆動回路に係わるものであって、本
発明の駆動回路では、直流電動機への駆動電流をオンオ
フするように設けられた通電制御用スイッチと、直流電
動機に印加する電圧の平均値を一定とするように電源電
圧の変動に応じて通電制御用スイッチのオンデューティ
比(オン期間のオンオフの1周期に対する比)を変化さ
せるスイッチ制御回路とを設けた。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a drive circuit for a DC motor in which the average voltage applied to the motor is constant even if the power supply voltage fluctuates. In the circuit, the energization control switch provided to turn on and off the drive current to the DC motor and the energization control switch according to the fluctuation of the power supply voltage to keep the average value of the voltage applied to the DC motor constant. A switch control circuit for changing the on-duty ratio (ratio of ON-OFF to one cycle of ON-OFF) is provided.

【0005】上記スイッチ制御回路は、直流電動機に印
加する電圧の平均値に相応した大きさの平均値設定信号
を発生する平均電圧設定器と、電源電圧にほぼ比例して
振幅が変化する三角波信号を発生する三角波信号発生器
と、平均値設定信号と三角波信号とを比較して平均値設
定信号が三角波信号よりも大きくなっている期間通電制
御用スイッチを導通させるための信号を発生する比較器
とによって構成される。
The switch control circuit includes an average voltage setter for generating an average value setting signal having a magnitude corresponding to the average value of the voltage applied to the DC motor, and a triangular wave signal whose amplitude changes substantially in proportion to the power supply voltage. And a comparator for generating a signal for conducting the energization control switch while comparing the average value setting signal and the triangular wave signal with each other and the average value setting signal is larger than the triangular wave signal. Composed of and.

【0006】[0006]

【作用】上記のように、直流電動機への通電電流をオン
オフする通電制御用スイッチを設けて、直流電動機に印
加する電圧の平均値を一定とするように、電源電圧の変
動に応じて通電制御用スイッチのオンデューティ比を変
化させるようにすると、電源電圧が変動しても直流電圧
に印加される電圧の平均値をほぼ一定に保つことができ
る。従って電源電圧が変動した場合でも、直流電動機の
回転速度を一定に保持することができ、電源電圧の変動
により負荷の駆動速度が変化するのを防ぐことができ
る。
As described above, the energization control switch for turning on / off the energization current to the DC motor is provided, and the energization control is performed according to the fluctuation of the power supply voltage so that the average value of the voltage applied to the DC motor is constant. By changing the on-duty ratio of the power switch, the average value of the voltage applied to the DC voltage can be kept substantially constant even if the power supply voltage changes. Therefore, even if the power supply voltage fluctuates, the rotation speed of the DC motor can be kept constant, and the driving speed of the load can be prevented from changing due to the fluctuation of the power supply voltage.

【0007】また上記のように、スイッチ制御回路を平
均電圧設定器と三角波信号発生器と比較器とにより構成
すると、電源電圧が高くなったときには三角波信号の振
幅が大きくなるので、平均値設定信号が三角波信号より
も大きくなっている期間が減少して通電制御用スイッチ
のオンデューティ比が小さくなる。逆に、電源電圧が低
くなったときは三角波信号の振幅が小さくなって通電制
御用スイッチのオンデューティ比が大きくなる。そのた
め、通電制御用スイッチを介して直流電動機に印加され
る電圧の平均値は、電源電圧が変動しても一定に保持さ
れる。
Further, as described above, when the switch control circuit is composed of the average voltage setting device, the triangular wave signal generator and the comparator, the amplitude of the triangular wave signal becomes large when the power supply voltage becomes high. Is smaller than the triangular wave signal and the on-duty ratio of the energization control switch is reduced. On the contrary, when the power supply voltage becomes low, the amplitude of the triangular wave signal becomes small and the on-duty ratio of the conduction control switch becomes large. Therefore, the average value of the voltage applied to the DC motor via the energization control switch is kept constant even if the power supply voltage changes.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の実施例を示したもので、同図
において1はバッテリ等からなる直流電源、3は直流電
源1を電源とする直流電動機、4は直流電動機3により
駆動される負荷装置、5は直流電源1の出力電圧VBatt
を入力とする3端子レギュレータ等からなる定電圧電
源、C1 は定電圧電源5の出力端子間に接続された電源
コンデンサであり、電源コンデンサC1 の両端に得られ
る直流定電圧VD が後述するスイッチ制御回路の電源電
圧として用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a DC power source composed of a battery or the like, 3 is a DC motor using the DC power source 1 as a power source, and 4 is driven by a DC motor 3. Load device 5 is the output voltage VBatt of the DC power supply 1.
C1 is a power supply capacitor connected between the output terminals of the constant voltage power supply 5, and a DC constant voltage VD obtained at both ends of the power supply capacitor C1 is a switch control described later. Used as the power supply voltage for the circuit.

【0009】本発明においては、直流電動機3の電機子
巻線3aに対して直列に接続されて該直流電動機への通
電電流をオンオフする通電制御用スイッチ6と、直流電
動機3に印加する電圧の平均値を一定とするように直流
電源1の電圧の変動に応じて通電制御用スイッチ6のオ
ンデューティ比を変化させるスイッチ制御回路7とが設
けられている。
In the present invention, the energization control switch 6 connected in series to the armature winding 3a of the DC motor 3 to turn on / off the energization current to the DC motor 3, and the voltage applied to the DC motor 3 are controlled. There is provided a switch control circuit 7 that changes the on-duty ratio of the energization control switch 6 according to the fluctuation of the voltage of the DC power supply 1 so that the average value is kept constant.

【0010】スイッチ制御回路7は、直流電動機に印加
する電圧の平均値に相応した大きさの平均値設定信号V
b を発生する平均電圧設定器8と、電源電圧VBattにほ
ぼ比例して振幅が変化する三角波信号Vc を発生する三
角波信号発生器9と、平均値設定信号Vb と三角波信号
Vc とを比較して平均値設定信号Vb が三角波信号Vc
よりも大きくなっている期間通電制御用スイッチ6を導
通させるための信号Vq を発生する比較器10とにより
構成されている。
The switch control circuit 7 has an average value setting signal V having a magnitude corresponding to the average value of the voltage applied to the DC motor.
Comparing the average voltage setting device 8 for generating b, the triangular wave signal generator 9 for generating the triangular wave signal Vc whose amplitude changes substantially in proportion to the power supply voltage VBatt, and the average value setting signal Vb and the triangular wave signal Vc. Average value setting signal Vb is triangular wave signal Vc
And a comparator 10 for generating a signal Vq for conducting the energization control switch 6 for a longer period.

【0011】通電制御用スイッチ6は、本実施例ではソ
ースが接地されたNチャンネル電界効果トランジスタN
−FETからなり、該N−FETはそのゲートに所定レ
ベル以上の電圧が印加されたときに導通状態になって電
機子巻線3aに駆動電流を流すようになっている。な
お、D1 は電機子巻線3aの両端間に接続されたフライ
ホイールダイオードである。
The energization control switch 6 is an N-channel field effect transistor N whose source is grounded in this embodiment.
The N-FET is in a conductive state when a voltage higher than a predetermined level is applied to its gate, and a drive current is passed through the armature winding 3a. D1 is a flywheel diode connected between both ends of the armature winding 3a.

【0012】平均電圧設定器8は、電源コンデンサC1
の両端に接続された抵抗R1 及びR2 の直列回路で構成
された分圧回路からなっていて、抵抗R1 ,R2 の接続
点に直流定電圧VD を分圧した電圧Vb [=VD ・R2
/(R1 +R2 )] が得られ、該分圧電圧Vb が直流電
動機3に印加する電圧の平均値に相応した大きさの平均
値設定信号として出力される。
The average voltage setting device 8 includes a power source capacitor C1.
It is composed of a voltage divider composed of a series circuit of resistors R1 and R2 connected to both ends of the resistor R1 and R2.
/ (R1 + R2)] is obtained, and the divided voltage Vb is output as an average value setting signal having a magnitude corresponding to the average value of the voltage applied to the DC motor 3.

【0013】三角波信号発生器9は、電圧比較器CP1
と、演算増幅器OP1 及びOP2 と、抵抗R3 ないしR
13と、コンデンサC2 及びダイオードD2 とからなって
いて、演算増幅器OP2 の出力端子に図2(A)に示す
ごとく電圧VCHとVCLとの間を変化する一定周波数の三
角波信号Vc が得られる。
The triangular wave signal generator 9 includes a voltage comparator CP1.
And operational amplifiers OP1 and OP2 and resistors R3 to R
13 and a capacitor C2 and a diode D2, a triangular wave signal Vc having a constant frequency varying between the voltages VCH and VCL is obtained at the output terminal of the operational amplifier OP2 as shown in FIG.

【0014】この三角波信号発生器9において、電圧比
較器CP1 の出力端子の電位が高レベルになっていると
きには、該比較器CP1 の非反転入力端子(+端子)の
電圧V+ が電源電圧VBattを抵抗R3 とR4 とにより分
圧した値V+H[=VBatt・R4 /(R3 +R4 )]にな
り、その間コンデンサC2 は電源電圧VBattにより抵抗
R5 を通して充電されてその両端の電圧Va が一定の傾
きで上昇していく。電圧比較器CP1 の反転入力端子
(−端子)に入力されているコンデンサC2 の両端の電
圧Va がV+ よりも高く(Va >V+ )なると、電圧比
較器CP1 の出力が低レベルになるため、該比較器CP
1 の非反転入力端子の電圧V+ は、電源電圧VBattを抵
抗R3 と抵抗R4 ,R6 の並列合成抵抗とにより分圧し
た値V+L[=VBatt・R4 ・R6 /(R3 ・R4 +R4
・R6 +R6 ・R3 )]まで低下し、コンデンサC2 の
電荷は抵抗R7 と電圧比較器CP1 の出力段とを通して
放電する。これによりコンデンサC2 の両端の電圧Va
は一定の傾きで低下していく。コンデンサC2 の両端の
電圧Va がV+Lよりも低く(Va <V+L)なると、電圧
比較器CP1 の出力が再び高レベルになるため、コンデ
ンサC2 の両端の電圧Va はV+HとV+Lとの間で変化す
る三角波波形の電圧となる。ここで、電源電圧VBattの
値が変化すると、上記の式から明らかなように、V+H及
びV+Lの値もVBattの値に比例して変化する。
In the triangular wave signal generator 9, when the potential at the output terminal of the voltage comparator CP1 is at a high level, the voltage V + at the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator CP1 is the power supply voltage VBatt. Is divided by resistors R3 and R4 to obtain a value V + H [= VBatt.R4 / (R3 + R4)], during which the capacitor C2 is charged through the resistor R5 by the power supply voltage VBatt and the voltage Va across it is constant. It rises with a tilt. When the voltage Va across the capacitor C2 input to the inverting input terminal (-terminal) of the voltage comparator CP1 becomes higher than V + (Va> V +), the output of the voltage comparator CP1 becomes low level. , The comparator CP
The voltage V + at the non-inverting input terminal of 1 is a value obtained by dividing the power supply voltage VBatt by a resistor R3 and a parallel combined resistor of resistors R4 and R6, V + L [= VBatt.R4.R6 / (R3.R4 + R4
.R6 + R6 .R3)], and the charge in the capacitor C2 is discharged through the resistor R7 and the output stage of the voltage comparator CP1. This causes the voltage Va across the capacitor C2
Decreases with a constant slope. When the voltage Va across the capacitor C2 becomes lower than V + L (Va <V + L), the output of the voltage comparator CP1 becomes high level again, so that the voltage Va across the capacitor C2 becomes V + H and V The voltage is a triangular waveform that changes between + L and. Here, when the value of the power supply voltage VBatt changes, the values of V + H and V + L also change in proportion to the value of VBatt, as is clear from the above equation.

【0015】演算増幅器OP1 はボルテージフォロワ回
路からなり、コンデンサC2 の両端の電圧Va と同レベ
ルの電圧Va ´を出力する。従ってVa ´はV+HとV+L
との間で変化する三角波波形の電圧となる。
The operational amplifier OP1 is composed of a voltage follower circuit and outputs a voltage Va 'at the same level as the voltage Va across the capacitor C2. Therefore, Va 'is V + H and V + L
The voltage has a triangular waveform that changes between and.

【0016】演算増幅器OP2 は基本的には差動増幅器
として作動し、出力電圧Vc は電圧Va ´,VBatt及び
VD 及びVc と抵抗R8 ないしR13とにより定まる正相
入力電圧と逆相入力電圧とが等しくなるときのVc の値
として出力される。抵抗R8ないしR10の並列合成抵抗
をR[1/R=1/R8 +1/R9 +1/R10]、抵抗R11な
いしR13の並列合成抵抗をR´[1/R´=1/R11+1/R
12+1/R13]とすると、演算増幅器OP2 の出力電圧V
c は次式で表わされる。
The operational amplifier OP2 basically operates as a differential amplifier, and the output voltage Vc is a positive-phase input voltage and a negative-phase input voltage determined by the voltages Va ', VBatt and VD and Vc and the resistors R8 to R13. It is output as the value of Vc when they are equal. The parallel combined resistance of the resistors R8 to R10 is R [1 / R = 1 / R8 + 1 / R9 + 1 / R10], and the parallel combined resistance of the resistors R11 to R13 is R ′ [1 / R ′ = 1 / R11 + 1 / R
12 + 1 / R13], the output voltage V of the operational amplifier OP2
c is expressed by the following equation.

【0017】 Vc =R13・R/R´{(VD /R8 )+(Va ´/R10)} −R13・(VBatt/R11) …(1) 本実施例では、R=R´となるように抵抗R8 ないしR
13の値がR9 =R11、R8 =R12、R10=R13に選定さ
れ、かつVBatt・R13/R11=V+LとなるようにR13/
R11の値が選定されている。従って上式(1) は次のよう
に変形される。 Vc =Va ´−VBatt・R13/R11+VD ・R13/R8 =Va ´−V+L+VD ・R13/R8 …(2) 式(2) において、Va ´の値がV+L及びV+Hとなったと
きのVc の値がそれぞれVCL及びVCHとなったとする
と、 VCL=VD ・R13/R8 (=一定値)、 VCH=(V+H−V+L)+VD ・R13/R8 …(3) となる。従って、演算増幅器OP2 の出力電圧Vc は、
演算増幅器OP1 の出力電圧Va ´の変化に対応して一
定値VCLと、電源電圧VBattの大きさに応じて変化する
値VCHとの間で変化する三角波波形の電圧となる[図2
(A)]。
Vc = R13.R / R '{(VD / R8) + (Va' / R10)}-R13. (VBatt / R11) (1) In this embodiment, R = R ' Resistance R8 to R
R13 / is selected so that the value of 13 is R9 = R11, R8 = R12, R10 = R13, and VBatt · R13 / R11 = V + L.
The value of R11 is selected. Therefore, the above equation (1) can be modified as follows. Vc = Va'-VBatt.R13 / R11 + VD.R13 / R8 = Va'-V + L + VD.R13 / R8 (2) In the formula (2), the value of Va 'becomes V + L and V + H. If the values of Vc at this time are VCL and VCH respectively, VCL = VD.R13 / R8 (= constant value), VCH = (V + H-V + L) + VD.R13 / R8 (3) . Therefore, the output voltage Vc of the operational amplifier OP2 is
The voltage of the triangular wave waveform changes between the constant value VCL corresponding to the change of the output voltage Va 'of the operational amplifier OP1 and the value VCH changing according to the magnitude of the power supply voltage VBatt [Fig.
(A)].

【0018】比較器10は電圧比較器CP2 と抵抗R14
及びR15とからなり、本実施例では電圧比較器CP2 の
非反転入力端子(+端子)に平均電圧設定器8から出力
される平均値設定信号Vb が入力され、反転入力端子
(−端子)に演算増幅器OP2から出力される三角波信
号Vc が入力されている。比較器10は平均値設定信号
Vb と三角波信号Vc とを比較して、Vb >Vc となっ
ている期間t2 の間高レベルの状態を保持し、Vb ≦V
c となっている期間t1 の間低レベルの状態を保持する
矩形波信号Vq [図2(B)]を出力する。通電制御用
スイッチ6を構成する電界効果トランジスタN−FET
は矩形波信号Vq が高レベルになっている期間導通し、
オンデューティー比τ[=t2 /(t1 +t2 )]で駆
動電流を流す。
The comparator 10 comprises a voltage comparator CP2 and a resistor R14.
In this embodiment, the average value setting signal Vb output from the average voltage setting device 8 is input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the voltage comparator CP2 and the inverting input terminal (-terminal) is connected to the non-inverting input terminal (+ terminal). The triangular wave signal Vc output from the operational amplifier OP2 is input. The comparator 10 compares the average value setting signal Vb with the triangular wave signal Vc, holds the high level state during the period t2 in which Vb> Vc, and Vb≤V.
A rectangular wave signal Vq [FIG. 2 (B)] which holds the low level state during the period t1 when c is output is output. Field Effect Transistor N-FET Constituting Energization Control Switch 6
Is conductive while the square wave signal Vq is at high level,
A drive current is supplied at an on-duty ratio τ [= t2 / (t1 + t2)].

【0019】電源電圧VBattが上昇すると、三角波信号
Vc はその波高値VCHが上昇してVCH´となり、図2
(A)に破線で示す波形Vc ´のようになる。そのた
め、矩形波信号Vq は図2(B)に破線で示す波形Vq
´の用に高レベルとなっている期間が短くなり、通電制
御用スイッチ6のオンデューティ比τ´[=t2 ´(t
1´+t2 ´)]が小さくなる。逆に電源電圧VBattが
低下すると、通電制御用スイッチ6のオンデューティ比
が大きくなる。
When the power supply voltage VBatt rises, the peak value VCH of the triangular wave signal Vc rises to become VCH ', as shown in FIG.
A waveform Vc 'shown by a broken line in (A) is obtained. Therefore, the rectangular wave signal Vq has a waveform Vq shown by a broken line in FIG.
The period during which the level is high for ??? becomes shorter, and the on-duty ratio τ '[= t2' (t
1 '+ t2')] becomes smaller. Conversely, when the power supply voltage VBatt decreases, the on-duty ratio of the energization control switch 6 increases.

【0020】今、直流電動機3を回転速度Nx で運転す
るときに該電動機に印加すべき電圧の平均値をVx と
し、この電圧Vx に相応する平均値設定信号をVbxとし
て、このとき通電制御用スイッチ6のオンデューティ比
をτx とすると、Vx =τx ・VBattとなる。また、デ
ューティ比τx は図2(A)及び式(3) から分るよう
に、τx =(Vbx−VCL)/(VCH−VCL)=(Vbx−
VCL)/(V+H−V+L)となる。(VCH−VCL)[=V
+H−V+L]の値は電源電圧VBattに比例するので、デユ
ーティ比τx は電源電圧VBattに反比例する。従って、
電源電圧が変化してVBatt→α・VBatt(αは変化の倍
率)となり、これに伴ってデューティ比も変化してτx
→τx /αとなると、直流電動機3に印加される電圧の
平均値Vx ´はVx ´=(τx /α)(α・VBatt)=
τx VBatt=Vx となる。従って、平均値設定信号Vb
の値が同じであれば、電源電圧が変動しても直流電動機
3に印加される電圧の平均値は常に一定となって該電動
機の回転速度を電源電圧の変動の影響を受けることなく
一定にすることができる。
Now, when the DC motor 3 is operated at the rotational speed Nx, the average value of the voltage to be applied to the motor is Vx, and the average value setting signal corresponding to this voltage Vx is Vbx. When the on-duty ratio of the switch 6 is τx, Vx = τx · VBatt. Further, the duty ratio τx is τx = (Vbx−VCL) / (VCH−VCL) = (Vbx−, as can be seen from FIG. 2A and the equation (3).
VCL) / (V + H-V + L). (VCH-VCL) [= V
+ H-V + L] is proportional to the power supply voltage VBatt, the duty ratio τx is inversely proportional to the power supply voltage VBatt. Therefore,
The power supply voltage changes to VBatt → α · VBatt (α is the change rate), and the duty ratio changes accordingly, resulting in τx
→ When τx / α, the average value Vx ′ of the voltage applied to the DC motor 3 is Vx ′ = (τx / α) (α · VBatt) =
τx VBatt = Vx. Therefore, the average value setting signal Vb
If the values are the same, the average value of the voltage applied to the DC motor 3 is always constant even if the power supply voltage varies, and the rotation speed of the motor is kept constant without being affected by the fluctuation of the power supply voltage. can do.

【0021】図3は本発明の他の実施例を示したもので
ある。この実施例では、通電制御用スイッチ6がPチャ
ンネル電界効果トランジスタP−FETからなり、該P
−FETはそのゲートに所定レベル以下の低レベルの電
圧が印加されているときに導通状態になってソース側に
直列接続された直流電動機の電機子巻線3aに駆動電流
を流す。この実施例では、電圧比較器CP2 の非反転入
力端子(+端子)に三角波信号発生器9から出力される
三角波信号Vc が入力され、電圧比較器CP2の反転入
力端子(−端子)に平均電圧設定器8から出力される平
均値設定信号Vb が入力されている。またこの実施例で
は、比較器CP2 の出力端子が抵抗R14を通してバッテ
リ1の正極端子に接続されている。その他の構成は図1
の実施例と同様である。なお図3においては三角波信号
発生器9の具体的な回路構成の図示が省略されている。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the energization control switch 6 is composed of a P-channel field effect transistor P-FET.
The -FET becomes conductive when a low level voltage below a predetermined level is applied to its gate, and causes a drive current to flow in the armature winding 3a of the DC motor connected in series to the source side. In this embodiment, the triangular wave signal Vc output from the triangular wave signal generator 9 is input to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the voltage comparator CP2, and the average voltage is input to the inverting input terminal (-terminal) of the voltage comparator CP2. The average value setting signal Vb output from the setter 8 is input. Further, in this embodiment, the output terminal of the comparator CP2 is connected to the positive terminal of the battery 1 through the resistor R14. Other configurations are shown in FIG.
It is similar to the embodiment of. In FIG. 3, the illustration of the specific circuit configuration of the triangular wave signal generator 9 is omitted.

【0022】図3の実施例では、比較器10が平均値設
定信号Vb と三角波信号Vc とを比較して、図4
(A),(B)に示すように、Vb <Vc となっている
期間高レベルの状態を保持し、Vb ≧Vc となっている
期間低レベルの状態を保持する矩形波信号Vq を出力す
る。通電制御用スイッチ6は矩形波信号Vq が低レベル
になっている期間導通し、オンデューティ比τ[=t2
/(t1 +t2 )]をもって電動機3に駆動電流を流
す。電源電圧VBattが上昇した場合には、三角波信号V
c 及び矩形波信号Vq がそれぞれ図4(A)及び(B)
に破線で示す波形Vc ´及びVq ´のようになり、この
とき通電制御用スイッチ6のオンデューティ比はτ´
[=t2 ´/(t1 ´+t2 ´)]となって、デューテ
ィ比が小さくなる。直流電動機3に印加される電圧の平
均値V=τ・VBattの値は、図1の実施例の場合と同様
に、電源電圧VBattの値が変動しても一定に保たれる。
In the embodiment of FIG. 3, the comparator 10 compares the average value setting signal Vb and the triangular wave signal Vc,
As shown in (A) and (B), a rectangular wave signal Vq that holds a high level state while Vb <Vc is maintained and holds a low level state while Vb ≥ Vc is output. . The energization control switch 6 is turned on while the rectangular wave signal Vq is at a low level, and the on-duty ratio τ [= t2
/ (T1 + t2)], a drive current is passed through the electric motor 3. When the power supply voltage VBatt rises, the triangular wave signal V
c and the rectangular wave signal Vq are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively.
Waveforms Vc 'and Vq' shown by broken lines are obtained, and at this time, the on-duty ratio of the energization control switch 6 is τ '.
[= T2 '/ (t1' + t2 ')], and the duty ratio becomes small. The average value V = τ · VBatt of the voltage applied to the DC motor 3 is kept constant even if the value of the power supply voltage VBatt changes, as in the case of the embodiment of FIG.

【0023】なお、以上の実施例では、電源電圧が上昇
及び下降したときにそれぞれ電源電圧に比例して振幅が
増加及び減少する三角波信号を出力する三角波信号発生
器を用いて、平均値設定信号が三角波信号よりも大きく
なっている期間通電制御用スイッチを導通させるための
信号を発生させるようにスイッチ制御回路を構成した
が、電源電圧が上昇及び下降したときにそれぞれ電源電
圧に反比例して振幅が減少及び増加する三角波信号を出
力する三角波信号発生器を用いて、三角波信号が平均値
設定信号よりも大きくなっている期間通電制御用スイッ
チを導通させるための信号を発生させるようにスイッチ
制御回路を構成しても上記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
In the above embodiment, the average value setting signal is generated by using the triangular wave signal generator that outputs the triangular wave signal whose amplitude increases and decreases in proportion to the power supply voltage when the power supply voltage rises and falls, respectively. The switch control circuit was configured to generate a signal for conducting the energization control switch during the period when the voltage is larger than the triangular wave signal.When the power supply voltage rises and falls, the amplitude is inversely proportional to the power supply voltage. Using a triangular wave signal generator that outputs a triangular wave signal that decreases and increases, a switch control circuit that generates a signal for conducting the energization control switch while the triangular wave signal is larger than the average value setting signal With the above configuration, it is possible to obtain the same effect as that of the above embodiment.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、直流電
動機への通電電流をオンオフする通電制御用スイッチを
設けて、直流電動機に印加する電圧の平均値を一定とす
るように、電源電圧の変動に応じて通電制御用スイッチ
のオンデューティ比を変化させるようにしたので、電源
電圧が変動した場合でも直流電動機の回転速度を一定に
保持することができ、電源電圧の変動により負荷の駆動
速度が変化するのを防ぐことができる利点がある。
As described above, according to the present invention, an energization control switch for turning on / off the energization current to the DC motor is provided to keep the average value of the voltage applied to the DC motor constant. Since the on-duty ratio of the energization control switch is changed according to the fluctuation of the voltage, the rotation speed of the DC motor can be kept constant even when the power supply voltage changes, and the fluctuation of the power supply voltage There is an advantage that the driving speed can be prevented from changing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を示した回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施例の各部の信号波形を示した波形図
である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing signal waveforms of various parts of the embodiment of FIG.

【図3】本発明の他の実施例の構成を示した回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【図4】図3の実施例の各部の信号波形を示した波形図
である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing signal waveforms of various parts of the embodiment of FIG.

【図5】従来の直流電動機の駆動回路の概略を示した回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an outline of a drive circuit of a conventional DC motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 3 直流電動機 3a 電機子巻線 5 定電圧電源 6 通電制御用スイッチ 7 スイッチ制御回路 8 平均電圧設定器 9 三角波信号発生器 10 比較器 CP2 電圧比較器 1 DC power supply 3 DC motor 3a Armature winding 5 Constant voltage power supply 6 Energization control switch 7 Switch control circuit 8 Average voltage setting device 9 Triangular wave signal generator 10 Comparator CP2 Voltage comparator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電動機への通電電流をオンオフする
ように設けられた通電制御用スイッチと、 前記直流電動機に印加する電圧の平均値を一定とするよ
うに電源電圧の変動に応じて前記通電制御用スイッチの
オンデューティ比を変化させるスイッチ制御回路とを具
備したことを特徴とする直流電動機の駆動回路。
1. An energization control switch provided to turn on and off an energizing current to a DC motor, and the energization according to a fluctuation of a power supply voltage so that an average value of a voltage applied to the DC motor is constant. A drive circuit for a DC motor, comprising: a switch control circuit that changes an on-duty ratio of a control switch.
【請求項2】 前記スイッチ制御回路は、 直流電動機に印加する電圧の平均値に相応した大きさの
平均値設定信号を発生する平均電圧設定器と、 電源電圧にほぼ比例して振幅が変化する三角波信号を発
生する三角波信号発生器と、 前記平均値設定信号と三角波信号とを比較して平均値設
定信号が三角波信号よりも大きくなっている期間前記通
電制御用スイッチを導通させるための信号を発生する比
較器とからなっていることを特徴とする請求項1に記載
の直流電動機の駆動回路。
2. The switch control circuit includes an average voltage setter that generates an average value setting signal having a magnitude corresponding to the average value of the voltage applied to the DC motor, and the amplitude changes substantially in proportion to the power supply voltage. A triangular wave signal generator for generating a triangular wave signal, and a signal for comparing the average value setting signal with the triangular wave signal to turn on the energization control switch for a period during which the average value setting signal is larger than the triangular wave signal. 2. The drive circuit for a DC motor according to claim 1, wherein the drive circuit comprises a comparator for generating.
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