JPS58103892A - トランジスタチヨツパ制御装置 - Google Patents

トランジスタチヨツパ制御装置

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JPS58103892A
JPS58103892A JP56201642A JP20164281A JPS58103892A JP S58103892 A JPS58103892 A JP S58103892A JP 56201642 A JP56201642 A JP 56201642A JP 20164281 A JP20164281 A JP 20164281A JP S58103892 A JPS58103892 A JP S58103892A
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JP
Japan
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transistor
capacitor
circuit
voltage
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP56201642A
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English (en)
Inventor
Shigeru Kuriyama
茂 栗山
Minoru Kaminaga
神長 実
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/449,663 priority patent/US4458186A/en
Publication of JPS58103892A publication Critical patent/JPS58103892A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements 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
    • H02P7/18Arrangements 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
    • H02P7/24Arrangements 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
    • H02P7/28Arrangements 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
    • H02P7/285Arrangements 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
    • H02P7/29Arrangements 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 pulse modulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/917Thyristor or scr
    • Y10S388/92Chopper

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 本発明は電力用のトランジスタチョッパ制御装置に係り
、特にトランジスタのベース電流用電源回路に関するも
のである。
従来、チョッパを行なうトランジスタのベース電流を供
給するには、電源より抵抗を介して電流を供給する方法
がとられている。しかし、抵抗を介するため損失が大き
くなるという欠点があった。
そこで、スイッチングレギュレータによる方法が採用さ
れ穴が、この方法では回路構成部品が高価となる欠点が
あつ九。
本発明の目的は、上記の欠点を解消し、損失が少なく、
がつ安価なベース電流供給回路を備えたトランジスタチ
ョッパ制御装置を提供することにある。
本発明は、チョッパ回路がオフの時、配線が有するイン
ダクタンスに蓄えられた電磁エネルギーをコンデンサに
移し、このコンデンサに移された電荷をベース電流制御
用として使用することにより上記の目的を達成するもの
である。
以下、不発明の一実施例を図面に従って説明する。
第1図は本発明のトランジスタチョッパ制御装置の一実
施例を示す回路図である。直流電源1の正極側に電源@
2が接続′され、この電源線2にモータ3の一端子が接
続さn1モータ3の他端子は電流検出センサ4を介して
トランジスタチョッパ回路(以下単にチョッパ回路と称
する。)を構成するトランジスタ5のコレクタ側に接続
され、このトランジスタ5のエミッタ@は0[流電源l
の負極側に接続されている電源@6に接続されている。
モータ3を電流検出センサ4との直列回路にはダイオー
ドD1が並列に接続され、また、電流検出セ/す4の検
出信号は電流検出回路7に入力されている。
電源線2はキースイッチSWの一方の端子に接続さn1
キースイツチSWの他端子は電源#8によって定電圧回
路9に接続されている。この定電圧回路9の定電圧側は
定電圧線10により、アクセル11の一端子と接続さR
5このアクセル11の他端子は電源線6に接続されてい
る。またこのアクセル11の出力は通流率制御回路12
に印加され、この通流率制御回路12の出力側はトラン
ジスタTRIのベースに接続さnている。また、前記定
電圧4110は抵抗Klと抵抗R2とがI列接続jft
f′I:、Rl側の一端子に接続さnbR2側の一端子
は電源線6に接続さnている。この抵抗R1と抵抗R2
との中間接続点は抵抗R3を介して演算増幅器13の非
反転入力端子に接続されると共に、ダイオードD2のカ
ソード側及びトランジスタTRIのコレクタ側に接続さ
n1ダイオードD2のアノード側は電流検出回路7に接
続さn1トランジスタTR,1のエミッタ側は電源線6
に接続嘔れている。
演算増幅器13の出力側は抵抗R4を介してトランジス
タTR2のベースに接続されると共に、抵抗R5を介し
て反転入力端子に接続される。この反転入力端子は抵抗
R6を介してトランジスタ5のベースに接続嘔れる。
トランジスタ5のベース側は抵抗R7を介してトランジ
スタTR2のエミッタに接続され、また抵抗R8を介し
て電源線6に接続さnている。このトランジスタTR2
のコレクタはコンデンサC1の一端子とダイオードD3
のカソード側に接続さ扛ており、コンデンサC1の他端
は電源線6に接続され、ダイオードD3のアノード側は
抵抗R9を介して電源II8に接続さnている。また、
ダイオードD3とコンデンサC1とが直列接続され友も
のにはツェナーダイオードZDIが並列に接続されてい
る。ダイオードD3とコンデンサC1との接続点はダイ
オードD4を介してトランジスタ5のコレクタと接続さ
nている。なお、コンデンサC1は、抵抗R9、ダイオ
ードD3を介してまず充電され、ツェナーダイオードZ
DIによりその最大充電電圧が決まる。
次に本実施例の動作について説明する。アクセル11を
踏み込むと通流率制御回路12が動作してトランジスタ
TRIのベース電流を遮断してトランジスタTRIをオ
フにする。すると、演算増幅器13の出力は高(H)レ
ベルとなりトランジスタTR2がオンとなる。トランジ
スタ5のベース側電圧Vmmは抵抗R1とR2との接続
点電圧■1よりも低い電圧にセットinているため、ト
ランジスタ5のベース電流が流n、トランジスタ5がオ
/となる。−次に、トランジスタTRIがオンとなると
、トランジスタTR2はオフとなり、トランジスタ5は
オフとなる。この繰返しを行ないモータ3の速度を制御
している。
さて、トランジスタ5がオフになった時配線等が有する
インダクタンスL、に、”LIIw”のエネルギーが蓄
積されている。但し、Iwldモータ3を流nる電流で
ある。本実施例ではこのエネルギーをダイオードD4を
介してコンデンサC1に充電する。仁の時のコンデンサ
CIの増加電圧ΔvF1次式のような関係となる。
つまりΔ■の充電が行なわ2れる。
このようにコンデンサC1に充電さnた電荷は、トラン
ジスタTR2を介してトランジスタ5のぺ−スミ流とし
て使用される。従って前述のトラン−ジスタ5のベース
電流は、コンデンサC1に蓄えられている電荷を使用し
ている。なお、第1図中−で破線によつ−て接続される
ツェナーダイオードZD2は、従来のこの種の回路に用
いられていたもので、上記インダクタンスL、に蓄えら
れ九エネルヂーをこのツェナーダイオードZD、2で消
費させるものである。
一第2図は横軸にとったモータ電流1mを流すのに必4
!なトランジスタ5のベースill流IBやベース電R
V*m の特性を示している。ベース電流IBはモータ
電流IMの増加と共に増加させてトランジスタ5を十分
飽和させるようにしである。
このため電流検出回路7の出力電圧によってvlを図の
ように変化させてコンデンサC1の電圧を増加させるよ
うにして、上記の要求を満足させている。
本実施例によnば、トランジスタ5がオフになった時配
線等が有するインダクタンスL1に蓄積さnているエネ
ルギーを、コンデンサC1に蓄え、このコンデンサC1
に貯えた電荷をトランジスタ5をオンとするためのベー
ス電流■Bとして使用することによシ、損失が少ないベ
ース電流を得る効果があり、ま念このための回路構成部
品を安価とする効果がある。
更VC,)う/ラスタ5がオフの時ζこのトランジスタ
5のコレクタ、エミッタ間電圧が大きくなるのを、コン
デンサCIに充電することによって低減し得る効果があ
り、トランジスタ5の対コレクタ、エミッタ間電圧を小
さくすることを可能とする効果もある。
w43図は本発明の他の実施例の要部を示すものである
。この実施例ではコンデンサc1の正極側端子に補充電
回路14を抵抗RIO,ダイオードD5を介して接続し
た構成となっている。この恵め、トランジスタ5が全導
通した時、コンデンサC1の充電量が不足するのを防止
している。なお、トランジスタ5のベース電圧V m 
gが、前実施例で示したVlより所定の値小さくなった
時、前記補充電回[14を動作するようにしておくが、
アクセル全開時に動作するようにしておけば良い。
ところで上記2つの実施例ハトランジスタ5のコレクタ
側とコンデンサCIをダイオードD3で接続しているた
め、コンデンサC1の耐圧はかなり高いものが必要であ
った。このためコンデンサ容量(スペース)が大きくな
るという欠点がある。
第4図はこの欠点を解消した本発明の更に他の実施的の
要部を示すものである。
本実tsIpHではコンデンサC1とトランジスタ5の
コレクタ側とを規定電圧導通回路15により接続してい
るところにその特徴がある。この規定電圧導通回路15
は抵抗R11、ツェナーダイオードZD3及びダイオー
ドD6を直列接続したものからなっている。他の構成は
第1図に示した実施列と全く同一であるので図示及び説
明は省略する。
前記規定電圧導通回路15H1)ランジスタ5のコレク
タ側の電圧が直流電源1の電圧より高くなると導通して
、コンデンサCIに配線のインダクタンスに蓄えらnた
エネルギーを充電するものである。即ち、この実施列で
はコンデンサCIにはインダクタンスL1 に蓄えられ
たエネルギーを充電するため、コンデンサC1の電圧増
加分VCは次式に示す関係の電圧しか増加しない。
従って、例えばC1に4000μF、 L、 t′i4
μH及びモータ電流IMを20OAとすると、vcは約
6.4v程度にしかならず、コンデンサCIの耐圧を2
5V程度にしておけば充分実用可能となる。
1jll!5図は以上の動作を示したものである。゛ト
ランジスタTR2がオンとなり、トランジスタ5のベー
ス側電圧VmmがHレベルとなりベース電流が流nてチ
ョッパ回路を構成するトランジスタ5がオンとなると、
このトランジスタ5のコレクタ、エミッタ電圧Vell
は低(L)レベルとなる。次にトランジスタTR2がオ
フの時、トランジスタ5本オフとなり、vc■は増加す
る。このVcmがツェナーダイオードZD3のツェナー
電圧Vwo以上になると、コンデンサCIの充電が行な
わnる(斜線で示した部分ン。
このように本実施例では、コンデンサCIの充電電圧を
低くすることができるため、コンデンサC1の耐圧を小
さくでき、コンデンサの大きさを小さくし得る効果があ
る。また1、充電電圧が低い九め、ベース電流電源とし
てのエネルギーを低減させることができるため、チョッ
パ回路を構成しているトランジスタ5のエミッタ、コレ
クタ耐電圧Vcmを低減し得る効果もあり、トランジス
タの劣化を防止することができる。
i@6図は本実施例の更に他の実施例の要部を示すもの
である。即ち、トランジスタTR3のエミッタをコンデ
ンサC1に接続し、コレクタを抵抗R11を介してチョ
ッパ回路のトランジスタ5のコレクタに接続する。また
、トランジスタTR3のベースを抵抗R12及びツェナ
ーダイオードZD3を介してトランジスタ5のコレクタ
側に接続する。
Cのように規定電圧回路15を構成することにより、大
容量のツェナーダイオードが入手できない場合にも構成
することができる。
以上記述した如く本発明のトランジスタチョッパ制御装
置によりは、損失が少なく、かつ安価なベース電流供給
回路を備えることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のトランジスタチョッパ制御装置の一実
施例を示す回路図、第2図はモータ電流に対するチョッ
パ回路のベース電流特性を王に示した線図、第3図は本
発明の他の実施例の要部を示した回路図、第4図は本発
明の更に他の実施例を示し九回路図、w、5図は第4図
で示した実施例の動作説明11に第6図は本発明の更に
他の実施例の要部を示し九fq路図である。 1・・・直流電源、3・・・モータ、4・・・電流検出
センサ、5・・・トランジスタ、7・・・電流検出回路
、11・・・アクセル、12・・・通流率制御回路、1
3・・・演算増幅¥2図 ■門 71図 75図 ¥乙図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、モータに供給される[R電流をオン、オフして、モ
    ータの速度制御を行なうトランジスタチョッパ制御装置
    において、トランジスタがオフ時に一回路のインダクタ
    ンス分に蓄積されている電磁エネルギーを充電する:F
    /デンサを設け、この充電され走コンデンサの電荷を前
    記トランジスタのベース電流として用いることを特徴と
    するトランジスタチョッパ制御装置。 2、回路のインダクタンス分に蓄積されている電磁エネ
    ルギーを、トランジスタのコレクタ電圧が規定値以上に
    なると導通する回路素子を介してコンデンサに充電する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のトランジ
    スタチョッパ制御装置。 3、モータ電流の増加と共に、トランジスタのエミッタ
    、ベース間電圧を大きくするようKしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載のトランジスタ
    チョッパ制御装置。
JP56201642A 1981-12-16 1981-12-16 トランジスタチヨツパ制御装置 Pending JPS58103892A (ja)

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JP56201642A JPS58103892A (ja) 1981-12-16 1981-12-16 トランジスタチヨツパ制御装置
US06/449,663 US4458186A (en) 1981-12-16 1982-12-14 Transistor control device for power transistor chopper

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US4458186A (en) 1984-07-03

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