JPS58130787A - Dc motor - Google Patents

Dc motor

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JPS58130787A
JPS58130787A JP57010720A JP1072082A JPS58130787A JP S58130787 A JPS58130787 A JP S58130787A JP 57010720 A JP57010720 A JP 57010720A JP 1072082 A JP1072082 A JP 1072082A JP S58130787 A JPS58130787 A JP S58130787A
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JP
Japan
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current
voltage
drive
drive transistor
output
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Application number
JP57010720A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Goto
誠 後藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
    • 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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the base current loss of a DC motor at the low current energizing time by increasing or decreasing the base current of a drive transistor in response to the detected value of the output voltage of a voltage converter. CONSTITUTION:The speed corresponding voltage Vd from a speed detector 13 is inputted to a switching controller 21, and the output voltage Vc of a voltage converter 10 becomes a value corresponding to the voltage Vd. The common emitter current of a distributor 11 which inputs the detection signal of a position detector 6 is supplied by a current supply unit 12. The unit 12 detects the voltage Vc via a resistor 27, and when the voltage Vc becomes large, the voltage across the resistor 17 becomes large, and the current of a transistor 28 and a resistor 29 becomes large. Accordingly, the collector current of a transistor 30 becomes large, is inverted by transistors 32, 33, and is supplied to a distributor 11. When the voltage Vc becomes small, the supplied current to the distributor 11 becomes small.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流モータ、さらに詳しくは電源から供給され
る電力を効率良く利用するようにした電子整流子形(ブ
ラシレス形)の直流モータに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a DC motor, and more particularly to an electronic commutator type (brushless type) DC motor that efficiently utilizes electric power supplied from a power source.

従来、たとえば直流モータに速度制御を施こす場合など
では、出力電圧の一定な直流電源からトランジスタ等を
用いて減圧・制御し、モータの速度に対応した駆動電圧
を駆動巻線に供給していた。
Conventionally, when controlling the speed of a DC motor, for example, a transistor or other device was used to reduce and control the voltage from a DC power supply with a constant output voltage, and supply a drive voltage corresponding to the speed of the motor to the drive windings. .

この様な構成では、直流電源の供給電力は駆動巻線での
有効消費電力とトランジスタのコレクタ損失の和となる
。通常の直流モータにおいては、トランジスタのコレク
タ損失がかなり大きく、電源の供給電力に対する有効消
費電力の比(fIl、カ効率)は小さく、10チ〜30
チ程度であった。特に、速度可変範囲の広い多段速度切
換えができる直流モータや、駆動力の可変範囲の広い巻
取用の直流モータでは、低速度動作時および低駆動力動
作時の効率が著しく悪くなっていた。
In such a configuration, the power supplied by the DC power supply is the sum of the effective power consumption in the drive winding and the collector loss of the transistor. In a normal DC motor, the collector loss of the transistor is quite large, and the ratio of effective power consumption to power supply (fIl, power efficiency) is small;
It was about 1. In particular, DC motors with a wide variable speed range that can be switched in multiple stages, and DC motors for winding with a wide variable range of driving force, have significantly poor efficiency during low speed and low driving force operations.

そのような欠点を解消するために、本出願人は特願昭6
4−17375号において、可変出力の直流電圧を取り
出すことのできるスイノチノグ方式の電圧変換器を使用
した重力効率の良い直流モータについて、電子整流f−
形の直流モータを例にとって説明している。ところで、
このような電子整流子形の直流モータにおいては、駆動
巻線に駆動トランジスタを介して直流・電圧を供給して
いる。
In order to eliminate such drawbacks, the applicant has filed a patent application filed in 1983.
No. 4-17375 describes a DC motor with good gravity efficiency using a Suinochinog type voltage converter that can extract a variable output DC voltage.
The explanation is given using a type of DC motor as an example. by the way,
In such an electronic commutator type DC motor, DC/voltage is supplied to the drive winding via a drive transistor.

各駆動トランジスタはモータ可動部(ロータ)の位置に
応動してオフ・オフする9、い1、速度制御を施こす場
合を考えると、モータの起動・加速段階においては、前
記市川変換器の出力電圧が大きくなり駆動巻線に大電流
を供給する必要があり、駆動トランジスタのベース直流
を大きくしなければならない。一方、所定速度にて制御
さ、tLでいる状態(定速回転制御状態)において、市
川変換器の出力電圧は負荷トルクと逆jJg+Ij)E
(モータの回転速度に比例)に応動した所要の値となり
、駆動トランジスタの駆動巻線への供給上流は起動・加
速時と比較すればかなり小さな値と在る(−例をあげれ
ば、起動特約2Aで定速市1]岬時250 mA程度と
なる)。従って、起動時の大電流時に必要とされる駆動
トランジスタのベース電流に較べて、定速制御時に必要
とされるベース電流は大幅に小さくなる。その結果、起
動時の大電流通電(起動トルクを大きくするために必要
とされる)を可能とするベース直流を常時駆動トランジ
スタに与えるようにするならば、定速回転時の小電流通
電時において大幅な損失電力を生じて好ましくない。
Each drive transistor turns off and on in response to the position of the motor's moving part (rotor). As the voltage increases, it is necessary to supply a large current to the drive winding, and the base DC of the drive transistor must be increased. On the other hand, when the speed is controlled at a predetermined speed and the state is tL (constant speed rotation control state), the output voltage of the Ichikawa converter is inversely to the load torque jJg+Ij)E
(proportional to the rotational speed of the motor), and the value upstream of the supply to the drive winding of the drive transistor is quite small compared to the time of startup and acceleration (for example, the startup special At 2A, the current is about 250 mA at constant speed city 1). Therefore, the base current required during constant speed control is significantly smaller than the base current of the drive transistor required during large current at startup. As a result, if the base direct current that enables large current conduction at startup (required to increase the starting torque) is constantly supplied to the drive transistor, when small current conduction occurs during constant speed rotation, This is undesirable as it causes significant power loss.

前述の引例では、駆動トランジスタをダーク/トン接続
された2個のトランジスタによって構成し、ベース蹴流
値の絶対値自体を小さくなしている。しかし、この様な
構成では、オン時の飽和電圧が vCE(sat)(ダ ’J/トン)=vBE+vCE
(sat)と通常のトランジスタ飽和電圧VCl (s
at)= ”〜0.6V(通A4[KJ:る)jリモV
 B g+ 0.7 Vも大きくなり、ダーリントン接
続された駆動トランジスタでの゛電力損失が大きくなり
、好ましくない。
In the above-mentioned example, the driving transistor is constituted by two transistors that are dark/ton connected, and the absolute value of the base current value itself is made small. However, in such a configuration, the saturation voltage when turned on is vCE (sat) (Da 'J/ton) = vBE + vCE
(sat) and the normal transistor saturation voltage VCl (s
at) = ”~0.6V (through A4 [KJ:ru)j remote V
B g+0.7 V also increases, which is undesirable because the power loss in the Darlington-connected drive transistor increases.

本発明は、そのような点を考慮し、電圧変換器の出力電
圧を検出し、その検出値に応・助し、て駆動トランジス
タのベース直流を増減することによって(駆動トランジ
スタはオフ・オフ動作)、低電流通“電動作時のベース
車流損失を小さくなした゛電子整流子形の直流モータを
提供するものである。
In consideration of such points, the present invention detects the output voltage of the voltage converter, responds to the detected value, and increases or decreases the base DC current of the drive transistor (the drive transistor is turned off and off). ), it provides an electronic commutator type DC motor with low current flow and low base flow loss during electric operation.

以下、本発明を図示の大施例にもとついて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on a large embodiment shown in the drawings.

第1図は、本発明の一刈施例を表わす上気回路である。FIG. 1 shows an upper air circuit representing a one-shot embodiment of the present invention.

同図において、1は直流電源、2はモータ可動部(ロー
タ)にとりつけられた界磁用のマグネット、3,4.5
はマグネット2の磁束と鎖交する3相の駆動巻線、6は
モータ+if動部の位置を検出する位置検出器、7,8
.9は巻線3+  ’+6への電流路を切換える駆動ト
ランジスタ群であり、破線にて囲まれたMlf分1oは
直流電源1と駆動巻線3,4.5の間に仲人されたスイ
ッチフグ方式の市川変換器、11は位置検出器6の出力
に応動して駆動トランジスタ7.8.9の+1ji 電
を制御する分配器、12は分配器11に直流を供給する
電流供給器である。
In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a field magnet attached to the motor moving part (rotor), 3, 4.5
is a three-phase drive winding that interlinks with the magnetic flux of magnet 2, 6 is a position detector that detects the position of the motor+if moving part, 7, 8
.. 9 is a drive transistor group that switches the current path to the winding 3+'+6, and the Mlf component 1o surrounded by the broken line is a switch puffer type that is interposed between the DC power supply 1 and the drive windings 3, 4.5. 11 is a distributor that controls the +1ji current of the drive transistors 7, 8, 9 in response to the output of the position detector 6, and 12 is a current supply device that supplies direct current to the distributor 11.

また、13はマグネット2の回転速度を検出し、その速
度に対応した電圧信号を得る速度検出器であるO 次に、その動作について説明する。マグネット2(モー
タ町動部)の回転速度を速度検出器13にて検出し、そ
の速度に対応した電圧信号vdを電圧変換器1oのスイ
ッチング制御器21に入力する。スイッチング制御器2
1は、たとえば鋸歯状波発振器とコノパレータによって
構成され(周知の各種の構成が利用できる)、入力され
た電圧に対応したデユーティ比のパルス信号を作シ、ス
イッチング・トランジスタ22をオン・オフ制御する。
Further, 13 is a speed detector which detects the rotational speed of the magnet 2 and obtains a voltage signal corresponding to the speed.Next, its operation will be explained. The rotational speed of the magnet 2 (motor moving part) is detected by the speed detector 13, and a voltage signal vd corresponding to the detected speed is input to the switching controller 21 of the voltage converter 1o. Switching controller 2
1 is constituted by, for example, a sawtooth wave oscillator and a conoparator (a variety of well-known configurations can be used), and generates a pulse signal with a duty ratio corresponding to the input voltage to control on/off of the switching transistor 22. .

インダクタ素子24.コンデンサ26およびフライホイ
ール・ダイオード23によって平滑され、電圧変換器1
0の出力電圧vcはスイッチング・トランジスタ22の
オン時間比率に対応した値、すなわち、速度検出613
の出力電圧■dに対応した値となる。
Inductor element 24. Smoothed by capacitor 26 and flywheel diode 23, voltage converter 1
The output voltage vc of 0 is a value corresponding to the on-time ratio of the switching transistor 22, that is, the speed detection 613
The value corresponds to the output voltage ■d.

位置検出器6はマグネット2の磁束を感知するホール素
子とその出力を整形・合成する回路によジタル的な電圧
信号を分配4S11の各トランジスタ34,36.36
のベース端子に印加している。
The position detector 6 distributes a digital voltage signal to a Hall element that senses the magnetic flux of the magnet 2 and a circuit that shapes and synthesizes its output. Each transistor 34, 36, 36 of the 4S11
is applied to the base terminal of.

分配器11のトランジスタ34,36.36はエミッタ
を共通接続され、そのベース電位の最も低いトランジス
タが活性となり、他のトランジスタは不活性となる。そ
の結果、分配器11の入力電流(共通エミッタ電流)は
活性なトランジスタのコレクタ電流となり、他のトラン
ジスタのコレクタ電流は零となる。分配器11のトラン
ジスタ34.35.36の各コレクタ亀流はそれぞれ駆
動トランジスタ7.8.9のベース電流となり、駆動ト
ランジスタ7.8.9’iオン・オフ制御する。
The emitters of the transistors 34, 36, and 36 of the distributor 11 are commonly connected, and the transistor with the lowest base potential is activated, and the other transistors are inactive. As a result, the input current (common emitter current) of the divider 11 becomes the collector current of the active transistor, and the collector currents of the other transistors become zero. The collector currents of the transistors 34, 35, 36 of the distributor 11 each become the base current of the drive transistor 7.8.9, and control the on/off of the drive transistor 7.8.9'i.

分配器11の共通エミッタ直流は電流供給器12によっ
て供給さlし”Cいる。直流0(給ン:・;12はIL
11変換器10の出力車圧■cを抵抗27によ−)て検
出し、その1u圧1直V。が人さく4二る11−分配イ
J11への供給電流を大きくシ(従っ−C駆+lのトラ
ンジスタのベース電流は大きくなる)、電圧値■。が小
さくなると分配器11への供給電流を小さくしている(
従って駆動トランジスタのベース電流は小さくなる)。
The common emitter direct current of the distributor 11 is supplied by the current supply 12.
11 The output vehicle pressure c of the converter 10 is detected by the resistor 27, and the 1u pressure is 1 direct V. Increases the current supplied to the circuit 4211-distribution A J11 (therefore, the base current of the transistor C +1 increases), and the voltage value ■. When becomes smaller, the current supplied to the distributor 11 is reduced (
Therefore, the base current of the drive transistor becomes smaller).

すなをち、vcが大きくなると抵抗27の両端電圧が大
きくなり、トランジスタ28゜抵抗29の電流が大きく
なる。トランジスタ28゜30、 抵に29,31はカ
レントミラー回路を形成し、トランジスタ30のコレク
タ電流が大きくなり、この電流がトランジスタ32.3
3によって反転されて分配器11への供給電流となる。
In other words, as VC increases, the voltage across the resistor 27 increases, and the current flowing through the transistor 28 and the resistor 29 increases. Transistors 28, 30, and 29, 31 form a current mirror circuit, and the collector current of transistor 30 becomes large, and this current flows through transistor 32, 3.
3 and becomes the supply current to the distributor 11.

電圧変換器10の出力電圧vcが小さいときには、主に
電流源26の電流が分配器11に供給される。
When the output voltage vc of the voltage converter 10 is small, the current from the current source 26 is mainly supplied to the distributor 11.

このように、電圧変換器10の出力電圧VCを検出し、
その値に応じて駆動トランジスタのベース電流を変える
ならば、起動・加速時の大電流動作時においても駆動ト
ランジスタに十分なベース電流が供給できると共に、定
速回転制御状態における大電流動作時のベース電流も小
さくでき、定速回転時のベース眠流損失は著しく減少す
る。
In this way, the output voltage VC of the voltage converter 10 is detected,
If the base current of the drive transistor is changed according to this value, sufficient base current can be supplied to the drive transistor even during high current operation during startup and acceleration, and the base current can be supplied to the drive transistor during high current operation during constant speed rotation control. The current can also be reduced, and base sleep current loss during constant speed rotation is significantly reduced.

これについて説明すれば、起動・加速段階においてマグ
ネット2の回転速度が遅い場合には、速度検出器13の
出力電圧Vdは小さく、スイッチング制御器21はスイ
ッチング・トランジスタ22のオン時間比率を大きくし
て、電圧変換器10の出力電圧V。を大きくし、駆動巻
線に大電流を供給し、大きな速トルクを得ている。いま
、巻線抵抗をr二10Ω、voの最大値を19Vとする
と、起動時に駆動トランジスタ?、8.9は18■/1
oΩ= t、s A通電する(飽和重圧を1Vとする)
To explain this, when the rotational speed of the magnet 2 is slow in the startup/acceleration stage, the output voltage Vd of the speed detector 13 is small, and the switching controller 21 increases the on-time ratio of the switching transistor 22. , the output voltage V of the voltage converter 10. is increased, a large current is supplied to the drive winding, and high speed torque is obtained. Now, assuming that the winding resistance is r210Ω and the maximum value of vo is 19V, the drive transistor will be activated at startup? , 8.9 is 18■/1
oΩ = t, s A current is applied (saturation pressure is 1V)
.

このとき、駆動トランジスタの直流増幅率hFEを40
とすると、起動時に必要なベースIIL流は1.9A/
40=45mAとなる。
At this time, the DC amplification factor hFE of the drive transistor is set to 40
Then, the base IIL flow required at startup is 1.9A/
40=45mA.

電圧変換器1oの出力1L圧■。が大きいと抵抗27の
電流が大きくなり、電流供給器12の出力電流を大きく
して、位置検出器6および分配器11によって選択され
た駆動トランジスタに大きなベース電流(50mA程度
)を供給する1)その結果、駆動トランジスタは大電流
をjm!してオン状態(飽和動作)となり、対応する駆
動巻線にその電流を供給してマグネット2との相互作用
にLって大きな加速トルクを発生する。
Output 1L voltage of voltage converter 1o■. When is large, the current of the resistor 27 becomes large, increasing the output current of the current supply device 12, and supplying a large base current (about 50 mA) to the drive transistor selected by the position detector 6 and the distributor 111) As a result, the drive transistor draws a large current jm! The current is supplied to the corresponding drive winding, and a large acceleration torque is generated by interaction with the magnet 2.

マグネット2が所定の回転速度まで加速されると速度検
出器13の出力電圧vdは大きくなり、スイッチング制
御器21はスイッチ/グΦトランジスタ22のオン時間
比率を小さくなし、電圧変換器10の出力電圧V。を小
さくして、定速回転制御状態にいたる。いま、逆起電圧
が小さいものとして無視し、V、=3V  とすると、
駆動トランジスタの通it流は2.6V/10Ω= 2
50 mAとなる(飽和電圧を0.6Vとする)。従っ
て、駆動トランジスタをオンさせるのに必要なベース電
流は260/40=6.25mAとなり、少しの余裕を
みて8mA程度のベース電流を供給すれば駆動トランジ
スタは確実にオン(飽和動作)となる。
When the magnet 2 is accelerated to a predetermined rotational speed, the output voltage vd of the speed detector 13 increases, and the switching controller 21 decreases the on-time ratio of the switch/gate transistor 22 to increase the output voltage of the voltage converter 10. V. is made small, and a constant speed rotation control state is reached. Now, if we ignore the back electromotive force as small and set V, = 3V,
The current of the drive transistor is 2.6V/10Ω=2
50 mA (saturation voltage is 0.6V). Therefore, the base current required to turn on the drive transistor is 260/40=6.25 mA, and if a base current of about 8 mA is supplied with a little margin, the drive transistor will surely turn on (saturated operation).

すなわち、駆動トランジスタのベース電流は、起動時4
5 mA必要なのに対して軽負荷トルクにて定速回転制
御されている時にはa、2smAで良く、その差38.
75mAだけ小さくしても良い。その結果、駆動トラン
ジスタを確実にオン・オフ動作させながらも、そのベー
ス電流損失は著しく軽減される。
In other words, the base current of the drive transistor is 4 at startup.
5 mA is required, but when the constant speed rotation is controlled with light load torque, a, 2 smA is sufficient, and the difference is 38.
It may be reduced by 75mA. As a result, while the drive transistor can be turned on and off reliably, its base current loss is significantly reduced.

第2図に本発明の他の実施例を表わす電気回路図を示す
。本実施例では、第1図に示した実施例の電流供給器1
2にトランジスタ4oを追加し、定速回転制御状態にお
ける逆起電圧の大きなモータにおいて、さらにベース電
流損失を減少させたものである。
FIG. 2 shows an electrical circuit diagram representing another embodiment of the invention. In this embodiment, the current supply device 1 of the embodiment shown in FIG.
A transistor 4o is added to 2 to further reduce base current loss in a motor with a large back electromotive force under constant speed rotation control.

これについて、r、J”13図全会照(2て説明する。This will be explained in reference to r, J'' (2).

第3図は定速回転制御状態において駆動トランジスタ7
が通屯している時の駆動在線3の1今価回路図である。
Figure 3 shows the drive transistor 7 in the constant speed rotation control state.
1 is a current circuit diagram of the drive line 3 when it is in transit.

モータが定速回転すると各、1駆動蓚線ににt逆起重圧
が誘起さね、巻線へのrli流を減少させる方向に作用
する。その結果、巻線3にfat給される電流は ”= (Vc−”B−vCE(sat))/r   ・
−・(りとなる。いま、定速回転時の逆起重圧をj!:
 B = 9 Vとし、Vo=12V、vCE(saリ
ュo、sV、r=10Ωとすると、I = 250 m
八となり、駆動トランジスタのh N E−40として
必要なベース直流は250 / 40 = 6.25m
Aとなル。すナワチ、■ が12Vと比較的大きな値で
あるが、駆動巻線に生じる逆起電圧EBが9vとかなり
大きいために、駆動トランジスタの必要ベース電流は6
.25mAとかなり小さくて良い。
When the motor rotates at a constant speed, a counter-motive force is induced in each driving coil, which acts in a direction that reduces the rli flow to the windings. As a result, the current fat supplied to the winding 3 is “= (Vc-”B-vCE(sat))/r・
−・(ri.Now, the back-lift pressure during constant speed rotation is j!:
Assuming B = 9 V, Vo = 12 V, vCE (salyu, sV, r = 10Ω, I = 250 m
8, and the base DC required for the drive transistor hNE-40 is 250 / 40 = 6.25m
A and naru. 12V is a relatively large value, but the back electromotive voltage EB generated in the drive winding is quite large at 9V, so the required base current of the drive transistor is 6V.
.. It's quite small at 25mA, which is good.

電流供給器12に追加されたトランジスタ4゜のベース
端子には速度検出器13の出力電圧vdが、印加されて
いる。速度検出器13の出力電圧vdは、起動・加速段
階(速度が遅い状態)ではその電圧値が小さく(2V程
度)、所定速度にて定速制御状態ではその電圧値は大き
くなる(負荷トルクによって変動するが通常9■程度で
安定すす)0電圧変換器1oの出力電圧と速度検出器1
3の出力電圧vdはトランジスタ4oによって比較され
、VoがVdより0,7V(ベース・エミッタ間順方向
電圧降下)以−F大きい場合には、その差電圧(Vo−
Vd−0,7)を抵抗27の抵抗値で割った値の電流値
がトランジスタ28,30.抵抗29.31に供給され
、定電流源26の電流と合成されて電流供給器12の出
力電流となる。
The output voltage vd of the speed detector 13 is applied to the base terminal of the transistor 4° added to the current supply device 12. The output voltage vd of the speed detector 13 has a small voltage value (approximately 2 V) in the startup/acceleration stage (low speed state), and increases in the constant speed control state at a predetermined speed (depending on the load torque). Although it fluctuates, it is usually stable at around 9cm) 0 Output voltage of voltage converter 1o and speed detector 1
The output voltage vd of 3 is compared by the transistor 4o, and if Vo is greater than Vd by 0.7V (base-emitter forward voltage drop) -F, the difference voltage (Vo-
The current value obtained by dividing Vd-0,7) by the resistance value of the resistor 27 is the current value of the transistors 28, 30 . The current is supplied to the resistors 29 and 31 and combined with the current of the constant current source 26 to become the output current of the current supply device 12.

従って、駆動トランジスタに供給されるベース電流は(
Vo−Vd−0,7)に応動するようになり、定速回転
制御時においてr1駆動トランジスタの通電電流IC(
1)式〕の逆起電圧EBによる減少に対応して、そのベ
ース電流も小さくされ、ベース電流損失を著しく軽減さ
せている。
Therefore, the base current supplied to the drive transistor is (
Vo-Vd-0,7), and during constant speed rotation control, the current flowing through the r1 drive transistor IC(
Corresponding to the reduction due to the back electromotive force EB in Equation 1), the base current is also reduced, significantly reducing base current loss.

さらに、起動・加速時の大直流1.ln屯時には、速度
検出513L7)出力)h、1:f:、V dは小さく
、差1u圧(VC−Vd−0,7)  が大きくとれる
ために、駆動トランジスタに供給されるベース直流は1
に圧変換器10の出力電圧■。に応じた大きな値となゆ
、駆動トランジスタを十分にオフ・オフ動作させる。
Furthermore, large DC current during startup and acceleration 1. When the speed detection 513L7) output) h, 1: f:, V d is small and the difference 1 u pressure (VC - Vd - 0,7) can be large, the base DC supplied to the drive transistor is 1
The output voltage of the pressure transducer 10 is ■. A large value corresponding to the current value allows the drive transistor to be turned off and turned off sufficiently.

(第2図の実施−jは逆起電圧の大きな11.5連回転
制御される直流モータに櫓している。、、:t/と、第
1図の実施列は逆起電圧の小さな低速回転+&lI岬さ
れる直流モータに適している。) 第4図に本発明の他の実施例を表わす市電10回路図を
示す。本実施例では、電圧変換器10の正極側端子に−
4(コレクタ端子)が共通接続され、各出力端子(エミ
ッタ端子)が駆動%1pJ a 、  4 。
(The implementation j in Figure 2 is connected to a DC motor that is controlled to rotate 11.5 consecutive times with a large back electromotive voltage. , :t/, and the implementation row in Figure 1 is a low speed motor with a small back electromotive force. (It is suitable for a DC motor that rotates +&lI.) Fig. 4 shows a circuit diagram of a streetcar 10 representing another embodiment of the present invention. In this embodiment, - is connected to the positive terminal of the voltage converter 10.
4 (collector terminals) are commonly connected, and each output terminal (emitter terminal) is driven %1pJ a , 4 .

6に接続された第1の駆動トランジスタ14゜15.1
6と、電圧変換器10の負極側端子に−端(エミッタ端
子)が共通接続され、各出力端子(コレクタ端子)が第
1の駆動トランジスタ14゜16.16の各出力端子に
接続された第2の駆動トランジスタ7.8.9を設けて
、駆動巻線3゜4.6の電流路を正極側および負極側の
両方で切換えて、常時2つの駆動巻線に直流を供給する
ことによって巻線の利用効率を向上させたものであるQ 次に、その動作について説明する。マグネット2の回転
速度を速度検出器13にて検出し、その回転速度に応じ
た電圧信号vdを出力する。速度検出器13の出力電圧
■dに応じて、電圧変換器10のスイッチング制御器2
1はスイッチング・トランジスタ220オン時間比率を
制御し、ダイオード23.インタツタ素子24.コンデ
ンサ25で平滑して、出力電圧■。を制御している。
The first drive transistor 14°15.1 connected to 6
6 and the voltage converter 10, the - end (emitter terminal) is commonly connected to the negative terminal of the voltage converter 10, and each output terminal (collector terminal) is connected to each output terminal of the first drive transistor 14° 16.16. Two drive transistors 7.8.9 are provided, and the current path of the drive winding 3.4.6 is switched on both the positive and negative sides to constantly supply direct current to the two drive windings. Q, which improves the efficiency of line utilization.Next, its operation will be explained. The rotational speed of the magnet 2 is detected by a speed detector 13, and a voltage signal vd corresponding to the rotational speed is output. Depending on the output voltage d of the speed detector 13, the switching controller 2 of the voltage converter 10
1 controls the on-time ratio of switching transistor 220 and diode 23 . Intertact element 24. After smoothing with capacitor 25, the output voltage is ■. is under control.

電圧変換器10の出力電圧vcは、第1の駆動トランジ
スタ14.i5,16および第2の駆動トランジスタ7
.8.9を介して駆動巻$31496に印加される。
The output voltage vc of the voltage converter 10 is applied to the first drive transistor 14. i5, 16 and second drive transistor 7
.. 8.9 is applied to the drive winding $31,496.

マグネット2のlr+1転位1ftを位置倹1!旨1(
6にて検出し、その位置に応じたディジタル的なIIJ
、圧16号(6本)を分配器11に入力する。分配器1
1は第1の差動回路61と第2の差動回路62とカレン
トミラー回路63,64.65によ−・て構成され、第
1および第20差動回路61.62のトラ/ジスタ41
,42,43,34,36.36の各ベース端子にはそ
れぞれ位置検出器6の出力電圧が印加されている。
Place lr+1 dislocation 1ft of magnet 2 in position 1! Effect 1 (
Detected at 6 and digital IIJ according to the position
, pressure No. 16 (6 pipes) is input to the distributor 11. Distributor 1
1 is composed of a first differential circuit 61, a second differential circuit 62, and current mirror circuits 63, 64, 65, and the transistor/transistor 41 of the first and 20th differential circuits 61, 62.
, 42, 43, 34, 36.36, the output voltage of the position detector 6 is applied to each base terminal.

第1の差動回路61はトランジスタ41,42゜43の
ベース市川(位置検出イ咎6の出力1に圧)に応じて1
個のトランジスタが活性と/rす、共通エミッタ電流(
電流供給器12の出力i[流)をコレクタ側に分配する
。そのコレクタ電流はカレントミラー回路63,64.
65を介して第1の駆動トランジスタ14,15.16
のヘ−スl[C流となり、位置検出器6の出力に応じた
第1の駆動トランジスタを常時1個オフ状態となし−C
いる。
The first differential circuit 61 has a voltage of 1 depending on the base voltage of the transistors 41, 42 and 43 (the voltage applied to the output 1 of the position detection unit 6).
When transistors are activated, the common emitter current (
The output i [current] of the current supply device 12 is distributed to the collector side. The collector current flows through current mirror circuits 63, 64.
65 through the first drive transistor 14, 15, 16
The flow becomes a current of 1 [C, and one of the first drive transistors corresponding to the output of the position detector 6 is always in the OFF state.
There is.

また、第20差動回路62はトランジスタ34゜35.
36のベース屯圧(位置検出器6の出力電圧)に応じて
1個のトランジスタが活性となり、共通エミッタ電流(
電流供給器12の出力電流)をコレクタ側に分配する。
Further, the 20th differential circuit 62 includes transistors 34°, 35.
36 base pressure (output voltage of position detector 6), one transistor becomes active, and the common emitter current (
The output current of the current supply device 12) is distributed to the collector side.

そのコレクタ電流は第2の駆動トランジスタ7、 8.
9のベース電流となり、位置検出器6の出力に応じた第
2の駆動トランジスタを常時1個オフ状態となしている
Its collector current flows through the second drive transistors 7, 8.
9, and one second drive transistor corresponding to the output of the position detector 6 is always in an off state.

分配器11の第1と第2の差動回路61.62の共通エ
ミッタ直流は電流供給器12によって供給されている。
The common emitter direct current of the first and second differential circuits 61 , 62 of the distributor 11 is supplied by a current supplier 12 .

電流検出器12は電圧変換器1゜の出力電圧V。を抵抗
27によって検出し、その電圧値■。が大きくなると分
配器11への供給電流を大きくして第1および第2の駆
動トランジスタへのベース電流を大きくシ、電圧値V。
The current detector 12 detects the output voltage V of the voltage converter 1°. is detected by the resistor 27, and its voltage value ■. When V increases, the current supplied to the divider 11 is increased to increase the base current to the first and second drive transistors, resulting in a voltage value V.

が小さくなると分配器11への供給電流を小さくして第
1および第2の駆動トランジスタへのベース電流を小さ
くしている。
When the current becomes smaller, the current supplied to the distributor 11 is reduced to reduce the base current to the first and second drive transistors.

その結果、起動・加速時の大電流動作時にも十分なベー
ス直流を第1と第2の駆動トランジスタに供給すると共
に、定速回転制御時の小電流動作時にはそのベース電流
は必要最小限よりも少し多い程度まで小さくなし、ベー
スEE流]i失を著しく軽減している。
As a result, sufficient base direct current is supplied to the first and second drive transistors even during large current operation during startup and acceleration, and the base current is lower than the minimum required during small current operation during constant speed rotation control. By reducing the base EE flow to a slightly higher level, the loss of the base EE flow is significantly reduced.

第6図は本発明の更に他の実施例を表、I)す1E気回
路図である。本実施例では、第4図に示した実施例の電
流供給器12にトランジスタ40を追加し、定速回転制
御状態VCおける逆起重圧の大きなモータにおいて、さ
らにベース電流4ti失を減少させたものである。電流
供給器12の動作は第2図の実施例の説明と同゛様であ
り、回・伝叱度に応動する速度検出器13の出力電圧■
dを利用し、■。
FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a transistor 40 is added to the current supply device 12 of the embodiment shown in FIG. 4, and the loss of base current 4ti is further reduced in a motor with a large back electromotive force in the constant speed rotation control state VC. It is. The operation of the current supply device 12 is the same as that described in the embodiment shown in FIG. 2, and the output voltage of the speed detector 13 is
Using d, ■.

とVdを比較することにより、起動・加速時のvdの小
さい時にはその差(vo−’vd)が大きくなり電流供
給器12の出力電流(駆動トランジスタのベース電流)
を犬きくして火直流1出11i、する駆動トランジスタ
を確実にオン・オフ動作させると共に、定速回転制御時
のvdの大きいときにはその差(Vo−Vd)は小さく
なり、電流供給器12の出力電流(駆動トランジスタの
ベース市#r、)を小さくして駆動トランジスタのベー
ス市流損失を小さくしている(駆動トランジスタはオノ
拳オフ動作)。
By comparing Vd with
In addition, when Vd is large during constant speed rotation control, the difference (Vo - Vd) becomes small, and the output of the current supply 12 is The current (base current #r of the drive transistor) is reduced to reduce the base current loss of the drive transistor (the drive transistor operates in an off-center manner).

(第6図の実施例は駆動巻線に生じる逆起電圧の比較的
大きな高速回転制御される直流モータに適している。ま
た、第4図の実施例は逆起電圧の小さな低速回転制御さ
れる直流モータに適してい親)なお、前述の実施例では
、3相の駆動巻線を使用した例を示したが、本発明はそ
のような場合に限らず、一般に、複数相の駆動巻線を有
する直流モータを構成できる。捷だ、星形結線に限らず
環状結線でも良い。さらに、位置検出器6.速度検出器
13およびスイッチング制御器21は周知の各種の構成
が採用できる。
(The embodiment shown in Fig. 6 is suitable for a DC motor that is controlled to rotate at a high speed and has a relatively large back electromotive force generated in the drive winding. The embodiment shown in Fig. 4 is suitable for a DC motor that is controlled to rotate at a low speed and has a small back electromotive voltage. Although the above-described embodiment shows an example in which a three-phase drive winding is used, the present invention is not limited to such a case, and is generally applicable to multiple-phase drive windings. It is possible to configure a DC motor with It's a good thing, it's not limited to a star connection, it can also be a ring connection. Furthermore, a position detector 6. The speed detector 13 and the switching controller 21 can adopt various known configurations.

また、分配器11.電流供給器12.駆動トランジスタ
7.8.9(および14.ts、  1e)を含めてシ
リコンチップ上に集積回路(IC)化することもげ能で
ある。
Moreover, the distributor 11. Current supply device 12. It is possible to form an integrated circuit (IC) on a silicon chip, including the drive transistors 7.8.9 (and 14.ts, 1e).

以上の説明から明らかなように、本発明の直流モータは
電力効率の良い電子整流子形の直流モータとなっている
0従って本発明にもとづいて、乾蓼池を電源とする音響
・映像機器用の直流モータを構成するならば、消費重力
の小さい1u池寿命の長い機器を実現することができる
As is clear from the above explanation, the DC motor of the present invention is an electronic commutator type DC motor with high power efficiency. Therefore, based on the present invention, it is possible to use a dry pond as a power source for audio/visual equipment. If a DC motor is used, it is possible to realize a device that consumes less gravity and has a longer 1U battery life.

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

第1図は本発明の一寿J!MりIJを衣わず電気回路図
、第2図は本発明の他の友施例を人わず市電1「す路内
、第3図はその効果を説明するための回路図、第4図お
よび第5図はそれぞれ本発明の他の実施例を表わす電気
回路図である。 1・・・・・・直流電源、2・・・−・・マグネ7)、
3゜4.6・・・・・・駆動巻線、6・・・・・・位置
検出器、7゜8.9・・・・・・駆動トラ7ジスタ(捷
たは第2の駆動トランジスタ)、1o・−・・・・重圧
変換器、11・・・・・・分配器、12・・−・・・1
[流供給器、13・・・・・速度検出器、14,15.
16・・−・・・第1の駆動トラ7ジスタ、21・・・
・・・ スイノナノグ市11呻器〇代理人の氏名 弁理
モ 中 尾 敏 男 ほか1名第 2 図 /3 i 第3f!1
Figure 1 shows Kazushu J! of the present invention! Fig. 2 is an electric circuit diagram for explaining the effect of another embodiment of the present invention, Fig. 3 is a circuit diagram for explaining its effect, Figures 1 and 5 are electrical circuit diagrams representing other embodiments of the present invention. 1... DC power supply, 2... Magneto 7),
3゜4.6... Drive winding, 6... Position detector, 7゜8.9... Drive transistor 7 transistor (switch or second drive transistor) ), 1o------heavy pressure converter, 11------distributor, 12------1
[Flow supply device, 13... Speed detector, 14, 15.
16...--First drive tractor 7 register, 21...
... Suinonanog City 11 〇 Agent's name Patent Attorney Toshio Nakao and 1 other person Figure 2/3 i 3rd f! 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)モータ可動部の位置を検出する位置検出手段と、
複数相の駆動巻線と、前記駆動巻線への電流路を切換え
る駆動トランジスタ群と、前記位置検出手段の出力に応
動して前記駆動トランジスタ群の通電を制御する分配手
段と、直流電源と、前記直流電源から可変出力の直流電
圧を得るスイッチング方式の電圧変換手段と、前記分配
手段に電流を供給する電流供給手段とを具備し、前記電
流供給手段は、前記電圧変換手段の出力電圧を検出して
、その出力電圧に応動して前記分配手段への供給電流を
変化させ、前記出力電圧が大きくなると前記駆動トラン
ジスタのベース電流を大きくし、前記出力電圧が小さく
なると前記駆動トランジスタのベース電流を小さくする
ように構成されていることを特徴とする直流モータ。
(1) position detection means for detecting the position of the motor movable part;
a plurality of phase drive windings, a drive transistor group for switching current paths to the drive windings, a distribution means for controlling energization of the drive transistor group in response to an output of the position detection means, and a DC power supply; A switching type voltage conversion means for obtaining a variable output DC voltage from the DC power supply, and a current supply means for supplying current to the distribution means, the current supply means detecting the output voltage of the voltage conversion means. and changes the current supplied to the distribution means in response to the output voltage, increasing the base current of the drive transistor when the output voltage increases, and decreasing the base current of the drive transistor when the output voltage decreases. A direct current motor characterized by being configured to be small.
(2)モータ可動部の位置を検出する位置検出手段と、
複数相の駆動巻線と、直流電源と、前記直流電源から可
変出力の直流電圧を得るスイッチング方式の電圧変換手
段と、前記電圧変換手段の正極側端子に一端が共通接続
され、各出力端トが前記駆動巻線に接続された第1の駆
動トランジスタ群と、前記電圧変換手段の負極側端子に
一端が共通接続され、各出力端子が前記第1の駆動トラ
ンジスタの各出力端子に接続された第2の駆動トラノジ
スタ群と、前記位置検出手段の出力に応動して前記第1
および第2の駆動トランジスタ群の通Eljを制御する
分配手段と、前記分配り段に直流を供給する電流供給手
段とを具(1i!i L、前ii己市直流給手段は、前
記電圧変換手段の出力電圧を検出して、その出力電圧に
応動して前dピ分分配段−\の直流を変化させ、前記出
力゛電圧が大きくなると前記第1および第2の駆動トラ
ンジスタのベース電流を大きくし、前記出力電圧が小さ
くなると前記第1および第2の駆動トランジスタのベー
ス電流を小き    □くするように構成されているこ
とを特徴とする直搏壬−タ。
(2) position detection means for detecting the position of the motor movable part;
A plurality of phase drive windings, a DC power supply, a switching type voltage conversion means for obtaining a variable output DC voltage from the DC power supply, one end of which is commonly connected to the positive terminal of the voltage conversion means, and each output terminal is connected to the positive terminal of the voltage conversion means. has one end commonly connected to a first drive transistor group connected to the drive winding and a negative terminal of the voltage conversion means, and each output terminal is connected to each output terminal of the first drive transistor. a second drive transogistor group;
and a distribution means for controlling the conduction Elj of the second drive transistor group, and a current supply means for supplying direct current to the distribution stage (1i! detecting the output voltage of the means, and changing the direct current of the front dpi dividing stage -\ in response to the output voltage, and when the output voltage becomes large, the base currents of the first and second drive transistors are changed; □The direct drive transistor is configured such that when the output voltage increases, the base currents of the first and second drive transistors decrease as the output voltage decreases.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5910189A (en) * 1982-07-07 1984-01-19 Toshiba Corp Dc motor
JPS6034793U (en) * 1983-08-11 1985-03-09 愛知電機株式会社 Brushless motor drive device
JPS60229694A (en) * 1984-04-27 1985-11-15 Hitachi Ltd Current switching circuit
JPS6192191A (en) * 1984-10-11 1986-05-10 Hitachi Ltd Drive circuit for motor

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