JPS58198188A - Motor - Google Patents

Motor

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JPS58198188A
JPS58198188A JP57081800A JP8180082A JPS58198188A JP S58198188 A JPS58198188 A JP S58198188A JP 57081800 A JP57081800 A JP 57081800A JP 8180082 A JP8180082 A JP 8180082A JP S58198188 A JPS58198188 A JP S58198188A
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Makoto Goto
誠 後藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration

Abstract

PURPOSE:To obtain a motor which has extremely high power efficiency by supplying bidirectional currents to a brushless motor coil, and maintaining by a switching type voltage converter the operating voltage of a drive transistor at the prescribed small value within an active range. CONSTITUTION:The first feedback loop is composed of a current controller 48, a selector 53, drive transistors 3-5, and a resistor 47, the second feedback loop is composed of a detection comparator 71, a selector 80, drive transistors 13- 15, and coils 6-8, and the third feedback loop is composed of an operation detection controller 18, a voltage converter 17 and drive transistors 3-5. When the loops are equilibrated, the voltage drop of the resistor 47 becomes the value corresponding to a command signal 23, the transistors 3-5 and 13-15 supply the currents corresponding to the signal 23 to the coil selected by the detector 11 (the first and second loops), the operating voltages of the transistors 13-15 become the prescribed small values within the active range corresponding to the voltage signal V2 and the operating voltages of the transistors 3-5 becomes the prescribed small values within the active range corresponding to a voltage signal V3 (the second and third loops).

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子整流子型の電動機に関するものであり、特
に、電源から供給される電力を効率良く利用するように
したものである。。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electronic commutator type electric motor, and particularly to one that efficiently utilizes electric power supplied from a power source. .

従来、電子整流子型の電動機では、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、たとえ
ば電動機の速度に対応した駆動電王を供給して゛いた。
Conventionally, in an electronic commutator type motor, a voltage reduction control is performed using a transistor or the like from a DC power source with a constant output voltage, and a drive voltage corresponding to the speed of the motor is supplied, for example.

第1図に従来の電子整流子型電動機の構成例をテす。第
1図において、(1)は直流電源、(2)は通電制御機
、(3) (4) (5)は駆動トランジスタ、(6)
 (7) (8)は8相のコイル、(9)はロータにと
りつけられた界磁用のマグネットである。上記通電制御
器(2)はマグネット(9)の回転に応じて通電状態と
なる駆動トランジスタを切換えると共に、回転速度に応
じた電圧をコイル(6) (7) (8)に供給する。
Figure 1 shows an example of the configuration of a conventional electronic commutator type motor. In Figure 1, (1) is a DC power supply, (2) is a current controller, (3) (4) (5) is a drive transistor, (6)
(7) (8) is an 8-phase coil, and (9) is a field magnet attached to the rotor. The energization controller (2) switches the drive transistor to be energized according to the rotation of the magnet (9), and supplies a voltage corresponding to the rotational speed to the coils (6), (7), and (8).

従って、直流11It源(1)D電圧は、駆動トランジ
スタ(3) (4) (5)とコイル(a) (7)(
8)に分割してかかる。その結果、直流電源(1)の供
給電力はコイルでの有効消費電力と駆動トランジスタの
コレクタ損失の和となる。
Therefore, the DC 11It source (1) D voltage is the same as that of the drive transistor (3) (4) (5) and the coil (a) (7) (
8). As a result, the power supplied by the DC power supply (1) is the sum of the effective power consumption in the coil and the collector loss of the drive transistor.

通常の電動機においては、駆動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(電力効率)は小さく、10%〜80%程度で
あった。特に、速度可変範囲の広い、たとえば多段速度
切換えができる電動機や、駆動力の可変範囲の広い、た
とえば巻取用の電動機では、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 a normal electric motor, the collector loss of the drive transistor is quite large, and the ratio of effective power consumption to the power supplied by the power supply (power efficiency) is small, on the order of 10% to 80%. In particular, electric motors with a wide speed variable range, such as multi-speed switching, and motors with a wide variable drive force range, such as winding motors, are significantly less efficient when operating at low speeds and low driving forces. Ta.

また、第1図のごとき構成では、コイル(6) (7)
 (8)に片方向の電流しか流れないために、コイル利
用率が低く、電動機効率はさらに低かった。
In addition, in the configuration shown in Figure 1, the coils (6) (7)
(8) Because current only flows in one direction, the coil utilization rate was low and the motor efficiency was even lower.

本発明は、そのような点を考慮し、コイルに両方向の電
流を供給するようにし、かつ可変出力の直流電圧を取り
出すことのできるスイッチング方式の成圧度換手段を使
用した電力効率の良い電子整流子型り電動機を提供する
ことを目的とし、特に、本発明は可変速度電動装置や可
変駆動力電動装瓢等に好適なものであり、低速度動作時
および低駆動力動作時での電力効率のすぐれた電動機を
得ようとするものである。
Taking these points into consideration, the present invention provides a power-efficient electronic system that uses a switching type voltage conversion means that can supply current to the coil in both directions and extract a variable output DC voltage. It is an object of the present invention to provide a commutator type electric motor, and in particular, the present invention is suitable for variable speed electric devices, variable driving force electric equipment, etc. The aim is to obtain a highly efficient electric motor.

すなわち本発明は、モータ可動部の位置を検出する位置
検出手段と、複数相のコイルと、前記コイルに電流を供
給するIllの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111  ・の駆動トランジス
タ群の通電を分配制御する第1の分配制御手段と、前記
コイルと111の駆動トランジスタ鮮による電流路に直
列に挿入された@2の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第2の駆動トランジスタ
群の通電を分配制御する第2の分配制御手段と、電力供
給源となる直流電源と、前記直流電源からコイルへの電
流路に直列に挿入され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万歳の電圧変換手段と、前記電
圧変換手段の出力電圧を制御する動作検出制御手段とを
具備し、前記f42の分配制御手段は前記第2の駆動ト
ランジスタの通電時の動作電圧を検出して、その検出信
号に応じて前記第2のトランジスタの通電電流を制御し
、かつ前記動作検出制御手段は前記第1の駆動トランジ
スタのうち少なくとも1個の通電時の動作電圧を検出し
て、その検出信号に応じて前記電圧変換手段の出力電圧
を制御することを特徴とするものであり、これにより所
期の目的を達したものである。
That is, the present invention includes a position detecting means for detecting the position of a movable part of the motor, a plurality of phase coils, a group of Ill drive transistors for supplying current to the coils, and the above-mentioned 111 in response to the output of the position detecting means. a first distribution control means for distributing and controlling energization of the drive transistor group, a drive transistor group @2 inserted in series in a current path formed by the coil and the drive transistor 111, and an output of the position detection means; a second distribution control means for distributing and controlling energization of the second group of drive transistors in response to the second drive transistor group; a DC power supply serving as a power supply source; The f42 distribution control means includes a switching voltage conversion means for obtaining a variable output DC voltage from a power supply, and an operation detection control means for controlling the output voltage of the voltage conversion means, and the f42 distribution control means controls the voltage of the second driving transistor. The operation detection control means detects an operating voltage when energized and controls the energizing current of the second transistor according to the detection signal, and the operation detection control means detects an operating voltage when at least one of the first drive transistors is energized. The present invention is characterized in that the operating voltage is detected and the output voltage of the voltage conversion means is controlled in accordance with the detected signal, thereby achieving the intended purpose.

以下に、本究明を図示の実施側番こ基づいて説明する。The present investigation will be explained below based on the implementation side numbers shown in the drawings.

第2図は本発明の一実施例を表わす回路結線図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.

第2図において、(1)は直流電源、(3)(4)(5
)は′s1の駆動トランジスタ、(6) (7) (8
)は8相のコイル、(9)は界磁用のマグネット、破線
で囲まれている部分Qルはマグネット(9)の磁束を感
知するホール素子annum−からなり、マグネット(
9)(モータ可動部)の回転位置を検出する位置検出器
、(6)は位置検出器Q9の出力に応動して第1の駆動
トランジスタ(3) (4) (6)の通電を分配制御
する@1の分配制御器、(LiO2(ロ)はコイル(6
) (7) (8)と第1の駆動トランジスタ(3) 
(4) (6)とによる電流路に直列に接続された(各
入力端子を電源側に接続され、各出力端子を第1の駆動
トランジスタ(3) (4) (S)の各出力端子に接
続された)第2の駆動トランジスタ、(至)は位置検出
器(ロ)の出力に応動してWi2の駆動トランジスタ(
2)04(至)の通電を分配制御する#I2の分配制御
器、αηは直流電源(1)からコイル(a) ’(7)
 (a)への電流路に直列に挿入され、直流電源(1)
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
変換器、榊は第1の駆動トランジスタ(3) (4) 
(M)の通電時の動作電圧を検出し、その検出信号によ
り電圧変換器Q4 J、j出力電圧を制御する動作検出
制御器である。
In Figure 2, (1) is a DC power supply, (3) (4) (5
) is the driving transistor of 's1, (6) (7) (8
) is an 8-phase coil, (9) is a field magnet, and the part Q surrounded by a broken line is a Hall element annum- that senses the magnetic flux of the magnet (9).
9) A position detector that detects the rotational position of (motor movable part), (6) distributes and controls the energization of the first drive transistors (3), (4), and (6) in response to the output of the position detector Q9. @1 distribution controller, (LiO2 (b) is the coil (6
) (7) (8) and the first drive transistor (3)
(4) and (6) are connected in series to the current path (each input terminal is connected to the power supply side, and each output terminal is connected to each output terminal of the first drive transistor (3) (4) (S). The second drive transistor (connected) (to) connects the Wi2 drive transistor (to
2) #I2 distribution controller that distributes and controls the energization of 04 (to), αη is from DC power supply (1) to coil (a)' (7)
(a) inserted in series in the current path to the DC power supply (1)
A switching voltage converter that obtains a variable output DC voltage from the Sakaki is the first drive transistor (3) (4)
This is an operation detection controller that detects the operating voltage of (M) when it is energized and controls the output voltage of voltage converter Q4 J,j based on the detection signal.

また、(2)に)は直流電圧源、(2)は指令信号、−
は指令信号磐に対応した電流iIを出力する電流変換器
、(至)は電流変換器−の出力電流i1に応動した電流
fg i8.14を発生する相似電流発生器である。
In addition, (2)) is a DC voltage source, (2) is a command signal, -
is a current converter that outputs a current iI corresponding to the command signal I, and (to) is a similar current generator that generates a current fg i8.14 in response to the output current i1 of the current converter.

次に、その動作について説明する。指令信号に)は電流
変換器(ハ)に入力され、電圧源に)の電圧値と比較さ
れ、その両者の差に応じた電流+1に変換される。指令
信号に)は周知の速度検出手段および速度電圧変換手段
によって得られるものであり、マグネット(9)の回転
速度に対応してその値を変化する。
Next, its operation will be explained. The command signal () is input to the current converter (c), is compared with the voltage value of the voltage source (), and is converted into a current +1 according to the difference between the two. The command signal () is obtained by a well-known speed detection means and speed voltage conversion means, and changes its value in accordance with the rotational speed of the magnet (9).

98図に電流変換器−の具体的な構成例を示す。Figure 98 shows a specific example of the configuration of the current converter.

指令側@(ホ)と電圧源に)は差動トランジスタ(11
1)(112)のベース、にそれぞれ印加され、その電
圧差に応じて定電流源(115)の電流値が各コレクタ
側に分配される。トランジスタ(111)のコレクタ電
流は、トランジスタ(116)と(117)のカレント
ミラーによっ\、 て反転され、トランジスタ(112)のコレクタ電流と
比較され、トランジスタ(118)を介して出力(電流
ミ込)される。
The command side @(E) and voltage source) are differential transistors (11
1) and the base of (112), and the current value of the constant current source (115) is distributed to each collector side according to the voltage difference. The collector current of the transistor (111) is inverted by a current mirror of transistors (116) and (117), compared with the collector current of the transistor (112), and output (current mirror) via the transistor (118). included).

電流変換器−の出力jlは相似電流発生(至)に入力さ
れる。相似電流発生器o優はトランジスタ@員(ロ)g
4@、抵抗(至)(2)(至)轡からなる第1のカレン
トミラーとダイオード(至)、トランジスタ(至)、抵
抗OI@からなる第2のカレントミラーにより構成され
、電流変換器(ハ)の出力11 に相似(比例または略
比例1cc[流;、l +g、 14を出力する。電流
12は第1の分配制御器的のダイオード−1抵抗−によ
り眠肚信号V1に変換され、[流!、は第2の分配制御
器Qtjのダイオード6υ(支)、抵抗純により電圧信
号V2に変換され、電流i4は動作検出制御器(2)の
抵抗旬、ダイオード畷−により電圧信号V、に変換され
ている。この電圧V、、V2.V8は指令信号0に応動
して変化する(それぞれに連動変化する。)まず通常の
回転駆動動作について説明する。ここで、VMを一定と
考える。第1の分配制御器(至)は、コ・fル!15)
 (7) (8)への電流路(第1の駆動トランジスタ
(3) (4) (5)の通電電流路)に直列に抽入さ
れ、その供給電流を検出する電流検出用の抵抗(ロ)と
、抵抗−の電H−降手と指令信号(ホ)に応動する電圧
信号V1 が入力され、その両者に応動した出力電流を
得る電流制御器−と、トランジスターr111@からな
る第1の選択器−とにより構成されている。
The output jl of the current converter is input to a similar current generator. Similar current generator o Yu is transistor @ member (b) g
The current mirror consists of a first current mirror consisting of a resistor (to) (2) (to) and a second current mirror consisting of a diode (to), a transistor (to), and a resistor OI@, and a current converter ( The current 12 is converted into a sleep signal V1 by the diode 1 resistor of the first distribution controller. [The current!, is converted into a voltage signal V2 by the diode 6υ (branch) and the resistor of the second distribution controller Qtj, and the current i4 is converted into the voltage signal V2 by the resistor and the diode Nawate of the operation detection controller (2). The voltages V, , V2, and V8 change in response to the command signal 0 (they change in conjunction with each other).First, we will explain the normal rotation drive operation.Here, assuming that VM is constant, Think about it.The first distribution controller (to) is COF!15)
(7) A current detection resistor (rotor ), a current controller which receives the voltage signal V1 in response to the resistor's voltage H and the command signal (e), and obtains an output current in response to both of them, and a first transistor r111@. It is composed of a selector and a selector.

jI4図に電流制御器−の具体的な構成例を示す。Figure jI4 shows a specific example of the configuration of the current controller.

トランジスタ(121)のベース側に電圧信号■1 を
入力し、エミッタ側に抵抗−の電圧降下信号を入力し、
その両者の差に応動するコレクタ電流を得て、トランジ
スタ(122) 02a)のカレントミラーによって電
流反転して出力され、第1の選択器−に供給される。
Input the voltage signal 1 to the base side of the transistor (121), input the voltage drop signal of the resistor to the emitter side,
A collector current responsive to the difference between the two is obtained, the current is inverted by the current mirror of the transistor (122) 02a), and is output, and is supplied to the first selector.

第1の選択器〈−のトランジスター1511−のエミッ
タは共通接続され、ベース側に位置検出器01>のホー
ル素子h+)# aの出力電圧がそれぞれ印加されてい
る。ホール素子90国はマグネット(9)の磁束を感知
し、その回転位置に応じたアナログ電圧信号を発生する
。トランジスタt4 !ml @は、そのベース電圧の
差に応じて共通エミッタ電流を各コレクタ電流に分配さ
れ、ベース電圧の最も低いトランジスタのコレクタ電流
が最も大きくなり、他のトランジスタのコレクタ電流は
零となる。トランジスター關−の各コレクタ電流は第1
の駆動トランジスタ(3) (4) <5)の各ベース
電流となり、電流増幅されてコイル(6) (7) (
a)へ供給される。
The emitters of the transistors 1511- of the first selector <- are commonly connected, and the output voltage of the Hall element h+)#a of the position detector 01> is applied to the base side. The Hall element 90 senses the magnetic flux of the magnet (9) and generates an analog voltage signal according to its rotational position. Transistor t4! In ml@, the common emitter current is distributed to each collector current according to the difference in their base voltages, and the collector current of the transistor with the lowest base voltage is the largest, and the collector currents of the other transistors are zero. Each collector current of the transistor is the first
The current becomes the base current of each drive transistor (3) (4) <5), and the current is amplified and flows into the coil (6) (7) (
a).

コイル(a) (y) (Ii)への供給電流(駆動ト
ランジスタ(a) (4) (6)の通電電流)は抵抗
−の電圧降下として検出され、電流制鑓御器−に入力さ
れる。これにより、電流制御器−9第1の選択器−9第
1の駆動トランジスタ(a) (4) (6)および抵
抗(ロ)によってIllの帰還ループ(fit流帰還ル
ープ)が構成され、コイル(a) (7) f8)への
供給電流を確実に電圧信号v1(従って、指令信号@)
に対応した電流値となしている。その結果、第1の駆動
トランジスタ(a) (4) (5)のhfEバラツキ
の影響は著しく小さくなる。また、マグネット(9)の
回転に伴ってホール素子四m輪の出力電圧が変化し、対
応するコイルに電流を供給するように、第lの駆動トラ
ンジスタ(3ン(す(5)の通電を制御し、切り換えて
ゆく。
The current supplied to the coils (a), (y), and (Ii) (the current flowing through the drive transistors (a), (4, and 6)) is detected as a voltage drop across the resistor, and is input to the current controller. . As a result, an Ill feedback loop (fit flow feedback loop) is configured by the current controller-9 first selector-9 first drive transistors (a) (4) (6) and the resistor (b), and the coil (a) (7) Ensure the supply current to f8) by voltage signal v1 (therefore, command signal @)
The current value corresponds to As a result, the influence of hfE variations in the first drive transistors (a) (4) (5) is significantly reduced. In addition, the output voltage of the four Hall elements changes with the rotation of the magnet (9), and the first drive transistor (three (5)) is energized so that current is supplied to the corresponding coil. Control and switch.

なお、コンデンサーは上述の帰還ループの位相補償のた
めにつけられている。また、コイル(6) (7)(h
目ζ並列に接続されたコンデンサarm in−と抵抗
−@−の直列回路は、通電路の切り換えに伴うスパイク
電圧を低減するものである。
Note that the capacitor is provided for phase compensation of the feedback loop mentioned above. Also, coil (6) (7) (h
The series circuit of the capacitor arm in- and the resistor -@-, which are connected in parallel, reduces the spike voltage caused by switching the energization path.

wi2の分配制御器α峰は、第2の駆動トランジスタ(
2)(ロ)(至)の通電時の動作電圧(コレクタ・エミ
ッタ間電圧VCHの絶対値)を検出する検出・比較器向
と、トランジスタ17a (14j(至)からなる第2
の選択器−によって構成されている。
The distribution controller α peak of wi2 is connected to the second drive transistor (
2) (b) A detector/comparator for detecting the operating voltage (absolute value of the collector-emitter voltage VCH) when energized (to), and a second transistor consisting of transistor 17a (14j (to)).
It is composed of a selector.

相似電流発生器Q嗜の出力!8は検出・比較aVυに入
力され、ダイオード+8]JQ、抵抗−によって如2の
駆動トランジスタU Q41 Qlの共通接続端子(エ
ミッタ#!l)から所定電圧値の基準電圧(d号■8 
を発生する。電圧信号V!は電圧信号■1に連動して変
化しく Vl * Vzは共に指令信号@憂こ応動じて
変化する)、コイル(s) (7) (8)への供給電
流(すなわち、第1の駆動トランジスタ(3) (4)
 (6)通電電流)が大きい時に信号v2を大きくシ、
供給電流の小さい時に信号V2を小さくしている。
Output of similar current generator Q! 8 is input to the detection/comparison aVυ, and a reference voltage of a predetermined voltage value (d No. 8
occurs. Voltage signal V! Vl * Vz both change in response to the command signal @), and the current supplied to the coil (s) (7) (8) (i.e., the first drive transistor (3) (4)
(6) When the energizing current) is large, the signal v2 is increased,
The signal V2 is made small when the supplied current is small.

検出トランジスタ@−一の各ベース側は入力端子として
基準電位(信号vtO点)に直流的に(直接または抵抗
、ダイオード等を介して)接続抗−一−を介して第2の
駆動トランジスタ(至)(2)(2)の各出力端子に接
続されている。その結果、第2の駆動トランジスタ(2
)(ロ)に)の通電状態にあるトランジスタの動作電圧
と1準電圧信号■2とが比較され、その動作電圧値が信
号■2よりもエミッタ・ペース間順方向電圧VD分小さ
くなると、対応する検出トランジスタが導通し、コレク
タ側に電流を出力する。
Each base side of the detection transistor @1 is connected to the reference potential (signal VtO point) as an input terminal via a resistor connected DC (directly or via a resistor, diode, etc.) to the second drive transistor ( )(2) is connected to each output terminal of (2). As a result, the second drive transistor (2
The operating voltage of the transistor in the energized state of ) (b) and ) is compared with the 1 quasi-voltage signal ■2, and if the operating voltage value is smaller than the signal ■2 by the forward voltage VD between the emitter and pace, a corresponding response occurs. The detection transistor becomes conductive and outputs a current to the collector side.

第6図に駆動トランジスタ暢と(4)が活性となってい
る場合の電流路を示す。その電流路は電圧変換器(ロ)
の出力VM→第2の駆動トランジスタ(ロ)−÷コイル
(6)および(7)→第1の駆動トランジスタ(4)→
抵抗■→e伺電源 となり、通電状態にある第2の駆動トランジスタ(6)
の動作電圧MCIが他の駆動トランジスタ(ロ)(ト)
の電圧VGEよりも小さくなる。そして、検出ドブンシ
スターーーは第2の駆動トランジスタD3(ロ)に)の
   ゛電圧VORと基準電圧信号v2を比較して、そ
の差に応じたコレクタ電流を出力する。185図におい
ては、第2の駆動トランジスタ榊の動作電圧が電圧側@
v2よりもベース・エミッタ間順方向電圧VD分小さく
なると、検出トランジスタ簡が活性となり、コレクタ電
流を出力する。各検出トランジスター8]1−の出力電
流は合成され(コレクタ側を共通接続)、ダイオード銅
と抵抗ωυによって電圧に変換され、トランジスタ(至
)のベースに印加される。また、トランジスタ@のベー
スには抵抗禰−とダイオード−による所定の電圧圏号が
印加されている。トランジスタ@鋼のベース電圧差に応
じて定電流源−の電流値はトランジスタ@−のコレクタ
電流に分配され、トランジスターのコレクタ電流は検出
トランジスタ671 m−の出力電流が小さい時に大き
くなり、大きい時に小さくなる。従って、通電時の第2
の駆動トランジスタの動作電圧に応じた電流が検出・比
較器συのトランジスターより出力(電流吸込)され、
第2の選択器−に供給する。その供給電流は、第2の!
!励トランジスタの通電時の動作電圧が大きい時に大キ
く、小さい時に小さくなる。
FIG. 6 shows the current path when the drive transistor (4) is activated. The current path is a voltage converter (b)
Output VM → second drive transistor (b) - ÷ coils (6) and (7) → first drive transistor (4) →
Resistor → e becomes the power source and the second drive transistor (6) is in the energized state.
Operating voltage MCI of other drive transistors (b) (g)
voltage VGE. Then, the detection double sister compares the voltage VOR of the second drive transistor D3 (b) with the reference voltage signal v2, and outputs a collector current according to the difference. In Figure 185, the operating voltage of the second drive transistor Sakaki is on the voltage side @
When the base-emitter forward voltage VD becomes smaller than v2, the detection transistor becomes active and outputs a collector current. The output currents of each detection transistor 8]1- are combined (collector sides are commonly connected), converted into a voltage by a copper diode and a resistor ωυ, and applied to the base of the transistor (to). Further, a predetermined voltage range is applied to the base of the transistor @ by a resistor and a diode. Depending on the base voltage difference of the transistor @steel, the current value of the constant current source is distributed to the collector current of the transistor @-, and the collector current of the transistor increases when the output current of the detection transistor 671 m- is small and decreases when it is large. Become. Therefore, the second
A current corresponding to the operating voltage of the drive transistor is output (current sucked) from the transistor of the detection/comparator συ,
A second selector is supplied. Its supply current is the second!
! It increases when the operating voltage of the excitation transistor is large, and decreases when it is small.

jI2の選択器(至)のトランジスタg14り−(至)
はエミッタを共通接続され、各ベース端子に位置検出器
(ロ)のホール素子−m−の出力が印加され、そのベー
ス電圧に応じて共通エミッタ電流をコレクタ側に分配す
る。トランジスタ(2)i741(至)の各コレクタ電
流は第2の駆動トランジスタQi 44 Ql (/r
各ベース電流となり、コイル(6) (7) (8)へ
の通電を切換え制御している。
Transistor g14 of the selector of jI2 (to)
have their emitters commonly connected, the output of the Hall element -m- of the position detector (b) is applied to each base terminal, and the common emitter current is distributed to the collector side according to the base voltage. Each collector current of transistor (2) i741 (to) is the second drive transistor Qi 44 Ql (/r
Each base current is used to switch and control energization to the coils (6), (7), and (8).

従って、検出・比較器(2)、鯖2の選択器(/肴、第
2の駆動トランジスタQI0405 mコイル(6) 
(7) (8)によって1112の帰還ループが構成さ
れ、@2の駆動トランジスタQ3(ロ)(至)の通電状
態にあるトランジスタの動作電圧VcIiを能動領域内
の所定の小さな電圧値に一致させるように動作し、Il
lの駆動トランジスタ(a) (4) (6)の通電電
流(指令信号(2)に対応)と等しい電流が第2の駆、
動トランジスタ(2)鱒曽にも流れ、コイル(a) (
7)、、(1)には両方向の電流(マグネット(9)の
u転に伴って電流の向きが変る電流)が安定に供給され
る。
Therefore, the detector/comparator (2), the selector for mackerel 2 (/apparatus), the second drive transistor QI0405 m coil (6)
(7) A feedback loop of 1112 is configured by (8), and the operating voltage VcIi of the transistor in the energized state of the drive transistor Q3 (B) (To) of @2 is made to match a predetermined small voltage value within the active region. Il
A current equal to the energizing current (corresponding to the command signal (2)) of the drive transistors (a) (4) and (6) of l is the second drive transistor,
The current also flows through the active transistor (2) Maso, and the coil (a) (
7), (1) are stably supplied with bidirectional current (current whose direction changes as the magnet (9) rotates in the U direction).

これについて説明す、れば、第2の駆動トランジスタの
通電電流が過渡的に@1の駆動トランジスタの通電電流
よりも小さくなると、コイルによる負荷効果により第1
の駆動トランジスタの動作電圧が減小し、第2の駆動ト
ランジスタの動作電圧が増加する1、この動作電圧の増
加は検出・比較器(2)により検出され、第2の選択器
−を介してgi2の駆動トランジスタのペース電流、従
って、コレクタ電流を大きくし、その結果、第1の駆動
トランジスタの通[4流(コレクタ電流)と等しい電流
が第2の駆動トランジスタより出力される。また、第2
の駆動トランジスタの動作電圧は基準電圧■2に対応し
た能動領域内の小さな値(大体v、l−VDに等しい)
に安定に制御される。なおコンデンサーは第2の帰還ル
ープの位相補償(発振防止)のためにつけている。
To explain this, when the conduction current of the second drive transistor becomes transiently smaller than the conduction current of the drive transistor @1, the load effect of the coil causes the first
The operating voltage of the drive transistor decreases and the operating voltage of the second drive transistor increases 1, this increase in the operating voltage is detected by the detector and comparator (2) and is increased via the second selector -. The pace current, and therefore the collector current, of the drive transistor of gi2 is increased, so that a current equal to the current (collector current) of the first drive transistor is output from the second drive transistor. Also, the second
The operating voltage of the drive transistor is a small value within the active region corresponding to the reference voltage ■2 (approximately equal to v, l - VD)
is stably controlled. Note that the capacitor is provided for phase compensation (to prevent oscillation) of the second feedback loop.

このように、第1の帰還ループと第2の帰還ループによ
って、位置検出器Opの出力に対応したコイルに指令(
3号に)に対応した電流が安定に供給され、マグネット
(9)の回転に伴ってコイル(6)(7) (8)へ、
電流路は順次切換わり、両方向の電流が供給される。
In this way, the first feedback loop and the second feedback loop command (
3) is stably supplied to the coils (6), (7), and (8) as the magnet (9) rotates.
The current paths are switched sequentially, supplying current in both directions.

次に、動作検出制御S(至)と電圧変換器Qf)による
出力電圧■ヨの制御方法について説明する。相似電流発
生器o1の出力i4は動作検出制御器(至)に入力され
、抵抗−、ダイオ−Fi[Ebllによって第1の駆動
トランジスタ(a) (4) (5)の共通接続端子(
エミッタ側)から所定電圧値の基準電圧信号vIIを発
生する。電圧信号V、は電圧信号v1に連動して変化し
くVl、V、は共に指令信号四に応動して変化する)、
コイル(a) (y) (a)への供給電流(すなわち
、第1および第2の駆動トランジスタの通電電流)が大
きい時に信号V8を大キくシ、供給電流の小さい時に信
号V、を小さくしている。検出トランジスタ641−一
の各エミッタ側は入力端子として基準電位点(信号■8
の点)に直流的に接続され、各ベース側は検出端子とし
て直流的に第1の駆動トランジスタ(3) (4) (
5)の各出力端子に接続されている。
Next, a method of controlling the output voltage (2) using the operation detection control S (to) and the voltage converter (Qf) will be explained. The output i4 of the similar current generator o1 is input to the operation detection controller (to), and is connected to the common connection terminal (a) (4) (5) of the first drive transistor (a) (4) (5) by the resistor and diode Fi [Ebll.
A reference voltage signal vII of a predetermined voltage value is generated from the emitter side). The voltage signal V changes in response to the voltage signal v1, and both Vl and V change in response to the command signal 4).
The signal V8 is increased when the supply current to the coil (a) (y) (a) (i.e., the conduction current of the first and second drive transistors) is large, and the signal V is decreased when the supply current is small. are doing. Each emitter side of the detection transistor 641-1 is connected to the reference potential point (signal ■8) as an input terminal.
point)), and each base side serves as a detection terminal and is connected to the first drive transistor (3) (4) (
5) are connected to each output terminal.

その結果、第1の駆動トランジスタ(3) (4) (
5)の通電   ゛状態にあるトランジスタの動作電圧
(コレクタ・エミッタ間電圧降下の絶対値)と基準電圧
信号v8とが比較され、その動作電圧値が信号v8より
もエミッタ・ベース間順方向電圧VD分小さくなると、
対応する検出トランジスターーーが導通し、コレクタ側
に電流を出力する。
As a result, the first drive transistor (3) (4) (
5) Energization The operating voltage (absolute value of the collector-emitter voltage drop) of the transistor in the state is compared with the reference voltage signal v8, and the operating voltage value is higher than the emitter-base forward voltage VD than the signal v8. When it becomes smaller,
The corresponding detection transistor becomes conductive and outputs a current to the collector side.

たとえば、第6図のように駆動トランジスタ(2)と(
荀が活性となっている場合では、通電状態にある第1の
駆動トランジスタ(4)の動作電圧が他の駆動トランジ
スタ(3) (5)の電圧よりも小さくなる。検出トラ
ンジスタ#34Jil#−は第1の駆動トランジスタ(
3) (4) (6)の動作電圧と基準電圧信号■8を
比較し、第6図においては、第1の駆動トランジスタ(
4)の動作電圧が電圧信号■8よりもVD分小さくなる
と、検出トランジスターが活性となり、コレクタ電流を
出力する。各検出トランジスターーーの出力電流は合成
され(コレクタ側を共通接続)、ダイオード−、トラン
ジスター、抵抗@四からなるカレントミラーによって反
転増幅され、電圧変換器(ロ)に供給される。従って、
通常時の第1の駆動トランジスタ(3) (4) (5
)の動作電圧に応じた出力電流が得られる。
For example, as shown in Fig. 6, the drive transistor (2) and (
When the first drive transistor (4) is in an active state, the operating voltage of the first drive transistor (4) is lower than the voltage of the other drive transistors (3) and (5). The detection transistor #34Jil#- is the first drive transistor (
3) Compare the operating voltages in (4) and (6) with the reference voltage signal ■8, and in Fig. 6, the first drive transistor (
When the operating voltage 4) becomes smaller than the voltage signal 8 by VD, the detection transistor becomes active and outputs a collector current. The output currents of each detection transistor are combined (collector sides are commonly connected), inverted and amplified by a current mirror consisting of a diode, a transistor, and a resistor @4, and then supplied to a voltage converter (b). Therefore,
First drive transistor during normal operation (3) (4) (5
) can obtain an output current according to the operating voltage.

電圧変換器(ロ)は、直流電源(1)の正極端子(V。The voltage converter (b) connects the positive terminal (V) of the DC power supply (1).

=20V)からコイル(・) (7) (11)に至る
給電路に直列にして挿入された給電制御用半導体スイッ
チング素子を構成するところのスイッチングトランジス
タ(101)ト、そノハイアス用抵抗(102) (1
08)と、上記スイッチングトランジスタ(101)を
オン・オフ制御するスイッチング制御器−と、フライホ
イール・ダイオード(106)と、インダクタンス素子
(106)と、コンデンサ(107)によって構成され
ている。スイッチング制御器−は、たとえば601の三
角波電圧信号を作る三角波発生器と、動作検出制御器(
2)の出力を電圧信号に変換した後に前記三角波信号と
比較するコンパレータ等の周知の種々の構成を利用でき
、動作検出制御器(至)の出力信号に応じたデユーティ
のパルス信号を得てミスイツチングトランジスタ(10
1)をオン・オフ制御する。電圧変換器Qカの出力電圧
V、、、は、スイッチングトランジスタ(1011のオ
ン時間・オフ時間(実質的なオン時間比率)に関係して
変化する。このスイッチングトランジスタ(101)が
オンの時にはVi ”s Vsとなり、直流電5(1)
はインダクタンス素子(106)を通で負荷側に電流を
供給する。スイッチングトランジスタ(101)がオフ
になると、フライホイール・ダイオード(105)がオ
ンとなり、インダクタンス素子(106)に墨えられた
エネルギーを負荷側に供給する。その結果、電圧変換器
α力の出力電圧Vklはトランジスタ(101)のオン
時間のデユーティ(オン時間比率)に対応した値となる
= 20V) to the coil (.) (7) A switching transistor (101) that constitutes a semiconductor switching element for power supply control inserted in series in the power supply path from (11) to the coil (. (1
08), a switching controller that controls on/off of the switching transistor (101), a flywheel diode (106), an inductance element (106), and a capacitor (107). The switching controller includes, for example, a triangular wave generator that generates a triangular wave voltage signal 601, and an operation detection controller (
Various well-known configurations, such as a comparator that converts the output of 2) into a voltage signal and then compares it with the triangular wave signal, can be used to obtain a duty pulse signal corresponding to the output signal of the operation detection controller (to) and eliminate mistakes. Itching transistor (10
1) On/off control. The output voltage V of the voltage converter Q changes in relation to the on time and off time (substantial on time ratio) of the switching transistor (1011). ”s Vs, DC current 5(1)
supplies current to the load side through the inductance element (106). When the switching transistor (101) is turned off, the flywheel diode (105) is turned on and supplies the energy stored in the inductance element (106) to the load side. As a result, the output voltage Vkl of the voltage converter α has a value corresponding to the duty (on time ratio) of the on time of the transistor (101).

動作検出制御器(至)の出力電流は電圧変換器(ロ)に
入力され、電流値が大きくなるとスイッチングトランジ
スタ(101)のオン時間比率を大きくして出力電圧V
Mを大きくし、電流値が小さくなるとオン時間比率を少
さくして出力電圧VMを小さくする。
The output current of the operation detection controller (to) is input to the voltage converter (b), and when the current value increases, the on-time ratio of the switching transistor (101) is increased to increase the output voltage V.
When M is increased and the current value is decreased, the on-time ratio is decreased and the output voltage VM is decreased.

従って、動作検出制御器(至)、電圧変換器(財)およ
び第1の駆動トランジスタ(3) (4) (II)に
よって第8の帰還ループが構成され、前述の第1の駆動
トランジスタ(3) (4) (5)の通電時の動作電
圧を検出し、その動作電圧が基準電圧信号v8に対応し
た所定値(大体v、VD程度)となるように電圧変換器
Qlの出力電圧vitを制御している。これについて説
明すれば、lIlの駆動トランジスタ(3) (4) 
(5)の動作電圧が減小すると、動作検出制御器(至)
の出力電流が大きくなり、スイッチング制御1lI−の
動作によりスイッチングトランジスタ(101)のオン
時間比率を大きくし、電圧変換器(ロ)の出力電圧■つ
を大キくシて、@1の駆動トランジスタの動作電圧を大
きくする。
Therefore, the operation detection controller (to), the voltage converter (to), and the first drive transistor (3) (4) (II) constitute an eighth feedback loop, and the above-mentioned first drive transistor (3) ) (4) Detect the operating voltage during energization in (5), and adjust the output voltage vit of the voltage converter Ql so that the operating voltage becomes a predetermined value (approximately about v, VD) corresponding to the reference voltage signal v8. It's in control. To explain this, the lIl drive transistor (3) (4)
(5) When the operating voltage decreases, the operation detection controller (to)
As the output current of @1 increases, the on-time ratio of the switching transistor (101) is increased by the operation of the switching control 1lI-, and the output voltage of the voltage converter (b) is increased. Increase the operating voltage.

逆の場合も、同様である。The same applies to the reverse case.

次に、第1.1112および第8の帰還ループの全体の
動作について説明する。いま帰還ループが平衡状態にあ
るものとすれば、抵抗(ロ)の電圧降下は指令信号−に
対応した値となり、第1の駆動トランジスタ(a) (
4) (6)および第2の駆動トランジスタ(至)0◆
(至)は位置検出器(ロ)により選択されたコイルに指
令信号に)に対応した電流を供給して(第1および第2
の燦遣ループ)、第2の駆動トランジスタ(2)Q4(
ロ)の通電状態のトランジスタの動作電圧は電圧48@
Vt(従って、指令信号@)に対応した能動領域内の所
定の小さな値となりC@2の帰還ループ)、$1の原動
トランジスタ(3) (4) (1$)の通電状態にあ
るトランジスタの動作電圧は電圧信号■8(従って、指
令信号@)lζ対応した能動領域ろの所定の小さな値と
なる(第8の帰還ループ)。すなわち、直流電源(1)
の電圧■8は第6図に示すように回路の各部分に印加さ
れる。
Next, the overall operation of the 1.1112th and 8th feedback loops will be explained. Assuming that the feedback loop is now in equilibrium, the voltage drop across the resistor (b) will be a value corresponding to the command signal -, and the first drive transistor (a) (
4) (6) and second drive transistor (to) 0◆
(to) supplies a current corresponding to the command signal to the coil selected by the position detector (b) (to the first and second coils).
second drive transistor (2) Q4 (
The operating voltage of the transistor in the energized state of (b) is voltage 48@
Vt (and therefore the command signal @) becomes a predetermined small value in the active region (feedback loop of C@2), the driving transistor of $1 (3) (4) (1$) of the transistor in the energized state. The operating voltage becomes a predetermined small value in the active region corresponding to the voltage signal 8 (therefore, the command signal @) lζ (eighth feedback loop). That is, DC power supply (1)
The voltage 8 is applied to each part of the circuit as shown in FIG.

このような状態から指令側@−が微小量小さくなった場
合を考える。
Let us consider a case where the command side @- decreases by a minute amount from such a state.

■ 指令信号に)の減少は電流変換器−の出力IIを大
きくし、相似電流発生器Qlの出力電流輸。
■ A decrease in the command signal) increases the output II of the current converter and the output current of the similar current generator Ql.

1、、 i4の値を大キくシ、電圧信号V、 、 V!
、 V。
1, , Increase the value of i4, the voltage signal V, , V!
, V.

を大きくする。Make it bigger.

■ 電圧信号v1が大きくなると、第1の駆動トランジ
スタ(3) (4) (6)の通電状態のトランジスタ
のベース電流、従ってコレクタ電流が大きくなり、指令
信号(至)に対応した電流を通電する(第1の帰還ルー
プ)。従って、その動作電圧は小さくなる(第1の駆動
トランジスタの通!It流が第2の駆動トランジスタの
通電電流より過渡的に大きくなる)。
■ When the voltage signal v1 increases, the base current, and therefore the collector current, of the first drive transistors (3), (4), and (6) in the energized state increases, and the current corresponding to the command signal (to) is passed. (first feedback loop). Therefore, its operating voltage becomes smaller (the conduction current of the first drive transistor becomes transiently larger than the conduction current of the second drive transistor).

■ 第1の駆動トランジスタの動作電圧の減小は第2の
駆動トランジスタの動作電圧の増加を引き起す、その動
作電圧の増加は電圧信号v2の増加より大&<(V2の
増加は18により定まる)、11!2の分配制御器(ロ
)の検出・比較器!71)の検出トランジスタのベース
・エミッタ間にかかる電圧が小さくなり、検出トランジ
スタの出力電流を小さくし、検出・比較器(711の出
力電流(トランジスターのコレクタ電流)を大きくする
。従って、#I2の駆動トランジスタ01(IIHの通
電状態のトランジスタのベース電流、従ってそのコレク
タ電流が大きくなり(第2の帰還ループ)、@2の駆動
トランジスタの通電電流が@1の駆動トランジスタの通
電電流が#!1の駆動トランジスタの通電電流に等しく
なって安定となる。また第2の駆動トランジスタの動作
電圧は電圧信号v2 に対応した所定の値となっている
■ A decrease in the operating voltage of the first drive transistor causes an increase in the operating voltage of the second drive transistor, the increase in the operating voltage is greater than the increase in the voltage signal v2 &<(the increase in V2 is determined by 18 ), 11!2 distribution controller (b) detection/comparator! The voltage applied between the base and emitter of the detection transistor 71) becomes smaller, reducing the output current of the detection transistor and increasing the output current (collector current of the transistor) of the detection/comparator (711). The base current of the transistor in the conducting state of drive transistor 01 (IIH, and therefore its collector current) increases (second feedback loop), and the conducting current of the driving transistor @2 becomes #!1. The operating current of the second drive transistor becomes equal to the current flowing through the second drive transistor and becomes stable.The operating voltage of the second drive transistor is a predetermined value corresponding to the voltage signal v2.

(4,l  第1および第2の帰還ループの動作により
、コイル(6J (7) (a>への供給電流が定まり
、その電圧降下も定まる。従って、第1の駆動トランジ
スタの通電時の動作電圧は、電圧変換器Q7Jの出力電
圧V、からコイル(6) (7) (8)、抵抗(財)
の電圧降下と第2の駆動トランジスタの動作電圧を引い
た残り分となり、通電電流の増加に伴って減小する。こ
のli l 17)駆動トランジスタの動作1圧の減小
および電圧信号v8の増加は、動作検出制御器(至)に
よって検出され、その出力−流を大きくし、電圧変換器
aカのスイッチングトランジスタ(101)のイン時間
比率を大きくして、その出力電圧vMを大きくする(第
8の帰還ループ)。その結果、第1 C’)駆動トラン
ジスタの動作電圧を4正値号V。
(4,l The operation of the first and second feedback loops determines the current supplied to the coil (6J (7) (a) and also determines the voltage drop. Therefore, the operation of the first drive transistor when energized The voltage is from the output voltage V of the voltage converter Q7J to the coil (6) (7) (8) and the resistance (goods).
This is the remaining amount after subtracting the voltage drop of and the operating voltage of the second drive transistor, and decreases as the conducting current increases. This decrease in the operating voltage of the drive transistor (17) and the increase in the voltage signal v8 is detected by the operation detection controller (to), increases its output current, and increases the switching transistor (of the voltage converter a). 101) to increase its output voltage vM (eighth feedback loop). As a result, the operating voltage of the first C') drive transistor is 4 positive values V.

に対応した所定の値となすような出力電圧VMを発生し
て安定となる(全体が安定状態となる)。
The output voltage VM is generated to have a predetermined value corresponding to the output voltage VM, and becomes stable (the whole becomes stable).

指令信号−が大幅に変化する場合でも同様に安定状態に
おちつく(上述の微小変化が連続的に生じるものと考え
ても良い)。
Even when the command signal - changes significantly, it similarly settles into a stable state (the above-mentioned minute changes may be considered to occur continuously).

悄1 本実施例の電動機は、次の点で大幅に効率が向上してい
る。
悄1 The electric motor of this embodiment has greatly improved efficiency in the following points.

(1)  コイルに両方向の電流を流すため、コイル(
2)jllの駆動トランジスタおよび第2の駆動トラン
ジスタの動作電圧が能動領域内の所定の小さな値であり
、そのコレクタ損失が小さい(ii12の帰還ループお
よび第8の帰還ループの動作による)。
(1) In order to pass current in both directions through the coil, the coil (
2) The operating voltage of the drive transistor of jll and the second drive transistor is a predetermined small value within the active region, and the collector loss thereof is small (due to the operation of the feedback loop of ii12 and the eighth feedback loop).

(3)  スイッチング方式の電圧変換器を使用してい
るため、電圧変換に伴う損失は極めて小さいO また、第1U)fill還ループループによりコイルへ
、−9供給電流は確実に指令信号に対応した値となり+
M述の第1り駆動トランジスタの通電時の動作電圧およ
び第2の騒動トランジスタの通電時の動作電圧の相聞の
バラツキが小さくなり、その検出が容易かつ安定となる
(3) Since a switching type voltage converter is used, the loss associated with voltage conversion is extremely small.In addition, the -9 supply current to the coil reliably corresponds to the command signal by the 1st U) fill return loop. The value becomes +
Variations in the operating voltage of the first drive transistor when energized and the operating voltage of the second disturbance transistor when energized are reduced, making detection thereof easier and more stable.

さらに、本実施例では、入力端子側を直流的に(直接ま
たは抵抗、ダイオード等を介して)基準電圧信号v2ま
たはv8の電位点に接続し、検出端子側を直流的に駆動
トランジスタ(3) (4) (5)または0Jo4(
2)の各出力端子に接続したPNP形トランジスタから
なる検出トランジスター−W1411a−一を使用して
いるために、第1の駆動トランジスタ(3) (4)(
5)または第2の駆動トランジスタ(至)(ロ)(2)
の動作電圧の検出に必要とされる素子は、トランジスタ
Furthermore, in this embodiment, the input terminal side is DC-connected (directly or via a resistor, diode, etc.) to the potential point of the reference voltage signal v2 or v8, and the detection terminal side is DC-connected to the drive transistor (3). (4) (5) or 0Jo4(
Since the first drive transistor (3) (4)(
5) or second drive transistor (to) (b) (2)
The element required to detect the operating voltage is a transistor.

ダイオード、抵抗だけであり、単一のシリコン・−チッ
プ上に集積回路化することが可能となる。
It requires only a diode and a resistor, and can be integrated on a single silicon chip.

その結果、第2図の電動機の回路部分をモノリシック集
積回路にて構成する場合に、外付部品が少なく製造が容
易となる。また、その検出特性も相関のバラツキも小さ
く、検出に必要な電流も小さくて良い。さらに、ラテラ
ル構造のPNP形トランジスタを検出l・ランじ・スタ
に使用rれは、ベース・エミッタ間耐圧およびペース・
コレクタ間耐圧が大きくとれ、信頼性が向上する。
As a result, when the circuit portion of the electric motor shown in FIG. 2 is constructed from a monolithic integrated circuit, the number of external parts is reduced and manufacturing is facilitated. In addition, the detection characteristics and correlation have small variations, and the current required for detection can be small. Furthermore, PNP transistors with lateral structure are used for detection, transistors, and starters.
The collector-to-collector withstand voltage can be increased, improving reliability.

また、本実施例では、第2の駆動トランジスタ(至)鱒
(ロ)の動作電圧と比較する基準電圧信号V2または第
1の駆動トランジスタ(3) (4) (5)の動作電
圧と比較する基準電圧信号v8を指令信号りに応動して
変化させ、コイル(6) +7) (8)への供給電流
(すなわち、駆動トランジスタの通電電流)が大きい時
に電圧V2.V、を大伽<シ、供給電流の小さい時に電
圧V2. V、を小さくしている。これにより、駆動ト
ランジスタの動作電圧が、その通電電流の大小にかかわ
らず、確実に能動領域内の小さな電圧値となるように電
圧変換S(ロ)の出力電圧および第2のトランジスタの
通電電流が制御される。このような特性は、特に、駆動
トランジスタの飽和を考慮すると重要である。
In addition, in this embodiment, the reference voltage signal V2 is compared with the operating voltage of the second drive transistor (3), (4), and (5) or the operating voltage of the first drive transistor (3), (4), and (5) is compared. The reference voltage signal v8 is changed in response to the command signal, and the voltage V2. V, when the supply current is small, the voltage V2. V, is made small. As a result, the output voltage of the voltage converter S (b) and the current flowing through the second transistor are adjusted so that the operating voltage of the drive transistor is reliably a small voltage value within the active region, regardless of the magnitude of the current flowing through it. controlled. Such characteristics are important, especially when saturation of the drive transistor is taken into consideration.

これについて、第1の駆動トランジスタ(3) (4)
 (5)の動作電圧の制御(第8の帰還ループ)を例に
とり説明する。一般に、トランジスタの飽和電圧は通電
電流(コレクタ電流)に比例して大きくなり、逆に、能
動領域は狭くなってゆく(第7図参照)。
In this regard, the first drive transistor (3) (4)
The operation voltage control (eighth feedback loop) in (5) will be explained as an example. Generally, the saturation voltage of a transistor increases in proportion to the conducting current (collector current), and conversely, the active region becomes narrower (see FIG. 7).

いま、電圧信号v3を一定(抵抗−、ダイ杢−ド、−一
の両端電圧が一定)の場合を考える。第1の駆動トラン
ジスタが飽和状態となりかつその通電電流を大きくする
ように動作するならば、通電電流の増大に伴って動作電
圧(この場合は飽和電圧)が大きくなる。従って、基準
電圧信号v8と動作電圧との差は小さくなり、検出トラ
ンジスタの出力電流が小さくなり、電圧変換器αηの出
力電圧vMを小さくする。その結果、電圧変換mv)の
出力範囲にはまだ十分余裕があるにもかかわらす■。
Now, let us consider the case where the voltage signal v3 is constant (the voltage across the resistors 1, 2 and 1 is constant). If the first drive transistor is in a saturated state and operates to increase the current flowing through it, the operating voltage (in this case, the saturation voltage) increases as the current flowing therein increases. Therefore, the difference between the reference voltage signal v8 and the operating voltage becomes smaller, the output current of the detection transistor becomes smaller, and the output voltage vM of the voltage converter αη becomes smaller. As a result, even though there is still plenty of room in the output range of voltage conversion mv).

動作検出制御器(ト)の出力電流が小さいために電「が
小さな値で安定してしまう(@8の帰還ループの誤動作
)。
Because the output current of the motion detection controller (G) is small, the voltage becomes stable at a small value (malfunction of the feedback loop in @8).

一方、本実施例のごとく、電圧信号v8を通電電流に応
動して連動変化させるならば、通電電流の増大に伴う駆
動トランジスタの飽和電圧の増加よりも電圧信号V8の
増加を大きくできるために、検出トランジスタは十分に
順方向バイアスされ、動作検出制御器(至)の出力電流
は大きくなり、電圧変換器(ロ)の出力電圧VMも出力
範囲の鮫大値まで大きくなる。すなわら、コイルへの供
給電流にかかわらず、電圧変換器ahの出力応動範囲内
であれば、fR8の帰還ループは確実に動作する。さら
に、コイルへの供給電流の少ない時の駆動トランジスタ
の動作電圧を小さく設定できるために、そのコレクタ損
失を著しく小さくできる。
On the other hand, if the voltage signal v8 is changed in response to the applied current as in this embodiment, the increase in the voltage signal V8 can be larger than the increase in the saturation voltage of the drive transistor due to the increase in the applied current. The detection transistor is sufficiently forward biased, the output current of the operation detection controller (to) becomes large, and the output voltage VM of the voltage converter (b) also increases to the maximum value of the output range. That is, regardless of the current supplied to the coil, as long as it is within the output response range of the voltage converter ah, the feedback loop of fR8 operates reliably. Furthermore, since the operating voltage of the drive transistor can be set low when the current supplied to the coil is small, the collector loss can be significantly reduced.

上記の説明は、第2の分配制御器aQと第20駆動トラ
ンジスタ(至)(ロ)(至)からなる@2の帰還ループ
の動作における、jlI2の騒動トランジスタ(Ll(
Ll(至)の動作電圧を検出する検出・比較器りυの動
作にもあてはまり、電圧信号v2をコイルへの供給電流
(すなわち第2の駆動トランジスタの通電電流)に連動
変化させることが望ましい。
The above explanation is based on the disturbance transistor (Ll(
This also applies to the operation of the detector/comparator υ that detects the operating voltage of Ll, and it is desirable to change the voltage signal v2 in conjunction with the current supplied to the coil (that is, the current flowing through the second drive transistor).

しかし、本発明はそのような場合に限らず、基準電圧信
号v2またはV8の一方もしくは両方を一定となしても
良い。888図に信号VtおよびVg  f−一定とな
した本発明の他の実施例を表わす回路結線図を示す。本
例では、定電流源(201)の電流を抵抗仰、ダイオー
ド綿關に供給してvaを一定となし、定電流源(202
)の電流を抵抗−,ダイオードbυ−に供給し、てv2
 を一定としている。このような場合では、前述の第2
および第8の帰還ループの誤動作を防ぐために、基準電
圧V2.V8を大きく設定しておく必要がある。その結
果、駆動トランジスタ(3) (4) (6)および(
至)(ロ)に)でのコレクタ損失は第2図の実施例より
大きくなる。
However, the present invention is not limited to such a case, and one or both of the reference voltage signals v2 and V8 may be kept constant. FIG. 888 shows a circuit connection diagram representing another embodiment of the present invention in which the signals Vt and Vg f are constant. In this example, the current of the constant current source (201) is supplied to the resistor and the diode to keep va constant, and the constant current source (202)
) is supplied to the resistor − and diode bυ−, and v2
is held constant. In such a case, the second
and the reference voltage V2. to prevent malfunction of the eighth feedback loop. It is necessary to set V8 large. As a result, drive transistors (3) (4) (6) and (
The collector loss at (to) (b) to (b) is larger than that of the embodiment shown in FIG.

さらに、前述の182図または第8図の実施例に示した
動作検出制御器(至)の構成では、第1の駆動トランジ
スタの動作電圧が所定値(V8− VD)以上に大きく
なるとその出力電流は一定(零)となり変化しない。そ
して、その動作電圧が所定値(V、−VD)以下になる
と出力電流は動作電圧に応動して変化する。第9図にそ
の特性を示す。このような特性にするならば、第1のm
fiJトランジスタの動作電圧が小さくなり飽和すると
、その励作電EE(飽和域圧)と基準電圧v3とO差畜
こ応じた(比例した)wl流が出力されるために、飽和
が深い程出力電流が大きくなり、第8の帰還ループの応
答動作が安定、確実になる。また、動作検出制御器Q1
9の応動範囲は狭くて良く、構成も容易となる。なお、
m lの駆動トランジスタの動作電圧がV、 −VDよ
りも十分に大きい場合には動作゛検出制御器0樽の出力
電流は過渡的に−・定(零)となるが、第8の帰還ルー
プの動作により電圧変換器の出・力電圧が小さくなり、
動作検出制御器(財)の出力−流が動作電圧に応動する
領域になって安定する。
Furthermore, in the configuration of the operation detection controller (to) shown in the embodiment of FIG. 182 or FIG. is constant (zero) and does not change. Then, when the operating voltage becomes less than a predetermined value (V, -VD), the output current changes in response to the operating voltage. Figure 9 shows its characteristics. If such a characteristic is used, the first m
When the operating voltage of the fiJ transistor becomes smaller and becomes saturated, it outputs a wl current that is proportional to the difference between its excitation voltage EE (saturation range pressure) and the reference voltage v3, so the deeper the saturation, the higher the output. The current increases, and the response operation of the eighth feedback loop becomes stable and reliable. In addition, the motion detection controller Q1
9 has a narrow response range and is easy to configure. In addition,
When the operating voltage of the drive transistor of ml is sufficiently larger than V, -VD, the output current of the operation detection controller becomes constant (zero) transiently, but the eighth feedback loop The output voltage of the voltage converter decreases due to the operation of
The output current of the motion detection controller becomes stable in a region that responds to the operating voltage.

以上の実抱例のように、第1および第2の駆動トランジ
スタによってコイルに両方向の電流を供給し、スイッチ
ング方式の電圧変換器により駆動トランジスタの動乍電
圧を能動領域内の所定の小さな値に保つような電子整流
子型の電動機を構成すると、次のような数々の効果が得
られる。
As in the above practical example, the first and second drive transistors supply current to the coil in both directions, and the switching voltage converter adjusts the dynamic voltage of the drive transistor to a predetermined small value within the active region. By configuring an electronic commutator type motor that maintains

山 コイル釦用率が向上り、、効率が良くなる。Mountain coil button usage rate improves, efficiency improves.

(2)  電力効率が極めて高い。(2) Extremely high power efficiency.

「3)g動トランジスタの定格電力が小さくなる。``3) The rated power of the g-dynamic transistor becomes smaller.

+4)  I!g動トランジスタおよび電圧f;:、換
器での発、ヵ8□い。     ) (す(圧度換に伴うスイッチング・ノイズはコイルに生
じない。
+4) I! g dynamic transistor and voltage f;:, the output at the converter, the current is 8□. ) (Switching noise associated with pressure change does not occur in the coil.

(6)  整流子(刷子)雑音が生じない。(6) Commutator (brush) noise does not occur.

(υ ノイズに対するシールドは、電圧変換器の部分だ
けで良く、簡単である。
(υ Shielding against noise is simple and only needs to be done at the voltage converter.

なお、本発明は回転運動する回転電動機に限らず、モー
タ可動部が直進的に相対移動する、いわゆる直進wt電
動機場合も同様に実施できることはいうまでもない、さ
らに、マグネットによる安定な界磁手段番ζ限らず、固
定磁化された界磁手段なら、いかなる構造のものでも良
く、たとえば直流励磁される磁極構造のものであっても
使用可能であるし、コイルの相数も8相に限らず、任意
である。
It goes without saying that the present invention is not limited to rotary electric motors that rotate, but can also be applied to so-called linear wt electric motors in which the movable parts of the motor move linearly relative to each other. Regardless of the number ζ, any fixed magnetized field means can be used, for example, a magnetic pole structure that is excited by direct current can be used, and the number of coil phases is not limited to eight. , is optional.

また、前述の実施例の動作検出制御S(至)はIIlの
駆動トランジスタ(り <4) (5)の通電時の動作
電圧をすべて検出するようになしたが、本発明はそのよ
うな場合に限らず、少なくとも1個の駆動トランジスタ
の動作電圧をその通電時に検出するようにしても良い。
Further, the operation detection control S (to) in the above-mentioned embodiment is configured to detect all the operating voltages when the drive transistor (I < 4) (5) of IIl is energized, but the present invention is applicable to such cases. However, the operating voltage of at least one drive transistor may be detected when the drive transistor is energized.

また、位置検出手段は前述の実施例に示したごときホー
ル素子等の磁電変換素子に限らず、たとえば高周波結合
を利用する方法など周知の各種の方法が利用可能である
Further, the position detecting means is not limited to the magneto-electric transducer such as the Hall element shown in the above-mentioned embodiments, and various known methods such as a method using high frequency coupling can be used.

また、駆動トランジスタ(3) (4) (6)(2)
04QIにはバイポーラ形のトランジスタに限らず、電
界効果形のトランジスタを使用しても良すし、スイッチ
ングトラ、ジュタ(101)も1ノSイポーラ形に限ら
ず電界効果形トランジスタやサイ“リスタなどの半導体
素子を使用できる。
Also, drive transistors (3) (4) (6) (2)
For 04QI, not only bipolar transistors but also field effect transistors may be used, and the switching transistor (101) is not limited to 1S bipolar type, but also field effect transistors, thyristors, etc. Semiconductor elements can be used.

また、前述の実施例では、電圧変換器の出力電圧は直流
電源より低くしたが、本発明はそのような場合に限らず
、たとえば乾電池等の低電圧電源から高い出力電圧に変
換し、コイルに供給するようにしても良い。また、電圧
変換器の構成は前述の実施例に限定されず、インバータ
方式0周波数変調型チッパ方式、パルス幅変調型チッパ
方式等の各種の方法、構成を採用し得る。その他、本発
明・・、ノ主旨にもとづいて礪々の変形が可能である。
Furthermore, in the above-mentioned embodiment, the output voltage of the voltage converter was lower than the DC power supply, but the present invention is not limited to such a case. It may also be supplied. Further, the configuration of the voltage converter is not limited to the above embodiment, and various methods and configurations such as an inverter type zero frequency modulation type chipper type, a pulse width modulation type chipper type etc. can be adopted. In addition, numerous modifications can be made based on the gist of the present invention.

以上の説明から明らかなように、本発明の電動機は電力
効率が著しく改善される利点を有する。
As is clear from the above description, the electric motor of the present invention has the advantage of significantly improved power efficiency.

従って、本発明にもとづいて、たとえば音響・映像機器
に使用する電子整流子型の電動機を構成するならば、消
費電力の極めて小さい省電力機器となすことがで番る。
Therefore, if an electronic commutator type motor for use in audio/visual equipment, for example, is configured based on the present invention, it will be possible to create a power-saving device with extremely low power consumption.

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

第1図は従来の電動機の構成図、@2図は本発明の一実
施例を表わす回路結−図、第8図は電線   ′変換器
の具体的な構成何回、第4図は電流制御器の具体的な構
成何回、第5図は第2図の回路動作を説明するための図
、第6図は第2図の回路各部における電圧配分を示す図
、lI7図はトランジスタの動作領域を表わす図、1l
IB図は本発明の他の実施例を表わす回路結線図、第9
図は動作検出制御器の検出特性を表わす図である。 (1)・・・・・・・・・直流電源、(3) (4) 
(5)・・・・・・・・1■の駆動トランジスタ、(6
) (7) tg)・・・・・・・・・コイル、(9)
・・・・・・・・・マグネット、(ロ)・・・・・・・
・・位置検出器、(6)・・・・・・・・・IIlの分
配制御14、Qlα4(ト)・・・・・・・・・第2の
駆動トランジスタ、(至)・・・・・・・lI2の分配
制御器、(ロ)・・・・・・・・・電圧変換器、(至)
・・・・・・・・・動作検出制御器、(至)・・・・・
・・・・相似電流発生器、■・・・・・・・・・指令信
号、(ハ)・・・・・・・・・電流変換器、0υ−四輪
m−・・・・・・・・ホール素子、に)・・・・・・・
・・電流制御器、I・・・・・・・・第1の選択器、N
Iell171fll−・・・・・・・・・検出トラン
ジスタ、συ・・・・・・・・・検出・比較器、り曖・
・・・・・・・・第2の選択器、−・・・・・・・・・
スイッチング制御器、(101)・・・・・・・・・ス
イッチングトランジスタ 代理人  森本義弘 第1図 / 第3.      第5 1シ、 第4図 1@−甥(−ε爾=顎
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional electric motor, Figure 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Figure 8 is a specific configuration of an electric wire converter, and Figure 4 is a current control diagram. Figure 5 is a diagram to explain the circuit operation of Figure 2, Figure 6 is a diagram showing the voltage distribution in each part of the circuit of Figure 2, and Figure 7 shows the operating area of the transistor. Diagram representing 1l
Figure IB is a circuit connection diagram representing another embodiment of the present invention, No. 9.
The figure is a diagram showing the detection characteristics of the motion detection controller. (1)・・・・・・DC power supply, (3) (4)
(5)・・・・・・1■ drive transistor, (6
) (7) tg) Coil, (9)
・・・・・・・・・Magnet, (b)・・・・・・
... Position detector, (6)... IIl distribution control 14, Qlα4 (g)... Second drive transistor, (to)... ...lI2 distribution controller, (b)... Voltage converter, (to)
......Motion detection controller, (to)...
・・・・Similar current generator, ■・・・・・・・Command signal, (c)・・・・・・・Current converter, 0υ−4 wheel m−・・・・・・・・Hall element)・・・・・・・
...Current controller, I...First selector, N
Iell171fll-......Detection transistor, συ......Detection/comparator, Riff.
......Second selector, -...
Switching controller, (101)...Switching transistor agent Yoshihiro Morimoto Figure 1/Figure 3. 5th 1shi, 4th figure 1@-nephew (-ε爾=chin

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 モータ酊動部の位置を検出する位置検出手段と、
慢数相のコイルと、前記コイルに電流を供給する第1の
駆動トランジスタ群と、前記位置検出手段の出力に応動
して前記第1の駆動トランジスタ群の通電を分配制御す
る第1の分配制御手段と、前記コイルと@1の駆動トラ
ンジスタ群による電流路に直列に挿入された第2の駆動
トランジスタ鮮と、前記位置検出手段の出力に応動して
前記第2の駆動トランジスタ群の通電を分配制御する第
2の分配制御手段と、直流電源からコイルへの電流路に
直列に挿入され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
手段の出力電圧を制御する動作検出制御手段とを具備し
、前記第2の分配制御手段は前記Ii2の駆動トランジ
スタの通電時の動作電圧を検出して、その検出信号に応
じて前記第2の駆動トランジスタの通電電流を制御し、
かつ前記動作検出制御手段は前記第1の駆動トランジス
タのうち少なくとも1個の通電時の動作電圧を検出して
、その検出信号に応じて紬記′電圧変換手段の出力電圧
を制御するようにした電動機。 2、 第1の分配制御手段はコイルへの供給電流を検出
し、その検出46号にもとづいて第1の駆動トランジス
タのat4tX流を指令01号に対応する値となすよう
に制御するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
ts1項記載の電動機。
[Claims] 1. Position detection means for detecting the position of the motor moving part;
a first distribution control that distributes and controls energization of the first drive transistor group in response to the output of the position detection means; a first drive transistor group that supplies current to the coil of a long phase; a second drive transistor inserted in series in a current path formed by the coil and the first drive transistor group, and distributes energization of the second drive transistor group in response to the output of the position detection means. a second distribution control means for controlling; a switching type voltage conversion means inserted in series in a current path from a DC power supply to the coil to obtain a variable output DC voltage from the DC power supply; the second distribution control means detects the operating voltage of the drive transistor Ii2 when it is energized, and adjusts the energization current of the second drive transistor according to the detection signal. control,
The operation detection control means detects the operating voltage of at least one of the first drive transistors when energized, and controls the output voltage of the voltage conversion means in accordance with the detection signal. Electric motor. 2. The first distribution control means detects the current supplied to the coil, and controls the at4tX flow of the first drive transistor to a value corresponding to command No. 01 based on the detection No. 46. The electric motor according to claim 1, characterized in that:
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