JPS5833799B2 - 誘導負荷駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負荷間に電磁結合のある負荷をスイッチング手
段により定電流駆動する誘導負荷駆動回路に関する。

パルスモータを高速動作させるためには、パルスモータ
の励磁コイルに流す電流の立上りを早くする必要がある
が、そのためには必然的に電源電圧を高くしなければな
らない。

そうすると電流は定格電流を越えてしまうため、従来は
抵抗を入れて電流を制限するようにしていた。

しかしながらこの方法では抵抗で消費される電力が熱と
して放散され、消費電力が増大する欠点がある。

そこで前記の抵抗を削除したスイッチング式の定電流駆
動回路が採用されるようになってきた。

第１図はこのような定電流駆動の従来のパルスモータ駆
動回路を示すもので、通常はもう一組の同じ構成の回路
を有することによりパルスモークが駆動される。

同図においてＬｌ、Ｌ２はパルスモータの励磁コイルで
あり１つの鉄心に同じ巻き方向に巻かれ真中から共通端
子が出される。

この共通端子はトランジスタＴＲ２のコレクタをダイオ
ードＤ１のアノードにつながれている。

Ｌｌ、Ｌ２の他の端子は２つのトランジスタＴＲ３とＴ
Ｒ４のコレクタに接続され、入力端子２，３の入力信号
によって選択的に駆動される。

ＴＲ１とＴＲ，のエミッタには電流検出用の抵抗Ｒｆが
接続され、Ｒ，（に生じた電圧は抵抗Ｒ１コンデンサＣ
で構成されるフィルタを通って電圧比較器Ｃ０ＰＩの一
方の入力端子に接続される。

一方の端子は入力端子１に出されここにはコイルに流す
電流を決める基準電圧が与えられる。

トランジスタＴＲ１は電圧比較器の出力の増幅と信号極
性を調整するように設けられている。

なお、Ｄｌ、Ｄ２．Ｄ３は誘導負荷であるＬｌ。Ｌ２の
逆起電流を通すためのダイオードである。

入力端子２の入力信号によりＴＲ３がオンになってＬｌ
に電流が流れるとＲｆにはその電流に比例した電圧が発
生し、Ｒ，Ｃのフィルタを通ってＣ０Ｐ１の入力が増加
していく。

基準電圧より大きくなるとＴＲ１がオフ従ってＴＲ２は
オフとなるが誘導負荷Ｌ１に流れていた電流は急にＯに
はなれないため、Ｄ２．Ｌ２．Ｌｌ、ＴＲ３Ｒｆのルー
プを回って流れる。

この時注意しなければならないのはＬｌに流れていた電
流を■。

とするとＴＲ２が第フになった瞬間Ｌ１．Ｌ２に流れる
電流はＴＩｏに急減することである。

これはＬｌ、Ｌ２が同一鉄心に巻かれているためり、と
Ｌ２が密に結合しているからである。

さて電流がＨＩＯに急変すると、フィルタＲ，Ｃにより
時間遅れをもってｃｏｐｉの入力電圧を基準電圧より下
げることになりＴＲ１をオン、従がってＴＲ２をオンに
して再びＬｌに流れる電流が増大する。

以上のプロセスをくり返すことによりり、に流れる電流
は定電流駆動される。

ところでＲｆの両端に発生する電圧の様子を見でみると
第２図に示すようになる。

しかしながらこの電圧は上述のようにフィルタを介して
変動の少ない直流電圧に変換された後Ｃ０Ｐ１で基準電
圧と比較されるようになっている。

したがってこのように比較されるべき電圧が実際の電圧
波形と異なると、正確な定電流駆動が行えなくなり、特
に負荷に流れる電流を基準電圧に追従して増減させるよ
うな制御を行う場合は追従性が悪くなり、動作が不安定
となる欠点があった、。

本発明は従来の技術の上記欠点を改善することを目的と
し、実際の負荷電流自身をフィルタ回路を通さずに基準
電圧と比較して正確な定電流特性を得ると共に安定動作
を可能とするもので、その特徴は、相互に電磁結合のあ
る負荷Ｌ１．Ｌ２をスイッチング手段により定電流駆動
する誘導負荷駆動回路において、負荷に流れる電流に比
例した電圧Ｖを提供する手段と、該電圧Ｖ、を負荷間の
電磁結合の度合と関連した電圧■ｆに変化させる手段と
、該電圧■ｆと基準電圧Ｖｔととの比較結果に従って負
荷電流をスイッチングする手段とを有し、■８の最大値
■ｓｕと最小値ｖ８Ｌの間にａ ｖ Ｓ Ｌ＞■５Ｌ（
ａは１ ＞ ａ ＞ ０の負荷間の電磁結合の度合で定
まる定数）・の関係が満足されるごとき誘導負荷駆動回
路にある。

以下図面により実施例を説明する。

第３図は本発明の一実施例であり図中の記号は従来例を
示す第１図と一致している。

本発明特有の部分を説明すると、電圧比較器Ｃ０Ｐ１の
出力は追加された電圧比較器Ｃ０Ｐ２の負側入力に接続
される。

もう一方の正側入力には一定電圧ＶＢが与えられる。

電圧比較器Ｃ０Ｐ２の出力には抵抗Ｒ３を介して一定電
圧Ｅ。

ｆｆおよび抵抗Ｒ２が接続される。

抵抗Ｒｆの電圧は抵抗Ｒ０を介し”て電圧比較器Ｃ０Ｐ
１に導かれる。

また抵抗Ｒ２も電圧比較器Ｃ０Ｐ１に導かれる。

つぎにこの動作について説明する。

Ｃ０ＰＩの出力即ちＣ０Ｐ２の負側入力電圧はＣ０Ｐ１
がオフの時は高電位、オンの時は低電位（はぼＯ■）に
なるがこの電圧変化に応じてＣ０Ｐ２がオン、オフでき
るようにＣ０Ｐ２の正側入力には一定のバイアス電圧ｖ
Ｂが与えられている。

さてＣ０ＰＩとＣ０Ｐ２の動作状態は次の２通りである
。

（ａ）ＣＯＰ１オフでＣ０Ｐ２オン （ｂ）ＣＯＰ１オンでＣ０Ｐ２オフ （ａ）の状態の時はＴＲ１がオンになり負荷Ｌ１または
Ｌ２には電源＋Ｅより電力を供給され、（ｂ）の状態の
時はＴ Ｒ，１がオフになり負荷り、またはＬ２ に流
れていた電流は従来例で説明したと同様にＤｌ または
Ｄ２を通して流れる。

次に状態（ａ）と状態（ｂ）の時の各部の動作をみてみ
よう。

状態（ａ）の時； ＴＲ１オン、ＴＲ２オンだから負荷Ｌ１またはＬ２には
電源から電力が供給されＲｆにはその電流に比例した電
圧が発生する。

この時Ｃ０Ｐ２はオン即ちＲ２の一端はＯ■になってい
ることに注意するとＣ０Ｐ１にもどってくるフィードバ
ック電圧ｖ１”は次の様に表わされる。

ｖｆがＶｉを越えた時Ｃ０Ｐ１は反転するからその時の
Ｖの値をｖｓｕとするとＶｓｕは次の式で表わされる。

状態（ｂ）の時； ＴＲ１オフ、ＴＲ２オフだからＬｌまたはＬ２には電源
から電力は供給されずそれまで負荷に流れていた電流が
、従来例でも説明したようにＤｌまたはＤ２を通るルー
プを通して循環する。

この時Ｃ０Ｐ２はオフになっているためＲ２の一端はＥ
ｏｆｆ’からＲ２を通って接続された状態となる。

この時のＶｆは次式で表わされる。

ｖｆがＶｔより小さくなったところでＣ０Ｐ１は反転し
状態（ａ）にもどるが、この時のＶ８の値をｖ８Ｌとす
ると、Ｖ、Ｌは次式で表示される。

さてここで次の関係を満たすように抵抗値を選ぶ。

そうすると（２）式は次の様に書き直せる。

ここでＲ，＝Ｒ（１＋α）、Ｒ２＝Ｒと書き直すと（１
） 、 （３）式は次の様に見通しよく表わせる。

式（４） 、（５）の表わす内容を図示すると第４図の
ようになる。

ｖＳｕ”ＳＬは電圧比較器Ｃ０Ｐ１が反転する時のｖｆ
の値即ち負荷Ｌ１またはＬ２に流れる電流に比例してい
るから、結局負荷電流は■８ｖとＶ８Ｌの間で変化する
ことになる。

前にも述べたように電圧比較器Ｃ０Ｐ１がオンになった
瞬間に負荷は電源から切り離されると、負荷Ｌ１．Ｌ２
の電磁結合により負荷電流は今までＬｌまたはＬ２に流
れていた電流値の１／２即ち２ ｖｓｕまで急減する。

■ しかしながら２ Ｖｓｕまで急減しただけでは、 １ ＣＯＰｌはオフになれずさりに７αＥＯｆｆに相当する
だけ電流が減少しＶ、Ｌのレベルに達してはじめてＣ０
Ｐ１はオンからオフに変化する１、なお上記係数上は一
般に負荷間の電磁結合の度合で変化し、一般にはａ■、
ｕ（０〈ａ〈１）となる。

以上詳細に説明したように負荷に流れる電流をフィルタ
を介さずに電圧比較器にもってきているため正確な定電
圧制御が可能となる利点がある。

また基準入力を変化させそれに追従して負荷電流を流す
ような制御も正確に行なえることは以上の説明から明ら
かであろう。

実施例においては負荷間の電磁結合が密で電流急変が１
／２である場合について説明したが、これに限らないこ
とは言うまでもない。

またパルスモータに限らず巻線間に電磁結合がありそれ
を正確にスイッチング駆動させる用途にも種々の設計的
変形を施すことにより可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導負荷駆動回路、第２図は第１図の装
置の動作説明図、第３図は本発明による誘導負荷駆動回
路、第４図は第３図の装置の動作説明図である。 Ｌｌ、Ｌ２；誘導負荷、Ｃ０Ｐ１ 、Ｃ０Ｐ２ ；電圧
比較器、ＴＲ１１ＴＲ２？ＴＲ３，ＴＲ４；スイッチン
グトランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相互に電磁結合のある負荷Ｌ１．Ｌ２をスイッチン
   グ手段により定電流駆動する誘導負荷駆動回路において
   、基準人力ｖｉとフィードバック電圧ｖｆとを比較する
   第１の電圧比較器Ｃ０Ｐ１と、その比較結果に従って負
   荷電流をスイッチングする手段と、第１の電圧比較器Ｃ
   ０Ｐ１の出力の反転を出力する第２の電圧比較器Ｃ０Ｐ
   ２と、一定電圧源Ｅｏｆ手と、負荷電流に比例する電圧
   ｖ５を提供する手段と、電圧ｖ５の点と一定電圧源Ｅ。 ｆｆ（７）間に挿入される直列接続の３個の抵抗Ｒ１，
   Ｒ２，Ｒ３とを有し、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の結合点から
   前記フィードバック電圧ｖｆを得、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３
   の結合点に第２の電圧比較器Ｃ０Ｐ２の出力を接続し、
   第１の電圧比較器Ｃ０Ｐ１と第２の電圧比較器Ｃ０Ｐ２
   の出力とは一方がオン又はオフのとき他方がオフ又はオ
   ンとなるごとく２通りの状態をとり、ｖ５の最大値ｖ５
   ｕと最小値ｖ８Ｌの間にａｖ８ｕ＞Ｖ、Ｌ（ａは１ ＞
   ａ ＞ Ｏの負荷間の電磁結合の度合で定まる定数）
   の関係が満足されることを特徴とする誘導負荷駆動回路
   。