JPS5893491A - モ−タ駆動増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明はモータ駆動増幅器に関し、特に、ビデオチー
ｆ記録再生装置の毫−夕を駆動するのに用いる増幅器に
関する。

従来、モータ駆動回路としては、モータを駆動するため
矩形波信号を用いるものが典型的である。

その主駆動力は主として矩形波信号の基本波成分のみに
よる・、矩形波の高調波成分は何等駆動力會生じさせず
、単に熱として浪費される拳その上、従来のほとんどの
モータ駆動増幅器においては熱として消費されてしまう
定在電流（ｓｔａｍｄｌｌ１ｇｅｔｚｒｒ＠ｎｔ　）が
存在、する、そして、これは全く役に立たず、また、エ
ネルギの浪費となるＯ従来のモータ駆動回路のさらに他
の問題点は、モータ駆動増幅器の出力側における遅延時
間である暮このことは、利用できるであろう帯域幅より
も帯域幅を狭めてしまうととＫなる・ 発明の櫃要 従来のモータ駆動増幅回路の上述した問題点及びその他
の問題点は、入力及び出力リード線と、−個のアースを
含むモータ駆動増幅器と、反転及び非反転入力端子並び
に１つの出力端子を有する差動増幅器と、反対極性の２
個のスー／々−アルファトランジスタ増幅器とを有する
タイプのモータについて使用するこの発明のモータ駆動
増幅−器によｐ克服できる・ スーツターアルファ構成の増幅器の各々は、差動増幅ｔ
ｏ出力端ＫＩ！続されている独立の入力端子を有すると
ともに、独立の出力端子を有する。まえ、抵抗がモータ
の出力リードとアースとの間に接続される。モータの出
力リードは、また、差動増幅器の反転入力端子に接続さ
れる。スーパーアルファ構成増幅器の両出力端は、モー
タ入力リードに接続される。し九がって、入力信号が差
動増幅器の非反転入力端子に供給されると、モータに電
流が流孔ることＫなる。その電流の大きさは、モータ出
力リードとアースとの□間に接続された抵抗で差動増幅
器の非反転入力端子の電圧を割算したものに等しくなる
。

この回路によれば、スイッチング時に、一方の動作中の
スーツターアルファ構成増幅器から他方へのり田スオー
バー歪は少なくなる。なぜなら、入力電圧は２ｖ□から
変化するべきであるが、従来の構成においてはこの電圧
はクースオーバーが生じる前に２倍にされなければなら
な−ようにされている。１対の増幅器からなるスーツタ
ーアルファ構成の丸め、スーパーアルファ構成増幅器の
入力のそれぞれに与えられるエラニ信号がなければ、こ
れらはオフとなシ、そ−タを通じては定在電流は全く流
れない・ このことはモータ駆動回路の効率を大きくする結果とな
る。

この発明の第１の目的は、定在電流のないという必要条
件を有するモータ駆動増幅器を提供することである。

この発明の他の目的は、従来回路の場合よシも・１：。

よシ広帯域のモータ駆動増幅器を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、従来のものよりも出力側
での時間遅れが非常に小さい士−夕駆動増幅器を提供す
ることである。

この発明のまたさらに他の目的は、正弦波によって駆動
するのに好適なモータ駆動増幅器を提供することである
・ この発明の特徴であると信じる°ことのできる新規な特
徴については、実施の方法及び構成に関して、大なる効
果を伴々うものとして以下に示す図の説明からよシ良く
理解できるであろう、この図においては、例として示さ
れるこの発明のいくつかの具体例が提示されている。

具体例の説明 モータ駆動回路が示されてい名菓１図について先ず説明
するに１同図においては、エラー信号源（至）より差動
増幅器（６）の非反転入力端子に工２−信号が供給され
る。この非反転入力端子は抵抗α◆を介してアースに接
続される。差動増幅器（２）の出力は抵抗α時を介して
ＮＰＮ　）ランジスタ（至）とＰＮＰト２ンジスタ（転
）のペースに供給される。トランジスタ（至）のコレク
タ社’ＰＮＰ　）ランジスタ（２）のペースに接続され
るとともに抵抗−を介して外部電源供給源に接続されて
いる端子（財）ＫＩＮ続される。トランジスタに）のコ
レクタは、また、直列接続されているコンデンサーと抵
抗−を介して端子−に接続される。トランジスタ（２）
のエミッタは直接的に端子（財）に接続されるとともに
ダイオード■のカソードに接続される。

トランジスタα呻のエミッタはトランジスタ（２）のコ
レクタに接続されるとともに抵抗に）を介してモータ（
至）の入力リード線（２）に接続される。また、このリ
ード線（２）拡ダイオード■のアノードに接続される。

モーターの他方のリード！Ｉ（ロ）は抵抗（至）を通じ
て接地される。このリードＩＩ（ロ）は、また、抵抗（
至）を通じて差動増幅器（２）の反転入力端子に接続さ
れる。また、抵抗（至）はコンデンサーと直列に接続さ
れ、この直列接続がリード線（至）と（ロ）との間に接
続される。

トランジスターのコレクタ紘ＮＰＮ　）ランジスタ働の
ペースに接続されるとともに抵抗−を通じて端子ｍＫ１
１続される。トランジス゛り曽のコレクタは、また、コ
ンデンサーと抵抗−との直列接続を通じて端子ＭＫ接続
される。そして、外部電源供給源がこの端子−に接続さ
れる。端子−には＋１５−ル）Ｏ電圧が、端子ｆ４には
−１５がルトの電圧が、外部供給源（図示しない）から
供給されるのが代表的な場合である。ここで、これら電
圧はアースに関して与えられる値である。

トランジスターのエミッタはトランジスターのコレクタ
に接続されるとともに抵抗−を通じてモータリード線−
に接続される。トランジスターのエミッタにはダイオー
ド岐のアノードが接続される。このダイオード−のカソ
ードはリード線（２）に接続される。を九、コンデンサ
員と輸が、端子（財）及び輪とアースとの間にそれぞれ
接続される。電源供給点−及び−は、また、差動増幅器
（２）に接続されて、適当なバイアスが与えられる。直
列接続ダイオード回路−はトランジスタ（至）及び翰の
ペースとモータリードａｔ−との間に接続され、電流制
限器として働く。

この第１図に示したモータ駆動増幅同職の動作を説明す
る前に、トランジスタ（至）及び（２）、またトランジ
ス夛（ホ）及び＠はスーツ譬−アルファ構成として知ら
れている接続がなされているととく注意するべきである
。

仁のような構成においては、各１対のトランジスタはス
ーパーアルファ特性を有する１個のトランジスタと、あ
る意味においては同郷の動作をする。このような構成で
は、これを組み合わされたトランジスタとして見れば、
基本的に、ダーリントン構成の場合のエミッタ電圧降下
のおおよそｉのエミッタ電圧降下を有する・ 動作状態においては、エラー信号源（２）からのエラー
信号入力は増幅器（２）によシ増幅され・その出力が抵
抗（２）食通じてトランジスタ（２）及び−のペースに
供給される。少なくとも２ｖＩＩに等しい電圧が増幅器
（２）よシ得られなければ、トランジスタ（２）及び翰
はオフとカシ、端子−及び−からは電流が流れない、ト
ランジ女・・夕（至）及び■がオフになると、出力パワ
ートランジスタ輔及び−もまたオフになシ、モーターを
通じて流れる定在電流は発生しない。しかしながら、も
しも増幅器（２）の出力端に２■□を越えて例えばリー
ドｌ１ＣＩ４において＋１−ルトを十分に発生するよう
なエラー信号電圧が生ずると、モータ駆動増幅回路には
、モータ０１）を通じてｌＯアン゛イアの電流を流すに
十分な電流が生じる。

この電流値は、増幅器（２）の非反転入力端子の電圧を
抵抗（ロ）の抵抗値で割算するととＫよシ得られる。

そして、差動増幅器（２）の動作原理からとの差動増幅
器（２）の両入力の差が零になるまでその出方を調整す
るようになる。この例において、抵抗（２）の抵抗値は
０１オームである。

次に第２図について説明するに、この図には第１図に示
したのと全く同一のモータ駆動増幅回路が回路ｖａｎ−
として３個設けられている。これら回路Ｗ＃−及び−の
出力は３相ブラシレス直流七−タ■の３相の各巻！Ｉを
駆動する。このモータ（至）の出力軸性、とのモータ（
２）の回転速度を示す信号を得るタコメータ９１に結合
されている。

このタコメータの出力信号は差動増幅器ケ◆の反転入力
端子に供給される。この増幅器０の両入力を構成し、入
力Ｉｍ（ハ）に供給される。差動増幅器（ハ）の基準電
圧の大きさ及び極性はモータ（至）の定状状態の回転方
向及び回転速度をセットする。増幅器ケ◆の非反転入力
端子に逆極性の基準電圧を与えると、急にモータ（ハ）
を停止させることが容易にできると−うことか理解でき
ょう・ モータ駆動増幅回路Ｉ！９−及び−に、位相的に適切な
エラー信号を分配するため、複数のホールセンサ回路（
２）曽及びに）がこれら回路＠−及び−にそれぞれ関連
して用いられる０回路（ハ）−及び■は同様であるから
、その１つの回路について以下説明することにする。

エラー信号入力線１０は差動増幅器■の非反転入力端子
に接続され、この増幅器−の出力はホールセンサ■の一
方の入力リードに供給される。ホールセンサーの他方の
入力リードは抵抗−を通じて接地されるとともに直接的
に差動増幅器−の反転入力端子に接続される。ホールセ
ンサ■の前段に差動増幅器ｔＩＪＹｔ設けるととＫよ多
温度依存を除去−へＯエラー信号入力電圧を抵抗−で割
算した本のである。抵抗軸はこの例においては１００オ
ームである。

回路９１輪及び斡のホール素子■は、ロータの極性を検
出するようにモータ舛のステータ上に１２０゜の角間隔
で配置されるとともにモータの各相のコイルに関して整
列されている。

ホール素子０出力は、モータ（至）のロータからこのホ
ール素子■に与えられる磁界の強さ及び極性と増幅器■
からセンナを通じて流れるエラー電流の大きさ及び極性
に従った大きさ及び極性の信号である。例えば、ある与
えられた電圧及び極性のエラー信号に対して、１回転の
間において、″ロータ０各磁極は先ずそのホール素子に
近づき、それから、このホール素子を通過するものであ
るから、このホール素子の出力拡正弦波状になる。

ホール素子の出力の各々は、１それぞれ可使抵抗器■及
び−、ｔ−通じて回路＠曽及び■の差動増幅器の反転及
び非反転入力端子に供給される。こうして、毫−夕の一
一夕の回転遍度及び回転方向に同期している３相巻線に
供給される電流によってモータ（至）は駆動される。ち
なみに、このモータを駆動するのに用いる信号は矩形波
よシむしろ正弦波であシ、これによって矩形波によって
モータが駆動されるとき発生するむだな熱は排除される
ものである・このようにすれば、従来の方法で駆動され
たモータの効率４５％に比べてこのモータは約８０−の
効率となる。

次に、第３図について説明するに、同図にはこの発明に
よるモータ駆動増幅器の変形例が示されている。

この増幅器は第１図に示し１暑−と実質的に同じもので
あシ、このため、同じ目的を果たす同様の素子には同じ
参照番号が付されている。第３図の実施例と第１図に示
したものとの間の主な相違点は、第１図の実施例におけ
るトランジスタ四及び＠に相当する出力トランジスタが
、高出力容量を利用できるようにそれぞれ別の２個のパ
ワートランジスタと並列に接続されていることである。

つ１り、）ランジスタ（１８’）は全て並列に接続され
ている／４ワートランジスタ（２２ｍ）　（２２ｂ）及
び（２２ｅ）に接続され、また、トランジスタ（２０’
）は全て並列に接続されたパワートランジスタ（４２ｍ
）　（４２ｂ）及び（４２ｅ）に接続されている。これ
らのトランジスタ間の接続は第１図に示したものと同様
である。

他の相違点は、トランジスタ（１８’）及び（２０つの
ペースに抵抗（１６’）を通じて供給される差動増幅器
（１２りの出力が、ダイオードとして動作するように接
続されたトランジスタ（財）及び曽のそれぞれを通じト
ランジスタ（１８つ及び（２０’）のペースに供給され
るようにされていることである。すなわち、トランジス
ターのペース及びコレクタはトランジスタ（１８つのペ
ースに接続され、トランジスタ員のペース及びコレクタ
はト１）ジスタ（２０つのペースに接続されている。こ
のトランジスター及び−の１電ツタは抵抗（１６つを通
じて差動増幅器（１２りの出力。

端に接続されている。このトランジスターと−はトラン
ジスタ（１８つ及び（２０つと同様に共通のヒートシン
クの上に配置されているので、それらは温度的には互い
に追従し合う。トランジスターと曽の目的は無駄な広が
シを除去することである。これらのトランジスタがない
とクロスオーバー歪がある程度発生してしまうのである
。このクロスオーバー歪は一般的なモータ駆動増幅器の
場合ＫＦｉそれほどには重要ではないが、高忠実度増幅
器として増幅器を用いた場合には顕著な影響がある。実
際には、第３図に示した回路は、トランジスター及び−
を使用せずに、抵抗（１６りを通じてトランジスタ（１
８つ及び（２０’）のペースに直接的に接続される増幅
器（１２つの出力を使用することができる−この発明の
駆動増幅器はモータに関連して説明したが、この駆動増
幅器は、例えばオーディオスピーカのよう表他種の負荷
を駆動する場合に適用できる。

ここで用−られた語句や！Ｉ！現は、説明のため使用し
たものでこれに限られるものではない、を九、このよう
な語句中表現を使用するについて、上述した構成要素と
等価なもの管含まない趣旨ではない、さらに、この発明
の範囲内ＫＴｈいて種々の変更が可能である−０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一の実施−例によるモータ駆動増
幅器の概略的接続図、第２図はこの発明の第二の実施例
による３相モ一タ駆動増幅器の概略的接続図、第３図は
この発明の第三の実施例によるモータ駆動増幅器の概略
的接続図である。 （ロ）は差動増幅器、（至）（２）及び００ａＦｉそれ
ぞれトランジスタ、（至）は第１の抵抗、（ロ）は差動
増幅器の反転入力端をモータ（至）と抵抗（ロ）との接
続点に接続する手段の例としての抵抗である。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータと共同して、駆動入力信号に応じてこの毫−夕を
   駆動するための駆動増幅回路であって、接地点と、反転
   入力端子、駆動入力信号を受ける非反転入力端子及び出
   力端子を有する差動増幅器と％２個の逆極性のスーΔ−
   アルファ構成電流増幅器と、上記モータに直列ＫＩｉ続
   さ“れるとともに上記スーツ臂−アルファ構成電流増幅
   器と接地点とＯ間Ｋｌｌ統された第１の抵抗と、上記差
   動増幅器の反転°入力端を上記モータと上記第１の抵抗
   との直列接続点に接続する手段とを有し、上記差動増幅
   器の出力端が上記スー／＃−アルファ構成電流増幅器の
   各入力端に接続畜れ、上記駆動入力信号が上記差動増幅
   器の非反転入力端に供給されるとき、上記駆動入力信号
   の電圧値を上記第１の抵抗で割算した値に等しい電流が
   上記モータを通じて流れるようにされたモータ駆動増幅
   １１ｊ＆・。