JPS62221893A - Motor driving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はOA機器、音響映像機器などに使用されるモー
タの駆動装置に関するものであり、特に過電流保護のた
めの電流制限機能およびモータの起動停止機能を具備し
たものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motor drive device used in OA equipment, audio-visual equipment, etc., and particularly relates to a current limiting function for overcurrent protection and a motor start/stop function. It is equipped with functions.
従来の技術
近年、例えばプリンターのドラム駆動に使用されるブラ
シレスモータの駆動回路において、その付加機能として
モータへの過電流による焼損防止などのために電流制限
を行うこと、また、モータの起動停止を回路的に行うこ
とが必要となってきた。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, for example, in brushless motor drive circuits used to drive drums in printers, additional functions have been added to limit the current to prevent burnout due to overcurrent to the motor, and to control the start and stop of the motor. It has become necessary to do this in terms of circuits.
以下、図面を参照しながら、従来のモータの駆動装置の
一例について説明する。An example of a conventional motor drive device will be described below with reference to the drawings.
第3図は従来のモータの駆動装置の回路結線図を示すも
のである。第3図において、1,2.3はモータの駆動
コイルである。PNP トランジスタ4.5.6および
NPN)ランジスタフ、8゜9は駆動トランジスタであ
る。前記駆動トランジスタ4〜9のそれぞれのエミッタ
・コレクタ間にはダイオード10〜15が接続されてい
る。前記駆動トランジスタ4〜9のベースは通電切換回
路16に接続され、前記通電切換回路16はロータ(図
示せず)の位置検出器19,20.21の出力端子に接
続されている。前記位置検出器19゜20.21は直列
接続され抵抗22を介して電源端子17に接続された正
側給電線路18に接続されると共に抵抗23を介して接
地されている。前記通電切換回路16にはトランジスタ
24および25からなるカレントミラー回路の一方のト
ランジスタ24が接続され、前記トランジスタ25には
定電流源26が接続されている。前記駆動トランジスタ
7.8および9はエミッタが共通接続されると共に電流
検出抵抗27を介して接地されている。前記抵抗27の
一端は抵抗28を介してトランジスタ30のベースに接
続されると共にコンデンサ29を介して接地されている
。前記トランジスタ30のコレクタは前記カレントミラ
ー回路を構成するトランジスタ24および25のベース
共通接続点に接続され、また、同エミッタは接地されて
いる。31はモータの回転軸に連結された周波数発電機
であり、32は前記周波数発電機31からの出力信号(
FG倍信号の増幅回路、また、33は前記FG倍信号周
波数を直流電圧に変換するための周波数電圧変換回路で
ある。前記周波数電圧変換回路33にはモータの起動停
止を指令するためのスイッチ34が付加されている。さ
らに前記周波数電圧変換回路33の出力端子は誤差増幅
器35の非反転入力端子に接続されている。前記誤差増
幅器35の反転入力端子は抵抗37、基準電圧源36を
介して接地されると共に抵抗38とコンデンサ39の並
列回路を介して前記誤差増幅器35の出力端子に接続さ
れ直流増幅回路40を構成している。前記直流増幅回路
40の出力端子はトランジスタ41のベースに接続され
ると共に抵抗42を介して接地されている。前記トラン
ジスタ41のエミッタは接地され、同コレクタは給電制
御トランジスタ43のベースに接続されている。前記給
電制御トランジスタ43のエミッタは前記正側給電線路
18に接続され、同コレクタは前記駆動トランジスタ4
,5および6のエミッタ共通接続点に接続されている。FIG. 3 shows a circuit diagram of a conventional motor drive device. In FIG. 3, 1, 2.3 are drive coils of the motor. PNP transistor 4.5.6 and NPN) Langstaff, 8°9 is the drive transistor. Diodes 10 to 15 are connected between the emitter and collector of each of the drive transistors 4 to 9. The bases of the drive transistors 4 to 9 are connected to an energization switching circuit 16, and the energization switching circuit 16 is connected to output terminals of position detectors 19, 20, and 21 of a rotor (not shown). The position detectors 19, 20, 21 are connected in series to a positive feed line 18 which is connected to a power supply terminal 17 via a resistor 22, and are also grounded via a resistor 23. One transistor 24 of a current mirror circuit consisting of transistors 24 and 25 is connected to the energization switching circuit 16, and a constant current source 26 is connected to the transistor 25. The drive transistors 7.8 and 9 have their emitters connected in common and are grounded via a current detection resistor 27. One end of the resistor 27 is connected to the base of a transistor 30 via a resistor 28 and grounded via a capacitor 29. The collector of the transistor 30 is connected to the base common connection point of the transistors 24 and 25 constituting the current mirror circuit, and the emitter is grounded. 31 is a frequency generator connected to the rotating shaft of the motor, and 32 is an output signal from the frequency generator 31 (
An amplification circuit for the FG multiplied signal, and a frequency-voltage conversion circuit 33 for converting the frequency of the FG multiplied signal into a DC voltage. A switch 34 is added to the frequency-voltage conversion circuit 33 for instructing the motor to start and stop. Further, the output terminal of the frequency-voltage conversion circuit 33 is connected to a non-inverting input terminal of an error amplifier 35. The inverting input terminal of the error amplifier 35 is grounded via a resistor 37 and a reference voltage source 36, and is connected to the output terminal of the error amplifier 35 via a parallel circuit of a resistor 38 and a capacitor 39 to form a DC amplifier circuit 40. are doing. The output terminal of the DC amplifier circuit 40 is connected to the base of a transistor 41 and grounded via a resistor 42. The emitter of the transistor 41 is grounded, and the collector is connected to the base of the power supply control transistor 43. The emitter of the power supply control transistor 43 is connected to the positive power supply line 18, and the collector thereof is connected to the drive transistor 4.
, 5 and 6 are connected to the emitter common connection point.
以上のように構成された従来のモータの駆動装置につい
て、以下その動作について説明する。The operation of the conventional motor drive device configured as described above will be described below.
まず、ロータの回転位置に応じた位置検出器19’、2
0および21からの信号をもとに通電切換回路16にて
、駆動トランジスタ4〜6および7〜9を順次切換える
ことにより駆動コイル1〜3に双方向の電流を流して回
転磁界を発生して回転力を得ている。モータの回転速度
はモータに連結された周波数発電機31によって検出さ
れ、前記周波数発電機31からのFG倍信号FG信号増
幅回路32により必要な電圧まで増幅され周波数電圧変
換回路33に入力される。前記周波数電圧変換回路33
により入力周波数すなわちモータの回転速度に比例した
周波数に応じた直流電圧に変換され、その電圧が基準電
圧と比較されると共に、その誤差電圧が抵抗37.38
およびコンデンサ39で決まるゲインで増幅され、さら
にトランジスタ41で増幅され給電制御トランジスタ4
3に印加される。前記給電制御トランジスタ43はその
エミッタ・コレクタ間電圧を制御することによりモータ
への給電量を制御し、モータを定速制御している。なお
、前記周波数電圧変換回路33にはモータの起動停止を
指令するスイッチ34が付加されており、前記スイッチ
34がON状態の場合はその回路機能が動作状態となり
、OFF状態の場合はその出力電圧が強制的にLOW状
態になるように構成されている。したがって、電源端子
17に電圧が印加された状態において、前記スイッチ3
4がOFF状態であると前記周波数電圧変換回路33の
出力電圧は強制的にLOW状態すなわち接地電圧近(ま
で低下するので直流増幅回路40の出力電圧が下がり、
それに応じてトランジスタ41、給電制御トランジスタ
43がOFF状態となるので、モータは停止したままで
ある。次に、前記スイッチ34がON状態になると前記
周波数電圧変換回路33は動作状態になるが、前記スイ
ッチ34がON状態になった瞬間はモータはまだ回転し
ていないので周波数発電機31からのFG倍信号発生し
ていない。前記周波数電圧変換回路33は入力周波数の
減少に応じてその出力電圧が上昇するように構成されて
いるので、上記のようにスイッチ34がON状態になっ
た瞬間は前記周波数電圧変換回路33の出力電圧はHI
GH状態になる。したがって、前記直流増幅回路40の
出力電圧は上り、それに応じて前記トランジスタ41、
給電制御トラ・ンジスタ43がON状態となリモータは
起動する。First, position detectors 19' and 2 according to the rotational position of the rotor are used.
Based on the signals from 0 and 21, the current switching circuit 16 sequentially switches the drive transistors 4 to 6 and 7 to 9, thereby passing bidirectional current through the drive coils 1 to 3 to generate a rotating magnetic field. Obtains rotational force. The rotational speed of the motor is detected by a frequency generator 31 connected to the motor, and the FG multiplied signal from the frequency generator 31 is amplified to a required voltage by an FG signal amplification circuit 32 and input to a frequency-voltage conversion circuit 33. The frequency voltage conversion circuit 33
is converted into a DC voltage according to the input frequency, that is, a frequency proportional to the rotational speed of the motor, and the voltage is compared with the reference voltage, and the error voltage is detected by the resistor 37.38.
and is amplified by a gain determined by a capacitor 39, further amplified by a transistor 41, and a power supply control transistor 4
3 is applied. The power supply control transistor 43 controls the amount of power supplied to the motor by controlling its emitter-collector voltage, thereby controlling the motor at a constant speed. A switch 34 for instructing the motor to start and stop is added to the frequency-voltage conversion circuit 33, and when the switch 34 is in the ON state, its circuit function is in the operating state, and when it is in the OFF state, its output voltage is is configured to be forced into a LOW state. Therefore, in a state where a voltage is applied to the power supply terminal 17, the switch 3
4 is in the OFF state, the output voltage of the frequency-voltage conversion circuit 33 is forced to a LOW state, that is, it drops to near the ground voltage, so the output voltage of the DC amplifier circuit 40 drops,
In response, the transistor 41 and the power supply control transistor 43 are turned off, so the motor remains stopped. Next, when the switch 34 is turned on, the frequency-voltage conversion circuit 33 is put into operation, but at the moment when the switch 34 is turned on, the motor is not yet rotating, so the FG from the frequency generator 31 is No double signal is generated. Since the frequency-voltage conversion circuit 33 is configured so that its output voltage increases as the input frequency decreases, the moment the switch 34 is turned on as described above, the output of the frequency-voltage conversion circuit 33 changes. Voltage is HI
Becomes GH state. Therefore, the output voltage of the DC amplifier circuit 40 increases, and accordingly, the transistor 41
The power supply control transistor 43 is turned on and the remoter is activated.
さて、駆動トランジスタ4〜6、駆動コイル1〜3、お
よび駆動トランジスタ7〜9を流れるモータの駆動電流
を電流検出抵抗27の端子電圧として検出している。前
記端子電圧がトランジスタ30のベース・エミッタ間閾
値電圧まで上昇すると前記トランジスタ3oがON状態
に移行しようとするため、通電切換回路16への給電回
路を構成しているトランジスタ24および25のカレン
トミラー回路がOFF状態に移行する。そのため、前記
通電切換回路16の出力電流すなわち前記駆動トランジ
スタ4〜9のベース電流を減少させ、同トランジスタ4
〜9をOFF状態に移行させ、結果としてモータの駆動
電流を制限する。ところで、電流制限時をみると、電流
制限が動作すると駆動電流か遮断状態となり、次に駆動
電流が遮断されると電流制限が解除され駆動電流は導通
状態となり、次にはまた電流制限が動作するという状態
がくりかえされるため発振状態となる。したがって、従
来においては前記電流検出抵抗27の検出電圧を抵抗2
8およびコンデンサ29からなるローパスフィルタを介
して前記トランジスタ30のベースに印加するなどして
上記発振現象を防止、緩和していた。Now, the motor drive current flowing through the drive transistors 4 to 6, the drive coils 1 to 3, and the drive transistors 7 to 9 is detected as the terminal voltage of the current detection resistor 27. When the terminal voltage rises to the base-emitter threshold voltage of the transistor 30, the transistor 3o attempts to turn on, so a current mirror circuit of transistors 24 and 25 forming a power supply circuit to the energization switching circuit 16 is activated. transitions to the OFF state. Therefore, the output current of the energization switching circuit 16, that is, the base current of the drive transistors 4 to 9 is reduced, and the
9 to the OFF state, and as a result, the drive current of the motor is limited. By the way, looking at the current limit state, when the current limit is activated, the drive current is cut off, then when the drive current is cut off, the current limit is canceled and the drive current becomes conductive, and then the current limit is activated again. This state is repeated, resulting in an oscillation state. Therefore, conventionally, the detection voltage of the current detection resistor 27 is set to the resistor 2.
The above-mentioned oscillation phenomenon was prevented and alleviated by applying the voltage to the base of the transistor 30 through a low-pass filter consisting of a capacitor 8 and a capacitor 29.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では電流制限時の発振対
策として接続された抵抗28およびコンデンサ29のた
めに電流制限の動作に時間遅れが生じ、スイッチ34を
ON状態にしモータを起動させようとした瞬間、駆動コ
イル1〜3には逆起電圧が発生しておらず低インピーダ
ンスなので、電源端子17、給電制御トランジスタ43
、駆動トランジスタ4〜6、前記駆動コイル1〜3、駆
動トランジスタ7〜9および電流検出抵抗27を通して
接地点へ過大電流が流れる。そのため前記給電制御トラ
ンジスタ43、駆動トランジスタ4〜9の破壊やモータ
の破損につながるという問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, there is a time delay in the current limiting operation due to the resistor 28 and capacitor 29 connected as a countermeasure against oscillation during current limiting, and the switch 34 is turned ON and the motor is turned off. At the moment when the drive coils 1 to 3 are about to start up, no back electromotive voltage is generated and the impedance is low, so the power supply terminal 17 and the power supply control transistor 43
An excessive current flows to the ground point through the drive transistors 4 to 6, the drive coils 1 to 3, the drive transistors 7 to 9, and the current detection resistor 27. Therefore, there is a problem in that the power supply control transistor 43 and the drive transistors 4 to 9 are destroyed, and the motor is damaged.
本発明は上記問題点に鑑み、モータ起動時においても確
実に電流制限が動作し過大電流による給電制御トランジ
スタ、駆動トランジスタの破壊やモータの破損を未然に
防止するとともに、電流制限時における発振防止を可能
にしたモータの駆動装置を提供するものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention operates reliably to limit the current even when the motor is started, thereby preventing destruction of the power supply control transistor and drive transistor and damage to the motor due to excessive current, as well as preventing oscillation when limiting the current. The present invention provides a motor drive device that makes it possible.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明のモータの駆動装置
は、モータの起動停止指令手段と、入出力間に発振防止
コンデンサが接続されると共に出力に給電手段が接続さ
れたモータへの過大電流を防止する電流制限手段とを備
え、停止指令時に前記起動停止指令手段はその出力信号
に基づきモータの駆動電流を遮断状態にせしめると共に
、前記給電手段からの電流を該起動停止指令手段に流す
ことにより前記発振防止コンデンサへの充電を防止し、
また、起動指令時に前記電流制限手段は前記給電手段か
らの電流を該電流制限手段に流すと共にモータの駆動電
流検出手段からの信号を入力信号とし、その出力信号に
基づきモータの駆動電流を制限するように構成したもの
である。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the motor drive device of the present invention includes a motor start/stop command means, an oscillation prevention capacitor connected between the input and output, and a power supply means for the output. current limiting means for preventing excessive current to the connected motor; when a stop command is issued, the start/stop command means cuts off the drive current of the motor based on the output signal thereof, and also cuts off the current from the power supply means; Preventing charging of the oscillation prevention capacitor by flowing the start/stop command means,
Further, when receiving a start command, the current limiting means causes the current from the power supply means to flow through the current limiting means, uses a signal from the motor drive current detection means as an input signal, and limits the motor drive current based on the output signal. It is configured as follows.
作用
本発明は上記した構成によって起動時における電流制限
の動作に時間遅れを生じるのを防止し、起動時において
も確実に過大電流を防止すると七もに、電流制限時にお
ける発振も防止する。Operation The present invention prevents a time delay in the current limiting operation at startup with the above-described configuration, reliably prevents excessive current at startup, and also prevents oscillation during current limiting.
実施例
以下、本発明の一実施例のモータの駆動装置について、
図面を参照しながら説明する。Example Hereinafter, a motor drive device according to an example of the present invention will be described.
This will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例におけるモータの駆動装置の回
路結線図を示すものである。第1図において、51,5
2.53はモータの駆動コイルである。トランジスタ5
4,55.56およびトランジスタ57.58.59は
駆動トランジスタである。前記トランジスタ54〜59
のそれぞれのエミッタ・コレクタ間にはダイオード60
〜65が接続されている。前記駆動トランジスタ54〜
59のベースは通電切換回路66に接続され、前記通電
切換回路66はロータの位置検出器67゜68.69の
出力端子に接続されている。前記位置検出器67.68
.69は直列接続され抵抗70を介して定電圧回路73
の出力線路74に接続されると共に抵抗71を介して接
地されている。電源端子50に接続された正側給電線路
72と接地間にはコンデンサ75が接続され、前記定電
圧線路74と接地間にはコンデンサ76が接続されてい
る。さて、前記駆動トランジスタ57.58および59
はエミッタが共通接続され電流検出抵抗77を介して接
地されている。前記電流検出抵抗77の一端は抵抗78
を介してトランジスタ79のベースに接続されている。FIG. 1 shows a circuit diagram of a motor drive device in an embodiment of the present invention. In Figure 1, 51,5
2.53 is a drive coil of the motor. transistor 5
4,55.56 and transistors 57,58,59 are drive transistors. The transistors 54 to 59
A diode 60 is connected between each emitter and collector of
~65 are connected. The drive transistor 54~
The base of the rotor 59 is connected to an energization switching circuit 66, and the energization switching circuit 66 is connected to an output terminal of a rotor position detector 67°68.69. Said position detector 67.68
.. 69 is connected in series to a constant voltage circuit 73 via a resistor 70.
It is connected to the output line 74 of , and is grounded via a resistor 71 . A capacitor 75 is connected between the positive feed line 72 connected to the power supply terminal 50 and the ground, and a capacitor 76 is connected between the constant voltage line 74 and the ground. Now, the drive transistors 57, 58 and 59
Their emitters are commonly connected and grounded via a current detection resistor 77. One end of the current detection resistor 77 is a resistor 78
is connected to the base of transistor 79 via.
前記トランジスタ79のエミッタは接地され、同コレク
タは発振防止コンデンサ80を介して同ベースに接続さ
れると共に抵抗81を介して定電圧線路74に接続され
ている。82が電流制限手段である。また、前記定電圧
線路74と接地間には抵抗83.84および85が直列
接続され、前記抵抗83と84の接続点にはモータの起
動停止指令手段の入力端子86が接続されている。前記
抵抗84と85の接続点はトランジスタ87のベースに
接続されている。The emitter of the transistor 79 is grounded, and the collector is connected to the base via an oscillation prevention capacitor 80 and to the constant voltage line 74 via a resistor 81. 82 is a current limiting means. Further, resistors 83, 84 and 85 are connected in series between the constant voltage line 74 and the ground, and the connection point between the resistors 83 and 84 is connected to an input terminal 86 of a motor start/stop command means. The connection point between the resistors 84 and 85 is connected to the base of a transistor 87.
前記トランジスタ87のベースはコンデンサ88を介し
て接地され、同エミッタは接地され、同コレクタは前記
コンデンサ80の一方の端子と前記抵抗81の一方の端
子と前記トランジスタ79のコレクタの3つの接続点に
接続されている。89が起動停止指令手段である。90
はモータの回転軸に連結された周波数発電機であり、そ
の出力端子の一方は差動増幅器93の非反転入力端子に
接続され、他方はコンデンサ91および抵抗92を介し
て前記差動増幅器93の反転入力端子に接続されると共
に抵抗94およびコンデンサ95の並列回路を介して前
記差動増幅器93の出力端子に接続されている。96は
FG信号増幅回路であり、その出力端子はカップリング
コンデンサ97を介して周波数電圧変換回路98の入力
端子に接続されている。前記周波数電圧変換回路98の
出力端子は抵抗99を介して誤差増幅器102の反転入
力端子に接続されると共に抵抗103およびコンデンサ
104の並列回路を介して前記誤差増幅器102の出力
端子に接続されている。また、前記誤差増幅器102の
非反転入力端子は定電圧線路74と接地間に接続された
抵抗100および101からなる分圧回路の分圧点に接
続されている。さらに、前記誤差増幅器102の反転入
力端子はダイオード106、抵抗107を介して前記ト
ランジスタ79および前記トランジスタ87のコレクタ
共通接続点に接続されている。105は直流増幅回路で
あり、その出力端子は比較器108の一方の入力端子に
接続されている。前記比較器108の他方の入力端子に
は三角波発生回路109の出力端子が接続されている。The base of the transistor 87 is grounded via a capacitor 88, the emitter is grounded, and the collector is connected to three connection points: one terminal of the capacitor 80, one terminal of the resistor 81, and the collector of the transistor 79. It is connected. 89 is a start/stop command means. 90
is a frequency generator connected to the rotating shaft of the motor, one of its output terminals is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 93, and the other is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 93 via a capacitor 91 and a resistor 92. It is connected to the inverting input terminal and to the output terminal of the differential amplifier 93 via a parallel circuit of a resistor 94 and a capacitor 95. 96 is an FG signal amplification circuit, the output terminal of which is connected to the input terminal of a frequency-voltage conversion circuit 98 via a coupling capacitor 97. The output terminal of the frequency-voltage conversion circuit 98 is connected to the inverting input terminal of the error amplifier 102 via a resistor 99 and to the output terminal of the error amplifier 102 via a parallel circuit of a resistor 103 and a capacitor 104. . Further, the non-inverting input terminal of the error amplifier 102 is connected to a voltage dividing point of a voltage dividing circuit including resistors 100 and 101 connected between a constant voltage line 74 and ground. Furthermore, the inverting input terminal of the error amplifier 102 is connected to the collector common connection point of the transistor 79 and the transistor 87 via a diode 106 and a resistor 107. 105 is a DC amplifier circuit, the output terminal of which is connected to one input terminal of the comparator 108. The output terminal of a triangular wave generating circuit 109 is connected to the other input terminal of the comparator 108.
また、前記比較器108の出力端子はトランジスタ11
0のベースに接続されると共に抵抗111を介して前記
定電圧線路74に接続されている。前記トランジスタ1
10のエミッタは接地され、同コレクタはトランジスタ
113のベースに接続されると共に抵抗112を介して
前記定電圧線路74に接続されている。Further, the output terminal of the comparator 108 is connected to the transistor 11
0 and the constant voltage line 74 via a resistor 111. The transistor 1
The emitter of the transistor 10 is grounded, and the collector thereof is connected to the base of a transistor 113 and to the constant voltage line 74 via a resistor 112.
前記トランジスタ113のエミッタは接地され、同コレ
クタは抵抗114を介して給電制御トランジスタ115
のベースに接続されている。前記給電制御トランジスタ
115のエミッタは正側給電線路72に接続されると共
に抵抗116を介して同ベースに接続され、同コレクタ
はフライホイールダイオード117を介して接地される
と共にコイル118の一端に接続されている。前記コイ
ル118の他端はコンデンサ119を介して接地される
と共に駆動トランジスタ54.55および56のエミッ
タ共通接続点に接続されている。The emitter of the transistor 113 is grounded, and the collector is connected to the power supply control transistor 115 via a resistor 114.
connected to the base of. The emitter of the feed control transistor 115 is connected to the positive feed line 72 and its base via a resistor 116, and its collector is grounded via a flywheel diode 117 and connected to one end of a coil 118. ing. The other end of the coil 118 is grounded via a capacitor 119 and connected to a common emitter connection point of drive transistors 54, 55 and 56.
以上のように構成されたモータの駆動装置について、以
下第1図および第2図を用いてその動作を説明する。The operation of the motor drive device configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
まず、ロータの回転位置に応じた位置検出器67.68
および69からの信号をもとに通電切換回路66にて、
駆動トランジスタ54〜56および57〜59を順次切
換えることにより駆動コイル51〜53に双方向の電流
を流して回転磁界を発生して回転力を得ている。モータ
の回転速度は周波数発電機90によって検出され、その
FG倍信号FG信号増幅回路96により必要な電圧まで
増幅されカップリングコンデンサ97を介して周波数電
圧変換回路98に入力される。前記周波数電圧変換回路
98により入力周波数すなわちモータの回転速度に比例
した周波数に応じた直流電圧に変換されその電圧を直流
増幅回路105を介して前記抵抗100および101の
分圧点の電圧を基準とした直流電圧に変換する。前記直
流電圧と三角波発生回路109の出力電圧とが比較器1
08により比較され、その出力電圧としてはON、OF
Fのパルス幅が前記直流電圧のレベルによって変調され
たいわゆるパルス幅変調(PWM)信号が発生される。First, position detectors 67 and 68 according to the rotational position of the rotor.
Based on the signals from 69 and 69, the energization switching circuit 66
By sequentially switching drive transistors 54 to 56 and 57 to 59, bidirectional current flows through drive coils 51 to 53 to generate a rotating magnetic field and obtain rotational force. The rotational speed of the motor is detected by a frequency generator 90, and its FG multiplied signal is amplified to a required voltage by an FG signal amplification circuit 96 and input to a frequency-voltage conversion circuit 98 via a coupling capacitor 97. The frequency-voltage conversion circuit 98 converts the input frequency into a DC voltage according to a frequency proportional to the rotational speed of the motor, and the voltage is passed through the DC amplifier circuit 105 with the voltage at the voltage dividing point of the resistors 100 and 101 as a reference. Convert to DC voltage. The DC voltage and the output voltage of the triangular wave generation circuit 109 are connected to the comparator 1.
08, and its output voltage is ON, OF
A so-called pulse width modulation (PWM) signal is generated in which the pulse width of F is modulated by the level of the DC voltage.
前記パルス幅変調信号はトランジスタ1101トランジ
スタ113を介して給電制御トランジスタ115のベー
スに印加される。The pulse width modulation signal is applied to the base of the power supply control transistor 115 via the transistor 1101 and the transistor 113.
前記給電制御トランジスタ115はON、OFFのデユ
ーティ比が制御されることによりその給電量が制御され
る。すなわち、前記給電制御トランジスタ115のコレ
クタのパルス幅変調信号はコイル118およびコンデン
サ119によって平滑され前記パルス幅変調信号のデユ
ーティ比に対応した直流電圧に変換されるので、モータ
に印加される電圧が制御されることとなり、回転速度が
制御される。なお、フライホイールダイオード117は
前記給電制御トランジスタ115がOFF時にコイル1
18に蓄えられたエネルキーを回生ずるためのものであ
る。The power supply amount of the power supply control transistor 115 is controlled by controlling the ON/OFF duty ratio. That is, the pulse width modulation signal at the collector of the power supply control transistor 115 is smoothed by the coil 118 and the capacitor 119 and converted into a DC voltage corresponding to the duty ratio of the pulse width modulation signal, so that the voltage applied to the motor is controlled. Therefore, the rotation speed is controlled. Note that the flywheel diode 117 is connected to the coil 1 when the power supply control transistor 115 is OFF.
This is to regenerate the energy stored in 18.
さて、次にモータの駆動電流の電流制限動作について説
明する。モータの起動時またはなんらかの要因でモータ
に過大負荷がかかったり強制的にロック状態になったり
した場合に過大電流が流れるのを防止するために電流制
限手段82が付加されている。前記電流制限手段82の
動作は駆動トランジスタ54〜56、駆動コイル51〜
53および駆動トランジスタ57〜59を通して流れる
モータの駆動電流を電流検出抵抗77の端子電圧として
検出し、前記端子電圧がトランジスタ79のベース・エ
ミッタ間閾値電圧まで上昇すると前記トランジスタ79
がON状態に移行し、そのコレクタ電流の一部としてダ
イオード106および抵抗107を通して電流を引き込
み、誤差増幅器102の反転入力端子の電位を同非反転
入力端子の電位より下げるように動作するので、前記直
流増幅回路105の出力電圧が上昇する。これに伴い比
較器108の出力端子のパルス幅変調信号のON期間の
幅が増大するが、その信号はトランジスタ110で反転
され、トランジスタ113および給電制御トランジスタ
115に印加されるので、前記給電制御トランジスタ1
15のコレクタ信号としてはOFF期間の幅が増大し、
その結果、モータへの印加電圧が下がりモータの駆動電
流に制御がかかる。ここで、ダイオード106は通常の
速度制御状態においては逆バイアス状態となり、前記電
流制限手段82の影響を受けないようにするためのもの
である。なお、コンデンサ80は前記トランジスタ79
のベース・コレクタ間に接続され、電流制限時における
発振を防止するためのものである。Next, the current limiting operation of the motor drive current will be explained. Current limiting means 82 is added to prevent excessive current from flowing when the motor is started or when an overload is applied to the motor or the motor is forcibly locked for some reason. The operation of the current limiting means 82 is based on the driving transistors 54 to 56 and the driving coils 51 to 56.
53 and the drive transistors 57 to 59 is detected as the terminal voltage of the current detection resistor 77, and when the terminal voltage rises to the base-emitter threshold voltage of the transistor 79, the transistor 79
shifts to the ON state, draws current through the diode 106 and the resistor 107 as part of its collector current, and operates to lower the potential of the inverting input terminal of the error amplifier 102 than the potential of the non-inverting input terminal. The output voltage of DC amplifier circuit 105 increases. Accordingly, the width of the ON period of the pulse width modulation signal at the output terminal of the comparator 108 increases, but the signal is inverted by the transistor 110 and applied to the transistor 113 and the power supply control transistor 115, so that the power supply control transistor 1
As for the collector signal of 15, the width of the OFF period increases,
As a result, the voltage applied to the motor decreases and the drive current of the motor is controlled. Here, the diode 106 is in a reverse bias state in a normal speed control state, so that it is not affected by the current limiting means 82. Note that the capacitor 80 is connected to the transistor 79.
It is connected between the base and collector of the circuit to prevent oscillation during current limit.
さて、いま電源端子50に電圧が印加された状態で起動
停止指令手段89の入力端子86が開放またはHIGH
電圧の状態すなわち停止指令時とすると、トランジスタ
87はON状態となりダイオード106および抵抗10
7を通してそのコレクタ電流を吸い込み飽和する。した
がって、誤差増幅器102の反転入力端子の電圧が下げ
られ、その出力端子は出力範囲の上限電圧となるので比
較器108の出力信号としてはHIGH状態が維持され
る。これに伴いトランジスタ110はON状態、トラン
ジスタ113はOFF状態となり給電制御トランジスタ
115はOFF状態が維持されるのでモータへの給電が
遮断されモータは停止状態となる。この時、モータの駆
動電流が遮断されているので、トランジスタ79はOF
F状態である。ところで、この停止指令時において前記
トランジスタ87はそのコレクタ電流の一部として抵抗
81から電流を吸い込み、発振防止コンデンサ80への
充電を防止している。Now, with voltage being applied to the power supply terminal 50, the input terminal 86 of the start/stop command means 89 is open or HIGH.
When the voltage is in the state of the stop command, the transistor 87 is turned on, and the diode 106 and the resistor 10 are turned on.
7 to absorb its collector current and saturate it. Therefore, the voltage at the inverting input terminal of the error amplifier 102 is lowered, and the output terminal thereof becomes the upper limit voltage of the output range, so that the output signal of the comparator 108 is maintained at a HIGH state. Accordingly, the transistor 110 is turned on, the transistor 113 is turned off, and the power supply control transistor 115 is maintained in the off state, so that the power supply to the motor is cut off and the motor is stopped. At this time, the motor drive current is cut off, so the transistor 79 is turned off.
It is in F state. By the way, at the time of this stop command, the transistor 87 draws current from the resistor 81 as part of its collector current, thereby preventing the oscillation prevention capacitor 80 from being charged.
次に、電源端子5oに電圧が印加された状態で前記起動
停止指令手段89の入力端子86がLOW電圧の状態例
えば接地されて起動指令になると前記トランジスタ87
はOFF状態となるので、停止指令時にダイオード10
6および抵抗107を通して前記トランジスタ87に流
れていた電流が遮断され、それまで誤差増幅器102の
反転入力端子の電圧が強制的に下げられていたのが解除
される。周波数電圧変換回路98はその入力周波数が零
の場合はその出力電圧は出力範囲の上限電圧となるため
、直流増幅回路102の出力電圧は下がり比較器108
の出力信号のOFF期間が増大するが、その信号はトラ
ンジスタ110で反転され、トランジスタ113および
給電制御トランジスタ115に印加されるので、前記給
電制御トランジスタ115のON期間が増大し、モータ
に起動電流が流れる。前記起動電流は電流検出抵抗77
の端子電圧として検出され、その端子電圧がトランジス
タ79のベース・エミッタ間閾値電圧以上になると前記
トランジスタ79のコレクタ電流の一部として前記ダイ
オード106および抵抗107を通して電流を吸い込み
前記誤差増幅器102の反転入力端子の電圧を下げよう
とするので起動電流はある値で制限がかかり過大電流が
流れるのを防ぐことができる。さて、この起動指令時に
おいては前記抵抗81を流れる電流は前記トランジスタ
79を流れるようになる。この電流を前記トランジスタ
79に流し、前記トランジスタ79のベース・エミッタ
間閾値電圧を上げることにより前記トランジスタ79の
スイッチ動作を急峻なものにしている。そのようすを示
したものが第2図であり、第2図においてAは前記抵抗
81が接続されていない場合、Bは接続されている場合
である。図から分かるように前記トランジスタ79のコ
レクタ電流が大きくなるのに伴いそのベース・エミッタ
電圧が大きくなり、しかもベース・エミッタ電圧の変化
に対するコレクタ電流の変化の傾針が急激になる。この
ように前記抵抗81から前記トランジスタ79に電流を
流すことにより、そのスイッチ動作の感度を上げ電流制
限動作の切れをよくすることができる。また、前記抵抗
81から電流を流すことにより前記トランジスタ79の
動作時のゲインがあがりミラー効果が大きく働くため、
電流制限時の発振を防止するために必要となるコンデン
サ80の容量値が小さくてすむことにもなる。Next, when a voltage is applied to the power supply terminal 5o and the input terminal 86 of the start/stop command means 89 is in a LOW voltage state, for example, grounded, and a start command is issued, the transistor 87
is in the OFF state, so when the stop command is issued, the diode 10
The current flowing to the transistor 87 through the transistor 6 and the resistor 107 is cut off, and the voltage at the inverting input terminal of the error amplifier 102 is no longer forcibly lowered. When the input frequency of the frequency-voltage conversion circuit 98 is zero, its output voltage becomes the upper limit voltage of the output range, so the output voltage of the DC amplifier circuit 102 decreases and the comparator 108
The OFF period of the output signal increases, but the signal is inverted by the transistor 110 and applied to the transistor 113 and the power supply control transistor 115, so the ON period of the power supply control transistor 115 increases, and the starting current is applied to the motor. flows. The starting current is detected by the current detection resistor 77.
When the terminal voltage becomes equal to or higher than the base-emitter threshold voltage of the transistor 79, the current is sucked through the diode 106 and the resistor 107 as part of the collector current of the transistor 79, and the inverting input of the error amplifier 102 is detected. Since the terminal voltage is lowered, the starting current is limited to a certain value, which prevents excessive current from flowing. Now, at the time of this activation command, the current flowing through the resistor 81 comes to flow through the transistor 79. This current flows through the transistor 79 and increases the base-emitter threshold voltage of the transistor 79, thereby making the switching operation of the transistor 79 steep. This situation is shown in FIG. 2, where A shows the case where the resistor 81 is not connected, and B shows the case where it is connected. As can be seen from the figure, as the collector current of the transistor 79 increases, its base-emitter voltage increases, and the slope of the change in the collector current with respect to the change in the base-emitter voltage becomes steep. By causing a current to flow from the resistor 81 to the transistor 79 in this manner, the sensitivity of the switch operation can be increased and the current limiting operation can be sharply cut. In addition, by flowing current from the resistor 81, the gain during operation of the transistor 79 increases, and the Miller effect works to a large extent.
This also means that the capacitance value of the capacitor 80 required to prevent oscillation during current limitation can be small.
ところで、いま仮に電流制限手段82の構成は第1図の
ままとし、モータの起動停止指令手段は別の手段、たと
えば第3図に示したような周波数電圧変換回路に付加さ
れたスイッチにて行い、第1図のように前記起動停止指
令手段89の出力すなわちトランジスタ87のコレクタ
が前記コンデンサ80の一端に接続されていないとする
と、停止指令時に定電圧線路74から抵抗81を通して
前記コンデンサ80が充電状態となるため、前記トラン
ジスタ79のコレクタは前記定電圧線路74の電圧とな
る。そのような状態において起動指令となると、流れ始
めた起動電流の値を電流検出抵抗77で検出しトランジ
スタ79がON状態になるが、前記コンデンサ80が充
電されているため前記コンデンサ79のコレクタは直ち
には誤差槽幅器102の反転入力端子を非反転入力端子
以下の電圧にするところまで下がらず電流制限動作に時
間遅れが発生してしまい、その結果、モータが起動を開
始する瞬間、過大電流が流れてしまう可能性がある。そ
こで、本実施例においては停止指令時に起動停止指令手
段89のトランジスタ87をON状態とし、前記コンデ
ンサ80の電荷を放電させておくことにより、モータの
起動時の電流制限動作に時間遅れをなくすことができ過
大電流を確実に防止することができる。By the way, suppose that the configuration of the current limiting means 82 is the same as shown in FIG. 1, and the motor start/stop command means is performed by another means, for example, a switch added to the frequency-voltage conversion circuit as shown in FIG. Assuming that the output of the start/stop command means 89, that is, the collector of the transistor 87, is not connected to one end of the capacitor 80 as shown in FIG. state, the collector of the transistor 79 becomes the voltage of the constant voltage line 74. When a startup command is issued in such a state, the value of the startup current that has started flowing is detected by the current detection resistor 77, and the transistor 79 is turned on. However, since the capacitor 80 is charged, the collector of the capacitor 79 immediately turns on. The voltage does not drop to the point where the inverting input terminal of the error tank width divider 102 is lower than the non-inverting input terminal, resulting in a time delay in the current limiting operation, and as a result, an excessive current is generated at the moment the motor starts to start. There is a possibility that it will flow. Therefore, in this embodiment, the transistor 87 of the start/stop command means 89 is turned on when a stop command is issued, and the charge in the capacitor 80 is discharged, thereby eliminating the time delay in the current limiting operation when starting the motor. This can reliably prevent excessive current.
発明の効果
以上のように本発明はモータの起動停止指令手段と、入
出力間に発振防止コンデンサが接続されると共に出力に
給電手段が接続されたモータへの過大電流を防止する電
流制限手段とを備え、停止指令時に前記起動停止指令手
段はその出力信号に基づきモータの駆動電流を遮断状態
にせしめると共に、前記給電手段からの電流を該起動停
止指令手段に流すことにより前記発振防止コンデンサへ
の充電を防止し、また、起動指令時に前記電流制限手段
は前記給電手段からの電流を該電流制限手段に流すと共
にモータの駆動電流検出手段からの信号を入力信号とし
その出力信号に基づきモータの駆動電流を制限するよう
にしたことにより、モータの起動時の電流制限動作に時
間遅れをなくすことができ、モータへの過大電流を確実
に防止することができるので、給電制御トランジスタ、
駆動トランジスタの破壊やモータの破損を未然に防げる
。また、電流制限時の発振を防止するために付加するコ
ンデンサの小容量化が可能になるなどきわめて大きな効
果を奏する。Effects of the Invention As described above, the present invention includes means for commanding a motor to start and stop, and current limiting means for preventing excessive current from flowing to a motor in which an oscillation prevention capacitor is connected between input and output and a power supply means is connected to the output. At the time of a stop command, the start/stop command means cuts off the drive current of the motor based on the output signal thereof, and causes current from the power supply means to flow through the start/stop command means to supply the oscillation prevention capacitor with the current. In addition, when a start command is given, the current limiting means causes the current from the power supply means to flow through the current limiting means, and also uses the signal from the motor drive current detection means as an input signal, and drives the motor based on the output signal. By limiting the current, it is possible to eliminate the time delay in the current limiting operation when starting the motor, and it is possible to reliably prevent excessive current to the motor, so the power supply control transistor,
Destruction of the drive transistor and damage to the motor can be prevented. Furthermore, it is possible to reduce the capacitance of a capacitor added to prevent oscillation during current limiting, which has extremely large effects.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例におけるモータの駆動装置の回
路結線図、第2図は第1図におけるトランジスタ79の
ベース・エミッタ電圧に対するコレクタ電流の特性図、
第3図は従来のモータの駆動装置の回路結線図である。
51〜53・・・・・・モータの駆動コイル、54〜5
9・・・・・・駆動トランジスタ、77・・・・・・駆
動電流検出手段、79・・・・・・トランジスタ、80
・・・・・・発振防止コンデンサ、81・・・・・・給
電手段、82・・・・・・電流制限手段、87・・・・
・・トランジスタ、89・・・・・・起動停止指令手段
、115・・・・・・給電制御トランジスタ。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第 2 図
ペース・エミッ9七刀二[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a circuit connection diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of collector current with respect to base-emitter voltage of transistor 79 in FIG. 1,
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional motor drive device. 51-53...Motor drive coil, 54-5
9... Drive transistor, 77... Drive current detection means, 79... Transistor, 80
...Oscillation prevention capacitor, 81...Power supply means, 82...Current limiting means, 87...
...transistor, 89...start/stop command means, 115...power supply control transistor. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person No. 2 Pace Emmit 9 Seven Swords
Claims (1)
デンサが接続されると共に出力に給電手段が接続された
モータへの過大電流を防止する電流制限手段とを備え、
停止指令時に前記起動停止指令手段はその出力信号に基
づきモータの駆動電流を遮断状態にせしめると共に、前
記給電手段からの電流を該起動停止指令手段に流すこと
により前記発振防止コンデンサへの充電を防止し、また
、起動指令時に前記電流制限手段は前記給電手段からの
電流を該電流制限手段に流すと共にモータの駆動電流検
出手段からの信号を入力信号とし、その出力信号に基づ
きモータの駆動電流を制限するようにしたモータの駆動
装置。A motor start/stop command means, a current limiting means for preventing excessive current to the motor having an oscillation prevention capacitor connected between the input and output and a power supply means connected to the output,
When a stop command is given, the start/stop command means cuts off the drive current of the motor based on the output signal thereof, and prevents charging of the oscillation prevention capacitor by causing current from the power supply means to flow through the start/stop command means. Furthermore, at the time of a start command, the current limiting means causes the current from the power supply means to flow through the current limiting means, uses a signal from the motor drive current detection means as an input signal, and adjusts the motor drive current based on the output signal. A motor drive device designed to limit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61062113A JPS62221893A (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Motor driving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61062113A JPS62221893A (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Motor driving apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62221893A true JPS62221893A (en) | 1987-09-29 |
Family
ID=13190674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61062113A Pending JPS62221893A (en) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Motor driving apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62221893A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01252196A (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-06 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Brushless motor circuit |
JPH02104799U (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-21 | ||
JPH0467793A (en) * | 1990-07-05 | 1992-03-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Motor-driving circuit |
JP2010252470A (en) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Jtekt Corp | Motor control device and electric power steering device |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP61062113A patent/JPS62221893A/en active Pending
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