JPS62262689A - Power source circuit for dc motor - Google Patents

Power source circuit for dc motor

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JPS62262689A
JPS62262689A JP61106054A JP10605486A JPS62262689A JP S62262689 A JPS62262689 A JP S62262689A JP 61106054 A JP61106054 A JP 61106054A JP 10605486 A JP10605486 A JP 10605486A JP S62262689 A JPS62262689 A JP S62262689A
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JP
Japan
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circuit
motor
power supply
voltage
input
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JP61106054A
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Masaru Kawabata
優 川畑
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To set the variable range of a voltage applied to a motor without respect to an input DC power source voltage by selecting any of a step-down circuit and a step-up circuit. CONSTITUTION:A selector 6 outputs a selection signal of H level when a control signal voltage is higher than a reference voltage and a selection signal of L level when it is lower. When the selector 6 outputs the signal of H level, a gate circuit 7 passes a PWM signal, a gate circuit 8 sets a switching transistor T1 always to ON state, thereby constructing a chopper type step-up circuit. When the selector 6 outputs the signal of L level, the gate circuit 8 passes a PWM signal, the gate 7 sets a switching transistor T1 always to OFF state, thereby constructing a chopper type step-down circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、モータ巻線に電流を供給して直流モータを
駆動する直流モータ用電源回路に関し、特にモータ印加
電圧の可変範囲を入力直流電源電圧によらず設定できる
直流モータ用電源回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a DC motor power supply circuit that supplies current to motor windings to drive a DC motor, and particularly relates to a DC motor power supply circuit that supplies current to motor windings to drive a DC motor, and in particular, to a DC motor power supply circuit that controls a variable range of motor applied voltage. This invention relates to a DC motor power supply circuit that can be set regardless of voltage.

[従来の技術] 第5図は、従来のチョッパ型ステップダウン回路構成の
直流モータ用電源回路を示す図である。
[Prior Art] FIG. 5 is a diagram showing a DC motor power supply circuit having a conventional chopper type step-down circuit configuration.

図において、入力電源端子1に入力直流電源電圧V、が
入力される。入力電源端子1はpnpトランジスタから
なるスイッチングトランジスタT1のエミッタに接続さ
れ、そのコレクタはコイルL1、出力端子5を介して直
流モータ2のモータ巻線に接続される。スイッチングト
ランジスタT1とコイルL1との接続点にダイオードD
1の陰極が接続され、その陽極は接地される。コイルL
1と出力端子5との接続点にコンデンサC1の一方電極
が接続され、その他方電極が接地される。また、コイル
L1とコンデンサC1との接続点と出力端子5との接続
点は抵抗R1,R2を介して接地される。制御信号入力
端子3に直流モータ2の回転数を制御する制御信号が入
力される。制御信号入力端子3はPWM(パルス幅変2
N)制御回路4を介してスイッチングトランジスタT1
のゲートに接続され、抵抗R1とR2との接続点はPW
M制御回路4に接続される。
In the figure, an input DC power supply voltage V is input to an input power supply terminal 1. An input power supply terminal 1 is connected to the emitter of a switching transistor T1 made of a pnp transistor, and its collector is connected to a motor winding of a DC motor 2 via a coil L1 and an output terminal 5. A diode D is connected to the connection point between the switching transistor T1 and the coil L1.
1 cathode is connected and its anode is grounded. Coil L
One electrode of the capacitor C1 is connected to the connection point between the capacitor C1 and the output terminal 5, and the other electrode is grounded. Further, the connection point between the coil L1 and the capacitor C1 and the connection point between the output terminal 5 and the output terminal 5 are grounded via resistors R1 and R2. A control signal for controlling the rotation speed of the DC motor 2 is input to the control signal input terminal 3 . Control signal input terminal 3 is PWM (pulse width variable 2
N) switching transistor T1 via control circuit 4
The connection point between resistors R1 and R2 is PW
It is connected to the M control circuit 4.

PWM制御回路4は制御信号により所定パルス幅のパル
ス信号であるPWM信号を発生し、スイッチングトラン
ジスタT1のオン・オフを制御する。制御信号電圧が高
ければPWM信号のパルス幅が広くなり、制御信号電圧
が低ければPWM信号のパルス幅が狭くなる。スイッチ
ングトランジスタT1のエミッターコレクタ間電圧をv
cεどすると、スイッチングトランジスタT1のコレク
タ電圧波形は第6図に示すようになる。第6図(A)は
制御信号電圧が高い場合であり、第6図(B)は制御信
号電圧が低い場合である。スイッチングトランジスタT
1のコレクタ電圧はコイルL1とコンデンサC1とから
構成される平滑回路で平滑されるが、制御信号電圧が高
ければ、出力端子5の出力電圧、すなわち直流モータ2
の巻線に印加されるモータ印加電圧が高くなってモータ
回転数が増加する。逆に、制御信号電圧が低ければ、モ
ータ印加電圧が低くなってモータ回転数が減少する。そ
して、このモータ印加電圧を抵抗R1とR2とで分圧し
た分圧電圧をPWM制御回路4に帰還することによって
PWM信号のパルス幅を1117正しζこれによって直
流モータ2の回転数を補正している。参考のために、第
7図に直流(DC)モータのモータ回転数−負荷トルク
特性を示す。このチョッパ型ステップダウン回路構成の
直流モータ用電源回路によると、スイッチングトランジ
スタT1を飽和領域で動作させることができるため電源
効率が良いという特徴を持っている。
The PWM control circuit 4 generates a PWM signal, which is a pulse signal with a predetermined pulse width, in response to a control signal, and controls on/off of the switching transistor T1. If the control signal voltage is high, the pulse width of the PWM signal becomes wide, and if the control signal voltage is low, the pulse width of the PWM signal becomes narrow. The emitter-collector voltage of the switching transistor T1 is v
When cε is increased, the collector voltage waveform of the switching transistor T1 becomes as shown in FIG. FIG. 6(A) shows a case where the control signal voltage is high, and FIG. 6(B) shows a case where the control signal voltage is low. switching transistor T
1 is smoothed by a smoothing circuit composed of a coil L1 and a capacitor C1, but if the control signal voltage is high, the output voltage of the output terminal 5, that is, the DC motor 2
The motor applied voltage applied to the winding becomes higher, and the motor rotation speed increases. Conversely, if the control signal voltage is low, the voltage applied to the motor becomes low and the motor rotational speed decreases. Then, by feeding back to the PWM control circuit 4 a divided voltage obtained by dividing this motor applied voltage by resistors R1 and R2, the pulse width of the PWM signal is corrected by 1117 ζ This corrects the rotation speed of the DC motor 2. ing. For reference, FIG. 7 shows the motor rotation speed-load torque characteristic of a direct current (DC) motor. This DC motor power supply circuit having a chopper type step-down circuit configuration has a feature of high power supply efficiency because the switching transistor T1 can be operated in the saturation region.

また、入力直流電源電圧V、と出力電圧V2との間には
V、>V2の関係が成り立つ。
Further, a relationship of V>V2 holds between the input DC power supply voltage V and the output voltage V2.

第8図は、従来のチョッパ型ステップアップ回路構成の
直流モータ用電源回路を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a DC motor power supply circuit having a conventional chopper type step-up circuit configuration.

図において、入力電源端:11に入力直流電源電圧V、
が入力される。入力電源端子1はコイルL2を介してn
pn トランジスタからなるスイッチングトランジスタ
T2のコレクタに接続され、そのエミッタは接地される
。コイルL2とスイッチングトランジスタT2との接続
点はダイオードD2゜出力端子5を介して直流モータ2
のモータ巻線に接続される。ダイオードD2と出力端子
5との接続点にコンデンサC2の一方電極が接続され、
その他方電極は接地される。また、ダイオードD2とコ
ンデンサC2との接続点と出力端子5との接続点は抵抗
R3,R4を介して接地される。制御信号入力端子3に
直流モータ2の回転数を制御する制御信号が入力される
。制御信号入力端子3はPWM制御回路4を介してスイ
ッチングトランジスタT2のゲートに接続され、抵抗R
3とR4との接続点はPWM制御回路4に接続される。
In the figure, the input power supply terminal: 11 has an input DC power supply voltage V,
is input. Input power terminal 1 is connected to n via coil L2.
It is connected to the collector of a switching transistor T2 consisting of a pn transistor, and its emitter is grounded. The connection point between the coil L2 and the switching transistor T2 is connected to the DC motor 2 via the diode D2° output terminal 5.
connected to the motor windings. One electrode of the capacitor C2 is connected to the connection point between the diode D2 and the output terminal 5,
The other electrode is grounded. Further, the connection point between the diode D2 and the capacitor C2 and the connection point between the output terminal 5 and the output terminal 5 are grounded via resistors R3 and R4. A control signal for controlling the rotation speed of the DC motor 2 is input to the control signal input terminal 3 . The control signal input terminal 3 is connected to the gate of the switching transistor T2 via the PWM control circuit 4, and is connected to the gate of the switching transistor T2.
The connection point between 3 and R4 is connected to a PWM control circuit 4.

この直流モータ用電源回路はPWM制御回路4からのP
WM信号によりスイッチングトランジスタT2のオン・
オフを制御し、出力端子5の出力電圧v2、すなわちモ
ータ印加電圧を抵抗R3とR4で分圧した分圧電圧をP
WM制御回路4に帰還しており、第5図のチョッパ型ス
テップダウン回路構成の直流モータ用電源回路と同様、
制御信号電圧が高ければモータ印加電圧が高くなってモ
ータ回転数が増加し、逆に制御信号電圧が低ければモー
タ印加電圧が低くなってモータ回転数が減少する。この
直流モータ用電源回路が第5図の直流モータ用電源回路
と異なる点は、入力直流電源電圧V、より高いモータ印
加電圧を得ることができる点である。すなわち、コイル
L2の一方端を入力電源端子1に直結し、コイルL2の
他方端をスイッチングトランジスタT2のコレクタに接
続しているので、PWM信号でスイッチングトランジス
タT2をオン・オフ制御することによりコイルL2の他
方端がグラウンド(G N D )電位に接続されたり
グラウンド電位から開放されたりすることが繰返される
。このため、コイル2の他方端がグラウンド電位より開
放される際このコイルL2の両端間に逆起電力が発生し
、この逆起電力によって入力直流電源電圧v1と出力電
圧v2との間にはV2>V、の関係が成り立つ。
This DC motor power supply circuit receives P from the PWM control circuit 4.
The switching transistor T2 is turned on and off by the WM signal.
The output voltage v2 of the output terminal 5, that is, the divided voltage obtained by dividing the motor applied voltage by the resistors R3 and R4, is set as P.
It is fed back to the WM control circuit 4, and similar to the DC motor power supply circuit with the chopper type step-down circuit configuration shown in FIG.
If the control signal voltage is high, the motor applied voltage becomes high and the motor rotation speed increases, and conversely, when the control signal voltage is low, the motor applied voltage becomes low and the motor rotation speed decreases. This DC motor power supply circuit differs from the DC motor power supply circuit shown in FIG. 5 in that it can obtain an input DC power supply voltage V and a higher motor applied voltage. That is, one end of the coil L2 is directly connected to the input power supply terminal 1, and the other end of the coil L2 is connected to the collector of the switching transistor T2. Therefore, by controlling the switching transistor T2 on and off using a PWM signal, the coil L2 The other end is repeatedly connected to the ground (GND) potential and disconnected from the ground potential. Therefore, when the other end of the coil 2 is disconnected from the ground potential, a back electromotive force is generated between both ends of the coil L2, and due to this back electromotive force, a voltage of V2 is generated between the input DC power supply voltage v1 and the output voltage v2. >V holds true.

[発明が解決しようとする問題点] 従来の直流モータ用電源回路は以上のように構成されて
いるので、モータ印加電圧の可変範囲を入力電源電圧よ
り低い電圧かまたは高い電圧かのどちらか一方にしか設
定することができないという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional power supply circuit for a DC motor is configured as described above, the variable range of the voltage applied to the motor can be set to either a voltage lower than the input power supply voltage or a voltage higher than the input power supply voltage. There was a problem in that it could only be set.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、モータ印加電圧の可変範囲を入力直流電源電
圧によらず設定できる直流モータ用電源回路を得ること
を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a DC motor power supply circuit that can set the variable range of motor applied voltage regardless of the input DC power supply voltage.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る直流モータ用電源回路は、チョッパ型ス
テップダウン回路構成の直流モータ用電源回路のステッ
プダウン回路と、チョッパ型ステップアップ回路構成の
直流モータ用電源回路のステップアップ回路とを縦続接
続し、選択回路によりステップダウン回路およびステッ
プアップ回路のうちのいずれか一方の回路を選択するよ
うにしたものである。
[Means for Solving the Problems] A DC motor power supply circuit according to the present invention includes a step-down circuit of a DC motor power supply circuit having a chopper-type step-down circuit configuration, and a DC motor power supply circuit having a chopper-type step-up circuit configuration. The circuits are connected in cascade with a step-up circuit, and a selection circuit selects either the step-down circuit or the step-up circuit.

[作用] この発明においては、選択回路からの選択信号のレベル
がLレベルのとき、ステップダウン回路が選択されてモ
ータ印加電圧が入力直流電源電圧より低くなり、選択信
号のレベルがHレベルのとき、ステップアップ回路が選
択されてモータ印加電圧が入力直流電源電圧より高くな
る。
[Function] In this invention, when the level of the selection signal from the selection circuit is L level, the step-down circuit is selected and the voltage applied to the motor becomes lower than the input DC power supply voltage, and when the level of the selection signal is H level. , the step-up circuit is selected and the motor applied voltage becomes higher than the input DC power supply voltage.

[実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明する。[Example〕 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、この実施例の説明において、従来の技術の説明と
重複する部分については適宜その説明を省略する。
In the description of this embodiment, the description of parts that overlap with the description of the conventional technology will be omitted as appropriate.

第1図は、この発明の一実施例である直流モータ用電源
回路を示す図である。図において、入力電源端子1に入
力直流電源電圧V、が入力される。
FIG. 1 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to an embodiment of the present invention. In the figure, an input DC power supply voltage V is input to an input power supply terminal 1.

ステップアップ回路SUは、コイルL2とスイッチング
トランジスタT2とダイオードD2とコンデンサC2と
から構成され、ステップダウン回路SDは、スイッチン
グトランジスタT1とダイオードD1とコイルL1とう
ンデンサC1とから構成される。入力電源端子1はステ
ップアップ回路SUのコイルL2に接続される。ステッ
プアップ回路SUのダイオードD2とコンデンサC2と
の接続点はステップダウン回路SDのスイッチングトラ
ンジスタT1のエミッタに接続され、ステップダウン回
路SDのコイルL1とコンデンサD1との接続点は出力
端子5に接続される。制御信号入力端子3に直流モータ
2の回転数を制御する制御信号が入力される。制御信号
入力端子3はPWM制御回路4を介してゲート回路7の
一方の入力側およびゲート回路8の一方の入力側に接続
される。また、制御信号入力端子3は選択回路6を介し
てゲート回路7の他方の入力側およびゲート回路8の他
方の入力側に接続される。ゲート回路7はスイッチング
トランジスタT2のゲートに接続され、ゲート回路8は
スイッチングトランジスタT1のゲートに接続される。
The step-up circuit SU includes a coil L2, a switching transistor T2, a diode D2, and a capacitor C2, and the step-down circuit SD includes a switching transistor T1, a diode D1, a coil L1, and a capacitor C1. Input power supply terminal 1 is connected to coil L2 of step-up circuit SU. The connection point between the diode D2 and the capacitor C2 of the step-up circuit SU is connected to the emitter of the switching transistor T1 of the step-down circuit SD, and the connection point between the coil L1 and the capacitor D1 of the step-down circuit SD is connected to the output terminal 5. Ru. A control signal for controlling the rotation speed of the DC motor 2 is input to the control signal input terminal 3 . Control signal input terminal 3 is connected to one input side of gate circuit 7 and one input side of gate circuit 8 via PWM control circuit 4 . Further, the control signal input terminal 3 is connected to the other input side of the gate circuit 7 and the other input side of the gate circuit 8 via the selection circuit 6. Gate circuit 7 is connected to the gate of switching transistor T2, and gate circuit 8 is connected to the gate of switching transistor T1.

コイルL1とコンデンサC1との接続点と出力端子5と
の接続点は分圧回路9を介してPWM制御回路4に接続
される。
A connection point between the coil L1 and the capacitor C1 and a connection point between the output terminal 5 and the output terminal 5 are connected to the PWM control circuit 4 via a voltage dividing circuit 9.

制御信号入力端子3からの制御信号はPWM制御回路4
および選択回路6に与えられる。PWM制御回路4は制
御信号によりPWM信号を発生し、このPWM信号はゲ
ート回路7の一方の入力側およびゲート回路8の一方の
入力側に与えられる。
The control signal from the control signal input terminal 3 is sent to the PWM control circuit 4.
and is applied to the selection circuit 6. PWM control circuit 4 generates a PWM signal in response to a control signal, and this PWM signal is applied to one input side of gate circuit 7 and one input side of gate circuit 8.

選択回路6は基準電圧発生回路を含み、制御電圧と基準
電圧とを比較し、制御信号電圧が基準電圧より高いとき
には“H″レベル選択信号を、逆に制御信号電圧が基準
電圧より低いときには“L”レベルの選択信号を出力す
る。この選択信号はゲート回路7の他方の入力側および
ゲート回路8の他方の入力側に与えられるともとに分圧
回路9に与えられる。選択回路6から“H°レベルの選
択信号が出力されるとき、ゲート回路7はPWM信号を
通過させ、このゲート回路7を通過したPWM信号でス
イッチングトランジスタT2をオン・オフ制御する。一
方、ゲート回路8はPWM信号を遮断し、スイッチング
トランジスタT1を常時オン状態とする信号を発生する
。したがって、この場合は、スイッチングトランジスタ
T1が常時オン状態となり、ステップダウン回路SDの
ダイオードD1、コイルL1およびコンデンサC1は、
スイッチング電源回路としての動作を行なわず単に平滑
フィルタの役割を果たすことになり、第1図全体の回路
は、チョッパ型ステップアップ回路構成の直流モータ用
電源回路として動作し、出力端子5に入力直流電源電圧
V、より高いモータ印加電圧V2が得られる。選択回路
6から“L“レベルの選択信号が出力されるとき、ゲー
ト回路8はPWM信号を通過させ、このゲート回路8を
通過したPWM信号でスイッチングトランジスタT1を
オン・オフ制御する。一方、ゲート回路7はPWM信号
を遮断し、スイッチングトランジスタT2を常時オフ状
態とする信号を発生する。したがって、この場合は、ス
イッチングトランジスタT2が常時オフ状態となり、ス
テップアップ回路SAのコイルL1、ダイオードD2お
よびコンデンサC2は、スイッチング電源回路としての
動作を行なわず111に電源フィルタとしての役割を果
たすことになり、第1図全体の回路は、ステップダウン
回路構成の直流モータ用電源回路として動作し、出力端
子5に入力直流電源電圧v1より低いモータ印加電圧v
2が得られる。
The selection circuit 6 includes a reference voltage generation circuit, compares the control voltage and the reference voltage, and outputs an "H" level selection signal when the control signal voltage is higher than the reference voltage, and conversely outputs an "H" level selection signal when the control signal voltage is lower than the reference voltage. Outputs an L'' level selection signal. This selection signal is applied to the other input side of gate circuit 7 and the other input side of gate circuit 8, and is also applied to voltage divider circuit 9. When the selection signal of "H° level" is output from the selection circuit 6, the gate circuit 7 passes the PWM signal, and the PWM signal that has passed through the gate circuit 7 controls the switching transistor T2 on/off. The circuit 8 cuts off the PWM signal and generates a signal that keeps the switching transistor T1 always on. Therefore, in this case, the switching transistor T1 is always on, and the diode D1, coil L1, and capacitor of the step-down circuit SD C1 is
It does not operate as a switching power supply circuit, but simply plays the role of a smoothing filter, and the entire circuit shown in FIG. A higher power supply voltage V and a higher motor applied voltage V2 can be obtained. When the selection signal at "L" level is output from the selection circuit 6, the gate circuit 8 passes the PWM signal, and the PWM signal that has passed through the gate circuit 8 controls the switching transistor T1 to be turned on and off. On the other hand, the gate circuit 7 cuts off the PWM signal and generates a signal that keeps the switching transistor T2 in an off state at all times. Therefore, in this case, the switching transistor T2 is always in an off state, and the coil L1, diode D2, and capacitor C2 of the step-up circuit SA do not operate as a switching power supply circuit, but instead serve as a power supply filter 111. Therefore, the entire circuit in FIG. 1 operates as a DC motor power supply circuit with a step-down circuit configuration, and the motor applied voltage v lower than the input DC power supply voltage v1 is applied to the output terminal 5.
2 is obtained.

分圧回路9は第2図に示すように構成されている。図に
おいて、R5、R6およびR7は抵抗、10はスイッチ
、12は出力端子5の出力電圧V2を抵抗R5と抵抗R
6とで、または抵抗R5と抵抗R6およびR7とで分圧
した帰還電圧を出力する端子、11はスイッチ10をオ
ン・オフする選択回路6からの選択信号を入力する端子
である。
The voltage dividing circuit 9 is constructed as shown in FIG. In the figure, R5, R6 and R7 are resistors, 10 is a switch, and 12 is an output voltage V2 of output terminal 5 between resistor R5 and resistor R.
A terminal 11 outputs a feedback voltage divided by resistor R5 and resistors R6 and R7. A terminal 11 inputs a selection signal from the selection circuit 6 that turns on and off the switch 10.

選択回路6から“H“レベルの選択信号が入力端子11
に入力されるとスイッチ10はオンとなり、出力端子1
2の帰還電圧は、出力電圧V2を抵抗R5と抵抗R6お
よびR7とで分圧した電圧となる。選択回路6から“L
“レベルの選択信号が入力端子11に入力されるとスイ
ッチ10はオフとなり、出力端子12の帰還電圧は、出
力電圧v2を抵抗R5と抵抗R6とで分圧した電圧とな
る。
The “H” level selection signal from the selection circuit 6 is input to the input terminal 11.
switch 10 is turned on and output terminal 1 is input to
The feedback voltage No. 2 is a voltage obtained by dividing the output voltage V2 by the resistor R5 and the resistors R6 and R7. “L” from the selection circuit 6
"When the level selection signal is input to the input terminal 11, the switch 10 is turned off, and the feedback voltage at the output terminal 12 becomes a voltage obtained by dividing the output voltage v2 by the resistor R5 and the resistor R6.

帰還電圧の設定は、PWM制御回路4のダイナミックレ
ンジを最大限有効に確保できる方が電源回路設計上有利
であり、チョッパ型ステップダウン回路構成の直流モー
タ用電源回路として動作するときも、チョッパ型ステッ
プアップ回路構成の直流モータ用電源回路として動作す
るときも、PWM信号のパルス幅可変範囲が100%有
効に作用するように考慮することが一般に望ましい。明
らかに、ステップダウン回路構成の電源回路として動作
するときには出力電圧v2の可変範囲は入力直流電源電
圧V、以下の電圧範囲であり、ステップアップ回路構成
の電源回路として動作するときには出力電圧v2の可変
範囲は入力直流電源電圧V2以上の電圧範囲であること
から、分圧回路9は少なくとも2つ以上の分圧値が設定
できるように構成しておくことが設計上望ましい。
When setting the feedback voltage, it is advantageous in terms of power supply circuit design to secure the dynamic range of the PWM control circuit 4 as effectively as possible. Even when operating as a DC motor power supply circuit with a step-up circuit configuration, it is generally desirable to consider so that the pulse width variable range of the PWM signal operates 100% effectively. Obviously, when operating as a power supply circuit with a step-down circuit configuration, the variable range of the output voltage v2 is the input DC power supply voltage V or less, and when operating as a power supply circuit with a step-up circuit configuration, the variable range of the output voltage v2 is Since the range is a voltage range equal to or higher than the input DC power supply voltage V2, it is desirable in design that the voltage divider circuit 9 be configured to be able to set at least two or more divided voltage values.

なお、従来技術の説明において、出力電圧v2と入力直
流電源電圧■1との関係は、チョッパ型ステップダウン
回路構成の直流モータ用電源回路では■、〉■2、チョ
ッパ型ステップアップ回路構成の直流モータ用電源回路
ではV、<V2であるとしたが、第1図において詳細に
考察すると、ステップダウン回路構成の電源回路として
動作するときは、コイルL2の直流抵抗分による電圧、
ダイオードD2の順方向電圧vFおよびスイッチングト
ランジスタT1のエミッターコレクタ電圧■、εの電圧
ドロップが生じるため、実際には出力電圧v2は次式の
ようになる。
In addition, in the explanation of the prior art, the relationship between the output voltage v2 and the input DC power supply voltage ■1 is ■ in the DC motor power supply circuit with a chopper type step-down circuit configuration, 〉■2, and 〉■2 in the DC motor power supply circuit with the chopper type step-up circuit configuration. In the motor power supply circuit, it is assumed that V, <V2, but when considered in detail in Fig. 1, when operating as a power supply circuit with a step-down circuit configuration, the voltage due to the DC resistance of the coil L2,
Since a voltage drop occurs in the forward voltage vF of the diode D2 and the emitter-collector voltages 2 and ε of the switching transistor T1, the output voltage v2 actually becomes as shown in the following equation.

V2<V、−1(コイルL2の直流抵抗分による電圧)
 + V F  + V CE 1ステップアップ回路
構成の電源回路として動作するときは、同様に出力電圧
v2は次式のようになる。
V2<V, -1 (voltage due to DC resistance of coil L2)
+ V F + V CE When operating as a power supply circuit with a step-up circuit configuration, the output voltage v2 is similarly expressed by the following equation.

V2>v、−+(コイルL1の直流抵抗分による電圧)
+VF +Vcε) したがって、上記2式よりコイルL1およびL2の直流
抵抗分を適切に選択してやれば、入力直流電源電圧■、
に制約されることなく出力電圧、すなわちモータ印加電
圧の可変範囲を設定することができる。
V2>v, -+ (voltage due to DC resistance of coil L1)
+VF +Vcε) Therefore, if the DC resistance of coils L1 and L2 is appropriately selected from the above two equations, the input DC power supply voltage ■,
It is possible to set the variable range of the output voltage, that is, the voltage applied to the motor, without being restricted by this.

第3図は、この発明の他の実施例である直流モータ用電
源回路を示す図である。この直流モータ用電源回路は、
第1図においてステップダウン回路SDとステップアッ
プ回路SUとの配置を入替えた構成となっており、この
直流モータ用電源回路の動作は、前述した第1図の直流
モータ用電源回路の説明から容易に理解される。
FIG. 3 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to another embodiment of the present invention. This DC motor power supply circuit is
In Figure 1, the arrangement of the step-down circuit SD and step-up circuit SU is swapped, and the operation of this DC motor power supply circuit can be easily understood from the explanation of the DC motor power supply circuit shown in Figure 1 above. be understood.

第4図は、この発明のさらに他の実施例である直流モー
タ用電源回路を示す図である。モータ回転数の立上がり
速度は、モータの発生する起動トルクに大きく依存する
。第7図の直流モータのモータ回転数−負荷トルク特性
から明らかなようにモータ印加電圧が高い方が起動トル
クが大きくなる。このため、モータ起動時の立上がり時
間を早くしようとすると、モータ起動時には、通常回転
時のモータ印加電圧に対して数倍の印加電圧を必要とす
る。したがって、第4図に示したごとく、直流モータ2
の起動指令信号の入力端子14を設け、この起動指令信
号により!lt安定マルチバイブレータ13から一定時
間だけ“H” レベルの信号をゲート回路7の他方の入
力側およびゲート回路8の他方の入力側に送出するよう
に構成すると、直流モータ2の起動に必要な時間、第4
図全体の回路はチョッパ型ステップアップ回路構成の直
流モータ用電源回路として動作するため、直流モータ2
の高速立上がりを確保することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to still another embodiment of the present invention. The rising speed of the motor rotational speed largely depends on the starting torque generated by the motor. As is clear from the motor rotation speed-load torque characteristic of the DC motor shown in FIG. 7, the higher the voltage applied to the motor, the greater the starting torque. Therefore, if an attempt is made to speed up the rise time when the motor is started, an applied voltage that is several times higher than the voltage applied to the motor during normal rotation is required when the motor is started. Therefore, as shown in FIG.
An input terminal 14 for a start command signal is provided, and by this start command signal! If the stable multivibrator 13 is configured to send an "H" level signal to the other input side of the gate circuit 7 and the other input side of the gate circuit 8 for a certain period of time, the time required to start the DC motor 2 will be reduced. , 4th
The entire circuit in the figure operates as a DC motor power supply circuit with a chopper type step-up circuit configuration, so the DC motor 2
A high-speed rise can be ensured.

入力直流電源としてしばしばバッテリか用いられる。直
流モータおよび直流モータ用電源回路を含む装置全体の
消費電力を一定とすると、バッテリは単電池の電流容量
が大きい方が体積効率が良いことから、バッテリ電源の
供給電圧が低い方がバッテリ電源口体の容積が小さくな
りその重量が軽くなることが一般に知られている。装置
全体の小型軽量化を考慮するとバッテリ電源の供給電圧
を低くすることが有効であり、この点においてこの発明
は特に釘効に作用する。
A battery is often used as the input DC power source. Assuming that the power consumption of the entire device including the DC motor and DC motor power supply circuit is constant, the larger the current capacity of the battery, the better the volumetric efficiency. It is generally known that the smaller the volume of the body, the lighter the weight. In view of reducing the size and weight of the entire device, it is effective to lower the supply voltage of the battery power source, and the present invention is particularly effective in this respect.

なお、上記実施例では、スイッチングトランジスタTI
、T2のオン・オフ制御をPWM制御回路4により行な
う場合について示したが、スイッチングトランジスタT
I、T2のオン・オフ制御を周波数制御により行なって
もよく、この場合にも上記実施例と同様の効果を奏する
Note that in the above embodiment, the switching transistor TI
, T2 is controlled on and off by the PWM control circuit 4, but the switching transistor T2 is
The on/off control of I and T2 may be performed by frequency control, and in this case as well, the same effects as in the above embodiment can be achieved.

[発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、チョッパ型ステップダ
ウン回路構成の直流モータ用電源回路のステップダウン
回路と、チョッパ型ステップアップ回路構成の直流モー
タ用電源回路のステップアップ回路とを縦続接続し、選
択回路によりステップダウン回路およびステップアップ
回路のうちのいずれか一方の回路を選択するようにした
ので、モータ印加電圧の可変範囲を入力直流電源電圧に
よらず設定できる、スイッチング駆動方式の直流モータ
用電源回路を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a step-down circuit of a DC motor power supply circuit having a chopper-type step-down circuit configuration and a step-up circuit of a DC motor power supply circuit having a chopper-type step-up circuit configuration. are connected in cascade, and the selection circuit selects either the step-down circuit or the step-up circuit, so the switching drive allows the variable range of the motor applied voltage to be set regardless of the input DC power supply voltage. It is possible to obtain a DC motor power supply circuit using this method.

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

第1図は、この発明の一実施例である直流モータ用電源
回路を示す図である。 第2図は、第1図の分圧回路の構成を示す図である。 第3図は、この発明の他の実施例である直流モータ用電
源回路を示す図である。 第4図は、この発明のさらに他の実施例である直流モー
タ用電源回路を示す図である。 第5図は、従来のチョッパ型ステップダウン回路構成の
直流モータ用電源回路を示す図である。 第6(A)、(B)図は、第5図のチョッパ型ステップ
ダウン回路構成の直流モータ用電源回路におけるスイッ
チングトランジスタのコレクタ電圧波形を示す図である
。 第7図は、直流モータのモータ回転数−負荷トルク特性
を示す図である。 第8図は、従来のチョッパ型ステップアップ回路構成の
直流モータ用電源回路を示す図である。 図において、1は入力電源端子、2は直流モータ、3は
制御信号入力端子、4はPWM制御回路、5は出力端子
、6は選択回路、7,8はゲート回路、9は分圧回路、
10はスイッチ、11は入力端子、12は出力端子、1
3は単安定マルチバイブレーク、14は入力端子、TI
、T2はスイッチングトランジスタ、DI、D2はダイ
オード、Ll、L2はコイル、CI、C2はコンデンサ
、SUはステップアップ回路、SDはステップダウン回
路、R5,R6,R7は抵抗である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the voltage dividing circuit shown in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a DC motor power supply circuit according to still another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a DC motor power supply circuit having a conventional chopper type step-down circuit configuration. 6A and 6B are diagrams showing collector voltage waveforms of switching transistors in the DC motor power supply circuit having the chopper type step-down circuit configuration shown in FIG. 5. FIGS. FIG. 7 is a diagram showing motor rotation speed-load torque characteristics of a DC motor. FIG. 8 is a diagram showing a DC motor power supply circuit having a conventional chopper type step-up circuit configuration. In the figure, 1 is an input power supply terminal, 2 is a DC motor, 3 is a control signal input terminal, 4 is a PWM control circuit, 5 is an output terminal, 6 is a selection circuit, 7 and 8 are gate circuits, 9 is a voltage dividing circuit,
10 is a switch, 11 is an input terminal, 12 is an output terminal, 1
3 is monostable multi-bi break, 14 is input terminal, TI
, T2 are switching transistors, DI and D2 are diodes, Ll and L2 are coils, CI and C2 are capacitors, SU is a step-up circuit, SD is a step-down circuit, and R5, R6, and R7 are resistors. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スイッチング駆動方式の直流モータ用電源回路で
あって、 直流電源と、 そのエミッタを入力端とするpnpトランジスタと、該
pnpトランジスタのコレクタにその一方端が接続され
る第1のコイルと、該pnpトランジスタと該第1のコ
イルとの接続点にその陰極が接続されその陽極が接地さ
れる第1のダイオードと、該第1のコイルの他方端にそ
の一方電極が接続されその他方電極が接地される第1の
コンデンサとから構成され、該第1のコイルと該第1の
コンデンサとの接続点を出力端とする第1の回路と、 その一方端を入力端とする第2のコイルと、該第2のコ
イルの他方端にその陽極が接続される第2のダイオード
と、該第2のコイルと該第2のダイオードとの接続点に
そのコレクタが接続されそのエミッタが接地されるnp
nトランジスタと、該第2のダイオードの陰極にその一
方電極が接続されその他方電極が接地される第2のコン
デンサとから構成され、該第2のダイオードと該第2の
コンデンサとの接続点を出力端とする第2の回路とを備
え、 前記直流電源は前記第1の回路の前記入力端に接続され
、該第1の回路の前記出力端は前記第2の回路の前記入
力端に接続され、該第2の回路の前記出力端は直流モー
タの巻線に接続され、または、 前記直流電源は前記第2の回路の前記入力端に接続され
、該第2の回路の前記出力端は前記第1の回路の前記入
力端に接続され、該第1の回路の出力端は前記直流モー
タの巻線に接続され、前記直流モータの回転数を制御す
る制御信号に応答して所定パルス幅のパルス信号を発生
するパルス信号発生回路と、 前記直流モータの回転数を補正するために該直流モータ
の巻線に印加される電圧を分圧して前記パルス信号発生
回路に帰還するための分圧回路と、前記第1の回路およ
び前記第2の回路のうちのいずれかの回路を選択するた
めの2値レベルの選択信号を発生する選択回路と、 前記選択回路出力に応答して、前記パルス信号発生回路
出力を前記pnpトランジスタのゲートに接続し、かつ
前記npnトランジスタをオフさせる信号を発生し、ま
たは、前記パルス信号発生回路出力を前記npnトラン
ジスタのゲートに接続し、かつ前記pnpトランジスタ
をオンさせる信号を発生するゲート回路とを備えた直流
モータ用電源回路。
(1) A DC motor power supply circuit of a switching drive type, which includes a DC power supply, a pnp transistor whose emitter is an input terminal, and a first coil whose one end is connected to the collector of the pnp transistor. a first diode whose cathode is connected to a connection point between the pnp transistor and the first coil and whose anode is grounded; one electrode of which is connected to the other end of the first coil and the other electrode of which is connected; a first capacitor that is grounded; a first circuit that has an output terminal at a connection point between the first coil and the first capacitor; and a second coil that has one end thereof as an input terminal. and a second diode whose anode is connected to the other end of the second coil, whose collector is connected to the connection point between the second coil and the second diode and whose emitter is grounded. np
n transistor, and a second capacitor, one electrode of which is connected to the cathode of the second diode, and the other electrode of which is grounded, and the connection point between the second diode and the second capacitor is a second circuit serving as an output terminal, the DC power supply being connected to the input terminal of the first circuit, and the output terminal of the first circuit being connected to the input terminal of the second circuit. and the output end of the second circuit is connected to a winding of a DC motor, or the DC power source is connected to the input end of the second circuit, and the output end of the second circuit is connected to a winding of a DC motor. The output terminal of the first circuit is connected to the input terminal of the first circuit, and the output terminal of the first circuit is connected to the winding of the DC motor, and generates a predetermined pulse width in response to a control signal that controls the rotation speed of the DC motor. a pulse signal generation circuit that generates a pulse signal; and a voltage divider that divides the voltage applied to the winding of the DC motor in order to correct the rotational speed of the DC motor and feeds it back to the pulse signal generation circuit. a selection circuit that generates a binary level selection signal for selecting one of the first circuit and the second circuit; A signal generation circuit output is connected to the gate of the pnp transistor and generates a signal to turn off the npn transistor, or an output of the pulse signal generation circuit is connected to the gate of the npn transistor and the pnp transistor is turned on. A power supply circuit for a DC motor, comprising a gate circuit that generates a signal to
(2)前記分圧回路は、前記選択回路出力に応答して第
1または第2の分圧値が設定されるように構成される特
許請求の範囲第1項記載の直流モータ用電源回路。
(2) The DC motor power supply circuit according to claim 1, wherein the voltage dividing circuit is configured to set the first or second voltage dividing value in response to the output of the selection circuit.
(3)前記選択回路は、前記制御信号が入力され、該制
御信号の電圧と基準電圧とを比較する比較回路からなる
特許請求の範囲第1項または第2項記載の直流モータ用
電源回路。
(3) The DC motor power supply circuit according to claim 1 or 2, wherein the selection circuit comprises a comparison circuit to which the control signal is input and which compares the voltage of the control signal with a reference voltage.
(4)前記選択回路は、前記直流モータの起動指令信号
が入力されるマルチバイブレータからなる特許請求の範
囲第1項または第2項記載の直流モータ用電源回路。
(4) The DC motor power supply circuit according to claim 1 or 2, wherein the selection circuit comprises a multivibrator into which a starting command signal for the DC motor is input.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014007805A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Aisin Seiki Co Ltd Device for controlling speed of dc motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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