JPS6260486A - 直流モ−タの速度制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流モータの速度制御装置に係り、・特に
、直流モータの回転速度の温度補償に関する。

〔従来の技術〕

従来、直流モータの速度制御装置は、回転速度に比例し
て直流モータに発生する逆起電力と、設定すべき回転数
に対応して設定した基準電、圧とを比較し、両者の差電
圧に応じて逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直
流モータの駆動電流を制御する制御ＩＣを設置し、直流
モータの回転速度を一定に制御するようにした、たとえ
ば、特公昭５９−３０６３７号「温度補償を施したモー
ター速度制御回路」、特開昭５８−２２４５８５号［直
流モータの速度制御装置」などが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような直流モータの速度制御装置では、制御ＩＣを
温度特性を持たないように回路構成上で設定し、温度変
化に対して直流モータの端子間電圧を一定に設定できる
が、直流モータは、温度上昇に応じて回転数が上昇する
温度特性を持っている。

従来、この直流モータの温度特性を打ち消すため、制御
ＩＣの温度特性を皆無にして立ち上がり変動を防止する
とともに、制御ＩＣの外部において基準電圧源にダイオ
ードなどの負の温度特性を持つ電圧を発生する電圧発生
素子を直列に接続して温度補償を行っている。（たとえ
ば、特公昭５９−３０６３７号「温度補償を施したモー
ターの速度制御回路」） このような温度補償では、電圧発生素子としてはダイオ
ードが適しているが、単一のダイオードで調整すること
ができず、複数個のダイオードやトランジスタを用いる
ことが必要である。たとえば、制’＋Ｂ　Ｉ　Ｃの内部
に設置される基準電圧源はバンドギャップ定電圧回路で
構成されるため、その基準電圧は通常１．２■であり、
また、ダイオード１個当りの電圧は０．６Ｖであるから
、適正な温度補償を施すには、２〜３個のダイオードに
よる電位設定が必要がある。たとえば、直流モータの温
度特性−１５００ＰＰＭ　７℃とすると、ダイオ−１１
個では温度特性を持たない基準電圧１．２■と、ダイオ
ード１個分の温度特性−３０００ＰＰＭ／℃のダイオー
ド電圧０．６　Ｖとでは、直流モータの温度特性を相殺
することができない。この場合、２個のダイオードを用
いればよいが、このように複数のダイオードを用いた場
合、その合成電圧が大きくなり過ぎて不便であり、高価
になる欠点がある。

そこで、この発明は、簡単な構成によって、直流モータ
の温度補償を施した直流モータの速度制御装置の提供を
目的とする。。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の直流モータの速度制御装置は、第１図または
第２図に示すように、直流モータ（実施例の直流モータ
２）の逆起電力と基準電圧とを比較し、逆起電力と基準
電圧（ｖｒ、ｆア）との差電圧に応じて駆動用トランジ
スタ（実施例の駆動用トランジスタ２２）を制御して前
記逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直流モータ
に流れる電流を制御回路（実施例の制御ＩＣ４）によっ
て加減し、回転速度を制御する直流モータの速度制御装
置において、一定の電圧を発生する第１の基準電圧源（
実施例の第１の基準電圧源２４）と、第１の基準電圧源
の電圧を分圧する分圧回路（実施例の分圧回路３０）と
、この分圧回路の分圧出力点に接続され前記直流モータ
の温度係数を相殺する温度特性を持つ第２の基準電圧源
（実施例の第２の基準電圧源３８）とを設置し、分圧回
路の分圧出力によって設定された電圧（Ｖ−＊ｒ＋）と
、第２の基準電圧源で設定された電圧（Ｖｒ−ｒｚ）’
との合成値で前記基準電圧（Ｖ、−ｒｔ）を設定したも
のである。

〔作　　　用〕

この発明の直流モータの速度制御装置は、制御回路の内
部に設定された温度特性を持たない電圧と、直流モータ
の温度特性を相殺する負の温度特性を持つ電圧との合成
電圧値で基準電圧を設定することにより、直流モータの
温度特性を補償し、一定の回転速度を実現する。この場
合、基準電圧は、分圧回路の分圧出力と第２の基準電圧
源で設定された電圧との合成比率を調整することにより
、直流モータの温度係−敗を相殺する負の温度係数を設
定して直流モータの温度補償を実現する。

そして、この発明の直流モータの速度制御装置において
、第２の基準電圧源は、たとえば、第２図または第３図
に示すように、ＰＮ接合電位を発生する特定のＰＮ接合
素子（第１実施例のＰＮ接合素子４０、第２実施例のＮ
ＰＮ型トランジスタ４６）と、このＰＮ接合素子に発生
する電圧を分圧して所定の基準電圧を設定する分圧回路
とから構成すれば、単一のＰＮ接合素子によって、極め
て簡単に直流モータの温度特性を補償できる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

（第１実施例） 第１図は、この発明の直流モータの速度制御装置の第１
実施例を示す。

第１図において、回転に応じて直流モータ２に発生する
逆起電力と、基準電圧■、。ｆＴとを比較し、その差電
圧に応じて直流モータ２の電流を制御する制御回路とし
て制御ＩＣ４が設置されている。

制御ＩＣ４の電源端子６と接地端子８との間には駆動電
圧ＶＣＣが加えられ、この駆動電圧ＶＣＣの印加によっ
て、電源端子６と入力端子１０との間に接続された抵抗
１２に制御電流を流すとと゛もに、電源端子６と出力端
子１４との間に接続された直流モータ２に電流を流す。

抵抗１２は、トルク調整用抵抗であり、直流モータ２の
内部抵抗Ｒつに対応しており、その抵抗値Ｒ２は、一定
の電流比に倍の値Ｋ　−Ｒ，に設定されている。また、
入力端子１０と出力端子１４との間には、速度調整用抵
抗１６が設置されている。

そして、制御ＩＣ４は、回転によって直流モータ２に発
生する逆起電力■、と、基準電圧Ｖ　ｒａｆＴとを比較
器１８で比較し、比較器１８が発生する電圧差は、その
出力端に共通にベースが接続された制御用トランジスタ
２０および駆動用トランジスタ２２に加えられ、比較器
１８の出力に応じて制御用トランジスタ２０および駆動
用トランジスタ２２のベース電流を制御するように構−
成されている。この場合、制御用トランジスタ２０およ
び駆動用トランジスタ２２は、電流ミラー回路を構成し
ており、制御電流は直流モータ２に流れる電流の１／Ｋ
に設定されている。

基準電圧ｖ９．アは、温度係数を持たない第１の基準電
圧Ｖ　ｒａｆｔと、直流モータ２の温度特性を相殺する
負の温度係数を持つ第２の基準電圧■□ｆ２との合成値
（ｖ、。ｆｌ　＋Ｖｒｅｒｚ）で設定されている。

この場合、基準電圧ｖ、、、ｆ１、■、、。、２の合成
比率を調整し、その合成値に直流モータ２の温度係数を
相殺する温度係数を設定するものである。

この実施例の場合、第１の基準電圧ｖ９□は、第１の基
準電圧源２４に抵抗２Ｇ、２８で構成される分圧回路３
０を並列に付加するとともに、これら基準電圧源２４お
よび分圧回路３０に定電流源３２で定電流を流し、第１
の基準電圧源２４が発生する基準電圧■、、、を分圧回
路３０で分圧して得ている。第１の基準電圧源２４は、
バンドギャップ基準電圧回路で構成され、基準電圧Ｖ　
ｒａｆは１．２Ｖに設定されている。

また、第２の基準電圧Ｖ　ｒａｆｔは、外部接続端子３
４．３６を介して制御ＩＣ４の外部に、負の温度特性を
持つ第２の基準電圧源３８を接続して設定されている。

この実施例の場合、制御ＩＣ４の外部に別の半導体素子
であるＰＮ接合素子４０を接続し、このＰＮ接合素子４
０に制御ＩＣ４に設置した定電流源４２．４４で定電流
を流し、この定電流によって発生するＰＮ接合電位によ
って第２の基準電圧Ｖ　ｒｔｔｒｚが設定されている。

この場合、定電流源４４は、比較器１８、制御用トラン
ジスタ２０および駆動用トランジスタ２２にも定電流を
供給して定電流駆動を実現している。

したがって、この速度制御装置は、回転によって直・流
モータ２に発生する逆起電力■、と、第１の基準電圧源
２４および分圧回路３０で設定された第１の基準電圧ｖ
９゜と、負の温度特性を持つ第２の基準電圧源３８で設
定された負の温度係数を持つ第２の基準電圧Ｖ　ｒａｆ
２との合成基準電圧Ｖ、、、ｔＴとを比較器１８で比較
し、比較器１８が発生する電圧差に応じて制御用トラン
ジスタ２０のベース電流を制御して抵抗１２の電圧降下
を変化させ、この変化に応じて直流モータ２の端子間電
圧を調整し、この端子間電圧に見合う電流を駆動用トラ
ンジスタ２２によって直流モータ２に流すので、温度変
化に対応して直流モータ２の温度係数を相殺する電流を
流すことができ、温度変化に無関係に直流モータ２の回
転速度を一定に制御することができる。

この実施例の基準電圧源３８は、・Ｐ型半導体とＮ型半
導体の接合からなるＰＮ接合素子４０に定電流源４２．
４４から定電流を流してＰＮ接合電位を発生させ、ＰＮ
接合素子４０としてたとえば、１個のダイオードで所定
の負の温度係数を持つ第２の基準電圧Ｖ１．２が設定で
き、比率設定用の抵抗２６．２８を設置しても、制御Ｉ
Ｃ４は安価に構成できる。

また、第１の基準電圧■、。、ｌの設定は、抵抗２６．
２８の抵抗値ＲＺ＆、ＲＺＢの比率で容易に設定でき、
また、この抵抗２６．２８を外部に設置して任意の比率
に外部から設定することもできる。

（第２実施例） 第２図は、この発明の直流モータの速度制御装置の第２
実施例を示す。

この実施例では、電源端子６と接地端子８との間に第１
の基準電圧源２４および定電流源３２を設置し、第１の
基準電圧源２４の両端に分圧回路３０を付加することに
より、第１の基準電圧源２４が発生した基準電圧Ｖ　ｒ
ａｙを抵抗２６．２８の抵抗比で分圧して第１の基準電
圧Ｖ　ｒｌｌｆｌを得ている。

また、第２の基準電圧源３８は、ＰＮ接合素子としての
ＮＰＮ型トランジスタ４６のコレクタ、ベースおよびエ
ミッタを分圧回路３０に形成された外部端子４７．４８
．５０にそれぞれ接続し、ＮＰＮ型トランジスタ４６の
エミッタおよび比較器１８に定電流源５２によって定電
流を流し、定電流駆動している。そこで、ＮＰＮ型トラ
ンジスタ４６のベース・エミ゛ツタ間電圧■□（ダイオ
ード電圧）でＮＰＮ型トランジスタ４６の負の温度・　
係数を持つ第２の基準電圧Ｖ　ｒａｆｔが設定されてい
る。

したがって、比較器１８の非反転入力端子（＋）に設定
される基準電圧Ｖ　ｒｍｆＴは、温度係数を持たない第
１の基準電圧Ｖ　ｒ＋ｏｒ＋と、直流モータ２の正の温
度係数を相殺する負の温度係数を持つ第２の基準電圧Ｖ
ｒａｆ２の合成値（Ｖ、。ｆｌ　”　Ｖ　ｒａｆｔ）で
設定されている。

そして、第１実施例では、出力端子１４に加えられる直
流モータ２の逆起電力を比較器１８の反転入力端子（−
）に加えて基準電圧Ｖ　ｒａｒｔと比較しているが、こ
の実施例の場合、比較器１８の反転入力端子（−）には
、直流モータ２の逆起電力が抵抗１６を介して入力端子
１０から加えられて基準電圧Ｖ　ｒｅｒｔｒと比較して
いる。

このようにしても、第１実施例と同様の効果が得られる
。

（実　験　例） 第１実施例において、抵抗２６．２８の抵抗値Ｒ２いＲ
ｚｓを等しい値（ＲＺ＆＝Ｒ２８）に設定する′　　と
、第１の基準電圧源２４および分圧回路３０で設定され
る温度係数を持たない第１の基準電圧■、、、ｆＩは０
．６Ｖとなり、また、ＰＮ接合素子４０で設定される負
の温度係数（−３０００ＰＰＭ　／　’Ｃ）を持つ第２
の基準電圧Ｖ９．は０．６ｖとなり、基準電圧Ｖ　ｒａ
ｆｔはこれらの加算値１．２Ｖとでその温度係数は一１
５００ＰＰＭ　／”Ｃが設定され、”この負の温度係数
を持つ低いしかも無効電圧を伴わない基準電圧Ｖ　ｒ−
ａｔｒによって、直流モータ２の温度係数を相殺するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、温度特性を持
たない第１の基準電圧源および分圧回路によって設定さ
れた第１の基準電圧と、直流モータの温度特性を相殺す
る負の温度特性を持つ第２の基準電圧源によって設定さ
れた第２の基準電圧との合成電圧値によって基準電圧を
設定し、この基準電圧と回転によって直流モータが発生
する逆起電力との差電圧に応じて直流モータに流す電流
を制御するので、極めて簡単な構成によって、直流モー
タの温度特性を相殺でき、温度変化に無関係に一定な回
転速度を実現できる。特に、この発明によれば、無効電
圧を伴うことなく、低い基準電圧を設定することができ
、制御回路自体の温度特性に影響を与えることなく、直
流モータの周囲温度における総合的な温度補償を簡単か
つ安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の直流モータの速度制御装置の第１実
施例を示す回路図、第２図はこの発明の直流モータの速
度制御装置の第２実施例を示す回路図である。 ２・・・直流モータ、４・・・制御回路としての制御Ｉ
Ｃ１１８・・・比較器、２２・・・駆動用トランジスタ
、２４・・・第１の基準電圧源、３８・・・第２の基準
電圧源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流モータの逆起電力と基準電圧とを比較し、逆起電力
   と基準電圧との差電圧に応じて駆動用トランジスタを制
   御して前記逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直
   流モータに流れる電流を制御回路によって加減し、回転
   速度を制御する直流モータの速度制御装置において、 一定の電圧を発生する第１の基準電圧源と、第１の基準
   電圧源の電圧を分圧して取り出す分圧回路と、 この分圧回路の分圧出力点に接続され前記直流モータの
   温度係数を相殺する温度特性を持つ第２の基準電圧源と
   を設置し、 分圧回路の分圧出力で設定された電圧と第２の基準電圧
   源で設定された電圧との合成値で前記基準電圧を設定し
   たことを特徴とする直流モータの速度制御装置。