JPS63213493A - 3相電流出力回路 - Google Patents

3相電流出力回路

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JPS63213493A
JPS63213493A JP62047101A JP4710187A JPS63213493A JP S63213493 A JPS63213493 A JP S63213493A JP 62047101 A JP62047101 A JP 62047101A JP 4710187 A JP4710187 A JP 4710187A JP S63213493 A JPS63213493 A JP S63213493A
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JP
Japan
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transistor
current
circuit
current source
collector
Prior art date
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Application number
JP62047101A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Ashizaki
芦崎 幸弘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/265Current mirrors using bipolar transistors only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28Arrangements for controlling current
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/907Temperature compensation of semiconductor

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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 本発明は、FA分野・OA分野・AV分野等に広く利用
される3相ブラシレスモータ等に使用できる3相電流出
力回路に関するものである。
従来の技術 3相ブラシレスモークを正弦波駆動する技術はトルクリ
ップルを抑制し、滑らかな回転を得るために広く利用さ
れているが、モータ駆動回路への電流指令信号を正弦波
とするために、モータセンサから合成された3相正弦波
信号を、種々の処理をして、3相正弦波電流信号に変換
したい場合がある。この様な処理を行う場合、トランジ
スタ3個を差動構成にした、いわゆる3差動増幅器がよ
く使用される。
以下図面を参照しながら、上述した従来の3相電流出力
回路の一例について説明する。
第4図は、従来の3相電流出力回路の回路図である。
従来の3相電流出力回路は、3相電圧信号V1+V2.
V、がベースに接続されて、エミッタが共通に接続され
た第1、第2、第3のトランジスタ12.13.14と
、該エミッタに接続された第1の電流源15と、前記3
相電圧信号V、、v2゜v3と位相が電気角でそれぞれ
180°ずれている3相電圧信号V、、V6 、veが
ベースに接続されて、エミッタが共通に接続された第4
、第5、第6のトランジスタ16.17.18と、該エ
ミッタに接続された第2の電流源19と、第1のトラン
ジスタ12のコレクタを入力とし、出力に第4のトラン
ジスタ16のコレクタを慨続して第1の出力端子21と
する第1のカレントミラー回路20と、第2のトランジ
スタ13のコレクタを入力とし、出力に第5のトランジ
スタ17のコレクタを接続して第2の出力端子23とす
る第2のカレントミラー回路22と、第3のトランジス
タ14のコレクタを入力とし、出力に第6のトランジス
タ18のコレクタを接続して第3の出力端子25とする
第3のカレントミラー回路24とで構成されている。
以上のように構成された従来の3相電流出力回路につい
て、以下その動作について説明する。
第1の電流源15の定電流値をIaとし、第1のトラン
ジスタ12.第2のトランジスタ13゜第3のトランジ
スタ14のコレクタ電流をそれぞれIat +  la
2* Iazとすると、常にIal + Ia2+ I
az = Iaである。
また、第2の電流源19の定電流値をlbとし、第4の
トランジスタ16.第5のトランジスタ17゜第6のト
ランジスタ18のコレクタ電流をそれぞれIbt e 
 1b21  (b、とすると、常にlbl + lb
2+ Ibz = lbである。
■I、v2.v3に、それぞれ相関位相が120゜ずれ
た3相正弦波を加える。
Vl =As in (ωt+α) Vt =As in (ωt+a−120°)V3=A
s in (ωt+α 240”)A・・・・・・撮幅
、ω・・・・・・周期、t=暗時間α・・・・・・初期
位相角。
すると、それぞれのトランジスタのコレクタ電流は近似
的に Iat =Io s in (ωt+α) +Ia/3
Ia2=IOS in (ωt+α−120°)+Ia
/3 1ow =Io s in (cc>t−1−a−24
0°)+Ia/3 で表される。
一方、V4 、VB 、 VB ニは、Vt 、 Vt
 、 V3とは位相が180°ずれている3相正弦波を
加える。
V、=−As in (ωt+α) V5=−As in (ωt+α−120°)Vs =
−As in (ωt+α−240°)すると、それぞ
れのトランジスタのコレクタ電流は、 lb、 = −1o s i n (ωt+a) + 
Ib/31b、=−1o s in (ωt−1−α−
120°)+Ib/3 Ibs =−1o s in (ωt−1−a−240
°)+lb/3 Taとlbが等しいとき、第1の出力端子21から出力
される電流I^、第2の出力端子23から出力される電
流1e、第3の出力端子25から出力される電流1cは
、それぞれ次式で表されIA=Ia1−1b1 =2I
o s in (ωt+α)le= Io2− Ib2
=21o s i n (ωt+α−120”) Ic=Ia=   Ib3 =2Io s in (ω
t+α−240°) となる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成だけでは、出力電流I
^、le、lcが負の温度係数をもつ。その説明を第5
図で行う。これまで説明した回路は、いわゆる3差動槽
幅器と呼ばれるもので、3個のトランジスタのエミッタ
が共通になっている。基本は2個のトランジスタから成
る差動増幅器と同じである。第5図は、エミッタが共通
の2個のトランジスタと、電流源と、カレントミラー回
路から構成されており、この回路の電流ゲインは、d 
 four/d  (Vl  −V2  )=q  I
o  /2kTとなり、温度係数は負である。k・・・
・・・ポルツマン定数、T・・・・・・温度、q・・・
・・・電子の電荷、Io・・・・・・電流源電流。
つまり、入力段トランジスタQl、Q2のVB2差が負
の温度係数をもち、3差動槽幅器の場合でも同様に負の
温度係数になる。
この回路の出力電流は、そのままモータ電流指令信号と
して使用されることが多く、このため、モータのトルク
が高温において低下し、サーボ系の設定ゲインが温度特
性をもち、モータ制御上好ましくない。
本発明は、上記問題点に鑑み、出力電流の温度係数を±
0にする微調整が可能な3相電流出力回路を提供するも
のである。
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3相電流出力回路
は、第1の電流源と、第2の電流源が、同様な正の温度
係数を持つように構成したものである。具体的には、第
1の給電線に対する電位差の温度係数がほぼ±Oと見な
せる第2の給電線と、第1の給電線との間に、複数の抵
抗を直列接続して分圧し、該分圧点が、コレクタが第2
の給電線もしくは第3の給電線に接続されているトラン
ジスタのベースに接続され、該トランジスタのエミッタ
と第1の給電線との間に複数個の順方向に接続されたダ
イオードと、そのダイオードと直列に接続された第1の
抵抗と、カレントミラー回路の入力側が接続された電流
源回路によって、3差動槽幅器の第1の電流源と第2の
電流源の電流値が決定されるように構成したものである
作用 本発明は、3差動槽幅器を使用した3相電流出力回路が
本質的に持つ、入力電圧に対する出力電流ゲインの負の
温度係数を補正することができ、回路の抵抗比を変化さ
せて、3相電流出力回路全体の温度係数を調整すること
ができる。
実施例 以下本発明の一実施例の3相電流出力回路の電流源の値
を決める構成について、図面を参照しながら説明する。
第3図は、本発明の一実施例の正の温度係数をもつ電流
源を使用した3相電流出力回路である。
第1図は電流源について詳しく説明したものである。
第1図(a) 、 (b) 、 (C)は本発明の温度
係数を微調したそれぞれの実施例の3相電流出力回路の
電流源である。第3図のその他の部分については、従来
の技術の項で述べた3相電流出力回路と同じである。
本実施例の給電線構成は第1の給電線1と、第2の給電
線2と、第3の給電線3である。この第3の給電線3は
、第2の給電線2と兼ねてもよい。
6はトランジスタで、この場合はNPN型で構成した回
路である。
7はNPN型トランジスタ6のエミッタに順方向に直列
接続された複数のダイオード、8はそのダイオード7と
直列に接続された第1の抵抗、9はカレントミラー回路
である。
以上の様に構成された3相電流出力回路について、以下
第1図を用いてその動作を説明する。
第1の給電線1に対する第2の給電線2の電位の温度係
数は例えば、バンドギャップ回路及びその出力回路によ
って供給されるものとする。すると、トランジスタ6の
ベース電位は温度に対して一定である。
第1の給電線1とトランジスタ6の間にある電圧発生源
は、複数の順方向に接続されたダイオード7の順方向電
圧NflNxVo (Nは正の整数)と、トランジスタ
6のベース・エミッタ間電圧VBEと、カレントミラー
回路9のVDがある。〈ここでVDとは、トランジスタ
をダイオード接続した場合のダイオード順方向電圧降下
であり、VBHに等しい。)これらのVBE、VDの値
は約−2mV/℃の負の温度係数を持つ。
従って第1図(b)の抵抗8の両端には、正の温度係数
をもった電圧がかかることになる。(第1図(a)。
(C)のようにカレントミラー回路にエミッタ抵抗があ
る場合は、この抵抗を上記抵抗8に加えて考える) 上記電圧の正の温度係数が、抵抗のもつ正の温度係数よ
り大きければ、カレントミラー回路に流れる電流は正の
温度係数をもつ。
第3図の回路をIC化した場合、実際に出来てくるチッ
プでは、3相電流出力部の負の温度係数の絶対値と電流
源回路の正の温度係数の絶対値が等しくないことが考え
られる。
このときは、マスク変更により修正をがけなければなら
ないが、回路はできるだけ簡単な方法で(Hi正できる
ことが望しい。
本回路では、この温度係数の微調整が簡単にできること
も特徴である。
微調整は、トランジスタ6のベース電位を抵抗4゜5の
抵抗比を調整することによって可能である。
例えば、トランジスタ6のベース電位を低(したとする
。ダイオード7、トランジスタ6、カレントミラー回路
9による電圧降下の温度に対する変動分は同じであるか
ら、ベース電位が低ければ低い程、抵抗8の両端にかか
る電圧の変化率は大きくなる。
よって、トランジスタ6のベース電位を連続的に変化さ
せてやれば、カレントミラー回路の電流値の温度係数を
連続的に変化させることができる。
第1図中(a)は、トランジスタ6のエミッタと第1の
給電線1との間に、第1の抵抗8とカレントミラー回路
9のエミッタ抵抗で構成した場合、(b)は第1の抵抗
8のみの場合、(C)はカレントミラー回路9のエミッ
タ抵抗のみの場合である。
第2図は、第1図(a) 、 (b) 、 (c)の回
路をPNPトランジスタを使用して構成したもので、第
1図と相違する点は、カレントミラー回路の出力が吐出
し方向になっていることと、複数のダイオードのアノー
ド側が、カレントミラー回路に接続されていることであ
る。
なお、説明図中、第1のトランジスタ6は、例えばダー
リントン接続されていても、その動作は1つのトランジ
スタ動作と見なせることは、言うまでもない。
発明の効果 以上の様に本発明は、第1の電流源と、第2の電流源は
同様な正の温度係数を持つように構成した、即ち、第1
の給電線に対する電位差の温度係数をほぼ±0にする第
2の給電線と、第1の給電線との間に、複数の抵抗を直
列接続して分圧し、該分圧点を、コレクタが第2の給電
線もしくは第3の給電線に接続されているトランジスタ
のベースに接続し、該トランジスタのエミッタと第1の
給電線との間に、順方向に接続された複数個のダイオー
ドと、第1の抵抗と、カレントミラー回路の入力側に接
続されている電流源回路によって、第1の電流源と第2
の電流源の電流値が決定されるので、3差動槽幅器が本
質的に持つ負の温度特性を打ち消すことができ、かつ、
回路の抵抗比を変化することによって、温度特性を連続
的に調整することができる。
以上の技術は、温度特性の要求が厳しい仕様に対して有
効なものであり、カットアンドトライによってかなりの
精度まで温度特性を調整した回路を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
1、・りl。 第1図=;土;栃は本発明の実施例における・(ンテN
PN型トランジスタの電流源回路部の結線図、°−第2
図は第1図をPNP型トランジスタで構成する場合の結
線図、第3図は本発明の実施例における3相電流出力回
路、第4図は従来の3相電流出力回路のブロック図、第
5図は従来の電流出力型差動増幅器のブロック図である
。 1・・・・・・第1の給電線、2・・・・・・第2の給
電線、3・・・・・・第3の給電線、4,5・・・・・
・抵抗、6・・・・・・第1のトランジスタ、7・・・
・・・ダイオード、8・・・・・・第1の抵抗、9・・
・・・・カレントミラー回路。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名+j′ ぐ     1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)3相電圧信号V_1、V_2、V_3がベースに
    接続され、エミッタが共通に接続された第1、第2、第
    3のトランジスタと、該第1、第2、第3のトランジス
    タのエミッタに接続された第1の電流源と、前記3相電
    圧信号V_1、V_2、V_3と位相が電気角でそれぞ
    れ180°ずれている3相電圧信号V_4、V_5、V
    _6がベースに接続され、エミッタが共通に接続された
    第4、第5、第6のトランジスタと、該第4、第5、第
    6のトランジスタのエミッタに接続された第2の電流源
    と、第1のトランジスタのコレクタを入力とし、出力に
    第4のトランジスタのコレクタを接続して第1の出力端
    子とする第1のカレントミラー回路と、第2のトランジ
    スタのコレクタを入力とし、出力に第5のトランジスタ
    のコレクタを接続して第2の出力端子とする第2のカレ
    ントミラー回路と、第3のトランジスタのコレクタを入
    力とし、出力に第6のトランジスタのコレクタを接続し
    て第3の出力端子とする第3のカレントミラー回路とを
    備え、第1の電流源と、第2の電流源は、同様な正の温
    度係数を持つように構成された3相電流出力回路。
  2. (2)第1の給電線に対する電位差の温度係数がほぼ±
    0である第2の給電線と、第1の給電線との間に、複数
    の抵抗を直列に接続して分圧し、該分圧点をコレクタが
    第3の給電線又は第2の給電線に接続されているトラン
    ジスタのベースに接続され、そのトランジスタのエミッ
    タと第1の給電線との間に、順方向に接続された複数個
    のダイオードと、そのダイオードと直列に接続した第1
    の抵抗と、この第1の抵抗をカレントミラー回路の入力
    側に接続した電流源回路によって、第1の電流源と第2
    の電流源の電流値が決定される特許請求の範囲第1項記
    載の3相電流出力回路。
  3. (3)第1の抵抗がカレントミラー回路のエミッタ抵抗
    で代用されている特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の3相電流出力回路。
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