JPS6335185A

JPS6335185A - 電子ガバナ

Info

Publication number: JPS6335185A
Application number: JP61178533A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hikita; 純一疋田; Hiroyuki Saito; 博之斎藤
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-15

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を行う電子ガバナに
係り、特に、直流モータの逆起電力に対して基準電圧を
設定する基準電圧源のバイアス電流による回転制御への
影響防止などに関する。

〔従来の技術〕

従来、電子ガバナは、直流モータの速度制御をトランジ
スタなどを用いて行う速度制御装置であって、回転によ
って直流モータに発生する逆起電力と基準電圧とを比較
して両者の差電圧を求め、その差電圧に応じてトランジ
スタを制御することにより、直流モータの回転速度を一
定にするものであり、特開昭５８−２２４５８５号「直
流モータの速度制御袋４置」などがある。

電子ガバナは、たとえば、第４図に示すように、電源端
子２と端子４ａとの間に直流モータ６を接続し、端子４
ａと接地側端子８との間に第１のトランジスタ１０を設
置し、電源端子２と端子４ｂとの間に直流モータ６の内
部抵抗に対応する第１の抵抗１２を設置し、また、端子
４ｂと接地側端子８との間に第２のトランジスタ１４を
設置している。トランジスタ１０に流れる直流モータ６
の駆動電流に対してトランジスタ１４に流れる電流は特
定の比例関係を設定し、たとえば、Ｉｃ上でエミッタ面
積の比率によって、トランジスタ１４とトランジスタ１
０との電流比率を１−Ｋに設定する。抵抗１２の値は直
流モータ６の内部抵抗に対応する値に設定し、直流モー
タ６の内部抵抗の電流比倍に設定されている。

そして、トランジスタ１０．１４のコレクタ間には第２
の抵抗１６が設置されているとともに、各トランジスタ
１０．１４はベースを共通に接続して電流ミラー回路を
構成し、各トランジスタ１０．１４のベースには、比較
器２０の出力が各トランジスタ１０．１４のドライバを
構成するトランジスタ１８を通して加えられている。

比較器２０は、抵抗１２を介して電源側に接続されて、
定電流ｍ２ｚの定電流によって基準電圧＃２４に発生す
る一定の基準電圧Ｖ　ｒｅｆと、直流モータ６に発生す
る逆起電力とを比較し、両者の差電圧に応じた電流を出
力して各トランジスタ１０．１４のベースに供給する。

このような電子ガバナでは、外部負荷トルクなどの増加
によって直流モータ６の回転速度が低下すると、その逆
起電力が低下し、トランジスタ１０のコレクタ電位が高
くなる。この場合、比較器２０の反転入力端子（−）に
基準電圧源２４から加えられた基準電圧Ｖｒｅｆより、
非反転入力端子（＋）の入力電圧が高くなり、比較器２
０の出力電流が増し、各トランジスタ１０．１４のへ一
ス電流が増加する。この結果、トランジスタ１０に流れ
る電機子電流が増加し、直流モータ６の回転速度が高め
られる。このとき、トランジスタ１４には電機子電流に
相当する電流が流れて、抵抗１２には直流モータ６の内
部直流電圧降下に相当する電圧降下が発生する。

また、外部負荷トルクなどが低下して直流モータ６０回
転速度が上昇すると、その逆起電力が増加するので、ト
ランジスタ１０のコレクタ電位が低くなる。この場合、
基準電圧Ｖ　ｒｅｆより、非反転入力端子（＋）の入力
電圧が低くなり、比較器２０の出力電流が滅じ、各トラ
ンジスタ１０．１４のベース電流が減少するので、トラ
ンジスタ１０に流れる電機子電流が減少し、直流モータ
６の回転速度が低くなる。

したがって、直流モータ６は、回転速度が減少すれば、
その低下の度合によって電機子電流が増加し、また、回
転速度が増加すれば、その増加の度合によって電機子電
流が減少するので、回転速度が一定値に制御される。

この電子ガバナにおいて、直流モータ６の逆起電力をＥ
ａ、電機子電流をＩａ、内部抵抗をＲａ、定電流ｔＡ２
２の定電流をＩｒ、抵抗１２の抵抗値をＲＴ、抵抗１６
の抵抗値をＲ３、直流モータ６の逆起定数（ｒｐｍ／　
Ｖ　〕をＫａとすると、直流モータ６の回転速度Ｎは、Ｎ＝　（１／Ｋａ）（Ｖｒｅｆ　　（１＋（ＲＴ　／Ｒ
Ｓ　）（１＋　１／Ｋ））＋Ｔａ　　（（ＲＴ　／Ｋ）
−Ｒａｔ＋ＲＴ−Ｉｒ）　　　　　　　　・　・　・（１）で表
される。ここで、直流モータ６の内部抵抗Ｒａに対応し
て抵抗１２の抵抗値ＲＴをＲＴ＝に−Ｒａ　　　　　　
　・・・（２）に設定すれば、式（１）は、Ｎ＝　（１／Ｋａ）（Ｖｒｅｆ　　（１＋（ＲＴ　／Ｒ
５）（１＋　１／Ｋ））＋＋ＲＴ−Ｉｒ）　　　　　　
・・・（３）となり、直流モータ６は、電機子電流１ａ
に影響されず、一定回転速度になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この電子ガバナでは、端子４ａ。

４ｂ間に基準電圧源２４に発生した基準電圧Ｖｒｅｆが
そのまま出力されており、たとえば、基準電圧源２４を
バンドギャップ基準電圧回路で構成した場合、温度に依
存しない一定の電圧（１，２■）が発生する。この電圧
は、抵抗１６に印加して電流を補正する値としては極め
て大きな値であって、抵抗１６によって補償することは
誤差が大きくなり、また、電圧が大きいために低速設定
ができないという欠点があった。

また、基準電圧源２４は、温度に依存しないので、直流
モータ６の回転速度Ｎの温度補償を外部に設置した抵抗
１６によって行わなければならず、その場合、抵抗１６
の端子間に加える基準電圧Ｖｒｅｆが大きいと、僅かな
抵抗値の変化で補償電流が大きく変化するなど、温度補
償がやりにくいという欠点があった。

そして、この電子ガバナでは、低速設定や温度補償のた
めの電流補正と、直流モータ６の最大トルクは密接に関
係しているので、その補正形態によっては、直流モータ
６の最大トルクを悪化させるおそれがある。

そこで、この発明は、直流モータの最大トルクを悪化さ
せることなく、温度補償や低速設定を容易にした電子ガ
バナの提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の電子ガバナは、第１図に示すように、直流モ
ータ６に駆動電流を流す第１のトランジスタ１０ととも
に、直流モータ６の内部抵抗に対応して設けた第１の抵
抗１２に対して直流モータ６の駆動電流に対応する電流
を流す第２のトランジスタ１４を設置し、第１および第
２のトランジスタ１０．１４のコレクタ間に第２の抵抗
１６を設置し、第１の抵抗１２を介して電源に接続され
かつ定電流源２２によって駆動される基準電圧源２４で
設定された基準電圧Ｖｒｅｆと、直流モータ６に発生す
る逆起電力Ｅａとを比較し、両者の差電圧に応じて第１
および第２のトランジスタ１０．１４のベース電流を制
御する比較器２０を設置した電子ガバナにおいて、基準
電圧源２４の両端に分圧回路３２を設置し、基準電圧Ｖ
ｒｅｆの分圧した電圧Ｖｓをバッファ回路２６を通して
第２の抵抗１６の両端に発生させるものである。

〔作　　　用〕

このように構成すると、基準電圧Ｖｒｅｆを分圧回路３
２によって分圧し、その分圧によって得られた電圧ＶＳ
をバッファ回路２６を通して抵抗１６に加えるので、分
圧によって得られる電圧ＶＳは基準電圧Ｖｒｅｆより低
い値となり、第１および第２のトランジスタ１０．１４
のコレクタ間に流れる電流を外部の抵抗１６によって調
整し、温度補償を外部から必要かつ十分に行うことがで
き、また、速度についても低速度が容易に得られ、温度
補償や低速設定が容易になる。

また、バッファ回路２６の出力点が分圧回路３２の抵抗
分圧点に設定されているので、直流モータ６の最大トル
クの悪化が防止できる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の電子ガバナの実施例を示す。

この電子ガバナは、第４図に示した電子ガバナに対して
、第１の抵抗１２と基準電圧源２４との間にバッファ回
路２６を設置するとともに、基準電圧源２４に発生させ
た基準電圧Ｖ　ｒｅｆを抵抗２８．３０からなる分圧回
路３２で分圧し、その分圧によって抵抗３０側に得られ
た電圧ＶＳをバッファ回路２６を通してトランジスタ１
Ｏ１１４のコレクタ側の端子４ａ、４ｂ間に発生させた
ものである。その他の構成は、第４図に示した電子ガバ
ナと同一であり、同様の回転速度制御を実現することが
できる。

基準電圧ａＩ２４は、バンドギャップ基準電圧回路など
の定電圧回路で構成され、定電流源２２による定電流に
よって一定の基準電圧Ｖｒｅｆを発生させるものである
。この場合、基準電圧源２４に対する定電流は、定電流
源２２によって決定されるが、その供給源は電源で充当
され、バッファ回路２６の内部回路側から供給するもの
とする。このため、基準電圧源２４に対する動作電流は
、抵抗１２の電流路と、電流的に遮断されたバッファ回
路２６から供給され、抵抗１２に流れる電流とは確実に
遮断される。

そこで、抵抗２８．３０からなる分圧回路３２によって
基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した場合、抵抗２８．３０の抵
抗値をＲＩ　、Ｒｚとすると、その分圧によって得られ
た電圧Ｖｓは、ＶＳ　＝Ｖｒｅｆ　　−Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）・　・
　・（４）となり、この電圧ｖｓがバッファ回路２６を通して端子
４ａ、４ｂ間に端子４ｂ側を正として発生する。この結
果、トランジスタ１０．１４のコレクタ側に流れる電流
を外部の抵抗１６によって調整し、その電流補正によっ
て直流モータ６の温度補償や低速設定を行うことができ
る。そして、電圧ＶＳは、式（４）から明らかなように
、抵抗値Ｒ１、Ｒ２によって設定され、基準電圧Ｖｒｅ
ｆより温かに小さい値に設定することができるので、ト
ランジスタ１０．１４のコレクタ間に流れる電流の補正
を細かく行うことができる。

そして、バッファ回路２６の出力点が分圧回路３２の抵
抗分圧点に設定されているため、抵抗２８の電圧降下分
が無効電圧として発生するが二比較器２０の非反転入力
端子（＋）側の電位がトランジスタ１０．１４のコレク
タ・エミッタ間飽和電圧Ｖｃｅ５ａｔになるまで、直流
モータ６を十分にドライブすることができるので、直流
モータ６の最大トルクの悪化を防止することができる。

第２図は、第１図に示した電子ガバナの具体的な回路構
成例を示す。

第２図に示すように、比較器２０は、トランジスタ２０
０．２０１のエミッタ側に抵抗２０２．２０３を設置し
て定電流源２０４で動作電流が供給される差動増幅器に
、ダイオード２０５およびトランジスタ２０６からなる
能動負荷としての電流ミラー回路を設置したものである
。

また、基準電圧源２４に対して定電流を流す定電流源２
２は、トランジスタ２２１．２２２、ダイオード２２３
および抵抗２２４．２２５．２２６で構成されている。

そして、バッファ回路２６は、トランジスタ２６０．２
６１および定電流源２６２からなる差動増幅器にダイオ
ード２６３およびトランジスタ２６４からなる電流ミラ
ー回路を能動負荷として設置し、差動増幅器で得られた
出力をトランジスタ２６５で全帰還するようにした全帰
還差動増幅器で構成されている。

したがって、このような回路によれば、ハ′ツファ回路
２６を介して抵抗１２．１６と基準電圧源２４とが電流
的に遮断され、基準電圧源２４に対するバイアス電流は
、定電流源２２によって引かれてトランジスタ２６５を
通して電源側から供給される。

そして、基準電圧源２４で得られた基準電圧Ｖ　ｒｅｆ
は、分圧回路３２によって分圧され、抵抗３０側で得ら
れた電圧ｖｓは、バッファ回路２６を通してトランジス
タ１０．１４のコレクタ側の端子４ａ、４ｂ間に発生さ
せることができる。端子４ａ、４ｂ間に得られた電圧Ｖ
ｓは、基準電圧Ｖｒｅｆより温かに小さい値に設定され
るので、外部での抵抗１６による直流モータ６の温度補
償や低速設定が容易になる。

なお、分圧回路３２は、第３図に示すように、抵抗３４
．３６．３８によって構成し、各抵抗３４．３６．３８
の抵抗値をＲａ、Ｒｂ、Ｒｃとし、抵抗３６の両端から
端子４ａ、４ｂ間に発生させる電圧Ｖｓを得るものとす
ると、Ｖｓは、Ｖｓ　＝Ｖｒｅｆ　　−Ｒｂ／　（Ｒａ
＋Ｒｂ＋Ｒｃ）・　・　・（５）となる。

このようにすれば、第２図に示した実施例の抵抗２８側
の電圧降下が大きく、無効電圧が大きくなる場合に、た
とえば、トランジスタ２６０が遮断、トランジスタ２６
１が導通ずる不平衡状態を回避することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、基準電圧源に
発生した基準電圧を分圧回路によって分圧することによ
り、基準電圧より小さい値の電圧を得て、その電圧をバ
ッファ回路を通して第１および第２のトランジスタのコ
レクタ間に設置した第２の抵抗に設定できるので、最大
トルクを悪化させることなく、第２の抵抗によって直流
モータの温度補償や低速設定が容易かつ高精度に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子ガバナの実施例を示す回路図、
第２図は第１図に示した電子ガバナの具体的な回路構成
例を示す回路図、第３図はこの発明の電子ガバナの他の
実施例を示す回路図、第４図は従来の電子ガバナを示す
回路図である。６・・・直流モータ、１０・・・第１のトランジスタ、
１２・・・第１の抵抗、１４・・・第２のトランジスタ
、１６・・・第２の抵抗、２０・・・比較器、２２・・
・定電流源、２４・・・基準電圧源、２６・・・バッフ
ァ回路、３２・・・分圧回路。湊第１図

Claims

【特許請求の範囲】

直流モータに駆動電流を流す第１のトランジスタととも
に、直流モータの内部抵抗に対応して設けた第１の抵抗
に対して直流モータの駆動電流に対応する電流を流す第
２のトランジスタを設置し、第１および第２のトランジ
スタのコレクタ間に第２の抵抗を設置し、第１の抵抗を
介して電源に接続されかつ定電流源によって駆動される
基準電圧源で設定された基準電圧と、直流モータに発生
する逆起電力とを比較し、両者の差電圧に応じて第１お
よび第２のトランジスタのベース電流を制御する比較器
を設置した電子ガバナにおいて、基準電圧源の両端に分
圧回路を設置し、基準電圧の分圧した電圧をバッファ回
路を通して第２の抵抗の両端に発生させることを特徴と
する電子ガバナ。