JP2822074B2 - 直流モータ駆動回路 - Google Patents
直流モータ駆動回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電機子の回転速度に応じて発生する誘導起
電力を検出して、直流モータの駆動を制御するようにし
た誘導起電力感知形の直流モータ駆動回路に関する。
電力を検出して、直流モータの駆動を制御するようにし
た誘導起電力感知形の直流モータ駆動回路に関する。
本発明は、電圧比較器、駆動トランジスタおよびパル
ス発生回路によって直流モータの拘束状態を判定するよ
うに構成されている。そして、本発明では、前記電圧比
較器に入力される拘束トルクの設定電圧を大きさと、前
記パルス発生回路から出力されかつ前記駆動トランジス
タを周期的に瞬間オフにする遮断パルスの周期の大きさ
とを調節手段により互いに同方向に変化させることがで
きる。従って、拘束トルクに関連してモータの駆動状態
を広範囲に制御することができる。
ス発生回路によって直流モータの拘束状態を判定するよ
うに構成されている。そして、本発明では、前記電圧比
較器に入力される拘束トルクの設定電圧を大きさと、前
記パルス発生回路から出力されかつ前記駆動トランジス
タを周期的に瞬間オフにする遮断パルスの周期の大きさ
とを調節手段により互いに同方向に変化させることがで
きる。従って、拘束トルクに関連してモータの駆動状態
を広範囲に制御することができる。
本発明者は、拘束トルクの制御が可能な誘導起電力感
知形の直流モータ駆動回路として、第３図に示す回路を
先に提案した。
知形の直流モータ駆動回路として、第３図に示す回路を
先に提案した。
第３図において、直流モータ１は、直流電圧＋Vcが供
給される直流電源端子６に一端を接続され、他端を電界
効果トランジスタ（FET）２のドレインＤに接続されて
いる。このFET2側の直流モータ１の端子は、抵抗R3を介
して電圧比較器３の反転入力端子に接続されている。FE
T2のソースは接地され、ゲートＧはアンドゲート４の出
力端子に接続されている。
給される直流電源端子６に一端を接続され、他端を電界
効果トランジスタ（FET）２のドレインＤに接続されて
いる。このFET2側の直流モータ１の端子は、抵抗R3を介
して電圧比較器３の反転入力端子に接続されている。FE
T2のソースは接地され、ゲートＧはアンドゲート４の出
力端子に接続されている。
抵抗R1、可変抵抗器VR1および抵抗R2から成る直列回
路の一端は直流電源端子６に接続され、この直列回路の
他端（抵抗R2側）は接地されている。可変抵抗器VR1は
抵抗R1とR2との間に接続されている。可変抵抗器VR1の
摺動接点は、電圧比較器３の非反転入力端子に接続され
ている。従って、この電圧比較器３の非反転入力端子に
は、直流電圧＋Vcを抵抗R1、R2および可変抵抗器VR1の
抵抗値で分圧した設定電圧V2が供給される。この設定電
圧V2は直流モータ１の拘束トルク（モータ１が拘束状態
になったと判定してモータ１を停止させるときの限界ト
ルク）を設定する電圧である。
路の一端は直流電源端子６に接続され、この直列回路の
他端（抵抗R2側）は接地されている。可変抵抗器VR1は
抵抗R1とR2との間に接続されている。可変抵抗器VR1の
摺動接点は、電圧比較器３の非反転入力端子に接続され
ている。従って、この電圧比較器３の非反転入力端子に
は、直流電圧＋Vcを抵抗R1、R2および可変抵抗器VR1の
抵抗値で分圧した設定電圧V2が供給される。この設定電
圧V2は直流モータ１の拘束トルク（モータ１が拘束状態
になったと判定してモータ１を停止させるときの限界ト
ルク）を設定する電圧である。
電圧比較器３は、非反転入力端子に供給される設定電
圧V2と、反転入力端子に供給される電圧VMとを比較す
る。そして、電圧比較器３は、電圧V2が電圧VMよりも大
きいときに高レベルの電圧V0を出力し、電圧V2が電圧VM
よりも小さいときに低レベルの電圧V0を出力する。この
電圧比較器３の出力端子は、アンドゲート４の一方の入
力端子に接続されている。
圧V2と、反転入力端子に供給される電圧VMとを比較す
る。そして、電圧比較器３は、電圧V2が電圧VMよりも大
きいときに高レベルの電圧V0を出力し、電圧V2が電圧VM
よりも小さいときに低レベルの電圧V0を出力する。この
電圧比較器３の出力端子は、アンドゲート４の一方の入
力端子に接続されている。
アンドゲート４の他方の入力端子は、発振器５の出力
端子に接続されている。アンドゲート４のこの入力端子
は、発振器５から遮断パルスP1を供給される。アンドゲ
ート４は、電圧比較器３の出力電圧V0と遮断パルスP1と
の論理積をとって、出力信号をFET2のゲートＧに供給す
る。そして、アンドゲート４の出力信号が高レベルのと
きにFET2はオン状態となり、低レベルのときにFET2はオ
フ状態となる。上述の遮断パルスP1は一定周期Ｔ毎に一
瞬だけ低レベルになる発振信号である。
端子に接続されている。アンドゲート４のこの入力端子
は、発振器５から遮断パルスP1を供給される。アンドゲ
ート４は、電圧比較器３の出力電圧V0と遮断パルスP1と
の論理積をとって、出力信号をFET2のゲートＧに供給す
る。そして、アンドゲート４の出力信号が高レベルのと
きにFET2はオン状態となり、低レベルのときにFET2はオ
フ状態となる。上述の遮断パルスP1は一定周期Ｔ毎に一
瞬だけ低レベルになる発振信号である。
次に、このような構成の第３図に示す直流モータ駆動
回路の動作を説明する。
回路の動作を説明する。
直流モータ１の出力軸（図示せず）が外力で回転させ
られ、その電機子が回転したとする。この電機子の回転
によって、直流モータ１の両端に、第３図に示すよう
に、電機子の回転速度に比例した誘導起電力EMが発生す
る。このため、FET2のドレインＤには、次式で表わされ
る電圧VMが生じる。
られ、その電機子が回転したとする。この電機子の回転
によって、直流モータ１の両端に、第３図に示すよう
に、電機子の回転速度に比例した誘導起電力EMが発生す
る。このため、FET2のドレインＤには、次式で表わされ
る電圧VMが生じる。
VM＝VC−EM この電圧VMは電圧比較器３の反転入力端子に供給され
る。そして、誘導起電力EMが大きくなって、電圧VMが設
定電圧V2よりも小さくなると、電圧比較器３は出力電圧
V0を低レベルから高レベルに変化させる。このため、ア
ンドゲート４の出力信号として、遮断パルスP1がFET2の
ゲートＧに供給される。そして、FET2は遮断パルスP1が
高レベルのときにオン状態となる。従って、直流モータ
１に直流電圧＋VCが印加されて、直流モータ１の出力軸
は回転を継続する。
る。そして、誘導起電力EMが大きくなって、電圧VMが設
定電圧V2よりも小さくなると、電圧比較器３は出力電圧
V0を低レベルから高レベルに変化させる。このため、ア
ンドゲート４の出力信号として、遮断パルスP1がFET2の
ゲートＧに供給される。そして、FET2は遮断パルスP1が
高レベルのときにオン状態となる。従って、直流モータ
１に直流電圧＋VCが印加されて、直流モータ１の出力軸
は回転を継続する。
直流モータ１の出力軸が回転を継続している間にも、
遮断パルスP1は周期的に瞬時に低レベルになる。このた
め、FET2も同様に周期的に瞬時にオフ状態となる。この
FET2のオフ状態の期間において、電圧VMが設定電圧V2よ
りも小さければ、アンドゲート４の出力信号として遮断
パルスP1がFET2のゲートＧに継続して供給される。従っ
て、FET2は継続してオン状態とオフ状態とを繰返す。逆
に、FET2のオフ状態のときに電圧VMが設定電圧V2よりも
大きくなっていれば、電圧比較器３の出力電圧V0が低レ
ベルに変化する。従って、アンドゲート４の出力信号は
継続して低レベルになるので、FET2はオフ状態を継続し
て給電遮断状態になる。
遮断パルスP1は周期的に瞬時に低レベルになる。このた
め、FET2も同様に周期的に瞬時にオフ状態となる。この
FET2のオフ状態の期間において、電圧VMが設定電圧V2よ
りも小さければ、アンドゲート４の出力信号として遮断
パルスP1がFET2のゲートＧに継続して供給される。従っ
て、FET2は継続してオン状態とオフ状態とを繰返す。逆
に、FET2のオフ状態のときに電圧VMが設定電圧V2よりも
大きくなっていれば、電圧比較器３の出力電圧V0が低レ
ベルに変化する。従って、アンドゲート４の出力信号は
継続して低レベルになるので、FET2はオフ状態を継続し
て給電遮断状態になる。
なお、モータ１が回転を持続できるか、或いはFET2が
オフ状態を継続して給電遮断状態になるかの境界時に直
流モータ１に流れる電流IMは、直流モータ１の内部抵抗
をrMとすると、次式で表わされる。
オフ状態を継続して給電遮断状態になるかの境界時に直
流モータ１に流れる電流IMは、直流モータ１の内部抵抗
をrMとすると、次式で表わされる。
IM≒V2/rM（＝（VC−EM）/rM） 従って、電圧V2を制御することによって、直流モータ
１の拘束トルクを制御して、その駆動状態を制御するこ
とができる。そして、この電圧V2の制御のために、可変
抵抗器VR1が調節される。
１の拘束トルクを制御して、その駆動状態を制御するこ
とができる。そして、この電圧V2の制御のために、可変
抵抗器VR1が調節される。
第３図に示す上述の直流モータ駆動回路の場合には、
遮断パルスP1の周期Ｔが一定であるために、直流モータ
１の拘束トルクの可変幅が狭いという問題があった。即
ち、FET2がオン状態になるためには、誘導起電力が所定
値以上であることが必要であり、周期Ｔが短いと、拘束
トルクを最大にするために可変抵抗器VR1を抵抗R1側に
設定しても、最大駆動電流IM′（＝VC/rM）を得るのが
困難であるという問題があった。これとは逆に、周期Ｔ
が長いと、拘束トルクを小さくするために可変抵抗器VR
1を抵抗R2側に設定しても、拘束トルク時の駆動電流IM
を充分に小さくすることができないという問題があっ
た。
遮断パルスP1の周期Ｔが一定であるために、直流モータ
１の拘束トルクの可変幅が狭いという問題があった。即
ち、FET2がオン状態になるためには、誘導起電力が所定
値以上であることが必要であり、周期Ｔが短いと、拘束
トルクを最大にするために可変抵抗器VR1を抵抗R1側に
設定しても、最大駆動電流IM′（＝VC/rM）を得るのが
困難であるという問題があった。これとは逆に、周期Ｔ
が長いと、拘束トルクを小さくするために可変抵抗器VR
1を抵抗R2側に設定しても、拘束トルク時の駆動電流IM
を充分に小さくすることができないという問題があっ
た。
本発明は、このような欠点を解消して、直流モータの
駆動状態を広範囲に制御し得る直流モータ駆動回路を提
供することを目的とする。
駆動状態を広範囲に制御し得る直流モータ駆動回路を提
供することを目的とする。
本発明による直流モータ駆動回路は、直流モータの端
子に生じる誘導起電力と予め設定された設定電圧とを比
較する電圧比較器と、この電圧比較器の出力信号に応じ
てオンとなり、前記直流モータに駆動電圧を与える駆動
トランジスタと、この駆動トランジスタを周期的に瞬間
オフにするための遮断パルスを発生するパルス発生回路
とを備えている。
子に生じる誘導起電力と予め設定された設定電圧とを比
較する電圧比較器と、この電圧比較器の出力信号に応じ
てオンとなり、前記直流モータに駆動電圧を与える駆動
トランジスタと、この駆動トランジスタを周期的に瞬間
オフにするための遮断パルスを発生するパルス発生回路
とを備えている。
そして、その一つの発明では、前記設定電圧の大きさ
と前記遮断パルスの周期の大きさとを互いに同方向に変
化させる調節手段を備えている。
と前記遮断パルスの周期の大きさとを互いに同方向に変
化させる調節手段を備えている。
即ち、前記調節手段を調節することによって、前記設
定電圧の大きさと前記遮断パルスの周期の大きさとを同
時に大きくしたり、これとは逆に、同時に小さくしたり
することができる。
定電圧の大きさと前記遮断パルスの周期の大きさとを同
時に大きくしたり、これとは逆に、同時に小さくしたり
することができる。
また、他の一つの発明では、前記パルス発生回路は、
前記駆動トランジスタに入力される前記遮断パルスに応
じて鋸波状電圧を形成する鋸波形成回路と、この鋸波形
成回路の出力電圧と前記設定電圧とを比較する第２の電
圧比較器と、前記鋸波形成回路の前記出力電圧と予め設
定された基準電圧とを比較する第３の電圧比較器と、前
記第２の電圧比較器の出力信号と前記第３の電圧比較器
の出力信号とから前記遮断パルスを形成するパルス形成
回路とを有し、前記設定電圧の大きさと前記遮断パルス
の周期の大きさとを互いに同方向に変化させる調節手段
をさらに備えている。また、この場合、前記鋸波形成回
路は、前記鋸波状電圧の上昇速度と下降速度とを互いに
逆方向に変化させる速度設定手段を有していてもよい。
即ち、前記速度設定手段を調節することによって、前記
上昇速度と前記下降速度とを同時に大きくしたり、これ
とは逆に、同時に小さくしたりすることができる。
前記駆動トランジスタに入力される前記遮断パルスに応
じて鋸波状電圧を形成する鋸波形成回路と、この鋸波形
成回路の出力電圧と前記設定電圧とを比較する第２の電
圧比較器と、前記鋸波形成回路の前記出力電圧と予め設
定された基準電圧とを比較する第３の電圧比較器と、前
記第２の電圧比較器の出力信号と前記第３の電圧比較器
の出力信号とから前記遮断パルスを形成するパルス形成
回路とを有し、前記設定電圧の大きさと前記遮断パルス
の周期の大きさとを互いに同方向に変化させる調節手段
をさらに備えている。また、この場合、前記鋸波形成回
路は、前記鋸波状電圧の上昇速度と下降速度とを互いに
逆方向に変化させる速度設定手段を有していてもよい。
即ち、前記速度設定手段を調節することによって、前記
上昇速度と前記下降速度とを同時に大きくしたり、これ
とは逆に、同時に小さくしたりすることができる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の直流モータ駆動回路の一実施例を示
す回路図である。第１図において、第３図と同一の符号
は同一のものを示す。そして、第３図の説明との重複を
避けるために、第３図の構成と異なる部分についての
み、以下において説明する。
す回路図である。第１図において、第３図と同一の符号
は同一のものを示す。そして、第３図の説明との重複を
避けるために、第３図の構成と異なる部分についての
み、以下において説明する。
第１図において、FET（駆動トランジスタ）２のゲー
トＧには、鋸波形成回路12の入力端子が接続されてい
る。この鋸波形成回路12は、抵抗R4、R5、可変抵抗器
（速度設定部）VR2、ダイオードD1、D2およびコンデン
サC1から成っている。即ち、FET2のゲートＧと可変抵抗
器VR2の摺動接点との間には、抵抗R4が接続されてい
る。可変抵抗器VR2の一端は抵抗R5の一端に接続され、
抵抗R5の他端はダイオードD1のアノードに接続され、ダ
イオードD1のカソードはコンデンサC1に接続されてい
る。可変抵抗器VR2の他端はダイオードD2のカソードに
接続され、ダイオードD2のアノードはコンデンサC1に接
続されるとともに、ダイオードD1のカソードに接続され
ている。つまり、コンデンサC1の一端はダイオードD1と
D2とに接続され、コンデンサC1の他端は接地されてい
る。コンデンサC1とダイオードD1、D2との接続点は鋸波
形成回路12の出力端子となっている。
トＧには、鋸波形成回路12の入力端子が接続されてい
る。この鋸波形成回路12は、抵抗R4、R5、可変抵抗器
（速度設定部）VR2、ダイオードD1、D2およびコンデン
サC1から成っている。即ち、FET2のゲートＧと可変抵抗
器VR2の摺動接点との間には、抵抗R4が接続されてい
る。可変抵抗器VR2の一端は抵抗R5の一端に接続され、
抵抗R5の他端はダイオードD1のアノードに接続され、ダ
イオードD1のカソードはコンデンサC1に接続されてい
る。可変抵抗器VR2の他端はダイオードD2のカソードに
接続され、ダイオードD2のアノードはコンデンサC1に接
続されるとともに、ダイオードD1のカソードに接続され
ている。つまり、コンデンサC1の一端はダイオードD1と
D2とに接続され、コンデンサC1の他端は接地されてい
る。コンデンサC1とダイオードD1、D2との接続点は鋸波
形成回路12の出力端子となっている。
鋸波形成回路12の出力端子は、電圧比較器７の反転入
力端子と電圧比較器８の非反転入力端子とに接続されて
いる。電圧比較器７の非反転入力端子はトルク制御用の
可変抵抗器VR1の摺動接点に接続されている。従って、
この電圧比較器７の非反転入力端子には、設定電圧V2が
供給される。従って、電圧比較器７は、設定電圧V2と鋸
波形成回路12の出力電圧VNとを比較する。そして、この
電圧比較器７は、設定電圧V2が出力電圧VNよりも大きい
ときに高レベルＨの電圧V3を出力し、電圧V2が電圧VNよ
りも小さいときに低レベルＬの電圧V3を出力する。この
電圧比較器７の出力端子は、パルス形成回路11のセット
入力端子SETに接続されている。
力端子と電圧比較器８の非反転入力端子とに接続されて
いる。電圧比較器７の非反転入力端子はトルク制御用の
可変抵抗器VR1の摺動接点に接続されている。従って、
この電圧比較器７の非反転入力端子には、設定電圧V2が
供給される。従って、電圧比較器７は、設定電圧V2と鋸
波形成回路12の出力電圧VNとを比較する。そして、この
電圧比較器７は、設定電圧V2が出力電圧VNよりも大きい
ときに高レベルＨの電圧V3を出力し、電圧V2が電圧VNよ
りも小さいときに低レベルＬの電圧V3を出力する。この
電圧比較器７の出力端子は、パルス形成回路11のセット
入力端子SETに接続されている。
電圧比較器８の反転入力端子には、直流電圧＋VCを抵
抗R6およびR7の抵抗値で分圧した基準電圧V1が供給され
る。従って、この電圧比較器８は、非反転入力端子に供
給される電圧VNと、反転入力端子に供給される基準電圧
V1とを比較する。そして、この電圧比較器８は、電圧VN
が電圧V1よりも大きいときに高レベルＨの電圧V4を出力
し、電圧VNが電圧V1よりも小さいときに低レベルＬの電
圧V4を出力する。この電圧比較器８の出力端子は、パル
ス形成回路11のリセット入力端子RESに接続されてい
る。
抗R6およびR7の抵抗値で分圧した基準電圧V1が供給され
る。従って、この電圧比較器８は、非反転入力端子に供
給される電圧VNと、反転入力端子に供給される基準電圧
V1とを比較する。そして、この電圧比較器８は、電圧VN
が電圧V1よりも大きいときに高レベルＨの電圧V4を出力
し、電圧VNが電圧V1よりも小さいときに低レベルＬの電
圧V4を出力する。この電圧比較器８の出力端子は、パル
ス形成回路11のリセット入力端子RESに接続されてい
る。
パルス形成回路11は、本実施例では、ナンドゲート
９、10から成るRSフリップフロップから構成されてい
る。従って、ナンドゲート９側のセット入力端子SETと
ナンドゲート10側のリセット入力端子RESとが共に高レ
ベルの電圧に設定されると、パルス形成回路11の出力端
子（ナンドゲート10の出力端子）は高レベルＨの電圧P2
を出力する。この状態でセット入力端子SETの入力が一
瞬でも低レベルになると、パルス形成回路11の出力端子
は低レベルＬの電圧P2を出力してその状態を保持する。
また、リセット入力端子RESの入力が低レベルになる
と、パルス形成回路11の出力端子は高レベルＨの電圧P2
を出力する。このパルス形成回路11の出力端子はアンド
ゲード４の一方の入力端子に接続されている。アンドゲ
ート４のこの入力端子には、第３図では、発振器５が接
続されているが、第１図では、第３図の発振器５に代え
て、鋸波形成回路12、比較器７、８、パルス形成回路11
などから成るパルス発生回路が接続されている。
９、10から成るRSフリップフロップから構成されてい
る。従って、ナンドゲート９側のセット入力端子SETと
ナンドゲート10側のリセット入力端子RESとが共に高レ
ベルの電圧に設定されると、パルス形成回路11の出力端
子（ナンドゲート10の出力端子）は高レベルＨの電圧P2
を出力する。この状態でセット入力端子SETの入力が一
瞬でも低レベルになると、パルス形成回路11の出力端子
は低レベルＬの電圧P2を出力してその状態を保持する。
また、リセット入力端子RESの入力が低レベルになる
と、パルス形成回路11の出力端子は高レベルＨの電圧P2
を出力する。このパルス形成回路11の出力端子はアンド
ゲード４の一方の入力端子に接続されている。アンドゲ
ート４のこの入力端子には、第３図では、発振器５が接
続されているが、第１図では、第３図の発振器５に代え
て、鋸波形成回路12、比較器７、８、パルス形成回路11
などから成るパルス発生回路が接続されている。
次に、このような構成の第１図に示す直流モータ駆動
回路の動作を、第２図に示すタイムチャートと共に説明
する。ここで、第２図は第１図の直流モータ駆動回路の
主要部の電圧波形を示すタイムチャートである。
回路の動作を、第２図に示すタイムチャートと共に説明
する。ここで、第２図は第１図の直流モータ駆動回路の
主要部の電圧波形を示すタイムチャートである。
まず、直流モータ１が静止状態にある場合について説
明する。直流モータ１が静止しているときには、誘導起
電力EMはゼロであるので、電圧VMは直流電圧＋VCの値と
なっている。従って、電圧VMが設定電圧V2よりも大きい
ので、電圧比較器３の出力電圧V0は低レベルになってい
る。このため、アンドゲート４の出力信号も低レベルに
なっているので、FET2のドレイン−ソース間はオフ状態
になっている。また、アンドゲート４の出力信号が低レ
ベルであるので、鋸波形成回路12の出力電圧VNも低レベ
ルの電圧（0V）になっている（第２図の時点t1以前の状
態である）。
明する。直流モータ１が静止しているときには、誘導起
電力EMはゼロであるので、電圧VMは直流電圧＋VCの値と
なっている。従って、電圧VMが設定電圧V2よりも大きい
ので、電圧比較器３の出力電圧V0は低レベルになってい
る。このため、アンドゲート４の出力信号も低レベルに
なっているので、FET2のドレイン−ソース間はオフ状態
になっている。また、アンドゲート４の出力信号が低レ
ベルであるので、鋸波形成回路12の出力電圧VNも低レベ
ルの電圧（0V）になっている（第２図の時点t1以前の状
態である）。
この場合、コンデンサC1に電荷が多少あったとして
も、ダイオードD2、可変抵抗器VR2および抵抗R4から成
る経路を介して、コンデンサC1の電荷は放電してしま
う。
も、ダイオードD2、可変抵抗器VR2および抵抗R4から成
る経路を介して、コンデンサC1の電荷は放電してしま
う。
鋸波形成回路12の出力電圧VNが低レベルの電圧になっ
ていると、電圧比較器７の出力電圧V3は高レベルＨの電
圧になっている。また同様に、電圧比較器８の出力電圧
V4は低レベルＬの電圧になっている。このため、パルス
形成回路11のセット入力端子SETには高レベルＨの電圧V
3が供給され、リセット入力端子RESには低レベルＬの電
圧V4が供給される。パルス形成回路11は、リセット入力
端子RESに供給される電圧V4が低レベルＬになっている
ので、第２図の時点t1に示すように、その出力端子に高
レベルＨの出力信号P2を出力する。この高レベルＨの出
力信号P2は、アンドゲート４の入力端子に供給される。
ていると、電圧比較器７の出力電圧V3は高レベルＨの電
圧になっている。また同様に、電圧比較器８の出力電圧
V4は低レベルＬの電圧になっている。このため、パルス
形成回路11のセット入力端子SETには高レベルＨの電圧V
3が供給され、リセット入力端子RESには低レベルＬの電
圧V4が供給される。パルス形成回路11は、リセット入力
端子RESに供給される電圧V4が低レベルＬになっている
ので、第２図の時点t1に示すように、その出力端子に高
レベルＨの出力信号P2を出力する。この高レベルＨの出
力信号P2は、アンドゲート４の入力端子に供給される。
つぎに、直流モータ１の出力軸（図示せず）が外力で
回転させられ、この出力軸に接続されている電機子が回
転したとする。この電機子の回転によって、第３図の場
合に述べるように、直流モータ１の両端に誘導起電力EM
が発生する。このため、電圧VMは直流電圧＋VCの値から
低下する。そして、この電圧VMが設定電圧V2よりも小さ
くなると、電圧比較器３は出力電圧V0を低レベルから高
レベルに変化させる。このときには、パルス形成回路11
の出力信号P2は高レベルＨの電圧になっているので、ア
ンドゲート４の両入力電圧は高レベルになる。従って、
アンドゲート４の出力信号は高レベルの電圧となるの
で、FET2のドレイン−ソース間はオン状態となる。この
結果、直流モータ１に直流電圧＋VCが印加されて、直流
モータ１の出力側は回転を継続する。
回転させられ、この出力軸に接続されている電機子が回
転したとする。この電機子の回転によって、第３図の場
合に述べるように、直流モータ１の両端に誘導起電力EM
が発生する。このため、電圧VMは直流電圧＋VCの値から
低下する。そして、この電圧VMが設定電圧V2よりも小さ
くなると、電圧比較器３は出力電圧V0を低レベルから高
レベルに変化させる。このときには、パルス形成回路11
の出力信号P2は高レベルＨの電圧になっているので、ア
ンドゲート４の両入力電圧は高レベルになる。従って、
アンドゲート４の出力信号は高レベルの電圧となるの
で、FET2のドレイン−ソース間はオン状態となる。この
結果、直流モータ１に直流電圧＋VCが印加されて、直流
モータ１の出力側は回転を継続する。
一方、アンドゲート４の出力信号が高レベルの電圧に
なると、鋸波形成回路12では、抵抗R4、可変抵抗器V
R2、抵抗R5およびダイオードD1から成る経路を電流が流
れて、コンデンサC1が充電されていく（第２図の時点t1
からt2の期間）。従って、鋸波形成回路12の出力電圧VN
は徐々に上昇する。そして、この電圧VNが基準電圧V1の
値に達すると、電圧比較器８は出力電圧V4を低レベルＬ
から高レベルＨに変化させる（第２図の時点t2）。パル
ス形成回路11は、リセット入力端子RESに供給される電
圧V4が高レベルＨになるので、リセット状態を解除され
る。ただし、この場合、パルス形成回路11の出力信号P2
は依然として高レベルの電圧になっている。
なると、鋸波形成回路12では、抵抗R4、可変抵抗器V
R2、抵抗R5およびダイオードD1から成る経路を電流が流
れて、コンデンサC1が充電されていく（第２図の時点t1
からt2の期間）。従って、鋸波形成回路12の出力電圧VN
は徐々に上昇する。そして、この電圧VNが基準電圧V1の
値に達すると、電圧比較器８は出力電圧V4を低レベルＬ
から高レベルＨに変化させる（第２図の時点t2）。パル
ス形成回路11は、リセット入力端子RESに供給される電
圧V4が高レベルＨになるので、リセット状態を解除され
る。ただし、この場合、パルス形成回路11の出力信号P2
は依然として高レベルの電圧になっている。
時点t2以後においても、鋸波形成回路12の出力電圧VN
は徐々に上昇を続ける。そして、この電圧VNが設定電圧
V2の値に達すると、電圧比較器７は出力電圧V3を高レベ
ルＨから低レベルＬに変化させる（第２図の時点t3）。
電圧V3が低レベルＬになると、パルス形成回路11は、セ
ット入力端子SETの入力が低レベルの電圧となるので、
その出力信号P2を低レベルＬの電圧にしてこの状態を保
持する。このため、アンドゲート４は、その一方の入力
信号が低レベルになるので、その出力信号は低レベルに
なる。従って、FET2はオフ状態になる。
は徐々に上昇を続ける。そして、この電圧VNが設定電圧
V2の値に達すると、電圧比較器７は出力電圧V3を高レベ
ルＨから低レベルＬに変化させる（第２図の時点t3）。
電圧V3が低レベルＬになると、パルス形成回路11は、セ
ット入力端子SETの入力が低レベルの電圧となるので、
その出力信号P2を低レベルＬの電圧にしてこの状態を保
持する。このため、アンドゲート４は、その一方の入力
信号が低レベルになるので、その出力信号は低レベルに
なる。従って、FET2はオフ状態になる。
アンドゲート４の出力信号が低レベルになると、コン
デンサC1に充電されていた電荷は、ダイオードD2、可変
抵抗器VR2および抵抗R4から成る経路を介して、直ちに
放電を開始する。このため、鋸波形成回路12の出力電圧
VNは、すぐに設定電圧V2の値よりも低下する。従って、
電圧比較器７は出力電圧V3を再び低レベルＬから高レベ
ルＨに変化させる。このとき、パルス形成回路11の出力
信号P2は低レベルＬの電圧に保持されている（第２図の
時点t3とt4の間）。
デンサC1に充電されていた電荷は、ダイオードD2、可変
抵抗器VR2および抵抗R4から成る経路を介して、直ちに
放電を開始する。このため、鋸波形成回路12の出力電圧
VNは、すぐに設定電圧V2の値よりも低下する。従って、
電圧比較器７は出力電圧V3を再び低レベルＬから高レベ
ルＨに変化させる。このとき、パルス形成回路11の出力
信号P2は低レベルＬの電圧に保持されている（第２図の
時点t3とt4の間）。
このように、パルス形成回路11の出力信号P2が低レベ
ルＬの電圧のときには、FET2はオフ状態になっており、
直流モータ１が拘束状態になったか否かが検知される。
この場合、電圧VMが設定電圧V2よりも大きければ、電圧
比較器３の出力電圧V0が低レベルに変化する。従って、
アンドゲート４の出力信号は低レベルになるので、FET2
はオフ状態を継続する。この結果として、直流モータ１
には直流電圧＋VCが印加されなくなるので、直流モータ
の出力軸は回転を停止する。
ルＬの電圧のときには、FET2はオフ状態になっており、
直流モータ１が拘束状態になったか否かが検知される。
この場合、電圧VMが設定電圧V2よりも大きければ、電圧
比較器３の出力電圧V0が低レベルに変化する。従って、
アンドゲート４の出力信号は低レベルになるので、FET2
はオフ状態を継続する。この結果として、直流モータ１
には直流電圧＋VCが印加されなくなるので、直流モータ
の出力軸は回転を停止する。
一方、パルス形成回路11の出力信号P2が低レベルの電
圧のときに、電圧VMが設定電圧V2よりも小さければ、電
圧比較器３の出力電圧V0は高レベルを保持する。
圧のときに、電圧VMが設定電圧V2よりも小さければ、電
圧比較器３の出力電圧V0は高レベルを保持する。
前述のとおり、第２図の時点t3とt4との間では、コン
デンサC1に充電されていた電荷は放電され続けているの
で、電圧VNは低下し続けている。そして、電圧VNが基準
電圧V1の値に達すると、電圧比較器８は出力電圧V4を高
レベルＨから低レベルＬに変化させる（第２図の時点
t4）。パルス形成回路11は、リセット入力端子RESに供
給される電圧V4が低レベルになるので、リセット状態と
なる。即ち、パルス形成回路11の出力信号P2は高レベル
Ｈの電圧になる。
デンサC1に充電されていた電荷は放電され続けているの
で、電圧VNは低下し続けている。そして、電圧VNが基準
電圧V1の値に達すると、電圧比較器８は出力電圧V4を高
レベルＨから低レベルＬに変化させる（第２図の時点
t4）。パルス形成回路11は、リセット入力端子RESに供
給される電圧V4が低レベルになるので、リセット状態と
なる。即ち、パルス形成回路11の出力信号P2は高レベル
Ｈの電圧になる。
アンドゲート４は、両方の入力信号が高レベルＨの電
圧になるので、その出力信号を再び高レベルにする。こ
のため、FET2のドレイン−ソース間は再びオン状態にな
るので、直流モータ１の出力軸は回転を継続する。アン
ドゲート４の出力信号が高レベルの電圧になると、鋸波
形成回路12では、抵抗R4、可変抵抗器VR2、抵抗R5およ
びダイオードD1から成る経路を介して、コンデンサC1が
直ちに充電を開始する。このため、鋸波形成回路12の出
力電圧VNは、すぐに基準電圧V1の値よりも上昇する。従
って、電圧比較器８は出力電圧V4を再び低レベルＬから
高レベルＨに変化させる。
圧になるので、その出力信号を再び高レベルにする。こ
のため、FET2のドレイン−ソース間は再びオン状態にな
るので、直流モータ１の出力軸は回転を継続する。アン
ドゲート４の出力信号が高レベルの電圧になると、鋸波
形成回路12では、抵抗R4、可変抵抗器VR2、抵抗R5およ
びダイオードD1から成る経路を介して、コンデンサC1が
直ちに充電を開始する。このため、鋸波形成回路12の出
力電圧VNは、すぐに基準電圧V1の値よりも上昇する。従
って、電圧比較器８は出力電圧V4を再び低レベルＬから
高レベルＨに変化させる。
以後、パルス形成回路11の出力信号P2か低レベルＬの
ときに、電圧VMが設定電圧V2よりも小さければ、第２図
に示すように、時点t2から時点t4までを一周期として、
同様の動作が繰り返される。
ときに、電圧VMが設定電圧V2よりも小さければ、第２図
に示すように、時点t2から時点t4までを一周期として、
同様の動作が繰り返される。
この場合、出力信号P2は、第３図に示す発振器５が出
力する遮断パルスP1に相当している。しかしながら、本
実施例においては、電圧比較器７は、電圧VNと設定電圧
V2とを比較して出力信号P2の高レベルＨの期間を設定す
るようにしている。従って、本実施例では、直流モータ
１の拘束トルクを広範囲に制御することができる。
力する遮断パルスP1に相当している。しかしながら、本
実施例においては、電圧比較器７は、電圧VNと設定電圧
V2とを比較して出力信号P2の高レベルＨの期間を設定す
るようにしている。従って、本実施例では、直流モータ
１の拘束トルクを広範囲に制御することができる。
例えば、拘束トルク制御用の可変抵抗器VR1を抵抗R1
側（高トルク側）に設定すると、設定電圧V2が大きな値
になる。このため、直流モータ１の出力軸の回転数が多
少下がっても、電圧比較器３の出力電圧V0は高レベルを
保持するから、FET2はオン状態を継続する。これと同時
に、電圧比較器７の非反転入力端子に供給される電圧が
大きくなるので、設定電圧V2の大きくなるのに応じて出
力信号P2の高レベルの期間が長くなる。つまり、この出
力信号（遮断パルス）P2の周期が長くなるから、拘束ト
ルクを必要に応じて充分大きくして最大駆動電流IM′＝
（VC/rM）を容易に得ることができる。
側（高トルク側）に設定すると、設定電圧V2が大きな値
になる。このため、直流モータ１の出力軸の回転数が多
少下がっても、電圧比較器３の出力電圧V0は高レベルを
保持するから、FET2はオン状態を継続する。これと同時
に、電圧比較器７の非反転入力端子に供給される電圧が
大きくなるので、設定電圧V2の大きくなるのに応じて出
力信号P2の高レベルの期間が長くなる。つまり、この出
力信号（遮断パルス）P2の周期が長くなるから、拘束ト
ルクを必要に応じて充分大きくして最大駆動電流IM′＝
（VC/rM）を容易に得ることができる。
これとは逆に、可変抵抗器VR1を抵抗R2側（低トルク
側）に設定すると、直流モータ１の出力軸の回転数が少
し下がっただけでも、FET2がオフ状態になる。これと同
時に、出力信号P2の周期も短くなるから、拘束トルク時
の駆動電流IMを必要に応じて充分小さくすることが可能
である。
側）に設定すると、直流モータ１の出力軸の回転数が少
し下がっただけでも、FET2がオフ状態になる。これと同
時に、出力信号P2の周期も短くなるから、拘束トルク時
の駆動電流IMを必要に応じて充分小さくすることが可能
である。
次に、鋸波形成回路12中の可変抵抗器VR2は出力電圧V
Nの電圧上昇速度と電圧下降速度とを同時に互いに逆方
向に変えて、直流モータ１の出力軸の回転数（速度）の
制御を行なうためのものである。つまり、可変抵抗器VR
2の抵抗値を変えることによって、出力電圧VNの電圧上
昇速度（第２図の時点t2から時点t3までの時間の逆数に
比例）と、電圧下降速度（第２図の時点t3から時点t4ま
での時間の逆数に比例）とを同時に互いに逆方向に変え
ることができるから、出力信号P2のデューティサイクル
を変えることができる。そして、出力信号P2のデューテ
ィサイクルを変えることにより、直流モータ１の速度制
御を行うことができる。
Nの電圧上昇速度と電圧下降速度とを同時に互いに逆方
向に変えて、直流モータ１の出力軸の回転数（速度）の
制御を行なうためのものである。つまり、可変抵抗器VR
2の抵抗値を変えることによって、出力電圧VNの電圧上
昇速度（第２図の時点t2から時点t3までの時間の逆数に
比例）と、電圧下降速度（第２図の時点t3から時点t4ま
での時間の逆数に比例）とを同時に互いに逆方向に変え
ることができるから、出力信号P2のデューティサイクル
を変えることができる。そして、出力信号P2のデューテ
ィサイクルを変えることにより、直流モータ１の速度制
御を行うことができる。
本発明は、電圧比較器、駆動トランジスタおよびパル
ス発生回路によって直流モータの拘束状態を判定するよ
うにしたので、その構成が簡単で動作が確実であって、
発熱によって発火の危険や電力ロスがない。
ス発生回路によって直流モータの拘束状態を判定するよ
うにしたので、その構成が簡単で動作が確実であって、
発熱によって発火の危険や電力ロスがない。
また、請求項１および２に記載の発明によれば、拘束
トルクの設定電圧の大きさと遮断パルスの周期の大きさ
とを調節手段により互いに同方向に変化させるようにし
たから、必要に応じて、直流モータの最大駆動電流を充
分大きくしたり、これとは逆に、拘束トルク時の駆動電
流を充分小さくしたりすることができる。
トルクの設定電圧の大きさと遮断パルスの周期の大きさ
とを調節手段により互いに同方向に変化させるようにし
たから、必要に応じて、直流モータの最大駆動電流を充
分大きくしたり、これとは逆に、拘束トルク時の駆動電
流を充分小さくしたりすることができる。
また、請求項３に記載の発明によれば、遮断パルスの
デューティサイクルを速度設定手段により変化させるよ
うにしたから、直流モータの速度制御を簡単な構成でも
って確実に行うことができる。
デューティサイクルを速度設定手段により変化させるよ
うにしたから、直流モータの速度制御を簡単な構成でも
って確実に行うことができる。
第１図は本発明の直流モータ駆動回路の一実施例を示す
回路図、第２図は第１図の直流モータ駆動回路の主要部
の電圧波形を示すタイムチャート、第３図は先に提案さ
れた直流モータ駆動回路を示す回路図である。 なお、図面に用いられた符号において、 １……直流モータ ２……電界効果トランジスタ（FET） 3,7,8……電圧比較器 11……パルス形成回路 12……鋸波形成回路 VR1……可変抵抗器（設定電圧および遮断パルス周期の
調節手段） VR2……可変抵抗器（速度設定手段） である。
回路図、第２図は第１図の直流モータ駆動回路の主要部
の電圧波形を示すタイムチャート、第３図は先に提案さ
れた直流モータ駆動回路を示す回路図である。 なお、図面に用いられた符号において、 １……直流モータ ２……電界効果トランジスタ（FET） 3,7,8……電圧比較器 11……パルス形成回路 12……鋸波形成回路 VR1……可変抵抗器（設定電圧および遮断パルス周期の
調節手段） VR2……可変抵抗器（速度設定手段） である。
Claims (3)
- 【請求項１】直流モータの端子に生じる誘導起電力と予
め設定された設定電圧とを比較する電圧比較器と、 この電圧比較器の出力信号に応じてオンとなり、前記直
流モータに駆動電圧を与える駆動トランジスタと、 この駆動トランジスタを周期的に瞬間オフにするための
遮断パルスを発生するパルス発生回路と、 前記設定電圧の大きさと前記遮断パルスの周期の大きさ
とを互いに同方向に変化させる調節手段とを備えたこと
を特徴とする直流モータ駆動回路。 - 【請求項２】直流モータの端子に生じる誘導起電力と予
め設定された設定電圧とを比較する第１の電圧比較器
と、 この第１の電圧比較器の出力信号に応じてオンとなり、
前記直流モータに駆動電圧を与える駆動トランジスタ
と、 この駆動トランジスタを周期的に瞬間オフにするための
遮断パルスを発生するパルス発生回路とを備え、 前記パルス発生回路は、前記駆動トランジスタに入力さ
れる前記遮断パルスに応じて鋸波状電圧を形成する鋸波
形成回路と、 この鋸波形成回路の出力電圧と前記設定電圧とを比較す
る第２の電圧比較器と、 前記鋸波形成回路の前記出力電圧と予め設定された基準
電圧とを比較する第３の電圧比較器と、 前記第２の電圧比較器の出力信号と前記第３の電圧比較
器の出力信号とから前記遮断パルスを形成するパルス形
成回路とを有し、 前記設定電圧の大きさと前記遮断パルスの周期の大きさ
とを互いに同方向に変化させる調節手段をさらに備えた
ことを特徴とする直流モータ駆動回路。 - 【請求項３】請求項２において、前記鋸波形成回路は、
前記鋸波状電圧の上昇速度と下降速度とを互いに逆方向
に変化させる速度設定手段を有することを特徴とする直
流モータ駆動回路。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005401A JP2822074B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 直流モータ駆動回路 |
| US07/512,825 US5051672A (en) | 1989-04-28 | 1990-04-23 | Automatic window/door system |
| DE4013624A DE4013624A1 (de) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Quetschsicheres fenster/tuer-schliesssystem sowie sensoren und schaltungen fuer ein solches system |
| FR9005458A FR2646459B1 (fr) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Systeme motorise de commande d'ouverture/fermeture de fenetre ou de porte |
| DE4042496A DE4042496C2 (de) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür sowie Schaltungen für eine solche Vorrichtung |
| CA002015618A CA2015618C (en) | 1989-04-28 | 1990-04-27 | Automatic window/door system |
| GB9009638A GB2232255B (en) | 1989-04-28 | 1990-04-30 | Automatic window/door system |
| GB9306238A GB2264825B (en) | 1989-04-28 | 1990-04-30 | Electric motor control circuit |
| US07/669,022 US5166586A (en) | 1989-04-28 | 1991-03-13 | Automatic window/door system |
| GB9316438A GB2268644B (en) | 1989-04-28 | 1993-08-06 | Electric motor control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005401A JP2822074B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 直流モータ駆動回路 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10092340A Division JP3065580B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 直流モータ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03212190A JPH03212190A (ja) | 1991-09-17 |
| JP2822074B2 true JP2822074B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=11610125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005401A Expired - Fee Related JP2822074B2 (ja) | 1989-04-28 | 1990-01-12 | 直流モータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822074B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0495601B1 (en) * | 1991-01-18 | 1995-09-27 | Kabushiki Kaisha Riken | Control circuit for a DC motor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56145785A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | Controller for speed of direct current motor |
| JP2589989B2 (ja) * | 1987-10-13 | 1997-03-12 | 株式会社リケン | 直流電動機の制御回路 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP2005401A patent/JP2822074B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03212190A (ja) | 1991-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |