JP3020400B2 - Drive voltage control circuit for DC motor - Google Patents
Drive voltage control circuit for DC motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流モータを使用した
機器において、直流モータの回転数を制御するものであ
り、さらに詳しくは、直流モータにより家庭電気機器の
風量、湯温、排気量の調整などを行なう場合の直流モー
タの駆動電圧制御回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus using a DC motor, which controls the number of revolutions of the DC motor. The present invention relates to a drive voltage control circuit of a DC motor for performing adjustment and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、直流モータ21の回転数制御
は、図4のブロック図に示すような電源回路10とモー
タ部11とマイコン12とからなる回路構成となってい
る。前記電源回路10は、電源入力端子13に入力した
交流電圧を整流回路14と平滑回路15で整流、平滑化
する。一方では、各種回路の電源用として補助電源部1
6で一定電圧(例えば5V)を得て、固定電圧出力端子
36からVcc供給部19へ供給し、また、他方では、
モータ電源用として可変電源部17で0〜50V程度の
電圧を得て、モータドライバ20を介して直流モータ2
1に駆動電圧を供給する。2. Description of the Related Art Generally, the control of the number of revolutions of a DC motor 21 has a circuit configuration including a power supply circuit 10, a motor unit 11, and a microcomputer 12, as shown in the block diagram of FIG. The power supply circuit 10 rectifies and smoothes an AC voltage input to a power supply input terminal 13 by a rectification circuit 14 and a smoothing circuit 15.
I do. On the other hand, the auxiliary power supply unit 1 is used for powering various circuits.
6, a constant voltage (for example, 5 V) is obtained and supplied from the fixed voltage output terminal 36 to the Vcc supply unit 19 ;
A voltage of about 0 to 50 V is obtained by the variable power supply unit 17 for the motor power supply, and the DC motor 2 is supplied via the motor driver 20.
1 is supplied with a drive voltage.
【0003】この直流モータ21の回転数は、ホール素
子22で検出され、回転ロジック23、パルス発生器2
4で回転数パルスとして出力され、この回転数パルスを
パルス信号出力端子38を介してマイコン12で受信
し、このマイコン12でディジタル信号をアナログ信号
にD/A変換した後に、電源回路10の出力電圧制御回
路18に制御信号として入力して直流モータ21の回転
数を制御する。[0003] The number of rotations of the DC motor 21 is detected by a Hall element 22 , and a rotation logic 23 and a pulse generator 2 are provided.
4, the rotation number pulse is output as a rotation number pulse. The rotation number pulse is received by the microcomputer 12 via the pulse signal output terminal 38, and the microcomputer 12 converts the digital signal into an analog signal by D / A conversion. The control signal is input to the voltage control circuit 18 to control the rotation speed of the DC motor 21.
【0004】以上のような直流モータの駆動電圧制御回
路において、従来の電源回路10は、図5に示されるよ
うな回路構成となっていた。すなわち、電源入力端子1
3の交流入力を、整流回路14と平滑回路15で整流、
平滑化した後、スイッチ素子32により高周波スイッチ
ングし、トランス34を介して可変電圧出力端子37よ
り出力する。 [0004] In the drive voltage control circuit for a DC motor as described above, the conventional power supply circuit 10, it has been a circuit configuration as shown in FIG. That is, the power input terminal 1
3 is rectified by the rectifier circuit 14 and the smoothing circuit 15
After smoothing, high-frequency switching by the switch element 32, you output from the variable voltage output terminal 37 through the transformer 34.
【0005】そして、モータ部11からマイコン12を
経てD/A変換されて制御信号入力端子39にアナログ
信号を入力し、このアナログ信号が出力電圧制御回路1
8の第1の演算増幅器25において、制御電圧と出力電
圧の傾斜を設定し、さらに第2の演算増幅器26にて出
力電圧を設定して、電源回路10の1次側に、発光ダイ
オード29とホトトランジスタ30からなるホトカプラ
31により帰還信号を送り、パルス幅制御用IC33に
よりスイッチ素子32のオン、オフのパルス幅を制御し
て出力電圧を自動的に連続可変を行なっている。なお、
トランジスタ27、28およびその周辺の回路は、電源
回路10の最大出力電圧を制限するものである。[0005] Then, D / A conversion is performed from the motor unit 11 via the microcomputer 12 and the analog signal is input to the control signal input terminal 39.
The analog signal is output to the output voltage control circuit 1
8, the control voltage and the slope of the output voltage are set in the first operational amplifier 25, and the output voltage is set in the second operational amplifier 26. A feedback signal is sent by a photocoupler 31 composed of a phototransistor 30, and an on / off pulse width of a switch element 32 is controlled by a pulse width control IC 33 to automatically and continuously vary an output voltage. In addition,
The transistors 27 and 28 and their peripheral circuits limit the maximum output voltage of the power supply circuit 10.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電源
回路10では、出力電圧制御回路18として内部に第1
の演算増幅器25と、第2の演算増幅器26を配置し、
高い増幅率によって図3に示すように出力電圧を精度良
く制御できるようになっている。しかし、第1の演算増
幅器25と、第2の演算増幅器26の他に、可変電源部
17内に、出力電圧制御回路18のための演算増幅器用
補助電源回路35を必要とし、また、増幅率の調整も必
要で、さらに、第1の演算増幅器25、第2の演算増幅
器26、演算増幅器用補助電源回路35などの他にも多
くの周辺部品や回路を使用するため、部品点数が多くな
るなどの理由から、回路のコストが高くなるという問題
があった。[Problems that the Invention is to Solve In the conventional power circuit 10, the inside as the output voltage control circuit 18 1
Of the operational amplifier 25 and the second operational amplifier 26,
As shown in FIG. 3, the output voltage can be accurately controlled by the high amplification factor. However, the first operational amplifier 25, in addition to the second operational amplifier 2 6, in the variable power supply section 17, and requires operational amplifier auxiliary supply circuit 35 for output voltage control circuit 18, also amplified adjustment of the rate also必
In other words, since many peripheral components and circuits are used in addition to the first operational amplifier 25, the second operational amplifier 26, the operational amplifier auxiliary power supply circuit 35, and the like, the number of components is large.
For this reason , there is a problem that the cost of the circuit increases.
【0007】本発明は、直流モータ21の回転数制御装
置が家庭電気機器に多く用いられるということから、精
度を従来と略同等にしながら、できるだけ回路コストを
低減したものを得ることを目的とするものである。An object of the present invention is to obtain a circuit in which the circuit cost is reduced as much as possible while keeping the accuracy substantially the same as the conventional one, since the rotation speed control device of the DC motor 21 is often used in household electric appliances. Things.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、電源回路10
から直流モータ21に直流電圧を供給し、この直流モー
タ21の回転数を制御する制御信号を前記電源回路10
の出力電圧制御回路18に入力してなる直流モータの駆
動電圧制御回路において、前記出力電圧制御回路18
は、電源回路10の出力電圧を決定する基準電圧源とし
て、トランジスタ42を主体とする制御回路47を接続
してなり、この制御回路47のトランジスタ42を、前
記直流モータ21から制御信号入力端子39を介して帰
還されて入力した制御信号に基づき連続制御し、この制
御回路47により基準電圧を可変することにより前記出
力電圧制御回路18の出力電圧を連続可変して直流モー
タ21の回転数を制御するようにしたことを特徴とする
直流モータの駆動電圧制御回路である。According to the present invention, there is provided a power supply circuit comprising:
Supplies a DC voltage to the DC motor 21 and sends a control signal for controlling the rotation speed of the DC motor 21 to the power supply circuit 10.
Of the DC motor input to the output voltage control circuit 18
In the dynamic voltage control circuit , the output voltage control circuit
As a reference voltage source which determines the output voltage of the power supply circuit 10, constituted by connecting a control circuit 47 mainly composed of transistors 42, a transistor 42 of the control circuit 47, before
Return from the DC motor 21 via the control signal input terminal 39
Kaesa is continuously controlled based on the control signal input, the control
By changing the reference voltage by the control circuit 47,
A DC motor drive voltage control circuit characterized in that the output voltage of the force voltage control circuit 18 is continuously varied to control the rotation speed of the DC motor 21.
【0009】[0009]
【作用】直流モータ21の回転数パルスをマイコン12
で受信し、このマイコン12でアナログ信号に変換した
後に、電源回路10の制御信号入力端子39に制御信号
として入力する。ここで、電源回路10の出力電圧を決
定する基準電圧源と並列に、トランジスタ42を主体と
する制御回路47を接続したことにより、マイコン12
から制御信号入力端子39に入力する制御信号が直線的
に変化したものとすると、制御回路47の抵抗44と4
5で分圧されてトランジスタ42に印加され、電源回路
10の出力電圧を決定する電圧源が、基準電圧源の存在
にも拘らず、直線的に変化し、この結果、電源回路10
の出力電圧も直線的に連続可変する。したがって、直流
モータ21の微妙な回転数制御を、従来と遜色ない精度
で連続可変し、エアコンでは風量を、給湯器では湯の温
度を、洗濯機では水流を、換気扇では排気量をそれぞれ
制御される。[Operation] The microcomputer 12 transmits the rotation speed pulse of the DC motor 21 to the microcomputer 12.
The microcomputer 12 converts the analog signal into an analog signal, and then inputs the analog signal to a control signal input terminal 39 of the power supply circuit 10 as a control signal. Here, the transistor 42 is mainly used in parallel with the reference voltage source that determines the output voltage of the power supply circuit 10.
By the control circuit 47 connected to the microcomputer 12
Assuming that the control signal input to the control signal input terminal 39 changes linearly, the resistors 44 and 4 of the control circuit 47
5, the voltage is applied to the transistor 42 and the power supply circuit
The voltage source that determines the output voltage of the power supply circuit 10 changes linearly despite the presence of the reference voltage source.
Also linearly continuously variable output voltage. Therefore, the delicate rotation speed control of the DC motor 21 is continuously variable with an accuracy comparable to the conventional one, and the air volume is controlled by the air conditioner, the temperature of the hot water by the water heater, the water flow by the washing machine, and the exhaust volume by the ventilation fan. You.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1において、整流回路14、平滑回路15、補
助電源部16については、従来回路と変わるところはな
い。本発明では、出力電圧制御回路18に、電源回路1
0の出力電圧を決定する基準電圧となる電圧源として、
制御信号入力端子39を有する制御回路47を接続して
なるものである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the rectifier circuit 14, the smoothing circuit 15, and the auxiliary power supply unit 16 are the same as the conventional circuit. In the present invention, the output voltage control circuit 18 includes the power supply circuit 1.
As a voltage source serving as a reference voltage for determining an output voltage of 0 ,
A control circuit 47 having a control signal input terminal 39 is connected.
【0011】この制御回路47は、トランジスタ42の
エミッタとコレクタに、電源回路10の出力電圧の最大
値を制限するためのツェナーダイオード40のカソード
とアノードを接続し、また、前記トランジスタ42のベ
ースと制御信号入力端子39の+端子との間に、ベース
抵抗43と一方の分圧抵抗44を直列に接続し、このベ
ース抵抗43と一方の分圧抵抗44の接続点と前記制御
信号入力端子39の−端子との間に、他方の分圧抵抗4
5とコンデンサ46を互いに並列にして接続してなるも
のである。この回路において、分圧抵抗44と45は、
制御電圧を分圧するものであり、また、コンデンサ46
は、制御電圧に混入する雑音を除去するために挿入され
たものである。また、発光ダイオード29と前記電圧源
ツェナーダイオード40との間には、トランジスタ41
が挿入されている。The control circuit 47 connects the cathode and the anode of a Zener diode 40 for limiting the maximum value of the output voltage of the power supply circuit 10 to the emitter and the collector of the transistor 42. between the positive terminal of the control signal input terminal 39, connect one of the voltage dividing resistors 44 based <br/> resistor 43 in series, the base
Over scan resistor 43 and one resistor divider 44 connection point between the control signal input terminal 39 - between the terminal and the other dividing resistors 4
5 and a capacitor 46 are connected in parallel with each other. In this circuit, the voltage dividing resistors 44 and 45
It divides the control voltage.
Are inserted in order to remove noise mixed into the control voltage. A transistor 41 is provided between the light emitting diode 29 and the voltage source zener diode 40.
Is inserted.
【0012】以上のような構成において、電源入力端子
13の交流入力を、整流回路14と平滑回路15で整流
し、平滑化した後、スイッチ素子32により高周波スイ
ッチングし、トランス34を介して可変電圧出力端子3
7より出力し、モータ部11のモータドライバ20を介
して直流モータ21に供給する。また、同時に補助電源
部16で得られた一定電圧(例えば5V)は、固定電圧
出力端子36からVcc供給部19へ送られ、各回路の
Vcc端子へ供給される。前記直流モータ21の回転数
は、ホール素子22で検出され、回転ロジック23、パ
ルス発生器24で回転数パルスとして出力され、この回
転数パルスをマイコン12で受信し、このマイコン12
でディジタル信号をアナログ信号にD/A変換した後
に、電源回路10の制御信号入力端子39に制御信号と
して入力する。In the above configuration, the AC input of the power input terminal 13 is rectified by the rectifier circuit 14 and the smoothing circuit 15.
And, after smoothing, and high-frequency switching by the switch element 32, a variable voltage output terminal 3 through the transformer 34
7 and supplied to the DC motor 21 via the motor driver 20 of the motor unit 11. At the same time, a constant voltage (for example, 5 V) obtained by the auxiliary power supply unit 16 is sent from the fixed voltage output terminal 36 to the Vcc supply unit 19, and is supplied to the Vcc terminal of each circuit . The rotation speed of the DC motor 21 is detected by a Hall element 22 , output as a rotation speed pulse by a rotation logic 23 and a pulse generator 24, and the rotation speed pulse is received by the microcomputer 12.
After D / A conversion of the digital signal into an analog signal, the digital signal is input to the control signal input terminal 39 of the power supply circuit 10 as a control signal.
【0013】ここで、電源回路10と並列に、トランジ
スタ42を主体とする制御回路47が接続されており、
マイコン12から制御信号入力端子39に入力する制御
信号が直線的に変化すると、制御回路47の分圧抵抗4
4と45で分圧されてトランジスタ42に印加される。
電源回路10の出力電圧を決定する電圧源が、ツェナー
ダイオード40の設定電圧以下の間は、直線的に変化し
て電源回路10の出力電圧も図2のように直線的に連続
可変する。したがって、直流モータ21の微妙な回転数
制御を、ほど良い精度で連続可変し、エアコンでは風量
を、給湯器では湯の温度を、洗濯機では水流を、換気扇
では排気量をそれぞれ制御される。電源回路10の出力
電圧が安全のために設定された最大値を越えると、ツェ
ナーダイオード40がオンして最大値以上の出力を制限
している。A control circuit 47 mainly including a transistor 42 is connected in parallel with the power supply circuit 10.
When that control signal input from the microcomputer 12 to the control signal input terminal 39 is turn into linearly varying voltage dividing resistors of the control circuit 47 4
4 and divided by Ru is applied to the transistor 42 at 45.
As long as the voltage source that determines the output voltage of the power supply circuit 10 is equal to or lower than the set voltage of the Zener diode 40, the output voltage changes linearly, and the output voltage of the power supply circuit 10 also continuously changes linearly as shown in FIG. Therefore, the delicate rotation speed control of the DC motor 21 is continuously varied with moderate accuracy, and the air volume is controlled by the air conditioner, the temperature of the hot water by the water heater, the water flow by the washing machine, and the exhaust volume by the ventilation fan. When the output voltage of the power supply circuit 10 exceeds the maximum value set for safety, the Zener diode 40 turns on to limit the output above the maximum value.
【0014】[0014]
【発明の効果】(1)本発明によれば、直流モータ21
の微妙な回転数制御を、ほど良い精度で連続可変できる
ので、エアコンでは風量を、給湯器では湯の温度を、洗
濯機では水流を、換気扇では排気量をそれぞれ制御でき
る。(1) According to the present invention, the DC motor 21
The subtle rotational speed control can be continuously varied with moderate accuracy, so that the air volume can be controlled by an air conditioner, the temperature of hot water by a water heater, the water flow by a washing machine, and the exhaust volume by a ventilation fan.
【0015】(2)簡単な回路構成とすることができる
ので、低価格で、かつ信頼性の高い直流モータの駆動電
圧制御回路が提供できる。(2) Since a simple circuit configuration can be obtained, a low-cost and highly reliable drive voltage control circuit for a DC motor can be provided.
【図1】本発明による直流モータの駆動電圧制御回路の
一実施例を示す電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of a drive voltage control circuit for a DC motor according to the present invention.
【図2】本発明回路による出力特性線図である。FIG. 2 is an output characteristic diagram according to the circuit of the present invention.
【図3】従来回路による出力特性線図である。FIG. 3 is an output characteristic diagram of a conventional circuit.
【図4】一般的な直流モータの駆動電圧制御回路のブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram of a drive voltage control circuit of a general DC motor.
【図5】従来の直流モータの駆動電圧制御回路を示す電
気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a conventional drive voltage control circuit for a DC motor.
10…電源回路、11…モータ部、12…マイコン、1
3…電源入力端子、14…整流回路、15…平滑回路、
16…補助電源部、17…可変電源部、18…出力電圧
制御回路、19…Vcc供給部、20…モータドライ
バ、21…直流モータ、22…ホール素子、23…回転
ロジック、24…パルス発生器、25…第1の演算増幅
器、26…第2の演算増幅器、27…トランジスタ、2
8…トランジスタ、29…発光ダイオード、30…ホト
トランジスタ、31…ホトカプラ、32…スイッチ素
子、33…パルス幅制御用IC、34…トランス、35
…演算増幅器用補助電源回路、36…固定電圧出力端
子、37…可変電圧出力端子、38…パルス信号出力端
子、39…制御信号入力端子、40…ツェナーダイオー
ド、41…トランジスタ、42…トランジスタ、43…
抵抗、44…抵抗、45…抵抗、46…コンデンサ、4
7…制御回路。10 power supply circuit, 11 motor part, 12 microcomputer, 1
3 ... power input terminal, 14 ... rectifier circuit, 15 ... smoothing circuit,
Reference numeral 16: auxiliary power supply unit, 17: variable power supply unit, 18: output voltage control circuit, 19: Vcc supply unit, 20: motor driver, 21: DC motor, 22: hall element, 23: rotation logic, 24: pulse generator , 25: first operational amplifier, 26: second operational amplifier, 27: transistor, 2
8 ... transistor, 29 ... light emitting diode, 30 ... phototransistor, 31 ... photocoupler, 32 ... switch element, 33 ... IC for pulse width control, 34 ... transformer, 35
... Auxiliary power supply circuit for operational amplifier, 36 ... Fixed voltage output terminal, 37 ... Variable voltage output terminal, 38 ... Pulse signal output terminal, 39 ... Control signal input terminal, 40 ... Zener diode, 41 ... Transistor, 42 ... Transistor, 43 …
Resistance, 44: resistance, 45: resistance, 46: capacitor, 4
7 ... Control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00,7/36 H02M 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 5/00-5/26 H02P 7/00, 7/36 H02M 3/28
Claims (4)
電圧を供給し、この直流モータ21の回転数を制御する
制御信号を前記電源回路10の出力電圧制御回路18に
入力してなる直流モータの駆動電圧制御回路において、
前記出力電圧制御回路18は、電源回路10の出力電圧
を決定する基準電圧源として、トランジスタ42を主体
とする制御回路47を接続してなり、この制御回路47
のトランジスタ42を、前記直流モータ21から制御信
号入力端子39を介して帰還されて入力した制御信号に
基づき連続制御し、この制御回路47により基準電圧を
可変することにより前記出力電圧制御回路18の出力電
圧を連続可変して直流モータ21の回転数を制御するよ
うにしたことを特徴とする直流モータの駆動電圧制御回
路。A DC voltage is supplied from a power supply circuit to a DC motor, and a control signal for controlling the rotation speed of the DC motor is input to an output voltage control circuit of the power supply circuit . In the drive voltage control circuit ,
The output voltage control circuit 18, as a reference voltage source which determines the output voltage of the power supply circuit 10, constituted by connecting a control circuit 47 mainly composed of transistors 42, the control circuit 47
Of the transistor 42, continuous control is based on the control signal inputted the direct current motor 21 is fed back via the control signal input terminal 39, a reference voltage by the control circuit 47
A drive voltage control circuit for a DC motor, wherein the output voltage of the output voltage control circuit 18 is continuously varied to control the rotation speed of the DC motor 21.
回路47は、制御信号入力端子39をトランジスタ42
のベース端子とし、このトランジスタ42のベースと制
御信号入力端子39の間に、直列の抵抗43と、分圧用
の抵抗44と抵抗45を挿入してなることを特徴とする
請求項1記載の直流モータの駆動電圧制御回路。2. A control circuit 47 for determining an output voltage of the power supply circuit 10 has a control signal input terminal 39 connected to a transistor 42.
2. A DC terminal according to claim 1, wherein a series resistor 43, a voltage dividing resistor 44 and a resistor 45 are inserted between the base of the transistor 42 and the control signal input terminal 39. Motor drive voltage control circuit.
のコレクタ・エミッタ間に、電源回路10の出力電圧の
最大値を制限するためのツェナーダイオード40を、そ
のアノードが前記トランジスタ42のコレクタに、その
エミッタが前記トランジスタ42のカソードに並列接続
してなることを特徴とする請求項1または2記載の直流
モータの駆動電圧制御回路。3. The transistor 42 in the control circuit 47.
A Zener diode 40 for limiting the maximum value of the output voltage of the power supply circuit 10 is connected between the collector and the emitter of the power supply circuit 10 with its anode connected to the collector of the transistor 42 and its emitter connected to the cathode of the transistor 42 in parallel. The drive voltage control circuit for a DC motor according to claim 1 or 2, wherein:
源回路10は、エアコン、給湯器、洗濯機、換気扇など
の家庭電気機器における直流モータ21の回転数制御に
使用するようにした請求項1、2または3記載の直流モ
ータの駆動電圧制御回路。4. The power supply circuit 10 for controlling the rotation speed of the DC motor 21 is used for controlling the rotation speed of the DC motor 21 in home electric appliances such as an air conditioner, a water heater, a washing machine, and a ventilation fan. 4. A drive voltage control circuit for a DC motor according to claim 2 or 3.
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