JPH01268485A

JPH01268485A - 卓上用吸煙器のモータ駆動回路

Info

Publication number: JPH01268485A
Application number: JP63093726A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujiwara; 俊明藤原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1989-10-26

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、−次又は二次電池を電源としている卓上用吸
煙器の負荷モータ駆動回路及び同負荷の駆動素子の保護
回路に関するものである。

従来の技術従来の一次又は二次電池を電源とした卓上用吸煙器は第
１９図に示す様な回路構成になっている。

即ち、制御回路６からの出力信号が「ＬＯＷレベル」（
以下ｒＬＪと言う）になるとインバータ７の出力信号が
ＨＩＧＨレベル」（以下ｒＨＪと言う）になるため、第
１９図（、）ではトランジスタ４がＯＮ、同図（ｂ）で
はリレー５がＯＮして負荷モータ３が駆動されていた。

発明が解決しようとする課題しかしながら、従来の技術では以下の二つの課題があっ
た。

まず、負荷モータ３を駆動する素子として第１９図０の
ようにトランジスタ４を用いると、その飽和電圧ｖｃＥ
とペース電流よりの大きさが課題となる。

即ち、電池１の電圧をＥ、モータ３に印加される電圧を
ＶＭとすると次式が成立する。

ｖＭ＝Ｅ−ｖＣＥより、トランジスタ４の飽和電圧ｖｃＥ　が大きくなる
と、モータ３の印加電圧ｖＭが小さくなり、十分な性能
が得られなくなる。そのため、ｖｃＥをできる限り小さ
くする必要があった。ところが、そのためにはトランジ
スタ４に十分なベース電流よりを供給する必要（−殻内
に、モータ３に流れる電流の３Ａ〜１Ａ）がある。する
と、電池１から流れ出す電流Ｉが増加するため、電池１
の寿命が著しく短くなってしまう。

そこで、同図価）のようにコイ／Ｌ／６によってモータ
３を駆動する回路が考えられた。この回路であれば、接
点間電圧ｖＲＬ　は零に等しいため、モータ３には電池
電圧Ｅが直接印加されるので性能は十分得ることはでき
る。

しかし、この場合でもモータ３の電流ＩＭの他にリレー
コイルの励磁電流工りを必要とすること、及び感動電圧
の点から電池１はある電圧より高くなければ使用できな
い等といった課題があった。

換言すれば、従来の技術ではモータ３への十分な印加電
圧の供給と電池１の寿命を両立させることが極めて困難
であった。

なお、制御回路６で消費される電流は共通であるのでこ
れ以降も同電流については無視するものとする。

本発明は、モータ３への印加電圧を十分に供給でき又消
費電流を極力抑えることによって電池１の寿命を保つこ
とができる卓上用吸煙器のモータ駆動回路を得ることを
目的としており、さらに該回路に用いられるモータ駆動
素子の性能を十分に得るための保護回路も得ることも目
的としている。

課題を解決するための手段前記目的を達成するために、本発明の卓上用吸煙器は第
一の手段としてモータ駆動素子に電界効果形トランジス
タ（以下１’−ＦＥＴＪと言う）、特に低電圧でも動作
可能な４Ｖ駆動ＦＥＴを用いている。

ＦＥＴはゲート端子に印加される電圧（以下「ゲート電
圧」と言う）が小さくなると、急激に熱損失が増加する
特性をもっているために、本発明の第二の手段としてゲ
ート電圧低下に対する保護回路を設けている。具体的に
は、制御回路の出力信号により駆動されるトランジスタ
を設け、前記トランジスタの出力をＦＥＴのゲートに供
給する構成としておく、制御回路からの出力信号ＯＮ時
に電池の電圧を抵抗により分圧した値（以下。

「基準値」と言う）と前記トランジスタのベース〜エミ
ッタ間電圧（以下ｒＶＢＥＪと言う）を比較して、基準
値がｖＢＥ　より小さければ前記トランジスタはＯＮで
きないためＦＥＴにはゲート電圧は印加されずモータは
動作しないというものである。

しかし、モータ動作時には電池の電圧は徐々に減少して
おり、この間に前記状態、即ち基準値がｖＢＥ　より小
さくなれば、トランジスタがＯＮできなくなりモータは
停止する。が、モータの停止と共に電池の負荷電流は減
少するため、電池の電圧は回復（上昇）する。そうする
と、トランジスタがＯＮして再びモータが動作しまた停
止することになる。そこで、本発明の第三の手段として
、ＦＥＴのゲート電圧を監視するリセット用ＩＣを設け
て、いったん電池電圧が前記リセット用ＩＣの検知電圧
よシ低くなるとトランジスタを駆動している制御回路に
ｒＯＦＦＪ信号を出力することによりトランジスタ、Ｆ
ＥＴ及びモータを全て停止状態にするように構成してい
る。

更に、４Ｖ駆動ＦＥＴは特にゲート酸化膜が薄いために
雑音に非常に弱い。本発明の第四の手段は、前記トラン
ジスタの出力にコンデンサを設けて、トランジスタのＯ
Ｎ抵抗とによりローパスフィルりを構成して、ＦＥＴの
ゲートに雑音が侵入するのを防いでいる。

また、モータの雑音はＦＥＴのみならずトランジスタや
これを駆動する制御回路にも影響を与えるため、本発明
の第五の手段としては、トランジスタや制御回路の直流
電源には電池電圧を抵抗とコンデンサで整流した波形を
用いるものである。

かつ、モータの雑音を除去するために、モータの両端に
コンデンサを挿入している。

電池電圧低下によるＦＥＴの熱損失増加防止対策として
第二の手段を用いたが、逆に電池電圧よりも高い電圧を
ゲート端子に供給することによる方法として、ステップ
アップコンバータを用い、て電池電圧を昇圧しておき、
制御回路からの信号により前記ステップアップコンバー
タを動作させ、その電圧をＦＥＴのゲート電圧として用
いてもよく、これが第六の手段である。

更に、電池の電圧が高い間は前記ステップアップコンバ
ータは動作させず、電池の電圧が低くなると前記ステッ
プアップコンバータを動作させる第七の手段が考えられ
る。

また、ステップアップコンバータを複数備えておいて、
電池の電圧が高い間は低い昇圧を行なうステップアップ
コンバータを、電池の電圧が低くなると高い昇圧を行な
うステップアップコンバータを動作させることによって
、電池電圧とは無関係に一定のゲート電圧を供給するこ
とにょシ、ＦＥＴ０熱損失増加対策を行なうことができ
、これが第への手段である。

更に、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いることによって、電
池電圧とは無関係に電池電圧よりも十分に高い電圧を常
にゲート電圧を供給することにより、ＦＥＴの熱損失増
加対策が行え、これが第九の手段である。

また、モータ起動電流からのＦＥＴの安全動作領域内で
の動作保証を行なうために、第四の手段として用いた（
トランジスタ出力の）コンデンサの容量を大きくするこ
とによって、ＦＥＴのゲート印加電圧をランプ状に立上
げてモータのスロースタートを行なわせればよく、これ
が弟子の手段である。

作　　用前記のように構成された一次又は二次電池を電源とする
卓上用吸煙器は、第一の手段として負荷モータの駆動素
子に４Ｖ駆動ＦＥＴを用いているため、モータ駆動時に
はゲート電圧のみ印加すればよく、電池からはモータの
みに電流を供給すればよい。従って電池の寿命を保つこ
とができ、又ＦＥＴのＯＮ抵抗は非常に小さいためにＦ
ＥＴによる電圧損失も極めて小さくなり、モータに十分
な電圧を供給することができる。

また、第二の手段によれば、電池の放電に伴って電池電
圧が下がってくると、トランジスタのベース〜エミッタ
間に十分な電圧が供給できなくなりトランジスタがＯＮ
できなくなるので、ゲート電圧が供給されない。従って
ゲート電圧が小さくなることによるＦＥＴ０熱損失の増
加を防ぐことができる。

それに、第三の手段により、電池電圧が低くなった場合
のトランジスタの不安定動作が招くモータの起動、停止
の繰返しという動作を防ぐことができる。

更に、第四の手段、即ちトランジスタの出力段に構成し
たローパスフィルりを通してゲート電圧を印加すること
によりゲートへの雑音侵入による誤動作や破壊・劣化を
防ぐことができる。

また、第五の手段によれば、前記トランジスタや制御回
路の電源電圧波形からモータの雑音が除去できるため制
御回路の安定した動作を得ることができる。

それに、第六の手段によれば、電池の電圧が低くなって
もＦＥＴのゲート端子にはステップアップコンバータに
より昇圧された電圧が印加されるために、電池電圧に無
関係にＦＥＴの電圧損失を極めて小さいまま保つことが
でき、モータに十分な電圧を供給することができる。

かつ、第七の手段によれば、電池の電圧が高ければ前記
ステップアップコンバータは動作しないため、ステップ
アップコンバータ駆動のための消費電流を低減すること
ができる。

また、第への手段によれば、電池の電圧によって連続的
にステップアップコンバータが動作するため、電池の電
圧によらず常に一定なゲート電圧を供給することができ
るため、ＦＥＴの電圧損失を極めて小さいままで保つこ
とができ、モータに十分な電圧を供給することができる
。

あるいは、第九の手段によっても、電池電圧とは無関係
に常に一定なゲート電圧を供給することができるため、
同様にモータに十分な電圧を供給することができる。

それに、弟子の手段によれば、小さな定格のＦＥＴを用
いてモータを駆動できるため、低廉で簡易構成な回路で
ありながら信頼性を向上させることができる。

実施例以下、本実施例を図面を参照して説明する。なお、以下
の説明において、第１９図（ａ）又は（ｂ）と同じ働き
をするものについては同じ番号を付けて説明は省略する
。

第１図は第一の手段の一実施例を示すもので、１０７５
Ｅ４Ｖ駆動ＦＥＴである。１１は１ｏＯΩ程度の抵抗で
、ゲート端子に直列に挿入することにより入力インピー
ダンスを下げている。

ＦＥＴはその特性上、ゲート端子に電圧のみ印加すれば
ドレイン〜ンース間がＯＮするため、従来のトランジス
タ４０代わりに置換できる。そして、ベース電流！Ｂの
代わりのゲート電流１Ｇは零に等しいだめに従来必要と
していたペース電流よりは不要となる。また、ドレイン
−ソース間のＯＮ電圧（以下「ｖＤｓ（ＯＮ）Ｊと言う
）はドレイン〜ンース間のＯＮ抵抗（以下ｒＲＤｓ（Ｏ
Ｎ）Ｊと言う）値とモータ電流値の積であるが、ＲＤｓ
（ＯＮ）は約１１５Ω程度であるため、空気清浄機用と
してのモータ電流は％Ａ程度なので、ｖＤＳ（ＯＮ）は
に≦Ｖ程度と非常に小さくなり、従来のｖｃＥは１１５
Ｖ程度であることから、損失を半分に減少させることが
できる。

しかしながら、ＲＤｓ（ＯＮ）はゲート電圧”ＧＳと深
い相関があり、第２図に示すようにｖＧｓが小さくなる
とＲＤＳ（ＯＮ）はある値を境として急激に増大する。

これは即ちＦＥＴ０熱損失が急激に増加することを意味
するもので、電池の電圧が極端に小さくなると、ＦＥＴ
の熱損失も増加し、最悪時はＦＥＴ０熱破壊につながる
危険性がある。

−殻内に４Ｖ駆動ＦＥＴの場合、ＲＤｓ（ＯＮ）が増大
するｖＧｓ　としては２〜３ｖ程度である。制御回路６
に電池１の電圧が下がった場合に動作しなくなるよう構
成する場合もあるが、次のような簡単な構成を用いてそ
れを実現してもよい。これが第二の手段である。

第３図にその一実施例を示す。第３図において、２ｏは
トランジスタ、２１，２２．２３は抵抗であり、これら
は次の関係を満たすように設定しである。

ｖＤＤＬｘＲ２１／（Ｒ２１＋Ｒ２２）≦ｖＢＥ　・・
・べ１）ここで、ｖＤＤＬ　：ＦＥＴ１０が駆動できなくなる電池１の電
圧（ＦＥＴ１ｏのＲＤＳ（ＯＮ）が急激に増加するｖＧ
ｓ　を与える電池１の電圧）Ｒ２４，Ｒ２２：抵抗２１及び３３の各々の抵抗値ｖＢ
Ｅ　　：トランジスタ２０ＯＮ時のベース−エミッタ間
電圧即ち、電池１の電圧が十分高い場合には（１）式の左辺
＞ｖＢＥ　　よシ、制御回路６からの出方”Ｌ”信号に
よりトランジスタ２０がＯＮし、抵抗１１を介してＦＥ
Ｔにはゲート電圧が供給されるだめモータ３は動作を行
なう。しかし、電池１が放電して（１）式を満たすよう
になると、制御回路６からの出力”Ｌ″信号にも拘わら
ずトランジスタ２０はＯＮできないためＦＥＴ１０には
ゲート電圧は印加されずモータ３は動作しない（第４図
参照）。

なお、電池１の電圧監視用としてはリセット用ＩＣや比
較回路があるが、前記のように構成すれば低廉でかつ有
効信号（制御回路６の出力”Ｌ’）時のみ比較するため
不要な電流を消費しないため、電池１の寿命を保つこと
ができる。

しかしながら、この方法では次のような場合が考えられ
る。電池１の電圧が減少してきてトランジスタ２０を駆
動できなくなると、ＦＥＴ１ｏがＯＦＦするため負荷モ
ータ３は停止する。すると、電池１の負荷電流が減少す
るためその電圧は回復してきて再びトランジスタ２Ｑを
ＯＮする。再びモータ３が動作するがこの瞬間電池１の
電圧が減少して前記のようにモータ３は停止してしまう
。

この動作を第６図に示す。

そこで、第三の手段として第６図に示す構成によってい
ったん電池１の電圧が下がると、制御回路６に「０ＦＦ
Ｊ信号を出力する。第６図において、２５は電圧監視用
リセットＩＣで、トランジスタ２０の出力電圧を監視し
ている。ここで、リセット用ＩＣ２５の検知電圧はトラ
ンジスタ２゜がＯＦ　Ｉｉ’する電圧よりも高く設定し
である。

第７図を参照して第６図の動作を以下簡単に説明する。

時刻ｔ。において、制御回路６からの“Ｌ’出力により
トランジスタ２ｏがＯＮする。するとｖＧｓ　が供給さ
れＦＥＴ１ｏをＯＮしてモータ３が動作する。時間の経
過とともに電池１の電圧が徐々に下がってきて、ＦＥＴ
１０のゲート電圧ｖＧｓ　がリセット用ＩＣ２５の検知
電圧に等しくなると（時刻ｔ１）、リセット用ＩＣ２５
は制御回路６に「ＯＦ　Ｆ　Ｊ信号を出力する。すると
、制御回路８からの出力は“Ｈ′になりトランジスタ２
゜がＯＦＦするためＦＥＴ１ｏもＯＦＦ　、モー１３は
動作を停止する。これにより、電池１の電圧も回復する
が、制御回路６からの出力は“Ｈ”に変化しているため
、モータ３が起動、停止を繰返すことはない。しかも、
モータ３が停止している時にはリセット用ＩＣ２５に電
流は流れないために、不要な電流を消費することもない
。

ところで、モータ３が動作している時には雑音が発生し
て放射・伝導などにより各部に影響を与える。その−例
を第８図に示す。即ち、第３図又は第６図において、制
御回路６の出力が”Ｌ”になるとトランジスタ２ｏがＯ
Ｎしてゲート電圧がＦＥＴ１ｏに印加されてモータ３が
動作を行なう。

しかしその雑音によってゲート電圧の波形にはモータ雑
音が重畳されてしまう。４Ｖ駆動ＦＥＴのゲート酸化膜
は薄く雑音に対して弱いため、モータ雑音の重畳された
ゲート電圧波形により破壊や劣化を起こす危険性がある
。

そこで、第四の手段として、前記トランジスタ２ｏの出
力段にローパスフィルりを構成して、雑音成分を除去し
た波形のみをＦＥＴ１ｏのゲート端子に印加するように
する。

第９図にその一実施例を示す。第９図において、３０は
コンデンサであり、トランジスタ２ｏのＯＮ抵抗とによ
りカットオフ周波数が決定されている。

即ち、トランジスタ２ｏのコレクタ電流をＩＣ。

コレクタ〜エミッタ間電圧をｖｃＥとすると、トランジ
スタ２０のＯＮ抵抗はｖｃＥ／Ｉｃとなるから、コンデ
ンサ３０の容量をＣ３゜とすると、このフィルタのカッ
トオフ周波数は１／（２ｒｒ−ＶＣＥ／ＩＣ−０３゜）となるから、モ
ータの雑音の周波数に対して十分小さな値になるように
設定すればよい。

一方、モータ３が動作をすると、電池１の電圧波形自体
に雑音が重畳されるため、第３図又は第６図の構成では
制御回路６の電圧にも雑音が重畳され、回路の誤動作を
招き易く、出力信号が”Ｈ″。

“Ｌ”を繰返すなど動作が安定しにくい。

この課題に対する第四の手段の実施例として、第１０図
（ａ）　、　（ｂ）に示す構成が考えられる。第１０図
において、４ｏは抵抗、４１及び４２はコンデンサであ
る。

すなわち、抵抗４Ｑとコンデンサ４１によりローパスフ
ィルりを設け、モータ雑音の制御回路６の電圧への重畳
を防いである。なお、ここで抵抗４ｏの値としてはでき
る限り小さくしておかないと、制御回路６やトランジス
タ２ｏで消費する電流との積だけ電圧降下が発生し、Ｆ
ＥＴ１０のゲート電圧が小さくなってしまう。また、モ
ータ３の両端にコンデンサ４２を直接挿入して、雑音を
除去する構成を用いるのも有効である。

ところで、電池１の電圧低下によりｖＧｓ　が低下して
ＦＥＴ１ｏの熱損失増加防止のために第二の手段を前述
したが、逆に電池１の電圧を昇圧してｖＧｓ　として用
いる方法について以下説明を行なう。

第１１図にその一実施例の回路図を示し、以下この図に
基づいて説明する。

第１１図において、５０はステップアップコンバータ、
即ち電池１の電圧を昇圧するもので、例えば電池電圧を
４．５ｖとすると、２倍の昇圧を行なえば９■の出力を
得ることができる構成になっている。いま、制御回路６
の出力が”Ｈ”の場合は、インバータ７の出力は６Ｌ″
であるからトランジスタ４はＯＦＦのままで、ステップ
アップコンバータ６０は動作せず、出力はＯｖのために
ＦＥＴ１０はＯＦＦしている。ところが、制御回路ｅの
出力が１Ｌ”の場合は、トランジスタ４はＯＮＬ、ステ
ップアップコンバータ６ｏは動作して電池１の倍電圧が
ＦＥＴ１ｏのゲート端子に印加され、ＦＥＴ１０はＯＮ
、モータ３は動作を行なう。ここで、ＦＥＴ１ｏのＲＤ
Ｓ（ＯＮ）を考えてみると、第２図に示したように、ｖ
Ｇｓ　が大きい程ＲＤＳ（ＯＮ）は小さくなるため、前
記のように電池１の電圧をそのまま印加するよりもＲＤ
Ｓ（ＯＮ）即ちｖＤＳ（ＯＮ）を小さくできるため、モ
ータ３には電池１の電圧を印加することができる。電池
１の電圧が低下してきて２〜３ｖになった場合にも、ス
テップアップコンバータ６ｏにより、４〜ｅＶのｖＧｓ
を得られるだめ、モータ３には電池１の電圧を十分に印
加することができる。

即ち、ステップアップコンバータにより、特に電池１の
電圧が低下した場合にもモータ３には電池１の電圧を十
分に印加することができるわけである。なお、昇圧され
た電圧は２倍である必要はなく変更してもよい。

これが第六の手段である。

ところで、第六の手段では電池１の電圧が高い（ｖＧｓ
が大きい）場合には、ＲＤｓ（ＯＮ）としてはほとんど
変化しないため、ｖＧｓによる差が現われてくるまでは
電池１の電圧をｖＧｓとして用い、それ以降は昇圧され
た電圧をｖＧｓ　として用いる方法が考えられ、これが
第七の手段である。その一実施例の回路図を第１２図に
示し、以下この図に基づいて説明を行なう。

第１２図において、７１．７２，７４．７５は抵抗、７
３は制御回路６により駆動されるトランジスタ、７６は
前記トランジスタ７３の出力電圧を基準電圧７７と比較
する比較器で、その出力はトランジスタ４に出力される
。また、７８はトランジスタで前記トランジスタ４を０
Ｎ１０ＦＦ制御する。また、７９及び８ｏはダイオード
である。

いま、制御回路６の出力が＠Ｈ１の場合、トランジスタ
７８がｏＮし、トランジスタ４はＯＦＦするためステッ
プアップコンバータ６ｏの出力はＱＶ、一方、トランジ
スタ７３もＯＦＦであるから、ＦＥＴ１ｏの”Ｇ３はｏ
Ｖとなシ、モータ３は動作しない。

次に、制御回路６の出力がＩＩＩ　Ｌ　ｊになった場合
を考えてみる。この場合は、トランジスタ７８はＯＦＦ
、）ランジスタフ３はＯＮしている。電池１の電圧が十
分高く、比較器７６の基準電圧子γよりも高ければ、比
較器７６の出力は“Ｌ”になり、トランジスタ４はＯＦ
Ｆとなシステップアッフコンバータ６ｏは動作しない。

ＦＥＴ１ｏのｖＧｓ　としては、トランジスタ７３がＯ
Ｎしているため、ダイオードγ９を介して電池１の電圧
が印加されることになる。しかし、電池１の電圧が低く
なってきて、比較器７６の基準電圧７７よりも低くなる
と、比較器子６の出力はＨ′になり、トランジスタ７８
もＯＦＦであることから、トランジスタ４はＯＮしてス
テップアップコンバータ５ｏは動作し、電池１の電圧を
昇圧した電圧を出力する。この昇圧電圧と電池１の電圧
の大小関係からダイオード７９はＯＦＦ、ダイオード８
ｏはＯＮするため、結局、ＦＥＴ１０の”ＧＳ　　とし
ては昇圧された電圧が印加されることになり、ＲＤＳ、
（、ＱＮ）を小さく保つことができる。

なお、ステップアップコンバータの出力電圧としては第
六の手段でも説明したように、必要に応じて何倍にして
もよい。

更に、電池１の電圧に無関係に、常に一定の電圧をＦＥ
Ｔ１０のゲート端子に印加する方法としては次の二つの
手段（第への手段及び第九の手段）が考えられる。

まず、第への手段としては、第六及び第七の手段で述べ
たようなステップアップコンバータを複数段備えておき
、電池１の電圧により出力を選択するアナログマルチプ
レクサにより前記複数個のステップアップコンバータの
どれかを動作させる。

その一実施例の回路図を第１３図に、動作説明図を第１
４図に示し、以下これらの図により説明を行なう。

第１３図において、５１．５２及び５３は各々、′異な
る昇圧倍率を有する第１．第２及び第３のステップアッ
プコンバータであり、第１のステップアップコンバータ
が最も昇圧倍率が低く、第３のステップアップコンバー
タが最も昇圧倍率が高くなるように設定しである。５９
．６１及びｅ３は各々前記第１から第３のステップアッ
プコンバータを駆動するトランジスタで、これらは電池
１の電圧により出力を選択するアナログマルチプレクサ
５５によって駆動される。

即ち、制御回路６の出力が′Ｌｊになると、トランジス
タ７３がＯＮし、電池１の電圧がアナログマルチプレク
サ６６に入力される。電池１の電圧が高い間は第１のス
テップアップコンバータ６１を駆動するトランジスタ６
９がＯＮし、他のトランジスタ６１及び６３はＯＦＦし
ている。すると、ＦＥＴ１ｏのｖＧｓ　としては第１の
ステップアップコンバータ５１による電池１の電圧の昇
圧電圧が印加される。電池１の電圧が低下してくると、
今ｉは第２のステップアップコンバータ６２を駆動する
トランジスタ６１がＯＮし、トランジスタ６９はＯＦＦ
になりトランジスタ６３はＯＦＦのままであるから、Ｆ
ＥＴ１０のｖＧｓとしては第２のステップアップコンバ
ータ６２による電池１の電圧の昇圧電圧が印加される。

さらに電池１の電圧が低下してくると、今度は第３のス
テップアップコンバータ５３を駆動するトランジスタｅ
３が○Ｎ、）ランジスタロ１は○ＦＦｊ、）ランジスタ
ロ９もＯＦＦのままであるから、ＦＥＴ１ｏのＶＧＳ　
　としては第３のステップアツブコンノζ−タロ３によ
る電池１の電圧の昇圧電圧が印加されることになる。

ここで、第１から第３のステップアツブコンノく−タの
昇圧倍率を適切に設定しておけば、第１４図に示したよ
うに、ＦＥＴ１ｏのゲート印加電圧ｖＧｓは電池１の電
圧に無関係に常に一定の値となる。

なお、本実施例では三段のステップアップコンバータを
用いたが、必要に応じて増減させてもよく、要は、電池
１の電圧によシ駆動するステップアップコンバータを変
化させればよいし、必要に応じて、同時に複数のステッ
プアップコンバータを動作させてもよい。

更に、電池１の電圧に無関係に、常に一定の電圧をＦＥ
Ｔ１ｏのゲート端子に印加する別の手段としては、ステ
ップアップコンバータの代わシにＤＣ−ＤＣコンバータ
を用いる第九の手段が考えられ、その一実施例の回路図
を第１５図に、その動作説明を第１θ図に示し、以下こ
れらの図に基づいて説明を行なう。

第１５：図において、９０はある直流電圧を別の直流電
圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータで、本実施例では３
■から１ｏｖに昇圧する構成としている。第六から第へ
の手段で用いたステップアップコンバータと異なるのは
その昇圧された電圧が電池１の電圧に依存するか否かの
違いで、ステップアップコンバータが依存するのに対し
て、ＤＣ−ＤＣコンバータは依存しないという点にある
。

この回路の動作は前記第１１図の動作と基本的には同じ
であるが、前記理由により、ＦＥＴ１ｏのゲート電圧ｖ
Ｇｓは電池１の電圧によらず常に一定（１ｏｖ）となる
。したがって、電池１の電圧に無関係に常にＲＤＳ（Ｏ
Ｎ）、即ちｖＤｓ（ＯＮ）を十分小さくできるため、モ
ータ３には電池１の電圧を十分に印加することができる
。

ところで、モータはその起動時に定常電流の数倍にも及
ぶ突入電流を発生する。このため、ＦＥＴ１０としては
この突入電流に十分耐える素子が必要となる。しかし、
そうすると高価な素子を使い、又放熱フィンが必要とな
るなど価格アップの要因となっている。ところが、第１
７図に示す筒中の手段を用いれば低置なＦＥＴを用いて
もモータの突入電流に耐える回路を得ることができる。

第１７図において、３１は大容量のコンデンサである。

第１７図は第９図と比較すればその構成は同一であるこ
とがわかる。異なるのは３ｏと３１のコンデンサの容量
である。３１に大容量のコンデンサを用いることにより
、トランジスタ２０のＯＮ抵抗値とによって比較的長時
間の時定数が得られるため、ＦＥＴ１ｏのゲート端子に
は第１８図に示すようなランプ状の電圧がｖＧｓ　とし
て印加される。すると、Ｆ　Ｅ　Ｔ　１０　ノＲｐＳ（
ＯＮ　）は第２図に示す特性より、初期は大きいが徐々
に小さくなるので、モータ３には徐々に電池１の電圧が
印加されるため、モータ３はスロースタートを行なう、
このために、ＦＥＴ１０には徐々にモータ３の電流が流
れるようになり、従来のような突入電流が流れないため
にＦＥＴ１０としては比較的小さな定格の素子を用いる
ことができる。

発明の効果以上の説明よ１れ明らかなように本発明によれば、次の
ような種々の効果が得られる。

■　モータ駆動素子として４Ｖ駆動ＦＥＴを用いている
ので、ゲート電圧のみ印加すればモータが駆動できるた
め、電池消費電流を低減でき、電池の寿命が保てるとい
うこと及びＦＥＴのＯＮ抵抗が小さいためにモータに十
分な電圧を供給することができる。

１１に池電圧が低下してくると、トランジスタがＯＮで
きなくなるためＦＥＴはＯＮできなくなり、グー１１圧
が小さくなることによるＦＥＴの熱損失の増加や、熱損
失の増加によるＦＥＴ０熱破壊を防ぐことができる。

■　電池電圧が低下した場合にリセット用ＩＣを動作さ
せることによって、トランジスタの不安定動作によるモ
ータの起動、停止の繰返し動作を防ぐことができる。

■　トランジスタの出力段にローフ４スフイルりを構成
することによって、ゲート電圧波形からモータ雑音を除
去でき、ゲート端子への雑音侵入によるＦＥＴの誤動作
や破壊Ｊ劣化を防ぐことができる。

■　トランジスタや制御回路の直流電源として電池電圧
をそのまま用いずに、抵抗とコンデンサで整流した電圧
波形を用いること及びモータの両端にコンデンサを挿入
することにより、制御回路の安定した動作を得ることが
できる。

■　ステップアップコンバータを用いることにより、電
池電圧が下がってもＦＥＴの電圧損失（ＯＮ抵抗）を極
めて小さくできるため、モータに十分な電圧を供給する
ことができる。

■　電池電圧が高い場合にはステップアップコンバータ
は動作しないため、ステップアップコンバータ駆動のた
めの消費電流を低減することができる。

■　電池電圧が低下することにより、連続的にステップ
アップコンバータを動作させることにより、電池電圧に
無関係に常に一定のゲート電圧を供給することができる
ため、ＦＥＴのＯＮ抵抗を小さく保つことにより、モー
タに十分な電圧を印加することができる。

■　ＤＣ−ＤＣコンバータによっても、電池電圧とは無
関係に電池電圧よりは常に高い一定な大きさのゲート電
圧を供給することができるため、ＦＥＴのＯＮ抵抗を小
さく保つことにより、モータに十分な電圧を印加するこ
とができる。

Ｘ　モータがスロースタートを行なうことによってＦＥ
Ｔとしては電流定格の小さな素子を用を用いることがで
きるので、低置・簡易構成でありながら信頼性の高いモ
ータの駆動回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電池駆動にょるモータの
駆動回路図、第２図は第１図で用いたＦＥＴのＶＣＩＳ
−ＲＤＳ　（ＯＮ）特性図、第３図は第１図のモータ駆
動回路の保護回路図、第４図は第３図の保護回路各部の
動作波形図、第６図は第３図の保護回路各部の減電圧時
の動作波形図、第６図は第３図保護回路の減電工時動作
保証°回路図、第７図は第６図保証回路各部噂電圧時の
動作波形図、第８図は第３図保護回路各部の動作波形図
、第９図は第３図保護回路の動作保証回路図グツ、り涛
〆、第１０図ａ、ｂは他の実施例を示す回路図、第１１
図は第１図モータ駆動回路の減電工時動作保証回路図、
第１２図は第二の実施例の回路図、第１３図は第三の実
施例の回路図、第１４図は第１３図保証回路各部の動作
波形図、第１６図は第四の実施例を示す回路図、第１ｅ
図は第１６図保証回路各部の動作波形図、第１７図は第
３図保護回路の動によるモータの駆動回路図であるＱｌ・・・・・・電池、３・・・・・・モータ（負荷）、
１０・・・・・・ＦＥＴ　（電界効果形トランジスタ）
、ｅ・・・・・・制御回路、２ｏ・・・・・・トランジ
スタ、２６・・・・−・リセット用ＩＣ，３０，３１，
４１，４２・・・・・・コンテ°ンサ、４０・・・・・
・抵抗、６０・・・・・・ステップアップコンバータ、
７６・・・・・・比較器、５１，５２．５３・・・・・
・ステップアップコンバータ、６６・・・・・・アナロ
グマルチプレクサ、９０・・・・・・ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−一電池３−・−モーｙ（負荷少第２図＝Ｖ６”；第４図ＶＤＱ−１２，ＩＶ−−一−−−−−−−−−−−−−
−−−−−”−−−ｖＡ（）Ｖ− Ｖｏｏ−ａ、６Ｖ　−−−−−ゴニーーーーーーーごニ
ー７　　　ｖ、。 □Ｖ− 第５図第　６　ｒ５　　　　　　　　　　　　２５−−−ソセ
・・／用ＺＱ２Ｓ第７図Ｉｏｔｔ第８図ｐＤ第　９　図　　　　　　　　　　　　　３０−一一コン
テンブ４０−　　才氏抗第１０図　　　　　　　　　　　　４７．４−２−　　
コンテ゛ンプ＼第１１図７ｌ−−−Ｐ：Ｆ：、牢（１ま第１２図　　　　　　　　　　　　７７−　基準電圧７
９．８０−一一グイオード憾　　　　　　　　　　　− 第１４図９θ−−−ＤＣ−ＤＣコンノぐ一グ第１５図第１６図第１７図　　　　　　　　　　　　　　　３１−−−　
コンテ゛ンブ彫１８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）煙を吸煙するファンを駆動するモータと、このモ
ータの制御信号を出力する制御回路とを具備し、この制
御回路の出力信号により上記モータを駆動する素子とし
て４Ｖ駆動電界効果形トランジスタを用いた卓上用吸煙
器のモータ駆動回路。
（２）制御回路の出力端子と電源の一端を、直列接続し
た二本の抵抗で接続し、この二本の抵抗同士の接続点に
トランジスタのベース端子を、電源の一端に同トランジ
スタのエミッタ端子を、同トランジスタのコレクタ端子
を第三の抵抗を介して電源の他端とそれぞれ接続し、前
記４Ｖ駆動電界効果形トランジスタのゲート電圧は、こ
のトランジスタのコレクタ電圧から供給するように構成
した請求項１記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。
（３）ある電圧より低い電圧が印加されるとリセット信
号を出力するリセット用ＩＣを前記４Ｖ駆動電界効果形
トランジスタのゲート電圧印加部に備え、このリセット
信号を前記制御回路に入力するように構成した請求項１
記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。
（４）４Ｖ駆動電界効果形トランジスタのゲート電圧を
供給するトランジスタのコレクタ端子とコンデンサの一
端を接続し、コンデンサの他端は電源の一端に接続して
、このトランジスタのＯＮ抵抗と上記コンデンサにより
ローパスフィルタを構成した請求項１記載の卓上用吸煙
器のモータ駆動回路。
（５）モータの駆動電源から抵抗とコンデンサで整流し
た電圧波形を前記トランジスタや制御回路の直流電源と
して用い、また上記モータの両端に並列に別のコンデン
サを接続して、モータの雑音防止を行なう構成とした請
求項１記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。
（６）モータの駆動電源の電圧に比例した電圧を出力す
るステップアップコンバータを備え、前記制御回路の出
力信号によりステップアップコンバータを駆動し、この
ステップアップコンバータの出力電圧を前記４Ｖ駆動電
界効果形トランジスタのゲート電圧として用いるように
構成した請求項１記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路
。
（７）モータの駆動電源の電圧を任意の基準電圧と比較
する比較部を備え、前記ステップアップコンバータは、
該比較器の出力信号により駆動されるように構成した請
求項６記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。
（８）ステップアップコンバータを複数個設け、各々の
電圧と前記モータの駆動電源電圧との比例値は異なって
おり、前記モータの駆動電源電圧を任意の複数の異なる
基準値と比較するアナログマルチプレクサを備え、この
アナログマルチプレクサは前記モータの駆動電源電圧に
よって上記ステップアップコンバータのうち一つを選択
、駆動する構成とした請求項６記載の卓上用吸煙器のモ
ータ駆動回路。
（９）モータの駆動電源の電圧とは無関係に一定した電
圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータを備え、制御回路の
出力信号によりこのＤＣ−ＤＣコンバータを駆動し、上
記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧を前記４Ｖ駆動電界
効果形トランジスタのゲート電圧として用いるように構
成した請求項１記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。
（１０）４Ｖ駆動電界効果形トランジスタのゲート電圧
を供給するトランジスタのコレクタ端子とコンデンサの
一端を接続し、コンデンサの他端は電源の一端に接続し
て、このコンデンサの容量と上記トランジスタのＯＮ抵
抗により得られる時間をかけて、４Ｖ駆動電界効果形ト
ランジスタのゲート電圧を立上げる構成とした請求項１
記載の卓上用吸煙器のモータ駆動回路。