JPH02174577A - モータ制御回路 - Google Patents

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、モータの駆動において増速と減速を繰り返し
制御する場合に好適で、省電力化を図ると同時に減速時
の応答を良くするモータ制′御回路に関するものある。

［発明の概要］ 本発明は、増速と減速を繰り返すモータの制御回路にお
いて、 増速時はモータの駆動回路を動作させて増速を行うが、
減速時にはステソプアソプスイッチンクレギュレータを
動作させてモータの減速エネルギーを電源へ送り返せる
ようにし、モータに制動がかかるようにすることにより
、 省電力化を計るとともに減速時の応答を良くしたもので
ある。

［従来の技術］ 従来より、光ディスク等の記録媒体の回転駆動では、線
速一定（ＣＬ　Ｖ　）モートて記録または再生を行う場
合かある。この場合、記録または再生を行う光学ヘッド
が光ディスクの内周側のトラックに位置しているときに
は光ディスクを早く回転し、外周側のトランクへ位置す
るに従い遅く回転する必要がある。従って、光ディスク
のアクセス時において、光学ヘッドが外周側トラックか
ら内周側トラックへ急に移動する場合には光ディスクの
回転速度は増速され１．逆に内周側トラックから外周側
トラックへ急に移動する場合には減速されて、その回転
駆動に使用しているモータに対して頻繁に増速と減速の
制御か繰り返されている。

第３図は増速と減速を行う従来例のモータ制御回路の構
成図である。＋０１はオペアンプ、１０２はモータ、Ｑ
　ｌｏｔとＱ　１０２はオペアンプ１０１の出力を電力
増幅するｎｐｎトランノスタとｐｎｐトランンスタ、Ｒ
ｌｏｔはオペアンプ１０１の反転入力端子に接続された
入力抵抗、Ｒ、ｏ、はトランジスタＱ、。１．Ｑ１０２
の出力からオペアンプ１０１の反転入力端子に接続され
た帰還抵抗である。この従来例において、モータ１０２
を増速する場合は抵抗Ｒ＋０１を介して人力される入力
信号によりモータ１０２に対しトランジスタＱ　＋ｏ＋
でＰＷＭ（パルス幅変調）駆動を行い、減速する場合に
は入力信号をハイレベルに固定してトランジスタＱ。、
を導通し、モータ１０２の巻線に生しろ逆起電圧をノヨ
ートしてブレーキ（制動）をかけていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術にお（ｊろモータ制御回
路では、減速時におＬ）て逆起電圧をンジー１−　して
ブレーキをか（Ｊるので、減速エネルギーかずへてノコ
ール熱として損失となり、増速と減速を繰り返すモータ
駆動の場合電源から見た効率が悪いという問題点があっ
た。また、モータに対し逆方向に電圧を勺えろごとによ
ってもブレーキをかげることができるが　この場合にも
減速：、ｌ−ネルギーが７つ−ル熱として損失となるこ
とに変わりはない。

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたちの
で、省電力を図りながら減速時の応答を良くするモータ
制御回路を提供することを目的とする。

ようにすることにより、省電力を図りながら、モータへ
制動をか１−＋る。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するだめの本発明のモータ制御回路の
構成は、 モータの減速時に該モータの駆動回路を切り離す手段と
、 」１記モータの巻線の逆起電圧を入力電圧としてステッ
プアップし電源へ送り返すステソプアッブスイソヂング
レギコレータと、 上記減速時に上記ステップアップスイッチングレギュレ
ータを作動させる手段とを有することを特徴とする。

［作用］ 本発明は、モータの減速時において、増速側の駆動回路
を切り離すとともにステップアップスイッチングレギュ
レータを動作させ、モータ巻線の逆起電圧をステップア
ップして電源へ送り返せる［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示ずモータ制御回路の回路
構成図である。本実施例は、モータに対しＰＷＭ駆動を
行う場合を例とする。■はモータ、２はモータｌの回転
速度を検出するタコジェネレータ、３はタコジェネレー
タ２により検出されたモータＩの回転速度と目標速度と
の偏差を検出するオペアンプである。タコジェネレータ
２の出力は、整流され平滑されたしのとして抵抗Ｒ１を
通し、帰還抵抗Ｒ２が接続されたオペアンプ３の反転入
力端子（−）へ接続する。オペアンプ３の非反転入力端
子（＋）には目標速度に対応する参照電圧Ｒｃｆが与え
られる。図では参照電圧ＲｅｆがポリつラムＶＲ，から
与える構成としているが、例えば線速一定モードの光デ
ィスク記録／再生装置等では光ディスクの径方向に対す
る光学ヘッドの位置に応じて与える。オペアンプ３の出
力であるモータ１の回転速度と目標速度との偏差信号Ａ
は回転速度が目標速度より下回るとき正出力Δ〉０とな
って増速か指示され、逆に」１回るときには負出力Ａｇ
ｏとなって減速か指示される。」１記において、タコジ
ェネレータ２は、回転パルスを検出するロータリエンコ
ーダとＦ（周波数）／Ｖ（電圧）変換器等に置き換える
ことができる。

以下は、モータ１の駆動回路側の構成である。

本駆動回路は、いわゆるダウンタイプスイソヂングレギ
クーレータで構成する。４はノコギリ波発生回路、５は
前述のオペアンプ３の正（増速）の偏差信号へとノコギ
リ波発生回路４のノコキリ波信号ＳＩとから偏差信号Ａ
に応じてパルス幅が変化するＩ）ＷＭ信号Ｂを生成する
オペアンプ、ＱｌはＬ記ＰＷＭ信号Ｂによってオン／オ
フ制御されるモータ１駆動用の１）ｎｉｌ））ランノス
タである。電源ＥＶには、平滑用のコンデンサＣ１が並
列に接続されている。トランジスタＱ、は、エミッタを
電源ＥＶに接続し、コレクタをモータ１の巻線の端に接
続し、ベースを抵抗Ｒ３を通してオペアンプ５の出力に
接続するとともに抵抗Ｒ４を通して電源ＥＶに接続する
。また、モータＩの巻線の他端は電源のグランド側へ接
続する。上記において、ノコキリ波信号Ｓ１はオペアン
プ５の非反転入力端子へ接続し、回転速度の偏差信号Ａ
はその反転入力端子に接続する。負（減速）の偏差信号
Ａに対し、オペアンプ５の出力Ｂはハイレベルに固定さ
れ、トランジスタＱ、はオフ状態になる。

即ち、オペアンプ５およびトランジスタＱ、の回路は、
減速の指令に対して駆動回路を切り離す手段となる。な
お、ノコギリ波発生回路は三角波信号を発生ずる三角波
発生回路等であっても良い。

次に、減速時にモータ１の逆起電圧を入力電圧としてス
テップアップし電源ＥＶ側へ送り返すステップアップ　
スイッヂンダレギュレータと、このスイノヂンクレキュ
レータをモータの減速時に作動させる手段の構成を述へ
る。■−７，は、一端をモータ１の巻線（トランジスタ
Ｑ１のコレクタ接統制）に接続し、他端をスイッヂング
回路へ接続したステップアップ用のコイルである。スイ
ソヂノグ回路は、トランジスタＱ２と抵抗Ｒ５，Ｒ６で
構成し、トランジスタＱ、のコレクタをコイルＬの他端
へ接続し、エミッタをグランドへ接続し、ベースを抵抗
Ｒ５を通してアンドゲート６の出力（スイッチングパル
スＣ）へ接続するとともに抵抗Ｒ１１を通してクランド
へ接続する。７はトランジスタＱ２のスイッチングパル
スＳ、を発生ずるスイッチングパルス発生回路であり、
その出力はアントゲ−１・６の一方の入力端子に接続す
る。これらがステップアップ　スイッチングレギコレー
タを構成する。８はモータ１の減速時（Ａく０のとき）
にアンドゲート６ヘハイレベルのゲート開の信号を出力
するオペアンプであり、その・ゲート開の信号によって
アンドゲート６はスイッチングパルス発生回路７のスイ
ッチングパルスＳ２を通過させ、トランジスタＱ、ヘス
イッチングパルスＣを入力する。従って、オペアンプ８
とアントゲ−１−６より成る回路は、モータ減速時にス
イッヂンブレキュレータを動作させる手段を構成する。

オペアンプ８の反転入力端子には、抵抗Ｒ７を通してオ
ペアンプ３の回転速度の偏差信号Ａを接続ずろとともに
、コンデンサＣ２を通してグランドへ接続する。抵抗Ｒ
７とコンデンサＣ７とはローパスフィルタを形成するも
のであり、偏差信号Ａの高周波の変動を抑えて平均的な
値でステップアップスイｙヂンクレギコレーク側への動
作の切り換えを行う。オペアンプ８の非反転入力端子は
グランドへ接続し、その出力はプルアップ抵抗Ｒ８を接
続してアンドゲート６の他方の入力端子へ接続する。Ｄ
、はトランジスタＱ、のオン／オフによって、モータＩ
の逆起電圧がステップアップされた電圧でコイルＬ１に
蓄積した減速エネルギーを電源ＥＶへ送り返すダイオー
ドであり、そのアノードをコイルＬＪ１とトランジスタ
Ｑ、のコレクタとの接続点に接続し、そのカソードを電
源ＥＶへ接続する。

ダイオードＤ１は、増速時においては電源ＥＶからの逆
流を阻止し、減速時においてはコイルＬのステップアッ
プされた電圧により電源ＥＶへ電流を流す。上記におい
て、電源ＥＶへ電流を流上るようにするためにはステッ
プアップ電圧Ｅｃ（減速時板りにＦ点をカットした場合
にコンデンサＣ５に現れる電圧）を電流電圧ＥＶよりも
大きくする必要がある。ここで、モータＩの巻線の逆起
電圧をＥ、スイッチングパルスのオン時間をＴ１、オフ
時間をＴ、とすると、 Ｅ　ｃ　−（１＋Ｔ２／　Ｔ＋）　Ｅ−（１）の関係式
が成り立つ。従って、モータ１の最低回転数における逆
起電圧Ｅの値においてＥｃ＞ＥＶとなるように式（１）
のＴ、／Ｔ、を定める。

以上のように構成した実施例の作用を述へる。

第２図（ａ）、（ｂ）は上記実施例の動作を説明するた
めの各部波形図であり、（２Ｌ）は増速時の場合、（ｂ
）減速時の場合を示している。

まず、増速時において、モータ１の回転速度の偏差信号
Ａは正（Ａ＞０）であり、この偏差信号Ａを第１図のオ
ペアンプ６においてノコギリ波信号ＳＩを基準電位とし
て比較し、偏差信号Ａの電位が高ければそのオペアンプ
６の出力をローレベルとし、高ければハイレベルとして
、ＰＷＭ信号信号口成する。オペアンプ６の出力のＰＷ
Ｍ信号信号口−レベルであるときトランジスタＱ、はオ
ンに制御され、ハイレベルのときにオフに制御され、ロ
ーレベルの期間かハイレベルの期間に比べて長いほど増
速される。ＰＷＭ信号信号口−レベルとなる期間は、そ
のローレベルの基準電位を与えるノコギリ波信号Ｓｌの
期間が偏差信号Ａの大きいほど長くなるので長くなり、
モータ１は増速される。増速された結果、偏差信号Ａが
小さくなるに従って上記期間（Ｊ短くなり、一定回転数
（目標速度）の駆動状態に落ち着く。

次に、減速時において、モータ１の回転速度の偏差信号
Ａは負（Δ＜Ｏ）となり、オペアンプ５の出力Ｂはハイ
レベルに固定されて、トランジスタＱ１はオフに制御さ
ノする。この結果、駆動回路は、前述したモータ１をＰ
ＷＭ駆動する機能を停止されるとともにトランジスタＱ
１によって電気的に切り離される。一方、オペアンプ８
の出力は偏差信号Ａが反転されて正となる。この出力は
、アンドケート６に対しゲート開信号となるので、スイ
ッチングパルス発生回路７の出力Ｓ２がアンドケート６
を通過してスイッチングパルスＣとなり、トランジスタ
Ｑ２をオン／オフ制御する。トランジスタＱ、のオン期
間Ｔ、において、コイルしにモータ１の減速エネルギー
が蓄積され、そのオフ期間Ｔ２においてモータ１の巻線
の逆起電圧よりもステップアップされた電圧によりタイ
オードＤ１を介し電源ＥＶへ電流を送り返す。この電流
が電源ＥＶの負荷に流れる結果、電源から見た効率が高
くなり、省電力が図れるとともに、モータ１に対しては
制動力を与えることとなり、応答を良くする。

なお、上記実施例ではスイッチングパルスのオン時間Ｔ
、とオフ時間Ｔ、の比を定めるに当たり、回路を簡単化
するため固定値としているが、上記電源ＥＶに送り返さ
れる電流を電流センサで検出して、その電流が一定の値
になるように自動的にＴ　、／　Ｔ　＋の値をコントロ
ールするようにしても良い。このように、本発明はその
主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得
るものである。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明のモータ制御回路
によれば、モータの駆動において増速と減速を繰り返し
制御する場合に、減速時のモータの減速エネルギーをス
テップアップすることによって電源に送り返せるように
するので、モータに制動がかかって応答を良くするとと
もに省電力化を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ずモータ制御回路の回路
構成図、第２図は動作説明用の各部波形図、第３図は従
来例のモータ制御回路の構成図である。 ｌ　モータ、２・タコジェネレータ、３・・・オペアン
プ、４　ノコギリ波発生回路、５　オペアンプ、６　・
アントゲート、７・・スイッチングパルス発生回路、８
　オペアンプ、ＬＩ　コイル、Ｑトランジスタ、 Ｑ。 トランジスタ、 ２ダイオ ード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの減速時に該モータの駆動回路を切り離す
   手段と、 上記モータの巻線の逆起電圧を入力電圧としてステップ
   アップし電源へ送り返すステップアップスイッチングレ
   ギュレータと、 上記減速時に上記ステップアップスイッチングレギュレ
   ータを作動させる手段とを有することを特徴とするモー
   タ制御回路。
2. （２）モータの巻線の逆起電圧をＥおよび電源電圧をＥ
   ＿Ｖとしてステップアップスイッチングレギュレータの
   スイッチングパルスのオン時間Ｔ＿１とオフ時間Ｔ＿２
   の比を式Ｅ＿Ｖ＜（１＋Ｔ＿２／Ｔ＿１）Ｅを満足する
   ように設定することを特徴とする第１項記載のモータ制
   御回路。