JPH0312073Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はモータ等の負荷駆動回路の保護回路
に関する。

負荷に直流電流を供給したとき、その電流の供
給方向に伴なつて被制御体が一の制御状態と他の
制御状態とに動作されるような場合がある。例え
ば直流モータを負荷として使用した場合には、モ
ータを時計方向に回転させたり、又はその逆方向
に回転させたりすることがある。

第１図について、従来の一例を説明すると１ａ
は互いに導電形を異にする第１のスイツチング用
トランジスタ２ａと、同じくスイツチング用トラ
ンジスタ３ａとが、それらのコレクタ−エミツタ
に関して互いに直列に接続されて構成された第１
の直列回路である。この場合、第１のトランジス
タ２ａはPNP形を、第２のそれはNPN形を使用
した場合である。同様にして、第２の直列回路１
ｂも構成されている。２ｂ及び３ｂはこれに使用
するスイツチング用トランジスタである。そし
て、このような直列回路１ａ及び１ｂは夫々直流
電源４に対して並列に接続されている。又、第１
の直列回路のトランジスタ２ａ，３ａの接続点
（第１の接続点Paとする）と第２の直列回路のト
ランジスタ２ｂ，３ｂの接続点（第２の接続点
Pbとする）の間にモータ等の負荷５が接続され
る。以下負荷をモータとして説明する。

更に制御用の第１及び第２のトランジスタ６ａ
及び６ｂが設けられ、それらのベースは夫々第１
及び第２の制御信号入力端子７ａ，７ｂに夫々接
続され、それらのエミツタは夫々トランジスタ３
ａ，３ｂのベースに接続され、それらのコレクタ
は夫々トランジスタ２ｂ，２ａのベースに実質的
に接続される。また第１の制御信号入力端子７ａ
は第１のダイオード８ａを通じて第２の接続点
Pbに接続され、第２の接続点Pbは更に第１の保
護用トランジスタ９ａのベースに実質的に接続さ
れる。同様に第２の制御信号入力端子７ｂは第２
のダイオード８ｂを通じて第１の接続点Paに接
続され、第２の接続点Pbは更に第２の保護用ト
ランジスタ９ｂのベースに実質的に接続される。

斯る構成の動作を説明すると、先ず端子７ａに
制御信号が供給されている状態に於いてはトラン
ジスタ６ａがオンし、これによりトランジスタ３
ａ及び３ｂが夫々オンし、よつて電源４よりトラ
ンジスタ２ｂ−モータ５−トランジスタ３ａを通
じて直流電流が供給され、これによりモータ５が
例えば時計方向に回転する。又、端子７ｂに信号
が供給された状態ではトランジスタ２ａと３ｂと
が夫々オンするために、モータ５には上述とは逆
方向に電流が供給され、これによつてモータ５は
上述とは逆方向に回転することも同様である。

このような構成に於いて制御信号入力端子７ａ
及び７ｂのいずれにも制御信号が供給されていな
い場合に於いては、各トランジスタはすべてオフ
の状態であるから、いずれのトランジスタのコレ
クタ−エミツタ間を短絡してもこれにより発熱を
生ずるような回路は構成されないので安全であ
る。

次に、第１の制御信号入力端子７ａに信号が供
給されてトランジスタ６ａがオンし、よつてトラ
ンジスタ２ｂ及び３ａがオンしてモータ５が時計
方向に回転している状態を考える。この状態では
トランジスタ２ｂが導通することにより、第２の
接続点Pbに電圧が現われ、この電圧が抵抗器を
通じて保護用トランジスタ９ａのベースにも供給
されるために、このトランジスタ９ａがオン状態
にある。よつて、斯る状態で第２の制御信号入力
端子７ｂに制御信号が印加されたとしても、これ
によりトランジスタ６ｂがオンすることがない。
よつて、この場合も安全である。勿論この逆の状
態も全く同様である。

次に、同様にして入力端子７ａに信号が供給さ
れ、トランジスタ６ａ，２ｂ及び３ａが夫々オン
状態の時、第２の制御用トランジスタ６ｂのコレ
クタ−エミツタ間がシヨートしたとすると、この
時にはトランジスタ３ｂ及び２ａが夫々オンし、
よつて保護用トランジスタ９ｂがオンし、更にト
ランジスタ３ｂがオンするとダイオード８ａも導
通することになるのでこれによつて入力端子７ａ
に供給されている信号がカツトされる。即ち、こ
の場合はモータ５の回転方向が逆になるのみであ
つて安全上は全く問題ない。

更に、入力端子７ａに端子が供給され、即ちト
ランジスタ６ａ，２ｂ，３ａが夫々オンしてモー
タ５が回転している状態に於いて、トランジスタ
３ｂのコレクタ−エミツタ間がシヨートされた場
合を考えると、上述したダイオード８ａ及びトラ
ンジスタ３ｂのコレクタ−エミツタ即ちシヨート
部分通じて入力端子７ａが接地されるために、ト
ランジスタ３ａ及び２ｂが夫々オフとなり、トラ
ンジスタ２ｂを通じて過大電流が流れる虞れがな
い。

更に、上述したように入力端子７ａに信号が供
給されてトランジスタ６ａ，２ｂ，３ａが夫々オ
ンしている状態に於いて、トランジスタ２ａのエ
ミツタ−コレクタ間がシヨートされた場合を考え
る。この場合は、上述したようにトランジスタ３
ａがオンしているためにトランジスタ２ａのエミ
ツタ−コレクタ間の短絡によつてトランジスタ３
ａには過大電流が流れるように考えられるけれど
も、トランジスタ３ａのオン状態の内部抵抗に比
べてトランジスタ２ａのコレクタ−エミツタ間の
シヨート抵抗（略ＯΩ）が充分に低いために、ト
ランジスタ３ａのコレクタ−エミツタ間の電圧に
よりトランジスタ９ｂがオンし、よつて入力端子
７ａを接地するためにトランジスタ３ａ及び２ｂ
を夫々オフ状態となし、これによりトランジスタ
３ａに過大電流が流れるのを回避することができ
る。

尚、上述では制御信号入力端子７ａに信号が供
給された状態に於いて、夫々説明したが逆に制御
信号入力端子７ｂに制御信号が供給されて、トラ
ンジスタ６ｂ，２ａ，３ｂがオン状態の時に於い
ても全く同様に保護されること明らかであろう。

尚、上述したように入力端子７ａに信号が供給
されてトランジスタ２ｂ及び３ａが夫々オン状態
の時には、トランジスタ２ｂのオン時による電圧
が第２の接続点Pbに生ずるので、この場合、ダ
イオード８ａをシヨートしても、トランジスタ６
ａを導通方向に駆動する方向であるから変化はな
い。更に、この場合ダイオード８ｂをシヨートし
ても何ら他に影響することがない。

このようにして第１図の従来回路では、いずれ
のトランジスタのコレクタ−エミツタ間をシヨー
トしても、直ちに安全側に動作し、各々のトラン
ジスタに過大電流が流れる虞れが全くなく、よつ
て各トランジスタが発熱し、又はこれによつて火
災を生ずる等の欠点は除去されるようになされて
いる。

ところで、上述の如き構成をなす従来回路の場
合、入力端子７ａ，７ｂに制御信号が印加されな
いときはトランジスタ３ａ，３ｂがオフ状態とな
り、若しモータ５に慣性があると、モータ５を瞬
時的に停止することができない欠点がある。

また、モータ５がいつまでも入力信号がある間
回転しているものであればよいが、モータ５が回
転し、これと連動して図示せずもメカ機構がロツ
クされる構造とされているものにおいては、トラ
ンジスタ６ａ，６ｂのコレクタ−エミツタ間をシ
ヨートすると、モータ５が回転してメカ的にロツ
クされている状態ではモータ逆起電力がないまゝ
モータ５は通電状態となり、もつてトランジスタ
２ｂ，３ａ又は２ａ，３ｂが発熱する等の欠点が
ある。

この考案は斯る点に鑑み、モータ等負荷に慣性
があつてもその負荷を瞬時的に駆動停止できると
共に、メカ連動機構の負荷がロツクされて通電状
態にある場合に生じる虞れのある発熱や発火等を
も回避できるように考慮した負荷駆動回路の保護
回路を提供するものである。

以下この考案の一実施例を第２図を参照して詳
しく説明する。なお第２図において第１図に対応
する部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。

本実施例では第１の保護用トランジスタ９ａの
コレクタをトランジスタ３ａのベースに接続する
と共に第１の制動用トランジスタ１０ａのエミツ
タに実質的に接続し、トランジスタ９ａのベース
を所定の遅延時間を有する第１の遅延回路１１ａ
を介してトランジスタ２ｂのコレクタ及びダイオ
ード１２ａのアノードの共通接続点に接続し、ダ
イオード１２ａのカソード側は第２の接続点Pb
に接続する。このダイオード１２ａは遅延回路１
１ａのための電圧逆流入防止用である。同様に第
２の保護用トランジスタ９ｂのコレクタをトラン
ジスタ３ｂのベースに接続すると共に第２の制動
用トランジスタ１０ｂのエミツタに実質的に接続
し、トランジスタ９ｂのベースを上述の遅延回路
１１ａと同等の遅延時間を有する第２の遅延回路
１１ｂを介してトランジスタ２ａのコレクタ及び
ダイオード１２ｂのアノードの共通接続点に接続
し、ダイオード１２ｂのカソード側は第１の接続
点Paに接続する。このダイオード１２ｂは上述
のダイオード１２ａ同様遅延回路１１ｂのための
電圧逆流入防止用である。

またトランジスタ１０ａ，１０ｂのベースをト
ランジスタ２ａ，２ｂのベースに夫々実質的に接
続し、トランジスタ１０ａ，１ｂのコレクタを共
通接続してトランジスタ２ａ，２ｂのエミツタの
共通接続点すなわち電源４の正側に接続する。

更に制御用トランジスタ６ａ及び６ｂのベース
側に挿入されている抵抗器と並列に抵抗器１３ａ
とコンデンサ１４ａから成るバイパス回路及び抵
抗器１３ｂとコンデンサ１４ｂから成るバイパス
回路を夫々接続する。これはモータ５が停止して
いる状態では通常トランジスタ３ａ，３ｂがオン
してモータ５にブレーキをかけており、入力端子
７ａ，７ｂより制御信号を印加してもダイオード
８ａ，８ｂによりトランジスタ６ａ，６ｂがオン
できないので、制御信号印加時抵抗器１３ａとコ
ンデンサ１４ａ及び抵抗器１３ｂとコンデンサ１
４ｂの各バイパス回路を介して一時的にトランジ
スタ６ａ及び６ｂをオン状態とするものである。
つまりこれらのバイパス回路はトランジスタ６
ａ，６ｂに一種のトリガパルスを印加する微分回
路として作用する。従つてこのバイパス回路の構
成はこれに限定されず、制御信号印加時、トラン
ジスタ６ａ，６ｂをオンできればその他の構成、
例えばトランジスタ６ａ，６ｂのベースに挿入さ
れている２個の抵抗器と並列にコンデンサ１４
ａ，１４ｂを夫々接続し、これらの並列回路と入
力端子７ａ，７ｂ間に抵抗器１３ａ，１３ｂを
夫々接続した構成としてもよい。

斯る構成の回路において、入力端子７ａ，７ｂ
に印加される制御信号がなくなると、トランジス
タ２ａ，２ｂのベース電圧が夫々トランジスタ１
０ａ，１０ｂに供給されてこれらのトランジスタ
が共にオンし、トランジスタ１０ａ，１０ｂのオ
ンに伴つて夫々トランジスタ３ａ，３ｂもオンす
る。従つていまトランジスタ２ｂ及び３ａを通る
電流でモータ５が動作していた時、入力端子７ａ
に印加される制御信号がなくなつて、トランジス
タ２ｂ及び３ａのオフによりモータ５の慣性で発
生した電圧は、上述の如く制御信号がなくなるこ
とによりオンしたトランジスタ１０ｂによつてオ
ンとされたトランジスタ３ｂのコレクタ−エミツ
タ、アース及びこのアースと第１の接続点Paの
間に接続されたダイオードを通して短絡され、も
つてモータ５は瞬時的に停止する。またトランジ
スタ２ａ及び３ｂを通る電流によりモータ５が動
作していた場合も、同様にして、トランジスタ１
０ａによつてオンとされたトランジスタ３ａのコ
レクタ−エミツタ、アース及びこのアースと第２
の接続点Pbの間に接続されたダイオードを通し
てその時の慣性電圧が短絡され、モータ５は瞬時
的に停止する。

このようにしてモータ５に慣性があつても、そ
の慣性により発生した電圧はモータ５の動作停止
と同時に解放されるので、モータ５は瞬時的に停
止される。

また上述の如くメカ的ロツクによりモータ５の
必要駆動時間以上制御用トランジスタ６ａ，６ｂ
がオン状態となるときは、強制的にトランジスタ
３ａ，３ｂをオフさせてモータ５への通電を停止
させる。すなわち、いま入力端子７ａに印加され
る制御信号によりトランジスタ６ａ，２ｂ，３ａ
がオンし、トランジスタ２ｂ及び３ａを流れる電
流によりモータ５が駆動されているとき、入力端
子７ａに印加される制御信号に関係なくトランジ
スタ６ａのコレクタ−エミツタ間をシヨートする
と、トランジスタ２ｂのコレクタ電圧が遅延回路
１１ａによりそのシヨート時点より所定時間経過
した後トランジスタ９ａのベースに供給されてこ
のトランジスタをオンし、このトランジスタ９ａ
のオンによりトランジスタ３ａが強制的にオフ状
態とされモータ５への通電が遮断される。同様に
トランジスタ６ｂのコレクタ−エミツタ間をシヨ
ートした場合もトランジスタ２ａのコレクタ電圧
が遅延回路１１ｂを通して所定時間経過後トラン
ジスタ９ｂのベースに供給されてこのトランジス
タ９ｂをオンし、トランジスタ３ｂが強制的にオ
フ状態とされ、この場合トランジスタ２ａ及び３
ｂを流れる電流により駆動されているモータ５へ
の通電が遮断される。

このように制御用トランジスタ６ａ，６ｂを制
御信号入力によりオン状態と同じ状態となるよう
にそれらのコレクタ−エミツタ間をシヨートして
モータ５がメカ的にロツクされても、シヨートし
て所定時間経過後にはトランジスタ３ａ，３ｂが
強制的にオフされてモータ５への通電が遮断され
るので、発熱や発火の危険性が防止される。従つ
て遅延回路１１ａ，１１ｂの遅延時間は少くとも
トランジスタ６ａ，６ｂをシヨートした後各トラ
ンジスタ等が発熱や発火が生じないような時間内
に設定される。

上述の如くこの考案によれば、駆動する負荷に
慣性がある場合でも瞬時的に駆動停止することが
でき、もつて精度の高い負荷の駆動制御が可能と
なり、例えばこの考案をVTRのテープ装荷用の
スレツデイングモータ等に適用した場合メインリ
ングのオーバーランや無装荷端（UNTHRED
END）でのギアの喰い付き、或いはテープ引出
しアームのはねかえり等が改善される。

また制御用トランジスタがシヨートされメカ連
動機構の負荷がロツクされて通電状態となつても
即座に負荷への通電を遮断するようにしたので、
使用しているトランジスタ等が発熱し、又はこれ
によつて火災を生じる等の欠点が全て除去され
る。

なお上述の実施例では遅延回路１１ａ及び１１
ｂの遅延時間は安全対策を考慮した時間内に設定
する場合に付いて説明したが、これに限定される
ことなく、駆動回路内の種々の動作時間例えば
VTRにおけるテープ装荷時間をも考慮して設定
するようにしてもよい。

また上述の実施例では制御用トランジスタ６
ａ，６ｂのコレクタ−エミツタ間をシヨートし
て、モータ５がメカ的にロツクされて通電状態を
持続する場合の安全対策であるが、制御信号を受
けてトランジスタ６ａ，６ｂがオンして通常動作
を行つている過程において、何等の故障によりモ
ータ５が途中でメカ的にロツクされ通電状態にあ
る場合も同様に適用できることは云うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来回路の一例を示す接続図、第２図
はこの考案の一実施例を示す接続図である。 １ａ，１ｂは夫々第１及び第２の直列回路、２
ａ，３ａ及び２ｂ，３ｂは夫々スイツチング用ト
ランジスタ、５はモータ等の負荷、６ａ，６ｂは
夫々第１及び第２の制御用トランジスタ、８ａ，
８ｂは夫々第１及び第２のダイオード、９ａ，９
ｂは夫々第１及び第２の保護用トランジスタ、１
０ａ，１０ｂは夫々第１及び第２の制動用トラン
ジスタ、１１ａ，１１ｂは夫々第１及び第２の遅
延回路である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 互いに導電形を異にする第１及び第２のスイツ
   チング用トランジスタがそれらのコレクタ−エミ
   ツタに関して互いに直列に接続されてなる第１の
   直列回路と、上記第１の直列回路と同様に構成さ
   れた第２の直列回路とが並列に接続され、 上記第１及び第２の直列回路の上記第１のスイ
   ツチング用トランジスタ側の共通接続点が直流電
   源の一方の極性の端子に実質的に接続され、 上記第１及び第２の直列回路の上記第２のスイ
   ツチング用トランジスタ側の共通接続点が上記直
   流電源の他方の極性の端子に実質的に接続され、 上記第１の直列回路のそれぞれのスイツチング
   用トランジスタが直列接続されている第１の接続
   点と、上記第２の直列回路のそれぞれのスイツチ
   ング用トランジスタが直列接続されている第２の
   接続点との間に負荷が接続され、 第１の制御信号入力端子に第１の制御用トラン
   ジスタのベースが接続され、 第２の制御信号入力端子に第２の制御用トラン
   ジスタのベースが接続され、 上記第１の制御用トランジスタのエミツタが上
   記第１の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに接続され、 上記第２の制御用トランジスタのエミツタが上
   記第２の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに接続され、 上記第１の制御用トランジスタのコレクタが上
   記第２の直列回路の上記第１のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに接続され、 上記第１の制御用トランジスタのコレクタが上
   記第２の直列回路の上記第１のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに接続され、 上記第２の直列回路の上記第１のスイツチング
   用トランジスタのコレクタに第１の遅延回路を通
   じて第１の保護用トランジスタのベースが実質的
   に接続され、 上記第１の直列回路の上記第１のスイツチング
   用トランジスタのコレクタに第２の遅延回路を通
   じて第２の保護用トランジスタのベースが実質的
   に接続され、 上記第１の保護用トランジスタのコレクタに上
   記第１の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに接続され、 上記第２の保護用トランジスタのコレクタに上
   記第２の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースが接続され、 上記第１及び第２の保護用トランジスタのエミ
   ツタが共に上記直流電源の他方の極性の端子に接
   続され、 上記第１の直列回路の上記第１のスイツチング
   用トランジスタのベースに第１の制動用トランジ
   スタのベースが実質的に接続され、 上記第２の直列回路の上記第１のスイツチング
   用トランジスタのベースに第２の制動用トランジ
   スタのベースが実質的に接続され、 上記第１の制動用トランジスタのエミツタが上
   記第１の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに実質的に接続され、 上記第２の制動用トランジスタのエミツタが上
   記第２の直列回路の上記第２のスイツチング用ト
   ランジスタのベースに実質的に接続され、 上記第１及び第２の制動用トランジスタのコレ
   クタが共に、上記直流電源の一方の極性の端子に
   接続される上記第１及び第２の直列回路の上記共
   通接続点に実質的に接続され、 上記第１の制御信号入力端子と上記第２の接続
   点との間に第１のダイオードが実質的に接続さ
   れ、 上記第２の制御信号入力端子と上記第１の接続
   点との間に第２のダイオードが実質的に接続され て成ることを特徴とする負荷駆動回路の保護回
   路。