JPH05958B2 - - Google Patents

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JPH05958B2
JPH05958B2 JP58224715A JP22471583A JPH05958B2 JP H05958 B2 JPH05958 B2 JP H05958B2 JP 58224715 A JP58224715 A JP 58224715A JP 22471583 A JP22471583 A JP 22471583A JP H05958 B2 JPH05958 B2 JP H05958B2
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transistors
transistor
motor
base
voltage
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JP58224715A
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Mitsuharu Oota
Isao Yoshida
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH05958B2 publication Critical patent/JPH05958B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/288Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance
    • H02P7/2885Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マイクロモータ等の直流モータの速
度制御に適するモータ駆動制御回路に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motor drive control circuit suitable for controlling the speed of a DC motor such as a micromotor.

従来例の構成とその問題点 マイクロモータ等の直流モータの駆動制御回路
には、通常、駆動用トランジスタの電流の制御に
よつて回転速度を制御する回路方式が用いられ
る。
Conventional Structure and Problems The drive control circuit for a DC motor such as a micromotor usually uses a circuit system in which the rotational speed is controlled by controlling the current of a drive transistor.

第1図は、従来の回路例であり、破線で示す枠
内を集積回路化して、単一の半導体チツプ上に形
成したものである。そして、集積回路部からは、
電源端子1、第1及び第2と制御端子2,3、モ
ータ接続端子4並びに接地端子5が外部端子とし
て設けられている。そして、直流モータ6は電源
端子1とモータ接続端子4との間に外付けされ、
第1の抵抗7が電源端子1と第1の制御端子2と
の間に外付けされ、第2の抵抗8が第1の制御端
子2と第2の制御端子3との間に外付けされる。
FIG. 1 shows an example of a conventional circuit, in which the area indicated by the broken line is integrated into an integrated circuit and formed on a single semiconductor chip. And from the integrated circuit section,
A power supply terminal 1, first and second control terminals 2 and 3, a motor connection terminal 4, and a ground terminal 5 are provided as external terminals. Then, the DC motor 6 is externally connected between the power supply terminal 1 and the motor connection terminal 4,
A first resistor 7 is externally connected between the power supply terminal 1 and the first control terminal 2, and a second resistor 8 is externally connected between the first control terminal 2 and the second control terminal 3. Ru.

次に、集積回路の内部は、定電流源9からの電
流の供給によつて定電圧を発生する基準電圧部1
0を有し、基準電圧部10の出力端に接続された
増幅器11、その出力に接続されたトランジスタ
14、並びにそのエミツタに接続された抵抗13
から構成される回路が負帰還型の定電流源をな
し、トランジスタ12のコレクタから精度の良い
定電流を出力する。そして、この定電流の出力は
第2の制御端子3を経由して第1、第2の抵抗
7,8に供給され、第2の抵抗8の端子間に定電
圧を発生させる。
Next, inside the integrated circuit, a reference voltage section 1 generates a constant voltage by supplying current from a constant current source 9.
0 and connected to the output of the reference voltage section 10, a transistor 14 connected to its output, and a resistor 13 connected to its emitter.
The circuit constituted by the circuit constitutes a negative feedback type constant current source, and outputs a highly accurate constant current from the collector of the transistor 12. Then, this constant current output is supplied to the first and second resistors 7 and 8 via the second control terminal 3, and a constant voltage is generated between the terminals of the second resistor 8.

エミツタが共通接続されたトランジスタ14,
15は差動増幅部を成し、差動増幅部はエミツタ
共通接続点に電流源16が接続され、トランジス
タ15のコレクタに電流ミラー回路17,18が
接続され、更にその負荷回路に電流源19とエミ
ツタホロワ用のトランジスタ20を設けること
で、高利得の増幅器を構成し、トランジスタ14
のベースには第2の制御端子3の基準電圧が入力
され、直流モータ6の端子間電圧を抵抗30,3
1で分圧した電圧がトランジスタ15のベースに
入力され、直流モータ6の逆起電力Eaと基準電
圧との比較を行い、誤差電圧を増幅する。
A transistor 14 whose emitters are commonly connected,
15 constitutes a differential amplification section, in which a current source 16 is connected to the common emitter connection point, current mirror circuits 17 and 18 are connected to the collector of the transistor 15, and a current source 19 is connected to the load circuit. By providing a transistor 20 for an emitter follower, a high gain amplifier is constructed, and the transistor 14
The reference voltage of the second control terminal 3 is input to the base of the resistor 30, 3, and the voltage between the terminals of the DC motor 6 is
The voltage divided by 1 is input to the base of the transistor 15, the back electromotive force Ea of the DC motor 6 is compared with the reference voltage, and the error voltage is amplified.

エミツタホロワ用トランジスタ20のエミツタ
には、トランジスタ21〜24のベース共通接続
点と、負荷用抵抗25とが接続され、トランジス
タ21〜24の各エミツタと接地電位との間に抵
抗26〜29が夫々接続される。
The emitter of the emitter follower transistor 20 is connected to the base common connection point of the transistors 21 to 24 and a load resistor 25, and the resistors 26 to 29 are connected between the emitters of the transistors 21 to 24 and the ground potential, respectively. be done.

そして、トランジスタ21〜24並びに抵抗2
6〜29は同一特性の素子で構成され、各コレク
タ電流が等しく流れるように設定し、第1のトラ
ンジスタ22〜24のコレクタ電流と第2のトラ
ンジスタ21のコレクタ電流との相対比を確保す
ると共に、第1のトランジスタ22〜24はコレ
クタに接続された直流モータ6を大電流で駆動す
る。
Then, the transistors 21 to 24 and the resistor 2
6 to 29 are composed of elements with the same characteristics, and are set so that each collector current flows equally, ensuring a relative ratio between the collector current of the first transistors 22 to 24 and the collector current of the second transistor 21. , the first transistors 22 to 24 drive the DC motor 6 connected to their collectors with a large current.

また、帰還用の第2のトランジスタ21のコレ
クタ電流は第1の制御端子2を介して第1の抵抗
7に与えられ、直流モータ6の内部抵抗の電圧降
下に相当する電圧を抵抗7の端子間に発生させ、
その電圧を差動増幅部の第2の制御端子3(基準
電位側入力端)に帰還する。
Further, the collector current of the second feedback transistor 21 is applied to the first resistor 7 via the first control terminal 2, and a voltage corresponding to the voltage drop across the internal resistance of the DC motor 6 is applied to the terminal of the resistor 7. occur in between,
The voltage is fed back to the second control terminal 3 (reference potential side input terminal) of the differential amplifier section.

このような構成の従来例では、直流モータ6の
回転速度を次のように制御する。
In the conventional example with such a configuration, the rotational speed of the DC motor 6 is controlled as follows.

基本的な動作は、差動増幅部14〜18が直流
モータ6の逆起電力Eaと基準電圧(第2の抵抗
8の電圧降下)とを比較し、第1のトランジスタ
22〜24が比較された出力電圧に応じた電流で
直流モータ6を駆動する。但し、直流モータ6の
内部抵抗による電圧降下がロスとなるため、第1
のトランジスタ22〜24と第2のトランジスタ
21のコレクタ電流の相対比を持たせ、直流モー
タ6の内部抵抗による電圧降下に対応した電圧降
下を第1の抵抗7の端子間に発生させ、その電圧
が基準電圧に上乗せして第2の制御端子3に与
え、差動増幅部14〜18は逆起電力Eaと基準
電圧とを比較し、逆起電力Eaと基準電圧とが一
致するように制御される。
The basic operation is that the differential amplifiers 14 to 18 compare the back electromotive force Ea of the DC motor 6 and a reference voltage (voltage drop across the second resistor 8), and the first transistors 22 to 24 compare The DC motor 6 is driven with a current according to the output voltage. However, since the voltage drop due to the internal resistance of the DC motor 6 causes a loss, the first
The relative ratio of the collector currents of the transistors 22 to 24 and the second transistor 21 is set, and a voltage drop corresponding to the voltage drop due to the internal resistance of the DC motor 6 is generated between the terminals of the first resistor 7, is applied to the second control terminal 3 in addition to the reference voltage, and the differential amplifiers 14 to 18 compare the back electromotive force Ea and the reference voltage and control the back electromotive force Ea and the reference voltage so that they match. be done.

そして、直流モータ6の回転速度が所定値より
増大したとすると、直流モータ6の逆起電力Ea
がそれに応じて大きくなり、抵抗30,31で分
割される中点電位が低下する。すると、差動増幅
部がその中点電位と第2の制御端子3の電位とを
の比較し、中点電位が第2の制御端子3の電位に
比べて低ければ、差動増幅部の出力(トランジス
タ18のコレクタ)電圧が低下して、第1のトラ
ンジスタ22〜24の駆動電流を減少させ、直流
モータ6の回転速度を減少方向に制御する。
Then, if the rotational speed of the DC motor 6 increases beyond a predetermined value, the back electromotive force Ea of the DC motor 6
increases accordingly, and the midpoint potential divided by resistors 30 and 31 decreases. Then, the differential amplifier section compares the midpoint potential with the potential of the second control terminal 3, and if the midpoint potential is lower than the potential of the second control terminal 3, the output of the differential amplification section is (Collector of transistor 18) voltage decreases, reducing the drive current of the first transistors 22 to 24, and controlling the rotational speed of the DC motor 6 in a decreasing direction.

反対に、直流モータ6の回転速度が所定値より
減少したとすると、直流モータ6の逆起電力Ea
がそれに応じて小さくなり、抵抗30,31で分
割される中点電位が上昇する。すると、差動増幅
部がその中点電位と第2の制御端子3の電位とを
の比較し、中点電位が第2の制御端子3の電位に
比べて高ければ、差動増幅部の出力(トランジス
タ18のコレクタ)電圧が上昇して、第1のトラ
ンジスタ22〜24の駆動電流を増大させ、直流
モータ6の回転速度を増大方向に制御する。
On the other hand, if the rotational speed of the DC motor 6 decreases below the predetermined value, the back electromotive force Ea of the DC motor 6
becomes smaller accordingly, and the midpoint potential divided by the resistors 30 and 31 rises. Then, the differential amplifier section compares the midpoint potential with the potential of the second control terminal 3, and if the midpoint potential is higher than the potential of the second control terminal 3, the output of the differential amplification section is The voltage (at the collector of the transistor 18) increases, increasing the drive current of the first transistors 22 to 24, and controlling the rotational speed of the DC motor 6 in an increasing direction.

即ち、差動増幅部14〜18と、第1のトラン
ジスタ22〜24と、抵抗30,31の分圧回路
との帰還ループは負帰還を成し、逆起電力Eaと
基準電圧とが所定値で一致するように制御し、駆
動制御回路は直流モータ6の回転速度を安定化す
る。
That is, the feedback loop of the differential amplifiers 14 to 18, the first transistors 22 to 24, and the voltage dividing circuit of the resistors 30 and 31 forms a negative feedback, and the back electromotive force Ea and the reference voltage are set to a predetermined value. The drive control circuit stabilizes the rotational speed of the DC motor 6 so that the rotational speed of the DC motor 6 coincides with the rotational speed of the DC motor 6.

ところが、従来例のモータ駆動制御回路による
と、次のような問題があつた。
However, the conventional motor drive control circuit has the following problems.

直流モータ6の内部抵抗でロスする電圧に相当
する電圧を抵抗7の端子間に発生させる手段とし
て、トランジスタ21のコレクタ電流を抵抗7に
与えるため、モータ駆動制御回路全体として、前
述の負帰還ループの他に、差動増幅部14〜18
の出力から、トランジスタ21と、抵抗7と、抵
抗8と、トランジスタ14のベースに至る正帰還
のループが形成される。従つて、直流モータ6の
内部抵抗のロス電圧と第1の抵抗7の端子間電圧
とが均衡して、それらの電圧が差動増幅部の両入
力端に同相で入力される場合は、直流モータ6の
内部抵抗のロス電圧分が誤差増幅されず、逆起電
力Eaと基準電圧とを比較して安定に動作する。
しかし、駆動性御回路を安定動作させるには、第
1のトランジスタ22〜24と第2のトランジス
タ21とを常に活性状態で動作させ、第1のトラ
ンジスタ22〜24と第2のトランジスタ21の
hFEのバランスを保つ必要がある。
In order to apply the collector current of the transistor 21 to the resistor 7 as a means to generate a voltage corresponding to the voltage lost in the internal resistance of the DC motor 6 between the terminals of the resistor 7, the motor drive control circuit as a whole uses the above-mentioned negative feedback loop. In addition, differential amplifier sections 14 to 18
A positive feedback loop is formed from the output of the transistor 21, the resistor 7, the resistor 8, and the base of the transistor 14. Therefore, if the loss voltage of the internal resistance of the DC motor 6 and the voltage between the terminals of the first resistor 7 are balanced and these voltages are input in phase to both input terminals of the differential amplifier section, the DC The loss voltage of the internal resistance of the motor 6 is not amplified as an error, and the back electromotive force Ea is compared with the reference voltage to operate stably.
However, in order to operate the drivability control circuit stably, the first transistors 22 to 24 and the second transistor 21 are always operated in an active state, and the first transistors 22 to 24 and the second transistor 21 are
h It is necessary to maintain the balance of FE .

ところが、直流モータ6の負荷トルクが増大し
た場合、直流モータ6を駆動する第1のトランジ
スタ22〜24のコレクタ電流を増大するように
制御されるが、これに合わせてに第2のトランジ
スタ21のコレクタ電流が増大し、抵抗7の電圧
降下を増大させて、直流モータ6の内部抵抗のロ
ス電圧の増大分を補償するように動作する。しか
し、同時に、トランジスタ22〜24のコレクタ
電位が低下して飽和状態になり、第1のトランジ
スタ22〜24のhFEが低下する。その結果、第
1のトランジスタ22〜24のコレクタ電流と第
2のトランジスタ21のコレクタ電流との所定比
に比べて、第1のトランジスタ22〜24のコレ
クタ電流の割合が小さくなる。そして、抵抗7の
電圧降下による前述のロス電圧の補償が過補償と
なり、正帰還量が負帰還量に比べて相対的に大き
くなつて、回路全体が発振する。この現象は、回
路全体がトランジスタ14と15のベース電位が
釣り合うように動作するため、第1のトランジス
タ22〜24のコレクタ電位が低電位、第2のト
ランジスタ21のコレクタ電位が高電位の関係に
なり、第1のトランジスタが飽和状態になり易い
ことから起きる現象であり、低い電源電圧で動作
させると特に問題になり易い。
However, when the load torque of the DC motor 6 increases, the collector current of the first transistors 22 to 24 that drive the DC motor 6 is controlled to increase, but the collector current of the second transistor 21 increases accordingly. The collector current increases and the voltage drop across the resistor 7 increases to compensate for the increase in voltage loss due to the internal resistance of the DC motor 6. However, at the same time, the collector potentials of the transistors 22-24 decrease to saturation, and the h FE of the first transistors 22-24 decreases. As a result, the ratio of the collector currents of the first transistors 22 to 24 becomes smaller than the predetermined ratio of the collector currents of the first transistors 22 to 24 to the collector currents of the second transistor 21. Then, the aforementioned loss voltage compensation due to the voltage drop across the resistor 7 becomes overcompensated, and the amount of positive feedback becomes relatively larger than the amount of negative feedback, causing the entire circuit to oscillate. This phenomenon occurs because the entire circuit operates so that the base potentials of the transistors 14 and 15 are balanced, so the collector potential of the first transistors 22 to 24 is at a low potential, and the collector potential of the second transistor 21 is at a high potential. This is a phenomenon that occurs because the first transistor is likely to reach a saturated state, and is particularly likely to become a problem when operated at a low power supply voltage.

前述した発振現象は、第1の制御端子2と接地
電位点との間にコンデンサ32を挿入すること
で、高域周波数のループゲインを低下させること
防止できる。しかし、回転速度の乱れを防ぐこと
ができず、第2図に示す特性Aをように負荷トル
クが大きい時の回転速度の乱れまでを改善するこ
とはできなかつた。
The above-mentioned oscillation phenomenon can be prevented from lowering the loop gain at high frequencies by inserting the capacitor 32 between the first control terminal 2 and the ground potential point. However, it was not possible to prevent disturbances in the rotational speed, and it was not possible to improve the disturbance in the rotational speed when the load torque was large, as shown in characteristic A shown in FIG.

発明の目的 本発明は、負荷トルクの増大に伴つて生じる回
転速度の乱れを無くし、安定な速度制御を行うモ
ータ駆動制御回路を提供するものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides a motor drive control circuit that eliminates disturbances in rotational speed caused by an increase in load torque and performs stable speed control.

発明の構成 本発明は、要約すると、ベース同士と、エミツ
タ同士が各々共通接続された一導電型第の1、第
2のトランジスタ22〜24,21と、エミツタ
が前記第1、第2のトランジスタ22〜24,2
1のベース共通接続点に接続された一導電型の第
3のトランジスタ20と、前記第1のトランジス
タ22〜24のコレクタと電源端1との間に接続
された直流モータ6と、一端が前記電源端1に接
続され、他端が前記第2のトランジスタ21のコ
レクタに接続された第1の抵抗7と、前記第1の
抵抗7の他端に一端が接続され、他端に定電流が
与えられ、端子間に定電圧を発生する第2の抵抗
8と、前記第2の抵抗8の他端の電位と前記直流
モータ6の端子間電圧を分圧した電位とを比較
し、比較出力を前記第3とトランジスタ20のベ
ースに出力する差動増幅部14〜18と、前記第
1のトランジスタ22〜24のコレクタから前記
差動増幅部の一方の入力端(15のベース)に負
帰還する第1の帰還ループと、前記第2のトラン
ジスタ21のコレクタから第1、第2の抵抗7,
8を介して前記差動増幅部の他方の入力端(14
のベース)に正帰還する第2の帰還ループとを備
えたモータ駆動制御回路において、前記第1のト
ランジスタ22〜24が飽和状態になる時に導通
する整流性素子33が前記第1のトランジスタ2
2〜24のコレクタと前記第3のトランジスタ2
0のベースとの間に接続されたことを特徴とする
モータ駆動制御回路であり、 この構成により、最大トルクの動作状態の時
に、第1のトランジスタ22〜24のコレクタ電
位が低下し、第1のトランジスタ22〜24が飽
和状態になろうとする時、整流性素子33が導通
して、第3のトランジスタ20のベース電位を低
下させ、第1のトランジスタ22〜24の飽和を
防止する。それによつて、第1のトランジスタ2
2〜24と第2のトランジスタ21とのhFEのバ
ランスが保たれ、モータの逆起電力Eaと基準電
圧とを比較する負帰還ループ、並びに正帰還ルー
プの帰還量がバランスし、直流モータ6の回転速
度の制御が安定になる。
Structure of the Invention To summarize, the present invention comprises first and second transistors 22 to 24, 21 of one conductivity type whose bases are commonly connected and whose emitters are commonly connected, and whose emitters are connected to the first and second transistors. 22-24,2
a third transistor 20 of one conductivity type connected to a base common connection point of the first transistor 20; a DC motor 6 connected between the collectors of the first transistors 22 to 24 and the power supply end 1; a first resistor 7 connected to the power supply end 1 and the other end connected to the collector of the second transistor 21; one end connected to the other end of the first resistor 7, and a constant current applied to the other end; A second resistor 8 which generates a constant voltage between the terminals is compared with the potential at the other end of the second resistor 8 and the potential obtained by dividing the voltage between the terminals of the DC motor 6, and a comparison output is generated. differential amplification units 14 to 18 that output the voltage to the third transistor 20 and the base of the transistor 20, and negative feedback from the collectors of the first transistors 22 to 24 to one input terminal (base of 15) of the differential amplification unit. a first feedback loop that connects the collector of the second transistor 21 to the first and second resistors 7,
8 to the other input terminal (14) of the differential amplifier section.
In the motor drive control circuit, a rectifying element 33 that is conductive when the first transistors 22 to 24 are in a saturated state is connected to the first transistor 2.
2 to 24 collectors and the third transistor 2
This is a motor drive control circuit characterized in that the circuit is connected between the base of When the transistors 22 to 24 are about to become saturated, the rectifying element 33 becomes conductive to lower the base potential of the third transistor 20 and prevent the first transistors 22 to 24 from becoming saturated. Thereby, the first transistor 2
2 to 24 and the second transistor 21 is maintained, the negative feedback loop that compares the back electromotive force Ea of the motor with the reference voltage, and the feedback amount of the positive feedback loop are balanced, and the DC motor 6 Control of rotation speed becomes stable.

実施例の説明 以下、本発明のモータ駆動制御回路に係る一実
施例について、図面を用いて説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the motor drive control circuit of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は、実施例の回路図であり、第1図と同
一機能の箇所は同一符号を付与している。第1図
の従来例と異なる点は、並列接続された第1のト
ランジスタ22〜24のコレクタと、エミツタホ
ロワ用の第3のトランジスタ20のベースとの間
に整流制素子33を接続し、トランジスタ21並
びにトランジスタ22〜24のベースを共通接続
した点とトランジスタ20のエミツタとの間に抵
抗34を接続した点である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the embodiment, and parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same symbols. The difference from the conventional example shown in FIG. 1 is that a rectification control element 33 is connected between the collectors of the first transistors 22 to 24 connected in parallel and the base of the third transistor 20 for emitter follower, and Also, a resistor 34 is connected between the point where the bases of the transistors 22 to 24 are commonly connected and the emitter of the transistor 20.

この実施例の回路で、整流性素子33の作用
は、第1のトランジスタ22〜24のコレクタ電
位が低下して、第1のトランジスタ22〜24が
飽和状態になろうとする時、整流性素子33を導
通させる。逆に、第1のトランジスタ22〜24
のコレクタ電位が高い時は、整流性素子33を遮
断状態にする。
In the circuit of this embodiment, the action of the rectifying element 33 is such that when the collector potential of the first transistors 22 to 24 decreases and the first transistors 22 to 24 are about to reach a saturated state, the rectifying element 33 conduction. Conversely, the first transistors 22-24
When the collector potential of is high, the rectifying element 33 is cut off.

このような構成で、第1のトランジスタ22〜
24が飽和状態になろうとする時に、整流性素子
33が導通し、整流性素子33と第1のトランジ
スタ22〜24のコレクタ・エミツタ電路を通じ
て、トランジスタ18のコレクタから供給される
過剰な電流を接地電位側にパスする。そして、ト
ランジスタ20のベース電位を制限して、第1の
トランジスタ22〜24の飽和を防止する。する
と、第1のトランジスタ22〜24と第2のトラ
ンジスタ21とのhFEのバランスが保たれ、第1、
第2のトランジスタのコレクタ電流を所定比で動
作させることができ、モータの逆起電力Eaと基
準電圧とを比較する負帰還ループ、並びに正帰還
ループの帰還量がバランスし、直流モータ6の回
転速度が安定になる。結果として、この実施例で
は、従来例で必要とした発振防止用のコンデンサ
32を不要にできた。
With such a configuration, the first transistors 22 to
24 is about to reach a saturated state, the rectifying element 33 becomes conductive, and the excess current supplied from the collector of the transistor 18 is grounded through the rectifying element 33 and the collector-emitter circuits of the first transistors 22 to 24. Pass to the potential side. Then, the base potential of the transistor 20 is limited to prevent saturation of the first transistors 22 to 24. Then, the h FE balance between the first transistors 22 to 24 and the second transistor 21 is maintained, and the
The collector current of the second transistor can be operated at a predetermined ratio, and the feedback amounts of the negative feedback loop and positive feedback loop that compare the back electromotive force Ea of the motor with the reference voltage are balanced, and the DC motor 6 rotates. The speed becomes stable. As a result, in this embodiment, the oscillation prevention capacitor 32 required in the conventional example can be dispensed with.

整流素子33の具体例をあげて実施例の動作を
更に詳しく述べると、まず、第4図aのように、
ダイオード結線したNPNトランジスタ35,3
6を直列接続した構成について述べる。
To describe the operation of the embodiment in more detail by giving a specific example of the rectifying element 33, first, as shown in FIG. 4a,
Diode-connected NPN transistor 35,3
A configuration in which 6 are connected in series will be described.

差動増幅部14〜18が誤差増幅を行い、その
出力に接続されたエミツタホロワ用の第3のトラ
ンジスタ20がトランジスタ21〜24の共通ベ
ースを抵抗34を介して駆動する。今、トランジ
スタ20のベース電位をVB20とおき、トランジス
タ20のベース・エミツタ間電圧をVBE20、その
エミツタ電流をIE20、抵抗34の抵抗値をR34
トランジスタ22〜24のベース・エミツタ間電
圧をVBE22とすると、トランジスタ20のベース
電位をVB20は次のように表せられる。
Differential amplifiers 14 to 18 perform error amplification, and a third emitter follower transistor 20 connected to the output thereof drives the common base of transistors 21 to 24 via a resistor 34. Now, let the base potential of the transistor 20 be V B20 , the base-emitter voltage of the transistor 20 be V BE20 , its emitter current I E20 , the resistance value of the resistor 34 be R34 ,
If the base-emitter voltage of the transistors 22 to 24 is V BE22 , then the base potential of the transistor 20, V B20 , can be expressed as follows.

VB20=VBE20+IE20・R34+VBE22 ……(1) そして、直流モータ6の回転走行中に、直流モ
ータ6の負荷トルクが大きくなつて、第1のトラ
ンジスタ22〜24のコレクタ電位が低下し、ト
ランジスタ22〜24が飽和状態に近くなると、
整流性素子33が導通し、整流性素子33と第1
のトランジスタ22〜24のコレクタ・エミツタ
電路を通じて、トランジスタ18のコレクタから
供給される過剰な電流を接地電位側にパスする。
そして、トランジスタ20のベース電位を制限
し、第1のトランジスタ22〜24の飽和を防止
する。この時、整流性素子33の端子間電圧を
V33、第1のトランジスタ22〜24のコレク
タ・エミツタ間飽和電圧をVCESAT22とすると、整
流性素子33の端子間電圧V33を次式を満たすよ
うに設定すれば良い。
V B20 = V BE20 + I E20・R 34 + V BE22 ...(1) Then, while the DC motor 6 is rotating, the load torque of the DC motor 6 increases, and the collector potential of the first transistors 22 to 24 increases. As the transistors 22 to 24 approach saturation,
The rectifying element 33 is electrically connected, and the rectifying element 33 and the first
Excess current supplied from the collector of the transistor 18 is passed to the ground potential side through the collector-emitter circuits of the transistors 22-24.
Then, the base potential of the transistor 20 is limited to prevent saturation of the first transistors 22 to 24. At this time, the voltage between the terminals of the rectifying element 33 is
V 33 and the collector-emitter saturation voltage of the first transistors 22 to 24 is V CESAT22 , then the terminal voltage V 33 of the rectifying element 33 may be set to satisfy the following equation.

V33<VB20−VCESAT22 ……(2) そして、整流性素子33が第4図aに示すよう
に、ダイオード結線した2個のNPNトランジス
タを直列接続したものであれば、トランジスタ3
5,36のベース・エミツタ間電圧をVBE35
VBE36とすれば、整流性素子33の端子間電圧V33
は次式で表される。
V 33 <V B20 −V CESAT22 ...(2) If the rectifying element 33 is a series connection of two diode-connected NPN transistors as shown in FIG. 4a, then the transistor 3
The base-emitter voltage of 5 and 36 is V BE35 ,
If V BE36 , the voltage between the terminals of the rectifying element 33 is V 33
is expressed by the following formula.

V33=VBE35+VBE36 ……(3) 大電流を駆動する第1、第2のトランジスタ2
1〜24のベース・エミツタ間電圧VBE22は通常
のトランジスタのベース・エミツタ間電圧VBE
比べて少し大きめになるが、全てのトランジスタ
のVBEが等しいものとすると、V33はトランジス
タ22〜24のベース・エミツタ間電圧VBE22
トランジスタ20のベース・エミツタ間電圧
VBE20との和に相当し、抵抗34の端子間の電圧
降下IE20・R34をVCESAT22より少し大きめに設定す
れば良いことがわかる。
V 33 = V BE35 + V BE36 ...(3) First and second transistors 2 that drive large current
The base-emitter voltage V BE22 of transistors 1 to 24 is a little larger than the base-emitter voltage V BE of a normal transistor, but assuming that the V BE of all transistors is equal, V 33 is the same as that of transistors 22 to 24. The base-emitter voltage V BE22 of transistor 24 and the base-emitter voltage of transistor 20
It corresponds to the sum of V BE20 , and it can be seen that the voltage drop I E20 ·R 34 between the terminals of the resistor 34 should be set to be slightly larger than V CESAT22 .

第2図の特性Bは、前述の実施例回路の直流モ
ータの駆動特性を示す図であり、一定の回転速度
の制御が可能な負荷トルクの範囲が従来例の特性
Aに比べて小さめになるが、従来例で必要とされ
た発振防止用のコンデンサ32が無くても、発振
現象や回転速度の乱れは無くなつた。
Characteristic B in FIG. 2 is a diagram showing the drive characteristic of the DC motor of the above-mentioned example circuit, and the range of load torque that can control a constant rotational speed is smaller than that of characteristic A of the conventional example. However, even without the oscillation prevention capacitor 32 required in the conventional example, the oscillation phenomenon and rotational speed disturbance are eliminated.

次に、第4図bに示す本発明の他の実施例を説
明する。第4図bには、ダーリントン接続された
トランジスタ35,36をダイオード接続したも
のである。この構成では、トランジスタ35のエ
ミツタ電流がトランジスタ36のベース電流とな
ることから、トランジスタ35のVBEがトランジ
スタ36に比べて小さくなり、第4図aのダイオ
ード接続構体よりも電圧降下が小さくなり、(2)式
の条件を更に満たすものである。また、第3図中
の整流性素子33の端子間電圧が(2)式を満足する
範囲であれば、抵抗34を不要にすることができ
る。即ち、抵抗34はトランジスタ22〜24の
ベース電流を抑制するためのものであり、整流性
素子33の端子間電圧との兼ね合いで設定され、
整流性素子33の端子間電圧が(VBE20+VBE22
に比べて小さくなれば、抵抗34を除いてもトラ
ンジスタ22〜24のベース電流を低減する可能
となり、抵抗34を除くことで低い電源電圧の条
件で動作させることが可能になる。
Next, another embodiment of the present invention shown in FIG. 4b will be described. In FIG. 4b, Darlington-connected transistors 35 and 36 are diode-connected. In this configuration, since the emitter current of the transistor 35 becomes the base current of the transistor 36, the V BE of the transistor 35 is smaller than that of the transistor 36, and the voltage drop is smaller than that of the diode-connected structure shown in FIG. 4a. This further satisfies the condition of equation (2). Furthermore, if the voltage between the terminals of the rectifying element 33 in FIG. 3 is within a range that satisfies equation (2), the resistor 34 can be made unnecessary. That is, the resistor 34 is for suppressing the base current of the transistors 22 to 24, and is set in consideration of the voltage between the terminals of the rectifying element 33.
The voltage between the terminals of the rectifying element 33 is (V BE20 +V BE22 )
If the resistor 34 is smaller than that, it becomes possible to reduce the base current of the transistors 22 to 24 even if the resistor 34 is removed, and by removing the resistor 34, it becomes possible to operate under a low power supply voltage condition.

第4図C並びに同図bは高耐圧化が可能な構成
を示すもので、PNPトランジスタ37,38を
2段に結合したダイオード接続構体である。バイ
ポーラ型集積回路のPNPトランジスタは、その
ベース領域をNPN型トランジスタのコレクタ領
域を併用した横型構造のトランジスタが利用され
るため、エミツタ・ベース間の逆耐圧がNPNト
ランジスタのコレクタ・ベース間耐圧に相当し、
かなり高い電源電圧でもモータの駆動制御が可能
になる。
FIGS. 4C and 4B show a structure capable of achieving a high withstand voltage, and is a diode-connected structure in which PNP transistors 37 and 38 are coupled in two stages. A PNP transistor in a bipolar integrated circuit uses a transistor with a horizontal structure in which its base region is also the collector region of an NPN transistor, so the reverse breakdown voltage between the emitter and base is equivalent to the collector-base breakdown voltage of an NPN transistor. death,
Motor drive control becomes possible even with a fairly high power supply voltage.

なお、整流性素子33はダイオード1個の構成
でも動作するが、その構成では、第1のトランジ
スタ22〜24のベース電流が大幅に制限され、
大きな駆動電流を得られない。しかし、ダイオー
ド2個の構成は、第1のトランジスタ22〜24
のコレクタ・エミツタ間電圧がVCESAT22の近傍ま
で動作でき、ダイオード1個の構成に比べて広範
囲に動作できることから、ダイオード2個を直列
接続した方が有利である。
Note that the rectifying element 33 can also operate with a single diode configuration, but in that configuration, the base current of the first transistors 22 to 24 is significantly limited.
Cannot obtain large drive current. However, the configuration of two diodes requires that the first transistors 22 to 24
It is advantageous to connect two diodes in series because the collector-emitter voltage of can operate close to V CESAT22 and can operate over a wider range than a configuration with one diode.

発明の効果 以上に説明したように、本発明のモータ駆動制
御回路は、直流モータを駆動する第1とトランジ
スタが最大トルクで動作する時に、第1のトラン
ジスタが飽和状態になることを防止し、モータの
逆起電力と基準電圧を比較する負帰還ループ、並
びに正帰還ループを帰還量のアンバランスを無く
し、最大トルク時の直流モータの回転速度を安定
にできるという格別の効果を奏する。
Effects of the Invention As explained above, the motor drive control circuit of the present invention prevents the first transistor from becoming saturated when the first transistor that drives the DC motor operates at maximum torque, The negative feedback loop that compares the back electromotive force of the motor with the reference voltage and the positive feedback loop have the special effect of eliminating imbalance in the amount of feedback and stabilizing the rotational speed of the DC motor at maximum torque.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のモータ駆動制御回路の構成図、
第2図は回転速度の制御特性を説明するための
図、第3図は本発明の一実施例にかかるモータ駆
動制御回路の構成図、第4図は実施例で用いる整
流性素子の等価回路図である。 6……直流モータ、10……基準電圧部、11
……増幅器、12,14,15,17,18,2
0〜24……NPNトランジスタ、33……整流
性素子、34……抵抗、37,38……PNPト
ランジスタ。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional motor drive control circuit.
Fig. 2 is a diagram for explaining the control characteristics of the rotation speed, Fig. 3 is a configuration diagram of a motor drive control circuit according to an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is an equivalent circuit of a rectifying element used in the embodiment. It is a diagram. 6...DC motor, 10...Reference voltage section, 11
...Amplifier, 12, 14, 15, 17, 18, 2
0 to 24... NPN transistor, 33... Rectifying element, 34... Resistor, 37, 38... PNP transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ベース同士と、エミツタ同士が各々共通接続
された一導電型の第1、第2のトランジスタ22
〜24,21と、 エミツタが前記第1、第2のトランジスタ22
〜24,21のベース共通接続点に接続された一
導電型の第3のトランジスタ20と、 前記第1のトランジスタ22〜24のコレクタ
と電源端1との間に接続された直流モータ6と、 一端が前記電源端1に接続され、他端が前記第
2のトランジスタ21のコレクタに接続された第
1の抵抗7と、 前記第1の抵抗7の他端に一端が接続され、他
端に定電流が与えられ、端子間に定電圧を発生す
る第2の抵抗8と、 前記第2の抵抗8の他端の電位と、前記直流モ
ータ6の端子間電圧を分圧した電位とを比較し、
比較出力を前記第3のトランジスタ20のベース
に出力する差動増幅部14〜18と、 前記第1のトランジスタ22〜24のコレクタ
から前記差動増幅部の一方の入力端(15のベー
ス)に負帰還する第1の帰還ループと、 前記第2のトランジスタ21のコレクタから第
1、第2の抵抗7,8を介して前記差動増幅部の
他方の入力端(14のベース)に正帰還する第2
の帰還ループとを備えたモータ駆動制御回路にお
いて、 前記第1のトランジスタ22〜24が飽和状態
になる時に導通する整流性素子33が前記第1の
トランジスタ22〜24のコレクタと前記第3の
トランジスタ20のベースとの間に接続されたこ
とを特徴とするモータ駆動制御回路。 2 整流性素子33が2個のダイオードを直列接
続された構成体でなることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載のモータ駆動制御回路。
[Claims] 1. First and second transistors 22 of one conductivity type whose bases and emitters are respectively commonly connected.
~24, 21, and the emitters are the first and second transistors 22.
A third transistor 20 of one conductivity type connected to the base common connection point of the first transistors 24 and 21; a DC motor 6 connected between the collectors of the first transistors 22 to 24 and the power supply end 1; a first resistor 7 whose one end is connected to the power source end 1 and whose other end is connected to the collector of the second transistor 21; A second resistor 8 is supplied with a constant current and generates a constant voltage between its terminals. The potential at the other end of the second resistor 8 is compared with the potential obtained by dividing the voltage between the terminals of the DC motor 6. death,
Differential amplifiers 14 to 18 that output comparison outputs to the bases of the third transistors 20, and terminals from the collectors of the first transistors 22 to 24 to one input end (base of 15) of the differential amplifiers. A first feedback loop that provides negative feedback; and positive feedback from the collector of the second transistor 21 to the other input terminal (base of 14) of the differential amplifier section via the first and second resistors 7 and 8. Second to do
In the motor drive control circuit, a rectifying element 33 that becomes conductive when the first transistors 22 to 24 are in a saturated state connects the collectors of the first transistors 22 to 24 and the third transistor. 20. A motor drive control circuit characterized in that the circuit is connected between the base of the motor drive control circuit and the base of the motor drive control circuit. 2. The motor drive control circuit according to claim 1, wherein the rectifying element 33 is composed of two diodes connected in series.
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