JPS586090A - Transistor chopper controller - Google Patents

Transistor chopper controller

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Publication number
JPS586090A
JPS586090A JP56101170A JP10117081A JPS586090A JP S586090 A JPS586090 A JP S586090A JP 56101170 A JP56101170 A JP 56101170A JP 10117081 A JP10117081 A JP 10117081A JP S586090 A JPS586090 A JP S586090A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
power
voltage
current
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP56101170A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Kuriyama
茂 栗山
Minoru Kaminaga
神長 実
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56101170A priority Critical patent/JPS586090A/en
Publication of JPS586090A publication Critical patent/JPS586090A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02P7/29Arrangements 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 pulse modulation

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

Abstract

PURPOSE:To save the waste of electric power by reducing the base current of a power transistor as the temperature of the transistor becomes high. CONSTITUTION:The bases of power transistors PT1, PT2 of a transistor chopper circuit 4 are connected to the emitters of a transistor TR1 controlled ON or OFF by a current flowing rate control circuit 6. A voltage regulator 10 controls the ON and OFF times of a transistor TR2 in response to the deviation between the instruction voltage V2 and the voltage V1 of a capacitor C1. An operational amplifier OP3 outputs a current reference signal proportional to the base and emitter voltages of a transistor TR3 responsive to the temperatures of power trnsistors PT1, PT2. An operational amplifier OP3 controls the instruction voltage V2 responsive to the deviation between the current reference signal and the current detection signal.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流モータの速度を制御するトランジスタチョ
ッパ回路の制御装置に係り、特にパワートランジスタの
ベース電流の制御に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a transistor chopper circuit that controls the speed of a DC motor, and particularly to control of the base current of a power transistor.

従来この種の装置のパワートランジスタのベース電流は
、制御用トランジスタのコレクタ電流によって制御され
る方法が採られていた。この場合、パワートラレジスタ
が冷却状態から運転されることを考慮し、ベース電流は
冷却状態におけるパワートランジスタ単体の必要電流よ
り大きな値になるように設定されていた。
Conventionally, the base current of the power transistor in this type of device has been controlled by the collector current of the control transistor. In this case, considering that the power transistor is operated from a cooled state, the base current is set to a value larger than the required current of the power transistor alone in the cooled state.

しかし、運転10分後になればパワートランジスタ単体
の温度は増加し、パワートランジスタ単体に必要なベー
ス電流も減少する。ところが上記したように温度の低い
状態で必要なベース電流をこの時も流しているため、従
来の方法では無駄な電流を流している欠点があった。
However, after 10 minutes of operation, the temperature of the power transistor increases, and the base current required for the power transistor decreases. However, as mentioned above, the necessary base current is flowing even at this time when the temperature is low, so the conventional method has the disadvantage of causing unnecessary current to flow.

本発明の目的は上記の欠点に鑑み、常に適正なパワート
ランジスタのベース電流を流して電力の無駄を省いたト
ランジスタチョッパ制御装置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, an object of the present invention is to provide a transistor chopper control device that allows a proper base current of a power transistor to flow at all times to avoid wasting power.

本発明により上記の目的は、パワートランジスタの温度
を検出し、この温度が高くなるに従ってベース電流を低
減させることにより達成される。
According to the invention, the above objects are achieved by sensing the temperature of the power transistor and reducing the base current as this temperature increases.

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るトランジスタチョッパ制御装置の
一実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a transistor chopper control device according to the present invention.

正の電源線1から直流モータ2、電流検出器3、トラン
ジスタチョッパ回路4が直列に接続されたものが負の電
源線5に接続されている。なお、直流モータ2と並列に
ダイオードDOが接続されている。トランジスタチョッ
パ回路4のパワートランジスタPTI、PT2のベース
は各々抵抗R1゜R2を介してNPN)ランジスタTR
Iのエミッタに接続され、TR1のコレクタはコンデン
サC1及びインダクタンスL1に接続されている。
A DC motor 2, a current detector 3, and a transistor chopper circuit 4 are connected in series from a positive power line 1 to a negative power line 5. Note that a diode DO is connected in parallel with the DC motor 2. The bases of the power transistors PTI and PT2 of the transistor chopper circuit 4 are connected to NPN transistors TR via resistors R1 and R2, respectively.
The collector of TR1 is connected to the capacitor C1 and the inductance L1.

またトランジスタTRIのベースは通流率制御回路6に
接続され、この回路によってトランジスタTR,1のオ
ン、オフが制御される。例えはアクセルC図示せず)に
よって制御されモータ電流によっても制御されるもので
ある。
Further, the base of the transistor TRI is connected to a conduction rate control circuit 6, and this circuit controls on/off of the transistor TR,1. For example, it is controlled by an accelerator C (not shown) and also by motor current.

正の電源線1はヒユーズ7、キースイッチ8を介してダ
イオードD1のアノード側に接続され、このダイオード
D1のカソード側はトランジスタTR2のコレクタと定
電圧回路9に接続されて、トランジスタTR2と定電圧
回路9に電圧が供給されている。トランジスタTR2の
エミッタは抵抗R3、インダクタンスLLの直列接続を
介してコンデンサC1に接続され、インダクタンスL1
の入力端子と負の電源線5はダイオードT)2を介して
接続されている。トランジスタTR2がオンになるとコ
ンデンサC1に充電され、オフになるとインダクタンス
L1に蓄えられた磁気エネルギーがコンデンサC1、ダ
イオードD2を介して循環してコンデンサC1を充電す
る。なお、抵抗R3はトランジスタTR,2に過大電流
が流れるのを防止するためのものであり、普通数オーム
以下のものが使用される。
The positive power supply line 1 is connected to the anode side of the diode D1 via the fuse 7 and the key switch 8, and the cathode side of this diode D1 is connected to the collector of the transistor TR2 and the constant voltage circuit 9, and the constant voltage circuit 9 is connected to the transistor TR2. A voltage is supplied to the circuit 9. The emitter of the transistor TR2 is connected to the capacitor C1 through a series connection of a resistor R3 and an inductance LL, and an inductance L1
The input terminal of and the negative power supply line 5 are connected via a diode T)2. When the transistor TR2 is turned on, the capacitor C1 is charged, and when the transistor TR2 is turned off, the magnetic energy stored in the inductance L1 circulates through the capacitor C1 and the diode D2 to charge the capacitor C1. Note that the resistor R3 is used to prevent excessive current from flowing through the transistor TR,2, and is normally a resistor of several ohms or less.

トランジスタTR,2のオン、オフはトランジスタTR
,2のベースに接続されている電圧調整回路10によっ
て行なわれ、コンデンサC1の電圧V。
The transistor TR,2 is turned on and off by the transistor TR.
, 2, and the voltage V on capacitor C1.

全指令する信号と、vI電圧をフィードバックする偏差
によりトランジスタTR2のオン、オフ時間を制御して
いる。偏差の小さい時はオン時間が短かく偏差が犬きく
なるとオン時間が長くなる。
The on/off time of the transistor TR2 is controlled by the total command signal and the deviation fed back from the vI voltage. When the deviation is small, the on time is short, and when the deviation is large, the on time becomes long.

定電圧線11に分割抵抗R,4,R,5を接続して分圧
された電圧V2が、抵抗R6を介して演算増幅器OP1
の非反転入力端子に入り、コンデンサC1の端子電圧で
あるVlは抵抗R9を介してOPIの反転入力端子に接
続されている。OPIの出力端子は抵抗R8を介して電
圧調整回路10に入力されまた抵抗R7を介して反転入
力端子に接続されている。この回路は電圧v2に等しく
なるように電圧v1を制御するものである。もし、電圧
vIを更に犬きくしたい場合は分割抵抗R9を図のよう
に接続すれば良い。同様にして比的増幅を行なう抵抗R
,11〜R13、演算増幅器OP2より構成される非反
転入力には、電流検出器3と接続された電流検出回路1
2の信号が印加されている。この演算増幅器OP2の出
力端子は抵抗R10、ダイオードD3を介して前記電圧
v2端子に接続されている。これにより、電流が増加さ
れるに従って電圧v2が増加していく。
The voltage V2, which is divided by connecting the dividing resistors R, 4, R, and 5 to the constant voltage line 11, is applied to the operational amplifier OP1 via the resistor R6.
The terminal voltage of capacitor C1, Vl, is connected to the inverting input terminal of OPI via resistor R9. The output terminal of OPI is input to the voltage adjustment circuit 10 via a resistor R8, and is also connected to the inverting input terminal via a resistor R7. This circuit controls voltage v1 to be equal to voltage v2. If it is desired to further increase the voltage vI, a dividing resistor R9 can be connected as shown in the figure. Resistor R that performs relative amplification in the same way
, 11 to R13, and the operational amplifier OP2, the current detection circuit 1 connected to the current detector 3 is connected to the non-inverting input composed of the operational amplifier OP2.
2 signals are applied. The output terminal of the operational amplifier OP2 is connected to the voltage v2 terminal via a resistor R10 and a diode D3. As a result, the voltage v2 increases as the current increases.

次に本実施例の特徴部分について説明する。演算増幅器
OP3、抵抗R,14〜R,17は比例増幅回路を構成
している。OF2の反転入力端子に接続された抵抗R,
15と定電圧線11に接続された抵抗11.18の接続
点はトランジスタTR3のベースに接続されこのトラン
ジスタTR3のエミッタは負の電源線5に接続されてお
りコレクタは開放となっている。このトランジスタTR
3はパワートランジスタPTI、PT2の近くの冷却ベ
ースに取付けられており、パワートランジスタの温度に
よりトランジスタTR3のベース、エミッタ間電圧V[
Igが変化することを利用してパワートランジスタの温
度を検出するものである。またOF2の出力端子は抵抗
R,13を介してOF2の反転入力端子に接続されてい
る。
Next, the features of this embodiment will be explained. The operational amplifier OP3 and the resistors R, 14 to R, 17 constitute a proportional amplifier circuit. A resistor R connected to the inverting input terminal of OF2,
15 and a resistor 11.18 connected to the constant voltage line 11 is connected to the base of a transistor TR3, the emitter of this transistor TR3 is connected to the negative power supply line 5, and the collector is open. This transistor TR
3 is attached to the cooling base near the power transistors PTI and PT2, and depending on the temperature of the power transistors, the voltage between the base and emitter of the transistor TR3 V[
The temperature of the power transistor is detected using changes in Ig. Further, the output terminal of OF2 is connected to the inverting input terminal of OF2 via a resistor R,13.

次に本実施例の動作について説明する。パワートランジ
スタPTI、PT2の温度が低い時はトランジスタTR
3のベース、エミッタ間電圧V、Eは大きく演算増幅器
OP3で増幅された出力電圧は小さい。このため、演算
増幅器OP2の反転入力端子は小さくなるため電圧V2
が大きくなる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When the temperature of power transistors PTI and PT2 is low, transistor TR
The base-to-emitter voltages V and E of No. 3 are large, and the output voltage amplified by the operational amplifier OP3 is small. Therefore, since the inverting input terminal of operational amplifier OP2 becomes small, the voltage V2
becomes larger.

このため、演算増幅器OPI及び電圧調整回路10の作
用によりコンデンサc1の端子電圧V。
Therefore, the terminal voltage V of the capacitor c1 is increased by the action of the operational amplifier OPI and the voltage adjustment circuit 10.

も大きくなる(なおV、=V、  )。このv、が犬き
くなるということはトランジスタTRIのオン時間が長
くなりパワートランジスタPTI、PT2のベース電流
が大きくなることになる。即ち、パワートランジスタの
温度が低い時はパワートランジスタのベース電流は大き
くなっている。逆にパワートランジスタの温度が高くな
るとVIIEは小さくなり上述したのと同様にOF2.
OF2.OPlの連鎖動作を経て電圧V1が小さくなる
。このためパワートランジスタPTI、PT2のベース
電流は小さくなる。第2図は以上の動作を説明する線図
であり、図中1点鎖線はパワートランジスタの温度が一
20°Cの時のV、の変化を示し、破線はパワートラン
ジスタの温度が60°Cの時のvlの変化特性を示して
おり、実線はその中間の温度の変化特性を示している。
(Note that V, = V, ) also increases. This increase in v means that the on time of the transistor TRI becomes longer and the base currents of the power transistors PTI and PT2 become larger. That is, when the temperature of the power transistor is low, the base current of the power transistor is large. Conversely, as the temperature of the power transistor increases, VIIE becomes smaller and OF2.
OF2. The voltage V1 decreases through the chain operation of OP1. Therefore, the base currents of power transistors PTI and PT2 become small. Figure 2 is a diagram explaining the above operation, in which the dashed line shows the change in V when the temperature of the power transistor is 120°C, and the broken line shows the change in V when the temperature of the power transistor is 60°C. The solid line shows the change characteristic of vl at the time of , and the solid line shows the change characteristic of temperature in between.

勿論60°Cでのパワートランジスタ単体が必要なり1
は2点鎖線に示す値であるため、上述した電圧V、はい
ずれの温度においてもこの2点鎖線の上側にありパワー
トランジスタPTI、PT2を十分動作させ得る電圧を
有している。
Of course, a single power transistor at 60°C is required.1
Since is the value shown by the two-dot chain line, the voltage V mentioned above is above the two-dot chain line at any temperature and has a voltage that can sufficiently operate the power transistors PTI and PT2.

本実施例によれば、パワートランジスタPTI。According to this embodiment, the power transistor PTI.

PT2の温度上昇をトランジスタTR3にて検出し、こ
の検出値に基づいてパワートランジスタPT1.PT2
0ペース電流を制御することにより、冷温時に必要なV
1電圧を維持したまま高温時に運転すると、トランジス
タTR2のオンしている時間が大きくなって損失が増大
することを防ぐ効果がある。即ち、運転時間と共にパワ
ートランジスタの温度が上昇するにつれて、パワートラ
ンジスタのベース電流を減少させることにより電力の損
失を少なくして電力効率を向上させる効果がある。
The temperature rise of PT2 is detected by transistor TR3, and based on this detected value, power transistors PT1. PT2
By controlling the 0 pace current, the required V at cold temperature can be reduced.
If the transistor TR2 is operated at a high temperature while maintaining the same voltage, the amount of time that the transistor TR2 is on increases, which has the effect of preventing an increase in loss. That is, as the temperature of the power transistor increases with operating time, the base current of the power transistor is reduced, thereby reducing power loss and improving power efficiency.

第3図は本発明の他の実施例の要部を示すものであり、
第1図に対応する部分は同一符号を用いて示しである。
FIG. 3 shows the main part of another embodiment of the present invention,
Portions corresponding to those in FIG. 1 are indicated using the same reference numerals.

この回路では温度検出にサーミスタ13を使用するとこ
ろにその特徴があり、このサーミスタ13が演算増幅器
OP3の入力側に挿入されている。その他の構成は全く
第1図と同様であるため説明は省略する。また、更に他
の実施例としてパワートランジスタの温度検出のために
ダイオードを使用しても同様の効果を得ることができる
This circuit is characterized by the use of a thermistor 13 for temperature detection, and this thermistor 13 is inserted on the input side of the operational amplifier OP3. The rest of the configuration is completely the same as that in FIG. 1, so the explanation will be omitted. Further, as yet another embodiment, a similar effect can be obtained by using a diode to detect the temperature of the power transistor.

以上の説明から明らかなように本発明によれば、パワー
トランジスタのベース電流ヲパワートランジスタの温度
によって増減することにより、常に適正なベース電流を
流して電力の無駄を省(たトランジスタチョッパ制御装
置を提供することができる。
As is clear from the above description, the present invention provides a transistor chopper control device that increases or decreases the base current of a power transistor depending on the temperature of the power transistor, thereby constantly flowing an appropriate base current to save power wastage. can be provided.

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

第1図は本発明に係るトランジスタチョッパ制御装置の
一実施例を示す回路図、第2図は第1図に示した実施例
の動作説明図、第3図は本発明の他の実施例の要部を示
した回路図である。 2・・・直流モータ、4・・・トランジスタチョッパ回
路、9・・・定電圧回路、C1・・・コンデンサ、OP
l。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a transistor chopper control device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing main parts. 2... DC motor, 4... Transistor chopper circuit, 9... Constant voltage circuit, C1... Capacitor, OP
l.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、直流モータの電流を制御するパワートランジスタを
用いたチョッパ回路と、前記パワートランジスタのベー
ス電流を通電、遮断する制御用トランジスタとを有し、
該制御用トランジスタの入力電圧を直流モータの電流に
よって制御するトランジスタチョッパ制御装置において
、パワートランジスタの温度を検出する温度センサと、
該温度センサの検出値に基づいて前記制御用トランジス
タの動作時間を制御する回路とを設け、パワートランジ
スタの温度によってもパワートランジスタのベース電流
を増減することを特徴とするトランジスタチョッパ制御
装置。
1. It has a chopper circuit using a power transistor that controls the current of a DC motor, and a control transistor that conducts and interrupts the base current of the power transistor,
In the transistor chopper control device that controls the input voltage of the control transistor by the current of the DC motor, a temperature sensor that detects the temperature of the power transistor;
A transistor chopper control device comprising: a circuit for controlling the operation time of the control transistor based on the detected value of the temperature sensor, and increasing/decreasing the base current of the power transistor depending on the temperature of the power transistor.
JP56101170A 1981-07-01 1981-07-01 Transistor chopper controller Pending JPS586090A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217996A (en) * 1987-03-05 1988-09-12 Sigma Gijutsu Kogyo Kk Control device of rotating speed for dc fan

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217996A (en) * 1987-03-05 1988-09-12 Sigma Gijutsu Kogyo Kk Control device of rotating speed for dc fan

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