JPS6055876A

JPS6055876A - 直流モ−タの速度制御回路

Info

Publication number: JPS6055876A
Application number: JP58162401A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Konagaya; 小長谷　正彦
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1985-04-01

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】本発明は、直流モータ、特に小）−リのＩＣ１、流モー
タの速度制御回路に関する。

直流モータを速度制御する場合、最も簡Ｊｉｌにはモー
タ１勾の回転による発電酸作用１なゎちｌ’３＋）ｊ起
電１月を検出する電圧フィードバック方式が１史用でと
る。この方式は、モータが特殊なものでなくとも使える
ことがら、電子力゛バナ・モータと称して小型のテープ
レコーダやレコードプレーヤなどに多用されている。

池ノへ速度制御をより高精度に行うために、タコ・ジェ
ネレータによる回転検出方式が採用されている。ｌ＼（
、こタフ・ジェネレータによる速度制御ｌ＋を行うと安
定度が格段に向−１ニし、ｌ）　Ｃタコ・ジェネレータ
に１ればより正確な制御カ呵能となるとともに１１：逆
向方向の回転制ａｌｌ力面賄ｇとなる。

しかしながら、前者の電圧フィードバック力式は狭い範
囲の速度制御にはＱｒ適であるが、広範囲にわたる速度
制御にはなじまない。また、後者のタフ・ノエネレータ
方式では、タフ・ジェネレータそのものが必要であるう
えにアンプ系もそれなりのものが請求され、コストバー
７オーマンスト問題があり、またスペースが制約される
コンパクト（戊器に適合しない欠点がある。

そこで本発明は、フストパーフォーマンスが高くかつコ
ンパクト化機器に適合するとともに、低回（速度から高
回転速度まで広範囲に速度制ａｌｌが可能でがっモータ
のｆ＋荷変動が生しても定回転速度を維持で外る直流モ
ータの速度制御回路を提供することを［１的としている
。

このため、本発明は直流モータの速度を制御するための
制御信号を増幅する制御信じ増幅回路と、この制御信号
増幅回路の出力を−Ｊユ記直流モータの駆動電圧まで高
める電力増幅回路とを含む直流モータの速度制御回路１
こにいて、上記ｉＱ流モータの内部抵抗を要素の−っと
するホイートストーンプリツノ回路を設けるとともに、
該ホイー１刈−ンブリンノ回路におけるモータ電流の変
化を検出しこれを電圧に変換しくｊ−記電力増１１１７
．ｉ回路に負のフィードバックをかげるフィードバック
回路を設けたことを基本的な特徴とする。

好ましくは」１記フィードバック回路にに記モータ電流
の変化を増幅する増幅器を設け、上記ホイートストーン
プリツノ回路の電流バランスの崩れの検出能を高める。

以下、本発明を添イリ図面に示す実施例によって具体的
に説明する。

第１図は実施例の回路図で、正・逆転両方向の速度制御
回路を示している。図において、１は小型の直流モータ
であり、回路全体はこの直流モータ１に関し月極で逆転
用回路２と正転用回路：（とで構成される。逆転用回路
２．正転用回路３及びモータ１に月して、共通の十Ｖ電
源から給電線・・［。

５．６をｆＦして電圧十＼パか供給される。十＼“電源
には、電圧変動吸収用の電解コンデンサ°ｉが接続され
るとともに、給電線４にはノイスカント用のコンデンサ
８か接続され、給電線５ｔ、二は同しくノイズカッＩ用
のフンデン→１１）が接続される。そして逆転用回路２
及び正転用回路３ともに」（通のアースライン１０に接
地される。

正転用回路３において、１１は正転時に直；荒モータ１
の回転速度を制御する電圧信号を入力する制御電圧入力
端ｒ−であり、入力端ｊ−１１は制御信号を増幅する制
御信号増幅回路へと接続される。

増幅回路ｌ＼の出力部は、直流モータ１を持続的に駆動
しうる電圧主で高める電力増幅回路Ｗの人力部に接続さ
れる。電力増幅回路Ｗの出力部は、直流モータ１を含み
該モータ１の内部抵抗を接続要素の一つとするホイート
ストンフ゛リッジ１川路■３と接続される。ホイートス
）−ン°７す７ノ回路１３の二つの出力端は増幅回路１
・゛σ圧、−」の入力端にそれぞれ接続され、増幅回路
１・゛の出力部は１・配電力増幅回路Ｗに接続されてい
る。

」二記制御信号増幅回路Ａは、１ｉｉｆ　＜戸１１７幅
器１２（以下、「演算増幅器」を１オペアンプＩという
）を備え、人力ＮＩｒ−１］は抵抗１３を介して１．記
オペアンプ］２の非反転入力に接続されるーりへオペア
ンプ１２の反転入力は抵抗１・１を介して接地される。

オペアンプ１２の反転入力とオペアンプ１２の出力との
間には、固定抵抗１５とＩＩｆ変抵抗抵抗１６列接続が
接続され、非反転増幅回路を構成している。抵抗１４の
抵抗値は例えば１（目くΩとし、固定抵抗１５のそれは
１０にΩ、そしてｉｉｌ変抵抗抵抗１の抵抗値を２ＳＫ
Ωに選んで利得を２〜４．５　の間で自由に可変できる
ようにしている、なお、入力端子１１は比較的抵抗値の
大きな抵抗１７（ｌｏｏＫΩ程度）を介して接地さオし
ている。

電力増幅回路Ｗは、オペアンプｌ　３とブリツノ型に接
続されたパワートランジスタ群の片−力すなわちＮｌ’
Ｎ型トランジスタ１！〕及びｒ’　Ｎ　ｒ’型トランジ
スタ２（）を備え、上記オペアンプ１２の出力が抵抗２
１を介してオペアンプ１８の非反転入力に接続される一
方、オペアンプ１８の反転入力は抵抗２２を介して接地
される。オペアンプ１）；の出力は、パワートランジス
タ川〕及び２０のベースと接続されるとともに、抵抗２
３を分してアースライン１０と接続されている。ＮＩ’
Ｎ型トランジスタ１５）のコレクタは給電線〔１と接続
され、Ｎ　Ｐ　Ｎ型１ランジスタ１９及びＩ’ＮＩ’望
トランジスタ２（）のそれぞれのエミッタか共通に接続
され、後者のトランジスタ２０のコレクタは接地され′
Ｃいる。パワ−トランジスタ群のエミッタの接続点２・１からモータ１駆動用の電流か
供給されている５ホイート久Ｆ−ンブリノ）回路１ミは、１．記接続点２
・１に一端を接続されｔこ抵抗２５と、接続点２４とア
ースライン１０間に接続された１リマー抵抗２Ｇと、１
−記抵抗２５の匝端に　万人ノＪ端２７を接続した直流
モータ１の内部抵抗（１゛で示す）とからなる。抵抗２
！３の抵抗（１１′ｌＩ上例えば１Ω程度で、トリマー
抵抗２６の抵抗値は本例では２ｆ）ＫΩに選んでいる３
、なお、１ｒ１．流モータ１の池方入力端２８は抵抗１
２ｊ３を介して逆転用回路２内のパワートラ／ジ゛スタ
ＩＩ！Ｊ、＋２＋１のエミンタ核続点１２４に接続され
ている。

抵抗２５の池端と給電線６との間に接続したダイオード
２！〕及び抵抗２５の池端とアースとの間に接続したグ
イオーｐ　’Ａ　１１、換ｄ今一れば、パワー）・ラン
ンスタＩ！Ｊ、２ｆ）のそハぞれめコレクタ・エミッタ
間に挿入したダイオード２！Ｉ、：（（ｌは誘導負荷に
ｊ＝Ｉ　Ｌバワートランンスタｌ！１，２１１のそれぞ
れを保護するためのちのである。

トリマー抵抗２６はその接点３１によって２−〕の抵抗
２６ａ、２６１）に分割され、分割抵抗２ｔｉｌ＋の匣
万端（反接点側）はアースライン１（）に接続され、分
割抵抗２ｆ３ａの一方端（反接点側）はエミッタの接続
点２４すなわち抵抗２５の一方端と接続されている。ト
リマー抵抗２６の接点；（１はこのホイートストーンプ
リツノ回路Ｂのｍ−）の出力部をなし、抵抗２５の池万
端がもう一一一つの出力部を構成している。

増幅量ＩＪｆ（１・゛は、オペアンプ；（２を備え、そ
の反転入力には抵抗３３を介して」１記トリマー抵抗２
６の接２１、′屈（１が接続されている。非反転入力は
抵抗ト・１を４トシて抵抗２５の池万端が接続される。

オペアンプ：（２の非反転入力と出方間には、固定抵抗
：（５とｉＩ変低抵抗３Ｇ直列接続が接続されるととも
に、コンデンサ３７が接続される。オペアンプ３２の出
力とオペアンプ１；３の非反ＱＩｉ人カとの間に抵抗：
（８が接続される。この抵抗：（）；の反出力側（オペ
アンプ１８の反転入力ｌ１ｔｌｌ　）とエミッタの接続
点２４間には、比較的抵抗値の大きい（ｉｎ＜Ω程度の
）抵抗：（９か接続される。−に記抵抗：ｊ：（、３ｒ
ｓの抵抗１１１′ＩＩまｌ　ｉｔ　ｌ＜Ω稈）隻に選び
、固定抵抗３５の抵抗値を＋　ＯＫΩ、　ｉ＋Ｊ変抵抗
抵抗れを２００　ＫΩ程度とする。なお、オペアンプ３
２の二つの入力間にＨ，いにｊｌす月ｒすに接続したダ
イオード４．　（１、／１．　＋は過大力に月する保護
用である。

また、ダイオード４０のカソードは比較的抵抗値の大き
い（２２（ＩＫΩ程度の）抵抗・・１２を介してアース
ライン１０に接続されている。

正転用回路：（は手記の如く枯成外れるが、λ・ｊ称的
に構成される逆＋＋＝　ＪＩＩ　ＩＩＩＩ路２は１１転
用回路；９の１ｔン成と同等であり、対応する回路要ふ
には月応孝−る参照番号（、ｌ　（，１＋１番台）を１
・ｊりし′ζその構成の説明を省略する３次に、回路動作を説明する９゜入’ｍａＸを予め定めた制宿１電ハ：Ｖ（＋１≦＼′５
＼’ＩＩＸ）を入力端子１１に印加すると、制ｉｌｌ電
ｊ１増幅回路７＼（利得Ｇ）によって電圧に・＼に増幅
され、抵抗２１をイルてオペアンプ目；の非反転入力に
人力される。オペアンプ１）；は人り電ｊ１に・＼゛に
応した電流１ν（ｍＡのオーダ）を出力し、パワートラ
ンノスタ１！〕のベースに１ノえて、該パワー１ランノ
スタ１１ノ（電流増輻甲：β）をトライフフ−る。給電
線６からパワートランノスタ１０、接続点２／１、抵抗
２５の経路を通って入きな電流β・１νか流れ、１ｔ１
流モータ１はこの電流β・１ｖに比例した回転速度で回
転する。このとき、第２図Ｃ・摘示するホイートストー
ンブリ７ノ同「イロ３の１１１１は保たれる。　ここで
モータ１の負１１１ｉか増加橿−ると、回転速度は低下
しようと１−る。第２図にボ）−モーり１の内部抵抗１
゛に流れる電流かｊ減少し、ボイートストンフリンジ回
ｙ４告３のバランスか崩れる。

このバランスの崩れは、増幅回路１゛中のオペ７＋　ｙ
ブ３２に１ノ、達され、その１１反転入力に流れ込む電
流を減少さＷるとともに反転入力に流れ込む電、麻を増
加させる。反転増１１１副０１路を（１３ン成するオペ
？ンプ３２は、この電流変化を電ｊ１４に変換し、甲衡
時電圧よりも高い電圧を出力する。このフィードバック
電圧は、抵抗３８を発して電力増幅回路＼〜′のオペア
ンプ１；；の反転入力に与えられる。→−なわち前記フ
ィードバンク電）−１に、１って負のフィードパ・ツク
がかけられる。オペアンプ１）３の出力型；スレはフィ
ードバイトの増加分に応した分だ（ｊ増火されろ。

パワートランジ又夕１りは以１１；ｉのゝ口引時に流れ
′こいた電流より多くの電流を流すようｌ二作用する。

これによって、モータ１（内部抵抗ビ）に流れる電流は
モータ負荷の増大による回転速度の減少分だけ補償され
、定回転速度を相持する。

逆に、モータ１の負荷か減少すると、回転速度は火きく
なろうとするが、内部抵抗ビに流れる電流の増大でホイ
ートストーンブリ・ツノ１３のノ（゛ランスが崩れ、オ
ペアンプ３２の出力は・Ｆ１１時電１爪よりもバランス
の崩れに見合った分だけ低目−る。

このフィード云゛ツク電）ｉ−によりモータドライブア
ンプ１８の出力が減少する。モータ駆動電流が相応の分
だけ減少し、モータ１は定回転速度を維持するように回
転する。したかつて、増幅回路１・゛はホイートストー
ンブリッジ回路旧、二Ｉ；けるモータ電流の変化を検出
し、これを電圧に変換して電圧増幅回路Ｗに負のフィー
ドバックをか（Ｊるフィードパンク回路の作用をなしで
いる。このフィードバック回路では、単なる抵抗を用い
るもの１こ月しオペアンプ：（２を１史用しているので
、モータ電ｉｔの変化を検知する検出能か高く、フィー
トバンク制御の感瓜１．１極めて良好である。

また、第１図のように、オペアンプ＋２．Ｉｊｉは直線
１′１かよいので、制御電圧＼“の大小にかかわらず、
直流モータ１の回転速度は制御爪ハハに比例して変化し
、このためＩＣｆＣ上流タ１を低回転ｔ′Ｊｉ度から高
回転速度までｊム範間にわたる速度の制１Ａｌｌかでき
る。

さらに、モータ１を停止さぜるときは、制ｉｌ＋１入力
端子１１を零電圧にするが、モータ１のｊｌと起電力が
フィードバック回路Ｆを介して大きく増１幅され、した
かって、電力増幅回路Ｗは速やかに応答し、モータ電流
の供給は瞬時に停止１１−る。すなわち回転停止１−を
発電ブレーキに基づく回路構成によって行うようにした
ので、高速回転時の７レーへ−１１，ν間も短かくでき
る利点かある。

」１記の１０広用回路３の動作は、逆転用回路２ｔ’・
も全く同ｌ、ηであって、逆転用の制御１．Ｗ号入力端
ｒ１１１には零又は１１（の電圧が印加される。

実施例の回路（第１図）は、直流モータを１１［・逆Ｖ
、させて所定の動作（例えばテープの正逆の送り動作）
を実行する機器全般に適用で゛きるが、特にマイクロフ
ィルムのリーグ装置（４Ｑ　Ｍｊ　Ｐ：　置）　モしく
は特願昭５７−　（１３１）　Ｂ　４　Ｇ６公（ｉｔ開
示の電子写真式マイクロフィルム、を用ｂ）るカメラ・
リーグ兼用マイクロフィル１．装置に適用ｎしぼ好まし
く、この場合、画像アクセスが行い易くか−）フィルム
の停止位１６精度を格段に向１で′きる利用力呵能であ
る。

なお、第１図に示した実施例は、−′ノの直流モータに
関して正転用回路３と逆転用量＆６２の一つの回路を結
合したちのであるけれども、Ｌｉ本の説明かられかるよ
うに、所期の目的を達成するｌこめｔこは一つの回路ｔ
ｆ！を歳だけで、１い、−とに留、Ｃ目−べきである。

以上のように、本発明１；Ｉ：ｌ／１．流モータの内部
抵抗を要素の−っとしてボイーＩストーン７りンシ回路
を設は該ボイートストーンブリンジ回路にもけるモータ
電流の変化を検出しこれを電圧に変換してモータドライ
ブ回路に負のフィードバックをかけるようにしてモータ
の回転速度を制ｉ！＋＋するｊ、うにしたから、＠−１
ｉｔな構成によるサーボ系にＪ、７）′〔低回転速度か
ら高回転速度まで広範間にわたる４度制御がでた、しか
もモータの負荷変動か生じても定回転速度をＪｅｔ持で
きる効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路図、第２図は第１図の回
路ｉモ要部を摘示した回路図である。１・・・小Ｊｆ１りの直流モータ、１．１．１．Ｉ＋・
制６１１　ｆ７τ号の入力端ｒ、Ａ・・・制御信号増幅
回路、〜′・・電力増幅回路、１１・・ホイートストー
ンブリッジ回路、Ｆ”・・・フィードバック増幅回路、
１２ＨＩＬ　３２・・・オペアンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直流モータの速度を制御するための制引１信号を
増幅する制御信号増幅回路と、この制御信号増幅回路の
出力を−１−記直流モータの駆動電圧まで高める電力増
幅回路とを含む直流モータの速度制御回路において、−
１１記直流モータの内部抵抗を要素の−っとするホイー
トストーンブリツノ回路を設けるとともに、該ボイーＹ
ストーンブリッジ回路におけるモータ電流の変化を検出
しこれを電圧に変換して−１−記電力増幅回路に負のフ
ィードバックをかけるフィードバック回路を設けｔこ、
−とを１、テ徴とするｉＣｆＣ上流タの速度制御回路。
（２）ｌ記フィードバック回路に１記モータ電）ＡＣの
変化を増幅する増幅器を内蔵させた１乳’ｌ’ｎ：’ｉ
求の範囲第（１）項記載の１１ｒ流モータの速度制９１
１回路。