JPS6112472B2

JPS6112472B2 -

Info

Publication number: JPS6112472B2
Application number: JP59002425A
Authority: JP
Inventors: Kyoshi Nishimura
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1984-01-09
Filing date: 1984-01-09
Publication date: 1986-04-08
Also published as: JPS59132785A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はモータの正逆転駆動回路に係り、特
に、その正逆転駆動用トランジスタが導通状態か
ら不導通状態に切り換えられた際に生じるバツク
ラツシユ現象の吸収に関する。

モータなどの誘導性直流負荷をスイツチング駆
動する場合、この負荷に接続される駆動トランジ
スタが導通状態から不導通状態に移行したときに
逆誘導起電力などのバツクラツシユが発生し、そ
のエネルギの放出で駆動トランジスタ等を破壊す
る等の幣害が生じるおそれがある。そこで、これ
を防止するためにバツクラツシユを吸収するため
の対策が施されている。

第１図は、従来の直流負荷駆動回路を示す。こ
の直流負荷駆動回路は、モータ等の直流負荷２を
駆動する駆動トランジスタ４，６及び抵抗８、１
０から構成されている。すなわち、制御入力端子
１２に制御入力が加えられると、トランジスタ
４，６が導通し、直流負荷２に駆動電流が付与さ
れ、直流負荷２は駆動される。

このような駆動回路において、制御入力端子１
２の制御入力が遮断されてトランジスタ４，６が
不導通となると、直流負荷２の低電位側端子、即
ちトランジスタ４，６の負荷側端子Ａの電圧レベ
ルは、直流負荷２の逆誘導起電力の発生によつて
異常に高くなるおそれがある。即ち、このバツク
ラツシユによつてトランジスタ４，６の負荷側端
子Ａに対する電源端子１４の電圧Ｖ_cc以上の異常
電圧の作用を防止すると、トランジスタ４，６が
破壊されるおそれがあるために、クランプ回路と
してクランプダイオード１６が直流負荷２に並列
に接続されている。

しかしながら、このクランプ回路には次のよう
な欠点がある。

(a) バツクラツシユによる逆誘導起電力エネルギ
の放出で生じる過渡電流、即ちダツシユカレン
ト（サージ電流）は、直流負荷２が保有してい
るエネルギのデイスチヤージ（放電）分だけで
あるから、通流時間は長くないが、その電流値
は極めて大きいため、クランプダイオード１６
には大容量のものが必要となる。特に、直流負
荷駆動回路が半導体集積回路で構成される場
合、外部回路としてクランプダイオード１６を
付加する分だけ手数を要し、装置の小型化を妨
げる。

(b) また、ダツシユカレントはクランプダイオー
ド１６で電源に戻されるが、電圧Ｖ_ccを供給し
ている電源に引き込み（SINK）能力が無い場
合には、クランプ効果が期待できない。特に、
出力回路にエミツタホロワ形式が採用されてい
る場合には、クランプダイオード１６ではクラ
ンプすることができない。

ところで、モータの正逆転駆動回路にこのよう
なクランプダイオードを設置した場合には、その
小型化を妨げるとともに、十分なクランプ効果が
期待できず、異常電圧が作用して駆動トランジス
タを破壊するおそれがある。

そこで、この発明は、モータの正逆転駆動回路
において、簡単な構成によつて、モータの正逆転
切換え動作時に発生するダツシユカレントの吸収
を確実に行い、駆動用トランジスタの破壊を防止
したモータの正逆転駆動回路の提供を目的とす
る。

この発明のモータの正逆転駆動回路は、モータ
に駆動電流を一方向に流す第１の駆動トランジス
タ対と、モータに前記駆動電流とは逆方向に駆動
電流を流す第２の駆動トランジスタ対とを設置
し、第１または第２の駆動トランジスタ対の選択
的な導通で駆動電流の方向を変更することによつ
てモータの回転方向を切り換えるモータの正逆転
駆動回路において、第１又は第２の駆動トランジ
スタ対を導通状態から不導通状態に切り換えた際
に前記モータの端子電圧と第１又は第２の駆動ト
ランジスタ対の非接地側に設置された駆動トラン
ジスタのベース側電位との間に生じた一定値以上
の電位差に応じて導通するトランジスタを第１及
び第２の駆動トランジスタ対ごとに設置して前記
モータに発生した端子電圧の異常上昇を検出する
レベル検出回路と、第１及び第２の駆動トランジ
スタ対の接地側に設置された駆動トランジスタを
用いてモータに発生したバツクラツシユ電流を吸
収するバツクラツシユ吸収回路とを備え、第１の
駆動トランジスタ対が導通状態から不導通状態に
切り換えられた際に前記レベル検出回路の検出出
力によつて第２の駆動トランジスタ対の接地側の
駆動トランジスタを導通させ、また、第２の駆動
トランジスタ対が導通状態から不導通状態に切り
換えられた際に前記レベル検出回路の検出出力に
よつて第１の駆動トランジスタ対の接地側の駆動
トランジスタを導通させ、第１又は第２の駆動ト
ランジスタ対が導通状態から不導通状態に切り換
えられた際にモータに発生したバツクラツシユ電
流を第１又は第２の駆動トランジスタ対の導通さ
せた前記駆動トランジスタによつて吸収させるよ
うにしたものである。

以下、この発明を図面に示した実施例に基づき
詳細に説明する。

第２図は、この発明のモータの正逆転駆動回路
の実施例を示す。

第２図において、この正逆転駆動回路は、たと
えば、テープレコーダなどの回転駆動部に使用さ
れ、モータ５０に流す駆動電流の方向を制御入力
に応じて切り換え、モータ５０を正転または逆転
させるように、負荷としてのモータ５０に駆動電
流を流す駆動トランジスタ（以下単にトランジス
タという）５６，５８，６０，６２，６８，７０
によつて構成されている。すなわち、トランジス
タ６０，７０はその導通時、モータ５０に対して
一方向（端子ａから端子ｂの方向）に駆動電流を
流す第１の駆動トランジスタ対を構成し、また、
トランジスタ６２，６８はその導通時、モータ５
０に対して逆方向（端子ｂから端子ａの方向）に
駆動電流を流す第２の駆動トランジスタ対を構成
し、第１または第２の駆動トランジスタ対の選択
的な導通、不導通によつてモータ５０に対して駆
動電流の流れの方向を変更してモータ５０の回転
方向に切り換える。この実施例の場合、電源端子
９４と接地点（GND）との間には、トランジス
タ５６，６０がダーリントン接続されており、ト
ランジスタ６０のエミツタとトランジスタ７０の
コレクタとの間にモータ５０が接続され、また、
トランジスタ５８、６２もダーリントン接続さ
れ、トランジスタ６２のエミツタとトランジスタ
６８のコレクタとの間にモータ５０が接続されて
いる。そして、トランジスタ６０、７０のベース
間は抵抗７８を介して共通化され、トランジスタ
６２、６８は抵抗８０を介して共通化されてい
る。

トランジスタ６０のベースと電源端子９４との
間には、トランジスタ５６がコレクタを電源端子
９４側にして接続され、そのベースは、電源端子
９４と接地点との間に直列に接続されたトランジ
スタ５２，６４のコレクタに接続されている。

また、トランジスタ６２のベースと電源端子９
４との間には、トランジスタ５８がコレクタを電
源端子９４側にして接続され、そのベースは、電
源端子９４と接地点との間に直列に接続されたト
ランジスタ５４，６６のコレクタに接続されてい
る。

トランジスタ６４のベースには、抵抗８２を介
して制御入力端子８６が形成され、トランジスタ
６６のベースには、抵抗８４を介して制御入力端
子８８が形成されている。トランジスタ５２，５
４のベースには、共通の電流制御用の入力端子９
０が形成されている。

トランジスタ５２，６４のコレクタ、トランジ
スタ５４，６６のコレクタには個別にダイオード
７４，７６のアノードが接続され、各ダイオード
７４，７６のカソードと接地点との間には、ツエ
ナーダイオード７２が接続されている。

そして、モータ５０の一方の端子とトランジス
タ６８のベースとの間には、モータ５０の端子電
圧レベルを検出するレベル検出回路３８Ａが設置
され、モータ５０の他方の端子とトランジスタ７
０のベースとの間には、モータ５０の端子電圧レ
ベルを検出するレベル検出回路３８Ｂが設置され
ている。各レベル検出回路３８Ａ，３８Ｂは、モ
ータ５０の端子電圧と第１または第２の駆動トラ
ンジスタ対の非接地側に設置されたトランジスタ
６０又は６２のベース側電位、この実施例の場
合、トランジスタ６０又は６２とダーリントン接
続関係にあるトランジスタ５６又は５８のベース
電位との間に生じる一定値以上の電位差によつて
導通するトランジスタ４０を用いて構成したもの
であり、モータ５０の一端子とトランジスタ６８
又は７０のベースとの間に、トランジスタ４０を
エミツタをモータ５０側にして接続し、そのベー
スを抵抗４２を介してトランジスタ５６又は５８
のベースに接続されている。なお、抵抗４２は、
トランジスタ４０の応答速度を鈍くして発振を防
止するために設置されている。

また、この駆動回路には、レベル検出回路３８
Ａ，３８Ｂの検出出力によつてモータ５０からの
バツクラツシユ電流を吸収するバツクラツシユ吸
収回路４４Ａ，４４Ｂが設置されている。バツク
ラツシユ吸収回路４４Ａは第１の駆動トランジス
タ対の接地側に設置されたトランジスタ６８，バ
ツクラツシユ吸収回路４４Ｂは第２の駆動トラン
ジスタ対の接地側に設置されたトランジスタ７０
で構成されている。

以上の構成に基づき、バツクラツシユ電流の吸
収について説明する。

制御入力端子８６がＨレベル、制御入力端子８
８がＬレベルにあるとき、トランジスタ５８，６
２，６８が導通し、トランジスタ５６，６０，７
０が不導通となるため、モータ５０にはトランジ
スタ６２からトランジスタ６８へ駆動電流が流
れ、モータ５０は正転制御状態となる。また、制
御入力端子８８がＨレベル、制御入力端子８６が
Ｌレベルにあるとき、トランジスタ５８，６２，
６８とトランジスタ５６，６０，７０とは導通、
不導通関係が反対になるため、モータ５０に対す
る駆動電流が逆になり、モータ５０は逆転制御状
態となる。なお、この場合、入力端子９０はＬレ
ベルに保持され、トランジスタ５２，５４は導通
しているものとする。

そして、制御入力端子８６がＨレベル、入力端
子９０がＬレベルに保持された回転状態から、制
御入力端子８６がＬレベル、入力端子９０がＨレ
ベルの停止制御状態に切り換えられると、その停
止状態への移行時にモータ５０の端子ａ，ｂ間に
バツクラツシユによる逆誘導起電力が発生するた
め、トランジスタ６０のエミツタ電位はそのベー
ス電位より遥かに高い異常な電位に引き上げられ
る。このような異常電位の発生は、レベル検出回
路３８Ａによつて検出され、たとえば、トランジ
スタ６０のエミツタ電位がトランジスタ５６のベ
ース電位に比較して順方向降下電圧Ｖ_F以上のレ
ベル（トランジスタ４０を導通させるためのベー
ス・エミツタ間電圧以上のレベル）に到達すると
トランジスタ４０が導通状態となり、その導通状
態によつて異常レベルを検出する。この導通によ
つてトランジスタ４０に異常レベルの検出出力と
して流れるコレクタ電流は、トランジスタ６８の
ベースに流れ込む。トランジスタ６８は、そのベ
ース電流の電流増幅率β倍の電流を引き込み、こ
れによつて、トランジスタ６０のエミツタ電位を
引き下げる方向にモータ５０のバツクラツシユ電
流を吸収する。

このようなトランジスタ６８によるバツクラツ
シユ電流の吸収は、トランジスタ６０のエミツタ
電位がトランジスタ５６のベース電位に比較して
順方向降下電圧Ｖ_F以下のレベルに低下するまで
の間維持され、その吸収終了時点でトランジスタ
４０が不導通状態となつてバツクラツシユのクラ
ンプ動作を完了する。

このようなバツクラツシユによる逆誘導起電力
の発生からバツクラツシユ電流の吸収完了までの
動作は、制御入力端子８８がＨレベル、入力端子
９０がＬレベルに保持された回転状態から、制御
入力端子８８がＬレベル、入力端子９０がＨレベ
ルの停止制御状態に切り換えられてモータ５０の
端子ｂが異常電圧になつたときにも、同様にレベ
ル検出回路３８Ｂの異常レベルの検出及びトラン
ジスタ７０の導通によつて行われる。

したがつて、モータ５０の正転又は逆転状態か
ら停止制御に移行した時点において生じるバツク
ラツシユによるダツシユカレントは、確実に消去
でき、ダツシユカレントによる破壊等からトラン
ジスタ６０，６２，６８，７０を保護することで
きる。

また、駆動回路とレベル検出回路３８Ａ，３８
Ｂとは、一体的に集積回路で構成することがで
き、従来のクランプダイオードの付加に比較して
装置の小型化とともに、安価に提供することがで
きる。

なお、この実施例の場合、モータ５０に印加さ
れる電圧を一定にするためツエナーダイオード７
２を使用しているが、従来のようにダイオードで
クランプ回路を構成していないので、ツエナーダ
イオード７２には大容量のものを用いる必要がな
く、たとえば、その電流容量は、各出力レベル検
出回路３８Ａ，３８Ｂのトランジスタ４０のベー
ス電流程度のもので良く、大容量である必要はな
い。

また、発振防止用の抵抗４２に代えて、トラン
ジスタ４０に応答速度の遅いものを使用すれば、
同様に発振を防止することができ、この発明を単
体の抵抗やトランジスタなどのデイスクリート素
子で構成する場合には、抵抗４２を省略すること
ができる。

さらに、駆動回路を集積回路で構成した場合、
従来のクランプダイオードを用いた場合に生じて
いたトランジスタ５６，５８，６０，６２のベー
ス・コレクタ間、すなわち、ベースと半導体基板
に成形されたエピタキシヤル部分との間に生じる
サブ（Sub）寄性効果を大幅に軽減することがで
きる。

実施例ではトランジスタ５６，６０又はトラン
ジスタ５８，６２をダーリントン接続して駆動回
路を構成しているが、この発明はダーリントン接
続構成のものに限定されるものではなく、１つ或
いは複数コレクタのトランジスタによる種々の接
続構成のものに適用される。

また、バツクラツシユ吸収回路４４Ａ，４４Ｂ
はトランジスタを兼用して構成されているので、
素子数の削減が図られているが、かかるトランジ
スタとは別個にバツクラツシユ吸収回路を設置
し、たとえば、トランジスタなどのスイツチング
素子を駆動回路に挿入してバツクラツシユ吸収回
路を構成しても、同様の効果が期待できる。

以上説明したように、この発明によれば、第１
または第２の駆動トランジスタ対を導通状態から
不導通状態に切り換えた際にモータに発生した端
子電圧の異常上昇をレベル検出回路によつて検出
し、第１および第２の駆動トランジスタ対の接地
側の駆動トランジスタからなるバツクラツシユ吸
収回路を動作させるので、簡単な構成によつて、
モータの正逆転動作で生じるバツクラツシユによ
るダツシユカレントの吸収を確実に行うことがで
き、ダツシユカレントによる破壊から駆動用トラ
ンジスタを保護することができ、正逆転動作の信
頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流負荷駆動回路を示す回路
図、第２図はこの発明のモータの正逆転駆動回路
の実施例を示す回路図である。５０……モータ、４０……トランジスタ、６
０，７０……第１の駆動トランジスタ対を成す駆
動トランジスタ、６２，６８……第２の駆動トラ
ンジスタ対を成す駆動トランジスタ、５６，５８
……駆動トランジスタ、３８Ａ，３８Ｂ……レベ
ル検出回路、４４Ａ，４４Ｂ……バツクラツシユ
吸収回路。

Claims

【特許請求の範囲】１モータに駆動電流を一方向に流す第１の駆動
トランジスタ対と、モータに前記駆動電流とは逆
方向に駆動電流を流す第２の駆動トランジスタ対
とを設置し、第１または第２の駆動トランジスタ
対の選択的な導通で駆動電流の方向を変更するこ
とによつてモータの回転方向を切り換えるモータ
の正逆転駆動回路において、第１又は第２の駆動トランジスタ対を導通状態
から不導通状態に切り換えた際に前記モータの端
子電圧と第１又は第２の駆動トランジスタ対の非
接地側に設置された駆動トランジスタのベース側
電位との間に生じた一定値以上の電位差に応じて
導通するトランジスタを第１及び第２の駆動トラ
ンジスタ対ごとに設置して前記モータに発生した
端子電圧の異常上昇を検出するレベル検出回路
と、第１及び第２の駆動トランジスタ対の接地側に
設置された駆動トランジスタを用いてモータに発
生したバツクラツシユ電流を吸収するバツクラツ
シユ吸収回路とを備え、第１の駆動トランジスタ対が導通状態から不導
通状態に切り換えられた際に前記レベル検出回路
の検出出力によつて第２の駆動トランジスタ対の
接地側の駆動トランジスタを導通させ、また、第
２の駆動トランジスタ対が導通状態から不導通状
態に切り換えられた際に前記レベル検出回路の検
出出力によつて第１の駆動トランジスタ対の接地
側の駆動トランジスタを導通させ、第１又は第２
の駆動トランジスタ対が導通状態から不導通状態
に切り換えられた際にモータに発生したバツクラ
ツシユ電流を第１又は第２の駆動トランジスタ対
の導通させた前記駆動トランジスタによつて吸収
させることを特徴とするモータの正逆転駆動回
路。