JPS6260487A - 直流モ−タの速度制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流モータの速度制御装置に係り、特に、
直流モータのロック時の回転力の保持に関する。

〔従来の技術〕

従来、直流モータの速度制御装置は、回転速度に比例し
て直流モータに発生する逆起電力と、設定すべき回転数
に対応して設定した基準電圧とを比較し、両者の差電圧
に応じて逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直流
モータの駆動電流を制御する制御ＩＣを設置し、直流モ
ータの回転速度を一定に制御するようにしたものが実用
化されており、このような速度制御装置において、その
起動時のトルクを大きく設定するものが提案されている
。（たとえば、特開昭５４−１５１２５号「直流モータ
の速度制御装置」） 〔発明が解決しようとする問題点〕 このような直流モータの速度制御装置において、起動時
のトルクを大きく取った場合、過負荷などの異常時、直
流モータがロックすると、過大電流が流れ、過大電流の
発熱などで制御ＩＣが破壊するおそれがある。

このような破壊から制御ＩＣを保護するには、制？ｌｌ
ＩＣ内部に温度検出器を設置し、異常温度に到達した時
点で、過大電流を遮断することが考えられる。このよう
な手段は、制御ＩＣを保護する上からは非常に有効であ
るが、たとえば、テープレコーダなどで磁気テープの終
端で直流モータが停止する場合などでも、駆動電流が遮
断されて回転力を失い、異常感を生じる。

そこで、この発明は、簡単な構成によって、ロック時、
回転力を保持した直流モータの速度制御装置の提供を目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕　　−この発明の直流
モータの速度制御装置は、第１図および第２図に示すよ
うに、直流モータ（実施例の直流モータ４）に直列に接
続されかつエミッタ側にバランス抵抗（実施例のバラン
ス抵抗２８）を付加した駆動用トランジスタ（実施例の
駆動用トランジスタ２４）と、前記直流モータの内部抵
抗に対応して設置した抵抗（実施例の抵抗１４）に接続
されかつエミッタ側にバランス抵抗（実施例のバランス
抵抗２６）を付加した制御用トランジスタ（実施例の制
御用トランジスタ２°２）と、回転に応じて直流モータ
に発生する逆起電力と基準電圧とを比較してその差電圧
を検出し、その差電圧に応じて前記制御用トランジスタ
および前記駆動用トランジスタのベース電流を制御する
比較器（実施例の比較器２０）とを含んで制御ＩＣ（実
施例の制＠ＩＣ２）を構成し、この制御ＩＣによって前
記逆起電力と基準電圧とが等しくなるように直流モータ
に流れる電流を加減し、回転速度を制御する直流モータ
の速度制御装置において、前記制御ＩＣの温度を検出し
検出温度が異常温度であるか否かの判定出力を発生する
温度判定手段（実施例の温度判定回路３０）と、この温
度判定手段の異常温度の判定出力によって、前記駆動用
トランジスタのエミッタ側に設置されている前記バラン
ス抵抗に加わる電圧を制限する電圧制限手段（実施例の
電圧制限回路３２）とを設置し、異常温度時、前記直流
モータに流れる電流を制限して回転力を保持するように
したものである。

〔作　　　用〕

この発明の直流モータの速度制御装置は、制御ＩＣが異
常温度に成った場合、温度判定手段の異常温度判定出力
によって、電圧制限手段を動作させ、この電圧制限手段
によって制御用トランジスタおよび駆動用トランジスタ
のエミッタ側に設置したバランス抵抗の電圧を一定電圧
に制限することにより出力電流を制限して直流モータの
回転力を保持する。

したがって、この発明によればミ異常温度時の出力電流
の制限によって、最大トルクは低下するが、回転力が保
持されるため、異常ロックか°らの復帰特性が良好にな
るとともに、制御ｉｃＯ熱的破壊を防止することができ
る。

そして、この発明の直流モータの速度制御装置において
、バランス抵抗は正の温度係数を持つ抵抗素子で構成す
るとともに、電圧制限手段は負の温度係数を持つ電圧源
で構成し、温度判定手段の異常温度判定時、直流モータ
に流れる出力電流の最大値を負の温度係数に設定すれば
、制御ＩＣが異常温度に上昇する場合、最大電流の最大
値（制限値）には負の温度係数を持たせることにより、
温度係数による電流制限を実現し、制御ＩＣの安全性を
高めることができる。

また、電圧制限手段は、駆動用トランジスタのベース電
位の最大値を制限するように構成すれば、その制限に応
じてバランス抵抗に加わる電圧を一定値以下に押さえら
れるので、容易に出力電流を抑制できる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は、この発明の直流モータの速度制御装置の第１
実施例を示す。

第１図において、制御ＩＣ２は、直流モータ４の回転数
を制御する制御系回路および駆動出力を発生する駆動系
回路を１チツプの半導体集積回路で構成したものである
。

この制御ＩＣ２には、電源端子６、接地端子８、入力端
子１０および出力端子１２が設けられ、電源端子６と接
地端子８との間には駆動電圧■。、が加えられ、電源端
子６と入力端子１０との間にはトルク調整用抵抗１４、
入力端子１０と出力端子１２との間には速度調整用抵抗
１６、電源端子６と出力端子１２との間には直流モータ
４がそれぞれ接続されている。トルク調整用抵抗１４は
、直流モータ４の内部抵抗Ｒ１に対応しており、その抵
抗値Ｒ４は、一定の電流比に倍の値Ｋ　−Ｒ，に設定さ
れている。

制′４ＢＩＣ２は、回転によって直流モータ４に発生す
る逆起電力■１と、基準電圧源１８で設定された基準電
圧Ｖ　ｐｍｆとを比較器２０で比−較し、比較器２０が
発生する電圧差は、その出力端に共通にベースが接続さ
れた制御用トランジスタ２２および駆動用トランジスタ
２４のベースに加えられ、比較器２０の出力に応じて制
御用トランジスタ２２および駆動用トランジスタ２４０
ベース電流を制御する。

この場合、制御用トランジスタ２２および駆動用トラン
ジスタ２４はベースを共通にして電流ミラー回路を構成
しており、各エミッタ側にはバランス抵抗２６．２８が
それぞれ接続されている。

そこで、制御用トランジスタ２２および駆動用トランジ
スタ２４のエミツタ面積比およびバランス抵抗２６．２
８の抵抗比によって、電流ミラー比は１：Ｋに設定され
、制御用トランジスタ２２に流れる電流は、駆動用トラ
ンジスタ２４に流れる電流の１／Ｋに設定されている。

そして、制御ＩＣ２には、電源端子６と接地端子８との
間に制御ＩＣＺ自体の温度を検出して異常温度か否かを
判定する温度判定回路３０が設置されている。この温度
判定回路３０の判定出力は、バランス抵抗２６．２８の
電圧を制限する電圧制限手段として設置された電圧制限
回路３２に制御入力として加えられている。この実施例
の電圧制限回路３２は、２つのダイオード３４．３６で
構成される電圧源に対してスイッチング素子としてのＮ
ＰＮ型トランジスタ３８を直列に接続したものであり、
制御用トランジスタ２２および駆動用トランジスタ２４
のベースと、接地端子８との間に設置されている。した
がって、温度判定回路３０が、直流モータ４のロックな
どに起因する制’４１　Ｉ　Ｃ２の異常温度上昇を判定
すると、その判定出力（高電位）によって、トランジス
タ３８が導通し、比較器２０の出力電流がダイオード３
４．３６およびトランジスタ３日に流れ、制御用トラン
ジスタ２２および駆動用トランジスタ２４のベース電圧
をダイオード３４．３６の順方向降下電圧Ｖ　Ｆとトラ
ンジスタ３８のコレクタ・エミッタ間電圧ＶＣｔとの合
成電圧値（”　２　Ｖｙ　＋　Ｖａｔ’２Ｖｒ）でクラ
ンプし、この結果、バランス抵抗２６．２８の電圧上昇
が制限されるようになっている。

したがって、このような直流モータの速度制御装置では
、ロック時などの過大電流によって制御ＩＣ２が発熱し
、その発熱温度が異常温度に達すると、温度判定回路３
０の異常温度判定出力によって、電圧制限回路３２が動
作し、駆動用トランジスタ２４のバランス抵抗２８の電
圧上昇が制限されるので、出力電流の上昇が抑制される
。この場合、出力電流が遮断されないため、直流モータ
４は最大トルクが低下するが、その電流によって回転力
が保持されるため、ロック状態の解除時、可及的速やか
に定常回転速度に復帰することができ、復帰特性が良好
になる。

第２図は、第１図に示した温度判定回路３０の具体的な
回路構成例を示す。

第２図において、温度判定回路３０は、基準電流として
の定電流を流す定電流回路４０を設置し、この定電流回
路４０に発生させた定電流を温度判定増幅器４２に動作
電流として加えている。この実施例の場合、定電流回路
４０は、トランジスタ４４．４６からなる電流ミラー回
路とトランジスタ４８．５０および抵抗５２からなる電
流ミラー回路とから構成したものであり、抵抗５４はそ
の起動回路を構成している。

温度判定増幅器４２は、トランジスタ５６．５８．６０
、抵抗６２および温度検出素子６４で構成され、トラン
ジスタ５６．５８はトランジスタ４４と電流ミラー回路
を構成している。温度検出素子６４は、負の温度係数を
持つトランジスタ６６で構成されている。そこで、抵抗
６２には定電流によって一定の電圧降下が発生し、この
電圧降下によってトランジスタ６６にベースバイアスが
与えられ、トランジスタ６６に流れる電流は制御ＩＣ２
の温度上昇に応じた値となる。

このトランジスタ６６に流れる負の温度係数を持つ電流
は、トランジスタ６０を介して第１図に示したトランジ
スタ３日のベースに加えられる。

したがって、第１図に示した制御ＩＣ２におけるバラン
ス抵抗２６．２８を正の温度係数を持つ抵抗素子で構成
するとともに、第２図に−示すように、温度判定回路３
０を負の温度係数を持つ判定出力を発生するように設定
し、その判定出力によって電圧制限回路３２のトランジ
スタ３８のベース電流を制御すれば、電流制限を加えて
も、制御ＩＣ２の温度が異常上昇する場合に、電流制限
値自体が大きな負の温度係数を持つことになるので、安
全性を高めつつ、直流モータ４の回転力を保持すること
ができる。

なお、各実施例では駆動用トランジスタ２４のベース電
圧を制限することにより、バランス抵抗２８に加わる電
圧を抑えているが、バランス抵抗２８に加わる電圧を直
接制限して出力電流を抑制しても同様の効果が期待でき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、制御ＩＣの温
度が異常上昇した場合、出力電流を制限して制御ＩＣの
破壊を防止できるとともに、出力電流の制限によって最
大トルクが低下するが、直流モータに回転力が保持され
るので、異常時から復帰した場合の復帰特性を良好にす
ることができる。また、温度判定出力に負の温度特性を
付与することにより、温度上昇に応じた安全動作が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の直流モータの速度制御装置の実施例
を示すブロック図、第２図は第１図に示した温度判定回
路の具体的な回路構成例を示す回路図である。 ２・・・制御ＩＣ１４・・・直流モータ、１４・・・抵
抗、１８・・・基準電圧源、２０・・・比較器、２２・
・・制御用トランジスタ、２４・・・駆動用トランジス
タ、２６．２８・・・バランス抵抗、３０・・・温度判
定回路、３２・・・電圧制限回路。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流モータに直列に接続されかつエミッタ側にバランス
   抵抗を付加した駆動用トランジスタと、前記直流モータ
   の内部抵抗に対応して設置した抵抗に接続されかつエミ
   ッタ側にバランス抵抗を付加した制御用トランジスタと
   、回転に応じて直流モータに発生する逆起電力と基準電
   圧とを比較してその差電圧を検出し、その差電圧に応じ
   て前記制御用トランジスタおよび前記駆動用トランジス
   タのベース電流を制御する比較器とを含んで制御ＩＣを
   構成し、この制御ＩＣによって前記逆起電力と基準電圧
   とが等しくなるように直流モータに流れる電流を加減し
   、回転速度を制御する直流モータの速度制御装置におい
   て、 前記制御ＩＣの温度を検出し検出温度が異常温度である
   か否かの判定出力を発生する温度判定手段と、 この温度判定手段の異常温度の判定出力によって、前記
   駆動用トランジスタのエミッタ側に設置されている前記
   バランス抵抗に加わる電圧を制限する電圧制限手段とを
   設置し、 異常温度時、前記直流モータに流れる電流を制限して回
   転力を保持することを特徴とする直流モータの速度制御
   装置。