JPS626879Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS626879Y2 JPS626879Y2 JP1979184122U JP18412279U JPS626879Y2 JP S626879 Y2 JPS626879 Y2 JP S626879Y2 JP 1979184122 U JP1979184122 U JP 1979184122U JP 18412279 U JP18412279 U JP 18412279U JP S626879 Y2 JPS626879 Y2 JP S626879Y2
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- Japan
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- transistor
- transistors
- base
- whose
- voltage
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は直流モータの速度制御装置において、
制御回路上の発振の防止対策として、挿入するコ
ンデンサの容量を最適値に選択し、その接続位置
を吟味したものである。
制御回路上の発振の防止対策として、挿入するコ
ンデンサの容量を最適値に選択し、その接続位置
を吟味したものである。
以下、本考案をその一実施例を示す図面を参考
に説明する。
に説明する。
１は基準電圧源、２，３，１１，１８，２０は
定電流源、４，１４，１７はコンデンサ、５，
８，１５，１６，２４，２５，２６，２７は
NPN型のトランジスタ、２８，２９，３０は直
流モータ駆動用のNPN型のトランジスタ、６，
７，９，２３，３１，３２，３３，３４，３５，
４０は抵抗、１０，１２，１３，１９はPNP型の
トランジスタ、２１，２２はダイオード、３６，
３７，３８，３９は端子、４１は可変抵抗器、４
２は直流モータ、４３は正側電源端子である。そ
して、コンデンサ４の容量は10〜150pFに、コン
デンサ１４の容量は10〜50pF、コンデンサ１７
の容量は10〜50pFに選んでいる。
定電流源、４，１４，１７はコンデンサ、５，
８，１５，１６，２４，２５，２６，２７は
NPN型のトランジスタ、２８，２９，３０は直
流モータ駆動用のNPN型のトランジスタ、６，
７，９，２３，３１，３２，３３，３４，３５，
４０は抵抗、１０，１２，１３，１９はPNP型の
トランジスタ、２１，２２はダイオード、３６，
３７，３８，３９は端子、４１は可変抵抗器、４
２は直流モータ、４３は正側電源端子である。そ
して、コンデンサ４の容量は10〜150pFに、コン
デンサ１４の容量は10〜50pF、コンデンサ１７
の容量は10〜50pFに選んでいる。
また、直流モータ４２の起動トルクφsおよび
制御最大トルクφnaxを大きくするために、制御
最大トルクφnaxにおいては端子３８の電圧が最
小の時で、トランジスタ２８〜３０が飽和するよ
うにトランジスタ２６のコレクタを正側電源端子
４３に接続している。これによりトランジスタ２
８〜３０は十分飽和し、制御最大トルクφnaxを
大きくすることができる。
制御最大トルクφnaxを大きくするために、制御
最大トルクφnaxにおいては端子３８の電圧が最
小の時で、トランジスタ２８〜３０が飽和するよ
うにトランジスタ２６のコレクタを正側電源端子
４３に接続している。これによりトランジスタ２
８〜３０は十分飽和し、制御最大トルクφnaxを
大きくすることができる。
なお、φnax＝KtＶｃｃ−Ｅａｏ−ＶＣＥ／Ｒａ＋Ｒ
ＥＯである。
ＥＯである。
ここで、Ktは直流モータのトルク定数、Vccは
電源電圧、Eaoは定格回転速度における逆起電
圧、ＶCEはトランジスタ２８〜３０のコレクタ・
エミツタ間の飽和電圧、Raは直流モータの内部
抵抗、ＲEOは抵抗３２〜３５の合成抵抗値であ
る。
電源電圧、Eaoは定格回転速度における逆起電
圧、ＶCEはトランジスタ２８〜３０のコレクタ・
エミツタ間の飽和電圧、Raは直流モータの内部
抵抗、ＲEOは抵抗３２〜３５の合成抵抗値であ
る。
従来の小型直流モータの速度制御装置では、ト
ランジスタ２８〜３０を飽和させうるベース電流
を供給することができず、飽和電圧ＶCEの値は
1.3〜1.5Vの値であつた。
ランジスタ２８〜３０を飽和させうるベース電流
を供給することができず、飽和電圧ＶCEの値は
1.3〜1.5Vの値であつた。
これに対し本考案の装置においては、トランジ
スタ２８〜３０を飽和させることができるので飽
和電圧ＶCEの値を0.5V以下にできた。このため
従来の制御最大トルクの約2.8倍のトルクを出す
ことができる。
スタ２８〜３０を飽和させることができるので飽
和電圧ＶCEの値を0.5V以下にできた。このため
従来の制御最大トルクの約2.8倍のトルクを出す
ことができる。
一方起動トルクφsについて考えてみると、直
流モータ４２をロツクした場合、直流モータ４２
の逆起電圧Eaoは零であり、端子３８の電圧は上
昇する。この電圧上昇によりトランジスタ１２の
ベースバイアスが小さくなり、コレクタ電流が減
少する。このためトランジスタ１９のベース電流
が減少し、トランジスタ２６のベース電流が増
加、トランジスタ２７〜３０のベース電流も増加
する回路動作が実現され、トランジスタ２７〜３
０のコレクタ電流も増加する。この結果、直流モ
ータ４２に大きな電流が流れる。直流モータ４２
のロツク時にトランジスタ１２のベース電圧が低
下すると、トランジスタ１３のコレクタ・ベース
間が（Ｐ−Ｎ）順方向となり、PNP型のトランジ
スタ１９にベース電流が流れてONとなり、ベー
ス電流が減少し、その結果トランジスタ２７〜３
０のベース電流・コレクタ電流が減少し、直流モ
ータ４２のトルクが減少する。トランジスタ２
６，２７〜３０はONであり、トランジスタ２６
のベース・エミツタ間電圧0.7V、トランジスタ
２７〜３０のベース・エミツタ間電圧が0.8V、
抵抗３２〜３５の電圧降下が0.3Vで、従つてト
ランジスタ２６のベース電圧Vc26は、 0.3V＋0.8V＋0.7V＝1.8Vとなる。
流モータ４２をロツクした場合、直流モータ４２
の逆起電圧Eaoは零であり、端子３８の電圧は上
昇する。この電圧上昇によりトランジスタ１２の
ベースバイアスが小さくなり、コレクタ電流が減
少する。このためトランジスタ１９のベース電流
が減少し、トランジスタ２６のベース電流が増
加、トランジスタ２７〜３０のベース電流も増加
する回路動作が実現され、トランジスタ２７〜３
０のコレクタ電流も増加する。この結果、直流モ
ータ４２に大きな電流が流れる。直流モータ４２
のロツク時にトランジスタ１２のベース電圧が低
下すると、トランジスタ１３のコレクタ・ベース
間が（Ｐ−Ｎ）順方向となり、PNP型のトランジ
スタ１９にベース電流が流れてONとなり、ベー
ス電流が減少し、その結果トランジスタ２７〜３
０のベース電流・コレクタ電流が減少し、直流モ
ータ４２のトルクが減少する。トランジスタ２
６，２７〜３０はONであり、トランジスタ２６
のベース・エミツタ間電圧0.7V、トランジスタ
２７〜３０のベース・エミツタ間電圧が0.8V、
抵抗３２〜３５の電圧降下が0.3Vで、従つてト
ランジスタ２６のベース電圧Vc26は、 0.3V＋0.8V＋0.7V＝1.8Vとなる。
トランジスタ１９をOFFにするためには、ト
ランジスタ１９のベース・エミツタ間ON電圧
が、約0.6Vであるから、トランジスタ１６のベ
ース電圧から引いて、1.8V−0.6V＝1.2V以上に
する必要がある。
ランジスタ１９のベース・エミツタ間ON電圧
が、約0.6Vであるから、トランジスタ１６のベ
ース電圧から引いて、1.8V−0.6V＝1.2V以上に
する必要がある。
トランジスタ１３のコレクタ・ベース間を順方
向にしないためには、ベース・エミツタ間ON電
圧が0.6Vであるから、トランジスタ１３のベー
ス電圧は1.2V−0.6V＝0.6V以上に保つ必要があ
る。トランジスタ２８〜３０のエミツタ面積の合
計とトランジスタ２７のエミツタ面積の比をＫ：
１とすれば、端子３７にはモータ電流の１／Ｋが
流れる。抵抗４０の値を直流モータ４２の内部抵
抗RaのＫ倍に選定すれば抵抗４０と直流モータ
４２の内部抵抗Raによる電圧降下は等しく端子
３７と３８の電圧は等しくなる。
向にしないためには、ベース・エミツタ間ON電
圧が0.6Vであるから、トランジスタ１３のベー
ス電圧は1.2V−0.6V＝0.6V以上に保つ必要があ
る。トランジスタ２８〜３０のエミツタ面積の合
計とトランジスタ２７のエミツタ面積の比をＫ：
１とすれば、端子３７にはモータ電流の１／Ｋが
流れる。抵抗４０の値を直流モータ４２の内部抵
抗RaのＫ倍に選定すれば抵抗４０と直流モータ
４２の内部抵抗Raによる電圧降下は等しく端子
３７と３８の電圧は等しくなる。
モータロツク時、端子３８の電圧が1.2Vまで
下がれば端子３７の電圧も1.2Vとなる。トラン
ジスタ１３のベース電圧は端子３７の電圧より基
準電圧Vrefの電圧分下つた電圧となる。基準電
圧Vrefが1.2Vならば、トランジスタ１３のベー
ス電圧が零となつて不都合となる。これを防ぐに
はモータロツク時、トランジスタ２７のコレクタ
電流を制限し、端子３７の電圧を端子３８の電圧
より高く保つ必要がある。トランジスタ２４のコ
レクタに抵抗２３を入れ、モータロツク時トラン
ジスタ２７に大きなコレクタ電流が流れればトラ
ンジスタ２５のベース電流により抵抗２３の電圧
降下が大きくなつてトランジスタ２４が飽和し、
トランジスタ２５のベース電流が制限され、エミ
ツタ電流も制限される。
下がれば端子３７の電圧も1.2Vとなる。トラン
ジスタ１３のベース電圧は端子３７の電圧より基
準電圧Vrefの電圧分下つた電圧となる。基準電
圧Vrefが1.2Vならば、トランジスタ１３のベー
ス電圧が零となつて不都合となる。これを防ぐに
はモータロツク時、トランジスタ２７のコレクタ
電流を制限し、端子３７の電圧を端子３８の電圧
より高く保つ必要がある。トランジスタ２４のコ
レクタに抵抗２３を入れ、モータロツク時トラン
ジスタ２７に大きなコレクタ電流が流れればトラ
ンジスタ２５のベース電流により抵抗２３の電圧
降下が大きくなつてトランジスタ２４が飽和し、
トランジスタ２５のベース電流が制限され、エミ
ツタ電流も制限される。
そして、抵抗２３の値をトランジスタ２７のコ
レクタ電流が少ないモータロツク時以外は、トラ
ンジスタ２４が飽和しない値に選定する。しかし
て端子３７の電圧をV37とすれば、次式のように
表わされる。
レクタ電流が少ないモータロツク時以外は、トラ
ンジスタ２４が飽和しない値に選定する。しかし
て端子３７の電圧をV37とすれば、次式のように
表わされる。
V37＝Vc27＋ＶBE25＋ＶCE24
＋ＩＣ２７／ＨＦＥ２５・R23
ここで、ＩC27はトランジスタ２７のコレクタ
電流、ＨFE25はトランジスタ２５のＨFE，R23は
抵抗２３の抵抗値、Ｖc27はトランジスタ２７の
コレクタ電圧、ＶBE25はトランジスタ２５のベー
ス・エミツタ電圧、ＶCE24はトランジスタ２４の
コレクタ・エミツタ電圧である。Ｖc27＝0.6V・
ＶBE25＝0.7V・ＶCE24＝0.1V・ＩC27＝10mA・ＨF
Ｅ２５＝100・R23＝6kΩとすれば、 V37＝0.6＋0.7＋0.1＋０．０１／１００×6000＝2V となる。この時トランジスタ１３のベース電圧Ｖ
B13は ＶB13＝V37−Vref 上式でVrefは基準電圧で1.2Vとすれば、ＶB13
＝0.8V、となり、0.6V以上になつているから
PNP型のトランジスタ１９がonとはならない。
定電流源１８の電流はすべてトランジスタ２６の
ベース電流となり、コレクタ電流を流すことがで
きて、トランジスタ２８〜３０のコレクタ電流を
多く流すことができるので、起動トルクを得られ
る。抵抗２３をトランジスタ２４のコレクタに入
れると都合が良い。
電流、ＨFE25はトランジスタ２５のＨFE，R23は
抵抗２３の抵抗値、Ｖc27はトランジスタ２７の
コレクタ電圧、ＶBE25はトランジスタ２５のベー
ス・エミツタ電圧、ＶCE24はトランジスタ２４の
コレクタ・エミツタ電圧である。Ｖc27＝0.6V・
ＶBE25＝0.7V・ＶCE24＝0.1V・ＩC27＝10mA・ＨF
Ｅ２５＝100・R23＝6kΩとすれば、 V37＝0.6＋0.7＋0.1＋０．０１／１００×6000＝2V となる。この時トランジスタ１３のベース電圧Ｖ
B13は ＶB13＝V37−Vref 上式でVrefは基準電圧で1.2Vとすれば、ＶB13
＝0.8V、となり、0.6V以上になつているから
PNP型のトランジスタ１９がonとはならない。
定電流源１８の電流はすべてトランジスタ２６の
ベース電流となり、コレクタ電流を流すことがで
きて、トランジスタ２８〜３０のコレクタ電流を
多く流すことができるので、起動トルクを得られ
る。抵抗２３をトランジスタ２４のコレクタに入
れると都合が良い。
トルクが小さくなるのは、本回路全体のトラン
ジスタのＨFEを小さくした場合、トランジスタ２
８〜３０のＨFE小の時、トランジスタ２５のＨFE
も小となる。トランジスタ１５のＨFEが小となれ
ば、ベース電流が多くなり、抵抗２３の電圧降下
も大きくなり、大きな電流制限作用が得られ、ト
ルクの減少を保償して、起動トルクおよび最大ト
ルクについて非常に大きなトルクを出すようにし
てある。トルクを伸ばす目的で上記回路を使用し
た直流モータは、回路上不安定となる欠点を有
し、出力段トランジスタより見たこの回路の利得
は、Ｇn1＝（トランジスタ１９のＨFE）×（トラン
ジスタ２６のＨFE）で表わされ、起動トルク、最
大制御トルクを出す目的で、端子３６より直流モ
ータ駆動用出力段トランジスタ２７〜３０のベー
スへ接続して電流を流す目的でトランジスタ２６
を介した分だけ利得が高くなり、不安定で発振を
ひき起こす。
ジスタのＨFEを小さくした場合、トランジスタ２
８〜３０のＨFE小の時、トランジスタ２５のＨFE
も小となる。トランジスタ１５のＨFEが小となれ
ば、ベース電流が多くなり、抵抗２３の電圧降下
も大きくなり、大きな電流制限作用が得られ、ト
ルクの減少を保償して、起動トルクおよび最大ト
ルクについて非常に大きなトルクを出すようにし
てある。トルクを伸ばす目的で上記回路を使用し
た直流モータは、回路上不安定となる欠点を有
し、出力段トランジスタより見たこの回路の利得
は、Ｇn1＝（トランジスタ１９のＨFE）×（トラン
ジスタ２６のＨFE）で表わされ、起動トルク、最
大制御トルクを出す目的で、端子３６より直流モ
ータ駆動用出力段トランジスタ２７〜３０のベー
スへ接続して電流を流す目的でトランジスタ２６
を介した分だけ利得が高くなり、不安定で発振を
ひき起こす。
しかして前記の容量のコンデンサを図示の位置
に配置した場合が最も発振対策として効果的であ
る。この対策を施すことにより起動トルク、最大
制御トルクが大であり発振が起らない回路とし
て、直流モータ駆動用IC回路としての使用に非
常に有効である。
に配置した場合が最も発振対策として効果的であ
る。この対策を施すことにより起動トルク、最大
制御トルクが大であり発振が起らない回路とし
て、直流モータ駆動用IC回路としての使用に非
常に有効である。
図面は、本考案の一実施例を示す小型直流モー
タの速度制御装置の回路図である。 １……基準電圧源、４，１４，１７……コンデ
ンサ、７，２３，４０……抵抗、１２，１３……
２個のトランジスタ、１８……定電流源、１９…
…トランジスタ（第２のトランジスタ）、２４，
２５……NPNトランジスタ、２６……トランジ
スタ、２７……トランジスタ（第１のトランジス
タ）、２８，２９，３０……直流モータ駆動用の
トランジスタ、３６……端子（電源端子）、３９
……端子（接地端子）、４２……直流モータ。
タの速度制御装置の回路図である。 １……基準電圧源、４，１４，１７……コンデ
ンサ、７，２３，４０……抵抗、１２，１３……
２個のトランジスタ、１８……定電流源、１９…
…トランジスタ（第２のトランジスタ）、２４，
２５……NPNトランジスタ、２６……トランジ
スタ、２７……トランジスタ（第１のトランジス
タ）、２８，２９，３０……直流モータ駆動用の
トランジスタ、３６……端子（電源端子）、３９
……端子（接地端子）、４２……直流モータ。
Claims (1)
- 抵抗２３を介して、ダーリントン接続された２
つのNPNトランジスタ２４，２５を介してコレ
クタが電源端子に接続され、エミツタが接地され
た第１のトランジスタ２７と、前記第１のトラン
ジスタ２７とベースが接続されると共にコレクタ
が直流モータ４２に接続され、エミツタが接地さ
れた直流モータ駆動用のトランジスタ２８，２
９，３０と前記第１のトランジスタ２７および前
記直流モータ駆動用のトランジスタ２８，２９，
３０とは逆極性で、エミツタが共通接続され一方
のベースが前記ダーリントン接続されたトランジ
スタ２５のコレクタに一端が接続された基準電圧
源１の他端に接続される２個のトランジスタ１
２，１３で形成された差動増幅器の出力がベース
に接続されエミツタが定電流源１８を介して電源
端子３６に接続されコレクタが接地されてなる第
２のトランジスタ１９と、前記第２のトランジス
タ１９のエミツタにベースが接続されコレクタが
電源端子に接続され、エミツタが抵抗を介して接
地点に接続されるとともに、前記第１のトランジ
スタ２７および直流モータ駆動用のトランジスタ
２８，２９，３０のベースにも接続された速度調
整用可変抵抗器としてのトランジスタ２６を備
え、前記第２のトランジスタ１９のベースと直流
モータ駆動用のトランジスタ２８，２９，３０の
コレクタ間に10pF〜50pFの容量を有するコンデ
ンサ１７を接続し、差動増幅器に使用された２つ
のPNPトランジスタ１２，１３の両方のコレクタ
間に10pF〜50pFの容量を有するコンデンサ１４
を接続し、電源端子３６から抵抗値が非常に大で
ある抵抗を介した点と電源端子より抵抗を介した
点との間に10pF〜150pFの容量を有するコンデ
ンサ４を接続してなる小型直流モータの速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979184122U JPS626879Y2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1979184122U JPS626879Y2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56100099U JPS56100099U (ja) | 1981-08-06 |
| JPS626879Y2 true JPS626879Y2 (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=29694364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1979184122U Expired JPS626879Y2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626879Y2 (ja) |
-
1979
- 1979-12-27 JP JP1979184122U patent/JPS626879Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56100099U (ja) | 1981-08-06 |
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