JP3564589B2 - DC motor control circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はDCモータの回転、停止の制御回路に関し、専ら車のドアミラー格納装置に利用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の車のドアミラー格納装置はミラーの開閉動作に、DCモータの電源の極性を反転させて、回転の方向を変える事で行っており、電圧又は電流の極性を問わないと言った点から制御には専ら機械式のスイッチ及び電磁リレーが使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の車のドアミラー格納装置はミラーの開閉動作では、有接点による寿命が短い、チャタリングによる不用な電磁波が発生する。又、ある程度以上の小型化が難しく、電磁リレーの種類によってはドアミラー格納動作が行われていない時の消費電流(以下暗電流と言う)が大きいと言った問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の問題点に鑑みなされたもので、DCモータに印加する直流電源の極性を逆向きに切り換えるスイッチを備え、前記直流電源の極性を切り換えた時に前記DCモータが回転を開始し、所定の時間経過後、前記DCモータの回転動作を強制的に停止させた時に流れる過電流を検出し、前記DCモータの供給電源を遮断する、オープンコレクター型コンパレータIC、半導体素子、抵抗及びコンデンサで構成された制御回路において、前記直流電源の極性が切り換わった時にも、極性が一定な電圧を出力するダイオード4本で構成されたブリッジ回路と、該ブリッジ回路から出力される電圧を電源として動作する2個のコンパレータ回路であって、一方は電源極性が切り換わった時に必ず正の信号が出力するフリップフロップを構成し、他方はDCモータが停止直前に機械的負荷が掛かった時に発生する過電流を検出し、該検出信号によって前記コンパレータ回路でなるフリップフロップをリセットする様構成されたコンパレータ回路と、前記フリップフロップの出力でON / OFF制御される2個の電界効果型トランジスタで構成されたDCモータ制御回路を提案するものである。
【0005】
【作用】
DCモータ供給電源の極性反転毎に正信号を出力し、DCモータが強制的に停止された時にリセットされるFFの出力をFETの制御信号とする事でDCモータを回転、停止及び逆転、停止を行える。
【0006】
【発明の実施の形態】
直流電源の極性が切り換わった時にも、極性が一定な電圧を出力するダイオード4本で構成されたブリッジ回路から出力される電圧を電源として動作する2個のコンパレータ回路で、一方は電源極性が切り換わった時に必ず正の信号が出力するフリップフロップを構成し、他方はDCモータが強制的に回転を停止させられた時に発生する過電流を検出し、この検出信号によってコンパレータ回路を構成するフリップフロップをリセットする様構成されたコンパレータ回路と、フリップフロップの出力でON/OFF制御される2個の電界効果型トランジスタでDCモータ制御回路DCモータを頻繁に正逆回転させる。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明する。先ず、回路図のS1は手動でDCモータ1の電源極性を変えるスイッチであって、このスイッチS1を操作する事でDCモータの電源の極性が一瞬の切断を終えた後、反転される。ここでスイッチS1は電源短絡防止の為、操作の時、一時切断するブレーク・メーク式スイッチを使用する。
【0008】
次にダイオードD1〜D4で構成されたブリッジ回路2は、電源の極性が反転しても、常に回路に順バイアスする電源をコンパレ−タIC1及びIC2の回路に供給する為のもので、ツェナ−ダイオ−ドZD1及び抵抗R2、コンデンサC1の構成はダイオードブリッジ回路2で作られた電源を一定の電圧(以下Vccと言う)に安定させる為のものである。以上の構成を基にして回路の動作を説明する。先ずスイッチS1によってV1に正、V2に負(又は0V)の電源が印加されると、コンパレ−タIC1は(−)端子にコンデンサC1でVccに対する0V(以下GNDとする)に、(+)端子がコンデンサC2でVcc側に接続されている為に、瞬間的に(−)端子がGNDレベルに、(+)端子がVccレベルになり、コンパレ−タIC1は、ほぼVccに近い電圧を出力する。
【0009】
コンデンサC2は、前記機能以外にコンパレ−タIC1で構成されたFFがノイズによるリセット防止の役目も果たしている。ここで、抵抗をR3=R4《R5=R6=R7としておくと、コンパレ−タIC1の出力によってコンパレ−タIC1の(+)端子はコンデンサC3の充電後、抵抗R3、R4で1/2Vccに分割された電圧と、Vccの差の電圧を更に抵抗R5とR7で分割され、結果として3/4Vccの電圧が加わっている事になる。一般的にコンパレータの入力インピーダンスは非常に高い為、抵抗R3〜R7を適当な値に設定する事で(+)端子はほぼ3/4Vccの電圧が印加される。他方(−)端子はコンデンサC2の充電後、抵抗R3、R4で分割された1/2Vccの電圧が抵抗R6を通じて印加される事になり、コンパレ−タIC1は前述の如くコンパレータICである為、(+)端子>(−)端子によってほぼVccの電圧を出力したまま安定状態になる。
【0010】
次にコンパレ−タIC1の出力は、抵抗R15、R16を通して夫々電界効果型トランジスタ(以下FETという。)FET1、FET2のゲートに送られる。V1が正、V2が負(又は0V)である為、FET1は逆バイアスとなりOFF状態である。FET2はゲートに順バイアスされる為、ON状態となりDCモータ1は抵抗R17、ダイオ−ドD11、DCモータ1、FET2、抵抗R18の経路で電流が流れ回転を始める。この時の電流を定常電流とする。
【0011】
次に所定期間のDCモータ1回転後、機械的に停止状態になるとDCモータ1には過電流が流れ、定常電流の約2倍以上の電流値となる。この電流により、抵抗R17、R18の両端に電圧降下分の電圧が発生する。この時、抵抗R17に発生した電圧は、ダイオ−ドD9が逆バイアスとなる為、ダイオ−ドD9はOFF状態となり、抵抗R18に発生した電圧がダイオ−ドD10、抵抗R14を通してコンパレ−タIC2の(−)端子に印加される。ダイオ−ドD9及びD10はOR回路を構成し、抵抗R17、R18の両端に発生した電圧を通過させる以外に、抵抗R17又はR18の両端に発生した電圧を正方向にレベルシフトする機能を有する。則ち、コンパレ−タIC1及びIC2の電源はダイオードブリッジ2より供給されている為、コンパレ−タIC1、IC2のGND電位はダイオード1個分、V2の電位より正方向にある為、ダイオードの順方向電圧降下分(約0.7V)以下の信号を扱う時には不可欠である。
【0012】
コンパレ−タIC2はVccを抵抗R11、R12で分割した電圧を基準電圧とし、抵抗R9、R10でヒステリシスを持たせた一般的コンパレータ回路である。DCモータ1の過電流により抵抗R18の両端に発生した電圧は抵抗R14を通してコンパレ−タIC2の(−)端子に加えられる。(+)端子に加えられた基準電圧が定常電流で抵抗R18の両端に発生した電圧より高く、過電流で抵抗R18の両端に発生した電圧より低く設定すると、図2に示す如くコンパレ−タIC2は過電流が流れると出力はGNDレベルになる。
【0013】
コンパレ−タIC1とIC2はオープンコレクターである事を利用して、出力同士をワイヤードOR接続でき、コンパレ−タIC2の出力がGNDレベルになるとコンパレ−タIC1で構成されたFFはリセットされ、コンパレ−タIC1の出力信号をゲートに印加されていたFET2はOFF状態となってDCモータ1への電源供給が停止し、回転は停止する。この時、コンパレ−タIC1の(+)端子は、コンパレ−タIC1の出力がGNDレベルになる事から、抵抗R5、R7で1/2Vcc(VccをR3、R4、で分割した電圧)を半分に分割した電圧1/4Vccになる。コンパレ−タIC1の(−)端子は、1/2Vccである事からコンパレ−タIC1は、出力0(GNDレベル)で安定した状態になる。則ちFFの動作を行うものである。
【0014】
コンデンサC4はノイズでの誤動作防止及び機械的動作にタイミングを合わせる為の遅延機能を持たせた積分用コンデンサである。この他ダイオ−ドD7、D8はV1、V2の電源がOFFした時にコンデンサC4に蓄積された電荷を急速に放電させる為のものであり、同様にダイオ−ドD5はコンデンサC2の、ダイオ−ドD6はコンデンサC3の放電を早める為のものである。
【0015】
次にスイッチS1の操作によってV1に負(又は0V)、V2に正の電源を印加すると、前述の如くダイオードブリッジ回路2から電源を供給されるコンパレ−タIC1、IC2及び周辺回路は全く同様の動作をし、電源ON時はFET1及びFET2のゲートに、ほぼVccの電圧が加わる。FET1及びFET2は前述と逆にFET1が順バイアス、FET2が逆バイアスとなり、今度はFET1がONし、DCモータ1への電流は抵抗R18、ダイオ−ドD12、DCモータ1、FET1、抵抗R17の経路となる。又、ダイオ−ドD19、D10のOR回路はダイオ−ドD10が逆バイアスとなる為OFFとなり、抵抗R17の両端に発生する電圧がダイオ−ドD9を通し、コンパレ−タIC2の回路に入力され、この後は、前述の動作と全く同じとなり電源ON→DCモータ1回転→機械的停止→FET1OFF→回転停止となる。
【0016】
【発明の効果】
本発明により、DCモータ制御回路はDCモータに供給する電源のON/OFFを半導体で行う事で、半永久的寿命を可能としており、且つ高入力インピーダンスのコンパレータを使用する事でDCモータ強制停止で発生する過電流の機械的遅れをIC2の入力に挿入されたCRの時定数を選ぶ事でカバーする事ができる。更には、コンパレータICでFFを構成する為に1チップに2つのコンパレータを内蔵する(例えば新日本無線製のCOMSIC、NJR2903等)ICを使用でき、別々の電源を作らなくて良いと言う利点があり、CMOSの為、非常に少ない電流で動作させる事ができる。又、この他不用電磁波の発生減少、小型化、低暗電流が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】全体的回路図
【図2】タイミングチャート
【符号の説明】
1 DCモ−タ
2 ダイオ−ドブリッジ回路
IC1 コンパレータIC
IC2 コンパレータIC
FET1 電界効果型トランジスタ
FET2 電界効果型トランジスタ
D1〜D12 シリコンダイオ−ド
R1〜R18 カーボン抵抗
C1〜C3 セラミックコンデンサ
C4 電解又はタンタルコンデンサ
S1 極性切換スイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control circuit for rotating and stopping a DC motor, and is used exclusively for a door mirror storage device of a car.
[0002]
[Prior art]
The conventional car door mirror storage device performs the opening and closing operation of the mirror by inverting the polarity of the power supply of the DC motor and changing the direction of rotation, and controls from the point that it does not matter the polarity of voltage or current. Used exclusively mechanical switches and electromagnetic relays.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional door mirror storage device for a car, in the opening and closing operation of the mirror, unnecessary electromagnetic waves due to chattering, which have a short life due to the contact point, are generated. Further, there is a problem that it is difficult to reduce the size to a certain degree or more, and depending on the type of the electromagnetic relay, the current consumption (hereinafter referred to as dark current) when the door mirror retracting operation is not performed is large.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the conventional problems, includes a switch for switching the polarity of the DC power supply applied to the DC motor in the opposite direction, when the DC power supply is switched, the DC motor starts rotating, After a lapse of a predetermined time, an overcurrent flowing when the rotation operation of the DC motor is forcibly stopped is detected, and an open collector type comparator IC, a semiconductor element, a resistor, and a capacitor that cut off a power supply of the DC motor are shut off. In the control circuit configured, even when the polarity of the DC power supply is switched, a bridge circuit including four diodes that outputs a voltage having a constant polarity, and operates using the voltage output from the bridge circuit as a power supply Two comparator circuits, one of which forms a flip-flop that always outputs a positive signal when the power supply polarity switches A comparator circuit configured to detect an overcurrent generated when a mechanical load is applied immediately before the DC motor stops, and to reset a flip-flop including the comparator circuit by the detection signal; The present invention proposes a DC motor control circuit including two field-effect transistors that are ON / OFF controlled by output .
[0005]
[Action]
A positive signal is output each time the polarity of the DC motor power supply is inverted, and the FF output, which is reset when the DC motor is forcibly stopped, is used as a FET control signal to rotate, stop, reverse, and stop the DC motor. Can be performed.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Even when the polarity of the DC power source is switched, two comparator circuits that operate using a voltage output from a bridge circuit composed of four diodes that output a voltage having a constant polarity as a power source. A flip-flop that always outputs a positive signal when it switches is configured, and the other detects an overcurrent that occurs when the DC motor is forcibly stopped rotating, and a flip-flop that configures a comparator circuit based on this detection signal. DC motor control circuit The DC motor is frequently rotated forward and reverse by a comparator circuit configured to reset the flip-flop and two field-effect transistors that are turned on / off by the output of the flip-flop.
[0007]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, S1 in the circuit diagram is a switch for manually changing the polarity of the power supply of the
[0008]
Next, a
[0009]
In addition to the function described above, the capacitor C2 also serves to prevent the FF constituted by the comparator IC1 from being reset by noise. Here, assuming that the resistance is R3 = R4 << R5 = R6 = R7, the output of the comparator IC1 causes the (+) terminal of the comparator IC1 to charge the capacitor C3, and then to 1/2 Vcc by the resistors R3 and R4. The voltage of the difference between the divided voltage and Vcc is further divided by the resistors R5 and R7, and as a result, a voltage of 3/4 Vcc is added. In general, since the input impedance of the comparator is very high, a voltage of approximately 3/4 Vcc is applied to the (+) terminal by setting the resistors R3 to R7 to an appropriate value. On the other hand, after the capacitor C2 is charged, a voltage of 1/2 Vcc divided by the resistors R3 and R4 is applied to the (-) terminal through the resistor R6. Since the comparator IC1 is a comparator IC as described above, The (+) terminal> (-) terminal enables a stable state while substantially outputting the voltage of Vcc.
[0010]
Next, the output of the comparator IC1 is sent to the gates of field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) FET1 and FET2 through resistors R15 and R16, respectively. Since V1 is positive and V2 is negative (or 0V), FET1 is reverse biased and is in the OFF state. Since FET2 is forward-biased to the gate, it is turned ON, and the
[0011]
Next, when the
[0012]
The comparator IC2 is a general comparator circuit in which a voltage obtained by dividing Vcc by resistors R11 and R12 is used as a reference voltage and hysteresis is provided by resistors R9 and R10. The voltage generated across the resistor R18 due to the overcurrent of the
[0013]
Utilizing the fact that the comparators IC1 and IC2 are open collectors, the outputs can be wired-ORed together, and when the output of the comparator IC2 goes to the GND level, the FF constituted by the comparator IC1 is reset and the comparator IC1 is reset. The
[0014]
The capacitor C4 is an integrating capacitor provided with a delay function for preventing malfunction due to noise and adjusting timing to mechanical operation. In addition, diodes D7 and D8 are used to rapidly discharge the electric charge stored in the capacitor C4 when the power sources of V1 and V2 are turned off. Similarly, the diode D5 is a diode of the capacitor C2. D6 is for accelerating the discharge of the capacitor C3.
[0015]
Next, when a negative (or 0 V) power is applied to V1 and a positive power is applied to V2 by operating the switch S1, the comparators IC1, IC2 and the peripheral circuits supplied with power from the
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, the DC motor control circuit enables semi-permanent life by turning on / off the power supplied to the DC motor by using a semiconductor, and forcibly stops the DC motor by using a comparator having a high input impedance. The mechanical delay of the generated overcurrent can be covered by selecting the time constant of the CR inserted into the input of IC2. Furthermore, in order to configure an FF with a comparator IC, an IC having two comparators built in one chip (for example, COMIC, NJR2903 manufactured by New Japan Radio Co., Ltd.) can be used, and there is an advantage that a separate power supply does not have to be made. Yes, since it is a CMOS, it can be operated with very little current. In addition, the generation of unnecessary electromagnetic waves can be reduced, the size can be reduced, and the dark current can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall circuit diagram. FIG. 2 is a timing chart.
DESCRIPTION OF
IC2 Comparator IC
FET1 Field effect transistor FET2 Field effect transistors D1 to D12 Silicon diodes R1 to R18 Carbon resistors C1 to C3 Ceramic capacitor C4 Electrolytic or tantalum capacitor S1 Polarity switch
Claims (1)
Priority Applications (1)
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| JP13943596A JP3564589B2 (en) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | DC motor control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH09308279A JPH09308279A (en) | 1997-11-28 |
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1996
- 1996-05-09 JP JP13943596A patent/JP3564589B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH09308279A (en) | 1997-11-28 |
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