JPH0218037B2 - - Google Patents
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- JPH0218037B2 JPH0218037B2 JP58080322A JP8032283A JPH0218037B2 JP H0218037 B2 JPH0218037 B2 JP H0218037B2 JP 58080322 A JP58080322 A JP 58080322A JP 8032283 A JP8032283 A JP 8032283A JP H0218037 B2 JPH0218037 B2 JP H0218037B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電動機の可逆運転を可能にする電動機
の駆動回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motor drive circuit that enables reversible operation of the motor.
従来例の構成とその問題点
第1図は従来の電動機の駆動回路で、同図中
1,2,3及び4は電動機9を可逆駆動するトラ
ンジスタで、お互いにブリジ構成されている。
5,6,7及び8はそれぞれのトランジスタを逆
導通させるための逆導通ダイオードで、それぞれ
エミツタとコレクタ間に接続されている。9は可
逆に制御される電動機である。トランジスタ1,
2,3及び4がそれぞれON―OFFをくり返し、
ON―OFFする周期とO時間との関係で電動機に
電圧を与え、駆動する構成となつている。Structure of a conventional example and its problems FIG. 1 shows a conventional motor drive circuit. In the figure, reference numerals 1, 2, 3, and 4 are transistors for reversibly driving a motor 9, which are bridged to each other.
Reverse conducting diodes 5, 6, 7 and 8 are connected between the emitter and collector of each transistor to reversely conduct the respective transistors. 9 is a reversibly controlled electric motor. transistor 1,
2, 3 and 4 each repeat ON-OFF,
The configuration is such that voltage is applied to the motor to drive it in relation to the ON-OFF cycle and the O time.
このように構成された従来の例の動作を以下第
2図を用いて説明する。第2図は第1図の動作を
説明するためのタイミング図で電動機を1方向に
駆動する場合を示している。電動機9を1方向に
駆動する場合第2図に示す如くトランジスタ1及
び4のON時間とOFF時間を制御して
Vm=TON/TON+TOFF×V ……(1)
なる平均電圧Vmを電動機9に与える。ここでV
は第1図の回路における電源電圧である。トラン
ジスタ1及びONしている時間には電動機9の電
気的時定数に関係してi1の如くそれぞれのトラン
ジスタの電流が流れる。トランジスタ1及び4が
OFFしている時間には電動機9のインダクタン
スによる逆起電力の電流i2が逆導ダイオード7及
び6を介して図の如く流れる。従つて電動機9の
電動機子電流inは第2図に示す如くi1とi2の加算
した結果となる。1方トランジスタ3のコレクタ
電圧VCE3は第2図に示す如くトランジスタ1が
ONすると同時に零電位近くから瞬間的に電源電
圧Vまで上昇する。 The operation of the conventional example configured in this way will be explained below using FIG. 2. FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of FIG. 1, and shows the case where the motor is driven in one direction. When driving the motor 9 in one direction, as shown in Fig. 2, the ON and OFF times of transistors 1 and 4 are controlled to obtain an average voltage Vm of Vm=T ON /T ON +T OFF ×V (1) to the electric motor 9. Here V
is the power supply voltage in the circuit of FIG. During the time when transistor 1 is ON, a current flows through each transistor as i 1 in relation to the electrical time constant of motor 9. Transistors 1 and 4
During the OFF time, a counter electromotive force current i 2 due to the inductance of the motor 9 flows through the reverse conduction diodes 7 and 6 as shown in the figure. Therefore, the motor current i n of the motor 9 is the sum of i 1 and i 2 as shown in FIG. The collector voltage VCE 3 of one-way transistor 3 is as shown in FIG.
At the same time as turning on, the voltage rises instantaneously from near zero potential to the power supply voltage V.
通常はトランジスタの特性としてコレクタとベ
ース間の静電容量COBが存在し、取扱う電力の大
きいトランジスタ程COBが大きくなる。従つて第
1図のトランジスタ3のコレクタとベース間容量
COBによりVCE3が瞬間的に高くなるとこのCOBを
充電する電流がコレクタからベースに向つて流れ
る。その結果このベースに流れ込んだ電流は直流
電流増巾率倍されてコレクタ電流を流す事にな
る。このピークコレクタ電流ipは第2図に示す如
くCOBが充電を終えるT〓の時間だけ流れる。すな
わち、
ip≒hfe×COB×d/dtVCE3 ……(2)
となる。ここでhfeはトランジスタ3の直流電流
増巾率を示す。式(2)に示す如くトランジスタ3に
瞬間的に流れるコレクタ電流の最大値ipは直流電
流増巾率hfeとコレクタとベース間の静電容量COB
とコレクタ電圧の変化量d/dt×VCE3に比例する。 Normally, as a characteristic of a transistor, there is a capacitance C OB between the collector and the base, and the C OB becomes larger as the transistor handles a larger amount of power. Therefore, the capacitance between the collector and base of transistor 3 in Fig. 1 is
When VCE 3 rises momentarily due to C OB , a current that charges C OB flows from the collector to the base. As a result, the current flowing into the base is multiplied by the DC current amplification factor and flows into the collector current. As shown in FIG. 2, this peak collector current i p flows only for the time T〓 when C OB finishes charging. That is, i p ≒h fe ×C OB ×d/dtVCE 3 (2). Here, h fe indicates the DC current amplification rate of the transistor 3. As shown in equation (2), the maximum value i p of the collector current instantaneously flowing through transistor 3 is determined by the DC current amplification factor h fe and the capacitance between the collector and base C OB
and is proportional to the amount of change in collector voltage d/dt×VCE 3 .
通常、式(2)で示すipの値はトランジスタのASO曲
線に示すコレクタ最大電流よりも大きくなる。従
つて第1図に示す従来例の回路では前記に示たピ
ークコレクタ電流ipのため通常の電動機に流す電
機子電流よりもはるかに大きい電流容量を持つて
トランジスタを必要とし使用するトランジスタの
価格が高価になるという欠点を有していた。又電
動機9を他方向に駆動する時も同様になり上記と
同じ欠点を有していた。Normally, the value of i p shown in equation (2) is larger than the maximum collector current shown in the ASO curve of the transistor. Therefore, in the conventional circuit shown in Fig. 1, due to the peak collector current i p shown above, a transistor with a current capacity much larger than the armature current flowing in a normal motor is required, and the cost of the transistor used is low. It had the disadvantage that it was expensive. Further, the same problem occurs when the electric motor 9 is driven in the other direction, and the same drawbacks as described above are caused.
発明の目的
本発明は上記従来の欠点をなくすもので、使用
する電動機の電機子電流にほぼ等しい電流容量の
トランジスタを用い従来よりも安価な電動機駆動
回路を提供するものである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the conventional circuit and provides a motor drive circuit that is cheaper than the conventional circuit and uses a transistor with a current capacity approximately equal to the armature current of the motor used.
発明の構成
本発明はエミツタとコレクタ間に逆導通ダイオ
ードを有する4個のトランジスタスイツチ回路と
2個のインピーダンス回路とトランジスタの逆バ
イアス回路を有し、トランジスタスイツチ回路の
コレクタ回路に前記インピーダンス回路を備える
構成とすることによりトランジスタのピーク電流
を小さく制限でき回路構成が安価で信頼性が高く
なるという特有の効果を有するものである。Structure of the Invention The present invention has four transistor switch circuits each having a reverse conduction diode between an emitter and a collector, two impedance circuits, and a transistor reverse bias circuit, and the impedance circuit is provided in the collector circuit of the transistor switch circuit. This configuration has the unique effect of limiting the peak current of the transistor to a small value, making the circuit configuration inexpensive and highly reliable.
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面を見ながら説
明する。第3図は本発明の実施例における電動機
の駆動回路を示すものである。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a motor drive circuit in an embodiment of the present invention.
第3図において10,11,12及び13はエ
ミツタとコレクタにそれぞれ逆導通ダイオード1
4,15,16及び17を有するトランジスタで
ありブリツジ構成されている。18及び19はイ
ンピーダンス回路でトランジスタ12及び13の
コレクタ回路にそれぞれ接続されている。本実施
例ではインピーダンス回路はインダクタで構成さ
れている。20は駆動制御される電動機でトラン
ジスタ10及び11のエミツタ回路に接続されて
おり、可逆動作が可能な構成となつている。Vは
電源電圧で電動機20によつて決定される。トラ
ンジスタに及び13のベースはそれぞれ逆バイア
ス回路21,22を有し、抵抗R1,R2を通して
負電位−VBに接続されている。第4図は本発明
の実施例である第3図の電動機駆動回路を説明す
るためのタイミング図である。第3図において電
動機20を1方向に駆動する場合はトランジスタ
10及び13を第4図にす如くON―OFF制御し
て式(1)で示す平均電圧を電動機に与える。トラン
ジスタ10がONした時のトランジスタ10のエ
ミツタ電圧は第4図に示す如く瞬間的にVまで上
昇する。又トランジスタ10がONする直前は逆
導通ダイオード16に電流が第4図に示す如く流
れているのでトランジスタ10のエミツタは零電
位に保たれている。 In Figure 3, 10, 11, 12 and 13 are reverse conducting diodes 1 at the emitter and collector, respectively.
The transistors have transistors 4, 15, 16, and 17, and have a bridge configuration. Impedance circuits 18 and 19 are connected to collector circuits of transistors 12 and 13, respectively. In this embodiment, the impedance circuit is composed of an inductor. Reference numeral 20 denotes a motor whose drive is controlled, which is connected to the emitter circuit of transistors 10 and 11, and is configured to be capable of reversible operation. V is the power supply voltage determined by motor 20. The bases of the transistors 1 and 13 have reverse bias circuits 21 and 22, respectively, and are connected to the negative potential -V B through resistors R 1 and R 2 . FIG. 4 is a timing diagram for explaining the motor drive circuit of FIG. 3, which is an embodiment of the present invention. In FIG. 3, when the motor 20 is driven in one direction, the transistors 10 and 13 are controlled ON-OFF as shown in FIG. 4 to provide the motor with the average voltage shown in equation (1). When the transistor 10 is turned on, the emitter voltage of the transistor 10 instantaneously rises to V as shown in FIG. Immediately before the transistor 10 is turned on, a current flows through the reverse conduction diode 16 as shown in FIG. 4, so the emitter of the transistor 10 is kept at zero potential.
従つてトランジスタ10のエミツタは瞬間的に
零電位から電源電圧まで上昇する。トランジスタ
12のコレクタ回路にはインダクタ18が接続さ
れているため第4図に示す如くトランジスタ12
のコレクタ電圧VCE12は瞬間的に電源電圧にはな
らずインダクタ18とトランジスタ12のコレク
タとベース間容量COB12とトランジスタ12のベ
ース抵抗及び抵抗R1と負電位−VBで定まる曲線
で上昇する。この時トランジスタ12に流れるピ
ーク電流ip12は式(2)と同様に
ip12=hfe12×CO12×d/dtVCE12×1/K ……(3)
となる。ここでhfe12はトランジスタ12の直流電
流増巾率である。Kは抵抗R1と負電位−VBで定
まる定数である。Kの値は抵抗R1の値が小さい
程又は−VBの値が大きい程大きい値をとるが、
トランジスタ12のスイツチング特性により決ま
つてしまう。式(3)からピーク電流ip12の値を小さ
くするにはd/dtVCE12即ちトランジスタ12のコ
レクタに加わる電圧の変化を小さくするか又はK
の値を大きくすれば良い事が分る。インダクタ1
8により積分効果があるため第4図に示す如くこ
のd/dtVCE12の値を小さくする事ができる。又こ
のピーク電流ip12の立上り時間をT〓とすると、こ
のT〓に対するインピーダンスが高くなるインダ
クタ18の値を選ぶ事でip12の値を更に小さく出
来る。 Therefore, the emitter of transistor 10 instantaneously rises from zero potential to the power supply voltage. Since the inductor 18 is connected to the collector circuit of the transistor 12, the transistor 12 is connected as shown in FIG.
The collector voltage VCE12 does not instantaneously become the power supply voltage, but rises along a curve determined by the inductor 18, the collector-base capacitance COB12 of the transistor 12, the base resistance of the transistor 12, the resistance R1 , and the negative potential -VB . . At this time, the peak current i p12 flowing through the transistor 12 is i p12 =h fe12 ×C O12 ×d/dtVCE 12 ×1/K (3), similar to equation (2). Here, h fe12 is the DC current amplification factor of the transistor 12. K is a constant determined by the resistance R1 and the negative potential -VB . The value of K takes a larger value as the value of resistor R 1 becomes smaller or the value of -V B becomes larger.
It is determined by the switching characteristics of the transistor 12. From equation (3), in order to reduce the value of the peak current i p12 , the change in d/dtVCE 12 , that is, the voltage applied to the collector of the transistor 12, must be reduced or K
It turns out that it is better to increase the value of . Inductor 1
8 has an integral effect, so the value of d/dtVCE 12 can be made small as shown in FIG. Further, if the rise time of this peak current i p12 is T〓, the value of i p12 can be further reduced by selecting a value of the inductor 18 that has a high impedance with respect to this T〓.
次に電動機20を他方向に駆動する場合はイン
ダクタ回路19とトランジスタ13のベースに接
続されている抵抗R2と負電位−VBにより前記と
同様にトランジスタ13のピーク電流を小さくす
る事が出来る。 Next, when driving the motor 20 in the other direction, the peak current of the transistor 13 can be reduced in the same way as above by using the inductor circuit 19, the resistor R 2 connected to the base of the transistor 13, and the negative potential -V B. .
更に第5図は、第3図の実施例の駆動回路のス
イツチング動作を早めるための実施例を示す。第
5図ではトランジスタ10及び11のベースにそ
れぞれ逆バイアス回路23,24を有し抵抗R3
とR4及び逆バイアス電圧V10とV11が図の如く接
続されている。この抵抗と逆バイアス電圧により
トランジスタ10と11のベースにおける小数キ
ヤリアの蓄積時間が減少し、高速スイツチングが
可能となる。従つて第5図に示す駆動回路でも第
3図に示す実施例と同様にトランジスタ12及び
13のピーク電流を小さく出来る事は言うまでも
ない。 Furthermore, FIG. 5 shows an embodiment for speeding up the switching operation of the drive circuit of the embodiment of FIG. In FIG. 5, reverse bias circuits 23 and 24 are provided at the bases of transistors 10 and 11, respectively, and resistors R 3
and R 4 and reverse bias voltages V 10 and V 11 are connected as shown in the figure. This resistance and the reverse bias voltage reduce the fractional carrier storage time at the bases of transistors 10 and 11, allowing faster switching. Therefore, it goes without saying that the drive circuit shown in FIG. 5 can also reduce the peak currents of the transistors 12 and 13 as in the embodiment shown in FIG.
以上のように本実施例によればエミツタとコレ
クタ間に逆導通ダイオードを有する4個のトラン
ジスタブリツジ回路と2個のインダクタ回路と逆
バイアス回路を備える事により前記トランジスタ
のスイツチング時における非動作トランジスタの
ピークコレクタ電流を小さく制御でき、駆動回路
の信頼性の向上とコストダウンができるという効
果を有するものである。 As described above, according to this embodiment, by providing a four-transistor bridge circuit having a reverse conduction diode between the emitter and collector, two inductor circuits, and a reverse bias circuit, the non-operating transistor during switching of the transistor is provided. This has the effect of being able to control the peak collector current to a small value, improving the reliability of the drive circuit, and reducing costs.
なお第3図及び第5図に示す実施例においてイ
ンピーダンス回路はインダクタとしたが、電動機
のインピーダンスに比べ充分小さい値をとるもの
ならば他の素子を用いてもよい。更に本実施例は
交流回路又は3相以上で構成されるブリツジ回路
に応用できる事はいうまでもない。又トランジス
タは通常のシングルタイプでもダーリントンタイ
プでも使用でき、かつサイリスタや他のスイツチ
素子を用いても良い。 In the embodiments shown in FIGS. 3 and 5, the impedance circuit is an inductor, but other elements may be used as long as they have a value sufficiently smaller than the impedance of the motor. Furthermore, it goes without saying that this embodiment can be applied to an AC circuit or a bridge circuit composed of three or more phases. Further, the transistor can be either a normal single type or a Darlington type, and a thyristor or other switch element may also be used.
発明の効果
以上のように本発明はトランジスタブリツジ回
路にインピーダンス回路とバイアス回路を付加さ
せる回路構成とする事で従来よりも信頼性の高い
安価な電動機の駆動回路を提供でき、その実用的
効果は大なるものである。Effects of the Invention As described above, the present invention has a circuit configuration in which an impedance circuit and a bias circuit are added to a transistor bridge circuit, thereby providing a more reliable and inexpensive electric motor drive circuit than conventional ones, and its practical effects. is a great thing.
第1図は従来の電動機の駆動回路図、第2図は
第1図を説明するためのタイミング図、第3図及
び第5図は本発明の一実施例における電動機の駆
動回路図、第4図は第3図及び第5図を説明する
ためのタイミング図である。
10,11,12,13……トランジスタ、1
4,15,16,17……逆導通ダイオード、1
8,19……インピーダンス回路、20……電動
機、21,22,23,24……逆バイアス回
路。
FIG. 1 is a conventional motor drive circuit diagram, FIG. 2 is a timing diagram for explaining FIG. 1, FIGS. 3 and 5 are motor drive circuit diagrams according to an embodiment of the present invention, and FIG. The figure is a timing diagram for explaining FIGS. 3 and 5. 10, 11, 12, 13...transistor, 1
4, 15, 16, 17...Reverse conduction diode, 1
8, 19... Impedance circuit, 20... Electric motor, 21, 22, 23, 24... Reverse bias circuit.
Claims (1)
有する第1,第2,第3及び第4のトランジスタ
を備え、前記第1のトランジスタのコレクタは前
記第2のトランジスタのコレクタと電動機を駆動
する電源の高電位側に接続され、前記第3のトラ
ンジスタのエミツタは前記第4のトランジスタの
エミツタと前記電源の低電位側に接続され、前記
第1のトランジスタのエミツタは前記電動機の1
方の端子と第1のインピーダンス回路の入力に接
続され、前記第2のトランジスタのエミツタは前
記電動機の他方の端子と第2のインピーダンス回
路の入力に接続され、前記第1のインピーダンス
回路の出力は前記第3のトランジスタのコレクタ
に接続され、前記第2のインピーダンス回路の出
力は前記第4のトランジスタのコレクタに接続さ
れ、前記第3及び第4のトランジスタのベースは
それぞれのエミツタに対して逆バイアス回路を有
する電動機の駆動回路。 2 前記第1及び第2のトランジスタのベースが
それぞれのトランジスタのエミツタに対して逆バ
イアス回路を有する特許請求の範囲第1項記載の
電動機の駆動回路。[Claims] 1. First, second, third, and fourth transistors each having a reverse conduction diode between an emitter and a collector, the collector of the first transistor being connected to the collector of the second transistor and a motor. The emitter of the third transistor is connected to the high potential side of the power source that drives the motor, the emitter of the third transistor is connected to the emitter of the fourth transistor and the low potential side of the power source, and the emitter of the first transistor is connected to the high potential side of the power source that drives the motor.
The emitter of the second transistor is connected to the other terminal of the motor and the input of the second impedance circuit, and the output of the first impedance circuit is connected to the collector of the third transistor, the output of the second impedance circuit is connected to the collector of the fourth transistor, and the bases of the third and fourth transistors are reverse biased with respect to their respective emitters. A motor drive circuit having a circuit. 2. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the bases of the first and second transistors have a reverse bias circuit with respect to the emitters of the respective transistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080322A JPS59204487A (en) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | Motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58080322A JPS59204487A (en) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | Motor drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59204487A JPS59204487A (en) | 1984-11-19 |
| JPH0218037B2 true JPH0218037B2 (en) | 1990-04-24 |
Family
ID=13715017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58080322A Granted JPS59204487A (en) | 1983-05-09 | 1983-05-09 | Motor drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59204487A (en) |
-
1983
- 1983-05-09 JP JP58080322A patent/JPS59204487A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59204487A (en) | 1984-11-19 |
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