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JPH0241278B2 - - Google Patents
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JPH0241278B2 - - Google Patents

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JPH0241278B2
JPH0241278B2 JP57135346A JP13534682A JPH0241278B2 JP H0241278 B2 JPH0241278 B2 JP H0241278B2 JP 57135346 A JP57135346 A JP 57135346A JP 13534682 A JP13534682 A JP 13534682A JP H0241278 B2 JPH0241278 B2 JP H0241278B2
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coil
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements 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
    • H02P7/18Arrangements 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
    • H02P7/24Arrangements 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
    • H02P7/28Arrangements 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
    • H02P7/285Arrangements 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
    • H02P7/29Arrangements 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 using pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements 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 using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は直流モータに関するものであり、特
に、電源から供給される電力を効率良く利用する
ようにしたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a DC motor, and particularly to a DC motor that efficiently utilizes electric power supplied from a power source.

従来例の構成とその問題点 従来、たとえば直流モータに速度制御を施こす
場合などでは、出力電圧の一定な直流電源からト
ランジスタ等を用いて減圧・制御し、モータの速
度に対応した駆動電圧をコイルに供給していた。
この様な構成では、直流電源の供給電力はコイル
での有効消費電力とトランジスタのコレクタ損失
の和となる。通常の直流モータにおいては、電源
の供給電力に対する有効消費電力の比(電力効
率)は小さく、10〜30%程度であつた。特に、速
度可変範囲の広い多段速度切換えができる直流モ
ータや、駆動力の可変範囲の広い巻取用の直流モ
ータでは、低速度動作時や低駆動力動作時の効率
が著しく悪くなつていた。
Conventional configurations and their problems Conventionally, when controlling the speed of a DC motor, for example, a DC power source with a constant output voltage is depressurized and controlled using transistors, etc., and the drive voltage corresponding to the speed of the motor is adjusted. It was supplying the coil.
In such a configuration, the power supplied by the DC power supply is the sum of the effective power consumption in the coil and the collector loss of the transistor. In a normal DC motor, the ratio of effective power consumption to power supplied by the power source (power efficiency) is small, about 10 to 30%. In particular, DC motors with a wide variable speed range and multi-speed switching, and DC motors for take-up with a wide variable range of driving force, have significantly poor efficiency during low speed or low driving force operations.

そのような欠点を解消するために、本出願人は
特願昭54−17375号において、可変出力の直流電
圧をとり出すことのできるスイツチング方式の電
圧変換器を使用した電力効率の良い直流モータに
ついて、電子整流子形(ブラシレス形)の直流モ
ータを例にとつて説明している。ところで、この
様な構成の直流モータにおいては、電圧変換器の
スイツチングトランジスタを介してコイルに電
圧、電流を供給し、その電圧値(もしくは電流
値)を指令信号に応動して制御する必要がある。
従つて、スイツチングトランジスタのオン時間比
率を正確に精度良く指令信号に応じて可変制御し
なければならない。しかし、一般に、スイツチン
グトランジスタのベース・エミツタ間に蓄積され
た電荷による蓄積時間(ストレージタイム)がか
なり大きく、スイツチングトランジスタのオン時
間がベース電流パルス幅よりかなり長くなつてい
た(繰り返し周波数が高いためにその影響度も大
きい)。
In order to eliminate such drawbacks, the present applicant has proposed in Japanese Patent Application No. 17375/1989 a power-efficient DC motor using a switching type voltage converter that can extract variable output DC voltage. , using an electronic commutator type (brushless type) DC motor as an example. By the way, in a DC motor with such a configuration, it is necessary to supply voltage and current to the coil through the switching transistor of the voltage converter, and to control the voltage value (or current value) in response to a command signal. be.
Therefore, the on-time ratio of the switching transistor must be variably controlled accurately and accurately in accordance with the command signal. However, in general, the storage time due to the charge accumulated between the base and emitter of the switching transistor is quite large, and the on-time of the switching transistor is considerably longer than the base current pulse width (when the repetition frequency is high Therefore, its influence is large).

蓄積時間はトランジスタ間のバラツキが大き
く、さらに、コレクタ電流のレベル(ベース電流
との相対比)によつても大幅に変動する。その結
果、スイツチングトランジスタのオン時間比率を
正確に指令信号に応動して制御することが難かし
く、直流モータの速度制御精度やトルク制御精度
が著しく悪くなつていた。また、スイツチングト
ランジスタの立下り時間も長く、スイツチング損
失も大きかつた。さらに、このような蓄積時間や
立下がり時間の影響はスイツチング周波数が高く
なる程顕著になり、高周波スイツチングが難かし
く、平滑用のインダクタンス素子やコンデンサも
大きくなつていた。
The accumulation time varies widely between transistors, and also varies significantly depending on the level of the collector current (relative ratio to the base current). As a result, it is difficult to accurately control the on-time ratio of the switching transistor in response to a command signal, and the speed control accuracy and torque control accuracy of the DC motor are significantly deteriorated. Furthermore, the falling time of the switching transistor was long, and the switching loss was also large. Furthermore, the effects of the accumulation time and fall time become more pronounced as the switching frequency increases, making high frequency switching difficult and requiring larger smoothing inductance elements and capacitors.

発明の目的 本発明は、そのような欠点を考慮し、スイツチ
ングトランジスタのベース・エミツタ間の蓄積電
荷を強制的に放電するようにして、蓄積時間およ
び立下り時間を短くしてモータの制御性能を向上
させることを目的とするものである。
Purpose of the Invention The present invention takes such drawbacks into consideration, and improves motor control performance by forcibly discharging the accumulated charge between the base and emitter of the switching transistor to shorten the accumulation time and fall time. The purpose is to improve the

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、界磁手
段と、複数個のコイルと、前記コイルと直流電源
の間に挿入され、オン・オフ動作するスイツチン
グトランジスタのオン時間比率を指令信号に応動
して変化させ、前記スイツチングトランジスタの
オン時間比率に比例もしくは略比例した出力電圧
を得る電圧変換手段と、前記電圧変換手段の出力
端子から前記コイルの電流路を切換える分配手段
と、前記コイルへの供給電流を検出する電流検出
手段を具備する直流モータであつて、前記電圧変
換手段は、所定周波数の三角波状信号を得る三角
波発生手段と、前記三角波状信号と前記指令信号
を比較し、前記指令信号に対応したデユーテイの
パルス信号を得るコンパレータ手段と、前記電流
検出手段により検出された前記コイルへの供給電
流に応動して変化する入力電流が入力され、前記
入力電流に比例もしくは略比例した電流を出力す
る第1のカレントミラー手段と、前記第1のカレ
ントミラー手段の入力電流を前記コンパレータ手
段のパルス信号によりオン・オフとすることによ
り、前記第1のカレントミラー手段の出力電流を
パルス電流にするパルス化手段と、前記パルス電
流を前記スイツチングトランジスタのベース端子
に供給する第1の供給手段と、前記スイツチング
トランジスタのエミツタ側に共通接続端子を接続
されかつベース側に出力端子を接続された第2の
カレントミラー手段と、前記第2のカレントミラ
ー手段の入力電流を前記コンパレータ手段のパル
ス信号によりオフ・オンすることにより、前記第
2のカレントミラー手段の出力端子により前記ス
イツチングトランジスタのベース蓄積電荷を放電
させる電流を供給する第2の供給手段と、前記ス
イツチングトランジスタのオン・オフ動作による
パルス電圧をインダクタンス素子とコンデンサと
ダイオードを用いて平滑する平滑手段を有するよ
うに構成したものである。
Structure of the Invention In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a field means, a plurality of coils, and a switching transistor that is inserted between the coil and a DC power source and operates on and off. Voltage conversion means for changing the output voltage in response to a command signal to obtain an output voltage that is proportional or substantially proportional to the on-time ratio of the switching transistor; and distribution means for switching the current path of the coil from the output terminal of the voltage conversion means. , a DC motor comprising current detection means for detecting a current supplied to the coil, wherein the voltage conversion means includes a triangular wave generating means for obtaining a triangular wave signal of a predetermined frequency, and a triangular wave generating means for obtaining a triangular wave signal of a predetermined frequency; A comparator means for comparing and obtaining a duty pulse signal corresponding to the command signal, and an input current that changes in response to the current supplied to the coil detected by the current detection means, and is proportional to the input current. Alternatively, the input current of the first current mirror means is turned on and off by the pulse signal of the comparator means, and the input current of the first current mirror means is turned on and off by the pulse signal of the comparator means. pulsing means for making an output current into a pulse current; first supply means for supplying the pulse current to the base terminal of the switching transistor; and a common connection terminal connected to the emitter side of the switching transistor and the base side thereof. a second current mirror means having an output terminal connected to the output terminal of the second current mirror means, and turning the input current of the second current mirror means off and on in accordance with the pulse signal of the comparator means; a second supply means for supplying a current to discharge the base accumulated charge of the switching transistor; and a smoothing means for smoothing the pulse voltage caused by the on/off operation of the switching transistor using an inductance element, a capacitor, and a diode. It is configured so that it has.

実施例の説明 以下、本発明を図示の実施例にもとづいて説明
する。第1図は本発明の一実施例を表わす電気回
路図である。第1図において、1は直流電源、2
はスイツチングトランジスタ11を有する電圧変
換器、3は界磁用のマグネツト、4,5,6はマ
グネツト2の磁束と鎖交する3相のコイル、7は
モータ可動部(本実施例ではマグネツト3)の位
置に応じてコイル4,5,6への電流路を切換え
る分配器、8はモータ可動部の速度を検出する速
度検出器である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The present invention will be described below based on illustrated embodiments. FIG. 1 is an electrical circuit diagram representing one embodiment of the present invention. In Figure 1, 1 is a DC power supply, 2
3 is a voltage converter having a switching transistor 11; 3 is a field magnet; 4, 5, and 6 are three-phase coils interlinked with the magnetic flux of magnet 2; 7 is a motor movable part (in this embodiment, magnet 3 is ) is a distributor that switches the current path to the coils 4, 5, and 6 according to the position of the coils 4, 5, and 6, and 8 is a speed detector that detects the speed of the motor movable part.

速度検出器8は、たとえば周波数発電機と周
期・電圧変換器にて構成され、モータ可動部の速
度が遅い時にはその検出電圧Vdは大きく、速度
が所定値近傍になるとVdは速度に応動して変化
し、速度が遅くなるとVdは小さくなる。
The speed detector 8 is composed of, for example, a frequency generator and a period/voltage converter, and when the speed of the motor moving part is slow, its detection voltage Vd is large, and when the speed approaches a predetermined value, Vd responds to the speed. Vd decreases as the speed decreases.

電圧変換器2は、スイツチングトランジスタ1
1と、平滑器12と、発振器13と、コンパレー
タ14と、ベース電流供給器15(第1の手段)
と、ベース電荷放電器16(第2の手段)と、ス
ピードアツプ用の電流源器17によつて構成され
ている。速度検出器8の出力電圧Vdは電圧変換
器2のコンパレータ14に入力され、発振器13
の所定周波数(94.4KHz程度)の三角波信号Vtと
比較され、前記出力電圧Vdすなわち速度検出信
号Vdに対応したデユテイにてトランジスタ41
(出力トランジスタ)をオン・オフ動作させる。
Voltage converter 2 includes switching transistor 1
1, a smoother 12, an oscillator 13, a comparator 14, and a base current supplier 15 (first means)
, a base charge discharger 16 (second means), and a current source 17 for speed-up. The output voltage Vd of the speed detector 8 is input to the comparator 14 of the voltage converter 2, and the output voltage Vd is inputted to the comparator 14 of the voltage converter 2.
is compared with the triangular wave signal Vt of a predetermined frequency (approximately 94.4 KHz), and the transistor 41 is
(output transistor) is turned on and off.

トランジスタ41がオフの時(発振器13の出
力電圧Vtが速度検出器Vdより小さい時)には、
ベース電流供給器15のトランジスタ43がオフ
となり、定電流源44の電流をダイオード45,
46、トランジスタ48,49、抵抗47,50
からなる第1のカレントミラー回路にて増幅(約
40倍)した電流(および電流源器17のトランジ
スタ68の出力電流の合成電流)が出力(電流吸
込)され、スイツチングトランジスタ11のベー
ス電流I1となる。このとき、ベース電荷放電器1
6のトランジスタ51もオフであり、トランジス
タ55はオフとなる(I2=0)。
When the transistor 41 is off (when the output voltage Vt of the oscillator 13 is smaller than the speed detector Vd),
The transistor 43 of the base current supply device 15 is turned off, and the current of the constant current source 44 is transferred to the diode 45,
46, transistors 48, 49, resistors 47, 50
Amplification (approx.
40 times) (and the composite current of the output current of the transistor 68 of the current source 17) is output (current sucked) and becomes the base current I 1 of the switching transistor 11. At this time, the base charge discharger 1
The transistor 51 of No. 6 is also off, and the transistor 55 is off (I 2 =0).

トランジスタ41がオンの時(発振器13の出
力電圧Vtが速度検出信号Vdより大きい時)に
は、ベース電流供給器15のトランジスタ43が
オンとなり、その出力電流は零となる(I1=0)。
このとき、ベース電荷放電器16のトランジスタ
51もオンとなり、そのコレクタ電流は I3=(v1−VBE51−VD52)/R53 ……(1) となる。ここに、v1はトランジスタ41のエミツ
タ電位、VBE51はトランジスタ51のベース・エ
ミツタ順方向電圧(約0.7V)、VD52はダイオード
52の順方向電圧(約0.7V)、R53は抵抗53の
値である。
When the transistor 41 is on (when the output voltage Vt of the oscillator 13 is greater than the speed detection signal Vd), the transistor 43 of the base current supply device 15 is turned on, and its output current becomes zero (I 1 = 0). .
At this time, the transistor 51 of the base charge discharger 16 is also turned on, and its collector current becomes I 3 =(v 1 −V BE51 −V D52 )/R 53 (1). Here, v 1 is the emitter potential of the transistor 41, V BE51 is the base-emitter forward voltage of the transistor 51 (approximately 0.7 V), V D52 is the forward voltage of the diode 52 (approximately 0.7 V), and R 53 is the resistor 53. is the value of

トランジスタ51のコレクタ電流I3はダイオー
ド54、トランジスタ55、抵孔56,57から
なる第2のカレントミラー回路に入力される。第
2のカレントミラー回路は、抵抗56とダイオー
ド54(ダイオード接続されたトランジスタ)の
直列回路の一端に抵抗57の一端を接続し、その
接続点を共通接続端としてスイツチングトランジ
スタ11のエミツタ側に接続し、抵抗57の他端
にトランジスタ55のエミツタを接続し、抵抗5
6とダイオード54の直列回路の他端にトランジ
スタ55のベースを接続し、トランジスタ55の
コレクタをスイツチングトランジスタ11のベー
ス側に接続している。トランジスタ51のコレク
タ電流I3は第2のカレントミラー回路に増幅され
て電流I2となり(抵抗56と57の抵抗比を5:
1にしダイオード54とトランジスタ55のエミ
ツタ面積比は1:5にして、約5倍の電流増幅度
を有している)、スイツチングトランジスタ11
のベース・エミツタ間に蓄積された電荷を急速に
放電している。この時電流I2はスイツチングトラ
ンジスタ11のベース電荷の消滅と共に短時間に
小さくなる。なお、抵抗56と57はカレントミ
ラーの動作を安定させるもので、限らずしも必要
なものではない。また、抵抗56,57における
電圧降下が約0.1V程度になるようにその抵抗値
が選定され、スイツチングトランジスタ11のベ
ース・エミツタ間順方向電位(0.7〜7.9V)より
も十分小さくなされている。
The collector current I 3 of the transistor 51 is input to a second current mirror circuit consisting of a diode 54, a transistor 55, and resistors 56 and 57. The second current mirror circuit connects one end of a resistor 57 to one end of a series circuit of a resistor 56 and a diode 54 (diode-connected transistor), and connects the connection point to the emitter side of the switching transistor 11 with the connection point as a common connection end. Connect the emitter of the transistor 55 to the other end of the resistor 57, and
The base of a transistor 55 is connected to the other end of the series circuit of the switching transistor 6 and the diode 54, and the collector of the transistor 55 is connected to the base side of the switching transistor 11. The collector current I 3 of the transistor 51 is amplified by the second current mirror circuit and becomes the current I 2 (the resistance ratio of the resistors 56 and 57 is 5:
1, the emitter area ratio of the diode 54 and the transistor 55 is 1:5, and the current amplification factor is about 5 times), and the switching transistor 11
The charge accumulated between the base and emitter of the device is rapidly discharged. At this time, the current I 2 becomes small in a short time as the base charge of the switching transistor 11 disappears. Note that the resistors 56 and 57 are used to stabilize the operation of the current mirror, and are not necessarily necessary. Further, the resistance value is selected so that the voltage drop across the resistors 56 and 57 is approximately 0.1V, which is sufficiently smaller than the base-emitter forward potential (0.7 to 7.9V) of the switching transistor 11. .

従つて、速度検出器8の出力電圧Vdに対応し
たパルス幅のベース電流I1のパルスがベース電流
供給器15によりスイツチングトランジスタ11
に供給され、スイツチングトランジスタ11をオ
ン・オフ動作させる。
Therefore, a pulse of the base current I1 having a pulse width corresponding to the output voltage Vd of the speed detector 8 is supplied to the switching transistor 11 by the base current supply 15.
is supplied to turn on/off the switching transistor 11.

ベース電流供給器15のパルス電流I1と相補的
に(交互に)ベース電荷放電器16のパルス電流
I3が第2のカレントミラー回路に入力され、瞬間
的にその出力電流I2が大きくなり、スイツチング
トランジスタ11のベース蓄積電荷を放電する。
The pulsed current of the base charge discharger 16 complementarily (alternately) with the pulsed current I 1 of the base current supply 15
I 3 is input to the second current mirror circuit, and its output current I 2 momentarily becomes large, discharging the charge accumulated in the base of switching transistor 11 .

その結果、スイツチングトランジスタ11の実
質的な蓄積時間遅れは大幅に小さくなり、さら
に、立下り時間も短くなる。すなわち、スイツチ
ングトランジスタ11は速度検出信号Vdに正確
に精度よく対応したオン時間比率(デユテイ)に
てオン・オフ動作する。
As a result, the actual storage time delay of the switching transistor 11 is significantly reduced, and the fall time is also shortened. That is, the switching transistor 11 is turned on and off at an on-time ratio (duty) that accurately corresponds to the speed detection signal Vd.

なお、電流源器17のトランジスタ66,6
7,68のコレクタ電流は、それぞれコンパレー
タ14のトランジスタ41やベース電流供給器1
5のトランジスタ49のベース蓄積電荷による遅
れやパルス波形の改善のために供給されている。
Note that the transistors 66, 6 of the current source 17
The collector currents 7 and 68 are connected to the transistor 41 of the comparator 14 and the base current supply 1, respectively.
This signal is supplied to improve the delay caused by the charge accumulated in the base of the transistor 49 of No. 5 and the pulse waveform.

スイツチングトランジスタ11のオン・オフに
よる出力電圧Viは、フライホイールダイオード
61とインダクタンス素子62およびコンデンサ
63からなる平滑器12にて平滑され、スイツチ
ングトランジスタ11のオン時間比率に対応した
直流電圧VMを得ている。すなわち、スイツチン
グトランジスタ11がオンになると直流電源1の
電圧VS(12V)が出力され(Vi≒Vs)、インダク
タンス素子62を介入してコンデンサ63および
コイル4,5,6に電流が供給される。また、ス
イツチングトランジスタ11がオフになると、フ
ライホイールダイオード61が導通し、インダク
タンス素子62に蓄えられたエネルギーをコイル
4,5,6に供給する。その結果、ダイオード6
1、インダクタンス素子62、コンデンサ63に
て平滑され、電圧変換器2の出力電圧VMはスイ
ツチングトランジスタ11のオン時間比率に対応
した値(速度検出信号Vdに対応した値)となる。
The output voltage Vi caused by turning on and off the switching transistor 11 is smoothed by a smoother 12 consisting of a flywheel diode 61, an inductance element 62, and a capacitor 63, and a DC voltage V M corresponding to the on-time ratio of the switching transistor 11 is obtained. I am getting . That is, when the switching transistor 11 is turned on, the voltage V S (12 V) of the DC power supply 1 is output (Vi≒Vs), and current is supplied to the capacitor 63 and the coils 4, 5, and 6 through the inductance element 62. Ru. Further, when the switching transistor 11 is turned off, the flywheel diode 61 becomes conductive and supplies the energy stored in the inductance element 62 to the coils 4, 5, and 6. As a result, diode 6
1. Smoothed by an inductance element 62 and a capacitor 63, the output voltage VM of the voltage converter 2 has a value corresponding to the on-time ratio of the switching transistor 11 (a value corresponding to the speed detection signal Vd).

電圧変換器2の出力電圧VMはコイル4,5,
6および分配器7に供給される。分配器7は、マ
グネツト3の回転位置を検出する位置検出器21
と、選択器22と、駆動トランジスタ23,2
4,25と、定電流源26によつて構成されてい
る。位置検出器21はたとえばホール素子とその
出力を整形するデイジタル回路によつて構成さ
れ、マグネツト3の回転位置に応じてその出力電
圧をステツプ的に変化させる。位置検出器21の
出力電圧は選択器22のトランジスタ27,2
8,29の各ベースに供給され、その電圧に応じ
て選択器22は定電流源26の電流を駆動トラン
ジスタ23,24,25に分配し、マグネツト3
の回転に伴つてオンとなる駆動トランジスタを順
次切換えて、コイル4,5,6への電流路を切換
え制御している。従つて、電圧変換器の出力電圧
VMは分配器7を介してコイル4,5,6に供給
され、コイルへの供給電力、従つて、モータの発
生力を制御している。その結果、速度検出器8と
電圧変換器2およびコイル4,5,6によつて速
度制御ループが構成され、モータ可動部は所定の
速度にて回転制御される。
The output voltage V M of the voltage converter 2 is the coil 4, 5,
6 and a distributor 7. The distributor 7 includes a position detector 21 that detects the rotational position of the magnet 3.
, selector 22, and drive transistors 23,2
4, 25, and a constant current source 26. The position detector 21 is constituted by, for example, a Hall element and a digital circuit that shapes its output, and changes its output voltage stepwise in accordance with the rotational position of the magnet 3. The output voltage of the position detector 21 is applied to the transistors 27 and 2 of the selector 22.
According to the voltage, the selector 22 distributes the current of the constant current source 26 to the drive transistors 23, 24, 25, and
The current paths to the coils 4, 5, and 6 are switched and controlled by sequentially switching the drive transistors that are turned on as the coils rotate. Therefore, the output voltage of the voltage converter
V M is supplied to the coils 4, 5, and 6 via the distributor 7, and controls the power supplied to the coils, and therefore the power generated by the motor. As a result, a speed control loop is formed by the speed detector 8, the voltage converter 2, and the coils 4, 5, and 6, and the rotation of the movable part of the motor is controlled at a predetermined speed.

次に、ベース電荷放電器16の効果について第
2図を参照して説明する。第2図aは電圧変換器
2のコンパレータ14に入力される三角波信号
Vt(発振器13の出力)と速度検出電圧Vd(速度
検出器8の出力)を表わしている。VtがVdより
大きくなるとトランジスタ40,41がオンとな
り、出力電圧v1は大きくなる(その立上りはかな
り強い)、VtがVdより小さくなるとトランジス
タ40,41がオフにかわるが、これらのトラン
ジスタのベース電荷を放電するのに少し時間がか
かり、立下り波形はゆるやかに変化する。電流源
器17のトランジスタ66,67のコレクタ電流
は、蓄積時間および立下り時間を短かくする効果
がある。第2図bにv1の波形を示す。
Next, the effect of the base charge discharger 16 will be explained with reference to FIG. Figure 2a shows a triangular wave signal input to the comparator 14 of the voltage converter 2.
It represents Vt (output of oscillator 13) and speed detection voltage Vd (output of speed detector 8). When Vt becomes larger than Vd, transistors 40 and 41 turn on, and the output voltage v 1 increases (its rise is quite strong). When Vt becomes smaller than Vd, transistors 40 and 41 turn off, but the bases of these transistors It takes some time to discharge the charge, and the falling waveform changes slowly. The collector currents of the transistors 66 and 67 of the current source 17 have the effect of shortening the accumulation time and fall time. Figure 2b shows the waveform of v1 .

コンパレータ14の出力v1がトランジスタ43
のベース・エミツタ順方向電圧(VBE≒0.7V)よ
り大きけばトランジスタ43はオンとなるから、
ベース電流供給器15の出力電流I1は第2図cに
示すようにパルス的に変化する。
The output v 1 of the comparator 14 is the transistor 43
If the base-emitter forward voltage of V BE ≒0.7V is greater than the transistor 43, the transistor 43 is turned on.
The output current I 1 of the base current supplier 15 changes in a pulsed manner as shown in FIG. 2c.

一方、コンパレータ14の出力電圧v1がトラン
ジスタ51のベース・エミツタ順方向電圧とダイ
オード52の順方向電圧の和(VBE+VD≒1.4V)
よりも大きくなると、ベース電荷放電器16の電
流I3が流れる。この電流I3は、第2図dに示すよ
うに、パルス電流I1が零になる時(スイツチング
トランジスタ11をオフにする時)に瞬間的に所
定の値となり、I1が所定値にステツプ的に変化す
る前にI3は零となつている。すなわち、I3はI1
相補的に(交互に)または略相補的に動作してい
る。電流I3は第2のカレントミラー回路(ダイオ
ード54、トランジスタ55、抵抗56,57)
に入力され、スイツチングトランジスタ11のベ
ース電荷を所定電流にて放電していき、ベース電
荷の消滅と共に放電電流I2は零になる(第2図
e)。その結果、スイツチングトランジスタ11
の蓄積時間遅れおよび立下り時間は著しく小さく
なつている。
On the other hand, the output voltage v 1 of the comparator 14 is the sum of the base-emitter forward voltage of the transistor 51 and the forward voltage of the diode 52 (V BE +V D ≈1.4V)
, the current I 3 of the base charge discharger 16 flows. As shown in Figure 2d, this current I3 instantaneously reaches a predetermined value when the pulse current I1 becomes zero (when the switching transistor 11 is turned off), and when I1 reaches the predetermined value. I 3 becomes zero before it changes stepwise. That is, I 3 is operating complementarily (alternately) or substantially complementarily with I 1 . Current I3 is passed through the second current mirror circuit (diode 54, transistor 55, resistors 56, 57)
The base charge of the switching transistor 11 is discharged with a predetermined current, and as the base charge disappears, the discharge current I2 becomes zero (FIG. 2e). As a result, the switching transistor 11
The accumulation time delay and fall time of are becoming significantly smaller.

ここで、ベース電荷放電器16の第2のカレン
トミラー回路を単なるエミツタ接地のPNP形ト
ランジスタにておき換えることも考えられるが、
そのような構成にすると、PNP形トランジスタ
におけるベース蓄積時間の影響があらわれ、パル
ス電流I1が所定値にステツプ的に変化した瞬間に
置き換えたPNP形トランジスタの蓄積電荷によ
る電流が供給され(第2図eのAの部分)、スイ
ツチングトランジスタ11のオンとなる時間が遅
れかつ立上り波形がなだらかになりスイツチング
損失が増加し好ましくない。
Here, it is possible to replace the second current mirror circuit of the base charge discharger 16 with a simple emitter-grounded PNP transistor, but
With such a configuration, the influence of the base accumulation time in the PNP transistor appears, and at the moment the pulse current I1 changes stepwise to a predetermined value, a current is supplied by the accumulated charge of the replaced PNP transistor (second (Part A in Fig. e) is undesirable because the turning-on time of the switching transistor 11 is delayed and the rising waveform becomes gentle, increasing switching loss.

一方、第1図の実施例に示すように、第2のカ
レントミラー回路のように構成するならば、出力
トランジスタ55のベースと電源Vsの間のイン
ピーダンスがかなり小さくなり、トランジスタ5
5のベース電荷はすみやかに放電され、その蓄積
による影響は著しく小さくなる。さらに、第2図
cとdに示すように、パルス電流I1がステツプ的
に大きくなる前にすでにパルス電流I3が零となる
ようにするならば(その間隔時間Tgはコンパレ
ータ14の立下り波形によつてきまる)、トラン
ジスタ55のベース蓄積電荷による影響はさらに
小さなものとなる。
On the other hand, if it is configured as a second current mirror circuit as shown in the embodiment of FIG. 1, the impedance between the base of the output transistor 55 and the power supply Vs becomes considerably small,
The base charge of 5 is quickly discharged, and the effects of its accumulation are significantly reduced. Furthermore, as shown in FIG. (depending on the waveform), the influence of the charge accumulated in the base of transistor 55 is even smaller.

第3図は本発明の他の実施例を表わす電気回路
図である。本実施例では、電圧変換器2が電流検
出器18を含んで構成され、コイルに供給された
電流Iaに応動してスイツチングトランジスタ11
のオン時のベース電流I1の大きさを変化させ、小
電流動作時におけるベース電流損失も小さくなし
たものである。以下、これについて説明する(そ
の他の構成および動作は前述の第1図の実施例と
同様であり、その説明を省略する)。
FIG. 3 is an electrical circuit diagram representing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the voltage converter 2 includes a current detector 18, and switches the switching transistor 11 in response to the current Ia supplied to the coil.
By changing the magnitude of the base current I 1 when the switch is on, the base current loss during low current operation is also reduced. This will be explained below (other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1 described above, and their explanations will be omitted).

コイル4,5,6への電流路に直列に挿入され
た抵抗80の両端には、供給電流Iaに比例した電
圧降下R80・Iaを生じる(R80は抵抗80の抵抗値
である)。その電圧降下はトランジスタ81と定
電流源82のエミツタホワローおよびトランジス
タ83と抵抗84によつて電流i4に変換される。
トランジスタ81と83のベース・エミツタ間順
方向電圧(約0.7V)は相殺され、抵抗80の電
圧降下と抵抗84の電圧降下は等しくなる。すな
わち、抵抗84の抵抗値をR84とすると i4=(R80/R80)・Ia ……(2) となり、トランジスタ83のエミツタ電流i4はコ
イルへの供給電流Iaに応動(比例)して変化す
る。ここで、R84=1000・R80とすればi4はIaの
1000分の1となり十分に小さくなる(R84はR80
の100倍以上に設定することが好ましい)。
A voltage drop R 80 ·Ia proportional to the supplied current Ia is generated across the resistor 80 inserted in series in the current path to the coils 4, 5, and 6 (R 80 is the resistance value of the resistor 80). The voltage drop is converted into a current i 4 by the transistor 81, the emitter of the constant current source 82, the transistor 83, and the resistor 84.
The forward voltages (approximately 0.7 V) between the bases and emitters of transistors 81 and 83 cancel each other out, and the voltage drop across resistor 80 and the voltage drop across resistor 84 become equal. That is, if the resistance value of the resistor 84 is R 84 , then i 4 = (R 80 / R 80 ) · Ia ... (2), and the emitter current i 4 of the transistor 83 responds (proportional) to the current Ia supplied to the coil. and change. Here, if R 84 = 1000・R 80 , i 4 is Ia
It becomes 1/1000th and is sufficiently small (R 84 is R 80
(preferably set to 100 times or more).

電流i4は定電流源85の電流I5と合成され、カ
レントミラー(トランジスタ86,87)により
反転されて、ベース電流供給器15に供給され
る。ベース電流供給器15の第1のカレントミラ
ー(ダイオード44,45、トランジスタ48,
49、抵抗46,50)は、入力電流(i4+I5
を反転増幅して、スイツチングトランジスタ11
のベース電流I1となる。いま、抵抗46,50の
値をR46,R50とすると(トランジスタ43のオ
フの時) I1=(R46/R50)・(i4+I5) ……(3) となる(ダイオード44,45の電圧降下とトラ
ンジスタ48,49のベース・エミツタ間電流降
下は相殺する)。すなわち、スイツチングトラン
ジスタ11のベース電流I1は電流検出器18の出
力(i4+I5)に応動して変化し、コイルへの供給
電流Iaが大きい時には大きくなり、コイルへの供
給電流Iaが小さい時には小さくなる。ここで、
R46=40・R50とすると、I1は(i4+I5)の40倍と
なる(R46はR50の10倍以上に設定することが好
ましい)。
Current i 4 is combined with current I 5 of constant current source 85, inverted by a current mirror (transistors 86 and 87), and supplied to base current supplier 15. The first current mirror of the base current supply 15 (diodes 44, 45, transistor 48,
49, resistance 46, 50) is the input current (i 4 + I 5 )
is inverted and amplified, and the switching transistor 11
The base current I is 1 . Now, if the values of the resistors 46 and 50 are R 46 and R 50 (when the transistor 43 is off), I 1 = (R 46 /R 50 )・(i 4 +I 5 )...(3) (diode 44 and 45 and the base-emitter current drop of transistors 48 and 49 cancel each other out). That is, the base current I 1 of the switching transistor 11 changes in response to the output (i 4 +I 5 ) of the current detector 18, and increases when the current Ia supplied to the coil is large, and the current Ia supplied to the coil increases. When it's small, it gets smaller. here,
When R 46 =40·R 50 , I 1 is 40 times (i 4 +I 5 ) (R 46 is preferably set to 10 times or more of R 50 ).

第3図に示した本発明の実施例では、電圧変換
器2のスイツチングトランジスタ11のベース電
流I1をコイルへの供給電流Iaに応じて変化させて
いるために、定速制御状態におけるベース電流損
失が著しく小さくなつている。これについて説明
すれば、モータの起動・加速段階において速度検
出器8の出力Vdは大きく、スイツチングトラン
ジスタ11のオン時間比率が大きく、電圧変換器
2の出力電圧VMを大きくし、コイル4,5,6
への供給電流Iaを大きくする。コイルへの電流を
大きくするためには、スイツチングトランジスタ
のオン時の通電電流(コレクタ電流)を大きくす
る必要があり、従つて、そのベース電流を大きく
する必要がある。いま、コイルへの供給電流
Ia2Aとし、スイツチングトランジスタ11のオ
ン時での電流増幅度hFEを25とすると、そのベー
ス電流として2A/25=80mA以上の電流を供給
する必要がある。
In the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, since the base current I1 of the switching transistor 11 of the voltage converter 2 is changed according to the current Ia supplied to the coil, the base current I1 in the constant speed control state is Current loss is significantly reduced. To explain this, in the motor startup/acceleration stage, the output Vd of the speed detector 8 is large, the on-time ratio of the switching transistor 11 is large, the output voltage VM of the voltage converter 2 is large, and the coil 4, 5,6
Increase the supply current Ia to. In order to increase the current flowing to the coil, it is necessary to increase the current flowing through the switching transistor when it is on (collector current), and therefore, it is necessary to increase its base current. Now, the current supplied to the coil
Assuming that Ia2A and the current amplification degree hFE when the switching transistor 11 is on is 25, it is necessary to supply a current of 2A/25=80mA or more as its base current.

ここで、定速制御状態におけるコイルへの供給
電流が250mA(負荷トルクに対応)になるものと
すれば、スイツチングトランジスタ11のオン時
のベース電流として250/25mAが必要とされる
にすぎない。このとき、起動・加速時に必要とさ
れるベース電流(80mA以上)をそのまま流すも
のとすれば、80mA−10mA=70mAの損失(70
mA×12V=0.84W相当)を生じることになる。
Here, if the current supplied to the coil in the constant speed control state is 250 mA (corresponding to the load torque), only 250/25 mA is required as the base current when the switching transistor 11 is turned on. . At this time, if the base current (more than 80mA) required during startup and acceleration is allowed to flow as is, the loss is 80mA - 10mA = 70mA (70mA or more).
(equivalent to mA x 12V = 0.84W).

本実施例では、コイルへの供給電流Iaに応動し
てスイツチングトランジスタ11のベース電流I1
を変化させ、起動・加速時でも十分に大きなベー
ス電流(80mA以上)を供給すると共に、定速制
御状態においてはそのベース電流を小さくするよ
うになしている。すなわち、起動・加速段階で
は、Ia=2Aとするとi4=2A/1000=2mAとな
り、I5=0.1mAとするとi4+I5=2.1mAとなり、
スイツチングトランジスタ11のベース電流はI1
=40・(i4+I5)=84mAとなる(スイツチングト
ランジスタ11は十分にオンとなる)。また、Ia
=250mA(定速回転状態)のときにはi4=0.25m
Aとなり、i4+I5=0.35mAであるからI1=14mA
となる(必要ベース電流は10mAであるから、ス
イツチングトランジスタ11はオン・オフ動作す
る。従つて、84mA−14mA=70mAのベース電
流損失(70mA×12V=0.84W相当)が軽減され
ている。
In this embodiment, the base current I1 of the switching transistor 11 is increased in response to the current Ia supplied to the coil.
By changing the current, a sufficiently large base current (80 mA or more) is supplied even during startup and acceleration, and the base current is made small during constant speed control. That is, in the start-up/acceleration stage, if Ia = 2A, then i 4 = 2A/1000 = 2mA, and if I 5 = 0.1mA, then i 4 +I 5 = 2.1mA,
The base current of the switching transistor 11 is I 1
=40·(i 4 +I 5 )=84 mA (switching transistor 11 is sufficiently turned on). Also, Ia
= 250mA (constant speed rotation state) i 4 = 0.25m
A, and since i 4 + I 5 = 0.35 mA, I 1 = 14 mA
(Since the required base current is 10 mA, the switching transistor 11 operates on and off. Therefore, the base current loss of 84 mA - 14 mA = 70 mA (equivalent to 70 mA x 12 V = 0.84 W) is reduced.

なお、電圧変換器22の出力電圧VMが零の状
態よりモータの起動・加速を行なう場合には、ス
イツチングトランジスタ11の初期のベース電流
は定電流源85の電流I5に対応した値(I1=40・
I5=4mA)でありスイツチングトランジスタ1
1は完全にオンとならないが、電圧変換器2の出
力電圧VMが大きくなるにつれてコイルへの電流
Iaも大きくなり、電流検出器18の電流i4が大き
くなり、ベース電流I1を大きくし、スイツチング
トランジスタ11は完全なオン・オフ動作するよ
うになる。すなわち、過渡的に正帰還が生じて電
圧変換器2の出力電圧VMは大きくなる。
Note that when starting and accelerating the motor from a state where the output voltage V M of the voltage converter 22 is zero, the initial base current of the switching transistor 11 is a value corresponding to the current I 5 of the constant current source 85 ( I 1 = 40・
I 5 = 4 mA) and switching transistor 1
1 does not turn on completely, but as the output voltage V M of voltage converter 2 increases, the current to the coil increases.
Ia also increases, the current i 4 of the current detector 18 increases, the base current I 1 increases, and the switching transistor 11 comes to perform complete on/off operation. That is, positive feedback occurs transiently, and the output voltage V M of the voltage converter 2 increases.

このような正帰還動作を安定に作動させ、かつ
ベース電流損失を小さくするためには次のように
設定することが望ましい。
In order to operate such positive feedback operation stably and to reduce base current loss, it is desirable to make the following settings.

コイルへの供給電流Iaが零の場合にもスイツ
チングトランジスタ11に所定の小さなベース
電流が供給されるようにする(オンする時)。
Even when the current Ia supplied to the coil is zero, a predetermined small base current is supplied to the switching transistor 11 (when turned on).

電流検出器18でのコイル電流Iaから電流i4
への変換利得をA1(第3図ではA1=R80/R84)、
ベース電流供給器15でのi4からスイツチング
トランジスタ11のベース電流I1への伝達利得
をA2(A2=R46/R50)、スイツチングトランジ
スタ11の電流増幅度をA3(A3=hFE)とする
とき、総合積A1・A2・A3を1に近づける。
Current i 4 from coil current Ia at current detector 18
The conversion gain to A 1 (A 1 = R 80 /R 84 in Figure 3),
The transfer gain from i 4 in the base current supply device 15 to the base current I 1 of the switching transistor 11 is A 2 (A 2 = R 46 /R 50 ), and the current amplification degree of the switching transistor 11 is A 3 (A 3 = h FE ), the total product A 1 , A 2 , A 3 approaches 1.

実際には、スイツチングトランジスタ11の電
流増幅度A3が変動しやすいために、 0.8≦A1・A2・A3≦10 ……(4) とすることが好ましい。
In reality, since the current amplification degree A 3 of the switching transistor 11 tends to fluctuate, it is preferable that 0.8≦A 1 ·A 2 ·A 3 ≦10 (4).

(A1・A2・A3が小さすぎると大電流動作時の
スイツチングトランジスタ11が十分にオンとな
らないために、電圧変換器2の出力電圧VMの最
大値が小さくなる。また、A1・A2・A3が大きす
ぎると、スイツチングトランジスタ11に過剰な
ベース電流を供給することになり、ベース電流損
失が大きくなると共に、ベース電荷の蓄積時間や
立下り時間が長くなる。) また、第3図の実施例では、スイツチングトラ
ンジスタのベース電流がそのコレクタ電流と連動
して変化しているために、小電流通電時(コレク
タ電流が小さい時)のベース過剰電流の値が小さ
くなりベース蓄積電荷も少なくなり、ベース電荷
放電器16の動作による放電が短時間で終了す
る。すなわち、スイツチングトランジスタ11の
蓄積時間および立下り時間はかなり小さくなる。
(If A 1 , A 2 , and A 3 are too small, the switching transistor 11 will not turn on sufficiently during large current operation, and the maximum value of the output voltage V M of the voltage converter 2 will become small. If 1 , A 2 , and A 3 are too large, an excessive base current will be supplied to the switching transistor 11, which will increase the base current loss and lengthen the base charge accumulation time and fall time.) Furthermore, in the embodiment shown in Fig. 3, since the base current of the switching transistor changes in conjunction with its collector current, the value of the base excess current is small when a small current is applied (when the collector current is small). As a result, the base accumulated charge also decreases, and the discharge due to the operation of the base charge discharger 16 is completed in a short time. That is, the storage time and fall time of switching transistor 11 are considerably reduced.

第4図に本発明の更に他の実施例を表わす電気
回路図を示す。本実施例では、第3図の実施例に
おける電流検出器18およびベース電荷放電器1
6の構成を変え、ベース電荷放電器16の第2の
カレントミラー回路への入力パルス電流I3をコイ
ルへの供給電流Iaに連動して変化させ、Iaが大き
いときには大きな電流I2にてスイツチングトラン
ジスタ11のベース電荷を放電し、Iaが小さいと
きには小さな電流I2にて放電するようになしてい
る(他の部分の構成および動作は第1図または第
3図の実施例と同様であり、説明を省省略する。) 前述の各実施例では、スイツチングトランジス
タ11にPNP形トランジスタを使用して、電流
電源1の負極側を基準として正極側より降圧して
出力電圧VMを得ている。従つて、電圧変換器2
の主要部(発振器13、コンパレータ14、ベー
ス電流供給器15、ベース電圧変換器16、電流
源器17、電流検出器18)や分配器7の主要部
(定電流源26、選択器22)を単一のシリコン
チツプ上に集積回路化することが容易になる(集
積回路ではグラウンドを固定する必要があり、通
常、直流電源1の負極側に接続される)。
FIG. 4 shows an electric circuit diagram representing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the current detector 18 and the base charge discharger 1 in the embodiment of FIG.
6, the input pulse current I3 to the second current mirror circuit of the base charge discharger 16 is changed in conjunction with the current Ia supplied to the coil, and when Ia is large, the switch is made with a large current I2. When Ia is small, the base charge of the switching transistor 11 is discharged, and when Ia is small, it is discharged with a small current I2 (the structure and operation of other parts are the same as the embodiment shown in FIG. 1 or 3). , the explanation is omitted.) In each of the above embodiments, a PNP transistor is used as the switching transistor 11, and the output voltage V M is obtained by stepping down from the positive side with the negative side of the current power supply 1 as a reference. There is. Therefore, voltage converter 2
(oscillator 13, comparator 14, base current supply 15, base voltage converter 16, current source 17, current detector 18) and the main parts of the distributor 7 (constant current source 26, selector 22) It becomes easy to integrate the circuit on a single silicon chip (the ground must be fixed in the integrated circuit, and is usually connected to the negative pole side of the DC power supply 1).

なお、前述の実施例では、3相のコイルを使用
した例を示したが、本発明はそのような場合に限
らず、一般に、複数個のコイルを有する直流モー
タを構成できる。また、電子整流子形(ブラシレ
ス形)の直流モータに限らず、ブラシ・コミユテ
ータにより分配器を構成するブラシ付きの直流モ
ータも構成できる。さらに、回転型の直流モータ
に限らず、モータ可動部が直進移動する直進型の
直流モータも構成できる。また、速度制御に限ら
ず、他の指令信号にもとずいて電圧変換器の出力
電圧を制御するようにしても良い。その他、本発
明の主旨を変えずして種々の変形が可能である。
In addition, although the above-mentioned example showed the example which used the three-phase coil, this invention is not limited to such a case, and can generally configure a DC motor having a plurality of coils. Furthermore, the present invention is not limited to an electronic commutator type (brushless type) DC motor, but can also be configured as a brushed DC motor that configures a distributor using a brush commutator. Furthermore, not only a rotary type DC motor but also a linear type DC motor in which the motor movable part moves in a straight line can be configured. Furthermore, the output voltage of the voltage converter may be controlled based not only on speed control but also on other command signals. In addition, various modifications are possible without changing the gist of the present invention.

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、(a)電圧変換手段のスイツチングトランジスタ
のオン時のベース電流をコイルへの供給電流に応
じて変化させているので、供給電流が小さい時の
ベースの電流損失は小さくなる。また、スイツチ
ングトランジスタのベース過剰電流が小さくなる
ことによりベース窒積電荷量が少なくなり、その
放電時間を短くできて、スイツチングトランジス
タの高速スイツチングが可能になる。また、(b)ス
イツチングトランジスタのオフ時にベース蓄積電
荷を第2のカレントミラー手段によつて強制的に
放電させているので、放電時間が短くなり、スイ
ツチングトランジスタのオンからオフへの変化が
短時間に行われ、また、第2のカレントミラー手
段自体の蓄積電荷による応答遅れは小さいので、
スイツチングトランジスタの高速スイツチングが
実現できる。したがつて、電力効率が良く、スイ
ツチングトランジスタのオン時間比率の制御精度
の良い直流モータが得られる。従つて、本発明に
もとずいて、乾電池を電源とする音響、映像機器
用の直流モータを構成するならば、消費電力の小
さい電池寿命の長い機器を実現することができ
る。
Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the present invention, (a) the base current when the switching transistor of the voltage conversion means is turned on is varied in accordance with the current supplied to the coil; When the current is small, the current loss in the base is small. Furthermore, since the excess current at the base of the switching transistor is reduced, the amount of base nitride charge is reduced, the discharge time thereof can be shortened, and high-speed switching of the switching transistor becomes possible. In addition, (b) when the switching transistor is turned off, the base accumulated charge is forcibly discharged by the second current mirror means, so the discharge time is shortened and the switching transistor changes from on to off. This is done in a short time, and the response delay due to the accumulated charge of the second current mirror means itself is small.
High-speed switching of switching transistors can be achieved. Therefore, it is possible to obtain a DC motor with good power efficiency and control precision of the on-time ratio of the switching transistor. Therefore, if a DC motor for audio and video equipment using a dry battery as a power source is constructed based on the present invention, equipment with low power consumption and long battery life can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を表わす電気回路
図、第2図a〜eは第1図の実施例の動作を説明
するための波形図、第3図および第4図はそれぞ
れ発明の他の実施例を表わす電気回路図である。 1……直流電源、2……電圧変換器、3……マ
グネツト、4,5,6……コイル、7……分配
器、8……速度検出器、11……スイツチングト
ランジスタ、12……平滑器、13……発振器、
14……コンパレータ、15……ベース電流供給
器、16……ベース電荷放電器、17……電流源
器、18……電流検出器、21……位置検出器、
22……選択器。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2 a to e are waveform diagrams for explaining the operation of the embodiment of FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is an electrical circuit diagram showing another embodiment. 1... DC power supply, 2... Voltage converter, 3... Magnet, 4, 5, 6... Coil, 7... Distributor, 8... Speed detector, 11... Switching transistor, 12... smoother, 13... oscillator,
14...Comparator, 15...Base current supply device, 16...Base charge discharger, 17...Current source device, 18...Current detector, 21...Position detector,
22...Selector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 界磁手段と、複数個のコイルと、前記コイル
と直流電源の間に挿入され、オン・オフ動作する
スイツチングトランジスタのオン時間比率を指令
信号に応動して変化させ、前記スイツチングトラ
ンジスタのオン時間比率に比例もしくは略比例し
た出力電圧を得る電圧変換手段と、前記電圧変換
手段の出力端子から前記コイルへの電流路を切換
える分配手段と、前記コイルへの供給電流を検出
する電流検出手段を具備する直流モータであつ
て、前記電圧変換手段は、所定周波数の三角波状
信号を得る三角波発生手段と、前記三角波状信号
と前記指令信号を比較し、前記指令信号に対応し
たデユーテイのパルス信号を得るコンパレータ手
段と、前記電流検出手段により検出された前記コ
イルへの供給電流に応動して変化する入力電流が
入力され、前記入力電流に比例もしくは略比例し
た電流を出力する第1のカレントミラー手段と、
前記第1のカレントミラー手段の入力電流を前記
コンパレータ手段のパルス信号によりオン・オフ
することにより、前記第1のカレントミラー手段
の出力電流をパルス電流にするパルス化手段と、
前記パルス電流を前記スイツチングトランジスタ
のベース端子に供給する第1の供給手段と、前記
スイツチングトランジスタのエミツタ側に共通接
続端子を接続されかつベース側に出力端子を接続
された第2のカレントミラー手段と、前記第2の
カレントミラー手段の入力電流を前記コンパレー
タ手段のパルス信号によりオン・オフすることに
より、前記第2のカレントミラー手段の出力端子
より前記スイツチングトランジスタのベース蓄積
電荷を放電させる電流を供給する第2の供給手段
と、前記スイツチングトランジスタのオン・オフ
動作によるパルス電圧をインダクタンス素子とコ
ンデンサとダイオードを用いて平滑する平滑手段
を有することを特徴とする直流モータ。
1. A field means, a plurality of coils, and a switching transistor that is inserted between the coil and a DC power source and that operates on and off is changed in response to a command signal, and the on-time ratio of the switching transistor is changed in response to a command signal. Voltage conversion means for obtaining an output voltage proportional or substantially proportional to the on-time ratio; distribution means for switching a current path from the output terminal of the voltage conversion means to the coil; and current detection means for detecting the current supplied to the coil. The voltage conversion means includes a triangular wave generating means for obtaining a triangular wave signal of a predetermined frequency, and a pulse signal having a duty corresponding to the command signal by comparing the triangular wave signal and the command signal. and a first current mirror that receives an input current that changes in response to the current supplied to the coil detected by the current detection means and outputs a current that is proportional or approximately proportional to the input current. means and
pulsing means for turning the output current of the first current mirror means into a pulse current by turning on and off the input current of the first current mirror means according to the pulse signal of the comparator means;
a first supply means for supplying the pulse current to the base terminal of the switching transistor; and a second current mirror having a common connection terminal connected to the emitter side of the switching transistor and an output terminal connected to the base side. and the input current of the second current mirror means is turned on and off by the pulse signal of the comparator means, thereby discharging the base accumulated charge of the switching transistor from the output terminal of the second current mirror means. A DC motor comprising: a second supply means for supplying current; and a smoothing means for smoothing a pulse voltage generated by the on/off operation of the switching transistor using an inductance element, a capacitor, and a diode.
JP57135346A 1982-07-31 1982-08-02 Dc motor Granted JPS5925590A (en)

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DE19833327761 DE3327761A1 (en) 1982-07-31 1983-08-01 CONTROL SYSTEM FOR A DC MOTOR

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5457623A (en) * 1977-10-17 1979-05-09 Hitachi Ltd Transistor chopper device
JPS55111684A (en) * 1979-02-16 1980-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dc motor

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