(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタと、該出力トランジスタを周期的にオン・オフさせる制御信号を発生する制御回路と、前記出力トランジスタのオン期間を設定するためのパルス信号を発生するパルス信号発生回路と、前記駆動電流の情報である駆動電流情報を検出する電流検出抵抗及び帰還ループを有するボルテージフォロワ回路と、前記ボルテージフォロワ回路の出力に接続されたトランジスタと、前記トランジスタから取出された前記駆動電流情報をピークホルドするためのコンデンサと、からなり、前記ピークホルドした前記駆動電流情報に基づいて前記パルス信号発生回路からのパルス信号によって設定される前記オン期間を制御し、モータの回転速度を定められた速度で回転することを特徴とするモータのＰＷＭ駆動回路。
【請求項２】
駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタと、該出力トランジスタを周期的にオン・オフさせる制御信号を発生する制御回路と、前記出力トランジスタのオン期間を設定するためのパルス信号を発生するパルス信号発生回路と、前記出力トランジスタに接続され且つ前記駆動電流の情報である駆動電流情報を検出する電流検出抵抗及び帰還ループを有するボルテージフォロワ回路と、前記ボルテージフォロワ回路に接続され且つ前記駆動電流情報をピークホルドするためのコンデンサを有する第２トランジスタと、からなり、前記ボルテージフォロワ回路は、前記出力トランジスタに前記電流検出抵抗と共に接続され且つ前記駆動電流情報が入力される駆動電流情報アンプと、前記駆動電流情報アンプの出力に接続され且つ得られた前記駆動電流情報を前記駆動電流情報アンプに帰還する第１トランジスタと、からなり、前記ピークホルドした駆動電流情報に基づいて前記パルス信号発生回路からのパルス信号によって設定される前記オン期間を制御し、モータの回転速度を定められた速度で回転することを特徴とするモータのＰＷＭ駆動回路。
【請求項３】
前記パルス信号発生回路は回転速度を決めるコントロール電圧と基準信号を比較する第１差動アンプと、該第１差動アンプの出力電圧と前記ピークホルドされた駆動電流情報が加えられる第２差動アンプと、前記パルス信号を発生するための発振信号を発生するＰＷＭ信号発生器と、該第２差動アンプの出力と前記ＰＷＭ信号発生器からの前記発振信号とを比較して当該比較結果を前記パルス信号として出力するコンパレータとからなり、前記ピークホルドされた駆動電流情報で前記第２差動アンプの出力電圧を制御し、モータを定められた速度で回転させることを特徴とする請求項１または２に記載のモータのＰＷＭ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度制御を確実に行わせるモータのＰＷＭ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にモータを駆動させる場合、モータに流れる電流を検出し、モータの速度制御回路にそのときの駆動電流情報を帰還して駆動電流制御を行い、予め定められた速度で回転するように制御をしている。
【０００３】
最近モータ駆動の効率化を図るため、パルス幅を変えるＰＷＭ駆動モータが注目されている。前記ＰＷＭ駆動モータは出力トランジスタのオン・オフデューテイを変えて速度制御を行うため、制御を行う前記駆動電流情報はパルス状となる。このパルス状に変化する駆動電流情報を利用して電流帰還を行うと安定な制御ができないため、駆動電流情報をピークホルドする必要がある。
【０００４】
即ち従来のモータのＰＷＭ駆動回路は図２に示す。１、２、３、４は出力トランジスタで、前記共通接続された出力トランジスタ１、３と出力トランジスタ２、４間には駆動コイル５が接続されている。
【０００５】
６は制御回路でセンサ７にてモータの回転位置を検出して制御信号Ｓ１、Ｓ２を発生させる。８はボルテージフォロア回路で、前記出力トランジスタ３、４のエミッタに電流検出抵抗Ｒｆと共に接続され駆動電流情報が入力される駆動電流情報アンプ９と、該駆動電流情報アンプ９の出力に接続され、得られた駆動電流情報を前記駆動電流情報アンプ９に帰還するトランジスタ１０とからなり、前記トランジスタ１０で得られた駆動電流情報はコンデンサ１１でピークホルドされる。
【０００６】
１５はパルス信号Ｐを発生するパルス信号発生回路で、回転速度を決めるコントロール電圧ＣＴＬと基準信号を比較する第１差動アンプと、一方の端子に前記第１差動アンプ１６からの出力電圧が加えられ他方の端子にピークホルドされた駆動電流情報が加えられる第２差動アンプ１７と、該第２差動アンプ１７の出力電圧とＰＷＭ信号発振器１８からの鋸歯波発振信号とを比較するコンパレータ１９とからなる。
【０００７】
今制御回路６から図３に示すごとく、制御信号Ｓ１、Ｓ２を発生する。前記制御信号Ｓ１は直接に出力トランジスタ１に加えられると共にバッファー２０を介してアンド回路２１の一端子に加えられ、前記制御信号Ｓ２は直接に出力トランジスタ２に加えられると共にバッファー２２を介してアンド回路２３の一端子に加えられる。またパルス発生回路１５からのパルス信号Ｐはアンド回路２１、２３の前記と異なる端子に加えられる。
【０００８】
従って最初前記制御信号Ｓ１がローレベルで前記制御信号Ｓ２がハイレベルのとき、出力トランジスタ１がオンすると共に出力トランジスタ４がパルス信号Ｐのハイレベル期間だけオンするので、駆動コイル５には矢印方向にパルス状の駆動電流が流れ、次に前記制御信号Ｓ１がハイレベルで前記制御信号Ｓ２がローレベルになると、出力トランジスタ２がオンすると共に出力トランジスタ３がパルス信号Ｐのハイレベル期間だけオンするので、今度は駆動コイル５に反矢印方向にパルス状の駆動電流が流れモータを回転する。
【０００９】
第４図において説明すると、モータの回転速度を上昇させるには、前記パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬ１からコントロール電圧ＣＴＬ２へ高くすると第１差動アンプ１６の出力電圧が上昇し、それにから第２差動アンプ１７の出力電圧も上昇する。よってＰＷＭ信号発振器１８の鋸歯波発振信号と第２差動アンプ１７との出力電圧とを比較し得られるコンパレータ１９から得られる矩形波状のパルス信号はＰ１と一周期が同じであり、ハイレベル期間が長くローレベル期間が短かいパルス信号Ｐ２が出力される。
【００１０】
前記パルス信号Ｐは制御信号Ｓ１又はＳ２と共にアンド回路２１、２３を介して前記出力トランジスタ３、４に加えられるが、パルス信号Ｐのハイレベル期間が長くなので、出力トランジスタ３、４のハイレベル期間も長くなり、モータの回転速度を上昇する。
【００１１】
逆にモータの回転速度を低下させる場合、すなわち前記パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬ２からコントロール電圧ＣＴＬ１へ低下すると第１差動アンプ１６の出力電圧が低下し、それにから第２差動アンプ１７の出力電圧も低下するので、コンパレータ１９から矩形波状のパルス信号Ｐはハイレベル期間が短くなりローレベル期間が長くなる。従って出力トランジスタ３、４のハイレベル期間が短くなるのでモータの回転速度を低下させる。
【００１２】
次に前述のモータのＰＷＭ駆動回路において、負荷の変動等にから前記駆動コイル５に流れる駆動電流が変化するとボルテージフォロワ回路８の駆動電流情報アンプ９に加えられた駆動電流情報は、トランジスタ１０からの帰還電流と比較し取出されてコンデンサ１１でピークホルドし、そのピークホルドされた駆動電流情報を第２差動アンプ１７の一端子に加えられ第１差動アンプ１６からの出力電圧と比較される。
【００１３】
例えばモータ電源電圧Ｖｃｃが上昇すると、駆動コイル５の両端に加わる電圧が高くなるため駆動電流が増加し、電流検出抵抗Ｒｆの両端に発生する駆動電流情報が高くなる。そのため駆動電流情報アンプ９に加えられる駆動電流情報が高くなり、トランジスタ１０から取出される駆動電流情報も高まり、第２差動アンプ１７の−端子に加えられるピークホルドされた駆動電流情報を上昇させ、それにより第２差動アンプ１７の出力電圧は低下する。
【００１４】
前記第２差動アンプ１７からコンパレータ１９に加えられる出力電圧が低下すると、ＰＷＭ信号発振器１８からの鋸波発振信号と比較され前記コンパレータ１９から出力されるパルス信号Ｐはハイレベル期間が短くなりローレベル期間が長くなる。従って出力トランジスタ３、４のハイレベル期間が短くなるので、駆動コイル５に流れる駆動電流を減少しモータの回転速度を低下させる。
【００１５】
逆にモータ電源電圧Ｖｃｃが低下すると、駆動コイル５の両端に加わる電圧が低くなるため駆動電流が減少し、電流検出抵抗Ｒｆの両端に発生する駆動電流情報が低くなる。そのため駆動電流情報アンプ９に加えられる駆動電流情報が低くなり、トランジスタ１０から取出される駆動電流情報も低下し、第２差動アンプ１７の−端子に加えられるピークホルドされた駆動電流情報を低下させ、それにより第２差動アンプ１７の出力電圧は上昇する。
【００１６】
前記第２差動アンプ１７からコンパレータ１９に加えられる出力電圧が上昇すると、ＰＷＭ信号発振器１８からの鋸波発振信号と比較され前記コンパレータ１９から出力されるパルス信号Ｐはハイレベル期間が長くなりローレベル期間が短くなる。従って出力トランジスタ３、４のハイレベル期間が長くなるので、駆動コイル５に流れる駆動電流を増加しモータの回転速度を上昇させる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボルテージフォロワ回路のアンプの帰還ループにはピークホルド用のコンデンサが接続されているため、取出される駆動電流情報が駆動コイルのＰＷＭスイッチング周波数にから位相ずれを生じるため、ボルテージフォロワ回路が正常に機能せず、駆動電流情報が乱れ良好な電流帰還をかけることができなくなるという問題があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は出力トランジスタから駆動電流情報を取出すボルテージフォロワ回路の帰還ループにピーク検出用コンデンサを接続せず、ボルテージフォロア回路の出力に接続されたトランジスタから駆動電流情報が取出された後に、その取出された駆動電流情報に対してピーク検出用コンデンサでピークホルドするモータのＰＷＭ駆動回路に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のモータのＰＷＭ駆動回路を図１に従って説明する。
【００２０】
尚、図１の実施例は単相の駆動コイルについて説明するが、３相あるいはそれ以上の多相の駆動コイルについても同様であり、また図２の従来と同じ構成部品は同じ番号で示す。
【００２１】
１、２、３、４は出力トランジスタで、出力トランジスタ１、３及び出力トランジスタ２、４のコレクタは共通接続され、前記共通接続された出力トランジスタ１、３と出力トランジスタ２、４間には駆動コイル５が接続されている。
【００２２】
６は制御回路でセンサ７にてモータの回転位置を検出して前記出力トランジスタ１、２、３、４を予め決められたタイミングによってオン・オフさせる制御信号Ｓ１、Ｓ２を発生させる。８はボルテージフォロア回路で、前記出力トランジスタ３、４のエミッタに電流検出抵抗Ｒｆと共に接続され駆動電流情報が入力される駆動電流情報アンプ９と、該駆動電流情報アンプ９の出力に接続され、得られた駆動電流情報を前記駆動電流情報アンプ９に帰還する第１トランジスタ１２とからなり、前記第１トランジスタ１２で得られた駆動電流情報はピーク検出するコンデンサ１４を有する第２トランジスタ１３に加えられる。
【００２３】
１５はパルス信号Ｐを発生するパルス信号発生回路で、回転速度を決めるコントロール電圧ＣＴＬと基準信号を比較する第１差動アンプ１６と、該第１差動アンプ１６の出力電圧とコンデンサ１７でピークホルドされた駆動電流情報が加えられる第２差動アンプ１７と、該第２差動アンプ１７の出力電圧とＰＷＭ信号発振器１８からの鋸歯波発振信号とを比較するコンパレータ１９とからなる。
【００２４】
前記ＰＷＭ発振器１８の鋸歯波発振信号はコンパレータ１９で第２差動アンプ回路１７からの出力と比較され、コンパレータ１９からコントロール電圧ＣＴＬに応じてハイレベル期間とローレベル期間の割合が定められた矩形波のパルス信号Ｐを発生する。
【００２５】
次に本発明のモータのＰＷＭ駆動回路の動作を説明すると、前述したように制御信号Ｓ１は直接に出力トランジスタ１に加えられると共にバッファー２０を介してアンド回路２１の一端子に加えられ、前記制御信号Ｓ２は直接に出力トランジスタ２に加えられると共にバッファー２２を介してアンド回路２３の一端子に加えられる。またパルス発生回路１５からのパルス信号Ｐはアンド回路２１、２３の前記と異なる端子に加えられる。
【００２６】
最初前記制御信号Ｓ１がローレベルで前記制御信号Ｓ２がハイレベルのとき、出力トランジスタ１がオンすると共に出力トランジスタ４がパルス信号Ｐのハイレベル期間だけオンするので、駆動コイル５には矢印方向にパルス状の駆動電流が流れ、次に前記制御信号Ｓ１がハイレベルで前記制御信号Ｓ２がローレベルになると、出力トランジスタ２がオンすると共に出力トランジスタ３がパルス信号Ｐのハイレベル期間だけオンするので、今度は駆動コイル５に反矢印方向にパルス状の駆動電流が流れモータを回転する。
【００２７】
前記パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬを高くすれば、モータの回転速度を上昇させることができる。即ち前述同様にパルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬ１からコントロール電圧ＣＴＬ２へ高くすると第１差動アンプ１６の出力電圧が上昇し、それにから第２差動アンプ１７の出力電圧も上昇する。よってＰＷＭ信号発振器１８の鋸歯波発振信号と第２差動アンプ１７との出力電圧とを比較し得られるコンパレータ１９から得られる矩形波状のパルス信号はＰ１と一周期が同じであり、ハイレベル期間が長くローレベル期間が短かいパルス信号Ｐ２が出力される。
【００２８】
前記パルス信号Ｐは制御信号Ｓ１又はＳ２と共にアンド回路２１、２３を介して前記出力トランジスタ３、４に加えられるが、パルス信号Ｐのハイレベル期間が長くなので、出力トランジスタ３、４のハイレベル期間も長くなり、モータの回転速度を上昇する。
【００２９】
前記パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬを低下すれば、モータの回転速度を低下できる。即ち前記パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬ２からコントロール電圧ＣＴＬ１へ低下すると第１差動アンプ１６の出力電圧が低下し、それにから第２差動アンプ１７の出力電圧も低下するので、コンパレータ１９から矩形波状のパルス信号Ｐはハイレベル期間が短くなりローレベル期間が長くなる。従って出力トランジスタ３、４のハイレベル期間が短くなるのでモータの回転速度を低下させる。
【００３０】
前記モータの回転速度は前述したように、パルス信号発生回路１５のコントロール電圧ＣＴＬによって定められた回転速度で回転し、その駆動電流情報はボルテージフォロア回路８の駆動電流情報アンプ９に加えられる。
【００３１】
前記ボルテージフォロア回路８の駆動電流情報アンプ９に加えられた駆動電流情報は第１トランジスタ１２の帰還信号と比較される。定められた速度で回転しているときは駆動電流情報アンプ９の出力は一定であるが、モータ負荷変動やモータ電流電圧変動等によって駆動電流が変化し回転速度が変化すると第１トランジスタ１２から取出される駆動電流情報が変化する。前記取出された駆動電流情報はパルス電流であるので、第２トランジスタ１３に接続されたコンデンサ１４でピークホルドされ、直流の変化した駆動電流情報として第２差動アンプ１７の一端子に加えられ第１差動アンプ１６からの出力電圧と比較される。前記第２差動アンプ１７から駆動電流情報の変化に応じ出力電圧が取出されコンパレータ１９に加えられ、該コンパレータ１９でＰＷＭ信号発振器１８からの鋸波発振信号と比較される。
【００３２】
従ってコンパレータ１９から前記変化に応じてパルス信号Ｐのハイレベル期間とローレベル期間の割合が変化されたパルス信号Ｐが発生され、出力トランジスタ３、４のハイレベル期間を制御しモータの回転速度を予め定められた速度で回転させる。
【００３３】
例えばモータの電源電圧が上昇し回転数が高まると、ボルテージフォロア回路８からの駆動電流情報は上昇し、第１差動アンプ１６からの出力電圧は一定であるので、第２差動アンプ１７の出力電圧は低下し、コンパレータ１９の−端子に加えられる信号が低下するため、前記コンパレータ１９からのパルス信号Ｐのハイレベル期間は少なくなり、出力トランジスタ３、４のハイレベル期間を短くし、駆動電流を低下し回転速度を低下させ、モータの回転速度を一定にする。
【００３４】
逆にモータの電源電圧が低下し回転数が低下すると、ボルテージフォロア回路８からの駆動電流情報は低下し、第１差動アンプ１６からの出力電圧は一定であるので、第２差動アンプ１７の出力電圧は上昇し、コンパレータ１９からのパルス信号Ｐのハイレベル期間を長くなり、出力トランジスタ３、４のハイレベル期間を上昇し、駆動電流を上昇し回転速度を上昇させる。このようにしてモータは定められた回転数で回転されるようにしている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のモータのＰＷＭ駆動回路は上述したごとく、従来の場合のように、出力トランジスタから駆動電流情報を取出すボルテージフォロア回路の帰還ループにピーク検出用コンデンサを接続しない。すなわち、ボルテージフォロア回路の出力に接続されたトランジスタから駆動電流情報が取出された後に、その取出された駆動電流情報に対してピーク検出用コンデンサによってピーク検出するようにした。このため、ボルテージフォロア回路からは位相ずれがなく安定した駆動電流情報を取出すことができ、モータの速度制御を精度よく行うことができる。
【００３６】
また本発明のモータのＰＷＭ駆動回路は出力トランジスタからの駆動電流情報をボルテージフォロア回路の駆動電流情報アンプに加え、該駆動電流情報アンプの出力に接続された第１トランジスタの帰還信号と比較し、前記第１トランジスタで得られた駆動電流情報を第２トランジスタに有するコンデンサでピークホルドするので、帰還ループのコンデンサにから位相ずれによる駆動電流情報の乱れが生じるのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータのＰＷＭ駆動回路を説明する回路図である。
【図２】従来のモータのＰＷＭ駆動回路を説明する回路図である。
【図３】本発明のモータのＰＷＭ駆動回路の信号波形図である。
【図４】本発明のモータのＰＷＭ駆動回路における一部分の信号波形図である。
【符号の説明】
１、２、３、４  出力トランジスタ
５    駆動コイル
６    制御回路
８    ボルテージフォロワ回路
９    駆動電流情報アンプ
１２    第１トランジスタ
１３    第２トランジスタ
１４    ピーク検出用コンデンサ
１５    パルス信号発生回路
１８    パルス信号発生器
【図１】
0003561675.tif 000002
【図２】
0003561675.tif 000003
【図３】
0003561675.tif 000004
【図４】
0003561675.tif 000005