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JPS5953792B2 - Direct current motor forward/reverse control circuit - Google Patents

Direct current motor forward/reverse control circuit

Info

Publication number
JPS5953792B2
JPS5953792B2 JP461478A JP461478A JPS5953792B2 JP S5953792 B2 JPS5953792 B2 JP S5953792B2 JP 461478 A JP461478 A JP 461478A JP 461478 A JP461478 A JP 461478A JP S5953792 B2 JPS5953792 B2 JP S5953792B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
current
motor
thyristor
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP461478A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5497724A (en
Inventor
龍一郎 岩井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP461478A priority Critical patent/JPS5953792B2/en
Publication of JPS5497724A publication Critical patent/JPS5497724A/en
Publication of JPS5953792B2 publication Critical patent/JPS5953792B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電動機の正逆転制御回路に関するもので、
特に電機子のインダクタンスが小さく、電気的時定数の
小さい低電圧、大電流の直流電動機、例えばコアレス直
流電動機の制御に適する正逆転制御回路に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a forward/reverse control circuit for a DC motor,
In particular, the present invention relates to a forward/reverse control circuit suitable for controlling a low-voltage, high-current DC motor with a small armature inductance and a small electrical time constant, such as a coreless DC motor.

従来、この種の正逆転制御回路としては、第1図に示す
ようなトランジスターブリッジによる方式が最も一般的
である。
Conventionally, the most common type of forward/reverse control circuit is a transistor bridge system as shown in FIG.

図において、1、2はPNPトランジスター、3、4は
NPNトランジスター、5、6、7、8はトランジスタ
ー1、2、3、4のそれぞれのコレクター、エミッター
間に接続された逆電圧印加防止のための保護ダイオード
、9は直流電源、10は負荷となる直流電動機である。
In the figure, 1 and 2 are PNP transistors, 3 and 4 are NPN transistors, and 5, 6, 7, and 8 are connected between the collectors and emitters of transistors 1, 2, 3, and 4 to prevent reverse voltage application. 9 is a DC power supply, and 10 is a DC motor serving as a load.

ここでトランジスター1と4または2と3を組としてベ
ース電流を流してトランジスターをオンとすることによ
り、正転、逆転を切換えることが可能で、矩形波状のベ
ース電流によつてドライブして、トランジスターをスイ
ッチング動作させることによつて、パルス幅変調が可能
となる。
Here, by setting transistors 1 and 4 or 2 and 3 as a pair and turning on the transistors by flowing base current, it is possible to switch between forward and reverse rotation, and by driving with the rectangular wave base current, the transistors By performing a switching operation, pulse width modulation becomes possible.

回転方向を切換える場合は、トランジスターのスイッチ
ング時に要する遮断時間、即ち蓄積時間と下降時間の和
に相当する時間はタイミングをとつて切換後トランジス
ターのベース電流をしばらく流れないようにしてやるの
が従来よりの方法である。しかるに、この回路の欠点と
して直流電動機運転時にトランジスターが電源と直流電
動機の間に2回路シリーズに接続されることにより、特
に低電圧、大電流の直流電動機が負荷の場合、トランジ
スターをダーリントン接続としてHFEを大きくとる必
要性が必然的に生じるが、ダーリントン接続が2箇所必
要なため飽和電圧が高くなつて電源利用率が悪くなると
いう欠点がある。
When switching the rotation direction, the conventional method is to time the interruption time required for transistor switching, that is, the sum of the accumulation time and fall time, so that the base current of the transistor does not flow for a while after switching. It's a method. However, the disadvantage of this circuit is that the transistors are connected in a two-circuit series between the power supply and the DC motor when the DC motor is operating, so especially when the load is a low-voltage, high-current DC motor, the transistors can be connected as Darlington connections to connect the transistors to the HFE. However, since two Darlington connections are required, the saturation voltage becomes high and the power utilization rate deteriorates.

また現在のところ、大電流を流し得るトランジスターは
コスト的にも高く、これを最小4個必要とする従来の回
路では、正逆転制御回路としてコ、ストが高いものとな
つてしまう等の欠点を有している。
Furthermore, at present, transistors that can flow large currents are expensive, and conventional circuits that require a minimum of four transistors have drawbacks such as high cost and cost as forward/reverse control circuits. have.

本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、以下
本発明の一実施例を第2図を参照して説明する。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 2.

図において11は直流電源、12、13クはNPNトラ
ンジスターで、コレクターがプラス側電源に接続されて
エミッターフォロワーとなつており、そのベース回路に
はそれぞれ抵抗器14とコンデンサー15及び抵抗器1
6とコンデンサー17の直列回路がベースとマイナス側
電源間に5接続されている。このNPNトランジスター
12、13のベースには、ドライブ用のPNPトランジ
スター18、19のコレクターがそれぞれ接続されてお
り、同トランジスター18,19のエミツタ一はプラス
側電源に接続されている。20,21はサイリスターで
、抵抗器22,23がそれぞれのサイリスター20,2
1のアノードとカソード間に並列に接続されており、N
PNトランジスター12,13のそれぞれのエミツタ一
とマイナス側電源間に接続されている。
In the figure, 11 is a DC power supply, 12 and 13 are NPN transistors, and the collector is connected to the positive power supply to form an emitter follower.The base circuit includes a resistor 14, a capacitor 15, and a resistor 1, respectively.
A series circuit of 6 and a capacitor 17 is connected between the base and the negative power supply. The bases of the NPN transistors 12 and 13 are connected to the collectors of drive PNP transistors 18 and 19, respectively, and the emitters of the transistors 18 and 19 are connected to the positive power supply. 20 and 21 are thyristors, and resistors 22 and 23 are connected to the thyristors 20 and 2, respectively.
1 is connected in parallel between the anode and cathode of N
It is connected between the emitters of each of the PN transistors 12 and 13 and the negative power supply.

ここで、NPNトランジスター12とサイリスター20
と抵抗器22の並列回路の接続点をP1、トランジスタ
ー13とサイリスター21と抵抗器23の並列回路の接
続点をP2とし直流電動機24が接続される。次に動作
を説明する。
Here, NPN transistor 12 and thyristor 20
A DC motor 24 is connected with the connection point of the parallel circuit of the transistor 13, the thyristor 21, and the resistor 23 as P1, and the connection point of the parallel circuit of the transistor 13, the thyristor 21, and the resistor 23 as P2. Next, the operation will be explained.

今、PNPトランジスター18のベース、及びサイリス
ター21のゲートに電流を流してオンとすると、直流電
動機24にP1からP2へ電流が流れて正回転し、逆に
PNPトランジスター19のベース及びサイリスター2
0のゲートに電流を流してオンとすると、直流電動機2
4にP2からP1へ電流が流れて逆回転をすることにな
る。 ;ここでのサイ
リスター20及び21のターンオフは、それぞれNPN
トランジスター13及び12によつており、NPNトラ
ンジスターのベース電流をオン、オフする事により可能
で、今、PNPトランジスター18にベース電流が流さ
れ虹オンとなつてサイリスター21のゲートがトリガさ
れてオンとなつている状態を考えると、直流電動機24
はP1からP,へ電流が流れて正回転する事になる。こ
の状態ではコンデンサー15は抵抗器14を通してほぼ
直流電源電圧にまで充電され町ている。ここでの抵抗器
14の目的はコンヂンサー15への充電電源を押さえる
ためのものである。次にPNPトランジスター18のベ
ース電流を遮断してオフとすると、NPNトランジスタ
ー142のベース電流はコンデンサー15に充電された
電荷により供給され、そのベース電位はコンデンサー1
5の放電に伴なつて徐々に低下し、ある時点でNPNト
ランジスター12はオフとなつて直流電動機24の運転
電流、即ちサイリスター21のアノード電流が遮断され
る事になる。
Now, when a current is applied to the base of the PNP transistor 18 and the gate of the thyristor 21 to turn it on, a current flows to the DC motor 24 from P1 to P2, causing it to rotate forward, and vice versa.
When a current is applied to the gate of 0 to turn it on, DC motor 2
4, current flows from P2 to P1, causing reverse rotation. ;The turn-off of thyristors 20 and 21 here is NPN, respectively.
It depends on transistors 13 and 12, and it is possible to turn on and off the base current of the NPN transistor.Now, the base current is passed through the PNP transistor 18, turning on the rainbow, triggering the gate of the thyristor 21, and turning it on. Considering the current state, the DC motor 24
Current flows from P1 to P, causing forward rotation. In this state, the capacitor 15 is charged to approximately the DC power supply voltage through the resistor 14. The purpose of the resistor 14 here is to suppress the charging power to the capacitor 15. Next, when the base current of the PNP transistor 18 is cut off and turned off, the base current of the NPN transistor 142 is supplied by the charge charged in the capacitor 15, and its base potential is the same as that of the capacitor 1.
5 gradually decreases, and at a certain point, the NPN transistor 12 is turned off, and the operating current of the DC motor 24, that is, the anode current of the thyristor 21, is cut off.

これと同時に抵抗器22及び23により、NPNトラン
ジスター12がオフとなつても直流電動機24の誘起電
圧を利用して、サイリスター21のアノード・カソード
間に逆方向の電圧をかかるようにしてやり、サイリスタ
ー21のターンオフをより容易にするものである。ここ
で、コンデンサ15の放電によりNPNトランジスター
12かPNPトランジスター18がオフとなつても急激
に遮断しないようにしているが、これは直流電動機24
のインダクタンスLによる電流遮断時のサージ電圧E=
−Ldi/Dtを押さえ、トランジスター及びサイリス
ターの最大定格を越さないようにするためのものである
At the same time, resistors 22 and 23 are used to apply a voltage in the opposite direction between the anode and cathode of thyristor 21 using the induced voltage of DC motor 24 even when NPN transistor 12 is turned off. This makes the turn-off easier. Here, even if the NPN transistor 12 or the PNP transistor 18 is turned off due to the discharge of the capacitor 15, the DC motor 24 is prevented from being cut off suddenly.
Surge voltage E when current is interrupted due to inductance L of
- This is to suppress Ldi/Dt so as not to exceed the maximum ratings of transistors and thyristors.

PNPトランジスター18をオンからオフにした時の前
述の様子は第3図のようになる。ここでの波形はaとb
とe以外は電源のマイナス側を共通端子としてみた場合
の電圧波形で横軸に時間をとつている。aはPNPトラ
ンジスタ18へのベース電流、bはサイリスター12へ
のゲートトリガ電流、Cはコンデンサー15の端子電圧
、dはNPNトランジスター12のベース電圧、P1は
NPNトランジスター12のエミツタ一電圧、即ち出力
端子P1の電圧、P2はサイリスター21のアノード電
圧即ち出力端子P2の電圧、eはサイリスター21のア
ノード電流を表わす。図から明らかな如くU点にてPN
Pトランジスター18にベース電流を流すと同時にサイ
リスター21をゲートトリガし、V点にて同トランジス
ターのベース電流を遮断する。
The situation described above when the PNP transistor 18 is turned from on to off is as shown in FIG. The waveforms here are a and b
The voltage waveforms other than and e are when the negative side of the power supply is viewed as a common terminal, and time is plotted on the horizontal axis. a is the base current to the PNP transistor 18, b is the gate trigger current to the thyristor 12, C is the terminal voltage of the capacitor 15, d is the base voltage of the NPN transistor 12, P1 is the emitter voltage of the NPN transistor 12, that is, the output terminal The voltage of P1, P2 is the anode voltage of the thyristor 21, that is, the voltage of the output terminal P2, and e is the anode current of the thyristor 21. As is clear from the figure, PN at point U
At the same time as the base current flows through the P transistor 18, the thyristor 21 is gate triggered, and the base current of the transistor is cut off at the V point.

W点はコンデンサー15の充電電位がNPNトランジス
ター12のベース電流のため放電により低下し、同トラ
ンジスターのエミツタ一電流がゼロとなつた位置、X点
はサイリスター21がターンオフを完了した位置、Y点
は電機子電流がトランジスターにより遮断された後、慣
性によつて回転していた直流電動機が停止し、その誘起
電圧がゼロとなつた位置を表わす。ここで抵抗器22と
23の抵抗値を同値とすれば、サイリスター21のアノ
ード・カソード間に加わる逆電圧は1/2に分割されて
直流電動機の誘起電圧の半分の電圧が加わることになる
Point W is the position where the charging potential of the capacitor 15 is lowered due to discharge due to the base current of the NPN transistor 12, and the emitter current of the transistor becomes zero, point X is the position where the thyristor 21 has completed turn-off, and point Y is the position. This represents the position where the DC motor, which had been rotating due to inertia, stops after the armature current is cut off by the transistor, and its induced voltage becomes zero. If the resistance values of the resistors 22 and 23 are the same, the reverse voltage applied between the anode and cathode of the thyristor 21 will be divided in half, and a voltage that is half the induced voltage of the DC motor will be applied.

また、W点からx点迄の時間TOffがサイリスター2
1のターンオフ時間となる。以上直流電動機24を正回
転させる場合について説明したが、逆回転の場合は、各
素子即ちNPNトランジスター12、PNPトランジス
ター18、サイリスター21.抵抗器14、コンデンサ
一15をそれぞNPNトランジスター13、PNPトラ
ンジスター19、サイリスター20、抵抗器16、コン
デンサー17に対応させれば良く、動作は全く同じであ
る。
Also, the time Toff from point W to point x is thyristor 2
The turn-off time is 1. The case where the DC motor 24 is rotated in the forward direction has been described above, but in the case of reverse rotation, each element, that is, the NPN transistor 12, the PNP transistor 18, the thyristor 21. The resistor 14 and capacitor 15 can be made to correspond to the NPN transistor 13, PNP transistor 19, thyristor 20, resistor 16, and capacitor 17, respectively, and the operations are exactly the same.

また正逆転を切り換える場合には、従来の全トランジス
ターブリツジによる場合と同様にタイミングをとる必要
があり、今の場合、第3図においてV点からx点に相当
する時間、次の正逆転切換の信号を加わらないようにし
てやる必要があり、またPNPトランジスターのベース
電流を矩形波状にすれば従来のトランジスターブリツジ
同様パルス幅変調による直流電動機の制御が可能である
In addition, when switching between forward and reverse, it is necessary to set the timing in the same way as in the case of a conventional all-transistor bridge. If the base current of the PNP transistor is made into a rectangular waveform, it is possible to control a DC motor by pulse width modulation, similar to the conventional transistor bridge.

以上の構成において、注意すべき点としては、直流電動
機の電流遮断時にサージ電圧を押さえるため電流を急激
に遮断しないように徐々に遮断するようにするため、制
御用のトランジスターを遮断動作時に能動領域を使用し
ており、この状態でトランジスターが二次降伏を起さな
いように動作点、及びトランジスターの種類を選ぶ必要
がある。
In the above configuration, it should be noted that when cutting off the current of the DC motor, in order to suppress the surge voltage and to gradually cut off the current so as not to cut it off suddenly, the control transistor is set in the active region during the cutoff operation. The operating point and type of transistor must be selected so that secondary breakdown does not occur in the transistor in this state.

以上の説明から明らかなように本発明の正逆転制御回路
は、直流電動機運転時に電源と直流電動機間に入る素子
を従来のトランジスターブリツジの場合の2個のトラン
ジスタに代えてトランジスター1個とサイリスター1個
としたことにより、特に低電圧、大電流の直流電動機が
負荷の場合は、ダーリントン接続したトランジスターが
必要となるが、ダーリントン接続部は1箇所となるため
、従来に比べ総合した飽和電圧を低くすることができ、
電源の利用率の点で有利で、制御回路よりの発熱を小さ
くすることができる。
As is clear from the above description, the forward/reverse control circuit of the present invention uses one transistor and a thyristor as the elements inserted between the power supply and the DC motor during operation of the DC motor, instead of two transistors in the case of a conventional transistor bridge. By reducing the number to one, a Darlington-connected transistor is required, especially when the load is a low-voltage, high-current DC motor, but since there is only one Darlington connection, the overall saturation voltage is lower than before. can be lowered,
This is advantageous in terms of the utilization rate of the power supply, and the heat generated by the control circuit can be reduced.

また高価な大電流用トランジスターを比較的安価なサイ
リスターとするので、大幅なコストダウンを図ることが
できるなどすぐれた効果を奏する。
In addition, since the expensive large current transistor is replaced with a relatively inexpensive thyristor, excellent effects such as a significant cost reduction can be achieved.

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

第1図は従来のトランジスターブリツヂによる直流電動
機の正逆転制御回路図、第2図は本発明の直流電動機の
正逆転制御回路の一実施例を示す回路図、第3図は第2
図の回路における各部の電流、電圧波形図である。 12,13・・・・・・トランジスター 15,17・
・・・・・コンデンサー、20,21・・・・・・サイ
リスター22,23・・・・・・抵抗器、24・・・・
・・直流電動機。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a forward/reverse control circuit for a DC motor using a conventional transistor bridge, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the forward/reverse control circuit for a DC motor according to the present invention, and FIG.
3 is a current and voltage waveform diagram of each part in the circuit shown in the figure. FIG. 12, 13...Transistor 15, 17.
...Capacitor, 20,21...Thyristor 22,23...Resistor, 24...
...DC motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エミッターフォロワー接続としたトランジスターの
ベースにベースドライブ電流が遮断された後も放電電流
によつてベース電流を供給するコンデンサーを接続する
とともに、前記トランジスターのエミッターと他方の電
源間にサイリスターと抵抗器との並列回路を接続した複
合回路を一対備え、前記トランジスターのエミッターと
サイリスターの接続点を出力端子として直流電動機を接
続してなる直流電動機の正逆転制御回路。
1. A capacitor is connected to the base of the transistor connected as an emitter follower to supply the base current by discharge current even after the base drive current is cut off, and a thyristor and a resistor are connected between the emitter of the transistor and the other power supply. A forward/reverse control circuit for a direct current motor, comprising a pair of composite circuits in which parallel circuits of the above are connected, and a direct current motor is connected using the connection point between the emitter of the transistor and the thyristor as an output terminal.
JP461478A 1978-01-18 1978-01-18 Direct current motor forward/reverse control circuit Expired JPS5953792B2 (en)

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JP461478A JPS5953792B2 (en) 1978-01-18 1978-01-18 Direct current motor forward/reverse control circuit

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Publication Number Publication Date
JPS5497724A JPS5497724A (en) 1979-08-02
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ID=11588924

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5497724A (en) 1979-08-02

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