JP3355687B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低い電源電圧で駆動され
るモータや、モータ用巻線の抵抗成分が大きいモータを
駆動するのに適したモータ駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータの回転数の制御や負荷特性
を改善するために、必要なトルクに応じた電圧を加えて
電流に変換しモータに供給するモータ駆動装置が利用さ
れるようになってきた。

【０００３】以下に、三相半波モータを用いた従来例の
モータ駆動装置について説明する。

【０００４】図４は従来のモータ駆動装置の構成図であ
り、１は比較器、２は通電切替回路、３〜５はホール素
子などのモータの位置検出素子、６は電流検出抵抗、７
は電源電圧端子、８はトルク指令入力端子、９〜１１は
モータ用巻線、１２〜１４は出力トランジスタである。

【０００５】図６は従来例の三相半波モータ駆動装置の
各点における信号波形図である。

【０００６】まず、モータ用巻線に流す所望電流に応じ
た電圧がトルク指令入力端子８から入力され、比較器１
の非反転入力端を電圧設定する。次に、通電切替回路２
はホール素子３〜５の信号Ｈ_U ，Ｈ_V ，Ｈ_W に応じて比
較器１の出力を切り替えて、出力トランジスタ１２〜１
４のベースに駆動信号Ｕd，Ｖd，Ｗdを出力し、出力ト
ランジスタ１２〜１４を駆動する。そして、巻線９〜１
１と、電流検出抵抗６とに電流を流す。その電流はたと
えば巻線電流Ｉ_U ，Ｉ_V ，Ｉ_W という順序で切り替わっ
ていく。電流検出抵抗６に流れる電流Ｉ_RCS は、巻線電
流Ｉ_U ，Ｉ_V ，Ｉ_W を加算した合成電流になる。検出抵
抗６の両端子間には、電流Ｉ_RCS に応じた電流検出電圧
が発生し、その電流検出電圧を比較器１に負帰還する。
比較器１は、入力電圧と電流検出電圧とを比較して、両
者が等しくなるように出力トランジスタ１２〜１４を駆
動する。このことにより、トルク指令の入力電圧に応じ
た電流が巻線９〜１１を流れることになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、電流検出抵抗６に発生する電流検出電圧
があるために、電源電圧が一定すると、巻線９〜１１で
使用できる有効な負荷電圧が、電流検出抵抗６に発生す
る電流検出電圧分損なわれるという問題点を有してい
た。このことは、近年、ヘッドホーンステレオやフロッ
ピーディスク装置等を駆動するモータの小型化、低電圧
化が図られており、巻線を細くして小型化したモータ
や、低電源電圧で駆動するモータであっても、十分な大
きさのトルクの得られるモータ駆動装置が望まれてい
た。

【０００８】また、電流検出抵抗６は通常１Ω程度とか
なり小さく、しかもそれには高い精度が要求される。半
導体集積回路内に集積化する場合、配線パターンの配線
抵抗成分が電流検出抵抗６の大きさに比べて無視でき
ず、太くて短い配線で結線しなければならないという制
約があった。また、電流検出抵抗６の抵抗値が小さすぎ
て、抵抗の面積が広くなり、そのため半導体集積回路の
集積度が悪化してしまうなどの問題点があった。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電源電圧が低い場合や、モータ用巻線の抵抗成分が
大きいモータに適したモータ駆動装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のモータ駆動装置は、モータ用巻線を駆動す
る出力トランジスタと、前記出力トランジスタと並列に
動作するセンサー用トランジスタと、前記センサー用ト
ランジスタと同一の極性を有し、前記センサー用トラン
ジスタの出力にエミッタを接続した第１のトランジスタ
と、前記第１のトランジスタと逆の極性を有し、前記出
力トランジスタの出力電圧をベース入力とし、エミッタ
出力に前記第１のトランジスタのベースを接続したエミ
ッタフォロア用の第２のトランジスタと、前記第１のト
ランジスタと同一の極性を有し、自身のコレクタ・エミ
ッタ間が前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ
間と並列に接続された第３のトランジスタと、前記第１
のトランジスタと逆の極性を有し、基準電圧回路がベー
ス入力に接続され、エミッタ出力に前記第３のトランジ
スタのベースを接続したエミッタフォロア用の第４のト
ランジスタとを具備し、前記第１または第３のトランジ
スタのコレクタ電流が検出電流として与えられる電流検
出抵抗の電圧降下を比較器で検出し、その比較器の出力
に応じた制御電圧を前記出力トランジスタ及び前記セン
サー用トランジスタの制御端子に与えると共に、前記基
準電圧回路の出力電圧を前記センサー用トランジスタが
飽和しない電圧に設定する構成を有している。

【００１１】第２の発明のモータ駆動装置は、複数相の
モータ用巻線を駆動するためのモータ駆動装置であっ
て、前記複数相の相電流のうち一つを駆動する出力トラ
ンジス タと、前記出力トランジスタと並列に動作するセ
ンサー用トランジスタと、前記センサー用トランジスタ
と同一の極性を有し、前記センサー用トランジスタの出
力にエミッタを接続した第１のトランジスタと、前記第
１のトランジスタと逆の極性を有し、前記出力トランジ
スタの出力電圧をベース入力とし、エミッタ出力に前記
第１のトランジスタのベースを接続したエミッタフォロ
ア用の第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタ
と同一の極性を有し、自身のコレクタ・エミッタ間が前
記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間と並列に
接続された第３のトランジスタと、前記第１のトランジ
スタと逆の極性を有し、基準電圧回路がベース入力に接
続され、エミッタ出力に前記第３のトランジスタのベー
スを接続したエミッタフォロア用の第４のトランジスタ
と、前記第１または第３のトランジスタのコレクタ電流
を検出電流として出力する構成とを各相毎に具備し、前
記各相の検出電流を合成した電流が与えられる電流検出
抵抗の電圧降下を比較器で検出し、その比較器の出力に
応じた制御電圧を前記出力トランジスタ及び前記センサ
ー用トランジスタの制御端子に与えると共に、前記基準
電圧回路の出力電圧を前記センサー用トランジスタが飽
和しない電圧に設定する構成を有している。

【００１２】

【作用】この構成によって、相電流を検出するために設
ける電流検出抵抗を、出力トランジスタと並列に動作す
るセンサー用トランジスタのコレクタ回路に挿入できる
ため、電流検出電圧降下分がモータ用巻線の印加電圧を
制限する要因とはならないことから、モータ巻線により
多くの電圧を印加することができる。このため、同じ値
の巻線抵抗であるならば、電流を多く流せるのでモータ
のトルクを高めることができ、巻線を細くしてモータを
小型化することができる。

【００１３】また、出力トランジスタとセンサー用トラ
ンジスタとのミラー比を大きくすると、電流検出抵抗を
数百Ωから数ｋΩの抵抗値とすることもできるため、電
流検出抵抗を半導体集積回路内に内蔵することも可能と
なる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例における三相半波
モータを駆動するモータ駆動装置を示す。図１におい
て、１は比較器、２は通電切替回路、３〜５はモータの
回転子の回転によって発生する回転磁界を検出するため
のホール素子である。６はモータ用巻線の電流に対応し
た電圧降下を発生する電流検出抵抗、７は電源電圧端
子、８はトルク指令入力端子、９〜１１はモータ用巻
線、１２〜１４はコレクタに接続された巻線９〜１１を
各々電流駆動する出力トランジスタ、１８〜２０はベー
ス・エミッタ間が出力トランジスタ１２〜１４のベース
・エミッタ間と各々共通接続されたセンサー用トランジ
スタ、８０は基準電圧回路、８１〜８３は電圧設定回路
である。

【００１６】比較器１は、モータ用巻線に流す所望の電
流に対応した設定電圧がトルク指令入力端子８から反転
入力端に与えられる一方、非反転入力端に電流検出抵抗
６で発生した電圧降下分が与えられ、それらを比較増幅
した誤差信号を出力する。

【００１７】ホール素子３〜５は、モータの回転軸に対
して電気角で互いに１２０度の位置に配置され、モータ
の回転磁界を検知して、ホール信号を出力する。

【００１８】通電切替回路２は、モータの回転磁界の変
化を検知したホール信号に応じて、巻線９〜１１の各相
ごとに誤差信号を切替え、出力トランジスタ１２〜１４
の各ベースに１２０度の通電角で切替えられた誤差信号
を与える。

【００１９】出力トランジスタ１２〜１４は、各コレク
タに各々巻線９〜１１が接続され、通電切替回路２の出
力信号で１２０度の通電角ごとに順次導通する。

【００２０】センサー用トランジスタ１８〜２０は、そ
れぞれのベース、エミッタが出力トランジスタ１２〜１
４の各ベース、エミッタに接続されており、出力トラン
ジスタ１２〜１４のコレクタ電流と所定比のコレクタ電
流で導通する。各コレクタはそれぞれ電圧設定回路８１
〜８３に接続されており、各コレクタ電流はそれらの電
圧設定回路８１〜８３を介して共通接続点で合成され電
流検出抵抗６に供給される。それらの電圧設定回路８１
〜８３は、一方の入力端が出力トランジスタ１２〜１４
の各コレクタに接続され、他方の入力端が基準電圧回路
８０に接続されている。

【００２１】ここで、図２は電圧設定回路８１およびそ
の周辺回路の回路構成図であり、この図２を用いて、出
力用トランジスタ１２とセンサー用トランジスタ１８の
電流が精度良く所定比となることについて詳しく説明す
る。

【００２２】図２において、破線で示す８１は電圧設定
回路であり、その電圧設定回路８１は、センサー用トラ
ンジスタ１８のコレクタにエミッタを接続したＮＰＮト
ランジスタ（第１のトランジスタ）２５３およびＮＰＮ
トランジスタ（第３のトランジスタ）２５２と、出力ト
ランジスタのコレクタにベースを接続したエミッタフォ
ロア用のＰＮＰトランジスタ（第２のトランジスタ）２
６１と、基準電圧回路８０にベースを接続したエミッタ
フォロア用のＰＮＰトランジスタ（第４のトランジス
タ）２５１とによって構成され、ＮＰＮトランジスタ２
５２，２５３のコレクタは互いに共通接続されて電流検
出抵抗６に接続されている。なお、２５０および２６０
は電流源である。

【００２３】一般的に、ベースを共通接続して並列に動
作するトランジスタは、アーリー効果により、コレクタ
・エミッタ間電圧の大きさに依存して動作電流が変動す
る。例えば、出力トランジスタ１２のコレクタ電流をＩ
_C1 、センサー用トランジスタ１８のコレクタ電流を
Ｉ _C2 、出力トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を
Ｖ _CE1 、センサー用トランジスタのコレクタ・エミッタ
間電圧をＶ _CE2 、トランジスタ間の所定の電流比をＫ、
トランジスタのアーリー電圧をＶ _A とすると、アーリー
効果を考慮したＩ _C1 とＩ _C2 の電流比は、次式（１）で
表せる。

【００２４】 Ｉ_C1／Ｉ_C2＝Ｋ（Ｖ_CE1 −Ｖ_A ）／（Ｖ_CE2 −Ｖ_A ） …… （１） そこで、図２に示すように、出力トランジスタ１２のコ
レクタ電圧を、電流源２６０およびトランジスタ２６１
で構成されたエミッタフォロア回路を介して、電圧設定
回路８１中のトランジスタ２５３のベースに与えること
により、センサー用トランジスタ１８のコレクタ電圧を
出力トランジスタ１２のコレクタ電圧に一致させる。そ
れにより、（１）式においてＶ_CE1 ，Ｖ_CE2 が一致する
ため、出力トランジスタ１２とセンサー用トランジスタ
１８のコレクタ電流比（Ｉ _C1 ／Ｉ _C2 ）は、コレクタ・エ
ミッタ間電圧に依存せずに所定の電流比Ｋとなる。

【００２５】しかし、センサー用トランジスタ１８が飽
和状態になると、所定の電流比Ｋを保って正確に電流を
検出することができなくなる。そこで、基準電圧回路８
０の出力電圧（基準電圧）をセンサー用トランジスタが
飽和しない電圧に設定する。すると、トランジスタ２５
１，２５２の働きにより、センサー用トランジスタ１８
のコレクタ電圧が基準電圧以下にならないように制限さ
れ、所定の電流比Ｋを保って正確に電流を検出できる。
なお、他の電圧設定回路８２，８３でも同様の働きをす
る。

【００２６】以上のように、第１の実施例のモータ駆動
装置は、比較器１、通電切替回路２、センサー用トラン
ジスタ１８〜２０、および電流検出抵抗６で帰還ループ
を構成し、各巻線９〜１１に流れる電流に対応した電圧
降下を電流検出抵抗６の端子間に発生させ、その端子間
電圧を比較器１の非反転入力端子に印加して、負帰還す
るように構成したものである。

【００２７】このように構成された第１の実施例のモー
タ駆動装置の動作について、以下説明する。各点におけ
る信号波形は、図６に示した従来例の信号波形とほぼ同
じになるので、それについては図６を参照する。

【００２８】まず、モータ用巻線に流す所望の電流に応
じた入力電圧をトルク指令入力端子８から比較器１の反
転入力端に印加すると、比較器１はその電圧を増幅して
出力する。次に、通電切替回路２はホール素子３〜５で
得られたホール素子信号Ｈ_U，Ｈ_V ，Ｈ_W に応じて比較
器１の出力を切り替えて、出力トランジスタ１２〜１４
に駆動信号Ｕd，Ｖd，Ｗdを与える。そして、出力トラ
ンジスタ１２〜１４は、駆動信号Ｕd，Ｖd，Ｗdに応じ
て導通し、モータ用巻線９〜１１に巻線電流Ｉ_U，
Ｉ_V ，Ｉ_W を供給する。その電流は、例えば巻線電流Ｉ
_U からＩ_V ，Ｉ_W という順序で切り替わっていく。

【００２９】また、センサー用トランジスタ１８〜２０
は出力トランジスタ１２〜１４と並列に動作しているの
で、巻線電流（相電流）Ｉ_U ，Ｉ_V ，Ｉ_W に比例した電
流Ｉ_RCS を電流検出抵抗６に流す。電流検出抵抗６は電
流に応じて電流検出電圧を発生し、その電流検出電圧を
比較器１の入力側に帰還する。比較器１は、トルク指令
入力端子８の入力電圧と電流検出電圧とを比較して、両
者が等しくなるように出力トランジスタ１２〜１４を駆
動する。このことにより、入力電圧に応じた電流がモー
タ用巻線９〜１１を流れることになる。

【００３０】以上のように第１の実施例によれば、三相
半波モータのモータ用巻線９〜１１を１２０度の通電角
を持って順次通電させ、三相のモータ用巻線間における
駆動電流の均一化が図れる。しかも、出力トランジスタ
１２〜１４と並列に動作するセンサー用トランジスタ１
８〜２０のコレクタ回路に設けられた電流検出抵抗６で
電流検出することから、モータ用巻線９〜１１に流す電
流経路はモータ用巻線と出力トランジスタのみの直列回
路で形成され、電源電圧に対するモータ用巻線の印加電
圧の割合を大きくし、電源利用効率を高めることがで
き、低い電源電圧で動作する三相半波のモータ駆動装置
を実現できる。また、同じ電源電圧で駆動するのであれ
ば、モータ用巻線を細くしてモータを小型化することが
でき、同じ抵抗値のモータ用巻線を使用するのであれ
ば、大きな電流を流せる分だけモータのトルクを高める
ことができる。

【００３１】従来例のようにモータ用巻線の電流経路内
に電流検出抵抗６を設ける場合には、電流検出抵抗６を
１Ω前後の小さな抵抗値にする必要があった。しかし、
第１の実施例では、出力トランジスタとセンサー用トラ
ンジスタとの電流比を大きく設定することによって、そ
の電流検出抵抗を数百Ωから数ｋΩの大きめの抵抗値に
して、半導体集積回路装置内に電流検出抵抗を作り込む
ことが可能になる。また、従来例では電流検出抵抗を接
続するための半導体集積回路装置の外部端子を必要とし
たが、第１の実施例では電流検出抵抗用の外部端子を設
ける必要がなくなり、外部端子を１個削減できることか
ら、モータ駆動装置を内蔵した半導体集積回路の小型化
と、外付部品の削減を可能にする。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例における、三
相全波モータを駆動するモータ駆動装置について、図３
を用いて説明する。

【００３３】図３において、１は比較器、２は通電切替
回路、３〜５はモータの回転子の回転によって発生する
回転磁界を検出するためのホール素子、６はモータ用巻
線の電流に対応した電圧降下を発生する電流検出抵抗、
７は電源電圧端子、８はトルク指令入力端子、９〜１１
はモータ用巻線、１２〜１７は出力トランジスタであ
る。１８〜２０はベース・エミッタ間が出力トランジス
タ１２〜１４のベース・エミッタ間と各々共通接続さ
れ、出力トランジスタ１２〜１４と並列に動作するセン
サー用トランジスタである。

【００３４】この第２の実施例のように、モータ用巻線
９〜１１をリング状に接続した三相モータの場合、その
結成方法はデルタ結線と呼ばれ、低い電源電圧での使用
に有効である。そして、通電切替回路２に関連する回路
動作は異なるが、電圧設定回路８１〜８３は上述した第
１の実施例と同様に機能する。

【００３５】以下、第２の実施例に係るモータ駆動装置
の動作について、以下に説明する。図５は図３に示す三
相全波モータ駆動装置の各点の信号波形図である。

【００３６】まず、モータ用巻線に流す所望の電流に応
じた電圧を、トルク指令入力端子８から比較器１の反転
入力端子に印加すると、比較器１はその電圧を増幅して
出力する。次に、通電切替回路２はホール素子３〜５で
得られたホール素子信号Ｈ_U，Ｈ_V ，Ｈ_W に応じて比較
器１の出力を切り替えて、出力トランジスタ１２〜１７
に駆動信号Ｕu，Ｕd，Ｖu，Ｖd，Ｗu，Ｗdを与える。そ
して、出力トランジスタ１２〜１７は駆動信号Ｕu，Ｕ
d，Ｖu，Ｖd，Ｗu，Ｗdに応じて導通し、巻線９〜１１
に相電流Ｉ_U ，Ｉ_V ，Ｉ_W を供給する。それらの相電流
は、例えばＩ _U からＩ _V ，Ｉ _W という順序で切り替わっ
ていく。

【００３７】また、センサー用トランジスタ１８〜２０
は出力トランジスタ１２〜１４と並列に動作しているの
で、モータ用巻線９〜１１を流れる相電流に比例した電
流Ｉ_RCS を電流検出抵抗６に流す。電流検出抵抗６は電
流に応じて電流検出電圧を発生し、その電流検出電圧を
比較器１の入力側に帰還する。比較器１は、入力電圧と
電流検出電圧とを比較して、両者が等しくなるように出
力トランジスタ１２〜１７を駆動する。このことによ
り、入力電圧に応じた電流がモータ用巻線９〜１１を流
れることになる。

【００３８】以上のように第２の実施例のモータ駆動装
置によれば、三相全波モータのモータ用巻線９〜１１を
１２０度の通電角を持って順次通電させ、三相のモータ
用巻線間における駆動電流の均一化が図れる。しかも、
出力トランジスタ１２〜１４と並列に動作するセンサー
用トランジスタ１８〜２０のコレクタ回路に設けられた
電流検出抵抗６で電流検出することから、モータ用巻線
９〜１１に流す電流経路はモータ用巻線と出力トランジ
スタのみの直列回路で形成され、電源電圧に対するモー
タ用巻線の印加電圧の割合を大きくして、電源利用効率
を高めることができ、低い電源電圧で動作する三相全波
のモータ駆動装置を実現できる。

【００３９】図７は本発明の第３の実施例における三相
全波モータを駆動するモータ駆動装置の構成を示すもの
である。図７において、１は比較器、２は通電切替回
路、３〜５は回転磁界を検出するためのホール素子、６
は電流検出抵抗、７は電源電圧端子、８はトルク指令入
力端子、９〜１１はモータ用巻線、１２〜１７は出力ト
ランジスタである。１８〜２０はベース・エミッタ間が
出力トランジスタ１２〜１４のベース・エミッタ間と各
々が共通に接続されたセンサー用トランジスタである。

【００４０】図７に示す第３の実施例は、図３に示した
第２の実施例とほぼ同じであり、出力トランジスタ１２
〜１７とセンサー用トランジスタ１８〜２０を、第２の
実施例と逆極性のトランジスタで構成し、モータ用巻線
９〜１１の接続をＹ結線とした点で異なり、最もよく用
いられるものである。以下、この第３の実施例を、トラ
ンジスタの極性を変えたときの構成例としてとり上げ
る。

【００４１】比較器１は、反転入力端にはモータ用巻線
に流す所望の電流に対応した設定電圧がトルク指令入力
端子８から与えられ、非反転入力端には電流検出抵抗６
の電圧降下分が与えられ、それらを比較増幅した誤差信
号を出力する。

【００４２】ホール素子３〜５は、モータの回転軸に対
して電気角で互いに１２０度の位置に配置されており、
モータの回転磁界を検出して、出力信号を発生する。

【００４３】通電切替回路２は、モータの回転磁界の変
化を検知したホール信号に応じて、モータ用巻線９〜１
１の各相ごとに誤差信号を切替え、出力トランジスタ１
２〜１７の各ベースに１２０度の通電角で切替えられた
誤差信号を与える。

【００４４】出力トランジスタ１２〜１７は、各コレク
タに各々モータ用巻線９〜１１が接続されており、通電
切替回路２の出力信号で１２０度の通電角ごとに順次導
通する。

【００４５】センサー用トランジスタ１８〜２０は、各
ベース・エミッタ間が出力トランジスタ１２〜１４の各
ベース・エミッタ間と各々共通に接続されており、出力
トランジスタ１２〜１４のコレクタ電流と所定比のコレ
クタ電流で導通する。各コレクタは各々電圧設定回路８
１〜８３に接続されており、各コレクタ電流はそれらの
電圧設定回路８１〜８３を介して共通接続点で合成され
電流検出抵抗６に供給 される。それらの電圧設定回路８
１〜８３は、一方の入力端が出力トランジスタ１２〜１
４の各コレクタに接続され、他方の入力端が基準電圧回
路８０に接続されている。

【００４６】このように構成された第３の実施例の動作
について、以下に説明する。各点における信号波形は図
５の信号波形とほぼ同じになるので、以下の説明では図
５を参照する。

【００４７】まず、モータ用巻線に流す所望の電流に応
じた入力電圧を、トルク指令入力端子８から比較器１の
反転入力端に印加すると、比較器１はその入力電圧を増
幅して出力する。次に、通電切替回路２はホール素子３
〜５で得られたホール素子信号Ｈ_U ，Ｈ_V ，Ｈ_W に応じ
て比較器１の出力を切り替え、出力トランジスタ１２〜
１７に駆動信号Ｕu，Ｕd，Ｖu，Ｖd，Ｗu，Ｗdを与え
る。そして、出力トランジスタ１２〜１７は駆動信号Ｕ
u，Ｕd，Ｖu，Ｖd，Ｗu，Ｗdに応じて導通し、モータ用
巻線９〜１１に巻線電流Ｉ_U ，Ｉ_V ，Ｉ_W を順次供給す
る。

【００４８】また、センサー用トランジスタ１８〜２０
は出力トランジスタ１２〜１４と並列に動作しているの
で、モータ用巻線９〜１１に流れる相電流Ｉ _U ，Ｉ _V ，
Ｉ _W に比例した電流Ｉ_RCS を電流検出抵抗６に流す。電
流検出抵抗６は電流Ｉ _RCS に応じて電流検出電圧を発生
し、その電流検出電圧を比較器１の入力側に帰還する。
比較器１は、入力電圧と電流検出電圧とを比較して、両
者が等しくなるように出力トランジスタ１２〜１７を駆
動する。このことにより、入力電圧に応じた相電流がモ
ータ用巻線９〜１１を流れることになる。

【００４９】ここで、図８は電圧設定回路８１およびそ
の周辺回路の構成図であり、この図８を用いて、出力用
のＰＮＰトランジスタ１２とセンサー用のＰＮＰトラン
ジスタ１８の電流比を精度よくすることについて説明す
る。

【００５０】図８において、８１は電圧設定回路であ
り、一方のエミッタフォロア回路を構 成するＮＰＮトラ
ンジスタ２６１のベース入力は出力トランジスタ１２の
コレクタに接続され、他方のエミッタフォロア回路を構
成するＮＰＮトランジスタ２５１のベース入力は基準電
圧回路８０に接続され、ＰＮＰ型のトランジスタ２５
２，２５３のエミッタ共通接続点はセンサー用のＰＮＰ
トランジスタ１８のコレクタに接続され、コレクタ共通
接続点は電流検出抵抗６に接続されている。

【００５１】ここでも、トランジスタのアーリー効果の
影響を削減するため、電流源２６０およびトランジスタ
２６１で構成されたエミッタフォロア回路を出力トラン
ジスタ１２のコレクタに接続し、トランジスタ２６１の
エミッタ出力にベースを接続したトランジスタ２５３の
エミッタ電位をセンサー用トランジスタ１８のコレクタ
に与えることにより、センサー用トランジスタ１８のコ
レクタ電圧を出力トランジスタ１２のコレクタ電圧に一
致させる。

【００５２】すると、前述の（１）式において、出力ト
ランジスタ１２の動作電圧Ｖ_CE1 ，とセンサー用トラン
ジスタの動作電圧Ｖ_CE2 が一致するため、動作電圧が変
動しても、出力トランジスタ１２とセンサー用トランジ
スタ１８のコレクタ電流は所定の電流比Ｋになる。

【００５３】しかし、センサー用トランジスタ１８が飽
和状態になると、所定の電流比Ｋを保った正確な電流を
検出できなくなる。そこで、基準電圧回路８０の出力電
圧（基準電圧）をセンサー用トランジスタが飽和しない
電圧に設定して、電圧設定回路８１内のトランジスタ２
５１，２５２の働きにより、センサー用トランジスタ１
８のコレクタ電圧が基準電圧以下にならないようにす
る。なお、他の電圧設定回路８２，８３でも同様の働き
をする。

【００５４】以上のように第３の実施例によれば、三相
全波モータのモータ用巻線９〜１１を１２０度の通電角
を持って順次通電させ、三相のモータ用巻線間で駆動電
流の均一化が図れる。しかも、出力トランジスタ１２と
並列に設けられたセンサー用トランジスタ１８のコレク
タ回路の電流検出抵抗６を用いて電流検出を行うことか
ら、モータ用巻線の電流経路はモータ用巻線と出力トラ
ンジスタのみ直列回路となり、電源電圧に対するモータ
用巻線９の印加電圧の割合を大きくして、電源利用効率
を高めることができ、低い電源電圧で動作する三相全波
のモータ駆動装置を実現できる。

【００５５】なお、上述した実施例ではモータを三相半
波モータまたは、三相全波モータを事例としたが、二つ
以上の相を持つ複数相のブラシレスモータであってもよ
い。また、センサー用トランジスタ１８〜２０は出力ト
ランジスタ１５〜１７とそれぞれ電流ミラー結合しても
よい。さらにまた、トランジスタは、論理的に矛盾がな
ければ、全てを逆極性にすることもできる。そして、全
てのトランジスタをバイポーラ型、もしくはＭＯＳ型と
してもよい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、出力トランジスタと並
列に動作するセンサー用トランジスタのコレクタ回路に
設けられた電流検出抵抗を用いて電流検出を行うことか
ら、巻線の電流経路は巻線と出力トランジスタのみの直
列回路となり、電源電圧に対してモータ用巻線の印加電
圧が占める割合を大きくして、電源利用効率を高めるこ
とができる。したがって、低い電源電圧でも大きな駆動
トルクが得られ、モータを円滑に回動させるモータ駆動
装置を実現できる。

【００５７】そして、装置の電源利用効率が高められれ
ば、同じ電源電圧で駆動する場合には、モータ用巻線を
細くしてモータの小型化が図れ、同じ抵抗値のモータ用
巻線のモータを駆動する場合には、大きな電流を流せる
分だけモータのトルクを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例における三相半波モータ
駆動装置の構成図

【図２】第１の発明の一実施例における三相半波モータ
駆動装置に用いた電圧設定回路の構成図

【図３】第２の発明の一実施例における三相全波モータ
駆動装置の構成図

【図４】従来例の三相半波モータ駆動装置の構成図

【図５】第２の発明の一実施例における三相全波モータ
駆動装置の信号波形図

【図６】従来例における三相半波モータ駆動装置の信号
波形図

【図７】第１の発明の他の実施例における三相全波モー
タ駆動装置の構成図

【図８】第１の発明の他の実施例における三相全波モー
タ駆動装置に用いた電圧設定回路の構成図

【符号の説明】

１ 比較器 ２ 通電切替回路 ３〜５ ホール素子 ６ 電流検出抵抗 ７ 電源電圧端子 ８ トルク指令入力端子 ９〜１１ モータ用巻線 １２〜１７ 出力トランジスタ １８〜２０ トランジスタ ８０ 基準電圧回路 ８１〜８３ 電圧設定回路 ２５０ 電流源 ２５１〜２５３ トランジスタ ２６０ 電流源 ２６１ トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−117682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/00 H02P 5/28 - 5/412 H02P 6/00 - 6/24 H02P 7/00 - 7/01 H02P 7/36 - 7/632

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ用巻線を駆動する出力トランジス
   タと、 前記出力トランジスタと並列に動作するセンサー用トラ
   ンジスタと、 前記センサー用トランジスタと同一の極性を有し、前記
   センサー用トランジスタの出力にエミッタを接続した第
   １のトランジスタと、 前記第１のトランジスタと逆の極性を有し、前記出力ト
   ランジスタの出力電圧をベース入力とし、エミッタ出力
   に前記第１のトランジスタのベースを接続したエミッタ
   フォロア用の第２のトランジスタと、 前記第１のトランジスタと同一の極性を有し、自身のコ
   レクタ・エミッタ間が前記第１のトランジスタのコレク
   タ・エミッタ間と並列に接続された第３のトランジスタ
   と、 前記第１のトランジスタと逆の極性を有し、基準電圧回
   路がベース入力に接続され、エミッタ出力に前記第３の
   トランジスタのベースを接続したエミッタフォロア用の
   第４のトランジスタとを具備し、 前記第１または第３のトランジスタのコレクタ電流が検
   出電流として与えられる電流検出抵抗の電圧降下を比較
   器で検出し、その比較器の出力に応じた制御電圧を前記
   出力トランジスタ及び前記センサー用トランジスタの制
   御端子に与えると共に、前記基準電圧回路の出力電圧を
   前記センサー用トランジスタが飽和しない電圧に設定す
   ることを特徴とする モータ駆動装置。
2. 【請求項２】 複数相のモータ用巻線を駆動するための
   モータ駆動装置であって、 前記複数相の相電流のうち一つを駆動する出力トランジ
   スタと、 前記出力トランジスタと並列に動作するセンサー用トラ
   ンジスタと、 前記センサー用トランジスタと同一の極性を有し、前記
   センサー用トランジスタの出力にエミッタを接続した第
   １のトランジスタと、 前記第１のトランジスタと逆の極性を有し、前記出力ト
   ランジスタの出力電圧をベース入力とし、エミッタ出力
   に前記第１のトランジスタのベースを接続した エミッタ
   フォロア用の第２のトランジスタと、 前記第１のトランジスタと同一の極性を有し、自身のコ
   レクタ・エミッタ間が前記第１のトランジスタのコレク
   タ・エミッタ間と並列に接続された第３のトランジスタ
   と、 前記第１のトランジスタと逆の極性を有し、基準電圧回
   路がベース入力に接続され、エミッタ出力に前記第３の
   トランジスタのベースを接続したエミッタフォロア用の
   第４のトランジスタと、 前記第１または第３のトランジスタのコレクタ電流を検
   出電流として出力する構成とを各相毎に具備し、 前記各相の検出電流を合成した電流が与えられる電流検
   出抵抗の電圧降下を比較器で検出し、その比較器の出力
   に応じた制御電圧を前記出力トランジスタ及び前記セン
   サー用トランジスタの制御端子に与えると共に、前記基
   準電圧回路の出力電圧を前記センサー用トランジスタが
   飽和しない電圧に設定することを特徴とする モータ駆動
   装置。