JPH01252197A - ブラシレスモータの転流検出回路 - Google Patents

ブラシレスモータの転流検出回路

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JPH01252197A
JPH01252197A JP63079359A JP7935988A JPH01252197A JP H01252197 A JPH01252197 A JP H01252197A JP 63079359 A JP63079359 A JP 63079359A JP 7935988 A JP7935988 A JP 7935988A JP H01252197 A JPH01252197 A JP H01252197A
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JP
Japan
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phase
transistor
transistors
current
motor
Prior art date
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JP63079359A
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English (en)
Inventor
Hiromi Kusakabe
博巳 日下部
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はオーディオ機器やVTR等に用いられる位置
検出素子を備えないブラシレスモータの転流検出回路に
関する。
(従来の技術) ホール素子等の位置検出センサを持たないセンサレス方
式のブラシレスモータの回転子の位置検出および起動、
いわゆる転流に関するものとしては、例えば特開昭58
−172994号公報において提案されている。以下節
4および第5図においてこの従来例について説明する。
第4図の(a)はU、、vSW相を有する3相のブラシ
レスモータのそれぞれの誘起電圧EL11E  SE 
 を示したものである。誘起電圧E v −■v E  SE  は各々120 ”の電気角を有しており
、■w 誘起電圧は3相交流電圧に酷似したものとなる。
3相モータとしての理想的な転流点は各相の誘起電圧が
交わった点であり、NPN形のパワートランジスタを用
いて駆動したことを考えれば、第4図の(b)に示すU
、V、W相の基準電圧v8のマイナス側での交点のタイ
ミングとなる。
センサレスのブラシレスモータでは転流のタイミングを
モータの巻線に発生する誘起電圧の位相関係を利用して
決定している。基本的には120 ’位相の異なるほぼ
正弦波が存在するため、それぞれの誘起電圧で適当な混
合比で合成すれば、任意の位相の正弦波が得られ、その
正弦波電圧をコンパレータで識別すれば転流信号を得る
ことができる。
誘起電圧が正弦波の場合は、上記の混合比を2対1とし
た理想の転流タイミングが得られる。このタイミングは
OFFしている2相を使用していることから通電による
タイミングのずれは生じないものである すなわち、 EU+1/2 Ev≦Oのとき U相0N(W相強制OFF ) E v + 1/2 E VS2のときV相0N(U相
強制OFF ) E、 +1/2 EU≦0のとき W相0N(V相強制OFF ) ・・・ (1) となる。・以上はU相→V相→W相の順番にONする回
転方向とし、これを順方向とした場合である。
逆方向回転は次のタイミングで可能となる。すなわち、 EU+1/2 E、≦0のとき U相0N(V相強制OFF ) E■+112EU≦0のとき V相0N(W相強制OFF ) E、+1/2 Ev≦0のとき W相0N(U相強制OFF > ・・・(2) 以上はU相−W相−V相の順にONする逆の回転方向と
なる。
正転、逆転双方に通用する転添タイミングを得るには上
記(1)、(2)の関係式から判るように次式を満足す
ればよい。
E  +l/2  (E  、 Hの何れか大きい方の
値)U     v  V ≦0のとき U相ON E  +1./2  (E  SEwの何れか大きい方
の値)■U ≦0のとき V相ON E  +1/2  (E  、 EUの何れか大きい方
の値)v■ ≦0のとき W相ON ・・・(3) この関係を回路で実現するには第5図に示すようにダイ
オードをD1〜D6ものが前記公報において知られてい
る。図中、抵抗R+ 、R2はR1:R2−2:1の関
係に設定しである。
上記したブラシレスモータの転流検出回路は3相誘起電
圧を合成するためダイオードを用いていたため、この部
分での電圧ロスがあり、低電圧動作、特に1.5■動作
(乾電池1本)するものには不向きであった。
(発明が解決しようとする課題) 上記した従来のブラシレスモータの転流検出回路は低電
圧動作に不向きであった。
そこでこの発明は上記不具合点を除去し、低電圧動作に
好適なブラシレスモータの転流検出回路を得ることを目
的とするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明のブラシレスモータの転流検出回路は、電源と
接地間に直列接続のモータ巻線および駆動用トランジス
タをN個有し、これらのモータ巻線とトランジスタの接
続点を2組の抵抗を順次介してループ状に接続して第1
、第2の抵抗回路網を作り上げている。第1の抵抗回路
網はループを特定方向にたどったときに特定比1:Kに
より合成する出力をN個有している。第2の抵抗回路網
はループを特定方向にたどったときに特定比に:1によ
り合成する出力をN個有している。そこで前記電源の電
位とほぼ等しい電位で極性を判定するためのN個のコン
パレータは対応する前記第1、第2の抵抗回路網の出力
を電源電位と比較したのち、論理積をとって該論理積出
力により、前記駆動用トランジスタを制御してなるもの
である。
(作 用) 上記した手段により、駆動用トランジスタのエミッタ電
極にて誘起電圧を電流レベルで合成して転流の検出手段
としているためロス電圧がなく低電圧まで充分な動作が
可能となる。
(実施例) 以下この実施例の一実施例につき図面を参照して詳細に
説明する。
まず第1図においてこの発明の原理について説明する。
第1図(a)に示すel、Q2はそれぞれ独立した電圧
源、R+ 、R2は抵抗であってその値はR,:R2−
2:  1の関係に設定する。この条件においてP点に
現れる電圧VはP点が開放のときは(e1+ 2e;+
)/3となる。 また抵抗R,、R2の並列抵抗値をR
とすると、R−(R+ +R2)/R+ 争R2となる
。従って、鳳テブナンの定理により第1図(a)は、第
1図(b)に示すような等価回路に置き換えることがで
きる。これはP点において、接地電位で電流を検出すれ
ば、電圧源e1、Q2の合成電圧el+2e2に比例し
た電流が得られることがわかる。
またそこでの電流極性を判定すれば前記合成電圧e1÷
 2e2の正、負を判定することができる。
電圧e1、Q2としてモータの誘起電圧を考えれば前述
の関係式(1)に相当する転流タイミングが得られるこ
とになる。
次に、第2図を用いてこの発明の一実施例を説明する。
第2図において、L 1LvSLνはそれぞれ120°
の電気角を有した3相のモータ巻線である。モータ巻線
り、Lv、L、それぞれは一方を電源V8に接続し、他
方をエミッタ接地した駆動用NPN形のトランジスタQ
1、Q2、Q3のコレクタに接続する。モータ巻線LU
1L  、L  のそれぞれ接続したトランジスタQ1
w 〜Q3のコレクタの接続点間に抵抗RI 、R2を介挿
し抵抗回路網RAと、抵抗R2、R1を介挿した抵抗回
路網RBを接続している。ここで抵抗R,、R2は第1
図の抵抗R1、R2に相当し1、その比も同じ(R,:
R2−2:  1とする。ベースおよびコレクタを共通
接続した電流コンパレータ用のPNP )ランジスタQ
4、Q5のうちトランジスタQ4のエミッタはモータ巻
線L SLU間の抵抗R,、R2の接続点に、トランジ
スタQ5のエミッタはモータ巻線L  、L  間の抵
抗v R2、R,の接続点に接続する。同様にトランジスタQ
4、Q5のベースに各ベースを共通接続し、コレクタを
共通接続した電流コンパレータ用のPNPトランジスタ
Q6、Q7のトランジスタQ5のエミッタはモータ巻線
L  SL  間の抵抗R1、U■ R2の接続点に、トランジスタQ7のエミッタはモータ
巻線L  SL  間の抵抗R2、R,の接続N 点に接続する。さらにトランジスタQ6、Q7のベース
に各ベースを共通接続し、コレクタを共通接続した電流
コンパレータ用のPNPトランジスタQa Q、のトラ
ンジスタQ8のエミッタはモータ巻線L  SL  間
の抵抗R,、R2の接続点に、v トランジスタQ のエミッタはモータ巻線Lw、Lu間
の抵抗R2、R1の接続点に接続する。トランジスタQ
1〜Q3のベースにはそれぞれ電流源II、12.13
から電流を供給している。
トランジスタQ4、Q5の各コレクタはエミッタを接地
し、コレクタをトランジスタQ1のベースに接続したN
PNトランジスタQ のベースに接続する。トランジス
タQ6、Q7の各コレクタはエミッタを接地し、コレク
タをトランジスタQ2のベースに接続したNPNトラン
ジスタQのベースに接続する。さらにトランジスタQ8
、Q9の各コレクタはエミッタを接地し、コレクタをト
ランジスタQ3のベースに接続したNPNトランジスタ
Q、2のベースに接続する。PNP トランジスタQ1
3のエミッタは電源Vsに接続し、共通接続したベース
、コレクタは電流源I4を介して接地する。ダイオード
接続のトランジスタQ+3のベースはトランジスタQ4
〜Q、のベースに接続する。
このような構成において、マグネットロータの回転に伴
なってモータ巻線L  SL  SL  に誘U  v
  v 起する電圧をそれぞれE  SE  、E  とする。
VW ここでダイオード接続のトランジスタQ13は電流K 
I 4からバイアス電流を供給しており、そのベース、
コレクタ電極はコンパレータ用のトランジスタQ4〜Q
9のベースにそれぞれ接続されているためトランジスタ
Q4〜Qsのエミッタ電位はほぼ電源V なる電位でレ
ベル判定する機能を持つことになる。W相のトランジス
タQ9が電源V の電位以下、つまりW相のトランジス
タQ9がカットオフする条件は(2E  + E U)
/3−2/3 ・(E、+E、/2)≦0 ・・・ (4) となり、同様にW相のトランジスタQ8がカットオフす
る条件は (2E  + E  )/3−2/3  ・ (E  
+E■/2)50w  v       w ・・・(5) となる。トランジスタQa、Qsのコレクタは共通であ
ることから、論理的にはトランジスタQ8、Q9のカッ
トオフに関してトランジスタQ8、Q9の双方がカット
オフになったときのみ電流が零になるワイヤードアンド
回路となっている。
これは前述の関係式(1)〜(3)を参照すれば判るよ
うに、正転、逆転ともにW相ONの条件を支える。
トランジスタ(h2はトランジスタQa、Qsがともに
カットオフしたときのみカットオフし、電流源■3から
の電流がW粗駆動用トランジスタQ3のベースに流れ込
みW相がONすることになる。
以上はW相のONについて述べたが、U相、■相につい
ても全く同様な動作をおこない、それぞれが3相モータ
としての転流制御をおこなうことができる。この転流制
御は前述のとおり正転、逆転の何れに対しても成立する
。なお、第2図に示す回路ではこの発明に直接関係ない
ために省略しであるが、実際は起動回路が必要であり、
起動回路により、初動回転を与えてやれば正逆双方向の
回転を接続できる。
第5図はこの発明の他の実施例を示すものである。この
実施例ではモータ巻線L SL SLVW を接地電位側に接続し、各相をPNP形の駆動用トラン
ジスタQ+’ 〜Q!’で駆動したものである。この場
合、電流コンパレータとしてのトランジスタQs’ 〜
Qs’ はNPN形となるため、コレクタ共通のダブル
エミッタトランジスタを使用でき、チップ面積の縮小が
可能となる。またトランジスタQ+’〜Q3’の駆動に
は比較的大電流が必要なために、それぞれ電流増幅用の
カレントミラーを2段増加している。電流コン、<レー
タトランジスタQ4’ 〜Qs’のエミッタは略接地電
位で極性の判定をおこなうように構成されている。
[発明の効果] 以上記載したようにこの発明のブラシレスモータの転流
検出回路はトランジスタのエミ・ツタ電極側で転流制御
信号を電流値で合成しているために、低電圧動作を実現
する。また低電圧動作するためにダイオード使用する例
ではショットキーダイオード等のV、の小さな特殊ダイ
オードを使用する必要があったが、これが不要となりコ
ストダウンができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の詳細な説明するための回路図、第2
図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第3図はこ
の発明の他の実施例を示す回路構成図、第4図はモータ
誘起電圧と転流のタイミングを示した波形図、第5図は
従来の回路構成図である。 L  、L  SL  ・・・モータ巻線U   v 
  W Q1〜Q3・・・駆動用トランジスタ Q  −Q  ・・・トランジスタ RA1RB・・・抵抗回路網 Q4〜Q3・・・電流コンパレータ用トランジスタQ5
・・・・・・・・・トランジスタ ■1〜I4・・・電流源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  モータ巻線およびトランジスタを直列に接続した回路
    をN個(N≧2の整流)電源および接地間に接続してな
    る第1の電気回路と、この第1の電気回路の各トランジ
    スタを駆動する第2の電気回路と、前記N個のモータ巻
    線およびトランジスタの接続点を抵抗を介して順次ルー
    プ状に接続した2組の第1および第2の抵抗回路網と、
    前記モータ巻線の接続された電源電位とほぼ等しい電位
    で極性を判定するN個のコンパレータとを備え、前記第
    1の抵抗回路網はループを特定方向にたどったときにモ
    ータ巻線の誘起電圧を特定比1:Kにより合成する出力
    をN個有し、また前記第2の抵抗回路網はループを特定
    方向にたどったときに特定比K:1に合成する出力をN
    個有し、前記コンパレータは対応する前記第1および第
    2の抵抗回路網の出力を前記電源電位と比較したのち、
    論理積をとって該論理積出力により前記第2の電気回路
    を駆動制御してなることを特徴とするブラシレスモータ
    の転流検出回路。
JP63079359A 1988-03-31 1988-03-31 ブラシレスモータの転流検出回路 Pending JPH01252197A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767640A (en) * 1995-09-20 1998-06-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767640A (en) * 1995-09-20 1998-06-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless motor
US5969490A (en) * 1995-09-20 1999-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless motor for providing precise driving signal in presence of variations in output amplitude of position detecting signal

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