JPH02299494A - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は各相のコイルに生じる誘起電圧を合成し、駆動
電流を制御するようにブラシレスモータの駆動回路を提
供するものである。

（ロ）従来の技術 テープレコーダあるいはビデオテープレコーダ等におい
ては、雑音が発生しないこと、あるいは寿命が長いこと
のために、ブラシレスモータが多く用いられている。前
記ブラシレスモータの駆動回路は各相に順次電流を供給
するための転流回路と、回転速度を一定に保持するため
のスピード制御回路から成り立っている。

前記転流回路には実開昭５９−５３６９６号公報に記載
されている如く、ホール素子等の位置検出器にて回転子
の回転位置を検出し、それによってスイッチング素子を
順次オン・オフさせ、各相のコイルに順次電流を流すセ
ンサ一方式と、特開昭６３−５９７８５号公報に記載さ
れているように、−相のコイルに生じる誘起電圧を他の
相のフィルに生じる誘起電圧と比較し、・比較して得ら
れたスイッチング信号にて各コイルに接続されたスイッ
チング信今をオン・オフさせ、前記各相に順次電流を供
給するセンサーレス方式とがある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前述の如く、転流回路にはセンサ一方式とセンサーレス
方式の２方式があるが、いずれも回転子のマグネットの
位置とコイルの位置関係を検知し、通電相を決定し当該
通電相のスイッチング素子をオンしコイルに駆動電流を
供給している。

従って前記コイルへ流れる電流はデジタル的であり、フ
ィルに急激な通電を行なうと、切換時にキックパック電
圧が発生し、ノイズの発生原因となった。

そのため従来はモータ端子にコンデンサー及び抵抗を接
続しキックバックパルスを吸収すること、あるいはドラ
イブトランジスタにコンデンサー等を接続し、急激なス
イッチングを避ける等の対策を行なっているが、コンデ
ンサー及び抵抗を必要として小型化を阻害し−ている。

本発明はそこで各相に生じる誘起電圧を合成し、フィル
に供給される駆動電流を制御することにより、センサー
レス方式においてコンデンサー等を用いることなくして
ノイズの発生を防止したブラシレスモータの駆動回路を
提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明のブラシレスモータの駆動回路は複数の相を構成
する第１．第２及び第３コイルと、これら第１．第２及
び第３コイルに誘起される誘起電圧によって順次制御さ
れる第１．第２及び第３制御トランジスタと、これら第
１．第２及び第３制御トランジスタにて制御される第４
制御トランジスタと、該第４制御トランジスタにて順次
オンされ前記第１．第２及び第３コイルに順次駆動電流
を供給する第１．第２及び第３駆動トランジスタとにて
構成される。

さらに本発明のブラシレスモータの駆動回路は、回転速
度の変化に応じて速度誤差信号を発生する速度誤差信号
発生回路と、前記速度誤差信号にて制御され前記第１．
第２及び第３制御トランジスタに供給される電流を増減
きせるカレントミラー回路をも構成される。

（＊）作用 本発明のブラシレスモータの駆動回路は上述の如き構成
をなしており、各相のフィルに生じる電圧がピーク値に
近づくに従い第１〜第４制御トランジスタが徐々に導通
し、第１〜第３駆動トランジスタも徐々に導通され、フ
ィルに駆動電流が流され回転子を回転きせる。

又回転子の回転速度が変動するに伴い変動される速度誤
差信号にてカレントミラー回路を制御し、前記第１〜第
３制御トランジスタに流れる電流を増減することにより
、回転数を一定にされる。

（へ）実施例 本発明のブラシレスモータの駆動回路の実施例を図面に
従って説明する。

第１図におイテ、（１）（２）（３）はＵ、Ｖ及びＷ相
となる第１．第２及び第３コイルで、一端は共通にして
電源（４）に接続され、他端は夫々駆動回路（りの第１
．第２及び第３駆動トランジスタ（６）（７）（８）等
を介し接地される。（９）（１０）（１１）は第１、第
２及び第３制御トランジスタで、コレクタが電源（４）
に接続されると共に、ベースは夫々抵抗（１２）（１３
）（１４）を介し前記第１．第２及び第３コイル（１）
（２）（３）の一端に接続されている。（１５）は＄４
制御トランジスタで、ベースは前記第１．第２及び第３
制御トランジスタ（９）（１０）（１１）の各エミッタ
に接続されている。（１６）（１７）（１Ｂ）は第１゜
第２及び第３カレントミラー回路で、トランジスタ（１
９）（２０）（２１）のコレクタは前記抵抗（１２）（
１３）（１４）の一端に接続され、エミッタはアースさ
れている。又トランジスタ（２２）（２３）（２４）と
ベースが共通接続されたトランジスタ（２５）のコレク
タには速度誤差信号発生回路（２６）が接続されている
。前記速度誤差信号発生回路（２６）は第２図に示す如
く、回転子が回転することにより発生するパルス信号を
直流信号に変換する速度信号検出回路（２７）と、該速
度信号検出回路（２７）で検出された速度信号と基準電
源（２８）での基準電圧とを比較し速度誤差信号を発生
する比較回路（２９）とよりなる、　（３０）はドライ
ブ回路で、前記第４制御トランジスタ（１５）のコレク
タに一入力端子が接続されたオペアンプ（３１）と、該
オペアンプ（３１）の出力にて制御され前記第１、第２
及び第３駆動トランジスタ（６）（７）（８）のベース
に順次動作電圧を供給するトランジスタ（３２）（３３
）（３４）とよりなる。

次に本発明のブラシレスモータの駆動回路の動作を説明
する。

今電源スイッチをオンし第１．第２及び第３コイル（１
）（２）（３）に通電を行なうと、前記各第１゜第２及
び第３コイル（１）（２）（３）とＮ極及びＳ極交互に
着磁された回転子（図示せず）との間に電磁力が働いて
、前記回転子が回転される。すると、前記第１．第２及
び第３コイル（１バ２）（３）には第３図（イ）に示す
誘起電圧を発生する。そして前記誘起された誘起電圧は
抵抗（１２）（１３）（１４）を介し取出され、第１．
第２及び第３制御トランジスタ（９）（１０）（１１）
のベースに加えられる。前記第１゜第２及び第３制御ト
ランジスタ（９）（１０）（１１）は各誘起電圧がピー
ク値近傍になるとオンされ、そのたびに第４制御トラン
ジスタ（１５）のベースにバイアス電圧が加えられ、該
第４制御トランジスタ（１５）をオンするので、ドライ
ブ回路（廷）のオペアンプ（３１）の正端子が正電圧と
なり、該オペアンプ（３１）の出力端子は正電圧となる
ので、トランジスタ（３２）がオンされる。従ってトラ
ンジスタ（３３）（３２）を介し電流が流れるため、抵
抗（３５）には第３図（ロ）に示す如く前記第１．第２
及び第３制御トランジスタ（９）（１０）（１１）の各
ベースに誘起された誘起電圧に対応した和電圧が生じる
。この和電圧は第１．第２及び第３駆動トランジスタ（
６）（７）（８）のベースに順次加えられ、これら第１
．第２及び第３駆動トランジスタ（６）（７）（８）を
順次オンするので、その間第１．第２及び第３の各コイ
ル（１）（２）（３）に駆動電流を流す、そのため第１
．第２及び第３の各コイル（１）（２）（３）に流れる
電流と回転子のマグネットとの間に電磁力を生じ、回転
子を回転し続ける。

ところで前記第１．第２及び第３制御トランジスタ（９
）（１０）（１１）のベースには略正弦波信号が加えら
れるので、これら第１．第２及び第３制御トランジスタ
（９）（１０）（１１）は徐々にオンし且つ徐々にオフ
される。そのためドライブ回路（和）の抵抗（３５）に
生じる和電圧も前述の第３図（ロ）に示す如く、徐々に
増加し徐々に減少するため、第１．第２及び第３駆動ト
ランジスタ（６）（７）（８）も緩やかにオンしオフさ
れる。従って第１．第２及び第３コイル（１）（２）（
３）に流れる駆動電流も緩やかに増減されるから、キッ
クバック電圧が発生することがない。

又前記抵抗（１２）（１３）（１４）を通ってトランジ
スタ（１９）（２０）（２１）に流れる電流は速度誤差
信号発生回路（２６）に流れる電流によって決まる。前
記速度誤差信号発生回路（２６）は第２図の如く回転子
が回転することによって発生されたパルス信号（Ｐ）を
速度信号検出回路（２７）で直流の速度信号に変換し、
比較回路（２９）で基準電源（２８）の基準電圧と比較
し速度誤差信号を発生する。その速度誤差信号はカレン
トミラー回路（１６）のトランジスタ（２５）に供給さ
れる。ので、該トランジスタ（２５）のエミッタ・コレ
クタを通って流れるミラー電流Ｉｃが決められ、カレン
トミラー回路（１６）の他のトランジスタ（２２）〜（
２４）にも前記ミラー電流Ｉ。が流れることになる。と
ころで前記パルス信号（Ｐ）の単位時間当のパルス数は
回転子の回転速度によって定まる。今回転速度が速いと
き、発生するパルス数が多いので速度信号検出回路（２
７）で検出される直流信号のレベルは高いので、比較回
路（２９）より得られる速度誤差信号のレベルも高くな
り、ミラー電施工。は減少され、トランジスタ（１９）
（２０）（２１）に流れるミラー電流■。も小さく、抵
抗（１２）（１３）（１４）に誘起される誘起電圧は第
３図（イ）で示すレベルＬ１となり、ドライブ回路（堕
）の抵抗（３５）に生じる和電圧は第３図（ロ）！、の
如くとなって、第１、第２及び第３駆動トランジスタ（
６）（７）（ｓ）のベースに印加される。

回転子の回転速度が遅速になると、パルス信号のパルス
数が減少するため速度検出回路（２７）にて検出される
速度信号のレベルが低下し、比較回路（２９）より得ら
れる速度誤差信号が小さくなるので、カレントミラー回
路（１６）のミラー電流Ｉｃは逆に増加するため、抵抗
（１２）（１３）（１４＞への誘起電圧（第３図（イ）
）はスライドされレベルＬ、あるいはレベルＬ、とシフ
トされる。従ってドライブ回路（廷）の抵抗（３５）に
生じる和電圧は第３図（ロ）！。

又は２．の如く大きくなるので、第１．第２及び第３駆
動トランジスタ（６）（７）（８）の導通時間が大きく
なり、従って第１．第２及び第３コイル（１）（２）（
３）に流れる駆動電流は大きくなるため、回転子の回転
速度ははやめられる。このように速度誤差信号発生回路
（２６）にて回転子の速度を常に検出し、カレントミラ
ー回路（１６）のミラー電流Ｉｃを増減するとにより、
第１．第２及び第３駆動トランジスタ（６）（７）（８
）のベースには回転子の速度に応じた和電圧が供給され
る。しかもその和電圧は第３図（ロ）に示す如く、緩や
かに変化するので、駆動電流も緩やかに変化しキックバ
ック電圧が発生し雑音を生じることはない。

尚上述において、速度誤差信号発生回路（２６）で得ら
れる速度誤差信号にてカレントミラー回路（１６）　（
１７）（１８）に流れるミラー電流を増減し、抵抗（１
２）（１３）（１４）に生じ第１．第２及び第３制御ト
ランジスタを制御する誘起電圧のレベルシフトしたが、
前記速度誤差信号に応じて前記誘起電圧を分圧し、前記
誘起電圧を誘起電圧可変回路で増減してもよい。

（ト）発明の効果 本発明のブラシレスモーフの駆動回路は上述した如く、
複数の相を構成する第１．第２及び第３３コイルに生じ
る誘起電圧にて第１．第２及び第３制御トランジスタを
順次制御し、これら第１゜第２及び第３トランジスタが
制御されるごとに第４制御トランジスタを制御するよう
にしたので、第１．第２及び第３駆動トランジスタのベ
ースには前記誘起電圧に応じて得られた緩やかに変化す
る和電圧が供給されるから、前記第１．第２及び第３コ
イルには緩やかに変化するため、キックバック電圧が発
生し雑音を生じるということを防止出来る。

又第１．第２及び第３コイルにはモータトルクの最大値
付近に電流が集中するため、従来矩形波電流を加えてい
たのに比して効率的にトルクが得られ、消費電流が削減
出来る。

さらに前記第１．第２及び第３制御トランジスタを制御
する誘起電圧をモータの回転速度に応じて得られる速度
誤差信号発生回路の速度誤差信号にて増減することによ
り、第１．第２及び第３駆動トランジスタを動作させる
ドライブ回路の和電圧が増減し、モータの回転速度を一
定に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブラシレスモーフの駆動回路図、第２
図は本発明に用いられた速度誤差信号発生回路図、第３
図（イ）（ロ）は本発明のブラシレスモーフの駆動回路
の各部の信号波形図である。 主な図番の説明 （１）（２）（３）・・・第１．第２及び第３コイル、
　（す・・・駆動回路、　（６）（７）（８）・・・第
１．第２及び第３駆動トランジスタ、　（９）（１０）
（１１）・・・第１．第２及び第３制御トランジスタ、
　（１５）・・・第４制御トランジスタ、　（１６）（
１７）（１８）・・・第１．第２及び第３カレントミラ
ー回路、　（２ｉ）・・・速度誤差信号検出回路、　（
和）・・・ドライブ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の相を構成する複数のコイルと、これら複数
   のコイルに誘起される誘起電圧に対応した徐々に変化す
   る和電圧を検出する和電圧検出手段と、前記徐々に変化
   する和電圧にて駆動されモータトルクの最大値付近で最
   大電流になるような徐々に変化する駆動電流を前記複数
   のコイルに順次供給する駆動手段とよりなるブラシレス
   モータの駆動回路。
2. （２）複数の相を構成する第１，第２及び第３コイルと
   、これら第１，第２及び第３コイルに誘起される誘起電
   圧により各々制御される第１，第２及び第３制御トラン
   ジスタと、これら第１，第２及び第３制御トランジスタ
   が制御されるごとに制御される第４制御トランジスタと
   、該第４制御トランジスタにて緩やかにオンされ前記各
   コイルの誘起電圧に対応した和電圧を取出すトランジス
   タを含むドライブ回路と、前記緩やかにトランジスタが
   オンされることにより取出された徐々に変化する和電圧
   にて順次緩やかにオンされ第１，第２及び第３コイルに
   順次徐々に変化する駆動電流を供給する第１，第２及び
   第３駆動トランジスタとよりなるブラシレスモータの駆
   動回路。
3. （３）複数の相を構成する複数のコイルと、これら複数
   のコイルに誘起される誘起電圧に対応した徐々に変化す
   る和電圧を検出する和電圧検出手段と、基準回転速度よ
   りの回転速度のずれに応じた速度誤差信号を発生する速
   度誤差信号発生回路と、前記速度誤差信号にて制御され
   検出される和電圧を増減する和電圧可変手段と、前記徐
   々に変化する和電圧にて駆動されモータトルクの最大値
   付近で最大電流になるような徐々に変化する駆動電流を
   前記複数のコイルに順次供給する駆動手段とよりなるブ
   ラシレスモータの駆動回路。