JPH04244797A - ブラシレスモータ駆動装置 - Google Patents
ブラシレスモータ駆動装置Info
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- JPH04244797A JPH04244797A JP3008714A JP871491A JPH04244797A JP H04244797 A JPH04244797 A JP H04244797A JP 3008714 A JP3008714 A JP 3008714A JP 871491 A JP871491 A JP 871491A JP H04244797 A JPH04244797 A JP H04244797A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はモータの回転子の位置
を検出する位置検出手段の無いブラシレスモータ駆動装
置に関するものである。
を検出する位置検出手段の無いブラシレスモータ駆動装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、フロッピーディスク，ハードディ
スク等のオフィスオートメーション機器、さらにビデオ
テープレコーダ，ヘッドホンテープレコーダ等の民生機
器のドライブ装置に、ブラシレスモータが使用されてい
る。これらのブラシレスモータは、２相あるいは３相の
半波駆動方式、または全波駆動方式が一般的であるが、
この種のブラシレスモータには、回転子の位置を検出す
るホール素子等の位置検出素子が必要である。従来から
、位置検出素子を省く試みは種々行われている。例えば
、特許出願公告昭和５６年第３３９５３号（以下文献１
とする）には、最初は自走型の３相のリングカウンタの
出力信号によって各相巻線への通電状態を切り換え、回
転子が回転してから３相の固定子巻線のうちの通電休止
中の巻線に現われる発電波形を利用して各相巻線への通
電状態を切り換えようと構成された駆動装置が示されて
いる。
スク等のオフィスオートメーション機器、さらにビデオ
テープレコーダ，ヘッドホンテープレコーダ等の民生機
器のドライブ装置に、ブラシレスモータが使用されてい
る。これらのブラシレスモータは、２相あるいは３相の
半波駆動方式、または全波駆動方式が一般的であるが、
この種のブラシレスモータには、回転子の位置を検出す
るホール素子等の位置検出素子が必要である。従来から
、位置検出素子を省く試みは種々行われている。例えば
、特許出願公告昭和５６年第３３９５３号（以下文献１
とする）には、最初は自走型の３相のリングカウンタの
出力信号によって各相巻線への通電状態を切り換え、回
転子が回転してから３相の固定子巻線のうちの通電休止
中の巻線に現われる発電波形を利用して各相巻線への通
電状態を切り換えようと構成された駆動装置が示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記文
献１に示された駆動装置では、各巻線への電流切り換え
が急峻に行われ、その結果、不要な振動や騒音、あるい
はサージパルスによる電気雑音が発生するといった不都
合がある。この問題を解決するために、各相巻線にコン
デンサが接続されることがあるが、この場合は比較的大
容量のコンデンサが複数個必要となり、部品点数の増加
や実装面積の増大等の不都合が生じる。
献１に示された駆動装置では、各巻線への電流切り換え
が急峻に行われ、その結果、不要な振動や騒音、あるい
はサージパルスによる電気雑音が発生するといった不都
合がある。この問題を解決するために、各相巻線にコン
デンサが接続されることがあるが、この場合は比較的大
容量のコンデンサが複数個必要となり、部品点数の増加
や実装面積の増大等の不都合が生じる。
【０００４】この発明の目的は、位置検出手段の無いブ
ラシレスモータにおいて、各相巻線への電流切り換えを
滑らかに行い、大容量のコンデンサが不要で、騒音，振
動の少ないブラシレスモータ駆動装置を提供することで
ある。
ラシレスモータにおいて、各相巻線への電流切り換えを
滑らかに行い、大容量のコンデンサが不要で、騒音，振
動の少ないブラシレスモータ駆動装置を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明のブラシレスモ
ータ駆動装置は、複数相のモータ駆動コイルにそれぞれ
接続された複数の駆動トランジスタと、前記モータ駆動
コイルの通電休止期間に前記モータ駆動コイルに発生す
る逆起電圧から前記モータ駆動コイルの通電切換信号を
生成する通電論理検出器と、前記通電論理検出器から供
給される前記モータ駆動コイルの通電切換信号に基づい
て、前記モータ駆動コイルに通電休止期間が存在するよ
うに、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を生成するとともに生成した各相の駆動信号
を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台形波として
出力する相切換台形波合成器と、トルク指令信号発生回
路と、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を、前記トルク指令信号発生回路からの出力
信号に対応した電流分配比で前記複数の駆動トランジス
タへ供給する分配回路と、モータ起動時に前記モータ駆
動コイルの通電切換信号に相当する起動信号を前記相切
換台形波合成器へ供給して前記モータ駆動コイルへの通
電を切り換えることにより、モータを回転起動させる起
動用回路とを備えている。
ータ駆動装置は、複数相のモータ駆動コイルにそれぞれ
接続された複数の駆動トランジスタと、前記モータ駆動
コイルの通電休止期間に前記モータ駆動コイルに発生す
る逆起電圧から前記モータ駆動コイルの通電切換信号を
生成する通電論理検出器と、前記通電論理検出器から供
給される前記モータ駆動コイルの通電切換信号に基づい
て、前記モータ駆動コイルに通電休止期間が存在するよ
うに、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を生成するとともに生成した各相の駆動信号
を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台形波として
出力する相切換台形波合成器と、トルク指令信号発生回
路と、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を、前記トルク指令信号発生回路からの出力
信号に対応した電流分配比で前記複数の駆動トランジス
タへ供給する分配回路と、モータ起動時に前記モータ駆
動コイルの通電切換信号に相当する起動信号を前記相切
換台形波合成器へ供給して前記モータ駆動コイルへの通
電を切り換えることにより、モータを回転起動させる起
動用回路とを備えている。
【０００６】上記の相切換台形波合成器は、通電論理検
出器から出力される通電切換信号に基づき、複数の駆動
トランジスタに与えるべき各相の台形波を合成するため
に必要な複数のパルスを出力する論理回路と、論理回路
の出力によりコンデンサの充電放電の状態保持を切り換
えることにより各相の台形波を発生させる台形波合成回
路と、前記台形波合成回路による各相の台形波の初期値
設定を行う台形波初期値設定回路と、前記台形波合成回
路の出力を電圧から電流に変換する台形波電圧／電流変
換回路と、前記台形波合成回路の出力の台形波の最大値
を検出し、最大値の出力を電圧から電流に変換し、電圧
から電流に変換した出力を１／ｎ（ただし、ｎは任意の
実数とする）に減少させ、前記台形波合成回路の出力の
台形波から引算する台形波最大値１／ｎ引算回路と、前
記台形波電圧／電流変換回路の出力および前記台形波最
大値１／ｎ引算回路の出力を合成した結果の出力と前記
論理回路の出力とを入力することによって、前記複数の
駆動トランジスタの各々に与える各相の駆動信号をモー
タ駆動コイルに逆起電圧検出のための通電休止期間が存
在するように生成するとともに、前記論理回路の出力論
理に応じて台形波状に合成する相切換台形波合成回路と
で構成している。
出器から出力される通電切換信号に基づき、複数の駆動
トランジスタに与えるべき各相の台形波を合成するため
に必要な複数のパルスを出力する論理回路と、論理回路
の出力によりコンデンサの充電放電の状態保持を切り換
えることにより各相の台形波を発生させる台形波合成回
路と、前記台形波合成回路による各相の台形波の初期値
設定を行う台形波初期値設定回路と、前記台形波合成回
路の出力を電圧から電流に変換する台形波電圧／電流変
換回路と、前記台形波合成回路の出力の台形波の最大値
を検出し、最大値の出力を電圧から電流に変換し、電圧
から電流に変換した出力を１／ｎ（ただし、ｎは任意の
実数とする）に減少させ、前記台形波合成回路の出力の
台形波から引算する台形波最大値１／ｎ引算回路と、前
記台形波電圧／電流変換回路の出力および前記台形波最
大値１／ｎ引算回路の出力を合成した結果の出力と前記
論理回路の出力とを入力することによって、前記複数の
駆動トランジスタの各々に与える各相の駆動信号をモー
タ駆動コイルに逆起電圧検出のための通電休止期間が存
在するように生成するとともに、前記論理回路の出力論
理に応じて台形波状に合成する相切換台形波合成回路と
で構成している。
【０００７】また、分配回路は、相切換台形波合成器の
台形波状の電流出力がアノード端子にそれぞれ接続され
カソード端子が共通接続された複数個のダイオードと、
前記複数個のダイオードのアノード端子がベースにそれ
ぞれ接続されエミッタが共通接続された複数個のトラン
ジスタとで構成し、前記複数個のトランジスタの共通エ
ミッタに前記トルク指令信号発生回路の出力信号を入力
することで、前記トルク指令信号発生回路の出力信号に
対応した電流分配比で前記複数の駆動トランジスタへ駆
動信号をそれぞれ供給するようにしている。
台形波状の電流出力がアノード端子にそれぞれ接続され
カソード端子が共通接続された複数個のダイオードと、
前記複数個のダイオードのアノード端子がベースにそれ
ぞれ接続されエミッタが共通接続された複数個のトラン
ジスタとで構成し、前記複数個のトランジスタの共通エ
ミッタに前記トルク指令信号発生回路の出力信号を入力
することで、前記トルク指令信号発生回路の出力信号に
対応した電流分配比で前記複数の駆動トランジスタへ駆
動信号をそれぞれ供給するようにしている。
【０００８】また、起動用回路は、外部から入力される
クロック信号を自走型の複数相のリングカウンタとリカ
バリーカウンタとに入力し、前記複数相のリングカウン
タの出力をカウンタと相切換台形波合成器とに入力し、
前記カウンタで任意に設定されたカウントアップの出力
を起動モード／検出モードの切換のために起動／検出切
換回路に入力し、前記起動／検出切換回路の出力を前記
相切換台形波合成器と前記リカバリーカウンタのセット
端子とに入力し、前記論理回路の出力でモータ回転数に
比例した出力を信号処理して前記リカバリーカウンタの
リセット端子に入力し、前記リカバリーカウンタの出力
を前記起動／検出切換回路に入力している。
クロック信号を自走型の複数相のリングカウンタとリカ
バリーカウンタとに入力し、前記複数相のリングカウン
タの出力をカウンタと相切換台形波合成器とに入力し、
前記カウンタで任意に設定されたカウントアップの出力
を起動モード／検出モードの切換のために起動／検出切
換回路に入力し、前記起動／検出切換回路の出力を前記
相切換台形波合成器と前記リカバリーカウンタのセット
端子とに入力し、前記論理回路の出力でモータ回転数に
比例した出力を信号処理して前記リカバリーカウンタの
リセット端子に入力し、前記リカバリーカウンタの出力
を前記起動／検出切換回路に入力している。
【０００９】
【作用】この発明の構成によると、モータ駆動コイルの
通電休止期間にモータ駆動コイルに発生する逆起電圧か
らモータ駆動コイルの通電切換信号を生成し、この通電
切換信号から複数の駆動トランジスタの各々に与える各
相の駆動信号を生成するとともに生成した各相の駆動信
号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台形波とし
て出力するので、位置検出素子無しでモータを駆動する
ことができる。さらに、各相のモータ駆動コイルへの電
流切換を滑らかに行うことができるため、各相のモータ
駆動コイルに大容量のコンデンサを接続することが不要
で、モータ起動時から一定回転時まで騒音や振動を低減
することができる。
通電休止期間にモータ駆動コイルに発生する逆起電圧か
らモータ駆動コイルの通電切換信号を生成し、この通電
切換信号から複数の駆動トランジスタの各々に与える各
相の駆動信号を生成するとともに生成した各相の駆動信
号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台形波とし
て出力するので、位置検出素子無しでモータを駆動する
ことができる。さらに、各相のモータ駆動コイルへの電
流切換を滑らかに行うことができるため、各相のモータ
駆動コイルに大容量のコンデンサを接続することが不要
で、モータ起動時から一定回転時まで騒音や振動を低減
することができる。
【００１０】また、起動用回路を請求項４の構成にする
ことで、起動モードでリングカウンタの出力を相切換台
形波合成器に供給することでカウンタの設定値で決まる
一定期間モータの起動を行った後検出モードに変化し、
検出モードになった後リカバリーカウンタの設定値で決
まる所定期間内にモータの起動が検出されずリカバリー
カウンタがリセットされない場合には起動モードに復帰
し、再起動がかけられることになる。このため、モータ
の回転起動を失敗した場合にも自動的に再起動をかける
ことができる。
ことで、起動モードでリングカウンタの出力を相切換台
形波合成器に供給することでカウンタの設定値で決まる
一定期間モータの起動を行った後検出モードに変化し、
検出モードになった後リカバリーカウンタの設定値で決
まる所定期間内にモータの起動が検出されずリカバリー
カウンタがリセットされない場合には起動モードに復帰
し、再起動がかけられることになる。このため、モータ
の回転起動を失敗した場合にも自動的に再起動をかける
ことができる。
【００１１】
【実施例】図１は、この発明の一実施例のブラシレスモ
ータ駆動装置の回路構成図を示したものである。ここで
は、この発明を応用した好適な例として、３相全波電流
駆動のブラシレスモータ駆動装置の例を示す。図１にお
いて、１，２，３は３相のモータ駆動コイル、１０，１
１，１２はそれぞれ各相の吐き出し側の駆動トランジス
タ、１３，１４，１５はそれぞれ各相の吸い込み側の駆
動トランジスタである。２０は各相のモータ駆動コイル
１，２，３への通電停止期間に各相のモータ駆動コイル
１，２，３に発生する逆起電圧からモータ駆動コイル１
，２，３の通電切換信号を生成する通電論理検出器であ
る。２１は通電論理検出器２０より得られる各相のモー
タ駆動コイル１，２，３の通電切換信号に基づいて、各
相のモータ駆動コイル１，２，３に通電休止期間が存在
するように、各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々
に与える各相の駆動信号を生成するとともに生成した各
相の駆動信号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな
台形波として出力する相切換台形波合成器である。４０
は外部から入力されるトルク指令信号ＴＣと電流検出用
の抵抗４１で検出したコイル電流との差に相当する信号
を出力するトルク指令信号発生回路である。２２は各相
の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に与える各相の駆
動信号を、トルク指令信号発生回路４０からの出力信号
に対応した電流分配比で各相の駆動トランジスタ１０〜
１５へ供給する分配回路である。２３，２４はそれぞれ
分配回路４０から吐き出し側および吸い込み側の駆動ト
ランジスタ１０〜１５へベース電流を供給する増幅器で
ある。５０は、モータ起動時に、自走型の３相リングカ
ウンタ５１の出力信号によって、各相のモータ駆動コイ
ル１，２，３への通電状態を切り換え、モータ回転子を
起動させ、モータ駆動コイル１，２，３の逆起電圧を利
用できるように、モータの起動動作をさせる起動用回路
である。
ータ駆動装置の回路構成図を示したものである。ここで
は、この発明を応用した好適な例として、３相全波電流
駆動のブラシレスモータ駆動装置の例を示す。図１にお
いて、１，２，３は３相のモータ駆動コイル、１０，１
１，１２はそれぞれ各相の吐き出し側の駆動トランジス
タ、１３，１４，１５はそれぞれ各相の吸い込み側の駆
動トランジスタである。２０は各相のモータ駆動コイル
１，２，３への通電停止期間に各相のモータ駆動コイル
１，２，３に発生する逆起電圧からモータ駆動コイル１
，２，３の通電切換信号を生成する通電論理検出器であ
る。２１は通電論理検出器２０より得られる各相のモー
タ駆動コイル１，２，３の通電切換信号に基づいて、各
相のモータ駆動コイル１，２，３に通電休止期間が存在
するように、各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々
に与える各相の駆動信号を生成するとともに生成した各
相の駆動信号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな
台形波として出力する相切換台形波合成器である。４０
は外部から入力されるトルク指令信号ＴＣと電流検出用
の抵抗４１で検出したコイル電流との差に相当する信号
を出力するトルク指令信号発生回路である。２２は各相
の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に与える各相の駆
動信号を、トルク指令信号発生回路４０からの出力信号
に対応した電流分配比で各相の駆動トランジスタ１０〜
１５へ供給する分配回路である。２３，２４はそれぞれ
分配回路４０から吐き出し側および吸い込み側の駆動ト
ランジスタ１０〜１５へベース電流を供給する増幅器で
ある。５０は、モータ起動時に、自走型の３相リングカ
ウンタ５１の出力信号によって、各相のモータ駆動コイ
ル１，２，３への通電状態を切り換え、モータ回転子を
起動させ、モータ駆動コイル１，２，３の逆起電圧を利
用できるように、モータの起動動作をさせる起動用回路
である。
【００１２】上記の相切換台形波合成器２１は、通電論
理検出器２０から出力される通電切換信号に基づき、各
相の駆動トランジスタ１０〜１５に与えるべき各相の台
形波を合成するために必要な複数のパルスを出力する論
理回路３１と、論理回路３１の出力によりコンデンサＣ
Ｕ ，Ｃｖ ，Ｃｗの充電放電の状態保持を切り換える
ことにより各相の台形波を発生させる台形波合成回路３
２と、台形波合成回路３２による各相の台形波の初期値
設定を行う台形波初期値設定回路３３と、台形波合成回
路３２の出力を電圧から電流に変換する台形波電圧／電
流変換回路３４と、台形波合成回路３２の出力の台形波
の最大値を検出し、最大値の出力を電圧から電流に変換
し、電圧から電流に変換した出力を１／ｎ（ただし、ｎ
は任意の実数とする）に減少させ、台形波合成回路３２
の出力の台形波から引算する台形波最大値１／ｎ引算回
路３５と、台形波電圧／電流変換回路３４の出力および
台形波最大値１／ｎ引算回路３５の出力を合成した結果
の出力と論理回路３１の出力とを入力することによって
、各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に与える各
相の駆動信号をモータ駆動コイル１，２，３に逆起電圧
検出のための通電休止期間が存在するように生成すると
ともに、論理回路３１の出力論理に応じて台形波状に合
成する相切換台形波合成回路３６とで構成している。
理検出器２０から出力される通電切換信号に基づき、各
相の駆動トランジスタ１０〜１５に与えるべき各相の台
形波を合成するために必要な複数のパルスを出力する論
理回路３１と、論理回路３１の出力によりコンデンサＣ
Ｕ ，Ｃｖ ，Ｃｗの充電放電の状態保持を切り換える
ことにより各相の台形波を発生させる台形波合成回路３
２と、台形波合成回路３２による各相の台形波の初期値
設定を行う台形波初期値設定回路３３と、台形波合成回
路３２の出力を電圧から電流に変換する台形波電圧／電
流変換回路３４と、台形波合成回路３２の出力の台形波
の最大値を検出し、最大値の出力を電圧から電流に変換
し、電圧から電流に変換した出力を１／ｎ（ただし、ｎ
は任意の実数とする）に減少させ、台形波合成回路３２
の出力の台形波から引算する台形波最大値１／ｎ引算回
路３５と、台形波電圧／電流変換回路３４の出力および
台形波最大値１／ｎ引算回路３５の出力を合成した結果
の出力と論理回路３１の出力とを入力することによって
、各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に与える各
相の駆動信号をモータ駆動コイル１，２，３に逆起電圧
検出のための通電休止期間が存在するように生成すると
ともに、論理回路３１の出力論理に応じて台形波状に合
成する相切換台形波合成回路３６とで構成している。
【００１３】また、分配回路２２は、相切換台形波合成
器２１の台形波状の電流出力がアノード端子にそれぞれ
接続されカソード端子が共通接続された複数個のダイオ
ードと、前記複数個のダイオードのアノード端子がベー
スにそれぞれ接続されエミッタが共通接続された複数個
のトランジスタとで構成し、前記複数個のトランジスタ
の共通エミッタにトルク指令信号発生回路４０の出力信
号を入力することで、トルク指令信号発生回路４０の出
力信号に対応した電流分配比で各相の駆動トランジスタ
１０〜１５へ駆動信号をそれぞれ供給するようにしてい
る。
器２１の台形波状の電流出力がアノード端子にそれぞれ
接続されカソード端子が共通接続された複数個のダイオ
ードと、前記複数個のダイオードのアノード端子がベー
スにそれぞれ接続されエミッタが共通接続された複数個
のトランジスタとで構成し、前記複数個のトランジスタ
の共通エミッタにトルク指令信号発生回路４０の出力信
号を入力することで、トルク指令信号発生回路４０の出
力信号に対応した電流分配比で各相の駆動トランジスタ
１０〜１５へ駆動信号をそれぞれ供給するようにしてい
る。
【００１４】図５は分配回路２２の具体構成の一例を示
す回路図である。同図において、Ｖ２２０ 〜Ｖ２２２
はそれぞれ直流電源、Ｑ２２０ 〜Ｑ２２５ はそれ
ぞれダイオード、Ｑ２２６ 〜Ｑ２３５ はそれぞれト
ランジスタであり、トランジスタＱ２２６ 〜Ｑ２３１
のベースは相切換台形波合成回路３６に接続され、同
コレクタは駆動トランジスタ１０〜１５のベースにそれ
ぞれ接続されている。トランジスタＱ２３２ ，Ｑ２３
３ はカレントミラーを構成し、トランジスタＱ２３４
，Ｑ２３５ のベースにトルク指令信号発生回路４０
の出力信号が加えられる。
す回路図である。同図において、Ｖ２２０ 〜Ｖ２２２
はそれぞれ直流電源、Ｑ２２０ 〜Ｑ２２５ はそれ
ぞれダイオード、Ｑ２２６ 〜Ｑ２３５ はそれぞれト
ランジスタであり、トランジスタＱ２２６ 〜Ｑ２３１
のベースは相切換台形波合成回路３６に接続され、同
コレクタは駆動トランジスタ１０〜１５のベースにそれ
ぞれ接続されている。トランジスタＱ２３２ ，Ｑ２３
３ はカレントミラーを構成し、トランジスタＱ２３４
，Ｑ２３５ のベースにトルク指令信号発生回路４０
の出力信号が加えられる。
【００１５】また、起動用回路５０は、外部から入力さ
れるクロック信号ＣＫを自走型の３相のリングカウンタ
５１とリカバリーカウンタ５２とに入力し、３相のリン
グカウンタ５１の出力をカウンタ５４と相切換台形波合
成器２１とに入力し、カウンタ５４で任意に設定された
カウントアップの出力を起動モード／検出モードの切換
のために起動／検出切換回路５５に入力し、起動／検出
切換回路５５の出力を相切換台形波合成器２１とリカバ
リーカウンタ５２のセット端子Ｓとに入力し、論理回路
３１の出力でモータ回転数に比例した出力を信号処理し
てリカバリーカウンタ５２のリセット端子Ｒに入力し、
リカバリーカウンタ５２の出力を起動／検出切換回路５
５に入力している。なお、５３はエッジ検出回路である
。
れるクロック信号ＣＫを自走型の３相のリングカウンタ
５１とリカバリーカウンタ５２とに入力し、３相のリン
グカウンタ５１の出力をカウンタ５４と相切換台形波合
成器２１とに入力し、カウンタ５４で任意に設定された
カウントアップの出力を起動モード／検出モードの切換
のために起動／検出切換回路５５に入力し、起動／検出
切換回路５５の出力を相切換台形波合成器２１とリカバ
リーカウンタ５２のセット端子Ｓとに入力し、論理回路
３１の出力でモータ回転数に比例した出力を信号処理し
てリカバリーカウンタ５２のリセット端子Ｒに入力し、
リカバリーカウンタ５２の出力を起動／検出切換回路５
５に入力している。なお、５３はエッジ検出回路である
。
【００１６】このブラシレスモータ駆動装置によると、
モータ駆動コイル１，２，３の通電休止期間にモータ駆
動コイル１，２，３に発生する逆起電圧からモータ駆動
コイル１，２，３の通電切換信号を生成し、この通電切
換信号から各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に
与える各相の駆動信号を生成するとともに生成した各相
の駆動信号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台
形波として出力するので、位置検出素子無しでモータを
駆動することができる。さらに、各相のモータ駆動コイ
ル１，２，３への電流切換を滑らかに行うことができる
ため、各相のモータ駆動コイル１，２，３に大容量のコ
ンデンサを接続することが不要で、モータ起動時から一
定回転時まで騒音や振動を低減することができる。
モータ駆動コイル１，２，３の通電休止期間にモータ駆
動コイル１，２，３に発生する逆起電圧からモータ駆動
コイル１，２，３の通電切換信号を生成し、この通電切
換信号から各相の駆動トランジスタ１０〜１５の各々に
与える各相の駆動信号を生成するとともに生成した各相
の駆動信号を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台
形波として出力するので、位置検出素子無しでモータを
駆動することができる。さらに、各相のモータ駆動コイ
ル１，２，３への電流切換を滑らかに行うことができる
ため、各相のモータ駆動コイル１，２，３に大容量のコ
ンデンサを接続することが不要で、モータ起動時から一
定回転時まで騒音や振動を低減することができる。
【００１７】また、起動用回路を第１図に示した構成に
すると、起動モードでリングカウンタ５１の出力を相切
換台形波合成器２１に供給することでカウンタ５４の設
定値で決まる一定期間モータの起動を行った後検出モー
ドに変化し、検出モードになった後リカバリーカウンタ
５２の設定値で決まる所定期間内にモータの起動が検出
されず、つまりエッジ検出回路５３からエッジ検出パル
スＥＤが出力されず、リカバリーカウンタ５２がリセッ
トされない場合には起動モードに復帰し、再起動がかけ
られることになる。このため、モータの回転起動を失敗
した場合にも自動的に再起動をかけることができる。
すると、起動モードでリングカウンタ５１の出力を相切
換台形波合成器２１に供給することでカウンタ５４の設
定値で決まる一定期間モータの起動を行った後検出モー
ドに変化し、検出モードになった後リカバリーカウンタ
５２の設定値で決まる所定期間内にモータの起動が検出
されず、つまりエッジ検出回路５３からエッジ検出パル
スＥＤが出力されず、リカバリーカウンタ５２がリセッ
トされない場合には起動モードに復帰し、再起動がかけ
られることになる。このため、モータの回転起動を失敗
した場合にも自動的に再起動をかけることができる。
【００１８】図２は、このブラシレスモータ駆動装置の
動作原理を説明するための各部のタイムチャートである
。図２において、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータ駆動コイル１，２
，３の逆起電圧の波形（破線部）であり、Ｎはモータ駆
動コイル１，２，３の中性点の電圧波形である。前記Ｕ
，Ｖ，Ｗ，Ｎの電圧波形を通電論理検出器２０に入力し
、通電論理検出器２０において処理すると、通電論理検
出器２０の通電切換信号出力として、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１
の波形を得る。Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の出力を相切換台形波
合成器２１内の論理回路３１に入力し、論理回路３１の
出力を台形波合成回路３２に入力し、台形波の立ち上が
りと状態保持と立ち下がり期間を論理回路３１の出力論
理によって設定し、また立ち下がりスロープを立ち上が
りスロープより少し急にすることで、台形波の立ち上が
りを初期値に固定し台形波の立ち上がりの初期の電圧を
台形波初期値設定回路３３で設定することによって、Ｕ
２，Ｖ２，Ｗ２の電圧波形を形成する。
動作原理を説明するための各部のタイムチャートである
。図２において、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータ駆動コイル１，２
，３の逆起電圧の波形（破線部）であり、Ｎはモータ駆
動コイル１，２，３の中性点の電圧波形である。前記Ｕ
，Ｖ，Ｗ，Ｎの電圧波形を通電論理検出器２０に入力し
、通電論理検出器２０において処理すると、通電論理検
出器２０の通電切換信号出力として、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１
の波形を得る。Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の出力を相切換台形波
合成器２１内の論理回路３１に入力し、論理回路３１の
出力を台形波合成回路３２に入力し、台形波の立ち上が
りと状態保持と立ち下がり期間を論理回路３１の出力論
理によって設定し、また立ち下がりスロープを立ち上が
りスロープより少し急にすることで、台形波の立ち上が
りを初期値に固定し台形波の立ち上がりの初期の電圧を
台形波初期値設定回路３３で設定することによって、Ｕ
２，Ｖ２，Ｗ２の電圧波形を形成する。
【００１９】台形波合成回路３２の出力を電圧から電流
に変換するために、台形波電圧／電流変換回路３４に入
力し、同時に台形波合成回路３２の出力を逆起電圧検出
のための電流休止期間を設定する台形波最大値１／ｎ（
ただし、ｎは任意の実数とする。）引算回路３５に入力
する。この台形波最大値１／ｎ引算回路３５の出力とし
ては、図２のＰＶ１／ｎの波形（破線は、Ｕ２，Ｖ２，
Ｗ２の波形を重ねたものである）が得られる。そして、
台形波電圧／電流変換回路３４と台形波最大値１／ｎ引
算回路３５の出力とを合成することで、図２のＵ３（＝
Ｕ２−ＰＶ１／ｎ），Ｖ３（＝Ｖ２−ＰＶ１／ｎ），Ｗ
３（＝Ｗ２−ＰＶ１／ｎ）の電流波形を形成する。
に変換するために、台形波電圧／電流変換回路３４に入
力し、同時に台形波合成回路３２の出力を逆起電圧検出
のための電流休止期間を設定する台形波最大値１／ｎ（
ただし、ｎは任意の実数とする。）引算回路３５に入力
する。この台形波最大値１／ｎ引算回路３５の出力とし
ては、図２のＰＶ１／ｎの波形（破線は、Ｕ２，Ｖ２，
Ｗ２の波形を重ねたものである）が得られる。そして、
台形波電圧／電流変換回路３４と台形波最大値１／ｎ引
算回路３５の出力とを合成することで、図２のＵ３（＝
Ｕ２−ＰＶ１／ｎ），Ｖ３（＝Ｖ２−ＰＶ１／ｎ），Ｗ
３（＝Ｗ２−ＰＶ１／ｎ）の電流波形を形成する。
【００２０】前記電流波形Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３と論理回路
３１の出力とを相切換台形波合成回路３６に入力し、電
流波形Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３と論理回路３１の出力との論理
処理をして電流波形を合成することで、相切換台形波合
成回路３６の電流出力として図２のＩＰ１（＝Ｕ３・Ｕ
１），ＩＰ２（＝Ｕ３・ＮＵ１），ＩＰ３（＝Ｖ３・Ｖ
１），ＩＰ４（＝Ｖ３・ＮＶ１），ＩＰ５（＝Ｗ３・Ｗ
１），ＩＰ６（＝Ｗ３・ＮＷ１）の波形を形成する。上
記のＮＵ１はＵ１の反転信号を表し、ＮＶ１はＶ１の反
転信号を表し、ＮＷ１はＷ１の反転信号を表す。
３１の出力とを相切換台形波合成回路３６に入力し、電
流波形Ｕ３，Ｖ３，Ｗ３と論理回路３１の出力との論理
処理をして電流波形を合成することで、相切換台形波合
成回路３６の電流出力として図２のＩＰ１（＝Ｕ３・Ｕ
１），ＩＰ２（＝Ｕ３・ＮＵ１），ＩＰ３（＝Ｖ３・Ｖ
１），ＩＰ４（＝Ｖ３・ＮＶ１），ＩＰ５（＝Ｗ３・Ｗ
１），ＩＰ６（＝Ｗ３・ＮＷ１）の波形を形成する。上
記のＮＵ１はＵ１の反転信号を表し、ＮＶ１はＶ１の反
転信号を表し、ＮＷ１はＷ１の反転信号を表す。
【００２１】相切換台形波合成回路３６の電流出力ＩＰ
１，ＩＰ２，ＩＰ３，ＩＰ４，ＩＰ５，ＩＰ６を分配回
路２２に入力し、分配回路２２において、トルク指令信
号発生回路４０の出力信号に応じて電流分配比を設定し
、前記分配回路２２の出力を増幅器２３，２４に入力し
、増幅器２３，２４の出力を吐き出し側および吸い込み
側の駆動トランジスタ１０〜１５にそれぞれ入力するこ
とによって、モータ駆動コイル電流通電波形の立ち上が
りと立ち下がりを滑らかにするスロープをもち、また正
常な逆起電圧検出のためのモータ駆動コイルの通電休止
期間をもったモータ駆動コイル電流通電波形Ｕ’，Ｖ’
，Ｗ’（図２参照）を形成することができる。
１，ＩＰ２，ＩＰ３，ＩＰ４，ＩＰ５，ＩＰ６を分配回
路２２に入力し、分配回路２２において、トルク指令信
号発生回路４０の出力信号に応じて電流分配比を設定し
、前記分配回路２２の出力を増幅器２３，２４に入力し
、増幅器２３，２４の出力を吐き出し側および吸い込み
側の駆動トランジスタ１０〜１５にそれぞれ入力するこ
とによって、モータ駆動コイル電流通電波形の立ち上が
りと立ち下がりを滑らかにするスロープをもち、また正
常な逆起電圧検出のためのモータ駆動コイルの通電休止
期間をもったモータ駆動コイル電流通電波形Ｕ’，Ｖ’
，Ｗ’（図２参照）を形成することができる。
【００２２】図３は、起動用回路５０を使用し、低周波
でモータを同期起動させた後、モータの逆起電圧を通電
論理検出器２０で検出させることで、モータが加速して
いく過程の過度的な変化を示す図１の各部のタイムチャ
ートを示している。図３において、ＴＡ は低周波同期
起動期間を示し、ＴＢ は逆起電圧による位置検出を行
う期間を示し、各波形に付した記号は図２と同様である
。
でモータを同期起動させた後、モータの逆起電圧を通電
論理検出器２０で検出させることで、モータが加速して
いく過程の過度的な変化を示す図１の各部のタイムチャ
ートを示している。図３において、ＴＡ は低周波同期
起動期間を示し、ＴＢ は逆起電圧による位置検出を行
う期間を示し、各波形に付した記号は図２と同様である
。
【００２３】図４は、回転起動を失敗したときに再起動
がかかる様子を示すものである。図において、（Ａ）は
クロック信号ＣＫを、（Ｂ）は波形Ｕ１を、（Ｃ）は波
形Ｖ１を，（Ｄ）は波形Ｗ１を、（Ｅ）は周波数発生信
号ＦＧを、（Ｆ）は周波数発生信号ＦＧの立ち上がりお
よび立ち下がりエッジに同期したエッジ検出パルスを、
（Ｇ）は起動／検出切換回路５５の出力状態を、（Ｈ）
はリカバリーカウンタ５２の出力状態をそれぞれ示して
いる。また、Ｔ１ は低周波同期起動期間、Ｔ２ は起
動を終了した後のリカバリーカウンタ５２の設定により
決まる所定期間であり、この期間Ｔ２ ではエッジ検出
パルスＥＤがないので、リカバリーカウンタ５２により
不起動が検出される。Ｔ３ は低周波同期起動期間（再
起動期間）であり、Ｔ４ は再起動を終了した後のリカ
バリーカウンタ５２の設定により決まる所定期間であり
、この期間Ｔ４ ではエッジ検出パルスＥＤがあるので
、リカバーカウンタ５２は不起動を検出しない。Ｔ５
はリカバリーカウンタ５２の設定により決まる所定期間
の後の期間である。
がかかる様子を示すものである。図において、（Ａ）は
クロック信号ＣＫを、（Ｂ）は波形Ｕ１を、（Ｃ）は波
形Ｖ１を，（Ｄ）は波形Ｗ１を、（Ｅ）は周波数発生信
号ＦＧを、（Ｆ）は周波数発生信号ＦＧの立ち上がりお
よび立ち下がりエッジに同期したエッジ検出パルスを、
（Ｇ）は起動／検出切換回路５５の出力状態を、（Ｈ）
はリカバリーカウンタ５２の出力状態をそれぞれ示して
いる。また、Ｔ１ は低周波同期起動期間、Ｔ２ は起
動を終了した後のリカバリーカウンタ５２の設定により
決まる所定期間であり、この期間Ｔ２ ではエッジ検出
パルスＥＤがないので、リカバリーカウンタ５２により
不起動が検出される。Ｔ３ は低周波同期起動期間（再
起動期間）であり、Ｔ４ は再起動を終了した後のリカ
バリーカウンタ５２の設定により決まる所定期間であり
、この期間Ｔ４ ではエッジ検出パルスＥＤがあるので
、リカバーカウンタ５２は不起動を検出しない。Ｔ５
はリカバリーカウンタ５２の設定により決まる所定期間
の後の期間である。
【００２４】起動初期には、クロック信号ＣＫ（図４（
Ａ）参照）によりＵ１，Ｖ１，Ｗ１の波形（図４（Ｂ）
，（Ｃ），（Ｄ）参照）を各々発生し、カウンタ５４に
よりあらかじめ設定されたカウントアップ数のクロック
後、起動モードから検出モードに切り換わる（図４（Ｇ
）参照）。この検出モード時に周波数発生信号ＦＧと呼
ばれる論理回路３１の出力（図４（Ｆ）参照）でモータ
回転数に比例した出力を、たとえばエッジ検出回路５３
によるエッジ検出といった信号処理をしてリカバリーカ
ウンタ５２のリセット端子に入力し、その信号がモータ
のインダクタンスや巻線抵抗その他のモータの諸特性に
より決定されるある時間（リカバリーカウンタ５２の設
定による）内に変化しない場合、再び起動モードとなり
、もし、周波数発生信号ＦＧが入力されれば、モータは
回転していると判断しそのまま検出状態を持続する。周
波数発生信号ＦＧが出ている間は常に検出モードが保た
れる。
Ａ）参照）によりＵ１，Ｖ１，Ｗ１の波形（図４（Ｂ）
，（Ｃ），（Ｄ）参照）を各々発生し、カウンタ５４に
よりあらかじめ設定されたカウントアップ数のクロック
後、起動モードから検出モードに切り換わる（図４（Ｇ
）参照）。この検出モード時に周波数発生信号ＦＧと呼
ばれる論理回路３１の出力（図４（Ｆ）参照）でモータ
回転数に比例した出力を、たとえばエッジ検出回路５３
によるエッジ検出といった信号処理をしてリカバリーカ
ウンタ５２のリセット端子に入力し、その信号がモータ
のインダクタンスや巻線抵抗その他のモータの諸特性に
より決定されるある時間（リカバリーカウンタ５２の設
定による）内に変化しない場合、再び起動モードとなり
、もし、周波数発生信号ＦＧが入力されれば、モータは
回転していると判断しそのまま検出状態を持続する。周
波数発生信号ＦＧが出ている間は常に検出モードが保た
れる。
【００２５】
【発明の効果】この発明のブラシレスモータ駆動装置に
よれば、通電論理検出器の通電切換信号を基に相切換台
形波合成器で台形波状の駆動信号を生成し、この駆動信
号を分配回路に入力し、分配回路の出力信号にてモータ
駆動コイルに通電し、モータ駆動コイルの通電休止期間
のモータ駆動コイル逆起電圧を前記通電論理検出器によ
り検出して通電切換信号を生成し、さらに一定の位相関
係または速度関係を保持するよう位相制御ループまたは
速度制御ループを構成することにより、位置検出素子無
しでブラシレスモータを駆動することができ、さらに、
ブラシレスモータの各相のコイルへの電流切換を滑らか
に行うことができるため、騒音，振動を低減でき、また
従来必要であった大容量のコンデンサも不要であり、部
品点数が少なく特性の優れたブラシレス駆動装置を実現
できる。
よれば、通電論理検出器の通電切換信号を基に相切換台
形波合成器で台形波状の駆動信号を生成し、この駆動信
号を分配回路に入力し、分配回路の出力信号にてモータ
駆動コイルに通電し、モータ駆動コイルの通電休止期間
のモータ駆動コイル逆起電圧を前記通電論理検出器によ
り検出して通電切換信号を生成し、さらに一定の位相関
係または速度関係を保持するよう位相制御ループまたは
速度制御ループを構成することにより、位置検出素子無
しでブラシレスモータを駆動することができ、さらに、
ブラシレスモータの各相のコイルへの電流切換を滑らか
に行うことができるため、騒音，振動を低減でき、また
従来必要であった大容量のコンデンサも不要であり、部
品点数が少なく特性の優れたブラシレス駆動装置を実現
できる。
【００２６】また、請求項４の起動用回路を採用するこ
とにより、ブラシレスモータの起動を失敗したときに、
自動的に再起動をかけることができる。
とにより、ブラシレスモータの起動を失敗したときに、
自動的に再起動をかけることができる。
【図１】この発明の一実施例のブラシレスモータ駆動装
置の回路構成を示す回路図である。
置の回路構成を示す回路図である。
【図２】図１のブラシレスモータ駆動装置の動作原理を
説明するための各部のタイムチャートである。
説明するための各部のタイムチャートである。
【図３】低周波同期起動からのブラシレスモータの加速
時の過渡的な動作を示す各部のタイムチャートである。
時の過渡的な動作を示す各部のタイムチャートである。
【図４】ブラシレスモータが起動失敗して再起動がかけ
られる状態を示す各部のタイムチャートである。
られる状態を示す各部のタイムチャートである。
【図５】図１における分配回路の具体構成の一例を示す
回路図である。
回路図である。
１〜３ モータ駆動コイル
１０〜１５ 駆動トランジスタ
２０ 通電論理検出器
２１ 相切換台形波合成器
２２ 分配回路
２３，２４ 増幅器
３１ 論理回路
３２ 台形波合成回路
３３ 台形波初期値設定回路
３４ 台形波電圧／電流変換回路
３５ 台形波最大値１／ｎ引算回路
３６ 相切換台形波合成回路
４０ トルク指令信号発生回路
５０ 起動用回路
５１ リングカウンタ
５２ リカバリーカウンタ
５３ エッジ検出回路
５４ カウンタ
５５ 起動／検出切換回路
ＣＫ クロック信号
ＦＧ 周波数発生器信号
ＴＣ トルク指令信号
Claims (4)
- 【請求項１】 複数相のモータ駆動コイルにそれぞれ
接続された複数の駆動トランジスタと、前記モータ駆動
コイルの通電休止期間に前記モータ駆動コイルに発生す
る逆起電圧から前記モータ駆動コイルの通電切換信号を
生成する通電論理検出器と、前記通電論理検出器から供
給される前記モータ駆動コイルの通電切換信号に基づい
て、前記モータ駆動コイルに通電休止期間が存在するよ
うに、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を生成するとともに生成した各相の駆動信号
を立ち上がりおよび立ち下がりが滑らかな台形波として
出力する相切換台形波合成器と、トルク指令信号発生回
路と、前記複数の駆動トランジスタの各々に与える各相
の駆動信号を、前記トルク指令信号発生回路からの出力
信号に対応した電流分配比で前記複数の駆動トランジス
タへ供給する分配回路と、モータ起動時に前記モータ駆
動コイルの通電切換信号に相当する起動信号を前記相切
換台形波合成器へ供給して前記モータ駆動コイルへの通
電を切り換えることにより、モータを回転起動させる起
動用回路とを備えたブラシレスモータ駆動装置。 - 【請求項２】 相切換台形波合成器を、通電論理検出
器から出力される通電切換信号に基づき、複数の駆動ト
ランジスタに与えるべき各相の台形波を合成するために
必要な複数のパルスを出力する論理回路と、論理回路の
出力によりコンデンサの充電放電の状態保持を切り換え
ることにより各相の台形波を発生させる台形波合成回路
と、前記台形波合成回路による各相の台形波の初期値設
定を行う台形波初期値設定回路と、前記台形波合成回路
の出力を電圧から電流に変換する台形波電圧／電流変換
回路と、前記台形波合成回路の出力の台形波の最大値を
検出し、最大値の出力を電圧から電流に変換し、電圧か
ら電流に変換した出力を１／ｎ（ただし、ｎは任意の実
数とする）に減少させ、前記台形波合成回路の出力の台
形波から引算する台形波最大値１／ｎ引算回路と、前記
台形波電圧／電流変換回路の出力および前記台形波最大
値１／ｎ引算回路の出力を合成した結果の出力と前記論
理回路の出力とを入力することによって、前記複数の駆
動トランジスタの各々に与える各相の駆動信号をモータ
駆動コイルに逆起電圧検出のための通電休止期間が存在
するように生成するとともに、前記論理回路の出力論理
に応じて台形波状に合成する相切換台形波合成回路とで
構成した請求項１記載のブラシレスモータ駆動装置。 - 【請求項３】 分配回路を、相切換台形波合成器の台
形波状の電流出力がアノード端子にそれぞれ接続されカ
ソード端子が共通接続された複数個のダイオードと、前
記複数個のダイオードのアノード端子がベースにそれぞ
れ接続されエミッタが共通接続された複数個のトランジ
スタとで構成し、前記複数個のトランジスタの共通エミ
ッタに前記トルク指令信号発生回路の出力信号を入力す
ることで、前記トルク指令信号発生回路の出力信号に対
応した電流分配比で前記複数の駆動トランジスタへ駆動
信号をそれぞれ供給するようにした請求項１記載のブラ
シレスモータ駆動装置。 - 【請求項４】 起動用回路は、外部から入力されるク
ロック信号を自走型の複数相のリングカウンタとリカバ
リーカウンタとに入力し、前記複数相のリングカウンタ
の出力をカウンタと相切換台形波合成器とに入力し、前
記カウンタで任意に設定されたカウントアップの出力を
起動モード／検出モードの切換のために起動／検出切換
回路に入力し、前記起動／検出切換回路の出力を前記相
切換台形波合成器と前記リカバリーカウンタのセット端
子とに入力し、前記論理回路の出力でモータ回転数に比
例した出力を信号処理して前記リカバリーカウンタのリ
セット端子に入力し、前記リカバリーカウンタの出力を
前記起動／検出切換回路に入力した請求項１記載のブラ
シレスモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008714A JP2892164B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ブラシレスモータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008714A JP2892164B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ブラシレスモータ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04244797A true JPH04244797A (ja) | 1992-09-01 |
| JP2892164B2 JP2892164B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=11700608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008714A Expired - Fee Related JP2892164B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | ブラシレスモータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892164B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003061387A (ja) | 2001-08-14 | 2003-02-28 | Sony Corp | ブラシレスモータ駆動回路およびこれを搭載した携帯端末 |
| JP4065441B2 (ja) | 2004-07-28 | 2008-03-26 | 松下電器産業株式会社 | モータ駆動装置及びモータ駆動方法 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008714A patent/JP2892164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2892164B2 (ja) | 1999-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |