JPH05336795A

JPH05336795A - モータ駆動装置

Info

Publication number: JPH05336795A
Application number: JP4134705A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Sakai; 博文坂井; Yasutaka Tsukiyama; 康孝築山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1992-05-27
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】電源電圧が低い場合や直流抵抗成分が大きい
モータを効率よく駆動する。【構成】ｎ個の出力トランジスタ12〜14と、この出力
トランジスタ12〜14とベースを共通接続したｎ個のセン
サー用トランジスタ18〜20と、出力トランジスタ12〜14
とセンサー用トランジスタ18〜20を駆動するためにｈ_FE
補償型ミラー結線された駆動トランジスタ101〜103と、
センサー用トランジスタ18〜20のコレクタにエミッタを
接続しｈ_FE補償用トランジスタ104〜106とベースを共通
接続したアーリー効果補正用トランジスタ107〜109と、
各アーリー効果補正用トランジスタ107〜109のコレクタ
を共通接続した点に接続された電流検出抵抗6と、電流
検出抵抗6の端子間電圧とトルク指令信号とを比較し誤
差信号を出力する比較器1と、モータマグネットの回転
磁界の変化に応じて誤差信号を各相ごとに切替えて比較
器1の出力に比例した電流を駆動トランジスタ101〜103
に供給する通電切替回路2とを有する。

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す
るモータや抵抗成分が大きいモータなどを駆動するのに
適したモータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータの回転数の制御や負荷特性
の改善のために必要なトルクに応じた電圧を加え、電流
に変換して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のモー
タ駆動装置について説明する。図５は従来のモータ駆動
装置の回路構成図である。図５において、１は比較器、
２は通電切替回路、３、４、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、１０、１１はモータ
用巻線、１２、１３、１４は出力トランジスタである。

【０００４】以上のように構成されたモータ駆動装置に
ついて、以下その動作について図５、図６を参照しなが
ら説明する。なお図６は従来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。

【０００５】まずモータ用巻線（モータの界磁用巻線）
９、１０、１１に流す所望電流に対応した設定電圧がト
ルク指令入力端子８から入力され、比較器１の非反転入
力端子の電圧を設定する。次に通電切替回路２はホール
素子３、４、５からのホール素子信号Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W
に応じて比較器１の出力を切替えて、出力トランジスタ
１２、１３、１４のベースに駆動信号Ｕ_d 、Ｖ_d 、Ｗ_d
を出力し、出力トランジスタ１２、１３、１４を駆動す
る。そして、モータ用巻線９、１０、１１と電流検出抵
抗６に電流を流す。この電流検出抵抗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。電流検出抵抗６は電流Ｉ_RCS に対応した電流検出
電圧を発生し、その電流検出電圧を比較器１に負帰還す
る。比較器１は設定電圧と電流検出電圧とを比較して両
者が同じになるように出力トランジスタ１２、１３、１
４を駆動する。このことにより、トルク指令の設定電圧
に対応した電流がモータ用巻線９、１０、１１を流れる
ことになる。

【０００６】

【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、電流検出抵抗に発生する電流検出電圧が
あるために、電源電圧が一定とするとモータ用巻線で使
用できる有効な負荷電圧は電流検出抵抗に発生する電流
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、携帯型磁気再生装置（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、低電圧化が進む中で、モータ用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トルクに
限界を生じることになる。

【０００７】また電流検出抵抗は通常１Ω程度とかなり
小さく、しかも高精度を要求されるため基板実装時の配
線パターンの抵抗成分が無視できず、太く短い配線で結
線しなければならないという制約があった。また電流検
出抵抗の抵抗値が小さ過ぎるため、半導体集積回路内に
構成しようとしても抵抗の占める面積が大きくなり、事
実上不可能であるなどの問題点があった。

【０００８】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し、さらにアーリー効果やｈ
_FEのばらつきによる電流変動を軽減することを目的とす
る。

【０００９】

【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、一端が共通接続されたｎ
相のモータ用巻線またはリング状に接続されたｎ相のモ
ータ用巻線の他端にコレクタが接続されたｎ個の出力ト
ランジスタと、出力トランジスタとベースを共通接続し
たｎ個のセンサー用トランジスタと、出力トランジスタ
とセンサー用トランジスタを駆動するためにｈ_FE補償型
ミラー結線された駆動トランジスタと、センサー用トラ
ンジスタのコレクタにエミッタを接続しｈ_FE補償用トラ
ンジスタとベースを共通接続したアーリー効果補正用ト
ランジスタと、各アーリー効果補正用トランジスタのコ
レクタを共通接続した点に接続された電流検出抵抗と、
電流検出抵抗の端子間電圧とトルク指令信号とを比較し
誤差信号を出力する比較器と、モータマグネットの回転
磁界の変化に応じて誤差信号を各相ごとに切替えて比較
器の出力に比例した電流を駆動トランジスタに供給する
通電切替回路とを備えた構成を有している。

【００１０】

【作用】この構成によって、モータ用巻線の電流を検出
するための電流検出抵抗をモータ用巻線の電流を駆動す
る出力トランジスタとミラー結合されたセンサー用トラ
ンジスタのコレクタ回路に挿入でき、電流検出抵抗にお
ける電圧降下分（以下電流検出電圧という）がモータ用
巻線に印加する電圧を制限する要因とならないため、そ
の分高い電圧をモータ用巻線に印加することができる。
したがって、同じ抵抗値のモータ用巻線ならば電流を多
く流せるのでモータのトルクを高めることが可能であ
り、逆にモータ用巻線を細くしてモータの小型化が図る
ことができる。

【００１１】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の抵抗
値を数百Ωから数ＫΩと大きくできるため、電流検出抵
抗を半導体集積回路内に内蔵することが容易となる。

【００１２】さらにｈ_FEのばらつきやアーリー効果等に
よる半導体集積回路の特性の変動に関しても、その影響
を軽減することができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例に
おけるモータ駆動装置の回路構成図であり、三相半波モ
ータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。図１
において、１は比較器、２は通電切替回路、３、４、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、１０、１１はモータ用巻
線、１２、１３、１４はコレクタに接続されたモータ用
巻線９、１０、１１を各々電流駆動する出力トランジス
タ、１８、１９、２０はベース、エミッタが出力トラン
ジスタ１２、１３、１４のベース、エミッタと各々共通
接続されたセンサー用トランジスタである。１０１、１
０２、１０３は出力トランジスタ１２、１３、１４を駆
動するために電流ミラー結線された駆動トランジスタ、
１０４、１０５、１０６は電流ミラー結線のｈ_FE補償用
トランジスタ、１０７、１０８、１０９はセンサー用ト
ランジスタ１８、１９、２０のコレクタの電位を一定に
保つためのアーリー効果補正用のトランジスタである。

【００１４】比較器１の反転入力端子にはトルク指令入
力端子８からモータ用巻線９、１０、１１に流す所望の
電流に対応した設定電圧が与えられ、非反転入力端子に
は電流検出抵抗６で発生した電流検出電圧が与えられ
る。比較器１は設定電圧と電流検出電圧とを比較し増幅
して誤差信号として出力する。ホール素子３、４、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出しホール素子信号
Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W を出力する。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素子信号Ｈ_U 、Ｈ
_V 、Ｈ_W に対応してモータ用巻線９、１０、１１の各相
ごとに誤差信号を切替え、出力トランジスタ１２、１
３、１４の各ベースに１２０度の通電角で切替えられた
駆動信号Ｕ_d、Ｖ_d 、Ｗ_d として与える。出力トランジ
スタ１２、１３、１４は、各コレクタに各々モータ用巻
線９、１０、１１が接続され、通電切替回路２からの駆
動信号Ｕ_d 、Ｖ_d 、Ｗ_d により１２０度の通電角ごとに
順次導通する。

【００１５】センサー用トランジスタ１８、１９、２０
は各ベース、エミッタが出力トランジスタ１２、１３、
１４の各ベース、エミッタと各々共通接続されており、
出力トランジスタ１２、１３、１４のコレクタ電流の所
定比のコレクタ電流が流れる。センサー用トランジスタ
１８、１９、２０のコレクタはアーリー効果補正用トラ
ンジスタ１０７、１０８、１０９のエミッタと接続さ
れ、センサー用トランジスタ１８、１９、２０のコレク
タの電位を一定に保ちながらセンサー用トランジスタ１
８、１９、２０の電流と同じ電流がアーリー効果補正用
トランジスタ１０７、１０８、１０９に流れる。アーリ
ー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、１０９の各
コレクタは共通接続されており、その共通接続点に電流
検出抵抗６が接続されている。ｈ_FE補償用トランジスタ
１０４、１０５、１０６のベースは各々アーリー効果補
正用トランジスタ１０７、１０８、１０９のベースと接
続され、電流ミラー結線のｈ_FE補償用として動作する。

【００１６】以上のように本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、１９、２０および電流検出抵抗６で帰還ループ
を構成し、各モータ用巻線９、１０、１１に流れる電流
に対応して電流検出抵抗６の端子間に発生した電流検出
電圧を比較器１の非反転入力端子に入力し、負帰還する
ように構成したものである。

【００１７】以上のように構成された本実施例のモータ
駆動装置について、以下その動作を図１とともに図６に
示す従来のモータ駆動装置における信号波形図を参照し
ながら説明する。

【００１８】まずモータ用巻線９、１０、１１に流す所
望の電流に対応する設定電圧をトルク指令入力端子８よ
り比較器１の非反転入力端子に入力すると、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、４、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の出力を切替えて出力トラン
ジスタ１２、１３、１４に駆動信号Ｕ_d 、Ｖ_d 、Ｗ_d を
与える。そして、出力トランジスタ１２、１３、１４は
駆動信号Ｕ_d 、Ｖ_d 、Ｗ_d に応じて導通し、モータ用巻
線９、１０、１１に巻線電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W を流し駆
動する。巻線電流Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W は順次切り替わって
いく。またセンサー用トランジスタ１８、１９、２０は
出力トランジスタ１２、１３、１４と電流ミラー結合し
ているので、巻線電流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。センサー用トランジス
タ１８、１９、２０のコレクタはアーリー効果補正用ト
ランジスタ１０７、１０８、１０９のエミッタに各々接
続され、アーリー効果補正用トランジスタ１０７、１０
８、１０９のコレクタは共通接続されてその共通接続点
に電流検出抵抗６が接続されているためアーリー効果補
正用トランジスタ１０７、１０８、１０９には電流Ｉ
_RCS が流れる。電流検出抵抗６は電流に応じて電流検出
電圧を発生し、その電流検出電圧が比較器１に帰還す
る。比較器１は設定電圧と電流検出電圧とを比較して両
者が同じになるように出力トランジスタ１２、１３、１
４を駆動する。このことにより、設定電圧に対応した電
流がモータ用巻線９、１０、１１を流れることになる。

【００１９】以上のように本実施例によれば、三相半波
モータのモータ用巻線９、１０、１１を１２０度の通電
角を持って順次通電させ、その巻線間で駆動電流の均一
化を図ることができる。しかも出力トランジスタ１２、
１３、１４と並列に設けたセンサー用トランジスタ１
８、１９、２０のコレクタ回路にアーリー効果補正用の
トランジスタ１０７、１０８、１０９を介して接続され
た電流検出抵抗６を用いて電流検出を行っており、電流
経路はモータ用巻線９、１０、１１と出力トランジスタ
１２、１３、１４のみの直列回路となるため電源電圧に
対するモータ用巻線９、１０、１１の印加電圧の割合を
大きくすることができ、低電源電圧で動作する三相半波
モータ用の駆動装置が実現できる。

【００２０】また前述のようにして電源利用効率が高め
られれば、同じ電源電圧で駆動するのであればモータ用
巻線９、１０、１１を細くしてモータの小型化を図るこ
とができ、同じ抵抗値のモータ用巻線９、１０、１１を
駆動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可能となる。

【００２１】従来例のようにモータ用巻線９、１０、１
１の電流経路に電流検出抵抗６を設けた場合には電流検
出抵抗６の抵抗値を１Ω以下にしなければならなかった
が、本実施例では出力トランジスタ１２、１３、１４と
センサー用トランジスタ１８、１９、２０とのミラー比
を大きくすることによって、電流検出抵抗６の抵抗値を
数百Ωから数ＫΩと大きくすることができ、半導体集積
回路内に電流検出抵抗６を作り込むことが可能となる。
また従来例では電流検出抵抗６の抵抗値が小さいため半
導体集積回路内に作り込もうとすれば大きい面積を必要
とし事実上不可能であるため電流検出抵抗６を外付けす
るための外部端子を必要としたが、本実施例では上述の
理由により外部端子を特に設ける必要が無くなり、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け部品の削減が可能で
ある。

【００２２】センサー用トランジスタ１８、１９、２０
のコレクタ電圧Ｖ_ces は（１）式により決まるので、電
源電圧変動や電流検出抵抗６の抵抗値Ｒ_CSのばらつきに
よりコレクタ電圧が変動し、アーリー効果の影響により
電流が変動する。

【００２３】Ｖ_ces ＝Ｖ_cc−Ｉ_RCS ×Ｒ_cs （１）またアーリー効果の式を（２）式に示す。

【００２４】Ｉ_cs＝（（Ｖ_a ＋Ｖ_ces ）／（Ｖ_a ＋Ｖ_ceo ））×Ｉ_co （２）なおＩ_csはセンサー用トランジスタ１８、１９、２０の
コレクタエミッタ間電圧がＶ_ces のときのコレクタ電
流、Ｉ_coはセンサー用トランジスタ１８、１９、２０の
コレクタエミッタ間電圧がＶ_ceo のときのコレクタ電
流、Ｖ_a はアーリー電圧である。

【００２５】またセンサー用トランジスタ１８、１９、
２０のコレクタ電流は出力トランジスタ１２、１３、１
４のコレクタ電流とのミラー比で決まるので各トランジ
スタのｈ_FEにより変動する。ミラー比は（３）式、
（４）式で表される。

【００２６】Ｍ１＝１／（１＋２／ｈ_FE）（３）Ｍ２＝１／（１＋２／ｈ_FE（ｈ_FE＋１））（４）なおＭ１は通常のカレントミラーのミラー比、Ｍ２はｈ
_FE補償型カレントミラー比である。このようにコレクタ
電圧の変動やｈ_FEのばらつきによりセンサー用トランジ
スタ１８、１９、２０に電流変動が発生する。

【００２７】しかしながら本実施例によれば、駆動トラ
ンジスタ１０１、１０２、１０３のコレクタ電圧とセン
サー用トランジスタ１８、１９、２０のコレクタ電圧は
一定電圧に固定されているのでアーリー効果によるセン
サー用トランジスタ１８、１９、２０のコレクタ電流の
変動が軽減される。また出力トランジスタ１２、１３、
１４のコレクタ電圧は、モータ用巻線による誘起電圧と
モータ用巻線の抵抗による電圧低下により駆動トランジ
スタ１０４、１０５、１０６のコレクタ電圧とセンサー
用トランジスタ１８、１９、２０のコレクタ電圧はほぼ
同電位になり、アーリー効果による電流の変動が軽減さ
れる。

【００２８】また本実施例では（４）式に示すように、
ｈ_FE補償型カレントミラーを用いているのでｈ_FEのばら
つきによるセンサー用トランジスタ１８、１９、２０の
コレクタ電流の変動が軽減される。

【００２９】次に本発明の第２の実施例におけるモータ
駆動装置について、図２を参照しながら説明する。図２
は本発明の第２の実施例におけるモータ駆動装置の回路
構成図であり、三相全波モータを駆動するモータ駆動装
置の例を示している。図２において図１と同一箇所には
同一符号を付して、説明を省略する。なお１５、１６、
１７はＰＮＰ型の出力トランジスタでＮＰＮ型出力トラ
ンジスタ１２、１３、１４とともに各々コレクタに接続
されたモータ用巻線９、１０、１１に駆動電流を与え
る。

【００３０】比較器１の反転入力端子にはトルク指令入
力端子８からモータ用巻線９、１０、１１に流す所望の
電流に対応した設定電圧が与えられ、非反転入力端子に
は電流検出抵抗６で発生した電流検出電圧が与えられ
る。比較器１は設定電圧と電流検出電圧とを比較し増幅
して誤差信号として出力する。ホール素子３、４、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出し、ホール素子信
号Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W を出力する。通電切替回路２は、ホ
ール素子信号Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W に対応してモータ用巻線
９、１０、１１の各相ごとに誤差信号を切替え、出力ト
ランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、１７の各ベ
ースに１２０度の通電角で切替えられた駆動信号を与え
る。出力トランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、
１７は、各コレクタに各々モータ用巻線９、１０、１１
が接続され、通電切替回路２からの駆動信号で１２０度
の通電角ごとに順次導通する。

【００３１】センサー用トランジスタ１８、１９、２０
は各ベース、エミッタが出力トランジスタ１２、１３、
１４の各ベース、エミッタと各々共通接続されており、
出力トランジスタ１２、１３、１４のコレクタ電流の所
定比のコレクタ電流が流れる。センサー用トランジスタ
１８、１９、２０のコレクタはアーリー効果補正用トラ
ンジスタ１０７、１０８、１０９のエミッタと接続さ
れ、センサー用トランジスタ１８、１９、２０のコレク
タの電位を一定に保ちながらセンサー用トランジスタ１
８、１９、２０の電流と同じ電流がアーリー効果補正用
トランジスタ１０７、１０８、１０９に流れる。アーリ
ー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、１０９の各
コレクタは共通接続されており、その共通接続点に電流
検出抵抗６が接続されている。ｈ_FE補償用トランジスタ
１０４、１０５、１０６のベースは各々アーリー効果補
正用トランジスタ１０７、１０８、１０９のベースと接
続され、電流ミラー結線のｈ_FE補償用として動作する。

【００３２】以上のように構成された本実施例のモータ
駆動装置について、以下その動作を図２とともに図３を
参照しながら説明する。図３は本発明の第３の実施例に
おけるモータ駆動装置の各点の信号波形図である。

【００３３】まずモータ用巻線９、１０、１１に流す所
望の電流に対応した設定電圧をトルク指令入力端子８よ
り比較器１の非反転入力端子に入力すると、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、４、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の出力を切替えて、出力トラ
ンジスタ１２、１３、１４、１５、１６、１７に駆動信
号Ｕ_u 、Ｕ_d 、Ｖ_u 、Ｖ_d 、Ｗ_u 、Ｗ_d を与える。そし
て、出力トランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、
１７は駆動信号Ｕ_u 、Ｕ_d 、Ｖ_u 、Ｖ_d 、Ｗ_u 、Ｗ_d に
応じて導通し、モータ用巻線９、１０、１１に巻線電流
Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W を供給する。またセンサー用トランジ
スタ１８、１９、２０は出力トランジスタ１２、１３、
１４と電流ミラー結合しているので、巻線電流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。センサー用トランジスタ１８、１９、２０のコレク
タはアーリー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、
１０９のエミッタに各々接続され、アーリー効果補正用
トランジスタ１０７、１０８、１０９のコレクタは共通
接続されてその共通接続点に電流検出抵抗６が接続され
ているためアーリー効果補正用トランジスタ１０７、１
０８、１０９には電流Ｉ_RCS が流れる。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
圧が比較器１に帰還する。比較器１は設定電圧と電流検
出電圧とを比較して両者が同じになるように出力トラン
ジスタ１２、１３、１４、１５、１６、１７を駆動す
る。このことにより、設定電圧に対応した電流がモータ
用巻線９、１０、１１を流れることになる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、三相全波
モータのモータ用巻線９、１０、１１を１２０度の通電
角を持って順次通電させ、巻線間で駆動電流の均一化を
図ることができる。しかも出力トランジスタ１２、１
３、１４と並列に設けたセンサー用トランジスタ１８、
１９、２０のコレクタ回路の電流検出抵抗６を用いて電
流検出を行っており、電流経路はそれぞれモータ用巻線
９、１０、１１と出力トランジスタ１２、１３、１４、
１５、１６、１７のみの直列回路となるため電源電圧に
対するモータ用巻線９、１０、１１の印加電圧の割合を
大きくすることができ、低電源電圧で動作する三相全波
モータ用の駆動装置が実現できる。

【００３５】さらにセンサー用トランジスタ１８、１
９、２０のコレクタ電圧は一定電圧に固定されているの
で、アーリー効果によるセンサー用トランジスタ１８、
１９、２０のコレクタ電流の変動が軽減される。またｈ
_FE補償型カレントミラーを用いているのでｈ_FEのばらつ
きによるセンサー用トランジスタ１８、１９、２０のコ
レクタ電流の変動が軽減される。

【００３６】次に本発明の第３の実施例におけるモータ
駆動装置について、図４を参照しながら説明する。図４
は本発明の第３の実施例におけるモータ駆動装置の回路
構成図であり、三相全波モータを駆動するモータ駆動装
置の例を示している。図４において図２に示す第２の実
施例と同一箇所には同一符号を付して説明を省略する。
なお１５、１６、１７はＰＮＰ型の出力トランジスタで
ＮＰＮ型出力トランジスタ１２、１３、１４とともに各
々コレクタに接続されたモータ用巻線９、１０、１１に
駆動電流を与える。

【００３７】図４に示す第３の実施例が図２に示す第２
の実施例と異なる点はモータ用巻線９、１０、１１の接
続方法にあり、第３の実施例ではリング状に結線（三相
モータの場合にデルタ結線と呼ばれている）されてお
り、特に低電源電圧での使用に有効である。

【００３８】比較器１の反転入力端子にはトルク指令入
力端子８からモータ用巻線９、１０、１１に流す所望の
電流に対応した設定電圧が与えられ、非反転入力端子に
は電流検出抵抗６で発生した電流検出電圧が与えられ
る。比較器１は設定電圧と電流検出電圧とを比較し増幅
して誤差信号として出力する。ホール素子３、４、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出し、ホール素子信
号Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W を出力する。通電切替回路２はホー
ル素子信号Ｈ_U 、Ｈ_V 、Ｈ_W に対応してモータ用巻線
９、１０、１１の各相ごとに誤差信号を切替え、出力ト
ランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、１７の各ベ
ースに１２０度の通電角で切替えられた駆動信号を与え
る。出力トランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、
１７は、各コレクタに各々モータ用巻線９、１０、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。

【００３９】センサー用トランジスタ１８、１９、２０
は、各ベース、エミッタが出力トランジスタ１２、１
３、１４の各ベース、エミッタと各々共通接続されてお
り、出力トランジスタ１２、１３、１４のコレクタ電流
の所定比のコレクタ電流が流れる。センサー用トランジ
スタ１８、１９、２０のコレクタはアーリー効果補正用
トランジスタ１０７、１０８、１０９のエミッタと接続
され、センサー用トランジスタ１８、１９、２０のコレ
クタの電位を一定に保ちながら、センサー用トランジス
タ１８、１９、２０の電流と同じ電流がアーリー効果補
正用トランジスタ１０７、１０８、１０９に流れる。ア
ーリー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、１０９
の各コレクタは共通接続されており、その共通接続点に
電流検出抵抗６が接続されている。ｈ_FE補償用トランジ
スタ１０４、１０５、１０６のベースは各々アーリー効
果補正用トランジスタ１０７、１０８、１０９のベース
と接続され、電流ミラー結線のｈ_FE補償用として動作す
る。

【００４０】以上のように構成された本実施例のモータ
駆動装置について、以下その動作を図４を参照しながら
説明する。なお各点における信号波形は図３に示す第２
の実施例の信号波形とほぼ同じになるので、図３を参照
しながら説明する。

【００４１】まずモータ用巻線９、１０、１１に流す所
望の電流に対応した設定電圧をトルク指令入力端子８よ
り比較器１の非反転入力端子に入力すると、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、４、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の出力を切替えて、出力トラ
ンジスタ１２、１３、１４、１５、１６、１７に駆動信
号Ｕ_u 、Ｕ_d 、Ｖ_u 、Ｖ_d 、Ｗ_u 、Ｗ_d を与える。そし
て、出力トランジスタ１２、１３、１４、１５、１６、
１７は駆動信号Ｕ_u 、Ｕ_d 、Ｖ_u 、Ｖ_d 、Ｗ_u 、Ｗ_d に
応じて導通し、モータ用巻線９、１０、１１に巻線電流
Ｉ_U 、Ｉ_V 、Ｉ_W を流す。またセンサー用トランジスタ
１８、１９、２０は出力トランジスタ１２、１３、１４
と電流ミラー結合しているので、巻線電流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。セ
ンサー用トランジスタ１８、１９、２０のコレクタはア
ーリー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、１０９
のエミッタに各々接続され、アーリー効果補正用トラン
ジスタ１０７、１０８、１０９のコレクタは共通接続さ
れてその共通接続点に電流検出抵抗６が接続されている
ためアーリー効果補正用トランジスタ１０７、１０８、
１０９には電流Ｉ_RCS が流れる。電流検出抵抗６は電流
に応じて電流検出電圧を発生し、その電流検出電圧が比
較器１に帰還する。比較器１は設定電圧と電流検出電圧
とを比較して両者が同じになるように出力トランジスタ
１２、１３、１４、１５、１６、１７を駆動する。この
ことにより、設定電圧に対応した電流がモータ用巻線
９、１０、１１を流れることになる。

【００４２】以上のように本実施例によれば、三相全波
モータのモータ用巻線９、１０、１１を１２０度の通電
角を持って順次通電させ、巻線間で駆動電流の均一化を
図ることができる。しかも出力トランジスタ１２、１
３、１４と並列に設けたセンサー用トランジスタ１８、
１９、２０のコレクタ回路の電流検出抵抗６を用いて電
流検出を行っており、電流経路はそれぞれモータ用巻線
９、１０、１１と出力トランジスタ１２、１３、１４、
１５、１６、１７のみの直列回路となるため電源電圧に
対するモータ用巻線９、１０、１１の印加電圧の割合を
大きくすることができ、低電源電圧で動作する三相全波
モータ用の駆動装置が実現できる。

【００４３】さらにセンサー用トランジスタ１８、１
９、２０のコレクタ電圧は一定電圧に固定されているの
で、アーリー効果によるセンサー用トランジスタ１８、
１９、２０のコレクタ電流の変動が軽減される。またｈ
_FE補償型カレントミラーを用いているのでｈ_FEのばらつ
きによるセンサー用トランジスタ１８、１９、２０のコ
レクタ電流の変動が軽減される。

【００４４】なお上記の各実施例ではモータを三相半波
または全波モータとしたが、２つ以上の相を持つブラシ
レスモータであれば同様の効果が得られる。またセンサ
ー用トランジスタ１８、１９、２０はＰＮＰ出力トラン
ジスタ１５、１６、１７と電流ミラー結合しても良い。
さらに全トランジスタはバイポーラ型でも、ＭＯＳ型で
も良い。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ｎ相モー
タのモータ用巻線に順次通電する際にモータ用巻線間で
駆動電流の均一化が図れ、しかも出力トランジスタと並
列に設けたセンサー用トランジスタのコレクタ回路の電
流検出抵抗を用いて電流検出を行うことから電流経路は
モータ用巻線と出力トランジスタのみの直列回路となり
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
くすることができる。したがって、低電源電圧で大きな
駆動トルクが得られ、モータを円滑に回動させるｎ相の
モータ駆動装置が実現できる。

【００４６】また電源利用効率が高められれば、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
ータを小型化でき、同じ抵抗値のモータ用巻線を駆動す
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
を高めることが可能となる。

【００４７】さらにセンサー用トランジスタのコレクタ
電圧は一定電圧に固定されているのでアーリー効果によ
るコレクタ電流の変動が軽減され、ｈ_FE補償型カレント
ミラー回路を採用しているためｈ_FEのばらつきによるセ
ンサー用トランジスタのコレクタ電流の変動が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモータ駆動装置
の回路構成図

【図２】本発明の第２の実施例におけるモータ駆動装置
の回路構成図

【図３】同モータ駆動装置の各点における信号波形図

【図４】本発明の第３の実施例におけるモータ駆動装置
の回路構成図

【図５】従来のモータ駆動装置の回路構成図

【図６】同モータ駆動装置の各点における信号波形図

【符号の説明】

１比較器２通電切替回路６電流検出抵抗（抵抗）９、１０、１１モータ用巻線１２、１３、１４出力トランジスタ１８、１９、２０センサー用トランジスタ１０１、１０２、１０３駆動用トランジスタ１０４、１０５、１０６ｈ_FE補償用トランジスタ１０７、１０８、１０９アーリー効果補正用トランジ
スタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端が共通接続されたｎ（ｎは２以上の
整数、以下同じ）相のモータ用巻線の他端にコレクタが
接続されたｎ個の出力トランジスタと、前記出力トラン
ジスタとベースを共通接続したｎ個のセンサー用トラン
ジスタと、前記出力トランジスタとセンサー用トランジ
スタを駆動するためにｈ_FE補償型ミラー結線された駆動
トランジスタと、前記センサー用トランジスタのコレク
タにエミッタを接続しｈ_FE補償用トランジスタとベース
を共通接続したアーリー効果補正用トランジスタと、前
記各アーリー効果補正用トランジスタのコレクタを共通
接続した点に接続された抵抗と、前記抵抗の端子間電圧
とトルク指令信号とを比較し誤差信号を出力する比較器
と、モータマグネットの回転磁界の変化に応じて前記誤
差信号を各相ごとに切替えて前記比較器の出力に比例し
た電流を前記ｎ個の駆動トランジスタに供給する通電切
替回路とを備えたモータ駆動装置。
【請求項２】リング状に接続されたｎ相のモータ用巻
線の他端にコレクタが接続されたｎ個の出力トランジス
タと、前記出力トランジスタとベースを共通接続したｎ
個のセンサー用トランジスタと、前記出力トランジスタ
とセンサー用トランジスタを駆動するためにｈ_FE補償型
ミラー結線された駆動トランジスタと、前記センサー用
トランジスタのコレクタにエミッタを接続しｈ_FE補償用
トランジスタとベースを共通接続したアーリー効果補正
用トランジスタと、前記各アーリー効果補正用トランジ
スタのコレクタを共通接続した点に接続された抵抗と、
前記抵抗の端子間電圧とトルク指令信号とを比較し誤差
信号を出力する比較器と、モータマグネットの回転磁界
の変化に応じて前記誤差信号を各相ごとに切替えて前記
比較器の出力に比例した電流を前記ｎ個の駆動トランジ
スタに供給する通電切替回路とを備えたモータ駆動装
置。