JPH06197589A - ３相ブラシレス直流モータの駆動回路 - Google Patents
３相ブラシレス直流モータの駆動回路Info
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- JPH06197589A JPH06197589A JP43A JP34198192A JPH06197589A JP H06197589 A JPH06197589 A JP H06197589A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 34198192 A JP34198192 A JP 34198192A JP H06197589 A JPH06197589 A JP H06197589A
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３相のブラシレス直流モータの駆動回路にお
いて、巻線の通電制御にＩＣ構成のソフトスイッチング
回路を使用する場合、モータの巻線には流れないでＩＣ
内部のみに流れる貫通電流が発生することがあり、この
発生は、モータの起動時間を長くし、かつＩＣを過熱さ
せる。本発明は、貫通電流の発生を阻止し、モータの起
動トルクを増大して起動時間を短縮し、かつＩＣ過熱を
防止できる駆動回路を提供することを目的とする。 【構成】 モータの巻線電流を制限するように制御して
いる電流制限回路の制限電流値を、モータ起動直後は大
きな第１の制限電流値に切り替えて大きな起動トルクで
加速し、速度が上昇して定常速度直前の設定速度に達し
た時点でより小さな第２の制限電流値に切り替える回路
構成とする。
いて、巻線の通電制御にＩＣ構成のソフトスイッチング
回路を使用する場合、モータの巻線には流れないでＩＣ
内部のみに流れる貫通電流が発生することがあり、この
発生は、モータの起動時間を長くし、かつＩＣを過熱さ
せる。本発明は、貫通電流の発生を阻止し、モータの起
動トルクを増大して起動時間を短縮し、かつＩＣ過熱を
防止できる駆動回路を提供することを目的とする。 【構成】 モータの巻線電流を制限するように制御して
いる電流制限回路の制限電流値を、モータ起動直後は大
きな第１の制限電流値に切り替えて大きな起動トルクで
加速し、速度が上昇して定常速度直前の設定速度に達し
た時点でより小さな第２の制限電流値に切り替える回路
構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３相ブラシレス直流モー
タの駆動回路に係り、特にソフトスイッチング方式の通
電制御回路を備えたものに関する。
タの駆動回路に係り、特にソフトスイッチング方式の通
電制御回路を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来より実施されている３相のブ
ラシレス直流モータの駆動回路の一例で、符号１０とし
て示した矩形で囲まれた内部がＩＣ（集積回路）で形成
され、ＩＣ１０の外側に配置されているのは外付回路の
部品である。外付回路の部品は１１がモータの巻線（３
相）、１２は電流検出抵抗、１３はモータの起動停止用
スイッチ、１４はモータに装着した周波数発電機、１５
は電源の＋端子、１６はモータの回転子位置を検出する
ホール素子、１７はクリスタル振動子、１８はＩＣの内
部電源端子Ｖregより起動停止回路Ｓ／Ｓに電圧を供給
する抵抗であり、ＩＣ１０の内部の主要な回路要素は１
０−１はホール素子１６の出力を増幅するホールアン
プ、１０−２はホールアンプ１０−１の出力より３相の
通電順序信号を発生するロジック回路、１０−３はロジ
ック回路の信号を受けてモータの巻線の通電を制御する
ドライバー回路、１０−４はＰＬＬ回路、１０−５は速
度制御信号発生回路、１０−６は電流制限回路、１０−
７は停止制動回路である。
ラシレス直流モータの駆動回路の一例で、符号１０とし
て示した矩形で囲まれた内部がＩＣ（集積回路）で形成
され、ＩＣ１０の外側に配置されているのは外付回路の
部品である。外付回路の部品は１１がモータの巻線（３
相）、１２は電流検出抵抗、１３はモータの起動停止用
スイッチ、１４はモータに装着した周波数発電機、１５
は電源の＋端子、１６はモータの回転子位置を検出する
ホール素子、１７はクリスタル振動子、１８はＩＣの内
部電源端子Ｖregより起動停止回路Ｓ／Ｓに電圧を供給
する抵抗であり、ＩＣ１０の内部の主要な回路要素は１
０−１はホール素子１６の出力を増幅するホールアン
プ、１０−２はホールアンプ１０−１の出力より３相の
通電順序信号を発生するロジック回路、１０−３はロジ
ック回路の信号を受けてモータの巻線の通電を制御する
ドライバー回路、１０−４はＰＬＬ回路、１０−５は速
度制御信号発生回路、１０−６は電流制限回路、１０−
７は停止制動回路である。
【０００３】図３に示した駆動回路は、３相モータの巻
線１１にホール素子１６により検出した回転子位置信号
によりドライバー回路１０−３を制御して順次電流を流
して回転子を所定の方向に回転駆動するもので、回転速
度はクリスタル振動子１７と周波数発電機１４の出力周
波数をＰＬＬ回路１０−４により比較して所定速度とな
るように制御しており、電流検出抵抗１２によりモータ
の巻線電流を検出し、電流制限回路１０−６を介して巻
線電流を制限し、又、起動停止用スイッチ１３により起
動停止を制御するようになっている。
線１１にホール素子１６により検出した回転子位置信号
によりドライバー回路１０−３を制御して順次電流を流
して回転子を所定の方向に回転駆動するもので、回転速
度はクリスタル振動子１７と周波数発電機１４の出力周
波数をＰＬＬ回路１０−４により比較して所定速度とな
るように制御しており、電流検出抵抗１２によりモータ
の巻線電流を検出し、電流制限回路１０−６を介して巻
線電流を制限し、又、起動停止用スイッチ１３により起
動停止を制御するようになっている。
【０００４】ＩＣ１０の構成は、ロジック回路１０−２
とドライバー回路１０−３によるソフトスイッチングの
電流制御方式の駆動回路で、従来のスイッチング回路と
比べてスイッチングノイズが少ないのが特徴である。図
５は図３に示したモータ駆動回路によるモータと回路の
動作特性を示す図で、（ａ）は起動より定格回転数に達
するまでの速度の変化を示し、（ｂ）は起動時の電流を
示し、起動の時には大きな電流が流れるので電流検出抵
抗１２に発生する電圧により電流の制限をする電流制限
回路１０−６が備えられ一定電流に制限し巻線の過熱を
防止するようになっており、停止する時には巻線に流れ
る電流の相回転方向を逆にする停止制動回路１０−７を
備え短時間で停止するように構成されている。
とドライバー回路１０−３によるソフトスイッチングの
電流制御方式の駆動回路で、従来のスイッチング回路と
比べてスイッチングノイズが少ないのが特徴である。図
５は図３に示したモータ駆動回路によるモータと回路の
動作特性を示す図で、（ａ）は起動より定格回転数に達
するまでの速度の変化を示し、（ｂ）は起動時の電流を
示し、起動の時には大きな電流が流れるので電流検出抵
抗１２に発生する電圧により電流の制限をする電流制限
回路１０−６が備えられ一定電流に制限し巻線の過熱を
防止するようになっており、停止する時には巻線に流れ
る電流の相回転方向を逆にする停止制動回路１０−７を
備え短時間で停止するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図３の駆動
回路でモータの巻線１１を駆動すると、起動時にＩＣ１
０の中でドライバー回路１０−３を構成するスイッチン
グ素子の通電タイミングの一部で電源Ｖccと接地電位Ｇ
ＮＤの間を直通するタイミングが発生し、モータの巻線
１１を通過しない電流（貫通電流と称する）が電流検出
抵抗１２に流れることになり、モータの巻線電流より多
い電流が電流検出抵抗１２に流れる結果、モータの巻線
に充分な電流が流れずモータの起動トルクが低下しかつ
ＩＣが過熱するという問題が発生する。
回路でモータの巻線１１を駆動すると、起動時にＩＣ１
０の中でドライバー回路１０−３を構成するスイッチン
グ素子の通電タイミングの一部で電源Ｖccと接地電位Ｇ
ＮＤの間を直通するタイミングが発生し、モータの巻線
１１を通過しない電流（貫通電流と称する）が電流検出
抵抗１２に流れることになり、モータの巻線電流より多
い電流が電流検出抵抗１２に流れる結果、モータの巻線
に充分な電流が流れずモータの起動トルクが低下しかつ
ＩＣが過熱するという問題が発生する。
【０００６】この貫通電流が発生する理由を図４により
検討する。ＩＣ１０の中のロジック回路１０−２とドラ
イバー回路１０−３の内容は図４に示すような等価回路
で表す事が出来る。図４に示されたドライバー回路１０
−３の内容は、Ｑ11、Ｑ21、Ｑ31の３個のエミッタが共
通のｎｐｎトランジスタで構成された差動回路（ｎｐｎ
三差動回路と呼ぶ）と、Ｑ12、Ｑ22、Ｑ32の３個のエミ
ッタが共通のｐｎｐトランジスタで構成された差動回路
（ｐｎｐ三差動回路と呼ぶ）及びＱ13、Ｑ23、Ｑ33、Ｑ
14、Ｑ24、Ｑ34のｐｎｐ、ｎｐｎのパワートランジスタ
より構成されており、ロジック回路１０−２の出力レベ
ルが３相のＵ、Ｖ、Ｗの順にＨ、Ｌ、Ｍとなっている場
合、ｎｐｎの三差動回路では、Ｑ11のみオンとなってお
り、かつｐｎｐの三差動回路ではＱ22のみがオンとなっ
ている。従ってとして示す電流経路のようにモータの
巻線のＵ相からＶ相及び電流検出抵抗１２を経てＧＮＤ
に電流が流れる。
検討する。ＩＣ１０の中のロジック回路１０−２とドラ
イバー回路１０−３の内容は図４に示すような等価回路
で表す事が出来る。図４に示されたドライバー回路１０
−３の内容は、Ｑ11、Ｑ21、Ｑ31の３個のエミッタが共
通のｎｐｎトランジスタで構成された差動回路（ｎｐｎ
三差動回路と呼ぶ）と、Ｑ12、Ｑ22、Ｑ32の３個のエミ
ッタが共通のｐｎｐトランジスタで構成された差動回路
（ｐｎｐ三差動回路と呼ぶ）及びＱ13、Ｑ23、Ｑ33、Ｑ
14、Ｑ24、Ｑ34のｐｎｐ、ｎｐｎのパワートランジスタ
より構成されており、ロジック回路１０−２の出力レベ
ルが３相のＵ、Ｖ、Ｗの順にＨ、Ｌ、Ｍとなっている場
合、ｎｐｎの三差動回路では、Ｑ11のみオンとなってお
り、かつｐｎｐの三差動回路ではＱ22のみがオンとなっ
ている。従ってとして示す電流経路のようにモータの
巻線のＵ相からＶ相及び電流検出抵抗１２を経てＧＮＤ
に電流が流れる。
【０００７】一方ロジック回路の出力レベルがＭのレベ
ルとなっているトランジスタＱ31はオンとなりＱ32はオ
フとなっているのでＷ相には電流が流れない。このよう
な通電状態の組合せが３相のＵ、Ｖ、Ｗ相の順に繰り返
されモータが回転すると、図５（ｃ）に示すように巻線
に回転速度に比例した誘起電圧Ｖmが発生し、ロジック
回路の出力レベルがＭとなっている図示のＷ相の誘起電
圧ＶmがトランジスタＱ34のコレクタとエミッタの間に
印加される。
ルとなっているトランジスタＱ31はオンとなりＱ32はオ
フとなっているのでＷ相には電流が流れない。このよう
な通電状態の組合せが３相のＵ、Ｖ、Ｗ相の順に繰り返
されモータが回転すると、図５（ｃ）に示すように巻線
に回転速度に比例した誘起電圧Ｖmが発生し、ロジック
回路の出力レベルがＭとなっている図示のＷ相の誘起電
圧ＶmがトランジスタＱ34のコレクタとエミッタの間に
印加される。
【０００８】ところが、ロジック回路の出力電圧のレベ
ルＨ、Ｌ、Ｍの直流電圧の差は、ソフトスイッチングと
して動作させる為に、従来のスイッチング回路方式に比
較して小さく設定されている。この為にＨ、Ｌ、Ｍの直
流電圧と制御回路の直流電圧の差にバラツキを生じ其の
差が小さくなるとＭレベルで駆動されているＷ相のトラ
ンジスタＱ31とＱ32が共にオンとなる状態が生じ、上記
のようにトランジスタＱ34に印加されるモータの巻線の
誘起電圧があるレベルを超えるとトランジスタＱ33、Ｑ
34が同時にオンとなってＶccよりＱ33、Ｑ34及び電流検
出抵抗１２を経てＧＮＤに電流経路のような電流が流
れこれが貫通電流となり、この貫通電流はモータの巻線
には流れずＩＣ内部のみに流れるにも拘らず電流の制限
値の中には合算されるため、実際のモータの電流より低
い電流の値で電流が制限されるのでモータのトルクが低
い値に制限され起動時間を長くし、かつＩＣが過熱する
という結果と成る。
ルＨ、Ｌ、Ｍの直流電圧の差は、ソフトスイッチングと
して動作させる為に、従来のスイッチング回路方式に比
較して小さく設定されている。この為にＨ、Ｌ、Ｍの直
流電圧と制御回路の直流電圧の差にバラツキを生じ其の
差が小さくなるとＭレベルで駆動されているＷ相のトラ
ンジスタＱ31とＱ32が共にオンとなる状態が生じ、上記
のようにトランジスタＱ34に印加されるモータの巻線の
誘起電圧があるレベルを超えるとトランジスタＱ33、Ｑ
34が同時にオンとなってＶccよりＱ33、Ｑ34及び電流検
出抵抗１２を経てＧＮＤに電流経路のような電流が流
れこれが貫通電流となり、この貫通電流はモータの巻線
には流れずＩＣ内部のみに流れるにも拘らず電流の制限
値の中には合算されるため、実際のモータの電流より低
い電流の値で電流が制限されるのでモータのトルクが低
い値に制限され起動時間を長くし、かつＩＣが過熱する
という結果と成る。
【０００９】本発明の目的は、従来技術における上記の
ような問題を簡単な構成で解決し、モータの起動トルク
を増大して起動時間を短縮し、また停止時は制動電流を
大きくして停止に要する時間を短縮し、かつＩＣの過熱
を防止できる駆動回路を提供することにある。
ような問題を簡単な構成で解決し、モータの起動トルク
を増大して起動時間を短縮し、また停止時は制動電流を
大きくして停止に要する時間を短縮し、かつＩＣの過熱
を防止できる駆動回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１においては、モータの検出速度を
基準速度と比較して定速制御する速度制御回路と、停止
時に逆転制動をかける停止制動回路とを備え、巻線の通
電制御回路にソフトスイッチング回路を使用し、かつ巻
線電流を制限する電流制限回路を有する３相ブラシレス
直流モータの駆動回路において、上記電流制限回路の制
限電流値を、モータ起動直後は大きな第１の制限電流値
に切り替えて大きな起動トルクで加速し、速度が上昇し
て定常速度に移行する直前の予め設定された速度に達し
た時点で上記第１の制限電流値より小さい第２の制限電
流値に切り替える回路手段を備えた駆動回路とする。
に、本発明の請求項１においては、モータの検出速度を
基準速度と比較して定速制御する速度制御回路と、停止
時に逆転制動をかける停止制動回路とを備え、巻線の通
電制御回路にソフトスイッチング回路を使用し、かつ巻
線電流を制限する電流制限回路を有する３相ブラシレス
直流モータの駆動回路において、上記電流制限回路の制
限電流値を、モータ起動直後は大きな第１の制限電流値
に切り替えて大きな起動トルクで加速し、速度が上昇し
て定常速度に移行する直前の予め設定された速度に達し
た時点で上記第１の制限電流値より小さい第２の制限電
流値に切り替える回路手段を備えた駆動回路とする。
【００１１】請求項２においては、上記に加えてさら
に、モータを定常速度の運転から停止させるときに、制
限電流値を前記第１の制限電流値に切り替えて大きな逆
転制動電流とする回路手段を備えた駆動回路とする。
に、モータを定常速度の運転から停止させるときに、制
限電流値を前記第１の制限電流値に切り替えて大きな逆
転制動電流とする回路手段を備えた駆動回路とする。
【００１２】請求項３においては、上記請求項２の制限
電流値を切り替える回路手段として、巻線電流を検出す
る第１の電流検出抵抗と第２の電流検出抵抗とを有し、
この第２の電流検出抵抗とＭＯＳＦＥＴとを直列に接続
したものが第１の出流検出抵抗に並列に接続され、モー
タの検出速度に比例した直流電圧と基準速度に対応した
基準電圧との差を求めているコンパレータの出力側の電
圧信号を上記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に印加し、モー
タ起動直後はＭＯＳＦＥＴをオンにして上記第１と第２
の電流検出抵抗の並列抵抗で巻線電流を検出することで
大きな第１の制限電流値とし、速度が上昇して定常速度
に移行する直前の予め設定された速度に達した時点でＭ
ＯＳＦＥＴをオフとして第１の電流検出抵抗のみとする
ことで上記第１の制限電流値より小さい第２の制限電流
値とし、モータを定常速度の運転から停止させるとき、
ＭＯＳＦＥＴをオンにして第１と第２の電流検出抵抗の
並列抵抗で巻線電流を検出することで第１の制限電流値
とする回路構成を使用した駆動回路とする。
電流値を切り替える回路手段として、巻線電流を検出す
る第１の電流検出抵抗と第２の電流検出抵抗とを有し、
この第２の電流検出抵抗とＭＯＳＦＥＴとを直列に接続
したものが第１の出流検出抵抗に並列に接続され、モー
タの検出速度に比例した直流電圧と基準速度に対応した
基準電圧との差を求めているコンパレータの出力側の電
圧信号を上記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に印加し、モー
タ起動直後はＭＯＳＦＥＴをオンにして上記第１と第２
の電流検出抵抗の並列抵抗で巻線電流を検出することで
大きな第１の制限電流値とし、速度が上昇して定常速度
に移行する直前の予め設定された速度に達した時点でＭ
ＯＳＦＥＴをオフとして第１の電流検出抵抗のみとする
ことで上記第１の制限電流値より小さい第２の制限電流
値とし、モータを定常速度の運転から停止させるとき、
ＭＯＳＦＥＴをオンにして第１と第２の電流検出抵抗の
並列抵抗で巻線電流を検出することで第１の制限電流値
とする回路構成を使用した駆動回路とする。
【００１３】貫通電流が発生するメカニズムを実験によ
り解析した結果、図５の（ｄ）及び（ｅ）に示すように
モータの起動時に速度が上昇して定格速度に達する前に
発生することが分かり、モータの巻線の誘起電圧Ｖmと
巻線の電圧降下ＩＲcとＩＣの抵抗による電圧降下Ｖsat
及び電流検出抵抗の電圧降下ＩＲ12の合計が電源電圧Ｖ
ccを超えると発生する事を確認した。ところが巻線の誘
起電圧ＶmとＩＣの電圧降下Ｖsatと巻線の抵抗Ｒcは既
定のもので変更できない。そこで変更が可能な電流検出
抵抗を起動時には低い値に、そして速度が上昇してある
速度に達したら電流検出抵抗を高い値に切り替える事に
より、起動直後は大きな電流を流して加速し、ある速度
以上になり貫通電流が発生する直前に電流の値を低い値
に制限して貫通電流の発生を防止するという手段により
解決できることになる。これを実現するために、モータ
に直結した周波数発電機の出力電圧をＦ／Ｖ変換回路で
回転速度に比例した直流電圧に変換し、この電圧を基準
電圧とコンパレータにより比較し、第１の電流検出抵抗
と並列に設けた、ＭＯＳＦＥＴと第２の電流検出抵抗と
の直列回路のＭＯＳＦＥＴをコンパレータの出力でオ
ン、オフ制御して、電流検出抵抗の抵抗値をモータの回
転速度により貫通電流が発生する直前に切り替える構成
とする。モータ停止時は、巻線の誘起電圧Ｖmが負で、
貫通電流が発生する恐れがないので、高い制限電流値に
切り替えて停止時間を短くするよう、電流検出抵抗を低
い値に切り替える構成とする。
り解析した結果、図５の（ｄ）及び（ｅ）に示すように
モータの起動時に速度が上昇して定格速度に達する前に
発生することが分かり、モータの巻線の誘起電圧Ｖmと
巻線の電圧降下ＩＲcとＩＣの抵抗による電圧降下Ｖsat
及び電流検出抵抗の電圧降下ＩＲ12の合計が電源電圧Ｖ
ccを超えると発生する事を確認した。ところが巻線の誘
起電圧ＶmとＩＣの電圧降下Ｖsatと巻線の抵抗Ｒcは既
定のもので変更できない。そこで変更が可能な電流検出
抵抗を起動時には低い値に、そして速度が上昇してある
速度に達したら電流検出抵抗を高い値に切り替える事に
より、起動直後は大きな電流を流して加速し、ある速度
以上になり貫通電流が発生する直前に電流の値を低い値
に制限して貫通電流の発生を防止するという手段により
解決できることになる。これを実現するために、モータ
に直結した周波数発電機の出力電圧をＦ／Ｖ変換回路で
回転速度に比例した直流電圧に変換し、この電圧を基準
電圧とコンパレータにより比較し、第１の電流検出抵抗
と並列に設けた、ＭＯＳＦＥＴと第２の電流検出抵抗と
の直列回路のＭＯＳＦＥＴをコンパレータの出力でオ
ン、オフ制御して、電流検出抵抗の抵抗値をモータの回
転速度により貫通電流が発生する直前に切り替える構成
とする。モータ停止時は、巻線の誘起電圧Ｖmが負で、
貫通電流が発生する恐れがないので、高い制限電流値に
切り替えて停止時間を短くするよう、電流検出抵抗を低
い値に切り替える構成とする。
【００１４】
【作用】起動時は電流検出抵抗の抵抗値を低い値に設定
しモータの巻線に大きな電流を流して加速するが回転速
度が低いので誘起電圧も小さく貫通電流が発生しない
が、周波数発電機の出力電圧を基準電圧と比較して、速
度が上昇し誘起電圧と巻線の抵抗による電圧降下とＩＣ
の抵抗による電圧降下及び電流検出抵抗の電圧降下の合
計が電源のＶccより高くなる速度に達する直前に、電流
検出抵抗の値を高い値に切り替えて制限電流の設定値を
低い値に設定し電流を低下させることで貫通電流の発生
が抑えられる。モータ停止時は、電流検出抵抗の値を低
い値に切り替えて制限電流の設定値を高い値にすること
で、巻線に大きな電流が流れ短時間で停止する。
しモータの巻線に大きな電流を流して加速するが回転速
度が低いので誘起電圧も小さく貫通電流が発生しない
が、周波数発電機の出力電圧を基準電圧と比較して、速
度が上昇し誘起電圧と巻線の抵抗による電圧降下とＩＣ
の抵抗による電圧降下及び電流検出抵抗の電圧降下の合
計が電源のＶccより高くなる速度に達する直前に、電流
検出抵抗の値を高い値に切り替えて制限電流の設定値を
低い値に設定し電流を低下させることで貫通電流の発生
が抑えられる。モータ停止時は、電流検出抵抗の値を低
い値に切り替えて制限電流の設定値を高い値にすること
で、巻線に大きな電流が流れ短時間で停止する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明になる３相ブラシレス直流モー
タ駆動回路の実施例を示す回路図で、図３に示す従来技
術の回路図と同じ部分は同じ符号を付けて其の説明を省
略する。
タ駆動回路の実施例を示す回路図で、図３に示す従来技
術の回路図と同じ部分は同じ符号を付けて其の説明を省
略する。
【００１６】図１においてＩＣ１０の周波数発電機の出
力端子１９よりＦ／Ｖ変換回路２０を介してコンパレー
タ２１の一方の−端子に接続し、コンパレータ２１の他
の一方の＋端子に基準電圧発生用分圧抵抗２２の出力を
接続し、コンパレータ２１の出力とＩＣ１０のＳ／Ｓ端
子の間に抵抗２３と２４を直列に接続し、抵抗２３と２
４の接続点をＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに接続し、第２
の電流検出抵抗２５とＭＯＳＦＥＴ２６を直列に接続し
た回路を第１の電流検出抵抗１２と並列に接続してあ
る。
力端子１９よりＦ／Ｖ変換回路２０を介してコンパレー
タ２１の一方の−端子に接続し、コンパレータ２１の他
の一方の＋端子に基準電圧発生用分圧抵抗２２の出力を
接続し、コンパレータ２１の出力とＩＣ１０のＳ／Ｓ端
子の間に抵抗２３と２４を直列に接続し、抵抗２３と２
４の接続点をＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに接続し、第２
の電流検出抵抗２５とＭＯＳＦＥＴ２６を直列に接続し
た回路を第１の電流検出抵抗１２と並列に接続してあ
る。
【００１７】図１に示した本発明になる駆動回路の動作
は、先ず起動に先立ち停止状態の時は起動停止スイッチ
１３がオフとなっており、コンパレータ２１の−側端子
の電圧は零であるからコンパレータ２１の出力電圧は＋
電圧が発生し、この出力電圧とＳ／Ｓ端子の電圧との差
の電圧を抵抗２３と２４で分圧した電圧がＭＯＳＦＥＴ
２６のゲートに印加されて＋電位となるからＭＯＳＦＥ
Ｔ２６はオンとなり、電流検出抵抗の値は従来より設け
られている第１の抵抗１２と、新たに設けた第２の抵抗
２５とＭＯＳＦＥＴ２６の内部抵抗ＲDS(on)との和の抵
抗とが並列に接続された低い抵抗になるから電流の制限
値は高く設定されている。
は、先ず起動に先立ち停止状態の時は起動停止スイッチ
１３がオフとなっており、コンパレータ２１の−側端子
の電圧は零であるからコンパレータ２１の出力電圧は＋
電圧が発生し、この出力電圧とＳ／Ｓ端子の電圧との差
の電圧を抵抗２３と２４で分圧した電圧がＭＯＳＦＥＴ
２６のゲートに印加されて＋電位となるからＭＯＳＦＥ
Ｔ２６はオンとなり、電流検出抵抗の値は従来より設け
られている第１の抵抗１２と、新たに設けた第２の抵抗
２５とＭＯＳＦＥＴ２６の内部抵抗ＲDS(on)との和の抵
抗とが並列に接続された低い抵抗になるから電流の制限
値は高く設定されている。
【００１８】起動停止スイッチ１３をオンにすると、Ｓ
／Ｓの端子が接地され起動信号がＩＣ１０に与えられて
モータの巻線１１に通電されてモータが起動する。この
時にＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに印加される電圧は、抵
抗２４の一端が接続されているＳ／Ｓ端子が接地される
ので抵抗２３と２４に加えられる電圧は前記の停止状態
より高くなり、引き続きＭＯＳＦＥＴ２６のゲート回路
は＋電位であるからＭＯＳＦＥＴ２６はオンであり、図
２（ａ）に示すように電流の制限値は高い第１の値に設
定されるので、モータのトルクは大きく起動加速度が高
いので急速に速度が上昇する。
／Ｓの端子が接地され起動信号がＩＣ１０に与えられて
モータの巻線１１に通電されてモータが起動する。この
時にＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに印加される電圧は、抵
抗２４の一端が接続されているＳ／Ｓ端子が接地される
ので抵抗２３と２４に加えられる電圧は前記の停止状態
より高くなり、引き続きＭＯＳＦＥＴ２６のゲート回路
は＋電位であるからＭＯＳＦＥＴ２６はオンであり、図
２（ａ）に示すように電流の制限値は高い第１の値に設
定されるので、モータのトルクは大きく起動加速度が高
いので急速に速度が上昇する。
【００１９】図２（ｂ）に示すようにモータの速度が上
昇すると誘起電圧Ｖmが高くなりドライバー回路の電圧
降下と巻線の抵抗及び電流検出抵抗による電圧降下との
合計が貫通電圧が発生する値Ｖccに近づくが、周波数発
電機１４の出力電圧を受けたＦ／Ｖ変換回路２０の出力
電圧が増加し、コンパレータ２１の＋側端子の基準電圧
を超えるとコンパレータ２１の出力が零となり、ＭＯＳ
ＦＥＴ２６のゲート信号が零となるのでＭＯＳＦＥＴ２
６がオフとなり、電流検出抵抗は第１の抵抗１２のみと
なって高い値に切り替えられるのでモータの電流制限値
は低い第２の値に設定される。
昇すると誘起電圧Ｖmが高くなりドライバー回路の電圧
降下と巻線の抵抗及び電流検出抵抗による電圧降下との
合計が貫通電圧が発生する値Ｖccに近づくが、周波数発
電機１４の出力電圧を受けたＦ／Ｖ変換回路２０の出力
電圧が増加し、コンパレータ２１の＋側端子の基準電圧
を超えるとコンパレータ２１の出力が零となり、ＭＯＳ
ＦＥＴ２６のゲート信号が零となるのでＭＯＳＦＥＴ２
６がオフとなり、電流検出抵抗は第１の抵抗１２のみと
なって高い値に切り替えられるのでモータの電流制限値
は低い第２の値に設定される。
【００２０】この結果、モータの巻線抵抗による電圧降
下とＩＣ１０のドライバー回路の電圧降下が低下して、
モータの誘起電圧Ｖmが高くなっても全体の電圧がＶcc
より小さい値に保たれるので貫通電流が発生しない。モ
ータの加速が進み、定格回転数に達すると、速度制御回
路が作動して加速は終り定格速度に制御されるのでモー
タの電流は減少し、定常運転となる。あるモータにおけ
る実験例においては、定格回転数が３０００ｒｐｍのと
きに、電流検出抵抗の値を高い値に切り替える時の速度
は１５００ｒｐｍであった。
下とＩＣ１０のドライバー回路の電圧降下が低下して、
モータの誘起電圧Ｖmが高くなっても全体の電圧がＶcc
より小さい値に保たれるので貫通電流が発生しない。モ
ータの加速が進み、定格回転数に達すると、速度制御回
路が作動して加速は終り定格速度に制御されるのでモー
タの電流は減少し、定常運転となる。あるモータにおけ
る実験例においては、定格回転数が３０００ｒｐｍのと
きに、電流検出抵抗の値を高い値に切り替える時の速度
は１５００ｒｐｍであった。
【００２１】モータを停止させるには、起動停止用スイ
ッチ１３をオフとすると、Ｓ／Ｓの端子電圧が上昇し、
ＩＣ１０の回路内でモータを逆回転させるシーケンス信
号が停止制動回路１０−７を介してドライバー回路１０
−３に与えられ、モータの巻線にモータを逆回転させる
ように電流が流れモータを急速に減速させて停止させ
る。この状態では、Ｓ／Ｓ端子の＋電圧が抵抗２４を介
してＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに印加されＭＯＳＦＥＴ
２６がオンとなって、電流検出抵抗を低い値に切り替え
て電流制限値を高い第１の値に設定するのでモータの電
流は高い値で停止まで保たれるので停止時間は短くな
る。すなわち、停止の場合は、モータの誘起電圧は回転
方向が逆であるから−Ｖmとなりこの場合はモータ及び
ドライバー回路の電圧がＶccを超える事が無いからＭＯ
ＳＦＥＴ２６をオンにして電流の制限値が大きい値とな
るように設定して、停止時間を短縮する事が出来る。
ッチ１３をオフとすると、Ｓ／Ｓの端子電圧が上昇し、
ＩＣ１０の回路内でモータを逆回転させるシーケンス信
号が停止制動回路１０−７を介してドライバー回路１０
−３に与えられ、モータの巻線にモータを逆回転させる
ように電流が流れモータを急速に減速させて停止させ
る。この状態では、Ｓ／Ｓ端子の＋電圧が抵抗２４を介
してＭＯＳＦＥＴ２６のゲートに印加されＭＯＳＦＥＴ
２６がオンとなって、電流検出抵抗を低い値に切り替え
て電流制限値を高い第１の値に設定するのでモータの電
流は高い値で停止まで保たれるので停止時間は短くな
る。すなわち、停止の場合は、モータの誘起電圧は回転
方向が逆であるから−Ｖmとなりこの場合はモータ及び
ドライバー回路の電圧がＶccを超える事が無いからＭＯ
ＳＦＥＴ２６をオンにして電流の制限値が大きい値とな
るように設定して、停止時間を短縮する事が出来る。
【００２２】
【発明の効果】本発明に成る３相ブラシレス直流モータ
の駆動回路は、上記のように起動時には制限電流の値を
大きく設定して起動トルクを大きくして加速し、貫通電
流の発生直前に制限電流の値を小さく設定して貫通電流
の発生を防止する構成により起動時間を短縮し、停止時
には制限電流の値を大きく設定して、逆相制動の電流を
大きくして停止時間を短縮する事が出来、しかも共に貫
通電流が発生しないのでＩＣの過熱を防ぐことが出来る
効果がある。
の駆動回路は、上記のように起動時には制限電流の値を
大きく設定して起動トルクを大きくして加速し、貫通電
流の発生直前に制限電流の値を小さく設定して貫通電流
の発生を防止する構成により起動時間を短縮し、停止時
には制限電流の値を大きく設定して、逆相制動の電流を
大きくして停止時間を短縮する事が出来、しかも共に貫
通電流が発生しないのでＩＣの過熱を防ぐことが出来る
効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の駆動回路によるモータの動作特性の説明
図で（ａ）は起動時の電流および速度の時間的変化を示
す図、（ｂ）は起動時の誘起電圧Ｖm、ＩＣの抵抗によ
る電圧降下Ｖsat、巻線の電圧降下ＩＲc、電流検出抵抗
の電圧降下ＩＲ12の合計の時間的変化を示す図である。
図で（ａ）は起動時の電流および速度の時間的変化を示
す図、（ｂ）は起動時の誘起電圧Ｖm、ＩＣの抵抗によ
る電圧降下Ｖsat、巻線の電圧降下ＩＲc、電流検出抵抗
の電圧降下ＩＲ12の合計の時間的変化を示す図である。
【図３】従来例を示す図である。
【図４】図３の従来回路のＩＣの部分的な等価回路図で
ある。
ある。
【図５】従来の駆動回路によるモータの動作説明図で、
（ａ）は起動時のモータ速度、（ｂ）は巻線電流、
（ｃ）は誘起電圧の各時間的変化を示し、（ｄ）は各種
電圧降下と誘起電圧の合計の時間的変化を示し、（ｅ）
は貫通電流の発生時点を示す図である。
（ａ）は起動時のモータ速度、（ｂ）は巻線電流、
（ｃ）は誘起電圧の各時間的変化を示し、（ｄ）は各種
電圧降下と誘起電圧の合計の時間的変化を示し、（ｅ）
は貫通電流の発生時点を示す図である。
１０…駆動回路の主体となるＩＣ １０−１…ホールアンプ １０−２…ロジック回
路 １０−３…ドライバー回路 １０−４…ＰＬＬ回路 １０−５…速度制御信号発生回路 １０−６…電流制限回路 １０−７…停止制動回
路 １１…モータの巻線 １２…第１の電流検出
抵抗 １３…起動停止用スイッチ １４…周波数発電機 １５…電源の＋端子 １６…回転子位置検出用のホール素子 １７…クリスタル振動子 １８…起動停止回路の
抵抗 １９…周波数発電機の出力端子 ２０…周波数−電圧変
換回路 ２１…コンパレータ ２２…基準電圧発生用
分圧抵抗 ２３、２４…抵抗 ２５…第２の電流検出
抵抗 ２６…ＭＯＳＦＥＴ …巻線電流の経路 …貫通電流の経路
路 １０−３…ドライバー回路 １０−４…ＰＬＬ回路 １０−５…速度制御信号発生回路 １０−６…電流制限回路 １０−７…停止制動回
路 １１…モータの巻線 １２…第１の電流検出
抵抗 １３…起動停止用スイッチ １４…周波数発電機 １５…電源の＋端子 １６…回転子位置検出用のホール素子 １７…クリスタル振動子 １８…起動停止回路の
抵抗 １９…周波数発電機の出力端子 ２０…周波数−電圧変
換回路 ２１…コンパレータ ２２…基準電圧発生用
分圧抵抗 ２３、２４…抵抗 ２５…第２の電流検出
抵抗 ２６…ＭＯＳＦＥＴ …巻線電流の経路 …貫通電流の経路
Claims (3)
- 【請求項１】モータの検出速度を基準速度と比較して定
速制御する速度制御回路と、停止時に逆転制動をかける
停止制動回路とを備え、巻線の通電制御回路にソフトス
イッチング回路を使用し、かつ巻線電流を制限する電流
制限回路を有する３相ブラシレス直流モータの駆動回路
において、上記電流制限回路の制限電流値を、モータ起
動直後は大きな第１の制限電流値に切り替えて大きな起
動トルクで加速し、速度が上昇して定常速度に移行する
直前の予め設定された速度に達した時点で上記第１の制
限電流値より小さい第２の制限電流値に切り替える回路
手段を備えたことを特徴とする３相ブラシレス直流モー
タの駆動回路。 - 【請求項２】請求項１記載の制限電流値を切り替える回
路手段は、さらに、モータを定常速度の運転から停止さ
せるときに、制限電流値を前記第１の制限電流値に切り
替えて大きな逆転制動電流とすることを特徴とする３相
ブラシレス直流モータの駆動回路。 - 【請求項３】請求項２記載の制限電流値を切り替える回
路手段は、巻線電流を検出する第１の電流検出抵抗と第
２の電流検出抵抗とを有し、この第２の電流検出抵抗と
ＭＯＳＦＥＴとを直列に接続したものが第１の電流検出
抵抗に並列に接続され、モータの検出速度に比例した直
流電圧と基準速度に対応した基準電圧との差を求めてい
るコンパレータの出力側の電圧信号を上記ＭＯＳＦＥＴ
のゲート端子に印加し、モータ起動直後はＭＯＳＦＥＴ
をオンにして上記第１と第２の電流検出抵抗の並列抵抗
で巻線電流を検出することで大きな第１の制限電流値と
し、速度が上昇して定常速度に移行する直前の予め設定
された速度に達した時点でＭＯＳＦＥＴをオフとして第
１の電流検出抵抗のみとすることで上記第１の制限電流
値より小さい第２の制限電流値とし、モータを定常速度
の運転から停止させるとき、ＭＯＳＦＥＴをオンにして
第１と第２の電流検出抵抗の並列抵抗で巻線電流を検出
することで第１の制限電流値とする回路構成であること
を特徴とする３相ブラシレス直流モータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197589A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ３相ブラシレス直流モータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06197589A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ３相ブラシレス直流モータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197589A true JPH06197589A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18350259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06197589A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | ３相ブラシレス直流モータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06197589A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010075956A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 成形機 |
| JP2012005164A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機の制御装置 |
| WO2016038850A1 (ja) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ブラシレスモータおよびこれを搭載した洗濯機 |
| WO2019053944A1 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 同期電動機の制御装置及び制御方法 |
| CN114622381A (zh) * | 2020-12-11 | 2022-06-14 | 东芝生活电器株式会社 | 洗衣机 |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP43A patent/JPH06197589A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010075956A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 成形機 |
| JP2012005164A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機の制御装置 |
| WO2016038850A1 (ja) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ブラシレスモータおよびこれを搭載した洗濯機 |
| US9973138B2 (en) | 2014-09-11 | 2018-05-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Brushless motor and washing machine provided with same |
| WO2019053944A1 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 同期電動機の制御装置及び制御方法 |
| US11196373B2 (en) | 2017-09-14 | 2021-12-07 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Control device and control method for synchronous electric motor |
| CN114622381A (zh) * | 2020-12-11 | 2022-06-14 | 东芝生活电器株式会社 | 洗衣机 |
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