JPH0746877A - Brushless motor drive circuit - Google Patents

Brushless motor drive circuit

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JPH0746877A
JPH0746877A JP5209929A JP20992993A JPH0746877A JP H0746877 A JPH0746877 A JP H0746877A JP 5209929 A JP5209929 A JP 5209929A JP 20992993 A JP20992993 A JP 20992993A JP H0746877 A JPH0746877 A JP H0746877A
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JP
Japan
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voltage
phase
voltage waveform
brushless motor
waveform
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JP5209929A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kikuchi
敦 菊池
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】消費電力を大幅に減らすことができ、しかもブ
ラシレスモータの回転数を高くすることができるブラシ
レスモータの駆動回路を提供すること。 【構成】ブラシレスモータのロータ10の位置を検出す
るための位置検出センサ31,32,33から得られる
信号WA,WB,WCに基づいて電圧波形(U相,V
相,W相)を形成し、この電圧波形の傾斜部Qを利用し
て駆動電圧波形D1を合成し、その隣合う上記電圧波形
(U相,V相,W相)が交差する位置の電圧VCと上記
電圧波形の振幅の中点電圧VMとの差Aが、上記電圧波
形の振幅Bの電圧に対して一定割合になるように、出力
トランジスタ50により上記駆動電圧波形D1を電力増
幅する、ブラシレスモータを駆動するための駆動回路に
おいて、上記出力トランジスタ50が飽和するまで上記
駆動電圧波形D1の振幅Bを大きくする構成としたブラ
シレスモータの駆動回路。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a drive circuit of a brushless motor that can significantly reduce power consumption and can increase the rotational speed of the brushless motor. A voltage waveform (U phase, V phase) based on signals WA, WB, WC obtained from position detection sensors 31, 32, 33 for detecting the position of a rotor 10 of a brushless motor.
Phase, W phase) is formed, the driving voltage waveform D1 is synthesized by utilizing the slope portion Q of this voltage waveform, and the voltage at the position where the adjacent voltage waveforms (U phase, V phase, W phase) cross each other. The output voltage of the drive voltage waveform D1 is amplified by the output transistor 50 such that the difference A between the voltage VC and the midpoint voltage VM of the amplitude of the voltage waveform becomes a constant ratio with respect to the voltage of the amplitude B of the voltage waveform. A drive circuit for driving a brushless motor, wherein the amplitude B of the drive voltage waveform D1 is increased until the output transistor 50 is saturated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明、ブラシレスモータの駆動
回路の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a brushless motor drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来のブラシレスモータの駆動
回路を示している。従来のブラシレスモータは、コイル
を備えるステータと、このステータに対して回転するロ
ータを備えている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional drive circuit for a brushless motor. A conventional brushless motor includes a stator having a coil and a rotor rotating with respect to the stator.

【0003】このステータに対するロータの回転位置を
検出するために、図6に示すようなホール素子1,2,
3を、ロータ位置検出用のセンサとして用いている。
In order to detect the rotational position of the rotor with respect to the stator, Hall elements 1, 2, ...
3 is used as a sensor for detecting the rotor position.

【0004】図6における従来のブラシレスモータの駆
動回路においては、次のようになっている。ホール素子
1,2,3から得られる3つの位相の異なる信号は、初
段アンプである出力トランジスタ4によりそれぞれ増幅
され、しかも波形合成部5で合成される。そして、振幅
制御部6により図7に示すような駆動電圧波形Dを形成
するために、残り電圧を作る回路8を設けて出力段のト
ランジスタ7が活性領域内で動作するようにしなければ
ならない。
The drive circuit of the conventional brushless motor shown in FIG. 6 is as follows. The three signals having different phases obtained from the Hall elements 1, 2 and 3 are respectively amplified by the output transistor 4 which is the first stage amplifier, and are further combined by the waveform combining section 5. Then, in order to form the drive voltage waveform D as shown in FIG. 7 by the amplitude controller 6, it is necessary to provide the circuit 8 for producing the remaining voltage so that the transistor 7 in the output stage operates in the active region.

【0005】つまり、図7の駆動電圧波形Dにおいて
は、隣合うU相信号,V相信号,W相信号の各電圧波形
における傾斜部Qを使い、これらの傾斜部Qが交差する
ように三相の電圧波形の合成を行っている。このように
して、三相の電圧波形を合成するのは、ブラシレスモー
タのトルクリップルを少なくするためである。この場合
における駆動電圧波形Dの振幅Bは、数式1で表わせ
る。
That is, in the drive voltage waveform D of FIG. 7, the sloped portions Q in each voltage waveform of the adjacent U-phase signal, V-phase signal, and W-phase signal are used, and three sloped portions Q are crossed so as to intersect each other. The phase voltage waveforms are combined. The reason why the three-phase voltage waveforms are combined in this way is to reduce the torque ripple of the brushless motor. The amplitude B of the drive voltage waveform D in this case can be expressed by Equation 1.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】さらに、U相,V相,W相の電圧波形のオ
ーバラップ量(%)は、数式2で表わせる。
Further, the amount of overlap (%) of the U-phase, V-phase, and W-phase voltage waveforms can be expressed by Equation 2.

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】図7では、隣合うU相信号,V相信号,W
相信号が交差する電圧VCと上記駆動電圧波形Dの振幅
の中点電圧VMとの差Aが、振幅Bに対して一定割合に
なるように、振幅制御部6が、U相信号,V相信号,W
相信号を含む合成した上記駆動電圧波形Dを増幅して上
下スライス制御している。
In FIG. 7, adjacent U-phase signal, V-phase signal, W
The amplitude control unit 6 controls the U-phase signal and the V-phase so that the difference A between the voltage VC at which the phase signals intersect and the midpoint voltage VM of the amplitude of the drive voltage waveform D becomes a constant ratio with respect to the amplitude B. Signal, W
The combined drive voltage waveform D including the phase signal is amplified to control the upper and lower slices.

【0010】つまり、この従来の方式では、合成したU
相,V相,W相の電圧波形の振幅を、数式1で示すよう
な振幅Bになるように増幅して上下スライス制御をする
ことで、目的のオーバラップ量を得ている。なお、数式
1のVXHは上側残り電圧を示し、VXLは下側残り電
圧を示している。
That is, in this conventional method, the synthesized U
The target overlap amount is obtained by amplifying the amplitudes of the voltage waveforms of the V-phase, V-phase, and W-phase so as to have the amplitude B as shown in Formula 1, and performing the upper and lower slice control. It should be noted that VXH in Expression 1 represents the upper residual voltage, and VXL represents the lower residual voltage.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のブ
ラシレスモータの駆動回路においては、図7に示すよう
な駆動電圧波形Dを出力するため、残り電圧を作る回路
8により上側残り電圧VXHと下側残り電圧VXLを設
けなければならない。つまり、この残り電圧をを与える
ことにより、図6の出力段のトランジスタ7をその活性
領域内のみで動作させ、所望の駆動電圧波形Dを得てい
る。
However, in the drive circuit of this type of brushless motor, since the drive voltage waveform D as shown in FIG. 7 is output, the upper residual voltage VXH and the lower residual voltage VXH are reduced by the circuit 8 for generating the residual voltage. The side residual voltage VXL must be provided. That is, by applying this residual voltage, the transistor 7 in the output stage of FIG. 6 is operated only in its active region, and the desired drive voltage waveform D is obtained.

【0012】したがって、残り電圧VXHとVXL分を
駆動回路内部で降下させることにより、降下させた部分
で電力を消費することになり、すなわち出力段のトラン
ジスタ7における電力消費量が大きくなってしまうとい
う問題があった。しかも、このように駆動回路内部での
電圧降下が大きいために、モータに印加される電圧が小
さくなり、モータの回転数やトルクを大きくすることが
できない。
Therefore, by dropping the remaining voltages VXH and VXL in the drive circuit, power is consumed in the lowered portion, that is, the power consumption of the transistor 7 in the output stage is increased. There was a problem. Moreover, since the voltage drop inside the drive circuit is large in this way, the voltage applied to the motor becomes small, and the rotation speed and torque of the motor cannot be increased.

【0013】本発明は上記課題を解消するためになされ
たものであって、消費電力を大幅に減らすことができ、
しかもブラシレスモータの回転数を高くすることができ
るブラシレスモータの駆動回路を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and can significantly reduce the power consumption,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a brushless motor drive circuit capable of increasing the rotational speed of the brushless motor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、ブラシレスモータのロータの位置を検出するた
めの位置検出センサから得られる信号に基づいて電圧波
形を形成し、この電圧波形の傾斜部を利用して駆動電圧
波形を合成し、その隣合う上記電圧波形が交差する位置
の電圧と上記電圧波形の振幅の電圧との差が、上記電圧
波形の振幅の電圧に対して一定割合になるように、出力
トランジスタにより上記駆動電圧波形を電力増幅する、
ブラシレスモータを駆動するための駆動回路において、
上記出力トランジスタが飽和するまで上記駆動電圧波形
の振幅を大きくする構成としたブラシレスモータの駆動
回路により達成される。
According to the present invention, a voltage waveform is formed based on a signal obtained from a position detection sensor for detecting the position of a rotor of a brushless motor, and the voltage waveform is formed. The driving voltage waveforms are synthesized by using the inclined portion of the voltage waveform, and the difference between the voltage at the position where the adjacent voltage waveforms intersect and the voltage of the amplitude of the voltage waveform is constant with respect to the voltage of the amplitude of the voltage waveform. Power drive the drive voltage waveform by the output transistor so that
In the drive circuit for driving the brushless motor,
This is achieved by a brushless motor drive circuit configured to increase the amplitude of the drive voltage waveform until the output transistor is saturated.

【0015】また、本発明においては、好ましくは前記
位置検出センサは、ホール素子である。また、本発明に
おいては、好ましくは前記位置検出センサから得られる
信号は、位相が異なる3つの信号である。
Further, in the present invention, preferably, the position detection sensor is a Hall element. Further, in the present invention, the signals obtained from the position detection sensor are preferably three signals having different phases.

【0016】[0016]

【作用】出力トランジスタ50の活性領域だけでなく、
出力トランジスタ50の飽和領域も使用して出力トラン
ジスタ50を動作させて、出力トランジスタ50の消費
電力量を減らす。
[Function] Not only the active region of the output transistor 50,
The saturation region of the output transistor 50 is also used to operate the output transistor 50 to reduce the power consumption of the output transistor 50.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the examples described below are suitable specific examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given, but the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these modes.

【0018】図1のモータは、たとえば一般的なVTR
に用いられるブラシレスモータ1であり、たとえば磁気
テープの搬送用として用いられる。このモータは、ロー
タ部10とステータ部20が対面している平面対向型の
モータである。
The motor of FIG. 1 is, for example, a general VTR.
The brushless motor 1 is used for a magnetic tape, and is used, for example, for conveying a magnetic tape. This motor is a plane-opposed motor in which the rotor portion 10 and the stator portion 20 face each other.

【0019】まず、ロータ部10の構成について説明す
る。ロータ部10は、永久磁石であるマグネット11、
円盤状のロータヨーク12、ロータボス14、そしてシ
ャフト15を備えている。
First, the structure of the rotor section 10 will be described. The rotor unit 10 includes a magnet 11 that is a permanent magnet,
It has a disk-shaped rotor yoke 12, a rotor boss 14, and a shaft 15.

【0020】ロータヨーク12の内面には、マグネット
11が取り付けられている。このマグネット11には、
N極とS極が多極着磁されている。このロータヨーク1
2には、ロータボス14を介してシャフト15が取り付
けられている。
A magnet 11 is attached to the inner surface of the rotor yoke 12. In this magnet 11,
The N pole and the S pole are magnetized in multiple poles. This rotor yoke 1
A shaft 15 is attached to 2 via a rotor boss 14.

【0021】次に、ステータ部20について説明する。
図1のステータ部20は、ステータヨーク21を有して
いる。このステータヨーク21の上には、上述したメイ
ンマグネット11と対向して配置された複数の励磁コイ
ル22が固定されている。
Next, the stator section 20 will be described.
The stator portion 20 of FIG. 1 has a stator yoke 21. On the stator yoke 21, a plurality of exciting coils 22 arranged to face the main magnet 11 described above are fixed.

【0022】図1の例では、励磁コイル22は6つの円
形状に配置されている。これらの励磁コイル22に、励
磁電流を順次供給することにより、ロータ部10を回転
することができるようになっている。6つの励磁コイル
22のうちの3つの励磁コイル22の中には、ロータ位
置検出用のホール素子31,32,33が各々配置され
ている。
In the example of FIG. 1, the exciting coils 22 are arranged in six circular shapes. By sequentially supplying an exciting current to these exciting coils 22, the rotor unit 10 can be rotated. Hall elements 31, 32, 33 for rotor position detection are arranged in the three exciting coils 22 of the six exciting coils 22, respectively.

【0023】ステータヨーク21にはハウジング24が
設けられており、このハウジング24の軸受23には、
ロータ部10のシャフト15が回転可能に設定されてい
る。
The stator yoke 21 is provided with a housing 24, and the bearing 23 of the housing 24 has
The shaft 15 of the rotor unit 10 is set to be rotatable.

【0024】上述したようなブラシレスモータを駆動す
るための駆動回路を、図2に示す。このブラシレスモー
タの駆動回路100は、ロータ位置検出用のホール素子
31,32,33と、6つのモータコイル22の間に接
続されている。
FIG. 2 shows a drive circuit for driving the brushless motor as described above. The drive circuit 100 for the brushless motor is connected between the Hall elements 31, 32, 33 for detecting the rotor position and the six motor coils 22.

【0025】3つのホール素子31,32,33は、ホ
ール電源40により電源供給されるようになっている。
各ホール素子31,32,33は、3つの初段アンプの
トランジスタ42にそれぞれ接続されている。この初段
アンプのトランジスタ42は、初段アンプゲイン設定用
抵抗52に接続されている。
The three hall elements 31, 32, 33 are powered by the hall power source 40.
The Hall elements 31, 32, and 33 are connected to the transistors 42 of the three first-stage amplifiers, respectively. The transistor 42 of the first stage amplifier is connected to the first stage amplifier gain setting resistor 52.

【0026】3つの初段アンプのトランジスタ42は、
波形合成部44を介して振幅制御部46に接続されてい
る。各ホール素子31,32,33から得られる信号
は、初段アンプのトランジスタ42,42,42により
増幅されて信号WA,WB,WCとして波形合成部44
に入力されるようになっている。
The transistors 42 of the three first-stage amplifiers are
It is connected to the amplitude controller 46 via the waveform synthesizer 44. The signals obtained from the Hall elements 31, 32, and 33 are amplified by the transistors 42, 42, and 42 of the first-stage amplifier, and are converted into signals WA, WB, and WC by the waveform synthesizing unit 44.
It is designed to be input to.

【0027】これらの3つの位相の異なる信号WA,W
B,WCが、この波形合成部44により合成され、さら
に振幅制御部46により増幅されることにより、結果と
して出力段において上下スライスされるようになってい
る。
These three signals WA, W having different phases
B and WC are synthesized by the waveform synthesizing unit 44 and further amplified by the amplitude control unit 46, so that the output stage is sliced up and down.

【0028】なお、利得制御部48は、振幅制御部46
に対して接続されていて、所望の駆動電圧波形を得るた
めには、振幅制御部46でどれだけ増幅すればいいのか
を制御する役目をするものである。
The gain control section 48 is composed of the amplitude control section 46.
Is connected to the control circuit, and serves to control how much the amplitude control section 46 should amplify in order to obtain a desired drive voltage waveform.

【0029】この利得制御部48は基準電圧VSに接続
されている。この基準電圧VSは、3つの出力段のトラ
ンジスタ50にそれぞれ接続されている。また、振幅制
御部46は、3つの出力段のトランジスタ50に対して
それぞれ接続されている。これらの出力段のトランジス
タ50は、パワーGNDに接続されている。
The gain controller 48 is connected to the reference voltage VS. The reference voltage VS is connected to each of the three output stage transistors 50. Further, the amplitude control section 46 is connected to each of the three output stage transistors 50. The transistors 50 in these output stages are connected to the power GND.

【0030】各出力段のトランジスタ50は、それぞれ
モータコイル22,22に接続されている。6つのうち
のモータコイルの2つのモータコイル22,22が1つ
のモータコイルで図示されている。
The transistors 50 in each output stage are connected to the motor coils 22 and 22, respectively. Two motor coils 22, 22 of the six motor coils are shown as one motor coil.

【0031】次に、図3の(A)ないし(F)を参照し
て、図2の信号WA,WB,WCから、図4に示すU
相,V相,W相からなる駆動電圧波形D1を形成する方
法について説明する。
Next, referring to FIGS. 3A to 3F, from signals WA, WB and WC of FIG. 2 to U shown in FIG.
A method of forming the drive voltage waveform D1 including the V phase, the V phase, and the W phase will be described.

【0032】図2において、ホール素子31,32,3
3からの位置信号は、駆動回路100の各初段アンプで
あるトランジスタ42,42,42に対して差動でそれ
ぞれ入力される。これの差動で入力された位置信号は、
初段のトランジスタ42で増幅されて増幅信号WA,W
B,WCとなる。これらの増幅信号WA,WB,WC
は、波形成形部44で合成され、しかも振幅制御部46
により振幅が制御される。
In FIG. 2, Hall elements 31, 32, 3
The position signals from 3 are differentially input to the transistors 42, 42, 42, which are the first-stage amplifiers of the drive circuit 100, respectively. The position signal input by this differential is
Amplified signals WA, W amplified by the transistor 42 in the first stage
B and WC. These amplified signals WA, WB, WC
Are combined by the waveform shaping section 44, and the amplitude control section 46
Controls the amplitude.

【0033】そこで、まず波形合成部44における処理
を説明する。図3は、一例として、これらのホール素子
31,32,33の内の2つのホール素子から得られる
増幅信号WA,WBに基づいて、図4に示す駆動電圧波
形D1の1相分の電圧波形U相を成形する方法を示して
いる。したがって、他の電圧波形V相とW相についても
同様にして成形することができる。
Therefore, first, the processing in the waveform synthesizing section 44 will be described. As an example, FIG. 3 shows a voltage waveform for one phase of the drive voltage waveform D1 shown in FIG. 4 based on the amplified signals WA and WB obtained from two Hall elements among these Hall elements 31, 32 and 33. It shows a method of molding the U phase. Therefore, the other voltage waveforms V and W can be similarly shaped.

【0034】一例として、図3の(A)に示す波形は、
ホール素子31からの増幅信号(ホールA相信号)WA
とし、同様にして図3の(B)に示す波形は、ホール素
子31からの増幅信号(ホールB相信号)WBとして示
している。。
As an example, the waveform shown in FIG.
Amplified signal (Hall A phase signal) WA from the Hall element 31
Similarly, the waveform shown in FIG. 3B is shown as an amplified signal (Hall B-phase signal) WB from the Hall element 31. .

【0035】図2の波形合成部44は、図3(C)に示
すように、ホール素子A相WAを一定のレベルで上下の
波形をスライスする。同様にして、図2の波形合成部4
4は、図3(D)に示すように、ホール素子A相WAを
一定のレベルで上下の波形をスライスする。このスライ
ス成形により、A相スライス波形SWAとB相スライス
波形SWBを形成する。この際、B相のスライス波形S
WBは、インバートされている。
As shown in FIG. 3C, the waveform synthesizer 44 of FIG. 2 slices the upper and lower waveforms of the Hall element A phase WA at a constant level. Similarly, the waveform synthesizer 4 of FIG.
As shown in FIG. 3D, 4 slices the upper and lower waveforms of the Hall element A phase WA at a constant level. By this slice shaping, an A-phase slice waveform SWA and a B-phase slice waveform SWB are formed. At this time, the B-phase slice waveform S
WB has been inverted.

【0036】これらA相スライス波形SWAとインバー
トされたB相スライス波形SWBは、図2の波形合成部
44により、図3の(E)に示すように足し合される。
このようにして足し合せて構成した波形を、図2の振幅
制御部46により、図1に示す基準電圧VSに比例した
振幅Yの電圧波形にし、結果的に波形の上下部分が図3
の(F)に示すようにスライスされる。
The A-phase slice waveform SWA and the inverted B-phase slice waveform SWB are added together by the waveform synthesizing section 44 shown in FIG. 2 as shown in FIG.
The waveform thus added is formed into a voltage waveform having an amplitude Y proportional to the reference voltage VS shown in FIG. 1 by the amplitude control section 46 shown in FIG.
(F) is sliced.

【0037】このようにして得られた図3の(F)に示
す波形は、図4に示すU相である。同様にして、図4に
示す残りのV相とW相を形成して、図4に示す駆動電圧
電圧波形D1を形成する。図4に示すように、隣合うU
相とV相とW相の電圧波形MU,MV,MWが相互に目
的のオーバラップ量になるように重ねて設定される。こ
の設定により、最後に、この駆動電圧波形D1を、図2
に示す出力段のトランジスタ50により電力増幅を行っ
て、各モータコイル22に送って、ブレシレスモータを
駆動するようになっている。
The waveform shown in FIG. 3F obtained in this way is the U phase shown in FIG. Similarly, the remaining V phase and W phase shown in FIG. 4 are formed to form the drive voltage voltage waveform D1 shown in FIG. As shown in FIG. 4, adjacent Us
The voltage waveforms MU, MV, and MW of the phase, the V phase, and the W phase are set so as to overlap each other so as to have a desired overlap amount. By this setting, finally, the drive voltage waveform D1 is
Power amplification is performed by the transistor 50 of the output stage shown in (1) and sent to each motor coil 22 to drive the brushless motor.

【0038】図2と図3に示す本発明の実施例の駆動回
路は、図6で示した従来の駆動回路の方式と異なる。
The drive circuit of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 is different from the conventional drive circuit system shown in FIG.

【0039】図6に示す従来の駆動回路の方式では、図
7に示す合成した出力電圧波形Dは、電圧VSから上側
残り電圧と下側残り電圧を除いた電圧範囲で構成される
ようになっており、その前提のもとで目的のオーバーラ
ップ量が得られるようになっている。しかし、この従来
の方式では、出力段のトランジスタを活性領域のみで動
作させるために、出力段トランジスタ内部で、この残り
電圧分の電圧を降下させることになり、電力消費量が大
きい。
In the conventional drive circuit system shown in FIG. 6, the synthesized output voltage waveform D shown in FIG. 7 is constituted by a voltage range obtained by removing the upper residual voltage and the lower residual voltage from the voltage VS. Based on that assumption, the desired overlap amount can be obtained. However, in this conventional method, since the transistor of the output stage is operated only in the active region, the voltage corresponding to this remaining voltage is dropped inside the transistor of the output stage, resulting in large power consumption.

【0040】これに対して、本発明の実施例の駆動回路
の特徴としては、図4に示す出力電圧波形D1の振幅B
を、上下のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧V
CEが飽和するところ(飽和電圧をVCESATで示
す)で決まるようにしてある点である。
On the other hand, the drive circuit according to the embodiment of the present invention is characterized in that the amplitude B of the output voltage waveform D1 shown in FIG.
Is the collector-emitter voltage V of the upper and lower transistors.
The point is that it is determined by the point where CE is saturated (saturation voltage is indicated by VCESAT).

【0041】この時、目的のオーバラップ量(A/B×
100%)を得る必要があることから、次のようにして
振幅制御部46での増幅量を設定している。すなわち、
駆動電圧VSの値から、目的のオーバラップ量を得るこ
とが必要な動作点(モータ電流を特定)での出力段トラ
ンジスタ50のコレクタ−エミッタ間飽和電圧Vces
atを差し引いた電圧値に対して、目的のオーバラップ
量が確保できる波形を得られるように、振幅制御部46
での増幅量を設定している。
At this time, the target overlap amount (A / B ×
Since it is necessary to obtain 100%), the amplification amount in the amplitude control unit 46 is set as follows. That is,
Collector-emitter saturation voltage Vces of the output stage transistor 50 at the operating point (specification of the motor current) at which it is necessary to obtain a desired overlap amount from the value of the drive voltage VS.
For the voltage value obtained by subtracting at, the amplitude control unit 46 is provided so as to obtain a waveform that can secure a desired overlap amount.
The amplification amount at is set.

【0042】すなわち、目的とする駆動電圧波形の上下
の平坦な部分の電圧は、必ず出力段トランジスタ50が
飽和して決定される電圧となるように、振幅制御部46
の利得が設定されているということである。
That is, the amplitude control section 46 makes sure that the voltage of the flat portion above and below the target drive voltage waveform becomes a voltage determined by the saturation of the output stage transistor 50.
That is, the gain of is set.

【0043】ところで、図1のブラシレスモータを回転
させる上で、トルクリップルを小さくして滑らかに回転
させるようにするためには、その使用するブラシレスモ
ータに合った一定のオーバラップ量を持たせた出力電圧
波形(駆動電圧波形)で、ブラシレスモータを駆動させ
ることが重要である。
By the way, in rotating the brushless motor shown in FIG. 1, in order to reduce the torque ripple so that the brushless motor can be smoothly rotated, a certain amount of overlap suitable for the brushless motor used is provided. It is important to drive the brushless motor with the output voltage waveform (driving voltage waveform).

【0044】そこで、本発明の実施例は、設定したいオ
ーバラップ量をX%とし、図3の(E)の駆動電圧波形
の振幅をYとすると、図3の(E)の合成波形を上下対
称に数式3に示す条件下で増幅することにより、所望の
出力電圧波形(駆動電圧波形)を得ることができるよう
にしたものである。
Therefore, in the embodiment of the present invention, assuming that the overlap amount to be set is X% and the amplitude of the drive voltage waveform of FIG. 3E is Y, the combined waveform of FIG. By symmetrically amplifying under the condition shown in Formula 3, a desired output voltage waveform (driving voltage waveform) can be obtained.

【0045】[0045]

【数3】 [Equation 3]

【0046】ただし、数式3において、VCESAT
は、上述したように図2の出力段のトランジスタ50の
コレクタ−エミッタ間の飽和電圧を示している。
However, in Equation 3, VCESAT
Shows the saturation voltage between the collector and the emitter of the transistor 50 in the output stage of FIG. 2 as described above.

【0047】以上説明したように、本発明の実施例で
は、ブラシレスモータのロータ10の位置を検出するた
めの位置検出センサ31,32,33から得られる信号
WA,WB,WCに基づいて電圧波形MU,MV,MW
(U相,V相,W相に対応)を形成し、この電圧波形M
U,MV,MWの傾斜部Qを利用して各電圧波形MU,
MV,MWを重ねて駆動電圧波形D1を合成する。
As described above, in the embodiment of the present invention, the voltage waveform is based on the signals WA, WB, WC obtained from the position detection sensors 31, 32, 33 for detecting the position of the rotor 10 of the brushless motor. MU, MV, MW
(Corresponding to U phase, V phase, W phase), and this voltage waveform M
Each voltage waveform MU, using the inclined portion Q of U, MV, MW,
The drive voltage waveform D1 is synthesized by superimposing MV and MW.

【0048】その隣合う上記電圧波形MU,MV,MW
(U相,V相,W相)が交差する電圧VCと上記電圧波
形の振幅の中点電圧VMとの差Aが、上記電圧波形の振
幅Bに対して一定割合になるように、上下駆動電圧波形
D1は制御されている。
The adjacent voltage waveforms MU, MV, MW
Vertical drive so that the difference A between the voltage VC at which (U-phase, V-phase, W-phase) intersects and the midpoint voltage VM of the amplitude of the voltage waveform becomes a constant ratio with respect to the amplitude B of the voltage waveform. The voltage waveform D1 is controlled.

【0049】しかも、上記出力トランジスタ50が飽和
するまで上記駆動電圧波形D1の振幅Bを大きくする。
つまり、出力トランジスタ50の活性領域だけでなく、
出力トランジスタ50の飽和領域も使用して出力トラン
ジスタ50を動作させて、ブラシレスモータの駆動電圧
波形を制御する。
Moreover, the amplitude B of the drive voltage waveform D1 is increased until the output transistor 50 is saturated.
That is, not only the active region of the output transistor 50,
The saturation region of the output transistor 50 is also used to operate the output transistor 50 to control the drive voltage waveform of the brushless motor.

【0050】このように、本発明の実施例では、従来の
ような残り電圧を作る回路が不要である。しかも図4の
駆動電圧波形D1を駆動回路の出力段のトランジスタ5
0により電力増幅させる際に、そのドランジスタ50の
活性領域のみではなく、飽和領域を用いるので、駆動回
路の出力段のトランジスタ50のコレクタ−エミッタ間
電圧VCEのドロップ電圧(降下電圧)を小さくするこ
とができる。したがって、同じ電流を流す場合に、コレ
クタ−エミッタ間電圧VCEが小さい方が出力段のトラ
ンジスタ50の消費電力を大幅に減らすことができる。
したがって、これらの出力段のトランジスタ50を含む
駆動回路100の消費電力を大幅に減らすことができ
る。
As described above, the embodiment of the present invention does not require the conventional circuit for producing the remaining voltage. Moreover, the drive voltage waveform D1 of FIG.
When the power is amplified by 0, not only the active region of the transistor 50 but also the saturation region is used. Therefore, the drop voltage (drop voltage) of the collector-emitter voltage VCE of the transistor 50 at the output stage of the drive circuit is reduced. You can Therefore, when the same current flows, the smaller the collector-emitter voltage VCE, the more the power consumption of the transistor 50 in the output stage can be significantly reduced.
Therefore, the power consumption of the drive circuit 100 including these output stage transistors 50 can be significantly reduced.

【0051】このようにして、出力段トランジスタによ
る電圧降下を小さくできるので、逆に、モータに与える
電圧が増大し、モータの回転数やトルクを従来に比べ増
加させることができる。
In this way, the voltage drop due to the output-stage transistor can be reduced, and conversely, the voltage applied to the motor is increased, and the rotation speed and torque of the motor can be increased as compared with the conventional case.

【0052】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。たとえば、駆動電圧VSに合わせて、振幅制御部4
6の増幅量を変化させることができる。また、図5に示
すように出力段のトランジスタ50からグランドに対し
て抵抗120を設けることにより、出力段のトランジス
タ50の出力電流に合わせて、振幅制御部46の増幅量
を変化させることができる。これらにより、広範囲な帯
域での良好な特性が得られる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in accordance with the drive voltage VS, the amplitude control unit 4
The amplification amount of 6 can be changed. Further, by providing the resistor 120 from the output stage transistor 50 to the ground as shown in FIG. 5, the amplification amount of the amplitude control unit 46 can be changed according to the output current of the output stage transistor 50. . As a result, good characteristics can be obtained in a wide band.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動回路の消費電力を大幅に減らすことができると共に、
モータの回転数を高くすることができる。
As described above, according to the present invention, the power consumption of the drive circuit can be greatly reduced, and
The rotation speed of the motor can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のブラシレスモータの駆動回路により駆
動されるブラシレスモータの一例を示す分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a brushless motor driven by a brushless motor drive circuit according to the present invention.

【図2】本発明のブラシレスモータの駆動回路の好まし
い実施例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a preferred embodiment of a drive circuit for a brushless motor according to the present invention.

【図3】図2のブラシレスモータの駆動回路により合成
して振幅制御された駆動電圧波形の1つであるU相を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing a U phase which is one of drive voltage waveforms which are combined and amplitude-controlled by the drive circuit of the brushless motor of FIG.

【図4】位相が異なるU相、V相、W相を重ね合せて得
られる駆動電圧波形を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing drive voltage waveforms obtained by superposing U-phase, V-phase, and W-phase having different phases.

【図5】本発明のブラシレスモータの駆動回路の別の好
ましい実施例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing another preferred embodiment of the drive circuit of the brushless motor of the present invention.

【図6】従来のブラシレスモータの駆動回路を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a drive circuit of a conventional brushless motor.

【図7】図6の従来のブラシレスモータの駆動回路にお
いて、位相が異なるU相、V相、W相を重ねて得られる
駆動電圧波形を示す図。
7 is a diagram showing drive voltage waveforms obtained by superposing U-phase, V-phase, and W-phase having different phases in the drive circuit of the conventional brushless motor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロータ 20 ステータ 22 コイル 31,32,33 ロータ位置検出用のホール素子 42 初段アンプのトランジスタ 44 波形合成部 46 振幅制御部 50 出力段のトランジスタ 100 ブラシレスモータの駆動回路 Q 電圧波形の傾斜部 A 交差する電圧と中点電圧の差 B 振幅 MU,MV,MW 電圧波形 VC 交差する電圧 VM 中点電圧 10 rotor 20 stator 22 coil 31, 32, 33 rotor position detecting hall element 42 first stage amplifier transistor 44 waveform synthesizing section 46 amplitude control section 50 output stage transistor 100 brushless motor drive circuit Q voltage waveform ramp section A crossing Difference between the applied voltage and the midpoint voltage B Amplitude MU, MV, MW Voltage waveform VC Crossing voltage VM Midpoint voltage

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータのロータの位置を検出
するための位置検出センサから得られる信号に基づいて
電圧波形を形成し、この電圧波形の傾斜部を利用して駆
動電圧波形を合成し、その隣合う上記電圧波形が交差す
る位置の電圧と上記電圧波形の振幅の中点電圧との差
が、上記電圧波形の振幅の電圧に対して一定割合になる
ように、出力トランジスタにより上記駆動電圧波形を電
力増幅する、ブラシレスモータを駆動するための駆動回
路において、 上記出力トランジスタが飽和するまで上記駆動電圧波形
の振幅を大きくする構成としたことを特徴とする、ブラ
シレスモータの駆動回路。
1. A voltage waveform is formed on the basis of a signal obtained from a position detection sensor for detecting the position of a rotor of a brushless motor, and a driving voltage waveform is synthesized by utilizing an inclined portion of this voltage waveform. The drive voltage waveform is controlled by the output transistor so that the difference between the voltage at the position where the adjacent voltage waveforms intersect and the midpoint voltage of the amplitude of the voltage waveform becomes a constant ratio with respect to the voltage of the amplitude of the voltage waveform. 2. A drive circuit for driving a brushless motor for power amplification of a brushless motor, wherein the amplitude of the drive voltage waveform is increased until the output transistor is saturated.
【請求項2】 前記位置検出センサは、ホール素子であ
る、請求項1に記載のブラシレスモータの駆動回路。
2. The drive circuit for a brushless motor according to claim 1, wherein the position detection sensor is a Hall element.
【請求項3】 前記位置検出センサから得られる信号
は、位相が異なる3つの信号である、請求項1または請
求項2に記載のブラシレスモータの駆動回路。
3. The drive circuit for a brushless motor according to claim 1, wherein the signals obtained from the position detection sensor are three signals having different phases.
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