JPH08111994A - モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 回転位置の検出精度の向上を簡便な構成で実
現できるモータの駆動装置を提供する。 【構成】 モータ位置検出回路８は、回転パルス信号Ｓ
１が入力される変換部１１と、演算増幅回路１２と、ト
ランジスタ１５とを備えている。トランジスタ１５のコ
レクタには一端が接地電位などの共通電位に接続された
コンデンサ１７の他端が接続され、その他端は抵抗１８
を介してトランジスタ１９のコレクタに接続され、トラ
ンジスタ１９のエミッタは共通電位に接続される。コン
デンサ１７の他端は、演算増幅器２０の非反転入力部に
接続され、基準電位Ｖｔｈに接続される。演算増幅器２
０の出力は、セットリセットフリップフロップ回路２１
のリセット入力端子に接続され、フリップフロップ回路
２１のセット入力端子には、前記回転パルス信号Ｓ１が
接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流ブラシレスモータ
などのモータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三相直流ブラシレスモータ（以下、モー
タ）の従来の駆動回路は、以下の構成を有している。モ
ータには、ホールＩＣなどの位置検出素子が、各相毎に
合計３個設けられ、各位置検出素子から位置信号が得ら
れる。この位置信号と、外部から入力される速度指令信
号とによって、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号が生成され
る。ここで、前記位置検出素子を電気角１２０°毎に合
計３個配置した場合、各位置検出素子から、相互に電気
角１２０°の位相差を有する位置検出信号がそれぞれ得
られる。これらの各位置検出信号を合成し、各位置検出
信号の各エッジ毎に信号レベルがハイレベルとローレベ
ルとの間で切替わる信号を形成した場合、この信号はモ
ータの電気角６０°に相当する位置検出精度でモータの
回転子の回転位置を検出できる信号である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、このような従来
の回転子の位置検出を行うモータの駆動装置では、回転
子の位置検出精度は、モータの電気角６０°が下限であ
り、電気角６０°未満のより、高精度の位置検出を行う
ことは困難であり、検出精度を向上しようとすると、前
記位置検出素子の個数を増加させる必要がある。この場
合、モータの駆動装置に必要な部品点数が増大し、ま
た、これに応じて複雑化する配線の接続の手間も増大す
るという問題点を有している。

【０００４】本発明は、上述の技術的課題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、モータの回転位
置の検出精度を格段に向上することができ、しかも、こ
れを簡便な構成で実現することができるモータの駆動装
置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のモータの駆動装
置は、複数相で駆動され、回転子の位置を検出する複数
の位置検出素子を備えるモータの駆動装置であって、該
複数の位置検出素子からの各位置検出信号の各エッジ毎
に信号レベルが切替わる回転パルス信号を出力する回転
パルス発生部と、該回転パルス信号が入力される度に出
力信号をハイレベルとし、該モータの回転子の予め定め
る位置検出精度に対応する規定時間経過後に出力信号を
ローレベルとする可変タイマ部とを備えており、そのこ
とによって、上記目的を達成することができる。

【０００６】本発明において、前記位置検出素子は３個
備えられる場合がある。

【０００７】

【作用】本発明に従えば、回転パルス発生部は、回転子
の位置を検出する複数の位置検出素子からの各位置検出
信号の各エッジ毎に信号レベルが切替わる回転パルス信
号を出力する。可変タイマ部は、回転パルス信号が入力
される度に出力信号をハイレベルとし、モータの回転子
の予め定める位置検出精度に対応する規定時間経過後に
出力信号をローレベルとする。

【０００８】これにより、前記規定時間を適宜定めるこ
とにより、モータの回転子の位置検出精度を任意に定め
ることができ、該位置検出精度を格段に向上することが
できる。また、本発明において、位置検出精度の向上
は、位置検出素子の増大を行わずに実現することができ
るので、位置検出を行うモータの駆動装置の構成を簡便
にすることができる。

【０００９】また、本発明において、前記位置検出素子
を３個備える場合、通常、三相モータの位置検出素子は
３個が配置されているので、従来から用いられている位
置検出素子をそのまま用いることができ、この点でも、
モータの駆動装置の構成を簡便に構成することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の第１の実施例を説明する。
図１は、本発明の第１実施例のモータ１の駆動回路２の
モータ位置検出回路８の電気的構成を説明するブロック
図であり、図２はモータ１の駆動回路２の電気的構成を
説明するブロック図である。本実施例では、モータ１を
三相全波ブラシレスモータとして説明するが、その他の
種類のモータであっても、本発明を容易に実施すること
ができる。モータ１には、モータ１の回転子３の回転位
置を検出するために、例としてホール素子などの回転位
置に対応した検出信号を出力する３個の回転位置検出素
子４ａ、４ｂ、４ｃが設けられる。

【００１１】本実施例の駆動回路２は、モータ１に三相
の駆動信号を供給する３段のインバータトランジスタを
含むインバータ回路５と、前記各位置検出素子４ａ、４
ｂ、４ｃからの検出信号に基づいて、これらを合成した
回転パルス信号Ｓ１を出力する回転パルス発生部６と、
回転パルス発生部６からの回転パルス信号Ｓ１に基づい
て、後述する位置検出信号Ｓ２を発生するモータ位置検
出回路８と、モータ１の回転速度を外部から指示する速
度指示信号が入力され、別途発生されるＰＷＭ（パルス
幅変調）信号とこの速度指示信号とからパルス幅変調さ
れた制御信号を出力するＰＷＭ制御回路７と、前記モー
タ位置検出回路８とＰＷＭ制御回路７とからの各信号が
入力され、モータ１の各相毎に前記インバータ部５の各
段のインバータトランジスタをオン／オフさせる位相角
制御信号を作成する位相角制御回路９とを備える。ま
た、モータ１には、モータ１に駆動用の電源１０が接続
される。

【００１２】本実施例のモータ位置検出回路８は、前記
回転パルス信号Ｓ１が入力され、回転パルス信号Ｓ１を
周波数／電圧変換し負論理の信号を出力する変換部１１
と、変換部１１からの信号が非反転入力部に入力され、
出力が抵抗２３を介してＰＮＰ型のトランジスタ１５の
ベースに入力される演算増幅回路１２を備えている。前
記トランジスタ１５のエミッタには抵抗１６を介して例
として＋１５Ｖの電源電圧が接続され、トランジスタ１
５のコレクタには一端が接地電位などの共通電位に接続
されたコンデンサ１７の他端が接続される。前記抵抗１
６とトランジスタ１５のエミッタとの接続点は演算増幅
器２２の反転入力部に接続される。前記コンデンサ１７
の前記他端には抵抗１８を介してＮＰＮ型のトランジス
タ１９のコレクタが接続され、トランジスタ１９のエミ
ッタは前記共通電位に接続される。さらに、前記コンデ
ンサ１７の前記他端は、演算増幅器２０の非反転入力部
に接続され、演算増幅器２０の反転入力部は基準電位Ｖ
ｔｈに接続される。

【００１３】演算増幅器２０の出力は、セットリセット
型フリップフロップ回路（以下、フリップフロップ回
路）２１のリセット入力端子に接続され、フリップフロ
ップ回路２１のセット入力端子には、前記回転パルス信
号Ｓ１が接続される。フリップフロップ回路２１の反転
出力Ｑバーは、前記トランジスタ１９のベースに接続さ
れ、フリップフロップ回路２１の非反転出力Ｑは、モー
タ位置検出回路８の出力となる。

【００１４】図３は本実施例の動作を説明するタイムチ
ャートである。以下、図１〜図３を参照して、本実施例
の動作について説明する。

【００１５】モータ１の回転位置は、前記位置検出素子
４ａ、４ｂ、４ｃによって検出され、位置検出素子４
ａ、４ｂ、４ｃから図３（１）〜同図（３）に示される
検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗが出力される。回転パルス発
生回路６は、前記検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づい
て、各検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗの立ち上りエッジおよ
び立ち下がりエッジ毎に信号レベルがハイレベルとロー
レベルとの間で切替わる図３（４）に示される回転パル
ス信号Ｓ１を発生する。この回転パルス信号Ｓ１が前記
モータ位置検出回路８に入力される。

【００１６】モータ位置検出回路８では、変換部１１に
おいて、回転パルス信号Ｓ１の周波数に対応したレベル
の電圧が出力される。この電圧は、前記演算増幅器２２
および抵抗２３を介してトランジスタ１５のベースに入
力される。前記演算増幅器２２は前記変換部１１の出力
のインピーダンス整合のために設けられており、変換部
１１の出力インピーダンスが十分に低ければ、変換部１
１の出力を直接にトランジスタ１５のベースに入力して
も良い。

【００１７】変換部１１からの出力は負論理であるの
で、モータ１が所定の回転速度以上の回転数であれば、
演算増幅器２２の出力はローレベルとなり、トランジス
タ１５は常に導通状態となる。このとき、コンデンサ１
７はトランジスタ１５を介して電源によって充電され
る。コンデンサ１７の電位が前記基準電位Ｖｔｈよりも
低い間は、フリップフロップ回路２１のリセット入力端
子には常にローレベルの信号が入力されており、非反転
出力Ｑは図３（４）に示される前記回転パルスＳ１のポ
ジティブエッジで切り替えられたハイレベルの信号の出
力を維持する。反転出力Ｑバーはローレベルであり、ト
ランジスタ１９は遮断され、前述したようにコンデンサ
１７への充電が継続される。

【００１８】コンデンサ１７の電位が前記基準電位Ｖｔ
ｈよりも高くなると、フリップフロップ回路２１のリセ
ット入力端子にハイレベルの信号が入力され、非反転出
力Ｑはローレベルとなり、反転出力Ｑバーはハイレベル
となる。これにより、トランジスタ１９は導通され、コ
ンデンサ１７に充電された電荷が、トランジスタ１９を
介して放電される。この放電により、コンデンサ１７の
電位が前記基準電位Ｖｔｈよりも低くなると、前述した
ようにトランジスタ１９が遮断され、コンデンサ１７へ
の充電が開始される。

【００１９】このようにして、前記コンデンサ１７の容
量と抵抗１８の抵抗値との時定数によって定まる立ち上
がり期間を有する図３（５）に示される位置信号Ｓ２が
モータ位置検出回路８の出力として、前記制御回路９に
入力される。

【００２０】以上のように、本実施例において、前記容
量あるいは抵抗値を適宜選択して、前記時定数を適宜定
めることにより、モータ１の回転子３の位置検出精度を
任意に定めることができ、該位置検出精度を格段に向上
することができる。また、本実施例において、位置検出
精度の向上は、位置検出素子４ａ、４ｂ、４ｃの増大を
行わずに実現することができるので、位置検出を行うモ
ータ１の駆動装置２の構成を簡便にすることができる。

【００２１】また、本実施例において、前記位置検出素
子を例として３個備えている。通常、三相モータの位置
検出素子は３個が配置されているので、本実施例におい
て、従来から用いられている位置検出素子をそのまま用
いることができ、この点でも、モータ１の駆動装置２の
構成を簡便にすることができる。

【００２２】以下に、本発明の第２の実施例を説明す
る。図４は、本発明の第２の実施例のモータ１の駆動回
路２のモータ位置検出回路８ａの電気的構成を説明する
ブロック図である。本実施例は、前記第１の実施例のモ
ータ位置検出回路８に類似し、対応する部分には同一の
参照符号を付す。本実施例のモータ位置検出回路８ａが
用いられるモータの駆動回路の構成は、図２を参照して
第１の実施例において絶命された構成と同一であり、再
度の説明を省略する。

【００２３】本実施例のモータ位置検出回路８ａは、前
記回転パルス信号Ｓ１が入力され、回転パルス信号Ｓ１
を周波数／電圧変換する変換部１１と、変換部１１から
の信号が非反転入力部に入力され、出力が反転入力部に
負帰還接続される演算増幅回路１２と、増幅回路１２の
出力部にアノードが接続されているダイオード１４と、
ダイオード１４のカソードがベースに接続されているＰ
ＮＰ型のトランジスタ１５と、ダイオード１４のカソー
ドが接続されているプルダウン抵抗１４とを備えてい
る。

【００２４】トランジスタ１５のエミッタには抵抗１６
を介して例として＋１５Ｖの電源電圧が接続され、トラ
ンジスタ１５のコレクタには一端が接地電位などの共通
電位に接続されたコンデンサ１７の他端が接続される。
このコンデンサ１７の前記他端には抵抗１８を介してト
ランジスタ１９のコレクタが接続され、トランジスタ１
９のエミッタは前記共通電位に接続される。さらに、前
記コンデンサ１７の前記他端は、演算増幅器２０の非反
転入力部に接続され、演算増幅器２０の反転入力部は基
準電位Ｖｔｈに接続される。

【００２５】演算増幅器２０の出力は、フリップフロッ
プ回路２１のリセット入力端子に接続され、フリップフ
ロップ回路２１のセット入力端子には、前記回転パルス
信号Ｓ１が接続される。フリップフロップ回路２１の反
転出力Ｑバーは、前記トランジスタ１９のベースに接続
され、フリップフロップ回路２１の非反転出力Ｑは、モ
ータ位置検出回路８の出力となる。

【００２６】図３のタイムチャートは本実施例において
も参照される。以下、図３および図４を参照して、本実
施例の動作について説明する。

【００２７】モータ１の回転速度は、前記位置検出素子
４ａ、４ｂ、４ｃによって検出され、位置検出素子４
ａ、４ｂ、４ｃから図３（１）〜同図（３）に示される
検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗが出力される。回転パルス発
生回路６は、前記検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づい
て、各検出信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗの立ち上りエッジおよ
び立ち下がりエッジ毎に信号レベルがハイレベルとロー
レベルとの間で切替わる図３（４）に示される回転パル
ス信号Ｓ１を発生する。この回転パルス信号Ｓ１が前記
モータ位置検出回路８に入力される。

【００２８】モータ位置検出回路８では、変換部１１に
おいて、回転パルス信号Ｓ１の周波数に対応したレベル
の電圧が出力される。この電圧は、前記演算増幅器１２
およびダイオード１４を介してトランジスタ１５のベー
スに入力される。前記演算増幅器１２は前記変換部１１
の出力のインピーダンス整合のために設けられており、
変換部１１の出力インピーダンスが十分に低ければ、変
換部１１の出力を直接にトランジスタ１５のベースに入
力しても良い。

【００２９】変換部１１からの出力は負論理であるの
で、前記モータ１が所定の回転数以上の回転数であれ
ば、前述したようにトランジスタ１５は常に導通状態と
なる。このとき、コンデンサ１７はトランジスタ１５を
介して電源によって充電される。コンデンサ１７の電位
が前記基準電位Ｖｔｈよりも低い間は、フリップフロッ
プ回路２１のリセット入力端子には常にローレベルの信
号が入力されており、非反転出力Ｑにおいて、図３
（４）に示される前記回転パルスＳ１のポジティブエッ
ジで切り替えられたハイレベルが維持される。反転出力
Ｑバーはローレベルであり、トランジスタ１９は遮断さ
れ、前述したようにコンデンサ１７への充電が継続され
る。

【００３０】コンデンサ１７の電位が前記基準電位Ｖｔ
ｈよりも高くなると、フリップフロップ回路２１のリセ
ット入力端子にハイレベルの信号が入力され、非反転出
力Ｑはローレベルとなり、反転出力Ｑバーはハイレベル
となる。これにより、トランジスタ１９は導通され、コ
ンデンサ１７に充電された電荷が、トランジスタ１９を
介して放電される。この放電により、コンデンサ１７の
電位が前記基準電位Ｖｔｈよりも低くなると、前述した
ようにトランジスタ１９が遮断され、コンデンサ１７へ
の充電が開始される。

【００３１】このようにして、前記コンデンサ１７の容
量と、抵抗１８の抵抗値との時定数によって定まる立ち
上がり期間を有する図３（５）に示される位置信号Ｓ２
がモータ位置検出回路８の出力として、前記制御回路９
に入力される。

【００３２】以上のような構成と動作とを有する本実施
例においても、前記第１の実施例において説明された効
果と同様の効果を達成することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に従えば、
規定時間を適宜定めることにより、モータの回転子の位
置検出精度を任意に定めることができ、該位置検出精度
を格段に向上することができる。また、本発明におい
て、位置検出精度の向上は、位置検出素子の増大を行わ
ずに実現することができるので、位置検出を行うモータ
の駆動装置の構成を簡便にすることができる。

【００３４】また、請求項２の発明において、位置検出
素子を３個備えているので、通常、三相モータの位置検
出素子として備えられている３個の位置検出素子をその
まま用いることができ、この点でも、モータの駆動装置
の構成を簡便にすることができる。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のモータ１の駆動回路２
のモータ位置検出回路８の電気的構成を説明するブロッ
ク図である。

【図２】本実施例のモータ位置検出回路８を備える駆動
回路２の電気的構成を説明するブロック図である。

【図３】第１および第２の実施例の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図４】本発明の第２の実施例のモータ位置検出回路８
ａの電気的構成を説明するブロック図である。

【符号の説明】

８、８ａ モータ位置検出回路 １１ 変換部 １２、２０、２２ 演算増幅回路 １５、１９ トランジスタ １７ コンデンサ ２１ フリップフロップ回路 Ｓ１ 回転パルス信号 Ｓ２ 位置検出信号 Ｖｔｈ 基準電位

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数相で駆動され、回転子の位置を検出す
   る複数の位置検出素子を備えるモータの駆動装置であっ
   て、 該複数の位置検出素子からの各位置検出信号の各エッジ
   毎に信号レベルが切替わる回転パルス信号を出力する回
   転パルス発生部と、 該回転パルス信号が入力される度に出力信号をハイレベ
   ルとし、該モータの回転子の予め定める位置検出精度に
   対応する規定時間経過後に出力信号をローレベルとする
   可変タイマ部ととを備えるモータの駆動装置。
2. 【請求項２】前記位置検出素子は３個備えられる請求項
   １に記載のモータの駆動装置。