JPH09149676A - Brushless motor driver - Google Patents

Brushless motor driver

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JPH09149676A
JPH09149676A JP7301762A JP30176295A JPH09149676A JP H09149676 A JPH09149676 A JP H09149676A JP 7301762 A JP7301762 A JP 7301762A JP 30176295 A JP30176295 A JP 30176295A JP H09149676 A JPH09149676 A JP H09149676A
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rotor
position detection
offset
generated
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Masato Nakamura
正登 中村
Hidemi Maedo
秀巨 前戸
Masao Mizumoto
正夫 水本
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Sanyo Electric Co Ltd
Victor Company of Japan Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the deterioration of the performance of a motor by a method wherein an offset signal which cancels a phase shift is generated in accordance with a rotor position detection signal and supplied to a position signal generating means. SOLUTION: Differential amplifiers 81a and 81b amplify position detection signals (e1 and e2 ) and (e3 and e4 ) which correspond to the rotation positions of a rotor 2 and whose phases are opposite to each other and, further, correct position detection signals which are distorted by the influences of magnetic fields generated by an armature coil 6 in accordance with offset signals (nf and ng) supplied from a timing correcting means 82. That is, rotor position signals (E12 and E21 ) and (E34 and E43 ) which have phases same as the position detection signals (e1 and e2 ) and (e3 and e4 ) and have a phase difference in an electrical angle of (π/2) corresponding to correct detected positions between each other are generated. The offset values of input offsets are so predetermined as to cancel error voltages which are generated in Hall devices HG1 and HG2 by disturbance magnetic fields (f and g).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、VTRのシリン
ダモータやキャプスタンモータなどに適用するブラシレ
スモータ用駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor driving device applied to a VTR cylinder motor, a capstan motor, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブラシレスモータ用駆動装置につ
いて、4相のブラシレスモータを例に以下に説明する。
図4は4相ブラシレスモータの構造図、図5は従来のブ
ラシレスモータ用駆動装置の概略構成図、図6は従来の
ブラシレスモータ用駆動装置のタイミング図である。
2. Description of the Related Art A conventional brushless motor driving device will be described below by taking a four-phase brushless motor as an example.
FIG. 4 is a structural diagram of a four-phase brushless motor, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional brushless motor driving device, and FIG. 6 is a timing diagram of the conventional brushless motor driving device.

【0003】図4において、4相のブラシレスモータ1
00は、ロータ102の外周部に14極の永久磁石10
3を固着し、12個のステータコア105のそれぞれに
電機子コイル106(L1、L2、L3、L4)を巻き
回し、各々をデルタ接続して4相構成としたステータ1
04と、ロータ102の回転位置を検出する2個のホー
ル素子を備えたロータ位置検出手段107とが、それぞ
れモータ基板110に配設されて主な機械要素が構成さ
れている。
In FIG. 4, a four-phase brushless motor 1
00 is a permanent magnet 10 with 14 poles on the outer periphery of the rotor 102.
3 is fixed, the armature coil 106 (L1, L2, L3, L4) is wound around each of the 12 stator cores 105, and each is delta-connected to form a four-phase stator 1.
04 and a rotor position detecting means 107 having two Hall elements for detecting the rotational position of the rotor 102 are respectively arranged on the motor board 110 to form main mechanical elements.

【0004】電機子コイル106の(L1とL2)およ
び(L3とL4)は、電気角で{(π/2)+nπ}ラ
ジアン(n=0,±1,±2,…)の位相差を有し、電
機子コイル106の(L1とL3)および(L2とL
4)は、電気角で略(π+nπ)ラジアン(n=0,±
1,±2,…)の位相差を有するよう構成されている。
(L1 and L2) and (L3 and L4) of the armature coil 106 have a phase difference of {(π / 2) + nπ} radian (n = 0, ± 1, ± 2, ...) In electrical angle. Of the armature coil 106 (L1 and L3) and (L2 and L).
4) is an electrical angle of approximately (π + nπ) radians (n = 0, ±
, ± 2, ...).

【0005】ロータ位置検出手段107を構成するホー
ル素子は、その出力信号の位相差が電気角で互いに
{(π/2)+nπ}ラジアン(n=0,±1,±2,
…)の位相差を有するよう配設されている。
In the Hall element which constitutes the rotor position detecting means 107, the phase difference of the output signals is {(π / 2) + nπ} radians (n = 0, ± 1, ± 2, radians) in terms of electrical angle.
Are arranged so as to have a phase difference of.

【0006】検出した回転位置に応じた位置検出信号に
基づき、電機子コイル106の励磁電流を制御する導通
制御信号を生成する駆動装置108と、導通制御信号に
基づいて電機子コイル106の励磁電流を生成する駆動
出力手段109とをモータ基板110に配置してブラシ
レスモータ100全体が構成されている。
A drive unit 108 for generating a conduction control signal for controlling the excitation current of the armature coil 106 based on the position detection signal corresponding to the detected rotational position, and an excitation current for the armature coil 106 based on the conduction control signal. The brushless motor 100 is configured as a whole by arranging the drive output means 109 for generating the above on the motor substrate 110.

【0007】図5において、各々のロータ位置検出手段
107は、ロータ102の磁極がロータ位置検出手段1
07を通過する度に互いに逆相の位置検出信号(e1、
e2)および(e3、e4)を生成し、位置信号発生手段
108aに提供する。なお、位置検出信号(e1、e2)
と(e3、e4)の位相は、図6に示すように、互いにπ
/2の位相差を持つ。
In FIG. 5, in each rotor position detecting means 107, the magnetic pole of the rotor 102 is the rotor position detecting means 1
07, position detection signals (e 1 ,
e 2 ) and (e 3 , e 4 ) are generated and provided to the position signal generating means 108a. Position detection signals (e 1 , e 2 )
The phases of and (e 3 , e 4 ) are π with respect to each other, as shown in FIG.
Has a phase difference of / 2.

【0008】駆動装置108は、各々のロータ位置検出
手段107に対応した2組の差動増幅器からなる位置信
号発生手段108aと、2組の差動分配器からなる導通
制御手段108bとを備え、ロータ位置検出手段107
から供給される位置検出信号(e1、e2)と(e3、
e4)に基づいて導通制御信号(i1、i2)、(i3、i
4)を生成し、駆動出力手段109に提供する。
The driving device 108 includes a position signal generating means 108a composed of two sets of differential amplifiers corresponding to each rotor position detecting means 107 and a conduction control means 108b composed of two sets of differential distributors. Rotor position detection means 107
Position detection signals (e 1 , e 2 ) and (e 3 ,
e 4 ) based on the conduction control signals (i 1 , i 2 ), (i 3 , i
4 ) is generated and provided to the drive output means 109.

【0009】なお、導通制御信号(i1、i2)は互いに
逆相の矩形波であり、同様に、導通制御信号(i3、i
4)も互いに逆相の矩形波であり、さらに、導通制御信
号(i1、i3)と(i2、i4)はそれぞれ互いにπ/2
の位相差を持つ。
The conduction control signals (i 1 , i 2 ) are rectangular waves having mutually opposite phases, and similarly, the conduction control signals (i 3, i 2 ).
4) is also a rectangular wave of opposite phase, and the conduction control signals (i 1 , i 3 ) and (i 2 , i 4 ) are respectively π / 2.
Has a phase difference of.

【0010】駆動出力手段109は、ソース側およびシ
ンク側を一対としたパワートランジスタによる電力増幅
器を2組備え、ソースおよびシンクのそれぞれの端子
は、デルタ接続された4個の電機子コイル106(L
1、L2、L3、L4)の接続点に接続され、導通制御
手段108bから供給される導通制御信号(i1、
i2)、(i3、i4)を組合わせた信号対によってソー
ス側・シンク側の対となるパワートランジスタをそれぞ
れ順次駆動し、電機子コイル106に励磁電流を供給す
るよう構成されている。
The drive output means 109 is provided with two sets of power amplifiers each having a source side and a sink side as a pair of power transistors, and the respective terminals of the source and the sink are four delta-connected armature coils 106 (L).
1, L2, L3, L4) and a conduction control signal (i 1 , supplied from the conduction control means 108b).
i 2 ) and (i 3 , i 4 ) are used to sequentially drive the power transistors forming a pair on the source side and the sink side by a signal pair combining them to supply an exciting current to the armature coil 106. .

【0011】これらの構成によってロータ位置検出手段
107から供給される位置検出信号(e1、e2、e3、
e4)に基づいて励磁電流を制御し、電機子コイル10
6が発生する磁界に応じてロータ102に回転駆動力を
与えるよう構成したブラシレスモータ用駆動装置が知ら
れている。
With these configurations, the position detection signals (e 1 , e 2 , e 3 ,
The exciting current is controlled based on e 4 ) and the armature coil 10
There is known a brushless motor driving device configured to apply a rotational driving force to the rotor 102 according to a magnetic field generated by the rotor 6.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タ用駆動装置において、ロータ位置検出手段107はホ
ール素子で構成されているために永久磁石103の磁界
に影響されるだけでなく、電機子コイル106の励磁電
流の方向および電流値に応じて発生する磁界の影響も受
けるため、図6に示すように、ホール素子が提供する位
置検出信号(e1、e2、e3、e4)は歪んで(ed1、e
d2、ed3、ed4)の波形となる。
In the conventional brushless motor driving device, since the rotor position detecting means 107 is composed of a Hall element, not only is it affected by the magnetic field of the permanent magnet 103, but also the armature coil 106. The position detection signals (e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ) provided by the Hall element are distorted as shown in FIG. 6 because they are also affected by the magnetic field generated depending on the direction and current value of the excitation current of At (ed 1 , e
The waveform is d 2 , ed 3 , ed 4 ).

【0013】位置信号発生手段108aおよび導通制御
手段108bは、この歪みを受けた位置検出信号(ed
1、ed2、ed3、ed4)を、(ed1=ed2)および
(ed3=ed4)となるタイミングで処理するので、図
6に示すように、正しいタイミングの導通制御信号(i
1、i2、i3、i4)から時間tだけずれた導通制御信号
(id1、id2、id3、id4)を生成する。
The position signal generation means 108a and the conduction control means 108b receive the position detection signal (ed
Since 1 , ed 2 , ed 3 , ed 4 ) are processed at the timings (ed 1 = ed 2 ) and (ed 3 = ed 4 ), as shown in FIG. i
1, i 2, i 3, i 4) only from time t shifted conduction control signal (id 1, id 2, id 3, id 4) for generating a.

【0014】駆動出力手段109を構成するソース側お
よびシンク側を一対としたパワートランジスタは、位相
シフトを含む導通制御信号(id1、id2)、(i
d3、id4)で順次スイッチングされるため、位置検出
信号(e1、e2、e3、e4)を正しく位置検出した時の
本来のスイッチングポイントである(e1=e2)および
(e3=e4)のポイントからは、時間tだけずれる。
The power transistors having a source side and a sink side forming the drive output means 109 as a pair have conduction control signals (id 1 , id 2 ) and (i) including phase shift.
to be sequentially switched d 3, id 4), which is the original switching point when correctly positioned detect the position detection signal (e 1, e 2, e 3, e 4) (e 1 = e 2) and It deviates from the point of (e 3 = e 4 ) by time t.

【0015】このスイッチングポイントのずれは、ロー
タ102上の磁極に対して電機子コイル106を励磁す
るタイミングにずれを生じさせ、トルクリップルや回転
むらの増大、起動トルクの減少、励磁電流の増加にとも
なうトルク定数の減少などを引き起こし、ブラシレスモ
ータの性能低下を招く課題がある。
This shift of the switching point causes a shift in the timing of exciting the armature coil 106 with respect to the magnetic poles on the rotor 102, resulting in an increase in torque ripple and uneven rotation, a decrease in starting torque, and an increase in exciting current. However, there is a problem that the performance of the brushless motor is deteriorated by causing a decrease in the torque constant.

【0016】電機子コイル106(L1、L2、L3、
L4)の励磁電流によって発生する磁界がホール素子に
及ぼす影響を回避するには、ホール素子の磁気感受面が
モータ基板110に平行な面方向にある一般的なホール
素子モールド品ではなく、磁気感受面がモータ基板11
0に垂直な面方向にある特殊なホール素子モールド品を
使用すればよい。
The armature coil 106 (L1, L2, L3,
In order to avoid the influence of the magnetic field generated by the exciting current of L4) on the Hall element, the magnetic sensing surface of the Hall element is not a general Hall element molded product in which the magnetic sensing surface is parallel to the motor substrate 110, but a magnetic sensing element. The surface is the motor board 11
A special Hall element molded product in the plane direction perpendicular to 0 may be used.

【0017】磁気感受面がモータ基板110に垂直な面
方向にあれば、磁気感受面が永久磁石103と対向して
ホール素子の出力電圧は増大すると共に、電機子コイル
106の励磁で発生する磁界の影響を受けにくくするこ
とができるが、磁気感受面がモータ基板110に垂直な
面方向にある特殊なホール素子モールド品は、一般的な
ホール素子モールド品に比べて非常に高価なため、ブラ
シレスモータの価格が高価になる課題がある。
If the magnetically sensitive surface is in the direction perpendicular to the motor substrate 110, the magnetically sensitive surface faces the permanent magnet 103, the output voltage of the Hall element increases, and the magnetic field generated by the excitation of the armature coil 106. However, a special Hall element molded product having a magnetically sensitive surface in a plane direction perpendicular to the motor substrate 110 is much more expensive than a general Hall element molded product. There is a problem that the price of the motor becomes expensive.

【0018】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は、一般的で安価に入手可能
なホール素子モールド品を使用してホール素子が磁界の
影響を受けても、電機子コイルに正しいタイミングで励
磁電流を供給し、トルクリップルや回転むらが少なく、
起動トルク低下や電機子コイル励磁電流の増加にともな
うトルク定数低下などのブラシレスモータの性能低下を
改善するブラシレスモータ用駆動装置を提供することに
ある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to use a general and inexpensive Hall element molded product, even if the Hall element is affected by a magnetic field. Exciting current is supplied to the armature coil at the correct timing to reduce torque ripple and rotation irregularity.
It is an object of the present invention to provide a drive device for a brushless motor, which improves deterioration of the performance of the brushless motor, such as a decrease in starting torque and a decrease in torque constant with an increase in armature coil excitation current.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
にこの発明に係るブラシレスモータ用駆動装置は、ロー
タ位置検出手段が提供する位置検出信号に応じてロータ
位置信号を発生する位置信号発生手段と、このロータ位
置信号に基づいて導通制御信号を出力する導通制御手段
とを備えた駆動装置に、ロータ位置信号に基づいて位相
シフトをキャンセルするオフセット信号を生成して位置
信号発生手段に提供するタイミング補正手段を備えたこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a brushless motor drive device according to the present invention is a position signal generating means for generating a rotor position signal in response to a position detection signal provided by a rotor position detecting means. And a conduction control unit that outputs a conduction control signal based on the rotor position signal, generates an offset signal that cancels the phase shift based on the rotor position signal, and provides the position signal generation unit with the offset signal. It is characterized in that a timing correction means is provided.

【0020】ロータ位置検出手段が電機子コイルに発生
する磁界の影響を受け、位相シフトを含む位置検出信号
を生成して位置信号発生手段に提供しても、駆動装置
に、ロータ位置信号に基づいて位相シフトをキャンセル
するオフセット信号を生成して位置信号発生手段に提供
するタイミング補正手段を備えたので、位置信号発生手
段は位置検出信号に含まれた位相シフト分をキャンセル
して補正し、正確なタイミングのロータ位置信号を生成
することができ、このロータ位置信号に基づいて導通制
御手段で生成される導通制御信号は、駆動出力手段のパ
ワートランジスタを正しいタイミングでスイッチングし
て電機子コイル励磁電流を生成することができる。
Even if the rotor position detecting means is influenced by the magnetic field generated in the armature coil and generates a position detecting signal including a phase shift and provides it to the position signal generating means, the drive device is based on the rotor position signal. Since the timing correction means for generating the offset signal for canceling the phase shift and providing it to the position signal generation means is provided, the position signal generation means cancels and corrects the phase shift amount included in the position detection signal, and The rotor position signal can be generated at various timings, and the conduction control signal generated by the conduction control means based on this rotor position signal switches the power transistor of the drive output means at the correct timing to generate the armature coil exciting current. Can be generated.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るブラシレス
モータ用駆動装置の実施の形態を添付図面に基づいて説
明する。図1はこの発明に係るブラシレスモータ用駆動
装置のブロック構成図、図2はこの発明に係るブラシレ
スモータ用駆動装置のタイミング図である。なお、ブラ
シレスモータのロータやステータ等の機械要素の構成や
ホール素子の配設は、先に示した4相ブラシレスモータ
を使用しているので、図4を参照するものとしてここで
の説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a brushless motor drive device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram of a brushless motor drive device according to the present invention, and FIG. 2 is a timing diagram of the brushless motor drive device according to the present invention. Since the four-phase brushless motor described above is used for the configuration of the mechanical elements such as the rotor and the stator of the brushless motor and the arrangement of the hall elements, the description thereof will be omitted here with reference to FIG. To do.

【0022】図1および図2において、ブラシレスモー
タ用駆動装置1は、ロータ2の回転位置を検出して位置
検出信号(e1、e2、e3、e4)を生成するロータ位置
検出手段7と、この位置検出信号(e1、e2、e3、
e4)に基づいて電機子コイル6の励磁電流を制御する
導通制御信号(i1、i2、i3、i4)を生成する駆動装
置8とを備えて構成し、この導通制御信号(i1、i2、
i3、i4)に基づいて励磁電流を生成する駆動出力手段
9から、電機子コイル6(L1、L2、L3、L4)を
デルタ接続して4相構成としたステータ4の各々の電機
子コイル6に励磁電流を供給し、外周部に永久磁石3を
固着したロータ2に回転駆動力を与える。
1 and 2, the brushless motor driving device 1 detects the rotational position of the rotor 2 to generate position detection signals (e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ) rotor position detecting means. 7 and the position detection signals (e 1 , e 2 , e 3 ,
and a drive device 8 for generating a conduction control signal (i 1 , i 2 , i 3 , i 4 ) for controlling the excitation current of the armature coil 6 based on e 4 ). i 1 , i 2 ,
Each of the armatures of the stator 4 having a four-phase configuration by connecting the armature coils 6 (L1, L2, L3, L4) in delta from the drive output means 9 for generating an exciting current based on i 3 , i 4 ). An exciting current is supplied to the coil 6 to apply a rotational driving force to the rotor 2 having the permanent magnet 3 fixed to the outer peripheral portion.

【0023】ロータ位置検出手段7は、ロータ2の回転
位置を検出する2個のホール素子HG1、HG2を備
え、永久磁石3の回転移動によって磁極がロータ位置検
出手段7を通過する度に、位置検出信号(e1、e2、e
3、e4)を発生して位置信号発生手段81に提供する。
The rotor position detecting means 7 is provided with two Hall elements HG1 and HG2 for detecting the rotational position of the rotor 2. Each time the magnetic pole passes through the rotor position detecting means 7 by the rotational movement of the permanent magnet 3, the position is detected. Detection signals (e 1 , e 2 , e
3 and e 4 ) are generated and provided to the position signal generating means 81.

【0024】ホール素子HG1、HG2は、その出力信
号である位置検出信号(e1、e2)と(e3、e4)との
間の位相差が、互いに電気角で{(π/2)+nπ}ラ
ジアン(n=0,±1,±2,…)の位相差を有するよ
う配設する。
In the Hall elements HG1 and HG2, the phase difference between the position detection signals (e 1 , e 2 ) and (e 3 , e 4 ) which are the output signals thereof is {(π / 2 ) + Nπ} radians (n = 0, ± 1, ± 2, ...).

【0025】位置検出信号(e1、e2、e3、e4)は、
ロータ2の磁極がホール素子HG1、HG2を通過する
度に、図2に示すように、位置検出信号(e1とe2)お
よび(e3とe4)は互いに逆相で、位置検出信号
(e1、e2)と(e3、e4)との間の位相差は、互いに
π/2の位相差を持って生成される。
The position detection signals (e 1 , e 2 , e 3 , e 4 ) are
Each time the magnetic poles of the rotor 2 pass through the Hall elements HG1 and HG2, the position detection signals (e 1 and e 2 ) and (e 3 and e 4 ) have opposite phases to each other as shown in FIG. The phase difference between (e 1 , e 2 ) and (e 3 , e 4 ) is generated with a phase difference of π / 2.

【0026】駆動装置8は、ロータ位置検出手段7に備
えた2個のホール素子HG1、HG2に対応した2組の
差動増幅器からなる位置信号発生手段81と、2組のオ
フセット増幅器からなるタイミング補正手段82と、2
組の差動分配器からなる導通制御手段83とを備え、ロ
ータ位置検出手段7が提供する位置検出信号(e1、
e2、e3、e4)に基づいて導通制御信号(i1、i2、
i3、i4)を生成し、駆動出力手段9に提供する。
The driving device 8 includes a position signal generating means 81 composed of two sets of differential amplifiers corresponding to the two Hall elements HG1 and HG2 provided in the rotor position detecting means 7, and a timing composed of two sets of offset amplifiers. Correction means 82 and 2
And a position detecting signal (e 1 , provided by the rotor position detecting means 7).
Based on e 2 , e 3 , e 4 ) the conduction control signals (i 1 , i 2 ,
i 3 , i 4 ) are generated and provided to the drive output means 9.

【0027】位置信号発生手段81は差動増幅器81
a、81bを備え、ロータ位置検出手段7が提供する位
置検出信号(e1、e2)と(e3、e4)およびタイミン
グ補正手段82が提供するオフセット信号(nf、n
g)に基づき、ロータ位置信号(E12、E21)と
(E34、E43)とを生成してタイミング補正手段82お
よび導通制御手段83に提供する。
The position signal generating means 81 is a differential amplifier 81.
a and 81b, the position detection signals (e 1 , e 2 ) and (e 3 , e 4 ) provided by the rotor position detection means 7 and the offset signals (nf, n provided by the timing correction means 82).
Based on g), the rotor position signals (E 12 , E 21 ) and (E 34 , E 43 ) are generated and provided to the timing correction means 82 and the conduction control means 83.

【0028】差動増幅器81a、81bは差動増幅回路
を備え、ロータ2の回転位置に対応した互いに逆相の位
置検出信号(e1、e2)、(e3、e4)を差動増幅回路
で増幅すると共に、電機子コイル6が発生する磁界の影
響を受けて歪を有する位置検出信号(ed1、ed2、e
d3、ed4)を、タイミング補正手段82から供給され
るオフセット信号(nf、ng)に基づいて補正し、図
2に示すように、位置検出信号(e1、e2)、(e3、
e4)と同相でロータ2の正しい検出位置に応じた互い
に電気角で(π/2)の位相差を持つロータ位置信号
(E12、E21)、(E34、E43)を生成する。
The differential amplifiers 81a and 81b are provided with a differential amplifier circuit and differentially detect position detection signals (e 1 , e 2 ) and (e 3 , e 4 ) of opposite phases corresponding to the rotational position of the rotor 2. The position detection signals (ed 1 , ed 2 , e) which are amplified by the amplifier circuit and have distortion due to the influence of the magnetic field generated by the armature coil 6 are generated.
d 3, the ed 4), and corrected based on the offset signal supplied from the timing correction unit 82 (nf, ng), as shown in FIG. 2, the position detection signal (e 1, e 2), (e 3 ,
e 4 ) and the rotor position signals (E 12 , E 21 ) and (E 34 , E 43 ) which are in phase with each other and have a phase difference of (π / 2) in electrical angle according to the correct detection position of the rotor 2. .

【0029】図3は差動増幅器およびオフセット増幅器
の一例である。図3において、差動増幅器81aに備え
た差動増幅回路は、例えば、差動増幅回路を構成するト
ランジスタQ11、Q12のベースに電機子コイル6が
発生する磁界の影響を受けて歪を有する位置検出信号
(ed1、ed2)を接続し、各々のエミッタは抵抗R
1、R2を介して定電圧電源Vccに接続したそれぞれ
の電流源I1に接続すると共に、抵抗と電流源との接続
点(図中のP3点、P4点)はトランジスタQ21、Q
22のベースに接続し、コレクタは共に接地する。
FIG. 3 shows an example of the differential amplifier and the offset amplifier. In FIG. 3, the differential amplifier circuit included in the differential amplifier 81a has, for example, a position at which distortion occurs under the influence of the magnetic field generated by the armature coil 6 at the bases of the transistors Q11 and Q12 forming the differential amplifier circuit. Detection signals (ed 1 , ed 2 ) are connected, and each emitter has a resistor R
1 and R2 are connected to the respective current sources I 1 connected to the constant voltage power source Vcc, and the connection points (points P3 and P4 in the figure) between the resistors and the current sources are transistors Q21 and Q2.
22 and the collectors are both grounded.

【0030】また、トランジスタQ21、Q22のエミ
ッタは定電圧電源Vccに接続した共通の電流源I2に
接続し、コレクタは抵抗R3、R4と共通の電流源を介
して接地すると共に、コレクタからロータ位置信号(E
12、E21)を供給する。
The emitters of the transistors Q21 and Q22 are connected to a common current source I 2 connected to the constant voltage power supply Vcc, the collectors are grounded via the current sources common to the resistors R3 and R4, and the collectors are connected to the rotor. Position signal (E
12 and E 21 ) are supplied.

【0031】さらに、差動増幅回路を構成する一方のト
ランジスタQ21のベース(P3点)には、タイミング
補正手段82に備えたオフセット増幅器82bから供給
されるオフセット信号nfを接続し、差動増幅器81a
の入力オフセットを制御してトランジスタQ21、Q2
2のコレクタから得られるロータ位置信号(E12、
E21)が、ロータ2の正しい検出位置に応じたタイミン
グとなるよう補正する。
Further, the offset signal nf supplied from the offset amplifier 82b provided in the timing correction means 82 is connected to the base (point P3) of the one transistor Q21 forming the differential amplifier circuit, and the differential amplifier 81a is connected.
Control the input offset of the transistors Q21, Q2
Rotor position signal (E 12 ,
E 21 ) is corrected so that the timing corresponds to the correct detection position of the rotor 2.

【0032】なお、差動増幅器81bに備えた差動増幅
回路も同様に構成し、歪を受けた位置検出信号(e
d3、ed4)を、タイミング補正手段82から供給され
るオフセット信号ngに基づいて補正し、ロータ2の正
しい検出位置に応じたロータ位置信号(E34、E43)を
生成する。
The differential amplifier circuit provided in the differential amplifier 81b is also configured in the same manner, and the distorted position detection signal (e
d 3, the ed 4), and corrected based on the offset signal ng supplied from the timing correction unit 82, to generate a rotor position signal corresponding to the correct detected position of the rotor 2 (E 34, E 43) .

【0033】タイミング補正手段82はオフセット増幅
器82a、82bを備え、位置信号発生手段81から供
給されるロータ位置信号(E12、E21)、(E34、
E43)に基づき、オフセット信号(ng、nf)を生成
して位置信号発生手段81の差動増幅器(81b、81
a)に提供する。
The timing correction means 82 includes offset amplifiers 82a and 82b, and the rotor position signals (E 12 , E 21 ) and (E 34 , E 34 ,
Based on E 43 ), an offset signal (ng, nf) is generated to generate a differential amplifier (81b, 81) of the position signal generating means 81.
a).

【0034】オフセット増幅器82a、82bは定電流
増幅回路を備え、ロータ位置信号(E12、E34)に基づ
いて、図2に示すように、互いに電気角で(π/2)の
位相差を持ち、各々がデューティ比1対1の矩形波であ
るオフセット信号(ng、nf)を発生する。
The offset amplifiers 82a and 82b are provided with a constant current amplifier circuit, and based on the rotor position signals (E 12 and E 34 ), as shown in FIG. 2, a phase difference of (π / 2) in electrical angle is obtained. And each generate an offset signal (ng, nf) which is a rectangular wave with a duty ratio of 1: 1.

【0035】このオフセット信号(nf、ng)の位相
は、図2に示すように、差動増幅器81b、81aが提
供するロータ位置信号(E34、E12)の位相(位置検出
信号e3、e1と同相)の位相を基準にして外乱磁界
(f、g)とは逆位相で生成される。
The phase of this offset signal (nf, ng) is, as shown in FIG. 2, the phase of the rotor position signal (E 34 , E 12 ) provided by the differential amplifiers 81b, 81a (position detection signal e 3 , It is generated in a phase opposite to the disturbance magnetic field (f, g) based on the phase of e 1 ).

【0036】オフセット信号(nf、ng)は、図3に
示したように、差動増幅器81a、81bの差動増幅回
路を構成するトランジスタQ21のベース(図中のP3
点)に対し、電流KI0を流し込んだり引き抜いたりす
ることによって(±Kl0*R1)の入力オフセットを
発生させる。
As shown in FIG. 3, the offset signals (nf, ng) are applied to the base (P3 in the figure) of the transistor Q21 which constitutes the differential amplifier circuit of the differential amplifiers 81a and 81b.
The input offset of (± Kl 0 * R1) is generated by flowing the current KI 0 into or out of the point.

【0037】この入力オフセットのオフセット量は、外
乱磁界(f、g)によってホール素子HG1、HG2に
発生する誤差電圧をキャンセルできる値に設定する。な
お、オフセット量の設定方法は誤差電圧が励磁電流に比
例することを利用し、ブラシレスモータの構造が確定し
た時点で(誤差電圧値/励磁電流値)の比例定数を測定
しておくことにより、励磁電流に応じた誤差電圧をキャ
ンセルするオフセット量を設定することができる。
The offset amount of this input offset is set to a value that can cancel the error voltage generated in the Hall elements HG1 and HG2 by the disturbance magnetic field (f, g). The method of setting the offset amount uses the fact that the error voltage is proportional to the exciting current, and by measuring the proportional constant of (error voltage value / exciting current value) when the structure of the brushless motor is established, An offset amount that cancels the error voltage according to the exciting current can be set.

【0038】励磁電流値は、例えば、励磁電流検出端子
NFの電位から検出し、この検出電位に基づいて可変電
流源KI0の電流値を設定するか、あるいはまた、直接
この検出電位に基づいて可変電流源KI0の電流値を制
御することもできる。
The exciting current value is detected, for example, from the potential of the exciting current detection terminal NF, and the current value of the variable current source KI 0 is set based on this detected potential, or directly based on this detected potential. It is also possible to control the current value of the variable current source KI 0 .

【0039】定電流増幅器は、例えば図3に示すよう
に、ベースを互いに接続した2個のトランジスタQ31、
Q32でカレントミラー回路を構成し、コレクタはそれぞ
れ電流値KI0に設定した可変定電流源KI0を介して定
電圧電源Vccに接続し、各々のエミッタは共に接地す
る。また、トランジスタQ31、Q32のエミッタ面積をA
31、A32とすると、エミッタ面積の比を(A31:A32=
2:1)に設定する。
The constant current amplifier is, for example, as shown in FIG. 3, two transistors Q 31 , whose bases are connected to each other,
A current mirror circuit is constituted by Q 32 , and the collector is connected to the constant voltage power supply Vcc through the variable constant current source KI 0 set to the current value KI 0 , and each emitter is grounded. In addition, the emitter area of the transistors Q 31 and Q 32 is A
31 and A 32 , the emitter area ratio is (A 31 : A 32 =
2: 1).

【0040】トランジスタQ32は、コレクタをベースと
接続すると共に、エミッタを接地したトランジスタQ33
を並列に接続する。ロータ位置信号(E12、E34)は、
抵抗を介してトランジスタQ33のベースに接続し、オフ
セット信号(nf、ng)はトランジスタQ31のコレク
タから供給する。
The transistor Q 32, as well as to connect the collector base and, transistor Q 33 the emitter grounded
Are connected in parallel. The rotor position signals (E 12 , E 34 ) are
It is connected to the base of the transistor Q 33 via a resistor, and the offset signal (nf, ng) is supplied from the collector of the transistor Q 31 .

【0041】導通制御手段83は差動分配器83a、8
3bを備え、位置信号発生手段81から供給されるロー
タ位置信号(E12、E21)、(E34、E43)に基づき、
導通制御信号(i1、i2、i3、i4)を生成して駆動出
力手段9に提供する。
The conduction control means 83 is a differential distributor 83a, 8
3b, based on the rotor position signals (E 12 , E 21 ) and (E 34 , E 43 ) supplied from the position signal generating means 81,
The conduction control signals (i 1 , i 2 , i 3 , i 4 ) are generated and provided to the drive output means 9.

【0042】差動分配器83a、83bは、差動増幅回
路を備えてロータ位置信号(E12、E34)を飽和増幅
し、図2に示すように、デューティ比が1対1で互いに
逆相の矩形波である導通制御信号(i1、i2)、
(i3、i4)を生成する。
The differential distributors 83a and 83b are equipped with a differential amplifier circuit to saturately amplify the rotor position signals (E 12 , E 34 ), and as shown in FIG. Conduction control signals (i 1 , i 2 ), which are rectangular waves of phase,
(I 3 , i 4 ) is generated.

【0043】また、導通制御信号(i1、i2)と
(i3、i4)は、図2に示すように、位置検出信号(e
1、e2)および(e3、e4)が(e1=e2)および(e
3=e4)となるタイミングで生成され、互いにπ/2の
位相差を持つ。例えば、導通制御信号(i1、i3)の信
号対は、位相(π〜3π/2)の間で駆動出力手段9の
パワートランジスタ(Q1、Q3)を駆動し、導通制御
信号(i2、i4)の信号対は、位相(0〜π/2)の間
で駆動出力手段9のパワートランジスタ(Q2、Q4)
を駆動する。
As shown in FIG. 2, the conduction control signals (i 1 , i 2 ) and (i 3 , i 4 ) are the position detection signals (e
1 , e 2 ) and (e 3 , e 4 ) are (e 1 = e 2 ) and (e
3 = e 4 ), and they have a phase difference of π / 2 with each other. For example, the signal pair of the conduction control signals (i 1 , i 3 ) drives the power transistors (Q 1, Q 3) of the drive output means 9 during the phase (π to 3π / 2), and the conduction control signal (i 2) , I 4 ) of the signal pair of the power transistors (Q2, Q4) of the drive output means 9 during the phase (0 to π / 2).
Drive.

【0044】駆動出力手段9は、ソース側およびシンク
側を一対としたパワートランジスタ(Q1、Q2)、
(Q3、Q4)による電力増幅器を備え、それぞれのソ
ース側およびシンク側の端子(T1、T2)、(T3、
T4)は、デルタ接続された4個の電機子コイル6の接
続点に接続する。
The drive output means 9 comprises power transistors (Q1, Q2) having a pair of source side and sink side,
A power amplifier with (Q3, Q4) is provided, and terminals (T1, T2), (T3,
T4) is connected to the connection point of the four armature coils 6 connected in delta.

【0045】導通制御手段83から供給される導通制御
信号(i1、i2)、(i3、i4)の信号によってソース
側・シンク側の対となるパワートランジスタをそれぞれ
駆動し、電機子コイル6に励磁電流を供給する。
The pair of power transistors on the source side and the sink side are respectively driven by the signals of the conduction control signals (i 1 , i 2 ) and (i 3 , i 4 ) supplied from the conduction control means 83, and the armature is obtained. An exciting current is supplied to the coil 6.

【0046】ソース側パワートランジスタ(Q1、Q
2)のコレクタは、ともに抵抗Rnfを介して定電圧電
源Vccに接続し、シンク側パワートランジスタ(Q
3、Q4)のエミッタは、ともに接地に接続する。
Source side power transistors (Q1, Q
The collectors of 2) are both connected to the constant voltage power supply Vcc via the resistor Rnf, and the sink side power transistor (Q
3, Q4) emitters are both connected to ground.

【0047】例えば、駆動時の対となるパワートランジ
スタ(Q1、Q3)は、エミッタおよびコレクタを端子
(T1、T3)を介して電機子コイル(L1、L4)お
よび(L1、L2)の接続点に接続し、ベースには導通
制御手段83が提供する導通制御信号(i1、i3)が供
給される。
For example, a pair of power transistors (Q1, Q3) during driving has emitters and collectors connected via terminals (T1, T3) to connection points of armature coils (L1, L4) and (L1, L2). Continuity control signals (i 1 , i 3 ) provided by the continuity control means 83 are supplied to the base.

【0048】同様に、駆動時の対となるパワートランジ
スタ(Q2、Q4)は、エミッタおよびコレクタを端子
(T2、T4)を介して電機子コイル(L2、L3)お
よび(L3、L4)の接続点に接続し、ベースには導通
制御手段83が提供する導通制御信号(i2、i4)が供
給される。
Similarly, the paired power transistors (Q2, Q4) at the time of driving are connected to the armature coils (L2, L3) and (L3, L4) through the terminals (T2, T4) at the emitter and collector. Connected to the point, the base is supplied with the continuity control signals (i 2 , i 4 ) provided by the continuity control means 83.

【0049】導通制御信号(i1、i3、i2、i4)でパ
ワートランジスタ(Q1、Q2、Q3、Q4)を駆動す
る順序を、位置検出信号(e1、e2、e3、e4)のタイ
ミングを基準に説明する。
The conduction control signals (i 1, i 3, i 2, i 4) in the power transistor (Q1, Q2, Q3, Q4 ) the order to drive the position detection signal (e 1, e 2, e 3, The description will be made based on the timing of e 4 ).

【0050】位置検出信号(e1、e2)が、(e1>
e2)の期間でパワートランジスタQ1、(e1<e2)
の期間でパワートランジスタQ2、位置検出信号
(e3、e4)が、(e3<e4)の期間でパワートランジ
スタQ3、(e3>e4)の期間でパワートランジスタQ
4、がそれぞれオンし、他の期間ではそれぞれのパワー
トランジスタはオフしている。
The position detection signals (e 1 , e 2 ) are (e 1 >
power transistors Q1 in the period e 2), (e 1 < e 2)
Power transistors Q2 in the period, the position detection signal (e 3, e 4), (e 3 <e 4) power transistor Q3 in the period, (e3> power transistor Q in the period e4)
4 are turned on, and the power transistors are turned off in other periods.

【0051】ソース側のパワートランジスタQ1、Q2
のオン/オフ切換えポイントは、位置検出信号(e1、
e2)の(e1=e2)のタイミングに一致し、シンク側
のパワートランジスタQ3、Q4のオン/オフ切換えポ
イントは、位置検出信号(e3、e4)の(e3=e4)の
タイミングに一致する。
Source side power transistors Q1 and Q2
The on / off switching point of is the position detection signal (e 1 ,
e 2 ) (e 1 = e 2 ), and the on / off switching points of the power transistors Q 3 and Q 4 on the sink side are (e 3 = e 4 ) of the position detection signals (e 3 , e 4 ). ) Match the timing.

【0052】なお、抵抗Rnfは励磁電流を検出するた
めの抵抗であり、励磁電流検出端子NFの電圧を、制御
回路を備えた励磁電流設定手段(図示しない)に帰還
し、導通制御信号(i1、i2、i3、i4)を安定化する
ための制御信号を生成して差動分配器(83a、83
b)に提供し、導通制御信号(i1、i2、i3、i4)を
調節して駆動出力手段9が供給する励磁電流を安定化す
るよう制御する。
The resistor Rnf is a resistor for detecting the exciting current, and the voltage at the exciting current detecting terminal NF is fed back to the exciting current setting means (not shown) provided with a control circuit to obtain the conduction control signal (i. 1 , i 2 , i 3 , i 4 ) to generate a control signal for stabilizing the differential distributor (83a, 83a).
b) and adjust the conduction control signals (i 1 , i 2 , i 3 , i 4 ) to stabilize the excitation current supplied by the drive output means 9.

【0053】このように、この発明に係るブラシレスモ
ータ用駆動装置は、ロータ位置検出手段が電機子コイル
に発生する磁界の影響を受け、位相シフトを含む位置検
出信号を生成して位置信号発生手段に提供しても、ロー
タ位置検出手段が提供する位置検出信号に応じてロータ
位置信号を発生する位置信号発生手段と、このロータ位
置信号に基づいて導通制御信号を出力する導通制御手段
とを備えた駆動装置に、ロータ位置信号に基づいて位相
シフトをキャンセルするオフセット信号を生成して位置
信号発生手段に提供するタイミング補正手段を備えたの
で、位置信号発生手段は位置検出信号に含まれた位相シ
フト分をキャンセルして補正し、正確なタイミングのロ
ータ位置信号を生成することができ、このロータ位置信
号に基づいて導通制御手段で生成される導通制御信号
は、駆動出力手段のパワートランジスタを正しいタイミ
ングでスイッチングして電機子コイル励磁電流を生成す
ることができる。
As described above, in the brushless motor drive device according to the present invention, the rotor position detecting means is influenced by the magnetic field generated in the armature coil and generates the position detecting signal including the phase shift to generate the position signal generating means. The position signal generating means for generating the rotor position signal in response to the position detection signal provided by the rotor position detecting means, and the conduction control means for outputting the conduction control signal based on the rotor position signal. The drive device is provided with the timing correction means for generating the offset signal for canceling the phase shift based on the rotor position signal and providing it to the position signal generation means. The shift position can be canceled and corrected to generate a rotor position signal with accurate timing, and conduction can be performed based on this rotor position signal. Conduction control signals generated by the control unit can generate an armature coil excitation current by switching the power transistors of the driving output device at the right time.

【0054】次に、以上のように構成された駆動装置8
のタイミング補正手段82に備えたオフセット増幅器
(82a、82b)と、位置信号発生手段81に備えた
差動増幅器(81a、81b)とが、電機子コイル6の
磁界の影響を受けて歪を有する位置検出信号(ed1、
ed2、ed3、ed4)を、タイミング補正手段82が
提供するオフセット信号(nf、ng)によって歪をキ
ャンセルし、ロータ2の正しい位置検出タイミングのロ
ータ位置信号(E12、E21)、(E34、E43)を生成す
る補正動作を図1、図2および図4に基づいて説明す
る。
Next, the drive unit 8 configured as described above.
The offset amplifiers (82a, 82b) included in the timing correction means 82 and the differential amplifiers (81a, 81b) included in the position signal generation means 81 have distortion due to the influence of the magnetic field of the armature coil 6. Position detection signal (ed 1 ,
ed 2, ed 3, the ed 4), the offset signal timing correction means 82 is provided (nf, to cancel the distortion by ng), the correct position detection timing of the rotor position signal of the rotor 2 (E 12, E 21) , The correction operation for generating (E 34 , E 43 ) will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 4.

【0055】(0〜π/2)の期間において、ホール素
子HG1が提供する位置検出信号(e1、e2)は(e1
<e2)なのでパワートランジスタQ2がオン、ホール
素子HG2が提供する位置検出信号(e3、e4)は(e
3>e4)なのでパワートランジスタQ4がオンし、電機
子コイル6の励磁電流の経路は、電機子コイル6のL3
には端子(T2→T4)の方向、電機子コイル6(L2
→L1→L4)には端子(T2→T3→T1→T4)の
方向で、それぞれの経路の励磁電流値は3対1の比率と
なる。
In the period of (0 to π / 2), the position detection signals (e 1 , e 2 ) provided by the hall element HG1 are (e 1
Since <e 2 ) the power transistor Q2 is turned on and the position detection signals (e 3 , e 4 ) provided by the hall element HG2 are (e 3
3> e 4) since the power transistor Q4 is turned on, the path of the exciting current of the armature coil 6, L3 of the armature coils 6
In the direction of terminals (T2 → T4), armature coil 6 (L2
→ L1 → L4) is in the direction of the terminals (T2 → T3 → T1 → T4), and the exciting current value of each path has a ratio of 3: 1.

【0056】この励磁電流によってホール素子HG1の
近傍にあるコイルC31はN極、コイルC21はS極となる
が、コイルC31の励磁電流はコイルC21の励磁電流の3
倍なので、ホール素子HG1に電機子コイル6の通電で
影響を与える磁界はN極となる。同様に、ホール素子H
G2の近傍にあるコイルC32はN極、コイルC42はS極
となるが、コイルC32の励磁電流はコイルC42の励磁電
流の3倍なので、ホール素子HG2に電機子コイル6の
通電で影響を与える磁界はN極となる。
[0056] The coil C 31 in the vicinity of the Hall element HG1 by the excitation current to the N pole, but the coil C 21 becomes S pole, 3 of the excitation current of the coil C 31 is the excitation current of the coil C 21
Since it is double, the magnetic field that affects the Hall element HG1 by energizing the armature coil 6 is the N pole. Similarly, Hall element H
The coil C 32 in the vicinity of G2 has an N pole and the coil C 42 has an S pole. However, since the exciting current of the coil C 32 is three times the exciting current of the coil C 42 , the Hall element HG2 is energized by the armature coil 6. The magnetic field that affects at is the N pole.

【0057】このN極の磁界は、ホール素子HG1が提
供する位置検出信号(e1、e2)を増加させ、ホール素
子HG2が提供する位置検出信号(e3、e4)を減少さ
せる方向である。
The magnetic field of the N-pole increases the position detection signals (e 1 , e 2 ) provided by the Hall element HG1 and decreases the position detection signals (e 3 , e 4 ) provided by the Hall element HG2. Is.

【0058】次に、{(π/2)〜π}の期間におい
て、ホール素子HG1が提供する位置検出信号(e1、
e2)は(e1>e2)なのでパワートランジスタQ1が
オン、パワートランジスタQ2がオフし、ホール素子H
G2が提供する位置検出信号(e3、e4)は(e3>
e4)なのでパワートランジスタQ4がオンしたままで
(0〜π/2)の期間における場合と同様である。電機
子コイル6の励磁電流の経路は、電機子コイル6のL4
には端子(T1→T4)の方向、電機子コイル6(L1
→L2→L3)には端子(T1→T3→T2→T4)の
方向で、それぞれの経路の励磁電流値は3対1の比率と
なる。
Next, during the period {(π / 2) to π}, the position detection signal (e 1 ,
Since e 2 ) is (e 1 > e 2 ), the power transistor Q1 is turned on, the power transistor Q2 is turned off, and the hall element H
Position detection signal G2 is provided (e 3, e 4) is (e 3>
e 4 ), which is the same as in the period (0 to π / 2) with the power transistor Q4 kept on. The path of the exciting current of the armature coil 6 is L4 of the armature coil 6.
In the direction of terminals (T1 → T4), armature coil 6 (L1
→ L2 → L3) is in the direction of the terminals (T1 → T3 → T2 → T4), and the exciting current value of each path has a ratio of 3: 1.

【0059】この励磁電流によってホール素子HG1の
近傍にあるコイルC31はN極、コイルC21もN極とな
り、ホール素子HG1に電機子コイル6の通電で影響を
与える磁界はN極となる。また、ホール素子HG2の近
傍にあるコイルC32はN極、コイルC42はS極となる
が、コイルC42の励磁電流はコイルC32の励磁電流の3
倍なので、ホール素子HG2に電機子コイル6の通電で
影響を与える磁界はS極となる。
By this exciting current, the coil C 31 near the Hall element HG1 becomes the N pole, and the coil C 21 also becomes the N pole, and the magnetic field affecting the Hall element HG1 by the energization of the armature coil 6 becomes the N pole. The coil C 32 N pole in the vicinity of the Hall element HG2, although the coil C 42 becomes S pole, 3 of the excitation current of the coil C 42 is the excitation current of the coil C 32
Since it is double, the magnetic field that affects the Hall element HG2 by energizing the armature coil 6 is the S pole.

【0060】以下同様に、{π〜(3/2)π}の期間
においてはパワートランジスタQ1、Q3がオンし、ホ
ール素子HG1、HG2に電機子コイル6の通電で影響
を与える磁界は共にS極となる。
Similarly, during the period {π to (3/2) π}, the power transistors Q1 and Q3 are turned on, and the magnetic fields that influence the Hall elements HG1 and HG2 by energizing the armature coil 6 are both S. Become a pole.

【0061】{(3/2)π〜2π}の期間において
は、パワートランジスタQ2、Q3がオンし、ホール素
子HG1に電機子コイル6の通電で影響を与える磁界は
S極、ホール素子HG2に電機子コイル6の通電で影響
を与える磁界はN極となる。
During the period {(3/2) π to 2π}, the power transistors Q2 and Q3 are turned on, and the magnetic field affecting the Hall element HG1 by energizing the armature coil 6 is the S pole and the Hall element HG2. The magnetic field affected by the energization of the armature coil 6 is the N pole.

【0062】以上の(0〜2π)までの全期間におい
て、電機子コイル6の通電でホール素子(HG1、HG
2)が受ける外乱磁界(f、g)は、図2に示すよう
に、(f、g)のタイミングで発生する。
During the entire period up to the above (0 to 2π), the Hall elements (HG1, HG1 and HG) are activated by energizing the armature coil 6.
The disturbance magnetic field (f, g) received by 2) is generated at the timing of (f, g) as shown in FIG.

【0063】外乱磁界fのN極からS極への変化点は、
ホール素子HG2が提供する位置検出信号(e3、e4)
が(e3=e4)となるタイミングに一致すると共に、外
乱磁界の強さは、電機子コイル6に通電する励磁電流値
に比例するため、外乱磁界fの影響を受けているホール
素子HG1が発生する位置検出信号(e1、e2)の電圧
レベルと略同レベルの電圧値を、励磁電流検出端子NF
の電位に基づいて決定し、タイミング補正手段82に備
えたオフセット増幅器82bで、ホール素子HG2が発
生する位置検出信号e3の位相を基準にして外乱磁界f
とは逆位相のオフセット信号nfを生成し、ホール素子
HG1が提供する位置検出信号(e1、e2)を処理する
差動増幅器81aに備えた差動増幅回路(増幅度をAと
する)のオフセット調整端子(P3点)に加えることに
より、ロータ位置信号E12は次のように処理されて生成
される。
The change point of the disturbance magnetic field f from the N pole to the S pole is
Position detection signals (e 3 , e 4 ) provided by the Hall element HG2
Coincides with the timing of (e 3 = e 4 ), and the strength of the disturbance magnetic field is proportional to the value of the exciting current that is applied to the armature coil 6. Therefore, the Hall element HG1 affected by the disturbance magnetic field f Voltage value of the position detection signal (e 1 , e 2 ) generated by the excitation current detection terminal NF
Of the disturbance magnetic field f based on the phase of the position detection signal e 3 generated by the Hall element HG2 by the offset amplifier 82b provided in the timing correction means 82.
A differential amplifier circuit (provided that the amplification degree is A) provided in the differential amplifier 81a for generating the offset signal nf having a phase opposite to that of and for processing the position detection signals (e 1 , e 2 ) provided by the Hall element HG1. The rotor position signal E 12 is processed and generated in the following manner by being applied to the offset adjustment terminal (point P3).

【0064】図3において、P3点およびP4点の電位
をそれぞれV3およびV4、トランジスタQ11、Q12
のベース・エミッタ間電圧VBE1、VBE2は互いに等しく
VBE(VBE=VBE1=VBE2)とする。外乱磁界fによる
e1−e2間誤差電圧をef、オフセット信号nfによる
オフセット電圧をVnf(Vnf=KI0*R1)とする
と、
In FIG. 3, the potentials at points P3 and P4 are V 3 and V 4 , respectively, and the transistors Q11 and Q12.
The base-emitter voltages V BE1 and V BE2 are equal to each other and are set to V BE (V BE = V BE1 = V BE2 ). When the error voltage between e 1 and e 2 due to the disturbance magnetic field f is ef and the offset voltage due to the offset signal nf is V nf (V nf = KI 0 * R1),

【0065】[0065]

【数1】 V3=e1+(ef/2)+VBE+(I1+Vnf)*R1 V4=e2−(ef/2)+VBE+I1*R1[Number 1] V 3 = e 1 + (e f / 2) + V BE + (I 1 + V nf) * R1 V 4 = e 2 - (e f / 2) + V BE + I 1 * R1

【0066】[0066]

【数2】 E12=A(V3−V4) =A(e1−e2+ef+Vnf) ≒A(e1−e2)[Number 2] E 12 = A (V 3 -V 4) = A (e 1 -e 2 + e f + V nf) ≒ A (e 1 -e 2)

【0067】数2に示すように、位置検出信号(e1、
e2)に含まれた外乱磁界fによる位相シフトがキャン
セルされ、ロータ位置信号E12はロータ2の正しい検出
位置に応じたタイミングの信号に補正される。
As shown in Equation 2, the position detection signal (e 1 ,
The phase shift due to the disturbance magnetic field f included in e 2 ) is canceled, and the rotor position signal E 12 is corrected to a signal having a timing corresponding to the correct detected position of the rotor 2.

【0068】同様に、外乱磁界gの影響を受けているホ
ール素子HG2が発生する位置検出信号(e3、e4)の
電圧レベルと略同レベルの電圧を、励磁電流検出端子N
Fの電位に基づいて決定し、タイミング補正手段82に
備えたオフセット増幅器82aで、ホール素子HG1が
発生する位置検出信号e1の位相を基準にして外乱磁界
gとは逆位相のオフセット信号ngを生成し、ホール素
子HG2が提供する位置検出信号(e3、e4)を処理す
る差動増幅器81bに備えた差動増幅回路(増幅度をA
とする)のオフセット調整端子(P3点)に加えること
により、ロータ位置信号E34はロータ2の正しい検出位
置に応じたタイミングの信号に補正される。
Similarly, a voltage of substantially the same level as the voltage level of the position detection signals (e 3 , e 4 ) generated by the Hall element HG2 affected by the disturbance magnetic field g is applied to the excitation current detection terminal N.
An offset amplifier 82a, which is determined based on the potential of F, is provided in the timing correction means 82, and an offset signal ng having a phase opposite to the disturbance magnetic field g with reference to the phase of the position detection signal e 1 generated by the Hall element HG1. A differential amplifier circuit provided in the differential amplifier 81b for generating and processing the position detection signals (e 3 , e 4 ) provided by the Hall element HG2 (the amplification degree is A
By adding to the offset adjustment terminal (point P3), the rotor position signal E 34 is corrected to a signal at a timing corresponding to the correct detected position of the rotor 2.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るブ
ラシレスモータ用駆動装置は、ロータ位置検出手段が電
機子コイルに発生する磁界の影響を受け、位相シフトを
含む位置検出信号を生成して位置信号発生手段に提供し
ても、ロータ位置検出手段が提供する位置検出信号に応
じてロータ位置信号を発生する位置信号発生手段と、こ
のロータ位置信号に基づいて導通制御信号を出力する導
通制御手段とを備えた駆動装置に、ロータ位置信号に基
づいて位相シフトをキャンセルするオフセット信号を生
成して位置信号発生手段に提供するタイミング補正手段
を備え、位置信号発生手段は位置検出信号に含まれた位
相シフト分をキャンセルして補正し、正確なタイミング
のロータ位置信号を生成することができ、このロータ位
置信号に基づいて導通制御手段で生成される導通制御信
号は、駆動出力手段のパワートランジスタを正しいタイ
ミングでスイッチングして電機子コイル励磁電流を生成
することができるので、一般的で安価に入手可能なホー
ル素子モールド品を使用してホール素子が磁界の影響を
受けても、電機子コイルに正しいタイミングで励磁電流
を供給し、トルクリップルや回転むらが少なく、起動ト
ルク低下や電機子コイル励磁電流の増加にともなうトル
ク定数低下などのブラシレスモータの性能低下を改善す
るブラシレスモータ用駆動装置を提供することができ
る。
As described above, in the brushless motor drive device according to the present invention, the rotor position detecting means receives the influence of the magnetic field generated in the armature coil to generate the position detecting signal including the phase shift. Position signal generating means for generating a rotor position signal in response to the position detection signal provided by the rotor position detecting means, even if provided to the position signal generating means, and conduction control for outputting a conduction control signal based on the rotor position signal. And a timing correction means for generating an offset signal for canceling the phase shift based on the rotor position signal and providing the offset signal to the position signal generation means, the position signal generation means being included in the position detection signal. The phase shift amount can be canceled and corrected, and the rotor position signal with accurate timing can be generated, and based on this rotor position signal Since the conduction control signal generated by the communication control means can switch the power transistor of the drive output means at the correct timing to generate the armature coil exciting current, a general and inexpensive Hall element molded product can be obtained. Even if the Hall element is affected by the magnetic field by using, the exciting current is supplied to the armature coil at the correct timing, torque ripple and rotation unevenness are small, and the torque due to the starting torque decrease and the armature coil exciting current increase It is possible to provide a drive device for a brushless motor, which improves deterioration of the performance of the brushless motor such as a decrease in constant.

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

【図1】この発明に係るブラシレスモータ用駆動装置の
ブロック構成図
FIG. 1 is a block configuration diagram of a brushless motor drive device according to the present invention.

【図2】この発明に係るブラシレスモータ用駆動装置の
タイミング図
FIG. 2 is a timing diagram of a brushless motor drive device according to the present invention.

【図3】差動増幅器およびオフセット増幅器の一例FIG. 3 is an example of a differential amplifier and an offset amplifier.

【図4】4相ブラシレスモータの構造図FIG. 4 is a structural diagram of a 4-phase brushless motor.

【図5】従来のブラシレスモータ用駆動装置の概略構成
図
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional brushless motor drive device.

【図6】従来のブラシレスモータ用駆動装置のタイミン
グ図
FIG. 6 is a timing diagram of a conventional brushless motor drive device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ブラシレスモータ用駆動装置、2…ロータ、3…永
久磁石、4…ステータ、6…電機子コイル、7…ロータ
位置検出手段、8…駆動装置、9…駆動出力手段、81
…位置信号発生手段、81a、81b…差動増幅器、8
2…タイミング補正手段、82a、82b…オフセット
増幅器、83…導通制御手段、83a、83b…差動分
配器、C21、C31、C32、C42…コイル、E12、E34、
E21、E43…ロータ位置信号、HG1、HG2…ホール
素子、I1、I2…電流源、KI0…可変電流源、L1、
L2、L3、L4…電機子コイル、NF…励磁電流検出
端子、P3…オフセット調整端子、Q1、Q2、Q3、
Q4…パワートランジスタ、Q11、Q12、Q21、
Q22…トランジスタ、Rnf…抵抗、T1、T2、T
3、T4…端子、Vcc…定電圧電源、e1、e2、
e3、e4…位置検出信号、ed1、ed2、ed3、ed4
…歪を受けた位置検出信号、i1、i2、i3、i4…導通
制御信号、id1、id2、id3、id4…時間遅れを有
する導通制御信号、f、g…外乱磁界、ng、nf…オ
フセット信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brushless motor drive device, 2 ... Rotor, 3 ... Permanent magnet, 4 ... Stator, 6 ... Armature coil, 7 ... Rotor position detection means, 8 ... Drive device, 9 ... Drive output means, 81
... Position signal generating means, 81a, 81b ... Differential amplifier, 8
2 ... Timing correction means, 82a, 82b ... Offset amplifier, 83 ... Continuity control means, 83a, 83b ... Differential distributor, C 21 , C 31 , C 32 , C 42 ... Coil, E 12 , E 34 ,
E 21, E 43 ... rotor position signal, HG1, HG2 ... Hall elements, I 1, I 2 ... current source, KI 0 ... variable current source, L1,
L2, L3, L4 ... Armature coil, NF ... Excitation current detection terminal, P3 ... Offset adjustment terminal, Q1, Q2, Q3,
Q4 ... Power transistor, Q11, Q12, Q21,
Q22 ... Transistor, Rnf ... Resistor, T1, T2, T
3, T4 ... terminal, Vcc ... constant-voltage power supply, e 1, e 2,
e 3 , e 4 ... Position detection signal, ed 1 , ed 2 , ed 3 , ed 4
... position detection signal subjected to distortion, i 1, i 2, i 3, i 4 ... conduction control signal, id 1, id 2, id 3, id 4 ... conduction control signal having a time delay, f, g ... disturbance Magnetic field, ng, nf ... Offset signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前戸 秀巨 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 水本 正夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hideki Maedo 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Masao Mizumoto Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture 2-5-5 Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多極の駆動磁極を有する永久磁石を配設し
たロータの回転位置を検出して位置検出信号を発生する
ロータ位置検出手段と、この位置検出信号に基づいて励
磁電流を制御する導通制御信号を発生する駆動装置と、
を備え、 前記ロータ、励磁電流を流して磁界を発生する2相以上
の電機子コイルを配設したステータ、励磁電流を供給す
る駆動出力手段からなり、前記電機子コイルが発生する
磁界に応じて前記ロータに回転駆動力を生ずるよう構成
したブラシレスモータを駆動するブラシレスモータ用駆
動装置において、 前記ロータ位置検出手段が提供する位置検出信号に応じ
てロータ位置信号を発生する位置信号発生手段と、この
ロータ位置信号に基づいて導通制御信号を出力する導通
制御手段と、を備えた前記駆動装置に、ロータ位置信号
に基づいて位相シフトをキャンセルするオフセット信号
を生成して位置信号発生手段に提供するタイミング補正
手段を備えたことを特徴とするブラシレスモータ用駆動
装置。
1. A rotor position detecting means for detecting a rotational position of a rotor provided with a permanent magnet having a multi-pole driving magnetic pole to generate a position detection signal, and an exciting current is controlled based on the position detection signal. A drive device for generating a conduction control signal;
The rotor, the stator having the two or more-phase armature coils for generating the magnetic field by flowing the exciting current, and the drive output means for supplying the exciting current, and depending on the magnetic field generated by the armature coil. In a brushless motor drive device for driving a brushless motor configured to generate a rotational driving force in the rotor, position signal generating means for generating a rotor position signal according to a position detection signal provided by the rotor position detecting means; Timing for generating an offset signal for canceling a phase shift based on the rotor position signal and providing the offset signal to the position signal generating means in the drive device, which includes a conduction control means for outputting a conduction control signal based on the rotor position signal. A drive device for a brushless motor, comprising a correction means.
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