JPS61218391A - モ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、モータ制御装置に関する。

〔背景技術〕

小型モータはいろいろな機器に使用されているが、その
回路例は、例えば、モータート２イブエレクトロニクス
（昭和５６年２月２０日第１版第１刷発行９発行所株式
会社オーム社Ｐ、５０〜Ｒ５３）に示されている。モー
タ制御装置の一例を述べると、ロータの回転位置検出な
磁電変換素子（例えばホール素子）によって行い、その
検出イｇ号によりてモータコイルに通電する際の相切り
換えを行うようにしたものがある。

一方、上記モータ制御装ｒＩｔを含む各８！電子機器に
おいては、大電流の遮断や通電を行うメインスイッチを
削減し、小信号で電子機器を動作または非動作に切り換
えるための、いわゆるイネーブル回路を設けるようにな
ってきた。

このイネーブル回路を具備するモータ制御装置では、上
記ホール素子に通電し続けており、電曽に電池を使用す
る自動車用電子機器などでは、上記ホール素子による消
費電力を無視できない。

本発明者等は、上記技術的動向に鑑み種々の技術的検討
を行い、低消費電力で動作するモータ制御装置に想到し
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、消費電力全低減し得るモータ制御装置
を提供することにある。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明の概要を簡単に述べれば、
下記の通りである。

すなわち、イネーブル回路と連動するスイッチ回路を設
け、モータ制御装置の動作時においてモータの回転位置
検出を行うホール素子に通電し、非動作時は通電を遮断
することによシ、モータ制御装置の消費電力を低減する
、という本発明の目的を達成するものである。

〔実施例−１〕 以下、第１図を参照して本発明を適用したモータ制御装
置の第１実施例を説明する。なお、第１図は半導体集積
回路（以下においてＩＣという）にて構成されたモータ
制御装置の回路図であり、数字を囲んだ丸は外部接続端
子（以下においてリードという）である。

本実施例の特徴は、イネーブル回路と連動するスイッチ
回路を設け、モータの駆動時以外は回転位置検出素子に
流れる電流を阻止するとともに、モータ駆動時には上記
電流を利用してＩＩＬ回路にて構成されたディスクリ回
路６にインジヱクシ菖ン電流を供給することにある。

第１図に示すように、Ｖｃｃ　　電源は抵抗Ｒ，を介し
て直列接続された３個の回転位置検出素子（以下におい
てホール素子という）Ｐｚ　＊　Ｐｔ　ｓＰ、に供給さ
れている。

そして、ラインＩ、は１４番端子を介してスイッチ回路
１に接続されているが、このスイッチ回路１がイネーブ
ル回路２によって開閉されるものである。

以下、回路動作を順次説明する。

ホール素子Ｐ１〜Ｐ、は、モータの一部を構成するロー
タの回転位置を磁気的に検出してモータコイルＬ１　ｔ
　Ｌ、−Ｌ、への通電順序を決定するために設けられて
いる。

ＡＩ　＝　Ａｔ　ｓ　Ａ、は、いわゆるホールアンプで
あシ、位置検出信号Ｕ、　Ｖ、　Ｗを増幅するものであ
シ、その出力信号はマトリクス回路１１に供給される。

マトリクス回路１１は、上記出力信号のレベル変（１［
出して、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルの３値
にレベル変化する摺切り換え信号を得るものである。

振幅制御回路１２は、後述する制御部１００から供給さ
れる制御信号ＶＯによって上記摺切り換え信号の電圧レ
ベルを制御し、モータコイルＬ１〜Ｌ、にながれる電流
量を制御して、モータの回転速度調整を行うものである
。

出力回路Ｂｌ　ｔ　Ｂ、ｔ　ＢＢは、プッシュプルアン
プの形態に構成され、振幅制御回路１２の出力信号がハ
イレベルのとき電源側トランジスタ（図示せず）がオン
状態に動作して、モータコイルＬ、〜Ｌ３への通電全行
い、ローレベルのとき接地側トランジスタ（図示せず）
がオン状態に動作して、電流の吸い込みを行う。また、
上記出力信号がミドルレベルのとき電源側トランジスタ
、接地側トランジスタの何れもオフとなり、上記通電お
よび吸い込み全停止する。

そして、相切換え信号によって上記通電、吸い込み、停
止の動作が繰シ返され、モータコイルＬ、−Ｌｓに順次
駆動電流が流れ、モータの回転駆動が行われる。

次に、制御部１００について説明する。

７番端子４’１．、ハイレベル及びローレベルにレベル
変化するイネーブル信号Ｖｅが供給される。

イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのときイネーブル回路
２の出力レベルはローレベルになシ、モータの駆動を停
止するとともに、上記スイッチ回路１を開状態となし、
ホール素子Ｐ、〜Ｐ８の電流径路を遮断する。

すなわち、スイッチ回路１を設けることによシ、ホール
素子Ｐ、〜Ｐ、を無駄にながれていた不要電流を阻止す
ることができ、この分消費電力を低減し得る。

一方、イネーブル信号Ｖｅがローレベルのときは、イネ
ーブル回路２の出力レベルがハイレベルにな夛、アンド
回路３の１の入力端子がハイレベルにガる。これが一種
のトリガーとなって振幅制御回路１２に制御信号Ｖｏが
供給されるようになる。そして、スイッチ回路１が閉状
態になり、ホール素子Ｐ１〜Ｐ、＋流れていた電流がイ
ンジェクション電流としてディスクリ回路６に供給され
る。４は周波数発電機（以下においてＦＧという）であ
シ、モータの回転速度に対応して変化する周波数信号Ｖ
ｆが得られる。周波数信号Ｖｆは増幅器Ａ、によって増
幅され、次段のゼロクロスデテクター５に供給される。

ゼロクロスデテクター５は、上記周波数信号Ｖｅのゼロ
クロス位置を検出して、ディスクリ回路６に供給し、次
に述べる基準周波数信号Ｆｓとの周波数比較を正確に行
うように設けられている。

水晶発信子７２発振回路８は、上記基準周波数信号Ｆｓ
　（以下において基準信号という）を得るものであり、
分周回路９は上記基準信号Ｆｓ　ｋ分周し、モータの回
転速度を所望の回転数に切り換えるために設けられてい
る。なお、上記分周は、１３番端子から供給される分周
信号Ｄ８によって行われる。

ディスクリ回路６は、基準信号Ｆ＋ｓと周波数信号Ｖｆ
との周波数比較を行い、両者の周波数差に対応して周波
数変化するパルス信号Ｐｖを抵抗Ｒ１を介して積分回路
２１に供給する。

積分回路２１は、演算増幅器２２．抵抗Ｒ３゜コンデン
サＣ，，Ｃ，によって構成され、上記パルス信号Ｐｖの
周波数に対応してレベル変化する電圧信号Ｖｖを得るも
のである。従って、モータの回転数が変動して周波数信
号Ｖｆが変化した場合は、パルス信号Ｐｖも変化し、電
圧信号Ｖｖのレベルも変化することになる。

基準電圧回路２３は、基準電圧Ｖｒｅｆを発生し、増幅
器２３及び増幅器２４に基準電圧Ｖｒｅｆを供給するも
のである。

増幅器２４は基準電圧Ｖｒｅｆと電圧信号Ｖｖとの電圧
比較を行い、モータの回転速度を制御するだめの制御信
号Ｖｏを得るものである。この制御信号Ｖｏはアンド回
路３を介して上記振幅制御回路１２に供給され、上記の
如き制御が行われる。

なお、カレントリミッタ２５と抵抗Ｒ４とは、モータ起
動時の電流制限を行う。

また、検出回路２６は電源電圧の変動、温度変化を検出
してモータを一時的に停止させるものであシ、定常状態
では出力レベルは１であるか上記不所望な変動時には０
レベルに変化し、制御信号Ｖｏの上記供給を阻止する。

以上の如く、本発明を適用したモータ制御回路では、モ
ータ駆動時にホール素子Ｐ、〜Ｐ３に所定の電流を流し
、モータ駆動時以外では電流阻止管計り得るので、消費
電力全大幅に低減し得る。

従って、電池を電源とする電子機器、例えば自動車用の
テープレコーダにおけるテープ駆動モータの制御などに
好適である。

力お、以上の説明はモータ制御装置の全体の説明であシ
、上記装置におけるイネーブル回路２、スイッチ回路１
等は以下に述べる第２実施例の如く構成されたものであ
ってよい。

〔実施例−２〕 次に、本発明の第２実施例を第２図を参照して説明する
。本実施例の特徴は、上記インジェクション電流をイネ
ーブル信号によって遮断し得るとともに、低消費電力を
可能にしたことにある。

イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのとき、トランジスタ
Ｑ、はオフとなシ、電流は流れない。トランジスタＱ！
はカレントミラー回路を構成しているので、その入力側
を流れる電流はトランジスタＱｓ　＝　Ｑ４を介して流
れるトランジスタＱ、のペース電流のみとなシ、その電
流量は極めて小さい。そして、トランジスタＱ！の出力
側を流れる電流も極めて小さく、トランジスタＱ・はオ
ン状態にならない。

従って、トランジスタＱｔ　、Ｑｓ　もオフになり、バ
イアス回路３１に電源電圧が供給されず、トランジスタ
Ｑ１１〜Ｑ１４の全てがオフになる。この結果、ホール
素子Ｐ１〜Ｐ、から流れ込む電流は、いわばスイッチ回
路１として動作するトランジスタＱ１４　　がオフであ
るから、これに連断されることになシ、ディスクリ回路
６に供給されない。

すなわち、イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのときは、
インジェクション電流となるべき電流が流れず、僅かに
トランジスタＱａのベース電流が流れるのみであシ、消
費電力を低減することができる。

次に、イネーブル信号Ｖｅがローレベルのときの回路動
作を述べる。

この場合、トランジスタＱ、がオン状態に動作し、強引
な電流の吸い込みが行われる。一方、トランジスタＱ１
のエミッタは、ＧＮＤからみて３Ｖｆに保持されていた
ものが、３Ｖｆ以下に低下してトランジスタＱ６をオフ
にする。抵抗Ｒ１１を介してトランジスタＱ、にベース
電流が供給されることになり、これがオン状態に動作す
る。

そして、トランジスタＱ？　、Ｑａがオンになり、抵抗
Ｒｔ　ｔ　’ｅ介してバイアス回路３１に電源が供給さ
れる。この結果、ツェナーダイオードＺＤで得られるツ
ェナー電圧Ｖｚｄ　＋２Ｖｆ　　のノくイアスミ圧がト
ランジスタＱ＋ｔに供給され、これがオン状態に動作す
る。

トランジスタＱ、ｔ＋　Ｑｒ＋ｐ抵抗Ｒ１３に電流が流
れ、トランジスタＱ　１ｇを介してトランジスタＱ＋４
にベース電流が供給される。トランジスタＱＩ４がオン
状態になシ、抵抗Ｒ１４，）ランジスタＱ＋ａを介して
インジェクション電流が得られるようになる。

なお、９番端子がオープン状態の場合、或いは電源が減
電圧となったときは、トランジスタＱ。

のコレクタ電流とベース電流とを抵抗Ｒ８１によって一
定の関係にし得るので、誤動作が発生しない。

〔効果〕

（１）イネーブル信号の供給に対応して開閉スイッチ回
路を設けることにより、モータ駆動時以外ではホール素
子を流れる電流を遮断できるので、消費電力を低減する
、という効果が得られる。

（２）上記（１）の回路構成により、ホール素子を流れ
る電流を例えばインジェクション電流として利用するこ
とができ、インジェクション電流源を特に設ける必要が
なく、回路構成が簡単になる。

以上に本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることは言うまでもない。

例えば、イネーブル信号がノ・イレペルのとき、モータ
駆動が行われるように構成してもよい。

また、モータは３相モータに限定されず、更に多相モー
タの制御も行うことができる。

〔利用分野〕

以上の説明では、主として本発明者等によってなされた
発明をその背景とカつだ利用分野であるモータ制御回路
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、ＩＩＬ回路を含むリニア回路全般に広く
利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すモータ制御回路の回
路図を示し、 第２図は本発明の第２実施例を示すイネーブル回路の回
路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．モータ制御装置を実質的に動作または非動作状態に
   切り換えるためのイネーブル回路と、上記イネーブル回
   路の制御による上記モータ制御装置の動作時において閉
   状態に切り換えられるとともに、非動作時において開状
   態に切り換えられ、モータの回転位置検出素子への電源
   供給または遮断を行うスイッチ回路とを具備したことを
   特徴とするモータ制御装置。