JPS6244094A - ブラシレス直流モ−タ制御回路 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ブラシレス直流モータ制御回路に間し、特に
、駆動７４Ｈの極性の反転によりモータの正逆転を可能
とするブラシレス直流モータ制御回路に係わる。

［発明の技術的背景、］ 従来から、第２１！Ｉに示すようなブラシレス直流モー
タが知られている。この直流モータは、回転子１８とな
る界磁磁極１８−１〜１８−８と、これらの界磁磁極１
８−１〜１８−８に対向して配置された電機子コイル２
２−１〜２２−３と、駆動電源子−の端子１２−１〜１
２−２により電源が付与され界磁磁極１８−１〜１Ｂ−
８の位置検知を行ない位置検知信号を発生するホール素
子２５．２６．２７と、ホール素子２５．２Ｇ、２７か
らの位置検知信号に応じて駆動電源子−から電機子コイ
ル２２−１〜２２−３に流れる電流の極性を制御するス
イッチング回路２４とから構成されている。

その動作において、いまホール素子２５．２６．２７が
界磁磁極１Ｂ−１−１８−８の位置検知を行ない位置検
知信号を発生するのに応じてスイツチング回路２４を介
し駆動電源＋−から電機子コイル２２−１〜２２−３に
電流が流れ回転トルクを発生する。この電流の極性は界
磁磁極１８−１〜１８−８における女互のＮＳ極に基づ
くホール素子２５．２６．２７からの位置検知信号に応
じて制御されるので、引続いた回転トルクを発生し回転
子は一方向に回転する。なお、この回路構・成自体およ
びその動作は公知であるので詳しい説明は省略する・ また、この直流モータでは、８Ｆ［ｔ３コイルの構成で
あるが、界磁磁極およびコイルの数はモータを構成でき
る他の個数とすることができる。

スイッチング回路２４の一例としては、第３図に示すよ
うに、ＮＰＮ　）ランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ４、
Ｔｒ６、ＰＮＰ　トランジスタＴｒ２、Ｔｒ５を組み合
わせたブリッジ方式がある０ｗ、勤電源＋は、トランジ
スタＴｒ２、トランジスタＴｒ５のエミッタと抵抗を介
してベースとに接続され、駆動ＩＩＲ−は、トランジス
タＴｒ３、トランジスタＴｒ６のエミッタと抵抗を介し
てベースとに接続されている。トランジスタＴｒ２、ト
ランジスタＴｒ５のベースはそれぞれトランジスタＴｒ
ｌ、トランジスタＴｒ４のコレクタに接続され、トラン
ジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ５のコレクタはそれぞ
れトランジスタＴｒ６、トランジスタＴｒ３のコレクタ
に接続されている。トランジスタＴｒ３、トランジスタ
Ｔｒ（３のコレクタ間には電機子コイル２２−１が接続
されている。トランジスタＴｒｉ、トランジスタＴｒ４
のエミッタはそれぞれトランジスタＴｒ３、トランジス
タＴｒ６のベースに接続されている。駆動を源十−はそ
れぞれ抵抗ｒ１、「２を介してホール素子２５の電源端
子に接続されてホール素子に電源を付与する電源回路を
形成している。そしてホール素子２５の両出力端子２８
．２９はそれぞれトランジスタＴｒｉ、トランジスタＴ
ｒ４のベースに接続されている。

いま、ホール素子２５の１つの出力端子２８からの位置
検知信号に応じてトランジスタＴｒｉがＯＮＬ／、従っ
てトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３がＯＮすると、トランジ
スタＴｒ４、Ｔｒ５．Ｔｒ６がＯＦＦとなり、電機子コ
イル２２−１に電流が一方向に流れモータは正転する。

一方、ホール素子２６の他の出力端子２９からの位置検
知信号に応じてトランジスタＴｒ４がＯＮＬ／、従って
トランジスタＴｒ５、Ｔｒ６がＯＮすると、トランジス
タＴｒｌ、Ｔｒ２、Ｔｒ３がＯＦＦとなり、電機子コイ
ル２２−１に電流が反対方向に流れモータは逆転する。

このようにしてスイッチング回路２４はホール素子２５
により駆動電源＋−から電機子コイル２２−１に流れる
電流の極性を制御するものである。なお、第３図には電
機子コイル２２−１についてのホール素子２５とスイッ
チング回路２４を示したが、他の電機子コイル２２−２
．２２−３についてのホール素子２６．２７とスイッチ
ング回路の構成もこれと同様である。

また、以上の例ではスイッチング回路としてブリッジ方
式を用いたが、２電源によるブシュプル方式等を用いて
もよい。

ところで、第３図に示す制御回路にょリモータの正転、
逆転を行なうには、ホール素子の極性を切換えトランジ
スタＴｒｉ、Ｔｒ４の動作を逆にする方法がある。その
ためには第４図（ａ）に示すように、トランジスタＴｒ
７、Ｔｒ８、Ｔｒ９゜ＴｒｌＯとホール素子２５の電源
回路端子を抵抗ｒ１、ｒ２で結んだブリッジ方式を用い
ることができる。２８．２９は出力端子である。また、
第４図（ｂ）に示すように、トランジスタＴｒｉ、Ｔｒ
２とホール素子２５の電源回路端子を抵抗「で結んだ２
電源によるブシュプル方式等を用いてもよい。なお、第
４図にはホール素子２５の電源回路について示したが、
池のホール素子２６．２７の電源回路の構成もこれと同
様である。

［背景技術の問題点］ このようなブラシレス直流モータ制御回路では、モータ
の正転、逆転を行なうという場合、２Ｗｉ源が必要にな
る。そこで、これらの電源を共通にしてｌ電源とすると
電源を切換えたときホール素子、電機子コイルの電源の
極性が同時に切換わリモータの正転、逆転が不可能にな
るという難点がある。

［発明の目的コ 本発明は上記従来の難点に鑑みなされたもので、１つの
駆動電源を備え、その極性の反転によりモータの正逆転
を可能とするブラシレス直流モータ制御回路を提供する
ことである。

［発明の概要］ このような目的を達成するために本発明のブラシレス直
流モータ制御回路によれば、界磁磁極と、前記界８ｉ磁
極に対向して配置された電機子コイルと、駆動電源によ
り電源が付与され前記界磁磁極の位置検知を行ない位置
検知信号を発生するホール素子と、前記ホール素子から
の位置検知信号に応じて前記駆動電源から前記電機子コ
イルに流れろＮ流の極性を制御するスイッチング回路と
、前記駆動電源および前記スイッチング回路間に介在さ
れた全波！１電流路とを設けたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の好ましい実施例を図面により説明する。

先ず、ブラシレス直流モータは、第２図において既述し
たように、回転子１８となる界８１磁極１Ｂ−１〜１８
−８と、これらの界８１磁極１８−１〜１８−８に対向
して配置された電機子コイル２２−１〜２２−３と、駆
動’ＲＲ＋−の端子１２−１−１２−２により電源が付
与され界磁磁極１８−１〜１８−８の位置検知を行ない
位置検知１３号を発生するホール素子２５．２６．２７
とからなる。また、この直流モータでは、８極３コイル
の構成であるが、界磁磁極およびコイルの数はモータを
構成できる他の個数とすることができる。

本発明のブラシレス直流モータ制御回路は、第１図に示
すように、ホール素子２５．２６．２７（第２図）から
の位置検知信号に応じて駆動電源１から電機子コイル２
２−１〜２２−３　（第２図）に流れる電流の極性をそ
れぞれ制御するスイッチング回路２４と、駆動型Ｒ１お
よびスイッチング回路２４間に介在された全波整流回路
Ｂｒとを備えている。また、駆動型Ｒ１およびホール素
子２５間にオペ増幅器Ａ　Ｍ　Ｐが介在されている。即
ち、駆動電源１の一方の極２は抵抗Ｒ１を介し、他方の
極３は直接にオペ増幅器Ａ　Ｍ　Ｐに印加され、オペ増
幅器ＡＭＰの、抵抗Ｒ１が接続された人力部と出力部は
抵抗Ｒ２により接続されている。このオペ増幅器ＡＭＰ
のゲインはＲ２／Ｒ１となる。

この出力部はホール素子２５へ電源を付与する電源回路
の一方の端子５へ、電源回路の他方の端子６は駆動１１
１の他方の■３に接続されている。

なお、第１［！ｌには電機子コイル２２−１についての
ホール素子２５とスイッチング回路２４を示したが、他
の１ｉ機子コイル２２−２．２２−３についてのホール
素子２６．２７とスイッチング回路の構成もこれと同様
である。

スイッチング回路２４は、例えば第３図に示すものと同
しくＮＰＮ）ランジスタＴｒｉ、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ
Ｏ、ＰＮＰ　）ランジスタＴｒ２、Ｔｒ５を組み合わせ
たブリッジ方式を採用できる。

駆動電源ｌから全波整流回路Ｂｒを介して得られる一方
の極３は、トランジスタＴｒ２、トランジスタＴｒ５の
エミッタと抵抗Ｒ３、Ｒ５を介してベースとに接続され
、駆動型Ｒ１から全波整流回路Ｂｒを介して得られる他
方の極４は、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ６
のエミッタと抵抗Ｒ４、Ｒ６を介してベースとに接続さ
れている。

トランジスタＴ　ｒ　２．、トランジスタＴｒ５のベー
スはそれぞれトランジスタＴｒｉ、トランジスタＴｒ４
のコレクタに接続され、トランジスタＴ「２、トランジ
スタＴｒ５のコレクタはそれぞれトランジスタＴｒ６、
トランジスタＴｒ３のコレクタに接続されている。トラ
ンジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ６のコレクタ間には
ｉｉ機子コイル２２−１が接続されている。トランジス
タＴｒｉ、トランジスタＴｒ４のエミッタはそれぞれト
ランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ（３のベースに接
続されている。そしてホール素子２５０両出力端子Ａ、
ＢはそれぞれトランジスタＴｒｉ、トランジスタＴｒ４
のベースに接続されている。

いま、ホール素子２５の１つの出力端子Ａからの位置検
知信号に応じてトランジスタＴｒｉがＯＮし、従ってト
ランジスタＴｒ２、Ｔｒ３がＯＮすると、トランジスタ
Ｔｒ４、Ｔｒ５、ＴｒＯがＯＦＦとなり、電機子コイル
２２−１に電流が一方向に流れモータは正転する。一方
、駆動ＩＲ１の出力極性を逆にすると、全波！１電流路
Ｂｒによりスイッチング回路２４の極性に変化はないが
、ホール素子２５の他の出力端子Ｂからの位置検知信号
に応じてトランジスタＴｒ４がＯＮし、従ってトランジ
スタＴｒ５、Ｔｒ６がＯＮすると、・トランジスタＴｒ
ｌ、Ｔｒ２、Ｔｒ３がＯＦＦとなり、電機子コイル２２
−１に電流が反対方向に流れモータは逆転する。このよ
うにしてスイッチング回路２４はホール素子２５により
駆動型Ｒ１から電機子コイル２２−１に流れる電流の極
性を制御するものである。なお、モータの正転、逆転を
行なうためにホール素子のＩＩの極性２．３を切換える
には駆動電源ｌにその出力極性を切換える転換スイッチ
（図示せず）を設けろとよい。

また、以上の例ではスイッチング回路としてブリツノ方
式を用いたが、２電源によるブシュプル方式等を用いて
もよい。

また、駆動型Ｒ１およびホール素子２５間にオペ増幅器
ＡＭＰが介在されている。モータを低速運転した場合、
当然ホール素子には規定の電流が流れなくなり動作しな
いときがある。ところが増幅器ＡＭＰにより駆動型Ｒ１
が定電圧の場合でもホール素子に規定の電流を流すこと
ができる。増幅器ＡＭＰのゲイン（Ｒ２／Ｒ１）は高い
ほどよく、微小電圧でも出力か飽和の状態になるような
値が好ましい。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように本発明のブラシレス
直流モータ制御回路によれば、界磁磁極に対向して配置
された電機子コイルと、１つの駆動電源により電源が付
与され界磁８１極の位置検知を行ない位置検知信号を発
生するホール素子と、ホール素子からの位置検知信号に
応して前記駆動電源から前記電機子コイルに流れる電流
の極性を制御するスイッチング回路と、駆動ＮＲおよび
前記スイッチング回路間に介在された全波！ａ流流路路
を設けたので、モータの正逆転のための駆動電源の極性
の切換が１殴子コイルに流れろ電一定のスイッチング回
路の極性に影響せず、ホール素子の電Ｒ極性のみ反転す
るようにしたからモータの正逆転が可能となる。

また、駆動型Ｒ１およびホール素子２５問にオペ増幅器
ＡＭＰが介在されているので、モータを低速運転した際
、増幅器ＡＭＰにより駆動電源が定電圧の場合でもホー
ル素子に規定の電流を流すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブラシレス直流モータ制御回路の
回路図、第２図は従来のブラシレス直流モータの展開図
、第３図は第２図のブラシレス直流モータにおけるスイ
ッチング回路の回路図、第４図（ａ）、（ｂ）は第２図
のブラシレス直流モータにおけるホール素子に電源を付
与する電源回路の回路図である。 １８−１〜１８−８・・・界磁磁極 ２２−１〜２２−３・・・電機子コイルト・・駆動電源 ２５〜２７・・・ホール素子 ２４・・・スイッチング回路 Ｂｒ・・・全波整流回路 ＡＭＰ・・・増幅器 ２・・・一つの面 代理人　弁理士　　　守　谷　−雄 藁　１　図 某　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、界磁磁極と、前記界磁磁極に対向して配置された電
   機子コイルと、駆動電源により電源が付与され前記界磁
   磁極の位置検知を行ない位置検知信号を発生するホール
   素子と、前記ホール素子からの位置検知信号に応じて前
   記駆動電源から前記電機子コイルに流れる電流の極性を
   制御するスイッチング回路と、前記駆動電源および前記
   スイッチング回路間に介在された全波整流回路とを設け
   たことを特徴とするブラシレス直流モータ制御回路。 ２、前記駆動電源および前記ホール素子間に増幅器を介
   在したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブ
   ラシレス直流モータ制御回路。