JP2000032791A - High voltage driven brushless motor - Google Patents

High voltage driven brushless motor

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JP2000032791A
JP2000032791A JP11155049A JP15504999A JP2000032791A JP 2000032791 A JP2000032791 A JP 2000032791A JP 11155049 A JP11155049 A JP 11155049A JP 15504999 A JP15504999 A JP 15504999A JP 2000032791 A JP2000032791 A JP 2000032791A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure stabilized speed control by performing voltage control using a low DC voltage produced from a chopper circuit as a self power supply, generating a speed pulse and a speed command voltage from the low DC voltage and driving a brushless motor variably, thereby simplifying the circuitry and the wiring. SOLUTION: In a high voltage driven brushless motor, a chopper circuit 14 built in a motor 1 serves as a low voltage power supply and a high DC voltage is converted into a low DC voltage without requiring any transformer. A pre-drive circuit built in the motor 1 controls the chopper circuit 14 to detect the rotational speed of motor 1 and generate a speed pulse 12 as a self power supply. A motor drive circuit 19 is then subjected to PWM control by a speed command voltage 11 generated from a motor speed control circuit 7 depending on the speed pulse 12 and the output voltage from the chopper circuit 14 thus controlling rotation of the motor 1 appropriately. According to the arrangement, a special low voltage power supply circuit and a power supply for operating a predrive circuit can be eliminated.

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】この発明は高電圧駆動ブラシ
レスモータに関するものであり、特に商用電源を整流し
た高電圧により直接駆動するブラシレスモータに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage driven brushless motor, and more particularly to a brushless motor that directly drives a commercial power supply with a rectified high voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブラシレスモータには、特開昭6
2−185584号公報に示された技術などがある。第
6図は従来のブラシレスモータの回路構成を示す回路図
である。図において1は直流電源で駆動するブラシレス
型のモータ、2はモータ1のロータのマグネット位置を
検出するホール素子などからなる検出器、3は交流電
源、4は交流を直流に整流する整流回路、5は整流後の
直流を平滑化するコンデンサ、19はモータ1の駆動を
直接制御するモータドライブ回路である。41は交流電
源3を低電圧の交流に変換する変圧器、42は其の低電
圧の交流を直流に整流する整流回路、43は整流後の直
流を平滑化するコンデンサ、44は出力電圧を安定化す
る3端子レギュレータ、45はプリドライブ回路として
機能する制御ICであり、通常、30V以下の低電圧で
作動する。そしてこの制御IC45によりモータドライ
ブ回路19を駆動する。上記のような構成の従来のブラ
シレスモータでは、AC100VあるいはAC200V
の交流を直流に変換し、モータドライブ回路19に印加
するとともに、このモータドライブ回路19の駆動を直
流の低電圧電源で作動する制御IC45で適宜制御する
ことにより、モータ1の回転を可変速制御している。そ
してこのモータ1の回転数の制御は、制御IC45の外
部からの速度指令などにより行っている。
2. Description of the Related Art Conventional brushless motors are disclosed in
There is a technique disclosed in JP-A-2-185584. FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional brushless motor. In the figure, 1 is a brushless type motor driven by a DC power supply, 2 is a detector including a Hall element for detecting a magnet position of a rotor of the motor 1, 3 is an AC power supply, 4 is a rectifying circuit for rectifying AC to DC, 5 is a capacitor for smoothing the rectified DC, and 19 is a motor drive circuit for directly controlling the driving of the motor 1. 41 is a transformer for converting the AC power supply 3 to low-voltage AC, 42 is a rectifier circuit for rectifying the low-voltage AC to DC, 43 is a capacitor for smoothing the rectified DC, and 44 is a stable output voltage. A three-terminal regulator 45, which is a control IC functioning as a pre-drive circuit, usually operates at a low voltage of 30 V or less. The motor drive circuit 19 is driven by the control IC 45. In a conventional brushless motor having the above configuration, AC100V or AC200V
Is converted into a direct current and applied to the motor drive circuit 19, and the drive of the motor drive circuit 19 is appropriately controlled by a control IC 45 operated by a low-voltage DC power supply, thereby controlling the rotation of the motor 1 at a variable speed. are doing. The control of the number of rotations of the motor 1 is performed by a speed command or the like from outside the control IC 45.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のブ
ラシレスモータでは、制御IC45用の低電圧電源、1
2Vあるいは24V等が必要であり、この低電圧電源を
生成するために変圧器41を使用した特別の回路を必要
としていた。従って、回路構成が複雑であり、装置全体
が大型化せざるをえなかった。叉変圧器41を使用する
ことなく、電圧降下による低電圧化も可能ではあるが、
例えば、DC280Vの高電圧からDC12Vの低電圧
を生成する場合には、抵抗で消費される電力が大きすぎ
て発熱による過熱の問題や、あるいは許容損失に耐え得
る抵抗を選定する必要性から、やはり装置全体の小型化
は困難であった。さらに、上記のような従来のブラシレ
スモータでは、印加電圧の変動により回転数が変化し、
負荷の変動によっても回転数が変化していた。そこでモ
ータ1の回転数を安定させるために、通常、定速制御が
行われていた。そしてこの定速制御を行うための速度制
御回路を有していた。また用途によってはモータ1の回
転数を任意に制御する必要があり、この速度制御を行う
ために上記速度制御回路とは別の速度制御回路を有して
いた。従って、回路構成が複雑であった。そこで、この
発明は回路構成および配線が簡素化でき、装置全体を小
型化できるとともに、安定した速度制御が出来る高電圧
駆動ブラシレスモータの提供を目的とするものである。
In the conventional brushless motor as described above, a low-voltage power supply for the control IC 45,
2V or 24V is required, and a special circuit using the transformer 41 is required to generate this low-voltage power supply. Therefore, the circuit configuration is complicated, and the whole apparatus has to be enlarged. Although it is possible to reduce the voltage by voltage drop without using the fork transformer 41,
For example, when a low voltage of DC12V is generated from a high voltage of DC280V, the power consumed by the resistor is too large, and there is a problem of overheating due to heat generation or a need to select a resistor that can withstand a permissible loss. It was difficult to reduce the size of the entire device. Furthermore, in the conventional brushless motor as described above, the rotation speed changes due to the fluctuation of the applied voltage,
The rotation speed also changed due to the load fluctuation. Therefore, in order to stabilize the rotation speed of the motor 1, a constant speed control is usually performed. And it had a speed control circuit for performing this constant speed control. Further, depending on the application, it is necessary to arbitrarily control the number of revolutions of the motor 1, and a speed control circuit different from the above-described speed control circuit has been provided for performing this speed control. Therefore, the circuit configuration was complicated. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-voltage brushless motor that can simplify the circuit configuration and wiring, reduce the size of the entire device, and perform stable speed control.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明に関る高電圧駆
動ブラシレスモータは、電源から供給される直流高電圧
によりモータを可変速制御するモータドライブ回路と、
モータに設けられ直流高電圧を変圧器を使用することな
く直流低電圧を作るチョッパ回路と、モータの回転速度
を検出して速度パルスを生成しモータドライブ回路を駆
動するプリドライブ出力を速度指令電圧によりPWM制
御するプリドライブ回路と、を備え、チョッパ回路で作
られた直流低電圧を自己電源として電圧制御を行い、こ
の直流低電圧より速度パルスおよび速度指令電圧を生成
し、モータを可変速駆動するものである。
A high-voltage brushless motor according to the present invention includes: a motor drive circuit that controls a motor at a variable speed by a DC high voltage supplied from a power supply;
A chopper circuit provided in the motor to generate a DC low voltage without using a transformer, and a pre-drive output that detects the rotation speed of the motor and generates a speed pulse to drive the motor drive circuit and outputs a speed command voltage And a pre-drive circuit that performs PWM control by using the DC low voltage generated by the chopper circuit as a self-power supply, performs voltage control, generates a speed pulse and a speed command voltage from the DC low voltage, and drives the motor at a variable speed. Is what you do.

【0005】更に、チョッパ回路で作られた直流低電圧
をコントロール側の電源に使用するものである。
Further, a low DC voltage produced by a chopper circuit is used as a power supply on the control side.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】実施の形態1.この発明の高電圧
駆動ブラシレスモータにおいては、モータ1内に内蔵し
たチョッパ回路14が低電圧電源として作用し、変圧器
を使用することなく直流高電圧を直流低電圧に変換す
る。そして、同じくモータ1内に内蔵したプリドライブ
回路が、このチョッパ回路14を制御して自己電源と
し、モータの回転速度を検出して速度パルスを生成し、
この速度パルスおよびチョッパ回路の出力電圧に応じて
モータ制御回路7で生成した速度指令電圧11によりモ
ータドライブ回路19をPWM制御して、モータの回転
を適宜制御するから、プリドライブ回路作動用の特別な
低電圧電源回路または複数の電源を必要とせず、回路構
成が小型で簡単になるとともに、電源の電圧変動及び負
荷変動による回転変動を抑制できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 In the high-voltage brushless motor of the present invention, the chopper circuit 14 built in the motor 1 operates as a low-voltage power supply, and converts a DC high voltage to a DC low voltage without using a transformer. Then, a pre-drive circuit also built in the motor 1 controls the chopper circuit 14 as a self-power source, detects the rotation speed of the motor, and generates a speed pulse.
The motor drive circuit 19 is PWM-controlled by the speed command voltage 11 generated by the motor control circuit 7 according to the speed pulse and the output voltage of the chopper circuit, and the rotation of the motor is appropriately controlled. A low-voltage power supply circuit or a plurality of power supplies are not required, the circuit configuration is small and simple, and rotation fluctuations due to power supply voltage fluctuations and load fluctuations can be suppressed.

【0007】図1はこの発明の一実施の形態の例である
高電圧駆動ブラシレスモータの制御回路を示す回路図で
ある。図において、1は各種の制御機構が内蔵され、三
相コイル構造のステータを有する直流ブラシレス型のモ
ータ、3はAC100VあるいはAC200Vの交流電
源、4は前記交流を直流DC130V−DC300Vに
整流する整流回路、5は整流後の直流を平滑化するコン
デンサ、6はモータ1の回転速度を制御する速度指令電
圧を生成する速度指令発生回路、7はモータ1を駆動源
として作動するモータ制御回路、8はモータ1に入力さ
れる直流高電圧である入力電圧、9は接地、10はモー
タ1から出力される直流低電圧である出力電圧、11は
モータ1の回転速度制御用の速度指令電圧、12はモー
タ1の回転速度に応じて生成される速度パルス、13は
モータ制御回路7から速度指令発生回路6に出力される
速度指令出力である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a control circuit of a high-voltage drive brushless motor according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC brushless motor having a built-in various control mechanism and a stator having a three-phase coil structure, 3 denotes an AC power supply of AC100V or AC200V, and 4 denotes a rectifier circuit for rectifying the AC to DC130V-DC300V. 5 is a capacitor for smoothing the rectified DC, 6 is a speed command generating circuit for generating a speed command voltage for controlling the rotation speed of the motor 1, 7 is a motor control circuit that operates using the motor 1 as a drive source, and 8 is a motor control circuit. Input voltage which is a high DC voltage input to the motor 1, 9 is ground, 10 is an output voltage which is a low DC voltage output from the motor 1, 11 is a speed command voltage for controlling the rotation speed of the motor 1, 12 is A speed pulse 13 generated according to the rotation speed of the motor 1 is a speed command output output from the motor control circuit 7 to the speed command generation circuit 6.

【0008】この構成の高電圧駆動ブラシレスモータは
モータ側とコントロール側とに別れており、モータ1内
に図示していない低電圧電源が内蔵されている。そして
単一の高電圧で駆動する。すなわちこのモータ1は交流
電源3を整流回路4とコンデンサ5で整流した直流高電
圧電源のみで駆動する。DC130VからDC300V
の入力電圧8が入力されることにより、モータ1は低電
圧12Vを生成し、これを出力電圧10として出力する
とともに、この低電圧を自己電源としてモータ1内部の
モータ駆動用の制御機構(図示せず)を作動させる。叉
このモータ1からの出力電圧10によりモータ制御回路
7も駆動し、速度指令発生回路6を制御してモータに速
度指令電圧11を与える。そして、この速度指令電圧1
1に応じた一定の回転数でモータ1は回転する。なお、
速度パルス12はコントロール側での精度を出すために
使用することを目的として設けられた速度検出用のパル
ス(エンコーダ出力)である。
The high-voltage driven brushless motor having this configuration is divided into a motor side and a control side, and a low-voltage power supply (not shown) is built in the motor 1. Then, it is driven by a single high voltage. That is, the motor 1 is driven only by a DC high-voltage power supply obtained by rectifying an AC power supply 3 by a rectifier circuit 4 and a capacitor 5. DC130V to DC300V
When the input voltage 8 is input, the motor 1 generates a low voltage 12V, outputs this as an output voltage 10, and uses the low voltage as its own power source to control the motor inside the motor 1 (see FIG. 1). (Not shown). The motor control circuit 7 is also driven by the output voltage 10 from the motor 1, and the speed command generation circuit 6 is controlled to apply a speed command voltage 11 to the motor. And this speed command voltage 1
The motor 1 rotates at a constant number of revolutions corresponding to 1. In addition,
The speed pulse 12 is a speed detection pulse (encoder output) provided for the purpose of increasing the accuracy on the control side.

【0009】続いて、この高電圧駆動ブラシレスモータ
をモータ側とコントロール側に分けて説明をする。まず
モータ側についてのべる。図2はこの発明の一実施の形
態の例である高電圧駆動ブラシレスモータの内部の回路
構成を示す回路図である。図中、図1と同一符号および
同一記号は、同一叉は相当する構成部分を示す。図にお
いて2はホール素子2a、2b、2cなどからなる検出
器であり、この検出器2によりモータ1のロータのマグ
ネット位置を検出する。14は入力電圧8の直流高電圧
を変圧器を使用することなく直流低電圧に変換するチョ
ッパ回路、15は所定の周期でスイッチングを行うこと
により高電圧を所定の低電圧に落とすスイッチング回
路、16はエネルギー貯留用のコイル、17は還流用の
ダイオード、18は低電圧の直流を平滑化するコンデン
サであり、チョッパ回路14は上記のスイッチング回路
15と、コイル16と、ダイオード17と、およびコン
デンサ18とで構成されている。19a、19b、19
cはモータ1の駆動を直接制御するモータドライブ回路
である。20はモータドライブ回路19を駆動するプリ
ドライブ回路として機能するICである。
Next, the high voltage brushless motor will be described separately for the motor side and the control side. First, the motor side will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal circuit configuration of a high-voltage drive brushless motor according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals and symbols as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding components. In the figure, reference numeral 2 denotes a detector comprising Hall elements 2a, 2b, 2c and the like, and the detector 2 detects the magnet position of the rotor of the motor 1. 14 is a chopper circuit for converting a DC high voltage of the input voltage 8 into a DC low voltage without using a transformer, 15 is a switching circuit for performing switching at a predetermined cycle to drop a high voltage to a predetermined low voltage, 16 Is a coil for storing energy, 17 is a diode for reflux, 18 is a capacitor for smoothing a low voltage direct current, and the chopper circuit 14 is a switching circuit 15, a coil 16, a diode 17, and a capacitor 18 described above. It is composed of 19a, 19b, 19
c is a motor drive circuit for directly controlling the driving of the motor 1. Reference numeral 20 denotes an IC that functions as a pre-drive circuit that drives the motor drive circuit 19.

【0010】21はチョッパ回路14の制御手段として
機能する自己電源制御回路であり、具体的には、過電圧
保護回路、起動基準電圧回路、不足電圧保護回路、エラ
ーアンプ回路、およびチョッパ用PWM回路などにより
構成されている。これらの各回路は次のように動作す
る。過電圧保護回路はIC20の印加電圧Voutが所
定の電圧以上になったときに、スイッチング回路15へ
非同期でオフ指令を出す。起動基準電圧回路はIC20
の印加電圧が所定の電圧よりも低いときにスイッチング
回路15にオン指令を出す。エラーアンプ回路はIC2
0の印加電圧を所定の電圧を中心にして変動分を増幅し
てチョッパ用PWM回路用の比較電圧とする。チョッパ
用PWM回路は台形波とエラーアンプ回路の出力を各々
比較し、スイッチング回路15用のオン/オフ指令を生
成する。
Reference numeral 21 denotes a self-power control circuit functioning as a control means of the chopper circuit 14, and more specifically, an overvoltage protection circuit, a starting reference voltage circuit, an undervoltage protection circuit, an error amplifier circuit, a chopper PWM circuit, and the like. It consists of. Each of these circuits operates as follows. The overvoltage protection circuit asynchronously issues an off command to the switching circuit 15 when the applied voltage Vout of the IC 20 becomes equal to or higher than a predetermined voltage. Start reference voltage circuit is IC20
When the applied voltage is lower than a predetermined voltage, an ON command is issued to the switching circuit 15. Error amplifier circuit is IC2
The applied voltage of 0 is amplified around a predetermined voltage to amplify the variation to obtain a comparison voltage for the chopper PWM circuit. The chopper PWM circuit compares the trapezoidal wave with the output of the error amplifier circuit, and generates an on / off command for the switching circuit 15.

【0011】22はホール入力回路であり、ホール素子
2a、2b、2cからの出力を差動で入力し、方形波に
変換する。23は3相全波ロジック回路であり、3相の
ホール入力回路22から得たロータのマグネット位置に
応じてプリドライブ上側出力回路27およびプリドライ
ブ下側出力回路28を制御して、出力段をオン/オフさ
せることによりモータ1を所望の回転方向に駆動する。
24はPWM制御回路で有り、3相全波ロジック回路2
3の出力と速度制御回路25の出力とでPWM制御信号
を生成し、プリドライブ下側出力回路28をPWM制御
をする。25は外部からの速度指令によりモータ1の回
転数を適宜制御する速度制御回路であり、具体的にはF
/Vパルス発生回路、制御アンプ回路、およびIC20
の外部に位置する抵抗およびコンデンサにより構成され
ている。F/Vパルス発生回路は3相全波ロジック回路
23からの出力段の切り替えタイミングに対応して一定
幅のパルスを発生させる。制御アンプ回路は一般的なオ
ペアンプで構成されており、非反転入力に速度指令コン
トロールを、そして反転入力にF/Vパルス発生回路か
らの出力を各々入力し、IC20の外部に位置する抵抗
およびコンデンサとで速度ループを構成する。26は検
出器2で検出したモータ1の回転数に応じて所定のパル
スを生成する速度パルス生成回路、27はプリドライブ
上側出力回路、28はプリドライブ下側出力回路であ
り、このプリドライブ上側出力回路27およびプリドラ
イブ下側出力回路28はモータドライブ回路19a、1
9b、19cを駆動する。
Reference numeral 22 denotes a Hall input circuit, which inputs the outputs from the Hall elements 2a, 2b, and 2c differentially and converts them into a square wave. Reference numeral 23 denotes a three-phase full-wave logic circuit, which controls the pre-drive upper output circuit 27 and the pre-drive lower output circuit 28 in accordance with the rotor magnet position obtained from the three-phase Hall input circuit 22 to control the output stage. By turning on / off, the motor 1 is driven in a desired rotation direction.
24 is a PWM control circuit, which is a three-phase full-wave logic circuit 2
3 and the output of the speed control circuit 25, a PWM control signal is generated, and the pre-drive lower output circuit 28 is subjected to PWM control. Reference numeral 25 denotes a speed control circuit for appropriately controlling the number of revolutions of the motor 1 according to a speed command from the outside.
/ V pulse generation circuit, control amplifier circuit, and IC 20
Is composed of a resistor and a capacitor located outside the device. The F / V pulse generation circuit generates a pulse having a constant width in accordance with the switching timing of the output stage from the three-phase full-wave logic circuit 23. The control amplifier circuit is composed of a general operational amplifier. The non-inverting input receives the speed command control, the inverting input receives the output from the F / V pulse generating circuit, and the resistor and the capacitor located outside the IC 20. And constitute a speed loop. Reference numeral 26 denotes a speed pulse generating circuit for generating a predetermined pulse in accordance with the number of rotations of the motor 1 detected by the detector 2, reference numeral 27 denotes a pre-drive upper output circuit, and reference numeral 28 denotes a pre-drive lower output circuit. The output circuit 27 and the pre-drive lower output circuit 28 include a motor drive circuit 19a,
9b and 19c are driven.

【0012】なおこのIC20のロジック部はIIL
(Integrated Injection Log
ic)で構成しリニア部はバイポーラ・プロセスで構成
されている。そしてこの高電圧駆動ブラシレスモータの
モータ側のモータ1を可変速制御するモータドライブ回
路19と直流高電圧を直流低電圧に変換するチョッパ回
路14とを高電圧回路で構成し、チョッパ回路14およ
びモータドライブ回路19を制御するプリドライブ回路
をIC化して低電圧回路で構成している。
The logic portion of the IC 20 is IIL
(Integrated Injection Log
ic), and the linear part is formed by a bipolar process. A motor drive circuit 19 for controlling the speed of the motor 1 on the motor side of the high-voltage brushless motor and a chopper circuit 14 for converting a DC high voltage to a DC low voltage are constituted by a high-voltage circuit. A pre-drive circuit for controlling the drive circuit 19 is formed as an IC and is constituted by a low-voltage circuit.

【0013】ここで、モータ1に内蔵されているチョッ
パ回路14およびプリドライブ回路の動作について説明
する。チョッパ回路14はIC20内の自己電源制御回
路21とで低電源電圧装置として機能する。すなわちス
イッチング回路15に直流高電圧が印加されることによ
りスイッチング回路15はオン状態となり、所定の電圧
がコイル16とコンデンサ18との接続点から出力され
る。この電位が所定の電位以上になると自己電源制御回
路21はスイッチング回路15をオフ状態にして、ダイ
オード17を通して還流電流が流れる。またコイル16
とコンデンサ18との接続点の電位が所定の電位以下に
なると自己電源制御回路21がスイッチング回路15を
オン状態にする。この様に自己電源制御回路21がスイ
ッチング回路15をオン/オフさせることにより、高電
圧を所定の低電圧に変換する。
Here, the operation of the chopper circuit 14 and the pre-drive circuit built in the motor 1 will be described. The chopper circuit 14 functions as a low power supply voltage device together with the self power supply control circuit 21 in the IC 20. That is, when a high DC voltage is applied to the switching circuit 15, the switching circuit 15 is turned on, and a predetermined voltage is output from a connection point between the coil 16 and the capacitor 18. When this potential becomes equal to or higher than a predetermined potential, the self-power control circuit 21 turns off the switching circuit 15 and a return current flows through the diode 17. The coil 16
When the potential at the connection point between the capacitor and the capacitor 18 becomes equal to or lower than a predetermined potential, the self-power control circuit 21 turns the switching circuit 15 on. As described above, the self-power control circuit 21 turns the switching circuit 15 on and off, thereby converting a high voltage to a predetermined low voltage.

【0014】この様にこの実施の形態の例では、チョッ
パ回路14を制御する自己電源制御回路21がプリドラ
イブ回路として機能するIC20に一体で組み込まれて
いる。そしてこの自己電源制御回路21がIC20での
消費電力などに応じてチョッパ回路14を適宜制御し
て、安定した直流低電圧を生成する。しかもこのIC2
0は当初5V程度のわずかな電圧を印加するだけで作動
を開始し、以降は上記のようにチョッパ回路14で約1
2V程度の低電圧を生成して、自己電源としている。し
たがつてプリドライブ回路作動用の特別な低電圧電源回
路または複数の電源を必要としない。またプリドライブ
回路はモータドライブ回路19の駆動を制御してモータ
1の回転速度を制御する。すなわちF/Vパルス発生回
路でモータ1の回転数に応じた電圧に変換し、この電圧
と速度指令電圧11とを比較し、増幅位相保証回路など
によりモータ1に加えるべき電圧に変換する。そしてこ
の電圧と所定の周波数の鋸波等からなる搬送波とにより
PWM制御信号を生成し、このパルス幅に応じて電圧を
制御することにより、最終的にモータ1は速度指令電圧
11で指定された所定の回転数で回転する。従って、こ
の実施の形態の例ではモータ1の回転速度はPWM制御
により、安定した回転が維持されている。叉、この実施
例ではプリドライブ回路をIC化してモータ1内に内蔵
しているので、モータ全体がコンパクトに構成されてい
る。
As described above, in the embodiment of the present invention, the self-power control circuit 21 for controlling the chopper circuit 14 is integrated with the IC 20 functioning as a pre-drive circuit. The self-power control circuit 21 appropriately controls the chopper circuit 14 in accordance with the power consumption of the IC 20 and the like to generate a stable DC low voltage. And this IC2
0 starts operation only by applying a slight voltage of about 5 V, and thereafter, as described above, the chopper circuit 14 operates at about 1
A low voltage of about 2 V is generated and used as a self-power supply. Therefore, no special low voltage power supply circuit or multiple power supplies are required for the operation of the pre-drive circuit. The pre-drive circuit controls the driving of the motor drive circuit 19 to control the rotation speed of the motor 1. That is, the voltage is converted into a voltage corresponding to the number of revolutions of the motor 1 by the F / V pulse generation circuit, the voltage is compared with the speed command voltage 11, and converted into a voltage to be applied to the motor 1 by an amplification phase assurance circuit or the like. Then, a PWM control signal is generated by using this voltage and a carrier wave such as a sawtooth wave of a predetermined frequency, and the voltage is controlled according to the pulse width. It rotates at a predetermined speed. Therefore, in the example of this embodiment, the rotation speed of the motor 1 is maintained at a stable rotation by the PWM control. Further, in this embodiment, since the pre-drive circuit is formed into an IC and is built in the motor 1, the whole motor is compactly constructed.

【0015】次に、この高電圧駆動ブラシレスモータの
コントロール側について述べる。図3はこの発明の高電
圧駆動ブラシレスモータ用の速度指令電圧発生回路の一
例を示す回路図である。図中、図1と同一符号および同
一記号は、同一叉は相当する構成部分を示す。図におい
て30はトランジスタ、31から34は各々抵抗、35
はコンデンサであり、抵抗34とコンデンサ35とで速
度指令電圧11を安定化させる低域フィルタを構成し、
速度指令電圧11を安定させている。このトランジスタ
30はモータ制御回路7によりオン/オフの動作を繰り
返す。この構成の速度指令発生回路では、トランジスタ
30がオン/オフすることにより出力電圧10は分割さ
れるが、このオン/オフのデューティ比をリニア、すな
わち直線的に変化させれば、モータ1の回転数もリニア
に制御することが出来る。
Next, the control side of this high-voltage driven brushless motor will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a speed command voltage generating circuit for a high-voltage drive brushless motor according to the present invention. In the figure, the same reference numerals and symbols as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding components. In the figure, 30 is a transistor, 31 to 34 are resistors, 35
Is a capacitor, and constitutes a low-pass filter for stabilizing the speed command voltage 11 with the resistor 34 and the capacitor 35;
The speed command voltage 11 is stabilized. The transistor 30 repeats on / off operations by the motor control circuit 7. In the speed command generating circuit having this configuration, the output voltage 10 is divided by turning on / off the transistor 30. If the on / off duty ratio is changed linearly, that is, linearly, the rotation of the motor 1 is changed. The number can also be controlled linearly.

【0016】叉図4は、この発明の高電圧駆動ブラシレ
スモータ用の速度指令電圧発生回路の他の例を示す回路
図である。図中、図1と同一符号および同一記号は、同
一叉は相当する構成部分を示す。図において30a、3
0b、30nはトランジスタ、31a、31b、31
n、32a、32b、32n、33a、33b、33
n、および36は各々抵抗である。この構成の速度指令
発生回路6では、モータ制御回路7がn個のトランジス
タ30a、30b、30nを適宜オン/オフ制御するこ
とにより、n個の抵抗31a、31b、31nのトータ
ル抵抗値が変化する。そして、抵抗36との分割比で与
えられる速度指令電圧11を得る。すなわち速度指令電
圧11は下記の式により求まる。 速度指令電圧11={抵抗36の抵抗値/(抵抗36の
抵抗値+抵抗31a、31b、31nのトータル抵抗
値)}*Vout 従って、この速度指令発生回路6ではn個のトランジス
タ数で定められる状態数2のn乗だけ速度指令電圧11
を設定できる。なおモータ制御回路7はモータ側からの
速度パルス12により駆動が制御される。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of a speed command voltage generating circuit for a high voltage driven brushless motor according to the present invention. In the figure, the same reference numerals and symbols as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding components. In the figure, 30a, 3
0b and 30n are transistors, 31a, 31b and 31
n, 32a, 32b, 32n, 33a, 33b, 33
n and 36 are each a resistor. In the speed command generating circuit 6 having this configuration, the motor control circuit 7 controls the on / off state of the n transistors 30a, 30b, and 30n appropriately, so that the total resistance value of the n resistors 31a, 31b, and 31n changes. . Then, the speed command voltage 11 given by the division ratio with the resistor 36 is obtained. That is, the speed command voltage 11 is obtained by the following equation. Speed command voltage 11 = {resistance value of resistor 36 / (resistance value of resistor 36 + total resistance value of resistors 31a, 31b, 31n)} * Vout Therefore, in this speed command generating circuit 6, it is determined by the number of n transistors. Speed command voltage 11 by n raised to the number of states 2
Can be set. The driving of the motor control circuit 7 is controlled by a speed pulse 12 from the motor side.

【0017】図5はこの発明の高電圧駆動ブラシレスモ
ータの回転数と速度指令電圧との関係を示す特性図であ
る。この様に、速度指令電圧11を変化させることによ
り、モータ1の回転数を0から最大回転数まで直線的に
制御することが出来、速度指令電圧11の大きさに比例
してモータ1の回転数は増大する。また、速度指令電圧
11を所定の電圧値に固定すれば、モータ1はこの速度
指令電圧11に応じた所定の回転数で安定した定速駆動
をする。上記のように、この実施例の高電圧駆動ブラシ
レスモータは、直流高電圧によりモータ1を可変速制御
するモータドライブ回路19と、このモータ1内に内蔵
され、直流高電圧を変圧器を使用することなく直流低電
圧に変換するチョッパ回路14と、同じくモータ1内に
内蔵されチョッパ回路14を自己電源制御回路21で制
御して自己電源とし、モータ1の回転速度を検出器2で
検出して速度パルス生成回路26で速度パルスを生成
し、モータドライブ回路19を駆動するプリドライブ出
力を速度指令電圧11によりPWM制御をするプリドラ
イブ回路と、速度パルスおよびチョッパ回路14の出力
電圧により速度指令発生回路6で速度指令電圧11生成
するモータ制御回路7とを具備する。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation speed and the speed command voltage of the brushless motor driven by high voltage according to the present invention. In this way, by changing the speed command voltage 11, the rotation speed of the motor 1 can be linearly controlled from 0 to the maximum rotation speed, and the rotation speed of the motor 1 is proportional to the magnitude of the speed command voltage 11. The numbers increase. Further, if the speed command voltage 11 is fixed to a predetermined voltage value, the motor 1 performs stable constant speed driving at a predetermined rotation speed corresponding to the speed command voltage 11. As described above, the high-voltage driven brushless motor of this embodiment uses the motor drive circuit 19 that controls the motor 1 at a variable speed with the high DC voltage, and uses the DC high voltage transformer built in the motor 1. A chopper circuit 14 for converting the voltage to a low DC voltage without a power supply, and a chopper circuit 14 which is also built in the motor 1 and is controlled by a self-power supply control circuit 21 to be a self-power supply, and the rotation speed of the motor 1 is detected by a detector 2. A speed pulse generation circuit 26 generates a speed pulse, and performs a PWM control of a pre-drive output for driving the motor drive circuit 19 with the speed command voltage 11, and generates a speed command based on the speed pulse and the output voltage of the chopper circuit 14. A motor control circuit for generating a speed command voltage by a circuit;

【0018】そして、プリドライブ回路内の自己電源制
御回路21がチョッパ回路14を適宜制御し、安定した
直流低電圧を生成して自己電源とするとともに、この直
流低電圧をモータ1の外部にも出力し、モータ制御回路
7の電源に供す。また、このプリドライブ回路内のPW
M制御回路24および速度制御回路25によるPWM制
御により、モータ1の回転数を一定に制御するととも
に、速度指令電圧11に応じてモータ1の回転数を適宜
制御する。従ってこの高電圧駆動ブラシレスモータで
は、プリドライブ回路作動用の特別な低電圧電源回路ま
たは複数の電源を必要とせず、自己電源機能を備えたプ
リドライブ回路がモータ1内に内蔵しているので、モー
タ全体が小型化出来る。
The self-power control circuit 21 in the pre-drive circuit appropriately controls the chopper circuit 14 to generate a stable DC low voltage and use it as a self-power source. The output is supplied to the power supply of the motor control circuit 7. Also, the PW in the pre-drive circuit
By the PWM control by the M control circuit 24 and the speed control circuit 25, the rotation speed of the motor 1 is controlled to be constant, and the rotation speed of the motor 1 is appropriately controlled according to the speed command voltage 11. Therefore, this high-voltage drive brushless motor does not require a special low-voltage power supply circuit or a plurality of power supplies for operating the pre-drive circuit, and the pre-drive circuit having a self-power supply function is built in the motor 1. The whole motor can be downsized.

【0019】また、この高電圧駆動ブラシレスモータで
は、印加電圧の変動により回転数が変化したり、負荷の
変動によって回転数が変化することが無く、安定した定
速回転が維持できる。しかも、モータ1の回転数を一定
に維持するための速度制御と、回転数を任意に維持する
ための速度制御を一つの速度制御回路で出来、回路構成
をより簡素化でき、モータの小型化を促進できる。特
に、この実施例のようにプリドライブ回路をIC化し、
この内部の制御手段中に自己電源制御回路21や速度制
御回路を組み込めば、部品点数が削減でき装置全体を小
型化出来る。ところで、上記実施例ではモータ側で生成
した自己電源用の直流低電圧をコントロール側のモータ
制御回路7にのみ供給したが、他の機構の電源用に供給
することも当然出来る。
Further, in this high-voltage driven brushless motor, the rotation speed does not change due to the fluctuation of the applied voltage, and the rotation speed does not change due to the fluctuation of the load, and stable constant speed rotation can be maintained. In addition, the speed control for maintaining the rotation speed of the motor 1 constant and the speed control for maintaining the rotation speed arbitrarily can be performed by one speed control circuit, so that the circuit configuration can be further simplified and the motor can be downsized. Can be promoted. In particular, the pre-drive circuit is integrated into an IC as in this embodiment,
If the self-power control circuit 21 and the speed control circuit are incorporated in the internal control means, the number of components can be reduced and the whole apparatus can be downsized. By the way, in the above-described embodiment, the DC low voltage for the self-power supply generated on the motor side is supplied only to the motor control circuit 7 on the control side, but it can be supplied to the power supply for other mechanisms.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の高電圧
駆動ブラシレスモータは、電源から供給される直流高電
圧によりブラシレスモータを可変速制御するモータドラ
イブ回路と、ブラシレスモータに設けられ直流高電圧を
変圧器を使用することなく直流低電圧を作るチョッパ回
路と、ブラシレスモータの回転速度を検出して速度パル
スを生成しモータドライブ回路を駆動するプリドライブ
出力を速度指令電圧によりPWM制御するプリドライブ
回路と、を備え、チョッパ回路で作られた直流低電圧を
自己電源として電圧制御を行い、この直流低電圧より速
度パルスおよび速度指令電圧を生成し、ブラシレスモー
タを可変速駆動するので、特別な低電圧電源回路または
複数の電源を必要としないとともに、電源の電圧変動お
よび負荷変動による回転変動を抑制でき、モータの回転
数がきわめて安定する。
As described above, the high-voltage driven brushless motor of the present invention comprises a motor drive circuit for controlling the brushless motor at a variable speed by a DC high voltage supplied from a power supply, and a DC high voltage provided in the brushless motor. A chopper circuit that generates a low DC voltage without using a transformer, and a predrive circuit that detects a rotation speed of a brushless motor, generates a speed pulse, and controls a predrive output that drives a motor drive circuit by PWM using a speed command voltage. The DC low voltage generated by the chopper circuit is used as a self-power supply to perform voltage control, and a speed pulse and a speed command voltage are generated from the DC low voltage, and the brushless motor is driven at a variable speed. It does not require a voltage power supply circuit or multiple power supplies. The rotational fluctuation can be suppressed, the rotation speed of the motor is extremely stable.

【0021】この発明の高電圧駆動ブラシレスモータ
は、チョッパ回路で作られた直流低電圧をコントロール
側の電源に使用するので、モータの外の他の機構の電源
用に安定した直流低電圧を供給することが出来る。
The high-voltage driven brushless motor of the present invention uses the low DC voltage generated by the chopper circuit as the power supply on the control side, and thus supplies a stable low DC voltage for the power supply of other mechanisms outside the motor. You can do it.

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

【図1】 この発明の一実施の形態による高電圧駆動ブ
ラシレスモータの制御回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a control circuit of a high-voltage drive brushless motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の一実施の形態による高電圧駆動ブ
ラシレスモータの内部の回路構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal circuit configuration of a high-voltage drive brushless motor according to one embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の一実施の形態による高電圧駆動ブ
ラシレスモータの速度指令電圧発生回路の一例を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a speed command voltage generation circuit of the high voltage drive brushless motor according to one embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の一実施の形態による高電圧駆動ブ
ラシレスモータの速度指令発生回路の他の例を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another example of the speed command generation circuit of the high voltage drive brushless motor according to one embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の一実施の形態による高電圧駆動ブ
ラシレスモータの回転数と速度指令電圧との関係を示す
特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed and a speed command voltage of the high-voltage driven brushless motor according to one embodiment of the present invention.

【図6】 従来のブラシレスモータの回路構成を示す回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional brushless motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ、 2 検出器、 3 交流電源、 4 整
流回路、 5 コンデンサ、 6 速度指令発生回路、
7 モータ制御回路、 8 入力電圧、9接地、 1
0 出力電圧、 11 速度指令電圧、 12 速度パ
ルス、 13速度指令出力、 14 チョッパ回路、
15 スイッチング回路、 16コイル、 17 ダイ
オード、 18 コンデンサ、 19 モータドライブ
回路、 20 IC、 21 自己電源制御回路、 2
2 ホール入力回路、 23 三相全波ロジック回路、
24 PWM制御回路、 25 速度制御回路、26
速度パルス生成回路、 27 プリドライブ上側出力
回路、 28 プリドライブ下側出力回路、 30 ト
ランジスタ、 31 抵抗、 32 抵抗、 33 抵
抗、 34 抵抗、 35 コンデンサ。
1 motor, 2 detector, 3 AC power supply, 4 rectifier circuit, 5 capacitor, 6 speed command generation circuit,
7 Motor control circuit, 8 Input voltage, 9 ground, 1
0 output voltage, 11 speed command voltage, 12 speed pulse, 13 speed command output, 14 chopper circuit,
15 switching circuit, 16 coil, 17 diode, 18 capacitor, 19 motor drive circuit, 20 IC, 21 self power control circuit, 2
2 Hall input circuit, 23 3-phase full wave logic circuit,
24 PWM control circuit, 25 Speed control circuit, 26
Speed pulse generation circuit, 27 pre-drive upper output circuit, 28 pre-drive lower output circuit, 30 transistor, 31 resistor, 32 resistor, 33 resistor, 34 resistor, 35 capacitor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源から供給される直流高電圧によりブ
ラシレスモータを可変速制御するモータドライブ回路
と、前記ブラシレスモータに設けられ前記直流高電圧を
変圧器を使用することなく直流低電圧を作るチョッパ回
路と、前記ブラシレスモータの回転速度を検出して速度
パルスを生成し前記モータドライブ回路を駆動するプリ
ドライブ出力を速度指令電圧によりPWM制御するプリ
ドライブ回路と、を備え、前記チョッパ回路で作られた
直流低電圧を自己電源として電圧制御を行い、この直流
低電圧より前記速度パルスおよび速度指令電圧を生成
し、前記ブラシレスモータを可変速駆動することを特徴
とする高電圧駆動ブラシレスモータ。
1. A motor drive circuit for controlling a brushless motor at a variable speed by a DC high voltage supplied from a power supply, and a chopper provided in the brushless motor for generating the DC low voltage without using a transformer. A pre-drive circuit that detects a rotation speed of the brushless motor, generates a speed pulse, and performs a PWM control on a pre-drive output for driving the motor drive circuit by a speed command voltage, and is formed by the chopper circuit. A high voltage drive brushless motor characterized in that voltage control is performed using the low DC voltage as its own power source, the speed pulse and the speed command voltage are generated from the low DC voltage, and the brushless motor is driven at a variable speed.
【請求項2】 チョッパ回路で作られた直流低電圧をコ
ントロール側の電源に使用することを特徴とする請求項
1記載の高電圧駆動ブラシレスモータ。
2. The high-voltage driven brushless motor according to claim 1, wherein a low DC voltage generated by a chopper circuit is used as a power supply on a control side.
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JP2015062329A (en) * 2013-08-23 2015-04-02 株式会社東芝 Semiconductor integrated circuit and motor drive device

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