JP2001251885A - Dcモータの駆動制御回路 - Google Patents

Dcモータの駆動制御回路

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JP2001251885A
JP2001251885A JP2000056861A JP2000056861A JP2001251885A JP 2001251885 A JP2001251885 A JP 2001251885A JP 2000056861 A JP2000056861 A JP 2000056861A JP 2000056861 A JP2000056861 A JP 2000056861A JP 2001251885 A JP2001251885 A JP 2001251885A
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JP
Japan
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signal
transistor
rotor
circuit
drive
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JP2000056861A
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Kenji Oe
健二 大江
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Nidec Corp
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Nidec Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 拘束信号の出力と2速度切替との機能を有し
た上で、DCモータと外部装置とを接続するリード線数
を削減する。 【解決手段】 ロータを回転駆動させるために該ロータ
の回転位置に応じて駆動コイルL1,L2を励磁する駆
動回路IC1と、駆動コイルL1,L2の通電路に直列
に設けられた電流制限用抵抗R8と、抵抗R8をショー
トするトランジスタQ1と、外部装置Bからの速度切替
制御信号が信号線を通して一方の入力端に入力され他方
の入力端に基準信号が入力され前記制御信号に応じてト
ランジスタQ1をオンオフさせる差動増幅回路DAと、
ロータを駆動している状態においてロータの拘束状態を
検出し拘束信号を出力する拘束検知手段(駆動回路IC
1)と、該拘束検知手段からの信号によりオンオフされ
るトランジスタQ4とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流ブラシレスフ
ァンモータ等のDCモータにおいて、特に外部装置から
入力される制御信号で2速度切替を行うと共に、ロータ
(ファン)が拘束されたことを表す拘束信号を外部装置
に出力するようにした駆動制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、DCモータにおいては、ロータ
(ファン)の拘束信号を出力し、更に2速度に切替可能
なものとして、図3に示すファンモータAが知られてい
る。
【0003】図3において、ファンモータAのロータ
(図示せず)は2相のコイルL1,L2により駆動され
る。コイルL1,L2はそれぞれの一端が電流制限用抵
抗R8を介して端子1から外部装置Bに接続され、電源
電圧Vccが供給される。ロータに近接したホール素子
HEによってロータの磁極を検出し、検出された信号は
ICからなる駆動回路IC1に送られる。駆動回路IC
1はホール素子HEの検出した信号に応じてコイル用出
力端子7とコイル用出力端子8のいずれかをロウレベル
にする。ロウレベルになった出力端子7(または出力端
子8)には駆動コイルL1(または駆動コイルL2)を
通じて電流が流れ込み、この電流がコイルL1またはL
2を流れることで磁力が発生し、ロータに回転力を与え
る。
【0004】コイルL1またはL2に流れる電流の大き
さは抵抗R8とトランジスタQ1によって変る。すなわ
ち、ファンモータAの端子4に入力される外部装置Bか
らの2速度切替信号がハイレベルの場合は、抵抗R7を
通してトランジスタQ1のベースにハイレベルの電位が
与えられるため、これがオフになる。このため、外部装
置Bの電源端子VccからコイルL1,L2に供給され
る電流は抵抗R8を経由して流れ、抵抗R8によって制
限されるため電流値は小さくなる。電流値が小さくなる
とコイルL1,L2で発生する磁力も小さくなり、ロー
タとの間に発生する吸引、反発の値も小さくなる為、ロ
ータの回転数は低下し、ロータに一体的に設けられたイ
ンペラによる送風量が低いものとなる。
【0005】一方、端子4に入力される2速度切替信号
がロウレベルの場合は、トランジスタQ1がオンになっ
て抵抗R8をショートする。このためコイルL1,L2
に流れる電流はトランジスタQ1を通じて流れ、抵抗R
8でコイルL1,L2に流れる電流が妨げられることが
ないため、コイルL1,L2に流れる電流は大きくなっ
て、ロータの回転数は増加し、インペラによる送風量が
増加する。
【0006】このようにして端子4に入力される2速度
切替信号でロータの回転数を2速度に切替えることがで
き、送風量を2段階に変化させることができる。
【0007】駆動回路IC1には、ロータの駆動状態に
おいてインペラへの異物の進入等によりロータが拘束さ
れた場合にこれを検出する機能を有しており、駆動回路
IC1の端子6にロータの拘束時にハイレベルになり正
常回転している場合にロウレベルになる拘束信号を発生
する。この拘束信号は端子5を通じて外部装置Bに出力
される。外部装置Bは拘束信号を監視することによって
ファンモータAのロータの回転が正常かどうかというこ
とを知ることができる。
【0008】図3において、R7,R9は抵抗を示す。
ホール素子HEには抵抗R9を通して電源電圧Vccが
供給されている。また、ファンモータAはそのグランド
端子3を外部装置Bのグランド端子に接続することによ
りグランド共通としている。IC13はオペアンプ、I
C14はA/Dコンバータを示す。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のファン
モータA(DCモータ)においては、拘束信号を出力
し、更に2速度に切替可能にするために、2速度切替信
号と拘束信号の2つの信号線を必要としており、従って
ファンモータAに入出力するリード線数を減らしてイン
ターフェイスを簡便にすることができないといった問題
を有している。
【0010】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に留意してなされたものであり、その目的とする
ところは、拘束信号の出力と2速度切替との機能を有し
た上で、リード線数を削減することが可能なDCモータ
の駆動制御回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のDCモータの駆動制御回路においては、ロ
ータを回転駆動させるために該ロータの回転位置に応じ
て駆動コイルを励磁する駆動手段と、前記駆動コイルの
通電路に直列に設けられた電流制限手段と、該電流制限
手段をショートするスイッチ素子と、外部装置からの速
度切替制御信号が信号線を通して一方の入力端に入力さ
れ他方の入力端に基準信号が入力され前記制御信号に応
じて前記スイッチ素子をオンオフさせる差動増幅回路
と、前記ロータを駆動している状態において該ロータの
拘束状態を検出し拘束信号を出力する拘束検知手段と、
該拘束検知手段からの信号によりオンオフされるトラン
ジスタとを有し、該トランジスタのオンオフにより前記
差動増幅回路の前記一方の入力端に接続された信号線の
電位を変化させ、当該信号線により前記拘束信号の送出
を行うことを特徴とするものである。
【0012】また、上記DCモータの駆動制御回路にお
いて、前記拘束検知手段から拘束状態を示す信号が出力
された場合に前記スイッチ素子を作動して前記電流制限
手段を強制的にショートさせる手段を備えることもでき
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図1は本発明の第一の実施形
態を示したものであり、従来で説明したものと同一符号
のものは同一若しくは相当するものを示すものとする。
【0014】ファンモータAの端子1には外部装置Bか
ら電源電圧Vccが印加される。ファンモータAの端子
3は外部装置BのグランドとファンモータAのグランド
を接続する端子である。
【0015】ファンモータAの端子2を通じて、2速度
に切替える機能と拘束状態を外部装置Bに知らせる機能
を持つ複合信号が外部装置BとファンモータAとの間で
やり取りされる。
【0016】2相の駆動コイルL1,L2に流れる電流
は、端子1から電流制限手段としての抵抗R8又はこの
抵抗R8をショートするスイッチ素子としてのトランジ
スタQ1を通して供給される。ホール素子HEからの信
号はICからなる駆動回路IC1に送られ、駆動回路I
C1はホール素子HEの検出した信号に応じて出力端子
7と出力端子8のいずれかをロウレベルにする。ロウレ
ベルになった出力端子7,8にはコイルL1又はL2を
通じて電流が流れ込み、この電流によって磁力が発生
し、マグネットロータに回転力を与える。
【0017】駆動回路IC1は、例えばローム株式会社
製ファンモータドライブIC(型番BA6811F)が
使用され、拘束検知手段としての機能を有し、ロータ若
しくはこれに一体のインペラが拘束された場合にハイレ
ベルになり、正常回転している場合にロウレベルになる
拘束信号を発生し、端子6に出力する。この信号は、抵
抗R1,R2を通してコレクタ・エミッタ間に電源電圧
Vccが供給されたトランジスタQ4のベースに供給さ
れる。
【0018】外部装置Bと結ばれた端子2の複合信号は
抵抗R1と抵抗R2の接続点に供給されると同時に、2
つのトランジスタQ2,Q3で構成された差動増幅回路
DAの一方の入力端すなわちトランジスタQ2のベース
に供給される。抵抗R1の他端は端子1に接続され、R
2の他端はトランジスタQ4のコレクタに接続され、ト
ランジスタQ4のエミッタはグランドされる。トランジ
スタQ2のコレクタは抵抗R7を通してトランジスタQ
1のベースに接続される。
【0019】抵抗R3と抵抗R4は端子1の電源とグラ
ンド間に直列接続され、電源電圧を分圧して基準電圧を
発生する。この基準電圧は差動増幅回路DAの他方の入
力端すなわちトランジスタQ3のベースに供給される。
【0020】外部装置Bは、2速度に切替を制御する信
号をオペアンプIC11から抵抗R11を通して複合信
号として端子2に送り出すと同時に、複合信号をA/D
コンバータIC11で検出し、アナログ信号からデイジ
タル信号に変換して外部装置B内の制御回路(図示せ
ず)で処理してファンモータAの状態を知る。
【0021】次に正常回転する場合の動作を説明する。
【0022】正常回転時は、駆動回路IC1の端子6よ
り出力される拘束信号は常時ロウレベルになっている。
このためトランジスタQ4はオフとなり、外部装置Bの
オペアンプIC11の出力は抵抗R11を通して差動増
幅回路DAの一方の入力端であるトランジスタQ2のベ
ースに加わる。トランジスタQ2のベースの電圧は、オ
ペアンプIC11の出力電圧と抵抗R11と抵抗R1と
端子1の電源電圧によって決定される。
【0023】トランジスタQ2のベースの電圧が抵抗R
3とR4の分圧で作られる基準電圧より高い場合は、差
動増幅回路DAのトランジスタQ2側がオンになる。ト
ランジスタQ2がオンになるとトランジスタQ1のベー
ス電流が抵抗R7を通じてトランジスタQ2のコレクタ
に流れ込む。このためスイッチ素子としてのトランジス
タQ1はオンとなって電流制限用の抵抗R8をショート
し、駆動コイルL1,L2に流れる電流は増加する。こ
のためロータの回転数は増加し、インペラによる送風量
が増大したものとなる。
【0024】トランジスタQ2のベースの電圧が抵抗R
3と抵抗R4の分圧で作られる基準電圧より低い場合
は、差動増幅回路DAのトランジスタQ2側がオフにな
る。トランジスタQ2がオフになると、トランジスタQ
1のベース電流が流れなくなり、トランジスタQ1はオ
フとなる。このためファンモータAのコイルL1,L2
に流れる電流は抵抗R8を通じて流れ、コイルに流れる
電流は減少し、ロータの回転数も減少する。
【0025】外部装置BのオペアンプIC11の出力電
圧を制御すれば、トランジスタQ2のベースの電圧を変
化させることができるから、外部装置BのオペアンプI
C11の出力電圧で、ロータの2速度切替を行うことが
できることになる。
【0026】次にロータの回転が拘束された場合の動作
を説明する。
【0027】ロータ若しくはこれに一体のインペラが拘
束されると、駆動回路IC1の端子6の拘束信号はハイ
レベルになってトランジスタQ4をオンさせる。
【0028】トランジスタQ4がオンになると、複合信
号は抵抗R2及びトランジスタQ4を通してグランドさ
れるので、拘束された場合の複合信号は、正常回転する
場合のオペアンプIC11の出力電圧と抵抗R11と抵
抗R1と端子1の電源電圧によって決定される複合信号
の電圧値より低くなる。
【0029】外部装置Bは、複合信号をA/Dコンバー
タIC11で検出しアナログ信号からデイジタル信号に
変換して、複合信号の電圧の低下を検出することによ
り、ファンモータAにおけるロータの拘束状態を知るこ
とができる。
【0030】次に、本発明の第2の実施形態について図
2を用いて説明する。
【0031】この実施形態は、図1の実施形態において
トランジスタQ5と抵抗R10を追加した例である。
【0032】トランジスタQ5のベースは駆動回路IC
1の端子6に接続されており、コレクタは抵抗R10を
通してトランジスタQ1のベースに接続され、エミッタ
はグランドされている。
【0033】図1の実施形態では、複合信号の電圧が基
準電圧より低くトランジスタQ1がオフ状態ではコイル
1,L2に流れる電流は抵抗R8を通して流れるため、
回転トルクが小さく、拘束に対抗して起動する力が弱い
場合がある。図2の実施形態では、ロータが拘束された
ならば自動的にトランジスタQ1をオンにして抵抗R8
をショートし、コイルL1,L2に流れる電流を大きく
して拘束に対抗して起動する力を大きくしたものであ
る。
【0034】具体的な動作を説明すると、外部装置Bか
らの複合信号の電圧が基準電圧より低くトランジスタQ
1がオフして低い回転数で回転している場合にロータが
拘束されると、駆動回路IC1の端子6の拘束信号がハ
イレベルになり、トランジスタQ5のベース電圧がハイ
レベルになってトランジスタQ5がオンし、トランジス
タQ1のベース電流が抵抗R10を通してトランジスタ
Q5のコレクタに流れ込む。
【0035】このためトランジスタQ1はオンになり、
抵抗R8をショートし、コイルL1,L2に流れる電流
を増加させ、拘束に対抗して起動する力を増加させるこ
とが可能となる。
【0036】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、要旨を逸
脱しない範囲で種々変更が可能である。
【0037】例えば、図1及び図2の実施形態におい
て、抵抗R8はコイルL1,L2に流れ込む電流を制限
する機能を有する他の手段に置換えることが可能であ
り、抵抗R8をツェナーダイオードに置換えても抵抗と
同様の効果がある。
【0038】また、トランジスタQ1はオン、オフを行
う他のスイッチ素子、例えば電磁リレーに置換えること
も可能である。
【0039】上記の実施形態では、複合信号が基準電圧
より高い場合にトランジスタQ1をオンし回転数を増加
させる構成としてが、トランジスタQ2のコレクタを抵
抗R7に接続するのでなく、トランジスタQ3のコレク
タを抵抗R7に接続すれば、複合信号が基準電圧より低
い場合にトランジスタQ1をオンし回転数を増加させる
ようにすることもできる。
【0040】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、つぎに記載する効果を奏する。
【0041】請求項1記載のDCモータの駆動制御回路
にあっては、外部装置からの速度切替制御信号が送出さ
れる信号線において拘束検知手段からの拘束状態に応じ
てその電位を変化させ、当該信号線により拘束信号を送
出することができるため、1本の信号線で2速度制御を
行い、かつ拘束信号を外部装置に送信することが可能と
なり、DCモータに入出力するリード線数を従来のもの
に比し減らしてインターフェイスを簡便にすることがで
きる。
【0042】請求項2記載のDCモータの駆動制御回路
にあっては、拘束検知手段からの拘束状態の信号により
スイッチ手段を強制的に作動して電流制限手段をショー
トさせることができるため、低速回転状態における拘束
時においても、高速回転状態を指示して拘束状態を速や
かに回避させることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のDCモータの駆動制御回路の第1の実
施形態を示す結線図である。
【図2】本発明のDCモータの駆動制御回路の第2の実
施形態を示す結線図である。
【図3】従来例の結線図である。
【符号の説明】
A ファンモータ B 外部装置 IC1 駆動回路 L1,L2 駆動コイル R8 抵抗(電流制限手段) Q1 トランジスタ(スイッチ素子) DA 差動増幅回路 Q4,Q5 トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータを回転駆動させるために該ロータ
    の回転位置に応じて駆動コイルを励磁する駆動手段と、
    前記駆動コイルの通電路に直列に設けられた電流制限手
    段と、該電流制限手段をショートするスイッチ素子と、
    外部装置からの速度切替制御信号が信号線を通して一方
    の入力端に入力され他方の入力端に基準信号が入力され
    前記制御信号に応じて前記スイッチ素子をオンオフさせ
    る差動増幅回路と、前記ロータを駆動している状態にお
    いて該ロータの拘束状態を検出し拘束信号を出力する拘
    束検知手段と、該拘束検知手段からの信号によりオンオ
    フされるトランジスタとを有し、該トランジスタのオン
    オフにより前記差動増幅回路の前記一方の入力端に接続
    された信号線の電位を変化させ、当該信号線により前記
    拘束信号の送出を行うことを特徴とするDCモータの駆
    動制御回路。
  2. 【請求項2】 前記拘束検知手段から拘束状態を示す信
    号が出力された場合に前記スイッチ素子を作動して前記
    電流制限手段を強制的にショートさせる手段を備えた請
    求項1記載のDCモータの駆動制御回路。
JP2000056861A 2000-03-02 2000-03-02 Dcモータの駆動制御回路 Withdrawn JP2001251885A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103441714A (zh) * 2013-08-29 2013-12-11 福尔斯通电子(昆山)有限公司 一种直流无刷三相霍尔传感器电机驱动电路
JP2014171293A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Mitsuba Corp 冷却ファンの制御装置、及び制御方法

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Effective date: 20070605