JP2002078371A - Motor drive circuit - Google Patents

Motor drive circuit

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JP2002078371A
JP2002078371A JP2000258442A JP2000258442A JP2002078371A JP 2002078371 A JP2002078371 A JP 2002078371A JP 2000258442 A JP2000258442 A JP 2000258442A JP 2000258442 A JP2000258442 A JP 2000258442A JP 2002078371 A JP2002078371 A JP 2002078371A
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Japan
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switching
voltage
brushless motor
circuit
induced
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JP2000258442A
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Japanese (ja)
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Masahiro Takeda
昌弘 竹田
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Asmo Co Ltd
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Asmo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of uneven rotation and vibration by controlling change of torque of a DC brushless motor. SOLUTION: A logic circuit 20 outputs position signals Ha, Hb, Hc which are detected with the Hall elements 14A to 14C provided to the brushless motor 12 and the switching signals UH, UL, VH, VL, WH, WL based on induced signals Ca, Cb, Cc, based on the phases of the voltages u, v, w induced on each phase to drive a switching element 16 of an inverter circuit 18. In this case, the logic circuit executes switching operation in the 120 deg. power feed system by a signal PWM1 and also continuously executes the switching operation a the signal PWM2 before and after above switching operation, in order to change step by step the voltage applied to each phase of the brushless motor. Thereby, a voltage waveform among these phases can be approximated by a sine wave, and thereby change in the torque during rotation can be controlled.

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】本発明は、直流ブラシレスモ
ータの駆動に用いるモータ駆動回路に関する。
The present invention relates to a motor drive circuit used for driving a DC brushless motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】制御性や静粛性に優れた駆動源としては
直流モータがある。この直流モータの欠点としては、ブ
ラシ、コミュータによって構成されている整流機構を備
えていることである。近年、この整流機構を電子的に置
き換えることにより無接点化を図ったブラシレスモータ
が多用されている。
2. Description of the Related Art There is a DC motor as a drive source excellent in controllability and quietness. A drawback of this DC motor is that it has a rectifying mechanism composed of a brush and a commuter. 2. Description of the Related Art In recent years, brushless motors in which contactlessness is achieved by electronically replacing this rectifying mechanism have been widely used.

【0003】このようなブラシレスモータを駆動する駆
動回路には、インバータ回路が用いられる。例えば3相
のブラシレスモータを駆動する場合、トランジスタ等の
スイッチング素子を用いて、3相ブリッジ回路を形成
し、ホール素子等の部品を用いてブラシレスモータのロ
ーター(回転子)の位置検出を行いながら、スイッチン
グ素子を駆動してU、V、Wの各相に順に電力を供給す
る。
An inverter circuit is used as a drive circuit for driving such a brushless motor. For example, when driving a three-phase brushless motor, a three-phase bridge circuit is formed using switching elements such as transistors, and the position of the rotor of the brushless motor is detected using parts such as hall elements. , The switching elements are driven to sequentially supply power to the U, V, and W phases.

【0004】ところで、3相のブラシレスモータの駆動
には、各相への電力の供給は、図7(A)乃至図7
(C)に示すように、U、V、Wの各相で120°の通
電と、60°の非通電を繰り返す120°通電方式が一
般に用いられている。これにより、図7(D)に示すよ
うに、ブラシレスモータには、例えば各相間に所定の電
圧が印加されて回転磁界が生じる。この回転磁界によっ
て永久磁石が設けられているローターを回転させるよう
にしている。なお、図7(D)には、一例としてU−V
相間の電圧VU-Vの概略を示している。
In driving a three-phase brushless motor, supply of power to each phase is performed as shown in FIGS.
As shown in (C), a 120 ° energization method in which energization at 120 ° and non-energization at 60 ° are repeated in each phase of U, V, and W is generally used. As a result, as shown in FIG. 7D, a predetermined voltage is applied to, for example, each phase of the brushless motor, and a rotating magnetic field is generated. The rotor provided with the permanent magnet is rotated by the rotating magnetic field. FIG. 7D shows an example of a U-V
Shows a schematic of the voltage V UV of the phase-to-phase.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気通
電角を120°とする120°通電方式による駆動方法
では、各相間のコイル(固定子巻線)に印加される電圧
が正弦波と大きく懸け離れているため、トルク変動が生
じ、回転速度のムラや振動等を発生させることがある。
However, in the driving method based on the 120 ° conduction method in which the electric conduction angle is 120 °, the voltage applied to the coils (stator windings) between the phases greatly differs from the sine wave. Therefore, torque fluctuation may occur, which may cause uneven rotation speed and vibration.

【0006】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、ブラシレスモータのトルク変動を抑えることによ
り、回転速度のムラや振動の発生を防止するモータ駆動
回路を提案することを目的とする。これに加えて、本発
明は、回転子(ローター)の回転位置を検出する部品を
増やすことなくブラシレスモータのトルク変動を抑える
ことができるモータ駆動回路を提案することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to propose a motor drive circuit that suppresses torque fluctuations of a brushless motor, thereby preventing rotation speed unevenness and vibration. In addition, an object of the present invention is to propose a motor drive circuit that can suppress torque fluctuation of a brushless motor without increasing the number of components for detecting the rotational position of a rotor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数相の固定子巻線のそれぞれに電圧を印
加することにより回転磁界を形成して回転子を回転させ
ることにより直流ブラシレスモータを回転駆動するモー
タ駆動回路であって、ブリッジ接続されたスイッチング
素子の駆動によって前記固定子巻線に電圧を印加するイ
ンバータ回路と、前記回転子の回転位置を検出する位置
検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前
記スイッチング素子を電気角が120°の範囲でスイッ
チングする第1の領域及び第1の領域に連続して所定の
電気角の範囲でスイッチング素子をスイッチングする第
2の領域を設定し、前記第2の領域で前記スイッチング
素子をスイッチングするときのオン時間を前記第1の領
域でスイッチングするときのオン時間よりも短くして第
1及び第2の領域のそれぞれでスイッチング素子を駆動
する駆動制御手段と、を含むことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a rotating magnetic field formed by applying a voltage to each of a plurality of stator windings to rotate a rotor. A motor drive circuit that rotationally drives a brushless motor, an inverter circuit that applies a voltage to the stator winding by driving a bridge-connected switching element, and a position detection unit that detects a rotational position of the rotor, A first region in which the switching element is switched in an electrical angle range of 120 ° based on a detection result of the position detection means, and a first region in which the switching device is switched in a predetermined electrical angle range continuously from the first region. 2 is set, and the ON time when the switching element is switched in the second area is switched in the first area. Characterized in that it comprises a first and second driving control means for driving the switching element in each region is shorter than the on-time of Rutoki, the.

【0008】この発明によれば、電気角で120°の範
囲となる第1の領域と、第1の領域に連続する第2の領
域を設定し、第1及び第2の領域の間でスイッチング素
子を駆動する。このとき、第2の領域でスイッチングし
たときにインバータ回路から出力される電圧が、第1の
領域でスイッチング素子を駆動したときの出力電圧より
も低くなるようにする。
According to the present invention, a first region having an electrical angle of 120 ° and a second region continuous with the first region are set, and switching is performed between the first and second regions. Drive the element. At this time, the voltage output from the inverter circuit when switching is performed in the second region is set lower than the output voltage when the switching element is driven in the first region.

【0009】これにより、直流ブラシレスモータの線間
に印加される電圧波形が、120°通電方式によって通
電した場合に比べて段階的に変化させ、正弦波に近似さ
せることができる。
Accordingly, the voltage waveform applied between the lines of the DC brushless motor can be changed stepwise as compared with the case where the current is supplied by the 120 ° conduction method, and can be approximated to a sine wave.

【0010】直流ブラシレスモータは、線間に印加され
る電圧波形が正弦波に近づけられることにより回転中の
トルク変化が抑えられ、回転ムラ(回転速度のムラ)や
振動等の発生が防止される。
In a DC brushless motor, a voltage waveform applied between lines is approximated to a sine wave, whereby a change in torque during rotation is suppressed, and occurrence of rotation unevenness (rotational speed unevenness), vibration, and the like are prevented. .

【0011】また、本発明は、前記位置検出手段が、前
記直流ブラシレスモータに所定の位相角で設けている3
個のホール素子を用いた第1の位置検出手段と、前記回
転子の回転によって前記複数相の固定子巻線のそれぞれ
に誘起される電圧から回転子の位置を検出する第2の位
置検出手段と、を含むことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the position detecting means is provided on the DC brushless motor at a predetermined phase angle.
First position detecting means using a plurality of Hall elements, and second position detecting means for detecting a position of the rotor from voltages induced in each of the plurality of stator windings by rotation of the rotor. And characterized in that:

【0012】この発明によれば、位置検出手段として直
流ブラシレスモータに設けている3個のホール素子を用
いた第1の位置検出手段と、回転子の回転によって固定
子巻線に誘起される電圧から回転子の位置を検出する第
2の位置検出手段を用いている。
According to the present invention, the first position detecting means using three Hall elements provided in the DC brushless motor as the position detecting means, and the voltage induced in the stator winding by the rotation of the rotor. The second position detecting means for detecting the position of the rotor from the second position is used.

【0013】固定子巻線の線間に印加する電圧を段階的
に変化させるためには、回転子の位置を細かく検出する
必要がある。このとき、直流ブラシレスモータに設ける
ホール素子の数を増やすことは、直流ブラシレスモータ
のコストアップや大型化につながるが、固定子巻線に誘
起される電圧から回転子の位置を検出することにより、
ホール素子の数を増やす必要がないようにしている。
In order to change the voltage applied between the stator windings stepwise, it is necessary to detect the position of the rotor finely. At this time, increasing the number of Hall elements provided in the DC brushless motor leads to an increase in the cost and size of the DC brushless motor.However, by detecting the position of the rotor from the voltage induced in the stator winding,
It is not necessary to increase the number of Hall elements.

【0014】これにより、トルク変化を抑えたときの直
流ブラシレスモータのコストアップや大型化を生じさせ
ることがない。
As a result, the cost and size of the DC brushless motor when the torque change is suppressed are not caused.

【0015】さらに、本発明は、前記複数相の固定子巻
線に誘起される電圧が所定値を越えているか否かを判定
する判定手段と、前記判定手段によって前記複数相の固
定子巻線に誘起する電圧が所定の範囲内であると判定さ
れたときに、前記電気角が120°の範囲で前記スイッ
チング素子をスイッチングすることを特徴とする。
Further, the present invention provides a determining means for determining whether or not a voltage induced in the plurality of stator windings exceeds a predetermined value, and the determining means determines whether or not the voltage induced in the plurality of stator windings exceeds a predetermined value. When it is determined that the voltage induced in the switching element is within a predetermined range, the switching element is switched within the range of the electrical angle of 120 °.

【0016】この発明によれば、固定子巻線に誘起され
る電圧が低い時には、第2の領域でのスイッチングを停
止する。これにより、回転開始時などのように、回転数
の低い状態では、通常の120°通電方式による直流ブ
ラシレスモータの駆動が可能となる。
According to the present invention, when the voltage induced in the stator winding is low, the switching in the second region is stopped. Thus, in a state where the number of rotations is low, such as at the start of rotation, it is possible to drive the DC brushless motor by the normal 120 ° conduction method.

【0017】なお、第2の領域でのスイッチングを停止
するのみでなく、判定手段の判定結果に基づいて、第2
の領域を狭めるようにしても良い。すなわち、直流ブラ
シレスモータの回転数が極めて低い時には、第2の領域
でのスイッチングを停止するが、回転数が上昇して、固
定子巻線に誘起される電圧が上昇することにより、誘起
される電圧に合わせて徐々に第2の領域を広げるように
スイッチングしても良い。
It is to be noted that not only the switching in the second area is stopped, but also the second
May be narrowed. That is, when the rotation speed of the DC brushless motor is extremely low, the switching in the second region is stopped, but the rotation is increased and the voltage induced in the stator winding is increased, so that the switching is induced. Switching may be performed so as to gradually expand the second region in accordance with the voltage.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。 [第1の実施の形態]図1には、本発明の第1の実施の形
態に係るモータ駆動回路10の概略構成を示している。
このモータ駆動回路10は、直流ブラシレスモータ(以
下「ブラシレスモータ12」と言う)を駆動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 shows a schematic configuration of a motor drive circuit 10 according to a first embodiment of the present invention.
This motor drive circuit 10 drives a DC brushless motor (hereinafter referred to as “brushless motor 12”).

【0019】ブラシレスモータ12としては3相モータ
を用いており、U、V、Wの各相に所定の位相の電圧を
印加されと、固定子巻線に生じる回転磁界により回転子
であるローターが回転する一般的構成となっている。ま
た、ブラシレスモータ12には、ローターの回転位置を
検出する検出手段として3個のホール素子14A、14
B、14Cが設けられている。ホール素子14A、14
B、14Cのそれぞれは、ブラシレスモータ12のロー
ターの回転位置に応じた位置信号Ha、Hb、Hcを出
力する。
A three-phase motor is used as the brushless motor 12. When a voltage of a predetermined phase is applied to each of U, V, and W phases, a rotor as a rotor is rotated by a rotating magnetic field generated in a stator winding. It has a general configuration that rotates. The brushless motor 12 has three Hall elements 14A, 14A as detection means for detecting the rotational position of the rotor.
B, 14C. Hall element 14A, 14
Each of B and 14C outputs position signals Ha, Hb and Hc according to the rotation position of the rotor of the brushless motor 12.

【0020】なお、ホール素子14A、14B、14C
は、図2(A)乃至図2(C)に示すように、位置信号
Ha、Hb、Hcが互いに電気角で120°の位相差が
生じるように設けられている。
The Hall elements 14A, 14B, 14C
2A to 2C, the position signals Ha, Hb, and Hc are provided such that a phase difference of 120 ° in electrical angle occurs between them.

【0021】図1に示すように、モータ駆動回路10
は、パワーMOSFETやIGBT等を用いた6個のス
イッチング素子16UH、16UL、16VH、16VL
16WH、16WL(総称するときは「スイッチング素子
16」と言う)がブリッジ接続され、3相のインバータ
回路18が形成されている。なお、モータ駆動回路10
では、スイッチング素子16UH、16ULの出力がブラ
シレスモータ12のU相に接続し、スイッチング素子1
6VH、16VL及びスイッチング素子16WH、16WL
の出力がそれぞれブラシレスモータ12のV相及びW相
に接続する一般的構成となっている。
As shown in FIG. 1, the motor drive circuit 10
Are six switching elements 16U H , 16U L , 16V H , 16V L , using power MOSFET, IGBT, etc.
16W H and 16W L (referred to collectively as “switching element 16”) are bridge-connected to form a three-phase inverter circuit 18. The motor drive circuit 10
In the switching element 16U H, the output of the 16U L is connected to U-phase of the brushless motor 12, the switching element 1
6V H , 16V L and switching elements 16W H , 16W L
Are connected to the V-phase and W-phase of the brushless motor 12, respectively.

【0022】このモータ駆動回路10には、インバータ
回路18の制御回路としてロジック回路20が設けら
れ、バッテリ等の直流電源40が接続されている。直流
電源40は、ブラシレスモータ12を駆動する所定電圧
B(例えばDC12v)の直流電力をモータ駆動回路
10へ供給する。
The motor drive circuit 10 is provided with a logic circuit 20 as a control circuit for the inverter circuit 18, and is connected to a DC power supply 40 such as a battery. The DC power supply 40 supplies a DC power of a predetermined voltage V B (for example, DC 12 V) for driving the brushless motor 12 to the motor drive circuit 10.

【0023】ロジック回路20は、スイッチング素子1
6のそれぞれに接続しており、スイッチング素子16を
駆動するスイッチング信号を出力する。すなわち、ロジ
ック回路20は、スイッチング素子16UH、16UL
16VH、16VL、16WH、16WLのそれぞれを駆動
するスイッチング信号UH、UL、VH、VL、WH、W L
出力する。
The logic circuit 20 includes the switching element 1
6 and the switching element 16
The switching signal for driving is output. That is,
Circuit 20 includes a switching element 16U.H, 16UL,
16VH, 16VL, 16WH, 16WLDrive each of
Switching signal UH, UL, VH, VL, WH, W LTo
Output.

【0024】モータ駆動回路10は、スイッチング素子
16UH、16UL、16VH、16VL、16WH、16
Lのそれぞれがスイッチング信号UH、UL、VH
L、WH、WLに基づいてスイッチングすることによ
り、直流電源40から供給される電力をブラシレスモー
タ12へ供給する。これにより、ブラシレスモータ12
が回転駆動される。
The motor driving circuit 10, the switching element 16U H, 16U L, 16V H , 16V L, 16W H, 16
W each switching signal U H of L, U L, V H,
By switching based on V L , W H , and W L , the power supplied from the DC power supply 40 is supplied to the brushless motor 12. Thereby, the brushless motor 12
Is driven to rotate.

【0025】ところで、モータ駆動回路10には、PW
M信号発生回路(PWM回路)22、24が設けられて
おり、このPWM回路22、24がロジック回路20に
接続している。また、モータ駆動回路10には、発振回
路26が設けられており、この発振回路26がPWM回
路22、24のそれぞれに接続している。
Incidentally, the motor drive circuit 10 has a PW
M signal generation circuits (PWM circuits) 22 and 24 are provided, and the PWM circuits 22 and 24 are connected to the logic circuit 20. Further, the motor drive circuit 10 is provided with an oscillation circuit 26, and this oscillation circuit 26 is connected to each of the PWM circuits 22 and 24.

【0026】発振回路26は、所定周期の信号を発生す
るようになっており、発振回路26によって発生された
信号がPWM回路22、24に入力されることにより、
PWM回路22、24が、スイッチング素子16をスイ
ッチングする時のPWM信号を出力する。なお、PWM
回路22は、信号PWM1を出力し、PWM回路24
は、信号PWM2を出力する。
The oscillating circuit 26 generates a signal of a predetermined cycle. When the signal generated by the oscillating circuit 26 is input to the PWM circuits 22 and 24,
The PWM circuits 22 and 24 output a PWM signal when the switching element 16 is switched. In addition, PWM
The circuit 22 outputs the signal PWM 1 and outputs the signal PWM 1
Outputs a signal PWM 2.

【0027】ロジック回路20は、スイッチング素子1
6をオンするときにPWM回路22から出力される信号
PWM1またはPWM回路24から出力される信号PW
2の何れかを出力する。これにより、スイッチング素
子16は、信号PWM1又は信号PWM2の何れかによっ
てスイッチングされる。
The logic circuit 20 includes the switching element 1
Signal PW output from the signal PWM 1 or PWM circuit 24 is output from the PWM circuit 22 when turning on the 6
Outputting one of M 2. Thus, the switching element 16 is switched by one of the signal PWM 1 or signal PWM 2.

【0028】スイッチング素子16は、発振回路26が
所定の周波数の信号を発振している状態で信号PWM1
によってスイッチングされることにより、所定の電圧
(例えば電圧VB/2)を出力する。また、PWM回路
24は、例えば1/2分周回路が設けられており、PW
M回路24から出力する信号PWM2によってスイッチ
ング素子16をスイッチングしたときに、スイッチング
素子16からの出力電圧が信号PWM1によってスイッ
チングしたときの出力電圧の略1/2(例えばVB
4)となるようにしている。すなわち、信号PWM
2は、デューティ比が信号PWM1の略1/2となってい
る。
The switching element 16 outputs the signal PWM 1 while the oscillation circuit 26 is oscillating a signal of a predetermined frequency.
, And outputs a predetermined voltage (for example, voltage V B / 2). Further, the PWM circuit 24 is provided with, for example, a 1/2 frequency dividing circuit.
When the switching element 16 is switched by the signal PWM 2 output from the M circuit 24, the output voltage from the switching element 16 is approximately の of the output voltage when switching is performed by the signal PWM 1 (for example, V B /
4). That is, the signal PWM
2 has a duty ratio of approximately 1 / of the signal PWM 1 .

【0029】このロジック回路20には、ホール素子1
4A、14B、14Cが接続されており、ホール素子1
4A、14B、14Cがローターの回転位置に応じて出
力する位置信号Ha、Hb、Hcが入力される。
This logic circuit 20 includes a Hall element 1
4A, 14B, and 14C are connected, and the Hall element 1
Position signals Ha, Hb, and Hc output by 4A, 14B, and 14C according to the rotational position of the rotor are input.

【0030】一方、本実施の形態に適用したモータ駆動
回路10には、誘起電圧検出回路28が設けられてい
る。
On the other hand, the motor drive circuit 10 applied to the present embodiment is provided with an induced voltage detection circuit 28.

【0031】誘起電圧検出回路28は、ブラシレスモー
タ12のU、V、Wの各相毎に対してコンパレータ30
(コンパレータ30A、30B、30C)を備えてい
る。それぞれのコンパレータ30A、30B、30Cの
出力端子がそれぞれロジック回路20に接続している。
The induced voltage detecting circuit 28 includes a comparator 30 for each of the U, V, and W phases of the brushless motor 12.
(Comparators 30A, 30B, 30C). The output terminals of the comparators 30A, 30B, 30C are connected to the logic circuit 20, respectively.

【0032】また、コンパレータ30A、30B、30
Cのそれぞれの入力端子の一方には、ブラシレスモータ
12のU、V、Wの各相が接続し、入力端子の他方に
は、ブラシレスモータ12のU、V、Wの各相が抵抗3
2を介して接続している。これにより、コンパレータ3
0A、30B、30Cは、中性点電圧VNと、ローター
の回転によってU、V、Wの各相に誘起される電圧u、
v、wが入力される。なお、抵抗32は、中性点電圧V
Nが直流電源18の電圧VBの略1/2(VN=VB/2)
となるように設定されている。
The comparators 30A, 30B, 30
One of the input terminals of C is connected to the U, V, and W phases of the brushless motor 12, and the other of the input terminals is connected to the U, V, and W phases of the brushless motor 12 by a resistor 3.
2 are connected. Thereby, the comparator 3
0A, 30B, and 30C are a neutral point voltage V N and voltages u induced in each phase of U, V, and W by rotation of the rotor,
v and w are input. The resistor 32 has a neutral point voltage V
N is approximately 1/2 of the voltage V B of the DC power supply 18 (V N = V B / 2)
It is set to be.

【0033】これによりコンパレータ30A、30B、
30Cのそれぞれは、誘起電圧u、v、wが中性点電圧
Nよりも高くなったときに、誘起信号Ca、Cb、C
cを出力する。この誘起信号Ca、Cb、Ccがロジッ
ク回路20に入力される。これにより、ロジック回路2
0では、誘起信号Ca、Cb、Ccによって回転位置の
検出が可能となっている。
Thus, the comparators 30A, 30B,
Each 30C, the induced voltage u, v, when w becomes greater than the neutral point voltage V N, the induced signals Ca, Cb, C
Output c. The induced signals Ca, Cb, Cc are input to the logic circuit 20. Thereby, the logic circuit 2
At 0, the rotational position can be detected by the induced signals Ca, Cb, Cc.

【0034】ロジック回路20は、ホール素子14A〜
14cの位置信号Ha、Hb、Hc及びコンパレータ3
0A〜30Cから出力される誘起信号Ca、Cb、Cc
に基づいて、信号PWM1又は信号PWM2をスイッチン
グ信号UH、UL、VH、VL、WH、WLを出力して、スイ
ッチング素子16をオンする。
The logic circuit 20 includes the Hall elements 14A to 14A.
14c position signal Ha, Hb, Hc and comparator 3
Induction signals Ca, Cb, Cc output from 0A to 30C
, The switching signal U H , U L , V H , V L , W H , and W L are output from the signal PWM 1 or the signal PWM 2 to turn on the switching element 16.

【0035】ここで、図2(D)〜図2(F)に示すよ
うに、誘起信号Ca、Cb、Ccは、位相差が120°
となっている。また、誘起信号Ca、Cb、Ccのそれ
ぞれは、オン間隔が180°となっている。
Here, as shown in FIGS. 2D to 2F, the induced signals Ca, Cb, and Cc have a phase difference of 120 °.
It has become. Further, each of the induced signals Ca, Cb, and Cc has an ON interval of 180 °.

【0036】図2(A)〜図2(F)に示すように、こ
のような誘起信号Ca、Cb、Ccに対してホール素子
14A、14B、14Cの位置信号Ha、Hb、Hc
は、誘起信号Ca、Cb、Ccに対して、それぞれ電気
角で30°のズレを持つように、ホール素子14A、1
4B、14Cは、ブラシレスモータ12に取付けられて
いる。
As shown in FIGS. 2A to 2F, the position signals Ha, Hb, Hc of the Hall elements 14A, 14B, 14C with respect to such induced signals Ca, Cb, Cc.
The Hall elements 14A, 14A, and 14C have a deviation of 30 degrees in electrical angle from the induced signals Ca, Cb, and Cc.
4B and 14C are attached to the brushless motor 12.

【0037】ブラシレスモータ12を駆動するための通
電方式は、120°通電が一般的となっている。モータ
駆動回路10のロジック回路20は、この120°通電
方式を基準としている。このために、ロジック回路20
は、120°通電方式に基づいた通電タイミングで、各
スイッチング素子16をオン/オフする。また、ロジッ
ク回路20は、このタイミングでスイッチング素子16
をオンするときに、信号PWM1を出力し、信号PWM1
によってスイッチング素子16をスイッチングする(第
1の領域)。
The energization method for driving the brushless motor 12 is generally 120 ° energization. The logic circuit 20 of the motor drive circuit 10 is based on the 120 ° conduction method. To this end, the logic circuit 20
Turns on / off each switching element 16 at an energizing timing based on the 120 ° energizing method. Also, the logic circuit 20 switches the switching element 16 at this timing.
Is turned on, the signal PWM 1 is output, and the signal PWM 1
The switching element 16 is switched by (first area).

【0038】一方、ロジック回路20は、信号PWM1
を出力する前及び信号PWM1を停止した後に、信号P
WM2を出力する。すなわち、ロジック回路20は、電
気角で180°の範囲で、第1の領域を挟む両側に第2
の領域を設定し、この範囲でスイッチング素子16をオ
ンする。
On the other hand, the logic circuit 20 outputs the signal PWM 1
After stopping before and the signal PWM 1 outputs a signal P
And it outputs the WM 2. That is, the logic circuit 20 has the second electrical angle on both sides of the first region in the electrical angle range of 180 °.
The switching element 16 is turned on in this range.

【0039】すなわち、図2(G)乃至図2(L)に示
すように、ロジック回路20は、スイッチング素子16
をオンするときに、先ず、信号PWM2によってスイッ
チングした後に、信号PWM1によってスイッチング
し、さらに、信号PWM2によってスイッチングしてか
ら、スイッチングを停止する。なお、図2(G)乃至図
2(L)には、スイッチング素子16UH、16UL、1
6VH、16VL、16WH、16WLのそれぞれをスイッ
チングするときのスイッチング信号UH、UL、VH
L、WH、WLをそれぞれ示している。
That is, as shown in FIGS. 2G to 2L, the logic circuit 20 includes the switching element 16.
Is turned on by the signal PWM 2 first, then by the signal PWM 1 , further by the signal PWM 2 , and then stops the switching. 2 (G) to 2 (L) show switching elements 16U H , 16U L , 1
The switching signals U H , UL , V H , when switching each of 6 V H , 16 V L , 16 W H , 16 W L ,
V L , W H , and W L are shown, respectively.

【0040】ここで、ロジック回路20において、スイ
ッチング信号UH、UL、VH、VL、WH、WLを生成する
ときの論理式を数1に示す。ロジック回路20は、この
論理式(1)〜(6)に基づいてスイッチング信号
H、UL、VH、VL、WH、WLを出力する。なお、数1
に示す論理式では、「*」を論理積、「+」を論理和と
して、「/」を否定(NOT)としている。
Here, a logical expression for generating the switching signals U H , U L , V H , V L , W H , and W L in the logic circuit 20 is shown in Expression 1. Logic circuit 20, the switching signal U H on the basis of the logical expression (1) ~ (6), U L, V H, V L, W H, and outputs the W L. Note that Equation 1
In the logical formula shown in FIG. 7, "*" is a logical product, "+" is a logical sum, and "/" is negated (NOT).

【0041】[0041]

【数1】 (Equation 1)

【0042】例えば、スイッチング素子16UHにおい
ては、ホール素子14Aの位置信号Haがオンし、か
つ、ホール素子14Bの位置信号Hbがオフしている間
(Ha*/Hb)が第1の領域となり、スイッチング素
子16UHは、この第1の領域で信号PWM1によってス
イッチングされる。また、位置信号Haがオフし誘起信
号Caがオンしている間(/Ha*Ca)及び位置信号
Hbと誘起信号Caがオンしている間(Hb*Ca又は
Ca*Hb)が第2の領域となり、スイッチング素子1
6UHは、この第2の領域で信号PWM2によってスイッ
チングされる。
[0042] For example, in the switching element 16U H, the position signal Ha of the Hall element 14A is turned on, and while the position signal Hb of the Hall element 14B is OFF (Ha * / Hb) becomes the first region , the switching element 16U H is switched by the signal PWM 1 in this first region. Further, the second period is between the time when the position signal Ha is off and the induction signal Ca is on (/ Ha * Ca) and the time when the position signal Hb and the induction signal Ca are on (Hb * Ca or Ca * Hb). Area, switching element 1
6U H is switched by the signal PWM 2 in this second region.

【0043】ここから、ロジック回路20は、スイッチ
ング素子16UHをスイッチングするときに、論理式
(1)に基づいてスイッチング信号UHを出力する。
From this, the logic circuit 20 outputs the switching signal U H based on the logical expression (1) when switching the switching element 16U H.

【0044】このように構成されているモータ駆動回路
10では、例えば、ロジック回路20が作動している状
態で発振回路26が作動を開始するか、発振回路26が
作動している状態でロジック回路20が作動することに
より、スイッチング信号の出力を開始する。すなわち、
モータ駆動回路10は、ブラシレスモータ12の作動指
令によってロジック回路20及び発振回路26が作動さ
れることにより、スイッチング信号の出力を開始する。
In the motor drive circuit 10 configured as described above, for example, the oscillation circuit 26 starts operating while the logic circuit 20 is operating, or the logic circuit is activated while the oscillation circuit 26 is operating. By the operation of 20, the output of the switching signal is started. That is,
The motor drive circuit 10 starts to output a switching signal when the logic circuit 20 and the oscillation circuit 26 are operated by the operation command of the brushless motor 12.

【0045】ロジック回路20は、ホール素子14A〜
14Cの位置信号Ha、Hb、Hc及び誘起電圧検出回
路28から出力する誘起信号Ca、Cb、Ccと前記し
た論理式(1)〜(6)に基づいてスイッチング信号U
H、UL、VH、VL、WH、WLを出力する。これにより、
インバータ回路18のスイッチング素子16UH、16
L、16VH、16VL、16WH、16WLがスイッチ
ングされる。
The logic circuit 20 includes Hall elements 14A-
The switching signal U based on the position signals Ha, Hb, Hc of 14C, the induced signals Ca, Cb, Cc output from the induced voltage detection circuit 28 and the above-described logical expressions (1) to (6).
H, U L, V H, V L, W H, and outputs the W L. This allows
Switching elements 16U H , 16 of inverter circuit 18
U L, 16V H, 16V L , 16W H, 16W L is switched.

【0046】インバータ回路18は、スイッチング素子
16UH、16UL、16VH、16VL、16WH、16
Lが、スイッチング信号UH、UL、VH、VL、WH、W
Lによってスイッチングすることにより、直流電源40
の電力をブラシレスモータ12へ供給する。
The inverter circuit 18 includes switching elements 16U H , 16U L , 16V H , 16V L , 16W H , 16
W L is, the switching signal U H, U L, V H , V L, W H, W
By switching by L , the DC power supply 40
Is supplied to the brushless motor 12.

【0047】このときの電圧は、発振回路26の発振周
波数が一定であれば、スイッチング信号(のデューティ
比)によって変化する(図3(A)乃至図3(C)参
照)。例えば図3(A)に示すように、U相の電圧(ス
イッチング素子16UH、16ULの出力電圧)UVは、
0〜VBの間で段階的に変化する。
At this time, if the oscillation frequency of the oscillation circuit 26 is constant, the voltage changes depending on (the duty ratio of) the switching signal (see FIGS. 3A to 3C). For example, as shown in FIG. 3 (A), U-phase voltage U V (switching elements 16U H, the output voltage of 16U L),
Stepwise varies between 0 to V B.

【0048】このようにスイッチング素子16をスイッ
チングすることにより、ブラシレスモータ12に印加さ
れる電圧は、図3(D)乃至図3(F)に示すようにな
る。すなわち、U−V相間の電圧VU-V、V−W相間の
電圧VV-W、W−U相間の電圧VW-Uはそれぞれ+VB
−VBの間で、スイッチング素子16の出力電圧に応じ
て段階的に変化し、電圧の変化が120°通電方式(図
7(D)参照)に比べて、より正弦波に近づけられる。
By switching the switching element 16 in this manner, the voltage applied to the brushless motor 12 becomes as shown in FIGS. 3 (D) to 3 (F). That is, the voltage V UV between the U and V phases, the voltage V VW between the V and W phases, and the voltage V WU between the W and U phases are + V B to + V B respectively.
Between −V B , the voltage changes stepwise according to the output voltage of the switching element 16, and the change in voltage is made closer to a sine wave as compared with the 120 ° conduction method (see FIG. 7D).

【0049】ブラシレスモータ12は、各相間に印加さ
れる電圧VU-V、VV-W、VW-Uがそれぞれ正弦波に近づ
けられることにより、回転中のトルク変化が抑えられ
る。これにより、ブラシレスモータ12は、回転速度が
安定し、回転速度にムラが生じることによる振動の発生
が防止される。
In the brushless motor 12, the voltages V UV , V VW , and V WU applied between the phases are each approximated to a sine wave, thereby suppressing a change in torque during rotation. Thereby, the rotation speed of the brushless motor 12 is stabilized, and the occurrence of vibration due to uneven rotation speed is prevented.

【0050】一方、ブラシレスモータ12の各相間に印
加する電圧が正弦波に近似するように段階的に変化させ
るときに、ローターの回転位置を検出するホール素子の
数を多くする方法がある。しかし、ホール素子の数を多
くすることは、ブラシレスモータ12を形成するときの
部品数の増加のためのコストアップや大型化が生じる。
On the other hand, when the voltage applied between the phases of the brushless motor 12 is changed stepwise so as to approximate a sine wave, there is a method of increasing the number of Hall elements for detecting the rotational position of the rotor. However, increasing the number of Hall elements increases the cost and size due to an increase in the number of components when forming the brushless motor 12.

【0051】これに対して、モータ駆動回路10では、
第2の位置検出手段として誘起電圧検出回路28を設
け、ブラシレスモータ12の各コイルに誘起される電圧
の変化からローターの回転位置を検出するようにしてい
る。これにより、ブラシレスモータ12には、3個のホ
ール素子14A、14B、14Cを設けるのみで良く、
120°通電を行うときよりもブラシレスモータ12の
コストアップや大型化を生じさせることなく、ブラシレ
スモータ12のトルク変化、トルク変化が起因する回転
ムラや振動等の発生を抑えることができる。
On the other hand, in the motor drive circuit 10,
An induced voltage detecting circuit 28 is provided as a second position detecting means, and the rotational position of the rotor is detected from a change in voltage induced in each coil of the brushless motor 12. Thus, the brushless motor 12 only needs to be provided with three Hall elements 14A, 14B, and 14C.
The change in torque of the brushless motor 12 and the occurrence of uneven rotation and vibration caused by the change in torque can be suppressed without increasing the cost and size of the brushless motor 12 as compared with the case where 120 ° conduction is performed.

【0052】また、モータ駆動回路10では、直流電源
40として自動車等の車両に備えられるバッテリ等のよ
うに出力電圧が一定の電源を用いた場合、120°通電
方式に比較して、ブラシレスモータ12に供給する実効
電圧を増加させることができる。これにより、モータ駆
動回路10では、従来の120°通電方式に比較してブ
ラシレスモータ12の出力を増大させることができる。
In the motor drive circuit 10, when a DC power supply 40 is used, such as a battery provided in a vehicle such as an automobile, having a constant output voltage, the brushless motor 12 Can be increased. Thereby, in the motor drive circuit 10, the output of the brushless motor 12 can be increased as compared with the conventional 120 ° conduction system.

【0053】なお、以上説明した第1の実施の形態で
は、信号PWM2によってスイッチングした時にブラシ
レスモータ12に印加する電圧を信号PWM1によって
スイッチングしたときの電圧の略1/2としたが、これ
に限るものではなく、少なくとも信号PWM1によって
スイッチングした時の出力電圧よりも低くしたものであ
れば良い。
In the first embodiment described above, the voltage applied to the brushless motor 12 when switching is performed by the signal PWM 2 is set to approximately 1 / of the voltage when switching is performed by the signal PWM 1 . not limited to, as long as it was lower than the output voltage when the switching by at least signals PWM 1.

【0054】また、第1の実施の形態では、120°通
電の前後の電気角で30°ずつの範囲でスイッチングす
るようにしたが、例えば30°〜150°の間で信号P
WM 1でスイッチングするときに、0°〜30°及び1
50°〜180°の範囲内で信号PWM1によるスイッ
チングに連続するように信号PWM2によってスイッチ
ングするものであれば良い。 [第2の実施の形態]以下に、本発明の第2の実施の形態
を説明する。なお、第2の実施の形態の基本的構成は、
前記した第1の実施の形態と同じであり、第2の実施の形
態では、第1の実施の形態と同一の部品には同一の符号
を付与してその説明を省略する。
In the first embodiment, the angle of 120 °
Switching within 30 ° of the electrical angle before and after the power
However, for example, when the signal P is between 30 ° and 150 °,
WM 10-30 ° and 1 when switching at
Signal PWM within the range of 50 ° to 180 °1Switch by
Signal PWM so thatTwoBy switch
Anything can be used. [Second Embodiment] Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
Will be described. The basic configuration of the second embodiment is as follows.
The second embodiment is the same as the first embodiment described above.
In the embodiment, the same components as those in the first embodiment have the same reference numerals.
And description thereof is omitted.

【0055】図4には、第2の実施の形態に係るモータ
駆動回路50の概略構成を示している。このモータ駆動
回路50には、判定手段として作動判定回路52が設け
られている。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a motor drive circuit 50 according to the second embodiment. The motor drive circuit 50 is provided with an operation determination circuit 52 as determination means.

【0056】図5に示すように、この作動判定回路52
は、ブラシレスモータ12のU、V、Wの各相に対して
設けられた不感帯検出部54A、54B、54Cと判定
部56によって構成されている。なお、不感帯検出部5
4A〜54Cは同一の構成であり、以下では、不感帯検
出部54として説明する。
As shown in FIG. 5, the operation determination circuit 52
Is constituted by dead zone detection units 54A, 54B, 54C provided for the U, V, and W phases of the brushless motor 12 and a determination unit 56. Note that the dead zone detection unit 5
4A to 54C have the same configuration, and will be described below as the dead zone detection unit 54.

【0057】不感帯検出部54は、上限検出用のコンパ
レータ58Aと下限検出用のコンパレータ58Bを備え
ている。コンパレータ58A、58Bの入力端子の一方
には、U、V、Wの各相に誘起される誘起電圧u、v、
wが入力され、コンパレータ58A、58Bの他方の入
力端子には、基準電圧として上限基準電圧Hv又は下限
基準電圧Lvが入力される。
The dead zone detecting section 54 has a comparator 58A for detecting an upper limit and a comparator 58B for detecting a lower limit. One of the input terminals of the comparators 58A and 58B has induced voltages u, v,
w is input, and the upper limit reference voltage Hv or the lower limit reference voltage Lv is input as a reference voltage to the other input terminals of the comparators 58A and 58B.

【0058】また、不感帯検出部54には、3個の抵抗
60、62、64を直列接続して形成され基準電圧生成
回路66が設けられている。この基準電圧生成回路66
は、所定の電圧(例えば電圧VB)が印加されることに
より、抵抗62、64の間に下限基準電圧Lvが発生
し、抵抗60、62の間に上限基準電圧Hvが発生す
る。なお、抵抗62は、可変抵抗となっており、抵抗6
2の抵抗値を変化させることにより、中性点電圧VN
挟んだ上限基準電圧Hv及び下限基準電圧Lv(Hv>
N>Lv)を設定できるようにしている。
The dead zone detecting section 54 is provided with a reference voltage generating circuit 66 formed by connecting three resistors 60, 62 and 64 in series. This reference voltage generation circuit 66
When a predetermined voltage (eg, voltage V B ) is applied, a lower-limit reference voltage Lv is generated between the resistors 62 and 64, and an upper-limit reference voltage Hv is generated between the resistors 60 and 62. The resistor 62 is a variable resistor.
By varying the second resistance value, an upper limit reference voltage Hv and the lower limit reference voltage Lv (Hv across the neutral point voltage V N>
Has been to V N> Lv) be able to set.

【0059】図6(A)に示すように、例えば誘起電圧
uは、ブラシレスモータ12の回転(ローターの回転)
に応じて変化する。このとき、回転数が低いと電圧uも
低くなり(図6(A)に破線で示す)、回転数が高くな
るにしたがって、電圧uも上昇する(図6(A)に実線
で示す)。
As shown in FIG. 6A, for example, the induced voltage u depends on the rotation of the brushless motor 12 (rotation of the rotor).
It changes according to. At this time, when the rotation speed is low, the voltage u also decreases (shown by a broken line in FIG. 6A), and as the rotation speed increases, the voltage u also increases (shown by a solid line in FIG. 6A).

【0060】これにより、不感帯検出部54Aでは、例
えば電圧uが上限基準電圧Hvより低い時及び下限基準
電圧Lvより高い時(Hv>u及びLv<u)には、コ
ンパレータ58A、58Bは、いずれもオフ(出力がL
oレベル)している(図6(A)で二点鎖線で示す)。
Thus, in the dead zone detecting section 54A, for example, when the voltage u is lower than the upper limit reference voltage Hv and higher than the lower limit reference voltage Lv (Hv> u and Lv <u), the comparators 58A and 58B either Also off (output L
o level) (shown by a two-dot chain line in FIG. 6 (A)).

【0061】これに対して、図6(A)に実線で示すよ
うに、電圧uが上限基準電圧Hvを越えたとき(u>H
v)に、コンパレータ58Aの出力がオン(Hiレベ
ル)し、下限基準電圧Lvより下がる(u<Lv)とコ
ンパレータ58Bがオンする。これにより、図6(B)
に示すように、不感帯検出部54(54A)の出力が、
電圧uに応じてオン/オフする。
On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 6A, when the voltage u exceeds the upper limit reference voltage Hv (u> H
In v), the output of the comparator 58A turns on (Hi level), and when the output drops below the lower limit reference voltage Lv (u <Lv), the comparator 58B turns on. As a result, FIG.
As shown in the figure, the output of the dead zone detection unit 54 (54A) is
Turns on / off according to voltage u.

【0062】図5に示すように、コンパレータ58A、
58Bの出力端子は、OR回路68の入力端子にそれぞ
れ接続され、不感帯検出部54A〜54Cに設けている
OR回路68の出力端子が、判定部56を形成するOR
回路70の入力端子に接続されている。
As shown in FIG. 5, comparators 58A,
An output terminal of the OR circuit 68 is connected to an input terminal of the OR circuit 68, and an output terminal of the OR circuit 68 provided in each of the dead zone detection sections 54 </ b> A to 54 </ b> C is connected to an OR
It is connected to the input terminal of the circuit 70.

【0063】これにより、判定部56は、例えばブラシ
レスモータ12の起動時等のように回転数(ローターの
回転速度)が低く誘起される電圧u、v、wの何れもが
上限基準電圧Hv及び下限基準電圧Lvを越えていない
ときには、出力がLoレベル(オフ)となり、電圧u、
v、wの何れかが上限基準電圧Hv又は下限基準電圧L
vを越えることにより出力がHiレベル(オン)とな
る。
Thus, the judging section 56 determines that all of the voltages u, v, w induced at a low rotation speed (rotor rotation speed), such as when the brushless motor 12 is started, are equal to the upper limit reference voltage Hv and the upper limit reference voltage Hv. When the voltage does not exceed the lower limit reference voltage Lv, the output becomes Lo level (off), and the voltage u,
Either v or w is the upper reference voltage Hv or the lower reference voltage L
When the voltage exceeds v, the output becomes Hi level (ON).

【0064】判定部56の出力端子であるOR回路70
の出力端子は、ロジック回路20に換えて設けているロ
ジック回路20Aに接続しており、これにより、作動判
定回路52の判定結果が、判定信号REVとしてロジッ
ク回路20Aに入力される。
OR circuit 70 which is the output terminal of determination section 56
Is connected to a logic circuit 20A provided in place of the logic circuit 20, whereby the determination result of the operation determination circuit 52 is input to the logic circuit 20A as a determination signal REV.

【0065】ロジック回路20Aは、ホール素子14A
〜14Cの位置信号Ha、Hb、Hc及び誘起信号C
a、Cb、Ccに基づいてスイッチング素子16のスイ
ッチングを行うときに、各相に誘起される電圧u、v、
wの全てが上限基準電圧Hv及び下限基準電圧Lvを越
えていなければ、120°通電方式によって通電を行
う。すなわち、電気角が120°の範囲で信号PWM1
を用いたスイッチングを行う。
The logic circuit 20A includes a Hall element 14A
~ 14C position signals Ha, Hb, Hc and induced signal C
When switching of the switching element 16 is performed based on a, Cb, Cc, voltages u, v,
If all of w do not exceed the upper limit reference voltage Hv and the lower limit reference voltage Lv, energization is performed by the 120 ° energization method. That is, when the electrical angle is in the range of 120 °, the signal PWM 1
The switching using is performed.

【0066】また、ロジック回路20Aは、誘起される
電圧u、v、wの何れかが上限基準電圧Hv及び下限基
準電圧Lvを越えると、信号PWM2を用いたスイッチ
ングを加える。これにより、ブラシレスモータ12に印
加される電圧が正弦波に近づけられる。
[0066] Further, the logic circuit 20A, a voltage is induced u, v, when one of w exceeds the upper limit reference voltage Hv and lower limit reference voltages Lv, adding switching using signal PWM 2. As a result, the voltage applied to the brushless motor 12 approaches a sine wave.

【0067】すなわち、ロジック回路20Aは、数2に
示す論理式(7)〜(12)に基づいてスイッチング信
号UH、UL、VH、VL、WH、WLを出力する。
That is, the logic circuit 20A outputs the switching signals U H , UL , V H , V L , W H , and W L based on the logical expressions (7) to (12) shown in Expression 2.

【0068】[0068]

【数2】 (Equation 2)

【0069】このように構成されたモータ駆動回路50
では、ブラシレスモータ12の回転駆動が指示される
と、ロジック回路20Aが、ホール素子14A〜14C
より入力される位置信号Ha、Hb、Hc、誘起電圧検
出回路28A〜28Cより入力される誘起信号Ca、C
b、Cc及び作動判定回路52より入力される判定信号
REVに基づいてスイッチング素子16を駆動する。
The motor driving circuit 50 thus configured
Then, when the rotation drive of the brushless motor 12 is instructed, the logic circuit 20A causes the Hall elements 14A to 14C
Position signals Ha, Hb, Hc input from the control unit and induced signals Ca, C input from the induced voltage detection circuits 28A to 28C.
The switching element 16 is driven based on b, Cc, and the determination signal REV input from the operation determination circuit 52.

【0070】ここで、モータ駆動回路50では、ブラシ
レスモータ12の回転駆動を開始するときに、発振回路
26の発振周波数を徐々に上昇させることにより、ブラ
シレスモータ12の回転数を高くする。
Here, in the motor driving circuit 50, when the rotation driving of the brushless motor 12 is started, the rotation frequency of the brushless motor 12 is increased by gradually increasing the oscillation frequency of the oscillation circuit 26.

【0071】一方、ブラシレスモータ12は、回転開始
時(起動時)の回転数が低いために、回転開始時にU、
V、Wの各相に誘起される電圧u、v、wが低くなって
いる。
On the other hand, since the rotation speed of the brushless motor 12 at the start of rotation (at the time of starting) is low, U,
Voltages u, v, and w induced in each of the V and W phases are low.

【0072】作動判定回路52は、各相毎に設けている
不感帯検出部54によって各相に誘起される電圧u、
v、wが上限基準電圧Hv及び下限基準電圧Lvのそれ
ぞれを越えているか否かを判定する。このとき、各相に
誘起される電圧u、v、wが上限基準電圧Hv及び下限
基準電圧Lvを越えていないときには、作動判定回路5
4から出力する信号REVがLoレベル(オフ)となっ
ている。
The operation judging circuit 52 generates a voltage u induced in each phase by a dead zone detecting section 54 provided for each phase,
It is determined whether or not v and w exceed the upper reference voltage Hv and the lower reference voltage Lv, respectively. At this time, if the voltages u, v, w induced in each phase do not exceed the upper reference voltage Hv and the lower reference voltage Lv, the operation determination circuit 5
4 is at the Lo level (off).

【0073】これにより、ロジック回路20Aは、作動
判定回路52の出力がオフとなっていると、電気角が1
20°の範囲での信号PWM1を用いたスイッチングの
みを行う。
Thus, when the output of the operation determining circuit 52 is turned off, the logic circuit 20A sets the electrical angle to 1
Only the switching using the signal PWM 1 in the range of 20 ° is performed.

【0074】ブラシレスモータ12の回転数が低いと、
ブラシレスモータ12のローターの回転位置の検出のた
めに設けている誘起電圧検出回路28では、コンパレー
タ30に入力される電圧u、v、wが低く変化が不明瞭
となっている。したがって、誘起電圧検出回路28から
出力される誘起信号Ca、Cb、Ccも不安定となって
いる恐れがある。
When the rotation speed of the brushless motor 12 is low,
In the induced voltage detection circuit 28 provided for detecting the rotation position of the rotor of the brushless motor 12, the voltages u, v, w input to the comparator 30 are low and the change is unclear. Therefore, the induced signals Ca, Cb, and Cc output from the induced voltage detection circuit 28 may be unstable.

【0075】ここから、ロジック回路20Aは、作動判
定回路52の信号REVから、誘起信号Ca、Cb、C
cが不安定な状態か否かを判定し、誘起信号Ca、C
b、Ccが不安定な状態と判断されているときには、誘
起信号Ca、Cb、Ccを用いずに、ホール素子14A
〜14Cによる位置信号Ha、Hb、Hcのみを用いた
スイッチングを行う。
From this, the logic circuit 20A calculates the induced signals Ca, Cb, C from the signal REV of the operation determination circuit 52.
c is determined to be in an unstable state, and induced signals Ca, C
When it is determined that b and Cc are unstable, the Hall elements 14A are used without using the induced signals Ca, Cb and Cc.
Switching using only the position signals Ha, Hb, and Hc by .about.14C is performed.

【0076】これにより、モータ駆動回路50では、ブ
ラシレスモータ12を120°通電方式で駆動するよう
に、インバータ回路18の各スイッチング素子16をス
イッチングし、インバータ回路18の各スイッチング素
子16のスイッチングのタイミングにずれが生じるのを
確実に防止するようにしている。
Thus, in the motor drive circuit 50, the switching elements 16 of the inverter circuit 18 are switched so that the brushless motor 12 is driven by the 120 ° conduction method, and the switching timing of the switching elements 16 of the inverter circuit 18 is switched. In this way, it is possible to reliably prevent the deviation from occurring.

【0077】このようにして120°通電方式によりブ
ラシレスモータ12の駆動を開始した後、ブラシレスモ
ータ12の回転数が上昇することにより、誘起される電
圧u、v、wが高くなると、作動判定回路52の判定信
号REVがHiレベル(オン)となり、ロジック回路2
0Aは、信号PWM1を用いたスイッチングに加えて、
信号PWM2を用いたスイッチングを開始する。
After the driving of the brushless motor 12 is started by the 120 ° conduction method in this way, if the induced voltages u, v, w increase due to the increase in the rotation speed of the brushless motor 12, the operation determination circuit 52 becomes Hi level (ON), and the logic circuit 2
0A, in addition to switching using signals PWM 1,
Switching using the signal PWM 2 is started.

【0078】これにより、ブラシレスモータ12の各相
間に印加される電圧波形が正弦波に近づけられ、ブラシ
レスモータ12が安定して回転駆動する。
As a result, the voltage waveform applied between the phases of the brushless motor 12 approaches a sine wave, and the brushless motor 12 is driven to rotate stably.

【0079】このように、モータ駆動回路50Aでは、
ブラシレスモータ12の回転開始時などのように、回転
数が低く、各相に誘起される電圧u、v、wが所定の電
圧(上限基準電圧Hv及び下限基準電圧Lv)を越えて
いない範囲を不感帯として、誘起される電圧u、v、w
がこの不感帯内にあるときには、誘起される電圧u、
v、wを用いた位置検出を行わないようにすることによ
り、スイッチング素子16をスイッチングするタイミン
グにずれが生じることにり、ブラシレスモータ12の回
転が不安定となるなどの問題を生じさせることがないよ
うにし、ブラシレスモータ12を低回転状態から定格回
転状態まで安定して駆動することができる。
As described above, in the motor drive circuit 50A,
As in the case of starting the rotation of the brushless motor 12, for example, the range in which the number of rotations is low and the voltages u, v, w induced in each phase do not exceed predetermined voltages (upper reference voltage Hv and lower reference voltage Lv). As the dead zone, the induced voltages u, v, w
Is within this dead zone, the induced voltage u,
By not performing the position detection using v and w, the timing of switching the switching element 16 is shifted, thereby causing problems such as unstable rotation of the brushless motor 12. Thus, the brushless motor 12 can be driven stably from the low rotation state to the rated rotation state.

【0080】また、モータ駆動回路50では、作動判定
回路52の出力信号REVが、回転数の上昇(誘起され
る電圧u、v、wの上昇)に伴ってオン時間が徐々に広
がることから、信号PWM2によるスイッチングする時
間を徐々に広げることができるので、ブラシレスモータ
12の回転数の上昇に応じてトルク変化を抑えることが
できる。
Also, in the motor drive circuit 50, the output signal REV of the operation determination circuit 52 gradually increases the on-time as the rotational speed increases (the induced voltages u, v, w increase). Since the switching time by the signal PWM 2 can be gradually increased, the torque change can be suppressed in accordance with an increase in the rotation speed of the brushless motor 12.

【0081】なお、以上説明した本実施の形態は、本発
明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形
態では、120°通電方式によるスイッチングの前後
に、連続して、120°通電時よりも低い電圧がブラシ
レスモータ12の各相に印加されるように、スイッチン
グするものであれば任意の構成を適用することができ
る。
The above-described embodiment does not limit the configuration of the present invention. For example, in the present embodiment, if switching is performed so that a voltage lower than that at the time of 120 ° conduction is continuously applied to each phase of the brushless motor 12 before and after switching by the 120 ° conduction method. Any configuration can be applied.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
相の線間に印加する電圧を正弦波に近づけることができ
るので、ブラシレスモータのトルク変動を抑えることが
でき、トルク変動によって生じる振動の低減を図ること
ができる。また、ブラシレスモータを駆動する電源の電
圧が同じ場合、従来の120°通電方式に比較して、ブ
ラシレスモータに印加する実効電圧を高くすることがで
きるため、ブラシレスモータの出力を増大させることが
できる。
As described above, according to the present invention, the voltage applied between the lines of each phase can be approximated to a sine wave, so that the torque fluctuation of the brushless motor can be suppressed and the torque fluctuation caused by the torque fluctuation can be suppressed. Vibration can be reduced. Further, when the voltage of the power supply for driving the brushless motor is the same, the effective voltage applied to the brushless motor can be increased as compared with the conventional 120 ° conduction method, so that the output of the brushless motor can be increased. .

【0083】さらに、本発明は、回転子の回転位置を検
出するための部品を増やすことなく、低コストでブラシ
レスモータのトルク変動を抑えることができると言う優
れた効果がを有する。
Further, the present invention has an excellent effect that the torque fluctuation of the brushless motor can be suppressed at low cost without increasing the number of components for detecting the rotational position of the rotor.

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

【図1】第1の実施の形態に適用したモータ駆動回路の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor drive circuit applied to a first embodiment.

【図2】(A)から(C)はそれぞれホール素子の位置
信号の概略を示す線図、(D)〜(F)はそれぞれ各相
に誘起される電圧に基づいた誘起信号の概略を示す線
図、(G)〜(L)は、スイッチング信号の概略を示す
線図である。
FIGS. 2A to 2C are diagrams schematically illustrating position signals of a Hall element, respectively, and FIGS. 2D to 2F are schematic diagrams of induced signals based on voltages induced in respective phases. The diagrams (G) to (L) are diagrams schematically illustrating switching signals.

【図3】(A)〜(C)は各相に印加される電圧の概略
を示す線図、(D)〜(F)は各相間に印加される電圧
の概略を示す線図である。
FIGS. 3A to 3C are diagrams schematically illustrating voltages applied to respective phases, and FIGS. 3D to 3F are diagrams schematically illustrating voltages applied between respective phases.

【図4】第2の実施の形態に適用したモータ駆動回路の
概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a motor drive circuit applied to a second embodiment.

【図5】第2の実施の形態のモータ駆動回路に設けてい
る作動判定回路の一例を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an operation determination circuit provided in a motor drive circuit according to a second embodiment.

【図6】(A)ブラシレスモータの各相に誘起される電
圧の概略を示す線図、(B)は図6(A)の線図に基づ
いた不感帯検出部の出力の概略を示す線図である。
6A is a diagram schematically showing a voltage induced in each phase of the brushless motor, and FIG. 6B is a diagram schematically showing an output of a dead zone detection unit based on the diagram of FIG. 6A; It is.

【図7】(A)乃至(C)は、従来の120°通電方式
におけるU、V、Wの各相に印加する電圧変化の概略を
示す線図であり、(D)は線間に印加される電圧の一例
を示す線図である。
FIGS. 7A to 7C are diagrams schematically showing voltage changes applied to U, V, and W phases in a conventional 120 ° conduction system, and FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a voltage to be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、50 モータ駆動回路 12 ブラシレスモータ 14A〜14C ホール素子(位置検出手段、第1の
位置検出手段) 16(16UH、16UL、16VH、16VL、16
H、16WL)スイッチング素子 18 インバータ回路 20、20A ロジック回路(設定手段、駆動制御手
段) 28 誘起電圧検出回路(位置検出手段、第2の位置
検出手段) 40 直流電源 52 作動判定回路(判定手段)
10,50 motor driving circuit 12 brushless motor 14A~14C Hall element (position detecting means, the first position detection means) 16 (16U H, 16U L , 16V H, 16V L, 16
W H , 16 W L ) Switching element 18 Inverter circuit 20, 20A Logic circuit (setting means, drive control means) 28 Induced voltage detection circuit (position detection means, second position detection means) 40 DC power supply 52 Operation determination circuit (determination) means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数相の固定子巻線のそれぞれに電圧を
印加することにより回転磁界を形成して回転子を回転さ
せることにより直流ブラシレスモータを回転駆動するモ
ータ駆動回路であって、 ブリッジ接続されたスイッチング素子の駆動によって前
記固定子巻線に電圧を印加するインバータ回路と、 前記回転子の回転位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記スイッチン
グ素子を電気角が120°の範囲でスイッチングする第
1の領域及び第1の領域に連続して所定の電気角の範囲
でスイッチング素子をスイッチングする第2の領域を設
定し、前記第2の領域で前記スイッチング素子をスイッ
チングするときのオン時間を前記第1の領域でスイッチ
ングするときのオン時間よりも短くして第1及び第2の
領域のそれぞれでスイッチング素子を駆動する駆動制御
手段と、 を含むことを特徴とするモータ駆動回路。
1. A motor drive circuit for rotating a DC brushless motor by applying a voltage to each of a plurality of stator windings to form a rotating magnetic field and rotating the rotor, comprising a bridge connection. An inverter circuit that applies a voltage to the stator winding by driving the switching element, a position detection unit that detects a rotational position of the rotor, and an electric circuit that electrically connects the switching element based on a detection result of the position detection unit. A first region in which the angle is switched in a range of 120 ° and a second region in which the switching element is switched in a range of a predetermined electrical angle continuously from the first region is set, and the switching is performed in the second region. The on-time for switching the element is shorter than the on-time for switching in the first region, and the first and second regions are switched. A motor drive circuit which comprises a driving control means for driving the switching elements in each of.
【請求項2】 前記位置検出手段が、前記直流ブラシレ
スモータに所定の位相角で設けている3個のホール素子
を用いた第1の位置検出手段と、 前記回転子の回転によって前記複数相の固定子巻線のそ
れぞれに誘起される電圧から回転子の位置を検出する第
2の位置検出手段と、 を含むことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回
路。
2. The method according to claim 1, wherein the position detecting means comprises: first position detecting means using three Hall elements provided at a predetermined phase angle in the DC brushless motor; 2. The motor drive circuit according to claim 1, further comprising: second position detection means for detecting a position of the rotor from a voltage induced in each of the stator windings. 3.
【請求項3】 前記複数相の固定子巻線に誘起される電
圧が所定値を越えているか否かを判定する判定手段と、 前記判定手段によって前記複数相の固定子巻線に誘起す
る電圧が所定の範囲内であると判定されたときに、前記
電気角が120°の範囲で前記スイッチング素子をスイ
ッチングすることを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載のモータ駆動回路。
3. A determining means for determining whether or not a voltage induced in the plural-phase stator windings exceeds a predetermined value; and a voltage induced in the plural-phase stator windings by the determining means. 3. The motor drive circuit according to claim 1, wherein when it is determined that is within a predetermined range, the electric element switches the switching element within a range of 120 °. 4.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009089567A (en) * 2007-10-03 2009-04-23 Beans You Inc Motor device
JP2009165298A (en) * 2008-01-09 2009-07-23 Denso Corp Controller for multi-phase rotating machine

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