JP2002084779A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置個数を増しても多数の割込みを使用する
ことのないブラシレスモータの駆動装置を提供する。 【解決手段】 ブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃの位
置検出時間間隔が算出されている場合、制御回路２は、
この検出時間間隔を用いて通電切替タイミング及び開始
タイミングを算出して、順次ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６
ｗ，１０ｗ，１０ｖに対してスイッチングを行うことに
より転流を繰り返した後、ブラシレスモータ１ａのロー
タの位置検出を行うための割込みを行う。順次割込みを
行っているので、ブラシレスモータ１ａを駆動する制御
回路２内のタイマとして１ｃｈのみの割込みを使用する
だけですむことから、３つのブラシレスモータ１ａ，１
ｂ，１ｃを駆動制御するためには、３ｃｈのタイマを使
用することで実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎ相の巻線を有す
るステータ及び永久磁石からなるロータとを有するファ
ン用のブラシレスモータの誘起電圧に基づいて転流動作
を行うブラシレスモータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷蔵庫などに用いられるファンモータ
は、冷蔵庫中において負荷がほぼ一定条件で回転し、略
一定速度で運転されるものが一般的であり、インバータ
回路により駆動するブラシレスモータが使用されてい
る。このブラシレスモータを駆動するための駆動装置
は、ロータの回転位置を検出する必要がある。

【０００３】３相のブラシレスモータの駆動装置は、セ
ンサレスのタイプにおいては、ロータの回転位置を検出
するため、コンパレータ等の比較回路を用いて３相巻線
の各相の誘起電圧と基準電圧とを比較して両者の一致す
るタイミングを検出し、この信号の電気角６０°毎に各
相から順次入力されるゼロクロス点の時間間隔を元に次
の通電切替タイミングを決定し、転流動作を行ってい
る。

【０００４】図３は、従来例であるところの３相のブラ
シレスモータの駆動装置が進み角を０°としている場合
において、電気角３０°のオーバーラップ通電を行うタ
イミングチャートを示している。この例は、マイクロコ
ンピュータ等で構成される駆動装置内部が１つのファン
モータに対して３ｃｈ（チャンネル）の割込みを独立に
処理できるように構成されており、位置検出割込みに伴
う位置検出信号が入力されることにより、各種割込みを
行う時間を決定している。

【０００５】すなわち、過去にブラシレスモータのロー
タの回転した電気角６０°に到達した時間間隔（図３，
で示す電気角の時間）を検出すると、駆動装置は、ブ
ラシレスモータのステータに対するロータの位置確認を
行い、転流割込みをする際の３０°の通電切替タイミン
グ（電気角３０°の時間）に対して（電気角６０°に到
達した時間間隔）÷２の計算を行って代入することによ
り１ｃｈのタイマに設定する（図３，で示す電気角の
時間）。また同時に、駆動装置に対する位置検出信号の
入力を許可する時間を（電気角３０°の時間）÷２＋
（電気角３０°の時間）の計算を行い２ｃｈのタイマに
設定する（図３，で示す電気角の時間）。また同時に
オーバーラップ通電を開始する。その後、１ｃｈのタイ
マで計算された時間が経過するとそのタイマ割込みによ
り、駆動装置は、通電する相の切替を行うことになる。
その後、２ｃｈのタイマで計算された時間が経過すると
そのタイマ割込みにより、駆動装置は位置検出割込みの
許可を行う。その後、電気角１２０°において位置検出
信号を入力する（図３，で示す電気角の時間）ことに
より、駆動装置は、再度ブラシレスモータのステータに
対するロータの位置検出を行い、位置検出割込みの許可
を禁止し、次の電気角６０°間の処理を順次繰り返し行
うことによりブラシレスモータを駆動するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構成においては次のような問題があった。すな
わち上記構成のものでは、ファンモータを１つ回転制御
するために使用する駆動装置の構成として転流割込みに
使用するタイマを１ｃｈ、位置検出開始割込みに使用す
るタイマを１ｃｈ、次回の位置検出割込み処理に対して
１ｃｈをそれぞれ占有するため、駆動装置は、ファンモ
ータ１つに対して合計３ｃｈの割込みに対応する処理を
こなす必要がある。特に冷蔵庫内部に設置されるファン
モータを制御する際には、駆動装置は、２０００ｒｐｍ
程度で高速に制御する必要を生じると共に、冷凍室用の
ファンモータ，冷蔵室用のファンモータ，及びコンプレ
ッサ冷却用のファンモータの合計３個分のファンモータ
を制御するため、（３個×３ｃｈ）＝９つの割込みを処
理できる必要を生じ、これにより駆動装置のコストが上
昇してしまうという問題を生じる。

【０００７】また、特に冷蔵庫内のファンモータを駆動
する装置としての用途で用いる場合に、現行で標準品と
して用いられている４極モータではコギング等に起因し
た騒音が大きいため、その騒音低減を目的に６極以上の
ブラシレスモータを使用する。その場合、極数が増せば
電気角に対する機械角の割合が小さくなり、同一回転数
でモータを回転した場合に極数が多いほど駆動装置内部
で行う処理をすばやく行う必要性を生じる。すなわちそ
のような状況下においても処理可能な駆動装置を構成す
る必要があり、前述と同様にコストが上昇してしまうと
いう問題を生じる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ファンモータの設置個数やその極数を
増しても独立に動作する割込みの多数のｃｈ（チャンネ
ル）を使用する必要をなくすと共に、ファンモータの騒
音を抑え、安定して動作させることのできる安価なブラ
シレスモータの駆動装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置は、Ｎ
相（Ｎは２以上の整数）の巻線を有するステータ及び永
久磁石からなるロータとを有するファン用のブラシレス
モータを複数駆動制御するブラシレスモータの駆動装置
において、前記複数のブラシレスモータのそれぞれに対
して、前記Ｎ相の巻線に通電するためのインバータ回路
と、このインバータ回路に直流電圧を印加する電源回路
と、前記電源回路の直流電圧から基準電圧を生成する基
準電圧生成手段と、この基準電圧生成手段の基準電圧と
前記Ｎ相の巻線の誘起電圧とを比較した結果を出力する
比較手段とを設けると共に、前記比較手段の比較出力に
基づいて誘起電圧のゼロクロス点を複数個毎に検出する
ように位置検出割込みを行うと共に、次回の位置検出割
込みを開始するまでの間の前記Ｎ相の巻線への通電切替
タイミングを決定して順次割込みを行うことにより転流
動作を行う制御手段とを備えたことに特徴を有する。

【００１０】このような構成によれば、次のように作用
する。インバータ回路により所定の通電パターンに従っ
てファン用のブラシレスモータの各相の巻線に２相通電
すると、通電されていない巻線の端子には誘起電圧が発
生する。比較手段は、その誘起電圧と電源回路を介して
基準電圧生成手段で生成された基準電圧とを比較する。
制御手段は、その比較出力における誘起電圧のゼロクロ
ス点を割込み処理の負担を軽減するように複数個毎に検
出し、次回の位置検出割込みを開始するまでの間の通電
切替タイミングを決定して転流動作を行うことになる。
例えば３相の巻線の誘起電圧のゼロクロス点は電気角６
０°毎に検出されるが、制御手段は、複数回（例えば２
回であれば電気角１２０°）毎に検出する。すなわち本
駆動装置によれば、制御手段が処理する多数の割込み処
理の競合する確率を低下させ、インバータ回路を駆動す
る際に制御手段の割込み処理に要する負担を軽減させる
ことができる。したがって、特に負荷変動が少なく一定
の回転数を保つ頻度の高いファン用のブラシレスモータ
を駆動するときは、複数のブラシレスモータや極数の多
いブラシレスモータを同時に駆動させることができる。

【００１１】また、制御手段を、ブラシレスモータの始
動時には、前記誘起電圧のゼロクロス点を毎回検出する
ように位置検出割込みを行うようにすることが望ましい
（請求項２）。

【００１２】このような構成によれば、ブラシレスモー
タの始動時の比較的低回転数においては、比較的間隔の
長い誘起電圧のゼロクロス点を毎回検出するため、割込
みによる制御手段の負担を大きくすることなく、始動時
の位置検出精度を向上することができる。

【００１３】そして、制御手段を、前記位置検出割込み
の開始タイミングを通電切替タイミングから一定時間後
に設定するように構成することが望ましい（請求項
３）。

【００１４】このような構成によれば、制御手段は位置
検出割込みの開始タイミングを計算により求める処理を
行う必要がないため、制御手段が処理する割込み処理に
要する負担を軽減させることができ、複数のファン用の
ブラシレスモータを同時回転制御する際に、特に割込み
優先順位の低いファン用のブラシレスモータの位置検出
割込みの開始タイミングが位置検出のタイミングに対し
て遅れることを防ぐことができ、また、より高速に制御
することが可能である。

【００１５】さらに、制御手段を、誘起電圧のゼロクロ
ス点の複数回毎の検出時間間隔を平均した値に基づいて
位置検出割込みの開始タイミング及び通電切替タイミン
グを設定するように構成することが望ましい（請求項
４）。

【００１６】このような構成によれば、ロータの位置検
出時において、誘起電圧のゼロクロス点の本来検出され
るべき時間からのノイズ等による突発的な誤差を生じた
場合に、その誤差を吸収するように検出時間間隔を算出
することができ、位置検出割込みの開始タイミング及び
通電切替タイミングを精度良く設定することができる。

【００１７】さらには制御手段を、ブラシレスモータに
対して、オーバーラップ通電を行うことにより駆動制御
するように構成することも可能である（請求項５）。

【００１８】このような構成によれば、各相に対して除
々に通電切替がなされるので、冷蔵庫内のファン用のブ
ラシレスモータにより引き起こされる騒音を低減するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形
態の電気的構成を示すものである。本実施形態において
は、冷凍室用のファンモータであるブラシレスモータ１
ａ，冷蔵室用のファンモータであるブラシレスモータ１
ｂ，及びコンプレッサ冷却用のファンモータであるブラ
シレスモータ１ｃを回転する駆動装置について示し、こ
れらブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃは、夫々U相，
Ｖ相，Ｗ相のセンサレスのブラシレスモータの構造とな
っている。図１に示したブラシレスモータの駆動装置
は、図示しない電源回路，制御手段としての制御回路
２，ドライブ回路３ａ，３ｂ，３ｃ，インバータ回路４
ａ，４ｂ，４ｃ，基準電圧生成手段としての分圧回路５
ａ，５ｂ，５ｃ，比較手段としての比較回路６ａ，６
ｂ，６ｃを主体として構成されている。

【００２０】尚、ブラシレスモータ１ａ，１ｂ，１ｃの
駆動装置を構成する制御回路２以外の構成は略同一のた
め、一つのブラシレスモータ１ａに対する駆動装置の構
成について示し、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃの駆動装
置を構成する回路の同一部分に付いては同一符号に異な
る添え字を用いて同一図面に示し、その構成作用説明を
省略する。異なる部分に付いてはその都度記述する。

【００２１】この図１のブラシレスモータ１ａを駆動す
る部位において、電源回路は、図示しない整流回路等に
より構成され、約１５［Ｖ］の直流電圧Ｖdcを生成し、
ドライブ回路３ａ，インバータ回路４ａ，および分圧回
路５ａに直流電圧を供給するようになっている。また、
電源回路は、約５［Ｖ］の直流電圧Ｖccをも生成し、制
御回路２，ドライブ回路３ａ及び比較回路６ａに直流電
圧Ｖccを供給するようになっている。尚、コンデンサ７
ａ，７ｂは、直流電圧Ｖdcが与えられる電源線８とＧＮ
Ｄとの間に接続されている。

【００２２】制御回路２は、マイクロコンピュータ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ等より構成され、図示しない独立に動作す
るタイマを３ｃｈとＰＷＭ周波数生成回路とを備えてい
る。ＰＷＭ周波数生成回路は、ブラシレスモータ１ａ，
１ｂ，１ｃに対して夫々１つずつ構成されており、ＰＷ
Ｍデューティを変更することで後述するようにブラシレ
スモータ１ａ，１ｂ，１ｃの回転数を制御できるように
構成されている。また、ブラシレスモータ１ａに対する
制御端子として６つの出力端子と１つの入力端子を備え
ている。尚、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃに対する制御
端子としても、同様に夫々６つの出力端子と１つの入力
端子を備えている。

【００２３】ブラシレスモータ１ａを駆動するための制
御回路２の３つの出力端子は、それぞれ抵抗９ｕ，９
ｖ，９ｗを介してインバータ回路４ａの各ＭＯＳＦＥＴ
１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの各ゲート端子に夫々接続され
ている。また、その各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１
０ｗの各ゲート端子は、抵抗１１ｕ，１１ｖ，１１ｗを
介して全て抵抗１２の一端に接続されている。尚、抵抗
１２の他端は、ＧＮＤに接続されている。また、ブラシ
レスモータ１ａを駆動するための制御回路２の別の３つ
の出力端子は、夫々抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介し
て、ドライブ回路３ａを構成するＮＰＮ型トランジスタ
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのエミッタ端子に夫々接続され
ている。各ＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４
ｗのコレクタ端子は、抵抗１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの一
端に夫々接続されると共に、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥ
Ｔ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート端子に夫々接続され
ている。抵抗１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの他端は、直流電
圧Ｖdcが与えられる電源線８に全て接続されている。Ｎ
ＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗのベース端
子は、直流電圧Ｖccに接続されている。

【００２４】インバータ回路４ａは、電源線８及び抵抗
１２の間において、上流側にＰチャネル型のＭＯＳＦＥ
Ｔ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ、及び下流側にＮチャネル型
のＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを配設し、これ
らの夫々に並列に還流ダイオード１７〜２２を接続した
上で３相ブリッジ接続して構成されている。また、分圧
回路５ａは、電源線８及び抵抗１２の間に抵抗２３，２
４を直列接続して構成され、抵抗２３と抵抗２４との共
通接続点に抵抗１２と共にＶdc／２なる電圧値を有する
基準電圧Ｖｍを生成するようになっている。

【００２５】尚、抵抗１２は、ドライブ回路３ａ，分圧
回路５ａ，インバータ回路４ａ及びブラシレスモータ１
ａを介して流れる電流を制限すると共に、ドライブ回路
３ａ及び分圧回路５ａの調整用の抵抗として機能するよ
うに構成されている。

【００２６】回転駆動される３相のブラシレスモータ１
ａは、３相スター結線された巻線２５ｕ，２５ｖ，２５
ｗが巻かれたステータ（図示せず）と、永久磁石が配設
されたロータ（図示せず）とから構成されている。巻線
２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの各端子は、インバータ回路４
ａの各相の出力端子２６ｕ，２６ｖ，２６ｗにそれぞれ
接続されている。

【００２７】インバータ回路４ａから出力された駆動回
路の出力端子２６ｕ，２６ｖ，２６ｗは、同一の抵抗値
を有する抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの一端に接続され
ている。それらの抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗの他端
は、直列に抵抗２８の一端に接続され、その他端は、コ
ンデンサ２９を介してＧＮＤに接続されると共に、コン
パレータ３０の非反転入力端子に接続されている。これ
により、各相で発生した誘起電圧が加算された後、適宜
降圧されるようになっている。また、巻線２５ｕ，２５
ｖ，２５ｗにおいて発生した急峻な誘起電圧の変化をな
まらせるように構成されている。コンパレータ３０の反
転入力端子は、分圧回路５ａにおける抵抗２３と抵抗２
４との共通接続点に接続されると共に、コンデンサ３１
を介してＧＮＤに接続されている。コンデンサ３１は、
コンパレータ３０に対して入力される電圧の突発的な変
化による破壊から守るために設けられている。尚、比較
回路６ａは、抵抗２７ｕ，２７ｖ，２７ｗ、抵抗２８、
コンデンサ２９、コンパレータ３０及びコンデンサ３１
により構成されている。

【００２８】また、コンパレータ３０の出力端子は、直
流電圧Ｖccに対して並列に接続されたプルアップ抵抗３
２を介して制御回路２の入力端子に接続されている。コ
ンパレータ３０の電源入力端子は、直流電圧Ｖccに接続
され、ＧＮＤ端子はＧＮＤに接続されており、電源回路
が作動すると、コンパレータ３０も働くように構成され
ている。

【００２９】尚、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃを夫々駆
動するドライブ回路３ｂ，３ｃ、分圧回路５ｂ，５ｃ、
インバータ回路４ｂ，４ｃ、ブラシレスモータ１ｂ，１
ｃおよび比較回路６ｂ，６ｃの構成は、ブラシレスモー
タ１ａを駆動する構成と同一であるので、その説明を省
略し、また、各構成回路に対する直流電圧Ｖcc，Ｖdc及
びＧＮＤへの接続は図面から省略して示している。

【００３０】次に、本実施形態の作用について図２も参
照して説明する。図２は、本実施形態のタイミングチャ
ートを示している。本タイミングチャートでは、進み角
制御を行わない方式を用いており、すなわち進み角はこ
の場合０°で、３０°の区間オーバーラップ通電を行う
方式の例を示している。駆動装置がブラシレスモータを
駆動している場合に図２のＡのタイミングにおいて、ロ
ータの位置検出を行っているものとする。

【００３１】尚、説明の簡略化のため、インバータ回路
４ａを構成する各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６
ｗ，１０ｕ，１０ｖ，１０ｗがターンオンする場合とタ
ーンオフする場合とをまず説明し、その後、ブラシレス
モータ１ａの位置検出をタイミングチャートに沿って説
明する。

【００３２】インバータ回路４ａのＰチャネル型のＭＯ
ＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの動作について説明す
る。制御回路２が、出力端子から直流電圧Ｖccの電圧
を、抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して出力する場
合、ＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗはベ
ース電流が流れないためターンオフし、抵抗１５ｕ，１
５ｖ，１５ｗに電流を流すことはなく、Ｐチャネル型の
各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート電圧は
略Ｖdcとなる。すなわち、この場合には各ＭＯＳＦＥＴ
１６ｕ，１６ｖ，１６ｗはターンオフする。

【００３３】また、制御回路２は、その出力端子からＧ
ＮＤ電圧を、抵抗１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して出力
するとＮＰＮ型トランジスタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは
ベース電流が流れることによりターンオンし、各ＭＯＳ
ＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗのゲート電圧は略ＧＮＤ
電圧に一致する。すなわち、この場合には各ＭＯＳＦＥ
Ｔ１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、ターンオンする。

【００３４】また、インバータ回路４ａのＮチャネル型
ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの動作について説
明する。制御回路２は、出力端子から直流電圧Ｖccの電
圧を、抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗを介して出力する場合、Ｎ
チャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの
ゲート電圧は、直流電圧Ｖccを抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗと
抵抗１１ｕ，１１ｖ，１１ｗと抵抗１２とで分圧された
電圧となる。この分圧された電圧により、Ｎチャネル型
の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗはターンオン
するようになっている。

【００３５】また、制御回路２は、出力端子からＧＮＤ
電圧を、抵抗９ｕ，９ｖ，９ｗを介して出力する場合、
Ｎチャネル型の各ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ
のゲート電圧は略ＧＮＤ電圧に一致する。すなわち、各
ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗはターンオフす
る。すなわち、上流側のＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１６ｖ，
１６ｗはＬｏアクティブ、下流側のＭＯＳＦＥＴ１０
ｕ，１０ｖ，１０ｗはＨｉアクティブで駆動する回路構
成となっている。

【００３６】すなわち、制御回路２は、６つの出力端子
にＰＷＭ信号を出力することによってＭＯＳＦＥＴ１６
ｕ，１６ｖ，１６ｗ，１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、ター
ンオンとターンオフとを繰り返され、ＰＷＭ制御される
こととなる。前述したように制御回路２内に形成された
図示しないＰＷＭ周波数生成回路は、ＰＷＭデューティ
を変化してドライブ回路３ａ，インバータ回路４ａを介
してブラシレスモータ１ａの巻線２５ｕ，２５ｖ，２５
ｗに通電する電流を変化させ、ブラシレスモータ１ａの
ロータの回転数を制御するようになっている。

【００３７】この時、巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、
誘起電圧を発生し、比較回路６ａは、各相で発生した誘
起電圧を加算した後適宜降圧して、基準電圧Ｖmと比較
して制御回路２の入力端子に出力する。これが後述する
位置信号となる。

【００３８】次に、図２に示すタイミングチャートを用
いて実際の駆動装置の動作について説明する。尚、図２
のタイミングチャートは、ブラシレスモータ１ａを駆動
する場合の概略的な波形図を示しており、実際に駆動さ
れるＰＷＭ波形を省略して示している。図２（ａ）〜
（ｃ）は、ブラシレスモータ１ａの巻線２５ｕ，２５
ｖ，２５ｗの夫々の端子電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの時間に伴
う変化を示している。また、図２（ｄ）〜（ｉ）は、制
御回路からの出力信号に基づくＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１
０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗの状態を夫々示
しており、「オン」のときにＰＷＭ駆動されていること
を示している（このときを以下、「オン状態」という。
逆に「オフ」のときはＰＷＭ駆動されていない。この場
合「オフ状態」という）。尚、オン状態においては、制
御回路２内のＰＷＭ周波数生成回路は、各ＭＯＳＦＥＴ
１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗを駆
動するＰＷＭ信号を、同期するように生成している。ま
た図２（ｊ）は、制御回路２の入力端子に入力する位置
信号を示している。尚、本実施形態における３０°の区
間オーバーラップ通電とは、例えば図２（ｄ）及び図２
（ｆ）に示されるＭＯＳＦＥＴ１６ｕ及びＭＯＳＦＥＴ
１６ｖのオン状態の区間が３０°重なっている通電方式
のことを示しており、この３０°の区間において巻線２
５ｕ，２５ｖから巻線２５ｗに対して通電していること
を示している（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の相互についても同
様）。

【００３９】まず、ブラシレスモータ１ａの起動を行う
際には、停止時において各巻線２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ
は誘起電圧を発生していないため、図２（ｊ）の位置信
号波形は現れない。制御回路２は、ブラシレスモータ１
ａのロータが電気角のどの位置にあるか把握できていな
いことになる。制御回路２は、制御回路２内のＲＯＭに
あらかじめ記録されている、ある任意の通電パターンを
用いてある時間周期で強制的に転流動作を行う。これに
より、図２の位置信号等の出力を得ることができる。

【００４０】その後、制御回路２は、除々にブラシレス
モータ１ａのロータを回転して誘起電圧が検出される
と、その時点から検出時間間隔を求めて次回の転流動作
及び位置検出のタイミングの決定に用いる。この時、制
御回路２内のＰＷＭ周波数生成回路はＰＷＭデューティ
を単位時間あたり所定の割合で増加し、ブラシレスモー
タ１ａのロータの回転速度を増加させる。その後、図２
のＡの直前の時点において、位置検出のための制御回路
２の入力端子に対する信号の割込み入力は、制御回路２
内において許可されているものとする。また、ドライブ
回路３ａ及びインバータ回路４ａに対して転流を行う順
序を示す通電パターンは、あらかじめ制御回路２内の図
示しないＲＯＭに記憶されているものとする。

【００４１】ブラシレスモータ１ａのロータが回転して
いる場合において、端子電圧Ｖuの誘起電圧が徐々に増
加し、直流電圧Ｖdc／２の電圧を超えることにより、制
御回路２は、比較回路６ａが出力する位置信号のＰＷＭ
波形を検出すると（図２（ｊ），Ａ）、各ＭＯＳＦＥＴ
１６ｕ，１０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗに通
電している状態から、基準電圧Vmに達した端子電圧はU
相の電圧であることを検出する。制御回路２はその内部
において、位置検出のための入力端子に対する信号の割
込み入力を禁止する。その後、内部に構成されている図
示しないＰＷＭ周波数生成回路からＰＷＭ信号を生成
し、制御回路２のＭＯＳＦＥＴ１６ｕに対応する出力端
子の状態を変化させる（図２（ｄ），Ａ）。すなわちこ
の場合、ＭＯＳＦＥＴ１６ｕはオン状態となり、端子電
圧Ｖuはそれに伴い最大電圧Ｖdcまでの振幅を伴うＰＷ
Ｍ波形が現れることになる。この時、前回の電気角１２
０°の検出時間間隔Ｔw0が算出される。一方、制御回路
２は、次回の通電切替タイミングを設定するための時間
Ｔaを、 Ｔa ← Ｔw0 ÷ ４ ・・・（１） の代入式から制御回路２内のタイマに設定する。その
後、図２のＡの時点からブラシレスモータ１ａのロータ
が電気角で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマ
により時間Ｔaが経過したことを検出する。その後、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１６ｗをオン状態からオフ状態にする（図２
（ｈ），Ｂ）。その後、制御回路２は、タイマをリセッ
トし、その次の通電切替タイミングを設定するための時
間Ｔbを、 Ｔb ← Ｔa ・・・（２） の代入式から制御回路２内のタイマに設定する。同様に
図２のＢの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電
気角で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマによ
り時間Ｔbが経過したことを検出する。その後、ＭＯＳ
ＦＥＴ１０ｗをオフ状態からオン状態にする（図２
（ｉ），Ｃ）。同様にタイマをリセットし、その次の通
電切替タイミングを設定するための時間Ｔcを、 Ｔc ← Ｔb ・・・（３） の式から制御回路２内のタイマに設定する。同様に図２
のＣの時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角
で約３０°回転すると、制御回路２は、タイマにより時
間Ｔcが経過したことを検出する。制御回路２は、ＭＯ
ＳＦＥＴ１０ｖをオン状態からオフ状態にする（図２
（ｇ），Ｄ）。その後、タイマをリセットし、制御回路
２の入力端子に入力する位置検出割込みの許可を開始す
るまでの時間Ｔdを、 Ｔd ← Ｔc ÷ ２ ・・・（４） の式から制御回路２内のタイマに設定する。図２のＤの
時点からブラシレスモータ１ａのロータが電気角で約１
５°回転すると、制御回路２は、タイマにより時間Ｔd
が経過したことを検出する。その後、制御回路２は、位
置検出のための入力端子に対する信号の割込み入力を許
可し、時間測定を開始する（図２，Ｅ）。その後、制御
回路２は、比較回路５から制御回路２の入力端子へ位置
信号が入力したことを検出すると（図２（ｊ），Ｆ）、
前述した時間測定を停止し、その間の時間Ｔeを記憶す
る。この時、制御回路２は、各ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ，１
０ｕ，１６ｖ，１０ｖ，１６ｗ，１０ｗに通電している
状態から、基準電圧Vmに達した端子電圧はＶ相の電圧で
あることを検出する。制御回路２は、位置検出のための
割込み入力の許可を禁止し、その後検出時間間隔Ｔw
を、 Ｔw ← Ｔa ＋ Ｔb ＋ Ｔc ＋ Ｔd ＋ Ｔe ・・・（５） の式から算出して新たに代入する。次の電気角１２０°
の検出時間間隔Ｔw（図２，Ｆ→Ｇ）においては、制御
回路２は、この検出時間間隔Ｔwを用いて通電切替タイ
ミングを設定するための時間Ｔa2，Ｔb2，Ｔc2及び位置
検出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔd2を算出し
て、上述と同様にして順次ＭＯＳＦＥＴ１６ｕ（時間Ｔ
a2経過後オン状態からオフ状態）、ＭＯＳＦＥＴ１０ｕ
（時間Ｔb2経過後オフ状態からオン状態）、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１０ｗ（時間Ｔc2経過後オン状態からオフ状態）に対
して転流を繰り返して図２のＧにおける時点でブラシレ
スモータのロータの位置検出を行うことになる。同様
に、ブラシレスモータ１ｂ，１ｃに関しても別の図示し
ない制御回路２内に夫々設けられたタイマによって、転
流動作を行うことができる。

【００４２】このように上述した実施形態によれば、前
回の検出時間間隔Ｔw0から通電切替タイミングを設定す
るための時間Ｔa，Ｔb，Ｔcと、位置検出割込みの許可
を開始するまでの時間Ｔdとを決定して順次割込みを行
っているので、ブラシレスモータ１ａを駆動する制御回
路２内のタイマとして１ｃｈのみの割込みを使用するだ
けですむことから、３つのブラシレスモータ１ａ，１
ｂ，１ｃを駆動制御するためには、３ｃｈのタイマを使
用することで実現することができる。したがって、ファ
ンモータの設置個数やその極数を増しても独立に動作す
る割込みの多数のｃｈ（チャンネル）を使用する必要が
ない。また、各相に対して除々に通電切替がなされるた
め、ファン用のブラシレスモータのコギング等により引
き起こされる騒音を低減することができ、安定して動作
させることができる。

【００４３】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
形態に限定されるものではなく、以下のような拡張又は
変更が可能である。上述した実施形態において、図２の
Ａ，Ｆ及びＧの時点で位置検出を行うように構成されて
いたが、ブラシレスモータ１ａの始動時、例えば６００
ｒｐｍ以下の比較的低域の回転数までは、図２のＣの時
点でも位置検出を行ってもよい。すなわち、制御回路２
は、図２のＢの時点において図２のＢ及びＣの間に位置
検出割込みの開始タイミングを設定し、比較回路５から
制御回路２の入力端子へＰＷＭ信号が入力している状態
から無入力となる時点（図２（ｊ），Ｃ）を検出する。
これは、ブラシレスモータ１ａの始動時には、ブラシレ
スモータ１ａのロータの回転数が低いため、図２のＡの
時点から電気角６０°の時点でブラシレスモータ１ａの
位置検出を行うことを示している。ロータの回転数が低
いため、それに伴い検出時間間隔Ｔwが長くなる。電気
角６０°ごとに誘起電圧のゼロクロス点を毎回検出する
ことになるため、割込みによる制御回路２の負担を大き
くすることはない。これにより、上述した実施形態の効
果を損なうことなく、始動時の位置検出精度を向上する
ことができる。

【００４４】また、上述した実施形態において、位置検
出割込みの許可を開始するまでの時間Ｔdを（４）式よ
り求めていたが、この時間Ｔdをあらかじめ制御回路２
内のＲＯＭやＲＡＭに設定された時間、例えば２００μ
sという一定時間後に設定することもできる。これは、
制御回路２が図２のＤの時点における割込み処理の負担
を少なくするものである。この一定時間とは、制御回路
２が駆動する全てのファン用のブラシレスモータの割込
みで遅れる時間（例えば１回の割込みが３０μｓとす
る）及び転流動作を行う時間をもあらかじめ考慮してお
き求めることが望ましい。また、図２のＡからＦの位置
検出における周期において、ブラシレスモータ１ａの最
大使用回転数にて図２のＤの時点における転流動作後、
電気角として例えば２０°までの範囲で位置検出を開始
する開始タイミングを一定のタイミングとして設定する
ことが望ましい。これにより、制御回路２が処理する割
込み処理に要する負担を軽減させることができ、複数の
ファン用のブラシレスモータを同時回転制御する際に、
特に割込み優先順位の低いファン用のブラシレスモータ
の位置検出割込みの開始タイミングが位置検出のタイミ
ングに対して遅れることを極力低減することができ、ま
た、より高速に制御することが可能である。

【００４５】さらには、上述した実施形態の説明中にお
いて、検出時間間隔Ｔwを（５）式のように求めていた
のと同様に、検出時間間隔Ｔw2を図２中のＧの時点にお
いて、 Ｔw2 ← Ｔa2 ＋ Ｔb2 ＋ Ｔc2 ＋ Ｔd2 ＋ Ｔe2 ・・・（６） のように求めて、制御回路２内の図示しないＲＡＭに記
憶しておき、検出時間間隔Ｔwzを、 Ｔwz ← （Ｔw ＋ Ｔw2）÷２ ・・・（７） のように平均した値を使用し、図２の中のＧからＨの間
の通電切替タイミング及び位置検出割込みの開始タイミ
ングを検出時間間隔Ｔwzを用いて計算することも可能で
ある。すなわち、突発したノイズ等により検出時間間隔
Ｔw2が本来検出されるべき時間からの誤差が生じた場合
に、検出時間間隔Ｔwzを算出することでＴw2の誤差を吸
収することができる。これにより、位置検出割込みの開
始タイミング及び通電切替タイミングを精度良く設定す
ることができる。

【００４６】ファン用のブラシレスモータ１ａ，１ｂ，
１ｃは、冷蔵庫用のファンモータに限らず、一般的に用
いられるファンモータに適用することができる。また、
駆動装置より駆動するブラシレスモータは、３個に限ら
ず、２個でもよいし、４個以上でもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブラシレ
スモータの駆動装置によれば、次のような効果を得るこ
とができる。すなわち、請求項１記載の発明によれば、
制御手段が処理する多数の割込み処理が競合する確率を
低下させ、インバータ回路を駆動する際に制御手段の割
込み処理に要する負担を軽減させることができる。した
がって、特に負荷変動が少なく一定の回転数を保つ頻度
の高いファン用のブラシレスモータを駆動するときは、
ファンモータの設置個数やその極数を増しても独立に動
作する割込みの多数のｃｈ（チャンネル）を使用する必
要がなく、安定して動作させることのできる安価なブラ
シレスモータの駆動装置を提供することができる。

【００４８】また、請求項２記載の発明によれば、誘起
電圧のゼロクロス点を毎回検出するブラシレスモータの
始動時の比較的低回転数においては、位置検出する時間
間隔が比較的長いため、割込みによる制御手段の負担を
大きくすることなく、さらに始動時の位置検出精度を向
上することができる。

【００４９】さらに、請求項３記載の発明によれば、制
御手段は、位置検出割込みの開始タイミングを計算によ
り求める処理を行う必要がないため、制御手段が処理す
る割込み処理に要する負担を軽減させることができ、複
数のファン用のブラシレスモータを同時回転制御する際
に、特に割込み優先順位の低いファン用のブラシレスモ
ータの位置検出割込みの開始タイミングが位置検出のタ
イミングに対しての遅れを防ぐことができ、また、より
高速に制御することが可能である。

【００５０】請求項４記載の発明によれば、ロータの位
置検出時において、誘起電圧のゼロクロス点の本来検出
されるべき時間からのノイズ等による突発的な誤差を生
じた場合に、その誤差を吸収するように検出時間間隔を
算出することができ、位置検出割込みの開始タイミング
及び通電切替タイミングを精度良く設定することができ
る。請求項５記載の発明によれば、各相に対して除々に
通電切替がなされるので、冷蔵庫内のファン用のブラシ
レスモータに対する騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す電気的構成図

【図２】ブラシレスモータの駆動に伴う各信号の変化を
示すタイミングチャート

【図３】従来技術を示す図２相当図

【符号の説明】

２は制御回路（制御手段）、４ａ，４ｂ，４ｃはインバ
ータ回路、５ａ，５ｂ，５ｃは分圧回路（基準電圧生成
手段）、６ａ，６ｂ，６ｃは比較回路（比較手段）、２
５ｕ，２５ｖ，２５ｗは巻線である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ相（Ｎは２以上の整数）の巻線を有す
   るステータ及び永久磁石からなるロータとを有するファ
   ン用のブラシレスモータを複数駆動制御するブラシレス
   モータの駆動装置において、 前記複数のブラシレスモータのそれぞれに対して、 前記Ｎ相の巻線に通電するためのインバータ回路と、 このインバータ回路に直流電圧を印加する電源回路と、 前記電源回路の直流電圧から基準電圧を生成する基準電
   圧生成手段と、 この基準電圧生成手段の基準電圧と前記Ｎ相の巻線の誘
   起電圧とを比較した結果を出力する比較手段とを設ける
   と共に、 前記比較手段の比較出力に基づいて誘起電圧のゼロクロ
   ス点を複数回毎に検出するように位置検出割込みを行う
   と共に、次回の位置検出割込みを開始するまでの間の前
   記Ｎ相の巻線への通電切替タイミングを設定して順次割
   込みを行うことにより転流動作を行う制御手段とを設け
   たことを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記ブラシレスモータ
   の始動時には、前記誘起電圧のゼロクロス点を毎回検出
   するように前記位置検出割込みを行うことを特徴とする
   請求項１記載のブラシレスモータの駆動装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記位置検出割込みの
   開始タイミングを前記通電切替タイミングから一定時間
   後に設定することを特徴とする請求項１または２記載の
   ブラシレスモータの駆動装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記誘起電圧のゼロク
   ロス点の複数回毎の検出時間間隔を平均した値に基づい
   て前記位置検出割込みの開始タイミング及び前記通電切
   替タイミングを設定することを特徴とする請求項１ない
   し３記載のブラシレスモータの駆動装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記ブラシレスモータ
   に対して、オーバーラップ通電を行うことにより駆動制
   御することを特徴とする請求項１ないし４記載のブラシ
   レスモータの駆動装置。