JP2002218783A - モータ駆動装置 - Google Patents
モータ駆動装置Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源とモータとの間に接続されたスイッチン
グ素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を制御することに
よってモータに流れる全電流を制御するモータ駆動装置
であって、電源効率及び回転特性を向上させたモータ駆
動装置を提供する。 【解決手段】 信号合成回路２から出力されるモータＭ
の回転に同期した正弦波状の信号である駆動信号Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３と、発振回路４から出力される三角波Ｔとを
比較し、その比較結果を示すパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３をそれぞれ出力するコンパレータ３−１、３−２、３
−３を設け、電源とモータＭとの間に接続された、出力
回路５−１、５−２、５−３内のスイッチング素子をパ
ルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でスイッチングさせる。
グ素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を制御することに
よってモータに流れる全電流を制御するモータ駆動装置
であって、電源効率及び回転特性を向上させたモータ駆
動装置を提供する。 【解決手段】 信号合成回路２から出力されるモータＭ
の回転に同期した正弦波状の信号である駆動信号Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３と、発振回路４から出力される三角波Ｔとを
比較し、その比較結果を示すパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３をそれぞれ出力するコンパレータ３−１、３−２、３
−３を設け、電源とモータＭとの間に接続された、出力
回路５−１、５−２、５−３内のスイッチング素子をパ
ルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でスイッチングさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源とモータとの
間に接続されたスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデュ
ーティ比を制御することによってモータに流れる全電流
を制御するモータ駆動装置に関するものである。
間に接続されたスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデュ
ーティ比を制御することによってモータに流れる全電流
を制御するモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記モータ駆動装置の従来の一構成例を
図８に示す。モータＭの回転部分であるロータの周辺に
取り付けられた不図示のホール素子から外部端子ＩＮ１
とＩＮ２との間、外部端子ＩＮ３とＩＮ４との間、外部
端子ＩＮ５とＩＮ６との間にそれぞれ入力されるホール
信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は、それぞれホールアンプ１−
１、１−２、１−３で増幅された後、信号合成回路２’
に入力される。
図８に示す。モータＭの回転部分であるロータの周辺に
取り付けられた不図示のホール素子から外部端子ＩＮ１
とＩＮ２との間、外部端子ＩＮ３とＩＮ４との間、外部
端子ＩＮ５とＩＮ６との間にそれぞれ入力されるホール
信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は、それぞれホールアンプ１−
１、１−２、１−３で増幅された後、信号合成回路２’
に入力される。
【０００３】尚、ホール信号Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３はそれぞ
れモータＭのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３とロータとの位置
関係を示すものであり、モータＭの回転に同期した正弦
波状の信号である。また、３つのホール信号Ｈ１、Ｈ
２、及び、Ｈ３の各２つの信号間の位相差は１２０゜で
ある。
れモータＭのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３とロータとの位置
関係を示すものであり、モータＭの回転に同期した正弦
波状の信号である。また、３つのホール信号Ｈ１、Ｈ
２、及び、Ｈ３の各２つの信号間の位相差は１２０゜で
ある。
【０００４】信号合成回路２’は、ホールアンプ１−
１、１−２、及び、１−３から出力される信号に基づい
て、ホールアンプ１−１、１−２、１−３からそれぞれ
出力されるホール信号よりも位相が３０゜進んだ正弦波
状の駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を生成して出力する。
１、１−２、及び、１−３から出力される信号に基づい
て、ホールアンプ１−１、１−２、１−３からそれぞれ
出力されるホール信号よりも位相が３０゜進んだ正弦波
状の駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を生成して出力する。
【０００５】信号合成回路２’から出力される駆動信号
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、それぞれ出力回路８−１、８−
２、８−３に入力される。出力回路８−１の構成を図９
に示す。信号合成回路２’から入力される駆動信号Ｄ１
は、スイッチ８１を介して上側トランジスタ（外部端子
Ｐ＋と外部端子ＯＵＴ１との間に接続されたｎチャネル
のＭＯＳ型ＦＥＴ）８２のゲートに入力されるととも
に、反転回路８３により反転した後、スイッチ８４を介
して下側トランジスタ（外部端子Ｐ−と外部端子ＯＵＴ
１との間に接続されたｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ）８
５のゲートに入力される。スイッチ８１及び８４は、後
述するコンパレータ９から出力されるパルス信号Ｐがハ
イレベルであるときにはＯＮ、ローレベルであるときに
はＯＦＦになるようになっている。
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、それぞれ出力回路８−１、８−
２、８−３に入力される。出力回路８−１の構成を図９
に示す。信号合成回路２’から入力される駆動信号Ｄ１
は、スイッチ８１を介して上側トランジスタ（外部端子
Ｐ＋と外部端子ＯＵＴ１との間に接続されたｎチャネル
のＭＯＳ型ＦＥＴ）８２のゲートに入力されるととも
に、反転回路８３により反転した後、スイッチ８４を介
して下側トランジスタ（外部端子Ｐ−と外部端子ＯＵＴ
１との間に接続されたｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ）８
５のゲートに入力される。スイッチ８１及び８４は、後
述するコンパレータ９から出力されるパルス信号Ｐがハ
イレベルであるときにはＯＮ、ローレベルであるときに
はＯＦＦになるようになっている。
【０００６】尚、出力回路８−２及び８−３は、出力回
路８−１と同じ構成である。但し、上側トランジスタ８
２と下側トランジスタ８５との接続点が、出力回路８−
２では外部端子ＯＵＴ２に、出力回路８−３では外部端
子ＯＵＴ３にそれぞれ接続されている。
路８−１と同じ構成である。但し、上側トランジスタ８
２と下側トランジスタ８５との接続点が、出力回路８−
２では外部端子ＯＵＴ２に、出力回路８−３では外部端
子ＯＵＴ３にそれぞれ接続されている。
【０００７】外部端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３に
は、それぞれモータＭのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３の一端
が接続されている。コイルＬ１、Ｌ２、及び、Ｌ３の他
端は共通に接続されている。外部端子Ｐ＋には電源電圧
ＶCCが印加される。外部端子Ｐ−は外付けの抵抗Ｒを介
してグランドＧＮＤに接続される。電源電圧ＶCCからモ
ータＭに流れる全電流は抵抗Ｒ（１[Ω]以下）を介して
グランドＧＮＤに流れ込む。
は、それぞれモータＭのコイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３の一端
が接続されている。コイルＬ１、Ｌ２、及び、Ｌ３の他
端は共通に接続されている。外部端子Ｐ＋には電源電圧
ＶCCが印加される。外部端子Ｐ−は外付けの抵抗Ｒを介
してグランドＧＮＤに接続される。電源電圧ＶCCからモ
ータＭに流れる全電流は抵抗Ｒ（１[Ω]以下）を介して
グランドＧＮＤに流れ込む。
【０００８】電流検出回路６は、外部端子ＩＮ７から入
力される電流指令電圧と、モータＭに流れる全電流に応
じて抵抗Ｒに発生する電圧（以下、「検出電圧」）との
差を増幅して出力する。コンパレータ９は、電流検出回
路６から出力される信号と、発振回路１０から出力され
る三角波とのレベルを比較し、その比較結果を示すパル
ス信号Ｐを出力する。コンパレータ９から出力されるパ
ルス信号Ｐのハイレベルのデューティ比は、外部端子Ｉ
Ｎ７に入力される電流指令電圧が検出電圧よりも高く
（低く）なるほど大きく（小さく）なる。
力される電流指令電圧と、モータＭに流れる全電流に応
じて抵抗Ｒに発生する電圧（以下、「検出電圧」）との
差を増幅して出力する。コンパレータ９は、電流検出回
路６から出力される信号と、発振回路１０から出力され
る三角波とのレベルを比較し、その比較結果を示すパル
ス信号Ｐを出力する。コンパレータ９から出力されるパ
ルス信号Ｐのハイレベルのデューティ比は、外部端子Ｉ
Ｎ７に入力される電流指令電圧が検出電圧よりも高く
（低く）なるほど大きく（小さく）なる。
【０００９】以上の構成により、出力回路８−１、８−
２、８−３を構成するトランジスタ８２及び８５のＯＮ
／ＯＦＦのデューティ比が電流指令電圧と検出電圧とが
等しくなるように制御され、モータＭに流れる全電流が
電流指令電圧に応じた値で安定する。
２、８−３を構成するトランジスタ８２及び８５のＯＮ
／ＯＦＦのデューティ比が電流指令電圧と検出電圧とが
等しくなるように制御され、モータＭに流れる全電流が
電流指令電圧に応じた値で安定する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
モータ駆動装置では、電源とモータとの間に接続された
スイッチング素子を、正弦波信号をパルス信号でチョッ
ピングして得られる信号でスイッチングしていたため、
正弦波信号のゼロクロス点付近ではスイッチング速度が
低下してスイッチング損失が大きくなり、電源効率が悪
化するという問題があった。
モータ駆動装置では、電源とモータとの間に接続された
スイッチング素子を、正弦波信号をパルス信号でチョッ
ピングして得られる信号でスイッチングしていたため、
正弦波信号のゼロクロス点付近ではスイッチング速度が
低下してスイッチング損失が大きくなり、電源効率が悪
化するという問題があった。
【００１１】また、電源とモータとの間に接続されたス
イッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比は、モー
タに流れる全電流の指令値からの誤差に応じて変化する
だけであるため、モータに流れる相電流の波形に歪みが
生じ、トルクリップル、ワウフラッタ、回転音などの回
転特性が良好ではなかった。
イッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューティ比は、モー
タに流れる全電流の指令値からの誤差に応じて変化する
だけであるため、モータに流れる相電流の波形に歪みが
生じ、トルクリップル、ワウフラッタ、回転音などの回
転特性が良好ではなかった。
【００１２】そこで、本発明は、電源とモータとの間に
接続されたスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューテ
ィ比を制御することによってモータに流れる全電流を制
御するモータ駆動装置であって、電源効率及び回転特性
を向上させたモータ駆動装置を提供することを目的とす
る。
接続されたスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのデューテ
ィ比を制御することによってモータに流れる全電流を制
御するモータ駆動装置であって、電源効率及び回転特性
を向上させたモータ駆動装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のモータ駆動装置では、モータの回転に同期
した正弦波状の信号である駆動信号と所定の高周波信号
とを比較することにより振幅が一定のパルス信号を生成
する手段を備えており、電源と前記モータとの間に接続
されたスイッチング素子を前記パルス信号でスイッチン
グさせる。
め、本発明のモータ駆動装置では、モータの回転に同期
した正弦波状の信号である駆動信号と所定の高周波信号
とを比較することにより振幅が一定のパルス信号を生成
する手段を備えており、電源と前記モータとの間に接続
されたスイッチング素子を前記パルス信号でスイッチン
グさせる。
【００１４】この構成により、正弦波である駆動信号の
ゼロクロス点付近でも電源とモータとの間に接続された
スイッチング素子のスイッチング速度が低下しなくなる
とともに、モータの相電流が正弦波状となる。
ゼロクロス点付近でも電源とモータとの間に接続された
スイッチング素子のスイッチング速度が低下しなくなる
とともに、モータの相電流が正弦波状となる。
【００１５】また、前記モータに流す全電流を指示する
電流指令信号に応じて前記高周波信号あるいは前記駆動
信号の振幅を変化させる手段を備えてもよい。
電流指令信号に応じて前記高周波信号あるいは前記駆動
信号の振幅を変化させる手段を備えてもよい。
【００１６】この構成により、駆動信号と高周波信号と
の振幅の大小関係に応じて、電源とモータとの間に接続
されたスイッチング素子をスイッチングさせるパルス信
号の最大デューティ比が変化することから、モータに流
れる全電流を電流指令信号によって調整することができ
るようになる。
の振幅の大小関係に応じて、電源とモータとの間に接続
されたスイッチング素子をスイッチングさせるパルス信
号の最大デューティ比が変化することから、モータに流
れる全電流を電流指令信号によって調整することができ
るようになる。
【００１７】また、前記高周波信号の振幅が前記駆動信
号の振幅よりも小さくならないように制御する手段を備
えてもよい。
号の振幅よりも小さくならないように制御する手段を備
えてもよい。
【００１８】この構成により、電源とモータとの間に接
続されたスイッチング素子がスイッチングさせるべき期
間で常時ＯＮとなってモータに流れる相電流が階段状に
なることはない。
続されたスイッチング素子がスイッチングさせるべき期
間で常時ＯＮとなってモータに流れる相電流が階段状に
なることはない。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。本発明の一実施形態であるモ
ータ駆動装置のブロック図を図１に示す。尚、従来技術
として説明した図８と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。
を参照しながら説明する。本発明の一実施形態であるモ
ータ駆動装置のブロック図を図１に示す。尚、従来技術
として説明した図８と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。
【００２０】信号合成回路２は、ホールアンプ１−１、
１−２、及び、１−３から出力される信号に基づいて、
ホールアンプ１−１、１−２、１−３からそれぞれ出力
されるホール信号よりも位相が３０゜進んだ正弦波状の
駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を生成して出力する。
１−２、及び、１−３から出力される信号に基づいて、
ホールアンプ１−１、１−２、１−３からそれぞれ出力
されるホール信号よりも位相が３０゜進んだ正弦波状の
駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を生成して出力する。
【００２１】コンパレータ３−１、３−２、３−３は、
それぞれ信号合成回路２から出力される駆動信号Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３と、発振回路４から出力される三角波Ｔとの
レベルを比較し、その比較結果を示すパルス信号Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３を出力する。コンパレータ３−１、３−２、
３−３から出力されるパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、
それぞれ駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が三角波Ｔよりも大
きければハイレベル、小さければローレベルとなる。
それぞれ信号合成回路２から出力される駆動信号Ｄ１、
Ｄ２、Ｄ３と、発振回路４から出力される三角波Ｔとの
レベルを比較し、その比較結果を示すパルス信号Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３を出力する。コンパレータ３−１、３−２、
３−３から出力されるパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、
それぞれ駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が三角波Ｔよりも大
きければハイレベル、小さければローレベルとなる。
【００２２】尚、発振回路４から出力される三角波Ｔの
振幅は、後述するように、電流検出回路６から出力され
る信号に応じて変化するようになっている。また、発振
回路４から出力される三角波Ｔの周波数は、信号合成回
路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に比して
非常に高くなっている。
振幅は、後述するように、電流検出回路６から出力され
る信号に応じて変化するようになっている。また、発振
回路４から出力される三角波Ｔの周波数は、信号合成回
路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に比して
非常に高くなっている。
【００２３】コンパレータ３−１、３−２、３−３から
出力されるパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ出
力回路５−１、５−２、５−３に入力される。出力回路
５−１の構成を図２に示す。コンパレータ３−１から入
力されるパルス信号Ｐ１は、上側トランジスタ（外部端
子Ｐ＋と外部端子ＯＵＴ１との間に接続されたｎチャネ
ルのＭＯＳ型ＦＥＴ）５２のゲートに入力されるととも
に、反転回路５３により反転した後、下側トランジスタ
（外部端子Ｐ−と外部端子ＯＵＴ１との間に接続された
ｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ）５５のゲートに入力され
る。
出力されるパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ出
力回路５−１、５−２、５−３に入力される。出力回路
５−１の構成を図２に示す。コンパレータ３−１から入
力されるパルス信号Ｐ１は、上側トランジスタ（外部端
子Ｐ＋と外部端子ＯＵＴ１との間に接続されたｎチャネ
ルのＭＯＳ型ＦＥＴ）５２のゲートに入力されるととも
に、反転回路５３により反転した後、下側トランジスタ
（外部端子Ｐ−と外部端子ＯＵＴ１との間に接続された
ｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ）５５のゲートに入力され
る。
【００２４】尚、出力回路５−２及び５−３は、出力回
路５−１と同じ構成である。但し、上側トランジスタ５
２と下側トランジスタ５５との接続点が、出力回路５−
２では外部端子ＯＵＴ２に、出力回路５−３では外部端
子ＯＵＴ３にそれぞれ接続されている。
路５−１と同じ構成である。但し、上側トランジスタ５
２と下側トランジスタ５５との接続点が、出力回路５−
２では外部端子ＯＵＴ２に、出力回路５−３では外部端
子ＯＵＴ３にそれぞれ接続されている。
【００２５】したがって、出力回路５−１、５−２、５
−３では、パルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がハイレベルで
ある期間にのみ上側トランジスタ５２がＯＮとなり、パ
ルス信号Ｐ１がローレベルである期間にのみ下側トラン
ジスタ５５がＯＮとなる。
−３では、パルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がハイレベルで
ある期間にのみ上側トランジスタ５２がＯＮとなり、パ
ルス信号Ｐ１がローレベルである期間にのみ下側トラン
ジスタ５５がＯＮとなる。
【００２６】電流検出回路６は、外部端子ＩＮ７から入
力される電流指令電圧と、検出電圧（モータＭに流れる
全電流に応じて抵抗Ｒに発生する電圧）との差を増幅し
て出力する。発振回路４から出力される三角波の振幅
は、電流検出回路６から出力される信号に応じて変化す
るようになっており、外部端子ＩＮ７に入力される電流
指令電圧が検出電圧よりも高いほど小さくなるようにな
っている。但し、リミッタ回路７によって、発振回路４
から出力される三角波Ｔの振幅は、信号合成回路２から
出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅よりも小さ
くならないように制限される。
力される電流指令電圧と、検出電圧（モータＭに流れる
全電流に応じて抵抗Ｒに発生する電圧）との差を増幅し
て出力する。発振回路４から出力される三角波の振幅
は、電流検出回路６から出力される信号に応じて変化す
るようになっており、外部端子ＩＮ７に入力される電流
指令電圧が検出電圧よりも高いほど小さくなるようにな
っている。但し、リミッタ回路７によって、発振回路４
から出力される三角波Ｔの振幅は、信号合成回路２から
出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅よりも小さ
くならないように制限される。
【００２７】以上の構成により、各部の信号の波形は図
３に示すようになり、出力回路５−１、５−２、５−３
を構成するトランジスタ５２及び５５（電源とモータと
の間に接続されたスイッチング素子）がそれぞれ振幅が
略一定のパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でスイッチングさ
れるので、駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のゼロクロス点付
近でもスイッチング速度が低下することはなくなり、ス
イッチング損失の増大を防止して電源効率を向上させる
ことができる。尚、図３では、判りやすくするために三
角波Ｔの波数を少なくしている（換言すれば、三角波Ｔ
の周期を長くしている）が、実際には、１周期の駆動信
号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を三角波Ｔの数千個の波と比較する
ようになっている（換言すれば、三角波Ｔの周期は、駆
動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の周期の数千分の１である）。
３に示すようになり、出力回路５−１、５−２、５−３
を構成するトランジスタ５２及び５５（電源とモータと
の間に接続されたスイッチング素子）がそれぞれ振幅が
略一定のパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３でスイッチングさ
れるので、駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のゼロクロス点付
近でもスイッチング速度が低下することはなくなり、ス
イッチング損失の増大を防止して電源効率を向上させる
ことができる。尚、図３では、判りやすくするために三
角波Ｔの波数を少なくしている（換言すれば、三角波Ｔ
の周期を長くしている）が、実際には、１周期の駆動信
号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を三角波Ｔの数千個の波と比較する
ようになっている（換言すれば、三角波Ｔの周期は、駆
動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の周期の数千分の１である）。
【００２８】また、出力回路５−１、５−２、５−３を
構成するトランジスタ５２、５５をそれぞれスイッチン
グするパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に関して、ハイレベ
ルのデューティ比は正弦波である駆動信号Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３の最大ピークに近いほど大きく、ローレベルのデュ
ーティ比は駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の最小ピークに近
いほど大きくなるので、モータＭのコイルＬ１、Ｌ２、
Ｌ３に流れる相電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は正弦波状とな
り、トルクリップル、ワウフラッタ、回転音などの回転
特性を向上させることができる。
構成するトランジスタ５２、５５をそれぞれスイッチン
グするパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に関して、ハイレベ
ルのデューティ比は正弦波である駆動信号Ｄ１、Ｄ２、
Ｄ３の最大ピークに近いほど大きく、ローレベルのデュ
ーティ比は駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の最小ピークに近
いほど大きくなるので、モータＭのコイルＬ１、Ｌ２、
Ｌ３に流れる相電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は正弦波状とな
り、トルクリップル、ワウフラッタ、回転音などの回転
特性を向上させることができる。
【００２９】そして、図４に駆動信号Ｄ１と三角波Ｔと
の関係を、発振回路４から出力される三角波Ｔの振幅が
小さいときを実線で、振幅が大きいときを破線でそれぞ
れ示すように、発振回路４から出力される三角波Ｔの振
幅が小さいほど、例えばコンパレータ３−１から出力さ
れるパルス信号Ｐ１のハイレベル及びローレベルの最大
デューティ比が大きくなるので、モータＭのコイルＬ１
に流れる相電流Ｉ１が大きくなる。したがって、前述し
たように、外部端子ＩＮ７に入力される電流指令電圧が
検出電圧よりも高いほど、三角波Ｔの振幅が小さくなる
ようになっていることからして、モータＭに流れる全電
流が電流指令電圧に応じた値で安定する。
の関係を、発振回路４から出力される三角波Ｔの振幅が
小さいときを実線で、振幅が大きいときを破線でそれぞ
れ示すように、発振回路４から出力される三角波Ｔの振
幅が小さいほど、例えばコンパレータ３−１から出力さ
れるパルス信号Ｐ１のハイレベル及びローレベルの最大
デューティ比が大きくなるので、モータＭのコイルＬ１
に流れる相電流Ｉ１が大きくなる。したがって、前述し
たように、外部端子ＩＮ７に入力される電流指令電圧が
検出電圧よりも高いほど、三角波Ｔの振幅が小さくなる
ようになっていることからして、モータＭに流れる全電
流が電流指令電圧に応じた値で安定する。
【００３０】尚、図５に示すように、発振回路４から出
力される三角波Ｔの振幅が信号合成回路２から出力され
る駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅よりも小さくなる
と、コンパレータ３−１、３−２、３−３から出力され
るパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、駆動信号Ｄ１が正で
ある期間ではハイレベルに、負である期間ではローレベ
ルにそれぞれほとんど固定されてしまうので、出力回路
５−１、５−２、５−３のトランジスタ５２及び５５が
スイッチングさせるべき期間で常時ＯＮとなってしま
い、モータＭに流れる相電流が階段状になって回転特性
が悪化してしまう。
力される三角波Ｔの振幅が信号合成回路２から出力され
る駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅よりも小さくなる
と、コンパレータ３−１、３−２、３−３から出力され
るパルス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が、駆動信号Ｄ１が正で
ある期間ではハイレベルに、負である期間ではローレベ
ルにそれぞれほとんど固定されてしまうので、出力回路
５−１、５−２、５−３のトランジスタ５２及び５５が
スイッチングさせるべき期間で常時ＯＮとなってしま
い、モータＭに流れる相電流が階段状になって回転特性
が悪化してしまう。
【００３１】本実施形態では、リミッタ回路７により、
発振回路４から出力される三角波Ｔの振幅が、信号合成
回路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅
よりも小さくならないように制限されるので、上記のよ
うに回転特性が悪化することはない。
発振回路４から出力される三角波Ｔの振幅が、信号合成
回路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の振幅
よりも小さくならないように制限されるので、上記のよ
うに回転特性が悪化することはない。
【００３２】尚、本実施形態では、モータＭに流れる全
電流を制御するために、電流検出回路６から出力される
信号によって、発振回路４から出力される三角波Ｔの振
幅を制御するようになっているが、このようにする代わ
りに、図６あるいは図７に示すように、発振回路４から
出力される三角波Ｔの振幅を固定にして、電流検出回路
６から出力される信号によって、ホールアンプ１あるい
は信号合成回路２でのゲインを制御することにより、信
号合成回路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、及
び、Ｄ３の振幅を制御するようにしてもよい。
電流を制御するために、電流検出回路６から出力される
信号によって、発振回路４から出力される三角波Ｔの振
幅を制御するようになっているが、このようにする代わ
りに、図６あるいは図７に示すように、発振回路４から
出力される三角波Ｔの振幅を固定にして、電流検出回路
６から出力される信号によって、ホールアンプ１あるい
は信号合成回路２でのゲインを制御することにより、信
号合成回路２から出力される駆動信号Ｄ１、Ｄ２、及
び、Ｄ３の振幅を制御するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
モータ駆動装置によれば、正弦波である駆動信号のゼロ
クロス点付近でも電源とモータとの間に接続されたスイ
ッチング素子のスイッチング速度が低下しなくなるの
で、スイッチング損失の増大を防止して電源効率を向上
させることができ、また、モータに流れる相電流が正弦
波状となるので、回転特性を向上させることができる。
モータ駆動装置によれば、正弦波である駆動信号のゼロ
クロス点付近でも電源とモータとの間に接続されたスイ
ッチング素子のスイッチング速度が低下しなくなるの
で、スイッチング損失の増大を防止して電源効率を向上
させることができ、また、モータに流れる相電流が正弦
波状となるので、回転特性を向上させることができる。
【００３４】また、請求項２に記載のモータ駆動装置に
よれば、電流指令信号によって駆動信号と高周波信号と
の振幅の大小関係を変化させることができ、これらの大
小関係に応じて、電源とモータとの間に接続されたスイ
ッチング素子をスイッチングさせるパルス信号の最大デ
ューティ比が変化することから、モータに流れる全電流
を調整することができる。
よれば、電流指令信号によって駆動信号と高周波信号と
の振幅の大小関係を変化させることができ、これらの大
小関係に応じて、電源とモータとの間に接続されたスイ
ッチング素子をスイッチングさせるパルス信号の最大デ
ューティ比が変化することから、モータに流れる全電流
を調整することができる。
【００３５】また、請求項３に記載のモータ駆動装置に
よれば、電源とモータとの間に接続されたスイッチング
素子がスイッチングさせるべき期間で常時ＯＮとなって
しまい、モータに流れる相電流が階段状になって回転特
性が悪化するという問題を防止することができる。
よれば、電源とモータとの間に接続されたスイッチング
素子がスイッチングさせるべき期間で常時ＯＮとなって
しまい、モータに流れる相電流が階段状になって回転特
性が悪化するという問題を防止することができる。
【図１】 本発明の一実施形態であるモータ駆動装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】 図１における出力回路の構成を示す図であ
る。
る。
【図３】 図１における各部の信号波形を示す図であ
る。
る。
【図４】 図１において発振回路から出力される三角波
の振幅が小さいほどモータに流れる相電流が大きくなる
ことを示す図である。
の振幅が小さいほどモータに流れる相電流が大きくなる
ことを示す図である。
【図５】 図１において発振回路から出力される三角波
の振幅が信号生成回路から出力される駆動信号の振幅よ
りも小さくなると、モータに流れる相電流が階段状にな
ることを示す図である。
の振幅が信号生成回路から出力される駆動信号の振幅よ
りも小さくなると、モータに流れる相電流が階段状にな
ることを示す図である。
【図６】 本発明の実施形態である別のモータ駆動装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図７】 本発明の実施形態であるさらに別のモータ駆
動装置のブロック図である。
動装置のブロック図である。
【図８】 従来例であるモータ駆動装置のブロック図で
ある。
ある。
【図９】 図８における出力回路の構成を示す図であ
る。
る。
１ ホールアンプ ２ 信号合成回路 ３−１、３−２、３−３ コンパレータ ４ 発振回路 ５−１、５−２、５−３ 出力回路 ６ 電流検出回路 ７ リミッタ回路 Ｍ モータ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ コイル Ｒ 抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 モータの回転に同期した正弦波状の信号
である駆動信号と所定の高周波信号とを比較することに
より振幅が一定のパルス信号を生成する手段を備えてお
り、電源と前記モータとの間に接続されたスイッチング
素子を前記パルス信号でスイッチングさせることを特徴
とするモータ駆動装置。 - 【請求項２】 前記モータに流す全電流を指示する電流
指令信号に応じて前記高周波信号あるいは前記駆動信号
の振幅を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求
項１に記載のモータ駆動装置。 - 【請求項３】 前記モータの回転部分であるロータの周
辺に取り付けられたホール素子からの信号を、この信号
に基づいて前記駆動信号を生成する信号合成回路の前段
で増幅するホールアンプを有しており、前記モータに流
す全電流を指示する電流指令信号に応じて前記ホールア
ンプでのゲインを制御する手段を備えたことを特徴とす
る請求項１に記載のモータ駆動装置。 - 【請求項４】 前記モータの回転部分であるロータの周
辺に取り付けられたホール素子からの信号に基づいて前
記駆動信号を生成する信号合成回路を有しており、前記
モータに流す全電流を指示する電流指令信号に応じて前
記信号合成回路でのゲインを制御する手段を備えたこと
を特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。 - 【請求項５】 前記高周波信号の振幅が前記駆動信号の
振幅よりも小さくならないように制御する手段を備えた
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１つに記載
のモータ駆動装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005961A JP2002218783A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | モータ駆動装置 |
| US10/043,310 US6710568B2 (en) | 2001-01-15 | 2002-01-14 | Motor drive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005961A JP2002218783A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | モータ駆動装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002218783A true JP2002218783A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18873924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001005961A Pending JP2002218783A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | モータ駆動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| US (1) | US6710568B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002218783A (ja) |
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| CN104993744B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-04-13 | 成都芯进电子有限公司 | 正弦波电流驱动的单线圈直流无刷电机驱动集成电路 |
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- 2002-01-14 US US10/043,310 patent/US6710568B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US20020093304A1 (en) | 2002-07-18 |
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