JP2643252B2 - Drive device for brushless motor - Google Patents

Drive device for brushless motor

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JP2643252B2
JP2643252B2 JP63060999A JP6099988A JP2643252B2 JP 2643252 B2 JP2643252 B2 JP 2643252B2 JP 63060999 A JP63060999 A JP 63060999A JP 6099988 A JP6099988 A JP 6099988A JP 2643252 B2 JP2643252 B2 JP 2643252B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータ可動子の位置を検出する位置検出器の
無いブラシレスモータの駆動装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor driving device without a position detector for detecting the position of a motor mover.

従来の技術 近年、各種駆動用モータはその長寿命化、高信頼性化
あるいは形状の薄形化などのため、ブラシレスモータが
用いられることが多くなってきた。一般にブラシレスモ
ータは可動子の位置を検出する位置検出器が必要であ
り、より一層の低価格化・小型化等を実現するためには
位置検出器の無いいわゆるコミュテーションセンサレス
のブラシレスモータが必要となってきた。このようなブ
ラシレスモータの駆動装置の従来例としては、例えば、
特開昭52−80415号公報に示されているようなものがあ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, brushless motors have often been used for various driving motors in order to extend their life, increase reliability, or reduce the shape of the motor. In general, a brushless motor requires a position detector that detects the position of the mover, and a so-called commutation sensorless brushless motor without a position detector is required in order to further reduce costs and reduce size. It has become. As a conventional example of such a brushless motor driving device, for example,
There is one as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-80415.

以下図面を参照しながら、上記した従来のブラシレス
モータの駆動装置の一例について説明する。
Hereinafter, an example of the above-described conventional brushless motor driving device will be described with reference to the drawings.

第8図は従来のブラシレスモータの駆動装置の回路構
成図である。第8図において、駆動コイル1〜3の一端
は共通で、前記駆動コイル1の他端はダイオード4のア
ノードとダイオード5のカソードと駆動トランジスタ10
および13のコレクタに接続され、前記駆動コイル2の他
端はダイオード6のアノードとダイオード7のカソード
と駆動トランジスタ11および14のコレクタに接続され、
前記駆動コイル3の他端はダイオード8のアノードとダ
イオード9のカソードと駆動トランジスタ12および15の
コレクタに接続されている。前記ダイオード4,6,8のカ
ソードおよび前記駆動トランジスタ10,11,12のエミッタ
は正側給電線路に接続され、前記ダイオード5,7,9のア
ノードおよび前記駆動トランジスタ13,14,15のエミッタ
は接地されている。前記駆動コイル1〜3の他端はそれ
ぞれフィルタ回路16に入力され、前記フィルタ回路16の
出力は通電切換回路17に入力されている。前記通電切換
回路17の出力は前記駆動トランジスタ10〜15のベースに
それぞれ入力されている。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional brushless motor driving device. In FIG. 8, one end of the drive coils 1 to 3 is common, and the other end of the drive coil 1 is connected to the anode of the diode 4, the cathode of the diode 5, and the drive transistor 10.
The other end of the driving coil 2 is connected to the anode of the diode 6, the cathode of the diode 7, and the collectors of the driving transistors 11 and 14,
The other end of the driving coil 3 is connected to the anode of the diode 8, the cathode of the diode 9, and the collectors of the driving transistors 12 and 15. The cathodes of the diodes 4, 6, 8 and the emitters of the driving transistors 10, 11, 12 are connected to a positive power supply line, and the anodes of the diodes 5, 7, 9 and the emitters of the driving transistors 13, 14, 15 are connected to each other. Grounded. The other ends of the drive coils 1 to 3 are input to a filter circuit 16, and the output of the filter circuit 16 is input to a conduction switching circuit 17. The output of the current switching circuit 17 is input to the bases of the drive transistors 10 to 15, respectively.

以上のように構成された従来のブラシレスモータの駆
動装置について、以下その動作を説明する。
The operation of the conventional brushless motor driving device configured as described above will be described below.

第9図は第8図における動作説明図であり、U0,V0,W0
は駆動コイル1,2,3の通電波形である。前記通電波形U0,
V0,W0は、フィルタ回路16により高調波成分が除去され
ると共に位相が90゜遅れ、F1,F2,F3にそれぞれ変換され
る。なお、フィルタ回路16は一次フィルタであり、例え
ばRCパッシブフィルタ,一次ミラー積分回路等で構成さ
れ、そのしゃ断周波数は前記駆動コイル通電波形の周波
数に比べ充分低域に設定されている。前記フィルタ回路
16の出力F1,F2,F3は通電切換回路17により、UH,UL,VH,V
L,WH,WLに論理処理され、前記駆動トランジスタ10〜15
をスイッチング動作させる。この時、スイッチング動作
はモータ駆動トルクが常に一方向に発生するよう行わ
れ、モータが駆動されるものである。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation in FIG. 8, and U 0 , V 0 , W 0
Is the waveform of the current flowing through the drive coils 1, 2, and 3. The conduction waveform U 0 ,
V 0 and W 0 are converted into F 1 , F 2 , and F 3 , respectively, with the harmonic components removed by the filter circuit 16 and the phase delayed by 90 °. Note that the filter circuit 16 is a primary filter, and is composed of, for example, an RC passive filter, a primary mirror integration circuit, and the like, and its cutoff frequency is set sufficiently lower than the frequency of the drive coil conduction waveform. The filter circuit
The outputs F 1 , F 2 , and F 3 of 16 are supplied to the U H , U L , V H , V
L , W H , and W L are logically processed, and the driving transistors 10 to 15 are processed.
Is switched. At this time, the switching operation is performed so that the motor driving torque is always generated in one direction, and the motor is driven.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、駆動コイルの各
相毎に低域しゃ断周波数特性を有するフィルタ回路が必
要であり、従って大容量のコンデンサが多数必要とな
る。
However, in the above-described configuration, a filter circuit having a low cutoff frequency characteristic is required for each phase of the drive coil, and thus a large number of large-capacity capacitors are required.

また、駆動コイルのインダクタンスが大きい場合、駆
動トランジスタがONした後、駆動コイルの通電電流は時
間的に遅れ、さらに駆動コイル自身の発生磁界により永
久磁界が減磁される。いわゆる電機子反作用が存在す
る。
When the inductance of the drive coil is large, the current supplied to the drive coil is delayed with time after the drive transistor is turned on, and the permanent magnetic field is demagnetized by the magnetic field generated by the drive coil itself. There is a so-called armature reaction.

この様な場合、第8図に示したタイミングで駆動コイ
ルを通電すると、効率が低下することが知られている。
その改善策としてF1,F2,F3の信号の位相を若干進ませ、
電機子反作用による通電の遅れを補償するよう駆動トラ
ンジスタを動作させる方式が特開昭52−80415号公報に
記載されているが、これを実現するためにはコンデンサ
等の部品がさらに必要となる。また、駆動コイル通電波
形U0,V0,W0は、駆動トランジスタのOFF時に発生するス
パイクノイズや、電源電圧変動、負荷変動にともなう電
流変動等が存在し、U0,V0,W0の通電波形からフィルタ回
路を使用して通電切換信号を正確に得ることが困難とな
ることが多い。その対策として特公昭59−36519号公報
に示されているような方式が提案されている。
In such a case, it is known that when the drive coil is energized at the timing shown in FIG. 8, the efficiency is reduced.
Its slightly Advances the phase of F 1, F 2, F 3 of the signal as a remedy,
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 52-80415 discloses a method of operating a drive transistor so as to compensate for a delay in energization due to an armature reaction. However, in order to realize this, components such as a capacitor are further required. The drive coil conduction waveforms U 0 , V 0 , W 0 include spike noise generated when the drive transistor is turned off, power supply voltage fluctuations, current fluctuations due to load fluctuations, and the like, and U 0 , V 0 , W 0 It is often difficult to accurately obtain an energization switching signal using a filter circuit from the energization waveform. As a countermeasure, a system as disclosed in JP-B-59-36519 has been proposed.

しかし、駆動コイル通電波形からフィルタ回路を使用
して通電切換信号を得る方式は、基本的に以下のような
問題を有している。すなわち、駆動コイル通電時の通電
電流と駆動コイル内部インピーダンスにより発生する電
圧降下、および通電休止直後に発生するスパイクノイズ
等が駆動コイル通電波形の基本波(逆起電圧)に重畳さ
れ、しかもこれらは電源電圧や負荷の変動と共に絶えず
変動している。従って、駆動コイル通電波形をフィルタ
処理し通電切換信号を得る場合、通電波形の基本波(逆
起電圧)に絶えず変動しつつ重畳されている上記成分に
よる誤差が発生し、正確な駆動コイルの通電が困難とな
る。
However, the method of obtaining an energization switching signal from a drive coil energization waveform using a filter circuit basically has the following problems. That is, the current drop when the drive coil is energized, the voltage drop generated by the internal impedance of the drive coil, and the spike noise generated immediately after the current is stopped are superimposed on the fundamental wave (back electromotive voltage) of the drive coil current waveform. It fluctuates constantly with fluctuations in power supply voltage and load. Therefore, when the energization switching signal is obtained by filtering the energization waveform of the drive coil, an error occurs due to the above-described component that is constantly fluctuating and superimposed on the fundamental wave (back electromotive force) of the energization waveform, and the energization of the drive coil is accurate. Becomes difficult.

以上の課題を解決するために、従来より通電切換信号
を正確に得るための様々な手法が提案されているが、基
本的に駆動コイル逆起電圧と通電切換信号の位相差を一
定に保つようフィルタ回路周辺にて調整を行うものであ
り、その調整は極めて面倒なものである。また、フィル
タ回路構成用以外に多数のコンデンサが必要となり、従
ってIC化においては外付部品点数やピン数の増加となり
高価なものとなってしまう。また、フィルタ回路を用い
ずに、マイクロコンピュータ等を使用し、デジタル的に
通電切換信号を得る方式が特開昭61−293191号公報に記
載されているが、やはり高価なものとなってしまう。
In order to solve the above problems, various methods for accurately obtaining the energization switching signal have been conventionally proposed. However, basically, the phase difference between the drive coil back electromotive voltage and the energization switching signal is kept constant. The adjustment is performed around the filter circuit, and the adjustment is extremely troublesome. In addition, a large number of capacitors are required in addition to the filter circuit configuration. Therefore, the number of external parts and the number of pins are increased in the case of an IC, which is expensive. A method of digitally obtaining an energization switching signal using a microcomputer or the like without using a filter circuit is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-293191, but it is still expensive.

以上のように、従来のブラシレスモータの駆動装置
は、駆動コイル通電波形からフィルタ回路により、可動
子の位置に対して一定位相関係を持つ通電切換信号を
得、これを利用して前記駆動コイルを順次通電するよう
構成されているため、駆動コイル通電波形に含まれるス
パイクノイズや通電電流による駆動コイルの電圧降下、
電源電圧や負荷の変動によるこれら重畳成分の変動、さ
らに電機子反作用等による影響により正確な通電切換信
号を得ることが困難である。また、フィルタ回路を構成
する際に多数の大容量コンデンサが必要であり、特にIC
化の際、外付部品点数やピン数の増加となり、価格的に
不利となる。
As described above, the conventional brushless motor driving device obtains an energization switching signal having a fixed phase relationship with respect to the position of the mover by a filter circuit from the energization waveform of the driving coil, and utilizes the driving coil to drive the driving coil by using the signal. Since it is configured to energize sequentially, voltage drop of the drive coil due to spike noise and energizing current included in the energizing waveform of the driving coil,
It is difficult to obtain an accurate energization switching signal due to fluctuations of these superimposed components due to fluctuations in the power supply voltage and load, and further to the effects of armature reaction and the like. In addition, a large number of large-capacity capacitors are required when configuring a filter circuit.
In such a case, the number of external parts and the number of pins increase, which is disadvantageous in terms of price.

そこで、特公昭61−3193号公報に示されているよう
に、駆動コイルに発生する逆起電圧を波形整形し、PLL
回路を用いて適正な位相パルスを発生し、駆動コイルを
順次通電し、モータを駆動する方式が提案されている。
すなわち、第10図に示した様な構成により、駆動コイル
に発生する逆起電圧A,B,Cをパルス整形、演算処理して
パルス信号Gを得、電圧制御発振器の出力に設けられた
分周器出力Iと上記パルス信号Gとを位相比較し、その
比較出力を上記電圧制御発振器にフィードバックするこ
とにより上記信号IおよびGを位相同期させ、上記信号
Iを分周して駆動コイルの通電信号を発生しモータを駆
動する方式が示されている。この方式の各部信号の様子
を第11図に示す。しかしこの様な方式において、駆動コ
イルに発生する逆起電圧には先に述べたように、駆動コ
イル通電時の通電電流と駆動コイル内部インピーダンス
により発生する電圧降下、および通電休止直後に発生す
るスパイクノイズ等が重畳されており、従って駆動コイ
ルに発生する逆起電圧を波形整形、演算処理してパルス
信号を得ることは極めて困難である。実際、第10図に示
されている構成では、第11図の様なパルス信号Gを得る
ことができず、駆動コイル通電直後に発生するスパイク
ノイズの影響が必ず発生する。従って分周器出力Iとの
位相比較が不可能となり、両信号IおよびGの位相同期
が不可能となる。従って、特公昭61−3193号公報の方式
では駆動コイルの逆起電圧を単にパルス整形、演算処理
しているため、上記のような不具合が発生し実現は不可
能である。
Therefore, as shown in JP-B-61-3193, the back electromotive voltage generated in the drive coil is shaped and the PLL is adjusted.
There has been proposed a method of generating an appropriate phase pulse using a circuit, sequentially energizing a drive coil, and driving a motor.
That is, with the configuration as shown in FIG. 10, the back electromotive voltages A, B, and C generated in the drive coil are pulse-shaped and arithmetically processed to obtain a pulse signal G, which is provided at the output of the voltage-controlled oscillator. The phase of the pulse output G is compared with that of the frequency divider output I, and the comparison output is fed back to the voltage-controlled oscillator to synchronize the phases of the signals I and G. A method of generating a signal and driving a motor is shown. FIG. 11 shows the appearance of signals at various parts in this system. However, in such a method, as described above, the back electromotive force generated in the drive coil includes a voltage drop caused by the current flowing when the drive coil is energized and the internal impedance of the drive coil, and a spike generated immediately after the energization is stopped. Since noise and the like are superimposed, it is extremely difficult to obtain a pulse signal by performing waveform shaping and arithmetic processing on the back electromotive voltage generated in the drive coil. In fact, in the configuration shown in FIG. 10, the pulse signal G as shown in FIG. 11 cannot be obtained, and the influence of spike noise generated immediately after the drive coil is energized always occurs. Therefore, the phase comparison with the frequency divider output I becomes impossible, and the phase synchronization of the two signals I and G becomes impossible. Therefore, in the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-3193, the back electromotive force of the drive coil is simply subjected to pulse shaping and arithmetic processing.

以上のように、従来のブラシレスモータの駆動装置は
様々な課題を有していた。
As described above, the conventional brushless motor driving device has various problems.

本発明は上記課題に鑑み、駆動コイルの通電切換信号
をフィルタ回路を用いずに得ることにより、従来フィル
タ回路構成上必要であった多数の大容量コンデンサを除
去し、同時に駆動コイル通電波形に含まれるスパイクノ
イズの影響や電源電圧変動、負荷変動さらには電機子反
作用による影響を受けることなく駆動コイルを順次通電
し駆動することが可能な新規なブラシレスモータの駆動
装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention eliminates a large number of capacitors required in the conventional filter circuit configuration by obtaining a drive coil conduction switching signal without using a filter circuit, and simultaneously includes the drive coil conduction waveform in a drive coil conduction waveform. It is an object of the present invention to provide a novel brushless motor drive device capable of sequentially energizing and driving a drive coil without being affected by spike noise, power supply voltage fluctuation, load fluctuation and armature reaction.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のブラシレスモータ
の駆動装置は、複数相のモータ駆動コイルと、前記駆動
コイルに接続された複数の駆動トランジスタと、前記駆
動コイルの通電切換信号を前記駆動トランジスタへ順次
伝達する通電切換回路と、前記通電切換回路に適当な周
波数を有する信号を入力する電圧制御発振器と、前記駆
動コイルの通電休止期間において、前記駆動コイルに発
生する逆起電圧と前記駆動コイルの通電切換信号の位相
差を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の
出力を増幅し、前記電圧制御発振器へ入力する誤差増幅
器と、前記誤差増幅器の出力を適当なレベルでクランプ
する誤差増幅器出力クランプ回路と、前記誤差増幅器の
出力が有効動作範囲の限界に達した場合、前記誤差増幅
器の出力の初期化を開始し、前記誤差増幅器出力クラン
プ回路により前記誤差増幅器の出力がクランプされた場
合、前記誤差増幅器の出力の初期化を終了するリセット
回路により構成したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a brushless motor driving device according to the present invention includes a motor driving coil having a plurality of phases, a plurality of driving transistors connected to the driving coil, and energization of the driving coil. An energization switching circuit for sequentially transmitting a switching signal to the driving transistor; a voltage controlled oscillator for inputting a signal having an appropriate frequency to the energization switching circuit; A phase error detector that detects a phase difference between the electromotive voltage and the energization switching signal of the drive coil, an error amplifier that amplifies an output of the phase error detector and inputs the voltage-controlled oscillator, and an output of the error amplifier. An error amplifier output clamping circuit that clamps at an appropriate level, and the error amplifier outputs when the output of the error amplifier reaches the limit of the effective operating range. The output of the difference amplifier is started, and when the output of the error amplifier is clamped by the error amplifier output clamp circuit, the reset circuit terminates the initialization of the output of the error amplifier.

作用 本発明は上記した構成によって、電圧制御発振器の最
低発振周波数に対応した周波数にて同期モータとして起
動し、起動後は、モータ駆動コイルに発生する逆起電圧
と同コイルの通電切換信号の位相差を検出し、その検出
位相差に応じて通電切換信号の周波数および位相を制御
し、可動子の位置に対して通電切換信号が一定位相関係
を保持するよう帰還ループすなわち位相制御ループ(PL
Lループ)を構成しているので、従来必要であったフィ
ルタ回路は不要となり、従って、フィルタ回路を有する
故に発生した種々の不具合点は全て解消されることとな
る。
According to the present invention, the synchronous motor starts operating at a frequency corresponding to the lowest oscillating frequency of the voltage-controlled oscillator according to the above-described configuration. The phase difference is detected, the frequency and phase of the energization switching signal are controlled in accordance with the detected phase difference, and a feedback loop or a phase control loop (PLL) is provided so that the energization switching signal maintains a constant phase relationship with the position of the mover.
(L loop), the filter circuit conventionally required becomes unnecessary, and thus all the various problems caused by having the filter circuit can be eliminated.

また、モータ駆動コイルに発生する逆起電圧と同コイ
ルの通電切換信号の位相差を通電休止期間において検出
しているので、正確な位相差検出が可能となり、上記位
相制御ループの安定動作が可能となる。
In addition, since the phase difference between the back electromotive voltage generated in the motor drive coil and the energization switching signal of the coil is detected during the energization suspension period, accurate phase difference detection is possible, and the above-described phase control loop can operate stably. Becomes

さらに、誤差増幅器の出力を初期化するリセット回路
を設けたことにより、電源投入時あるいは上記位相制御
ループの同期はずれが発生した場合、誤差増幅器の出力
を誤差増幅器出力クランプ回路が動作するレベルでクラ
ンプすることにより初期化し、電圧制御発振器の発振周
波数を低周波数より上昇を開始させることにより、上記
位相制御ループの確実な位相同期引き込みを可能として
いる。
Further, by providing a reset circuit for initializing the output of the error amplifier, the output of the error amplifier is clamped at a level at which the error amplifier output clamp circuit operates when power is turned on or when the phase control loop is out of synchronization. By doing so, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator is started to rise from a low frequency, so that the phase control loop can be reliably locked in phase.

実施例 以下本発明の一実施例のブラシレスモータの駆動装置
について、図面を参照しながら説明する。
Embodiment A brushless motor driving device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路構成図である。第1図において、第8図
の従来のブラシレスモータの駆動装置と同一機能を有す
る部分は同一記号を付し、その説明を省略する。第1図
において、駆動トランジスタ10〜15の各ベースは電力増
幅器43の出力にそれぞれ接続され、前記電力増幅器43の
入力は論理回路42の出力に接続されている。ここで前記
論理回路42および前記電力増幅器43は通電切換回路44を
構成している。前記論理回路42の入力は分周回路41の出
力D1に接続され、前記分周回路41の入力は電圧制御発信
器40の出力に接続されている。前記分周回路41の他の出
力D2と前記論理回路42の出力U1,U2,V1,V2,W1,W2は位相
差検出パルス発生回路28に入力され、駆動コイル1,2,3
の一端U0,V0,W0はバッファ回路21,22,23に入力されてい
る。前記バッファ回路21,22,23の各出力UB,VB,WBは比較
器27に入力されると共に抵抗24,25,26を介して共通接続
され、この共通接続点NBは前記比較器27に入力されてい
る。前記比較器27の出力PDは前記位相差検出パルス発生
回路28の出力により制御される。ここで前記各構成要素
21〜28は位相誤差検出器20を構成し、前記出力PDは前記
位相誤差検出器20の出力となっている。前記位相誤差検
出器20の出力PDは抵抗32を介して演算増幅器31の反転入
力端子に接続され、前記演算増幅器31の反転入力端子
と、出力端子の間には抵抗33とコンデンサ34の直列回路
とコンデンサ35が挿入されている。前記演算増幅器31の
非反転入力端子は抵抗36,37により一定バイアス電圧が
印加されている。ここで前記各構成要素31〜37により、
誤差増幅器30を構成し、前記誤差増幅器30の出力EAOは
前記電圧制御発振器40の入力に接続されている。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a brushless motor driving device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, portions having the same functions as those of the conventional brushless motor driving device of FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, the bases of the driving transistors 10 to 15 are connected to the output of a power amplifier 43, respectively, and the input of the power amplifier 43 is connected to the output of a logic circuit 42. Here, the logic circuit 42 and the power amplifier 43 constitute a conduction switching circuit 44. Said input of the logic circuit 42 is connected to the output D 1 of the frequency divider 41, the input of the frequency divider 41 is connected to the output of the voltage controlled oscillator 40. The other output D 2 of the divider 41 outputs U 1, U 2, V 1 , V 2, W 1, W 2 of the logic circuit 42 is input to the phase difference detecting pulse generating circuit 28, the driving coil 1 , 2,3
One end U 0 , V 0 , W 0 is input to buffer circuits 21, 22, 23. Each output U B of the buffer circuit 21, 22, 23, V B, W B are commonly connected through a resistor 24, 25 is inputted to the comparator 27, the common connection point N B is the comparison Input to the container 27. The output PD of the comparator 27 is controlled by the output of the phase difference detection pulse generation circuit 28. Where each of the components
21 to 28 constitute a phase error detector 20, and the output PD is an output of the phase error detector 20. An output PD of the phase error detector 20 is connected to an inverting input terminal of an operational amplifier 31 via a resistor 32, and a series circuit of a resistor 33 and a capacitor 34 is provided between the inverting input terminal of the operational amplifier 31 and the output terminal. And the capacitor 35 are inserted. A constant bias voltage is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31 by resistors 36 and 37. Here, by each of the components 31 to 37,
An error amplifier 30 is configured, and an output EAO of the error amplifier 30 is connected to an input of the voltage controlled oscillator 40.

さらに、前記電圧制御発振器40には最低周波数設定回
路50が接続され、前記誤差増幅器30には誤差増幅器出力
クランプ回路53が接続されている。
Further, a lowest frequency setting circuit 50 is connected to the voltage controlled oscillator 40, and an error amplifier output clamp circuit 53 is connected to the error amplifier 30.

また、前記演算増幅器31の反転入力端子と、前記誤差
増幅器出力クランプ回路53の出力は、リセット回路60に
入力され、前記リセット回路60の出力は前記比較器27の
出力PDを制御するよう構成されている。
The inverting input terminal of the operational amplifier 31 and the output of the error amplifier output clamp circuit 53 are input to a reset circuit 60, and the output of the reset circuit 60 controls the output PD of the comparator 27. ing.

以上のように構成されたブラシレスモータの駆動装置
について、以下その動作を説明する。
The operation of the brushless motor driving device configured as described above will be described below.

第2図は本発明の動作原理説明図であり、駆動コイル
逆起電圧と駆動コイル通電波形の位相関係を示すもので
ある。第2図(a)は前記逆起電圧(破線部)と前記通
電波形(実線部)の位相関係が最適状態にある場合であ
り、同図(b),(c)は位相角ψだけ最適状態からず
れた場合を示している。ここで第1図において、電圧制
御発振器40の出力は分周回路41,通電切換回路44,駆動ト
ランジスタ10〜15を通して駆動コイル1〜3に伝達され
ている。従って前記電圧制御発振器40の出力と前記駆動
コイル1〜3の通電波形には一定の位相関係が存在す
る。すなわち、電圧制御発振器の発振周波数および位相
を制御することにより、駆動コイル逆起電圧と駆動コイ
ル通電波形の位相差を制御することが可能となる。そこ
で、第2図(b),(c)に示したように、駆動コイル
逆起電圧と駆動コイル通電波形との間に位相角ψのずれ
を生じた場合、その位相誤差ψを位相誤差検出器20およ
び誤差増幅器30により検出増幅し、ψが零となるよう電
圧制御発振器40の発振周波数および位相を制御する位相
制御ループを設けることにより、第2図(a)に示すよ
うな最適通電状態を確保することが可能となる。従って
モータ駆動トルクを常に安定かつ効率よく発生させるこ
とが可能となり、モータが駆動されるものである。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation principle of the present invention, and shows the phase relationship between the drive coil back electromotive voltage and the drive coil conduction waveform. FIG. 2A shows a case where the phase relationship between the back electromotive voltage (broken line) and the conduction waveform (solid line) is in an optimum state, and FIGS. The case where the state deviates from the state is shown. In FIG. 1, the output of the voltage controlled oscillator 40 is transmitted to the driving coils 1 to 3 through the frequency dividing circuit 41, the conduction switching circuit 44, and the driving transistors 10 to 15. Therefore, there is a certain phase relationship between the output of the voltage controlled oscillator 40 and the energization waveform of the drive coils 1 to 3. That is, by controlling the oscillation frequency and phase of the voltage-controlled oscillator, it is possible to control the phase difference between the drive coil back electromotive voltage and the drive coil conduction waveform. Therefore, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), when a deviation of the phase angle の 間 に occurs between the drive coil back electromotive voltage and the drive coil energization waveform, the phase error ψ is detected as a phase error. By providing a phase control loop for controlling the oscillation frequency and phase of the voltage-controlled oscillator 40 so as to be detected and amplified by the amplifier 20 and the error amplifier 30 so that ψ becomes zero, the optimum energizing state as shown in FIG. Can be secured. Therefore, the motor driving torque can always be generated stably and efficiently, and the motor is driven.

なお、最低周波数設定回路50はモータ起動の際、可動
子が追従できる程度の回転磁界を駆動コイルに発生させ
るものであり、これによりモータ起動を可能としてい
る。
Note that the lowest frequency setting circuit 50 generates a rotating magnetic field in the drive coil that can be followed by the mover when the motor is started, thereby enabling the motor to be started.

位相誤差検出器20の具体的な構成としては、例えば第
3図に示したようなものが考えられる。第3図におい
て、第1図と同一機能を有する部分は同一記号を付す。
すなわち、駆動コイル1,2,3の一端U0,V0,W0はそれぞれ
バッファ回路21,22,23に入力され、前記バッファ回路2
1,22,23の出力UB,VB,WBはそれぞれ抵抗24,25,26を介し
て共通接続され、その共通接続点NBは比較回路100,120,
140の反転入力端子と比較回路110,130,150の非反転入力
端子に接続されている。前記バッファ回路21の出力UB
前記比較回路100の非反転入力端子と前記比較回路110の
反転入力端子に接続され、前記バッファ回路22の出力VB
は前記比較回路120の非反転入力端子と前記比較回路130
の反転入力端子に接続され、前記バッファ回路23の出力
WBは前記比較回路140の非反転入力端子と前記比較回路1
50の反転入力端子に接続されている。前記比較回路100,
110,120,130,140,150の各出力はトランジスタ101,111,1
21,131,141,151によるオープンコレクタ出力であり、前
記トランジスタ101,111,121,131,141,151の各コレクタ
は共通でトランジスタ161のコレクタに接続され、位相
誤差検出器出力PDを成している。前記トランジスタ161
のベースはトランジスタ162のベースおよびコレクタに
接続されると共にトランジスタ164のコレクタと定電流
源として動作するトランジスタ169のコレクタに接続さ
れている。前記トランジスタ162のエミッタは抵抗163を
介して安定化電源電圧Vregが印加され、前記トランジス
タ161,164のエミッタは前記安定化電源電圧Vregが印加
されている。前記トランジスタ164のベースは抵抗166を
介して同エミッタに接続されると共に抵抗165を介して
エミッタ接地されたトランジスタ167のコレクタに接続
されている。前記トランジスタ167のベースは抵抗168を
介して位相差検出パルス発生回路28の出力S0が接続され
ている。前記位相差検出パルス発生回路28の他の出力
S1,S2,S3,S4,S5,S6はそれぞれ抵抗171,173,175,177,17
9,181を介してエミッタ接続されたトランジスタ170,17
2,174,176,178,180の各ベースに接続され、前記トラン
ジスタ170,172,174,176,178,180の各コレクタはそれぞ
れ前記トランジスタ101,111,121,131,141,151の各ベー
スに接続されている。前記位相差検出パルス発生回路28
の各入力端子は通電切換回路44の各出力U1,U2,V1,V2,
W1,W2および分周回路41の出力D2が接続されている。
As a specific configuration of the phase error detector 20, for example, the configuration shown in FIG. 3 can be considered. In FIG. 3, parts having the same functions as those in FIG. 1 are given the same symbols.
That is, one ends U 0 , V 0 , W 0 of the drive coils 1, 2, 3 are input to buffer circuits 21, 22, 23, respectively, and the buffer circuit 2
1,22,23 output U B, V B, W B are commonly connected via respective resistors 24, 25, 26, the common connection point N B comparison circuit 100, 120,
It is connected to the inverting input terminal 140 and the non-inverting input terminals of the comparing circuits 110, 130, 150. The output U B of the buffer circuit 21 is connected to the inverting input terminal of the non-inverting input terminal and the comparator circuit 110 of the comparator circuit 100, the output V B of the buffer circuit 22
Is the non-inverting input terminal of the comparing circuit 120 and the comparing circuit 130
Of the buffer circuit 23.
W B is the non-inverting said input terminal comparator circuit 1 of the comparator circuit 140
Connected to 50 inverting input terminals. The comparison circuit 100,
Each output of 110,120,130,140,150 is transistor 101,111,1
The collectors of the transistors 101, 111, 121, 131, 141, and 151 are commonly connected to the collector of the transistor 161 to form a phase error detector output PD. The transistor 161
Is connected to the base and collector of transistor 162, and is also connected to the collector of transistor 164 and the collector of transistor 169 which operates as a constant current source. The stabilized power supply voltage Vreg is applied to the emitter of the transistor 162 via the resistor 163, and the stabilized power supply voltage Vreg is applied to the emitters of the transistors 161 and 164. The base of the transistor 164 is connected to the emitter via a resistor 166 and to the collector of a transistor 167 whose emitter is grounded via a resistor 165. Base of the transistor 167 is output S 0 of the phase difference detecting pulse generating circuit 28 via the resistor 168 is connected. Another output of the phase difference detection pulse generation circuit 28
S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 are resistors 171,173,175,177,17 respectively
Transistors 170 and 17 emitter-connected via 9,181
The collectors of the transistors 170, 172, 174, 176, 178, 180 are connected to the bases of the transistors 101, 111, 121, 131, 141, 151, respectively. The phase difference detection pulse generation circuit 28
Are connected to the respective outputs U 1 , U 2 , V 1 , V 2 ,
W 1 and W 2 and the output D 2 of the frequency dividing circuit 41 are connected.

以上のように構成された位相誤差比較器について、以
下その動作を説明する。
The operation of the phase error comparator configured as described above will be described below.

第4図はその動作説明図であり、駆動コイル1に関し
て、その逆起電圧と通電波形との位相誤差検出の様子を
示したものである。第1図、第3図、第4図において、
駆動コイル1は電圧制御発振器40の分周出力であるD1,D
2と同期した信号U1,U2,(つまりUH,UL)を通電指令信号
として通電されている。従ってU1,U2共に出力されてい
ない期間は通電休止期間であり、この間駆動コイル通電
波形U0は逆起電圧Ueと一致している。第4図より通電休
止期間はU1がLowとなってからU2がHighとなるまでの期
間で、D1の1クロックあるいはD2の4クロックに当た
る。U2がLowとなってからU1がHighとなるまでの期間に
おいても同様に通電休止期間が存在するが、説明を簡単
にするため、前者の期間のみを考える。通電休止期間に
おいて、各駆動コイルの中性点電圧N0と駆動コイル通電
波形U0を比較すると、U0と駆動コイル逆起電圧Ueとの位
相差ψが零の時、N0とU0は通電休止期間の中央すなわち
U1がLowとなってからD2の2クロック後に一致する。ま
た、U0がUeに対して位相差ψだけ遅れた場合、N0とU0
U1がLowとなってからD2の2クロック後以前に一致し、U
0がUeに対して位相差ψだけ進んだ場合、N0とU0はU1がL
owとなってからD2の2クロック後以後に一致する。従っ
て、U1がLowとなってからD2の2クロック後においてU0
とN0を比較することによりU0とUeの位相関係を知ること
ができる。従って位相差ψを検出する方法として、U1
LowとなってからD2の2クロック後を基準に適当な幅を
持った位相誤差検出パルス信号S2およびS0を発生させ、
S2およびS0発生時にのみN0とU0を比較することにより、
位相差ψに応じたデューティーを有する比較器出力PDを
得ることができる。第4図ではS2およびS0はU1がLowと
なってからD2の2クロック後を基準にD2の±1/2クロッ
クの期間発生し、U0がUeに対して位相角ψだけ遅れた場
合を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation, and shows a state of detection of a phase error between the back electromotive voltage and the conduction waveform of the drive coil 1. In FIG. 1, FIG. 3, and FIG.
The driving coil 1 has divided outputs D 1 , D
The signals U 1 and U 2 (that is, U H and U L ) synchronized with 2 are energized as energization command signals. Therefore, a period during which neither U 1 nor U 2 is output is a power supply suspension period, during which the drive coil power supply waveform U 0 matches the back electromotive voltage U e . Energization pause period from Figure 4 during a period from when U 1 is a Low to U 2 is High, strikes the 1 4 clock of the clock or D 2 of D 1. U 2 is the U 1 from the Low exists energization pause period also in the period until the High but for simplicity of explanation, consider only the period of the former. When the neutral point voltage N 0 of each drive coil is compared with the drive coil energization waveform U 0 during the power supply suspension period, when the phase difference U between U 0 and the drive coil back electromotive voltage U e is zero, N 0 and U 0 0 is the center of the power interruption period, that is,
U 1 is matched from the Low after two clocks of D 2. If U 0 lags U e by a phase difference ψ, N 0 and U 0
U 1 match from the Low to the two clocks after the previous D 2, U
If 0 leads U e by the phase difference ψ, N 0 and U 0 are U 1
match on or after after two clock of D 2 from when the ow. Thus, U 0 after 2 clocks D 2 from when U 1 is a Low
And N 0 , the phase relationship between U 0 and U e can be known. Therefore, as a method of detecting the phase difference ψ, U 1
Becomes Low to generate a phase error detection pulse signal S 2 and S 0 with appropriate width based on the two clocks after D 2 from,
By comparing N 0 and U 0 only when S 2 and S 0 occur,
A comparator output PD having a duty corresponding to the phase difference ψ can be obtained. S 2 and S 0 in Fig. 4 occurs period of ± 1/2 clock D 2 relative to the two clocks after D 2 from when U 1 is Low, the phase angle relative to U 0 is U e The case where it is delayed by ψ is shown.

以上、駆動コイル1の通電波形U0に対して、U1がLow
となってからU2がHighとなるまでの間の通電休止期間を
利用した位相差ψの検出についてその動作原理を説明し
たが、U0に対して他の通電休止期間、すなわちU2がLow
となってからU1がHighとなるまでの期間、および他の駆
動コイル2,3の通電波形V0,W0においても同様に検出で
き、本実施例においてはこれら全てを合成することによ
り位相誤差検出器出力PDを得ている。
Above, with respect to conduction waveform U 0 of the driving coil 1, U 1 is Low
Although U 2 is explained the operating principle for the detection of the conduction pause period phase difference using ψ between until High from when the other conduction rest periods for U 0, i.e. U 2 is Low
Period from when until U 1 is High, and the other can also be similarly detected in the energizing waveform V 0, W 0 of the drive coils 2 and 3, in this embodiment the phase by combining all of these Error detector output PD is obtained.

また、バッファ回路21,22,23は利得1/2倍の反転増幅
器であり、各比較回路100,110,120,130,140,150の動作
入力電圧範囲を前記バッファ回路21,22,23の各出力UB,V
B,WBが満足するよう構成されている。
The buffer circuits 21, 22, and 23 are inverting amplifiers having a gain of 1/2, and the operating input voltage range of each of the comparison circuits 100, 110, 120, 130, 140, and 150 is set to each output U B , V of the buffer circuits 21, 22, and 23.
B, W B are configured so as to satisfy.

第5図は、第1図における位相誤差検出器20として第
3図で示した構成を用いた場合の各部の動作波形を示す
ものであり、駆動コイル通電波形と逆起電圧の位相差が
零となるよう電圧制御発振器の発振周波数fが制御され
ている様子を示すものである。
FIG. 5 shows the operation waveforms of the respective components when the configuration shown in FIG. 3 is used as the phase error detector 20 in FIG. 1, and the phase difference between the drive coil conduction waveform and the back electromotive voltage is zero. FIG. 6 shows how the oscillation frequency f of the voltage controlled oscillator is controlled so that

ところで、第1図における誤差増幅器出力クランプ回
路53について説明する。
The error amplifier output clamp circuit 53 in FIG. 1 will be described.

前記誤差増幅器出力クランプ回路53は、誤差増幅器30
の出力をクランプするよう動作し、これによりモータ起
動の際、前述の位相制御ループの位相同期引き込みを速
やかに行うものである。すなわち、起動時、誤差増幅器
30の出力EAOを、電圧制御発振器40の発振周波数が上昇
を開始するレベルにクランプし待機させることにより、
起動から定常に至るまでの間、位相誤差検出器20の出力
PDの変化を電圧制御発振器40の発振周波数fの変化とし
て円滑に伝達することができ、従って上記位相制御ルー
プの位相同期引き込みが速やかに行われ、モータが駆動
されるものである。
The error amplifier output clamp circuit 53 includes an error amplifier 30.
Is operated to clamp the output of the phase control loop. That is, at startup, the error amplifier
By clamping the output EAO of 30 to a level at which the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 40 starts to rise,
The output of the phase error detector 20 from startup to steady state
The change in the PD can be smoothly transmitted as the change in the oscillation frequency f of the voltage controlled oscillator 40. Therefore, the phase control loop is quickly pulled in and the motor is driven.

誤差増幅器出力クランプ回路53の具体的な構成として
は、例えば第6図(a)に示したようなものが考えられ
る。すなわち、第6図(a)において、基準電源51は、
誤差増幅器30の出力EAOのレベルクランプ手段であり、
比較回路52は誤差増幅器30の出力EAOと前記基準電源51
の出力V51を比較し、EAOがV51のレベルまで降下すると
これを検知し、EAOがV51のレベル以下とならないよう演
算増幅器31の反転入力を制御する。これによりEAOの降
下レベルがV51のレベルに制限される。ここでV51のレベ
ルは、電圧制御発振器40の発振周波数fの上昇開始レベ
ルであり、EAOがV51にてクランプされている時、fは最
低周波数設定回路50にて設定される周波数fminに等し
く、EAOがV51よりわずかに大きくなると、fは上昇を始
める。このようなレベルV51にEAO出力をクランプ、すな
わち待機させることにより、起動時の出力PDの変化を速
やかにfの変化として伝達が可能となり、前述の位相制
御ループの速やかな同期引き込みが可能となる。
As a specific configuration of the error amplifier output clamp circuit 53, for example, the configuration shown in FIG. 6A can be considered. That is, in FIG. 6A, the reference power source 51
A level clamp means for the output EAO of the error amplifier 30;
The comparison circuit 52 outputs the output EAO of the error amplifier 30 and the reference power supply 51.
Compares the output V 51, EAO detects this when drops to the level of V 51, EAO controls the inverting input of the operational amplifier 31 so as not less than the level of V 51. Thus lowering levels of EAO is limited to the level of V 51. Level where V 51 is the increase start level of the oscillation frequency f of the voltage controlled oscillator 40, when the EAO is clamped at V 51, f is the frequency fmin is set at the lowest frequency setting circuit 50 equally, the EAO is slightly larger than V 51, f starts to rise. Such level V 51 to clamp the EAO output, by waiting, rapidly enables transmission as a change in f the change in the output PD of the startup, and can pull rapid synchronization of the aforementioned phase-locked loop Become.

なお、EAOのクランプレベルをV51としたが、各部回路
のオフセット等を考慮して、V51−ΔV(ΔV=数10m
V)程度でクランプしてもよい。
Although the clamp level of EAO was V 51, in consideration of the offset and the like of each unit circuit, V 51 -ΔV (ΔV = number 10m
V) may be clamped.

第6図(b)に出力EAOと発振周波数fの関係を示
す。
FIG. 6B shows the relationship between the output EAO and the oscillation frequency f.

第6図(b)において、V51は出力EAOのクランプレベ
ル、fminは、最低周波数設定回路による最低発振周波数
である。
In FIG. 6 (b), V 51 is clamped level of the output EAO, fmin is the minimum oscillation frequency due to the lowest frequency setting circuit.

また、第1図におけるリセット回路60は、電源投入時
あるいは可動子が拘束された等の何らかの原因により前
述の位相制御ループに同期はずれが生じた場合、誤差増
幅器30の出力EAOを前述の誤差増幅器出力クランプ回路5
3のクランプレベルでクランプすることにより初期化
し、前述の位相制御ループの位相同期引き込み、すなわ
ちモータの起動を確実なものとしている。
The reset circuit 60 shown in FIG. 1 outputs the output EAO of the error amplifier 30 to the error amplifier 30 when the phase control loop is out of synchronization when the power is turned on or when the mover is restrained or for some other reason. Output clamp circuit 5
Initialization is performed by clamping at a clamp level of 3, thereby ensuring the phase synchronization of the above-described phase control loop, that is, starting the motor.

以下その具体的動作を説明する。 The specific operation will be described below.

第7図はリセット回路60の具体的回路構成を示すもの
であるが、上記した電源投入時や位相制御ループに同期
はずれが生じた場合、誤差増幅器30の出力EAOは一般に
モータの回転数と対応していない。この時、EAOは位相
誤差検出器20の出力PDに応じて上昇あるいは下降してい
る。EAOが下降傾向にあるときは、電圧制御発振器40の
発振周波数fが低周波数となり、EAOは自然に初期化さ
れる傾向にあるが、EAOが上昇傾向にあるときは、初期
化とは逆傾向となる。
FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the reset circuit 60. When the power is turned on or the phase control loop is out of synchronization, the output EAO of the error amplifier 30 generally corresponds to the rotation speed of the motor. I haven't. At this time, EAO is rising or falling according to the output PD of the phase error detector 20. When EAO has a downward trend, the oscillation frequency f of the voltage controlled oscillator 40 has a low frequency, and EAO tends to be naturally initialized. Becomes

このような場合、EAOはやがて飽和状態となり、演算
増幅器31の両入力端子間のイマジナルショートが成立し
なくなり、演算増幅器の反転入力端子電圧は非反転入力
端子電圧より低くなる。これを比較器80により検知す
る。すなわち、比較器80の出力トランジスタ85は、上記
イマジナルショートが成立しなくなった時、ONするよう
構成されており、一度トランジスタ85がONすると、ラッ
チ回路61によりトランジスタ64はOFFし、これに伴いリ
セット回路60の出力トランジスタ67はONする。出力トラ
ンジスタ67のコレクタ出力Sは第3図に示した位相誤差
検出器20のS端子に接続されており、出力トランジスタ
67がONすることにより出力PDは電流吸い込み能力を失
う。従って出力PDは電流吐き出し能力のみを有するよう
になり、誤差増幅器30の出力EAOを下降させる。EAOの下
降は誤差増幅器出力クランプ回路53が動作し、EAOをク
ランプするまで行われる。すなわち、EAOがクランプさ
れるとトランジスタ55が導通し、上記したラッチ回路61
によるトランジスタ64のOFF状態を解除し、トランジス
タ64をONする。これに伴いリセット回路60の出力トラン
ジスタ67はOFFし、出力PDの電流吸い込み能力が回復
し、EAOの初期化が終了する。
In such a case, the EAO eventually becomes saturated, an imaginary short between the two input terminals of the operational amplifier 31 does not hold, and the inverting input terminal voltage of the operational amplifier becomes lower than the non-inverting input terminal voltage. This is detected by the comparator 80. That is, the output transistor 85 of the comparator 80 is configured to be turned on when the above-mentioned imaginary short circuit is not established.Once the transistor 85 is turned on, the transistor 64 is turned off by the latch circuit 61 and resets accordingly. The output transistor 67 of the circuit 60 turns on. The collector output S of the output transistor 67 is connected to the S terminal of the phase error detector 20 shown in FIG.
The output PD loses the current sinking ability when 67 is turned on. Therefore, the output PD has only the current discharge capability, and lowers the output EAO of the error amplifier 30. EAO falls until the error amplifier output clamp circuit 53 operates and clamps EAO. That is, when EAO is clamped, the transistor 55 conducts, and the above-described latch circuit 61
And the transistor 64 is turned off, and the transistor 64 is turned on. As a result, the output transistor 67 of the reset circuit 60 is turned off, the current sink capability of the output PD is restored, and the initialization of EAO is completed.

このように、リセット回路60は、誤差増幅器30の出力
EAOが上昇し飽和した場合、これを検知し、位相誤差検
出器20の出力PDを電流吐き出し能力のみとしEAOを下降
させ、EAOが誤差増幅器出力クランプ回路53の動作によ
りクランプされた時点でPDの電流吸い込み能力を回復さ
せ、EAOの初期化を終了させている。
As described above, the reset circuit 60 controls the output of the error amplifier 30.
When the EAO rises and saturates, this is detected, the output PD of the phase error detector 20 is set to the current discharge capability only, and the EAO is lowered.When the EAO is clamped by the operation of the error amplifier output clamp circuit 53, the PD of the PD is detected. The current sink capability has been restored, and the EAO initialization has been completed.

従って、リセット回路60を設けることにより、電源投
入時あるいは何らかの原因により前述の位相制御ループ
の同期はずれが生じた場合においても、誤差増幅器30の
出力EAOは初期化され、モータを確実に起動させること
ができる。
Therefore, by providing the reset circuit 60, the output EAO of the error amplifier 30 is initialized even when the power is turned on or when the above-mentioned phase control loop is out of synchronization for some reason, and the motor is reliably started. Can be.

発明の効果 以上のように本発明は、電圧制御発振器の出力を基に
モータ駆動コイルを通電し、の通電波形とモータ駆動コ
イル逆起電圧との位相差を通電休止期間において位相誤
差検出器により検出し、検出位相誤差信号を誤差増幅器
により増幅した後、電圧制御発振器に入力し、その出力
を制御する位相制御ループを構成することにより、従来
必要であったフィルタ回路を必要とせず、従って大容量
のコンデンサを大幅に削減でき、また駆動コイル通電波
形に含まれるスパイクノイズや通電電流と駆動コイルイ
ンピーダンスによる電圧降下、電源電圧や負荷の変動に
よるこれらの変動、さらに電機子反作用による効率の低
下等の問題はなく、また誤差増幅器出力クランプ回路を
設けることにより、誤差増幅器出力EAOのレベルを電圧
制御発振器の発振周波数が上昇を始めるレベルにてクラ
ンプすることにより、位相制御ループの速やかな位相同
期が可能となり、さらにリセット回路を設けることによ
り、電源投入時や上記位相制御ループの同期はずれが生
じた場合においても、誤差増幅器出力を初期化し、確実
にモータを起動することができるものである。またIC化
することにより極めて少ない外付部品点数により、特性
上極めて優れたブラシレスモータの駆動装置を安価に実
現することができる。
As described above, according to the present invention, the motor drive coil is energized based on the output of the voltage controlled oscillator, and the phase difference between the energized waveform and the motor drive coil back electromotive voltage is determined by the phase error detector during the energization suspension period. After detecting and amplifying the detected phase error signal by an error amplifier, the signal is input to a voltage-controlled oscillator, and a phase control loop for controlling the output of the voltage-controlled oscillator eliminates the need for a conventionally required filter circuit. Capacitor capacity can be greatly reduced, spike noise included in the drive coil conduction waveform, voltage drop due to conduction current and drive coil impedance, these fluctuations due to fluctuations in power supply voltage and load, and further reduction in efficiency due to armature reaction The output amplifier EAO level can be controlled by the voltage-controlled oscillator by providing the error amplifier output clamp circuit. The phase control loop can be quickly synchronized by clamping at the level at which the oscillation frequency of the oscillator starts rising, and the reset circuit is provided, so that when the power is turned on or the phase control loop loses synchronization. In this case, the output of the error amplifier can be initialized, and the motor can be reliably started. Further, by using an IC, it is possible to realize a brushless motor driving device having extremely excellent characteristics at a low cost with an extremely small number of external parts.

なお、本発明の実施例では三相全波駆動方式の場合に
ついて示したが、他の駆動方式、例えば、二相全波駆動
方式、三相半駆動方式においても本発明と同様の方式に
よるブラシレスモータの駆動装置が実現可能である。
In the embodiment of the present invention, the case of the three-phase full-wave drive system has been described. A motor drive is feasible.

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

第1図は本発明の実施例におけるブラシレスモータの駆
動装置の回路構成図、第2図は第1図の動作原理説明
図、第3図は位相誤差検出器の具体的回路構成図、第4
図は第3図の動作説明図、第5図は本発明の実施例にお
ける動作波形図、第6図は誤差増幅器および誤差増幅器
出力クランプ回路の具体的回路構成図、第7図はリセッ
ト回路の具体的回路構成図、第8図は従来のブラシレス
モータの駆動装置の回路構成図、第9図は第8図の動作
説明図、第10図は他の従来例のブラシレスモータの駆動
装置の回路構成図、第11図は第10図の動作説明図であ
る。 1〜3……駆動コイル、10〜15……駆動トランジスタ、
20……位相誤差検出器、30……誤差増幅器、40……電圧
制御発振器、44……通電切換回路、53……誤差増幅器出
力クランプ回路、60……リセット回路。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a brushless motor driving device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation principle of FIG. 1, FIG. 3 is a specific circuit configuration diagram of a phase error detector, FIG.
3 is an explanatory diagram of the operation in FIG. 3, FIG. 5 is an operation waveform diagram in the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a specific circuit configuration diagram of an error amplifier and an error amplifier output clamp circuit, and FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional brushless motor driving device, FIG. 9 is an operation explanatory diagram of FIG. 8, and FIG. 10 is a circuit diagram of another conventional brushless motor driving device. FIG. 11 is a configuration diagram, and FIG. 11 is an operation explanatory diagram of FIG. 1-3 drive coil, 10-15 drive transistor,
Reference numeral 20: phase error detector, 30: error amplifier, 40: voltage-controlled oscillator, 44: conduction switching circuit, 53: error amplifier output clamp circuit, 60: reset circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数相のモータ駆動コイルと、前記駆動コ
イルに接続された複数の駆動トランジスタと、前記駆動
コイルの通電切換信号を前記駆動トランジスタへ順次伝
達する通電切換回路と、前記通電切換回路に適当な周波
数を有する信号を入力する電圧制御発振器と、前記駆動
コイルの通電休止期間において前記駆動コイルに発生す
る逆起電圧と、前記駆動コイルの通電切換信号の位相差
を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の出
力を増幅し、前記電圧制御発振器へ入力する誤差増幅器
と、前記誤差増幅器の出力を適当なレベルでクランプす
る誤差増幅器出力クランプ回路と、前記誤差増幅器の出
力が有効動作範囲の限界に達した場合、前記誤差増幅器
の出力の初期化を開始し、前記誤差増幅器出力クランプ
回路により前記誤差増幅器の出力がクランプされた場
合、前記誤差増幅器の出力の初期化を終了するリセット
回路により構成したブラシレスモータの駆動装置。
1. A motor drive coil of a plurality of phases, a plurality of drive transistors connected to the drive coil, a power supply switching circuit for sequentially transmitting a power supply switching signal of the drive coil to the drive transistor, and the power supply switching circuit A voltage-controlled oscillator for inputting a signal having an appropriate frequency, a back-EMF voltage generated in the drive coil during the power supply suspension period of the drive coil, and a phase error detection for detecting a phase difference between the power supply switching signal of the drive coil. An error amplifier for amplifying the output of the phase error detector and inputting the output to the voltage controlled oscillator, an error amplifier output clamp circuit for clamping the output of the error amplifier at an appropriate level, and an output of the error amplifier. When the limit of the effective operation range is reached, initialization of the output of the error amplifier is started, and the error amplifier output clamp circuit starts the error amplifier. If the output of the amplifier is clamped, a brushless motor driving device constructed in accordance with a reset circuit for terminating the initialization of the output of the error amplifier.
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