JP2646675B2 - モータのスイツチング駆動回路 - Google Patents
モータのスイツチング駆動回路Info
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- JP2646675B2 JP2646675B2 JP63158404A JP15840488A JP2646675B2 JP 2646675 B2 JP2646675 B2 JP 2646675B2 JP 63158404 A JP63158404 A JP 63158404A JP 15840488 A JP15840488 A JP 15840488A JP 2646675 B2 JP2646675 B2 JP 2646675B2
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- trapezoidal
- drive circuit
- motor
- signal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のモータコイルを順番に切換通電する
ことにより、連続した回転トルクを得るようにしたモー
タのスイッチング駆動回路に関する。
ことにより、連続した回転トルクを得るようにしたモー
タのスイッチング駆動回路に関する。
ロータの回転位置を示す正弦波状の信号から台形波信
号を形成し、この台形波信号でドライブ回路の動作制御
を行なってドライブ電流波形を台形波状にすることによ
り、複数のモータコイルを順番に切換通電するときに発
生するスイッチングノイズを軽減し、スイッチングノイ
ズ防止用のコンデンサを不要にしたモータのスイッチン
グ駆動回路である。
号を形成し、この台形波信号でドライブ回路の動作制御
を行なってドライブ電流波形を台形波状にすることによ
り、複数のモータコイルを順番に切換通電するときに発
生するスイッチングノイズを軽減し、スイッチングノイ
ズ防止用のコンデンサを不要にしたモータのスイッチン
グ駆動回路である。
ビデオテープレコーダや小型テープ再生機のテープ駆
動モータとして２相片方向通電モータが用いられてい
る。２相片方向通電モータの駆動方式としては、正弦波
駆動方式やスイッチング駆動方式等が知られている。
動モータとして２相片方向通電モータが用いられてい
る。２相片方向通電モータの駆動方式としては、正弦波
駆動方式やスイッチング駆動方式等が知られている。
正弦波駆動方式は品質的にはノイズを発生させない
が、パワートランジスタを能動領域で動作させているの
で、発熱が大きくなる問題や電源効率が悪い等の問題が
ある。従って、駆動回路を小型にする場合等において
は、上記のような問題が無いスイッチング駆動方式が用
いられている。
が、パワートランジスタを能動領域で動作させているの
で、発熱が大きくなる問題や電源効率が悪い等の問題が
ある。従って、駆動回路を小型にする場合等において
は、上記のような問題が無いスイッチング駆動方式が用
いられている。
スイッチング駆動方式は、ロータの回転位置を検出回
路で検出し、その検出出力に基いてスイッチング回路を
オン・オフ制御して、複数のモータコイルを順番に切換
通電することにより連続した回転トルクを得ている。こ
のような切換通電をするときに、各モータコイルに流れ
るドライブ電流が急激に増加または減少すると大きな音
響ノイズ及び電磁ノイズが発生する。このノイズレベル
が高いと実用上使用できなくなるので、従来のスイッチ
ング駆動回路は、ドライブ電流を断続しているパワート
ランジスタのベースと電源との間、或いはベースと接地
との間にノイズ防止用のコンデンサを挿入し、ドライブ
電流の波形をなまらせることによりスイッチングノイズ
を軽減していた。
路で検出し、その検出出力に基いてスイッチング回路を
オン・オフ制御して、複数のモータコイルを順番に切換
通電することにより連続した回転トルクを得ている。こ
のような切換通電をするときに、各モータコイルに流れ
るドライブ電流が急激に増加または減少すると大きな音
響ノイズ及び電磁ノイズが発生する。このノイズレベル
が高いと実用上使用できなくなるので、従来のスイッチ
ング駆動回路は、ドライブ電流を断続しているパワート
ランジスタのベースと電源との間、或いはベースと接地
との間にノイズ防止用のコンデンサを挿入し、ドライブ
電流の波形をなまらせることによりスイッチングノイズ
を軽減していた。
従来のスイッチング駆動回路は、コンデンサによって
ドライブ電流の波形をなまらせていたので、容量が大き
いコンデンサを使用するとスイッチングのタイミングに
ずれが生じ、トルクリップルが悪化する。また、集積回
路の内部にはパワートランジスタのベースに付加するコ
ンデンサを形成できないので、駆動回路を集積回路で構
成する場合、終段のパワートランジスタを集積回路に外
付けして設けていた。
ドライブ電流の波形をなまらせていたので、容量が大き
いコンデンサを使用するとスイッチングのタイミングに
ずれが生じ、トルクリップルが悪化する。また、集積回
路の内部にはパワートランジスタのベースに付加するコ
ンデンサを形成できないので、駆動回路を集積回路で構
成する場合、終段のパワートランジスタを集積回路に外
付けして設けていた。
また、パワートランジスタを集積回路の内部に設けた
場合には、外付けのコンデンサを接続するために、ベー
ス端子を外部に導出しなければならなかった。このた
め、端子数が増加して集積回路の製造コストが高くなっ
てしまう問題があった。
場合には、外付けのコンデンサを接続するために、ベー
ス端子を外部に導出しなければならなかった。このた
め、端子数が増加して集積回路の製造コストが高くなっ
てしまう問題があった。
またロータの回転位置を検出する位置検出素子の正弦
波状出力信号からスイッチング信号を形成する際に、ア
ンプのクリッピング作用を利用して台形波状のスイッチ
ング信号を形成し、ドライブ電流の急峻な立上がり立下
りを緩和し、モータの音響ノイズ、電磁ノイズを軽減す
ることが知られている（例えば、特開昭63−77393
号）。
波状出力信号からスイッチング信号を形成する際に、ア
ンプのクリッピング作用を利用して台形波状のスイッチ
ング信号を形成し、ドライブ電流の急峻な立上がり立下
りを緩和し、モータの音響ノイズ、電磁ノイズを軽減す
ることが知られている（例えば、特開昭63−77393
号）。
アンプのクリッピングを利用する場合、電源電圧の変
動により位置検出素子の正弦波状出力信号の振幅や正弦
波信号に対するクリップレベルが変動し、安定した再現
性のある台形波状スイッチング信号を得ることが困難な
問題がある。また正弦波に対するクリップレベルが変動
すると、台形波の立上がり及び立下り傾斜が変動するた
めノイズやトルクリップルが増加することもある。
動により位置検出素子の正弦波状出力信号の振幅や正弦
波信号に対するクリップレベルが変動し、安定した再現
性のある台形波状スイッチング信号を得ることが困難な
問題がある。また正弦波に対するクリップレベルが変動
すると、台形波の立上がり及び立下り傾斜が変動するた
めノイズやトルクリップルが増加することもある。
本発明はこの問題にかんがみ、所望の立上がり及び立
下り傾斜を有し、安定して再現性のある台形波状スイッ
チング信号を得ることを目的とする。
下り傾斜を有し、安定して再現性のある台形波状スイッ
チング信号を得ることを目的とする。
本発明のモータのスイッチング駆動回路は、第１図に
示すように複数のモータコイルLa、Lbを順番に切換通電
することにより連続した回転トルクを得てロータを回転
させるようにしたモータのスイッチング駆動回路におい
て、上記ロータの回転位置に対応した正弦波状の位置検
出信号を出力する位置検出回路１と、上記正弦波状の信
号を台形波状の信号に変換する台形波形成回路２と、上
記台形波信号によって制御され、上記台形波信号に対応
する台形波状のドライブ電流で上記複数のモータコイル
を順番にスイッチング駆動するドライブ回路３とを備え
る。
示すように複数のモータコイルLa、Lbを順番に切換通電
することにより連続した回転トルクを得てロータを回転
させるようにしたモータのスイッチング駆動回路におい
て、上記ロータの回転位置に対応した正弦波状の位置検
出信号を出力する位置検出回路１と、上記正弦波状の信
号を台形波状の信号に変換する台形波形成回路２と、上
記台形波信号によって制御され、上記台形波信号に対応
する台形波状のドライブ電流で上記複数のモータコイル
を順番にスイッチング駆動するドライブ回路３とを備え
る。
上記台形波形成回路２は、夫々所定の動作電流が供給
される第１、第２の差動アンプ７、８を備える。
される第１、第２の差動アンプ７、８を備える。
上記第１の差動アンプ７は、上記台形波の立上がり及
び立下り傾斜を決定する所定のゲインを有する。
び立下り傾斜を決定する所定のゲインを有する。
上記第２の差動アンプ８は、アンプ出力端と基準電位
との間に設けられた負荷抵抗R12、R13と、負荷電流に順
方向を一致させて負荷抵抗と並列に結合されたクランプ
ダイオードQ12、Q13とを有し、上記第２の差動アンプ８
の出力端から、上記第１の差動アンプ７のゲインに対応
した立上がり及び立下り傾斜を有し、上記クランプダイ
オード12、Q13の順方向電圧によって上限レベルが制限
された台形波信号を得て、上記ドライブ回路３に供給す
るようにしたことを特徴とする。
との間に設けられた負荷抵抗R12、R13と、負荷電流に順
方向を一致させて負荷抵抗と並列に結合されたクランプ
ダイオードQ12、Q13とを有し、上記第２の差動アンプ８
の出力端から、上記第１の差動アンプ７のゲインに対応
した立上がり及び立下り傾斜を有し、上記クランプダイ
オード12、Q13の順方向電圧によって上限レベルが制限
された台形波信号を得て、上記ドライブ回路３に供給す
るようにしたことを特徴とする。
台形波形成回路２を、立上がり及び立下り傾斜を設定
するための前段部分（第１の差動アンプ７）と、クリッ
ピング作用を有する後段部分（第２の差動アンプ８）と
に分け、第２の差動アンプ８においては基準電位からク
ランプダイオードの順方向電圧分シフトしたクリップレ
ベルでピーククリップを行なう。更に各差動アンプ７、
８を一定作動電流で動作させて基準電位（接地電位）に
対して安定な信号レベルを得るようにし、所要の立上が
り及び立下り傾斜および一定のクリップレベルを電源電
圧の変動に影響されないで安定に再現した台形波信号を
得る。
するための前段部分（第１の差動アンプ７）と、クリッ
ピング作用を有する後段部分（第２の差動アンプ８）と
に分け、第２の差動アンプ８においては基準電位からク
ランプダイオードの順方向電圧分シフトしたクリップレ
ベルでピーククリップを行なう。更に各差動アンプ７、
８を一定作動電流で動作させて基準電位（接地電位）に
対して安定な信号レベルを得るようにし、所要の立上が
り及び立下り傾斜および一定のクリップレベルを電源電
圧の変動に影響されないで安定に再現した台形波信号を
得る。
第１図は本発明の一実施例を示すモータ駆動回路の回
路図、第２図は２相スイッチング方式のブラシレスモー
タの横断面図である。
路図、第２図は２相スイッチング方式のブラシレスモー
タの横断面図である。
このモータＭは円筒状のアウターロータヨーク21の内
周面に４極のマグネット22a、22b、23a、23bを装着し、
その内側のステータコア24の表面に２相の固定子コイル
25A、25B、25A′、25B′が配置されている。なお固定子
コイル25Aと25A′とは電気的に同相であって互いに直列
に結合されている。同様に固定子コイル25Bと25B′とが
直列に結合されている。
周面に４極のマグネット22a、22b、23a、23bを装着し、
その内側のステータコア24の表面に２相の固定子コイル
25A、25B、25A′、25B′が配置されている。なお固定子
コイル25Aと25A′とは電気的に同相であって互いに直列
に結合されている。同様に固定子コイル25Bと25B′とが
直列に結合されている。
各マグネット22a、22b、23a、23bは夫々電気角で140
゜であり、NS磁極の境界位置を０゜とすると、電気角で
140゜〜220゜の角度範囲が空隙部分26a、26bとなってい
る。また各コイル25A、25B、25A′、25B′の夫々の巻線
ピッチ（往路と復路との間隔）は、例えば電気各で100
゜となっている。
゜であり、NS磁極の境界位置を０゜とすると、電気角で
140゜〜220゜の角度範囲が空隙部分26a、26bとなってい
る。また各コイル25A、25B、25A′、25B′の夫々の巻線
ピッチ（往路と復路との間隔）は、例えば電気各で100
゜となっている。
第３図ＩはＡ相の固定子コイル25A、25A′によって発
生するトルクを示している。このＡ相の固定子コイルの
往路Ｖに鎖交する磁束は第３図Ｉの細線Ａ′のようにな
る。即ち、電気角180゜の付近の空隙部26a、26bにおけ
る鎖交磁束は減少している。Ａ相の固定子コイル25A、2
5A′に連続電流を流すと、往路Ｖによって生ずるトルク
は第３図ＩのＡ′のようになる。またＡ相の固定子コイ
ルの復路Ｕによって生ずるトルクは、電流方向が反対で
かつ100゜の位相差があるから、第３図Ｉの点線Ｂ′の
ようになる。従って、Ａ相の固定子コイル25A、25A′の
往路Ｖと復路Ｕとによって発生する合成トルクは第３図
Ｉの実線Ａのようになる。即ち、電気角180゜以上にわ
たって一方方向のトルクが得られる。
生するトルクを示している。このＡ相の固定子コイルの
往路Ｖに鎖交する磁束は第３図Ｉの細線Ａ′のようにな
る。即ち、電気角180゜の付近の空隙部26a、26bにおけ
る鎖交磁束は減少している。Ａ相の固定子コイル25A、2
5A′に連続電流を流すと、往路Ｖによって生ずるトルク
は第３図ＩのＡ′のようになる。またＡ相の固定子コイ
ルの復路Ｕによって生ずるトルクは、電流方向が反対で
かつ100゜の位相差があるから、第３図Ｉの点線Ｂ′の
ようになる。従って、Ａ相の固定子コイル25A、25A′の
往路Ｖと復路Ｕとによって発生する合成トルクは第３図
Ｉの実線Ａのようになる。即ち、電気角180゜以上にわ
たって一方方向のトルクが得られる。
従って、電気角で180゜ずつＡ相とＢ相のコイル25A、
25A′及び25B、25B′を所定のタイミングで切換通電す
れば、第３図IIのように電源切換え時点の近傍以外では
一定の連続した回転トルクを発生させることができる。
25A′及び25B、25B′を所定のタイミングで切換通電す
れば、第３図IIのように電源切換え時点の近傍以外では
一定の連続した回転トルクを発生させることができる。
しかしながら、モータＭをこのように切換通電で駆動
すると上述したようにスイッチングノイズが発生するの
で、ノイズ防止用のコンデンサが不可欠である。実施例
では、モータＭの駆動回路を第１図のように構成するこ
とにより、ノイズ防止用コンデンサを不要にしている。
すると上述したようにスイッチングノイズが発生するの
で、ノイズ防止用のコンデンサが不可欠である。実施例
では、モータＭの駆動回路を第１図のように構成するこ
とにより、ノイズ防止用コンデンサを不要にしている。
第１図において、１は位置検出回路、２は台形波形成
回路、３はドライブ回路であり、台形波形成回路２及び
ドライブ回路３は集結回路４に一体的に形成されてい
る。
回路、３はドライブ回路であり、台形波形成回路２及び
ドライブ回路３は集結回路４に一体的に形成されてい
る。
位置検出回路１は２相片方向ブラシレスモータＭのス
テータコア24上に取付けられたホール素子５と、これと
対向してアウターロータヨーク21上に取付けられた位置
検出用のマグネット（図示せず）とを備えている。ホー
ル素子５のバイアス電流は、集積回路４の端子4aから与
えられる。即ち、集積回路４にはホール素子５のバイア
ス回路として定電流源６が設けられていて、定電流源６
から定電流IHが端子4aを介してホール素子５に与えられ
る。
テータコア24上に取付けられたホール素子５と、これと
対向してアウターロータヨーク21上に取付けられた位置
検出用のマグネット（図示せず）とを備えている。ホー
ル素子５のバイアス電流は、集積回路４の端子4aから与
えられる。即ち、集積回路４にはホール素子５のバイア
ス回路として定電流源６が設けられていて、定電流源６
から定電流IHが端子4aを介してホール素子５に与えられ
る。
バイアス電流IHが与えられることによってホール素子
５は動作し、出力端子5a、5bからは、互いに位相が180
度異なる正弦波の検出信号A1、B1がロータの検出信号と
して得られる。これらの検出信号A1、B1は端子4b、4cを
介して集積回路４に導入され、台形波形成回路２に与え
られる。なお、定電流源６の代りにバイアス抵抗を用い
てもよい。
５は動作し、出力端子5a、5bからは、互いに位相が180
度異なる正弦波の検出信号A1、B1がロータの検出信号と
して得られる。これらの検出信号A1、B1は端子4b、4cを
介して集積回路４に導入され、台形波形成回路２に与え
られる。なお、定電流源６の代りにバイアス抵抗を用い
てもよい。
台形波形成回路２は第１及び第２の差動アンプ７、８
によって構成されていて、検出信号A1、B1は第１の差動
アンプ７に与えられて差動増幅される。
によって構成されていて、検出信号A1、B1は第１の差動
アンプ７に与えられて差動増幅される。
第１の差動アンプ７は、エミッタが共通に接続された
トランジスタQ8、Q9から成り、ホール素子５の検出信号
A1、B1はこれらのトランジスタQ8、Q9のベースに夫々与
えられる。共通接続されたエミッタには、抵抗R2及びト
ランジスタQ2から一定値のバイアス電流が供給されてい
る。
トランジスタQ8、Q9から成り、ホール素子５の検出信号
A1、B1はこれらのトランジスタQ8、Q9のベースに夫々与
えられる。共通接続されたエミッタには、抵抗R2及びト
ランジスタQ2から一定値のバイアス電流が供給されてい
る。
一定値のバイアス電流を供給するために、バイアス回
路９を設けてある。実施例では、定電流源9aからトラン
ジスタQ5に定電流I0を流し、トランジスタQ5とカレント
ミラー回路を構成するトランジスタQ6に定電流I0のミラ
ー電流を流している。これにより、トランジスタQ1に流
れる電流を一定値とし、トランジスタQ1とカレントミラ
ー回路を構成するトランジスタQ2に定電流が流れるよう
にしている。
路９を設けてある。実施例では、定電流源9aからトラン
ジスタQ5に定電流I0を流し、トランジスタQ5とカレント
ミラー回路を構成するトランジスタQ6に定電流I0のミラ
ー電流を流している。これにより、トランジスタQ1に流
れる電流を一定値とし、トランジスタQ1とカレントミラ
ー回路を構成するトランジスタQ2に定電流が流れるよう
にしている。
またトランジスタQ5、Q7でカレントミラー回路を構成
し、トランジスタQ3に定電流を流すことにより、トラン
ジスタQ4、抵抗R4に定電流が流れるようにして、第２の
差動アンプ８に定電流を流している。
し、トランジスタQ3に定電流を流すことにより、トラン
ジスタQ4、抵抗R4に定電流が流れるようにして、第２の
差動アンプ８に定電流を流している。
第１の差動アンプ７は、帰還抵抗R8、R9を介して増幅
出力の一部を入力側に負帰還させている。従って、帰還
抵抗と負荷抵抗との抵抗比、即ちR8:R10及びR9:R11を変
えることにより第１の差動アンプ７のゲインを変えて、
その出力振幅を第４図の波形説明図においてS1〜S4に示
すように変えることができる。
出力の一部を入力側に負帰還させている。従って、帰還
抵抗と負荷抵抗との抵抗比、即ちR8:R10及びR9:R11を変
えることにより第１の差動アンプ７のゲインを変えて、
その出力振幅を第４図の波形説明図においてS1〜S4に示
すように変えることができる。
各出力波形S1〜S4の立上り又は立下りの傾き角度はゲ
インに対応して変化し、ゲインを小さく抑えた増幅出力
S1の傾き角度θ１が小さく、ゲインを大きくするに従っ
て、傾き角度が大きくなる。
インに対応して変化し、ゲインを小さく抑えた増幅出力
S1の傾き角度θ１が小さく、ゲインを大きくするに従っ
て、傾き角度が大きくなる。
実施例では、抵抗比を（1.2〜2.2）:1程度に設定し、
第５図の動作波形図Ｉに示すような適当なゲインの差動
増幅出力A2、B2を得ている。
第５図の動作波形図Ｉに示すような適当なゲインの差動
増幅出力A2、B2を得ている。
第１の差動アンプ７の増幅出力信号A2、B2は、トラン
ジスタQ8、Q9のコレクタから取出され、第２の差動アン
プ８を構成するトランジスタQ10、Q11のベースに夫々与
えられて差動増幅される。トランジスタQ10、Q11コレク
タのに接続されている負荷抵抗R12、R13と並列に、トラ
ンジスタQ12、Q13のベース・エミッタが順方向に接続さ
れている。従って、トランジスタQ10、Q11のコレクタか
ら取出される増幅出力A3、B3は、第５図IIに示すように
レベルが上がったところでダイオードクランプ（又はリ
ミット）され、ピークレベルが0.7Vで一定な台形波状と
なる。
ジスタQ8、Q9のコレクタから取出され、第２の差動アン
プ８を構成するトランジスタQ10、Q11のベースに夫々与
えられて差動増幅される。トランジスタQ10、Q11コレク
タのに接続されている負荷抵抗R12、R13と並列に、トラ
ンジスタQ12、Q13のベース・エミッタが順方向に接続さ
れている。従って、トランジスタQ10、Q11のコレクタか
ら取出される増幅出力A3、B3は、第５図IIに示すように
レベルが上がったところでダイオードクランプ（又はリ
ミット）され、ピークレベルが0.7Vで一定な台形波状と
なる。
台形波信号A3、B3の斜辺部12は第４図に示すように、
正弦波状の波形によって定まり、第１の差動アンプ７の
ゲインに対応する傾きを持っている。また、正弦波状信
号の破線部をトランジスタQ12、Q13でクランプレベルVc
にダイオードクランプすることにより、上辺部13を形成
している。ダイオードクランプは0.6V程度から徐々にク
ランプを開始して0.7Vでクランプするので、斜辺部12と
上辺部13との角部17が丸味を帯びる。即ち、正弦波状の
信号をダイオードクランプすることにより、第５図IIに
示すような丸味を帯びた台形波信号A3、B3を形成してい
る。また、ダイオードクランプによって出力レベルが0.
7V程度となるので、次段との間にレベルシフト回路を設
ける必要がなくなり、直接接続が可能となる。またホー
ル素子５の出力にDCオフセットやドリフトが有ってこれ
らが変動しても、ダイオードクランプにより安定した出
力振中が得られる。
正弦波状の波形によって定まり、第１の差動アンプ７の
ゲインに対応する傾きを持っている。また、正弦波状信
号の破線部をトランジスタQ12、Q13でクランプレベルVc
にダイオードクランプすることにより、上辺部13を形成
している。ダイオードクランプは0.6V程度から徐々にク
ランプを開始して0.7Vでクランプするので、斜辺部12と
上辺部13との角部17が丸味を帯びる。即ち、正弦波状の
信号をダイオードクランプすることにより、第５図IIに
示すような丸味を帯びた台形波信号A3、B3を形成してい
る。また、ダイオードクランプによって出力レベルが0.
7V程度となるので、次段との間にレベルシフト回路を設
ける必要がなくなり、直接接続が可能となる。またホー
ル素子５の出力にDCオフセットやドリフトが有ってこれ
らが変動しても、ダイオードクランプにより安定した出
力振中が得られる。
なお第２の差動アンプ８を定電流で動作させているの
で、各台形波A3、B3を加算した電圧V1（VR12＋VR13）
は、例えば0.5Vで一定となる。
で、各台形波A3、B3を加算した電圧V1（VR12＋VR13）
は、例えば0.5Vで一定となる。
これらの台形波A3、B3をプリドライブ回路10に与えて
増幅し、その増幅出力でパワードライブ回路11を動作さ
せる。プリドライブ回路10には２つのアンプ（図示せ
ず）が設けられていて、各アンプの動作点は一定電圧V1
を基準に設定されている。実施例では各アンプの動作電
圧V2を、第５図IIに示すように一定電圧V1よりも若干低
い電圧（約0.5V）に設定してある。
増幅し、その増幅出力でパワードライブ回路11を動作さ
せる。プリドライブ回路10には２つのアンプ（図示せ
ず）が設けられていて、各アンプの動作点は一定電圧V1
を基準に設定されている。実施例では各アンプの動作電
圧V2を、第５図IIに示すように一定電圧V1よりも若干低
い電圧（約0.5V）に設定してある。
従って、台形波A3が制御電極に与えられるアンプは、
台形波A3の電位が動作電圧V2を越える期間T1においてオ
ンする。オンした直後には制御電圧の電位は十分に立上
がっていないので、台形波A3の斜辺部12の傾きに従って
徐々に上昇し、上辺部13に達したときに最大となる。従
って、出力電極に流れる負荷電流は、アンプがオンして
から徐々に上昇し、所定時間経過したときに最大電流と
なる。オフするときにはオンするときと逆の関係とな
り、最大電流から徐々に減少して零となる。
台形波A3の電位が動作電圧V2を越える期間T1においてオ
ンする。オンした直後には制御電圧の電位は十分に立上
がっていないので、台形波A3の斜辺部12の傾きに従って
徐々に上昇し、上辺部13に達したときに最大となる。従
って、出力電極に流れる負荷電流は、アンプがオンして
から徐々に上昇し、所定時間経過したときに最大電流と
なる。オフするときにはオンするときと逆の関係とな
り、最大電流から徐々に減少して零となる。
台形波B3が与えられるアンプも同様に動作し、期間T2
においてオンとなる。
においてオンとなる。
第５図IIから明らかなように、台形波A3が動作電圧V2
を越えている期間T1と、台形波B3が動作電圧V2を越えて
いる期間T2とが重複している期間T3がある。従って、こ
の重複期間T3においては各アンプが共にオンとなるの
で、プリドライブ回路10の出力、即ちパワードライブ回
路11の入力PINは第５図IIIに示すように、これらの台形
波A4、B4が電気各で180゜ごとに重なり合った波形とな
る。これらの台形波A4、B4の形状は同じであり、また各
台形波A4、B4は一定電圧V3においてクロスしている。
を越えている期間T1と、台形波B3が動作電圧V2を越えて
いる期間T2とが重複している期間T3がある。従って、こ
の重複期間T3においては各アンプが共にオンとなるの
で、プリドライブ回路10の出力、即ちパワードライブ回
路11の入力PINは第５図IIIに示すように、これらの台形
波A4、B4が電気各で180゜ごとに重なり合った波形とな
る。これらの台形波A4、B4の形状は同じであり、また各
台形波A4、B4は一定電圧V3においてクロスしている。
パワードライブ回路11には、モータコイルLaに通電す
るアンプと、モータコイルLbに通電するアンプとが設け
られていて、台形波A4がモータコイルLaのアンプの制御
電極に与えられ、台形波B4がモータコイルLb用のアンプ
の制御電極に与えられる。これらのアンプは、制御電極
の電位が第５図IIIに示す動作電圧V4を越えているとき
にオンとなる。従って、期間T4においてモータコイルLa
に通電され、期間T5においてモータコイルLbに通電され
る。
るアンプと、モータコイルLbに通電するアンプとが設け
られていて、台形波A4がモータコイルLaのアンプの制御
電極に与えられ、台形波B4がモータコイルLb用のアンプ
の制御電極に与えられる。これらのアンプは、制御電極
の電位が第５図IIIに示す動作電圧V4を越えているとき
にオンとなる。従って、期間T4においてモータコイルLa
に通電され、期間T5においてモータコイルLbに通電され
る。
台形波A4、B4の斜辺部14が所定の傾きを持っているの
で、モータ駆動電源Vsから各モータコイルLa、Lbに供給
するドライブ電流は、通電開始時には零から徐々に増加
し、制御電極の電位が台形波A4、B4の上辺部15の電位に
達したときに一定の最大電流となる。通電終了時にはこ
の逆に、最大電流から零まで徐々に減少する。即ち、ド
ライブ電流の波形は台形波となる。このため、通電開始
時及び通電終了時における電流の変化が緩やかとなり、
スイッチングノイズを大幅に軽減することができる。従
って、スイッチングノイズ防止用のコンデンサをパワー
トランジスタのベースに付加することなく低ノイズのス
イッチング駆動が可能となる。
で、モータ駆動電源Vsから各モータコイルLa、Lbに供給
するドライブ電流は、通電開始時には零から徐々に増加
し、制御電極の電位が台形波A4、B4の上辺部15の電位に
達したときに一定の最大電流となる。通電終了時にはこ
の逆に、最大電流から零まで徐々に減少する。即ち、ド
ライブ電流の波形は台形波となる。このため、通電開始
時及び通電終了時における電流の変化が緩やかとなり、
スイッチングノイズを大幅に軽減することができる。従
って、スイッチングノイズ防止用のコンデンサをパワー
トランジスタのベースに付加することなく低ノイズのス
イッチング駆動が可能となる。
またドライブ回路３を駆動するための台形波A3、B3の
上辺の角部17に丸味を付けてあるので、斜辺部12と上辺
部13との角部における電圧変化が緩やかである。従っ
て、コイル電流が増加状態から一定状態に変わるとき、
及び一定状態から減少状態に変わるときのノイズも小さ
く抑えることができる。
上辺の角部17に丸味を付けてあるので、斜辺部12と上辺
部13との角部における電圧変化が緩やかである。従っ
て、コイル電流が増加状態から一定状態に変わるとき、
及び一定状態から減少状態に変わるときのノイズも小さ
く抑えることができる。
また、実施例のドライブ回路３は、モータコイルLaに
通電する期間T4とモータコイルLbに通電する期間T5と
を、電流切換時点の近傍の期間T6でオーバーラップさせ
ている。従って、電流切換時点の近傍で生じるトルクの
落ち込みを補償することができ、トルクリップルを大幅
に低減することができる。また、コンデンサを用いてい
ないので、スイッチングのタイミングずれがなく、ノイ
ズ防止に伴うトルクリップルの悪化を無くすことができ
る。
通電する期間T4とモータコイルLbに通電する期間T5と
を、電流切換時点の近傍の期間T6でオーバーラップさせ
ている。従って、電流切換時点の近傍で生じるトルクの
落ち込みを補償することができ、トルクリップルを大幅
に低減することができる。また、コンデンサを用いてい
ないので、スイッチングのタイミングずれがなく、ノイ
ズ防止に伴うトルクリップルの悪化を無くすことができ
る。
実施例の駆動回路はドライブ電流を台形波状にしてい
るが、基本的にはスイッチング駆動であるので、オン時
にパワートランジスタを飽和動作させて発熱ロスを従来
のスイッチング駆動回路と同程度に小さくすることがで
きる。
るが、基本的にはスイッチング駆動であるので、オン時
にパワートランジスタを飽和動作させて発熱ロスを従来
のスイッチング駆動回路と同程度に小さくすることがで
きる。
なお、ホール素子５を集積回路４に一体的に設けても
よく、また２相片方向通電モータ以外のモータ、例えば
３相片方向通電モータを駆動することもできる。
よく、また２相片方向通電モータ以外のモータ、例えば
３相片方向通電モータを駆動することもできる。
本発明は上述のように、台形波形成回路２を、立上が
り及び立下り傾斜を設定するための前段部分（第１の差
動アンプ７）と、クリッピング作用を有する後段部分
（第２の差動アンプ８）とに分け、第２の差動アンプ８
においては基準電位からクランプダイオードの順方向電
圧分シフトしたクリップレベルでピーククリップを行な
うようにし、更に各差動アンプ７、８を一定作動電流で
動作させ基準電位（接地電位）に対して安定な信号レベ
ルを得たので、所要の立上がり及び立下り傾斜および一
定のクリップレベルを有する台形波信号を、電源電圧の
変動に影響されないで安定に再現性よく得ることがで
き、この最適化された台形波信号に基づいてモータをス
イッチング駆動することにより、モータの音響ノイズ、
電磁ノイズを少なくすることができる。
り及び立下り傾斜を設定するための前段部分（第１の差
動アンプ７）と、クリッピング作用を有する後段部分
（第２の差動アンプ８）とに分け、第２の差動アンプ８
においては基準電位からクランプダイオードの順方向電
圧分シフトしたクリップレベルでピーククリップを行な
うようにし、更に各差動アンプ７、８を一定作動電流で
動作させ基準電位（接地電位）に対して安定な信号レベ
ルを得たので、所要の立上がり及び立下り傾斜および一
定のクリップレベルを有する台形波信号を、電源電圧の
変動に影響されないで安定に再現性よく得ることがで
き、この最適化された台形波信号に基づいてモータをス
イッチング駆動することにより、モータの音響ノイズ、
電磁ノイズを少なくすることができる。
第１図は本発明の一実施例を示すモータ駆動回路の回路
図、第２図は２相ブラシレスモータの断面図、第３図は
第２図のモータの回転トルクを示す波形図、第４図は出
力波形の形状を説明するための波形図、第５図は各部の
動作を説明するための波形図である。 なお図面に用いた符号において、 １……位置検出回路 ２……台形波形成回路 ３……ドライブ回路 ５……ホール素子 ７……第１の差動アンプ ８……第２の差動アンプ 10……プリドライブ回路 11……パワードライブ回路 La,Lb……モータコイル である。
図、第２図は２相ブラシレスモータの断面図、第３図は
第２図のモータの回転トルクを示す波形図、第４図は出
力波形の形状を説明するための波形図、第５図は各部の
動作を説明するための波形図である。 なお図面に用いた符号において、 １……位置検出回路 ２……台形波形成回路 ３……ドライブ回路 ５……ホール素子 ７……第１の差動アンプ ８……第２の差動アンプ 10……プリドライブ回路 11……パワードライブ回路 La,Lb……モータコイル である。
Claims (1)
- 【請求項１】複数のモータコイルを順番に切換通電する
ことにより連続した回転トルクを得てロータを回転させ
るようにしたモータのスイッチング駆動回路において、 上記ロータの回転位置に対応した正弦波状の位置検出信
号を出力する位置検出回路と、 上記正弦波状の信号を台形波状の信号に変換する台形波
形成回路と、 上記台形波信号によって制御され、上記台形波信号に対
応する台形波状のドライブ電流で上記複数のモータコイ
ルを順番にスイッチング駆動するドライブ回路とを備
え、 上記台形波形成回路は、夫々所定の動作電流が供給され
る第１、第２の差動アンプを備え、 上記第１の差動アンプは、上記台形波の立上がり及び立
下り傾斜を決定する所定のゲインを有し、 上記第２の差動アンプは、アンプ出力端と基準電位との
間に設けられた負荷抵抗と、負荷電流に順方向を一致さ
せて負荷抵抗と並列に結合されたクランプダイオードと
を有し、 上記第２の差動アンプの出力端から、上記第１の差動ア
ンプのゲインに対応した立上がり及び立下り傾斜を有
し、上記クランプダイオードの順方向電圧によって上限
レベルが制限された台形波信号を得て、上記ドライブ回
路に供給するようにしたことを特徴とするモータのスイ
ッチング駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158404A JP2646675B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | モータのスイツチング駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158404A JP2646675B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | モータのスイツチング駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH027890A JPH027890A (ja) | 1990-01-11 |
| JP2646675B2 true JP2646675B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=15671010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63158404A Expired - Fee Related JP2646675B2 (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | モータのスイツチング駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646675B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7216596B2 (ja) | 2019-04-01 | 2023-02-01 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2541194B2 (ja) * | 1986-09-17 | 1996-10-09 | ソニー株式会社 | ブラシレスモ−タ |
-
1988
- 1988-06-27 JP JP63158404A patent/JP2646675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH027890A (ja) | 1990-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |