JP2664788B2 - 充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路 - Google Patents
充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路Info
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- JP2664788B2 JP2664788B2 JP1326395A JP32639589A JP2664788B2 JP 2664788 B2 JP2664788 B2 JP 2664788B2 JP 1326395 A JP1326395 A JP 1326395A JP 32639589 A JP32639589 A JP 32639589A JP 2664788 B2 JP2664788 B2 JP 2664788B2
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- drive circuit
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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、ブラシレスモータを用い長寿命を実現する
充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路に関するもので
あって、特にロック保護に関するものである。
充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路に関するもので
あって、特にロック保護に関するものである。
［従来の技術］ 従来技術を第３図、第４図及び第５図に基づいて説明
する。充電式工具用ブラシレスモータにおいて、ホール
素子Hu,Hv,Hwは、第３図に示すように機械角60゜で配置
されており、空隙を介して対向した各永久磁石回転子１
の磁極あるいは位置検知用磁石の磁束密度に応じた信号
を出力する。その信号は第４図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、各々の位相が２π/3ずつずれた正弦波状の電圧波
形となり、この信号から３相バイポーラ駆動回路に必要
な信号列を作成する分配回路２を通じ、各コイルLu,Lv,
Lwに接続した６個のパワーMOSFETTr16〜Tr21を駆動する
ための第４図（ｄ）〜（ｉ）に示すような６個の信号列
を出力する。第４図（ｄ）〜（ｉ）に示す６個の信号列
出力のうち、第４図（ｅ），（ｇ），（ｉ）に示す出力
は、電流制御用PWM信号を合成するゲート回路31〜33及
び、PNP,NPN型のトランジスタからなるトランジスタブ
リッジ54〜56により１組のハーフブリッジの下側のパワ
ーMOSFETTr19〜Tr21のゲートを第４図（ｋ）（ｍ）
（ｏ）に示すように駆動する。
する。充電式工具用ブラシレスモータにおいて、ホール
素子Hu,Hv,Hwは、第３図に示すように機械角60゜で配置
されており、空隙を介して対向した各永久磁石回転子１
の磁極あるいは位置検知用磁石の磁束密度に応じた信号
を出力する。その信号は第４図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、各々の位相が２π/3ずつずれた正弦波状の電圧波
形となり、この信号から３相バイポーラ駆動回路に必要
な信号列を作成する分配回路２を通じ、各コイルLu,Lv,
Lwに接続した６個のパワーMOSFETTr16〜Tr21を駆動する
ための第４図（ｄ）〜（ｉ）に示すような６個の信号列
を出力する。第４図（ｄ）〜（ｉ）に示す６個の信号列
出力のうち、第４図（ｅ），（ｇ），（ｉ）に示す出力
は、電流制御用PWM信号を合成するゲート回路31〜33及
び、PNP,NPN型のトランジスタからなるトランジスタブ
リッジ54〜56により１組のハーフブリッジの下側のパワ
ーMOSFETTr19〜Tr21のゲートを第４図（ｋ）（ｍ）
（ｏ）に示すように駆動する。
ここで、分配回路２の出力（第４図（ｅ）（ｇ）
（ｉ））がＨレベルの時、ゲート回路31〜33の出力はＬ
レベルで、トランジスタブリッジ54〜56の出力はＬレベ
ルとなり、パワーMOSFETTr19〜Tr21はオフとなる。ま
た、分配回路２の出力（第４図（ｅ）（ｇ）（ｉ））が
Ｌレベルの時、上記とは逆となり、パワーMOSFETTr16〜
Tr18はオンすることになる。もう一方の信号列の出力
（第４図（ｄ）（ｆ）（ｈ））も同様にトランジスタT
r13〜Tr15と、フローティング電源41〜43、トランジス
タブリッジ51〜53によりハーフブリッジの上側のパワー
MOSFETTr16〜Tr18のゲートを第４図（ｊ）（ｌ）（ｎ）
に示すように駆動する。しかし、上側のパワーMOSFETT
r16〜Tr18のソースは、下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21
のドレインに接続されているため、グランドからみてた
電位は下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21のオン、オフの状
態で異なったものとなる。
（ｉ））がＨレベルの時、ゲート回路31〜33の出力はＬ
レベルで、トランジスタブリッジ54〜56の出力はＬレベ
ルとなり、パワーMOSFETTr19〜Tr21はオフとなる。ま
た、分配回路２の出力（第４図（ｅ）（ｇ）（ｉ））が
Ｌレベルの時、上記とは逆となり、パワーMOSFETTr16〜
Tr18はオンすることになる。もう一方の信号列の出力
（第４図（ｄ）（ｆ）（ｈ））も同様にトランジスタT
r13〜Tr15と、フローティング電源41〜43、トランジス
タブリッジ51〜53によりハーフブリッジの上側のパワー
MOSFETTr16〜Tr18のゲートを第４図（ｊ）（ｌ）（ｎ）
に示すように駆動する。しかし、上側のパワーMOSFETT
r16〜Tr18のソースは、下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21
のドレインに接続されているため、グランドからみてた
電位は下側のパワーMOSFETTr19〜Tr21のオン、オフの状
態で異なったものとなる。
しかるに、通常のパワーMOSFETは、ゲート・ドレイン
間に所定の電圧を印加しないと動作しないため、上側の
パワーMOSFETTr16〜Tr18は、下側のパワーMOSFETTr19〜
Tr21異なった電源が必要となり、そのため、逆流防止ダ
イオードD1〜D3、電荷蓄積用コンデンサC1〜C3と、充電
用抵抗R12〜R14で構成されたフローティング電源41〜43
を用い、グランドと抵抗12〜R14で分離されたコンデン
サC1〜C3に蓄積された電荷で、上側のパワーMOSFETTr16
〜Tr18のゲートを駆動する。
間に所定の電圧を印加しないと動作しないため、上側の
パワーMOSFETTr16〜Tr18は、下側のパワーMOSFETTr19〜
Tr21異なった電源が必要となり、そのため、逆流防止ダ
イオードD1〜D3、電荷蓄積用コンデンサC1〜C3と、充電
用抵抗R12〜R14で構成されたフローティング電源41〜43
を用い、グランドと抵抗12〜R14で分離されたコンデン
サC1〜C3に蓄積された電荷で、上側のパワーMOSFETTr16
〜Tr18のゲートを駆動する。
ブラシレスモータが駆動して負荷がかかると、回転数
は低下し、ロックした場合には過大な電流が流れるが、
回転子１の速度信号パルスを得て、所定の回転数に達し
た時点で駆動回路のPWM信号合成用ゲート回路31〜33に
対しパワーMOSFETTr19〜Tr21がオフするような信号を発
生する再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ６によ
り制御を行い、これを防止している。制御手段を構成す
る単安定マルチバイブレータ６には抵抗R33とコンデン
サC4が外付けされ、この抵抗R33とコンデンサC4とで出
力パルス幅が設定される。
は低下し、ロックした場合には過大な電流が流れるが、
回転子１の速度信号パルスを得て、所定の回転数に達し
た時点で駆動回路のPWM信号合成用ゲート回路31〜33に
対しパワーMOSFETTr19〜Tr21がオフするような信号を発
生する再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ６によ
り制御を行い、これを防止している。制御手段を構成す
る単安定マルチバイブレータ６には抵抗R33とコンデン
サC4が外付けされ、この抵抗R33とコンデンサC4とで出
力パルス幅が設定される。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっては、モータ起動
直後の回転数の遅い時にも単安定マルチバイブレータ６
により制御され、モータが停止してしまう恐れがある。
直後の回転数の遅い時にも単安定マルチバイブレータ６
により制御され、モータが停止してしまう恐れがある。
本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
モータの起動後、ある一定時間、回転数に拘らずモータ
を停止させないようにした充電式工具用ブラシレスモー
タ駆動回路を提供することを目的としたものである。
モータの起動後、ある一定時間、回転数に拘らずモータ
を停止させないようにした充電式工具用ブラシレスモー
タ駆動回路を提供することを目的としたものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、ブラシレスモータの回転数が一定以下の場
合には、パワーMOSFETをオフとしてブラシレスモータを
停止させる制御手段を備えた充電式工具用ブラシレスモ
ータ駆動回路に、ブラシレスモータの起動後、ある一定
時間上記制御手段を不動作とする制御回路を備えたもの
である。
合には、パワーMOSFETをオフとしてブラシレスモータを
停止させる制御手段を備えた充電式工具用ブラシレスモ
ータ駆動回路に、ブラシレスモータの起動後、ある一定
時間上記制御手段を不動作とする制御回路を備えたもの
である。
［作 用］ 制御回路により、ブラシレスモータの起動後、ある一
定時間は、ブラシレスモータの回転数がある一定以下の
場合に停止させる制御手段の動作に関係がないようにし
ている。
定時間は、ブラシレスモータの回転数がある一定以下の
場合に停止させる制御手段の動作に関係がないようにし
ている。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図は全体の回路構成を示したもので、ブラシレスモー
タの起動後、ある一定時間は、ブラシレスモータの回転
数がある一定以下の場合にブラシレスモータを停止させ
る単安定マルチバイブレータ６の動作に関係ないよう
に、再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ７及びラ
ッチ回路８を従来の構成に加えて構成したものである。
単安定マルチバイブレータ７には抵抗RX1とコンデンサC
X1とが外付けされ、この抵抗RX1とコンデンサCX1とで出
力パルス幅が設定される。
１図は全体の回路構成を示したもので、ブラシレスモー
タの起動後、ある一定時間は、ブラシレスモータの回転
数がある一定以下の場合にブラシレスモータを停止させ
る単安定マルチバイブレータ６の動作に関係ないよう
に、再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ７及びラ
ッチ回路８を従来の構成に加えて構成したものである。
単安定マルチバイブレータ７には抵抗RX1とコンデンサC
X1とが外付けされ、この抵抗RX1とコンデンサCX1とで出
力パルス幅が設定される。
次に、動作を、回路を示す第１図と動作波形図を示す
第２図とにより説明する。第２図（ａ）に示すように電
源が投入されると、まず抵抗RX2とコンデンサCX2で構成
された積分回路により第２図（ｂ）に示すような出力を
得、インバータゲート９により第２図（ｃ）に示すよう
な出力を得る。この出力を単安定マルチバイブレータ７
の入力トリガとし、抵抗RX1とコンデンサCX1でオフ幅τ
１（第２図（ｄ））を設定する。
第２図とにより説明する。第２図（ａ）に示すように電
源が投入されると、まず抵抗RX2とコンデンサCX2で構成
された積分回路により第２図（ｂ）に示すような出力を
得、インバータゲート９により第２図（ｃ）に示すよう
な出力を得る。この出力を単安定マルチバイブレータ７
の入力トリガとし、抵抗RX1とコンデンサCX1でオフ幅τ
１（第２図（ｄ））を設定する。
単安定マルチバイブレータ６は分配回路２からの第２
図（ｅ）に示す速度信号パルスを入力トリガとし、抵抗
R33とコンデンサC4で出力からの出力パルス幅τ２を
設定する。ここで、第２図（ｆ）に示すように、第２図
（ｅ）の入力トリガの間隔が出力パルス幅τ２より短い
場合には、再トリガされた出力からの出力信号は連続
したＬレベルの信号になる（第２図（ｆ））。すなわ
ち、モータの回転数が所定の回転数（単安定マルチバイ
ブレータ６の設定した出力パルス幅τ２）以上である場
合、速度信号は設定した再トリガ可能な単安定マルチバ
イブレータ６の出力がオフからオンになる時間よりも
先に単安定マルチバイブレータ６を再トリガするため、
その出力は第２図（ｆ）に示すように常にオフ状態にな
る。
図（ｅ）に示す速度信号パルスを入力トリガとし、抵抗
R33とコンデンサC4で出力からの出力パルス幅τ２を
設定する。ここで、第２図（ｆ）に示すように、第２図
（ｅ）の入力トリガの間隔が出力パルス幅τ２より短い
場合には、再トリガされた出力からの出力信号は連続
したＬレベルの信号になる（第２図（ｆ））。すなわ
ち、モータの回転数が所定の回転数（単安定マルチバイ
ブレータ６の設定した出力パルス幅τ２）以上である場
合、速度信号は設定した再トリガ可能な単安定マルチバ
イブレータ６の出力がオフからオンになる時間よりも
先に単安定マルチバイブレータ６を再トリガするため、
その出力は第２図（ｆ）に示すように常にオフ状態にな
る。
ここで、電源投入には、単安定マルチバイブレータ７
の出力は第２図（ｄ）に示すように一定時間τ１だけ
Ｌレベルであるため、ラッチ回路８のナンドゲート81の
出力は第２図（ｇ）に示すようにＨレベルとなり、この
Ｈレベルの信号によりナンドゲート82,83からなるフリ
ップフロップ等で構成されるラッチ回路８の出力をＬレ
ベルにして、単安定マルチバイブレータ６の出力を無視
してブラシレスモータを起動するようにしている。設定
時間τ１以後においては、単安定マルチバイブレータ６
の出力信号にてラッチ回路８が制御される。つまり、ブ
ラシレスモータの回転数が一定以上の場合には、第２図
（ｆ）に示すように単安定マルチバイブレータ６の出
力がＬレベルであるため、ラッチ回路８の出力つまりゲ
ート回路31〜33の入力は第２図（ｈ）に示すように、Ｌ
レベルであり、パワーMOSFETTr19〜Tr21はオン駆動され
る。ここで、τ１で設定したオフ幅は、ブラシレスモー
タの起動後、ある一定時間、単安定マルチバイブレータ
６の出力に関係なくブラシレスモータを駆動する時間で
ある。すなわち、単安定マルチバイブレータ７及びラッ
チ回路８とで、ブラシレスモータの起動後ある一定時間
単安定マルチバイブレータ６の出力を無視して本来の制
御動作を不動作とする制御回路を構成している。
の出力は第２図（ｄ）に示すように一定時間τ１だけ
Ｌレベルであるため、ラッチ回路８のナンドゲート81の
出力は第２図（ｇ）に示すようにＨレベルとなり、この
Ｈレベルの信号によりナンドゲート82,83からなるフリ
ップフロップ等で構成されるラッチ回路８の出力をＬレ
ベルにして、単安定マルチバイブレータ６の出力を無視
してブラシレスモータを起動するようにしている。設定
時間τ１以後においては、単安定マルチバイブレータ６
の出力信号にてラッチ回路８が制御される。つまり、ブ
ラシレスモータの回転数が一定以上の場合には、第２図
（ｆ）に示すように単安定マルチバイブレータ６の出
力がＬレベルであるため、ラッチ回路８の出力つまりゲ
ート回路31〜33の入力は第２図（ｈ）に示すように、Ｌ
レベルであり、パワーMOSFETTr19〜Tr21はオン駆動され
る。ここで、τ１で設定したオフ幅は、ブラシレスモー
タの起動後、ある一定時間、単安定マルチバイブレータ
６の出力に関係なくブラシレスモータを駆動する時間で
ある。すなわち、単安定マルチバイブレータ７及びラッ
チ回路８とで、ブラシレスモータの起動後ある一定時間
単安定マルチバイブレータ６の出力を無視して本来の制
御動作を不動作とする制御回路を構成している。
しかし、ブラシレスモータの回転数が所定の回転数以
下になると、第２図（ｆ）に示すように単安定マルチバ
イブレータ６の出力はＨレベルの信号を出力し、第２
図（ｇ）に示すようにインバータゲート81の出力をＬレ
ベルとし、第２図（ｈ）に示すように、ゲート回路31〜
33の入力はＨレベルとなり、パワーMOSFETTr19〜Tr21を
オフさせ、ブラシレスモータを停止させる。
下になると、第２図（ｆ）に示すように単安定マルチバ
イブレータ６の出力はＨレベルの信号を出力し、第２
図（ｇ）に示すようにインバータゲート81の出力をＬレ
ベルとし、第２図（ｈ）に示すように、ゲート回路31〜
33の入力はＨレベルとなり、パワーMOSFETTr19〜Tr21を
オフさせ、ブラシレスモータを停止させる。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、ブラシレスモータの回転数が
一定以下の場合には、パワーMOSFETをオフとしてブラシ
レスモータの停止させる制御手段を備えた充電式工具用
ブラシレスモータ駆動回路に、ブラシレスモータの起動
後、ある一定時間上記制御手段を不動作とする制御回路
を備えたものであるから、制御回路により、ブラシレス
モータの起動後、ある一定時間は、ブラシレスモータの
回転数がある一定以下の場合に停止させる制御手段の動
作に関係がないようにしているものであり、そのため、
ブラシレスモータの起動直後の回転数の遅い時は停止す
ることなく、また、ロック寸前の回転数の遅い時は、停
止してコイルやパワーMOSFETを保護することができる効
果を奏するものである。
一定以下の場合には、パワーMOSFETをオフとしてブラシ
レスモータの停止させる制御手段を備えた充電式工具用
ブラシレスモータ駆動回路に、ブラシレスモータの起動
後、ある一定時間上記制御手段を不動作とする制御回路
を備えたものであるから、制御回路により、ブラシレス
モータの起動後、ある一定時間は、ブラシレスモータの
回転数がある一定以下の場合に停止させる制御手段の動
作に関係がないようにしているものであり、そのため、
ブラシレスモータの起動直後の回転数の遅い時は停止す
ることなく、また、ロック寸前の回転数の遅い時は、停
止してコイルやパワーMOSFETを保護することができる効
果を奏するものである。
第１図は本発明の実施例の具体回路図、第２図は同上の
動作波形図、第３図はブラシレスモータの概略構成を示
す要部断面図、第４図は従来例の動作波形図、第５図は
同上の具体回路図である。 ２は分配回路、31〜33はゲート回路、41〜43はフローテ
ィング電源、51〜56はトランジスタブリッジ、Tr16〜T
r21はパワーMOSFETである。
動作波形図、第３図はブラシレスモータの概略構成を示
す要部断面図、第４図は従来例の動作波形図、第５図は
同上の具体回路図である。 ２は分配回路、31〜33はゲート回路、41〜43はフローテ
ィング電源、51〜56はトランジスタブリッジ、Tr16〜T
r21はパワーMOSFETである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 6/20 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３７１Ｋ (72)発明者 大橋 敏治 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−74194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−71488（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−34696（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−62138（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−104000（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】ブラシレスモータの位置検出器から発生す
る電気的に２π/3の位相を持つ３相の位置信号を入力と
し、３相バイポーラ駆動回路に必要な所定の信号列を作
る分配回路と、この分配回路出力と電流制御用PWM信号
を合成するゲート回路と、このゲート回路出力により１
組のパワーMOSFETハーフブリッジの下側のゲートを駆動
する第１のトランジスタブリッジと、グランドを抵抗と
コンデンサとで分離したフローティング電源と、フロー
ティング電源を電源として分配回路出力にて上記パワー
MOSFETハーフブリッジの上側のゲートを駆動する第２の
トランジスタブリッジと、ブラシレスモータの速度を検
出し、回転数が一定以下の場合には、パワーMOSFETをオ
フとしてブラシレスモータを停止させる制御手段とを備
えた充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路において、
ブラシレスモータの起動後、ある一定時間上記制御手段
を不動作とする制御回路を備えたことを特徴とする充電
式工具用ブラシレスモータ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326395A JP2664788B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1326395A JP2664788B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03190589A JPH03190589A (ja) | 1991-08-20 |
| JP2664788B2 true JP2664788B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=18187320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1326395A Expired - Lifetime JP2664788B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 充電式工具用ブラシレスモータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664788B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102158153A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-08-17 | 日本电产芝浦株式会社 | 具有待机电流降低电路的电动机 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5153605B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2013-02-27 | 株式会社荻原製作所 | モータの制御装置 |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP1326395A patent/JP2664788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102158153A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-08-17 | 日本电产芝浦株式会社 | 具有待机电流降低电路的电动机 |
| CN102158153B (zh) * | 2009-12-01 | 2014-01-08 | 日本电产高科电机控股公司 | 具有待机电流降低电路的电动机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03190589A (ja) | 1991-08-20 |
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Legal Events
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