JP2685046B2 - Brushless motor - Google Patents

Brushless motor

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JP2685046B2
JP2685046B2 JP8122472A JP12247296A JP2685046B2 JP 2685046 B2 JP2685046 B2 JP 2685046B2 JP 8122472 A JP8122472 A JP 8122472A JP 12247296 A JP12247296 A JP 12247296A JP 2685046 B2 JP2685046 B2 JP 2685046B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、ブラシレスモー
タ、特に、その3相ブラシレスモータの駆動回路に関す
る。 【0002】 【従来の技術】従来のブラシレスモータの駆動方式の一
つとして、スイッチングトランジスタにより通電の切り
替え(相切り替え)を行うスイッチング方式が知られて
いる。このスイッチング方式は、相切り替え時の急峻な
電流変化、特に、電流の立ち上がりによって、固定子及
び回転子の振動が高い周波数で発生し、これによって、
大きな音響ノイズが発生する。 【0003】この音響ノイズの発生を防止するために、
従来では、第11図に示すように、互いの一端が共通接
続された固定子コイルL1,L2,L3の他端を電解コ
ンデンサのような比較的容量が大きいコンデンサC1,
C2,C3を介して共通接続することにより、電流波形
をなまらせるようにしていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従来のように、コンデ
ンサC1,C2,C3を用いる方法は、モータの回転数
が低い時に効果的でなく、また、モータの回転数が高い
時には、通電電流の位相遅れが生じ、無効電流が流れ、
モータの効率が低下する欠点があった。 【0005】ブラシレスモータの他の駆動方式として、
正弦波状の通電電流を用いるリニアドライブ方式が知ら
れている。このリニアドライブ方式は、音響ノイズが発
生しないが、モータ効率がスイッチング方式と比べて著
しく低下する。 【0006】従って、この発明の目的は、スイッチング
ドライブ方式と同等のモータ効率であって、相切り替え
に伴う音響ノイズが低減されたブラシレスモータの駆動
回路を提供することにある。 【0007】この発明の他の目的は、従来のモータの機
械的な構造を変更する必要がなく、駆動回路のみの置き
換えで実現することができるブラシレスモータの駆動回
路を提供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】この発明は、回転子マグ
ネットと、固定子コイルと、回転子マグネットからの磁
束変化に応じた波形の検出信号を発生する位置検出用の
3個のホール素子とを有する3相のブラシレスモータに
おいて、3個のホール素子のそれぞれから出力され、電
気角で位相が120°ずれた3相の第1、第2及び第3
の検出信号(A,B,C)のレベルをクランプするクラ
ンプ回路と、クランプされた第1及び第2の検出信号の
波形(a,b)を合成することによって、第1相の通電
波形を形成し、クランプされた第2及び第3の検出信号
の波形(b,c)を合成することによって、第2相の通
電波形を形成し、クランプされた第1及び第3の検出信
号の波形(a,c)を合成することによって、第3相の
通電波形を形成する通電波形生成回路と、第1相、第2
相、第3相の通電波形をそれぞれ増幅して固定子コイル
に供給する増幅回路とを設け、第1相及び第2相の通電
波形の互いのゼロクロス点が電気角で120°のずれを
有し、第2相及び第3相の通電波形の互いのゼロクロス
点が電気角で120°のずれを有し、第1相、第2相、
第3相の通電波形のそれぞれは、その最大レベル、その
最小レベル、ゼロクロス点を含むその中間レベルにそれ
ぞれ平坦部を有すると共に、最大レベルの平坦部及び最
小レベルの平坦部と比して、中間部の平坦部の長さが充
分小とされ、各平坦部間がクランプされた検出信号の傾
斜部と略同一の傾斜部により結ばれ、第1相、第2相、
第3相の通電波形がそれぞれの傾斜部において、他の相
の通電波形の傾斜部とクロスすることを特徴とするブラ
シレスモータである。 【0009】ホール素子の出力信号(A,B,C)の波
形は、回転子マグネットからの磁束変化に応じた波形と
なる。回転子マグネットとホール素子との間の距離、回
転子マグネットの無着磁部分の領域の位置或いは大きさ
等によって、ホール素子の出力信号の波形は、略々台形
波状になる。このホール素子の出力信号をクランプした
波形(a,b,c)を合成することによって、ホール素
子のエッジ部の波形を取り出すことにより通電信号のエ
ッジ部が形成される。また、通電波形のゼロクロス点を
含む中間レベルの平坦部の長さが最大レベルの平坦部及
び最小レベルの平坦部と比して充分小とされる。従っ
て、通電信号のエッジ部は、スイッチング方式のように
急峻とならないので、音響ノイズの発生を防止すること
ができる。また、ホール素子の出力波形を利用するの
で、回転数が変化しても、駆動信号の位相の変化が生ぜ
ず、しかも、中間レベルの平坦部を有する台形波状の駆
動信号であるため、モータの効率の低下を生じない。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例について
説明する。この実施例の説明は、下記の順序に従ってな
される。 a.ホール素子の出力信号の波形整形 b.通電波形生成回路 c.スイッチングパルスの発生 d.通電波形の生成動作 e.他の実施例 f.変形例 【0011】a.ホール素子の出力信号の波形整形 図1は、ホール素子の出力信号の波形整形回路を示し、
1a,1b,1cの夫々は、回転子マグネットからの磁
束に比例した出力電圧を発生するホール素子を示す。ホ
ール素子1a,1b,1cには、電源端子2からの電源
電圧Vs及び抵抗3により形成された駆動電流が共通に
供給される。この例では、電圧Vsが固定子コイルに供
給される電圧と等しくされている。 【0012】ホール素子1a,1b,1cの夫々の出力
信号が演算増幅器4a,5a,4b,5b,4c,5c
によって増幅される。演算増幅器4a,4b,4cによ
り、差動の信号がシングルエンドの信号に変換され、演
算増幅器5a,5b,5cにより、信号が反転される。
演算増幅器4aから検出信号Aが得られ、演算増幅器5
aから検出信号A*が得られる。*は、反転を表し、検
出信号A及びA*は、逆相の信号である。図面中では、
信号の文字の上に−を付して表す。演算増幅器4b及び
4cから検出信号B及びCが夫々得られ、演算増幅器5
b及び5cから検出信号B及びCと逆相の検出信号B*
及びC*が夫々得られる。 【0013】図2は、検出信号A,B,Cの夫々を示
す。実線の波形が検出信号Aであり、1点鎖線の波形が
検出信号Bであり、破線の波形が検出信号Cである。こ
れらの検出信号は、Vs/2を中心レベルとする台形波
状のもので、電気角で120゜づつ位相が異なる信号で
ある。また、これらの検出信号のエッジ部の傾斜波形
は、回転子マグネットの無着磁領域の大きさや、回転子
マグネットとホール素子とのギャップ等に対応した波形
となる。 【0014】検出信号Aがダイオードクランプ回路6a
に供給されると共に、検出信号A*がダイオードクラン
プ回路7aに供給される。同様に、検出信号B,B*,
C,C*の夫々がダイオードクランプ回路6b,7b,
6c,7cに供給される。これらのダイオードクランプ
回路6a,6b,6cは、検出信号の最大レベルを端子
8からのクランプ電圧に規定し、ダイオードクランプ回
路7a,7b,7cは、検出信号の最小レベルを端子9
からのクランプ電圧に規定する。端子8には、(3/4
・Vs−Vf)(但し、Vfは、ダイオードの順方向電
圧降下)のクランプ電圧が供給され、端子9には、(1
/4・Vs+Vf)のクランプ電圧が供給される。この
クランプ回路6a,7a,・・・7cの夫々の出力信号
がバッファアンプとしての演算増幅器10a,11a,
10b,11b,10c,11cに供給される。 【0015】従って、演算増幅器10aの出力には、図
2Bにおいて、実線で示すように、Vs/2を中心レベ
ルとし、最大値が(3/4・Vs)で最小値が(1/4
・Vs)の台形波状の検出信号aが発生する。演算増幅
器10b及び10cの夫々の出力には、同様の中心レベ
ル、最大値及び最小値を持つ台形波状の検出信号b及び
cが発生する。検出信号a,b,cと逆相の検出信号a
*,b*,c*が演算増幅器11a,11b,11cの
夫々から出力される。 【0016】これらの検出信号a,b,c及びa*,b
*,c*から固定子コイルの通電波形が生成される。ま
た、検出信号A,A*,B,B*,C,C*からスイッ
チングパルスが形成される。 【0017】b.通電波形生成回路 図3は、この一実施例における通電波形生成回路を示
す。図3において、L1,L2,L3は、固定子コイル
を夫々示す。この一実施例は、3相両方向通電の構成で
あって、固定子コイルL1,L2,L3の夫々の一端が
互いに接続され、夫々の他端が出力端子30a,30
b,30cと接続されている。この3個の固定子コイル
L1,L2,L3の夫々の通電波形を生成するための回
路構成が3組設けられている。最初に固定子コイルL1
の通電波形を生成するための回路構成について説明す
る。 【0018】前述のホール素子1aの検出信号a及びホ
ール素子1bの検出信号bの反転された信号b*の夫々
がダイオード及び抵抗からなる最大値検出回路12aに
供給される。最大値検出回路12aから信号a及び信号
b*に関してより大きなレベルの方の信号が出力され
る。この最大値検出回路12aの出力信号がバッファ用
及びダイオード順方向電圧(Vf)キャンセル用の演算
増幅器14aに供給される。 【0019】検出信号a及び検出信号bが反転された信
号b*の夫々がダイオード及び抵抗からなる最小値検出
回路13aに供給される。最小値検出回路13aから信
号a及び信号b*に関してより小さなレベルの方の信号
が出力される。この最小値検出回路13aの出力信号が
バッファ用及びダイオード順方向電圧キャンセル用の演
算増幅器15aに供給される。 【0020】演算増幅器14aの出力信号が演算増幅器
16aに供給されると共に、演算増幅器15aの出力信
号が演算増幅器17aに供給される。演算増幅器16a
及び17aは、レベルシフト用の反転アンプである。演
算増幅器16aの入力信号に端子18からVs/4の直
流電圧が加算され、演算増幅器17aの入力信号に端子
19から(3/4)Vsの直流電圧が加算される。演算
増幅器16aの出力信号がアナログスイッチ20aに供
給され、演算増幅器17aの出力信号がアナログスイッ
チ21aに供給される。 【0021】アナログスイッチ20aの出力信号がバッ
ファアンプとしての演算増幅器22aを介してアナログ
スイッチ24aに供給される。このアナログスイッチ2
4aの出力信号が出力段を構成するnpn形トランジス
タ26aのベースに供給される。同様にアナログスイッ
チ21aの出力信号が演算増幅器23a及びアナログス
イッチ25aを介して出力段のpnp形トランジスタ2
8aのベースに供給される。アナログスイッチ20a及
び24aの両者は、端子31からのスイッチングパルス
がハイレベルの時にオンし、アナログスイッチ21a及
び25aの両者は、端子32からのスイッチングパルス
がハイレベルの時にオンする。 【0022】トランジスタ26aのエミッタがnpn形
トランジスタ27aのベースに接続され、トランジスタ
28aのエミッタがpnp形トランジスタ29aのベー
スに接続される。トランジスタ27aのコレクタが電源
電圧Vsの電源端子に接続され、トランジスタ29aの
コレクタが接地される。トランジスタ27aのエミッタ
及びトランジスタ29aのエミッタが互いに接続され、
出力端子30aとして導出される。この出力端子30a
と演算増幅器22a及び23aの入力端子とが接続され
た負帰還路が設けられている。従って、出力端子30a
には、トランジスタのベース・エミッタ間電圧降下を含
まず、演算増幅器22a及び23aの入力電圧と等しい
出力電圧が発生する。 【0023】上述の出力端子30aに発生する出力電圧
を生成するための回路構成と同様の回路構成が出力端子
30b及び30cの夫々と関連して設けられている。 【0024】出力端子30bに取り出される出力電圧
は、信号b,信号c*から形成される。また、出力端子
30cに取り出される出力電圧は、信号c,信号a*か
ら形成される。これらの出力電圧を形成するための各回
路部分に関して、b,cの夫々の符号が付加された参照
番号を付し、その説明については、省略する。但し、3
3は、アナログスイッチ20b及び24bを制御するス
イッチングパルスの入力端子を示し、34は、アナログ
スイッチ21b及び25bを制御するスイッチングパル
スの入力端子を示し、35は、アナログスイッチ20c
及び24cを制御するスイッチングパルスの入力端子を
示し、36は、アナログスイッチ21c及び25cを制
御するスイッチングパルスの入力端子を示す。 【0025】c.スイッチングパルスの発生 上述の端子31〜36の夫々に供給されるスイッチング
パルスは、図4に示すスイッチングパルス発生回路によ
り形成される。図4において、41,42,43,4
4,45,46,51,52,53,54,55,56
がレベルコンパレータを夫々示す。 【0026】レベルコンパレータ41〜46の一方の入
力端子に基準電圧(3/4)Vsが供給される。これら
のレベルコンパレータ41〜46は、他方の入力端子に
供給される入力電圧のレベルが(3/4)VSより低い
時に、ハイレベルの出力を発生し、逆の場合に、ローレ
ベルの出力を発生する。レベルコンパレータ51〜56
の他方の入力端子に基準電圧(1/4)Vsが供給され
る。これらのレベルコンパレータ51〜56は、一方の
入力端子に供給される入力電圧のレベルが(1/4)V
sより高い時にハイレベルの出力を発生し、逆の場合
に、ローレベルの出力を発生する。 【0027】レベルコンパレータ41,42,43の夫
々の他方の入力端子とレベルコンパレータ51,52,
53の夫々の一方の入力端子とに、ホール素子1a,1
b,1cからの検出信号A,B,Cが供給される。ま
た、レベルコンパレータ44,45,46の夫々の他方
の入力端子とレベルコンパレータ54,55,56の夫
々の一方の入力端子に反転された検出信号A*,B*,
C*が供給される。 【0028】ANDゲート61にレベルコンパレータ5
1の出力及びレベルコンパレータ55の出力が供給され
る。他のANDゲート62,63,64,65,66の
夫々には、下記のように、レベルコンパレータの出力が
供給される。 ANDゲート62:レベルコンパレータ41及び45の
出力 ANDゲート63:レベルコンパレータ52及び56の
出力 ANDゲート64:レベルコンパレータ42及び46の
出力 ANDゲート65:レベルコンパレータ53及び54の
出力 ANDゲート66:レベルコンパレータ43及び44の
出力 【0029】ANDゲート61,62,63,64,6
5,66の夫々からスイッチングパルスの発生する端子
31,32,33,34,35,36が導出される。 【0030】上述のスイッチングパルス発生回路に関し
て、端子31及び32に取り出されるスイッチングパル
スの生成について図5を参照して説明する。図5に示す
ように、信号A(実線で示す)及び信号B*(1点鎖線
で示す)の夫々と基準電圧(1/4)Vs及び(3/
4)Vsとのレベル関係によって、レベルコンパレータ
41の出力は、(A<(3/4)Vs)でハイレベルと
なり、レベルコンパレータ45の出力は、(B*<(3
/4)Vs)でハイレベルとなり、レベルコンパレータ
51の出力は、(A>(1/4)Vs)でハイレベルと
なり、レベルコンパレータ55の出力は、(B*>(1
/4)Vs)でハイレベルとなる。従って、ANDゲー
ト61により形成され、端子31に発生するスイッチン
グパルス及びANDゲート62により形成され、端子3
2に発生するスイッチングパルスは、夫々図5に示すも
のとなる。これらのスイッチングパルスがハイレベルの
期間でアナログスイッチ20a,24aとアナログスイ
ッチ21a,25aとがオンする。 【0031】d.通電波形の生成動作 図6を参照して、出力端子30aに発生する出力電圧即
ち通電波形の生成について説明する。信号a及び信号b
*が最大値検出回路12aに供給され、両者の信号でよ
り大きなレベルを有する図6Aに示す信号が演算増幅器
14aの出力に発生する。また、信号a及び信号b*が
最小値検出回路13aに供給され、両者の信号でより小
さなレベルを有する図6Bに示す信号が演算増幅器15
aの出力に発生する。演算増幅器14aの出力信号(図
6A)は、(1/2)Vsを中心レベルとし、最大値を
(3/4)Vs、最小値を(1/4)Vsとする信号で
ある。演算増幅器15aの出力信号(図6B)は、同様
のレベルの信号である。演算増幅器16aの出力には、
図6Aに示す信号が(1/4)Vsのレベル、上昇方向
にシフトされると共に、反転されることにより、図6C
に示すように、〔(1/2)Vs〜Vs〕のレベルの信
号が発生する。演算増幅器17aの出力には、図6Bに
示す信号が(1/4)Vsのレベル、減少方向にシフト
されると共に反転されることにより、図6Dに示すよう
に、〔0〜(1/2)Vs〕のレベルの信号が発生す
る。 【0032】端子31からの図6Eに示すスイッチング
パルスによって、最6図Cに示す信号の略々ハイレベル
の区間がアナログスイッチ20a,24aの出力に取り
出される。端子32からの図6Fに示すスイッチングパ
ルスによって図6Dに示す信号の略々ローレベルの区間
がアナログスイッチ21a,25aの出力に取り出され
る。従って、出力端子30aには、アナログスイッチに
よってゲートされた2個の信号波形を合成した図6Gに
示す出力電圧が発生する。 【0033】上述の出力電圧と同様にして形成された出
力電圧が、出力端子30b,30cの夫々に取り出され
る。図6Hにおいて、実線の波形が出力端子30aに発
生する出力電圧を示し、破線の波形が出力端子30bに
発生する出力電圧を示し、1点鎖線の波形が出力端子3
0cに発生する出力電圧を示す。この図6Hに示される
ように、固定子コイルL1,L2,L3に各々120゜
よりやや大なる通電区間ずつ順次通電が行われる。 【0034】図3に示すように、固定子コイルL1及び
L2を流れる電流をI1で表し、固定子コイルL1及び
L3を流れる電流をI2で表すと、出力端子30aがV
sで、出力端子30bが(1/2)Vsで、出力端子3
0cが0の電圧の区間では、(I1>I2)となる。こ
の次に、I1が徐々に減少し、I2が徐々に増大し、出
力端子30bの電圧と出力端子30cの電圧とが等しく
(1/2)Vsになる時に(I1=I2)となる。そし
て、I1が更に減少すると共に、I2が更に増大し、
(I1<I2)となる。つまり、相切り替えが徐々にな
され、相切り替え時の急峻な電流変化によって音響ノイ
ズが発生することが防止される。また、120゜ごとの
相切り替え時点で通電区間がオーバーラップすることに
より、相切り替えに伴うトルクの落ち込みをキャンセル
することができる。更に、通電波形が(1/2)Vsの
一定のレベルとなる区間では、固定子コイルL1,L
2,L3の中で、1個の固定子コイルに全く電流が流れ
ず、モータの効率の向上及びトルクムラの発生が防止さ
れている。 【0035】上述の一実施例では、固定子コイルL1,
L2,L3に印加される電圧Vsに関して、(1/2)
Vsの振幅の検出信号a,b,cを形成している。しか
しながら、検出信号a,b,cの振幅をV1で表すと、
(V1=Vs/2n)(n:整数)振幅の検出信号を用
い、この検出信号を増幅して通電用の信号を形成しても
良い。 【0036】e.他の実施例 図7及び図8は、この発明の他の実施例を示す。他の実
施例は、3個のホール素子の検出信号A,B及びC(図
2A参照)の2個の検出信号同士を減算することにより
形成された図9Aに示す信号α,β,γを用いて通電波
形を生成するものである。即ち、信号αは、(A−B)
により形成され、信号βは、(B−C)により形成さ
れ、信号γは、(C−A)により形成される。1相の通
電波形の生成について説明する。 【0037】図7は、信号αを生成する加算回路の一例
を示す。この加算回路は、演算増幅器70により構成さ
れたもので、入力信号として、検出信号Aと検出信号B
が反転された信号B*とが供給される。従って、この加
算回路により信号α(=A+B=A−B)が形成され
る。この信号αは、他の信号β及びγと同様に(1/
2)Vsの中心レベルを有する。 【0038】図8において、71で示される入力端子に
信号αが供給される。この信号αが演算増幅器72及び
演算増幅器73に供給される。演算増幅器72は、(+
V2/2)レベルシフトされると共に、反転された信号
α2を発生する。演算増幅器73は、(−V2/2)レ
ベルシフトされると共に、反転された信号α1を発生す
る。図9Bには、V2のレベルだけ異ならされた信号α
1及び信号α2の波形が表示されている。 【0039】信号α2がアナログスイッチ74及びレベ
ルコンパレータ76に供給される。信号α1がアナログ
スイッチ75及びレベルコンパレータ77に供給され
る。レベルコンパレータ76は、信号α2のレベルが基
準レベル(1/2)Vsより大きい期間でハイレベルと
なる図9Cに示すスイッチングパルスを発生する。レベ
ルコンパレータ77は、信号α1のレベルが基準レベル
(1/2)Vsより小さい期間でハイレベルとなる図9
Dに示すスイッチングパルスを発生する。レベルコンパ
レータ76からのスイッチングパルスがハイレベルの期
間でアナログスイッチ74がオンし、出力端子78に
は、信号α2の波形中で、(1/2)Vsよりレベルが
大きい区間の波形が取り出される。レベルコンパレータ
77からのスイッチングパルスがハイレベルの期間でア
ナログスイッチ75がオンし、出力端子79には、信号
α1の波形中で、(1/2)Vsよりレベルが小さい区
間の波形が取り出される。 【0040】この出力端子78及び79の夫々には、前
述の一実施例と同様の出力回路を介して固定子コイルが
接続されている。出力回路により、出力端子78及び7
9の夫々に発生する出力電圧が合成された電圧は、図9
Eに示すものとなる。この図9Eに示される通電波形
は、前述の一実施例における通電波形(図6G)と同様
の波形となる。従って、相切り替わり時の急峻な電流変
化が防止され、また、通電区間がオーバーラップし、更
に、1個の固定子コイルに全く電流が流れない区間が形
成される。この他の実施例では、通電波形の傾斜角及び
通電角波、信号α1及びα2間のオフセットの量,レベ
ルコンパレータの基準レベル等によって設定される。 【0041】f.変形例 この発明は、3相両方向通電方式に限らず、3相片方向
通電方式の各通電方式のブラシレスモータの駆動回路に
対して適用することができる。 【0042】参考のために、図10の波形図に、2相両
方向90゜通電方式のブラシレスモータの場合の通電波
形の生成を示す。図10Aは、2個のホール素子の検出
信号A及びBを示す。この検出信号A及びBは、前述の
一実施例と同様に例えば振幅がVsとされる。そして、
検出信号A及びBの両者の最大値が検出され、図10B
に示す信号が形成されると共に、両者の最小値が検出さ
れ、図10Cに示す信号が形成される。 【0043】ホール素子の検出信号A及びBから、図1
0D及び図10Eに夫々示されるスイッチングパルスが
発生される。図10Bに示す信号が反転されると共に、
レベルシフトされて信号から図10Dに示すスイッチン
グパルスがハイレベルの期間の波形が取り出される。同
様に図10Cに示す信号が反転されると共に、レベルシ
フトされた信号から図10Eに示すスイッチングパルス
がハイレベルの期間の波形が取り出される。スイッチン
グされた2つの波形を合成することにより、図10Fに
示す通電波形が得られる。図10Gにおいて、実線及び
破線の夫々で示す通電波形が固定子コイルに供給され
る。 【0044】この図10F及び図10Gに示される通電
波形は、相切り替え時の電流変化が緩やかなものであ
り、前述の一実施例及び他の実施例と同様の特徴を持つ
ものである。 【0045】 【発明の効果】この発明に依れば、相切り替え時の電流
変化が緩やかとされ、スイッチング方式における音響ノ
イズの発生を防止することができる。この発明は、ホー
ル素子の検出信号が持っている傾斜波形を通電波形の傾
斜部とするので、コンデンサを不要とでき、ローコスト
な構成とできると共に、起動時のように、モータの回転
数が低い時でも、音響ノイズの発生を確実に防止するこ
とができる。 【0046】また、この発明は、リニアドライブ方式の
ようにモータ効率の低下を生じない利点がある。更に、
この発明は、ブラシレスモータの機械的な構造を変更す
る必要がなく、駆動回路のみの置き換えで実現すること
ができる。より更に、この発明では、通電波形が極性切
り替わり点の近傍で中心レベルとなり、その場合には、
固定子コイルに電流が全く流れない。従って、この発明
は、逆起電圧によりトルクムラが発生することを防止で
き、また、磁束が無い期間に電流を流す無駄を防止し、
効率を向上することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor.
The drive circuit of the three-phase brushless motor
You. One of conventional drive systems for brushless motors
The switching transistor is used to turn off the power.
A switching method that performs switching (phase switching) is known
I have. This switching method has a sharp
Depending on the current change, especially the rising of the current, the stator and
Vibrations of the rotor and rotor occur at high frequencies, which
Large acoustic noise is generated. In order to prevent the generation of this acoustic noise,
Conventionally, as shown in FIG. 11, one end of each is commonly connected.
The other ends of the stator coils L1, L2, L3 connected to
Capacitor C1, which has a relatively large capacity such as a capacitor
Current waveform by connecting in common via C2 and C3
I was trying to lick it. [0004] As in the prior art, the
The method using the sensors C1, C2, C3 is the number of rotations of the motor.
Is not effective at low speed, and the motor speed is high
At times, a phase delay occurs in the energizing current, and reactive current flows,
There is a drawback that the efficiency of the motor decreases. As another drive system of the brushless motor,
A linear drive method that uses a sinusoidal current is known.
Have been. This linear drive system produces acoustic noise.
Although it does not occur, the motor efficiency is significantly better than the switching method.
It drops significantly. Therefore, an object of the present invention is to provide switching
Motor efficiency equivalent to drive system, phase switching
Of a brushless motor with reduced acoustic noise due to
It is to provide a circuit. Another object of the present invention is to use a conventional motor machine.
No need to change the mechanical structure, only drive circuit
Can be realized by changing the brushless motor drive
To provide a path. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a rotor mug.
Magnet from the net, the stator coil, and the rotor magnet
For position detection that generates a detection signal with a waveform according to the change in the bundle
For a three-phase brushless motor with three Hall elements
In each of the three Hall elements,
First, second and third of three phases with a phase difference of 120 °
Class that clamps the level of the detection signal (A, B, C) of
Of the clamp circuit and the clamped first and second detection signals.
By synthesizing the waveforms (a, b), energization of the first phase
Clamped second and third detection signals forming a waveform
By combining the waveforms (b, c) of
Clamped first and third detection signals forming a radio wave shape
By combining the waveforms (a, c) of the No.
An energization waveform generating circuit for forming an energization waveform, a first phase, a second phase
Phase and third phase energization waveforms are amplified respectively and stator coil
And an amplifier circuit to supply the
The mutual zero crossing points of the waveform are 120 ° apart in electrical angle
And the zero crossing of the second-phase and third-phase energization waveforms of each other
The points have a deviation of 120 ° in electrical angle, the first phase, the second phase,
Each of the third-phase energization waveforms has its maximum level,
It at the minimum level, its mid-level including the zero-cross point
Each has a flat part, and the flat part of the maximum level and the maximum level.
Compared to a small level flat part, the length of the flat part in the middle part is larger.
The inclination of the detection signal is clamped between the flat parts
The first phase, the second phase, and the
The energization waveform of the third phase is different from that of the other phase at each slope.
Bra that is characterized by crossing the slope of the energization waveform of
It is a series motor. Wave of output signals (A, B, C) of the Hall element
The shape is a waveform according to the change in magnetic flux from the rotor magnet.
Become. The distance between the rotor magnet and the Hall element,
Position or size of the non-magnetized part of the trochanter magnet
Due to the above, the waveform of the output signal of the Hall element is almost trapezoidal.
It becomes wavy. The output signal of this Hall element was clamped
By combining the waveforms (a, b, c)
By extracting the waveform of the edge of the child, the energization signal
The edge portion is formed. In addition, the zero cross point of the energization waveform
The flat part of the middle level including the flat part of the maximum level
And the flat part at the minimum level are sufficiently small. Follow
The edge part of the energization signal is
Since it does not become steep, prevent the generation of acoustic noise.
Can be. Also, using the output waveform of the Hall element
Causes a change in the phase of the drive signal even if the rotation speed changes.
In addition, a trapezoidal wavy drive with an intermediate level flat part
Since it is a dynamic signal, the efficiency of the motor does not decrease. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
explain. The description of this example should follow the order below.
Is done. a. Waveform shaping of output signal of Hall element b. Energization waveform generation circuit c. Generation of switching pulses d. Energization waveform generation operation e. Other Examples f. Modifications a. Waveform shaping of output signal of Hall element FIG. 1 shows a waveform shaping circuit of output signal of Hall element,
1a, 1b, 1c are magnets from the rotor magnet.
Figure 3 shows a Hall element that produces an output voltage proportional to the bundle. E
The power from the power supply terminal 2 is applied to the rule elements 1a, 1b, 1c.
The drive current formed by the voltage Vs and the resistor 3 is common
Supplied. In this example, the voltage Vs is applied to the stator coil.
It is equal to the voltage supplied. Output of each of the Hall elements 1a, 1b, 1c
The signals are operational amplifiers 4a, 5a, 4b, 5b, 4c, 5c.
Is amplified by By the operational amplifiers 4a, 4b, 4c
The differential signal is converted to a single-ended signal
The signals are inverted by the operational amplifiers 5a, 5b and 5c.
The detection signal A is obtained from the operational amplifier 4a, and the operational amplifier 5
The detection signal A * is obtained from a. * Indicates inversion, and
The output signals A and A * are signals with opposite phases. In the drawings,
It is shown by adding-on the letters of the signal. Operational amplifier 4b and
The detection signals B and C are respectively obtained from 4c, and the operational amplifier 5
Detection signals B and C from b and 5c, which are in opposite phase to the detection signals B and C
And C * are obtained respectively. FIG. 2 shows the detection signals A, B and C, respectively.
You. The solid line waveform is the detection signal A, and the one-dot chain line waveform is
The detection signal B, and the broken line waveform is the detection signal C. This
These detection signals are trapezoidal waves with a center level of Vs / 2.
Signal with a phase difference of 120 ° in electrical angle.
is there. In addition, the slope waveform of the edge part of these detection signals
Is the size of the non-magnetized area of the rotor magnet,
Waveform corresponding to the gap between magnet and hall element
Becomes The detection signal A is the diode clamp circuit 6a.
And the detection signal A * is supplied to the diode clamp.
Is supplied to the drive circuit 7a. Similarly, the detection signals B, B *,
C and C * are diode clamp circuits 6b and 7b,
It is supplied to 6c and 7c. These diode clamps
The circuits 6a, 6b, 6c use the maximum level of the detection signal as a terminal.
Specify the clamp voltage from 8 and turn on the diode clamp.
The paths 7a, 7b and 7c show the minimum level of the detection signal at the terminal 9
Specify the clamp voltage from. The terminal 8 has (3/4
・ Vs-Vf) (Vf is the forward voltage of the diode.
A clamp voltage of (voltage drop) is supplied, and (1
A clamp voltage of / 4 · Vs + Vf) is supplied. this
Output signals of each of the clamp circuits 6a, 7a, ... 7c
Are operational amplifiers 10a, 11a as buffer amplifiers,
It is supplied to 10b, 11b, 10c, 11c. Therefore, the output of the operational amplifier 10a is
In 2B, as shown by the solid line, Vs / 2 is the center level.
The maximum value is (3/4 · Vs) and the minimum value is (1/4
A Vs) trapezoidal detection signal a is generated. Computational amplification
The output of each of the instruments 10b and 10c has a similar central level.
Trapezoidal detection signal b having maximum, minimum and maximum values and
c occurs. Detection signal a of opposite phase to detection signals a, b, c
*, B *, c * are the operational amplifiers 11a, 11b, 11c
It is output from each. These detection signals a, b, c and a *, b
An energization waveform of the stator coil is generated from * and c *. Ma
In addition, the switch from the detection signals A, A *, B, B *, C, C *
A ching pulse is formed. B. Energization Waveform Generation Circuit FIG. 3 shows an energization waveform generation circuit in this embodiment.
You. In FIG. 3, L1, L2 and L3 are stator coils
Are shown respectively. This one embodiment has a three-phase bidirectional energization configuration.
So, one end of each of the stator coils L1, L2, L3
The other ends of the output terminals 30a, 30 are connected to each other.
b, 30c. These three stator coils
Circuits for generating the respective energization waveforms of L1, L2, L3
Three sets of road structures are provided. First the stator coil L1
The circuit configuration for generating the energization waveform of
You. The detection signal a of the hall element 1a and the
Of the inverted signal b * of the detection signal b of the scroll element 1b
Is the maximum value detection circuit 12a consisting of a diode and a resistor.
Supplied. The signal a and the signal from the maximum value detection circuit 12a
The higher level signal is output with respect to b *
You. The output signal of this maximum value detection circuit 12a is for buffer
And calculation for diode forward voltage (Vf) cancellation
It is supplied to the amplifier 14a. A signal obtained by inverting the detection signal a and the detection signal b.
Minimum value detection of each signal b * consisting of diode and resistor
It is supplied to the circuit 13a. From the minimum value detection circuit 13a
Signal of lower level with respect to signal a and signal b *
Is output. The output signal of this minimum value detection circuit 13a is
Performance for buffer and diode forward voltage cancellation
It is supplied to the operational amplifier 15a. The output signal of the operational amplifier 14a is an operational amplifier.
16a and the output signal of the operational amplifier 15a.
Signal is supplied to the operational amplifier 17a. Operational amplifier 16a
And 17a are inverting amplifiers for level shift. Performance
The input signal of the operational amplifier 16a is directly connected to Vs / 4 from the terminal 18.
Current voltage is added to the input signal of the operational amplifier 17a
The DC voltage of (3/4) Vs is added from 19. Calculation
The output signal of the amplifier 16a is supplied to the analog switch 20a.
Is supplied, and the output signal of the operational amplifier 17a is switched to the analog switch.
Is supplied to the switch 21a. The output signal of the analog switch 20a is
Analog via operational amplifier 22a
It is supplied to the switch 24a. This analog switch 2
An npn-type transistor in which the output signal of 4a constitutes an output stage
Is supplied to the base of the switch 26a. Analog switch
The output signal of the switch 21a is the operational amplifier 23a and the analog switch.
Output stage pnp transistor 2 via switch 25a
It is supplied to the base of 8a. Analog switch 20a and
Switching pulse from the terminal 31
Is turned on when is at the high level, the analog switch 21a and
And 25a are switching pulses from the terminal 32.
Turns on when is at high level. The emitter of the transistor 26a is an npn type
Connected to the base of the transistor 27a,
The emitter of 28a is the base of the pnp transistor 29a.
Connected to The collector of the transistor 27a is the power supply
It is connected to the power supply terminal of the voltage Vs and is connected to the transistor 29a.
The collector is grounded. Emitter of transistor 27a
And the emitters of the transistors 29a are connected to each other,
It is derived as the output terminal 30a. This output terminal 30a
Is connected to the input terminals of the operational amplifiers 22a and 23a.
A negative feedback path is provided. Therefore, the output terminal 30a
Includes the transistor base-emitter voltage drop.
First, equal to the input voltage of the operational amplifiers 22a and 23a
Output voltage is generated. Output voltage generated at the above-mentioned output terminal 30a
A circuit configuration similar to that for generating
It is provided in association with each of 30b and 30c. Output voltage taken to the output terminal 30b
Are formed from the signals b and c *. Also, output terminal
The output voltage output to 30c is signal c or signal a *
Formed from Each time to form these output voltages
References to the road part with the respective symbols b and c added
A number is attached and the explanation is omitted. However, 3
3 is a switch for controlling the analog switches 20b and 24b.
It shows the input terminal of the itching pulse, and 34 is an analog
A switching pulse for controlling the switches 21b and 25b
35 indicates an analog switch 20c.
And the input terminal of the switching pulse for controlling 24c
Shown at 36 is the control of the analog switches 21c and 25c.
The input terminal of the control pulse is shown. C. Generation of switching pulse Switching supplied to each of the terminals 31 to 36 described above
The pulse is generated by the switching pulse generating circuit shown in FIG.
Formed. In FIG. 4, 41, 42, 43, 4
4,45,46,51,52,53,54,55,56
Indicate the level comparators, respectively. Input of one of the level comparators 41 to 46
The reference voltage (3/4) Vs is supplied to the input terminal. these
Level comparators 41 to 46 are connected to the other input terminals.
Input voltage level supplied is lower than (3/4) VS
Sometimes it produces a high level output, and in the opposite
Generates bell output. Level comparators 51-56
The reference voltage (1/4) Vs is supplied to the other input terminal of
You. These level comparators 51 to 56 are
The level of the input voltage supplied to the input terminal is (1/4) V
Generates high level output when higher than s, and vice versa
The low level output is generated. Husband of level comparators 41, 42, 43
The other input terminal and the level comparators 51, 52,
The Hall elements 1a, 1 are connected to one of the input terminals of 53, respectively.
Detection signals A, B, C from b, 1c are supplied. Ma
The other of the level comparators 44, 45, 46
Input terminal and husband of level comparators 54, 55, 56
The detection signals A *, B *, which are inverted to the respective one input terminals,
C * is supplied. The level comparator 5 is connected to the AND gate 61.
The output of 1 and the output of the level comparator 55 are supplied.
You. Of the other AND gates 62, 63, 64, 65, 66
The output of the level comparator is as follows, respectively.
Supplied. AND gate 62: of level comparators 41 and 45
Output AND gate 63: of level comparators 52 and 56
Output AND gate 64: of level comparators 42 and 46
Output AND gate 65: of level comparators 53 and 54
Output AND gate 66: of level comparators 43 and 44
Outputs AND gates 61, 62, 63, 64, 6
Terminals where switching pulses are generated from 5 and 66 respectively
31, 32, 33, 34, 35, 36 are derived. Regarding the above switching pulse generation circuit
The switching pulse output to terminals 31 and 32.
The generation of the scan will be described with reference to FIG. Shown in FIG.
Signal A (shown by the solid line) and signal B * (the one-dot chain line)
, And reference voltages (1/4) Vs and (3 /
4) Depending on the level relationship with Vs, a level comparator
The output of 41 is high level at (A <(3/4) Vs)
The output of the level comparator 45 becomes (B * <(3
/ 4) Vs) becomes high level, level comparator
The output of 51 is high level at (A> (1/4) Vs)
The output of the level comparator 55 becomes (B * >> (1
It becomes a high level at / 4) Vs). Therefore, the AND game
Switch formed by the terminal 61 and generated at the terminal 31.
Formed by an AND gate 62 and a terminal 3
The switching pulses generated in 2 are shown in FIG. 5, respectively.
It becomes These switching pulses are high
Analog switch 20a, 24a and analog switch
The switches 21a and 25a are turned on. D. Energization Waveform Generation Operation Referring to FIG. 6, the output voltage immediately generated at the output terminal 30a
The generation of the energization waveform will be described. Signal a and signal b
* Is supplied to the maximum value detection circuit 12a, and both signals can be used.
The signal shown in FIG. 6A having a higher level is an operational amplifier.
It occurs at the output of 14a. Also, the signals a and b * are
It is supplied to the minimum value detection circuit 13a, and the signals of both are smaller.
The signal shown in FIG. 6B having a certain level is the operational amplifier 15
occurs at the output of a. Output signal of operational amplifier 14a (Fig.
6A) has a maximum level of (1/2) Vs as a central level.
Signal with (3/4) Vs and minimum value of (1/4) Vs
is there. The output signal of the operational amplifier 15a (FIG. 6B) is the same.
Signal of the level. The output of the operational amplifier 16a is
The signal shown in FIG. 6A is the level of (1/4) Vs, the rising direction
6C by being shifted and inverted.
As shown in, the signal at the level of [(1/2) Vs-Vs] is
Issue occurs. The output of the operational amplifier 17a is shown in FIG. 6B.
The signal shown shifts to the level of (1/4) Vs, decreasing
As shown in FIG.
, A signal of the level of [0 to (1/2) Vs] is generated.
You. Switching from terminal 31 as shown in FIG. 6E
Depending on the pulse, the signal shown in FIG.
Section is the output of analog switch 20a, 24a
Will be issued. The switching pattern shown in FIG.
The low-level section of the signal shown in FIG.
Are output to the outputs of the analog switches 21a and 25a.
You. Therefore, the output terminal 30a is an analog switch.
Therefore, in Fig. 6G, which is a combination of two gated signal waveforms,
The indicated output voltage is generated. An output formed in the same manner as the output voltage described above.
The output voltage is taken out to each of the output terminals 30b and 30c.
You. In FIG. 6H, the solid line waveform is output to the output terminal 30a.
The generated output voltage is shown, and the broken line waveform appears at the output terminal 30b.
Indicates the generated output voltage and the waveform of the one-dot chain line is output terminal 3
The output voltage generated at 0c is shown. This is shown in Figure 6H
So that the stator coils L1, L2 and L3 each have 120 °
Energization is performed sequentially for each slightly larger energization section. As shown in FIG. 3, the stator coil L1 and
The current flowing through L2 is represented by I1, and the stator coil L1 and
When the current flowing through L3 is represented by I2, the output terminal 30a is V
s, the output terminal 30b is (1/2) Vs, and the output terminal 3
In the section where the voltage 0c is 0, (I1> I2). This
Next, I1 gradually decreases, I2 gradually increases, and
The voltage at the output terminal 30b and the voltage at the output terminal 30c are equal
When it becomes (1/2) Vs, it becomes (I1 = I2). Soshi
, I1 further decreases, I2 further increases,
(I1 <I2). In other words, the phase switching is gradually
Sound is generated due to abrupt current change during phase switching.
The occurrence of scratches is prevented. Also, every 120 °
The energization section overlaps at the time of phase switching
Cancels the torque drop due to phase switching
can do. Furthermore, the energization waveform is (1/2) Vs
In the section where the level is constant, the stator coils L1, L
In 2, L3, no current flows through one stator coil
The motor efficiency is improved and torque unevenness is prevented.
Have been. In the above embodiment, the stator coils L1,
Regarding the voltage Vs applied to L2 and L3, (1/2)
Vs amplitude detection signals a, b, and c are formed. Only
However, when the amplitudes of the detection signals a, b, and c are represented by V1,
(V1 = Vs / 2n) (n: integer) for detection signal of amplitude
Even if this detection signal is amplified to form a signal for energization
good. E. Other Embodiments FIGS. 7 and 8 show another embodiment of the present invention. Other fruits
In the example, the detection signals A, B and C of the three Hall elements (Fig.
2A) (see 2A)
Using the generated signals α, β, and γ shown in FIG. 9A, a conduction wave is generated.
It is what creates a shape. That is, the signal α is (AB)
And the signal β is formed by (B-C).
Signal γ is formed by (C−A). One-phase communication
The generation of the radio wave form will be described. FIG. 7 shows an example of an adder circuit for generating the signal α.
Is shown. This adding circuit is composed of an operational amplifier 70.
The detection signal A and the detection signal B as input signals.
And the inverted signal B * is supplied. Therefore, this addition
The signal α (= A + B = AB) is formed by the arithmetic circuit.
You. This signal α is similar to the other signals β and γ (1 /
2) It has a central level of Vs. In FIG. 8, the input terminal 71 is
A signal α is provided. This signal α is the operational amplifier 72 and
It is supplied to the operational amplifier 73. The operational amplifier 72 is (+
V2 / 2) Level-shifted and inverted signal
Generates α2. The operational amplifier 73 has a (-V2 / 2) level.
Generates a signal α1 which is bell-shifted and inverted
You. FIG. 9B shows the signal α which is different by the level of V2.
The waveforms of 1 and the signal α2 are displayed. The signal α2 is sent to the analog switch 74 and the level.
To the comparator 76. Signal α1 is analog
It is supplied to the switch 75 and the level comparator 77.
You. The level comparator 76 is based on the level of the signal α2.
High level during a period greater than quasi level (1/2) Vs
The switching pulse shown in FIG. 9C is generated. Level
In the comparator 77, the level of the signal α1 is the reference level.
It becomes high level in a period smaller than (1/2) Vs.
The switching pulse shown in D is generated. Level comparison
When the switching pulse from the oscillator 76 is at high level
The analog switch 74 is turned on and the output terminal 78
Is higher than (1/2) Vs in the waveform of the signal α2.
The waveform of a large section is extracted. Level comparator
While the switching pulse from 77 is high level,
The analog switch 75 is turned on, and the signal is output to the output terminal 79.
Within the α1 waveform, the level is smaller than (1/2) Vs
The waveform between is taken out. Each of the output terminals 78 and 79 has a front
Through the output circuit similar to the one described above, the stator coil
It is connected. Depending on the output circuit, output terminals 78 and 7
The combined voltage of the output voltages generated in each of FIG.
It becomes what is shown in E. Energization waveform shown in FIG. 9E
Is the same as the energization waveform (FIG. 6G) in the above-described embodiment.
Waveform. Therefore, the steep current change during phase switching
Is prevented, and the energized sections overlap and
In addition, there is a section where no current flows through one stator coil.
Is done. In this other embodiment, the inclination angle of the energization waveform and
Conduction angle wave, amount of offset between signals α1 and α2, level
It is set by the reference level of the comparator. F. Modifications The present invention is not limited to the three-phase bidirectional energization method, but the three-phase unidirectional
For energizing brushless motor drive circuits
Can be applied to For reference, the waveform diagram of FIG.
Current wave in the case of brushless motor of 90 ° direction energization method
Shows the generation of shapes. FIG. 10A shows the detection of two Hall elements.
Signals A and B are shown. The detection signals A and B are the same as those described above.
As in the one embodiment, the amplitude is set to Vs, for example. And
The maximum value of both detection signals A and B is detected, and
The signal shown in is formed and the minimum value of both is detected.
Then, the signal shown in FIG. 10C is formed. From the detection signals A and B of the Hall element, FIG.
The switching pulses shown in FIG.
Generated. While the signal shown in FIG. 10B is inverted,
Level-shifted signal to switch shown in FIG. 10D
The waveform in the high-level period of the pulse is extracted. same
Similarly, the signal shown in FIG.
Switching pulse shown in FIG. 10E from the switched signal
The waveform in the high level period is extracted. Switchon
By combining the two waveforms
The energization waveform shown is obtained. In FIG. 10G, the solid line and
The energization waveforms shown by the broken lines are supplied to the stator coil.
You. Energization shown in FIGS. 10F and 10G
The waveform is such that the current changes slowly when switching phases.
And has features similar to those of the above-described one embodiment and other embodiments.
Things. According to the present invention, the current at the time of phase switching is changed.
The change is gradual, and the acoustic
It is possible to prevent the occurrence of noise. This invention is
The slope waveform of the energization waveform
Since it is a slanted part, a capacitor is not required and it is low cost
It can be configured as well as the motor rotation
Even when the number is low, it is possible to reliably prevent the generation of acoustic noise.
Can be. The present invention also relates to a linear drive system.
As described above, there is an advantage that the motor efficiency does not decrease. Furthermore,
This invention changes the mechanical structure of a brushless motor.
It is not necessary to realize, and it can be realized by replacing only the drive circuit
Can be. Furthermore, according to the present invention, the energization waveform is switched off.
It becomes the center level near the replacement point, and in that case,
No current flows through the stator coil. Therefore, this invention
Is to prevent torque unevenness due to back electromotive force.
In addition, it prevents waste of current flowing during periods when there is no magnetic flux,
Efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の一実施例におけるホール素子の出力
信号の波形整形回路の接続図である。 【図2】ホール素子の出力波形を示す波形図である。 【図3】この発明の一実施例における通電波形生成回路
の接続図である。 【図4】この発明の一実施例におけるスイッチングパル
ス発生回路の接続図である。 【図5】スイッチングパルス発生動作の説明に用いる波
形図である。 【図6】通電波形の生成動作の説明に用いる波形図であ
る。 【図7】この発明の他の実施例の接続図である。 【図8】この発明の他の実施例の接続図である。 【図9】この発明の他の実施例の通電波形の生成動作の
説明に用いる波形図である。 【図10】この発明の更に他の実施例の通電波形の生成
動作の説明に用いる波形図である。 【図11】従来技術の説明のための接続図である。 【符号の説明】 L1,L2,L3・・・固定子コイル、1a,1b,1
c・・・ホール素子、6a,6b,6c,7a,7b,
7c・・・ダイオードクランプ回路、12a,12b,
12c・・・最大値検出回路、13a,13b,13c
・・・最小値検出回路、20a,20b,20c,21
a,21b,21c,24a,24b,24c,25
a,25b,25c・・・アナログスイッチ、30a,
30b,30c・・・出力端子
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a connection diagram of a waveform shaping circuit for an output signal of a Hall element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram showing an output waveform of a Hall element. FIG. 3 is a connection diagram of a conduction waveform generation circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a connection diagram of a switching pulse generation circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram used to explain a switching pulse generating operation. FIG. 6 is a waveform diagram used to describe an energization waveform generation operation. FIG. 7 is a connection diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a connection diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a waveform diagram used for explaining an energization waveform generating operation according to another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a waveform diagram used for explaining an energization waveform generating operation of still another embodiment of the present invention. FIG. 11 is a connection diagram for explaining a conventional technique. [Explanation of reference symbols] L1, L2, L3 ... Stator coils, 1a, 1b, 1
c ... Hall element, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b,
7c ... Diode clamp circuit, 12a, 12b,
12c ... Maximum value detection circuit, 13a, 13b, 13c
... Minimum value detection circuits, 20a, 20b, 20c, 21
a, 21b, 21c, 24a, 24b, 24c, 25
a, 25b, 25c ... Analog switch, 30a,
30b, 30c ... Output terminals

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.回転子マグネットと、固定子コイルと、上記回転子
マグネットからの磁束変化に応じた波形の検出信号を発
生する位置検出用の3個のホール素子とを有する3相の
ブラシレスモータにおいて、 上記3個のホール素子のそれぞれから出力され、電気角
で位相が120°ずれた3相の第1、第2及び第3の検
出信号のレベルをクランプするクランプ回路と、 クランプされた上記第1及び第2の検出信号の波形を合
成することによって、第1相の通電波形を形成し、 クランプされた上記第2及び第3の検出信号の波形を合
成することによって、第2相の通電波形を形成し、 クランプされた上記第1及び第3の検出信号の波形を合
成することによって、第3相の通電波形を形成する通電
波形生成回路と、 上記第1相、第2相、第3相の通電波形をそれぞれ増幅
して上記固定子コイルに供給する増幅回路とを設け、 上記第1相及び第2相の通電波形の互いのゼロクロス点
が電気角で120°のずれを有し、上記第2相及び第3
相の通電波形の互いのゼロクロス点が電気角で120°
のずれを有し、 上記第1相、第2相、第3相の通電波形のそれぞれは、 その最大レベル、その最小レベル、上記ゼロクロス点を
含むその中間レベルにそれぞれ平坦部を有すると共に、
上記最大レベルの平坦部及び上記最小レベルの平坦部と
比して、上記中間部の平坦部の長さが充分小とされ、 各平坦部間が上記クランプされた検出信号の傾斜部と略
同一の傾斜部により結ばれ、 上記第1相、第2相、第3相の通電波形がそれぞれの傾
斜部において、他の相の通電波形の傾斜部とクロスする
ことを特徴とするブラシレスモータ。 2.請求項1に記載のブラシレスモータにおいて、 上記第1相、第2相、第3相の通電波形の上記傾斜部が
クロスする時間軸上の位置が上記クランプされた検出信
号のゼロクロス点と略一致することを特徴とするブラシ
レスモータ。
(57) [Claims] A three-phase brushless motor having a rotor magnet, a stator coil, and three Hall elements for position detection that generate a detection signal having a waveform corresponding to a change in magnetic flux from the rotor magnet. And a clamp circuit for clamping the levels of three-phase first, second and third detection signals output from each of the Hall elements and having a phase difference of 120 ° in electrical angle, and the clamped first and second The first-phase energization waveform is formed by synthesizing the waveforms of the detection signals of, and the second-phase energization waveform is formed by synthesizing the clamped waveforms of the second and third detection signals. An energization waveform generation circuit that forms an energization waveform of a third phase by combining the clamped waveforms of the first and third detection signals; and energization of the first phase, the second phase, and the third phase. Waveform An amplifier circuit for amplifying and supplying each to the stator coil is provided, and the zero cross points of the energization waveforms of the first phase and the second phase have a deviation of 120 ° in electrical angle. Phase and third
The mutual zero crossing points of the phase conduction waveforms are 120 ° in electrical angle
The first-phase, second-phase, and third-phase energization waveforms each have a flat portion at its maximum level, its minimum level, and its intermediate level including the zero-cross point, and
The length of the flat portion of the intermediate portion is sufficiently small as compared with the flat portion of the maximum level and the flat portion of the minimum level, and the distance between the flat portions is substantially the same as the inclined portion of the clamped detection signal. The brushless motor is characterized in that the energization waveforms of the first phase, the second phase, and the third phase are connected to each other by the inclined part of each of the inclined parts and cross the inclined parts of the energized waveforms of the other phases. 2. The brushless motor according to claim 1, wherein the position on the time axis where the inclined portions of the first-phase, second-phase, and third-phase energization waveforms cross substantially coincides with the zero-cross point of the clamped detection signal. A brushless motor characterized by:
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