JP2692103B2

JP2692103B2 - ブラシレスモータの駆動装置

Info

Publication number: JP2692103B2
Application number: JP63027975A
Authority: JP
Inventors: 啓之奥; 正浩八十原; 博充中野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH01206893A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は音響機器や映像機器などに使用されるブラシ
レスモータの駆動装置に関するものである。

従来の技術近年、音響機器や映像機器などに使用されるモータは
その高信頼化、長寿命化のために、従来の刷子，整流子
を有する直流モータに代わって、ロータの回転位置を位
置検出器で検出して複数相のコイルと直列に接続された
複数個の駆動トランジスタを順次導通させて、前記ロー
タの回転を接続させるように構成されたいわゆる、ブラ
シレスモータの実用化が盛んとなってきた。

以下、図面を参照しながら従来のブラシレスモータの
駆動装置について説明する。

第８図は従来のブラシレスモータの駆動装置の全体ブ
ロック図であり、1a,1b,1cは駆動コイルである。2a,2b,
2cは駆動トランジスタであり、３は通電切換指令回路で
あり、４はロータの位置検出回路である。

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、その動作を以下に説明する。

まず、ロータ位置検出回路４よりロータの回転位置に
応じた位置検出信号が出力される。この位置検出信号は
通電切換指令回路３に入力され、その入力信号に応動し
て通電切換指令信号が入力される。第９図V_2a,V_2b,V_2c
は通電切換指令信号であり、その信号波形は時間的に急
激に変化する。

たとえば、V_2aがハイになると駆動トランジスタ2aがO
Nして駆動コイル1aに電流I_aを流す。V_2aがローになると
駆動トランジスタ2aはOFFするのでI_aは流れない。した
がって、通電切換指令信号V_2aに応動して駆動コイル1a
に流れる電流波形は第10図のI_aとなる。他の相において
も同様の動作により、V_2bに応動してI_bが流れ、V_2cに応
動してI_cが流れ、その信号波形は第10図のようになる。

このように駆動トランジスタ2a,2b,2cを回転電気角で
120゜ずつ順次切換えることにより駆動コイル1a,1b,1c
に順次電流を流して回転磁界を発生させ回転力を得てい
る。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記に示したような構成を有する従来
例のブラシレスモータの駆動装置においては、駆動トラ
ンジスタ2a,2b,2cの通電状態を順次切換えるための通電
切換指令信号が第９図に示すようにその切換時に急激な
立ち上がり、断ち下がりを示すため駆動トランジスタ2
a,2b,2cが急激にONからOFFあるいはOFFからONに切換わ
る。その結果、駆動コイル1a,1b,1cのエネルギーが急激
に変化するため駆動コイル1a,1b,1cが強く機械的に振動
し、その振動がモータを構成する他の部材に伝わり音が
発生するという問題点を有していた。

本発明の目的は従来のブラシレスモータの駆動装置に
おける上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、音の発生の軽減化を図り雑音の少ない高性能なブラ
シレスモータの駆動装置を提供するものである。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明のブラシレスモータ
の駆動装置は、複数相の駆動コイルと電源との間に接続
された複数個の駆動トランジスタと、モータの回転速度
を検出する速度検出回路と、速度信号に応じて台形波の
スロープを設定する台形波スロープ設定回路と、駆動ト
ランジスタの通電状態を順次切換える通電切換指令回路
からの時間的に急激に変化する矩形波信号と台形波スロ
ープ設定からの合成信号により台形波に波形整形する波
形整形回路と、波形整形回路から得る出力信号の電位レ
ベルに応じた電流を出力する電圧−電流変換回路とを備
え、電圧−電流変換回路の動作信号に対応した信号を駆
動トランジスタの入力電極にモータの回転速度に応じて
時間的にゆるやかに供給することによりモータを駆動す
るという構成を備えたものである。

作用本発明は上記した構成により通電切換信号を波形整形
回路によりモータの回転速度に応じて時間的にゆるやか
にし、その出力信号を電圧−電流変換回路により電流信
号に変換し駆動トランジスタの入力電極に印加すること
により駆動コイルの通電切換をゆるやかにして音の発生
を軽減化するものである。

実施例以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の駆動装置の全体ブロック図である。

さて、76はロータ位置検出回路で、75は通電切換指令
回路であり、ここでブラシレスモータにおいて従来必要
であったロータの位置検出器を省略し、その代わりに固
定子コイルに誘起される誘起電圧で合成される信号を回
転子の位置検出信号としている。74a,74b,74cは波形整
形回路であり、73a,73b,73cは電圧−電流変換回路であ
る。72a,72b,72cは駆動トランジスタで、71a,71b,71cは
駆動コイルである。77は台形波スロープ設定回路であ
り、78は速度検出回路である。

以上のように構成された本発明の一実施例におけるブ
ラシレスモータの駆動装置についてその動作を説明す
る。

まず、前記ロータ位置検出回路76からの位置検出信号
に応動して前記通電切換指令回路75から通電切換指令信
号が出力される。その信号波形は第３図のV_107a,V_107b,
V_107cに示したようにその切換時に急激な立ち上り、立
ち下がりを有しているが、前記波形整形回路74a,74b,74
cにより台形波に波形整数される。この台形波はコンデ
ンサの充放電によりつくられる電圧波形信号である。例
えば、Ｕ相の場合、V_107aがローのときコンデンサは充
電され、V_107aがハイのときはコンデンサは放電される
のでＵ相波形整形回路89aからはV_89aの台形波信号が出
力される。他相についても同様で、V_107bの信号からV
_89bが、V_107cの信号からV_89cが出力される。また、コン
デンサの充放電電流は台形波スロープ設定回路77により
設定される。しかも、そのスロープはモータの回転速度
に応じて変化する。すなわち、速度検出回路78のモータ
の回転速度に比例した電圧信号を台形波スロープ設定回
路77により電圧−電流変換回路することにより充放電電
流を決定している。例えば、モータの回転速度が２倍に
なったとすると第３図Ｖ′_107a,V′_107b,V′_107cに示す
ように通電切換指令信号の周波数も２倍になる。すると
その信号に応じてＶ′_89a,V′_89b,V′_89cのごとく台形
波信号が出力される。また、前記波形整形回路89a,89b,
89cからの出力信号は前記電圧−電流変換回路によりそ
の出力電位レベルに応じた電流に変換され、前記駆動ト
ランジスタ72a,72b,72cの入力電極にモータの回転速度
に応じて時間的にゆるやかに供給される。その動作信号
は前記駆動トランジスタ72a,72b,72cによって増幅さ
れ、前記駆動コイル71a,71b,71cに時間的にゆるやかに
供給されるので、駆動コイルの機械的振動が減少し音の
発生を少なくすることができる。

次に前記台形波スロープ設定回路および前記波形整形
回路及び前記電圧−電流変換回路の具体的回路構成およ
びそれらの回路動作について説明する。

第２図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータ
の駆動装置の一相分の台形波スロープ設定回路および波
形整形回路及び電圧−電流変換回路の具体的回路結線図
である。

さて、トランジスタ109のベースは同コレクタおよび
トランジスタ110およびトランジスタ111のベースに共通
接続されると共に定電流源108を介して電源正側給電端
子105に接続されている。前記トランジスタ109のエミッ
タは前記トランジスタ110および前記トランジスタ111の
エミッタに共通接続されると共に電源負側給電端子106
に接続されている。ここで前記トランジスタ109と前記
トランジスタ110と前記トランジスタ111はカレントミラ
ー回路を構成している。トランジスタ115のエミッタは
前記電源正側給電端子105に接続されている。前記トラ
ンジスタ115のベースは同コレクタに接続されると共に
抵抗114を介して前記トランジスタ110のコレクタおよび
トランジスタ118とトランジスタ119のベースに接続され
ている。前記トランジスタ111のコレクタはトランジス
タ112とトランジスタ113の共通エミッタに接続されてい
る。前記トランジスタ112のベースは速度検出回路78の
出力電極に接続されている。前記トランジスタ112のコ
レクタは前記トランジスタ119のエミッタに接続される
と共に抵抗116を介して、前記電源正側給電端子105に接
続されている。前記トランジスタ113のコレクタは前記
トランジスタ118のエミッタに接続されると共に抵抗117
を介して前記電源正側給電端子105に接続されている。
前記トランジスタ113のベースはトランジスタ123のエミ
ッタに接続されると共に抵抗120を介して前記電源正側
供給電端子105に接続されている。トランジスタ121のベ
ースは同コレクタに接続されると共にトランジスタ122
のベースおよび前記トランジスタ118のコレクタに接続
されている。前記トランジスタ121のエミッタは前記ト
ランジスタ122のエミッタと共に前記電源負側給電端子1
06に接続されている。前記トランジスタ122のコレクタ
は前記トランジスタ119のコレクタに接続されると共に
前記トランジスタ123のベースに接続されている。ここ
で前記トランジスタ121と前記トランジスタ122はカレン
トミラー回路を構成している。トランジスタ124のベー
スは同コレクタに接続されると共にトランジスタ125の
ベースおよび前記トランジスタ123のコレクタに接続さ
れている。前記トランジスタ124と前記トランジスタ125
の共通エミッタは前記電源負側給電端子106に接続され
ている。ここで前記トランジスタ124と前記トランジス
タ125はカレントミラー回路を構成している。トランジ
スタ126のベースは同コレクタに接続されると共にトラ
ンジスタ127のベースおよび前記トランジスタ125のコレ
クタに接続されている。前記トランジスタ126と前記ト
ランジスタ127の共通エミッタは前記電源正側給電端子1
05に接続されている。

トランジスタ107のベースは通電切換指令回路75の出
力電極に接続され、同コレクタは抵抗100を介して電源
正側給電端子105に接続されると共にトランジスタ101の
ベースに接続され、同エミッタは電源負側給電端子106
に接続されている。前記トランジスタ101のエミッタは
前記電源正側給電端子105に接続され、同コレクタはト
ランジスタ102のベースに接続されている。前記トラン
ジスタ102のベースは同コレクタに接続されると共にト
ランジスタ97のコレクタおよびトランジスタ103のベー
スに接続されている。前記トランジスタ103のコレクタ
はトランジスタ98のコレクタに接続されると共にコンデ
ンサ92の一端およびトランジスタ89のベースに接続され
ている。前記トランジスタ102と前記トランジスタ103の
エミッタの共通接続点は前記電源正側給電端子105に接
続されている。ここで前記トランジスタ102と前記トラ
ンジスタ103はカレントミラー回路を構成している。ト
ランジスタ96のベースは同コレクタに接続されると共に
前記トランジスタ127のコレクタおよび前記トランジス
タ97のベースおよび前記トランジスタ98のベースに共通
接続され、同エミッタは抵抗95を介して前記電源負側給
電端子106に接続されている。前記トランジスタ97のエ
ミッタは抵抗94を介して前記電源負側給電端子106に接
続されている。前記トランジスタ98のエミッタは前記電
源負側給電端子106に接続されている。前記トランジス
タ96と前記トランジスタ97および前記トランジスタ98は
カレントミラー回路を構成している。前記コンデンサ92
の他端は前記電源負側給電端子106に接続されている。
トランジスタ88および前記トランジスタ89からなる差動
トランジスタ対の共通エミッタは定電流源87を介して前
記電源正側給電端子105に接続されている。前記トラン
ジスタ89のコレクタは抵抗91を介して前記電源負側給電
端子106に接続されると共にトランジスタ85のエミッタ
に接続されている。前記トランジスタ88のコレクタは抵
抗90を介して前記電源負側給電端子106に接続されると
共にトランジスタ86のエミッタに接続されている。前記
トランジスタ86と前記トランジスタ85の共通ベースは抵
抗81の一端に接続されると共に定電流源80を介して前記
電源正側給電端子105に接続されている。トランジスタ8
4のベースは同コレクタに接続されると共にトランジス
タ83のベースおよび前記トランジスタ86のコレクタに接
続されている。前記トランジスタ83のコレクタは前記ト
ランジスタ85のコレクタに接続されると共にトランジス
タ77およびトランジスタ104の共通ベースに接続されて
いる。前記トランジスタ83と前記トランジスタ84の共通
エミッタは前記電源正側給電端子105に接続されてい
る。ここで前記トランジスタ83と前記トランジスタ84は
カレントミラー回路を構成している。トランジスタ82の
ベースは同コレクタに接続されると共に前記抵抗81の他
端に接続され、同エミッタは前記電源負側給電端子106
に接続されている。前記トランジスタ77のエミッタは前
記電源正側給電端子105に接続され、同コレクタは抵抗7
8を介して前記トランジスタ88のベースおよび抵抗79の
一端に接続されている。前記抵抗79の他端は前記電源負
側給電端子106に接続されている。前記トランジスタ104
のエミッタは前記電源正側給電端子105に接続され、同
コレクタは駆動トランジスタ72aのベースに接続されて
いる。前記駆動トランジスタのエミッタは前記電源負側
給電端子106に接続され、同コレクタは駆動コイル71aを
介して前記電源正側給電端子105に接続されている。

以上のように構成された本発明の一実施例におけるブ
ラシレスモータの駆動装置について、その具体的回路動
作を以下に説明する。

すなわち、速度検出回路78の出力端子電圧V₁₁₂はモー
タの回転速度に比例した出力電位レベルである。トラン
ジスタ112とトランジスタ113とトランジスタ111とトラ
ンジスタ118とトランジスタ119とトランジスタ121とト
ランジスタ122とトランジスタ123と抵抗116と抵抗117に
より構成される一連の回路は差動増幅器であり、イマジ
ナリショートが成立するのでV₁₁₂＝V₁₁₃である。V₁₁₂＝
V₁₁₃＝R₁₂₀・I₁₂₀よりI₁₂₀＝V₁₁₂/R₁₂₀。I₁₂₀はV₁₁₂に
比例する。トランジスタ124とトランジスタ125はカレン
トミラー回路を構成しており、トランジスタ126とトラ
ンジスタ127もカレントミラー回路を構成している。ま
た、トランジスタ96とトランジスタ97とトランジスタ98
もカレントミラー回路を構成している。したがってトラ
ンジスタ96など一連のカレントミラー回路にはモータの
回転速度に比例した電流I₁₂₀が流れる。

次に通電切換指令回路75から出力される通電指令信号
V_107aの出力レベルがハイに上がるとトランジスタ107が
ONし、同コレクタにコレクタ電流が流れ抵抗100の両端
に電圧降下を生じトランジスタ101がONする。このトラ
ンジスタ101がONすると、同トランジスタは飽和し、ト
ランジスタ102とトランジスタ103により構成されている
カレントミラー回路はOFFし電流I₁₀₃は流れなくなる。V
_107aの出力レベルがローに下がるとI₁₀₃は流れる。一
方、トランジスタ96とトランジスタ97とトランジスタ98
により構成されているカレントミラー回路によりモータ
の回転速度に比例した電流I₁₂₀＝I₉₈がつねに流れてい
る。I₁₀₃＝2I₉₈の関係があるので、前記V_107aがローの
ときI₁₀₃−I₉₈＝I₉₈に相当する電流がコンデンサ92に充
電され、前記V_107aがハイのときI₉₈に相当する電流が前
記コンデンサ92により充電されるので、前記コンデンサ
92の出力波形は第３図V_89aに示す台形波になる。なお第
３図においてθｅは回転電気角を示している。

また、電圧−電流変換回路の主要部は定電流源87とト
ランジスタ88とトランジスタ89と抵抗90と抵抗91とトラ
ンジスタ85とトランジスタ86とトランジスタ84とトラン
ジスタ83とトランジスタ77と抵抗78と抵抗79により構成
される増幅回路である。前記増幅回路において前記トラ
ンジスタ89のべースは非反転入力端子であり、前記トラ
ンジスタ88のベースは反転入力端子であり、前記トラン
ジスタ77のコレクタは出力端子である。イマジナリショ
ートによりV_89aとV_89aの電位はほぼ等しくなり、電流I
₇₇はI₇₇＝V_88a/R₇₉≒V_89a/R₇₉となる。トランジスタ104
のベースと前記トランジスタ77のベースは共通接続され
ているので、I₇₇≒I₁₀₄となり、I₁₀₄≒V₈₉/R₇₉となる。
すなわち、前記波形整形回路74aの出力信号V₈₉の出力レ
ベルに応じた電流I₁₀₄が駆動トランジスタ72aのベース
に流れこみ増幅されて駆動コイル71aに通電される。

以上、Ｕ相についての説明があるが、Ｖ相,W相につい
ても同様にモータの回転速度に応じて時間的にゆるやか
に通電切換が行われため、駆動トランジスタの急激な電
流の切換わりをやわらげ、駆動コイルの機械的振動が減
少し、音の発生が軽減され、雑音の少ないブラシレスモ
ータの駆動装置が実現できる。ここで第３図V_107aとV
_89aを比較してみると、V_107aの立下がりでV_89aのスロー
プが立ち上がっている。V_107aの通電タイミングがモー
タの効率面で最適であるとするならばV_89aはタイミング
が最適位置から遅れていることになる。他の相について
も同様でV_89b,V_89cも最適タイミングから遅れている。
そこでさらにこの点を改善するための実施例について図
面を参照しながら説明する。

第４図は本発明の通電タイミングに関する実施例にお
けるブラシレスモータの駆動装置の全体ブロック図であ
る。

さて、140a,140b,140cは駆動コイルであり、141a,141
b,141cは駆動トランジスタである。142a,142b,142cは電
圧−電流変換回路であり、143a,143b,143cは波形整形回
路である。144は通電切換指令回路であり、145は台形波
スロープ設定回路である。146は速度検出回路であり、1
47は誘起電圧合成回路である。148a,148b,148cは通電切
換コンパレータであり、149a,149b,149cはエッヂトリガ
検出回路であり、150はエッヂトリガ合成回路である。

以上のように構成された本発明の他の実施例における
ブラシレスモータの駆動装置についてその動作を説明す
る。

誘起電圧合成回路147はU,V,W各相の最高電位を1/nに
反転しそれらの最低電位を出力するものである。ｎ＝２
とすると、その出力波形は第５図Ｅ′_ａとなり、ｎ＝３
とするとE_aとなる。Ｅ′_ａを通電切換コンパレータに入
力するとV_Uが出力され、E_aを入力するとV_148aが出力さ
れる。矩形波信号で通電切換を行う場合、ｎ＝２の場合
が効率の面で最適タイミングとなる。しかしながら、ｎ
＝２の場合の信号をもとに台形波をつくり、モータを駆
動すると、最適タイミングからずれてしまい効率が落ち
る。そこでｎ＞2,たとえばｎ＝３の場合をもとに以下の
方法で通電タイミングをつくり出すと効率を落とさずに
台形波でモータを駆動することができる。まずｎ＝３と
して通電切換コンパレータ148a,148b,148cによりV_148a,
V_148b,V_148cをつくり出す。次にエッヂトリガ検出回路
によりV_148a,V_148b,V_148cの立ち下がり時のエッヂを検
出してトリガとする。その動作信号はエッヂトリガ合成
回路150により合成される。その出力信号は第６図のV
₁₅₀である。通電切換指令回路144はV₁₅₀のトリガのタイ
ミングで三相リングカウンタとして働き、V_144a,V_144b,
V_144cの信号波形を出力する。波形整形回路は、例え
ば、V_144aのロー区間で充電し、ハイ区間で放電するの
でV_143aの信号波形となる。同様にV_143b,V_143cが出力さ
れる。これらの波形を最適タイミングであるV_U,V_V,V_Wと
比較すると、V_143a,V_143b,V_143cが最適通電タイミング
となっていることがわかる。波形整形回路143a,143b,14
3cの出力信号は電圧−電流変換回路142a,142b,142cによ
りそれぞれその出力電位に応じた電流に変換され、駆動
トランジスタ141a,141b,141cにより増幅され、駆動コイ
ル140a,140b,140cに自動的にゆるやかにしかも効率を落
とさずに供給されるので、駆動コイル機械的振動が減少
し音の発生を少なくすることができる。

次に前記誘起電圧合成回路および前記通電切換コンパ
レータの具体的回路構成およびそれらの回路動作につい
て説明する。

第７図は第２の本発明の他実施例におけるブラシレス
モータの駆動装置の誘起電圧合成回路および一相分の通
電切換コンパレータの具体的回路結線図である。

さて、トランジスタ156のエミッタは電源正側給電端
子201に接続され同ベースは同コレクタに接続されると
ともに抵抗157を介して定電流源151の一端およびトラン
ジスタ178のベースに接続されている。前記定電流源151
の他端は電源負側給電端子202に接続されている。トラ
ンジスタ178とトランジスタ179とトランジスタ180とト
ランジスタ181とトランジスタ182とトランジスタ183と
トランジスタ184とトランジスタ185のベースは共通接続
されている。トランジスタ170とトランジスタ171の共通
エミッタは定電流源152を介して前記電源負側給電端子2
02に接続されている。トランジスタ172とトランジスタ1
73の共通エミッタは定電流源153を介して前記電源負側
給電端子202に接続されている。トランジスタ174とトラ
ンジスタ175の共通エミッタは定電流源154を介して前記
電源負側給電端子202に接続されている。トランジスタ1
76とトランジスタ177の共通エミッタは定電流源155を介
して前記電源負側給電端子202に接続されている。前記
トランジスタ170のベースは抵抗180を介して前記トラン
ジスタ172のベースは抵抗190を介して前記トランジスタ
174のベースは抵抗194を介してそれぞれ前記電源正側給
電端子201に接続されている。前記トランジスタ171のベ
ースは抵抗189を介して前記電源正側給電端子201に接続
されると共に抵抗203を介してトランジスタ166のコレク
タに接続されている。前記トランジスタ173のベースは
抵抗193を介して前記電源正側給電端子201に接続される
と共に抵抗204を介してトランジスタ167のコレクタに接
続されている。前記トランジスタ175のベースは抵抗197
コイル140cを介して前記電源正側給電端子201に接続さ
れると共に抵抗205を介してトランジスタ168のコレクタ
に接続されている。前記トランジスタ170のコレクタは
抵抗187を介して前記電源正側給電端子201に接続される
と共に前記トランジスタ179のエミッタに接続されてい
る。前記トランジスタ171のコレクタは抵抗188を介して
前記電源正側給電端子201に接続されると共に前記トラ
ンジスタ178のエミッタに接続されている。前記トラン
ジスタ172のコレクタは抵抗191を介して前記電源正側給
電端子201に接続されると共に前記トランジスタ181のエ
ミッタに接続されている。前記トランジスタ173のコレ
クタは抵抗192を介して前記電源正側給電端子201に接続
されると共に前記トランジスタ180のエミッタに接続さ
れている。前記トランジスタ174のコレクタは抵抗195を
介して前記電源正側給電端子201に接続されると共に前
記トランジスタ183のエミッタに接続されている。前記
トランジスタ175のコレクタは抵抗196を介して前記電源
正側給電端子201に接続されると共に前記トランジスタ1
82のエミッタに接続されている。前記トランジスタ176
のコレクタは抵抗198を介して前記電源正側給電端子201
に接続されると共に前記トランジスタ185のエミッタに
接続されている。前記トランジスタ177のコレクタは抵
抗199を介して前記電源正側給電端子201に接続されると
共に前記トランジスタ184のエミッタに接続されてい
る。トランジスタ158のベースは同コレクタに接続され
ると共にトランジスタ162のベースおよび前記トランジ
スタ178のコレクタに接続されている。前記トランジス
タ162のコレクタは前記トランジスタ179のコレクタに接
続されると共に前記トランジスタ166のベースに接続さ
れている。前記トランジスタ158と前記162と前記トラン
ジスタ166のエミッタはそれぞれ前記電源負側給電端子2
02に接続されている。トランジスタ159のベースは同コ
レクタに接続されると共にトランジスタ163のベースお
よび前記180のコレクタに接続されている。前記トラン
ジスタ163のコレクタは前記トランジスタ181のコレクタ
に接続されると共に前記トランジスタ167のベースに接
続されている。前記トランジスタ159と前記トランジス
タ163と前記トランジスタ167のエミッタはそれぞれ前記
電源負側給電端子202に接続されている。トランジスタ1
60のベースは同コレクタに接続されると共にトランジス
タ164のベースおよび前記トランジスタ182のコレクタに
接続されている。前記トランジスタ164のコレクタは前
記トランジスタ183のコレクタに接続されると共に前記
トランジスタ168のベースに接続されている。前記トラ
ンジスタ160と前記トランジスタ164と前記トランジスタ
168のエミッタはそれぞれ前記電源負側給電端子202に接
続されている。前記トランジスタ166と前記トランジス
タ167と前記トランジスタ168のベースは共通接続され抵
抗206を介して前記トランジスタ176のベースに接続され
ている。トランジスタ161のベースは同コレクタに接続
されると共にトランジスタ165のベースおよび前記トラ
ンジスタ184のコレクタに接続されている。前記トラン
ジスタ165のコレクタはトランジスタ169のベースおよび
前記トランジスタ185のコレクタに接続されている。前
記トランジスタ165のコレクタは抵抗200を介して前記電
源正側給電端子201に接続されている。前記トランジス
タ161と前記トランジスタ165と前記トランジスタ169の
エミッタはそれぞれ前記電源負側給電端子202に接続さ
れている。前記トランジスタ177のベースは抵抗207を介
して駆動コイル140aの一端に接続されると共に駆動トラ
ンジスタ141aのコレクタに接続されている。前記駆動コ
イル140aの他端は前記電源正側給電端子201に接続され
ている。前記駆動トランジスタ141aのエミッタは前記電
源負側給電端子202に接続されると共に同ベースはＵ相
電圧−電流変換回路142aの出力電極に接続されている。

以上のように構成された第２の本発明の実施例におけ
るブラシレスモータの駆動装置について、その具体的回
路動作を以下に説明する。

ここではU,V,Wの各相が同じであるから、Ｕ相につい
て説明する。

V_140a≦V_ccのときはトランジスタ170がONして抵抗187
の両端に電圧降下を生じるのでトランジスタ179がOFFす
る。このときトランジスタ178がONしてトランジスタ166
がOFFするのでI₁₈₉は流れない。したがってV₂₀₃＝V_140a
となる。V_140a≧V_ccのときは逆にトランジスタ166がON
するのでI₁₈₉が流れて、I₁₈₉＝（V_140a−V₁₇₁）/R_A＝
（V₁₇₁−V₂₀₃）/R_Bとなる。このときイマジナリショー
トが成立してV₁₇₁＝V_ccとなるので（V_cc−V₂₀₃）＝（V
_140a−V_cc）R_B/R_Aとなる。たとえば、R_A:R_B＝2:1とする
と、上の式から誘起電圧V_140aをV_ccをセンターにして1/
2反転したものがV₂₀₃となる。Ｖ相,W相についても同様
な動作によりV₂₀₄,V₂₀₅が得られる。トランジスタ166と
トランジスタ167とトランジスタ168のコレクタを共通接
続すると、V₂₀₃とV₂₀₄とV₂₀₅の最低電位を検出すること
になり、その合成信号は第５図Ｅ′_ａのようになる。ま
た、R_A:R_B＝3:1とした場合、合成信号は第５図E_aとな
る。ただし抵抗189と抵抗193と抵抗197の抵抗値はすべ
てR_Aとし、抵抗203と抵抗204と抵抗205の抵抗値はすべ
てR_Bとしている。

次にＵ相の通電切換コンパレータについて説明する。

E_a≦V_140aのとき、トランジスタ176がONして、抵抗19
8の両端に電圧降下を生じトランジスタ185がOFFする。
このとき、トランジスタ184がONしてトランジスタ169が
OFFするので抵抗200には電流が流れず、V_148a＝V_ccとな
る。E_a≧V_140aのときはトランジスタ165がONして抵抗20
0に電圧降下が生じるのでV_148aはローとなる。その信号
波形は第５図V_148aとなる。V_148b,V_148cの信号波形も同
様にして得られる。このようにして得られた信号波形は
第６図に示すようにV_143a,V_143b,V_143cの信号波形に変
換される。上記のような構成をとるならば、時間的に急
激な矩形波信号を時間的にゆるやかに変化する台形波に
変換した場合、第３図に示すような通電タイミングの遅
れはおこらず、第６図のように効率面で最適となる通電
タイミングで通電することが可能となる。しかも、駆動
トランジスタの電流が時間的にゆるやかに切換わるた
め、駆動コイルの機械的振動による音の発生を軽減する
ことができる。

発明の効果以上のことから明らかなように本発明は、モータの回
転速度を速度検出回路で検出し、その出力信号を台形波
スロープ設定回路によりモータの回転速度に応じた出力
電流に変換し、通電切換指令回路75からの通電切換指令
信号と台形波スロープ設定回路の出力信号との合成信号
を各相波形整形回路74a,74b,74cにより台形波信号に変
換し、その動作信号を各相電圧−電流変換回路73a,73b,
73cにより時間的にゆるやかに変化する電流司令信号に
変換し、その動作信号に応じた駆動電流をモータ駆動コ
イル71a,71b,71cに流すことにより、駆動トランジスタ7
2a,72b,72cの急激な電流の切換わりをやわらげ、機械的
振動による音の発生を軽減でき、しかもいかなるモータ
の回転速度においても実現できるという優れた効果が得
られる。

また、モータの各相の誘起電圧を誘起電圧合成回路14
7により合成し、その合成信号と各相の誘起電圧を各相
の通電切換コンパレータ148a,148b,148cにより矩形波信
号に変換し、その矩形波信号の立上がりまたは立下がり
のどちらか一方のエッヂを各相のエッヂトリガ検出回路
149a,149b,149cにより検出し、その動作信号をエッヂト
リガ合成回路150により合成し、その動作信号を通電切
換指令回路144により電気角が120゜ずつずれた矩形波信
号に変換し、モータの回転速度に応じた台形波のスロー
プを設定する台形波スロープ設定回路145の出力信号と
通電切換指令回路144の動作信号の合成信号を波形整形
回路143a,143b,143cにより台形波に波形整形し、その動
作信号を各相電圧−電流変換回路142a,142b,142cにより
時間的にゆるやかに変化する電流指令信号に変換し、そ
の動作信号に応じた駆動電流をモータ駆動コイル140a,1
40b,140cに供給することにより、駆動トランジスタ141
a,141b,141cの急激な電流の切換わりをやわらげ、機械
的振動をモータの効率を落とさずにやわらげるという優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の全体ブロック図、第２図は本発明の一実施例
における一相分の具体的回路結線図、第３図は本発明の
一実施例における通電切換信号および台形波信号の波形
図、第４図は第２の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全体ブロック図、第５図は第２の本
発明の実施例の信号波形図、第６図は第２の本発明の実
施例における通電切換コンパレータおよびエッヂトリガ
合成回路および通電切換指令回路および波形整形回路の
出力信号波形図、第７図は第２の本発明の実施例におけ
る一相分の具体的回路結線図、第８図は従来のブラシレ
スモータの駆動装置の全体ブロック図、第９図は従来の
ブラシレスモータの駆動装置の通電切換指令信号波形
図、第10図は従来のブラシレスモータの駆動装置の通電
電流波形図である。 1a,1b,1c……駆動コイル、2a,2b,2c……駆動トランジス
タ、３……通電切換指令回路、４……ロータ位置検出回
路、71a,71b,71c……駆動コイル、72a,72b,72c……駆動
トランジスタ、73a,73b,73c……電圧−電流返還回路、7
4a,74b,74c……波形整形回路、75……通電切換指令回
路、76……ロータ位置検出回路、77……台形波スロープ
設定回路、78……速度検出回路、140a,140b,140c……駆
動コイル、141a,141b,141c……駆動トランジスタ、142
a,142b,142c……電圧−電流変換回路、143a,143b,143c
……波形整形回路、144……通電切換指令回路、145……
台形波スロープ設定回路、146……速度検出回路、147…
…誘起電圧合成回路、148a,148b,148c……通電切換コン
パレータ、149a,149b,149c……エッヂトリガ検出回路、
150……エッヂトリガ合成回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−218386（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−260586（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−69696（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数相の駆動コイルの無通電期間に発生す
る誘起電圧に基づいて可動子の位置を検出しこの位置検
出信号に基づいて駆動されるブラシレスモータの駆動装
置であって、前記複数相の駆動コイルに対応して電源の
一方の給電端子との間に接続された複数個の駆動トラン
ジスタと、前記位置検出信号に基づいて前記駆動トラン
ジスタの通電状態を順次切り換える矩形波信号を出力す
る通電切換指令回路と、モータの回転速度を検出する速
度検出回路と、前記速度検出回路からの速度信号に応じ
て台形波のスロープ設定のための電流を出力する台形波
スロープ設定回路と、複数個の波形整形回路と、前記波
形整形回路はコンデンサを含み、前記通電切換指令回路
から矩形波信号が発生した場合に前記台形波スロープ設
定回路からの電流に応じて前記コンデンサを充電し、前
記通電切換指令回路から矩形波信号が発生しない場合に
前記台形波スロープ設定回路からの電流に応じて前記コ
ンデンサを放電することにより前記通電切換指令回路か
らの矩形波信号を台形波に波形整形して出力するもので
あって、前記波形整形回路から得られる出力信号の電位
レベルに応じた電流を出力する複数個の電圧−電流変換
回路と、前記電圧−電流変換回路の出力信号を前記駆動
トランジスタの入力電極に供給することによりモータを
駆動するように構成したブラシレスモータの駆動装置。
【請求項２】複数個の駆動コイルの無通電期間に発生す
る誘起電圧に基づいて可動子の位置を検出しこの位置検
出信号に基づいて駆動されるブラシレスモータの駆動装
置であって、前記複数相の駆動コイルに対応して電源の
一方の給電端子との間に接続された複数個の駆動トラン
ジスタと、前記駆動トランジスタの通電状態を順次切り
換える矩形波信号を出力する通電切換指令回路と、モー
タの回転速度を検出する速度検出回路と、前記速度検出
回路からの速度信号に応じて台形波のスロープ設定のた
めの電流を出力する台形波スロープ設定回路と、複数個
の波形整形回路と、前記波形整形回路はコンデンサを含
み、前記通電切換指令回路から矩形波信号が発生した場
合に前記台形波スロープ設定回路からの電流に応じて前
記コンデンサを充電し、前記通電切換指令回路からの矩
形波信号が発生しない場合に前記台形波スロープ設定回
路からの電流に応じて前記コンデンサを放電することに
より前記通電切換指令回路からの矩形波信号を台形波に
波形整形して出力するものであって、前記波形整形回路
から得られる出力信号の電位レベルに応じた電流を出力
して前記駆動トランジスタの入力電極に供給する複数個
の電圧−電流変換回路と、前記複数相の駆動コイルそれ
ぞれに発生する誘起電圧のうち波高値の最も大きい誘起
電圧の1/n倍を反転して出力する誘起電圧合成回路と、
前記誘起電圧合成回路の出力信号と前記駆動コイルの誘
起電圧とを比較して矩形波信号を出力する複数個の通電
切換コンパレータと、前記通電切換コンパレータと、前
記通電切換コンパレータの矩形波信号のエッヂを検出す
る複数個のエッヂトリガ検出回路と、前記エッヂトリガ
検出回路の出力信号を合成するエッヂトリガ合成回路と
を備え、前記誘起電圧合成回路のｎの値を２を超える値
とし、前記エッヂトリガ検出回路の出力信号により前記
通電切換指令回路が前記駆動トランジスタの通電状態を
順次切り換える矩形波信号を出力するように構成したブ
ラシレスモータの駆動装置。