JP2782481B2 - Drive circuit for brushless motor - Google Patents

Drive circuit for brushless motor

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JP2782481B2
JP2782481B2 JP3316254A JP31625491A JP2782481B2 JP 2782481 B2 JP2782481 B2 JP 2782481B2 JP 3316254 A JP3316254 A JP 3316254A JP 31625491 A JP31625491 A JP 31625491A JP 2782481 B2 JP2782481 B2 JP 2782481B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータに係
り、特に小型、低消費電力化が要求されるVTR用モー
タ等に使用するに好適なであるブラシレスモータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and more particularly to a brushless motor suitable for use in a VTR motor or the like which requires a small size and low power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、VTR用ブラシレスモータの駆動
方式として、騒音及び電磁ノイズ低減に効果の大きいソ
フトスイッチング駆動方式(180゜駆動)が採用され
ている。この方式は、駆動巻線に流れる電流が切り替わ
る所で、上下駆動トランジスタに貫通電流を流しスパイ
ク電流を吸収したり、切り替わる電流のエッジを滑らか
にし騒音を低減したものであり、特開昭61−4228
8に開示されている。この方式は、界磁ロータの位置を
検出する検出素子を備えたモータには有効な駆動方式で
あるが、モータの小型化のために界磁ロータの位置を検
出する検出素子を省略し、逆起電圧信号を用いるセンサ
レス駆動方式では、上下駆動トランジスタの電流増幅率
がアンバランスになると逆起電圧の検出が困難となるた
めソフトスイッチング駆動方式は適用しにくかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a drive system of a brushless motor for a VTR, a soft switching drive system (180.degree. Drive) which is effective in reducing noise and electromagnetic noise has been adopted. This method is to reduce the noise by flowing through currents to the upper and lower drive transistors to absorb spike currents at the point where the current flowing through the drive winding is switched, or to smooth the edges of the switched current to reduce noise. 4228
8 is disclosed. This method is an effective driving method for a motor having a detecting element for detecting the position of the field rotor, but omits the detecting element for detecting the position of the field rotor to reduce the size of the motor, and In the sensorless driving method using the electromotive voltage signal, if the current amplification factors of the upper and lower driving transistors become unbalanced, it becomes difficult to detect the back electromotive voltage, so that the soft switching driving method is difficult to apply.

【0003】また、センサレス駆動方式において、起動
を失敗した場合の保護策として、起動失敗を逆起電圧検
出信号が変化するエッジを検出して、再起動を繰り返す
方式特開昭58−29380に開示されている。この方
式は、エッジ検出回路が必要であり回路が複雑であっ
た。
Further, in a sensorless drive system, as a protection measure in the case of a start failure, a method of repeating the restart by detecting an edge at which the back electromotive voltage detection signal changes is disclosed in JP-A-58-29380. Have been. This method requires an edge detection circuit and the circuit is complicated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記記載のセンサレス
駆動方式において、180゜駆動を行う時、上下駆動ト
ランジスタの電流増幅率がアンバランスになると、駆動
巻線にアンバランス分の電流が流れ、逆起電圧が検出し
にくく、ロータの位置検出が困難となる。特に起動時は
回転数が低いため、逆起電圧が低く検出が難しい。ま
た、このような条件のもとでは起動の信頼性が低下する
ため、モータの駆動信号のエッジを検出し、所定時間以
上検出できなければ再起動する起動保護対策が必要であ
る。
In the sensorless driving method described above, when 180 ° driving is performed, if the current amplification factor of the upper and lower driving transistors becomes unbalanced, an unbalanced current flows through the driving winding, It is difficult to detect the electromotive voltage, and it is difficult to detect the position of the rotor. In particular, at the time of start-up, the number of rotations is low, so that the back electromotive voltage is low and detection is difficult. Further, under such conditions, the reliability of the start-up is reduced. Therefore, a start-up protection measure for detecting an edge of the drive signal of the motor and restarting the motor if it is not detected for a predetermined time or more is necessary.

【0005】本発明の目的は、逆起電圧によ界磁ロー
タ位置を検出する手段を有する3相ブラシレスモータの
駆動回路において、逆起電圧が検出しにくい起動時の問
題を解決することにある。
An object of the present invention, the three-phase brushless motor drive circuit having means for detecting a field rotor position Ri by the counter electromotive voltage, Q startup counter electromotive voltage is difficult to detect
The problem is to solve the problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的は、逆起電圧の
低い低速回転時は、貫通電流を流さない120゜通電で
駆動し、上下駆動トランジスタの電流増幅率がアンバラ
ンスになっても駆動巻線に流れないようにすることによ
り、逆起電圧の検出が可能となり、起動時の信頼性を向
上することができる。また、3相ブラシレスモータが起
動に失敗して停止した場合、3相巻線電位の一方がモー
タに加える電源電圧で、もう一方が電源電圧の半分、他
方がGNDレベルになる。そこで、この電位状態が一定
時間以上続いたことを停止状態と判断することにより、
信号変化のエッジを検出することなく起動失敗検出回路
を得ることができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a driving method in which a low back electromotive voltage is applied during low-speed rotation and a drive current of 120 ° without passing through current is applied, and driving is performed even if the current amplification factor of the upper and lower driving transistors becomes unbalanced. By preventing the current from flowing through the winding, the back electromotive voltage can be detected, and the reliability at the time of startup can be improved. When the three-phase brushless motor fails to start and stops, one of the three-phase winding potentials is the power supply voltage applied to the motor, the other is half the power supply voltage, and the other is at the GND level. Therefore, by determining that this potential state has continued for a certain period of time or more as a stop state,
A start failure detection circuit can be obtained without detecting an edge of a signal change.

【0007】[0007]

【作用】前記構成で、ソフトスイッチング機能を持つセ
ンサレス駆動回路の起動時においても逆起電圧を検出す
ることが可能となる。また、負荷変動等により起動を失
敗しても簡単な起動失敗検出回路により再起動の指令を
得て、モータの起動を確実且つ迅速に行うように作用さ
せることができる。
With the above configuration, it is possible to detect the back electromotive voltage even when the sensorless drive circuit having the soft switching function is started. Further, even if the start-up fails due to a load change or the like, a restart instruction is obtained by a simple start-up failure detection circuit, so that the motor can be started reliably and quickly.

【0008】[0008]

【実施例】本実施例は、3相ブラシレスモータに適用し
た場合を示す。図1は、回路構成図である。まず、起動
させるために、発振器32及びリングカウンタ31によ
り同期駆動用の信号を発生させる。即ち、リングカウン
タ31は、図2に示すようにDタイプフリップ・フロッ
プ3個で構成することにより、120゜位相の異なる3
相信号を得ている。この信号はデータセレクタ30によ
り起動切替回路36で規定される起動モード時だけ選択
され3差動増幅器18、19に入力される。この3差動
増幅器18、19は、図に示すように定電流源45、
52及びトランジスタ46、47、48、49、50、
51を用いて構成し、入力信号の電位差に応じて定電流
源45、52の電流が分配される。これらの電流を、上
側プリドライブ17、下側プリドライブ20により増幅
し、トランジスタ24、25、26、27、28、29
のベースに入力することにより、駆動巻線1、2、3に
は、120゜位相の異なる電圧がかかりモータは起動す
る。
This embodiment shows a case where the present invention is applied to a three-phase brushless motor. FIG. 1 is a circuit configuration diagram. First, a signal for synchronous driving is generated by the oscillator 32 and the ring counter 31 in order to start. That is, the ring counter 31 is composed of three D-type flip-flops as shown in FIG.
I am getting a phase signal. This signal is selected by the data selector 30 only in the startup mode defined by the startup switching circuit 36 and is input to the three differential amplifiers 18 and 19. The third differential amplifier 18 and 19, constant current source 45 as shown in FIG. 5,
52 and transistors 46, 47, 48, 49, 50,
The current of the constant current sources 45 and 52 is distributed according to the potential difference of the input signal. These currents are amplified by the upper pre-drive 17 and the lower pre-drive 20, and the transistors 24, 25, 26, 27, 28, 29
, The driving windings 1, 2, and 3 receive voltages having phases different by 120 °, and the motor starts.

【0009】この起動モードが一定時間続いた後は、セ
ンサレス駆動をおこなうために、起動切替回路36の指
令は、データセレクタ30が、台形波発生器13の出力
信号を選択する自走モードになる。台形波発生器13
は、モータ端子電圧をモータ中点と比較するコンパレー
21、22、23の出力信号と、モータ端子電圧とモ
ータ中点をそれぞれ抵抗4、5、6、7とコンデンサ1
0、11、12、8からなる1次型フィルタを介して比
較するコンパレータ14、15、16の出力信号から1
20゜位相の異なる台形波信号を発生する。図3は、台
形波発生器、図4はそのタイムチャートである。コンパ
レータ21、22、23の出力a,b,cは、図4の
a,b,cで示すように120゜位相の異なる方形波と
なる。また、コンパレータ14、15、16の出力d,
e,fは、1次型フィルタの作用によりa,b,cより
位相が遅れ図4のd,e,fで示すような信号になる。
なお、前記位相遅れは30゜になるように前記1次型フ
ィルタを設定することにより、モータのエネルギー変換
効率を高く、トルクリプルを少なくすることができる。
これら6種類の信号をEORゲート40により処理し抵
抗42とコンデンサ9からなる積分器により積分すると
図4のgに示すように、逆起電圧検出信号aに比べ6倍
周波数の三角波を得ることができる。前記三角波は、三
角波セレクタ39により図4のj、kのようにセレクト
される。なお、3相とも同様の処理である為、これより
1相分のみで説明を行う。図3の120゜ロジック回路
41により図4のh,iで示すような120゜通電駆動
用の信号を得る。これらの信号h,i,j,kを最大値
セレクタ43により処理すると図4のl,mで示すよう
な台形波の上側と下側の信号を得ることができる。図3
の減算増幅器44で台形波上側信号lと下側信号mを合
成して台形波nを得ることができる。
After the start-up mode has continued for a certain period of time, in order to perform sensorless driving, a command from the start-up switching circuit 36 is a self-running mode in which the data selector 30 selects an output signal of the trapezoidal wave generator 13. . Trapezoidal wave generator 13
Are output signals of comparators 21, 22, and 23 for comparing the motor terminal voltage with the motor middle point, and the motor terminal voltage and the motor middle point are respectively connected with resistors 4, 5, 6, and 7 and a capacitor 1
1 is obtained from the output signals of the comparators 14, 15, and 16, which are compared through a primary-type filter composed of 0, 11, 12, and 8.
A trapezoidal wave signal having a phase difference of 20 ° is generated. FIG. 3 is a trapezoidal wave generator, and FIG. 4 is a time chart thereof. The outputs a, b, and c of the comparators 21, 22, and 23 become square waves having phases different from each other by 120 ° as shown by a, b, and c in FIG. Further, the outputs d,
The signals e and f become signals as shown by d, e, and f in FIG.
By setting the primary filter so that the phase delay is 30 °, the energy conversion efficiency of the motor can be increased and the torque ripple can be reduced.
When these six types of signals are processed by the EOR gate 40 and integrated by the integrator including the resistor 42 and the capacitor 9, a triangular wave having a frequency six times as high as that of the back electromotive voltage detection signal a can be obtained as shown in FIG. it can. The triangular wave is selected by the triangular wave selector 39 as shown by j and k in FIG. Since the same processing is performed for all three phases, only one phase will be described below. A signal for 120 ° conduction drive as shown by h and i in FIG. 4 is obtained by the 120 ° logic circuit 41 in FIG. When these signals h, i, j, and k are processed by the maximum value selector 43, signals on the upper and lower sides of the trapezoidal wave as shown by l and m in FIG. 4 can be obtained. FIG.
The trapezoidal wave n can be obtained by combining the trapezoidal wave upper signal 1 and the lower signal m with the subtraction amplifier 44 of FIG.

【0010】なお、逆起電圧を検出するコンパレータを
21、22、23と14、15、16の2組設けること
により60゜周期のパルス信号が得られ、前記積分器が
1個で台形波n,o,pを得る事ができる。このこと
は、本回路を集積回路化した場合外付け部品が少なくて
済む特徴がある。また、図4の台形波n,o,pに示す
ように、台形波の傾き部分を台形波全体の周期の1/3
にすることにより、各相間の相対的な変化率を最小にす
ることができ、ソフトスイッチング駆動の効果を最大に
することができる。
By providing two sets of comparators 21, 22, 23 and 14, 15, 16 for detecting the back electromotive force, a pulse signal having a period of 60 ° can be obtained. , O, and p. This is a feature that when the circuit is integrated, the number of external components is small. Further, as shown in trapezoidal waves n, o, and p in FIG. 4, the slope of the trapezoidal wave is 1 / of the period of the entire trapezoidal wave.
By doing so, the relative rate of change between the phases can be minimized, and the effect of the soft switching drive can be maximized.

【0011】この台形波信号n,o,pは、3差動増幅
器18、19に入力される。図5に、3差動増幅器の具
体的な例を示す。3差動増幅器18は、PNPトランジ
スタ46、47、48と定電流源45からなり、3差動
増幅器19は、NPNトランジスタ49、50、51と
定電流源52からなる。この3差動増幅器18及び19
は、電流の方向が異なるだけで、基本動作は同じであ
る。このため、上側3差動増幅器18を中心に説明を行
う。3個のトランジスタのエミッタに接続された定電流
源45の電流はベース電圧の差によって分配される。ト
ランジスタが2個の場合にベースに入力される電位差と
分配される電流の比率の関係は図6に示すようになる。
電位差が200mV以上になるとほぼ完全に片方だけに
流れ、電位差が0mVだと50%づつ均等に流れる。そ
の間になると図6の曲線に示すような割合で流れる。ト
ランジスタが3個になってもこの関係で電流は分配され
る。従って、図4のn,o,pに示すような台形波の振
幅を200mVp−p程度にすると、トランジスタ4
6、47、48のコレクタ電流は滑らかに順次切り替わ
っていく。この電流が最終的には、上側駆動トランジス
タ24、25、26のベースに加わるため、コレクタ電
流が滑らかに変化し、ソフトスイッチング駆動が実現で
きる。ここで、3差動増幅器18、19の入力電位が、
1相が高い電位、もう一方の相が低い電位、他の相が中
点電位であるモードのとき、中点電位である相は、高い
電位である相との電位差が100mVであるため、全電
流に対して1%程度の僅かな電流が流れる。この電流
は、上側と下側のペアに流れるため、貫通電流が生じモ
ータ効率を低減させるが、スパイク電圧の吸収等の効果
を得る事ができる。
The trapezoidal signals n, o, and p are input to three differential amplifiers 18 and 19. FIG. 5 shows a specific example of the three differential amplifier. The three differential amplifier 18 includes PNP transistors 46, 47 and 48 and a constant current source 45, and the three differential amplifier 19 includes NPN transistors 49, 50 and 51 and a constant current source 52. These three differential amplifiers 18 and 19
The basic operation is the same except for the direction of the current. For this reason, the description will focus on the upper three differential amplifiers 18. The current of the constant current source 45 connected to the emitters of the three transistors is distributed by the difference between the base voltages. FIG. 6 shows the relationship between the potential difference input to the base and the ratio of the distributed current when there are two transistors.
When the potential difference becomes 200 mV or more, it flows almost completely to one side, and when the potential difference is 0 mV, it flows evenly by 50%. In the meantime, it flows at the rate shown by the curve in FIG. Even if there are three transistors, the current is distributed in this relationship. Therefore, if the amplitude of the trapezoidal wave as shown by n, o, and p in FIG.
The collector currents 6, 47 and 48 are switched smoothly and sequentially. Since this current is finally applied to the bases of the upper drive transistors 24, 25, and 26, the collector current changes smoothly, and soft switching drive can be realized. Here, the input potential of the three differential amplifiers 18 and 19 is
In a mode in which one phase has a high potential, the other phase has a low potential, and the other phase has a midpoint potential, the phase at the midpoint potential has a potential difference of 100 mV from the high potential phase. A small current of about 1% flows with respect to the current. Since this current flows through the upper and lower pairs, a through current occurs to reduce the motor efficiency, but it is possible to obtain effects such as absorption of a spike voltage.

【0012】以上の説明は理想的な条件のもとでは問題
なく動作することができる。しかし、上側駆動トランジ
スタ24、25、26と下側駆動トランジスタ27、2
8、29の電流増幅率にばらつきが生じると、貫通電流
が流れるモードの時に、上側と下側の駆動トランジスタ
のコレクタ電流が異なってしまうため、駆動巻線1、
2、3に電流が流れる。こうなると、モータ端子に電圧
降下による電位が発生し、正確な逆起電圧が検出できな
くなる。特に、回転数の低い起動時は逆起電圧が低いた
め検出が困難となり起動できない問題が発生する。
The above description can operate without problems under ideal conditions. However, the upper driving transistors 24, 25, 26 and the lower driving transistors 27, 2
If the current amplification factors 8 and 29 vary, the collector currents of the upper and lower drive transistors are different in the mode in which the through current flows.
Current flows through a few. In this case, a potential is generated at the motor terminal due to a voltage drop, and an accurate counter electromotive voltage cannot be detected. In particular, when starting at a low rotation speed, the back electromotive voltage is low, so that it is difficult to detect the counter electromotive voltage, which causes a problem that the starting cannot be performed.

【0013】この問題は、上側駆動トランジスタと下側
駆動トランジスタが同時に能動状態になるために起こ
る。この問題をなくすためには、台形波n,o,pの振
幅を400mVp−p程度に大きくすればよい。このよ
うにすることにより、3差動増幅器の電流は、1相のみ
に流れ、残りの2相には電流が流れなくなり(120゜
通電駆動)、上側と下側のトランジスタが同時に能動状
態になる相はなくなる。しかし、この場合、コレクタ電
流の切り替わりに滑らかさがなくなり、ソフトスイッチ
ング駆動の効果が得られない。そこで、逆起電圧が低い
起動時には、台形波n,o,pの振幅を400mVp−
pにして、逆起電圧が検出し易くなるようにし、定常回
転に達したら、逆起電圧は高くなるため、台形波n,
o,pの振幅を200mVp−pにして、ソフトスイッ
チングの効果を得るようにすればよい。
This problem occurs because the upper driving transistor and the lower driving transistor are simultaneously activated. To eliminate this problem, the amplitude of the trapezoidal waves n, o, and p may be increased to about 400 mVp-p. By doing so, the current of the three differential amplifier flows only in one phase, and no current flows in the remaining two phases (120 ° conduction drive), and the upper and lower transistors are simultaneously activated. There is no phase. However, in this case, the switching of the collector current is not smooth, and the effect of the soft switching drive cannot be obtained. Therefore, at the start-up time when the back electromotive force is low, the amplitude of the trapezoidal waves n, o, p is set to 400 mVp-.
p to make it easier to detect the back electromotive voltage, and when the stationary rotation is reached, the back electromotive voltage becomes higher.
The amplitude of o and p may be set to 200 mVp-p to obtain the effect of soft switching.

【0014】この動作を実現したのが、図7の起動切替
回路である。逆起電圧をコンパレータ33、34、35
でパルス状に波形整形する。コンパレータ33、34、
35のスレッシュホールドレベルは、モータに加える電
圧Vsを抵抗37、38で分圧して作る。抵抗37より
抵抗38の抵抗値を小さくすることにより、モータが停
止したとき、EORゲート53の出力をLOWレベルに
固定できる。モータが回転している場合は、EORゲー
ト53によりパルス信号を得ることができる。図8に起
動切替回路のタイムチャートを示す。パルス信号uがE
ORゲート53の出力である。t0からt1の間は、起
動モードで低周波のパルス信号となる。t1からt2の
間は、自走モードであるが、モード切り替えに失敗して
モータが停止している状態である。EORゲート53の
出力uは、LOWレベルになる。t2からt3の間は、
再び起動モードで、t3以降は、モード切り替えに成功
した時の自走モードの状態で、高周波のパルス信号を得
ることができる。起動モードと自走モードの切り替え
は、このパルス信号uを積分した信号tから得ることが
できる。積分器は充電時の電流に比べ放電時の電流が少
なくなるように、抵抗54、56とコンデンサ55で構
成し、パルス信号が入力されると電圧は上昇を続けるよ
うにする。この電圧をヒステリシスを持つコンパレータ
で検出する事により起動モードと自走モードを切り替え
る信号とする。コンパレータ59は抵抗57、58、6
0、61によりヒステリシスを持つように構成されてい
る。図8において、スレッシュホールドレベル1、2が
このヒステリシスレベルである。スレッシュホールドレ
ベル2を越えたら自走モードとし、逆起電圧検出信号を
もとにした駆動モードに入る。ここで、もしモード変更
に失敗してモータが停止した場合、パルス信号uはLo
wレベルになるため、積分信号tの電位は降下する。ス
レッシュホールドレベル1より電位が低くなれば再び起
動モードに入るようにすることで、再起動の機能を得る
ことができる。また、スレッシュホールドレベル3で変
化する信号rは、コンパレータ62と抵抗63、64で
得ており、台形波の振幅を切り替える信号として用い
る。即ち、起動に成功してモータが回転を続けると積分
信号tは更に上昇する。スレッシュホールドレベル3を
越えるとコンパレータ62の出力信号rはHiレベルに
なり台形波発生器の波形合成器44の増幅率を下げソフ
トスイッチング駆動を行う。
This operation is realized by the startup switching circuit shown in FIG. The counter electromotive force is applied to the comparators 33, 34, 35
To shape the waveform into a pulse. Comparators 33, 34,
The threshold level 35 is created by dividing the voltage Vs applied to the motor by the resistors 37 and 38. By making the resistance value of the resistor 38 smaller than the resistance 37, the output of the EOR gate 53 can be fixed at the LOW level when the motor stops. When the motor is rotating, a pulse signal can be obtained by the EOR gate 53. FIG. 8 shows a time chart of the startup switching circuit. When the pulse signal u is E
This is the output of the OR gate 53. From t0 to t1, a low-frequency pulse signal is obtained in the start-up mode. During the period from t1 to t2, the self-propelled mode is set, but the mode switching has failed and the motor is stopped. The output u of the EOR gate 53 goes low. Between t2 and t3,
In the start-up mode again, after t3, a high-frequency pulse signal can be obtained in the self-running mode when the mode switching is successful. Switching between the start mode and the self-running mode can be obtained from the signal t obtained by integrating the pulse signal u. The integrator is composed of resistors 54 and 56 and a capacitor 55 so that the current at the time of discharging is smaller than the current at the time of charging. When a pulse signal is input, the voltage continues to increase. By detecting this voltage with a comparator having hysteresis, a signal for switching between the start mode and the free running mode is obtained. The comparator 59 includes resistors 57, 58, 6
It is configured to have hysteresis by 0 and 61. In FIG. 8, threshold levels 1 and 2 are the hysteresis levels. When the threshold level 2 is exceeded, a self-running mode is set, and a driving mode based on the back electromotive voltage detection signal is entered. Here, if the mode change fails and the motor stops, the pulse signal u becomes Lo.
Since the level becomes the w level, the potential of the integration signal t drops. When the potential becomes lower than the threshold level 1, a restart function can be obtained by returning to the start mode. The signal r changing at the threshold level 3 is obtained by the comparator 62 and the resistors 63 and 64, and is used as a signal for switching the amplitude of the trapezoidal wave. That is, when the motor is successfully started and the motor continues to rotate, the integral signal t further increases. When the threshold level 3 is exceeded, the output signal r of the comparator 62 becomes Hi level, the amplification factor of the waveform synthesizer 44 of the trapezoidal wave generator is reduced, and the soft switching drive is performed.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明は前述のように、逆起電圧の低い
低速回転時は、貫通電流を流さない120゜通電で駆動
し、上下駆動トランジスタの電流増幅率がアンバランス
になっても駆動巻線に流れないようにすることにより、
逆起電圧の検出が可能となり、起動時の信頼性を向上す
ることができる。また、3相ブラシレスモータが起動に
失敗して停止した場合、3相巻線電位の一方がモータに
加える電源電圧で、もう一方が電源電圧の半分、他方が
GNDレベルになる。そこで、この電位状態が一定時間
以上続いたことを停止状態と判断することにより、信号
変化のエッジを検出することなく起動失敗を判断でき、
モータの起動を迅速且つ確実に行う事ができる。よっ
て、操作性向上のため起動時間短縮が必要なVTRカメ
ラ等のモータの駆動回路として好適な装置を提供できる
ものである。
As described above, according to the present invention, when the motor is rotated at a low speed with a low back electromotive voltage, the motor is driven at a current of 120.degree. Without passing through current, and is driven even when the current amplification factor of the upper and lower driving transistors becomes unbalanced. By not flowing to the winding,
The back electromotive voltage can be detected, and the reliability at the time of starting can be improved. When the three-phase brushless motor fails to start and stops, one of the three-phase winding potentials is the power supply voltage applied to the motor, the other is half the power supply voltage, and the other is at the GND level. Therefore, by determining that this potential state has continued for a certain period of time or more as a stop state, it is possible to determine a start failure without detecting an edge of a signal change,
The motor can be started quickly and reliably. Therefore, it is possible to provide a device suitable as a motor drive circuit of a VTR camera or the like that requires a shorter startup time in order to improve operability.

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

【図1】本発明に係るブラシレスモータの駆動回路の一
実施例の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an embodiment of a drive circuit of a brushless motor according to the present invention.

【図2】図1におけるリングカウンタとデータセレクタ
の構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a ring counter and a data selector in FIG. 1;

【図3】図2における台形波発生器の具体的構成を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of a trapezoidal wave generator in FIG.

【図4】図3に示した台形波発生器の動作状態を示すタ
イムチャートである。
4 is a time chart showing an operation state of the trapezoidal wave generator shown in FIG.

【図5】図1における差動増幅器の具体的構成を示す回
路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration of the differential amplifier in FIG.

【図6】図5に示す差動増幅器の動作特性を示す特性図
である。
6 is a characteristic diagram showing operation characteristics of the differential amplifier shown in FIG.

【図7】図1における起動切替回路の具体的構成を示す
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration of a startup switching circuit in FIG. 1;

【図8】図7における起動切替回路の動作状態を示すタ
イムチャートである。
8 is a time chart showing an operation state of a start-up switching circuit in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動巻線 2 駆動巻線 3 駆動巻線 13 台形波発生回路 17 上側プリドライブ回路 18 3差動増幅回路 19 3差動増幅回路 20 下側プリドライブ回路 30 データセレクタ 31 リングカウンタ 32 発振器 REFERENCE SIGNS LIST 1 drive winding 2 drive winding 3 drive winding 13 trapezoidal wave generation circuit 17 upper side pre-drive circuit 18 3 differential amplifier circuit 19 3 differential amplifier circuit 20 lower side pre-drive circuit 30 data selector 31 ring counter 32 oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 信義 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 長田 俊男 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 座間 秀夫 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会 社 日立製作所 東海工場内 (72)発明者 石田 倫久 大阪府守口市京阪本通二丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 水本 正夫 大阪府守口市京阪本通二丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−221894(JP,A) 特開 平3−243197(JP,A) 特開 平1−255494(JP,A) 特開 昭62−239891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 6/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyoshi Muto 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Inside the factory (72) Inventor Hideo Zama 1410 Inada, Katsuta-shi, Ibaraki Pref.Hitachi, Ltd.Tokai Plant 72) Inventor Masao Mizumoto 2-18, Keihanhon-dori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-62-221894 (JP, A) JP-A-3-243197 (JP, A) JP-A-1-255494 (JP, A) JP-A-62-239891 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02P 6/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 3相ブラシレスモータを駆動する3相の
上下駆動トランジスタと、 120°通電モード用の3相分の同期駆動信号を発生す
る同期駆動信号発生回路と、 前記3相ブラシレスモータの各巻線の逆起電圧の検出値
に基づいて180°通電モード用の3相分の台形波信号
を発生する台形波信号発生回路と、 前記同期駆動信号発生回路と前記台形波信号発生回路か
ら出力される同期駆動信号と台形波信号の一方を選択し
て出力する選択回路と、 該選択回路から出力される信号の3相相互間の差に応じ
て3相の前記上下駆動トランジスタに分配する電流を制
御する3差動増幅回路と、 起動時は、前記選択回路に前記同期駆動信号を選択させ
る指令を出力し、起動後は、前記選択回路に前記台形波
信号を選択させる指令を出力する切替回路とを備えてな
る3相 ブラシレスモータの駆動回路。
1. A three-phase brushless motor for driving a three-phase brushless motor.
Generates three-phase synchronous drive signals for upper and lower drive transistors and 120 ° conduction mode
Synchronous drive signal generating circuit, and a back electromotive force detection value of each winding of the three-phase brushless motor
Trapezoidal signal for three phases for 180 ° conduction mode based on
A trapezoidal wave signal generating circuit for generating the synchronous drive signal generating circuit and the trapezoidal wave signal generating circuit
One of the synchronous drive signal and trapezoidal wave signal
And a selector circuit for outputting the signal according to the difference between the three phases of the signal output from the selector circuit.
To control the current distributed to the three-phase upper and lower drive transistors.
Controlling the three differential amplifier circuits, and at the time of startup, the selection circuit selects the synchronous drive signal.
Command, and after startup, the trapezoidal wave
A switching circuit that outputs a command to select a signal.
3 phase brushless motor drive circuit.
【請求項2】 前記切替回路は、前記3相ブラシレスモ
ータの各巻線の端子電圧を波形成形してパルス信号を生
成する手段と、該パルス信号を積分する積分手段と、該
積分手段の出力信号が第1の設定値以下のときは前記選
択回路に前記同期駆動信号を選択させる指令を出力し、
第1の設定値を超えたときは前記選択回路に前記台形波
信号を選択させる指令を出力するものとされてなること
を特徴とする請求項1に記載の3相ブラシレスモータの
駆動回路。
2. The three-phase brushless mode switching circuit according to claim 1 , wherein
The pulse voltage is generated by shaping the terminal voltage of each winding of the motor.
Means for integrating the pulse signal;
When the output signal of the integration means is equal to or less than the first set value, the selection is performed.
Output a command to select the synchronous drive signal to the selection circuit,
When the first set value is exceeded, the trapezoidal wave is applied to the selection circuit.
Output a command to select a signal.
The driving circuit for a three-phase brushless motor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記台形波発生回路は、振幅が異なる2
つの台形波信号を発生するものとされ、 前記切替回路は、前記積分手段の出力信号が第1の設定
値を超え、かつ第1の設定値よりも大きい第2の設定値
以下のときは、前記台形波信号の振幅が大きい方を発生
させる指令を前記台形波発生回路に出力し、前記積分手
段の出力信号が第2の設定値を超えたときは、前記台形
波信号の振幅が小さい方を発生させる指令を前記台形波
発生回路に出力するものとされてなることを特徴とする
請求項2に記載の3相 ブラシレスモータの駆動回路。
3. The trapezoidal wave generation circuit according to claim 2, wherein
The switching circuit is configured to generate one trapezoidal wave signal, and the output signal of the integrating means is set to a first setting signal.
A second set value that exceeds the value and is greater than the first set value
Generates the trapezoidal wave signal with the larger amplitude in the following cases.
Output to the trapezoidal wave generation circuit,
When the output signal of the stage exceeds the second set value, the trapezoid
The command to generate the smaller wave signal amplitude is
Output to the generator circuit.
A drive circuit for the three-phase brushless motor according to claim 2 .
【請求項4】 前記切替回路は、前記選択回路に台形波
信号を選択する指令を出力した後に、第1の設定値より
も小さい第3の設定値以下に低下した場合は、前記選択
回路に前記同期駆動信号を選択させる指令を出力するも
のとされてなる請求項2又は3に記載の3相ブラシレス
モータの駆動回路。
4. The switching circuit includes a trapezoidal wave provided to the selection circuit.
After outputting the command to select the signal,
Is smaller than the third set value, which is smaller than the third set value.
The circuit outputs a command to select the synchronous drive signal.
4. The driving circuit for a three-phase brushless motor according to claim 2 , wherein the driving circuit comprises:
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