JP2860214B2 - モータ電流制限回路 - Google Patents

モータ電流制限回路

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JP2860214B2 JP4329004A JP32900492A JP2860214B2 JP 2860214 B2 JP2860214 B2 JP 2860214B2 JP 4329004 A JP4329004 A JP 4329004A JP 32900492 A JP32900492 A JP 32900492A JP 2860214 B2 JP2860214 B2 JP 2860214B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ディスクプレーヤ等の
スピンドルモータ(ディスクドライブモータ)駆動装置
に利用できるモータ電流制限回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図2に示すように制御電圧をPW
M変調した出力によってトランジスタ4を駆動し、トラ
ンジスタ4からの出力をチョークインダクタ3を含む直
流変換回路によって直流電圧に変換して直流モータ(以
下、単にモータと記す)1に印加して、回転制御を行う
モータ駆動装置に、モータ1に流れる電流を電圧に変換
し増幅して検出し、この検出した電圧と電源電圧Vcc
を分圧したスレショルド電圧とを比較器7においてレベ
ル比較し、比較出力に基づいてPWM変調した出力を選
択的にトランジスタ4に供給するモータ電流制限回路を
設けて、モータ1に流れる電流を制限してモータを保護
している。
【0003】上記したモータ電流制限回路を備えたモー
タ駆動装置において、モータ1にはチョークインダクタ
3に印加される電圧Vmを電源電圧Vccから差し引い
た直流電圧が印加され、制御電圧に基づく回転数でモー
タは回転駆動される。
【0004】上記したモータ駆動装置において、モータ
1が静止している状態から加速される場合に、制御電圧
Vcのレベルを増加させられて、PWM変調出力はデュ
ーティ比100%の高電位出力となる。この結果、電源
電圧Vccにほぼ等しい電圧がモータ1に印加される。
しかしながらモータ1が静止していて逆起電力が発生し
ていないため、モータ1の直流抵抗をRdとすれば、
(Vcc/Rd)の大電流がトランジスタ4、チョーク
インダクタ3およびモータ1に流れ、モータ1、チョー
クインダクタ3およびトランジスタ4を破損させたりす
る。これを避けるために、モータ電流制限回路を設けて
モータ1に流れる電流を制限している。
【0005】ここで、モータ1が静止している状態から
加速される場合、制御電圧は高電位に設定され、モータ
1には当初電流が流れていないために比較器7の出力は
高電位となっていて、デューティ比100%のPWM変
調出力がトランジスタ4に供給されて、モータ1には
(Vcc/Rd)の大電流が流れようとし、モータ電流
を検出した検出電圧が比較器7に印加されているスレシ
ョルド電圧に達するまでモータ電流(電流値I0)が流
れたところで比較器7の出力は低電位となって、デュー
ティ比100%のPWM変調出力のトランジスタ4への
供給は停止され、モータには電流値I0をピークとして
それ以上流れないようにモータ電流制限回路によって制
御される。
【0006】モータ1の電流値が減少するとモータ1の
電流の検出電圧は低下し、PWM変調出力はトランジス
タ4に印加されて、モータ1に電流が流れる。この動作
を繰り返して電流制限を行っている。
【0007】
【発明が解決しとうとする課題】しかしながら、上記し
たモータ電流制限回路のチョークインダクタを含む直流
変換回路は定常回転時におけるPWM変調出力の周波数
程度の交流を直流に変換する程度の容量しか持たず、電
流制限動作においてモータ加速時にトランジスタのオン
/オフ周期が長くなり、チョークインダクタにより十分
安定した直流に変換できず、脈流のある電圧がモータに
印加されるという問題点があった。またトランジスタの
オン/オフ周期が長くなるとチョークインダクタに流れ
る電流周期も長くなり、チョークインダクタから音が発
生するという問題点もあった。また、定常状態から減速
する場合はモータの極性を逆になるように接続される
が、この場合にも同様の問題点が生ずる。
【0008】本発明は、モータの加速時および減速時に
おいて脈動の少ない直流電圧を供給し、チョークインダ
クタからの音の発生を抑圧したモータ電流制限回路を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のモータ電流制限
回路は、制御電圧をPWM変調したPWM変調出力によ
りトランジスタを駆動し、トランジスタの出力をチョー
クインダクタを含む直流変換回路によって直流に変換し
て直流モータに印加し直流モータの回転制御を行うモー
タ駆動装置におけるモータ電流制限回路であって、直流
モータに流れる電流を電圧変換して検出する電流検出手
段と、電流検出手段からの検出出力電圧と所定電圧にP
WM変調のための三角波を重畳したスレショルド電圧と
のレベル比較をする比較器と、比較器の出力に基づいて
PWM変調出力を選択的にトランジスタに供給してトラ
ンジスタを駆動するゲート手段とを備えたことを特徴と
する。
【0010】本発明のモータ電流制限回路において、所
定電圧に重畳してスレショルド電圧を形成する三角波
を、PWM変調のための三角波に代わってPWM変調の
ための三角波の周波数以上の周波数を有する他の三角波
としてもよい。
【0011】
【作用】本発明のモータ電流制限回路によれば、電流検
出手段によって直流モータに流れる電流が電圧変換され
て検出され、電流検出手段からの検出出力電圧と所定電
圧にPWM変調のための三角波、またはPWM変調のた
めの三角波に代わってPWM変調のための三角波の周波
数以上の周波数を有する他の三角波を重畳したスレショ
ルド電圧とが比較器によってレベル比較され、比較器の
出力に基づいてPWM変調出力がゲート手段によって選
択的にトランジスタに供給されて、直流モータの電流が
制限される。しかるに、スレショルド電圧には三角波が
重畳されているため、モータの加速時および減速時にお
いてもトランジスタの出力は三角波に基づくPWM変調
された出力となる。ここで、三角波の周波数はPWM変
調のための三角波の周波数以上の周波数であるため、チ
ョークインダクタを含む直流変換回路によってトランジ
スタの出力は脈動の少ない直流電圧に供給され、チョー
クインダクタからの音の発生が抑圧される。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。図1
は本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【0013】本実施例のモータ電流制限回路を備えたモ
ータ駆動装置は、制御電圧Vcと三角波信号とを比較器
からなるPWM変調器9に供給して制御電圧Vcのレベ
ルに応じてPWM変調し、PWM変調出力をアンドゲー
ト回路8に供給してアンドゲート回路8の出力でトタン
ジスタ4を駆動し、トランジスタ4からの出力をチョー
クインダクタ3を含む直流変換回路によって直流電圧に
変換してモータ1に印加してモータ1を駆動する。な
お、符号2はフライホイールダイオードである。
【0014】本実施例のモータ電流制限回路は、モータ
1に直列接続した抵抗5にモータ1に流れる電流を流し
て電圧に変換し、変換された電圧を増幅する電流検出回
路6によって検出し、この検出した電圧と電源電圧Vc
cを抵抗10と11によって分圧したスレショルド電圧
と比較器7にて比較し、比較出力をアンドゲート回路8
に供給してアンドゲート回路8の開閉を制御して、開閉
に基づいて選択的にPWM変調出力をトランジスタ4に
供給することによりモータ1に流れる電流を制限してい
る。さらに、PWM変調器9に印加する三角波を、コン
デンサ12を介して比較器7のスレショルド電圧に重畳
して、比較器7のスレショルド電圧を三角波に基づいて
変化させる。
【0015】上記のように構成した本実施例のモータ電
流制限回路において、モータ1が定格回転数で回転して
いるときは制御電圧Vcの電圧レベルは低く制御されて
おり、かつモータ1に流れる電流を検出した電流検出回
路6の出力電圧は比較器7に印加されている三角波が重
畳されたスレショルド電圧よりも低く、比較器7の出力
は常に高電位出力であってアンドゲート回路8のゲート
は開かれた状態に制御され、制御電圧Vcを三角波によ
ってPWM変調したPWM変調出力がトランジスタ4に
継続して印加される。
【0016】したがってトランジスタ4はPWM変調器
9によって変調されたPWM変調出力に基づいてオン/
オフされ、トランジスタ4の出力によってモータ1が駆
動される。この場合に三角波の周波数は大きく設定され
ており、トランジスタ4の出力はチョークインダクタ3
を含む直流変換回路によって脈動のない安定した直流電
圧に変換されて、モータ1に印加され、かつチョークイ
ンダクタ3が音を発するようなことはない。
【0017】次に、モータ静止状態から加速される加速
時には、制御電圧Vcのレベルは三角波のレベルよりも
大きく制御されて、PWM変調器9からのPWM変調出
力はデューティ比は100%となる。したがってアンド
ゲート回路8からの出力はデューティ比100%のPW
M変調出力となり、モータ1の電流を増加させようとす
る。しかしながら、電流検出回路6によって検出された
電圧は比較器7において三角波が重畳されたスレショル
ド電圧と比較されているため、比較器7の出力はPWM
変調された出力となって、アンドゲート回路4のゲート
は比較器7から出力されるPWM変調出力に基づいて開
閉される。
【0018】この結果、アンドゲート回路4からの出力
はPWM変調器9からのPWM変調出力を比較器7から
出力されるPWM変調出力によってオン/オフした出力
となる。したがって、チョークインダクタ3に印加され
る電圧の周期は定格回転時と殆ど同一であって、チョー
クインダクタ3から音が発生することはなく、チョーク
インダクタ3を含む直流変換回路によって脈動のない直
流に変換されることになる。また、減速時においても加
速時と同様である。
【0019】電流検出のための抵抗5の抵抗値をR0
し、電流検出回路6のゲインをAvとし、モータ1の制
限電流をI0としたとき、電流I0の電流がモータ1に流
れたときの電流検出電圧、すなわち比較器7の反転入力
端の電圧はVi=I00Avとなり、比較器7のスレシ
ョルド電圧Vthの値をViに等しくするように設定し
ておけば、比較器7の出力はほぼ、デユーティ比50%
のPWM変調出力となり、このデユーティ比の値で電流
制限回路のループは閉じられる。ここで、三角波のピー
ク値よりもViが大きいときは電流制限回路はモータ電
流を減らそうと働きViは小さくなろうとする。三角波
のボトム値よりViが小さいときはモータ電流を増そう
と働き、Viは増加しようととする。したがって、Vi
は三角波のピークピーク間の中心で平衡することにな
る。
【0020】比較器7のスレショルド電圧の一部を形成
する電圧はPWM変調器9に印加する三角波の場合を例
示したが、PWM変調器9に印加する三角波の周波数に
近い周波数かもしくはそれより高い周波数の別の鋸歯状
波であってもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明した如く本発明のモータ電流制
限回路によれば、電流検出手段によって直流モータに流
れる電流を電圧変換して検出し、検出出力電圧と所定電
圧にPWM変調のための三角波、またはPWM変調のた
めの三角波に代わってPWM変調のための三角波の周波
数以上の周波数を有する他の三角波を重畳したスレショ
ルド電圧とを比較器によってレベル比較し、比較器の出
力に基づいてPWM変調出力をゲート手段によって選択
的にトランジスタに供給するように構成したため、直流
モータの電流が制限され、かつスレショルド電圧には三
角波が重畳されているため、モータの加速時および減速
時においてもトランジスタの出力は三角波に基づくPW
M変調された出力となって、三角波の周波数はPWM変
調のための三角波の周波数以上の周波数であるため、チ
ョークインダクタを含む直流変換回路によってトランジ
スタの出力は脈動の少ない直流電圧に変換される効果が
ある。さらに、チョークインダクタからの音の発生が抑
圧される効果がある。
【0022】また、三角波の周波数はPWM変調のため
の三角波の周波数以上の周波数であるため、チョークイ
ンダクタからの音の発生が抑圧される効果もある。
【0023】さらに、チョークインダクタはモータが定
格回転数にて回転している場合におけるインダクタンス
値とほぼ同等のインダクタンスを有するチョークインダ
クタで済み、チョークインダクタのインダクタンス値を
大きくする必要はないという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】従来例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 モータ 3 チョークインダクタ 4 トランジスタ 5 抵抗 6 電流検出回路 7 比較器 8 アンドゲート回路 9 PWM変調器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御電圧をPWM変調したPWM変調出
    力によりトランジスタを駆動し、トランジスタの出力を
    チョークインダクタを含む直流変換回路によって直流に
    変換して直流モータに印加し直流モータの回転制御を行
    うモータ駆動装置におけるモータ電流制限回路であっ
    て、直流モータに流れる電流を電圧変換して検出する電
    流検出手段と、電流検出手段からの検出出力電圧と所定
    電圧にPWM変調のための三角波を重畳したスレショル
    ド電圧とのレベル比較をする比較器と、比較器の出力に
    基づいてPWM変調出力を選択的にトランジスタに供給
    してトランジスタを駆動するゲート手段とを備えたこと
    を特徴とするモータ電流制限回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のモータ電流制限回路に
    おいて、所定電圧に重畳してスレショルド電圧を形成す
    る三角波を、PWM変調のための三角波に代わってPW
    M変調のための三角波の周波数以上の周波数を有する他
    の三角波としたことを特徴とするモータ電流制限回路。
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