JP2925813B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置

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JP2925813B2
JP2925813B2 JP3281550A JP28155091A JP2925813B2 JP 2925813 B2 JP2925813 B2 JP 2925813B2 JP 3281550 A JP3281550 A JP 3281550A JP 28155091 A JP28155091 A JP 28155091A JP 2925813 B2 JP2925813 B2 JP 2925813B2
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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、モータが何らかの外部
要因によって強制的に回転停止させられた場合に、モー
タを駆動するための回路素子が破壊されるのを防止でき
るモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、モータを所望の回転数で回転さ
せる為に速度制御を行う場合、モータの回転に応じて発
生するFG信号と所定のクロック信号とを比較し、クロ
ック信号に対してFG信号の周波数が高いか或は低いか
に応じてモータの回転数を制御している。つまり、FG
信号とクロック信号との周波数が一致した時にモータの
回転数が所望の回転数であると見なされ、この回転数を
持続してモータは定速回転する訳であるが、例えばFG
信号の周波数がクロック信号の周波数より高い場合、モ
ータが所望の回転数より速く回転している為、モータの
現在の回転数を所望の回転数まで減速するための減速信
号によって該モータの回転を減速させ、これよりモータ
を定速回転させており、また、FG信号の周波数がクロ
ック信号の周波数より低い場合、モータが所望の回転数
より遅く回転している為、モータの現在の回転数を所望
の回転数まで加速するための加速信号によって該モータ
の回転を加速させ、これよりモータを定速回転させてい
た。ここで、モータを定速回転させるための源となるク
ロック信号は、水晶振動子等を接続した発振回路から発
生するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、定速回転中の
モータを試験的に外部要因によって強制的に停止させた
場合、モータを駆動するための駆動回路にはFG信号が
印加されなくなり、即ち何の変化もない零のFG信号が
印加されているものと判断されてしまう。すると、モー
タの回転数は常に所望の回転数より低いものと誤判断さ
れ、即ち常に加速信号が発生し、これよりモータを駆動
するための駆動回路内部の出力トランジスタに大電流が
流れてしまい、該出力トランジスタが破壊されてしまう
問題点があった。
【0004】そこで、本発明は、モータを外部要因によ
って強制的に停止させたとしても、モータ駆動用のトラ
ンジスタを確実に保護できるモータ駆動装置を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、モータの回転速度に応じて発生するFG信号と第
1のクロック信号との比較結果に基づいて、前記モータ
の回転速度を制御するための速度制御信号を出力する速
度制御回路と、前記速度制御信号に基づいて、前記モー
タを所望の回転速度で駆動するための駆動信号を出力す
る駆動回路と、を備えたモータ駆動装置において、前記
モータの回転位置に応じて発生する回転位置検出信号と
第2のクロック信号とが印加されることによって、前記
第2のクロックの所定周期中に前記回転位置検出信号が
存在するか否かを判定し、判定結果に基づいて前記駆動
回路を制御するための駆動制御信号を出力する回転状態
判定回路、を備え、前記回転状態判定回路は、前記第2
のクロック信号の所定周期中に前記回転位置検出信号が
存在しないことを判定した時、前記モータへの駆動信号
の供給を停止するための駆動制御信号を出力する点であ
る。
【0006】
【作用】本発明によれば、例え、モータが外部要因によ
って強制的に停止させられたとしても、回転状態判定回
路によって、第2のクロック信号の所定周期中に回転位
置検出信号が存在していない状態を判定できる為、回転
状態判定回路から出力される駆動制御信号によって、モ
ータへの駆動信号の供給は停止されることになる。
【0007】
【実施例】本発明の詳細を図面に従って具体的に説明す
る。図1は本発明回路を示すブロック図、図2は図1を
構成する回転状態判定回路を示す回路図、図3は図2の
各部波形を示すタイミングチャートである。図1におい
て、(1)は、例えば3相の駆動コイルを有するモータで
あり、該モータ(1)はその回転に応じたFG信号を発生
する。該FG信号はレベルが小の為、アンプ(2)によっ
て増幅される。(3)は、例えば水晶振動子が接続されて
発振動作を行う発振回路であり、モータ(1)の速度制御
を行うのに必要とされる第1のクロック信号CLK1を
出力する。(4)は速度制御回路であり、FG信号とクロ
ック信号CLK1との周波数比較を行う。そして、FG
信号の周波数がクロック信号CLK1の周波数より低い
場合、モータ(1)の回転数が所望の回転数より遅い為、
速度制御回路(4)は、モータ(1)の回転数を所望の回転
数まで加速するための加速信号を出力する。反対に、F
G信号の周波数がクロック信号CLK1の周波数より高
い場合、モータの回転数が所望の回転数より速い為、速
度制御回路(4)は、モータ(1)の回転数を所望の回転数
まで減速するための減速信号を出力する。(5)は駆動回
路であり、速度制御回路(4)から出力される加速信号又
は減速信号を受け、これらの信号に応じてモータ(1)を
所望の回転数で回転させるための駆動信号を出力する。
即ち、モータ(1)、アンプ(2)、速度制御回路(4)、及
び駆動回路(5)から成るフィードバックループによっ
て、モータ(1)は速度制御される。
【0008】(6)は発振回路であり、上記した発振回路
(3)から得られるクロックCLK1よりも周波数の低い
第2のクロック信号CLK2を発生するものである。
(7)はヒステリシスを有するシュミットアンプである。
ここで、モータ(1)のステータには該モータ(1)の回転
位置を検出するためのホール素子(図示せず)が固定され
ており、シュミットアンプ(7)はホール素子の正弦波出
力を方形波として増幅出力する為に設けられている。ま
た、ホール素子出力の増幅にシュミットアンプ(7)を使
用する理由は以下による。つまり、2種類の異なるスレ
ッショルドレベルを有するシュミットアンプ(7)を使用
すると、ホール素子の出力にノイズが重畳した場合、2
種類のスレッショルドレベル間に存在するホール素子の
出力重畳ノイズを確実に除去できるが、これとは別に単
一のスレッショルドレベルを有する通常のアンプ(図示
せず)を使用すると、スレッショルドレベルに幅がない
為にホール素子の出力重畳ノイズは除去されることなく
そのまま増幅されてしまう。即ち、シュミットアンプ
(7)を使用した方がホール素子の出力重畳ノイズの除去
効果があるからである。(8)はモータ(1)が回転してい
るか否かを判定するための回転状態判定回路であり、ク
ロック信号CLK2とシュミットアンプ(7)から得られ
るホール信号HL(回転位置検出信号)とが印加され、ク
ロック信号CLK2の所定周期中にホール信号HLが存
在するか否か(ホール信号HLの立ち上がり及び立ち下
がりの変化が存在するか否か)を判定するものである。
即ち、回転状態判定回路(8)は、ホール信号HLの発生
に異常があるか否かを検出してホール信号HLの存在判
定を行うものである。例えば、モータ(1)が定速回転し
ようとしているにも関わらず、モータ(1)の回転が外部
要因によって強制的に停止させられてしまった場合、回
転状態判定回路(8)からは、駆動回路(5)の内部素子へ
の駆動入力を遮断してモータ(1)への駆動信号の供給を
停止するための駆動制御信号DRVが出力される。駆動
回路(5)はこの駆動制御信号DRVを受けてモータ(1)
への駆動信号の供給を停止する。これより、モータ(1)
の駆動源が断たれた為、モータ(1)は慣性のみで回転
し、所定時間後に停止することになる。これによって、
駆動回路(5)内部に設けたモータ(1)駆動用の出力トラ
ンジスタ(図示せず)に大電流が流れるのを禁止でき、駆
動回路(5)の破壊を防止できることになる。
【0009】次に、回転状態判定回路(8)の具体例を示
す図2について説明する。図2はIIL(Integrated In
jection Logic)によって構成されたものであり、(9)
は、ホール信号HLの立ち下がりに同期して後述するD
−FFをリセットするためのリセットパルスを発生する
リセットパルス発生回路である。該リセットパルス発生
回路(9)内部は、直列接続されたインバータ(10)(11)(1
2)と、フリップフロップ接続されたインバータ(13)(14)
と、直列接続されたインバータ(15)(16)(17)(18)とを備
えて成る。そして、インバータ(10)にはホール信号HL
が印加され、該インバータ(10)出力はフリップフロップ
を構成するインバータ(13)に印加される。また、インバ
ータ(11)出力は4段のインバータ(15)(16)(17)(18)を介
してフリップフロップを構成するインバータ(14)に帰還
される。また、インバータ(10)(13)の両出力の論理積が
インバータ(11)に印加される様になっている。ここで、
フリップフロップを構成するインバータ(13)(14)の入力
タイミングについて述べると、インバータ(14)の入力タ
イミングは、インバータ(13)の入力タイミングに比べ
て、インバータ(11)及び4段のインバータ(15)(16)(17)
(18)の入出力間の信号伝達時間だけ遅延することにな
る。即ち、ホール信号HLがハイレベル(以下「H」と
称する)からローレベル(以下「L」と称する)に立ち下
がった時、インバータ(12)からは、ホール信号HLの立
ち下がりからインバータ(11)(15)(16)(17)(18)による伝
達遅延時間だけ「H」となるリセットパルスaが出力さ
れることになる。
【0010】(19)はクロック信号CLK2を1/2分周
するためのD−FFであり、D(データ)端子と*Q(反
転出力)端子とは接続され、C(クロック)端子にはクロ
ック信号CLK2が反転印加され、R(リセット)端子に
は前記リセットパルスaが印加される。つまり、モータ
(1)が定常回転し、リセットパルスaがホール信号HL
の立ち下がりに同期して発生している場合、D−FF(1
9)のQ端子出力は、クロック信号CLK2の立ち下がり
に同期して「H」に立ち上がった後、直後のリセットパ
ルスaに同期して「L」に立ち下がり、これよりクロッ
ク信号CLK2の1/2分周出力は得られない。ところ
が、モータ(1)の回転が外部要因によって強制的に停止
させられ、リセットパルスaが発生しなくなった場合、
D−FF(19)のQ端子からは、クロック信号CLK2の
立ち下がりに同期して1/2分周された出力bが得られ
ることになる。また、(20)はD−FF(19)のQ端子出力
bを1/2分周するためのD−FFであり、D端子と*
Q端子とが接続され、C端子にはD−FF(19)のQ端子
出力bが反転印加され、R端子にはリセットパルスaが
印加される。つまり、D−FF(19)のQ端子からクロッ
ク信号CLK2の1/2分周出力bが得られると、D−
FF(20)のQ端子からは、1/2分周出力bの立ち下が
りに同期して更に1/2分周された出力c、即ちクロッ
ク信号CLK2の1/4分周出力が得られることにな
る。ここで、D−FF(19)(20)のQ端子出力b,cは論
理積演算されて信号dとなり、この信号dは「H」の時
にモータ(1)への駆動信号の供給停止を指示する停止指
示信号となる。尚、D−FF(19)(20)及び出力b,cの
論理積手段(出力b,cの交点)によって停止指示信号発
生回路が構成される。また、(21)は、停止指示信号dに
応じて「H」又は「L」の駆動制御信号DRVを出力す
るD−FFであり、D端子はオープン状態とされ、C端
子には停止指示信号dが反転印加され、R端子にはリセ
ットパルスaが印加される。つまり、停止指示信号dが
立ち下がると、D−FF(21)のQ端子からは「H」の駆
動制御信号DRVが出力され、その後ホール信号HLが
復旧して立ち下がりリセットパルスaが発生すると、該
リセットパルスaの立ち上がりに同期して駆動制御信号
DRVは「L」に立ち下がることになる。尚、D−FF
(21)は駆動制御信号発生回路を構成し、駆動制御信号D
RVが「H」の期間だけ、駆動回路(5)内部の素子への
駆動入力が遮断されてモータ(1)への駆動信号の供給は
停止されることになる。また、インバータ(22)の出力は
インバータ(11)の出力と論理積接続されており、強制的
に停止させられたモータ(1)を再度回転開始させる時に
「H」となるパルスSTARTがインバータ(22)の入力
には印加される。
【0011】図3を用いて本発明の動作を説明する。ま
ず、時刻t0以前においては、FG信号及びクロック信
号CLK1は正常な状態で速度制御回路(4)に印加され
ており、モータ(1)を所望の回転数で駆動するための制
御が行われる。一方、回転状態検出回路(8)には、モー
タ(1)が定常回転している時のホール信号HL及びクロ
ック信号CLK2が印加されており、ホール信号HLの
各周期の立ち下がり毎にリセットパルスaが発生する
為、駆動制御信号DRVは常に「L」のままであり、こ
れより駆動回路(5)から出力される駆動信号は停止され
ることなくモータ(1)に印加され、モータ(1)は所望の
回転数に速度制御されることになる。その後、時刻t0
において、モータ(1)が定速回転しようとしているにも
関わらず、外部要因によってモータ(1)の回転が強制的
に停止させられてしまった場合、FG信号が常に「L」
となる為、速度制御回路(4)は、あたかもモータ(1)が
所望の回転数よりも低速回転しているものと誤判断し、
駆動回路(5)から加速を指示する駆動信号をモータ(1)
に印加させる様に動作しようとする。ところが、時刻t
1においてクロック信号CLK2が1/4分周された時
点で駆動制御信号DRVが「H」に立ち上がる為、モー
タ(1)への駆動信号の供給は停止され、これよりモータ
(1)を加速しようとして駆動回路(5)回路内部の出力ト
ランジスタに大電流が流れるのを防止できることにな
る。即ち、ホール信号HLが停止してから予め定められ
た時間t0〜t1を経過してもホール信号HLの停止状態
に変化がない場合、ホール信号HLの伝達が遮断された
ものと判断して、駆動回路(5)内部の素子への駆動入力
を遮断してモータ(1)への駆動信号の供給を停止するの
である。
【0012】そして、時刻t2において、STARTパ
ルスが「H」に立ち上がると、これに伴ってリセットパ
ルスaが「H」に立ち上がる為、駆動制御信号DRVが
「L」に立ち下がり、これより駆動信号がモータ(1)に
供給されて時刻t3にてホール信号HLが発生し始め、
モータ(1)は速度制御されることになる。尚、回転状態
判定回路(8)内部の停止指示信号発生回路を構成するD
−FFの段数は2段に限定されることなく、それ以上と
して、ホール信号HLの有無の判定期間t0〜t1をより
長くしてもよく、この点に関してはモータ(1)の特性を
考慮してD−FFの段数の設定を行えばよい。
【0013】以上より、モータ(1)が定速回転しようと
しているにも関わらず、モータ(1)の回転が外部要因に
よって強制的に停止させられてしまった場合であって
も、回転状態検出回路によって、クロック信号CLK2
の所定周期中にホール信号HLが存在していないことを
検出してホール信号HLが伝達されなくなったものと判
定できる為、モータ(1)への駆動信号の供給を停止し
て、駆動回路(5)を保護できることになる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、例え、モータが外部要
因によって強制的に停止させられたとしても、回転状態
判定回路によって、第2のクロック信号の所定周期中に
回転位置検出信号が存在していない状態を判定できる
為、回転状態判定回路から出力される駆動制御信号によ
って、モータへの駆動信号の供給は停止されることにな
る。これによって、モータを駆動するための駆動回路素
子にモータを回転させようとする大電流が流れるのを防
止でき、駆動回路素子を保護できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置を示す図である。
【図2】図1の回転状態判定回路を示す回路図である。
【図3】図2の各部波形を示すタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
(1) モータ (4) 速度制御回路 (5) 駆動回路 (8) 回転状態判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−63215(JP,A) 特開 昭52−91122(JP,A) 特開 昭54−80506(JP,A) 特開 昭56−88683(JP,A) 特開 昭58−198906(JP,A) 英国特許出願公開2133560(GB,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02H 7/08 - 7/097 H03K 5/22 - 5/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの回転速度に応じて発生するFG
    信号と第1のクロック信号との比較結果に基づいて、前
    記モータの回転速度を制御するための速度制御信号を出
    力する速度制御回路と、前記速度制御信号に基づいて、
    前記モータを所望の回転速度で駆動するための駆動信号
    を出力する駆動回路と、を備えたモータ駆動装置におい
    て、 前記モータの回転位置に応じて発生する回転位置検出信
    号と第2のクロック信号とが印加される回路であって、
    前記第2のクロック信号を所定分周する分周回路、前記
    モータが通常回転している時、前記回転位置検出信号に
    同期したパルスを発生して前記分周回路の分周動作を禁
    止させる同期パルス発生回路、前記モータが通常回転せ
    ず前記回転位置検出信号が印加されなくなった時、前記
    分周回路の所定周期の分周出力変化を受けて前記モータ
    への駆動信号の供給を停止する為の駆動制御信号発生回
    路、を含む回転状態判定回路と、 を備えた ことを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記回転状態判定回路は、前記回転位置
    検出信号の各周期毎にリセットパルスを発生するリセッ
    トパルス発生回路と、前記回転位置検出信号が存在する
    時に前記リセットパルスにてリセットされ、且つ、前記
    回転位置検出信号が存在しない時に前記第2のクロック
    信号の所定分周結果に基づいて前記モータへの駆動信号
    の供給停止を指示する停止指示信号を発生する停止指示
    信号発生回路と、前記停止指示信号に基づいて前記モー
    タへの駆動信号の供給を停止するための駆動制御信号を
    発生する駆動制御信号発生回路と、を備えて成ることを
    特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記回転状態判定回路は、前記モータへ
    の駆動信号の供給を停止するための駆動制御信号を出力
    した後、前記モータを再度回転開始させるためのスター
    トパルスに応じて前記モータへの駆動信号の供給を再開
    するための駆動制御信号を出力することを特徴とする請
    求項2記載のモータ駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記第2のクロック信号の周波数は、前
    記第1のクロック信号の周波数に比べて低いことを特徴
    とする請求項1記載のモータ駆動装置。
  5. 【請求項5】 前記第2のクロック信号の周波数は、前
    記モータの定常回転時において前記停止指示信号の発生
    以前に前記停止指示信号発生回路を前記リセットパルス
    にてリセットできる周波数に設定されていることを特徴
    とする請求項3記載のモータ駆動装置。
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