JP3159605B2 - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にＰＰＣ(普通紙複
写機)やプリンタ等のＯＡ(オフィス・オートメーショ
ン)機器に用いられるブラシレスモータの駆動装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりブラシレスモータの駆動装置と
して、トランジスタのスイッチングを利用するものがあ
り、広く利用されている。例えば、３相のブラシレスモ
ータでは位相が120°ずつ異なる３相のサインカーブの
電流をモータコイルに順次流し、得られた回転磁界を利
用してモータを回転させる。また、この３相ブラシレス
モータへの通電期間が電気角にして180°、すなわち全
電気角においてモータコイルへの通電を行う180°通電
方式が知られており、この通電にも複数のトランジスタ
・スイッチングが利用されている。このような３相ブラ
シレスモータは、低騒音でかつ正確な回転が行えるた
め、例えばレーザビームプリンタのポリゴンミラーの回
転に利用される。

【０００３】また、この３相ブラシレスモータは非通電
期間がなく、モータ巻線への通電期間が電気角にして18
0°、すなわちモータの全電気角においてモータ巻線へ
の通電を行う、いわゆる180°通電方式によって駆動す
ることが公知である。

【０００４】図５に従来の180°通電型のブラシレスモ
ータの駆動装置の構成を示す。ブラシレスモータの駆動
装置40は、モータの各相コイルＬ１〜Ｌ３に所定のサイ
ンカーブの駆動電流を供給するための回路である。

【０００５】出力部44は、３個の出力端子ＯＵＴ１〜Ｏ
ＵＴ３に対応した３対の出力トランジスタＱ１〜Ｑ６等
により構成されている。出力トランジスタＱ１〜Ｑ６の
うち、図中、上側に示されるトランジスタは、ソース側
出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５であり、下側のトラ
ンジスタはシンク側出力トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６
である。そして、それぞれ直列接続された出力トランジ
スタＱ１とＱ２，Ｑ３とＱ４，Ｑ５とＱ６の接続点には
各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３が接続されている。

【０００６】出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３には、駆動対
象であるブラシレスモータの各相巻線(コイル)Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３が接続されている。したがって、出力部44の出
力トランジスタＱ１〜Ｑ６の通電量を制御することによ
って、コイルＬ１〜Ｌ３に所望の電流を流すことができ
る。

【０００７】一方、この駆動装置ではブラシレスモータ
の回転量を所望のものにするため、ブラシレスモータの
回転を検出してフィードバック制御を行っている。この
ため、ブラシレスモータのステータには回転子(図示し
ない)の角度位置を検出するための所定数(例えば３個)
のホール素子20が互いに所定角度隔てて配置されてい
る。このホール素子20は、それぞれ対応するホール入力
素子ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に接続されている。したが
って、ブラシレスモータの回転子位置についての信号が
駆動装置40に入力される。

【０００８】18は、ホール素子20にホール入力端子ＩＮ
１，ＩＮ２，ＩＮ３を介して接続され、ホール素子20か
らの出力をそれぞれ増幅し、位置検出を行い、所定の位
置検出信号を発生するホールアンプ部である。

【０００９】ホールアンプ部18に接続された上下三差動
分配部16は、ホールアンプ部18からの位置検出信号を各
相ごとに分配し、かつ出力部44のソース側出力トランジ
スタＱ１，Ｑ３，Ｑ５に対応する所定の位相信号(位相
制御電流)Ｉ１と、シンク側トランジスタＱ２，Ｑ４，
Ｑ６に対応する所定の位相信号(位相制御電流)Ｉ１′と
に分配する分配部である。

【００１０】なお、速度制御部22は、所定周波数のクロ
ック信号ＣＬＫと、モータの現在の回転数を示すＦＧ信
号との位相比較を行ってモータの駆動力を制御する、い
わゆるトルク指令を発生してこれを上下三差動分配部16
へ供給している。そして、このトルク指令は上下三差動
分配部16において、各相のソース側およびシンク側出力
トランジスタＱ１〜Ｑ６に対応する位相制御電流Ｉ１，
Ｉ１′に合成される。

【００１１】前記出力部44は、上下三差動分配部16に接
続されて出力トランジスタＱ１〜Ｑ６をそれぞれ制御す
る。図６を用いて、この出力部44の回路構成について説
明する。なお、図６には１相分のみの回路構成を示す
が、他の相も同様の構成を有している。

【００１２】出力部44は、ソース側出力トランジスタＱ
１およびシンク側出力トランジスタＱ２と、出力トラン
ジスタＱ１，Ｑ２に所定のベース電流を供給するための
ソース側およびシンク側カレントミラー回路36，38とか
ら構成されている。

【００１３】ソース側カレントミラー回路36は、２つの
ＰＮＰ型トランジスタＴr４，Ｔr５からなっており、入
力側トランジスタＴr４のコレクタ，ベース間が短絡さ
れている。そして、この入力側トランジスタＴr４のコ
レクタには位相制御電流Ｉ１を流す電流源50が設けられ
ている。したがって、この電流源50によりトランジスタ
Ｔr４およびＴr５のベース電流が供給されることにな
る。ここで、位相制御電流Ｉ１が図５の上下三差動分配
部16から供給される。

【００１４】ソース側カレントミラー回路36の出力側ト
ランジスタＴr５のコレクタには、ＮＰＮ型トランジス
タＴr６のベースが接続されている。トランジスタＴr６
のコレクタには電源Ｖccが接続され、そのエミッタには
ＮＰＮ型のソース側出力トランジスタＱ１のベースが接
続されている。

【００１５】また、ソース側出力トランジスタＱ１のコ
レクタは電源Ｖccに接続されており、ソース側出力トラ
ンジスタＱ１は上述のようにして供給されるベース電流
に応じて、そのエミッタから出力端子ＯＵＴ１を介して
コイルＬ１に所定の駆動電流を出力する。このようにし
て、位相制御電流Ｉ１によってソース側出力トランジス
タＱ１の出力電流が制御されている。

【００１６】一方、シンク側カレントミラー回路38の入
力側トランジスタＴr10のコレクタ，ベース間は短絡さ
れており、この入力側トランジスタＴr10には位相制御
電流Ｉ１′を流す電流源51が設けられている。したがっ
て、この電流源51によりトランジスタＴr10およびＴr11
のベース電流が供給されることになる。

【００１７】また、シンク側カレントミラー回路38の入
力側トランジスタＴr10のエミッタおよび出力側トラン
ジスタＴr11のエミッタには、ＮＰＮ型トランジスタＴr
12のベースが接続されている。そして、トランジスタＴ
r12のコレクタには電源Ｖccが接続され、エミッタには
ＮＰＮ型のシンク側出力トランジスタＱ２のベースが接
続されている。

【００１８】シンク側出力トランジスタＱ２は、そのコ
レクタがソース側出力トランジスタＱ１のエミッタに直
列接続され、ソース側出力トランジスタＱ１とシンク側
出力トランジスタＱ２との接続点には出力端子ＯＵＴ１
が接続され、位相制御電流Ｉ１′によってシンク側出力
トランジスタＱ２の出力電流が制御される。

【００１９】なお、シンク側出力トランジスタＱ２を制
御する位相制御電流Ｉ１′は、ソース側出力トランジス
タＱ１の駆動を制御する位相制御電流Ｉ１とは逆相(180
°異なる)であり、シンク側出力トランジスタＱ２は、
ソース側出力トランジスタＱ１からコイルＬ１に所定の
駆動電流が供給されている期間(電気角にして180°の期
間)はオフしている。

【００２０】そして、ソース側出力トランジスタＱ１が
オフする次の電気角180°の期間において、シンク側出
力トランジスタＱ２は、オンしてシンク側カレントミラ
ー回路38に供給される位相制御電流Ｉ１′に応じてコイ
ルＬ１に前記駆動電流とは逆方向の駆動電流を供給す
る。このようにして、モータの各相コイルＬ１〜Ｌ３へ
の通電が制御され、モータの回転数が所望のものに制御
される。

【００２１】以上説明したごとき構成の180°通電型の
モータドライバにおいては、ソース側出力トランジスタ
に、それぞれ電気角にして180°の期間通電するため、
非通電領域が存在しないことが特徴であり、モータコイ
ルでのキックバック発生を抑制し電磁音を低減する効果
がある。

【００２２】したがって、前記180°通電型のモータド
ライバを、例えば高速印字が要求されるＬＢＰのポリゴ
ンミラーモータドライバとして用いた場合には、モータ
コイルへの通電タイミングがずれないように、ソース側
出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５とシンク側出力トラ
ンジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６との動作タイミングは、極め
て正確に制御されることが要求されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
出力部44のソース側カレントミラー回路36において、出
力側トランジスタＴr５は、オフに際して位相制御電流
Ｉ１の低下に従ってすぐには低下しない。このため、出
力側トランジスタＴr５にオフ遅延が発生し、よってソ
ース側出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５のオフ動作が
遅延していた。そして、このオフ遅延によりソース側出
力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５とシンク側出力トラン
ジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６とに両方オンの期間が発生し、
両出力トランジスタ間にスルー電流が発生して、素子の
発熱，破壊等に至ってしまうおそれがあった。

【００２４】本発明は、前記課題を解決するためのもの
で、出力トランジスタのオフ遅延を改善して、性能の高
いブラシレスモータの駆動装置を提供することを目的と
する。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記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、以下のよ
うな特徴を有する。

【００２６】直列接続され、かつこの接続点にモータ駆
動コイルが接続されたソース側出力トランジスタおよび
シンク側出力トランジスタと、モータ駆動コイルに所定
の位相の交流電流を供給するための位相制御電流に応じ
て、前記ソース側出力トランジスタにベース電流を供給
するために、入力側トランジスタのコレクタにベースが
接続され、その共通ベースにエミッタが接続されたトラ
ンジスタを有するカレントミラー回路と、そのソース側
カレントミラー回路の共通ベースに出力端子が接続さ
れ、かつトルク指令に対応した定電流に応じて前記ソー
ス側カレントミラー回路に微小な共通ベース電流を供給
する出力初段カレントミラーオフ遅延防止手段と、前記
ソース側出力トランジスタおよびシンク側出力トランジ
スタの各ベース，エミッタに接続された出力最終段トラ
ンジスタオフ遅延防止手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２７】前記出力初段カレントミラーオフ遅延防止
手段をカレントミラー回路で構成し、このカレントミラ
ー回路の出力端トランジスタのコレクタを、ソース側出
力トランジスタにベース電流を供給するソース側カレン
トミラー回路の共通ベースに接続したことを特徴とす
る。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【作用】前記構成の本発明に係るブラシレスモータの駆
動装置では、例えば、図２のように、出力部14におい
て、抵抗からなる出力最終段トランジスタオフ遅延防止
手段29を設けることによりソース側カレントミラー回路
36の出力側トランジスタＴr５のオフが遅延し、微小電
流がソース側出力トランジスタＱ１のベースに供給され
ても、このソース側出力トランジスタＱ１をオフさせる
ことが可能になる。よってこのオフ遅延を防ぐ効果によ
り、ソース側出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５とシン
ク側出力トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６とに両方オンの
期間が発生するのを防止でき、つまり両出力トランジス
タ間にスルー電流が発生することを防止する。

【００３１】前記出力最終段トランジスタオフ遅延防止
手段は、各相のソース側出力トランジスタおよびシンク
側出力トランジスタのベース，エミッタ間にそれぞれ抵
抗を接続することで構成される。

【００３２】また図４のように、ソース側カレントミラ
ー回路にオン遅延を防ぐ目的で、その入力側トランジス
タのコレクタにベースを接続し、その共通ベースにエミ
ッタを接続したトランジスタを設けた場合においても、
出力初段カレントミラーオフ遅延防止手段を設けること
によりソース側カレントミラー回路のオフ遅延を防ぐこ
とが可能になる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００３４】図１は本発明のブラシレスモータの駆動装
置の実施例を説明するための参考例の構成図であり、Ｌ
ＢＰのポリゴンミラーモータ等に用いられる180°通電
型のブラシレスモータの駆動装置を示している。図２は
図１の出力部の回路構成図である。なお、既に説明した
図５，図６と同様の構成には同一の符号を付して説明を
省略する。

【００３５】参考例において、駆動装置10における出力
部14は、３個の出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３にそれぞれ
対応したソース側出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５
と、シンク側出力トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６等から
構成されている。出力トランジスタＱ１〜Ｑ６のうち、
図中、上側に示されるトランジスタがソース側出力トラ
ンジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５であり、下側のトランジスタ
がシンク側出力トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６である。
それぞれ直列接続された出力トランジスタＱ１とＱ２，
Ｑ３とＱ４，Ｑ５とＱ６の接続点には各出力端子ＯＵＴ
１〜ＯＵＴ３が接続されている。出力端子ＯＵＴ１〜Ｏ
ＵＴ３には駆動対象である各相のモータコイルＬ１，Ｌ
２，Ｌ３が接続されている。

【００３６】ホールアンプ部18は、ホール素子20からの
出力をそれぞれ増幅し、位置検出を行い所定の位置検出
信号を発生するアンプ部である。ホールアンプ部18に接
続された上下三差動分配部16は、ホールアンプ部18から
の位置検出信号を各相ごとに分配し、かつ出力部14のソ
ース側出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５に対応する所
定の位相制御電流Ｉ１と、シンク側出力トランジスタＱ
２，Ｑ４，Ｑ６に対応する所定の位相制御電流Ｉ１′と
に分配する分配部である。

【００３７】速度制御部22は、所定周波数のクロック信
号ＣＬＫとモータの現在の回転数を示すＦＧ信号との位
相比較を行ってトルク指令を発生し、これを上下三差動
分配部16へ供給している。このトルク指令は、上下三差
動分配部16において各相のソース側およびシンク側出力
トランジスタＱ１〜Ｑ６に対応する位相制御電流Ｉ１，
Ｉ１′に合成される。

【００３８】前記出力部14は上下三差動分配部16に接続
されて出力トランジスタＱ１〜Ｑ６をそれぞれ制御す
る。図２を用いて、この出力部14の回路構成について説
明する。なお、図２には１相分のみの回路構成を示す
が、他の相も同様の構成を有している。

【００３９】出力部14は、前記ソース側出力トランジス
タＱ１およびシンク側出力トランジスタＱ２と、両出力
トランジスタＱ１，Ｑ２に所定のベース電流を供給する
ためのソース側およびシンク側カレントミラー回路36，
38と、両出力トランジスタＱ１，Ｑ２とカレントミラー
回路36，38間に設けられた出力最終段トランジスタオフ
遅延防止手段29により構成されている。

【００４０】前記ソース側カレントミラー回路36は、２
つのＰＮＰ型トランジスタＴr４，Ｔr５からなってお
り、入力側トランジスタＴr４のコレクタ，ベース間が
短絡されている。そして、この入力側トランジスタＴr
４のコレクタには位相制御電流Ｉ１を流す電流源50が設
けられている。したがって、この電流源50によりトラン
ジスタＴr４およびＴr５のベース電流が供給されること
になる。ここで、位相制御電流Ｉ１が図１の上下三差動
分配部16から供給される。

【００４１】ソース側カレントミラー回路36の出力側ト
ランジスタＴr５のコレクタには、ＮＰＮ型トランジス
タＴr６のベースが接続されている。トランジスタＴr６
のコレクタには電源Ｖccが接続され、そのエミッタには
ＮＰＮ型のソース側出力トランジスタＱ１のベースが接
続されている。ソース側出力トランジスタＱ１のベー
ス，エミッタ間には抵抗Ｒ１が接続されている。

【００４２】また、ソース側出力トランジスタＱ１のコ
レクタは電源Ｖccに接続されており、ソース側出力トラ
ンジスタＱ１は上述のようにして供給されるベース電流
に応じて、そのエミッタから出力端子ＯＵＴ１を介して
モータコイルＬ１に所定の駆動電流を出力する。このよ
うにして、位相制御電流Ｉ１によってソース側出力トラ
ンジスタＱ１の出力電流が制御している。

【００４３】一方、シンク側カレントミラー回路38の入
力側トランジスタＴr10のコレクタ，ベース間は短絡さ
れており、この入力側トランジスタＴr10には位相制御
電流Ｉ１′を流す電流源51が設けられている。したがっ
て、この電流源51によりトランジスタＴr10およびＴr11
のベース電流が供給されることになる。

【００４４】また、シンク側カレントミラー回路38の入
力側トランジスタＴr10のエミッタおよび出力側トラン
ジスタＴr11のエミッタには、ＮＰＮ型トランジスタＴr
12のベースが接続されている。そして、ＮＰＮ型トラン
ジスタＴr12のコレクタには電源Ｖccが接続され、エミ
ッタにはＮＰＮ型のシンク側出力トランジスタＱ２のベ
ースが接続されている。シンク側出力トランジスタＱ２
のベース，エミッタ間には抵抗Ｒ２が接続されている。

【００４５】シンク側出力トランジスタＱ２は、そのコ
レクタがソース側出力トランジスタＱ１のエミッタに直
列接続され、ソース側出力トランジスタＱ１とシンク側
出力トランジスタＱ２との接続点には出力端子ＯＵＴ１
が接続され、位相制御電流Ｉ１′によってシンク側出力
トランジスタＱ２の出力電流が制御される。

【００４６】そして、両出力トランジスタＱ１，Ｑ２の
ベース，エミッタ間に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２は出力
最終段トランジスタオフ遅延防止手段29を構成してい
る。

【００４７】次に、前記参考例の動作について説明す
る。

【００４８】まず、各ホール素子20がモータの角度位置
を検出して、この位置検出信号をホールアンプ部18に出
力し、ホールアンプ部18は各ホール素子20からの出力を
それぞれ増幅し、所定の位置検出信号として上下三差動
分配部16に出力する。

【００４９】上下三差動分配部16は、前記位置検出信号
と速度制御部22から出力されたトルク指令と基づいて、
各相ごとのソース側出力トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５
に対応する所定の位相制御電流Ｉ１と、各相ごとのシン
ク側出力トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ６に対応する所定
の位相制御電流Ｉ１′とを分配して出力部14に出力す
る。

【００５０】出力部14のソース側カレントミラー回路36
には、位相制御電流Ｉ１が供給され、この位相制御電流
Ｉ１がトランジスタＴr４，Ｔr５のベース電流(ＩＢＴ
Ｒ４＋ＩＢＴＲ５)に達した時点で両トランジスタＴr
４，Ｔr５がオンする。

【００５１】次に、出力側トランジスタＴr５から位相
制御電流Ｉ１に応じた所定のベース電流がトランジスタ
Ｔr６に供給され、トランジスタＴr６のエミッタからは
出力側トランジスタＴr５のコレクタから出力される電
流と、トランジスタＴr６自身の増幅率の積で定められ
る値の電流ＩＥＴＲ６が出力される。この電流ＩＥＴＲ
６は、ソース側出力トランジスタＱ１のベースおよび出
力最終段トランジスタオフ遅延防止手段29の抵抗Ｒ１の
一端に入力される。抵抗Ｒ１はソース側出力トランジス
タＱ１のベース，エミッタ間に設けられているので、前
記電流ＩＥＴＲ６の値が、電流ＩＥＴＲ６と抵抗Ｒ１と
の積がソース側出力トランジスタＱ１がオンするのに必
要なベース電圧ＶＢＥより大きくなると(通常ＶＢＥ＝
0.7Ｖ程度)、ソース側出力トランジスタＱ１はオンす
る。ソース側出力トランジスタＱ１がオンすると、その
エミッタからは出力端子ＯＵＴ１を介してモータコイル
Ｌ１に所定の駆動電流が供給される。抵抗Ｒ１の値は、
ソース側出力トランジスタＱ１のオン遅延がモータに発
生するトルクに対し悪影響を及ぼさない最適な抵抗値の
高抵抗が選ばれる。例えば、ソース側出力トランジスタ
Ｑ１の出力電流が0.5Ａ〜３Ａの場合、抵抗Ｒ１は１ｋ
Ωが最適である。

【００５２】ソース側出力トランジスタＱ１による通電
期間の終了時には、位相制御電流Ｉ１が小さくなる。ソ
ース側カレントミラー回路36の出力側トランジスタＴr
５は、オフに際してＩ１の低下に従ってすぐには低下し
ない。このため、前記電流Ｉ１の値がゼロとなっても出
力側トランジスタＴr５にオフ遅延が発生し、トランジ
スタＴr６を介してソース側出力トランジスタＱ１にベ
ース電流ＩＥＴＲ６が供給され続けようとするが、その
ベース電流ＩＥＴＲ６は抵抗Ｒ１を流れてしまい、かつ
その電流値は(ＩＥＴＲ６×Ｒ１＜0.7Ｖ)となる微小な
値であるため、ソース側出力トランジスタＱ１はオフさ
れる。すなわち、ソース側カレントミラー回路36にオフ
遅延が生じても、出力最終段トランジスタオフ遅延防止
手段29の抵抗Ｒ１の作用により、ソース側出力トランジ
スタＱ１は直ちにオフすることができる。

【００５３】ソース側出力トランジスタＱ１のエミッタ
にそのコレクタが直列接続されたシンク側出力トランジ
スタＱ２は、ソース側出力トランジスタＱ１からモータ
コイルＬ１に所定の駆動電流が供給されている期間(電
気角にして180°の期間)はオフしている。

【００５４】次の電気角180°の期間においては、上述
したようにソース側出力トランジスタＱ１が速やかにオ
フし、シンク側出力トランジスタＱ２をオンさせるため
に出力部14のシンク側カレントミラー回路38には位相制
御電流Ｉ１′が供給され、この位相制御電流Ｉ１′がト
ランジスタＴr10，トランジスタＴr11のベース電流(Ｉ
ＢＴＲ10＋ＩＢＴＲ11)に達した時点で両トランジスタ
Ｔr10，Ｔr11がオンする。

【００５５】次に、前記トランジスタＴr10，Ｔr11から
位相制御電流Ｉ１′に応じた所定のベース電流がトラン
ジスタＴr12に供給され、トランジスタＴr12のエミッタ
からはトランジスタＴr10，Ｔr11のエミッタから出力さ
れる電流とトランジスタＴr12自身の増幅率の積で定め
られる値の電流ＩＥＴＲ12が出力される。このＩＥＴＲ
12は、シンク側出力トランジスタＱ２のベースおよび出
力最終段トランジスタオフ遅延防止手段29の抵抗Ｒ２の
一端に入力される。抵抗Ｒ２はシンク側出力トランジス
タＱ２のベース，エミッタ間に設けられているので、前
記電流ＩＥＴＲ12の値が、電流ＩＥＴＲ12と抵抗Ｒ２と
の積がシンク側出力トランジスタＱ２がオンするのに必
要なベース電圧ＶＢＥより大きくなると(通常ＶＢＥ＝
０．７Ｖ程度）、シンク側出力トランジスタＱ２はオン
する。シンク側出力トランジスタＱ２がオンすると、そ
のコレクタへは出力端子ＯＵＴ１を介してモータコイル
Ｌ１から所定の駆動電流が吸い込まれる。抵抗Ｒ２の値
は、シンク側出力トランジスタＱ２のオン遅延がモータ
に発生するトルクに対し悪影響を及ぼさない最適な抵抗
値の高抵抗が選ばれる。例えばシンク側出力トランジス
タＱ２の出力電流が0.5Ａ〜３Ａの場合、抵抗Ｒ２は１
ｋΩが最適である(前記抵抗Ｒ１と同一の抵抗値が望ま
しい)。

【００５６】シンク側出力トランジスタＱ２による通電
期間の終了時には、位相制御電流Ｉ１′が小さくなる。
シンク側カレントミラー回路38のトランジスタＴr11
は、オフに際して前記電流Ｉ１′の低下に従ってすぐに
は低下しない。このため、電流Ｉ１′の値がゼロとなっ
ても出力側トランジスタＴr11にオフ遅延が発生し、ト
ランジスタＴr12を介してシンク側出力トランジスタＱ
２にベース電流ＩＥＴＲ12が供給され続けようとする
が、そのベース電流ＩＥＴＲ12は抵抗Ｒ２を流れてしま
い、かつその電流値は(ＩＥＴＲ12×Ｒ２＜0.7Ｖ)とな
る微小な値であるためシンク側出力トランジスタＱ２は
オフされる。すなわち、シンク側カレントミラー回路38
にオフ遅延が生じても出力最終段トランジスタオフ遅延
防止手段29の抵抗Ｒ２の作用によりシンク側出力トラン
ジスタＱ２は直ちにオフすることができる。

【００５７】以上の動作によってモータコイルＬ１には
所定の交流駆動電流が供給され、他のモータコイルＬ
２，Ｌ３も位相をずらして同様に所定の交流駆動電流が
供給され、モータのロータが回転する。

【００５８】このように参考例においては、出力部14に
出力最終段トランジスタオフ遅延防止手段29を設けるこ
とにより、出力トランジスタのオフに際してカレントミ
ラー回路36，38のオフ動作に遅延が生じて微小な大きさ
の電流が出力トランジスタのベースに供給されても、出
力トランジスタを確実にオフさせる。

【００５９】したがって、参考例では、上述したオフ遅
延を防ぐ効果によって、ソース側出力トランジスタＱ
１，Ｑ３，Ｑ５とシンク側出力トランジスタＱ２，Ｑ
４，Ｑ６とに、ソース，シンク両方オン期間が生じて、
両出力トランジスタ間にスルー電流が発生することを確
実に防ぎ、最適なタイミングでコイルへの通電を行うこ
とができる。

【００６０】図３は本発明の一実施例の構成図、図４は
図３の出力部の回路構成図である。なお、既に説明した
図１，図２，図５，図６と同様の構成には同一の符号を
付して説明を省略する。

【００６１】本実施例において、図３では出力部34の回
路構成と、速度制御部22がトルク指令に応じた所定の定
電流Ｉ２を出力部34に供給していること以外は図１の参
考例の構成と同様である。また、図４ではソース側カレ
ントミラー回路24の構成を主としてオン遅延防止のため
のトランジスタＴr３を設けたことと、新たにカレント
ミラー回路で構成した出力初段カレントミラーオフ遅延
防止手段26を設けている以外は図２の参考例の構成と同
様である。

【００６２】図４を用いて本実施例の出力部34の回路構
成について説明する。なお、図４には１相分のみの回路
構成を示すが、他の相も同様の構成を有している。

【００６３】ソース側カレントミラー回路24において、
オン遅延防止のＰＮＰ型トランジスタＴr３は、ソース
側カレントミラー回路24のＰＮＰ型の入力側トランジス
タＴr４のコレクタにそのベースが接続され、入力側ト
ランジスタＴr４および出力側トランジスタＴr５の共通
ベースにそのエミッタが接続されている。このトランジ
スタＴr３のベースと入力側トランジスタＴr４のコレク
タには、図３の上下三差動分配部16において各相ごとに
分配された位相制御電流Ｉ１が供給されている。

【００６４】また、ソース側カレントミラー回路24のオ
フ遅延防止のための出力初段カレントミラーオフ遅延防
止手段26は、ＰＮＰ型の入力側トランジスタＴr１と、
ＰＮＰ型の出力側トランジスタＴr２とから構成され、
入力側トランジスタＴr１のコレクタとベースとが短絡
されている。また、出力側トランジスタＴr２のコレク
タは入力側トランジスタＴr４のベースと接続されてい
る。そして、この入力側トランジスタＴr１のコレクタ
共通ベースには、図３の速度制御部22から出力されたト
ルク指令に応じた定電流Ｉ２が電流源52から供給されて
いる。

【００６５】その他の構成は図２の参考例の構成と同様
である。

【００６６】次に、本実施例の動作について説明する。

【００６７】まず、トランジスタＴr３によるソース側
カレントミラー回路24のオン遅延防止の動作について
は、ホール素子20，ホールアンプ部18，上下三差動分配
部16によりソース側出力トランジスタＱ１をオンさせる
場合、位相制御電流Ｉ１がソース側カレントミラー回路
24に供給され、この位相制御電流Ｉ１が〔(ＩＢＴＲ４
＋ＩＢＴＲ５)／ＨＦＥ〕に達した時点でトランジスタ
Ｔr３がオンする。すなわち、位相制御電流Ｉ１が前記
〔(ＩＢＴＲ４＋ＩＢＴＲ５)／ＨＦＥ〕に至った時点で
ソース側カレントミラー回路24の共通ベースに必要なベ
ース電流(ＩＢＴＲ４＋ＩＢＴＲ５)が供給され、ソース
側カレントミラー回路24が速やかにオンする。ここで、
ＨＦＥはトランジスタＴr３の増幅率である。トランジ
スタＴr５から供給された電流によりソース側出力トラ
ンジスタＱ１がオンし、モータコイルＬ１に所定の駆動
電流が供給される動作については図２の場合と同様であ
る。

【００６８】一方、出力初段カレントミラーオフ遅延防
止手段26はトルク指令に対応した定電流Ｉ２によって制
御されており、出力初段カレントミラーオフ遅延防止手
段26からソース側カレントミラー回路24の共通ベースに
は、常にトルク指令に応じた所定の微小な電流が供給さ
れている。ソース側出力トランジスタＱ１による通電期
間中においては、位相制御電流Ｉ１に対して定電流Ｉ２
は、例えば１／10程度と十分小さいため、ソース側カレ
ントミラー回路24は出力初段カレントミラーオフ遅延防
止手段26からの出力にほとんど影響されずに動作する。

【００６９】ソース側出力トランジスタＱ１による通電
期間の終了時には、位相制御電流Ｉ１が小さくなる。ト
ランジスタＴr３を設けることにより、ソース側カレン
トミラー回路24のトランジスタＴr５はトランジスタＴr
３を設けない場合に比べ、よりオフ遅延が著しくなる。
そこで、出力部34に新たに設けられた出力初段カレント
ミラーオフ遅延防止手段26からソース側カレントミラー
回路24の共通ベースへの所定の電流の供給が意味を持
ち、ＰＮＰ型の出力側トランジスタＴr５のベースに向
けて電流を供給するため、出力側トランジスタＴr５は
速やかにオフされ、これに応じてソース側出力トランジ
スタＱ１がオフする。ソース側出力トランジスタＱ１の
オフに際し、出力最終段トランジスタオフ遅延防止手段
29の動作については図２の場合と同様である。

【００７０】すなわち、全相のトルク指令に対応した定
電流Ｉ２に応じて出力初段カレントミラーオフ遅延防止
手段26から、ソース側カレントミラー回路24の共通ベー
スに常に供給されている所定の微小電流によって、位相
制御電流Ｉ１のオフ指令により出力側トランジスタＴr
５がオフするよりも早く、この出力側トランジスタＴr
５をオフさせることができる。したがって、ソース側カ
レントミラー回路24のオン遅延を防ぐためにトランジス
タＴr３を設けた場合においても、出力初段カレントミ
ラーオフ遅延防止手段26を設けることによりソース側カ
レントミラー回路24のオフ動作が極めて速くなるためオ
フ遅延を改善することができる。

【００７１】ソース側出力トランジスタＱ１のエミッタ
に、そのコレクタが直列接続されたシンク側出力トラン
ジスタＱ２は、ソース側出力トランジスタＱ１からモー
タコイルＬ１に所定の駆動電流が供給されている期間
(電気角にして180°の期間)はオフしている。

【００７２】次の電気角180°の期間においては、上述
したようにソース側出力トランジスタＱ１が速やかにオ
フし、シンク側出力トランジスタＱ２はカレントミラー
回路38に供給される位相制御電流Ｉ１′に応じてモータ
コイルＬ１に前記駆動電流とは逆方向の駆動電流を供給
する。これによってモータコイルＬ１には所定の交流駆
動電流が供給され、また他のモータコイルＬ２，Ｌ３も
位相をずらして同様に所定の交流駆動電流が供給されモ
ータは回転する。

【００７３】このように本実施例においては、主として
オン遅延を防ぐためにソース側カレントミラー回路にト
ランジスタＴr３を設けた場合においても、出力初段カ
レントミラーオフ遅延防止手段26によりソース側カレン
トミラー回路24のオフ動作を極めて速く行い、かつ出力
最終段トランジスタオフ遅延防止手段29により各出力ト
ランジスタＱ１〜Ｑ６のオフ遅延を改善して、ソース側
出力トランジスタＱ１とシンク側出力トランジスタＱ２
との間に、スルー電流が発生することを確実に防止する
ことができるとともに、最適なタイミングでコイルに通
電を行うことができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブラシレ
スモータの駆動装置は、出力部に最終段トランジスタオ
フ遅延防止手段を設けることにより、出力トランジスタ
のオフに際してカレントミラー回路のオフ動作に遅延が
生じて微小な大きさの電流が出力トランジスタのベース
に供給されても出力トランジスタを確実にオフすること
ができ、ソース側出力トランジスタとシンク側出力トラ
ンジスタとの間に両方オン期間が生じることを防ぎ、か
つ最適なタイミングでモータ駆動コイルに通電を行うこ
とにより、電力損失の小さい高効率のブラシレスモータ
の駆動装置を実現することができる。

【００７５】ソース側カレントミラー回路にオン遅延を
防ぐ目的でその入力側トランジスタのコレクタにベース
が接続され、その共通ベースにエミッタが接続されたト
ランジスタを設けた場合においても、出力初段カレント
ミラーオフ遅延防止手段を設けることによりソース側カ
レントミラー回路のオフ遅延を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラシレスモータの駆動装置の実施例
を説明するための参考例の構成図である。

【図２】参考例の出力部の構成図である。

【図３】本発明の一実施例の構成図である。

【図４】本実施例の出力部の構成図である。

【図５】従来例のブラシレスモータの駆動装置の構成図
である。

【図６】図５の出力部の構成図である。

【符号の説明】

10，30，40…ブラシレスモータの駆動装置、 14，34，
44…出力部、 16…上下三差動分配部、 18…ホールア
ンプ部、 20…ホール素子、 22…速度制御部、24，36
…ソース側カレントミラー回路、 26…出力初段カレン
トミラーオフ遅延防止手段、 29…出力最終段トランジ
スタオフ遅延防止手段、 38…シンク側カレントミラー
回路、 50〜52…電流源、 Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５…ソース
側出力トランジスタ、 Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６…シンク側出
力トランジスタ、 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…モータコイル
(モータ駆動コイル)。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 扇野 広一郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 島崎 努 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−51392（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−90590（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−215186（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−271294（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299091（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相の駆動コイルに所定の駆動電流を
   供給し、ブラシレスモータの駆動を制御するブラシレス
   モータの駆動装置において、直列接続され、かつこの接
   続点にモータ駆動コイルが接続されたソース側出力トラ
   ンジスタおよびシンク側出力トランジスタと、モータ駆
   動コイルに所定の位相の交流電流を供給するための位相
   制御電流に応じて、前記ソース側出力トランジスタにベ
   ース電流を供給するために、入力側トランジスタのコレ
   クタにベースが接続され、その共通ベースにエミッタが
   接続されたトランジスタを有するカレントミラー回路
   と、そのソース側カレントミラー回路の共通ベースに出
   力端子が接続され、かつトルク指令に対応した定電流に
   応じて前記ソース側カレントミラー回路に微小な共通ベ
   ース電流を供給する出力初段カレントミラーオフ遅延防
   止手段と、前記ソース側出力トランジスタおよびシンク
   側出力トランジスタの各ベース，エミッタに接続された
   出力最終段トランジスタオフ遅延防止手段とを備えたこ
   とを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
2. 【請求項２】 出力初段カレントミラーオフ遅延防止手
   段をカレントミラー回路で構成し、このカレントミラー
   回路の出力端トランジスタのコレクタを、ソース側出力
   トランジスタにベース電流を供給するソース側カレント
   ミラー回路の共通ベースに接続したことを特徴とする請
   求項１記載のブラシレスモータの駆動手段。