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

ブラシレスモータの駆動装置

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JP3159605B2 JP16395794A JP16395794A JP3159605B2 JP 3159605 B2 JP3159605 B2 JP 3159605B2 JP 16395794 A JP16395794 A JP 16395794A JP 16395794 A JP16395794 A JP 16395794A JP 3159605 B2 JP3159605 B2 JP 3159605B2
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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、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】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
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】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】本発明の実施例の構成図である。
【図4】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。
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