JP3239054B2 - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動回路Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はファン駆動用等に使
用されるブラシレスモータの駆動回路に関するものであ
る。
用されるブラシレスモータの駆動回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図５、図６は従来のブラシレスモータの
駆動回路を示す図である。
駆動回路を示す図である。
【０００３】従来のブラシレスモータの駆動回路は、例
えば特開平３−１９０５８８号公報に示されている。す
なわち、図５のように２相固定子巻線２、３の１相を欠
相させる方式や、図６のように充電回路の時定数による
遅延方式のものがある。
えば特開平３−１９０５８８号公報に示されている。す
なわち、図５のように２相固定子巻線２、３の１相を欠
相させる方式や、図６のように充電回路の時定数による
遅延方式のものがある。
【０００４】図５において、永久磁石回転子の磁極位置
検出素子１からの信号により固定子巻線２、３への通電
を選択的に切替える出力トランジスタ４、５と、欠相切
替えスイッチ５０と、欠相切替え回路５１および起動補
償回路５２とを備えている。欠相切替え回路５１は欠相
切替えスイッチ５０の動作に応答して、１相の固定子巻
線（２、３の何れか）への通電が停止されるので、回転
速度が下がる。また、この欠相運転中に拘束状態が発生
すると起動トルクのないポイントが生じるため再起動し
ないことがある。その為起動補償回路５２は、磁極位置
検出素子１からの信号で作動し、欠相切替え回路５１に
より欠相動作を停止させる。
検出素子１からの信号により固定子巻線２、３への通電
を選択的に切替える出力トランジスタ４、５と、欠相切
替えスイッチ５０と、欠相切替え回路５１および起動補
償回路５２とを備えている。欠相切替え回路５１は欠相
切替えスイッチ５０の動作に応答して、１相の固定子巻
線（２、３の何れか）への通電が停止されるので、回転
速度が下がる。また、この欠相運転中に拘束状態が発生
すると起動トルクのないポイントが生じるため再起動し
ないことがある。その為起動補償回路５２は、磁極位置
検出素子１からの信号で作動し、欠相切替え回路５１に
より欠相動作を停止させる。
【０００５】図６においては、磁極位置検出素子１の信
号を、差動増幅器６で増幅し、分配回路７を経由して出
力トランジスタ４、５を駆動する。速度指令回路６０
は、回転パルス発生回路６１と抵抗６２、コンデンサ６
３、トランジスタ６４から成る充電回路６５とコンパレ
ータ１４で構成されている。また、速度切替え手段６６
はトランジスタ６７と抵抗６８で構成されている。
号を、差動増幅器６で増幅し、分配回路７を経由して出
力トランジスタ４、５を駆動する。速度指令回路６０
は、回転パルス発生回路６１と抵抗６２、コンデンサ６
３、トランジスタ６４から成る充電回路６５とコンパレ
ータ１４で構成されている。また、速度切替え手段６６
はトランジスタ６７と抵抗６８で構成されている。
【０００６】図に示すように、回転パルス発生回路６０
は差動増幅器６の正弦波状出力を矩形波に波形整形した
後、短い時間のパルスを発生するもので、充電回路６５
でコンデンサ６３に充電された電荷を引き抜くものであ
る。充電回路６５により、コンデンサ６３の電圧が抵抗
１２、１３で分圧された基準電圧に到達すると、コンパ
レータ１４が動作して固定子巻線に電流が流れる。即
ち、通電開始からある時間まで通電初期部分が遮断され
ている。抵抗６８は上記基準電圧値を設定するもので、
トランジスタ６７は基準電圧値を零電圧値近くにする場
合に作動させる。
は差動増幅器６の正弦波状出力を矩形波に波形整形した
後、短い時間のパルスを発生するもので、充電回路６５
でコンデンサ６３に充電された電荷を引き抜くものであ
る。充電回路６５により、コンデンサ６３の電圧が抵抗
１２、１３で分圧された基準電圧に到達すると、コンパ
レータ１４が動作して固定子巻線に電流が流れる。即
ち、通電開始からある時間まで通電初期部分が遮断され
ている。抵抗６８は上記基準電圧値を設定するもので、
トランジスタ６７は基準電圧値を零電圧値近くにする場
合に作動させる。
【０００７】図９は動作波形を示すもので、（９−ａ）
は差動増幅器６の出力電圧波形、（９−ｂ）、（９−
ｃ）は全速時の分配回路７の出力波形、（９−ｄ）は
（９−ａ）のゼロクロスで発生させられる回転パルス発
生回路６１の出力波形であり、（９−ｅ）は充電回路６
５のコンデンサ６３の電圧波形で、Ｖ７の電位は抵抗１
２、１３、６８で決まる。（９−ｆ）はコンパレータ１
４の出力で、分配回路７に接続され、その結果（９−
ｇ），（９−ｈ）の実線のような固定子電流が流れる。
また、（９−ｇ），（９−ｈ）の破線は全速時の固定子
電流波形を示す。
は差動増幅器６の出力電圧波形、（９−ｂ）、（９−
ｃ）は全速時の分配回路７の出力波形、（９−ｄ）は
（９−ａ）のゼロクロスで発生させられる回転パルス発
生回路６１の出力波形であり、（９−ｅ）は充電回路６
５のコンデンサ６３の電圧波形で、Ｖ７の電位は抵抗１
２、１３、６８で決まる。（９−ｆ）はコンパレータ１
４の出力で、分配回路７に接続され、その結果（９−
ｇ），（９−ｈ）の実線のような固定子電流が流れる。
また、（９−ｇ），（９−ｈ）の破線は全速時の固定子
電流波形を示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のブラシレスモータの駆動回路の場合、図５の駆動回
路においては、欠相運転により回転数を低くするもので
あるため、任意の低速度に設定することができず、欠相
運転での拘束に対する起動補償も必要となるという問題
点がある。
来のブラシレスモータの駆動回路の場合、図５の駆動回
路においては、欠相運転により回転数を低くするもので
あるため、任意の低速度に設定することができず、欠相
運転での拘束に対する起動補償も必要となるという問題
点がある。
【０００９】また、図６の駆動回路においては、上記の
問題点は解決されるが、回転パルス発生回路、充電回路
等の複雑な回路構成が必要となり、また、従来の速度設
定では回転子巻線への通電電流が末期のみとなりモータ
効率が悪くなるという問題点がある。
問題点は解決されるが、回転パルス発生回路、充電回路
等の複雑な回路構成が必要となり、また、従来の速度設
定では回転子巻線への通電電流が末期のみとなりモータ
効率が悪くなるという問題点がある。
【００１０】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、任意の低速度に設定することができ、低速
回転時でも起動が確実となり、モータ効率が良く、しか
も簡潔な構成で安価なブラシレスモータの駆動回路を提
供することを目的とする。
れたもので、任意の低速度に設定することができ、低速
回転時でも起動が確実となり、モータ効率が良く、しか
も簡潔な構成で安価なブラシレスモータの駆動回路を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては図１に示すように、永久磁石回転
子の磁極位置検出素子と、上記磁極位置検出素子の正弦
波状信号を増幅する差動増幅器と、上記差動増幅器の出
力に応じて、二つの固定子巻線への通電電流を分配する
分配回路と、更に抵抗とコンデンサとを有しかつ上記差
動増幅器の正弦波状出力の位相を遅延する位相遅れ手段
と、上記位相遅れ手段の出力をパルスに変換する第１の
ゼロクロスコンパレータと、上記第１のゼロクロスコン
パレータの位相遅れ量を検出する論理回路と、上記論理
回路の出力により、各周期毎に上記固定子巻線の通電電
流の初期部分を遮断する通電電流遮断手段を設ける。
め、本発明においては図１に示すように、永久磁石回転
子の磁極位置検出素子と、上記磁極位置検出素子の正弦
波状信号を増幅する差動増幅器と、上記差動増幅器の出
力に応じて、二つの固定子巻線への通電電流を分配する
分配回路と、更に抵抗とコンデンサとを有しかつ上記差
動増幅器の正弦波状出力の位相を遅延する位相遅れ手段
と、上記位相遅れ手段の出力をパルスに変換する第１の
ゼロクロスコンパレータと、上記第１のゼロクロスコン
パレータの位相遅れ量を検出する論理回路と、上記論理
回路の出力により、各周期毎に上記固定子巻線の通電電
流の初期部分を遮断する通電電流遮断手段を設ける。
【００１２】さらに、上記位相遅れ手段と並列に位相進
み手段を設け、各周期毎に上記固定子巻線の通電電流の
初期部分に追加し、末期部分も遮断する手段を設ける。
み手段を設け、各周期毎に上記固定子巻線の通電電流の
初期部分に追加し、末期部分も遮断する手段を設ける。
【００１３】このブラシレスモータの駆動回路において
は、図２に示すように、速度切替えトランジスタをオン
にして低速から起動し、位相遅れ手段で位相遅れを発生
させ、その波形を矩形波形に整形し、論理回路で位相遅
れ量を検出し、遮断波形を算出して通電電流の初期部分
を遮断する。位相進みの場合も、同様にして並行して遮
断波形を算出して、通電電流の末期部分を遮断する。そ
の後速度切替えトランジスタをオフにし、高速運転にな
る。
は、図２に示すように、速度切替えトランジスタをオン
にして低速から起動し、位相遅れ手段で位相遅れを発生
させ、その波形を矩形波形に整形し、論理回路で位相遅
れ量を検出し、遮断波形を算出して通電電流の初期部分
を遮断する。位相進みの場合も、同様にして並行して遮
断波形を算出して、通電電流の末期部分を遮断する。そ
の後速度切替えトランジスタをオフにし、高速運転にな
る。
【００１４】モータ起動時は、位相遅れ手段の出力と、
固定子巻線通電指令信号の位相差は零となり、遮断パル
スは発生しない。モータの回転数が上昇するに従い、磁
極位置検出素子の周波数が高くなり、徐々に位相遅れ手
段の位相が遅れるため、通電初期遮断パルスの幅も徐々
に長くなり、通電初期部分が遮断されつつ通電区間が徐
々に短くなり、設定された回転数でバランスして回転す
る。
固定子巻線通電指令信号の位相差は零となり、遮断パル
スは発生しない。モータの回転数が上昇するに従い、磁
極位置検出素子の周波数が高くなり、徐々に位相遅れ手
段の位相が遅れるため、通電初期遮断パルスの幅も徐々
に長くなり、通電初期部分が遮断されつつ通電区間が徐
々に短くなり、設定された回転数でバランスして回転す
る。
【００１５】また、位相遅れ手段とは別に位相進み手段
を設けておくと、起動時は上述のように遮断パルスは発
生しないが、モータの回転上昇につれ、位相進み手段の
位相が進むため、通電末期遮断パルスの幅も徐々に長く
なり、通電末期部分が遮断されつつ通電期間が徐々に短
くなる。この時、通電初期部分も遮断されていれば、通
電区間は通電指令信号の中央付近のみとなり、設定され
た低回転数になり、モータ効率の最適値で運転が可能と
なる。
を設けておくと、起動時は上述のように遮断パルスは発
生しないが、モータの回転上昇につれ、位相進み手段の
位相が進むため、通電末期遮断パルスの幅も徐々に長く
なり、通電末期部分が遮断されつつ通電期間が徐々に短
くなる。この時、通電初期部分も遮断されていれば、通
電区間は通電指令信号の中央付近のみとなり、設定され
た低回転数になり、モータ効率の最適値で運転が可能と
なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図３はこの発明に係るブラシレス
モータの駆動回路の実施の形態を示す図であり、従来の
駆動回路である図６の速度指令回路６０、速度切替え回
路６６の代りに位相遅れ回路８および第１のゼロクロス
コンパレータ１４を設けたものである。図に示すよう
に、低速回転の場合は、速度切替えトランジスタ９はオ
ン状態であり、抵抗１０とコンデンサ１１で位相遅れが
生じ、差動増幅器６の正弦波状である電圧波形の位相を
抵抗１０とコンデンサ１１の時定数だけ遅らす。この位
相の遅れた信号を第１のゼロクロスコンパレータ１４で
矩形波に波形整形して、論理回路２０で位相の遅れ量を
検出し、通電電流遮断手段２１により、遅れた区間のみ
固定子巻線２、３の通電電流を遮断する信号を分配回路
７に送る。
モータの駆動回路の実施の形態を示す図であり、従来の
駆動回路である図６の速度指令回路６０、速度切替え回
路６６の代りに位相遅れ回路８および第１のゼロクロス
コンパレータ１４を設けたものである。図に示すよう
に、低速回転の場合は、速度切替えトランジスタ９はオ
ン状態であり、抵抗１０とコンデンサ１１で位相遅れが
生じ、差動増幅器６の正弦波状である電圧波形の位相を
抵抗１０とコンデンサ１１の時定数だけ遅らす。この位
相の遅れた信号を第１のゼロクロスコンパレータ１４で
矩形波に波形整形して、論理回路２０で位相の遅れ量を
検出し、通電電流遮断手段２１により、遅れた区間のみ
固定子巻線２、３の通電電流を遮断する信号を分配回路
７に送る。
【００１７】図７は、図３の回路の動作波形を示す。
（７−ａ）は差動増幅器６の出力波形、（７−ｂ），
（７−ｃ）は全速時の分配回路７の出力波形、（７−
ｄ）は位相遅れ手段の出力波形、（７−ｅ）は第１のゼ
ロクロスコンパレータ１４の出力波形であり、論理回路
２０で（７−ｂ），（７−ｅ）を比較して、（７−ｆ）
の波形を発生させて、通電電流遮断手段２１により、固
定子巻線２、３の通電電流は（７−ｇ），（７−ｈ）の
ように通電開始の初期部分が遮断される。その結果、通
電期間が減少して回転数はその分低下する。
（７−ａ）は差動増幅器６の出力波形、（７−ｂ），
（７−ｃ）は全速時の分配回路７の出力波形、（７−
ｄ）は位相遅れ手段の出力波形、（７−ｅ）は第１のゼ
ロクロスコンパレータ１４の出力波形であり、論理回路
２０で（７−ｂ），（７−ｅ）を比較して、（７−ｆ）
の波形を発生させて、通電電流遮断手段２１により、固
定子巻線２、３の通電電流は（７−ｇ），（７−ｈ）の
ように通電開始の初期部分が遮断される。その結果、通
電期間が減少して回転数はその分低下する。
【００１８】全速回転の場合には、速度切替えトランジ
スタ９はオフ状態であり、コンデンサ１１が機能せず位
相は変化しない。従って、（７−ｇ），（７−ｈ）の破
線の波形のように通電遮断区間は無くなり、モータは全
速で回転する。
スタ９はオフ状態であり、コンデンサ１１が機能せず位
相は変化しない。従って、（７−ｇ），（７−ｈ）の破
線の波形のように通電遮断区間は無くなり、モータは全
速で回転する。
【００１９】モータの起動時や拘束時の場合には、差動
増幅器６の正弦波電圧の周波数が零であり、位相の遅れ
は生じない。その結果、特に起動補償の必要もない。
増幅器６の正弦波電圧の周波数が零であり、位相の遅れ
は生じない。その結果、特に起動補償の必要もない。
【００２０】図４は、上記図３の駆動回路に、位相進み
回路１５を追加したもので、コンデンサ１８、抵抗１
６、１７で位相を進ませ、第２のゼロクロスコンパレー
タ１９で矩形波に波形整形して、論理回路２０および通
電電流遮断手段２１により、通電電流の末期部分を遮断
している。
回路１５を追加したもので、コンデンサ１８、抵抗１
６、１７で位相を進ませ、第２のゼロクロスコンパレー
タ１９で矩形波に波形整形して、論理回路２０および通
電電流遮断手段２１により、通電電流の末期部分を遮断
している。
【００２１】図８は、図４の回路の動作波形を示す。
（８−ｆ）は位相進み回路１５の出力波形、（８−ｇ）
は第２のゼロクロスコンパレータ１９の出力波形、（８
−ｈ）は論理回路２０で（８−ｂ），（８−ｅ），（８
−ｇ）を比較して発生させられた波形である。固定子巻
線２、３の通電電流は（８−ｉ）、（８−ｊ）のように
通電開始の初期部分と通電末期部分が遮断されている。
その結果、回転数が低下すると同時に、モータとして最
もトルクが強く生じる区間でのみ通電することで、電流
値が非常に少なくなり、モータ効率が非常に良くなる。
（８−ｆ）は位相進み回路１５の出力波形、（８−ｇ）
は第２のゼロクロスコンパレータ１９の出力波形、（８
−ｈ）は論理回路２０で（８−ｂ），（８−ｅ），（８
−ｇ）を比較して発生させられた波形である。固定子巻
線２、３の通電電流は（８−ｉ）、（８−ｊ）のように
通電開始の初期部分と通電末期部分が遮断されている。
その結果、回転数が低下すると同時に、モータとして最
もトルクが強く生じる区間でのみ通電することで、電流
値が非常に少なくなり、モータ効率が非常に良くなる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るブ
ラシレスモータの駆動回路においては、低速を任意の速
度に設定でき、低速回転時でも起動が確実となり、モー
タ効率が向上し、しかも簡潔にして安価な回路構成が可
能となる。
ラシレスモータの駆動回路においては、低速を任意の速
度に設定でき、低速回転時でも起動が確実となり、モー
タ効率が向上し、しかも簡潔にして安価な回路構成が可
能となる。
【図１】本発明に係るブラシレスモータの駆動回路のク
レーム対応図である。
レーム対応図である。
【図２】本発明の回路動作のフローチャートである。
【図３】本発明の請求項１の実施の形態を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の請求項２の実施の形態を示す図であ
る。
る。
【図５】従来技術によるブラシレスモータの駆動回路の
一例である。
一例である。
【図６】従来技術によるブラシレスモータの駆動回路の
他の例である。
他の例である。
【図７】図３の動作波形である。
【図８】図４の動作波形である。
【図９】図６の動作波形である。
１ 磁極位置検出素子 ２ 固定子巻線 ３ 固定子巻線 ４ 出力トランジスタ ５ 出力トランジスタ ６ 差動増幅器 ７ 分配回路 ８ 位相遅れ回路 ９ 速度切替えトランジスタ １０ 抵抗 １１ コンデンサ １２ 抵抗 １３ 抵抗 １４ 第１のゼロクロスコンパレータ １５ 位相進み回路 １６ 抵抗 １７ 抵抗 １８ コンデンサ １９ 第２のゼロクロスコンパレータ ２０ 論理回路 ２１ 通電電流遮断手段
Claims (2)
- 【請求項１】永久磁石回転子を持つブラシレスモータの
駆動回路において、上記永久磁石回転子の磁極位置検出
素子と、上記磁極位置検出素子の正弦波状信号を増幅す
る差動増幅器と、上記差動増幅器の出力に応じて、二つ
の固定子巻線への通電電流を分配する分配回路と、更に
抵抗とコンデンサとを有しかつ上記差動増幅器の正弦波
状出力の位相を遅延する位相遅れ手段と、上記位相遅れ
手段の出力をパルスに変換する第１のゼロクロスコンパ
レータと、上記第１のゼロクロスコンパレータの位相遅
れ量を検出する論理回路と、上記論理回路の出力によ
り、各周期毎に上記固定子巻線の通電電流の初期部分を
遮断する通電電流遮断手段とを有することを特徴とする
ブラシレスモータの駆動回路。 - 【請求項２】上記位相遅れ手段と並列に設けた位相進み
手段と、上記位相進み手段の出力をパルスに変換する第
２のゼロクロスコンパレータと、上記第２のゼロクロス
コンパレータの位相進み量を検出する機能を追加した上
記論理回路と、上記論理回路の出力により、各周期毎に
上記固定子巻線の通電電流の末期部分を遮断する機能を
追加した上記通電電流遮断手段とを有することを特徴と
する請求項１に記載のブラシレスモータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25851695A JP3239054B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25851695A JP3239054B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103090A JPH09103090A (ja) | 1997-04-15 |
| JP3239054B2 true JP3239054B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=17321303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25851695A Expired - Fee Related JP3239054B2 (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239054B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8022648B2 (en) | 2007-11-27 | 2011-09-20 | Nidec Servo Corporation | Motor driving circuit |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4573401B2 (ja) * | 2000-06-20 | 2010-11-04 | 三洋電機株式会社 | Ｆｇ信号のチャタリング防止回路 |
| CN102003399B (zh) * | 2010-12-20 | 2014-08-27 | 天津诺尔电气股份有限公司 | 风扇延时控制电路 |
| CN104660123B (zh) * | 2013-11-21 | 2017-07-28 | 奇鋐科技股份有限公司 | 风扇马达控制装置 |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25851695A patent/JP3239054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8022648B2 (en) | 2007-11-27 | 2011-09-20 | Nidec Servo Corporation | Motor driving circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09103090A (ja) | 1997-04-15 |
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