JP3247281B2 - Motor drive circuit - Google Patents

Motor drive circuit

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JP3247281B2
JP3247281B2 JP25054195A JP25054195A JP3247281B2 JP 3247281 B2 JP3247281 B2 JP 3247281B2 JP 25054195 A JP25054195 A JP 25054195A JP 25054195 A JP25054195 A JP 25054195A JP 3247281 B2 JP3247281 B2 JP 3247281B2
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寿一 宇野
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステータに設けた
複数のステータコイルに駆動電流を選択的に供給し、複
数極のロータマグネットを設けたロータを回転させるモ
ータ駆動回路、特にその起動の改善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive circuit for selectively supplying a drive current to a plurality of stator coils provided on a stator to rotate a rotor provided with a plurality of rotor magnets, and in particular, to improve the startup of the motor drive circuit. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、各種機器の駆動源としてブラ
シレスモータが利用されている。このブラシレスモータ
は、ステータに設けた複数のステータコイルに駆動電流
を選択的に供給し、回転磁界を発生させ、複数極のロー
タマグネットを設けたロータを回転させる。
2. Description of the Related Art Conventionally, brushless motors have been used as driving sources for various devices. This brushless motor selectively supplies a drive current to a plurality of stator coils provided on a stator, generates a rotating magnetic field, and rotates a rotor provided with a plurality of rotor magnets.

【0003】そして、ロータを回転させるためには、ス
テータコイルによる回転磁界はロータの位置に応じて決
定しなければならない。そこで、磁界検出素子であるホ
ール素子によって、ロータ位置(回転位相)を検出し、
モータ駆動電流を制御することが行われている。
In order to rotate the rotor, the rotating magnetic field generated by the stator coil must be determined according to the position of the rotor. Therefore, the rotor position (rotational phase) is detected by a Hall element which is a magnetic field detection element,
Control of motor drive current has been performed.

【0004】すなわち、3相のモータであれば、各相の
ロータの回転位相の検出を行うため、3つのホール素子
を設け、この3つのホール素子の出力を利用して、ステ
ータコイルへの駆動電流を切り換える。
That is, in the case of a three-phase motor, three Hall elements are provided to detect the rotation phase of each phase rotor, and the output of the three Hall elements is used to drive the stator coil. Switch the current.

【0005】なお、フロッピーディスクドライブ(FD
D)に用いられるモータでは、フロッピーディスクの絶
対的位置の検出も必要である。通常の場合、ロータの所
定点にインデックス用の磁化を施し、これをインデック
ス用のホール素子で、検出している。従って、3相のモ
ータにおいて、4つのホール素子が必要である。このよ
うな、n相のモータにn+1個のホール素子(センサ)
を設ける形式をフルセンサ式と呼んでいる。
A floppy disk drive (FD)
The motor used in D) also needs to detect the absolute position of the floppy disk. In a normal case, magnetization for an index is applied to a predetermined point of the rotor, and this is detected by a Hall element for the index. Therefore, in a three-phase motor, four Hall elements are required. Such an n-phase motor has n + 1 Hall elements (sensors)
Is provided as a full sensor type.

【0006】フルセンサ式では、各ホール素子からの回
転位相信号を利用して、ステータコイルに供給するモー
タ駆動電流を制御する(出力トランジスタのスイッチン
グを制御する)ことによって、モータ駆動電流の制御を
確実に行うことができる。また、ロータの位置を常に検
出できるため、確実な起動も行える。
[0006] In the full sensor system, the motor drive current supplied to the stator coil is controlled (controls the switching of the output transistor) by using the rotation phase signal from each Hall element, thereby ensuring the control of the motor drive current. Can be done. In addition, since the position of the rotor can always be detected, reliable starting can be performed.

【0007】しかし、モータ駆動回路も含めたモータの
軽量化、小型化、低価格のためには、ホール素子(セン
サ)の数を減少したいという要求がある。
However, in order to reduce the weight, size, and cost of the motor including the motor drive circuit, there is a demand to reduce the number of Hall elements (sensors).

【0008】そこで、センサを設けない形式(0センサ
式)のモータ駆動装置も知られている。この0センサ式
では、ロータの回転に伴って発生する逆起電力を検出
し、これに応じてステータコイルへの通電切り換えを行
う。また、ロータの回転によって生じる磁界の変化を周
波数発生器(FG)で検出し、これによってステータコ
イルへの通電切り換えを行うタイプもある。
[0008] Therefore, a motor drive device of a type not provided with a sensor (0 sensor type) is also known. In the zero-sensor type, the back electromotive force generated with the rotation of the rotor is detected, and the energization of the stator coil is switched accordingly. There is also a type in which a change in a magnetic field caused by the rotation of a rotor is detected by a frequency generator (FG), and the energization of the stator coil is switched based on the change.

【0009】しかし、これらの回転検出手段は、回転数
が大きいときには、問題がないが、回転数が小さいと
き、特に起動時には、回転の検出が行えない。そこで、
確実な起動制御が行えないという問題点があった。
However, these rotation detecting means have no problem when the rotation speed is high, but cannot detect the rotation when the rotation speed is low, particularly at the time of startup. Therefore,
There was a problem that reliable start control could not be performed.

【0010】そこで、0センサ式の場合、次にような制
御によって起動を達成している。
Therefore, in the case of the 0-sensor type, activation is achieved by the following control.

【0011】(i)起動時にステータコイルに所定のパ
ルス電圧を印加し、ステータコイルのインピーダンスを
測定することで、ロータ位置を検出する。そして、検出
したロータ位置に基づいて、ステータコイルへの通電を
制御して、起動を行う。
(I) At start-up, a predetermined pulse voltage is applied to the stator coil, and the impedance of the stator coil is measured to detect the rotor position. Then, based on the detected rotor position, the energization of the stator coil is controlled to start.

【0012】(ii)自動時のロータ位置は検出せず、
所定の通電シーケンスによって、ロータを徐々に回転さ
せ起動を行う。
(Ii) The rotor position during automatic operation is not detected.
According to a predetermined energizing sequence, the rotor is gradually rotated to start.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の(i)
の方式では、インピーダンス測定のために特別の回路が
必要であり、回路規模がかなり大きくなってしまうとい
う問題点があった。また、インピーダンスを確実に測定
するために、ステータコイルの製造上の制約が多くなっ
てしまうという問題点もあった。
However, the above (i)
In the method of (1), a special circuit is required for impedance measurement, and there is a problem that the circuit scale becomes considerably large. In addition, there is another problem that in order to reliably measure the impedance, there are many restrictions on the manufacture of the stator coil.

【0014】また、上述の(ii)の方式では、モータ
の負荷が変動すると、所望の起動が行えない場合があ
り、幅広い負荷範囲で確実な起動を行うのが難しいとい
う問題点があった。
In the method (ii), when the load of the motor fluctuates, a desired start cannot be performed in some cases, and there is a problem that it is difficult to start reliably over a wide load range.

【0015】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、少ないセンサ数で確実な
起動が行えるモータ駆動回路を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive circuit that can start reliably with a small number of sensors.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、ステータに設
けた複数のステータコイルに駆動電流を選択的に供給
し、複数極のロータマグネットを設けたロータを回転さ
せるモータ駆動回路において、ロータの位置を検出する
ロータ位置検出器と、ロータの回転により、ロータの回
転に応じた周波数信号を発生する周波数発生器と、ステ
ータコイルへの通電を制御する通電手段と、を有するこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a motor drive circuit for selectively supplying a drive current to a plurality of stator coils provided on a stator and rotating a rotor provided with a plurality of rotor magnets. It has a rotor position detector for detecting a position, a frequency generator for generating a frequency signal according to the rotation of the rotor by rotation of the rotor, and an energization unit for controlling energization to the stator coil. .

【0017】そして、通電手段は、起動の際に、まずス
テータコイルに所定の方向の通電を行いロータを安定点
に停止させる。次に、予め定めた通電パターンで、複数
のステータコイルに順次通電し安定点にあるロータを所
定方向に回転させる。このようにして、所定方向にロー
タが回転し始めた場合には、周波数信号として、正しい
ものが得られるため、ロータ位置及び周波数信号に基づ
いて複数のステータコイルへの駆動電流を制御する。こ
のようにして、ロータ位置検出器と、周波数発生器を1
つずつ設けるだけで、確実な起動を達成できる。
Then, at the time of startup, the energizing means first energizes the stator coil in a predetermined direction to stop the rotor at a stable point. Next, a plurality of stator coils are sequentially energized in a predetermined energization pattern to rotate the rotor at a stable point in a predetermined direction. In this way, when the rotor starts to rotate in a predetermined direction, since a correct frequency signal is obtained, the drive current to the plurality of stator coils is controlled based on the rotor position and the frequency signal. In this way, the rotor position detector and the frequency generator
Just by providing them one by one, reliable starting can be achieved.

【0018】また、起動の際の最初の通電では、ロータ
位置検出器により検出したロータ位置に応じて、ステー
タコイルへの通電方向を所定の一方向に決定し、その通
電を所定時間保持する。これによって、ロータの初期位
置から、所定方向への回転を確実に行える。特に、ロー
タの回転をロータ位置検出器による位相の変化として容
易に検出でき、制御が容易になる。
In the first energization at the time of starting, the energizing direction to the stator coil is determined in a predetermined direction in accordance with the rotor position detected by the rotor position detector, and the energization is held for a predetermined time. As a result, the rotor can be reliably rotated in the predetermined direction from the initial position. In particular, the rotation of the rotor can be easily detected as a phase change by the rotor position detector, and the control is facilitated.

【0019】また、本発明は、少なくとも1つのステー
タコイルの両端電圧が所定範囲内にあるかを検出する電
圧検出手段をさらに有し、定常時通電手段による通電時
において検出したステータコイルの両端電圧が所定範囲
内にないことで逆転を検出し、逆転時に上記通電手段に
より、起動前通電、起動時通電を行った後、定常時通電
を行うように制御する制御手段を有することを特徴とす
る。これにより、逆転したときの再起動を自動的に行う
ことができる。
Further, the present invention further comprises voltage detecting means for detecting whether or not the voltage across the at least one stator coil is within a predetermined range. Is not within a predetermined range, reverse rotation is detected, and when the reverse rotation is performed, the power supply means controls the power supply so as to perform the pre-start power supply, the start power supply, and then perform the steady-state power supply. . This makes it possible to automatically restart the vehicle when it is reversed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。図1は、実施形態
の回路の全体構成を示すブロック図、図2は各部の波形
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the circuit of the embodiment, and FIG. 2 is a waveform diagram of each part.

【0021】モータ10は、3相のステータコイル10
U,10V,10Wを有しており、これらステータコイ
ル10U,10V,10Wに出力回路12から所定の電
流を選択的に流すことによって複数極のロータマグネッ
トを有するロータ10Rが回転する。
The motor 10 has a three-phase stator coil 10.
U, 10 V, and 10 W, and a predetermined current is selectively passed from the output circuit 12 to the stator coils 10 U, 10 V, and 10 W to rotate a rotor 10 R having a multi-pole rotor magnet.

【0022】ロータ10Rに対向する位置には、周波数
発生器14が設けられており、ロータ10Rの回転に同
期した交流信号FG0を発生する。そして、このFG0
は、シュミットコンパレータ16によって、矩形波に波
形整形される。
A frequency generator 14 is provided at a position facing the rotor 10R, and generates an AC signal FG0 synchronized with the rotation of the rotor 10R. And this FG0
Is shaped into a rectangular wave by the Schmitt comparator 16.

【0023】また、U相のホール素子18は駆動磁極の
磁束を検出できる位置に設けられ、ロータ10Rの位置
に応じた交流信号HU0を出力する。そして、このHU
0は、シュミットコンパレータ20により、矩形波に波
形整形される。
The U-phase Hall element 18 is provided at a position where the magnetic flux of the driving magnetic pole can be detected, and outputs an AC signal HU0 corresponding to the position of the rotor 10R. And this HU
0 is shaped into a rectangular wave by the Schmitt comparator 20.

【0024】シュミットコンパレータ16の出力である
FG1は、第1クロック切替回路22及び第2クロック
切替回路24に供給される。この第1、第2クロック切
替回路22、24は、定常回転時には、FG1を反転し
て出力する。第1クロック切替回路22の出力は、U相
波形整形回路26に供給される。このU相波形整形回路
26は、FG1をクロックとして、シュミットコンパレ
ータ20の出力であるHU1を取り込み、信号HU2を
出力する。この例では、FG1は、第1クロック切替回
路22で反転されているため、U相波形整形回路26
は、FG1の立ち下がりで、HU1を取り込む。このた
め、HU2は、HU1に比べ、FG1の半周期分遅れた
ものになっている。
The output FG 1 of the Schmitt comparator 16 is supplied to a first clock switching circuit 22 and a second clock switching circuit 24. The first and second clock switching circuits 22 and 24 invert and output FG1 during normal rotation. The output of the first clock switching circuit 22 is supplied to a U-phase waveform shaping circuit 26. The U-phase waveform shaping circuit 26 captures HU1 output from the Schmitt comparator 20 using FG1 as a clock, and outputs a signal HU2. In this example, since FG1 is inverted by the first clock switching circuit 22, the U-phase waveform shaping circuit 26
Captures HU1 at the fall of FG1. For this reason, HU2 is delayed from HU1 by half a cycle of FG1.

【0025】一方、第2クロック切替回路24の出力
は、012カウンタ28に供給される。この012カウ
ンタは、「0」「1」「2」の3種類の出力を繰り返す
カウンタである。なお、第2クロック切替回路24もF
G1を反転するため、FG1の立ち下がりで、012カ
ウンタ28が順次カウントアップする。
On the other hand, the output of the second clock switching circuit 24 is supplied to a 012 counter 28. The 012 counter is a counter that repeats three types of outputs of “0”, “1”, and “2”. Note that the second clock switching circuit 24 also has F
To invert G1, the 012 counter 28 sequentially counts up at the fall of FG1.

【0026】そして、U相波形整形回路26及び012
カウンタ28の出力が、出力回路12に供給される。す
なわち、出力回路12には、FG0,HU0に基づい
て、H0,H1,H2,L0,L1,L2の6種類の信
号が順に供給される。そして、出力回路12は、内蔵す
るスイッチングトランジスタのオンオフが切り換えて、
ステータコイル10U,10V,10Wに流す電流を順
次切替、120゜位相の異なる駆動電流を流し、所定の
回転磁界を生起する。
Then, the U-phase waveform shaping circuits 26 and 012
The output of the counter 28 is supplied to the output circuit 12. That is, the output circuit 12 is sequentially supplied with six types of signals H0, H1, H2, L0, L1, and L2 based on FG0 and HU0. Then, the output circuit 12 switches on / off of the built-in switching transistor,
The currents flowing through the stator coils 10U, 10V, and 10W are sequentially switched, and drive currents having a phase difference of 120 ° flow to generate a predetermined rotating magnetic field.

【0027】この例における電流は、図3に示すよう
に、H0(V→U),H1(W→U),H2(W→
V),L0(U→V),L1(U→W),L2(V→
W)のようにステータコイルに通電する。
As shown in FIG. 3, the current in this example is H0 (V → U), H1 (W → U), H2 (W → W).
V), L0 (U → V), L1 (U → W), L2 (V →
As shown in W), the stator coil is energized.

【0028】ここで、出力回路12は、電源・グランド
間に設けたソース側トランジスタとシンク側トランジス
タの直列接続が3本で構成され、この中点が各ステータ
コイル10U,10V,10Wにそれぞれ接続されてい
る。このため、これらトランジスタを順次オンすること
によって、上述の通電を行うことができる。
Here, the output circuit 12 is composed of three series-connected source-side and sink-side transistors provided between the power supply and the ground, and the midpoint is connected to each of the stator coils 10U, 10V, and 10W. Have been. Therefore, by sequentially turning on these transistors, the above-described energization can be performed.

【0029】また、シュミットコンパレータ20の出力
であるHU1は、極性判定ラッチ30に供給される。こ
の極性判定ラッチ30は、システムリセット回路32か
ら供給されるパルスのタイミングでシュミットコンパレ
ータ20から送られてくる「H」「L」の信号HU1を
ラッチする。ここで、システムリセット回路32は、起
動時の電源立ち上がりなどでリセットパルスを発生し、
極性判定ラッチ30は、その時点の信号HU1をラッチ
する。
The output HU1 of the Schmitt comparator 20 is supplied to the polarity determination latch 30. The polarity determination latch 30 latches the “H” and “L” signals HU1 sent from the Schmitt comparator 20 at the timing of the pulse supplied from the system reset circuit 32. Here, the system reset circuit 32 generates a reset pulse when the power supply rises at the time of startup, and the like.
The polarity determination latch 30 latches the signal HU1 at that time.

【0030】この極性判定ラッチ30の出力及び信号H
U1は、エクスクルーシブオア34に入力され、両者が
異なった時点で、ここから「H」が出力される。すなわ
ち、極性判定ラッチ30におけるラッチの後、ロータ1
0Rが回転して、信号HU1の「H」「L」が切り替わ
ったときに、エクスクルーシブオア34から「H」が出
力される。図2から分かるように、HU1が「H」であ
った場合にはH2の通電、「L」であった場合にはL2
の通電によって、ロータ10Rが回転し、エクスクルー
シブオア34から「H」が出力される。
The output of the polarity determination latch 30 and the signal H
U1 is input to the exclusive OR 34, and when both are different, "H" is output from this. That is, after the latch in the polarity determination latch 30, the rotor 1
When OR rotates and the signal HU1 switches between “H” and “L”, “H” is output from the exclusive OR 34. As can be seen from FIG. 2, when HU1 is "H", H2 is energized, and when it is "L", L2 is L2.
, The rotor 10 </ b> R rotates, and “H” is output from the exclusive OR 34.

【0031】エクスクルーシブオア34の出力はエッジ
抜き回路36に入力され、ここで立ち上がり及び立ち下
がりが検出され所定長さのワンショットパルスに変換さ
れる。エッジ抜き回路36の出力は、オアゲート37を
介し、起動タイマ38のリセット端に入力される。オア
ゲート37には、システムリセット回路32からのリセ
ット信号も供給されており、起動タイマ38は、エッジ
抜き回路36の出力パルス及びリセット信号によって、
リセットされる。そして、起動タイマ38は、クロック
発生器40からのクロックをカウントし、所定時間の計
測を行う。
The output of the exclusive OR 34 is input to an edge extracting circuit 36, where the rising and falling edges are detected and converted into one-shot pulses of a predetermined length. The output of the edge elimination circuit 36 is input to the reset terminal of the start timer 38 via the OR gate 37. The OR gate 37 is also supplied with a reset signal from the system reset circuit 32, and the start-up timer 38 uses the output pulse of the edge removal circuit 36 and the reset signal to
Reset. Then, the activation timer 38 counts the clock from the clock generator 40 and measures a predetermined time.

【0032】また、極性判定ラッチ30の出力は、U相
波形整形回路26にも供給されており、HU1の「H」
「L」がそのままU相波形整形回路26に取り込まれ
る。
The output of the polarity determination latch 30 is also supplied to the U-phase waveform shaping circuit 26, and the "H" of HU1 is output.
“L” is taken into the U-phase waveform shaping circuit 26 as it is.

【0033】起動タイマ38は停止判定時間T0と、通
電切替時間T1の2種類の時間計測を行い、第2通電切
替クロックと、第3,4通電切替クロックを出力する。
The start timer 38 measures two types of time, a stop determination time T0 and an energization switching time T1, and outputs a second energization switching clock and a third and fourth energization switching clock.

【0034】そして、第2通電切替クロックは、マスク
判定回路42に供給される。このマスク判定回路42に
は、エクスクルーシブオア34の出力及びシュミットコ
ンパレータ16の出力であるFG1も供給されている。
そして、マスク判定回路42は、入力されてくる信号か
ら、起動時における通電パターンのタイミングを制御す
る3つ信号M1,M2,M3を形成する。
Then, the second energization switching clock is supplied to the mask determination circuit 42. The output of the exclusive OR 34 and the output FG1 of the Schmitt comparator 16 are also supplied to the mask determination circuit 42.
Then, the mask determination circuit 42 generates three signals M1, M2, and M3 for controlling the timing of the energization pattern at the time of startup from the input signals.

【0035】M1はロジック固定回路44に供給され、
このロジック固定回路44は、M1が「L」の時に出力
回路12におけるロジックを所定のものに固定する。
M1 is supplied to a logic fixing circuit 44,
The logic fixing circuit 44 fixes the logic in the output circuit 12 to a predetermined one when M1 is "L".

【0036】M1=Hの定常モード時には、HGのエッ
ジ抜き信号は回転数に応じた周期で発生し、起動タイマ
38は、エッジ抜き信号によりリセットされるために、
T0までカウントアップできない。しかし、何らかの異
常でモータ回転数が低下した場合は、第2通電切り替え
クロックが出力され、システムがリセットされ、再スタ
ートとなる。
In the steady mode where M1 = H, the HG edge removal signal is generated at a cycle corresponding to the rotation speed, and the start timer 38 is reset by the edge removal signal.
Cannot count up to T0. However, if the motor speed decreases due to some abnormality, the second energization switching clock is output, the system is reset, and the system is restarted.

【0037】さらに、起動タイマ38は、そのカウント
値に応じて、第3,4通電クロックを発生し、これを第
2クロック切替回路24に供給する。第2クロック切替
回路24には、マスク判定回路42からのM2,M3も
供給されており、第2切替回路24は供給されてくるF
G1をそのまま出力するか、第3,第4切替クロックを
出力するかまたは独自にパルスを発生するかをM2、M
3によって制御する。第1クロック切替回路22は、マ
スク判定回路42からのM2を受け、FG1を出力する
か否かを切り換える。
Further, the start-up timer 38 generates third and fourth energizing clocks in accordance with the count value, and supplies this to the second clock switching circuit 24. The second clock switching circuit 24 is also supplied with M2 and M3 from the mask determination circuit 42, and the second switching circuit 24 supplies F
Whether to output G1 as it is, to output the third and fourth switching clocks, or to generate pulses independently M2, M
3 to control. The first clock switching circuit 22 receives M2 from the mask determination circuit 42, and switches whether or not to output FG1.

【0038】次に、この回路の起動時の動作について、
図4に基づいて説明する。まず、起動指令によって、信
号S/Sが立ち下がる。このS/Sは、システムリセッ
ト回路32に入力されており、システムリセット回路3
2は、信号S/Sの立ち下がりにより、リセットパルス
を発生する。
Next, the operation at the time of starting the circuit will be described.
A description will be given based on FIG. First, the signal S / S falls according to the start command. This S / S is input to the system reset circuit 32 and the system reset circuit 3
2 generates a reset pulse in response to the fall of the signal S / S.

【0039】これによって第1通電期間が開始される。
この第1通電期間では、まずリセットパルスによって、
極性判定ラッチ30がその時にHU1を取り込む。図の
例では、このときのHU1が「L」であった場合を示し
ている。極性判定ラッチ30の値は、U相波形整形回路
26に取り込まれ、ここから「L」が出力される。一
方、マスク判定回路42は、システムリセットに応じ
て、M1,M2,M3をすべて「L」にセットする。ロ
ジック固定回路44は、M1の「L」又、極性判定ラッ
チ30の値に基づき、出力回路12の出力をH2に固定
する。なお、U相波形整形回路26が取り込んだ値が
「H」であった場合には、L2に固定する。
Thus, the first energizing period is started.
In the first energization period, first, a reset pulse
The polarity determination latch 30 then takes in HU1. The example in the figure shows a case where HU1 at this time is “L”. The value of the polarity determination latch 30 is taken into the U-phase waveform shaping circuit 26, from which "L" is output. On the other hand, the mask determination circuit 42 sets all of M1, M2, and M3 to "L" in response to the system reset. The logic fixing circuit 44 fixes the output of the output circuit 12 to H2 based on “L” of M1 and the value of the polarity determination latch 30. If the value captured by the U-phase waveform shaping circuit 26 is “H”, the value is fixed to L2.

【0040】出力回路12の出力がH2のロジック、す
なわちステータコイルの電流がW→Uの電流に固定され
る。このようなロジックH2におけるモータの出力トル
クは、HUの出力で決定されるロータ位置に対し、図2
に示すような値になる。図において、正の領域が正転方
向、負の領域が逆転方向であり、図におけるP点、すな
わちHUが最低になる点にロータ10Rが移動する。
The logic of the output of the output circuit 12 is H2, that is, the current of the stator coil is fixed to the current of W → U. The output torque of the motor in such a logic H2 is different from the rotor position determined by the output of the HU in FIG.
It becomes a value as shown in. In the figure, the positive region is the forward rotation direction and the negative region is the reverse rotation direction, and the rotor 10R moves to the point P in the diagram, that is, the point where the HU becomes the lowest.

【0041】このように、ロータ10Rの位置に応じて
一定のロジックの通電によって、ロータ位置が所定の点
に向けて移動する。なお、ロータ10Rが振動すること
によって、エクスクルーシブオア34からの出力が変化
し、エッジ抜き回路36から複数のパルスが出力される
場合もあるが、その度に起動タイマ38がリセットされ
るだけである。
As described above, the energization of a certain logic in accordance with the position of the rotor 10R causes the rotor position to move toward a predetermined point. In addition, when the rotor 10R vibrates, the output from the exclusive OR 34 changes, and a plurality of pulses may be output from the edge removal circuit 36. However, each time, only the activation timer 38 is reset. .

【0042】そして、起動タイマ38は、エクスクルー
シブオア34の出力により、リセットされた後カウント
を行い、T0を計測したときに第2通電切替クロックと
してパルスを出力する。これにより、第2通電切り替え
時のロータ位置はほぼP地点近傍にいる。第2通電時の
逆転を防止できる第2通電切替クロックにより、マスク
判定回路42がM1を立ち上げる。これによって、ロジ
ック固定回路44によるロジックの固定が解除される。
The activation timer 38 counts after being reset by the output of the exclusive OR 34, and outputs a pulse as the second energization switching clock when T0 is measured. Thereby, the rotor position at the time of the second energization switching is substantially in the vicinity of the point P. The mask determination circuit 42 raises M1 by a second current switching clock that can prevent reverse rotation during the second current. Thus, the logic fixing by the logic fixing circuit 44 is released.

【0043】また、012カウンタ28は、信号M1が
「H」でリセットされ0になっており、ロジック固定回
路44によるロジックの固定が解除された段階でも
「0」の出力を継続する。従って、この第2通電期間で
は、通電ロジックは、L0に設定される。
The signal 012 is reset to "H" and reset to "0", and the 012 counter 28 continues to output "0" even when the logic fixing by the logic fixing circuit 44 is released. Therefore, in the second energization period, the energization logic is set to L0.

【0044】起動タイマ38は、時間T1をカウント
し、第3通電切替クロックを出力する。
The activation timer 38 counts the time T1 and outputs a third energization switching clock.

【0045】なお、この第3,4通電切替クロックは、
第2クロック切替回路24に供給され、ここから012
カウンタ28に入力される。そこで、012カウンタ2
8のカウント値が第3通電期間は「1」、第4通電期間
は「2」に設定される。従って、第1通電期間H2に固
定された通電ロジックが、第2通電切替クロックによっ
て第2通電期間はL0に設定され、次に第3通電切替ク
ロックによって第3通電期間はL1に設定される。そし
て、第4通電切替クロックによって第4通電期間はL2
になる。なお、時間T1は、ロータ10Rを電気角60
゜回転させるのに十分な時間を設定してある。
The third and fourth energization switching clocks are:
The signal is supplied to the second clock switching circuit 24, and 012
It is input to the counter 28. Therefore, 012 counter 2
The count value of 8 is set to “1” in the third energizing period and “2” in the fourth energizing period. Therefore, in the energization logic fixed to the first energization period H2, the second energization period is set to L0 by the second energization switching clock, and then the third energization period is set to L1 by the third energization switching clock. The fourth energization period is set to L2 according to the fourth energization switching clock.
become. Note that, during the time T1, the rotor 10R is moved to an electrical angle of 60 degrees.
時間 A sufficient time has been set for rotation.

【0046】第4通電期間において、マスク判定回路4
2は、エクスクルーシブオア34の出力を見る。この段
階で、極性判定ラッチ30の出力は「L」であるが、ロ
ータ10Rの回転によって、HU1がHになり、この段
階でエクスクルーシブオア34の出力がHになる。マス
ク判定回路42は、このHU1の「H」に応じてM2を
立ち上げる。
In the fourth energizing period, the mask determination circuit 4
2 sees the output of exclusive OR 34. At this stage, the output of the polarity determination latch 30 is "L", but the rotation of the rotor 10R causes the HU1 to go high, and at this stage the output of the exclusive OR 34 goes high. The mask determination circuit 42 raises M2 according to the "H" of HU1.

【0047】一方、このようなロータの回転駆動によっ
て、ロータは、FG0が十分発生される回転速度になっ
ている。そこで、M2の立ち上がりによって、第1クロ
ック切替回路22は、FG1をそのまま出力するように
切り換えられる。そこで、次のFG1の立ち下がりで、
U相波形整形回路26が、FG1の立ち下がり毎に、H
U1を取り込む定常回転に移る。この例では、M2の立
ち上がり後のFG1の立ち上がりでU相波形整形回路2
6は「H」を読み込む。
On the other hand, the rotational speed of the rotor is such that the FG0 is sufficiently generated by the rotational driving of the rotor. Therefore, the first clock switching circuit 22 is switched by the rising edge of M2 so as to output FG1 as it is. Then, at the next fall of FG1,
The U-phase waveform shaping circuit 26 outputs H at every falling edge of FG1.
The operation shifts to the steady rotation for taking in U1. In this example, the rising edge of FG1 after the rising edge of M2 causes the U-phase waveform shaping circuit 2
6 reads "H".

【0048】一方、マスク判定回路42は、FG1の立
ち下がりで、M3を立ち上げる。そして、第2クロック
切替回路24は、このM3により、012カウンタ28
を0にセットするとともに、FG1を012カウンタ2
8に供給し始め、定常回転モードになる。こうしてM2
の立ち上がり後のFG1の立ち下がりで通電は「L2」
から「H0」に切り替わり以降は、定常通電パターン
「H1」から「H2」と続いていく。
On the other hand, the mask judgment circuit 42 raises M3 at the fall of FG1. Then, the second clock switching circuit 24 uses the M3 to set the 012 counter 28
Is set to 0, and FG1 is set to 012 counter 2
8 and a steady rotation mode is set. Thus M2
The current is "L2" at the fall of FG1 after the rise of
After switching from “H0” to “H0”, the steady energization pattern “H1” continues to “H2”.

【0049】ここで、負荷が軽い場合、第2通電期間
や、第3通電期間中にロータが、十分回転し、図2にお
けるQ点にまで達する場合もある。この場合、マスク判
定回路42がM2を立ち上げるため、第2クロック切替
回路は、このM2の立ち上がりを優先し、最初のFG1
の立ち下がりでM3を立ち上げ、012カウンタ28の
値を0にセットする。なお、U相波形整形回路26は、
M2の立ち上げ後のFG1の立ち下がりでHを取り込ん
でいるため、通電ロジックはH0になる。
Here, when the load is light, the rotor may rotate sufficiently during the second energizing period or the third energizing period to reach the point Q in FIG. In this case, since the mask determination circuit 42 rises M2, the second clock switching circuit gives priority to the rise of M2 and the first FG1
M3 rises at the fall of, and the value of the 012 counter 28 is set to 0. Note that the U-phase waveform shaping circuit 26
Since H is taken in at the fall of FG1 after the rise of M2, the energization logic becomes H0.

【0050】ここで、このような制御により、ロータが
正転するが、何らかの条件によって逆転する場合も考え
られる。そこで、本実施形態では、逆転検出部48を有
している。そして、この逆転検出部48は、M3のタイ
ミング以降において駆動時におけるステータコイル10
U,10V,10Wの電圧、すなわち出力回路12の出
力端における電圧を検出し、この電圧値が所定範囲にな
いことで、逆転を検出する。すなわち、逆転時は、トル
ク発生が正転時より少なく、逆起電圧も正転時と異なっ
ている。そこで、ステータコイルの電圧値が正転時と異
なり、逆転検出部48は、この検出によって逆転を検出
する。また、検出する区間は、FGのエッジ等のタイミ
ングで短い時間で行うことで、逆転検知の誤動作もなく
検出できるようにしてある。
Here, the rotor is normally rotated by such control, but may be reversed under some conditions. Therefore, in the present embodiment, a reverse rotation detecting unit 48 is provided. The reverse rotation detecting section 48 detects the state of the stator coil 10 during driving after the timing of M3.
U, 10V, and 10W voltages, that is, voltages at the output terminal of the output circuit 12, are detected, and when this voltage value is not within a predetermined range, reverse rotation is detected. That is, during reverse rotation, torque generation is smaller than during forward rotation, and the back electromotive voltage is also different from that during forward rotation. Then, the voltage value of the stator coil is different from that at the time of normal rotation, and the reverse rotation detecting section 48 detects the reverse rotation by this detection. Further, the section to be detected is performed in a short time at the timing of the edge of the FG or the like so that the reverse rotation can be detected without malfunction.

【0051】逆転検出回路48の出力は、システムリセ
ット回路32に供給され、起動時と同様の動作が繰り返
され、モータの正転が確保される。
The output of the reverse rotation detecting circuit 48 is supplied to the system reset circuit 32, and the same operation as at the time of starting is repeated, so that the normal rotation of the motor is ensured.

【0052】図5は、本実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。モータを起動するために、リセットを行
う(S11)。そして、このときのロータ10Rの位置
をホール素子18の出力状態によって、判定する(S1
2)。ホール素子18の出力がHであれば、通電ロジッ
クをT0時間H2に固定する(S13)。これによっ
て、ロータ10Rは、所定の位置に停止するため、この
状態からロータ10Rを正転させるために、ロジックを
T1時間L0にする(S14)。これによって、ロータ
10Rは60゜回転する。次に、ロータ10Rをさらに
60゜回転させるために、L1にT1時間保持する(S
15)。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of this embodiment. A reset is performed to start the motor (S11). Then, the position of the rotor 10R at this time is determined based on the output state of the Hall element 18 (S1).
2). If the output of the Hall element 18 is H, the energization logic is fixed to H2 for T0 time (S13). As a result, the rotor 10R stops at the predetermined position, and the logic is set to L0 for the T1 time to rotate the rotor 10R forward from this state (S14). Thereby, the rotor 10R rotates by 60 °. Next, in order to further rotate the rotor 10R by 60 °, it is held at L1 for T1 time (S
15).

【0053】次に、ロジックをL2とし(S16)、ホ
ール素子18の出力の極性が反転するまで、このロジッ
クを維持する(S17)。極性が反転すれば、さらにロ
ータが60゜回転したため、次にロジックをH0にする
(S18)。これによって、ロータ10Rは周波数発生
器14からFG信号が正常に出力できるような回転にな
っているはずであり、FGの反転を見て(S19)、通
常ロジックに移る(S21)。
Next, the logic is set to L2 (S16), and this logic is maintained until the polarity of the output of the Hall element 18 is inverted (S17). If the polarity is reversed, the logic is set to H0 next because the rotor has been further rotated by 60 ° (S18). As a result, the rotor 10R should be rotated so that the FG signal can be output from the frequency generator 14 normally.

【0054】S12において、極性がLであれば、L
2,L0,L1,L2,H0の順で通電制御し(S21
〜S26)、S19に移る。なお、通常ロジックに入っ
た後逆転であるかを判定し、逆転であれば、S11に戻
り起動をやり直すとよい。
In S12, if the polarity is L, L
2, L0, L1, L2, and H0 in this order (S21).
To S26), and then proceed to S19. After entering the normal logic, it is determined whether or not the rotation is the reverse. If the rotation is the reverse, the process may return to S11 and start again.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施形態の全体構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an embodiment.

【図2】 各部の波形を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform chart showing waveforms of respective units.

【図3】 通電ロジックと通電方向を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an energization logic and an energization direction.

【図4】 起動時のタイミングを示すタイミングチャー
トである。
FIG. 4 is a timing chart showing timing at the time of starting.

【図5】 動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 モータ、12 出力回路、14 周波数発生器、
18 ホール素子、22 第1クロック切替回路、24
第2クロック切替回路、26 U相波形整形回路、2
8 012カウンタ、30 極性判定ラッチ、32 シ
ステムリセット回路、38 起動タイマ、42 マスク
判定回路、44 ロジック固定回路。
10 motors, 12 output circuits, 14 frequency generators,
18 Hall element, 22 1st clock switching circuit, 24
2nd clock switching circuit, 26 U-phase waveform shaping circuit, 2
8 012 counter, 30 polarity judgment latch, 32 system reset circuit, 38 start timer, 42 mask judgment circuit, 44 logic fixing circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−31184(JP,A) 特開 平7−87785(JP,A) 特開 平7−143790(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/20 H02P 6/14 Continuation of front page (56) References JP-A-7-31184 (JP, A) JP-A-7-87785 (JP, A) JP-A-7-143790 (JP, A) (58) Fields studied (Int .Cl. 7 , DB name) H02P 6/20 H02P 6/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステータに設けた複数のステータコイル
に駆動電流を選択的に供給し、複数極のロータマグネッ
トを設けたロータを回転させるモータ駆動回路におい
て、 ロータの位置を検出するロータ位置検出器と、 ロータの回転により、ロータの回転に応じた周波数信号
を発生する周波数発生器と、 ステータコイルに所定の方向の通電を行いロータを安定
点に停止させる起動前通電と、予め定めた通電パターン
で、複数のステータコイルに順次通電し安定点にあるロ
ータを所定方向に回転させる起動時通電と、ロータ位置
及び周波数信号に基づいて複数のステータコイルへの駆
動電流を制御する定常時通電と、を行う通電手段と、 を有し、 起動前通電は、ロータ位置検出器により検出したロータ
位置に応じて、ステータコイルへの通電方向を所定の一
方向に決定し、その通電を所定時間保持する ことを特徴
とするモータ駆動回路。
1. A rotor position detector for detecting a position of a rotor in a motor drive circuit for selectively supplying a drive current to a plurality of stator coils provided on a stator and rotating the rotor provided with a plurality of rotor magnets. A frequency generator that generates a frequency signal in accordance with the rotation of the rotor by rotation of the rotor; a pre-start energization that energizes the stator coil in a predetermined direction to stop the rotor at a stable point; and a predetermined energization pattern. In the energization at start-up to sequentially energize a plurality of stator coils and rotate the rotor at a stable point in a predetermined direction, energization at steady-state to control the drive current to the plurality of stator coils based on the rotor position and frequency signal, have a, energizing means for performing startup before power was detected by the rotor position detector rotor
Depending on the position, the direction of energizing the stator coil
A motor drive circuit characterized in that the direction is determined and the energization is maintained for a predetermined time .
【請求項2】 請求項1記載のモータ駆動回路におい
て、 少なくとも1つのステータコイルの両端電圧が所定範囲
内にあるかを検出する電圧検出手段をさらに有し、 定常時通電手段による通電時において検出したステータ
コイルの両端電圧が所定範囲内にないことで逆転を検出
し、 逆転時に上記通電手段により、起動前通電、起動時通電
を行った後、定常時通電を行うように制御する制御手段
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
2. The motor drive circuit according to claim 1 , further comprising voltage detection means for detecting whether a voltage between both ends of at least one stator coil is within a predetermined range, and when the constant-time power supply means is energized. A control means for detecting reverse rotation by detecting that the voltage across the detected stator coil is not within a predetermined range, and performing power supply before starting and power supply at start-up by the above-described power supply means at the time of reverse rotation, and then performing control to perform power supply at steady state. A motor drive circuit comprising:
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