JP3286054B2 - Control circuit for brushless motor - Google Patents

Control circuit for brushless motor

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JP3286054B2
JP3286054B2 JP34744293A JP34744293A JP3286054B2 JP 3286054 B2 JP3286054 B2 JP 3286054B2 JP 34744293 A JP34744293 A JP 34744293A JP 34744293 A JP34744293 A JP 34744293A JP 3286054 B2 JP3286054 B2 JP 3286054B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの制
御回路に関し、特に、モータの電気角に基づいて制動力
を制御するようにされたブラシレスモータの制御回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for a brushless motor, and more particularly to a control circuit for a brushless motor that controls a braking force based on an electric angle of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラシレスモータは、複数のスイッチン
グ素子から構成される駆動回路により電力供給され、こ
れらスイッチング素子をオン・オフ制御する信号をチョ
ッパ制御するPWM制御により速度制御が行われるのが
一般的である。
2. Description of the Related Art Generally, a brushless motor is supplied with electric power by a drive circuit composed of a plurality of switching elements, and speed control is generally performed by PWM control in which a signal for controlling on / off of these switching elements is chopper-controlled. It is.

【0003】ここで図2は、3相ブラシレスモータの各
相コイルへ電流を供給するための駆動回路の概略を示す
電気回路図である。スター結線されたU相コイル6、V
相7、W相8は、それぞれ出力端子10〜12を介して
図に破線で囲まれた駆動回路9内のスイッチング素子で
ある複数の電界効果トランジスタ(以下、FETと称
す)に接続されている。そして、図示されない電源の両
端子が接続された電源端子13と接地端子14との間に
は、FET15のドレインD−ソースS及びFET16
のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。そ
してFET15のソースSとFET16のドレインDと
のノードには、出力端子10を介してU相コイル6の一
方の端子に接続されている。また、端子13と14との
間にはFET17のドレインD−ソースS及びFET1
8のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。
そしてFET17のソースSとFET18のドレインD
とのノードには、出力端子11を介してV相コイル7の
一方の端子に接続されている。同様に、端子13と14
との間にはFET19のドレインD−ソースS及びFE
T20のドレインD−ソースSがこの順に接続されてい
る。そしてFET19のソースSとFET20のドレイ
ンDとのノードには、出力端子12を介してW相コイル
7の一方の端子に接続されている。そして、各FET1
5〜20のドレインD−ソースS間には、ダイオード2
1〜26がそれぞれ逆方向に並列接続されている。
FIG. 2 is an electric circuit diagram schematically showing a drive circuit for supplying a current to each phase coil of a three-phase brushless motor. Star-connected U-phase coil 6, V
The phase 7 and the W phase 8 are connected via output terminals 10 to 12 to a plurality of field effect transistors (hereinafter, referred to as FETs), which are switching elements in the drive circuit 9 surrounded by broken lines in the figure. . The drain D-source S of the FET 15 and the FET 16 are connected between the power terminal 13 to which both terminals of the power source (not shown) are connected and the ground terminal 14.
Are connected in this order. The node between the source S of the FET 15 and the drain D of the FET 16 is connected to one terminal of the U-phase coil 6 via the output terminal 10. Further, between the terminals 13 and 14, the drain D-source S of the FET 17 and the FET 1
Eight drains D-sources S are connected in this order.
The source S of the FET 17 and the drain D of the FET 18
Are connected to one terminal of the V-phase coil 7 via the output terminal 11. Similarly, terminals 13 and 14
Between the drain D-source S of FET 19 and FE
The drain D-source S of T20 is connected in this order. The node between the source S of the FET 19 and the drain D of the FET 20 is connected to one terminal of the W-phase coil 7 via the output terminal 12. And each FET1
A diode 2 is connected between the drain D and the source S of 5 to 20.
1 to 26 are connected in parallel in opposite directions.

【0004】このようにして構成された駆動回路9内の
各FET15〜20をオン・オフ制御し、各相コイル6
〜8に流れる電流を転流することで、モータを回転制御
している。例えば、このモータを駆動させる場合には、
図3に示されるように、ロータの位置検出信号IHu、
IHv、IHwに対して各FET15〜20のゲートG
が接続された各端子U+、U−、V+、V−、W+、W
−に図示されない制御手段よりイ〜ヘの各モードに従っ
て駆動信号を供給し、この駆動信号をPWM制御するこ
とで各相コイル6〜8に通電される電流を制御してモー
タ回転数を制御するようにされている。
Each of the FETs 15 to 20 in the driving circuit 9 configured as described above is turned on / off, and each phase coil 6 is controlled.
The rotation of the motor is controlled by commutating the current flowing through. For example, when driving this motor,
As shown in FIG. 3, the rotor position detection signals IHu,
Gate G of each FET 15 to 20 for IHv and IHw
Are connected to each terminal U +, U-, V +, V-, W +, W
A drive signal is supplied from control means (not shown) in accordance with the respective modes (a) to (e), and the drive signal is subjected to PWM control to control the current supplied to each phase coil 6 to 8 to control the motor speed. It has been like that.

【0005】また、上記PWM制御によるモータの制動
時には、ハイサイドのFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドのFET16、18、20をオンす
ることでコイルを短絡状態にし、電磁作用によって発生
する制動電流をチョッパ制御して制動力を確保してい
る。つまり、図4に示されるように、コイル毎に流れる
制動電流Iu、Iv、Iwが正の成分(図2に矢印A方
向に流れる電流)であるとき、例えばコイル6に正の制
動電流が流れている際にFET16を遮断し、電流の遮
断により発生する逆起電圧を電源に回生することで制動
力の確保及び充電を行うようにされている。
When the motor is braked by the PWM control, the high-side FETs 15, 17, and 19 are all turned off, and the low-side FETs 16, 18, and 20 are turned on to short-circuit the coil, which is generated by electromagnetic action. The braking force is ensured by chopper control of the braking current. That is, as shown in FIG. 4, when the braking currents Iu, Iv, Iw flowing for each coil are positive components (currents flowing in the direction of arrow A in FIG. 2), for example, a positive braking current flows through the coil 6. In this case, the FET 16 is cut off, and the back electromotive voltage generated by the cutoff of the current is regenerated to the power supply, thereby ensuring and charging the braking force.

【0006】上記したPWM制御によるモータの制動制
御には種々の欠点があり、その代表としての回転速度毎
に制動力の特性が変化してしまう欠点を解消するべく、
コイルの短絡時間をモータの電気角に基づいて可変制御
する技術を本発明者は提案した。この技術によればPW
M制御による欠点を解消することができるが、モータの
電気角を時間に換算するためにタイマ/カウンタを複数
持つ高機能なマイコンを用いることから、タイマに余裕
のないマイコンには適用し難いものであった。
There are various disadvantages in the motor braking control by the PWM control described above, and in order to eliminate the disadvantage that the characteristic of the braking force changes at each rotation speed as a typical example,
The present inventor has proposed a technique for variably controlling the short-circuit time of the coil based on the electric angle of the motor. According to this technology, PW
It can eliminate the disadvantages of M control, but it is difficult to apply to microcomputers that have no spare timer because a high-performance microcomputer with multiple timers / counters is used to convert the electric angle of the motor into time. Met.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、低機能なマイコン
を用いて制動力を可変制御できるブラシレスモータの制
御回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, a main object of the present invention is to provide a control circuit for a brushless motor capable of variably controlling a braking force using a low-function microcomputer. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ブラシレスモータの複数のコイルをモータ
の電気角に基づいた位相区間に渡って短絡状態とするこ
とによりモータの制動を制御する制御回路であって、前
記各コイルを短絡状態とするためのスイッチング手段
と、前記スイッチング手段を前記位相区間に応じてオン
・オフ制御するための制御手段とを有し、前記制御手段
が前記位相区間の連続するn個のうちm(≦n−1)個
を選択的に間引くことにより制動力を可変制御すること
を特徴とするブラシレスモータの制御回路を提供するこ
とにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a motor for braking a motor by setting a plurality of coils of a brushless motor in a short-circuit state over a phase section based on an electric angle of the motor. A control circuit for controlling, comprising: a switching unit for causing each of the coils to be in a short-circuit state; and a control unit for performing on / off control of the switching unit in accordance with the phase interval. By providing a control circuit for a brushless motor, the braking force is variably controlled by selectively thinning out m (≦ n−1) of n consecutive n phase sections. Achieved.

【0009】[0009]

【作用】このようにすれば、モータの電気角に基づい
位相区間の連続するn個のうちm(≦n−1)個の位相
区間を間引くことから、コイルの短絡状態による制動力
を上記間引く数に応じて可変とすることができる。
In this way, the electric angle of the motor is determined based on the electric angle .
Since m (≦ n−1) phase sections are thinned out of n consecutive phase sections, the braking force due to the short-circuit state of the coil is obtained.
Can be made variable according to the number of thinning-out operations.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1は、本発明が適用されたブラシレスモ
ータの制御回路の概略を示すブロック図であり、モータ
1へ電源2の電力を供給するためのスイッチング手段3
と、このスイッチング手段をオン・オフ制御するための
制御手段4と、モータ1のロータ(図示せず)の位置を
検出するためのロータ位置検出手段5とから構成されて
いる。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied, and a switching means 3 for supplying electric power of a power supply 2 to a motor 1.
And a control means 4 for controlling on / off of the switching means, and a rotor position detecting means 5 for detecting a position of a rotor (not shown) of the motor 1.

【0012】前記スイッチング手段3は、例えば3相ブ
ラシレスモータに適用した場合には図2に駆動回路9で
示されるように構成されるものであり、その説明は前述
した通りである。この駆動回路9を用いてモータを制動
させる場合について、図4、図5を参照しながら説明す
る。図4は、外部からモータを回転させて疑似的に制動
状態をつくり、駆動回路9内の各FET15〜20を、
ハイサイドに位置するFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドに位置するFET16、18、20
を、(a)に於いては全てオンとしたとき、(b)に於
いてはFET16、18をオンとしFET20をオフと
したとき、(c)に於いてはFET16のみをオンとし
他のFETは全てオフとしたときの、各相コイルに流れ
る制動電流の波形をそれぞれ出力端子10〜12で観測
し、かつそれぞれの場合に於けるロータ位置を電気的に
示した信号IHuと共に示す図である。
When the switching means 3 is applied to, for example, a three-phase brushless motor, the switching means 3 is configured as shown by a drive circuit 9 in FIG. 2, and the description is as described above. A case where the motor is braked using the drive circuit 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows that the motor is rotated from the outside to create a pseudo braking state, and the FETs 15 to 20 in the drive circuit 9 are
The FETs 15, 17, and 19 located on the high side are all turned off, and the FETs 16, 18, and 20 located on the low side are turned off.
When (a) is turned on all, in (b), FETs 16 and 18 are turned on and FET 20 is turned off, and in (c) only FET 16 is turned on and other FETs are turned on. FIG. 3 is a diagram showing waveforms of braking current flowing through each phase coil when they are all turned off, observed at output terminals 10 to 12, respectively, and showing a rotor position in each case together with a signal IHu which is electrically shown. .

【0013】ここで、制動電流と制動力及び電気角の関
係について説明する。先ず制動電流は、各コイル6〜8
と図示されない永久磁石との電磁作用によって発生する
ものであり、本実施例では、ロータに永久磁石を、ステ
ータにスター結線された3相の界磁巻線を備える回転界
磁形のブラシレスモータを採用していることから、全相
を短絡状態とした場合には図4(a)に示すような互い
に(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動電流
Iu、Iv、Iwを各出力端子10〜12で観測でき
る。このように発生した制動電流は回転速度が高い場合
にはその周期は短くなり、低い場合のそれは長くなるこ
とは周知の通りである。また制動力は回生制動を採用し
ていることから、直流電源に電力を回生する場合には、
正の制動電流(図2の矢印A方向に流れる電流)を遮断
することにより発生する逆起電圧を電源に回生すること
で制動力を得ている。またモータの電気角とは、この場
合制動電流の1周期を角度をもって表したものであっ
て、電気角360度が制動電流の1周期となる。この電
気角は磁界センサであるホール素子によって検出するこ
とができる。
Here, the relationship between the braking current, the braking force, and the electrical angle will be described. First, the braking current is applied to each coil 6-8.
In the present embodiment, a rotating field type brushless motor having a three-phase field winding star-connected to a stator is used as a rotating field type brushless motor. When all the phases are short-circuited, AC braking currents Iu, Iv, Iw flowing with a phase difference of (2/3) π as shown in FIG. Observable at terminals 10-12. It is well known that the period of the braking current generated in this way becomes shorter when the rotation speed is high, and becomes longer when the rotation speed is low. In addition, since regenerative braking is adopted for the braking force, when regenerating power to the DC power supply,
The braking force is obtained by regenerating the back electromotive voltage generated by interrupting the positive braking current (current flowing in the direction of arrow A in FIG. 2) to the power supply. In this case, the electric angle of the motor represents one cycle of the braking current as an angle, and 360 degrees of the electrical angle is one cycle of the braking current. This electrical angle can be detected by a Hall element which is a magnetic field sensor.

【0014】次に制動電流と各コイル6〜8の短絡状態
との関係について考察してみる。図4(a)に示すよう
に、ハイサイドに位置するFET15、17、19を全
てオフとし、ローサイドに位置するFET16、18、
20を全てオンとしたとき、各出力端子10〜12には
互いに(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動
電流Iu、Iv、Iwが流れている。いま、出力端子1
0を流れる制動電流Iuについて着目してみる。図に示
す区間Aでは負の制動電流となっている。この区間Aに
於いてFET16をオフしても発生する逆起電圧は電源
に対して直列に接続されることから、電力の回生は行わ
れない。次に図4(b)に示す場合には、FET15、
17をオンとしFET19をオフとしているため区間B
で負の制動電流となる。この区間Bは前記区間Aに比べ
て短く、その振幅も小さくなっている。この場合も同様
に区間Bに於いてFET16をオフすれば電力の回生は
行われない。更に図4(c)に示す場合には、FET1
5のみをオンとし他のFETは全てオフとなっているた
め、区間Cに於いて制動電流が0となる。これはFET
18、20がオフであることから、負方向に対しては電
流が流れないからである。よって区間Cに於いてFET
16をオフとすれば逆起電圧は発生せず、よって電力回
生も行われない。
Next, the relationship between the braking current and the short-circuit state of each of the coils 6 to 8 will be considered. As shown in FIG. 4A, all of the FETs 15, 17, and 19 located on the high side are turned off, and the FETs 16, 18, and 18 located on the low side are turned off.
When all the switches 20 are turned on, alternating current braking currents Iu, Iv, and Iw flowing through the respective output terminals 10 to 12 with a phase difference of (2/3) π are flowing. Now, output terminal 1
Attention is paid to the braking current Iu flowing through 0. In the section A shown in the figure, the braking current is negative. In this section A, even if the FET 16 is turned off, the back electromotive voltage generated is connected in series to the power supply, so that power regeneration is not performed. Next, in the case shown in FIG.
Section 17 because FET 17 is on and FET 19 is off
, Resulting in a negative braking current. The section B is shorter than the section A and has a smaller amplitude. In this case, similarly, if the FET 16 is turned off in the section B, power regeneration is not performed. Further, in the case shown in FIG.
Since only 5 is on and all the other FETs are off, the braking current becomes 0 in section C. This is FET
This is because currents do not flow in the negative direction because the switches 18 and 20 are off. Therefore, in section C, the FET
When 16 is turned off, no back electromotive voltage is generated, and thus no power regeneration is performed.

【0015】制動時のFET16、18、20のオン・
オフ状態は上記した3つのパターンにより検証されるこ
とから、その結果を考察すると区間Cは区間Aにも区間
Bにも含まれることがわかる。よってこの区間Cに於い
てFET16をオンし、所定の位相区間に於いてオフす
るように制御すれば、電源への電力回生が行われること
となる。他のFET18、20についても同様のことが
言え、各コイル6〜8はスター結線されていることか
ら、FET18の場合には、FET16のオフポイント
から(2/3)π遅れてオンすればよく、FET20の
場合には更に(2/3)π遅れてオンすれば電力回生が
行われるわけである。
When the FETs 16, 18, and 20 are turned on during braking,
Since the off state is verified by the three patterns described above, it can be seen from the results that section C is included in section A and section B. Therefore, if the FET 16 is controlled to be turned on in this section C and turned off in a predetermined phase section, power regeneration to the power supply is performed. The same can be said for the other FETs 18 and 20. Since the coils 6 to 8 are star-connected, in the case of the FET 18, it is only necessary to turn on with a delay of (2) π from the off point of the FET 16. In the case of the FET 20, if it is turned on further with a delay of (2/3) π, power regeneration is performed.

【0016】さて、具体的に制動力を制御するにあたっ
て、制動電流は前述したように各コイル6〜8と図示さ
れない永久磁石との電磁作用により発生するものである
から、FET16、18、20をオンするポイントはロ
ータ位置によって決定され、それは回転速度によって多
少のずれを生じるもののモータ設計段階で固定されるも
のである。したがって、ロータの位置を検出しかつ検出
結果を電気信号として出力できるロータ位置検出手段5
を設け、即ちFET16、18、20をオンするポイン
トに於いてエッジ信号を出力するようなホールICをそ
れぞれに対応して設けることにより実現できる。本実施
例では、図示はされていないがステータの適宜位置に互
いに120度の間隔をもって3つのホール素子を含むホ
ールICが設けられている。
In controlling the braking force, the braking current is generated by the electromagnetic action of the coils 6 to 8 and the permanent magnets (not shown) as described above. The turning-on point is determined by the rotor position, which is fixed at the motor design stage, although it slightly varies depending on the rotational speed. Therefore, the rotor position detecting means 5 can detect the position of the rotor and output the detection result as an electric signal.
, That is, by providing Hall ICs that output edge signals at the points where the FETs 16, 18, and 20 are turned on. In this embodiment, although not shown, a Hall IC including three Hall elements is provided at an appropriate position on the stator at an interval of 120 degrees from each other.

【0017】図5にロータ位置検出手段5から出力され
る信号の波形図を示す。ロータ位置検出手段であるホー
ルICは、前述した各FET16、18、20オンする
ポイントに対応したエッジ信号IHu、IHv、IHw
を制御手段4に出力する。制御手段4では、制動時の各
FET16、18、20のオフをそれぞれ対応する立ち
上がりエッジ信号をもって行うようにすると共に、各エ
ッジ信号IHu、IHv、IHwのエッジを入力するこ
とで電気角を60度毎に分割して後述する制動力の制御
時のタイミング信号として使用している。この時の位置
信号IHu、IHv、IHwと各FET16、18、2
0のゲートへの供給信号は図3の駆動状態とは異なる。
FIG. 5 shows a waveform diagram of a signal output from the rotor position detecting means 5. The Hall IC serving as the rotor position detecting means is provided with edge signals IHu, IHv, IHw corresponding to the points where the FETs 16, 18, and 20 are turned on.
Is output to the control means 4. The control means 4 turns off the FETs 16, 18, and 20 at the time of braking with the corresponding rising edge signals, and inputs the edges of the edge signals IHu, IHv, IHw to set the electrical angle to 60 degrees. Each is divided and used as a timing signal at the time of controlling the braking force described later. At this time, the position signals IHu, IHv, IHw and the FETs 16, 18, 2
The supply signal to the gate of 0 is different from the driving state of FIG.

【0018】次に、制御手段4より位置信号に同期して
ローサイドに位置する各FETをオン・オフ制御するこ
とにより、電源への電力の回生を行ってモータを制動さ
せることができる。具体的には、図6に示すようにハイ
サイドのFET15、17、19をオフ状態とし、ロー
サイドのFET、例えばFET16がオフしている場合
には位置信号IHが立ち上がった時点でこのFET1
6をオンし、FET18には位置信号IHが、FET
20には位置信号IHというように、それぞれ対応す
る位置信号が立ち上がった時点でオンするように制御す
る。また、オンしているFETをオフする際には、予め
検証された所定の位相区間でオフし、この場合には図8
及び図9に示す制動特性から明らかなように、電気角0
度から電気角180度までを所定の位相区間とし、電気
角0度で各FET16、18、20をオンし、電気角1
80度までの区間内にオフするように制御する。ここ
で、図8は端子13を流れる充電電流と電気角との関係
を示すものであり、図9は制動力と電気角との関係を示
すものである。両者から充電電流と制動力との関係は充
電電流の大小に比例して制動力も大小することがわか
る。また、図に示すように概ね電気角180度付近で
制動電流が最大値をとることから、この時点でオフすれ
ば最大の制動力を確保することができる。
Next, by turning on / off each FET located on the low side in synchronization with the position signal by the control means 4, the power can be regenerated to the power supply and the motor can be braked. Specifically, as shown in FIG. 6, the high-side FETs 15, 17, and 19 are turned off, and when the low-side FET, for example, the FET 16 is off, when the position signal IH u rises, this FET 1
6 turned on, the FET18 position signal the IH v is, FET
And so the position signal the IH w to 20, controls to turn on at the time of rise of the corresponding position signal. When turning off the FET that is on, it turns off in a predetermined phase section that has been verified in advance.
As is apparent from the braking characteristics shown in FIG.
A predetermined phase section from the electrical angle of 180 degrees to the electrical angle of 180 degrees, the FETs 16, 18, and 20 are turned on at the electrical angle of 0 degree, and the electrical angle of 1
Control is performed so as to turn off within a section up to 80 degrees. Here, FIG. 8 shows the relationship between the charging current flowing through the terminal 13 and the electrical angle, and FIG. 9 shows the relationship between the braking force and the electrical angle. From both, it can be seen that the relationship between the charging current and the braking force is proportional to the magnitude of the charging current, and the braking force is also large. Further, as shown in FIG. 9 , since the braking current has a maximum value approximately at an electrical angle of about 180 degrees, the maximum braking force can be secured by turning off at this time.

【0019】上記のように、モータの電気角に基づいて
コイルの短絡状態を制御することで制動力を可変制御で
きることは明かである。制動力を可変制御するにあたっ
ては、例えばタイマを用いて、立ち上がりエッジをもっ
てタイマをスタートし、次の立ち上がりエッジをもって
カウントアップすることで電気角を時間に換算して可変
制御することもできるが、制御手段がタイマ/カウンタ
等に余裕のない小規模なマイコンであった場合には上記
技術を採用し難いものである。そこで本発明は、電気角
に基づいた位相区間を選択的に間引くことにより制動力
を可変制御するようにされている。具体的には、連続す
るn個の位相区間のうちm(m≦n−1)個の位相区間
を間引くことにより制動力を可変とするものであって、
例えば制動力が最大となる電気角180度までの位相区
間を固定として、この位相区間を間引くパターンを図6
に示して説明する。
As described above, it is apparent that the braking force can be variably controlled by controlling the short-circuit state of the coil based on the electrical angle of the motor. In variably controlling the braking force, for example, using a timer, the timer is started at the rising edge, and counted up at the next rising edge, so that the electrical angle can be converted into time and variably controlled. If the means is a small-scale microcomputer having no spare timer / counter or the like, it is difficult to employ the above technique. Therefore, in the present invention, the braking force is variably controlled by selectively thinning out the phase sections based on the electrical angle. Specifically, the braking force is made variable by thinning out m (m ≦ n−1) phase sections out of n consecutive phase sections,
For example, FIG. 6 shows a pattern in which a phase section up to an electrical angle of 180 degrees at which the braking force is maximum is fixed and the phase section is thinned out.
And will be described.

【0020】図6に示すように、パターンAとしてn=
1、m=0とした場合には、位置信号IHuが立ち上が
った時点でFET16をオンし、同様に位置信号IHv
が立ち上がった時点でFET18をオンし、位置信号I
Hwが立ち上がった時点でFET20をオンし、各コイ
ル6〜8を短絡状態とする。次に位置信号IHuが立ち
下がった時点でFET16をオフし、位置信号IHvが
立ち下がった時点でFET18をオフし、位置信号IH
wが立ち下がった時点でFET20をオフし、電気角1
80度までの位相区間で各コイル6〜8を短絡状態とす
る。即ち位置信号IHu、IHv、IHwが立ち上がっ
た時点でそれぞれ対応するFET16、18、20をオ
ンし、位置信号が立ち下がった時点で各FETをオフす
るように制御する。したがって、位相区間が間引かれな
いことから、このパターンで各FET16、18、20
を制御すれば最大の制動力を得ることができる。
As shown in FIG. 6, as the pattern A, n =
If 1, m = 0, the FET 16 is turned on when the position signal IHu rises, and the position signal IHv
Is turned on, the FET 18 is turned on, and the position signal I
When Hw rises, the FET 20 is turned on, and the coils 6 to 8 are short-circuited. Next, when the position signal IHu falls, the FET 16 is turned off, and when the position signal IHv falls, the FET 18 is turned off.
When w falls, the FET 20 is turned off, and the electrical angle 1
The coils 6 to 8 are short-circuited in a phase section up to 80 degrees. That is, when the position signals IHu, IHv, IHw rise, the corresponding FETs 16, 18, and 20 are turned on, and when the position signal falls, the respective FETs are turned off. Therefore, since the phase sections are not thinned out, each of the FETs 16, 18, 20
, The maximum braking force can be obtained.

【0021】次にパターンBとしてn=2、m=1とし
た場合には、前記パターンAのように位置信号IHu、
IHv、IHwのエッジ毎にFET16、18、20を
オン・オフするのではなく、位置信号IHu、IHv、
IHwの第1の立ち上がりエッジ・立ち下がりエッジで
はFET16、18、20をオン・オフし、第2の立ち
上がりエッジ・立ち下がりエッジではオン・オフせず、
第3の立ち下がりエッジ・立ち下がりエッジでオン・オ
フするように制御する。即ち、2個の位相区間のうち1
個の位相区間を間引くように制御していることとなる。
Next, when n = 2 and m = 1 as the pattern B, the position signals IHu,
Instead of turning on / off the FETs 16, 18, and 20 for each edge of IHv, IHw, the position signals IHu, IHv,
FETs 16, 18, and 20 are turned on / off at the first rising edge / falling edge of IHw, and are not turned on / off at the second rising edge / falling edge.
Control is performed to turn on / off at the third falling edge / falling edge. That is, one of the two phase sections
That is, control is performed so as to thin out the number of phase sections.

【0022】次にパターンCとしてn=3、m=2とし
た場合、3個の位相区間のうち2個の位相区間を間引く
ように制御している。また、図示されていないがこの他
にも間引きのパターンとしては複数存在し、例えば3個
の位相区間のうち1個の位相区間を間引くといったよう
に、n個の位相区間のうちm個の位相区間を間引く関係
さえ崩さなければ本発明の制動力の可変制御は可能とな
る。
Next, when n = 3 and m = 2 as the pattern C, control is performed so as to thin out two phase sections out of the three phase sections. Although not shown, there are a plurality of other thinning patterns. For example, one of the three phase sections is thinned, and thus m of the n phase sections are thinned out. The variable control of the braking force of the present invention becomes possible as long as the relationship of thinning out sections is not broken.

【0023】上記の様に各FET16、18、20を制
御することで得られた制動力の特性を図7に示す。図か
らも明らかなように、制動力は、位相区間の間引き無し
(0回)の状態で最大をとり、以下間引く回数を増やす
につれて減少していくことが判明している。よって、高
い制動力を得たい場合には間引く回数を減らし、逆に低
い制動力を得たい場合には間引く回数を増やすように制
御すれば良いこととなる。以上のことから、タイマをい
っさい使用することなく制動力を可変制御できるため、
タイマに余裕のない低機能のマイコンであっても実現可
能となる。
FIG. 7 shows the characteristics of the braking force obtained by controlling the FETs 16, 18, and 20 as described above. As is clear from the figure, it has been found that the braking force reaches a maximum when there is no thinning (0 times) in the phase section, and then decreases as the number of times of thinning increases. Therefore, when it is desired to obtain a high braking force, the number of times of thinning is reduced, and when it is desired to obtain a low braking force, control is performed so as to increase the number of times of thinning. From the above, since the braking force can be variably controlled without using any timer,
It can be realized even with a low-function microcomputer with no extra timer.

【0024】尚、本実施例に於いては、最大の制動量を
確保できる電気角180度を所定の位相区間として制動
力を可変制御することを説明していたが、位置信号IH
u、IHv、IHwの各エッジ信号を用いることで、電
気角を60度毎に分解することができるため、電気角6
0度及び120度並びに180度に於ける間引き制御を
組み合わせることにより、更に制動力の分解能を高める
ことができることは言うまでもない。
In the present embodiment, the braking force is variably controlled by setting the electrical angle of 180 degrees at which the maximum braking amount can be secured as a predetermined phase section.
By using each of the edge signals u, IHv, and IHw, the electrical angle can be decomposed every 60 degrees.
It goes without saying that the resolution of the braking force can be further improved by combining the thinning control at 0 degree, 120 degrees, and 180 degrees.

【0025】[0025]

【発明の効果】このように、本発明によれば、複数のタ
イマを用いることなくモータの制動力を可変制御できる
ため、簡易なマイコンを採用することができ、よって製
品コストを低減できると共に、これまでのPWMによる
制動制御で問題視されていたモータの回転速度に応じて
制動特性が変化するなどの問題点を生じることがなく、
簡単な制御であるにも係わらず安定した制動力を確保す
ることができる制動制御を実現可能とする。
As described above, according to the present invention, since the braking force of the motor can be variably controlled without using a plurality of timers, a simple microcomputer can be employed, thereby reducing the product cost and There is no problem that the braking characteristics change according to the rotation speed of the motor, which has been regarded as a problem in the braking control by the conventional PWM, and the like.
Despite simple control, it is possible to realize braking control that can secure a stable braking force.

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

【図1】本発明が適用されたブラシレスモータの制御回
路の概略を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied.

【図2】3相ブラシレスモータの各コイルへ電流を供給
するための駆動回路の概略を示す電気回路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram schematically showing a drive circuit for supplying a current to each coil of a three-phase brushless motor.

【図3】図2のモータの駆動時の各スイッチング素子に
供給される信号の状態を示す転流モード図及びその波形
図である。
3A and 3B are a commutation mode diagram and a waveform diagram showing a state of a signal supplied to each switching element when the motor of FIG. 2 is driven.

【図4】図2のモータの制動時に各端子で観測される波
形を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform chart showing waveforms observed at respective terminals when the motor of FIG. 2 is braked.

【図5】図2のモータの制動時のロータの位置を電気的
に示した図である。
FIG. 5 is a view electrically showing a position of a rotor at the time of braking of the motor of FIG. 2;

【図6】図2のモータの制動時の各スイッチング素子の
状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of each switching element when braking the motor of FIG. 2;

【図7】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【図8】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【図9】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 電源 3 スイッチング手段 4 制御手段 5 ロータ位置検出手段 6 U相コイル 7 相コイル 8 相コイル 9 駆動回路 10〜12 出力端子 13 電源端子 14 接地端子 15〜20 FET 21〜26 ダイオード Reference Signs List 1 motor 2 power supply 3 switching means 4 control means 5 rotor position detecting means 6 U-phase coil 7-phase coil 8 phase coil 9 drive circuit 10-12 output terminal 13 power supply terminal 14 ground terminal 15-20 FET 21-26 diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−64304(JP,A) 特開 平5−122982(JP,A) 特開 昭58−19180(JP,A) 特開 平5−137377(JP,A) 特開 平1−190286(JP,A) 特開 平2−231985(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/24 H02P 6/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-64304 (JP, A) JP-A-5-122982 (JP, A) JP-A-58-19180 (JP, A) 137377 (JP, A) JP-A-1-190286 (JP, A) JP-A-2-231985 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 6/24 H02P 6 / 08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータの複数のコイルをモ
ータの電気角に基づいた位相区間に渡って短絡状態とす
ることによりモータの制動を制御する制御回路であっ
て、 前記各コイルを短絡状態とするためのスイッチング手段
と、 前記スイッチング手段を前記位相区間に応じてオン・オ
フ制御するための制御手段とを有し、 前記制御手段が前記位相区間の連続するn個のうちm
(≦n−1)個を選択的に間引くことにより制動力を可
変制御することを特徴とするブラシレスモータの制御回
路。
A control circuit for controlling braking of a motor by short-circuiting a plurality of coils of a brushless motor over a phase section based on an electrical angle of the motor, wherein each of the coils is short-circuited. For controlling on / off control of the switching means in accordance with the phase interval, wherein the control means sets m
A braking force is enabled by selectively thinning out (≦ n-1) pieces.
A control circuit for a brushless motor characterized by performing variable control .
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