JP3548091B2

JP3548091B2 - センサレスモータの駆動回路

Info

Publication number: JP3548091B2
Application number: JP2000173203A
Authority: JP
Inventors: 努島崎; 秀巨前戸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001352785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、迅速に回転を停止できるようにしたセンサレスモータの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホール素子等のセンサを用いて回転位置を検出し、駆動コイルに流れる駆動電流を切替えるモータ回路では、ブレーキ時にモータの回転数が低下し逆転すると、前記センサに検出される信号の入力順序が変るので、そのときの状態を検出してモータへのトルクを遮断して逆転を防止している。
【０００３】
従来のホール素子を用いたモータ駆動回路を図３に従って説明する。
【０００４】
１、２、３は駆動コイル、４、５、６は出力回路である。出力回路４はエミッタが接続されたトランジスタ４ａ、４ｂとこれらトランジスタ４ａ、４ｂにて制御されるトランジスタ４ｃ、４ｄ、４ｅとよりなる。出力回路５、６も全く同様な構成である。
【０００５】
７、８、９はホール素子１０、１１、１２より検出された回転位置信号を比較するコンパレータでコンパレータ出力Ｕ、Ｖ、Ｗを出力する。１３は前記コンパレータ出力Ｕ、Ｖ、Ｗを合成し合成信号Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを発生する合成回路である。
【０００６】
１４は逆転検出回路であり、モータを停止させるため逆トルクを加えると次第に減速し、ついにモータが逆転したことが逆転検出回路１４で検出される。
【０００７】
次に、その動作について図４を参照して説明する。
【０００８】
モータが回転するとホール素子１０、１１、１２より回転位置を検出して回転位置信号を発生し、コンパレータ７、８、９で比較しコンパレータ出力Ｕ、Ｖ、Ｗを出力する。前記コンパレータ出力Ｕ、Ｖ、Ｗは合成回路１３で合成され合成信号Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力する。
【０００９】
ここで、合成信号Ｖｕはコンパレータ出力−Ｗとコンパレータ出力Ｕの合成信号で、合成信号Ｖｖはコンパレータ出力−Ｕとコンパレータ出力Ｖの合成信号で、又合成信号Ｖｗはコンパレータ出力−Ｖとコンパレータ出力Ｗの合成信号である。
【００１０】
前記合成信号Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは出力回路４、５、６に加えられる。今Ａ期間の電気角１２０度ではトランジスタ４ｂ、４ｅがオンし、又前記Ａ期間の最初の電気角６０度ではトランジスタ５ｄがオンし，Ａ期間の次の電気角６０度ではトランジスタ６ｄがオンするので、駆動コイル１には矢印方向の駆動電流が流れる。
【００１１】
Ｂ期間の電気角１２０度ではトランジスタ４ａがオンし、それによりトランジスタ４ｃ、４ｄがオンし、又Ｂ期間の最初の電気角６０度ではトランジスタ５ｅがオンし，Ｂ期間の次の電気角６０度ではトランジスタ６ｅがオンするので、駆動コイル１には反矢印方向の駆動電流が流れモータを回転する。このような動作を繰返しモータを回転する。
【００１２】
次に、従来のホール素子を用いたモータ駆動回路のモータの正回転と逆回転の判別について図５の波形を参照して説明する。
【００１３】
モータが正回転している場合、逆転検出回路１４のＤＦＦ１５のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｖの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｕのハイレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１５の端子Ｑはハイレベルとなる。同様に、ＤＦＦ１６のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｗの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｖのハイレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１６の端子Ｑはハイレベルとなる。ＤＦＦ１７のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｕの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｗのハイレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１７の端子Ｑはハイレベルとなる。従って、ＤＦＦ１５、１６、１７の端子Ｑはいずれもハイレベルであり、アンド回路１８からハイレベルの信号Ｇが検出され、モータが正回転していることが判別できる。
【００１４】
モータが逆回転すると、ホール素子１０、１１、１２からの回転位置信号の発生順序が変り、ＤＦＦ１５のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｖの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｕのローレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１５の端子Ｑはローレベルとなる。同様に、ＤＦＦ１６のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｗの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｖのローレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１６の端子Ｑはローレベルとなる。ＤＦＦ１７のクロック端子Ｃにコンパレータ出力Ｕの立上がりパルスが加わると、端子Ｄにコンパレータ出力Ｗのローレベルの信号が加わっているので、ＤＦＦ１７の端子Ｑはローレベルとなる。従って、ＤＦＦ１５、１６、１７の端子Ｑのすくなくとも何れかがローレベルとなり、モータが逆回転したことが判別できるので、駆動トルクを遮断する等することによりモータを迅速に停止できる。
【００１５】
図６に、本件出願人が出願した特許公開公報特開平１０−１４６０８９号に記載されている従来のセンサレスモータの駆動回路を示す。
【００１６】
２１、２２、２３はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイル、２４、２５、２６はコンパレータで一方の端子にはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイル２１、２２、２３に現れる逆誘起電圧波形Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、が加えられ、他方の端子には共通接続端の中点電圧波形ＣＯＭが加えら、コンパレータ出力ＣＯＭＰｕ，ＣＯＭＰｖ，ＣＯＭＰｗを発生する。
【００１７】
２７、２８、２９、３０、３１，３２は出力トランジスタ、４０、４１、４２はＤＦＦ、４３はロジック回路で、前記コンパレータ出力ＣＯＭＰｕ，ＣＯＭＰｖ，ＣＯＭＰｗに基づいて出力トランジスタ２７〜３２を制御する６種類の制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ、Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋの他、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイル２１、２２、２３がオン又はオフ状態であることを表す通電ロジック信号Ｕｌｏｇｉｃ、Ｖｌｏｇｉｃ、Ｗｌｏｇｉｃ、前記ＤＦＦ４０、４１、４２のＱ端子から得られた矩形波を基に電気角６０度毎にハイレベル及びローレベルを繰返す６０度信号を出力する。
【００１８】
４４はトリガパルス発生回路で、前記６０度信号が印加され、６０度信号の立上がり及び立ち下がりでトリガパルスを発生する。
【００１９】
５０は遅延回路で、具体的には図７に示すように、複数個のＤＦＦ５１−１、５１−２、５１−ｍからなる。この遅延回路５０に６０度信号及び電圧制御発振器４７の出力が印加されると、複数個のＤＦＦ５１−１、５１−２、５１−ｍにて電圧制御発振器４７の出力周波数の所定周期分だけ６０度信号の位相を遅らせた遅延信号ｄｅｌａｙが得られる。
【００２０】
５２，５３，５４は各相のマスキング回路で、具体的には図８に示すように、６０度信号と遅延信号ｄｅｌａｙとをＥＸＮＯＲゲート５５に入力し、排他的論理和の反転出力が得られる。更にＥＸＮＯＲゲート５５の出力と通電ロジック信号Ｖｌｏｇｉｃとの論理積がＡＮＤゲート５６から出力される。更に、ＡＮＤゲート５６の出力と電圧制御発振器４７の出力との論理積がマスキング信号ＶｍａｓｋとしてＡＮＤゲート５７から出力される。
【００２１】
続いて図９を参照して、このセンサレスモータの駆動回路の動作を説明する。
【００２２】
図９に示す動作波形を用いて、Ｖ相を中心として説明する。ａ期間は出力トランジスタ２９がオンしている期間で、ｂ期間は出力トランジスタ３０がオンしている期間で、このａ、ｂ期間以外は出力トランジスタ２９、３０がオフしている期間である。
【００２３】
従って、ロジック回路４３からはａ期間の電気角１２０度だけローレベルとなる制御信号Ｖｓｏｕｒｃｅと、ｂ期間の電気角１２０度だけローレベルとなる制御信号Ｖｓｉｎｋが出力され、これら制御信号Ｖｓｏｕｒｃｅ及び制御信号Ｖｓｉｎｋはコンパレータによって出力トランジスタ２９、３０が定められたタイミングでオン・オフすることにより駆動コイル２に駆動電流を流しモータを回転する。
【００２４】
Ｕ相及びＷ相についても同様に出力トランジスタ２７又は出力トランジスタ３１及び出力トランジスタ２８、３２を順次オンオフさせて駆動コイル２１、２３に駆動電流を流しモータを回転する。
【００２５】
ロジック回路４３の動作はＤＦＦ４０、４１、４２の信号をＶｕがローレベルの状態からハイレベルの状態への変化、Ｖｗハイレベルの状態からローレベルの状態への変化、Ｖｖがローレベルの状態からハイレベルの状態への変化、Ｖｕがハイレベルの状態からローレベルの状態への変化、Ｖｗがローレベルの状態からハイレベルの状態への変化、Ｖｖハイレベルの状態からローレベルの状態への変化の順序で検出するようにロジックが組まれており、その検出信号に基づいて前記６種類の制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ、Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋを発生する。この検出順序は正転時の逆起信号の状態変化であり、逆回転しても前記順序で逆起信号を検出してしまう。そのためモータの回転方向を判別することができない。
【００２６】
ところで前記駆動コイル２２に流れる駆動電流はａ及びｂ期間の終了する時点ｃでは、駆動コイル２２が通電状態から非通電状態に切替わるため、駆動コイル２２にキックバックパルスが発生する。
【００２７】
このため位置検出コンパレータ２５の出力ＣＯＭＰｖには、このキックバックパルスの影響をうけて周波数の高い瞬時にハイレベルとローレベルの間を変化するノイズが重畳されるので、マスキング信号Ｖｍａｓｋを発生させマスキングしている。マスキング信号Ｖｍａｓｋは６０度信号を遅延させることにより得られた信号であるため、各相の駆動コイルでキックバックパルスが終了してからさらに遅延した時点から駆動電圧のゼロクロス位置までハイレベルとなる。従ってこの期間はキックバック電圧の影響を受けることがない期間であるためマスキングを行っていない。
【００２８】
また、マスキング信号Ｖｍａｓｋは電圧制御発振器４７の出力周波数の整数倍周期だけ遅延した信号であって、遅延信号ｄｅｌａｙと６０度信号をＥＸＮＯＲゲート５５に入力することにより電気角６０度の期間内において、遅延時間を差引いた期間の信号となる。従って、マスキング信号ＶｍａｓｋはＡＮＤゲート５６のハイレベル出力期間において、整数倍の周期を有することになる。このマスキンク信号Ｖｍａｓｋの立ち下がりがＤＦＦ４１のＣ端子に入力される。そのためキックバックパルスを発生した後、所定の遅延時間を経過した時点から位置検出コンパレータ２５よりコンパレータ出力ＣＯＭＰｖが経過する時点までマスキング信号Ｖｍａｓｋが発生するため、キックバックパルスの影響をうけない位置検出コンパレータ２５の出力ＣＯＭＰｖを得ることができる。Ｕ相およびＶ相も同様にキックバックパルスの影響を除去できる。
【００２９】
上述した従来のセンサレスモータの駆動回路では、駆動コイルに流れる駆動電流がオフの時誘起される逆誘起波形を検出し、位置検出コンパレータでコンパレートし、そのコンパレートされた出力を制御ロジック回路に加え、前記制御ロジック回路から６種類の制御信号を発生させ、駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタを制御している。
【００３０】
しかし前記６種類の制御信号の検出順序はモータの回転方向に関係なく同一順序であるため逆転したことを検出することが出来ない。よって従来の逆転検知回路ではトルク遮断の時期を判断できない。
【００３１】
ところでセンサレスモータで起動させるにはカウンタを用いることがある。即ち起動モードにしたとき、電圧制御発振器は最低周波数で発振するようにされているため、カウンタは前記電圧制御発振器からの発振信号でカウントアップされ、起動信号を発生する。
【００３２】
前記起動信号はロジック回路に加わり、ロジック回路の相切替部で切替え転流し３相の場合６種類の出力信号を発生する。その６種類の出力信号をマトリックスし、前記制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ、Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋに相当する起動パルス信号を発生し、出力トランジスタを強制的に順次ＯＮさせて、駆動コイルに駆動電流を供給しモータを回転させる。
【００３３】
前記カウンタからの起動信号が何度か発生し、起動パルス信号で出力トランジスタをＯＮさせ駆動コイルに駆動電流を暫時流すと、駆動コイルに逆誘起電圧波形Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、が発生し、前述したようにモータを回転し、その後は速度信号によりカウンタがリセットされ、前記カウンタからの起動信号が停止しても回転し続ける。
【００３４】
【発明が解決するための課題】
前述したようにセンサレスモータにおいては、停止させるために逆転トルクを加えモータを減速させついに逆転しても、制御ロジック回路で前記逆誘起波形を検出する順序は変らないため、モータが逆転したことが検出できないので、モータを速やかに停止できない問題があった。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記電圧制御発振回路の発振信号で起動に用いるカウンタ回路をカウントするが、前記カウンタ回路はモータが正常回転しているときには回転速度に応じて発生する速度信号でリセットされてカウントアップされないが、通電ロジック回路にブレーキ指令を加え、ブレーキ状態にしてモータの回転速度を低下させ速度信号が入らないときでも、電圧制御発振器は前記カウンタ回路をカウントし前記起動パルスを発生するために最低周波数で発振しており、カウンタ回路は電圧制御発振器からの発振信号でカウントアップされ、回転数が十分に低下したときカウンタ回路を所定数までカウントしカウント信号を発生させて、そのカウント信号とブレーキ信号で駆動コイルへの駆動電流を停止し駆動トルクを遮断する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。
【００３７】
図１に、本発明のセンサレスモータの駆動回路を示す。
【００３８】
６２、６３、６４は駆動回路６１を構成するモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイルであり、各駆動コイルはＹ結線され、一端を各相の駆動回路に接続し、他端を共通接続端ＣＯＭに接続されている。
【００３９】
６５、６６、６７はモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各駆動コイル６２、６３、６４に対応する位置検出コンパレータであり、位置検出コンパレータ６５、６６、６７の一方の入力端子にはＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイル６２、６３、６４に生じる逆誘起波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが印加され、他の入力端子には共通接続端ＣＯＭの中点電圧波形ＶＣＯＭが印加される。
【００４０】
尚、位置検出コンパレータの６５、６６、６７他方の入力端子に中点電圧波形ＶＣＯＭを加える代わりに駆動コイル６２、６３、６４の出力電圧を合成した出力合成電圧波形ＶＣＯを加えてもよい。
【００４１】
７０、７１はＵ相の駆動コイル６２に駆動電流を供給するためのＰＮＰ型およびＮＰＮ型の出力トランジスタであり、そのエミッタ・コレクタ路を電源ＶＣＣおよび接地間に直列接続され、コレクタ共通接続点は駆動コイル６２の一端に接続されている。同様に、７２、７３はＶ相の駆動コイル６３に駆動電流を供給するためのＰＮＰ型およびＮＰＮ型の出力トランジスタであり、そのエミッタ・コレクタ路を電源ＶＣＣおよび接地間に直列接続され、コレクタ共通接続点は駆動コイル６３の一端に接続されている。
【００４２】
更に７４、７５はＷ相の駆動コイル６４に駆動電流を供給するためのＰＮＰ型およびＮＰＮ型の出力トランジスタであり、そのエミッタ・コレクタ路を電源ＶＣＣおよび接地間に直列接続され、コレクタ共通接続点は駆動コイル６４の一端に接続されている。
【００４３】
７６は制御ロジック回路であり、位置検出コンパレータ６５、６６、６７のコンパレータ出力Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて制御ロジック信号を発生し、該制御ロジック信号に基づいて通電ロジック回路から前記出力トランジスタ７０〜７５を駆動するための６種類の制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ、Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋを出力する他、出力トランジスタ７０と７１、出力トランジスタ７２と７３および出力トランジスタ７４と７５が共にオフしＶｌｏｇｉｃ信号（図９参照）を発生する。
【００４４】
前記制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅはバッファ７８を介して出力トランジスタ７０のベースに印加され、制御信号Ｕｓｉｎｋはインバータ７９を介して出力トランジスタ７１のベースに印加される。同様に、制御信号Ｖｓｏｕｒｃｅはバッファ８０を介して出力トランジスタ７２のベースに印加され、制御信号Ｖｓｉｎｋはインバータ８１を介して出力トランジスタ７３のベースに印加される。更に、制御信号Ｗｓｏｕｒｃｅはバッファ８２を介して出力トランジスタ７４のベースに印加され、制御信号Ｗｓｉｎｋはインバータ８３を介して出力トランジスタ７５のベースに印加される。
【００４５】
前記通電ロジック回路７７からは制御信号Ｖｌｏｇｉｃ（図９参照）に基づいた速度信号３ＦＧを発生する。８５はＰＬＬ回路で、前記速度信号３ＦＧが加えられる位相比較器８６と該位相比較器８６よりの制御信号にて発振周波数を変化する電圧制御発振器８７と、該電圧制御発振器８７よりの発振数周波数を分周し位相比較器８６に加える分周器８８とよりなる。
【００４６】
前記電圧制御発振器は後述するカウンタ回路をカウントし前記起動パルスを発生するため、モータの回転速度が低下あるいは停止しているときでも最低周波数で発振している。
【００４７】
８９は第１カウンタ９０と第２カウンタ９１とよりなるカウンタ回路で、前記電圧制御発振器８７からの発振信号でカウントアップし前記速度信号３ＦＧでリセットされる。前記第１カウンタ９０は電圧制御発振器８７から得られるパルス信号をＮ１までカウントするとカウント出力信号ＫＮＴ１を発生し、そのカウント出力信号ＫＮＴ１はブレーキ信号ＢＲＫと共にアンド回路９２を介し通電ロジック回路７７に供給し、駆動電流を遮断する。
【００４８】
前記第２カウンタ９０は起動時にＮ１を越えＮ２までカウントアップするとカウント出力信号ＫＮＴ２を発生し、モータが停止していると判断し制御ロッジク回路７６を起動モードに切替えると共に起動パルス信号を発生し、モータが逆誘起信号を検出して回転するようになると速度信号３ＦＧでリセットされカウントアップを停止し、制御ロジック回路７６を正常の動作状態に切替える。
【００４９】
次に動作について、図２を参照して説明する。
【００５０】
図２に示すように動作電源を動作状態にすると、前記通電ロジック回路７７からは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の出力トランジスタ７０〜７５を駆動モードに応じ予め定められた順序で駆動する為の６種類の制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ，Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ，Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋの他、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各駆動コイル６２、６３、６４が通電、非通電状態であることを表す通電ロジック信号Ｕｌｏｇｉｃ（図示せず），Ｖｌｏｇｉｃ，Ｗｌｏｇｉｃ（図示せず）を出力する。前記通電ロジック信号Ｕｌｏｇｉｃ，Ｖｌｏｇｉｃ，Ｗｌｏｇｉｃは各々Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相で通電が行われない６０度期間だけハイレベルとなる信号である。
【００５１】
図２に示すａ期間の電気角１２０度だけローレベルとなる制御信号Ｖｓｏｕｒｃｅとｂ期間の電気角１２０度だけローレベルとなる通電ロジック信号Ｖｓｉｎｋが出力され、同様に前記より電気角１２０度位相が進みローレベルとなる通電ロジック信号Ｗｓｏｕｒｃｅと通電ロジック信号Ｗｓｉｎｋ及びさらに１２０度位相が進み通電ロジック信号Ｕｓｏｕｒｃｅと通電ロジック信号Ｕｓｉｎｋが出力される。
【００５２】
従ってａ期間は、電源側の出力トランジスタ７２がオンすると共に、最初の電気角６０度の期間は出力トランジスタ７５がオンし、続いて出力トランジスタ７１がオンし、ｂ期間は接地側の出力トランジスタ７３オンすると共に、最初の電気角６０度は出力トランジスタ７４がオンし、続いて出力トランジスタ７０がオンする。このａ、ｂ両期間以外の期間は両出力トランジスタ７２、７３が共にオフしている期間である。
【００５３】
次に、図２で示すように、駆動コイル６３には逆誘起波形Ｖｖが発生し、駆動コイル６２、６３にも同様に逆誘起波形Ｖｕ、Ｖｗが発生する。
【００５４】
例えば駆動コイル６３に発生する逆誘起波形Ｖｖ，は位置検出コンパレータ６６の入力に加えられる。又前記位置検出コンパレータ６６の他の入力には出力中性点電圧波形ＣＯＭが加えられ、該位置検出コンパレータ６６で比較されコンパレータ出力ＣＯＭＰｖを発生し、制御ロジック回路７６に加えられ、さらに通電ロジック回路７７に入る。
【００５５】
同様に前記駆動コイル６２に発生する逆誘起波形Ｖｕ，は位置検出コンパレータ６５の入力に加え、又駆動コイル６４に発生する逆誘起波形Ｖｗ，は位置検出コンパレータ６７の入力に加えられる。前記位置検出コンパレータ６５，６７の他の入力には出力合成電圧波形ＣＯＭが加えられ、該位置検出コンパレータ６５、６７で比較されコンパレータ出力ＣＯＭＰｕ又はＣＯＭＰｗを発生し、制御ロジック回路７６に加えられる。
【００５６】
コンパレータ出力ＣＯＭＰｕ、ＣＯＭＰｖ及びＣＯＭＰｗが加えられることにより、通電ロジック回路７７から前記通電ロジック信号Ｖｓｏｕｒｃｅと通電ロジック信号Ｖｓｉｎｋ、前記通電ロジック信号Ｕｓｏｕｒｃｅと通電ロジック信号Ｕｓｉｎｋ及び通電ロジック信号Ｗｓｏｕｒｃｅと通電ロジック信号Ｗｓｉｎｋを発生し、モータを回転させる。
【００５７】
モータが回転すると、制御ロジック回路７６から速度信号３ＦＧを発生し、ＰＬＬ回路８５の位相比較器８６に加わり、該位相比較器８６から制御信号を発生しコンデンサによって平滑した制御電圧に変換し電圧制御発振器８７に供給されて、制御電圧に応じた周波数の発振を行う。前記制御発振器８７からの発振信号ＯＳＣは分周器８８で分周され位相比較器８６の前記と異なる端子に帰還され、前記速度信号３ＦＧと比較され、差分の制御信号を発生し電圧制御発振器８７に加え、前記電圧制御発振器８７の発振周波数を制御し速度信号に応じた発振信号ＯＳＣを発振する。
【００５８】
前記発振信号ＯＳＣは制御ロジック回路７６に加わり、該制御ロジック回路７６に加わる駆動コイル６２、６３、６４の駆動電流が切替わるときに発生したキックバック信号をマスクするための制御ロジック信号を発生する。前記発振信号ＯＳＣはカウンタ回路８９にも供給され、該カウンタ回路８９をカウントするが、カウンタ回路８９のリセット端子には前記速度信号３ＦＧが加えられるため、カウンタ回路８９はカウントアップされない。
【００５９】
次にモータを停止するためにブレーキ指令信号を入力すると、ブレーキ信号ＢＲＫは通電ロジック回路７７に加えられ、モータに逆トルクブレーキをかけ減速させる。減速開始の初期は制御ロジック回路７６からの速度信号３ＦＧがカウンタ回路８９に加わり、リセットし続け、カウンタ回路８９はカウントアップされない。しかしモータの回転速度が十分に低下したとき電圧制御発振器８７は発振し続けるが、速度信号３ＦＧの周波数が低下するため、カウンタ回路８９の第１カウンタ９０はリセットされるより早くカウンタアップし、カウント出力ＫＮＴ１を生じる。前記カウント信号ＫＮＴ１はアンド回路９２に加わり、該アンド回路９２にはブレーキ信号ＢＲＫが加えられているので、前記ブレーキ信号ＢＲＫは通電ロジック回路７７に加えられ、駆動電流を切って駆動トルクを遮断するのでモータを迅速に停止される。
【００６０】
尚、前記において駆動電流を切って駆動トルクを遮断しモータを停止させたが、停止通電ロジック信号Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｉｎｋ及びＷｓｉｎｋを同時にローベルとし、出力トランジスタ７１、７３、７５を同時にオンしショートブレーキをかけ、モータを停止させてもよい。
【００６１】
起動モードにしたとき、電圧制御発振器は最低周波数で発振するようにされているため、カウンタ回路８９はカウントする。このときモータはまだ回転していないので速度信号３ＦＧが加わらず、またブレーキ信号もないので前記カウンタ回路８９は前記電圧制御発振器からの発振信号で第１カウンタ９０のカウント数Ｎ１を越え第２カウンタ９１のカウント数Ｎ２までカウントアップされ、カウント信号ＫＮＴ２を発生し制御ロッジク回路７６に加えられる。
【００６２】
前記カウント信号ＫＮＴが制御ロッジク回路７６に加えられたことにより、モータが停止していると判断し制御ロッジク回路７６を起動モードに切替えると共に起動パルス信号を発生する。
【００６３】
前記起動信号は制御ロジック回路７６に加わり、該制御ロジック回路７６の相切替部で信号を切替え転流させ６種類の出力信号を発生する。その６種類の出力信号をマトリックスし、前記制御信号Ｕｓｏｕｒｃｅ、Ｕｓｉｎｋ、Ｖｓｏｕｒｃｅ、Ｖｓｉｎｋ、Ｗｓｏｕｒｃｅ、Ｗｓｉｎｋに相当する起動パルス信号を発生し、出力トランジスタ７０、７１、７２、７３、７４、７５を強制的に順次ＯＮさせて、駆動コイルに駆動電流を供給しモータを回転させる。
【００６４】
前記第２カウンタ９１からの起動信号が何度か発生し、起動パルス信号で出力トランジスタ７０、７１、７２、７３、７４、７５をＯＮさせ駆動コイルに駆動電流を暫時流すと、駆動コイルに逆誘起電圧波形Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、が発生し、前述したようにモータは回転開始する。
【００６５】
モータが回転開始すると速度制御信号３ＦＧが発生し、３ＦＧ信号がカウンタ回路８９のリセット端子に加わると、カウンタ８９はリセットされ、第２カウンタ９１はカウント出力信号ＫＮＴ２が発生しなくなり、制御ロジック回路７６を起動状態から通常の動作状態に切替える。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のセンサレスモータの駆動回路は通電ロジック回路にブレーキ信号を加え逆トルクブレーキ状態にしモータの回転速度が低下し、モータの回転数が十分に低下したとき、前記カウンタ回路をカウントアップしカウント信号を発生させ駆動回路の駆動電流を遮断するので、迅速にモータの回転を停止できる。
【００６７】
またブレーキ信号とカウンタが所定するカウントアップしたときに発生するカウント信号をアンド回路に加え、該アンド回路の出力信号で駆動電流を遮断するようにしたので、ブレーキ時でモータの回転速度が十分に低下したときのみに駆動トルクを遮断できる。
前記電圧制御回路を含むＰＬＬ回路は従来のセンサレスモータ回路で駆動コイルが通電状態から非通電状態に切替わるとき、駆動コイルに発生するキックバックパルスをマスクするマスキング信号の発生のために使用され、またカウンタは起動パルスを発生させるために使用されているので、回路部品を殆ど追加することなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセンサレスモータの駆動回路を説明する回路図である。
【図２】本発明のセンサレスモータの駆動回路の波形図である。
【図３】従来のセンサ付きモータの駆動回路を説明する回路図である
【図４】図３のセンサ付きモータの駆動回路の波形図である。
【図５】図３のセンサ付きモータの駆動回路の一部分の波形図である。
【図６】従来のセンサレスモータの駆動回路を説明する回路図である。
【図７】図６の従来のセンサレスモータの駆動回路の一部分のブロック図である。
【図８】図６の従来のセンサレスモータの駆動回路の他部分のブロック図である。
【図９】図６の従来のセンサレスモータの駆動回路の波形図である
【符号の説明】
６１駆動回路
６２、６３、６４駆動コイル
６５、６６、６７位置検出コンパレータ
７１、７２、７３、７４、７５出力トランジスタ
７６制御ロジック回路
７７通電ロジック回路
８５ＰＬＬ回路
８６位相比較器
８７電圧制御発振器
８９カウンタ回路
９０第１カウンタ
９１第２カウンタ

Claims

複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する複数の出力トランジスタと、前記複数相の各駆動コイルに発生する逆誘起波形と前記複数相の駆動コイルの合成電圧波形又は中性点電圧波形とを比較する複数の位置検出コンパレータと、前記位置検出コンパレータのコンパレータ出力に基づいて制御ロジック信号を発生する制御ロジック回路と、該制御ロジック回路の制御ロジック信号に基づいて前記複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタを順次オン・オフさせる通電タイミング信号を発生させる通電ロジック回路と、前記制御ロジック回路からモータの回転速度に応じて発生する速度信号にて発振周波数を変化する電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の発振信号でカウントアップし前記速度信号でリセットされるカウンタ回路とよりなり、前記通電ロジック回路にブレーキ信号を加え逆トルクブレーキ状態にしモータの回転速度が低下し、前記電圧制御発振器の発振信号が十分に低下したとき、前記カウンタが前記速度信号でリセットされるより早く所定数までカウントアップし発生するカウント信号で駆動回路の駆動電流を遮断又はショートブレーキ状態にすることを特徴とするセンサレスモータの駆動回路。
前記ブレーキ信号と前記カウンタが前記速度信号でリセットされるより早く所定数までカウントアップしたときに発生するカウント信号とをアンド回路に加え、該アンド回路の出力信号で駆動電流を遮断又はショートブレーキ状態にすることを特徴とする請求項１に記載のセンサレスモータの駆動回路。
前記カウンタ回路を直列に接続される第１カウンタと第２カウンタとで構成し、前記ブレーキ信号を加え逆トルクブレーキ状態にしたとき前記第１カウンタが前記速度信号でリセットされるより早く所定数までカウントアップし発生する出力信号で前記複数相の駆動コイルの駆動電流を遮断又はショートブレーキ状態にし、起動時前記第１カウンタの所定数を越え前記第２カウンタが所定数までカウントアップし発生する出力信号を前記制御ロジック回路に供給し強制的に転流動作させ起動し、モータが回転し前記速度信号が発生すると前記カウンタ回路をリセットし、起動状態から通常の動作状態に切替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサレスモータの駆動回路。