JP3561673B2 - Brushless motor protection circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータが拘束されたとき駆動回路あるいはモータが破壊されるのを防止したブラシレスモータの保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
モータの駆動コイルに駆動電流を供給する駆動回路に集積回路を用いたものでは、モータが拘束されたとき駆動回路に過大電流が流れるため、集積回路の温度が上昇してしまい、前記駆動回路が熱で破壊されてしまうのを保護する必要がある。前記保護は、駆動回路側で行う場合と、前記駆動回路を制御するマイコン側で行う場合がある。
【0003】
マイコン側で行う場合は複雑な制御動作が可能であるが、マイコンを用いないモータでは駆動回路側で行う必要がある。前記保護を駆動回路側で行うとき、前記駆動回路を含むモータ回路に速度制御回路を有するものにおいては、モータが拘束されたことを前記速度制御回路で検出して駆動回路を不動作させて保護している。
【0004】
図7に示すようにクロック入力信号をカウントアップするカウンタ1と、該カウンタ1よりの信号で動作されるラッチ回路2と、S/S(スタート/ストップ)入力信号によって、前記駆動回路の動作/不動作を切り替える出力信号S(LOW:スタート)を発生させるS/S回路3と、モータの回転数を制御する速度制御回路4と、該速度制御回路4よりの信号からモータの回転数が設定した制御回転数範囲内に入っているかを判別し、出力信号E(HIGH:制御回転数範囲内)を発生させる速度判別回路5と、前記S/S回路3よりの出力信号Sと速度判別回路5よりの出力信号Eが加えられるOR回路6とからなる。
【0005】
モータが駆動状態(スタート)にされるとカウンタ1はカウントアップを開始する。このときモータの回転数が設定した制御回転数範囲内に入っていれば、前記速度判別回路5よりの出力信号Eがハイレベルとなり、OR回路6の出力信号RST(HIGH:カウンタ1とラッチ回路2をリセット)はハイレベルとなりカウンタ1は常にリセットされるためカウントアップしない。
【0006】
しかしモータが拘束されるとモータの回転数が設定した制御回転数範囲外になったことを前記速度判別回路5が判別し、出力信号Eをローレベルとするので、前記OR回路6の出力信号RSTはローレベルとなりカウンタ1はリセットされない。そのためカウンタ1はカウントアップを続け設定したカウント数までカウントすると出力信号を発生し、ラッチ回路2にその出力信号を加えるため、前記ラッチ回路2から駆動回路を不動作させる出力信号OFF(HIGH:駆動回路オフ)を発生し、前記駆動回路を不動作させて保護する。
【0007】
前記保護を駆動回路側で行うとき、駆動回路を含むモータ回路に速度制御回路を有する場合は前述したように、モータが拘束されるとモータの回転数の異常を判別し保護できる。
【0008】
前記駆動回路を含むモータ回路に速度制御回路がない場合は、各相の駆動コイルに駆動電流を順次切り替えて流すための回転位置検出に用いられているホール素子の信号によって、モータが拘束されたことを判別して前記駆動回路を不動作させて保護する。
【0009】
図8に示すようにクロック入力信号をカウントアップするカウンタ1と、該カウンタ1よりの信号で動作されるラッチ回路2と、S/S(ストップ/スタート)入力信号によって、前記駆動回路の動作/不動作を切り替える出力信号S(LOW:スタート)を発生させるS/S回路3と、ホール入力信号のエッジ部をパルス切出ししてパルス出力信号RPを発生するパルス切出し回路7と、前記S/S回路3よりの出力信号Sとパルス切出し回路7よりのパルス出力信号RPが加えられるOR回路6とからなる。
【0010】
モータが駆動状態(スタート)にされるとカウンタ1はカウントアップを開始する。このときモータが回転中であれば前記パルス切出し回路7よりのパルス信号PRが発生し、前記OR回路6の出力信号RST(HIGH:カウンタ1とラッチ回路2をリセット)はリセットパルスを発生しカウンタ1はリセットされるためカウントアップしない。
【0011】
しかしモータが拘束されると前記パルス切出し回路7よりのパルス出力信号RPが発生されず、前記OR回路6の出力信号RSTはリセットパルスを発生しないため、カウンタ1はリセットされない。
【0012】
そのためカウンタ1はカウントアップし続け設定したカウント数までカウントすると出力信号を発生し、前記ラッチ回路2にその出力信号を加えるため、前記ラッチ回路2から前記駆動回路を不動作させる出力信号OFF(HIGH:駆動回路オフ)を発生し、前記駆動回路を不動作させて保護する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各相の駆動コイルに駆動電流を順次切り替えて流すための回転位置検出にホール素子を用いた場合に、駆動電流の切替わり時にホール素子の信号にノイズが入ることが多く、また駆動電流の切り替える回転位置近辺でモータが拘束されるとホール素子の信号にチャタリングが発生する。ホール素子の信号にノイズが入ったり、ホール素子の信号にチャタリングが発生すると、前記パルス切出し回路7よりのパルス出力信号RPは誤パルス(リセットパルス)を発生し、前記保護ができないことがある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明はラッチ回路の入力端子とリセット端子に、モータ回路からの複数相のホール入力信号を演算処理した異なる相のパルス信号を各々加え、発生させた出力信号のエッジ部をパルス切出し回路で切出してリセット信号を発生し、モータが正常動作状態のとき前記リセット信号で動作状態検出回路を初期の状態を保持し、モータが拘束状態になると動作状態検出回路を変化させ、前記駆動回路を不動作させる出力信号OFFを発生させて、前記駆動回路を不動作させるブラシレスモータの保護回路に関する。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明のブラシレスモータの保護回路を説明する。
【0016】
図1は本発明のブラシレスモータの保護回路図であり、10はモータ回路である。
【0017】
図6は前記モータ回路のブロック図で、ホール素子10a、10b、10cにて回転位置を検出してコンパレータ10d、10e、10fで処理しホール入力信号IN1、IN2及びIN3を発生すると共に、前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を駆動電流切替えロジック10gに加え、その出力信号で駆動回路10kを制御し駆動コイル10r、10s、10tに駆動電流を順次切り替え供給する。11はS/S信号がスタート(モータ駆動状態)にされると動作を開始し、クロック入力信号によって状態が変化する動作状態検出回路である。
【0018】
図9に示すように前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3はホール信号演算回路12で演算処理される。即ちホール入力信号IN1、IN2及びIN3をそれぞれインバートし、パルス信号PN1,PN2及びPN3あるいはホール入力信号IN1、IN2をアンドしたパルス信号P12、ホール入力信号IN1、IN3をアンドしたパルス信号P13及びホール入力信号IN2、IN3をアンドしたパルス信号P23を発生させる。
【0019】
なお、上述の実施例において各相の駆動コイルに駆動電流を順次切り替え流すための回転位置検出にホール素子を用いた場合について説明したが、ホール素子を用いずモータの逆起電圧(EMF)のゼロクロスによって回転位置を検出するセンサレスモータにおいて、回転位置検出信号を前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3の代わりに用いても同様である。
【0020】
13はパルス信号発生用のラッチ回路で、本実施例では入力端子に前記ホール信号演算回路12からのパルス信号PN1が加えられ、リセット端子に前記ホール信号演算回路12からのパルス信号P23が加えられる。
【0021】
図4に示すように、前記ラッチ回路13は電源電圧が加えられるD端子とパルス信号PN1が加えられる入力端子CLとパルス信号P23が加えられるリセット端子R及び出力端子Qを有する。
【0022】
図11に示すように入力端子CLにパルス信号PN1が加えられるとパルス信号PN1の立ち下がりエッジで出力端子Qがハイレベルに変化して、リセット端子Rに前記パルス信号P23が加えられるとパルス信号P23がハイレベルのときはリセットされ出力端子Qがローレベルになるので、入力端子CLにパルス信号PN1の立ち下がりエッジが入力されてからリセット端子Rにパルス信号P23のハイレベルが入力されるまでの間、出力端子Qはハイレベルでラッチされ、ラッチ回路13からパルス信号Pを発生する。
【0023】
なお、上述の実施例において、前記ラッチ回路13の入力端子に前記ホール信号演算回路12からのパルス信号PN1が加えられ、リセット端子には前記ホール信号演算回路12からのパルス信号P23が加えられる場合について説明したが、前記ラッチ回路13の入力端子に前記ホール信号演算回路12からのパルス信号PN2が加えられ、リセット端子には前記ホール信号演算回路12からのパルス信号P13が加えられる場合あるいは前記ラッチ回路13の入力端子に前記ホール信号演算回路12からのパルス信号PN3が加えられ、リセット端子には前記ホール信号演算回路12からのパルス信号P12が加えられる場合についても、ラッチ回路13は前記パルス信号Pを発生することができる。
【0024】
14は前記ラッチ回路13よりの出力パルス信号Pが加えられるパルス切出し回路で、ワンショットマルチバイブレータで構成する。
【0025】
図10に示すように前記ラッチ回路13からの出力パルス信号Pが加わると出力パルス信号Pの立上がりエッジ部をパルス切出ししてリセットパルス信号RPを出力する。
【0026】
図5に示すように、前記パルス切出し回路14をワンショットマルチバイブレータで構成する代わりに、双安定マルチバイブレータ15,16を縦接続し、これら双安定マルチバイブレータ15,16の出力信号をアンド回路17で合成することにより前記と同様にリセットパルス信号RPを得ることができる。
【0027】
なお、上述の実施例において、前記パルス切出し回路14はラッチ回路13からの出力パルス信号Pの立上がりエッジ部をパルス切出ししてリセットパルス信号RPを出力する場合について説明したが、ラッチ回路13からの出力パルス信号Pの立下がりエッジ部をパルス切出ししてリセットパルス信号RPを出力する場合あるいはラッチ回路13からの出力パルス信号Pの立上がりエッジ部と立下がり部の両方をパルス切出ししてリセットパルス信号RPを出力する場合についても同様な保護回路が構成できる。
【0028】
本発明の動作を説明すると、モータが駆動状態(スタート)になると動作状態検出回路11を動作状態にするが、モータが回転中はモータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生するため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23をラッチ回路13に加えると、該ラッチ回路13からはパルス信号RPが生じ、パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力し動作状態検出回路11を次々にリセットするため動作状態検出回路11は所定の動作状態に至らず、前記動作状態検出回路11から駆動オフ信号OFFを発生することはない。
【0029】
今、何らかの原因でモータが拘束されると、前記モータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生しなくなるため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23の状態が変化せず、前記ラッチ回路13よりの出力パルス信号Pの立上がりエッジが発生しなくなり、したがって、前記パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力されなくなるので、動作状態検出回路11は動作状態を変化し続け所定の動作状態まで達し駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作状態にする。
【0030】
図12に示すようにモータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN1の立上がりエッジ部(駆動電流を切り替える回転位置近辺)でモータが拘束状態にされた場合、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングが発生する。
【0031】
しかし前記ホール入力信号IN2及びIN3にはチャタリングが発生しないため、前記ホール入力信号IN2及びIN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングは発生せず、パルス信号P23はローレベルのままとなる。すなわち、前記ラッチ回路13の入力端子にチャタリングしている前記パルス信号PN1が加わっていても、前記ラッチ回路13のリセット端子にはローレベルのままの前記パルス信号P23が加わっているため、図12に示すように前記ラッチ回路13よりの出力信号Pにはチャタリングが発生されず、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されない。したがって、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生していても、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、動作状態検出回路11は動作状態を変化し続け所定の動作状態まで達し駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作させる。
【0032】
また、モータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN2の立ち下がりエッジ部あるいはホール入力信号IN3の立ち上がりエッジ部でモータが拘束状態になった場合、前記ホール入力信号IN2又はIN3にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN2、IN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングが発生する。
【0033】
しかし前記ホール入力信号IN1にはチャタリングが発生しないため前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングは発生されず、前記パルス信号PN1はハイレベルのままとなる。
【0034】
すなわち、前記ラッチ回路13のリセット端子にチャタリングしている前記パルス信号P23が加わっていても、前記ラッチ回路13の入力端子にはハイレベルのままの前記パルス信号PN1が加わっているため、前記ラッチ回路13よりの出力信号Pにはチャタリングが発生されず、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されない。
【0035】
したがって、前記ホール入力信号IN2、あるいはIN3にチャタリングが発生していても、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、動作状態検出回路11は動作状態を変化し続け所定の動作状態まで達し駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作させる。
【0036】
図2は本発明の他の実施例で、前記動作状態検出回路11をクロック入力信号をカウントアップするカウンタ20と、該カウンタ20よりの信号で駆動オフ信号SDを発生するラッチ回路21と、S/S入力信号によってスタート信号Sを発生するS/S回路22と、OR回路23、24で構成している。
【0037】
今モータが駆動状態(スタート)にされるとカウンタ20はカウントアップを開始するが、前述と同様にモータが回転中はモータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生するため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23をラッチ回路13に加えると、該ラッチ回路13からはパルス信号Pが生じ、パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力しカウンタ20を次々にリセットするためカウンタ20は所定のカウント数までカウントアップされず、ラッチ回路21はローレベルのままで、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生することはない。
【0038】
今、何らかの原因でモータが拘束されると、前記モータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生しなくなるため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23の状態が変化せず、前記ラッチ回路13よりの出力パルス信号Pの立上がりエッジが発生しなくなり、したがって、前記パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力されなくなるので、カウンタ20はカウントアップし続け所定のカウント数まで達し、出力信号を発生しラッチ回路21の出力信号SDをローレベルからハイレベルにするので、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作状態にする。
【0039】
図12に示すようにモータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN1の立上がりエッジ部(駆動電流を切り替える回転位置近辺)でモータが拘束状態にされた場合、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングが発生する。
【0040】
しかし前記ホール入力信号IN2及びIN3にはチャタリングが発生しないため、前記ホール入力信号IN2及びIN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングは発生せず、パルス信号P23はローレベルのままとなる。
【0041】
したがって、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生していても、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、カウンタ20はカウントアップし続け所定のカウント数まで達し、出力信号を発生しラッチ回路21の出力信号SDをローレベルからハイレベルにするので、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路を不動作状態にする。
【0042】
また、モータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN2の立ち下がりエッジ部あるいはホール入力信号IN3の立ち上がりエッジ部でモータが拘束状態になった場合、前記ホール入力信号IN2又はIN3にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN2又はIN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングが発生する。
【0043】
しかし、前記ホール入力信号IN1にはチャタリングが発生しないため、前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングは発生せず、前記パルス信号PN1はハイレベルのままとなる。
【0044】
したがって、前記ホール入力信号IN2、あるいはIN3にチャタリング信号が発生していても、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、カウンタ20はカウントアップし続け所定のカウント数まで達し、出力信号を発生しラッチ回路21の出力信号SDをローレベルからハイレベルにするので、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路を不動作状態にする。
【0045】
図3は本発明の他の実施例で動作状態検出回路11をS/S回路22、OR回路23,24、充放電回路25、該充放電回路25にて充放電されるコンデンサ26、前記コンデンサの充電電圧と基準電圧refとを比較するコンパレータ27とで構成されている。
【0046】
S/S入力信号がスタート(モータ駆動状態)にされるとS/S回路22からスタート信号Sを発生し充放電回路25の充電を開始する。モータが回転中はモータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生するため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23をラッチ回路13に加えると、該ラッチ回路13からはパルス信号Pが生じ、パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力し充放電回路25を次々に放電状態にするためコンデンサ26は所定の電圧まで充電されず、コンパレータ27の出力信号SDはローレベルのままであるので、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生することはない。
【0047】
今、何らかの原因でモータが拘束されると、前記モータ回路10からホール入力信号IN1、IN2及びIN3のエッジが発生しなくなるため、ホール信号演算回路12で前記ホール入力信号IN1、IN2及びIN3を演算処理したパルス信号PN1とP23の状態が変化せず、前記ラッチ回路13よりの出力パルス信号Pの立上がりエッジが発生しなくなる。
【0048】
したがって、前記パルス切出し回路14からリセットパルス信号RPが出力されなくなるので、コンデンサ26は充電し続ける。コンデンサ26の充電電圧が基準電圧refより大きくなると、コンパレータ27の出力信号SDはハイレベルとなり、OR回路24から駆動オフ信号OFFを発生させてモータ回路10を不動作状態にする。
【0049】
図12に示すようにモータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN1の立上がりエッジ部(駆動電流を切り替える回転位置近辺)でモータが拘束状態にされた場合、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングが発生する。
【0050】
しかし前記ホール入力信号IN2及びIN3にはチャタリングが発生しないため、前記ホール入力信号IN2及びIN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングは発生せず、パルス信号P23はローレベルのままとなる。
【0051】
したがって、前記ホール入力信号IN1にチャタリングが発生していても、前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、コンデンサ26は充電し続けコンデンサ26の充電電圧が基準電圧refより大きくなると、コンパレータ27の出力信号SDをハイレベルとし駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作状態にさせる。
【0052】
また、モータの回転している状態から、例えば前記ホール入力信号IN2の立ち下がりエッジ部あるいはホール入力信号IN3の立ち上がりエッジ部でモータが拘束状態になった場合、前記ホール入力信号IN2又はIN3にチャタリングが発生し、前記ホール入力信号IN2、IN3を演算処理したパルス信号P23にもチャタリングが発生する。
【0053】
しかし前記ホール入力信号IN1にはチャタリングが発生しないため前記ホール入力信号IN1を演算処理したパルス信号PN1にもチャタリングは発生されず、前記パルス信号PN1はハイレベルのままとなる。
【0054】
したがって、前記ホール入力信号IN2あるいはIN3にチャタリングが発生していても前記パルス切出し回路14から誤ったリセットパルス信号RPが出力されないため、コンデンサ26は充電し続け、コンデンサ26の充電電圧が基準電圧refより大きくなるとコンパレータ27の出力信号SDをハイレベルとし駆動オフ信号OFFを発生し、モータ回路10を不動作状態にする。
【0055】
【発明の効果】
本発明のブラシレスモータの保護回路はパルス信号発生用のラッチ回路の入力端子とリセット端子にモータ回路からの前記複数相のパルス信号を演算処理した異なるパルス信号を加えたので、モータの拘束状態でモータ回路からの前記パルス信号の一相にチャタリング信号が含まれていても前記パルス信号発生用のラッチ回路からはパルス出力信号が発生されず、従ってパルス切出し回路よりリセット信号を発生しないので、動作状態検出回路を変化し続けて、動作状態検出回路より駆動オフ信号を発生させて、モータ回路を不動作させることができる。
また動作状態検出回路にカウンタを用いれば、クロック入力信号をカウンタでカウントするため動作が確実となる。
さらに動作状態検出回路にコンデンサの充放電回路を用いれば、回路構成が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブラシレスモータの保護回路の回路図である。
【図2】本発明のブラシレスモータの保護回路の他実施例を示す回路図である。
【図3】本発明のブラシレスモータの保護回路の他実施例を示す回路図である。
【図4】本発明のブラシレスモータの保護回路に用いたラッチ回路図である。
【図5】本発明のブラシレスモータの保護回路に用いたパルス切出し回路図である。
【図6】本発明に用いたモータ回路の一例を示す回路図である。
【図7】従来のブラシレスモータの保護回路を説明する回路図である
【図8】従来のブラシレスモータの保護回路を説明する他の回路図である
【図9】本発明の各部分のパルス信号波形図である。
【図10】本発明に用いたパルス切出し回路のパルス信号波形図である。
【図11】本発明に用いたラッチ回路の信号波形図である。
【図12】本発明のモータが拘束状態のときの各部分の信号波形図である。
【符号の説明】
10 モータ回路
11 動作状態検出回路
12 ホール信号演算回路
13 パルス信号発生用のラッチ回路
14 パルス切出し回路
20 カウンタ
21 駆動オフ信号発生用のラッチ回路
22 S/S回路
23 OR回路
24 OR回路
25 充放電回路
26 コンデンサ
27 コンパレータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a brushless motor protection circuit that prevents a drive circuit or a motor from being damaged when the motor is restrained.
[0002]
[Prior art]
In the case of using an integrated circuit for a drive circuit that supplies a drive current to a drive coil of a motor, an excessive current flows in the drive circuit when the motor is restrained, so that the temperature of the integrated circuit rises, and the drive circuit You need to protect it from being destroyed by heat. The protection may be performed on the drive circuit side, or may be performed on the microcomputer side that controls the drive circuit.
[0003]
When performed on the microcomputer side, a complicated control operation is possible, but for a motor that does not use a microcomputer, it must be performed on the drive circuit side. When the protection is performed on the drive circuit side, when the motor circuit including the drive circuit has a speed control circuit, the speed control circuit detects that the motor is restrained and disables the drive circuit to protect the motor. are doing.
[0004]
As shown in FIG. 7, a counter 1 counts up a clock input signal, a latch circuit 2 operated by a signal from the counter 1, and an operation / operation of the drive circuit by an S / S (start / stop) input signal. An S / S circuit 3 for generating an output signal S (LOW: start) for switching between non-operations, a speed control circuit 4 for controlling the motor speed, and a motor speed set from a signal from the speed control circuit 4 A speed discriminating circuit 5 for discriminating whether or not the speed is within the set control speed range and generating an output signal E (HIGH: within the control speed range); an output signal S from the S / S circuit 3 and a speed discriminating circuit. And an
[0005]
When the motor is driven (started), the counter 1 starts counting up. At this time, if the rotation speed of the motor is within the set control rotation speed range, the output signal E from the speed discrimination circuit 5 becomes high level, and the output signal RST (HIGH: counter 1 and latch circuit 2 is reset), the counter 1 is always reset and does not count up.
[0006]
However, when the motor is constrained, the speed discrimination circuit 5 discriminates that the rotation speed of the motor is out of the set control rotation speed range, and sets the output signal E to low level. RST becomes low level and the counter 1 is not reset. Therefore, when the counter 1 continues counting up and counts up to the set count number, an output signal is generated, and the output signal is applied to the latch circuit 2 so that the output signal OFF (HIGH: drive Circuit off) and inactivates and protects the drive circuit.
[0007]
When the protection is performed on the drive circuit side, if the motor circuit including the drive circuit has a speed control circuit, as described above, when the motor is constrained, an abnormality in the rotation speed of the motor can be determined and protected.
[0008]
If the motor circuit including the drive circuit did not have a speed control circuit, the motor was restrained by the signal of the Hall element used for detecting the rotational position for sequentially switching and passing the drive current to the drive coil of each phase. Then, the drive circuit is disabled to protect the drive circuit.
[0009]
As shown in FIG. 8, a counter 1 counts up a clock input signal, a latch circuit 2 operated by a signal from the counter 1, and an operation / operation of the drive circuit by an S / S (stop / start) input signal. An S / S circuit 3 for generating an output signal S (LOW: start) for switching non-operation, a
[0010]
When the motor is driven (started), the counter 1 starts counting up. At this time, if the motor is rotating, a pulse signal PR from the
[0011]
However, when the motor is locked, the pulse output signal RP from the
[0012]
Therefore, when the counter 1 continues to count up and counts up to the set count, an output signal is generated, and the output signal is applied to the latch circuit 2 so that the latch circuit 2 outputs an output signal OFF (HIGH) for disabling the drive circuit. : Drive circuit off) to make the drive circuit inoperative and protect it.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a Hall element is used for detecting a rotational position for sequentially switching and supplying a drive current to each phase drive coil, noise is often included in a signal of the Hall element when the drive current is switched. When the motor is constrained in the vicinity of the rotation position to be switched, chattering occurs in the signal of the Hall element. If noise enters the signal of the Hall element or chattering occurs in the signal of the Hall element, the pulse output signal RP from the
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present invention adds a pulse signal of a different phase, which is obtained by arithmetically processing a plurality of hall input signals from a motor circuit, to an input terminal and a reset terminal of a latch circuit, and generates an edge portion of the generated output signal by a pulse extraction circuit. When the motor is in a normal operating state, the operating state detecting circuit is held in an initial state by the reset signal, and when the motor is in a locked state, the operating state detecting circuit is changed to disable the driving circuit. The present invention relates to a protection circuit for a brushless motor that generates an output signal OFF for operation and disables the drive circuit.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The protection circuit of the brushless motor according to the present invention will be described.
[0016]
FIG. 1 is a protection circuit diagram of a brushless motor of the present invention, and 10 is a motor circuit.
[0017]
FIG. 6 is a block diagram of the motor circuit. The rotational position is detected by
[0018]
As shown in FIG. 9, the hall input signals IN1, IN2 and IN3 are arithmetically processed by the hall signal
[0019]
In the above embodiment, the case where the Hall element is used for detecting the rotational position for sequentially switching the drive current to the drive coil of each phase has been described. However, the back electromotive force (EMF) of the motor is not used without using the Hall element. In a sensorless motor that detects a rotational position by zero crossing, the same applies when a rotational position detection signal is used instead of the hall input signals IN1, IN2, and IN3.
[0020]
[0021]
As shown in FIG. 4, the
[0022]
As shown in FIG. 11, when the pulse signal PN1 is applied to the input terminal CL, the output terminal Q changes to a high level at the falling edge of the pulse signal PN1, and the pulse signal P23 is applied to the reset terminal R. When P23 is at the high level, the output terminal Q is reset and the output terminal Q is at the low level. Therefore, from when the falling edge of the pulse signal PN1 is input to the input terminal CL to when the high level of the pulse signal P23 is input to the reset terminal R. During this period, the output terminal Q is latched at the high level, and the
[0023]
In the above-described embodiment, the case where the pulse signal PN1 from the Hall
[0024]
[0025]
As shown in FIG. 10, when the output pulse signal P from the
[0026]
As shown in FIG. 5, instead of forming the
[0027]
In the above-described embodiment, a case has been described in which the
[0028]
The operation of the present invention will be described. When the motor is driven (started), the operation
[0029]
Now, if the motor is restrained for some reason, the edges of the hall input signals IN1, IN2, and IN3 are not generated from the
[0030]
As shown in FIG. 12, when the motor is locked at the rising edge of the hall input signal IN1 (around the rotation position at which the drive current is switched) from the rotating state of the motor, the hall input signal IN1 is Chattering occurs, and chattering also occurs in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hall input signal IN1.
[0031]
However, since chattering does not occur in the hall input signals IN2 and IN3, chattering does not occur in the pulse signal P23 obtained by processing the hall input signals IN2 and IN3, and the pulse signal P23 remains at a low level. That is, even though the chattering pulse signal PN1 is applied to the input terminal of the
[0032]
Further, if the motor is locked at the falling edge of the hall input signal IN2 or the rising edge of the hall input signal IN3 from the state of rotation of the motor, the chattering is performed on the hall input signal IN2 or IN3. Occurs, and chattering also occurs in the pulse signal P23 obtained by performing arithmetic processing on the hall input signals IN2 and IN3.
[0033]
However, since chattering does not occur in the hall input signal IN1, chattering does not occur in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hall input signal IN1, and the pulse signal PN1 remains at the high level.
[0034]
That is, even though the chattering pulse signal P23 is applied to the reset terminal of the
[0035]
Therefore, even if chattering occurs in the hall input signal IN2 or IN3, the erroneous reset pulse signal RP is not output from the
[0036]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the operation
[0037]
Now, when the motor is driven (started), the
[0038]
Now, if the motor is restrained for some reason, the edges of the hall input signals IN1, IN2, and IN3 are not generated from the
[0039]
As shown in FIG. 12, when the motor is locked at the rising edge of the hall input signal IN1 (around the rotation position at which the drive current is switched) from the rotating state of the motor, the hall input signal IN1 is Chattering occurs, and chattering also occurs in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hall input signal IN1.
[0040]
However, since chattering does not occur in the hall input signals IN2 and IN3, chattering does not occur in the pulse signal P23 obtained by processing the hall input signals IN2 and IN3, and the pulse signal P23 remains at a low level.
[0041]
Therefore, even if chattering occurs in the hall input signal IN1, an erroneous reset pulse signal RP is not output from the
[0042]
Further, if the motor is locked at the falling edge of the hall input signal IN2 or the rising edge of the hall input signal IN3 from the state of rotation of the motor, the chattering is performed on the hall input signal IN2 or IN3. Occurs, and chattering also occurs in the pulse signal P23 obtained by performing arithmetic processing on the hall input signal IN2 or IN3.
[0043]
However, since chattering does not occur in the hole input signal IN1, chattering does not occur in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hole input signal IN1, and the pulse signal PN1 remains at the high level.
[0044]
Therefore, even if a chattering signal is generated in the hall input signal IN2 or IN3, since the erroneous reset pulse signal RP is not output from the
[0045]
FIG. 3 shows an S /
[0046]
When the S / S input signal is started (motor driving state), a start signal S is generated from the S /
[0047]
Now, if the motor is restrained for some reason, the edges of the hall input signals IN1, IN2, and IN3 are not generated from the
[0048]
Accordingly, the reset pulse signal RP is not output from the
[0049]
As shown in FIG. 12, when the motor is locked at the rising edge of the hall input signal IN1 (around the rotation position at which the drive current is switched) from the rotating state of the motor, the hall input signal IN1 is Chattering occurs, and chattering also occurs in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hall input signal IN1.
[0050]
However, since chattering does not occur in the hall input signals IN2 and IN3, chattering does not occur in the pulse signal P23 obtained by processing the hall input signals IN2 and IN3, and the pulse signal P23 remains at a low level.
[0051]
Therefore, even if chattering occurs in the hall input signal IN1, the erroneous reset pulse signal RP is not output from the
[0052]
Further, if the motor is locked at the falling edge of the hall input signal IN2 or the rising edge of the hall input signal IN3 from the state of rotation of the motor, the chattering is performed on the hall input signal IN2 or IN3. Occurs, and chattering also occurs in the pulse signal P23 obtained by performing arithmetic processing on the hall input signals IN2 and IN3.
[0053]
However, since chattering does not occur in the hall input signal IN1, chattering does not occur in the pulse signal PN1 obtained by arithmetically processing the hall input signal IN1, and the pulse signal PN1 remains at the high level.
[0054]
Therefore, even if chattering occurs in the hall input signal IN2 or IN3, the erroneous reset pulse signal RP is not output from the
[0055]
【The invention's effect】
The protection circuit of the brushless motor of the present invention adds different pulse signals obtained by processing the multi-phase pulse signals from the motor circuit to the input terminal and the reset terminal of the latch circuit for pulse signal generation. Even if a chattering signal is included in one phase of the pulse signal from the motor circuit, a pulse output signal is not generated from the pulse signal generation latch circuit, and therefore, a reset signal is not generated from the pulse extraction circuit. By continuously changing the state detection circuit, a drive-off signal is generated from the operation state detection circuit, and the motor circuit can be made inoperable.
If a counter is used for the operation state detection circuit, the operation is assured because the clock input signal is counted by the counter.
Further, if a capacitor charge / discharge circuit is used for the operation state detection circuit, the circuit configuration is simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a protection circuit of a brushless motor according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of a brushless motor protection circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of a brushless motor protection circuit according to the present invention.
FIG. 4 is a latch circuit diagram used in the protection circuit of the brushless motor of the present invention.
FIG. 5 is a pulse cutout circuit diagram used in a brushless motor protection circuit according to the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a motor circuit used in the present invention.
7 is a circuit diagram illustrating a conventional brushless motor protection circuit. FIG. 8 is another circuit diagram illustrating a conventional brushless motor protection circuit. FIG. 9 is a pulse signal of each part of the present invention. It is a waveform diagram.
FIG. 10 is a pulse signal waveform diagram of a pulse extracting circuit used in the present invention.
FIG. 11 is a signal waveform diagram of a latch circuit used in the present invention.
FIG. 12 is a signal waveform diagram of each part when the motor of the present invention is in a constrained state.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
前記モータ回路が駆動開始した後、前記モータが回転している状態から拘束された場合、動作が変化し続け、前記動作が所定の状態に達することによって、前記モータ回路を不動作させる駆動オフ信号を発生する動作状態検出回路と、
前記モータ回路からの複数相のパルス信号を演算処理する信号演算回路と、
前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち所定相のパルス信号を演算処理したパルス信号が入力端子に加えられてセットされ、前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち前記所定相とは異なる他相のパルス信号を演算処理した他のパルス信号が加えられリセットされるパルス信号発生用のラッチ回路と、
該ラッチ回路がセットされてからリセットされるまでに発生されるパルス信号のエッジ部を切出しリセット信号を発生するパルス切出し回路とよりなり、
前記モータが正常動作状態のとき前記リセット信号で前記動作状態検出回路の初期の状態を保持し、前記モータが拘束状態になると前記リセット信号が発生せず前記動作状態検出回路を変化し続けさせ前記駆動オフ信号を発生させ、前記モータ回路を不動作させることを特徴とするブラシレスモータの保護回路。A motor circuit for sequentially supplying a drive current to a drive coil and generating a multi-phase pulse signal in accordance with the rotation of the motor;
After the motor circuit starts to be driven , if the motor is restrained from a rotating state, the operation continues to change and the operation reaches a predetermined state, so that a drive-off signal for disabling the motor circuit. An operation state detection circuit that generates
A signal arithmetic circuit for arithmetically processing the multi-phase pulse signals from the motor circuit,
A pulse signal generated from the signal operation circuit and obtained by processing a pulse signal of a predetermined phase among the multi-phase pulse signals is added to an input terminal and set, and the multi-phase pulse generated from the signal operation circuit is generated. A latch circuit for generating a pulse signal to which another pulse signal obtained by performing an arithmetic process on a pulse signal of another phase different from the predetermined phase among the signals is added and reset,
A pulse cutout circuit that cuts out an edge portion of a pulse signal generated from when the latch circuit is set until reset, and generates a reset signal;
The motor holds the initial state of the operating state detection circuit by the reset signal in the normal operating state, the motor is allowed to continue to change the operating state detection circuit without the reset signal is generated to become constrained state the A protection circuit for a brushless motor, wherein a drive-off signal is generated to make the motor circuit inoperative.
前記モータ回路が駆動開始した後、前記モータが回転している状態から拘束された場合、カウントアップし続けて所定数に達することによって、前記モータ回路を不動作させる駆動オフ信号を発生させるカウンタと、
前記モータ回路からの複数相のパルス信号を演算処理する信号演算回路と、
前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち所定相のパルス信号を演算処理したパルス信号が入力端子に加えられてセットされ、前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち前記所定相とは異なる他相のパルス信号を演算処理した他のパルス信号が加えられリセットされるパルス信号発生用のラッチ回路と、
該ラッチ回路がセットされてからリセットされるまでに発生されるパルス信号のエッジ部を切出しリセット信号を発生するパルス切出し回路とよりなり、
前記モータが正常動作状態のとき前記リセット信号で前記カウンタをリセットし初期の状態を保持し、前記モータが拘束状態になると前記カウンタを前記所定数までカウントアップさせ前記駆動オフ信号を発生させ、前記モータ回路を不動作させることを特徴とするブラシレスモータの保護回路。A motor circuit for sequentially supplying a drive current to a drive coil and generating a multi-phase pulse signal in accordance with the rotation of the motor;
A counter for generating a drive-off signal for disabling the motor circuit by continuing to count up and reaching a predetermined number when the motor circuit is restrained from rotating after the motor circuit starts to drive; ,
A signal arithmetic circuit for arithmetically processing the multi-phase pulse signals from the motor circuit,
A pulse signal generated from the signal operation circuit, which is obtained by processing a pulse signal of a predetermined phase among the pulse signals of the plurality of phases, is added to an input terminal and is set, and the pulse of the plurality of phases is generated from the signal operation circuit. A latch circuit for generating a pulse signal to which another pulse signal obtained by performing an arithmetic process on a pulse signal of another phase different from the predetermined phase among the signals is added and reset,
A pulse cutout circuit that cuts out an edge portion of a pulse signal generated from when the latch circuit is set until reset, and generates a reset signal;
The motor to hold the counter resets the initial state in the reset signal in the normal operating state, the motor generates the driving OFF signal to count up the counter to become constrained state until the predetermined number, the A protection circuit for a brushless motor, wherein the motor circuit is disabled.
前記モータ回路が駆動開始した後、前記モータが回転している状態から拘束された場合、コンデンサを充電状態にし充電し続ける充放電回路と、
該コンデンサの充電電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと、
前記モータ回路からの複数相のパルス信号を演算処理する信号演算回路と、
前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち所定相のパルス信号を演算処理したパルス信号が入力端子に加えられてセットされ、前記信号演算回路から発生する、前記複数相のパルス信号のうち前記所定相とは異なる他相のパルス信号を演算処理した他のパルス信号が加えられリセットされるパルス信号発生用のラッチ回路と、
該ラッチ回路がセットされてからリセットされるまでに発生されるパルス信号のエッジ部を切出しリセット信号を発生するパルス切出し回路とよりなり、
前記モータが正常動作状態のとき前記リセット信号で前記充放電回路を充放電状態にし、前記モータが拘束状態になると前記充放電回路を充電状態のみにし、前記コンデンサを前記基準電圧以上まで充電させ前記コンパレータの出力信号を変化させ前記駆動オフ信号を発生させ、前記モータ回路を不動作させることを特徴とするブラシレスモータの保護回路。A motor circuit for sequentially supplying a drive current to a drive coil and generating a multi-phase pulse signal in accordance with the rotation of the motor;
After the motor circuit starts driving , when the motor is restrained from a rotating state, a charge / discharge circuit that keeps charging the capacitor in a charged state,
A comparator for comparing a charging voltage of the capacitor with a reference voltage,
A signal arithmetic circuit for arithmetically processing the multi-phase pulse signals from the motor circuit,
A pulse signal generated from the signal operation circuit, which is obtained by processing a pulse signal of a predetermined phase among the pulse signals of the plurality of phases, is added to an input terminal and is set, and the pulse of the plurality of phases is generated from the signal operation circuit. A latch circuit for generating a pulse signal to which another pulse signal obtained by performing an arithmetic processing on a pulse signal of another phase different from the predetermined phase among the signals is added and reset,
A pulse cutout circuit that cuts out an edge portion of a pulse signal generated from when the latch circuit is set until reset, and generates a reset signal;
The motor to charge and discharge states of the charging and discharging circuit at the reset signal in the normal operating state, the motor is only charged state the charging and discharging circuit to become constrained state, thereby charging the capacitor to the reference voltage or more the comparator to change the output signal of to generate the driving off signal, the protection circuit of the brushless motor, characterized in that for non-operation of the motor circuit.
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