JP4543669B2 - Motor drive device, motor, equipment - Google Patents

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、光メディア機器及びハードディスク機器等の情報機器や、空調機器、空気清浄機、給湯機と言った機器に搭載されるモータを駆動するためのモータ駆動装置に関する。さらにまた、その駆動装置により駆動されるモータ、及びその駆動装置により駆動されるモータを搭載した機器に関する。   The present invention relates to a motor drive device for driving a motor mounted on information devices such as copiers, printers, optical media devices, and hard disk devices, and devices such as air conditioners, air purifiers, and water heaters. . Furthermore, the present invention relates to a motor driven by the driving device and a device equipped with the motor driven by the driving device.

例えば、空調機器又は情報機器に搭載される各種駆動用モータは、長寿命、高信頼性、速度制御の容易さなどの長所を活かして、ブラシレスDCモータ(以下、モータという)が用いられることが多い。   For example, brushless DC motors (hereinafter referred to as motors) are often used for various drive motors mounted on air conditioning equipment or information equipment, taking advantage of long life, high reliability, and ease of speed control. Many.

図17は従来におけるモータ駆動装置の回路構成図である。図18は図17に示すモータ駆動装置の動作説明図、すなわち、モータ回転角(電気角)に対する回路各部の信号波形図である。   FIG. 17 is a circuit configuration diagram of a conventional motor driving device. FIG. 18 is a diagram for explaining the operation of the motor drive device shown in FIG. 17, that is, signal waveform diagrams of each part of the circuit with respect to the motor rotation angle (electrical angle).

図17において、同図に示すモータの駆動装置は、ホール素子などからなる複数個の位置検出素子901、903及び905を用いてモータのロータの位置を検出する。3相分配器890は、それぞれの位置検出素子901、903及び905からの位置信号Hu、Hv及びHwを入力し、3相分配信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0をパルス幅変調器(PWM変調器)840に対して出力する。速度設定器860は、比較器850の一方の入力端子に対して速度設定信号Sを出力する。三角波発振器847は、比較器850の他方の入力端子に対してキャリア信号CYを出力する。比較器850は、信号Sと信号CYとを比較し、信号Sに対応したパルス幅を有する信号をパルス幅変調器840に出力する。それにより、パルス幅変調器840は、信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を信号Sに応じたパルス幅を有する信号に変調し、その変調された各信号をゲートドライバ830に対して出力する。通電器820は、ゲートドライバ830からの各信号を入力し、その信号に基づき、通電器820を構成する6個のトランジスタを順次オン又はオフするように制御する。   In FIG. 17, the motor driving apparatus shown in FIG. 17 detects the position of the rotor of the motor using a plurality of position detecting elements 901, 903, and 905 made up of Hall elements. The three-phase distributor 890 receives position signals Hu, Hv, and Hw from the respective position detection elements 901, 903, and 905, and outputs the three-phase distribution signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 to a pulse width modulator. (PWM modulator) Outputs to 840. The speed setting device 860 outputs a speed setting signal S to one input terminal of the comparator 850. The triangular wave oscillator 847 outputs a carrier signal CY to the other input terminal of the comparator 850. Comparator 850 compares signal S and signal CY, and outputs a signal having a pulse width corresponding to signal S to pulse width modulator 840. Thereby, the pulse width modulator 840 modulates the signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 into signals having a pulse width corresponding to the signal S, and each of the modulated signals to the gate driver 830. Output. The energizer 820 receives each signal from the gate driver 830 and controls the six transistors constituting the energizer 820 to be sequentially turned on or off based on the signal.

こうして、モータのステータに備えられた3相の駆動コイル811、813及び815への給電は、図18に示す信号U、V、Wのように、ロータ位置に応じて順次切り換えられて、それに伴ないモータは回転する。   Thus, the power supply to the three-phase drive coils 811, 813 and 815 provided in the motor stator is sequentially switched according to the rotor position, as shown by the signals U, V and W shown in FIG. No motor rotates.

このような従来における回路構成の場合、モータ起動時において、次のように回路の機能を保持する必要がある。すなわち、ゲートドライバ内のバッファ831、833及び835の各出力端子s1h、s2h及びs3hをある一定期間毎にグランドと同電位とし、同バッファ831、833及び835の各出力端子g1h、g2h及びg3hから信号を出力する回路機能を保持する必要がある。なぜなら、バッファ831、832、833、834、835及び836は、それぞれ信号G1H、G1L、G2H、G2L、G3H及びG3Lを受けて、それぞれトランジスタ821、822、823、824、825及び826を動作させるのに十分な電圧を、それぞれの出力端子g1h、g1L、g2h、g2L、g3h及びg3Lから出力する役割をしているためである。   In the case of such a conventional circuit configuration, it is necessary to maintain the function of the circuit as follows when the motor is started. That is, the output terminals s1h, s2h, and s3h of the buffers 831, 833, and 835 in the gate driver are set to the same potential as the ground every certain period, and the output terminals g1h, g2h, and g3h of the buffers 831, 833, and 835 are It is necessary to retain a circuit function for outputting a signal. Because the buffers 831, 832, 833, 834, 835, and 836 receive the signals G 1 H, G 1 L, G 2 H, G 2 L, G 3 H, and G 3 L, respectively, and operate the transistors 821, 822, 823, 824, 825, and 826, respectively: This is because a sufficient voltage is output from the output terminals g1h, g1L, g2h, g2L, g3h, and g3L.

その中で、端子g1L、g2L及びg3Lからの出力は、トランジスタ822、824及
び826のソース端子がグランドに接続されているので、グランドと十分な電圧差を持てばトランジスタ822、824及び826をオンさせることができる。しかし、端子g1h、g2h及びg3hからの出力は、グランドとの電圧差ではなく、端子s1h、s2h及びs3hの電圧に対して十分な電圧差を持つ必要がある。トランジスタ821、823及び825のソース端子と接続されている端子s1h、s2h及びs3hは、それぞれ駆動コイル811、813及び815にも接続されているため、トランジスタ821、822、823、824、825及び826のオンオフに伴い、それら端子s1h、s2h及びs3hの各電圧は変動する。そして、トランジスタ821、823及び825がオンした場合、端子s1h、s2h及びs3hの電圧は電源電圧Vdcとなる。この電圧より高
い電圧が外部より供給されない場合は、その電圧を作り出す必要が有り、それには、端子s1h、s2h及びs3hにそれぞれコンデンサを接続しておき、端子s1h、s2h及びs3hがグランドと同電位になった時に、次にトランジスタ821、823及び825を動作させるのに十分な電圧を各コンデンサに充電する。そして、バッファ831は、その充電電圧と、端子s1hの電圧との加算電圧を端子g1hから出力する。バッファ833は、その充電電圧と、端子s2hの電圧との加算電圧を端子g2hから出力する。バッファ835は、その充電電圧と、端子s3hの電圧との加算電圧を端子g3hから出力する。上記のように、各コンデンサを充電するために、端子s1h、s2h及びs3hを一定期間毎にグランドと同電位にする必要がある。もしも各コンデンサへ十分な充電が行われないと、トランジスタ821、823及び825のトランジスタがオンできない。その結果、3相コイル811、813及び815に正常な通電がなされず、モータは回転しない。
Among them, the outputs from the terminals g1L, g2L and g3L are such that the source terminals of the transistors 822, 824 and 826 are connected to the ground, so that the transistors 822, 824 and 826 are turned on if there is a sufficient voltage difference from the ground. Can be made. However, the outputs from the terminals g1h, g2h, and g3h need to have a sufficient voltage difference with respect to the voltages at the terminals s1h, s2h, and s3h, not the voltage difference from the ground. Since the terminals s1h, s2h, and s3h connected to the source terminals of the transistors 821, 823, and 825 are also connected to the drive coils 811, 813, and 815, respectively, the transistors 821, 822, 823, 824, 825, and 826 are connected. Each of the terminals s1h, s2h, and s3h varies with the on / off state. When the transistors 821, 823, and 825 are turned on, the voltages at the terminals s1h, s2h, and s3h become the power supply voltage Vdc. When a voltage higher than this voltage is not supplied from the outside, it is necessary to create the voltage. To this end, a capacitor is connected to each of the terminals s1h, s2h and s3h, and the terminals s1h, s2h and s3h have the same potential as the ground. Then, each capacitor is charged with a voltage sufficient to operate transistors 821, 823, and 825. Then, the buffer 831 outputs an addition voltage of the charging voltage and the voltage of the terminal s1h from the terminal g1h. The buffer 833 outputs the added voltage of the charging voltage and the voltage of the terminal s2h from the terminal g2h. The buffer 835 outputs the added voltage of the charging voltage and the voltage at the terminal s3h from the terminal g3h. As described above, in order to charge each capacitor, the terminals s1h, s2h, and s3h must be set to the same potential as the ground at regular intervals. If the capacitors are not sufficiently charged, the transistors 821, 823, and 825 cannot be turned on. As a result, the three-phase coils 811, 813 and 815 are not normally energized and the motor does not rotate.

具体的な回路動作としては、通常、通電器820内のトランジスタ821、823及び825がオフの場合に、トランジスタ822、824及び826をオンさせることで端子s1h、s2h及びs3hを強制的にグランド電位としている。   As a specific circuit operation, normally, when the transistors 821, 823, and 825 in the energizer 820 are off, the terminals s1h, s2h, and s3h are forcibly grounded by turning on the transistors 822, 824, and 826. It is said.

しかしながら、その回路動作の際、駆動コイル811、813及び815はトランジスタ822、824及び826を介して互いに接続されるため、モータはブレーキ状態となる。その状態は、通常駆動時には問題とならないが、モータを減速する場合には、そのブレーキによって急減速するため、振動が大きくなり、騒音の原因となっていた。   However, during the circuit operation, the drive coils 811, 813 and 815 are connected to each other via the transistors 822, 824 and 826, so that the motor is in a brake state. This state does not cause a problem during normal driving, but when the motor is decelerated, it is decelerated suddenly by the brake, resulting in increased vibration and noise.

また、従来における別のモータ駆動装置におけるモータのトルク制御方法は次の通りである。すなわち、モータの振動や騒音を低減するための方法として、モータの目標回転数を変化させるときに、トルクパターンのトルク補償量の幅を一旦所定値よりも狭くしておき、目標回転数に到達した後に、所定時間経過後に上記トルク補償量を所定値に戻している。(例えば特許文献1参照)
特開2002−27777号公報 上記従来のモータの駆動装置では、この方法により、モータの駆動中の振動や騒音の低減は可能である。しかしながら、この装置では、トルクパターンのトルク補償量の幅を一旦所定値よりも狭くしておき、目標回転数に到達した後に、所定時間経過後にトルク補償量を所定値に戻すといった複雑な回路動作が必要であり、複雑な制御を行わなければならなかった。
In addition, a motor torque control method in another conventional motor driving apparatus is as follows. In other words, as a method for reducing motor vibration and noise, when changing the target rotational speed of the motor, the torque compensation amount of the torque pattern is once made narrower than the predetermined value to reach the target rotational speed. After that, the torque compensation amount is returned to a predetermined value after a predetermined time has elapsed. (For example, see Patent Document 1)
JP, 2002-27777, A By the above-mentioned conventional motor drive device, vibration and noise during the drive of a motor are possible by this method. However, in this device, a complicated circuit operation in which the torque compensation amount width of the torque pattern is once narrower than a predetermined value, and after reaching a target rotational speed, the torque compensation amount is returned to the predetermined value after a predetermined time has elapsed. It was necessary and complicated control had to be performed.

また、減速時の振動がモータを搭載する機器と共振して騒音を生じる要因になったり、モータの振動が伝わって機器を振動させたりして、機器全体の品質及び性能向上の阻害要因となる虞があった。   In addition, the vibration at the time of deceleration resonates with the equipment on which the motor is mounted and causes noise, or the vibration of the motor is transmitted to vibrate the equipment, which hinders improvement in the quality and performance of the entire equipment. There was a fear.

本発明は、上記課題を解決するもので、モータ駆動時において低振動及び低騒音を簡素な構成で実現できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that can realize low vibration and low noise with a simple configuration when the motor is driven.

本発明のモータ駆動装置、そのモータ駆動装置により駆動されるモータ、そして、そのモータ駆動装置により駆動されるモータを搭載した機器において、そのモータ駆動装置は次の構成を有する。
(a)3相の駆動コイルを有するモータと;
(b)駆動コイルに対して通電を行うための通電器と;
(c)通電器が駆動コイルに対して行う通電方式を制御するための通電制御器とを含み、その通電制御器は、
モータの停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間では、駆動コイルへ電圧を印加する期間における各コイル電位を、通電器内のトランジスタをオン又はオフすることにより、電源電圧又はグランドのどちらかの電位にするように制御し、
設定回転数を超えて駆動される第2通電期間では、駆動コイルへ電圧を印加する期間における各コイル電位を、電源電圧の電位とするか、又は通電器内のトランジスタをオフして駆動コイルを開放するように制御する。具体的には、以下のとおりである。
In a motor drive device of the present invention, a motor driven by the motor drive device, and a device equipped with a motor driven by the motor drive device, the motor drive device has the following configuration.
(A) a motor having a three-phase drive coil;
(B) an energizer for energizing the drive coil;
(C) an energization controller for controlling an energization method performed by the energizer with respect to the drive coil, and the energization controller includes:
In the first energization period from the stop state of the motor to a predetermined set rotational speed, each coil potential during the period in which the voltage is applied to the drive coil is turned on or off by turning on or off the transistor in the energizer. Control to either potential,
In the second energization period driven exceeding the set rotational speed, each coil potential in the period in which the voltage is applied to the drive coil is set to the power supply voltage potential, or the transistor in the energizer is turned off to turn the drive coil on. Control to open. Specifically, it is as follows.

本発明の第1の発明は、(a)3相の駆動コイルを有するモータと、
(b)前記駆動コイルに対して通電を行うための通電器と、
(c)前記通電器が前記駆動コイルに対して行う通電方式を制御するための通電制御器とを含む構成を有し、
前記通電制御器には、位置検出器と、回転数検出器と、通電信号発生器と、パルス幅変調器と、ゲートドライバとを含む構成を有し、
さらには三角波信号と速度指令信号とを備え、この三角波信号と速度指令信号とを電圧比較する比較器を具備し、
前記通電器には前記駆動コイルの第1端子に接続される上アームのトランジスタと下アームのトランジスタとを含み、この上アームのトランジスタと下アームのトランジスタとの接続点と前記駆動コイルの第1端子とを接続する構成であり、前記駆動コイルの第2端子は前記モータの中性点に接続される構成を有し、
前記通電信号発生器には、前記位置検出器からの位置検出信号と、前記回転数検出器からの通電期間検出信号とを入力し、前記通電信号発生器からは通電波形信号を出力され、
前記パルス幅変調器には、前記通電波形信号を入力しかつ前記比較器の出力端子とを接続し、
前記通電波形信号は、前記パルス幅変調器及び前記ゲートドライバを介して前記通電器に入力することにより前記駆動コイルは通電される構成を有し、
前記通電信号発生器は前記検出器から出力される通電期間検出信号に基づいて第1の通電波形信号及び第2の通電波形信号を出力し、モータの停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間には前記第1の通電波形信号を出力し、前記設定回転数を超えて駆動される第2通電期間には前記第2の通電波形信号を出力する構成を具備し、
前記第1通電期間では、前記第1の通電波形信号に基づいて前記駆動コイルへ電圧を印加する通電期間における各コイル電位の制御を、前記通電器内の前記上アームのトランジスタをオンのときに前記下アームのトランジスタをオフすること、また逆に前記上アームのトランジスタをオフのときに前記下アームのトランジスタをオンすること、と繰り返すことにより、前記各コイル電位を電源電圧の電位とすることと、前記各コイル電位をグランド電位とすることとを繰り返し、
前記第2通電期間では、前記第2の通電波形信号に基づいて前記駆動コイルへ電圧を印加する通電期間における各コイル電位を、前記通電器内の前記上アームのトランジスタをオンのときに前記下アームのトランジスタをオフして電源電圧の電位とすることと、前記上アームのトランジスタをオフのときに前記下アームの前記トランジスタをオフして駆動コイルを開放することとを繰り返すように制御する構成を具備するモータ駆動装置である。
The first invention of the present invention is: (a) a motor having a three-phase drive coil;
(B) an energizer for energizing the drive coil;
(C) having a configuration including an energization controller for controlling an energization method performed by the energizer on the drive coil;
The energization controller has a configuration including a position detector, a rotation speed detector, an energization signal generator, a pulse width modulator, and a gate driver.
Furthermore, a triangular wave signal and a speed command signal are provided, and a comparator that compares the voltage between the triangular wave signal and the speed command signal is provided.
The energizer includes an upper arm transistor and a lower arm transistor connected to a first terminal of the drive coil, and a connection point between the upper arm transistor and the lower arm transistor and a first of the drive coil. A second terminal of the drive coil is connected to a neutral point of the motor,
In the energization signal generator, a position detection signal from the position detector and an energization period detection signal from the rotation speed detector are input, and an energization waveform signal is output from the energization signal generator,
The pulse width modulator is connected to the energization waveform signal and connected to the output terminal of the comparator,
The energization waveform signal has a configuration in which the drive coil is energized by being input to the energizer via the pulse width modulator and the gate driver,
The energization signal generator outputs a first energization waveform signal and a second energization waveform signal based on the energization period detection signal output from the detector, and outputs a first energization waveform signal from a motor stop state to a predetermined set rotational speed. The first energization waveform signal is output during one energization period, and the second energization waveform signal is output during the second energization period driven exceeding the set rotational speed,
In the first energization period, control of each coil potential in the energization period in which a voltage is applied to the drive coil based on the first energization waveform signal is performed when the transistor of the upper arm in the energizer is turned on. it turns off the transistors of the lower arm, also possible to turn on the transistors of the lower arm in the off transistors of the upper arm Conversely, by repeating the capital, the potential of the power supply voltage the coils potential it and, to repeat and that the potential of the ground the respective coils potential,
In the second energization period, the coil potential in the energization period in which a voltage is applied to the drive coil based on the second energization waveform signal is set to be lower when the transistor of the upper arm in the energizer is turned on. and that the potential of the power supply voltage to turn off the transistors of the arm, configured to control so as to repeat the opening the off to the drive coil the transistors of the lower arm in the off transistors of the upper arm It is a motor drive device which comprises.

本発明の第2の発明は、第1の発明において、
前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角であるモータ駆動装置。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect,
The motor drive device in which at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° to 180 ° in electrical angle.

本発明の第3の発明は、請求項1記載のモータ駆動装置において、
さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、
前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、
前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする構成を具備するモータ駆動装置である。
According to a third aspect of the present invention, in the motor drive device according to claim 1,
And a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °.
The wide-angle energizer comprises a configuration capable of detecting an overlapping period in which adjacent drive coils of the drive coils are in the same energized state,
The energization controller has a configuration in which the magnitude of energization to the drive coil is a first value during the overlap period and the magnitude of the energization is a second value during periods other than the overlap period. This is a motor drive device.

本発明の第4の発明は、第3の発明において、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とするモータ駆動装置である。   A fourth invention of the present invention is the motor drive device according to the third invention, wherein a ratio of the first value to the second value is sin (π / 3): 1.

本発明の第5の発明は、第1の発明のモータ駆動装置を具備するモータである。   A fifth invention of the present invention is a motor comprising the motor drive device of the first invention.

本発明の第6の発明は、第5の発明において、前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角であるモータである。   In a sixth aspect of the present invention based on the fifth aspect, at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° to 180 ° in electrical angle. It is a motor.

本発明の第7の発明は、第5の発明において、さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする構成を具備するモータである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the electronic device further includes a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °, wherein the wide-angle energizer includes the drive coil. Among them, a configuration is provided that can detect an overlap period in which adjacent drive coils are in the same energized state, and the energization controller sets the magnitude of energization to the drive coil as a first value during the overlap period. The motor includes a configuration in which the magnitude of the energization is a second value during a period other than the overlap period.

本発明の第8の発明は、第7の発明において、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とするモータである。   An eighth invention of the present invention is the motor according to the seventh invention, wherein the ratio of the first value to the second value is sin (π / 3): 1.

本発明の第9の発明は、第1の発明のモータ駆動装置を搭載した機器である。   A ninth invention of the present invention is an apparatus equipped with the motor drive device of the first invention.

本発明の第10の発明は、第9の発明において、前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角である機器である。   According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° to 180 ° in electrical angle. It is a certain device.

本発明の第11の発明は、第9の発明において、さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする機器である。   The eleventh invention of the present invention is based on the ninth invention, further comprising a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °, wherein the wide-angle energizer is connected to the drive coil. Among them, a configuration is provided that can detect an overlap period in which adjacent drive coils are in the same energized state, and the energization controller sets the magnitude of energization to the drive coil as a first value during the overlap period. , And a device in which the magnitude of the energization is a second value during the period other than the overlap period.

本発明の第12の発明は、第11の発明において、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とする機器である。   A twelfth aspect of the present invention is the device according to the eleventh aspect, wherein the ratio of the first value to the second value is sin (π / 3): 1.

モータ駆動時の振動及び騒音を大幅に低減することができる。   Vibration and noise when driving the motor can be greatly reduced.

発明を実施するための形態について、実施例を用いて説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for inventing is demonstrated using an Example.

図1は本発明の第1の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図であり、図2は図1に示すモータ駆動装置の動作説明図である。   FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a motor drive device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the motor drive device shown in FIG.

ここでは、第1及び第2通電期間において、3相各駆動コイルへの通電が、電気角120°の矩形波通電波形による通電の場合について説明する。   Here, a case will be described in which the energization of each of the three-phase drive coils is energized by a rectangular wave energization waveform with an electrical angle of 120 ° in the first and second energization periods.

図1において、モータ10は、U相駆動コイル11、V相駆動コイル13及びW相駆動コイル15からなる3相の駆動コイルを有している。その各駆動コイルは、次のようにして通電器20に接続されている。通電器20は、3つの電界効果トランジスタ(FET)21、23及び25により上アームを構成し、同トランジスタ22、24及び26により下アームを構成している。U相駆動コイル11の第1端子は、トランジスタ21及び22の接続点に接続されている。V相駆動コイル13の第1端子は、トランジスタ23及び24の接続点に接続されている。W相駆動コイル15の第1端子は、トランジスタ25及び26の接続点に接続されている。U相駆動コイル11、V相駆動コイル13及びW相駆動コイル15のそれぞれの第2端子は、互いに接続され中性点Nを成している。   In FIG. 1, the motor 10 has a three-phase drive coil including a U-phase drive coil 11, a V-phase drive coil 13, and a W-phase drive coil 15. Each drive coil is connected to the energizer 20 as follows. The electrification device 20 constitutes an upper arm by three field effect transistors (FETs) 21, 23 and 25, and constitutes a lower arm by the transistors 22, 24 and 26. A first terminal of the U-phase drive coil 11 is connected to a connection point between the transistors 21 and 22. A first terminal of the V-phase drive coil 13 is connected to a connection point between the transistors 23 and 24. A first terminal of the W-phase drive coil 15 is connected to a connection point between the transistors 25 and 26. The second terminals of the U-phase drive coil 11, the V-phase drive coil 13, and the W-phase drive coil 15 are connected to each other to form a neutral point N.

直流電源(図示せず)の正側給電端子(電源電圧Vdc)は、通電器20の上アームの各トランジスタに接続されている。一方、直流電源の負側給電端子(図示せず)は、グランドに接続されている。通電器20の下アームの各トランジスタもまたグランドに接続されている。このよう回路構成により、3相駆動コイルには、直流電源から通電器20の上アームのトランジスタ群、及び下アームのトランジスタ群を介して電力が供給される。   A positive power supply terminal (power supply voltage Vdc) of a DC power supply (not shown) is connected to each transistor of the upper arm of the energizer 20. On the other hand, the negative power supply terminal (not shown) of the DC power supply is connected to the ground. Each transistor of the lower arm of the energizer 20 is also connected to ground. With such a circuit configuration, electric power is supplied to the three-phase drive coil from the DC power source through the upper arm transistor group and the lower arm transistor group of the energizer 20.

位置検出器101、103及び105は、ホール素子又はホールICなどで構成される。それら検出器101、103及び105は、モータ10の可動子(図示せず。回転運動型のモータではロータ、リニア運動型のモータでは可動子、以降はロータとして説明する。)の各相駆動コイル11、13及び15に対する位置を検出する。検出器101、103及び105から出力されるそれぞれの位置検出信号Hu、Hv及びHwは、通電信号発生器90に入力される。通電信号発生器90は、図2に示すような通電波形信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0をパルス幅変調器(PWM変調器)40に対して出力する。なお、信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0は、「H」レベルのとき、通電器20を構成するトランジスタ21、22、23、24、25及び26がオンし、逆に「L」レベルのときオフするように構成している。また、信号UH0、VH0、WH0は互いに電気角120°の位相差をもち、信号UL0、VL0、WL0もまた互いに電気角120°の位相差をもっている。   The position detectors 101, 103, and 105 are configured by Hall elements or Hall ICs. The detectors 101, 103, and 105 are each phase drive coil of a mover of the motor 10 (not shown; a rotor is used for a rotary motion motor, a mover is used for a linear motion motor, and the rotor is hereinafter described as a rotor). Detect positions relative to 11, 13 and 15. The respective position detection signals Hu, Hv and Hw output from the detectors 101, 103 and 105 are input to the energization signal generator 90. The energization signal generator 90 outputs energization waveform signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 as shown in FIG. 2 to the pulse width modulator (PWM modulator) 40. When the signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 are at “H” level, the transistors 21, 22, 23, 24, 25, and 26 that constitute the energizer 20 are turned on, and conversely “L”. It is configured to turn off at the level. The signals UH0, VH0, and WH0 have a phase difference of 120 electrical degrees, and the signals UL0, VL0, and WL0 also have a phase difference of 120 electrical degrees.

ここで、通電信号発生器90には、さらに回転数検出器70が接続されている。それにより、通電信号発生器90は、検出器70が出力する通電期間検出信号OL1に基づき、モータの停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間には図2左図に示すような第1の通電波形信号を、上記所定の設定回転数を超えて駆動される第2通電期間には図2右図に示すような第2の通電波形信号を出力する。   Here, a rotation speed detector 70 is further connected to the energization signal generator 90. Thus, the energization signal generator 90 is based on the energization period detection signal OL1 output from the detector 70, as shown in the left diagram of FIG. 2 during the first energization period from the motor stop state to a predetermined set rotational speed. In the second energization period in which the first energization waveform signal is driven exceeding the predetermined set rotational speed, a second energization waveform signal as shown in the right diagram of FIG. 2 is output.

パルス幅変調器40は、ANDゲート41、43及び45と、片側インバータ入力のANDゲート42、44及び46とを備えている。ゲート41、43及び45の一方の入力端子には、それぞれ信号UH0、VH0及びWH0が入力される。ゲート41、43及び45の他方の入力端子は、共通接続され比較器50の出力端子に接続される。ANDゲート42、44及び46の一方の入力端子には、それぞれ信号UL0、VL0及びWL0が入力される。ANDゲート42、44及び46の他方の入力端子であるインバータ入力端子には、それぞれゲート41、43及び45の出力端子が接続される。比較器50は、速度設定器60が出力する速度指令信号Sと、三角波発生器47が出力する三角波信号CYとを電圧比較する。なお、信号CYは、パルス幅変調におけるいわゆるキャリア信号であり、その周波数は(数kHz〜数100kHz程度)であり、信号Sの周波数に比べかなり高く設定されている。   The pulse width modulator 40 includes AND gates 41, 43, and 45, and AND gates 42, 44, and 46 that are one-side inverter inputs. Signals UH0, VH0, and WH0 are input to one input terminals of the gates 41, 43, and 45, respectively. The other input terminals of the gates 41, 43 and 45 are connected in common and connected to the output terminal of the comparator 50. Signals UL0, VL0, and WL0 are input to one input terminals of the AND gates 42, 44, and 46, respectively. The output terminals of the gates 41, 43 and 45 are connected to the inverter input terminal which is the other input terminal of the AND gates 42, 44 and 46, respectively. The comparator 50 compares the voltage of the speed command signal S output from the speed setter 60 with the triangular wave signal CY output from the triangular wave generator 47. The signal CY is a so-called carrier signal in pulse width modulation, and its frequency is (several kHz to several hundred kHz), and is set to be considerably higher than the frequency of the signal S.

ゲートドライバ30は、バッファ31、32、33、34、35及び36を備えている。バッファ31、33及び35には、それぞれゲート41、43及び45の各出力信号G1H、G2H及びG3Hが入力される。バッファ32、34及び36には、それぞれゲート42、44及び46の各出力信号G1L、G2L及びG3Lが入力される。   The gate driver 30 includes buffers 31, 32, 33, 34, 35 and 36. The buffers 31, 33, and 35 receive the output signals G1H, G2H, and G3H of the gates 41, 43, and 45, respectively. The buffers 32, 34, and 36 receive the output signals G1L, G2L, and G3L of the gates 42, 44, and 46, respectively.

バッファ31、32、33、34、35及び36の出力端子からの出力信号g1h、g1L、g2h、g2L、g3h及びg3Lは、それぞれトランジスタ21、22、23、24、25及び26のそれぞれゲートに入力される。   Output signals g1h, g1L, g2h, g2L, g3h, and g3L from the output terminals of the buffers 31, 32, 33, 34, 35, and 36 are input to the gates of the transistors 21, 22, 23, 24, 25, and 26, respectively. Is done.

また、バッファ31、33及び35のもう1つの出力端子(出力信号s1h、s2h及びs3h)は、それぞれトランジスタ21と22との接続点、トランジスタ23と24との接続点及びトランジスタ25と26との接続点に接続される。   The other output terminals (output signals s1h, s2h, and s3h) of the buffers 31, 33, and 35 are connected to the connection point between the transistors 21 and 22, the connection point between the transistors 23 and 24, and the transistors 25 and 26, respectively. Connected to the connection point.

ここで、通電器20が3相駆動コイル11、13及び15に対して行う通電方式を制御するための通電制御器100は、位置検出器101、103、105、回転数検出器70、通電信号発生器90、パルス幅変調器40及びゲートドライバ30を含んでいる。   Here, the energization controller 100 for controlling the energization method performed by the energizer 20 on the three-phase drive coils 11, 13 and 15 includes a position detector 101, 103, 105, a rotation speed detector 70, an energization signal. A generator 90, a pulse width modulator 40 and a gate driver 30 are included.

上記のように構成された第1の実施例のモータ駆動装置における動作について、図2を参照し説明を加える。図2は通電制御器100の動作説明図である。   The operation of the motor driving apparatus of the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the energization controller 100.

位置検出信号Hu、Hv及びHwは、図2にその動作タイムチャートを示すように、互いに電気角120°の位相差を有している。   The position detection signals Hu, Hv, and Hw have a phase difference of an electrical angle of 120 ° as shown in the operation time chart of FIG.

通電信号発生器90は、信号Hu、Hv及びHwを用いて、通電波形信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を図2に示すタイムチャートによって生成する。これら信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を、パルス幅変調器40及びゲートドライバ30を介して通電器20に入力することにより、モータ10が駆動される。モータ駆動において、通電制御器100は、停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間では、モータ10の3相の駆動コイル端子U、V及びWに対して、図2左図に示すように、電気角120°通電となる通電サイクルの給電を行うように制御する。   The energization signal generator 90 generates energization waveform signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 using the signals Hu, Hv, and Hw according to the time chart shown in FIG. By inputting these signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 to the energizer 20 through the pulse width modulator 40 and the gate driver 30, the motor 10 is driven. In the motor drive, the energization controller 100 is shown in the left diagram of FIG. 2 for the three-phase drive coil terminals U, V, and W of the motor 10 during the first energization period from the stop state to the predetermined set rotational speed. In this way, control is performed so as to supply power in an energization cycle in which an electrical angle of 120 ° is energized.

この場合、信号G1H、G1L、G2H、G2L、G3H、G3Lは、それぞれが対応するバッファ31、32、33、34、35、36を介して、それぞれが対応するトランジスタ21、22、23、24、25、26に入力される。そして、電気角120°の通電期間に注目すると、通電器20内のトランジスタ21、23、25がオン又はオフし、通電器20内のトランジスタ22、24、26がオフ又はオンする。それに応じて各駆動コイル端子U、V、Wは、電源電圧又はグランドのどちらかの電位になるように制御される。   In this case, the signals G1H, G1L, G2H, G2L, G3H, G3L are respectively connected to the corresponding transistors 21, 22, 23, 24, via the corresponding buffers 31, 32, 33, 34, 35, 36, respectively. 25 and 26. When attention is paid to the energization period with an electrical angle of 120 °, the transistors 21, 23, and 25 in the energizer 20 are turned on or off, and the transistors 22, 24, and 26 in the energizer 20 are turned off or on. Accordingly, the drive coil terminals U, V, and W are controlled so as to have either the power supply voltage or the ground potential.

より詳しく説明する。信号G1Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ31を介した信号g1hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ32を介した信号g1Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ21がオン、トランジスタ22がオフとなり、駆動コイル端子Uは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。実際には、駆動コイル端子Uは、電源電圧Vdcからトランジスタ21のソース・ドレイン間のオン電圧分の電圧降下を引いた電位となる。このソース・ドレイン間のオン電圧は、電源電圧Vdcに比べ無視できるほど小さい値である。(駆動コイル端子V及び駆動コイル端子Wに関しても同様)したがって、本発明の請求項においては、「各コイル電位を電源電圧の電位にする。」との表現としている。   This will be described in more detail. When the signal G1H is at “H” level, the signal g1h via the buffer 31 is also at “H” level. At that time, the signal G1L is at the “L” level, and the signal g1L via the buffer 32 is also at the “L” level. In this state, the transistor 21 is turned on, the transistor 22 is turned off, and the drive coil terminal U becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. Actually, the drive coil terminal U has a potential obtained by subtracting a voltage drop corresponding to the ON voltage between the source and drain of the transistor 21 from the power supply voltage Vdc. The on-voltage between the source and drain is a value that is negligibly smaller than the power supply voltage Vdc. (The same applies to the drive coil terminal V and the drive coil terminal W) Therefore, in the claims of the present invention, the expression “each coil potential is set to the potential of the power supply voltage” is used.

また逆に、信号G1Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ31を介した信号g1hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G1Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ32を介した信号g1Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ21がオフ、トランジスタ22がオンとなり、駆動コイル端子Uはグランドの電位に略等しくなる。実際には、駆動コイル端子Uは、グランド電位にトランジスタ22のソース・ドレイン間のオン電圧分を加えた電位となる。このソース・ドレイン間のオン電圧は、電源電圧Vdcに比べ無視できるほど小さい値である。(駆動コイル端子V及び駆動コイル端子Wに関しても同様)したがって、本発明の請求項においては、「各コイル
端子Uをグランドの電位にする。」との表現としている。
Conversely, when the signal G1H is at "L" level, the signal g1h via the buffer 31 is also at "L" level. At that time, the signal G1L is at the “H” level, and the signal g1L via the buffer 32 is also at the “H” level. In this state, the transistor 21 is turned off, the transistor 22 is turned on, and the drive coil terminal U is substantially equal to the ground potential. Actually, the drive coil terminal U has a potential obtained by adding the on-voltage between the source and drain of the transistor 22 to the ground potential. The on-voltage between the source and drain is a value that is negligibly smaller than the power supply voltage Vdc. (The same applies to the drive coil terminal V and the drive coil terminal W) Accordingly, in the claims of the present invention, the expression “each coil terminal U is set to the ground potential” is used.

同様に、信号G2Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ33を介した信号g2hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ34を介した信号g2Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ23がオン、トランジスタ24がオフとなり、駆動コイル端子Vは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。また逆に、信号G2Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ33を介した信号g2hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G2Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ34を介した信号g2Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ23がオフ、トランジスタ24がオンとなり、駆動コイル端子Vはグランドの電位に略等しくなる。   Similarly, when the signal G2H is at “H” level, the signal g2h via the buffer 33 is also at “H” level. At that time, the signal G2L is at the “L” level, and the signal g2L via the buffer 34 is also at the “L” level. In this state, the transistor 23 is turned on, the transistor 24 is turned off, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. Conversely, when the signal G2H is at "L" level, the signal g2h via the buffer 33 is also at "L" level. At that time, the signal G2L is at the “H” level, and the signal g2L via the buffer 34 is also at the “H” level. In this state, the transistor 23 is turned off, the transistor 24 is turned on, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the ground potential.

同様に、信号G3Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ35を介した信号g3hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ36を介した信号g3Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ25がオン、トランジスタ26がオフとなり、駆動コイル端子Wは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。また逆に、信号G3Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ35を介した信号g3hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G3Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ36を介した信号g3Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ25がオフ、トランジスタ26がオンとなり、駆動コイル端子Wはグランドの電位に略等しくなる。   Similarly, when the signal G3H is at “H” level, the signal g3h via the buffer 35 is also at “H” level. At that time, the signal G3L is at the “L” level, and the signal g3L via the buffer 36 is also at the “L” level. In this state, the transistor 25 is turned on, the transistor 26 is turned off, and the drive coil terminal W becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. Conversely, when the signal G3H is at "L" level, the signal g3h via the buffer 35 is also at "L" level. At this time, the signal G3L is at the “H” level, and the signal g3L via the buffer 36 is also at the “H” level. In this state, the transistor 25 is turned off, the transistor 26 is turned on, and the drive coil terminal W becomes substantially equal to the ground potential.

上記から明らかなように、バッファ31、33及び35の出力が「H」レベルと「L」レベルの変化を繰り返すのに対応して、バッファ32、34及び36の出力は「L」レベルと「H」レベルの変化を繰り返す。こうして、定期的にトランジスタ22、24及び26がオンするため、端子s1h、s2h及びs3hが定期的にグランド電位となり、バッファの機能は保持継続される。   As apparent from the above, the outputs of the buffers 32, 34, and 36 correspond to the “L” level and the “ Repeat the change of the “H” level. Thus, since the transistors 22, 24, and 26 are periodically turned on, the terminals s1h, s2h, and s3h periodically become the ground potential, and the buffer function is maintained.

次に、上記の所定の設定回転数を超えて駆動される第2通電期間においては、通電制御器100は、モータ10の3相の駆動コイル端子U、V及びWに対して、図2右図に示すような給電制御を行う。   Next, in the second energization period that is driven exceeding the above-mentioned predetermined set rotational speed, the energization controller 100 controls the three-phase drive coil terminals U, V, and W of the motor 10 with respect to the right side of FIG. Power supply control as shown in the figure is performed.

すなわち、信号G1H、G1L、G2H、G2L、G3H、G3Lは、それぞれが対応するバッファ31、32、33、34、35、36を介して、それぞれが対応するトランジスタ21、22、23、24、25、26に入力される。そして、電気角120°の通電期間に注目すると、通電器20内のトランジスタ21、23、25がオン又はオフし、通電器20内のトランジスタ22、24、26がオフすることにより、各駆動コイル端子U、V、Wは、電源電圧の電位に略等しくなるか、又は開放するように制御される。   That is, the signals G1H, G1L, G2H, G2L, G3H, and G3L are respectively connected to the corresponding transistors 21, 22, 23, 24, and 25 via the corresponding buffers 31, 32, 33, 34, 35, and 36, respectively. , 26. When attention is paid to the energization period with an electrical angle of 120 °, the transistors 21, 23, 25 in the energizer 20 are turned on or off, and the transistors 22, 24, 26 in the energizer 20 are turned off. The terminals U, V, and W are controlled to be substantially equal to or open to the potential of the power supply voltage.

より詳しく説明する。信号G1Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ31を介した信号g1hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ32を介した信号g1Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ21がオン、トランジスタ22がオフとなり、駆動コイル端子Uは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。一方、信号G1Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ31を介した信号g1hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ32を介した信号g1Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ21と、トランジスタ22とがともにオフとなり、駆動コイル端子Uは開放状態となる。   This will be described in more detail. When the signal G1H is at “H” level, the signal g1h via the buffer 31 is also at “H” level. At that time, the signal G1L is at the “L” level, and the signal g1L via the buffer 32 is also at the “L” level. In this state, the transistor 21 is turned on, the transistor 22 is turned off, and the drive coil terminal U becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. On the other hand, when the signal G1H is at “L” level, the signal g1h via the buffer 31 is also at “L” level. At that time, the signal G1L maintains the “L” level, and the signal g1L via the buffer 32 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 21 and the transistor 22 are turned off, and the drive coil terminal U is opened.

同様に、信号G2Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ33を介した信号g2hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ34を介した信号g2Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ23がオン、トランジスタ24がオフとなり、駆動コイル端子Vは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。一方、信号G2Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ33を介した信号g2hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ34を介した信号g2Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ23と、トランジスタ24とがともにオフとなり、駆動コイル端子Vは開放状態となる。   Similarly, when the signal G2H is at “H” level, the signal g2h via the buffer 33 is also at “H” level. At that time, the signal G2L is at the “L” level, and the signal g2L via the buffer 34 is also at the “L” level. In this state, the transistor 23 is turned on, the transistor 24 is turned off, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. On the other hand, when the signal G2H is at "L" level, the signal g2h via the buffer 33 is also at "L" level. At that time, the signal G2L maintains the “L” level, and the signal g2L via the buffer 34 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 23 and the transistor 24 are turned off, and the drive coil terminal V is opened.

同様に、信号G3Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ35を介した信号g3hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ36を介した信号g3Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ25がオン、トランジスタ26がオフとなり、駆動コイル端子Wは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。一方、信号G3Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ35を介した信号g3hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ36を介した信号g3Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ25と、トランジスタ26とがともにオフとなり、駆動コイル端子Wは開放状態となる。   Similarly, when the signal G3H is at “H” level, the signal g3h via the buffer 35 is also at “H” level. At that time, the signal G3L is at the “L” level, and the signal g3L via the buffer 36 is also at the “L” level. In this state, the transistor 25 is turned on, the transistor 26 is turned off, and the drive coil terminal W becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. On the other hand, when the signal G3H is at "L" level, the signal g3h via the buffer 35 is also at "L" level. At that time, the signal G3L maintains the “L” level, and the signal g3L via the buffer 36 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 25 and the transistor 26 are turned off, and the drive coil terminal W is opened.

図2においては、横軸を電気角にて表わしているために、第1通電期間と第2通電期間における120°通電期間の長さが同じとなっている。しかしながら、第2通電期間は、第1通電期間に比べ駆動回転数が高い。時間的に見れば、第2通電期間の120°通電期間は、第1通電期間のそれに比べ短い。したがって、第2通電期間においては、図2右図に示す程度の定期的で第1通電期間に比べて短期な周期でのトランジスタのオン信号G1L、G2L及びG3Lにより、トランジスタ22、24及び26は定期的で短期な周期でオンする。それにより、端子s1h、s2h及びs3hのそれぞれに接続されたコンデンサ(図示せず)は、定期的で短期な周期で充電が行われ、各コンデンサは放電することなく必要な充電電圧が保たれる。したがって、次にトランジスタ21、23及び25をオンする際には、バッファ31は、その充電電圧と、端子s1hの電圧との加算電圧を端子g1hから出力する。バッファ33は、その充電電圧と、端子s2hの電圧との加算電圧を端子g2hから出力する。バッファ35は、その充電電圧と、端子s3hの電圧との加算電圧を端子g3hから出力する。こうして、各バッファ31、33及び35は、出力信号g1h、g2h及びg3hの信号電圧として十分な電圧を確保し、バッファの機能を保持できる。   In FIG. 2, since the horizontal axis is represented by an electrical angle, the length of the 120 ° energization period in the first energization period and the second energization period is the same. However, the driving speed is higher in the second energization period than in the first energization period. In terms of time, the 120 ° energization period of the second energization period is shorter than that of the first energization period. Accordingly, in the second energization period, the transistors 22, 24, and 26 are turned on by the on-signals G1L, G2L, and G3L of the transistors at regular intervals as shown in the right diagram of FIG. 2 and in a shorter period than the first energization period. Turns on at regular and short cycles. As a result, capacitors (not shown) connected to the terminals s1h, s2h, and s3h are charged in a regular and short period, and each capacitor maintains a necessary charging voltage without discharging. . Therefore, when the transistors 21, 23, and 25 are turned on next time, the buffer 31 outputs the added voltage of the charging voltage and the voltage of the terminal s1h from the terminal g1h. The buffer 33 outputs an addition voltage of the charging voltage and the voltage of the terminal s2h from the terminal g2h. The buffer 35 outputs an addition voltage of the charging voltage and the voltage of the terminal s3h from the terminal g3h. Thus, each of the buffers 31, 33, and 35 can secure a sufficient voltage as the signal voltage of the output signals g1h, g2h, and g3h, and can maintain the function of the buffer.

また、従来のように、強制的に端子s1h、s2h及びs3hをグランド電位としなくてもよい。すなわち、トランジスタ21、23及び25がオフすると、それらトランジスタからの電流供給が止められるが、駆動コイルに流れる電流は、コイルの特性から、引き続き流れようとする。その影響でトランジスタ22、24及び26と並列に、かつそのアノードをグランドに接続されているそれぞれのダイオード(図示せず)がオンし、駆動コイルに電流を供給するように動作する。こうして、各ダイオードがオンすることで、図に示すように3相駆動コイルU、V及びWの電位がグランド電位となるため、端子s1h、s2h及びs3hもグランド電位となり、バッファの機能を保持できる。   Further, as in the prior art, the terminals s1h, s2h, and s3h need not be forced to the ground potential. That is, when the transistors 21, 23 and 25 are turned off, the current supply from these transistors is stopped, but the current flowing through the drive coil tends to continue to flow due to the characteristics of the coil. As a result, each diode (not shown) connected in parallel to the transistors 22, 24 and 26 and having its anode connected to the ground is turned on, and operates to supply current to the drive coil. Thus, when each diode is turned on, the potentials of the three-phase drive coils U, V, and W become the ground potential as shown in the figure, so that the terminals s1h, s2h, and s3h also become the ground potential, and the buffer function can be maintained. .

したがって、第2通電期間において、たとえ、モータの減速が発生したとしても、従来例のように、3相駆動コイルU、V及びWの相互間がトランジスタを介して接続されることがないため、ブレーキ状態にならず、急減速状態には陥らない。その結果、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。   Therefore, even if the motor is decelerated during the second energization period, the three-phase drive coils U, V, and W are not connected to each other through the transistor as in the conventional example. It will not be in a braking state and will not fall into a sudden deceleration state. As a result, there is an excellent effect that noise and vibration are low.

なお、本実施例における各種信号処理は、アナログあるいはディジタル回路によるハードウェア処理により実現することも可能であり、また、マイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサなどを用い、ソフトウエア処理を行っても良いことは言うまでもないし、またIC化あるいはLSI化しても良いこともいうまでもない。   Various signal processing in this embodiment can be realized by hardware processing using an analog or digital circuit, and software processing may be performed using a microcomputer, a digital signal processor, or the like. Needless to say, it goes without saying that ICs or LSIs may be used.

また、本発明のモータは、モータ駆動装置より駆動されるものであり、そのモータ駆動装置として、上記本発明の第1の実施例におけるモータ駆動装置を使用することができる。それにより、本発明のモータは、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。本発明の機器は、モータ駆動装置より駆動されるモータを搭載したものであり、そのモータ駆動装置として、上記本発明の第1の実施例におけるモータ駆動装置を使用することができる。それにより、本発明の機器は、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。   The motor of the present invention is driven by a motor driving device, and the motor driving device in the first embodiment of the present invention can be used as the motor driving device. Thereby, the motor of the present invention has an excellent effect that noise and vibration are low. The device of the present invention is equipped with a motor driven by a motor drive device, and the motor drive device in the first embodiment of the present invention can be used as the motor drive device. Thereby, the device of the present invention has an excellent effect that noise and vibration are low.

図3は広角通電信号発生器を含むモータ駆動装置の回路構成図、図4は図3に示すモータ駆動装置における広角通電信号発生器の動作説明図、図5は図3に示すモータ駆動装置において、重なり期間検出信号OLが出力される様子を示す図、図6は図3に示すモータ駆動装置において、各相コイル端子への給電波形を示す図、図7は図3に示すモータ駆動装置において、各相コイルの給電波形を示す図、図8は本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図であり、図9A及び図9Bは図8に示すモータ駆動装置の動作説明図である。   3 is a circuit configuration diagram of a motor driving device including a wide-angle energization signal generator, FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the wide-angle energization signal generator in the motor driving device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a motor driving device shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the overlap period detection signal OL is output, FIG. 6 is a diagram illustrating a power supply waveform to each phase coil terminal in the motor driving device illustrated in FIG. 3, and FIG. 7 is a motor driving device illustrated in FIG. FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a motor driving device according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams of the operation of the motor driving device shown in FIG. It is.

まず、本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置の説明に先立ち、図3−図7を用いて、広角通電信号発生器を含むモータ駆動装置について説明する。   First, prior to the description of the motor driving apparatus according to the second embodiment of the present invention, a motor driving apparatus including a wide-angle energization signal generator will be described with reference to FIGS.

ここでは、第1及び第2通電期間において、3相各駆動コイルへの通電が、電気角150°の広角通電波形の場合について説明する。   Here, a case will be described in which the energization of the three-phase drive coils is a wide-angle energization waveform with an electrical angle of 150 ° in the first and second energization periods.

図3において、3相の駆動コイル、すなわち、U相コイル11、V相コイル13及びW相コイル15は、次のようにして通電器220に接続される。   In FIG. 3, the three-phase drive coils, that is, the U-phase coil 11, the V-phase coil 13, and the W-phase coil 15 are connected to the energizer 220 as follows.

通電器220は、3つの電界効果トランジスタ(FET)221、223及び225により上アームを構成し、トランジスタ222、224及び226により下アームを構成している。U相コイル11の第1端子は、トランジスタ221及び222の接続点に接続される。V相コイル13の第1の端子は、トランジスタ223及び224の接続点に接続される。W相コイル15の第1の端子は、トランジスタ225及び226の接続点に接続される。これら3相コイルのそれぞれの第2端子は、互いに接続され中性点Nを成している。   In the energizer 220, an upper arm is constituted by three field effect transistors (FETs) 221, 223 and 225, and a lower arm is constituted by transistors 222, 224 and 226. A first terminal of the U-phase coil 11 is connected to a connection point between the transistors 221 and 222. A first terminal of the V-phase coil 13 is connected to a connection point between the transistors 223 and 224. A first terminal of W-phase coil 15 is connected to a connection point of transistors 225 and 226. The second terminals of these three-phase coils are connected to each other to form a neutral point N.

直流電源(図示せず)は、その出力電圧Vdcを通電器220に印加し、その通電器220を介して3相コイルに電力を供給する。   A DC power supply (not shown) applies the output voltage Vdc to the energizer 220 and supplies power to the three-phase coil via the energizer 220.

位置検出器101、103及び105は、ホール素子又はホールICなどで構成され、モータの可動子(図示せず。回転運動型モータではロータ、リニア運動型モータでは可動子、以降はロータとして説明する。)の各相コイル11、13及び15に対する位置を検出する。広角通電信号発生器290は、検出器101、103及び105から位置検出信号Hu、Hv及びHwを入力し、信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を出力する。これら信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0は、図4に示すように、電気角150度の間「H」レベルとなる信号である。なお、これら信号は、「H」レベルのとき、通電器220を構成するトランジスタ221、222、223、224、225及び226がオンし、逆に「L」レベルのときオフするように構成されている。また、信号UH0と信号UL0とは、電気角30度の「L」レベル区間を互いに共有し、相補的に電気角150度の間「H」レベルとなる関係がある。信号VH0と信号VL0との関係、また信号WH0と信号WL0との関係についても同様である。さらに信号UH0、VH0、WH0は、互いに電気角120度の位相差をもっている。信号UL0、VL0、WL0についても同様に互いに電気角120度の位相差をもっている。   The position detectors 101, 103, and 105 are configured by Hall elements or Hall ICs, etc., and will be described as motor movers (not shown. A rotor for a rotary motion motor, a mover for a linear motion motor, and a rotor hereinafter. .) Is detected with respect to each phase coil 11, 13 and 15. The wide-angle energization signal generator 290 receives the position detection signals Hu, Hv, and Hw from the detectors 101, 103, and 105, and outputs signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0. These signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 are signals that are at “H” level for an electrical angle of 150 degrees as shown in FIG. These signals are configured so that the transistors 221, 222, 223, 224, 225, and 226 constituting the energizer 220 are turned on when the signal is at “H” level, and turned off when the signal is at “L” level. Yes. Further, the signal UH0 and the signal UL0 share the “L” level section of the electrical angle of 30 degrees, and have a relationship of being “H” level complementary to the electrical angle of 150 degrees. The same applies to the relationship between the signal VH0 and the signal VL0 and the relationship between the signal WH0 and the signal WL0. Further, the signals UH0, VH0, and WH0 have a phase difference of 120 electrical degrees. Similarly, the signals UL0, VL0, WL0 have a phase difference of 120 degrees in electrical angle.

パルス幅変調器(PWM変調器)240は、ANDゲート241、243及び245を備えている。ゲート241、243、245のそれぞれの第1入力端子には、それぞれ信号UH0、VH0、WH0が入力される。ゲート241、243、245のそれぞれの第2入力端子は、互いに共通接続されると共に比較器250の出力に接続される。比較器250は、速度設定器260が出力する速度指令信号Sに基づいて出力される信号L0と、三角波発振器247の出力である三角波信号CYとを電圧比較する。なお、その信号CYは、パルス幅変調におけるいわゆるキャリア信号である。そして、信号CYの周波数は、数kHz〜数100kHz程度であり、信号Sあるいは信号L0の周波数に比べかなり高く設定されている。   The pulse width modulator (PWM modulator) 240 includes AND gates 241, 243 and 245. Signals UH0, VH0, and WH0 are input to the first input terminals of the gates 241, 243, and 245, respectively. The second input terminals of the gates 241, 243, and 245 are connected in common to each other and to the output of the comparator 250. The comparator 250 compares the voltage of the signal L0 output based on the speed command signal S output from the speed setter 260 with the triangular wave signal CY that is the output of the triangular wave oscillator 247. The signal CY is a so-called carrier signal in pulse width modulation. The frequency of the signal CY is about several kHz to several hundred kHz, and is set considerably higher than the frequency of the signal S or the signal L0.

ここで、信号L0は、速度設定器260からの信号Sを基にして得られる第1の値L1と第2の値L2のうちどちらか一方を、選択器280によって選択して得られる信号である。また、その選択は、広角通電信号発生器290が出力する重なり期間検出信号OLにより決定される。   Here, the signal L0 is a signal obtained by selecting one of the first value L1 and the second value L2 obtained based on the signal S from the speed setter 260 by the selector 280. is there. The selection is determined by the overlap period detection signal OL output from the wide-angle energization signal generator 290.

また、第1の値L1は、信号Sを抵抗271と抵抗272とから成るレベル設定器270で分圧することで得られる。第2の値L2は、信号Sの値そのものにより得られる。ここで、抵抗271と抵抗272の値は、第1の値L1と第2の値L2との比率がsin(π/3):1(およそ0.866:1)となるよう設定されている。   Further, the first value L1 is obtained by dividing the signal S by the level setter 270 including the resistor 271 and the resistor 272. The second value L2 is obtained from the value of the signal S itself. Here, the values of the resistor 271 and the resistor 272 are set such that the ratio of the first value L1 and the second value L2 is sin (π / 3): 1 (approximately 0.866: 1). .

ゲートドライバ230は、バッファ231、232、233、234、235及び236を備えている。バッファ231、233、235にはそれぞれゲート241、243、245の各出力信号G1H、G2H、G3Hが入力される。バッファ232、234、236にはそれぞれ広角通電信号発生器290からの信号UL0、VL0、WL0が入力される。バッファ231、232、233、234、235及び236のそれぞれの出力は、トランジスタ221、222、223、224、225及び226のそれぞれゲートに入力される。   The gate driver 230 includes buffers 231, 232, 233, 234, 235 and 236. The output signals G1H, G2H, and G3H of the gates 241, 243, and 245 are input to the buffers 231, 233, and 235, respectively. Signals UL0, VL0, WL0 from the wide-angle energization signal generator 290 are input to the buffers 232, 234, 236, respectively. The outputs of the buffers 231, 232, 233, 234, 235 and 236 are input to the gates of the transistors 221, 222, 223, 224, 225 and 226, respectively.

なお、上記各構成要素220、230、240、290、101、103及び105は、広角通電器201を成している。また上記各構成要素247、250、260、270及び280は、通電量制御器202を成している。   Each of the above-described constituent elements 220, 230, 240, 290, 101, 103 and 105 constitutes a wide-angle energizer 201. In addition, each of the components 247, 250, 260, 270, and 280 constitutes an energization amount controller 202.

上記のように構成された本第2の実施例の駆動装置における動作について、図4から図7を参照し説明する。   The operation of the driving apparatus of the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.

図4は広角通電信号発生器290の動作説明図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the wide-angle energization signal generator 290.

広角通電信号発生器290の出力信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0はそれぞれ、図4に示す通り、電気角150度の間「H」レベルをとる信号である。これらの信号は、位置検出器101、103及び105から出力される位置検出信号Hu、Hv及びHwに基づき生成される。   The output signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 of the wide-angle energization signal generator 290 are signals that take the “H” level for an electrical angle of 150 degrees as shown in FIG. These signals are generated based on the position detection signals Hu, Hv, and Hw output from the position detectors 101, 103, and 105.

一般に信号Hu、Hv及びHwは、互いに電気角120度の位相差を有する信号であり、これらの信号を直接論理合成しても150度の間「H」レベルとなる信号を生成することはできない。しかし、例えば、信号Hu、Hv、Hwのうち少なくとも1つの信号(例えば、信号Hu)の1周期を計測し、その1周期を電気角15度刻みで分割するなどの電気的内挿処理を施した信号Hclを得ることは可能である。そして、その信号Hclを利用して電気角150度の間「H」レベルとなる信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を生成するができる。図4にその動作タイムチャートを示す。   In general, the signals Hu, Hv, and Hw are signals having a phase difference of an electrical angle of 120 degrees, and even if these signals are directly logically synthesized, a signal that is at “H” level for 150 degrees cannot be generated. . However, for example, an electrical interpolation process such as measuring one period of at least one signal (for example, signal Hu) out of the signals Hu, Hv, and Hw and dividing the one period by an electrical angle of 15 degrees is performed. The obtained signal Hcl can be obtained. The signal Hcl can be used to generate signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 that are at the “H” level for an electrical angle of 150 degrees. FIG. 4 shows the operation time chart.

もちろん、信号Hu、Hv及びHwを全て活用し、それら信号を合成して得られる周波数のより高い合成信号の1周期を使用しても良い。しかし、検出器101、103及び105の絶対的あるいは相対的な取り付け機械精度を配慮すると、信号Hu、Hv及びHwのうち1つの信号を使用した方が現実的である。また、1周期の分割幅は必ずしも15度刻みである必要はなく、さらに細分化しても良い。本第2の実施例では信号Huに対して15度幅刻みの分割による電気的内挿処理を施した信号Hclを利用している。   Of course, it is also possible to use one cycle of a synthesized signal having a higher frequency obtained by synthesizing all the signals Hu, Hv, and Hw and synthesizing these signals. However, in consideration of the absolute or relative mounting accuracy of the detectors 101, 103, and 105, it is more practical to use one of the signals Hu, Hv, and Hw. Further, the division width of one cycle does not necessarily need to be in increments of 15 degrees, and may be further subdivided. In the second embodiment, a signal Hcl obtained by subjecting the signal Hu to electrical interpolation processing by dividing the signal Hu by 15 degrees is used.

図4に示すタイムチャートによって生成される信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0によりモータ10を駆動すると、モータ10の各相コイル端子U、V及びWには同図に示すように、互いに電気角120度の位相差を有し、それぞれ、電気角150度通電、30度休止となる通電サイクルの給電(電圧印加)が行われる。   When the motor 10 is driven by the signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 generated by the time chart shown in FIG. 4, the phase coil terminals U, V, and W of the motor 10 are as shown in FIG. Power supply (voltage application) is performed in an energization cycle having a phase difference of 120 degrees in electrical angle and energization of 150 degrees in electrical angle and 30 degrees in rest.

このような給電が行われると、合隣る相コイル端子が同じ給電状態(共に正方向通電、あるいは、共に負方向通電)となる重なり期間が、電気角30度の間、位相差30度の間隔で順次発生するようになる。重なり期間検出信号OLは、この重なり期間のとき「H」レベルなる信号であり、図5に示す通りである。   When such power supply is performed, the overlapping period in which adjacent phase coil terminals are in the same power supply state (both positive direction energization or both negative direction energization) has an electrical angle of 30 degrees and a phase difference of 30 degrees. It occurs sequentially at intervals. The overlap period detection signal OL is a signal that is at the “H” level during the overlap period, as shown in FIG.

本第2の実施例においては、信号OLが「H」レベルのとき、レベル設定器270と選択器280との作用により、速度設定器260の信号Sを、sin(π/3)(およそ0.866)倍にした第1の値L1を信号L0とし、値L1に基づくPWM変調を行う。また、上記重なり期間以外は、信号OLは「L」レベルとなり、このとき、信号Sそのものである第2の値L2を信号L0とし、値L2に基づくPWM変調を行う。   In the second embodiment, when the signal OL is at the “H” level, the signal S of the speed setter 260 is changed to sin (π / 3) (approximately 0 by the action of the level setter 270 and the selector 280. .866) The first value L1 multiplied by 2 is set as the signal L0, and PWM modulation based on the value L1 is performed. During the period other than the overlap period, the signal OL is at the “L” level. At this time, the second value L2, which is the signal S itself, is set as the signal L0, and PWM modulation based on the value L2 is performed.

その結果、モータ10の各相コイル端子U、V及びWへの給電波形は、図6に示すように、重なり期間の間は、通電期間150度における非重なり期間に比べてわずかに小さな値(sin(π/3)でおよそ0.866倍)の給電が行われる。   As a result, as shown in FIG. 6, the power supply waveform to each phase coil terminal U, V and W of the motor 10 is slightly smaller than the non-overlapping period in the energizing period 150 degrees during the overlapping period ( sin (π / 3) is approximately 0.866 times).

コイル端子U、V及びWをこのような給電波形により駆動すると、各相コイル11、13及び15の中性点Nには図7に示す波形Nが現われる。このとき、各相コイル11、13及び15にはそれぞれ、各コイル端子U、V及びWと、中性点Nとの電圧差に応じた給電が行われ、例えば、U相コイル11の場合、図7の信号U−Nに示される波形によって給電される。   When the coil terminals U, V and W are driven by such a power supply waveform, a waveform N shown in FIG. 7 appears at the neutral point N of each phase coil 11, 13 and 15. At this time, each phase coil 11, 13 and 15 is supplied with power according to the voltage difference between the coil terminals U, V and W and the neutral point N. For example, in the case of the U-phase coil 11, Power is supplied by the waveform indicated by signal UN in FIG.

この信号U−Nは、“−(2/3)×sin(π/3)”、“−(1/2)”、“−(1/3)×sin(π/3)”、“0(無通電)”、“(1/3)×sin(π/3)”、“(1/2)”、“(2/3)×sin(π/3)”の各値を階段状にとる波形である。これらの値は、正弦波の波形信号(“(1/√3)・sinθ”、ここでθ=nπ/6、nは整数)に乗った値(近似値)であることがわかる。   This signal U-N is “− (2/3) × sin (π / 3)”, “− (1/2)”, “− (1/3) × sin (π / 3)”, “0”. (Non-energized) ”,“ (1/3) × sin (π / 3) ”,“ (1/2) ”,“ (2/3) × sin (π / 3) ”are stepped. It is a waveform to take. It can be seen that these values are values (approximate values) on a sinusoidal waveform signal (“(1 / √3) · sin θ”, where θ = nπ / 6, n is an integer).

信号U−Nがこのような正弦波の波形信号に乗った階段状の波形になるのは、“sin(π/3):1”の比率に設定された第1の値L1と第2の値L2との選択を、上述した重なり期間検出信号OLによって切り換えて各相コイルへの給電を行うからに他ならない。   The signal U-N becomes a stepped waveform on the waveform signal of the sine wave. The first value L1 set to the ratio of “sin (π / 3): 1” and the second value The selection with the value L2 is nothing but switching between the above-described overlap period detection signals OL to supply power to each phase coil.

V相コイル13、W相コイル15についてもU相コイル11と同様であり、特に図示していないが、信号V−N、信号W−Nも同様に正弦波の波形信号に乗った階段状の波形になる。   The V-phase coil 13 and the W-phase coil 15 are also the same as the U-phase coil 11, and although not particularly shown, the signal V-N and the signal W-N are also stepped on the waveform signal of a sine wave. It becomes a waveform.

このような給電波形により各相コイルを駆動すると、ほぼ正弦波駆動に匹敵するような低トルクリップル駆動が可能になる。   When each phase coil is driven with such a power supply waveform, low torque ripple driving substantially comparable to sinusoidal driving becomes possible.

広角通電信号発生器290は、信号Hu、Hv及びHwを用いて、通電波形信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を図4に示すタイムチャートによって生成する。これら信号UH0、UL0、VH0、VL0、WH0及びWL0を、パルス幅変調器240及びゲートドライバ230を介して通電器220に入力することにより、モータ10が駆動される。   The wide-angle energization signal generator 290 generates energization waveform signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 using the signals Hu, Hv, and Hw according to the time chart shown in FIG. By inputting these signals UH0, UL0, VH0, VL0, WH0, and WL0 to the energizer 220 via the pulse width modulator 240 and the gate driver 230, the motor 10 is driven.

さて、上述の広角通電信号発生器を含むモータ駆動装置を踏まえ、本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置について説明する。   Now, based on the motor drive apparatus including the above-described wide-angle energization signal generator, a motor drive apparatus in the second embodiment of the present invention will be described.

図8は本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図である。本第2の実施例のモータ駆動装置が、図3に示すモータ駆動装置と異なる点の1つは、パルス幅変調器の構成である。図8に示す本第2の実施例のモータ駆動装置におけるパルス幅変調器248の構成は次の通りである。   FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a motor driving device according to the second embodiment of the present invention. One of the differences between the motor driving apparatus of the second embodiment and the motor driving apparatus shown in FIG. 3 is the configuration of the pulse width modulator. The configuration of the pulse width modulator 248 in the motor driving apparatus of the second embodiment shown in FIG. 8 is as follows.

パルス幅変調器248は、ANDゲート241、243及び245と、片側インバータ入力のANDゲート242、244及び246を備えている。ゲート241、243及び245の一方の入力端子には、それぞれ信号UH0、VH0及びWH0が入力される。ゲート241、243及び245の他方の入力端子は、共通接続され比較器250の出力端子に接続される。ANDゲート242、244及び246の一方の入力端子には、それぞれ信号UL0、VL0及びWL0が入力される。ANDゲート242、244及び246の他方の入力端子であるインバータ入力端子には、それぞれゲート241、243及び245の出力端子が接続される。   The pulse width modulator 248 includes AND gates 241, 243 and 245 and AND gates 242, 244 and 246 which are one-side inverter inputs. Signals UH0, VH0, and WH0 are input to one input terminals of the gates 241, 243, and 245, respectively. The other input terminals of the gates 241, 243 and 245 are connected in common and connected to the output terminal of the comparator 250. Signals UL0, VL0, and WL0 are input to one input terminals of the AND gates 242, 244, and 246, respectively. The output terminals of the gates 241, 243 and 245 are connected to the inverter input terminal which is the other input terminal of the AND gates 242, 244 and 246, respectively.

ゲートドライバ230は、バッファ231、232、233、234、235及び236を備えている。バッファ231、233及び235には、それぞれゲート241、243及び245の各出力信号G1H、G2H及びG3Hが入力される。バッファ232、234及び236には、それぞれゲート242、244及び246の各出力信号G1L、G2L及びG3Lが入力される。   The gate driver 230 includes buffers 231, 232, 233, 234, 235 and 236. The output signals G1H, G2H, and G3H of the gates 241, 243, and 245 are input to the buffers 231, 233, and 235, respectively. The buffers 232, 234, and 236 receive the output signals G1L, G2L, and G3L of the gates 242, 244, and 246, respectively.

また、本第2の実施例のモータ駆動装置が図3に示すモータ駆動装置と異なるもう1つ
点は、次の点である。回転数検出器270の出力信号OL1は、広角通電信号発生器290に入力される。その検出器270は、モータ回転中の回転数を検出するものである。広角通電信号発生器290は、第1通電期間と第2通電期間との境目となる設定回転数を認
識する機能を有している。広角通電信号発生器290は、第1通電期間又は第2通電期間とでは異なる信号波形を出力する。すなわち、出力信号UH0、ULO、VHO、VLO、WHO及びWLOは、第1通電期間においては図9Aに示す波形、第2通電期間においては図9Bに示す波形を出力する。
Another difference of the motor driving apparatus of the second embodiment from the motor driving apparatus shown in FIG. 3 is as follows. The output signal OL1 of the rotation speed detector 270 is input to the wide-angle energization signal generator 290. The detector 270 detects the number of rotations during motor rotation. The wide-angle energization signal generator 290 has a function of recognizing a set rotational speed that is a boundary between the first energization period and the second energization period. The wide-angle energization signal generator 290 outputs a signal waveform that is different from that in the first energization period or the second energization period. That is, the output signals UHO, ULO, VHO, VLO, WHO, and WLO output the waveform shown in FIG. 9A during the first energization period and the waveform shown in FIG. 9B during the second energization period.

その他の構成は、図3に示す回路構成と同様である。   Other configurations are the same as the circuit configuration shown in FIG.

上記のように構成された第2の実施例のモータ駆動装置における動作について、図9A及び図9Bを参照し説明を加える。図9A及び図9Bは、通電制御器200の動作説明図である。   The operation of the motor driving apparatus of the second embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 9A and 9B. 9A and 9B are explanatory diagrams of the operation of the energization controller 200. FIG.

まず、図9Aのタイムチャートは、モータ駆動において、停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間を示す。図9Aにおいて、電気角150°の通電期間に注目すると、通電器220内のトランジスタ221、222、223、224、225、226がオン又はオフする。それに応じて各駆動コイル端子U、V、Wは、電源電圧又はグランドのどちらかの電位になるように制御される。   First, the time chart of FIG. 9A shows a first energization period from a stop state to a predetermined set rotational speed in motor driving. In FIG. 9A, paying attention to the energization period with an electrical angle of 150 °, the transistors 221, 222, 223, 224, 225, and 226 in the energizer 220 are turned on or off. Accordingly, the drive coil terminals U, V, and W are controlled so as to have either the power supply voltage or the ground potential.

より詳しく説明する。信号G1Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ231を介した信号g1hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ232を介した信号g1Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ221がオン、トランジスタ222がオフとなり、駆動コイル端子Uは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。実際には、駆動コイル端子Uは、電源電圧Vdcからトランジスタ221のソース・ドレイン間のオン電圧分の電圧降下を引いた電位となる。このソース・ドレイン間のオン電圧は、電源電圧Vdcに比べ無視できるほど小さい値である。(駆動コイル端子V及び駆動コイル端子Wに関しても同様)したがって、本発明の請求項においては、「各コイル電位を電源電圧の電位にする。」との表現としている。   This will be described in more detail. When the signal G1H is at “H” level, the signal g1h via the buffer 231 is also at “H” level. At that time, the signal G1L is at the “L” level, and the signal g1L via the buffer 232 is also at the “L” level. In this state, the transistor 221 is turned on, the transistor 222 is turned off, and the drive coil terminal U becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. In practice, the drive coil terminal U has a potential obtained by subtracting a voltage drop corresponding to the ON voltage between the source and drain of the transistor 221 from the power supply voltage Vdc. The on-voltage between the source and drain is a value that is negligibly smaller than the power supply voltage Vdc. (The same applies to the drive coil terminal V and the drive coil terminal W) Therefore, in the claims of the present invention, the expression “each coil potential is set to the potential of the power supply voltage” is used.

また逆に、信号G1Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ231を介した信号g1hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G1Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ232を介した信号g1Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ221がオフ、トランジスタ222がオンとなり、駆動コイル端子Uはグランドの電位に略等しくなる。実際には、駆動コイル端子Uは、グランド電位にトランジスタ22のソース・ドレイン間のオン電圧分を加えた電位となる。このソース・ドレイン間のオン電圧は、電源電圧Vdcに比べ無視できるほど小さい値である。(駆動コイル端子V及び駆動コイル端子Wに関しても同様)したがって、本発明の請求項においては、「各コイル端子Uをグランドの電位にする。」との表現としている。   Conversely, when the signal G1H is at "L" level, the signal g1h via the buffer 231 is also at "L" level. At that time, the signal G1L is at the “H” level, and the signal g1L via the buffer 232 is also at the “H” level. In this state, the transistor 221 is turned off, the transistor 222 is turned on, and the drive coil terminal U is substantially equal to the ground potential. Actually, the drive coil terminal U has a potential obtained by adding the on-voltage between the source and drain of the transistor 22 to the ground potential. The on-voltage between the source and drain is a value that is negligibly smaller than the power supply voltage Vdc. (The same applies to the drive coil terminal V and the drive coil terminal W) Accordingly, in the claims of the present invention, the expression “each coil terminal U is set to the ground potential” is used.

同様に、信号G2Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ233を介した信号g2hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ234を介した信号g2Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ223がオン、トランジスタ224がオフとなり、駆動コイル端子Vは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。また逆に、信号G2Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ233を介した信号g2hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G2Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ234を介した信号g2Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ223がオフ、トランジスタ224がオンとなり、駆動コイル端子Vはグランドの電位に略等しくなる。   Similarly, when the signal G2H is at “H” level, the signal g2h via the buffer 233 is also at “H” level. At this time, the signal G2L is at the “L” level, and the signal g2L via the buffer 234 is also at the “L” level. In this state, the transistor 223 is turned on, the transistor 224 is turned off, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. Conversely, when the signal G2H is at "L" level, the signal g2h via the buffer 233 is also at "L" level. At that time, the signal G2L is at the “H” level, and the signal g2L via the buffer 234 is also at the “H” level. In this state, the transistor 223 is turned off, the transistor 224 is turned on, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the ground potential.

同様に、信号G3Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ235を介した信号g3hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ236を介した信号g3Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ225がオン、トランジスタ226がオフとなり、駆動コイル端子Wは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。また逆に、信号G3Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ235を介した信号g3hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G3Lは「H」レベルであり、その信号を、バッファ236を介した信号g3Lもまた「H」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ225がオフ、トランジスタ226がオンとなり、駆動コイル端子Wはグランドの電位に略等しくなる。   Similarly, when the signal G3H is at “H” level, the signal g3h via the buffer 235 is also at “H” level. At this time, the signal G3L is at the “L” level, and the signal g3L via the buffer 236 is also at the “L” level. In this state, the transistor 225 is turned on, the transistor 226 is turned off, and the drive coil terminal W becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. Conversely, when the signal G3H is at "L" level, the signal g3h via the buffer 235 is also at "L" level. At that time, the signal G3L is at the “H” level, and the signal g3L via the buffer 236 is also at the “H” level. In this state, the transistor 225 is turned off and the transistor 226 is turned on, so that the drive coil terminal W becomes substantially equal to the ground potential.

上記から明らかなように、バッファ231、233及び235の出力が「H」レベルと「L」レベルの変化を繰り返すのに対応して、バッファ232、234及び236の出力は「L」レベルと「H」レベルの変化を繰り返す。こうして、定期的にトランジスタ222、224及び226がオンするため、端子s1h、s2h及びs3hがグランド電位となり、バッファの機能は保持継続される。   As is apparent from the above, the outputs of the buffers 232, 234, and 236 correspond to the "L" level and the "L" level corresponding to the output of the buffers 231, 233, and 235 repeating the change between the "H" level and the "L" level. Repeat the change of the “H” level. Thus, since the transistors 222, 224, and 226 are periodically turned on, the terminals s1h, s2h, and s3h become the ground potential, and the buffer function is maintained.

次に、上記の所定の設定回転数を超えて駆動される第2通電期間においては、図9Bに示すように、通電制御器200は、モータ10の3相の駆動コイル端子U、V及びWに対して、同図に示すような給電制御を行う。   Next, in the second energization period that is driven exceeding the above-mentioned predetermined set rotational speed, the energization controller 200 includes the three-phase drive coil terminals U, V, and W of the motor 10 as shown in FIG. 9B. In contrast, power supply control as shown in FIG.

すなわち、信号G1H、G1L、G2H、G2L、G3H、G3Lは、それぞれが対応するバッファ231、232、233、234、235、236を介して、それぞれが対応するトランジスタ221、222、223、224、225、226に入力される。そして、電気角150°の通電期間に注目すると、通電器220内のトランジスタ221、223、225がオン又はオフし、通電器220内のトランジスタ222、224、226がオフすることにより、各駆動コイル端子U、V、Wは、電源電圧の電位に略等しくなるか、又は開放するように制御される。   That is, the signals G1H, G1L, G2H, G2L, G3H, and G3L are connected to the corresponding transistors 221, 222, 223, 224, and 225 through the buffers 231, 232, 233, 234, 235, and 236, respectively. 226. When attention is paid to the energization period with an electrical angle of 150 °, the transistors 221, 223, 225 in the energizer 220 are turned on or off, and the transistors 222, 224, 226 in the energizer 220 are turned off. The terminals U, V, and W are controlled to be substantially equal to or open to the potential of the power supply voltage.

より詳しく説明する。信号G1Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ231を介した信号g1hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ232を介した信号g1Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ221がオン、トランジスタ222がオフとなり、駆動コイル端子Uは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。一方、信号G1Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ231を介した信号g1hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G1Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ232を介した信号g1Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ221と、トランジスタ222とがともにオフとなり、駆動コイル端子Uは開放状態となる。   This will be described in more detail. When the signal G1H is at “H” level, the signal g1h via the buffer 231 is also at “H” level. At that time, the signal G1L is at the “L” level, and the signal g1L via the buffer 232 is also at the “L” level. In this state, the transistor 221 is turned on, the transistor 222 is turned off, and the drive coil terminal U becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. On the other hand, when the signal G1H is at the “L” level, the signal g1h via the buffer 231 is also at the “L” level. At that time, the signal G1L maintains the “L” level, and the signal g1L via the buffer 232 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 221 and the transistor 222 are turned off, and the drive coil terminal U is opened.

同様に、信号G2Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ233を介した信号g2hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ234を介した信号g2Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ223がオン、トランジスタ224がオフとなり、駆動コイル端子Vは電源電圧Vdcの電位に略等しくなる。一方、信号G2Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ233を介した信号g2hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G2Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ234を介した信号g2Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ223と、トランジスタ224とがともにオフとなり、駆動コイル端子Vは開放状態となる。   Similarly, when the signal G2H is at “H” level, the signal g2h via the buffer 233 is also at “H” level. At this time, the signal G2L is at the “L” level, and the signal g2L via the buffer 234 is also at the “L” level. In this state, the transistor 223 is turned on, the transistor 224 is turned off, and the drive coil terminal V becomes substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc. On the other hand, when the signal G2H is at “L” level, the signal g2h via the buffer 233 is also at “L” level. At that time, the signal G2L maintains the “L” level, and the signal g2L via the buffer 234 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 223 and the transistor 224 are turned off, and the drive coil terminal V is opened.

同様に、信号G3Hが「H」レベルの時、その信号を、バッファ235を介した信号g3hもまた「H」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルであり、その信号を、バッファ236を介した信号g3Lもまた「L」レベルとなる。この状態においては、トランジスタ225がオン、トランジスタ226がオフとなり、駆動コイル端子Wは電源電圧Vdcの電位に略等しくなるか。一方、信号G3Hが「L」レベルの時、その信号を、バッファ235を介した信号g3hもまた「L」レベルとなる。その時、信号G3Lは「L」レベルを維持し、その信号を、バッファ236を介した信号g3Lもまた「L」レベルを維持する。この状態においては、トランジスタ225と、トランジスタ226とがともにオフとなり、駆動コイル端子Wは開放状態となる。   Similarly, when the signal G3H is at “H” level, the signal g3h via the buffer 235 is also at “H” level. At this time, the signal G3L is at the “L” level, and the signal g3L via the buffer 236 is also at the “L” level. In this state, is the transistor 225 turned on, the transistor 226 turned off, and does the drive coil terminal W become substantially equal to the potential of the power supply voltage Vdc? On the other hand, when the signal G3H is at "L" level, the signal g3h via the buffer 235 is also at "L" level. At that time, the signal G3L maintains the “L” level, and the signal g3L via the buffer 236 also maintains the “L” level. In this state, both the transistor 225 and the transistor 226 are turned off, and the drive coil terminal W is opened.

図9A及び図9Bにおいては、横軸を電気角にて表わしているために、第1通電期間と第2通電期間における150°通電期間の長さが同じとなっている。しかしながら、第2通電期間は、第1通電期間に比べ駆動回転数が高いので、時間的に見れば、第2通電期間の150°通電期間は、第1通電期間のそれに比べ短い。したがって、第2通電期間においては、同図に示す程度の定期的なトランジスタのオン信号G1L、G2L及びG3Lにより、バッファの機能を保持できる。また、従来のように、強制的にs1h、s2h及びs3hをグランド電位としなくても駆動コイルに流れる電流の影響で図に示すように3相駆動コイルU、V及びWの電位がグランド電位となるため、端子s1h、s2h及びs3hもグランド電位となり、バッファの機能を保持できる。この点は第1の実施例と同様である。   9A and 9B, since the horizontal axis is represented by an electrical angle, the lengths of the 150 ° energization period in the first energization period and the second energization period are the same. However, since the driving speed is higher in the second energization period than in the first energization period, the 150 ° energization period of the second energization period is shorter than that of the first energization period in terms of time. Therefore, in the second energization period, the function of the buffer can be held by the periodic transistor ON signals G1L, G2L, and G3L as shown in FIG. Further, even if s1h, s2h, and s3h are not forcibly set to the ground potential as in the prior art, the potentials of the three-phase drive coils U, V, and W are changed to the ground potential as shown in FIG. Therefore, the terminals s1h, s2h, and s3h are also at the ground potential, and the buffer function can be maintained. This is the same as in the first embodiment.

第2通電期間においては、たとえ、モータの減速が発生しても、従来例のように、3相駆動コイルU、V及びWの相互間がトランジスタを介して接続されることがないため、ブレーキ状態にならず、急減速は発生しない。その結果、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。   In the second energization period, even if the motor is decelerated, the three-phase drive coils U, V, and W are not connected to each other via a transistor as in the conventional example. It does not become a state and sudden deceleration does not occur. As a result, there is an excellent effect that noise and vibration are low.

なお、本実施例における各種信号処理は、アナログあるいはディジタル回路によるハードウェア処理により実現することも可能であり、また、マイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサなどを用い、ソフトウエア処理を行っても良いことは言うまでもないし、またIC化あるいはLSI化しても良いこともいうまでもない。   Various signal processing in this embodiment can be realized by hardware processing using an analog or digital circuit, and software processing may be performed using a microcomputer, a digital signal processor, or the like. Needless to say, it goes without saying that ICs or LSIs may be used.

また、本発明のモータは、モータ駆動装置より駆動されるものであり、そのモータ駆動装置として、上記本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置を使用することができる。それにより、本発明のモータは、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。本発明の機器は、モータ駆動装置より駆動されるモータを搭載したものであり、そのモータ駆動装置として、上記本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置を使用することができる。それにより、本発明の機器は、騒音や振動の少ないと言った優れた効果を奏する。   The motor of the present invention is driven by a motor driving device, and the motor driving device in the second embodiment of the present invention can be used as the motor driving device. Thereby, the motor of the present invention has an excellent effect that noise and vibration are low. The device of the present invention is equipped with a motor driven by a motor driving device, and the motor driving device in the second embodiment of the present invention can be used as the motor driving device. Thereby, the device of the present invention has an excellent effect that noise and vibration are low.

上述のように、第1の実施例においては、第1及び第2通電期間が、電気角120°の矩形波通電波形の場合であり、第2の実施例においては、第1及び第2通電期間が、電気角150°の広角通電波形の場合について説明した。さらに、第1及び第2通電期間の電圧印加波形において、通電角が電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角であっても、第1及び第2実施例と同様な効果が得られる。 As described above, in the first embodiment, the first and second energization periods are rectangular wave energization waveforms with an electrical angle of 120 °, and in the second embodiment, the first and second energization periods are. The case where the period is a wide-angle energization waveform with an electrical angle of 150 ° has been described. Further, in the voltage waveform applied first and second weld period, the energization angle is 120 ° in electrical angle or more, be any conduction angle of 180 ° or less, similar to the first and second embodiments Effect Is obtained.

また、第2の実施例においては、第1及び第2通電期間が広角通電波形の場合であったが、第1通電期間又は第2通電期間のいずれかが広角通電波形であり、残りの期間が電気角120°通電波形である場合についても同様な効果が期待できる。例えば、第1通電期間において電気角120°の矩形波通電波形、第2通電期間においては電気角150°の広角通電波形にて駆動するように構成した本発明に係るモータ駆動装置は、騒音や振動の低減、モータ効率などを総合的に考慮した場合、実用に適した好ましい実施形態の1つであると言える。   In the second embodiment, the first and second energization periods are wide-angle energization waveforms, but either the first energization period or the second energization period is a wide-angle energization waveform, and the remaining periods. The same effect can be expected even when is an electric angle 120 ° conduction waveform. For example, the motor drive device according to the present invention configured to drive with a rectangular wave energization waveform with an electrical angle of 120 ° in the first energization period and with a wide angle energization waveform with an electrical angle of 150 ° in the second energization period, When comprehensively considering vibration reduction, motor efficiency, etc., it can be said to be one of the preferred embodiments suitable for practical use.

図10Aから図16は、本発明の第3の実施例における機器の構造を具体的な機器を取り上げて、その構成図を示したものである。   FIG. 10A to FIG. 16 show the structure of the device according to the third embodiment of the present invention, taking up a specific device.

図10A及び図10Bは空調機器の構造を示す構成図である。図10Aは、エアコン室内機の概略図であり、送風用クロスフローファンを回転させるためのモータ301が搭載されている。そのモータ301は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない静かなエアコン室内機を提供できる。   10A and 10B are configuration diagrams showing the structure of the air conditioner. FIG. 10A is a schematic diagram of an air conditioner indoor unit, in which a motor 301 for rotating a blown cross flow fan is mounted. The motor 301 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a quiet air conditioner indoor unit with less noise and vibration can be provided.

また、図10Bは、エアコン室外機の概略図であり、送風用ファンを回転させるためのモータ302が搭載されている。そのモータ302は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない静かなエアコン室外機を提供できる。   FIG. 10B is a schematic view of the air conditioner outdoor unit, and a motor 302 for rotating the blower fan is mounted. The motor 302 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a quiet air conditioner outdoor unit with less noise and vibration can be provided.

図11は給湯器の構造を示す構成図であり、燃焼に必要な空気を送風するためのファンを取り付けたモータ303が搭載されている。そのモータ303は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない静かな給湯器を提供できる。   FIG. 11 is a block diagram showing the structure of the water heater, and a motor 303 with a fan for blowing air necessary for combustion is mounted. The motor 303 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a quiet water heater with less noise and vibration can be provided.

図12は空気清浄機の構造を示す構成図であり、空気循環用のファンを取り付けたモータ304が搭載されている。そのモータ304は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない静かな空気清浄機を提供できる。   FIG. 12 is a configuration diagram showing the structure of the air purifier, in which a motor 304 to which a fan for circulating air is attached is mounted. The motor 304 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a quiet air cleaner with less noise and vibration can be provided.

図13はプリンタの構造を示す構成図であり、紙送り用にモータ305が搭載されている。そのモータ305は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ないプリンタを提供できる。   FIG. 13 is a configuration diagram showing the structure of the printer, and a motor 305 is mounted for paper feeding. The motor 305 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a printer with less noise and vibration can be provided.

図14は複写機の構造を示す構成図であり、紙送り用にモータ306が搭載されている。そのモータ306は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない複写機を提供できる。   FIG. 14 is a block diagram showing the structure of the copying machine, in which a motor 306 is mounted for paper feeding. The motor 306 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a copying machine with less noise and vibration can be provided.

図15は、例えばコンパクトディスク等の光メディア機器の構造を示す構成図であり、光メディアディスクを回転させるためのスピンドルモータ307が搭載されている。そのモータ307は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ない光メディア機器を提供できる。   FIG. 15 is a configuration diagram showing the structure of an optical media device such as a compact disc, for example, and a spindle motor 307 for rotating the optical media disc is mounted. The motor 307 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, an optical media device with less noise and vibration can be provided.

図16はハードディスク機器の構造を示す構成図であり、ハードディスクを回転させるためのスピンドルモータ308が搭載されている。そのモータ308は、上記第1又は第2の実施例のモータ駆動装置によって駆動されるように構成されている。それにより、騒音及び振動が少ないハードディスク機器を提供できる。   FIG. 16 is a block diagram showing the structure of a hard disk device, which is equipped with a spindle motor 308 for rotating the hard disk. The motor 308 is configured to be driven by the motor driving device of the first or second embodiment. Thereby, a hard disk device with less noise and vibration can be provided.

本発明は、モータ駆動時の低振動及び低騒音を簡素な構成で実現できるモータ駆動装置である。また、本発明は、本発明のモータ駆動装置により駆動されるモータであり、低振動及び騒音を実現することができる。また、本発明は、本発明のモータ駆動装置により駆動されるモータを搭載した機器であり、様々な機器に利用でき、その機器の低振動及び騒音を実現することができる。   The present invention is a motor drive device that can realize low vibration and low noise when driving a motor with a simple configuration. Further, the present invention is a motor driven by the motor driving device of the present invention, and can realize low vibration and noise. Further, the present invention is a device equipped with a motor driven by the motor drive device of the present invention, can be used for various devices, and can realize low vibration and noise of the device.

本発明の第1の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図1 is a circuit configuration diagram of a motor drive device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すモータ駆動装置の動作説明図Operation explanatory diagram of the motor drive device shown in FIG. 広角通電信号発生器を含むモータ駆動装置の回路構成図Circuit diagram of motor drive device including wide-angle energization signal generator 図3に示すモータ駆動装置における広角通電信号発生器の動作説明図Operational explanatory diagram of the wide-angle energization signal generator in the motor drive device shown in FIG. 図3に示すモータ駆動装置において、重なり期間検出信号OLが出力される様子を示す図The figure which shows a mode that the overlap period detection signal OL is output in the motor drive device shown in FIG. 図3に示すモータ駆動装置において、各相コイル端子への給電波形を示す図The motor drive device shown in FIG. 3, the figure which shows the electric power feeding waveform to each phase coil terminal 図3に示すモータ駆動装置において、各相コイルの給電波形を示す図The figure which shows the electric power feeding waveform of each phase coil in the motor drive device shown in FIG. 本発明の第2の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図The circuit block diagram of the motor drive device in 2nd Example of this invention (A)及び(B)は図8に示すモータ駆動装置の動作説明図(A) And (B) is operation explanatory drawing of the motor drive unit shown in FIG. (A)及び(B)は本発明の第3の実施例における機器(空調機器)の構造を示す構成図(A) And (B) is a block diagram which shows the structure of the apparatus (air-conditioning apparatus) in the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例における機器(給湯器)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (water heater) in 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例における機器(空気清浄機)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (air cleaner) in 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例における機器(プリンタ)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (printer) in 3rd Example of this invention. 本発明の第3実施例における機器(複写機)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (copier) in 3rd Example of this invention 本発明の第3実施例における機器(光メディア機器)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (optical media apparatus) in 3rd Example of this invention 本発明の第3実施例における機器(ハードディスク機器)の構造を示す構成図The block diagram which shows the structure of the apparatus (hard disk apparatus) in 3rd Example of this invention. 従来におけるモータ駆動装置の回路構成図Circuit diagram of conventional motor drive device 図17に示すモータ駆動装置の動作説明図Operation explanatory diagram of the motor drive device shown in FIG.

11 U相駆動コイル
13 V相駆動コイル
15 W相駆動コイル
20 通電器
70 回転数検出器
90 通電制御器
11 U-phase drive coil 13 V-phase drive coil 15 W-phase drive coil 20 Energizer 70 Speed detector 90 Energization controller

Claims (12)

(a)3相の駆動コイルを有するモータと、
(b)前記駆動コイルに対して通電を行うための通電器と、
(c)前記通電器が前記駆動コイルに対して行う通電方式を制御するための通電制御器とを含む構成を有し、
前記通電制御器には、位置検出器と、回転数検出器と、通電信号発生器と、パルス幅変調器と、ゲートドライバとを含む構成を有し、
さらには三角波信号と速度指令信号とを備え、この三角波信号と速度指令信号とを電圧比較する比較器を具備し、
前記通電器には前記駆動コイルの第1端子に接続される上アームのトランジスタと下アームのトランジスタとを含み、この上アームのトランジスタと下アームのトランジスタとの接続点と前記駆動コイルの第1端子とを接続する構成であり、前記駆動コイルの第2端子は前記モータの中性点に接続される構成を有し、
前記通電信号発生器には、前記位置検出器からの位置検出信号と、前記回転数検出器からの通電期間検出信号とを入力し、前記通電信号発生器からは通電波形信号を出力され、
前記パルス幅変調器には、前記通電波形信号を入力しかつ前記比較器の出力端子とを接続し、
前記通電波形信号は、前記パルス幅変調器及び前記ゲートドライバを介して前記通電器に入力することにより前記駆動コイルは通電される構成を有し、
前記通電信号発生器は前記検出器から出力される通電期間検出信号に基づいて第1の通電波形信号及び第2の通電波形信号を出力し、モータの停止状態から所定の設定回転数までの第1通電期間には前記第1の通電波形信号を出力し、前記設定回転数を超えて駆動される第2通電期間には前記第2の通電波形信号を出力する構成を具備し、
前記第1通電期間では、前記第1の通電波形信号に基づいて前記駆動コイルへ電圧を印加する通電期間における各コイル電位の制御を、前記通電器内の前記上アームのトランジスタをオンのときに前記下アームのトランジスタをオフすること、また逆に前記上アームのトランジスタをオフのときに前記下アームのトランジスタをオンすること、と繰り返すことにより、前記各コイル電位を電源電圧の電位とすることと、前記各コイル電位をグランド電位とすることとを繰り返し、
前記第2通電期間では、前記第2の通電波形信号に基づいて前記駆動コイルへ電圧を印加する通電期間における各コイル電位を、前記通電器内の前記上アームのトランジスタをオンのときに前記下アームのトランジスタをオフして電源電圧の電位とすることと、前記上アームのトランジスタをオフのときに前記下アームの前記トランジスタをオフして駆動コイルを開放することとを繰り返すように制御する構成を具備するモータ駆動装置。
(A) a motor having a three-phase drive coil;
(B) an energizer for energizing the drive coil;
(C) having a configuration including an energization controller for controlling an energization method performed by the energizer on the drive coil;
The energization controller has a configuration including a position detector, a rotation speed detector, an energization signal generator, a pulse width modulator, and a gate driver.
Furthermore, a triangular wave signal and a speed command signal are provided, and a comparator that compares the voltage between the triangular wave signal and the speed command signal is provided.
The energizer includes an upper arm transistor and a lower arm transistor connected to a first terminal of the drive coil, and a connection point between the upper arm transistor and the lower arm transistor and a first of the drive coil. A second terminal of the drive coil is connected to a neutral point of the motor,
In the energization signal generator, a position detection signal from the position detector and an energization period detection signal from the rotation speed detector are input, and an energization waveform signal is output from the energization signal generator,
The pulse width modulator is connected to the energization waveform signal and connected to the output terminal of the comparator,
The energization waveform signal has a configuration in which the drive coil is energized by being input to the energizer via the pulse width modulator and the gate driver,
The energization signal generator outputs a first energization waveform signal and a second energization waveform signal based on the energization period detection signal output from the detector, and outputs a first energization waveform signal from a motor stop state to a predetermined set rotational speed. The first energization waveform signal is output during one energization period, and the second energization waveform signal is output during the second energization period driven exceeding the set rotational speed,
In the first energization period, control of each coil potential in the energization period in which a voltage is applied to the drive coil based on the first energization waveform signal is performed when the transistor of the upper arm in the energizer is turned on. it turns off the transistors of the lower arm, also possible to turn on the transistors of the lower arm in the off transistors of the upper arm Conversely, by repeating the capital, the potential of the power supply voltage the coils potential it and, to repeat and that the potential of the ground the respective coils potential,
In the second energization period, the coil potential in the energization period in which a voltage is applied to the drive coil based on the second energization waveform signal is set to be lower when the transistor of the upper arm in the energizer is turned on. and that the potential of the power supply voltage to turn off the transistors of the arm, configured to control so as to repeat the opening the off to the drive coil the transistors of the lower arm in the off transistors of the upper arm A motor drive device comprising:
請求項1記載のモータ駆動装置において、前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角であるモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 1, wherein at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° to 180 ° in electrical angle. 請求項1記載のモータ駆動装置において、さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする構成を具備するモータ駆動装置。 2. The motor drive device according to claim 1, further comprising a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °, wherein the wide-angle energizer is adjacent to the drive coil. A configuration in which an overlapping period in which the coils are in the same energized state can be detected, and the energization controller sets the magnitude of energization to the drive coil to a first value during the overlapping period, and other than the overlapping period A motor drive device comprising a configuration in which the magnitude of the energization is a second value during the period. 請求項3記載のモータ駆動装置において、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とするモータ駆動装置。 4. The motor driving apparatus according to claim 3, wherein a ratio between the first value and the second value is sin (π / 3): 1. 請求項1記載のモータ駆動装置を具備するモータ。   A motor comprising the motor driving device according to claim 1. 請求項5記載のモータにおいて、前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角であるモータ。 The motor according to claim 5, wherein at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° to 180 ° in electrical angle. 請求項5記載のモータにおいて、さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする構成を具備するモータ。 6. The motor according to claim 5, further comprising a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °, wherein the wide-angle energizer includes adjacent drive coils among the drive coils. It has a configuration capable of detecting an overlapping period in which the same energized state is detected, and the energization controller sets a magnitude of energization to the drive coil as a first value during the overlapping period, and during a period other than the overlapping period A motor having a configuration in which the magnitude of the energization is a second value. 請求項7記載のモータにおいて、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とするモータ。   The motor according to claim 7, wherein a ratio of the first value to the second value is sin (π / 3): 1. 請求項1記載のモータ駆動装置を搭載した機器。 A device on which the motor driving device according to claim 1 is mounted. 請求項9記載の機器において、前記第1通電期間又は前記第2通電期間における少なくとも一方の通電角が、電気角で120°以上、180°以下の任意の通電角である機器。 The device according to claim 9, wherein at least one energization angle in the first energization period or the second energization period is an arbitrary energization angle of 120 ° or more and 180 ° or less in terms of electrical angle. 請求項9記載の機器において、さらに、前記駆動コイルに対して電気角150°幅の通電を行うための広角通電器を含み、前記広角通電器は、前記駆動コイルのうち相隣る駆動コイルが同じ通電状態になる重なり期間を検出し得る構成を具備し、前記通電制御器は、前記重なり期間の間、前記駆動コイルへの通電の大きさを第1の値とし、前記重なり期間以外の間、前記通電の大きさを第2の値とする機器。 The apparatus according to claim 9, further comprising a wide-angle energizer for energizing the drive coil with an electrical angle of 150 °, wherein the wide-angle energizer includes adjacent drive coils among the drive coils. It has a configuration capable of detecting an overlapping period in which the same energized state is detected, and the energization controller sets a magnitude of energization to the drive coil as a first value during the overlapping period, and during a period other than the overlapping period A device in which the magnitude of the energization is a second value. 請求項11記載の機器において、前記第1の値と前記第2の値との比率をsin(π/3):1とする機器。 12. The device according to claim 11, wherein a ratio of the first value and the second value is sin (π / 3): 1.
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