JPH01214290A - Dc brushless motor for optical deflector - Google Patents

Dc brushless motor for optical deflector

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Publication number
JPH01214290A
JPH01214290A JP63036622A JP3662288A JPH01214290A JP H01214290 A JPH01214290 A JP H01214290A JP 63036622 A JP63036622 A JP 63036622A JP 3662288 A JP3662288 A JP 3662288A JP H01214290 A JPH01214290 A JP H01214290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brushless motor
pwm
signal
control means
power
Prior art date
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Pending
Application number
JP63036622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kanai
孝 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Copal Electronics Co Ltd
Original Assignee
Copal Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Copal Electronics Co Ltd filed Critical Copal Electronics Co Ltd
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Publication of JPH01214290A publication Critical patent/JPH01214290A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent a noise from generating by combining PLL control means and PWM control means, and synchronizing these control frequencies. CONSTITUTION:A position signal detected by the rotor position detector 13 of a brushless motor 12 is processed by a rotor position detector and a speed detector 10. This speed signal is compared by a PLL controller 2 with the frequency of a crystal oscillator 1, stabilized for the variation of an AC power source 5 by a current amplifier 4 and a power detection shaft 9, and input to the positive side of a PWM comparator 16. The output of a sawtooth signal generator 15 synchronized with the clock of the controller 2 is input to the negative side. As a result, the PWM-modulated pulse signal is combined with the position signal by a logic circuit 17, thereby driving a coil switching transistor 11 in a pulse manner. Thus, since the transistor 11 completely performs a switching operation of ON and OFF, power can be suppressed to the minimum limit.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレーザビーム等を走査するための光偏向器用D
Cブラシレスモータの駆動回路に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides a D
The present invention relates to a drive circuit for a C brushless motor.

(従来の技術) 従来例のこの種の駆動回路は、第3図に示すよに光偏向
器に採用された3相ブラシレスモータ12の速度を制御
するのに、ロータ位置検出器13.13・・・とロータ
位置検出回路、速度検出回路10により検出した信号を
、それぞれロータ位置に応じたパルス信号とし、コイル
切替トランジスタ11でモータ12のコイル群14への
電流切替えを行わせ、回転速度信号は位相同期ループ制
御部2にて(以下単にPLL制御部2という)水晶発振
子1の周波数と比較される。しかしてその出力アナログ
信号は電流アンプ4、電流検出シャント9により、交流
電源5の変動等に対して安定化された状態でパワートラ
ンジスタ8のベースを駆動する。このパワートランジス
タ8は、交流電源5を整流回路6、電源フィルタ7によ
って直流化された直流電圧を、ドロッパ一方式により下
げ、コイル切替トランジスタ11を通して、3相ブラシ
レスモータ12のコイル群14に供給スる。
(Prior Art) As shown in FIG. 3, this type of conventional drive circuit uses rotor position detectors 13, 13, and 13 to control the speed of a three-phase brushless motor 12 employed in an optical deflector. ..., the signals detected by the rotor position detection circuit and the speed detection circuit 10 are respectively made into pulse signals corresponding to the rotor position, the coil switching transistor 11 switches the current to the coil group 14 of the motor 12, and the rotation speed signal is generated. is compared with the frequency of the crystal oscillator 1 in the phase-locked loop control section 2 (hereinafter simply referred to as the PLL control section 2). The output analog signal drives the base of the power transistor 8 in a state stabilized against fluctuations in the AC power supply 5 by the current amplifier 4 and the current detection shunt 9. This power transistor 8 lowers the DC voltage which is converted into DC by the rectifier circuit 6 and the power supply filter 7 from the AC power supply 5 using a dropper type, and supplies it to the coil group 14 of the three-phase brushless motor 12 through the coil switching transistor 11. Ru.

つまり3相ブラシレスモータ12の回転をコントロール
するためにブラシレスモータ12のコイル群14に加わ
る電圧のアナログ量を変化させることによりモータの回
転速度制御を行なっている。
That is, in order to control the rotation of the three-phase brushless motor 12, the rotation speed of the motor is controlled by changing the analog amount of voltage applied to the coil group 14 of the brushless motor 12.

(発明が解決しようとする問題点) 以上述べた従来例のDCブラシレスモータにおいては、
ドロッパ一方式を用いて速度制御を行っているため、制
御回路における電力損失が非常に大きく、それにともな
い発熱量が大きいので効率が良くないという問題点があ
った。特に大型の光偏向器用DCブラシレスモータにお
いては、その発熱に起因してレーザ発振部等に悪影響を
およぼしていた。
(Problems to be solved by the invention) In the conventional DC brushless motor described above,
Since speed control is performed using a single dropper type, the power loss in the control circuit is very large, and as a result, the amount of heat generated is large, resulting in poor efficiency. Particularly in large DC brushless motors for optical deflectors, the heat generated has an adverse effect on the laser oscillation section and the like.

又この発熱を押えるために単にスイッチングで制御を行
った場合には、そのスイッチング周波数が数KH2から
数10KH2においては、モータの回転周波数とパルス
幅制御部(以下単にPWM制御部という)のスイッチン
グ周波数の差により干渉し合い耳ざわりな雑音を発した
り、周辺回路の動作に悪影響を及ぼすノイズを発生する
という不具合を生じていた。
In addition, when control is performed simply by switching to suppress this heat generation, when the switching frequency is from several KH2 to several tens of KH2, the rotational frequency of the motor and the switching frequency of the pulse width control section (hereinafter simply referred to as PWM control section) Due to the difference between the two, the two devices interfere with each other, producing audible noise, or causing noise that adversely affects the operation of peripheral circuits.

(問題点を解決するための手段) そこで本発明は、前記問題点を解決することを目的とす
るもので、その手段としてPLL制御手段とPWM制御
手段とを組合わせ、さらにこれらの制御周波数を同期さ
せるように構成したDCブラシレスモータの駆動回路を
提供する。
(Means for Solving the Problems) Therefore, the present invention aims to solve the above problems, and as a means thereof, a PLL control means and a PWM control means are combined, and the control frequencies of these are combined. A drive circuit for a DC brushless motor configured to be synchronized is provided.

(作 用) 本発明によれば、DCブラシレスモータの電力制御をP
WM制御手段で行うことにより制御回路におけるアナロ
グ的な電力損失が無くなるから、単にスイッチング損失
のみになる。又PLL制御部とP W M 1lil制
御部の周波数を同期させることにより、モータの回転周
波数及びPWM制御部の周波数の差に起因するうねりノ
イズの発生を防止できる。
(Function) According to the present invention, the power control of the DC brushless motor is
By using the WM control means, there is no analog power loss in the control circuit, so there is only switching loss. Furthermore, by synchronizing the frequencies of the PLL control section and the PWM control section, it is possible to prevent the generation of undulation noise due to the difference between the rotational frequency of the motor and the frequency of the PWM control section.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図において、ブラシレスモータ12のロータ位置検
出器13により検出した位置信号は、ロータ位置検出回
路、速度検出回路10にて処理される。ここで速度信号
は、PLL制御部2において水晶発振子1の周波数と比
較される。その出力アナログ信号は電流アンプ4、電力
検出シャント9により交流電源5の変動等に対し安定化
されて、パルス幅制御コンパレータ16(以下単にPW
Mコンパレータという)の■側に入力され6、一方PW
Mコンパレータ16のθ側にはPLL制御部2のクロッ
クに同期した鋸歯状信号を作る鋸歯状信号発生器15の
出力が人力される。その結果PWMコンパレータ16の
出力は、鋸歯状信号を電流アンプ4の出力をスライスし
た形で表われ、パルス幅制御化(以下PWM化という)
される。このPWM化されたパルス信号は、論理回路1
7において、ロータ位置検出回路、速度検出回路lOに
て処理された位置信号と組合わされて、コイル切替トラ
ンジスタ11のベースをパルス的に駆動する。
In FIG. 1, a position signal detected by a rotor position detector 13 of a brushless motor 12 is processed by a rotor position detection circuit and a speed detection circuit 10. Here, the speed signal is compared with the frequency of the crystal oscillator 1 in the PLL control section 2. The output analog signal is stabilized against fluctuations in the AC power supply 5 by a current amplifier 4 and a power detection shunt 9, and is stabilized by a pulse width control comparator 16 (hereinafter simply PW
6 is input to the ■ side of the M comparator), while PW
The output of a sawtooth signal generator 15 that generates a sawtooth signal synchronized with the clock of the PLL control section 2 is input to the θ side of the M comparator 16. As a result, the output of the PWM comparator 16 appears in the form of a sawtooth signal sliced from the output of the current amplifier 4, which is pulse width controlled (hereinafter referred to as PWM).
be done. This PWM pulse signal is transmitted to the logic circuit 1.
At 7, it is combined with the position signal processed by the rotor position detection circuit and the speed detection circuit IO to drive the base of the coil switching transistor 11 in a pulse manner.

これによりコイル切替トランジスタ11は、交流電源5
を整流回路6、電源フィルタフによって直流化された直
流電圧をパルス幅変調し、しかもロータ位置に合わせた
形で3相ブラシレスモータ12のコイル14に供給する
As a result, the coil switching transistor 11 is connected to the AC power source 5.
The rectifier circuit 6 and the power supply filter pulse-width modulate the DC voltage converted into DC voltage, and supply it to the coil 14 of the three-phase brushless motor 12 in a form matched to the rotor position.

このようにしてコイル切替トランジスタ11は完全にO
NかOFFかのスイッチング動作を行うので、この制御
回路における電力は最小限に押えられる。
In this way, the coil switching transistor 11 is completely turned off.
Since the switching operation is performed between N and OFF, the power in this control circuit can be kept to a minimum.

そこで、本発明に係る光偏向器用DCブラシレスモータ
回路におけるPLL制御周波数とPWM制御周波数を同
期させた場合の動作を説明する。
Therefore, the operation when the PLL control frequency and PWM control frequency in the DC brushless motor circuit for an optical deflector according to the present invention are synchronized will be explained.

第2図は、PLL制御周波数とPWM制御周波数を理解
し易い様にそれぞれ拡大して図示する。
In FIG. 2, the PLL control frequency and the PWM control frequency are shown enlarged for easy understanding.

PWM制御回路の鋸歯状信号18はPLL制御回路の出
力レベルBにてスライスされてPWM出力19のように
形成される。この信号はロータ位置検出回路、速度検出
回路10の信号と論理回路17において合成されて、そ
れぞれのコイル14に振り分けられる。その状態をコイ
ル14φAの通電信号20、コイル14φBの通電信号
21、コイル14φCの通電信号22に示す。これらの
信号波形に示すようにP L L ltj制御周波数と
PWM制御周波数を同期させたことにより、それぞれの
コイルに均一に電力が供給される。又、コイル切替えの
瞬間時23においても、通電をしていないタイミングに
おいて切替えることができるのでノイズ発生も最小限に
押えられる。
The sawtooth signal 18 of the PWM control circuit is sliced at the output level B of the PLL control circuit to form a PWM output 19. This signal is combined with the signals from the rotor position detection circuit and the speed detection circuit 10 in the logic circuit 17 and distributed to the respective coils 14. The state is shown in the energization signal 20 of the coil 14φA, the energization signal 21 of the coil 14φB, and the energization signal 22 of the coil 14φC. By synchronizing the P L L ltj control frequency and the PWM control frequency as shown in these signal waveforms, power is uniformly supplied to each coil. Further, even at the moment 23 of coil switching, since the switching can be performed at a timing when no current is applied, noise generation can be suppressed to a minimum.

次に本発明に係る駆動回路の動作をより明確にするため
、従来例の駆動回路において、PLL制御周波数とPW
M制御周波数を同期させない場合の動作を説明する。
Next, in order to clarify the operation of the drive circuit according to the present invention, in the drive circuit of the conventional example, PLL control frequency and PW
The operation when the M control frequency is not synchronized will be explained.

第4図において前記の周波数を理解し易いようにそれぞ
れ拡大して図示する。
In FIG. 4, the frequencies mentioned above are shown enlarged for ease of understanding.

PWM制御回路の鋸歯状信号24はPLL制御回路の出
力レベルAにてスライスされてPWM出力25のように
形成される。この信号は、ロータ位置検出回路、速度検
出回路10の信号と論理回路7にて合成されて、それぞ
れのコイル14に振り分けられる。この状態をコイル1
4φA′通電信号26、コイル14φBA電信号27、
コイル14φC′通電信号28に示す、すなわち従来例
のDCブラシレスモータでは、この図で示すようにPL
L制御周波数とPWM制御周波数が同期していないため
に、それぞれのコイルに加えられる波形が異なり電力量
にバラツキが生じる。その結果トルク変動を惹起したり
異音を生じたり、又コイル切替えの瞬間29においても
、通電を持続しながら電流を切替えるので、ノイズが発
生しやすい等の多くの問題点が発生した。ところが本発
明に係る駆動回路においては、この様な問題点をすべて
解決するものであることは既に説明した通りである。
The sawtooth signal 24 of the PWM control circuit is sliced at the output level A of the PLL control circuit to form a PWM output 25. This signal is combined with the signals from the rotor position detection circuit and the speed detection circuit 10 in the logic circuit 7, and distributed to the respective coils 14. Coil 1
4φA′ energization signal 26, coil 14φBA electric signal 27,
In the conventional DC brushless motor, the PL
Since the L control frequency and the PWM control frequency are not synchronized, the waveforms applied to each coil are different, resulting in variations in the amount of electric power. As a result, many problems have arisen, such as torque fluctuations, abnormal noises, and even at the moment 29 of coil switching, since the current is switched while continuing to be energized, noise is likely to occur. However, as already explained, the drive circuit according to the present invention solves all of these problems.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明に係るDCブラシレスモー
タの駆動回路においては、電力制御部のPWM化により
発熱が最小限に押えられるので、電力制御部における電
力素子が小型化されると同昨に放熱フィンもこれに応じ
て小型化され装置全体もコンパクトになり、又、PWM
制御部のスイッチング周波数がモータ回転に同期してい
ることから、電気量のバラツキ、うねりノイズ発生が防
止されるので外部電子回路に及ぼす影響も最小限に阻止
できるという利点を有する。
(Effects of the Invention) As explained above, in the DC brushless motor drive circuit according to the present invention, heat generation is minimized by implementing PWM in the power control section, so the power element in the power control section is miniaturized. At the same time, the heat dissipation fins were also downsized accordingly, making the entire device more compact, and PWM
Since the switching frequency of the control section is synchronized with the rotation of the motor, variations in the amount of electricity and generation of undulation noise are prevented, so there is an advantage that the influence on external electronic circuits can be minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る光偏向器用DCブラシレスモータ
のブロック回路図。 第2図は本発明に係る回路のPLL制御周波数とPWM
制御周波数との関係を示す波形図。 第3図は従来例の光偏向器用DCブラシレスモータのブ
ロック回路図。 第4図は従来例の回路のPLL制御周波数とPWM制御
周波数との関係を示す波形図。 1・・・水晶発振子、2・・・PLL制御部、4・・・
電流アンプ、5・・・交流電源、6・・・整流回路、7
・・・電源フィルタ、8・・・パワートランジスタ、9
・・・電流検出シャント、10・・・ロータ位置検出回
路、速度検出回路、11・・・コイル切替トランジスタ
、12・・・3相ブラシレスモータ、13・・・ロータ
位置検出器、14・・・コイル、15・・・鋸歯状信号
発生器、16・・・PWMコンパレータ、17・・・論
理回路
FIG. 1 is a block circuit diagram of a DC brushless motor for an optical deflector according to the present invention. Figure 2 shows the PLL control frequency and PWM of the circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram showing the relationship with control frequency. FIG. 3 is a block circuit diagram of a conventional DC brushless motor for an optical deflector. FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between the PLL control frequency and the PWM control frequency of a conventional circuit. 1... Crystal oscillator, 2... PLL control section, 4...
Current amplifier, 5... AC power supply, 6... Rectifier circuit, 7
...Power supply filter, 8...Power transistor, 9
... Current detection shunt, 10... Rotor position detection circuit, speed detection circuit, 11... Coil switching transistor, 12... Three-phase brushless motor, 13... Rotor position detector, 14... Coil, 15... Sawtooth signal generator, 16... PWM comparator, 17... Logic circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.ビーム等を走査するための回転多面鏡型光偏向器用
DCブラシレスモータの駆動回路において、位相同期ル
ープ制御手段とパルス幅制御手段とを具え、これらの手
段を組合わせてモータの回転数を制御することを特徴と
する光偏向器用DCブラシレスモータ。
1. A drive circuit for a DC brushless motor for a rotating polygonal mirror optical deflector for scanning a beam, etc., includes a phase-locked loop control means and a pulse width control means, and controls the rotation speed of the motor by combining these means. A DC brushless motor for an optical deflector, which is characterized by:
2.位相同期ループ制御手段の規準クロックパルス信号
とパルス幅制御手段のスイッチング周波数を同期させた
ことを特徴とする請求項1記載の光偏向器用DCブラシ
レスモータ。
2. 2. The DC brushless motor for an optical deflector according to claim 1, wherein the reference clock pulse signal of the phase-locked loop control means and the switching frequency of the pulse width control means are synchronized.
JP63036622A 1988-02-19 1988-02-19 Dc brushless motor for optical deflector Pending JPH01214290A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05316784A (en) * 1992-05-08 1993-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Driver for brushless motor
JP2012244666A (en) * 2011-05-16 2012-12-10 Minebea Co Ltd Drive controller for brushless motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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