JPH02123990A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はブラシレスモータの駆動回路に関し、特に相切
替え時におけるスイッチングパルスの低減に関する。

従来の技術 近年、小形直流モータは音響分野ばかりでなく、情報・
産業分野においてもその制御性の良さが認められ、非常
な勢いで用途が拡大している。その中でもブラシレスモ
ータは刷子・整流子という接触部分がなく、長寿命とい
う利点をもっていることから特に信頼性が重視される産
業用モータとしての用途が拡大している。

そうした中で小形軸流ファンはここ数年交流から直流へ
とその駆動方式が切替えられ、ブラシレスモータを利用
した直流軸流ファンが増えてきている。

直流軸流ファンは限られたスペースの中に駆動回路を収
納しなければならないことと、低コストであることが求
められる。これらのことを実現するために１個の磁気検
出素子で駆動でき、かつ配線が簡単な２相半波駆動方式
が採用されている。しかも、回路を簡単にして効率を高
めるため、出力回路はスイッチング動作をさせ、発生す
るスイッチングパルスをコンデンサやツェナーダイオー
ド等で抑える方法が一般的であった。

例えば第４図はコンデンサを用いた方法である。

ホールＩＣ７１の出力端子にベースが接続されたトラン
ジスタ７３のコレクタには他端がＶｃｃに接続された抵
抗７２の一端と、直列に接続されたダイオード７４．７
５のアノード側が接続され、エミッタは他端がＧＮＤに
接続された抵抗７６の一端及びエミッタがＧＮＤに接続
された出力トランジスタ７７のベースに接続されている
。上記出力トランジスタ７７のコレクタは他端がＧＮＤ
に接続されたコンデンサ７８の一端に接続されると共に
コイル７９を介してＶｃｃに接続されている。エミッタ
がＧＮＤに接続された出力トランジスタ８１のベースは
他端がＧＮＤに接続された抵抗８０の一端に接続される
と共に上記ダイオード７５のカソード側に接続され、コ
レクタは他端がＧＮＤに接続されたコンデンサ８２の一
端に接続されると共にコイル８３を介してＶｃｃに接続
されている。

この方法によれば、相切替え時に発生するスイッチング
パルスは上記コンデンサの容量を適当に選ぶことによっ
て低減することはできるが十分満足のいく結果は得られ
ない。即ち、容量が小さければ効果がなく、容量を太き
（すれば時間遅れが生じてスイッチングのタイミングに
支障をきたしたり、コイルとの共振エネルギーが大きく
なって電源に逆流したりする。従って数μＦ程度で妥協
しているのが実状である。

発明が解決しようとする課題 前述したように軸流ファンモータは限られたスペースの
中に回路部品を実装しなければならないので外付部品を
減らしてＩＣ化を進めていかなければない実状がある。

このような時、数μＦのコンデンサを２個も実装しな（
でもよい方法として、コンデンサの代わりにツェナーダ
イオードを用いる方法がある。第５図は第４図の出力回
路８４の一相分のみを示した回路である。即ち、エミッ
タがＧＮＤに接続された出力トランジスタ９４のコレク
タはコイル９５を介してＶｃｃに接続されると共にツェ
ナーダイオード群９１のカソードに接続され、ベースは
抵抗９３を介してＧＮＤに接続されると共に抵抗９２を
介して上記ツェナーダイオード群９１のアノードに接続
されている。このような方法によれば、第４図の場合に
おける問題もなくＩＣ化をはかることは可能になるが、
相切替え時に発生するスイッチングノイズはむしろ大き
くなるという欠点があった。

本発明は、外付部品を用いずにスイッチングパルスを抑
えて、スイッチングノイズの発生を防止すると共に、Ｉ
Ｃ化するに最適な回路構成を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 本発明は、磁気検出素子の出力感度のバラツキをＡＧＣ
回路により補正するようにした位置信号増幅回路の出力
とスレッショールド回路の出力とを比較して相切替え時
の傾斜を所定の値に定めるようにした切替回路を備え、
切替え時に出力回路への流入電流を抑制すると同時にオ
フされた出力トランジスタのベースに少量の電流を注入
して急峻な電流変１ヒを抑えるように（Ｒ成したもので
ある。

作用 二相半波モータの場合、相の切替えには誘起電圧が発生
しないため、電流が多く流れ、その結果コントロールす
ることのできる電流と電流傾斜に注目して回路を構成し
た。即ち、ＡＧＣ回路によって交流壁＋ｌＪを安定化さ
れた位置信号増１１１回路の出力と定電流回路によって
安定化されたスレッショールド回路の出力とを切替回路
にて比較し、相切替え時におけるＡ相及びＢ相への流入
電流を抑制する一方、オフした出力トランジスタのベー
スに少量の電流を注入して急峻な電流変化を緩和する。

実施例 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図はその回路構成を示すもので、１は抵抗８と磁気
検出素子９とで構成される磁気検出回路で、上記磁気検
出素子９の出力端子は差動増巾器を構成するトランジス
タ１１及び１２のベースに夫々接続されている。２は上
記トランジスタ１１及び１２．抵抗１３及び１４．カレ
ントミラー回路を構成するトランジスタ２３及び２４と
２６及び２７．抵抗２９及び３０とで構成される位置信
号増巾回路で、上記トランジスタ１１及び１２のコレク
タは検波用ダイオード１８及び１９のアノード側に夫々
接続され、」１記トランジスタ２４及び２７のコレクタ
は上記抵抗２９及び３０を介して夫々Ｖｃｃに接続され
ている。３は差動増巾器を構成するトランジスタ１５及
び１６．上記検波用ダイオード１８及び１９．抵抗２０
及び２２．外付コンデンサ１０とで構成されるＡＧＣ回
路で、上記トランジスタ１６のベースに与えられる基準
電圧と上記検波用ダイオード１８及び１９の検波出力と
を比較して上記位置信号増１１１回路２の出力を安定化
する。４は抵抗３１．カレントミラー回路を構成してい
るトランジスタ２５及び２８とで構成されるスレッショ
ールド回路で、上記トランジスタ２５及び２８のコレク
タは共に結合されて上記抵抗３１を介してＶｃｃに接続
され、上記位置信号増巾回路２と同様に安定化されてい
る。５は３差動増巾回路を構成するトランジスタ３３．
３４及び３５．カレントミラー回路を構成するトランジ
スタ３６．３９及び４１と抵抗３７．３８及び４０とで
構成される切替回路で、上記抵抗２９゜３０及び３１に
発生ずる出力信号を上記トランジスタ３４．３５及び３
３のベースに夫々導入し、上記トランジスタ３４及び３
５のコレクタは差動増ｒｊ＋器を構成するトランジスタ
４３及び４４のコレクタに夫々接続されている。上記ト
ランジスタ３３のコレクタは上記カレントミラー回路を
構成するトランジスタ３６のコレクタに接続され、上記
トランジスタ３９及び４１のコレクタは出力トランジス
タ５０及び４５のベースに夫々接続されている。６は差
動増巾器を構成する上記トランジスタ４３及び４４．カ
レントミラー回路を構成する４６及び４７．４８及び４
９と上記出力トランジスタ４５及び５０とで構成された
出力回路で、上記出力トランジスタ４５及び５０のエミ
ッタはコイル５２及び５１を介して夫々ＧＮＤに接続さ
れている。１７，２１．３２．４２は定電流源である。

７は集積回路を表しているが、上記磁気検出回路１は上
記！Ｊ積回路７に内蔵することもできる。

第２図は第１図の１〜６で示された各回路単位にブロッ
ク化した図である。

なお、第２図において、６１は定電流源１７゜２１．３
２．４２よりなる定電流回路、６２は出力トランジスタ
４５．５０の絶縁、６３はコイル５１．５２の総称であ
る。

以上のように構成された本発明の動作について、第３図
の（ａ）〜（Ｄを用いて説明する。

（ａ）は磁気検出素子によって検出されたロータの回転
信号を示している。（ｂ）は上記抵抗２９の両端に現れ
た信号（例えばＡ相）の上半分を示し、（Ｃ）は上記抵
抗３０の両端に現れた信号（例えばＢ相）の上半分を示
し、（ｂ）　、　（ｃ）の点線は上記抵抗３１の両端に
現われたスレッショールドレベルを示している。（ｄ）
は３差動増巾器を構成する上記トランジスタ３３の出力
電流波形を示し、（ｅ）　、　（ｆ）は夫々上記トラン
ジスタ３４及び３５の出力電流波形を示している。（ｇ
）、（ｈ）は夫々カレントミラーを構成する上記トラン
ジスタ４７及び４８に流入する電流波形を示している。

（ｉ）、（ｊ）は夫々上記出力トランジスタ４５及び５
０のベースに流入する電流波形を示している。

２相半波駆動の場合、相の切替え時には誘起電圧表され
るスイッチングパルスが発生する。従って電流の大きさ
及び電流変化の傾斜を考慮して第３図（ｅ）、（ｆ）に
より上記出力回路６をコントロールすればよいが切替え
点付近でトルクのない点く死点）が太き（なり、レラク
タンスを大きくとらなければならなくなる。このような
不要なレラクタンストルクを避けるため最少限の電流を
離係できるように上記定電流源４２の値を定める。この
ようにして定めた上記出力回路６の流入電流の電流波形
が第３図（ｇ）及び（ゆである。これだけでもスイッチ
ングパルスはかなり小さくなっているが、更に完全を期
すために第３図（ｄ）で得られた信号を用いて、カレン
トミラー回路により所定の電流に変換して上記トランジ
スタ３９及び４１を介して上記出力トランジスタ５０及
び４５のベースに注入することにより上記トランジスタ
５０及び４５はスイッチング動作にならずスイッチング
パルスを発生しない。この場合、トランジスタがオフし
ている時にベース電流を注入するので若干ブレーキがか
がるようになるが、区間も短く、電流も少ないので実用
上問題とはならない。むしろ、全体として切替え時の無
効電流が減少するのでモータ効率はＵＰする。

又、出力回路のインピーダンスを下げるため本実施例で
は出力トランジスタはコレクタ接地としたが通常のエミ
ッタ接地でも問題はない。

尚、３相半半波駆動式でも適用できることはもちろんで
ある。

第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）にコイルの出力
電圧波形を示しであるが、（ａ）は第４図の従来例、（
ｂ）は第５図の従来例、（Ｃ）は第１図の本発明の場合
である。（ａ）及び（ｂ）に比べて（Ｃ）が逆向になっ
ているのはコレクタ接地にしたためである。

発明の効果 以上詳述したように本発明によれば、大きな外付部品を
用いることなく、スイッチングパルスを防止でき、スイ
ッチングノイズのないしかも切替え時の無効電流が少な
い効率の高い駆動回路を提供でき、ＩＣ化するに最適で
ある。従って、部品点数の低減、余裕スペースの確保等
その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の回路構成図、第２図は
本発明による一実施例のブロック図、第３図の（ａ）〜
（ｊ）は本発明による一実施例のタイミングチャート、
第４図は従来例の回路図、第５図は従来例の他の回路図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は出力波形の
比較図である。 ｌ・・・・・・磁気検出回路、２・・・・・・位置信号
増巾回路、３・・・・・・ＡＧＣ回路、４・・・・・・
スレッショールド回路、５・・・・・・切替回路、 ６・・・・・・出力回路、 ５２・・・ ・・・コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　定電流源と、ロータの回転位置を検出する磁気検出素
   子と、上記磁気検出素子の出力感度のバラツキをＡＧＣ
   回路により補正するようにした位置信号増巾回路と、ス
   レッショールド回路と、上記位置信号増巾回路の出力と
   上記スレッショールド回路の出力とを比較して相切替え
   時の傾斜を所定の値に定めるようにした切替回路と、出
   力トランジスタ及びコイルを含む出力回路とを備え、上
   記切替回路により相切替え時に出力回路への流入電流を
   所定の第１の傾斜で制限すると同時に、上記出力回路の
   出力トランジスタのベースに所定の第２の傾斜で電流を
   注入するようにしたブラシレスモータ。