JPH0223090A

JPH0223090A - ブラシレスモータの駆動装置

Info

Publication number: JPH0223090A
Application number: JP63153089A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ishii; 石井　敏彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1990-01-25
Also published as: DE68920917T2; EP0347862A2; EP0347862B1; DE68920917D1; EP0347862A3; US4987352A

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）この発明は、音響機器や映像機器などに使用されるブラ
シレスモータの駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

一第４図は従来のブラシレスモータ駆動装置の回路図で
ある。同図に示すように、ブラシレスモータ１は３相の
駆動コイル２ａ、　２ｂ、　２ｃとロータく図示省略）
を有しており、これら駆動コイル２ａ、２ｂ、２Ｇへの
給電を制御するための駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２２
．Ｑ２５．Ｑ２６゜Ｑ２９．Ｑ３０が設けられている。

上段側の駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２５．Ｑ２９は、
ＮＰＮトランジスタであり、各コレクタは共通接続され
て電源ＶＣＣの給電端子３に接続されている。一方、Ｆ
段調の駆動トランジスタＱ２２．Ｑ２６．Ｑ３０はＮ　
ｌ−’　Ｎ　トランジスタであり、各エミッタは共通接
続されて制御アンプＡ１の反転入力端子に接続されると
ともに、抵抗Ｒ１１を介してグランドに接続されている
。そして、駆動トランジスタＱ２１のエミッタと駆動ト
ランジスタＱ２２のコレクタとが接続されて、その接続
点が駆動フィル２ａに接続されている。また、駆動トラ
ンジスタＱ２５のエミッタと駆動トランジスタＱ２６の
コレクタとが接続されて、その接続点が駆動コイル２ｂ
に接続されている。さらに、駆動トランジスタＱ２９の
エミッタと駆動トランジスタ３０のコレクタが接続され
てその接Ｍ点が駆動コイル２ｃに接続されている。

端子４〜９は、第５図に示すセンサー信号１−Ｉ　Ｕ”
、Ｈ’−，Ｈｖ’、Ｈ−、Ｈ”　　ＨＷ−のり　　　　
　　　　　　　　　ｖ　　　　　　−人力用端子であっ
て、各センサー信号ＨＵ＋、Ｈ、Ｈ”、Ｈ−、Ｈ，”、
Ｈはロータｕｖｖ　　　　　　　　　　　　　　ｗの回転角に基づ
いて従来より周知の手段により作成される。センサー信
号ＨＬＩ＋　　ｖ＋　ＨＪ、　Ｈは、互いに１２０度の位相差を有しており、また、セン
サー信号Ｈ−、Ｈｖ−、Ｈ−はセンサーＵ　　　　　　
　　　　　　　讐信号ＨＵ”、ＨＶ　　、ｔ−１１４＋に対しそれぞれ１
８Ｏ麿の位相差を有している。上記端子４，５は、ＮＰ
ＮＩ−ランジスタＱ１．Ｑ２からなる差動トランジスタ
対のされぞれのベースに接続されており、トランジスタ
Ｑ１．Ｑ２のエミッタは共通接続されて定電流＆ｉ１０
を介しグラン“ドに接続されている。また、端子６．７
は、ＮＰＮｔ−ランジスタＱ４、Ｑ５からなる差動トラ
ンジスタ対のそれぞれのベースに接続されており、トラ
ンジスタＱ４゜Ｑ５のエミッタは共通接続されて定電流
源１１を介しグランドに接続されている。ざらに、端子
８゜９はＮＰＩ’１ランジスタＱ７．Ｑ８からなる差動
トランジスタ対のそれぞれのベースに接続されており、
トランジスタＱ７．Ｑ８のエミッタは共通接続されて定
電流源１２を介しグランドに接続されている。

トランジスタＱ１のコレクタはＩ−’　Ｎ　Ｐ　トラン
ジスタＱ３のコレクタとベースに接続されるとともに、
ＰＮＰトランジスタＱ１２のベースにも接続されており
、トランジスタＱ３．Ｑ１２のエミッタはそれぞれ電源
ｖｃｃの給電端子３に接続されて、前記トランジスタＱ
３．Ｑ１２によりいわゆるカレントミラー回路を構成し
ている。また、トランジスタＱ４のコレクタは、ＰＮＰ
トランジスタＱ６のコレクタとベースに接続されるとと
もに、ＰＮＰトランジスタＱ１１のベースにも接続され
ており、トランジスタＱ６．Ｑｌ　１のエミッタはそれ
ぞれ電源Ｖ。０の給電端子３に接続されて、前記トラン
ジスタＱ６．Ｑ１１によりいわゆるカレントミラー回路
を構成している。また、トランジスタＱ７のコレクタは
、ＰＮＰトランジスタＱ９のコレクタとベースに接続さ
れるとともに、Ｐ　Ｎ　ｌ）トランジスタＱ１０のベー
スにも接続されており、トランジスタＱ９．Ｑ１０のエ
ミッタはそれぞれ電源ｖｃｃの給電端子３に接続きれて
、前記トランジスタＱ９．Ｑ１０によりいわゆるカレン
トミラー回路を構成している。また、トランジスタＱ２
゜Ｑ９のコレクタが相ｎに接続されるとともに、トラン
ジスタＱ５．Ｑ３のコレクタが相互に接続され、さらに
トランジスタＱ８．Ｑ６のコレクタが相互に接続される
。そして、トランジスタＱ１０のコレクタが抵抗Ｒ１を
介してグランドに１ａ続され、トランジスタＱ１１のコ
レクタが抵抗［く２を介してグランドに接続され、トラ
ンジスタＱ１２の＝ルクタが抵抗Ｒ３を介してグランド
に接続されている。

こうして、トランジスタＱ１に流れる電流とトランジス
タＱ５に流れ電流の合成値に対応した電流が、カレント
ミラー回路を構成するトランジスタＱ３．Ｑ１２を介し
て抵抗Ｒ３に流れ、抵抗Ｒ３による電圧降下に対応した
電圧をノードＮ１よりＵ和剤の出力電圧として取り出せ
るようにしている。同様に、トランジスタＱ４に流れる
電流と１〜ランジスタＱ８に流れる電流の合成値にヌ・
１応した電流が、カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタＱ６．Ｑ１１を介して抵抗Ｒ２に流れ、抵抗１＜
２による電圧降下に対応した電圧をノードＮ２より■和
剤の出力電圧として取り出せるようにしている。また、
トランジスタＱ７に流れる′ＩｊｆＦｔとトランジスタ
Ｑ２に流れる電流の合成（「（に対応した電流が、カレ
ントミラー回路を構成するトランジスタＱ９．ＱＩＯを
介して抵抗Ｒ１に流れ、抵抗Ｒ１による電圧降下に対応
した電圧をノードＮ３よりＷ相同の出力電圧として取り
出せるようにしている。なお、上記端子４〜９．トラン
ジスタＱ１〜Ｑ１２．抵抗Ｒ１〜Ｒ３，定電流源１０〜
１２で、波形合成回路１３が構成される。

Ｕ相同の出力電圧が現われるノードＮ１は、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ１３とＮＰＮトランジスタＱ１４のベースに
それぞれ接続され、■相同の出力電圧が現われるノード
Ｎ２はＰＮＰトランジスタＱ１５とＮＰＮトランジスタ
Ｑ１６のベースにそれぞれ接続され、Ｗ相同の出力電圧
が現われるノードＮ３は、ＰＮＰトランジスタＱ１７の
べ、−スとＮＰＮトランジスタ０１８のベースにそれぞ
れ接続されている。また、トランジスタＱ１３．Ｑ１５
、Ｑ１７のエミッタが共通接続されて定電流源１４を介
し電源■ｃｏの給電端子３に接続されるとともに、トラ
ンジスタＱ１３．Ｑ１５．Ｑ１７のコレクタが下段側の
駆動トランジスタＱ２２゜Ｑ２６．Ｑ３０のベースにそ
れぞれ接続されている。また、駆動トランジスタＱ２２
．Ｑ２６．Ｑ３０のコレクタ・エミッタ間には、抵抗Ｒ
７，Ｒ８、Ｒ９がそれぞれ接続されている。こうして、
ノードＮ１〜Ｎ３の出力電圧に基づきトランジスタＱ１
３．Ｑ１５．Ｑ１７の導通を制御して、定電流源１４に
流れる電流を選択的に駆動トランジスタＱ２２．Ｑ２６
．Ｑ３０のベースと抵抗Ｒ７〜Ｒ９に供給し、下段側の
駆動トランジスタＱ２２、Ｑ２６．Ｑ３０（７）４通を
１ｉｌｌｔｌｌするようにり、ｒいる。

一方、トランジスタＱ１４．Ｑ１６．Ｑ１８のエミッタ
は共通接続されて、定電流源１５を介しグランドに接続
されている。前記トランジスタＱ１４のコレクタは、Ｐ
ＮＰトランジスタＱ１９のベースとコレクタに接続され
るとともにＰＮＰトランジスタＱ２０のベースにも接続
され、トランジスタＱ１９．Ｑ２０のエミッタはそれぞ
れ［ＩＶＣＣの給電端子３に接続されて、前記トランジ
スタＱ１９．Ｑ２０によりいわゆるカレントミラー回路
を構成している。そして、トランジスタＱ２０のコレク
タが駆動トランジスタＱ２１のベースに接続されるとと
もに、抵抗Ｒ４を介して駆動トランジスタＱ２１のエミ
ッタにも接続されている。

また、前記トランジスタＱ１６のコレクタは、ＰＮＰト
ランジスタＱ２３のベースとコレクタに接続されるとと
もにＰＮＰｉ−ランジスタＱ２４のベースにも接続され
、トランジスタＱ２３．Ｑ２４のエミッタはそれぞれ電
源Ｖｃｏの給電端子３に接続されて、前記トランジスタ
Ｑ２３．Ｑ２４によりいわゆるカレントミラー回路を構
成している。

そして、トランジスタＱ２４のコレクタが駆動トランジ
スタＱ２５のベースに接続されるとともに、抵抗Ｒ５を
介して駆動トランジスタＱ２５のエミッタに接続されて
いる。また、前記トランジスタＱ１８のコレクタは、Ｐ
ＮＰトランジスタＱ２７のベースとコレクタに接続され
るととらにＰ　Ｎ　ＰトランジスタＱ２８のベースにも
接続され、トランジスタＱ２７．Ｑ２８のエミッタはそ
れぞれ電源Ｖ。０の給電端子３に接続されて、前記トラ
ンジスタＱ２７．Ｑ２８によりいわゆるカレントミラー
回路を構成している。そして、トランジスタＱ２８のコ
レクタが駆動トランジスタＱ２９のベースに接続される
とともに、抵抗Ｒ６を介して駆動トランジスタＱ２９の
エミッタに接続されている。

こうして、ノードＮ１〜Ｎ３の出力電圧に基づきトラン
ジスタＱ１４．Ｑ１６．Ｑ１８の導通を制御して、定電
流源１５に吸入される電流、を選択的にトランジスタＱ
１９．Ｑ２３．Ｑ２７に流し、各トランジスタＱ１９．
Ｑ２３．Ｑ２７に流れる電流に対応した電流をトランジ
スタＱ２０．Ｑ２４．０２８を介し駆動トランジスタＱ
２１．Ｑ２５、Ｑ２９のベースと抵抗Ｒ４〜Ｒ６に選択
的に供給し、上段側の駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２５
、Ｑ２９の導通を制御するようにしている。

制御アンプΔ１はその非反転入力端子に端子１６よりト
ルク指令１ｆｌ　Ｖ□が与えられており、抵抗Ｒ１１の
両端に現われる電圧ＲＦがトルク指令値ｖ１と同じ電圧
となるように、定電流源１４，１５に流れる電流Ｉ　　
の量を調整する作用を有すＴＬる。なお、抵抗ＲＩＯは、制御アンプＡ１のＤＣゲイン
を抵抗Ｒ１１との比で設定するためのらのである。

以上のように構成された従来例のブラシレスモータの駆
動装置についてその動作を以下に説明する。

波形合成回路１３の各端子４〜９には、ロータの回転角
θＦに応じて第５図に示ずようなセンサー信号Ｈ”、Ｈ
−、Ｈｖ＋、Ｈ−，１−ＩＷ”Ｏｕ　　　　　　　　　
　　　　ｖＨ，が与えられる。これにより、定電流源１０に流れる
電流Ｉ。は、差動トランジスタ対を構成するトランジス
タＱ１．Ｑ２のベース・エミッタｍＭ圧に比例する形で
トランジスタＱ３．Ｑ９に伝達される。また、定Ｔｉ流
源１１に流れる電流Ｉ０は、差動トランジスタ対を構成
するトランジスタＱ４．Ｑ５のベース・エミッタ間電圧
に比例する形でトランジスタＱ６．Ｑ３に伝達される。

さらに、定電流源１２に流れる電流■。は、差動トラン
ジスタ対を構成するトランジスタＱ７．Ｑ８のベース・
エミッタ間電圧に比例する形でトランジスタＱ９．Ｑ６
に伝達される。こうして、トランジスタＱ１に流れるＴ
ｉ流とトランジスタＱ５に流れる電流の合成値に対応し
た電流が、カレン１〜ミラ一回路を構成するトランジス
タＱ３．Ｑ１２を介して抵抗［く３に流れ、ノードＮ１
の電位を決定する。また、トランジスタ、Ｑ４に流れる
電流とトランジスタＱ８に流れる電流の合成値に対応し
た電流が、カレントミラー回路を構成するトランジスタ
Ｑ６．Ｑ１１を介して抵抗Ｒ２に流れ、ノードＮ２の電
位を決定する。さらに、トランジスタＱ７に流れる電流
とトランジスタＱ２に流れる電流の合成値に対応した電
流が、カレントミラー回路を構成するトランジスタＱ９
．Ｑ１０を介して抵抗Ｒ１に流れ、ノードＮ３の電位を
決定する。

従って、ノードＮ１の電位はセンサー信号ＨＵト１　−
、Ｈ”、Ｈｖ−の電圧値が、１」４ｕ　　　　　　ｖ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｕ＞Ｈ−、Ｈ
ｖ−＞Ｈｖ＋の関係にあるとき、すなわちロータの回転
角θ、が０°〜１２０°の範囲内にあるときに“Ｈ”レ
ベルとなり逆にＨｌ、゛くト１　−、Ｈ，−＜ト１ｖ＋
の関係にあるとき、すなわちロータの回転角θ、が１８
００〜３００゜の範囲内にあるときに“Ｌ”レベルとな
る。こうして、ノードＮ１が“ＨＩＩレベルとなると、
トランジスタＱ１４が導通して、トランジスタＱ１４に
流れる電流に対応した電流がカレントミラー回路を構成
するトランジスタＱ１９．Ｑ２０を介して駆動トランジ
スタＱ２１のベースと抵抗Ｒ４に供給され、駆動トラン
ジスタＱ２１が導通される。

また、ノードＮ１が″゛Ｌ″Ｌ″レベルと、トランジス
タＱ１３が導通して、駆動トランジスタＱ２２のベース
と抵抗Ｒ７に電流が供給され、駆動トランジスタＱ２２
が導通される。

同様にして、ノードＮ２の電位は、センサー信号ＨＶ＋
、Ｈ−，１−ＩＷ”、Ｈ，の電圧値が、■ Ｈｙ　”　＞　Ｈ−、ｌ−１−＞　＋１４＋の関係にあ
るとＷき、すなわちロータの回転角θＥが１２０°〜２４０°
の範囲内にあるとき“Ｈ”レベルとなり、トランジスタ
Ｑ１６．Ｑ２３．Ｑ２４を介して駆動トランジスタＱ２
５が導通されるとともに、Ｈｖ”＜Ｈ−、＋Ｗ−＜＋１
４＋の関係にあると■ き、すなわち［１−りの回転角θＥがＯ°〜６０”３０
０°〜３６０°の範囲内にあるとき“Ｌ”レベルとなり
、トランジスタＱ１５を介して駆動トランジスタＱ２６
が導通される。

同様にして、ノードＮ３の電位は、センサー信号ト１　
　、ト＋　　”、ＨＩＩ”、Ｉ（Ｕ−の゛電圧値が、ＷＨＷ＋〉ト１　−　、　ＨＵ−＞１−ＩＵ＋の関係にあ
るとき、すなわちロータの回転角θ、が２４０°〜３６
０”の範囲内にあるとき゛トビルベルとなり、トランジ
スタＱ１８．Ｑ２７．Ｑ２８を介して駆動トランジスタ
Ｑ２９が導通されるとともに、ト１、”＜Ｈ−、Ｈ−＜
Ｈｕ＋の関係にあるどき、−〇すなわちロータの回転角θ、が６０゛〜１８ｏ。

の範囲内にあるとき“Ｌ”レベルとなり、トランジスタ
Ｑ１７を介して駆動トランジスタＱ３０が導通される。

こうして、ロータの回転角θＦに関連した各ゼンサー信
号ト１　　　、Ｈ−、Ｈ”、ＨＶ’−、ト１＋１　　　
　　　Ｕ　　　　　　Ｖ、　”　、　Ｈの情報にＩＪづき、上段側の駆動トラ賛ンジスタＱ２１．Ｑ２５．Ｑ２９と下段側の駆動トラン
ジスタＱ２２．Ｑ２６．Ｑ３０を、ソレソれ回転角１２
０°で順次に切換えて導通させることにより、駆動コイ
ル２ａ〜２Ｃに流れる電流を順次切換えて回転１ｉｉｉ
界を発生させ、回転力を得ている。

通電状態を一覧表にすると次のようになる。

そして、通電は６から再び１に戻り上記通電順序を繰り
返すことにより、モータが回転する。第６図に、Ｕ相、
■相、Ｗ相におけるブラシレスモータ１への電流の流入
、流出の状態を示しておく。

また、上記ブラシレスモータの駆動装置では、制御アン
プＡ１を用いて、トルク指令値ＶＴに応じた駆動電流が
駆動コイル２８〜２Ｃに流れるＪ：うに、定電流源１４
．１５に流れる電流Ｉ　　がＣＴＩ− 調整されている。すなわち、トルク指令値■１の電圧が
上昇づると、制御アンプＡ１の作用で定電流源Ｌ７１．
１５に流れる電流Ｉ　　が増加され、０丁［駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２２．Ｑ２５．Ｑ２６、Ｑ
２９．Ｑ３０のベース電流が増加して駆動コイル２ａ〜
２Ｃに流れる駆動電流が増加する。

この駆動電流は抵抗Ｒ１１に流れて電圧Ｒ１を−Ｌ品さ
せ、その電圧ＲＦがトルク指令値Ｖ工の電圧に一致する
と制御アンプＡ１による電流Ｉ　　のＣＴＩ上界が停止し、こうしてトルク指令ｆｆ［Ｖ、に応じた
駆動電流が駆動コイル２ａ〜２ｃに供給されることにな
る。トルク指令値Ｖ、の電圧が低下したとぎも同様で、
制御アンプＡ１の作用により定電流源１４．１５に流れ
る電流Ｉ　　が低減され、ＴＬ駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２２．Ｑ２５．Ｑ２６、Ｑ
２９．Ｑ３０のベース電流も減少して駆動コイル２ａ〜
２Ｃに流れる駆動電流が減少する。

この駆動電流は抵抗Ｒ１１に流れて電圧ＲＦを下降させ
、その電圧ＲＦがトルク指令値Ｖ丁の電圧に一致すると
制御アンプへ１による電流Ｉ　　のＣＴＩ。

減少が停止し、こうしてトルク指令値に応じた駆動電流
が駆動コイル２８〜２Ｃに供給されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のブラシレスモータ駆動装置は上記のように構成さ
れており、モータ１に流れる駆動電流が、トルク指令値
■１の電圧と、抵抗Ｒ１１の両端に現われる電圧ＲＦの
みに依存しているため、トルク指令値７丁の大きさにか
かわらず、駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２２．Ｑ２５．
Ｑ２６．Ｑ２９゜０３０が常に飽和領域に突入すること
になり、効率の低下をきたすとともに、騒音の大さな原
因になるという問題を有していた。

この発明は、上記従来技術の問題を解決するためになさ
れたもので、いかなるトルク指令値に対しても駆動トラ
ンジスタを飽和させずに効率良くかつ低騒音でモータの
駆動を行なえるブラシレスモータの駆動装置を提供する
ことを目的とする。

〔ｉ！題を解決するための手段〕

この発明のブラシレスモータの駆動装置は、上記目的を
達成するために、複数相の駆動コイルとロータを有する
ブラシレスモータと、前記ロータの回転角に基づいて各
相のトランジスタ駆動制御信号を作成１」−る制御信号
作成手段と、トルク指令値に基づき前記トランジスタ駆
動制御信号の電流分を調整する電流調整手段と、それぞ
れの制御Ｉ主電極与えられる前記トランジスタ駆動制御
信号に基づき各相の前記駆動コイルへの給電を制御して
前記ロータを回転駆動する駆動トランジスタ群と、前記
トルク指令値に応じた飽和電圧を設定ザる飽和電圧設定
手段と、前記飽和電圧設定手段により設定された飽和電
圧と、前記駆動トランジスタの動作電圧を比較して動作
電圧が設定された飽和電圧以下となるように前記トラン
ジスタ駆動制御信号の電流分を修正する電流修正手段と
を備える。

〔作用〕

この発明のブラシレスモータの駆動装置によれば、トル
ク指令値に応じた飽和電圧が設定され、その設定された
飽和電圧と駆動トランジスタの動作電圧を比較して、動
作電圧が設定された飽和電圧以下となるようにトランジ
スタ駆ＩＪＪ　Ｍ　ｍ信号の電流量が修正されるため、
いかなるトルク値に対しても駆動トランジスタを飽和さ
せずに、モータの駆動が可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であるブラシレスモータの
駆動装置の回路図を示す。第１図において、第４図に示
した従来のブラシレスモータの駆動装置の回路図に示し
た構成要素と同様なものは、同一符号を付してその説明
を省略する。

このブラシレスモータの駆動装置においては、トランジ
スタＱ１３．Ｑｌ　５．Ｑｌ　７の共通エミッタ側に、
第４図の定電流源１４に代えてＰＮＰトランジスタＱ４
９が接続されるとともに、トランジスタＱ１４．Ｑ１６
．Ｑ１８の共通エミッタ側に、第４図の定電流源１５に
代えてＮＰＮトランジスタＱ５０が接続されている。そ
して、制御アンプＡ１により電流Ｉ　　の伍がＲＩＩｍ
される定ＴＬ電流源１７が別途設けられて、この定電流源１７と一ヒ
記トランジスタ４９．５０の間にトランジスタ０３９〜
０４８からなる電流分配回路が設［）られている。

すなわち、定電流源１７の一端が電源ＶＣＣの給電９ぶ
子３に接続されて、その他端がＮＰＮトランジスタＱ３
９のコレクタとベースに接続されるとともに、ＮＰＮト
ランジスタＱ４０のベースにも接続されており、トラン
ジスタＱ３９．Ｑ４０のエミッタはそれぞれグランドに
接続されて、１−ランジスタＱ３９．Ｑ４０によりいわ
ゆるカレントミラー回路を構成している。また、トラン
ジスタＱ４０のコレクタはＰＮＰトランジスタＱ４１の
コレクタとベースに接続されるとともに、ＰＮＰトラン
ジスタＱ４２のベースにも接続されており、トランジス
タＱ４１．Ｑ４２のエミッタがそれぞれ電源ＶＣＣの給
電端子３に接続されて、トランジスタＱ４１．Ｑ４２に
よりいわゆるカレントミラー回路を構成している。また
、トランジスタＱ４２のコレクタは、差動トランジスタ
対を構成するＰＮＰトランジスタＱ４３とＰＮＰトラン
ジスタＱ４４のエミッタに共通接続されており、トラン
ジスタＱ４３のベースにはエラーアンプＡ２の出力電圧
■。が印加されるとともに、トランジスタＱ４４のベー
スには電源１８より基準電圧Ｖ　ＲＥＦが印加されて、
トランジスタＱ４２に流れる電流が上記電圧Ｖ　、ｖＲ
ｌ、に応じてトランジスタＱ４３、Ｑ４４に分配される
ように構成されている。

そして、トランジスタＱ４３のコレクタがＮＰＮトラン
ジスタＱ４５のコレクタとベースに接続されるとともに
、ＮＰＮトランジスタ５０のベースにも接続されており
、トランジスタＱ４５．Ｑ５０のエミッタがそれぞれグ
ランドに接続されて、トランジスタＱ４５．Ｑ５０によ
りいわゆるカレントミラー回路を構成している。一方、
トランジスタＱ４４のコレクタはＮＰＮトランジスタＱ
４６のコレクタとベースに接続されるとともに、ＮＰＮ
トランジスタＱ４７のベースにも接続されており、トラ
ンジスタＱ４６．Ｑ４７のエミッタがそれぞれグランド
に接続されて、トランジスタＱ４６、Ｑ４７によりいわ
ゆるカレントミラー回路を構成している。さらに、トラ
ンジスタＱ４７のコレクタはＰＮＰトランジスタＱ４８
のコレクタとベースに接続されるとともに、ＰＮＰ）ラ
ンジスタＱ４９のベースにも接続されており、トランジ
スタＱ４８．Ｑ４９のエミッタがそれぞれ電源■ｏｏの
給電端子３に接続されて、トランジスタ０４８、Ｑ４９
によりいわゆるカレントミラー回路を構成している。こ
うして、定電流源１７より供給されたトランジスタＱ３
９に流れる電流に対応した電流がトランジスタＱ４０．
Ｑ４１を介してトランジスタＱ４２に流れ、この電流が
」−記電圧ｖｏ、ＶＩｔＥＦに応じてトランジスタＱ４
３．Ｑ４４に分配され、トランジスタＱ４３に流れる電
流に対応した電流がトランジスタＱ４５を介してトラン
ジスタＱ５０に流れるとともに、トランジスタＱ４４に
流れる電流に対応した？？ｆ流がトランジスタ＜）４６
．Ｑ４７．Ｑ４８を介してトランジスタＱ４９に流れる
ようにしている。

また、エラーアンプＡ２と、基Ｑ電圧Ｖ　　を１（［Ｆ発生する電源１８と、抵抗Ｒ１５，Ｒ１８とからなる増
幅回路１９が設けられている。上記エラーアンプＡ２の
非反転入力端子には、電源１８より基準電圧ＶＲ［：Ｆ
が入力されており、また反転入力端子には、駆動トラン
ジスタＱ２１．Ｑ２２の共通接続点の電位（Ｕ相のモー
タドライブ出力電圧）が抵抗Ｒ１２，Ｒ１５を介して人
力されるとともに、駆動トランジスタＱ２５．Ｑ２６の
共通接続点の電位（Ｖ相のモータドライブ出力電圧）が
抵抗Ｒ１３，Ｒ１５を介して入力され、さらに駆動トラ
ンジスタＱ２９．Ｑ３０の共通接続点の電位（Ｗ相のモ
ータドライブ出力電圧）が抵抗Ｒ１４゜Ｒ１５を介して
入力されている。上記エラーアンプＡ２は、Ｍ準電圧Ｖ
　ＲＦＦとモータドライブ出力電圧との差分を抵抗Ｒ１
５と抵抗Ｒ１６の比で増幅して補正したｔ圧Ｖ。をトラ
ンジスタＱ４３のベースに与え、モータドライブ出力電
圧の中点が基準電圧ＶＲＥＦに一致するように制御する
。

また、定電流源２０．２１．ダイオードＱ３４および抵
抗Ｒ１７からなる飽和電圧設定回路２２が設けられてい
る。すなわち、制御アンプＡ１により制御される電流■
　　を供給する定電流源２ＴＬＯの一端と、一定石の電流■１を供給する定電流源２１
の一端がそれぞれ電源■。０の給電端子３に接続される
とともに、定電流源２０．２１の他端が共通接続されて
ダイオード３４のアノードに接続され、ダイオード３４
のカソードが抵抗Ｒ１７を介して下段側の駆動トランジ
スタＱ２２．Ｑ２６、Ｑ３０のエミッタに共通接続され
ている。

一方、下段側の駆動１−ランジスタＱ２２．Ｑ２６、Ｑ
３０の動作電圧（コレクタ・エミッタ間電圧）を検出す
るために、ダイオードＱ３１．Ｑ３２、Ｑ３３と定ＩＲ
流源２３が設けられる。すなわち、電流１１を供給する
定Ｎ流源２３の一端が電源ＶＣＣの給電端子３に接続さ
れるとともに、他端がダイオード０３１〜Ｑ３３の７ノ
ードにそれぞれ接続され、各ダイオードＱ３１〜Ｑ３３
のカソードが駆動トランジスタＱ２２．Ｑ２６．Ｑ３０
のコレクタにそれぞれ接続されている。

そして、駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２２．Ｑ２５、Ｑ
２６．Ｑ２９．Ｑ３０のベース電流を修正するための定
電流源２４とトランジスタ０３５〜０３８からなる電流
修正回路２５が設けられている。すなわち、電流Ｉ　　
を供給する定電流源０丁Ｌ２４の一端が電源Ｖ。０の給電端子３に接続されるとと
もに、他端が差動トランジスタ対を構成するＰＮＰトラ
ンジスタＱ３５．Ｑ３６のエミッタにそれぞれ接続され
ており、トランジスタＱ３５のベースにダイオードＱ３
４のアノード側の電圧が入力されるとともに、トランジ
スタＱ３６のベースにダイオード０３１〜Ｑ３３のアノ
ード側の電圧が入力されるように構成されている。また
、トランジスタＱ３５のコレクタがグランドに接続され
る一方、トランジスタＱ３６のコレクタがＮＰＮトラン
ジスタＱ３７のコレクタとベースに接続されるとともに
、ＮＰＮトランジスタ０３８のベースにも接続されてい
る。また、トランジスタＱ３７．０３８のエミッタがそ
れぞれグランドに接続されるとともに、トランジスタ０
３８のコレクタがトランジスタＱ３９のコレクタに接続
されて、トランジスタＱ３７．０３８によりいわゆるカ
レントミラー回路を構成している。

ここで、トランジスタＱ３５のベース電位に着目すると
、このベース電位は、抵抗Ｒ１１の両端に現われる電圧
ＲＦと、抵抗Ｒ１７の両端に現われる電圧と、ダイオー
ドＱ３４の両端に現われる電圧の和となり、電流■　　
に対して第２図に実ＴＬ線Ｓで示すような特性をもつ。なお、第２図の記号αは
、定電流源２１の電流■１の供給にょるベース電位の上
昇分で、ただし、Ｋ：ボルツマン定数Ｔ：絶対温度ｑ：電荷ＩｓじダイオードＱ３４の飽和電流で表わされる。このベース゛１位上昇分αは、駆動トラ
ンジスタの実際の飽和電圧よりも若干高い飽和電圧を設
定するために設けられるものである。

一方、トランジスタＱ３６のベース電位は、抵抗Ｒ１１
の両端に現われる電圧Ｒ４と、下段側の駆動トランジス
タＱ２２．Ｑ２６．Ｑ３０の動作電圧と、ダイオードＱ
３１．Ｑ３２．Ｑ３３の両端に現れる電圧の和となる。

そこで、トランジスタＱ３５．Ｑ３６のベース電位を比
較すると、電圧ＲＦ分が相互に相殺されるとともに、ダ
イオード０３１〜Ｑ３３の両端に現われる電圧とダイオ
ードＱ３４の両端に現われる電圧が相殺されるため、駆
動トランジスタの飽和は、実質上抵抗Ｒ１７の両端に現
われる電圧によって検出されることになる。すなわち、
駆動トランジスタの飽和によりその動作電圧が抵抗Ｒ１
７の両端に現われる電圧よりも低くなると、トランジス
タＱ３６のベース電位がトランジスタＱ３５のベース電
位よりも低くなって定電流源２４に流れる電流Ｉ　ＣＴ
ＬがトランジスタＱ３６に分流される。こうしてトラン
ジスタ０３６に電流が流れると、カレントミラー回路を
構成するトランジスタＱ３７，０３８を介して、トラン
ジスタＱ３６に流れる電流に対応した電流が、定電流源
１７よりトランジスタＱ３８に吸入されるようになる。

以上のように構成された本実施例のブラシレスモータの
駆動装置についてその動作を以Ｆに説明する。

まず最初に、Ｕ相〜Ｗ相のモータドライブ出力電圧によ
り表わされるモータドライブ波形の中点の電圧が基準電
圧Ｖ　ＲＥＦに等しく、かつ各駆動トランジスタＱ２１
．Ｑ２２．Ｑ２５．Ｑ２６．Ｑ２９、Ｑ３０が飽和状態
にない場合を想定してその動作を説明する。この状態で
は、エラーアンプＡ２の出力電圧ｖ□として基準電圧Ｖ
ＲＥＦがトランジスタＱ４３のベースに与えられ、一方
トラ、ンジスタＱ４４のベースには電源１８より基準電
圧■Ｒ［Ｆが与えられているため、トランジスタＱ４２
に流れる電流は、トランジスタＱ４３．Ｑ４４に１＝１
の割合で等分に分配される。また、駆動トランジスタＱ
２２．Ｑ２６．Ｑ３０の不飽和状態では、トランジスタ
Ｑ３６のベース電位がトランジスタＱ３５のベース電位
よりも高いため、定電流源２４の電流Ｉ　　はトランジ
スタＱ３５側ＴＬに全て流れ、定電流源１７に流れる電流Ｉ　　がＣＴＬトランジスタ０３８に吸入されることはない。したがっ
て、トランジスタ０３８に流れるＮ流■。□１に対応し
た電流がトランジスタＱ３９．Ｑ４０゜Ｑ４１を介して
トランジスタＱ４２に流れ、トランジスタＱ４３．Ｑ４
４に等分に分配されて、トランジスタＱ／ｉ３に流れる
電流に対応しただ電流がトランジスタＱ４５を介してト
ランジスタＱ５０に流れると゛ともに、トランジスタＱ
４４に流れる電流に対応した電流がトランジスタＱ４６
．Ｑ４７、Ｑ４８を介してトランジスタＱ４９に流れる
。こうして、トルク指令値Ｖ１に応じたベース電流が駆
動トランジスタＱ２１．Ｑ２２．Ｑ２５゜Ｑ２６．Ｑ２
９．Ｑ３０にそれぞれ供給されて、トルク指令値ｖ１に
応じた駆ｆＪＪ電流が駆動コイル２ａ、２ｂ、２ｃに流
れるように制御される。

前記の状態で、駆動トランジスタが飽和し、下段側の駆
動トランジスタＱ２２．Ｑ２６．Ｑ３０の動作電圧が低
下して、トランジスタＱ３６のベース電位が、設定飽和
電圧に対応する１−ランジスタＱ３５のベース電位より
も低くなると、定電流源２４のｆｆ１ｍ１　　　がトラ
ンジスタＱ３６に分流ＴＬされ、その電流に対応した電流が、トランジスタＱ３７
を介して定電流源１７より１〜ランジスタＱ３８に吸入
される。その結果、定電流源１７よりトランジスタＱ３
９に供給される電流が減少してトランジスタＱ４９．Ｑ
５０に流れる電流も減少し、したがって各駆動トランジ
スタＱ２１．Ｑ２２、Ｑ２５．Ｑ２６．Ｑ２９．Ｑ３０
のベース電流ら低減されて、駆動トランジスタの飽和が
防１卜される。

また、上記のモータドライブ状態では、Ｕ１１１〜Ｗ相
のモータドライブ波形の中点の電圧が、１Ｊ準電圧ｖＲ
１：Ｆに一致するように、増幅回路１つと、差動回路を
構成するトランジスタＱ４３．Ｑ１１４とにより調整さ
れる。すなわち、モータドライブ出力電圧が基ｔ！！電
圧■１５．よりも高くなると、その上胃分が増幅回路１
つにより増幅されてトランジスタＱ４３のベース電位ｖ
□が上昇し、トランジスタＱ４３．Ｑ４４の差動特性に
より、トランジスタＱ５０に流れる電流が減少されると
ともに、トランジスタＱ４９に流れる電流が増加される
。

その結果、上段［１１１１の駆動トランジスタＱ２１．
Ｑ２５、Ｑ２９のベース電流が減少して駆動トランジス
タＱ２１．Ｑ２５．Ｑ２９の動作電圧が上界するととも
に、下段側の駆動トランジスタＱ２２゜Ｑ２６．Ｑ３０
のベース電流が増加して駆動トランジスタＱ２２．Ｑ２
６．Ｑ３０の動作電圧が下降し、Ｕ相〜Ｗ相のモータド
ライブ出力電圧が低下される。逆に、モータドライブ出
力電圧が基準電圧ｖＲＥＦよりも低くなると、その下降
弁が増幅回路１９により増幅されてトランジスタＱ４３
のベース電位Ｖ。が下降し、トランジスタＱ４３゜Ｑ４
４の差動特性により、トランジスタＱ５０に流れる電流
が増加するとともに、トランジスタＱ４９に流れる電流
が減少される。その結果、上段側の駆動トランジスタＱ
２１．Ｑ２５．Ｑ２９のベース電流が増加して駆動トラ
ンジスタＱ２１゜Ｑ２５．Ｑ２９の動作電圧が下降する
とともに、下段側の駆動トランジスタＱ２２．Ｑ２６．
Ｑ３０のベース電流が減少して駆動トランジスタの動作
電圧が上界し、Ｕ相〜Ｗ相のモータドライブ出力電圧が
Ｆ昇される。こうして、Ｕ相〜Ｗ相の１−タドライブ波
形の中点の電圧が基準電圧■Ｉ？［Ｆに一致するように
制６［１される。

第３図は、基準電圧ｖＲ［Ｆを中点とするモータドライ
ブ波形Ｎを示寸。同図に示すように、モータドライブ波
形Ｎは、基準電圧ＶＲＥＦを中心にして振動するため、ここで、Ｖ　　：上段側の駆動トランジスタＥＩＱ２１．Ｑ２５．Ｑ２９のベース・エミッタ間電圧Ｖ　　：上段側のＰＮＰトランジスＥＩりＱ２０．Ｑ２４．Ｑ２８のコレクタ・エミッタ間電圧 ■　　：下段側の駆動トランジスタＥ２Ｑ２２．Ｑ２６．Ｑ３０のコレクタ・エミッタ間電圧と設定すれば、下段側の駆動トランジスタＱ２２゜Ｑ２
６．Ｑ３０の飽和電圧を検出するだけで、上段側の駆動
トランジスタＱ２１．Ｑ２５．Ｑ２９も飽和させること
なく動作させることができる。

この実施例では、基準電圧■ＲＥ、が上式を満たすよう
に定められて、各駆動トランジスタＱ２１゜Ｑ２２．Ｑ
２５．Ｑ２６．Ｑ２９．Ｑ３０の飽和が防止されている
。

また、上記実施例では、上段側の駆動トランジスタＱ２
１．Ｑ２５．Ｑ２９が、ＰＮＰｌ−ランジスタＱ２０．
Ｑ２４．Ｑ２８とにＪ：すＰＮＩ”−ＮＰＮコンプリメ
ンタリ−出力としであるが、ここで、Ｖ　　：上段側の
ＰＮＰトランジスタＥ３のコレクタ・エミッタ間電圧 ■　　：下段側の駆動トランジスタのＥ２コレクタ・エミッタ間電圧として、ＰＮＰ出力でも対応可能である。

また、上記実施例では、下段側の駆動トランジスタＱ２
２．Ｑ２６．Ｑ３０の飽和検出を行い、増幅回路１９と
トランジスタＱ’４３．０４４とによりＵ相〜Ｗ相のモ
ータドライブ出力電圧を調整して上段側の駆動トランジ
スタＱ２１．Ｑ２５゜Ｑ２９が飽和しないようにしてい
るが、逆に、上段側の駆動トランジスタＱ２１．Ｑ２５
．Ｑ２９の飽和検出を行い、増幅回路１９とトランジス
タＱ４３．Ｑ４４とによりＵ相〜Ｗ相のモータドライブ
出力電圧を調整して下段側の駆動トランジスタＱ２２．
Ｑ２６．Ｑ３０が飽和しないように構成してもよい。

（発明の効果）この発明のブラシレスモータの駆動装置によれば、トル
ク指令値に応じた飽和電圧が設定され、その設定された
飽和電圧と駆動トランジスタの動作電圧を比較して、動
ｆｌ電圧が設定された飽和電圧以下どなるようにトラン
ジスタ駆動制御信号の電流ｍが修正されるため、いかな
るトルク指令値に対しても駆動トランジスタを飽和させ
ずに効率良くかつ低騒音でモータの駆動を行えるという
効果が１９られる。

【図面の簡単な説明】

なｄ３、各図中向−・符号は同一または相当部分を示　
リ″　。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数相の駆動コイルとロータを有するブラシレス
モータと、前記ロータの回転角に基づいて各相のトランジスタ駆動
制御信号を作成する制御信号作成手段と、トルク指令値
に基づぎ前記トランジスタ駆動制御信号の電流量を調整
する電流調整手段と、それぞれの制御電極に与えられる
前記トランジスタ駆動制御信号に基づき各相の前記駆動
コイルへの給電を制御して前記ロータを回転駆動する駆
動トランジスタ群と、前記トルク指令値に応じた飽和電圧を設定する飽和電圧
設定手段と、前記飽和電圧設定手段により設定された飽和電圧と、前
記駆動トランジスタの動作電圧を比較して動作電圧が設
定された飽和電圧以下となるように前記トランジスタ駆
動制御信号の電流量を修正する電流修正手段とを備えた
ブラシレスモータの駆動装置。