JPH03253290A

JPH03253290A - ブラシレスモータの駆動装置

Info

Publication number: JPH03253290A
Application number: JP2049766A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yasohara; 正浩八十原; Hiroyuki Oku; 啓之奥; Hiromitsu Nakano; 中野　博充
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1991-11-12
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2808797B2

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、家電機器などの分野に利用されるＰＷＭ駆動
方式のブラシレスモータの駆動装置に関するものである
。

従来の技術家電機器などの分野においては、近年、商品の高級機化
、高信頼性化が進み、それに伴いブラシ。

整流子がなく、速度制御の容易なブラシレスモータが使
用されることが多くなってきた。このような分野に使用
されるブラシレスモータにおいては、比較的高い電源電
圧にて駆動されることが多く、このような高電源電圧に
おけるモータ駆動方法として、モータ駆動コイルへの給
電量を、○Ｎ／○ＦＦデユーティーにより制御するＰＷ
Ｍ駆動方式がある。Ｐ　Ｗ　Ｍ駆動方式を採用したブラ
シレスモータの駆動装置としては、従来より以下のよう
なものがある。

以下図面を参照しながら、従来例のブラシレスモータの
駆動装置について説明する。

第２図は従来例におけるブラシレスモータの駆動装置の
回路構成図である。第２図において、１〜３はモータ駆
動コイルであり、それぞれの一端は共通接続されている
。前記駆動コイル１の他端は、スイッチング手段１０１
を介して正側電源線路に接続されると共に、スイッチン
グ手段１０４を介して接地されている。前記駆動コイル
２の他端は、スイッチング手段１０２を介して正側電源
線路に接続されると共に、スイッチング手段１０５を介
して接地されている。前記駆動コイル３のｆｔ！ｌＨｉ
は、スイッチング手段１０３を介して正側電源線路に接
続されると共に、スイッチング手段１０６を介して接地
されている。前記各スイッチング１０１゜１０２．１０
３のスイッチング制御入力は、スイッチング手段１０７
，１０８，１０９にそれぞれ接続され、前記スイッチン
グ手段１０７，１０８゜１０９のスイッチングｆＩＩＩ
ＩＩｌ入力は、通電切り替え回路４の各出力に接続され
ている。前記通電切り替え回路４の他の出力は、一方の
入力がＰＷＭ信号発生器８の出力に接続されたゲート回
路９．１０゜１１の他方の入力に接続され、前記ゲート
回路９゜１０．１１の各出力は、前記スイッチング手段
１０４．１０５，１０６のスイッチング制御入力にそれ
ぞれ接続されている。

以上のように構成された従来のブラシレスモータの駆動
装置について、以下その動作を説明する。

第２図において、通電切り替え回路４は可動子の回転位
置を検出し、駆動コイル１〜３への通電が可動子の位置
に対して最適なタイミングとなる様、スイッチンフ手段
１０１〜１０６のスイッチング制御入力へ通電切り替え
信号を出力する。これにより前記スイッチング手段１０
１〜１０６は順次通電され、ブラシレスモータは効率よ
く駆動されることになる。このような駆動状態において
、ＰＷＭ信号発生器８は適当なデユーティ−を有する矩
形波信号を出力し、この矩形波信号はゲート回路９，１
０．１１により前記通電切り替え回路４の通電切り替え
信号に重畳され、前記スイッチング手段１０４，１０５
．１０６のスイッチング制御入力に入力される。すなわ
ち、前記スイッチング手段１０４，１０５，１０６は、
前記ＰＷＭ信号発生器８より出力される適当なデユーテ
ィ−を有する矩形波信号（ＰＷＭ出力信号）によりＯＮ
／ＯＦＦのデユーティ−制御されるよう動作する。その
結果、モータ駆動コイル１〜３への給電量が、前記ＰＷ
Ｍ信号発生器８のＰＷＭ出力信号のデユーティ−により
制御可能となり、いわゆるＰＷＭ駆動が実現できる。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記した従来のブラシレスモータの駆動
装置では、正側電源電圧が高い場合において以下に示す
ような不具合を生じる。

今、スイッチング手段１０１および１０５のスイッチン
グ制御入力へ通電切り替え回路４からの通電切り替え信
号が入力され、スイッチング手段１０５のスイッチング
制御入力においては、ＰＷＭ信号発生器８のＰＷＭ出力
信号が重畳されている状態を考える。この時、スイッチ
ング手段１０７は、常時通電状態となっている。また、
このスイッチング手段１０７には、電源電圧より前記ス
イッチング手段１０１を通電するために要する電圧（数
Ｖ）を差し引いた電圧が印加されており、この電圧は、
高電源電圧においては極めて高い値となる。従って、ス
イッチング手段１０７の電力損失は大きく発熱の原因と
なる。

第２図に示した従来例においては、スイッチング手段１
０７は、エミッタ接地されたトランジスタ１１３と、そ
のコレクタに接続された抵抗１１０とにより構成されて
いる。このような構成においては、前記抵抗１１０とし
て極めて大きな許容損失を有するものが必要となり、放
熱や電子部品の実装スペース、コストの面で有益でない
。

以上のことは、スイッチング手段１０８．１０９につい
ても同様である。

このように従来のブラシレスモータの駆動装置は種々の
不具合を有していた。

本発明は上記した従来の課題を解決するもので、電源電
圧が高い場合においても、大きな許容損失を有する電子
部品を必要とせず、発熱、実装スペース、コストの面で
有益とな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。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明のブラシレスモータの
駆動装置は、複数相のモータ駆動コイルと、前記駆動コ
イルと一方の電源線路との間に設けられた第１のスイッ
チング手段と、前記駆動コイルと他方の電源線路との間
に設けられた第２のスイッチング手段と、前記第１のス
イッチング手段の入力と前記他方の電源線路との間に設
けられた第３のスイッチング手段と、可動子の位置を検
出し、前記第２および第３のスイッチング手段へ順次通
電切り替え信号を出力する通電切り替え回路と、前記通
電切り替え回路の出力信号のうち、前記第３のスイッチ
ング手段へ出力される信号に、前記駆動コイルへの給電
量を○Ｎ／○ＦＦのデユーティ−比により制御するＰＷ
Ｍ信号を重畳させるＰＷＭ信号発生器とにより構成する
ものである。

作用この構成によって、高電源電圧時に電力損失が大きくな
るスイッチング手段を従来例のように常時通電させるこ
となく、駆動コイルへの給電量を○Ｎ／○ＦＦのデユー
ティ−により制御するためのＰＷＭ信号によりＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御することにより平均的な電力損失を低減させ、
大きな許容損失が必要な電子部品を不要している。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路構成図を示すものである。

従来例で説明したものと同一機能を有するものについて
は同一番号を付し、その説明を省略する。

第１図において、一端が共通接続された駆動コイル１〜
３の他端は、それぞれ第１のスイッチング手段２１〜２
３を介して正側電源線路に接続されると共に、それぞれ
第２のスイッチング手段２４〜２６を介して接地されて
いる。前記第２のスイッチング手段２１〜２３のスイッ
チング制御入力は、第３のスイッチング手段２７〜２９
にそれぞれ接続され、前記第３のスイッチング手段２７
〜２９のスイッチング制御入力は、ゲート回路９〜１１
の各出力に接続されている。前記ゲート回路９〜１１の
各入力の一方は、それぞれ通電切り替え回路４の各出力
に接続され、前記ゲート回路９〜１１の各入力の他方は
共通接続され、ＰＷＭ信号発生器８の出力に接続されて
いる。また、前記通電切り替え回路４の他の出力は、前
記第２のスイッチング手段２４〜２６のスイッチング制
御入力に接続されている。

以上のように構成されたブラシレスモータの駆動装置に
ついて、以下その動作を説明する。

第２図に示した従来例と同様に、通常切り替え回路４よ
り出力される通電切り替え信号により、各スイッチング
手段２１〜２６は順次通電され、モータは駆動されるが
、ＰＷＭ信号発生器８のＰ　Ｗ　Ｍ出力信号が第３のス
イッチング手段２７〜２９のスイッチング制御入力に重
畳され、モータがＰＷＭ駆動される点が従来例と異って
いる。

今、第１のスイッチング手段２１および第２のスイッチ
ング手段２５の各スイッチング制御入力へ通電切り替え
回路４からの通電切り替え信号が入力され、第１のスイ
ッチング手段２１のスイッチング制御入力においては、
ＰＷＭ信号発生器８のＰＷＭ出力信号が重畳され、モー
タがＰＷＭ駆動されている状態を考える。この時、第３
のスイッチング手段２７は、Ｐ　Ｗ　Ｍ出力信号に応じ
て、通電、非通電の状態をくり返している。すなわち、
第３のスイッチング手段２７の電力損失は、従来例で示
した常時通電状態となるスイッチング手段１０７の電力
損失はど大きくなく、高電源電圧においても小さな電力
損失で動作することになる。

以上のことは、他の第３のスイッチング手段２８．２９
についても同様である。

このように、本実施例によれば第３のスイッチング手段
２７〜２９のスイッチング制御入力へＰＷＭ信号出力を
通電切り替え信号に重畳して入力するよう構成している
ので、高電源電圧時においても第３のスイッチング手段
２７〜２９の電力損失を低減でき、発熱量も小さく、ス
イッチング手段を構成する電子部品も許容損失の小さく
安価な部品が使用できる。

また、第１図の実施例において、第３のスイッチング手
段２７〜２９を、エミッタを抵抗３３〜３５を介して接
地したトランジスタ３０〜３２１：より構成しているが
、このような構成により前記トランジスタ３０〜３２は
非飽和で動作するようになる。一般にトランジスタは、
非飽和状態で動作する方が飽和状態で動作するよりスイ
ッチング速度が速くなる。従って、前記第３のスイッチ
ング手段２７〜２９を上記構成にすることにより、ＰＷ
Ｍ信号発生器８のＰＷＭ出力信号のキャリア周波数が比
較的高い場合においても、安定したモータのＰＷＭ駆動
を可能にしている。

さらに、第１のスイッチング手段２１〜２３は、ベース
およびコレクタをダイオード４０および４１．４２およ
び４３．４４および４５を介して接続したトランジスタ
４６〜４８によりｉ威しているが、このような構成によ
り前記トランジスタ４６〜４８のエミッタ・コレクタ間
電圧はダイオードの順方向電圧（約０．７Ｖ）以下に下
がることはなくなる。すなわち、トランジスタ４６〜４
８は非飽和で動作することになる。従って、前記第３の
スイッチング手段２７〜２９と同様、第１のスイッチン
グ手段２１〜２３を上記構成にすることにより、ＰＷＭ
信号出力のキャリア周波数が比較的高い場合においても
安定したモータのＰＷＭ駆動が可能となる。

発明の効果以上のように本発明は、高電源電圧において電力損失が
増大するスイッチング手段を、モータの給電量を制御す
るＰＷＭ信号により通電、非通電の状態をくり返し動作
させるよう構成している。

これにより、スイッチング手段の平均的な電力損失が低
下し、その発熱量を抑えることができる。

従って、スイッチング手段を構成する電子部品において
も、許容損失の小さな小型低価格のものが使用でき、実
装スペースの低減装置の低価格化が実現できる。また、
発熱量を抑えることにより、電子部品の信頼性も高める
ことができ、長寿命化も可能となるという優れたブラシ
レスモーフの駆動装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるブラシレスモーフの
駆動装置の回路構成図、第２図は従来例におけるブラシ
レスモーフの駆動装置の回路構成図である。１〜３・・・・・・駆動コイル、４・・・・・・通電切
り替え回路、８・・・・・・ＰＷＭ信号発生器。２１〜
２３・・・・・・第１のスイッチング手段、２４〜２６
・・・・・・第２のスイッチング手段、２７〜２９・・
・・・・第３のスイッチング手段、

Claims

【特許請求の範囲】

複数相のモータ駆動コイルと、前記駆動コイルと一方の
電源線路との間に設けられた第１のスイッチング手段と
、前記駆動コイルと他方の電源線路との間に設けられた
第２のスイッチング手段と、前記第１のスイッチング手
段の入力と前記他方の電源線路との間に設けられた第３
のスイッチング手段と、可動子の位置を検出し、前記第
２および第３のスイッチング手段へ順次通電切り替え信
号を出力する通電切り替え回路と、前記通電切り替え回
路の出力信号のうち、前記第３のスイッチング手段へ出
力される信号に、前記駆動コイルへの給電量をＯＮ／Ｏ
ＦＦのデューティー比により制御するＰＷＭ信号を重畳
させるＰＷＭ信号発生器とにより構成したブラシレスモ
ータの駆動装置。