JPH05252789A - 二相直流ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な構成で容易に二速度の回転数を
切り換えることができ、もって安価に製作できること。 【構成】 二相のモータ駆動コイルへ電流を交互に通電
し、ロータを回転させる二相直流ブラシレスモータの駆
動回路である。高速回転時には、前記二相のモータ駆動
コイルの双方へ交互通電させて駆動を行ない、低速回転
時には、前記二相のモータ駆動コイルの一方のみへ断続
通電させて駆動を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、レーザプリン
ターや光・磁気ディスク駆動装置等の冷却用ファン等に
使用される二相ブラシレスモータの駆動回路に関し、更
に詳しくは二速度の回転数を簡単な構成により、駆動し
得る二相直流ブラシレスモータの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンターや光・磁気ディ
スク駆動装置等の機器が広く使用されているが、これら
機器にあっては機器内が過熱しないように冷却用のファ
ンを設けているものが多い。このような冷却用のファン
の一例として、取り扱いが容易で、しかも構成の比較的
簡単な二相直流ブラシレスモータがある。

【０００３】図３は従来の二相直流ブラシレスモータの
構成を示す回路図である。この二相直流ブラシレスモー
タでは、モータ駆動用コイルＬ１，Ｌ２に電流を流すこ
とにより、図示省略のロータを回転させるものである。
具体的にはホール素子ＨＥによってロータの位置を磁気
的に検出し、トランジスタＱ１を動作させてコイルＬ１
に流れる電流を制御する。そして前記トランジスタＱ１
のコレクタにトランジスタＱ２のベースを接続し、トラ
ンジスタＱ１のオン、オフに反転するようにトランジス
タＱ２を動作させてコイルＬ２に流れる電流を制御する
ものである。

【０００４】ところで、上記のレーザプリンター等の機
器に装着される冷却用のファンにあっては、高速、低速
回転の二速度切り換えによるファンが多く用いられてい
る。すなわち、このファンは通常動作（高速回転）時と
は別に、機器の動作待機（待ち受け）時において、機器
から発生する熱や騒音等を考慮し、必要風量を確保でき
る最低（低速）回転数にて駆動されるものである。

【０００５】こうした二速度切り換えにより回転駆動さ
れる回路としては、高速回転を通常駆動動作とし、低速
回転にあっては、図示しないが図３におけるトランジス
タＱ１，Ｑ２のそれぞれのコレクタに接続されるモータ
駆動用コイルＬ１，Ｌ２へ、直流抵抗を介在して付加す
る方法がある。また、同様に低速回転へ切り換えるため
に、図示しないが図３におけるホール素子ＨＥの出力
を、タイマーを用いて遅らせる方法がある。この場合に
は、ホール素子ＨＥを経てコンパレータＩＣ１から出力
された信号を、積分処理し、信号のデューティー比を例
えば５０％くらいにするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の方法
によれば、比較的安価に構成できるが、直接に抵抗を介
在させるため、電力損失が大きく効率を低下させる。そ
して、抵抗（器）からの発熱により、隣接して実装され
た電子部品等へ、特性上の影響を与えて信頼性を低下せ
しめる。また、後者の方法によれば、回路が複雑となる
上、高価となる欠点を有している。

【０００７】本発明は、上記事実に鑑みなされたもので
あって、その課題とするところは、比較的簡単な構成で
容易に二速度の回転数を切り換えることができ、もって
安価に製作することができる二相直流ブラシレスモータ
の駆動回路を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の二相直流ブラシレスモータの駆動回路で
は、二相のモータ駆動コイルへ電流を交互に通電し、ロ
ータを回転させる二相直流ブラシレスモータの駆動回路
において、高速回転時には、前記二相のモータ駆動コイ
ルの双方へ交互通電させて駆動を行ない、低速回転時に
は、前記二相のモータ駆動コイルの一方のみへ断続通電
させて駆動を行なうものとしている。

【０００９】

【作用】高速回転時には、前記モータ駆動コイルの二相
分を通電させてロータを駆動させるため、所要の駆動力
により高速回転を得る。そして、低速回転時には、前記
モータ駆動コイルの一相分を通電させる、すなわち、一
方のモータ駆動コイルを通電すると共に、他方のモータ
駆動コイルは休止させる。このため、前記二相分の通電
時に比べ、この一相分の通電時においては、ロータへの
駆動力が低下するので、従って低速の回転数を得ること
ができる。

【００１０】

【実施例】次に本発明に従う二相直流ブラシレスモータ
の駆動回路の１実施例について、図１及び図２を参照し
ながら説明する。なお、図１はこのモータの駆動回路の
構成説明図であり、図２は動作タイミングチャートであ
る。

【００１１】図１において、本発明の二相直流ブラシレ
スモータの駆動回路は、直流電圧Ｖｃｃを動作電圧とし
て供給する電源端子ｔｖに、モータ駆動用コイルＬ１，
Ｌ２がそれぞれ接続され、このモータ駆動用コイルＬ
１，Ｌ２はトランジスタＱ１，Ｑ２を介してグランド端
子Ｔｏに接続されている。

【００１２】前記トランジスタＱ１，Ｑ２はモータ駆動
用コイルＬ１，Ｌ２に流れる電流を制御するものであ
る。トランジスタＱ１のベースには、磁電変換素子であ
るホール素子ＨＥと、コンパレータＩＣ１とが、抵抗Ｒ
３を介して接続されている。このホール素子ＨＥと、コ
ンパレータＩＣ１とにより、ロータ（図示しない）の回
転に従い、ハイ、ロウの信号を出力する。

【００１３】トランジスタＱ２のベースは抵抗Ｒ４を介
してトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。ま
た、トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ３を
介してグランド端子Ｔｏに接続されている。トランジス
タＱ３は、トランジスタＱ２の制御用トランジスタであ
り、トランジスタＱ２のベースにトランジスタＱ３のコ
レクタが接続されると共に、トランジスタＱ３のエミッ
タがグランド端子Ｔｏに接続される。トランジスタＱ３
のベースには、制御用信号入力端子Ｔ１が接続される。

【００１４】また前記トランジスタＱ１，Ｑ２のコレク
タ〜エミッタ間にはそれぞれのモータ駆動用コイルＬ
１，Ｌ２による逆起電力によって生ずる高電圧をクラン
プしてトランジスタＱ１，Ｑ２を保護するためのツェナ
ーダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。

【００１５】次に前記構成の二相直流ブラシレスモータ
の駆動回路について、その動作を図２のタイミングチャ
ートを参照して詳述する。まず起動時及び高速回転時の
動作について説明する。（図２（ａ）を参照）電源をオ
ンしてモータ駆動用コイルＬ１，Ｌ２に電流が供給さ
れ、図示しないロータが回転すると、ロータの磁極に応
じて、（ホール素子ＨＥを介し）コンパレータＩＣ１か
らはハイ、ロウの信号を出力する。この信号がハイレベ
ルの時にトランジスタＱ１のベース電圧が高くなり、こ
のベースに電流が供給されてトランジスタＱ１がオン状
態になる。このためモータ駆動用コイルＬ１に電流が流
れ、その電磁力によってロータに回転力が付与される。

【００１６】なお、前記トランジスタＱ１がオンしてモ
ータ駆動用コイルＬ１に電流が流れている時は、そのコ
レクタ電圧はロウレベルになるために、トランジスタＱ
２のベースもロウレベルとなり、トランジスタＱ２はオ
フ状態となる。このためＬ２には電流が流れない。

【００１７】次にロータが回転してコンパレータＩＣ１
からの出力がロウレベルとなると、トランジスタＱ１の
ベースはロウレベルとなるために、トランジスタＱ１が
オフしてモータ駆動用コイルＬ１には電流が流れなくな
る。この時、トランジスタＱ１のコレクタ電圧はハイレ
ベルになるために、トランジスタＱ２のベースもハイレ
ベルとなってトランジスタＱ２がオンする。このためモ
ータ駆動用コイルＬ２に電流が流れ、その電磁力によっ
てロータに回転力が付与される。

【００１８】こうして、コンパレータＩＣ１の出力信号
のハイ、ロウに従い、モータ駆動用コイルＬＩ，Ｌ２に
電流が交互に通電され、これにより、ロータは所定の回
転力を得て、高速回転駆動される。通常、ファン等に用
いられる場合には、約２０００ｒｐｍにて駆動される。

【００１９】次に、低速回転に切り換える場合について
説明する。（図２（ｂ）を参照）制御用トランジスタＱ
３のべースに接続される制御信号入力端子Ｔ１に、ハイ
の信号を入力してやる。すると、トランジスタＱ３はオ
ンとなり、トランジスタＱ２のベースには、電流が流れ
なくなる。このためトランジスタＱ２はオフされる。制
御用信号入力端子Ｔ１にハイの信号が入力されている
間、トランジスタＱ２はオフ状態となり、作動が休止さ
れる。従って、この状態においては、トランジスタＱ１
のみが単独で作動することとなり、ロータの回転に従
い、モータ駆動用コイルＬ１には断続的に通電される。
（すなわち、トランジスタＱ１のオン、オフによりモー
タ駆動用コイルＬ１断続通電される。）

【００２０】これにより、前記二相分の通電時に比べ
て、この一相分の通電時においては、ロータへの駆動力
が低下することとなり、従って回転数が低下する。通
常、約１５００ｒｐｍにて駆動される。

【００２１】以上、本発明に従う二相直流ブラシレスモ
ータの駆動回路についての１実施例について説明した
が、本発明はかかる実施例に限定されるものでなく、本
発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可
能である。例えば、本実施例では、モータ駆動コイルへ
の通電の流れを一方向へとした、いわゆる半波通電方式
を例にとって説明したが、全波通電方式を採用してもよ
い。また、低速回転を得るために、モータ駆動コイルの
一方を通電させる際の切り換え方法として、本実施例で
は制御用トランジスタＱ３を用いたが、この他に継電器
を用いることや、或いはトランジスタＱ２のベースにバ
イアス信号を直接引加させる等、設計自在である。

【００２２】

【発明の効果】本発明の二相直流ブラシレスモータの駆
動回路によれば、高速回転時には、二相のモータ駆動コ
イルの双方へ交互通電させてロータを駆動行ない、低速
回転時には、二相のモータ駆動コイルの一方のみへ断続
通電させてロータを駆動を行なう構成とした。

【００２３】従って、低速回転時には、モータ駆動コイ
ルの一相分を通電させ、残りの一相分のモータ駆動コイ
ルを休止させることで、容易に低速回転駆動を実現させ
ることができる。すなわち、容易に二速度の回転数を切
り換えることができ、しかも抵抗等の電力損失となるよ
うな部品や、複雑な回路構成を必要としないため、安価
に製作することができる二相直流ブラシレスモータの駆
動回路が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う二相直流ブラシレスモータの駆動
回路の１実施例を示す構成説明図である。

【図２】図１に示した二相直流ブラシレスモータの駆動
回路の動作説明をするためのタイミングチャードであ
り、図２（ａ）は高速回転時、図２（ｂ）は低速回転時
を示す。

【図３】従来の二相直流ブラシレスモータの駆動回路を
示す構成説明図である。

【符号の説明】

ＨＥ ホール素子 ＩＣ１ コンパレータ Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｑ３ トランジスタ Ｌ１，Ｌ２ モータ駆動コイル Ｄ１，Ｄ２ ツェナーダイオード Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 Ｒ３，Ｒ４ 抵抗 Ｔｖ，Ｔｏ 端子 Ｔ１ 端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二相のモータ駆動コイルへ電流を交互に
   通電し、ロータを回転させる二相直流ブラシレスモータ
   の駆動回路において、 高速回転時には、前記二相のモータ駆動コイルの双方へ
   交互通電させて駆動を行ない、 低速回転時には、前記二相のモータ駆動コイルの一方の
   みへ断続通電させて駆動を行なう、ことを特徴とする二
   相直流ブラシレスモータの駆動回路。