JPH0552149B2 - - Google Patents
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- JPH0552149B2 JPH0552149B2 JP60028564A JP2856485A JPH0552149B2 JP H0552149 B2 JPH0552149 B2 JP H0552149B2 JP 60028564 A JP60028564 A JP 60028564A JP 2856485 A JP2856485 A JP 2856485A JP H0552149 B2 JPH0552149 B2 JP H0552149B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、ブラシレス直流モータが破壊される
のを防止する為のモータの保護装置に関するもの
で、特にIC(集積回路)化に適したモータの保護
装置を提供せんとするものである。
(ロ) 従来の技術
ブラシレス直流モータは、高速回転させても長
寿命である為、現在多用されている。前記ブラシ
レスモータは、ロータの位置を検出し、複数の駆
動コイルに前記ロータの位置に応じた電流を供給
することにより回転する様に成されており、かつ
起動時のトルクを大とする為、起動時に前記駆動
コイルに供給される電流を大きく設定している。
その為、長時間のモータロツクが発生したり、過
負荷に起因する異常低速回転が続くと、駆動コイ
ルの発熱、焼損等が発生する。
モータロツクが発生した場合、速やかにモータ
の駆動を停止し、破壊防止を計る技術が特開昭58
−154385号公報に記載されている。前記公報に依
れば、駆動コイルの逆起電力を検出することによ
り所定周期のパルスを発生し、該パルスにより時
間計測手段を構成するコンデンサの放電を行うこ
とによりモータの回転検出を行つている。従つ
て、前記公報の場合、モータロツクが発生し、前
記逆起電力が生じなくなり、前記パルスが発生し
なくなると、コンデンサの端子電圧が所定レベル
以上となつて、モータロツクが生じていることを
検出出来る。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
しかしながら、前記公報の如く、逆起電力を検
出する方法は、一端が電源に接続された駆動コイ
ルの両端電圧を検出する必要があるので、検出回
路全体を高電圧電源に接続しなければならない。
その為、前記公報の回路は、全体を高耐圧の素子
で構成しなければならず、電源電圧が高い場合
IC化が困難になるという欠点があつた。また、
回路全体に電源電圧がかかる為、サージ電圧に対
して弱いという欠点もあつた。
(ニ) 問題点を解決するための手段
本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、第
1及び第2駆動コイルに給電する為の第1及び第
2出力回路の入出力間に接続され、前記駆動コイ
ルによつて生じるキツクバツクパルスを帰還する
ツエナーダイオードと、前記第1及び第2出力回
路の入力端に得られる信号のアンドをとるアンド
ゲートと、該アンドゲートの出力信号に応じて充
放電が制御されるコンデンサと、該コンデンサの
端子電圧に応じて前記第1及び第2駆動コイルへ
の給電を停止する停止手段とを備える点を特徴と
する。
(ホ) 作用
本考案に依れば、アンドゲートの出力信号のパ
ルス幅を大とすることが出来、コンデンサの十分
なる放電を行うことが出来る。その結果、前記コ
ンデンサの容量を大とすることが出来るととも
に、充電抵抗の値を小と出来、IC内に供給され
るバイアス電流に対する悪影響が防止される。
(ヘ) 実施例
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図で、
1は第1駆動コイル、2は第2駆動コイル、3は
前記第1及び第2駆動コイル1及び2により駆動
されるロータの位置を検出する為のホールIC(ホ
ール素子とコンパレータとを組合せたIC)、4は
該ホールICの出力信号の波形を整形する波形整
形回路、5はエミツタが共通接続された第1及び
第2トランジスタ6及び7を含み、前記波形整形
回路4の出力信号に応じて、該出力信号と同相の
第1パルス列と前記出力信号と逆相の第2パルス
列とを発生する差動増幅回路、8はベース・エミ
ツタ路が縦続接続された第3及び第4トランジス
タ9及び10を含み、前記第1トランジスタ6の
コレクタに得られる第1パルス列を増幅し、それ
に応じた電流を第1駆動コイル1に供給する第1
出力回路、11はベース・エミツタ路が縦続接続
された第5及び第6トランジスタ12及び13を
含み、前記第2トランジスタ7のコレクタに得ら
れる第2パルス列を増幅し、それに応じた電流を
第2駆動コイル2に供給する第2出力回路、14
はカソードが前記第1出力回路8の出力端に、ア
ノードが前記第1出力回路8の入力端にそれぞれ
接続された第1ツエナーダイオード、15はカソ
ードが前記第2出力回路11の出力端に、アノー
ドが前記第2出力回路11の入力端にそれぞれ接
続された第2ツエナーダイオード、16は入力端
がそれぞれ前記第1及び第2出力回路8及び11
の入力端に接続されたアンドゲート、17は該ア
ンドゲート16の出力信号を反転する反転トラン
ジスタ、18は電源電圧(+VCC2)により充電抵
抗19を介して充電され、前記反転トランジスタ
17により放電されるコンデンサ、及び20は該
コンデンサ18の端子電圧と基準電圧(+Vref)
とを比較し、前記端子電圧が大になつたとき停止
信号を発生して前記波形整形回路4の動作を停止
させる停止回路である。
モータが回転していれば、ホールIC3から同
期的に「H」及び「L」に変化する信号が発生
し、該信号が波形整形回路4で短形波に変換され
た後差動増幅回路5に印加される。その為、前記
差動増幅回路5を構成する第1トランジスタ6の
コレクタに第2図イに示す第1パルス列が発生
し、第2トランジスタ7のコレクタに第2図ロに
示す第2パルス列が発生し、前記第1パルス列は
第1出力回路8に、第2パルス列は第2出力回路
11にそれぞれ印加され、前記第1及び第2出力
回路8及び11により第1及び第2駆動コイル1
及び2に動作電流が供給される。しかして、前記
第1出力回路8の出力電圧は、第1駆動コイル1
に起因するキツクバツクパルス及び逆起電力に応
じて第2図ハに示す如き波形となり、前記第2出
力回路11の出力電圧も同様に第2図ニに示す如
き波形となる。そして、前記第1及び第2出力回
路8及び11の入出力端間には、それぞれ第1及
び第2ツエナーダイオード14及び15が接続さ
れている為、ツエナー電圧VZを越えるキツクバ
ツクパルスが前記第1及び第2出力回路8及び1
1の入力端に帰還され、前記第1出力回路8の入
力端における電圧は第2図ホの如く、また前記第
2出力回路11の入力端における電圧は第2図ヘ
の如くなる。前記第2図において、範囲Aはキツ
クバツクパルスに対応する電圧であり、範囲Bは
逆起電力に対応する電圧である。また第2図にお
いて、イ及びロで示される第1及び第2パルス列
は、前記範囲A及びBに比較し十分長いパルス幅
を有するので、作図上一部省略している。
第1及び第2出力回路8及び11の入力端に得
られる前記第2図ホ及びヘで示される信号は、ア
ンドゲート16に印加され、該アンドゲート16
の出力端に第2図トに示す如き信号が発生する。
そして、前記アンドゲート16の出力信号は、反
転トランジスタ17のベースに印加されるので、
前記反転トランジスタ17のコレクタには、前記
第2図トに示される信号の反転信号が発生する。
コンデンサ18は前記反転トランジスタ17のコ
レクタが「L」になると放電され、「H」になる
と電源電圧(+VCC2)により充電抵抗19を介し
て充電される。その場合、充電時定数は前記コン
デンサ18及び充電抵抗19の値に応じて決ま
り、放電時間は、アンドゲート16の出力信号の
パルス幅によつて決まる。従つて、前記コンデン
サ18の端子電圧は第2図チの如くなる。アンド
ゲート16の出力パルスは、第1及び第2パルス
列の立下り毎に発生し、その度にコンデンサ18
の放電が行なわれるので、前記コンデンサ18の
端子電圧が所定レベルを越えることはない。
前記コンデンサ18の端子電圧は、停止回路2
0に印加される。前記停止回路20は、抵抗21
及び22によつて作成される基準電圧Vrefと前
記コンデンサ18の端子電圧とを比較し、該端子
電圧が大のとき停止信号を発生するものである
が、上述の如くアンドゲート16から所定周期の
パルス信号が発生し続ける限り前記停止信号が発
生することは無い。
モータロツク等が生じ、ホールIC3からパル
スが発生しなくなると、差動増幅回路5の出力信
号が変化しなくなり、一方の出力が「H」、他方
の出力が「L」のままとなる。そして「H」にな
つた側の出力回路が作動し続け、対応する駆動コ
イルに電流が流れ続けて破壊の危険が生じる。し
かして、差動増幅回路5の出力信号が変化しなく
なると、アンドゲート16の出力パルスも発生し
なくなるので、コンデンサ18の放電が行なわれ
ず、その端子電圧が上昇する。そして、前記端子
電圧が基準電圧Vrefを越えると、停止回路20
から停止信号が発生し、波形整形回路4に印加さ
れるので、それに応じて差動増幅回路5の両出力
がともに「L」になり、破壊保護が達成される。
尚、前記停止回路20からの停止信号は、第1及
び第2駆動コイル1及び2への給電が同時に停止
する様、例えば差動増幅回路5の定電流源23に
作用させてもよい。
(ト) 発明の効果
以上述べた如く、本発明に依れば、ツエナーダ
イオードによりキツクバツクパルスを帰還して第
1及び第2パルス列の立下りの遅延を計つている
ので、IC化の困難なコンデンサを用いること無
くモータの回転検出を行うことが出来る。また、
本発明に依れば、出力回路の入力端にアンドゲー
トを接続することにより、回転検出を行つている
ので、検出回路全体を低電源電圧で動作させるこ
とが出来、耐圧の低い素子の使用が可能となると
いう利点を有する。更に、キツクバツクパルスの
幅と略等しい期間コンデンサの放電を行うことが
出来るので、前記コンデンサとして容量の大なる
ものを使用出来、充電抵抗の値を小とすることが
出来る。ちなみに、実施例の如くすれば200〜
300μ秒の放電時間を得ることが出来る。 [Detailed description of the invention] (a) Industrial application field The present invention relates to a motor protection device for preventing a brushless DC motor from being destroyed, and is particularly suitable for IC (integrated circuit). The purpose is to provide a motor protection device. (b) Conventional technology Brushless DC motors are currently widely used because they have a long life even when rotated at high speeds. The brushless motor is configured to rotate by detecting the position of the rotor and supplying a current according to the position of the rotor to a plurality of drive coils, and in order to increase the torque at startup, The current supplied to the drive coil at startup is set to be large.
Therefore, if the motor locks for a long time or continues to rotate at an abnormally low speed due to overload, heat generation and burnout of the drive coil will occur. When a motor lock occurs, the technology to immediately stop the motor drive and prevent damage was developed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983.
-Described in Publication No. 154385. According to the above publication, a pulse of a predetermined period is generated by detecting the back electromotive force of the drive coil, and the rotation of the motor is detected by discharging a capacitor constituting the time measuring means using the pulse. . Therefore, in the case of the above-mentioned publication, when the motor lock occurs, the counter electromotive force is no longer generated, and the pulse is no longer generated, the terminal voltage of the capacitor exceeds a predetermined level, and it is possible to detect that the motor lock has occurred. . (c) Problems to be solved by the invention However, as in the above-mentioned publication, the method for detecting back electromotive force requires detecting the voltage across the drive coil, one end of which is connected to the power supply, so the entire detection circuit is must be connected to a high voltage power supply.
Therefore, the circuit in the above publication must be constructed entirely of high-voltage elements, and when the power supply voltage is high,
The drawback was that it was difficult to integrate it into an IC. Also,
Since the power supply voltage is applied to the entire circuit, it also has the disadvantage of being vulnerable to surge voltages. (d) Means for solving the problems The present invention has been made in view of the above-mentioned points. a Zener diode which is connected and returns the kickback pulse generated by the drive coil; an AND gate which ANDs the signals obtained at the input terminals of the first and second output circuits; and an output signal of the AND gate. The present invention is characterized in that it includes a capacitor whose charging and discharging are controlled accordingly, and a stop means which stops power supply to the first and second drive coils according to the terminal voltage of the capacitor. (E) Effect According to the present invention, the pulse width of the output signal of the AND gate can be increased, and the capacitor can be sufficiently discharged. As a result, the capacitance of the capacitor can be increased, and the value of the charging resistor can be decreased, thereby preventing an adverse effect on the bias current supplied to the IC. (F) Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
1 is a first drive coil, 2 is a second drive coil, and 3 is a Hall IC (a combination of a Hall element and a comparator) for detecting the position of the rotor driven by the first and second drive coils 1 and 2. IC), 4 is a waveform shaping circuit that shapes the waveform of the output signal of the Hall IC; 5 includes first and second transistors 6 and 7 whose emitters are commonly connected; a differential amplifier circuit that generates a first pulse train having the same phase as the output signal and a second pulse train having the opposite phase to the output signal; 8 , third and fourth transistors 9 whose base-emitter paths are cascade-connected; 10, which amplifies the first pulse train obtained at the collector of the first transistor 6 and supplies a corresponding current to the first drive coil 1.
The output circuit 11 includes fifth and sixth transistors 12 and 13 whose base-emitter paths are connected in cascade, amplifies the second pulse train obtained at the collector of the second transistor 7, and supplies a corresponding current to the second pulse train. a second output circuit for supplying the drive coil 2, 14;
15 is a first Zener diode whose cathode is connected to the output end of the first output circuit 8 and whose anode is connected to the input end of the first output circuit 8 ; 15 is a first Zener diode whose cathode is connected to the output end of the second output circuit 11 ; a second Zener diode 16 whose anode is connected to the input end of the second output circuit 11, respectively; 16, whose input end is connected to the first and second output circuits 8 and 11, respectively;
17 is an inverting transistor that inverts the output signal of the AND gate 16; 18 is charged by the power supply voltage (+V CC2 ) via a charging resistor 19, and is discharged by the inverting transistor 17; 20 is the terminal voltage of the capacitor 18 and the reference voltage (+Vref)
This is a stop circuit that generates a stop signal to stop the operation of the waveform shaping circuit 4 when the terminal voltage becomes large. When the motor is rotating, a signal that changes synchronously to "H" and "L" is generated from the Hall IC 3, and after this signal is converted into a rectangular wave by the waveform shaping circuit 4, the differential amplifier circuit 5 is applied to Therefore, the first pulse train shown in FIG. 2A is generated at the collector of the first transistor 6 constituting the differential amplifier circuit 5 , and the second pulse train shown in FIG. 2B is generated at the collector of the second transistor 7. The first pulse train is applied to the first output circuit 8 and the second pulse train is applied to the second output circuit 11, respectively, and the first and second output circuits 8 and 11 apply the first and second drive coils 1 to
An operating current is supplied to and 2. Therefore, the output voltage of the first output circuit 8 is the same as that of the first drive coil 1.
In response to the kickback pulse and back electromotive force caused by this, the waveform becomes as shown in FIG. 2C, and the output voltage of the second output circuit 11 similarly takes the waveform as shown in FIG. 2D. Since the first and second Zener diodes 14 and 15 are connected between the input and output terminals of the first and second output circuits 8 and 11 , respectively, the kickback pulse exceeding the Zener voltage V Z First and second output circuits 8 and 1
The voltage at the input terminal of the first output circuit 8 is as shown in FIG. 2E, and the voltage at the input terminal of the second output circuit 11 is as shown in FIG. In FIG. 2, range A is the voltage corresponding to the kickback pulse, and range B is the voltage corresponding to the back electromotive force. Furthermore, in FIG. 2, the first and second pulse trains indicated by A and B have sufficiently long pulse widths compared to the ranges A and B, so some of them are omitted for illustration purposes. The signals shown in FIG .
A signal as shown in FIG. 2 (G) is generated at the output terminal of.
Since the output signal of the AND gate 16 is applied to the base of the inverting transistor 17,
An inverted signal of the signal shown in FIG. 2G is generated at the collector of the inversion transistor 17.
The capacitor 18 is discharged when the collector of the inverting transistor 17 becomes "L", and is charged via the charging resistor 19 by the power supply voltage (+V CC2 ) when the collector becomes "H". In that case, the charging time constant is determined according to the values of the capacitor 18 and the charging resistor 19, and the discharging time is determined according to the pulse width of the output signal of the AND gate 16. Therefore, the terminal voltage of the capacitor 18 becomes as shown in FIG. The output pulse of the AND gate 16 is generated at each falling edge of the first and second pulse trains, and each time the output pulse is generated by the capacitor 18.
Since the discharge occurs, the terminal voltage of the capacitor 18 does not exceed a predetermined level. The terminal voltage of the capacitor 18 is applied to the stop circuit 2.
Applied to 0. The stop circuit 20 includes a resistor 21
The terminal voltage of the capacitor 18 is compared with the reference voltage Vref created by As long as the pulse signal continues to be generated, the stop signal will not be generated. When a motor lock or the like occurs and pulses are no longer generated from the Hall IC 3, the output signal of the differential amplifier circuit 5 does not change, and one output remains "H" and the other output remains "L". Then, the output circuit on the "H" side continues to operate, and current continues to flow through the corresponding drive coil, creating a risk of destruction. When the output signal of the differential amplifier circuit 5 stops changing, the output pulse of the AND gate 16 also stops being generated, so that the capacitor 18 is not discharged and its terminal voltage increases. When the terminal voltage exceeds the reference voltage Vref, the stop circuit 20
Since a stop signal is generated from and applied to the waveform shaping circuit 4, both outputs of the differential amplifier circuit 5 become "L" in response, and destruction protection is achieved.
Note that the stop signal from the stop circuit 20 may be applied to, for example, the constant current source 23 of the differential amplifier circuit 5 so that the power supply to the first and second drive coils 1 and 2 is stopped at the same time. (G) Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the fall delay of the first and second pulse trains is measured by feeding back the kickback pulse using a Zener diode, which is difficult to integrate into an IC. Motor rotation can be detected without using a capacitor. Also,
According to the present invention, rotation is detected by connecting an AND gate to the input terminal of the output circuit, so the entire detection circuit can be operated with a low power supply voltage, and it is possible to use elements with low breakdown voltage. This has the advantage of being possible. Furthermore, since the capacitor can be discharged for a period approximately equal to the width of the kickback pulse, a capacitor with a large capacity can be used, and the value of the charging resistor can be made small. By the way, if you follow the example, it will be 200 ~
A discharge time of 300 μs can be obtained.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図、及
び第2図イ乃至チは第1図の各部の波形を示す特
性図である。
主な図番の説明、1……第1駆動コイル、2…
…第2駆動コイル、5……差動増幅回路、8……
第1出力回路、11……第2出力回路、14……
第1ツエナーダイオード、15……第2ツエナー
ダイオード、16……アンドゲート、18……コ
ンデンサ、20……停止回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2H are characteristic diagrams showing waveforms at various parts in FIG. Explanation of main drawing numbers, 1...first drive coil, 2...
...Second drive coil, 5 ...Differential amplifier circuit, 8 ...
First output circuit, 11 ...Second output circuit, 14...
First Zener diode, 15... Second Zener diode, 16... AND gate, 18... Capacitor, 20... Stop circuit.
Claims (1)
よつて駆動されるロータの位置検出を行う位置検
出手段と、該位置検出手段の出力信号に応じて互
いに逆相の第1及び第2パルス列を発生するパル
ス発生回路と、前記第1パルス列に応じて前記第
1駆動コイルに動作電流を供給する第1出力回路
と、前記第2パルス列に応じて前記第2駆動コイ
ルに動作電流を供給する第2出力回路とを備える
モータにおいて、前記第1及び第2出力回路の入
出力間に挿入されるツエナーダイオードと、前記
第1及び第2出力回路の入力端に得られる信号の
アンドをとるアンドゲートと、該アンドゲートの
出力信号に応じて充放電が制御されるコンデンサ
と、該コンデンサの端子電圧に応じて前記第1及
び第2駆動コイルへの給電を停止する停止手段と
を設け、モータロツク時に前記停止手段を作動さ
せ、前記モータの保護を行う様にしたことを特徴
とするモータの保護装置。1 first and second drive coils, a position detection means for detecting the position of a rotor driven by the drive coil, and first and second pulse trains having opposite phases to each other according to an output signal of the position detection means. a first output circuit that supplies an operating current to the first drive coil in accordance with the first pulse train; and a first output circuit that supplies an operating current to the second drive coil in response to the second pulse train. and a Zener diode inserted between the input and output of the first and second output circuits, and an AND that takes signals obtained at the input terminals of the first and second output circuits. A gate, a capacitor whose charging and discharging are controlled according to an output signal of the AND gate, and a stop means that stops power supply to the first and second drive coils according to a terminal voltage of the capacitor, and a motor lock is provided. A motor protection device characterized in that the motor is protected by actuating the stopping means when the motor stops.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60028564A JPS61189187A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Protecting device of motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60028564A JPS61189187A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Protecting device of motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61189187A JPS61189187A (en) | 1986-08-22 |
JPH0552149B2 true JPH0552149B2 (en) | 1993-08-04 |
Family
ID=12252132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60028564A Granted JPS61189187A (en) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Protecting device of motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61189187A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01227622A (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor lock protective-device |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP60028564A patent/JPS61189187A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61189187A (en) | 1986-08-22 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |