JPH06103998B2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents

Brushless motor drive circuit

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JPH06103998B2
JPH06103998B2 JP1278145A JP27814589A JPH06103998B2 JP H06103998 B2 JPH06103998 B2 JP H06103998B2 JP 1278145 A JP1278145 A JP 1278145A JP 27814589 A JP27814589 A JP 27814589A JP H06103998 B2 JPH06103998 B2 JP H06103998B2
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circuit
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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する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a drive circuit for a brushless motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、モータの駆動回路は大別して電流駆動方式と電圧
駆動方式に分類される。前者の電流駆動方式は電流帰還
機能を持ち、モータ制御信号が一定の場合には常に一定
の電流でモータを駆動する。この働きにより特に、ブラ
シレスモータの場合は、駆動回路の相間アンバランスが
あっても相間アンバランスによるモータのトルク変動を
ほぼ押えることができる。しかし、一定電流でモータを
駆動する場合の宿命として、モータ1回転当り、ステー
タ駆動コイル極数とロータマグネット磁極数の最小公倍
数に相当する回数のトルククリップルが総トルクに対し
て約14%発生する。
Conventionally, motor drive circuits are roughly classified into a current drive system and a voltage drive system. The former current drive method has a current feedback function and always drives the motor with a constant current when the motor control signal is constant. With this function, particularly in the case of a brushless motor, even if there is an interphase imbalance of the drive circuit, it is possible to substantially suppress the torque fluctuation of the motor due to the interphase imbalance. However, as a fate when driving a motor with a constant current, about 14% of the total torque is generated per revolution of the motor, which is the least common multiple of the number of stator drive coil poles and the number of rotor magnet magnetic poles. To do.

そこで、トルクリップルを補正するようにしたモータの
駆動回路として第12図乃至第15図に示すようなものが実
公昭56-34551号公報,特開昭58-192490号公報,特開昭5
9-35585号公報,特開昭59-76192号公報により知られて
いる。
Therefore, as a motor drive circuit for correcting the torque ripple, those shown in FIGS. 12 to 15 have been disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-34551, Japanese Patent Application Publication No. 58-192490, and Japanese Patent Application Publication No.
It is known from JP-A-9-35585 and JP-A-59-76192.

第12図に示すものではモータ11の回転速度が回転速度検
出器12により検出され、モータ11のロータ回転位置がホ
ール素子からなるロータ回転位置検出手段13により検出
される。基準電圧は重畳回路14を経て比較回路15で回転
速度検出器12の出力信号と比較され、その誤差信号によ
り制御回路16がロータ回転位置検出手段13の出力信号に
応じてモータ11における各巻線17を切り換えて通電す
る。また、回転数変動分検出回路18がロータ回転位置検
出手段13の出力信号からモータ11の回転数変動分におけ
る高い周波数成分を検出し、その検出信号が重畳回路14
にて基準電圧に重畳されることでモータ11のトルクリッ
プルが補正される。
In the structure shown in FIG. 12, the rotation speed of the motor 11 is detected by the rotation speed detector 12, and the rotor rotation position of the motor 11 is detected by the rotor rotation position detection means 13 including a Hall element. The reference voltage is compared with the output signal of the rotation speed detector 12 in the comparison circuit 15 via the superimposing circuit 14, and the error signal causes the control circuit 16 to respond to the output signal of the rotor rotation position detecting means 13 in each winding 17 of the motor 11. To switch on and energize. Further, the rotation speed fluctuation amount detection circuit 18 detects a high frequency component in the rotation speed fluctuation amount of the motor 11 from the output signal of the rotor rotation position detection means 13, and the detection signal is used as a superposition circuit 14
The torque ripple of the motor 11 is corrected by being superimposed on the reference voltage at.

第13図に示すものでは界磁手段19及びコイル20を有する
モータにおけるコイル20が電力供給手段21により通電さ
れ、電力供給手段21は制御手段22にて入力信号に応じた
出力信号を出力してこの制御手段22の出力信号により駆
動トランジスタ23がコイル20を駆動すると共にコイル20
の電流がコイル電流検出手段24により検出されてこの電
流検出手段24の出力信号が制御手段22に負帰還される。
相似電流発生手段25は指令信号に応じた相似電流を発生
しこの相似電流が変調手段26にて変調信号により変調さ
れ、指令信号は相似電流発生手段25を経て合成手段27で
変調手段26の出力信号が重畳されて制御手段22に入力さ
れることによって、モータのトルクリップルが補正され
る。
In the one shown in FIG. 13, the coil 20 in the motor having the field means 19 and the coil 20 is energized by the power supply means 21, and the power supply means 21 outputs the output signal according to the input signal by the control means 22. The output signal of the control means 22 causes the drive transistor 23 to drive the coil 20 and
Is detected by the coil current detection means 24, and the output signal of the current detection means 24 is negatively fed back to the control means 22.
The similar current generating means 25 generates a similar current according to the command signal, and this similar current is modulated by the modulating signal by the modulating means 26, and the command signal is output from the modulating means 26 by the synthesizing means 27 via the similar current generating means 25. By superimposing the signal and inputting it to the control means 22, the torque ripple of the motor is corrected.

第14図に示すものでは界磁手段28及び複数相のコイル29
を有するモータにおけるコイル29の位置がホール素子か
らなる位置検出手段30により検出され、電力供給手段31
が変調手段32の出力信号に基づいて位置検出手段30に応
じて複数相のコイル29を切り換えて通電する。また、電
力供給手段31が変調信号を発生し、指令信号が変調手段
32にて電力供給手段31からの変調信号により変調される
ことによって、モータのトルクリップルが補正される。
この場合、位置検出手段30は複数相のコイル29の切り換
えタイミングと,電力供給手段31の出力信号がゼロとな
るタイミングとが一致するように構成され、変調手段32
は位置検出手段30の出力信号がゼロとなるタイミングに
関して変調手段32の出力信号が時間的に対称になるよう
に構成される。
In the structure shown in FIG. 14, field means 28 and coils 29 of multiple phases are used.
The position of the coil 29 in the motor having the
Switches the plurality of phase coils 29 in accordance with the position detecting means 30 based on the output signal of the modulating means 32 to energize. Further, the power supply means 31 generates a modulation signal, and the command signal is a modulation means.
The torque ripple of the motor is corrected by being modulated by the modulation signal from the power supply means 31 at 32.
In this case, the position detecting means 30 is configured so that the switching timing of the coils 29 of multiple phases and the timing when the output signal of the power supply means 31 becomes zero, and the modulating means 32
Is configured such that the output signal of the modulation means 32 is temporally symmetrical with respect to the timing when the output signal of the position detection means 30 becomes zero.

第15図に示すものでは界磁手段33及びコイル34を有する
モータにおけるコイル34は電流供給手段35により電流が
供給され、電流供給手段35は供給電流を変化させる手段
36,コイル電流検出手段37及び合成手段38により構成さ
れる。上記手段36は指令信号発生手段39からの指令信号
に応じてコイル34に電流を供給し、コイル34の電流がコ
イル電流検出手段37により検出されてこのコイル電流検
出手段37の検出信号が合成手段38を介して上記手段36に
負帰還される。また、指令電流発生手段40が指令信号発
生手段39からの指令信号に応じた電流信号を発生し、変
調信号発生手段41がモータ可動部42の動きに応じた変調
信号を発生する。そして指令電流発生手段40からの電流
信号が変調手段43で変調信号発生手段41からの変調信号
により変調されて合成手段38でコイル電流検出手段37か
ら上記手段36への検出信号に合成されることによって、
モータのトルクリップルが補正される。
In the motor shown in FIG. 15, the coil 34 in the motor having the field means 33 and the coil 34 is supplied with current by the current supply means 35, and the current supply means 35 is means for changing the supplied current.
36, a coil current detecting means 37 and a synthesizing means 38. The means 36 supplies a current to the coil 34 in response to the command signal from the command signal generation means 39, the current of the coil 34 is detected by the coil current detection means 37, and the detection signal of the coil current detection means 37 is combined means. Negative feedback is made to the means 36 via 38. Further, the command current generation means 40 generates a current signal according to the command signal from the command signal generation means 39, and the modulation signal generation means 41 generates a modulation signal according to the movement of the motor movable portion 42. Then, the current signal from the command current generation means 40 is modulated by the modulation means 43 by the modulation signal from the modulation signal generation means 41 and combined by the combining means 38 with the detection signal from the coil current detection means 37 to the above means 36. By
The torque ripple of the motor is corrected.

しかし、上記モータの駆動回路はIC化されているが、ト
ルクリップルを補正する回路の追加によりICの内部素子
数が増加し、IC回路が複雑化すると共にIC価格がかなり
高くなる欠点を有する。また、ロータの位置を検出する
位置検出手段としてホール素子を用いてその出力信号を
利用してトルクリップル補正信号を作っているので、ト
ルクリップル補正信号がホール素子の出力信号波形のバ
ラツキ,歪,温度特性などの影響を受けやすく、トルク
リップル補正効果がホール素子の精度に左右されてしま
う。
However, although the drive circuit of the motor is formed as an IC, the number of internal elements of the IC increases due to the addition of the circuit for correcting the torque ripple, which complicates the IC circuit and considerably increases the IC price. Further, since the hall element is used as the position detecting means for detecting the position of the rotor and the output signal of the hall element is used to generate the torque ripple correction signal, the torque ripple correction signal causes variations in the output signal waveform of the hall element, distortion, It is easily affected by temperature characteristics, etc., and the torque ripple correction effect depends on the accuracy of the Hall element.

これらの欠点を改善したブラシレスモータの駆動回路と
して、特願平1−172547号記載のものがある。第10図は
特願平1−172547号記載の例を示す。
As a drive circuit for a brushless motor that has improved these drawbacks, there is one described in Japanese Patent Application No. 1-172547. FIG. 10 shows an example described in Japanese Patent Application No. 1-172547.

ホール素子Hu,Hv,Hwからなる位置検出手段は電源より抵
抗R1,R2を介して電流が供給され、2n極に着磁されたロ
ータマグネットからなる回転子の回転位置を検出してこ
の回転子と3相の駆動コイルLu,Lv,Lwを有する固定子と
の相対的位置関係に応じた第11図(a)に示すような互
いに120°の位相差を有する3相の正弦波様の出力信号V
u,Vv,Vwを生ずる。この3相の出力信号Vu,Vv,Vwを便宜
上正弦波と仮定すると、 Vu=0.2sinθ Vv=0.2sin(θ−120°) Vw=0.2sin(θ−240°) となる。
The position detecting means consisting of Hall elements Hu, Hv, Hw is supplied with current from the power supply through resistors R1 and R2, detects the rotational position of the rotor consisting of the rotor magnet magnetized to the 2n pole, and detects this rotor. And a three-phase sine-wave-like output having a phase difference of 120 ° from each other as shown in FIG. 11 (a) according to the relative positional relationship between the stator having three-phase drive coils Lu, Lv, and Lw. Signal V
yields u, Vv, Vw. Assuming that the three-phase output signals Vu, Vv, Vw are sine waves for convenience, Vu = 0.2sin θ Vv = 0.2sin (θ−120 °) Vw = 0.2sin (θ−240 °).

トランジスタQ1〜Q6、電流I0を発生する電流源CS1〜CS
3、抵抗値R0の各抵抗R3〜R5及びダイオードD1,D2はホー
ル増幅回路及び信号合成回路44を構成し、ホール素子H
u,Hv,Hwの出力信号Vu,Vv,Vwを増幅して対数圧縮し第11
図(b)に示すような変曲点をなまらせた矩形波パルス
様に波形成形すると共に3相のソフトスイッチング信号
Vu′,Vv′,Vw′に合成する。すなわち、ホール素子Hu,H
v,Hwの出力信号Vu,Vv,VwはトランジスタQ1〜Q6により増
幅され、トランジスタQ1,Q4のコレクタ出力が合成され
てソフトスイッチング信号Vu′となり、トランジスタQ
3,Q6のコレクタ出力が合成されてソフトスイッチング信
号Vv′となり、トランジスタQ2,Q5のコレクタ出力が合
成されてソフトスイッチング信号Vw′となる。これらの
ソフトスイッチング信号Vu′,Vv′,Vw′は となる。ただし、eは自然対数の底、Kはボルツマン定
数[J/°K]、Tは絶対温度[°K]、qは電子の電荷
(c)である。
Transistors Q1 to Q6, current sources CS1 to CS that generate current I 0
3, the resistors R3 to R5 having the resistance value R 0 and the diodes D1 and D2 constitute the Hall amplifier circuit and the signal combining circuit 44, and the Hall element H
The output signals Vu, Vv, Vw of u, Hv, Hw are amplified and logarithmically compressed to
A three-phase soft switching signal is formed while the waveform is shaped like a rectangular wave pulse with an inflection point blunted as shown in FIG.
Combined into Vu ′, Vv ′ and Vw ′. That is, Hall element Hu, H
The output signals Vu, Vv, Vw of v, Hw are amplified by the transistors Q1 to Q6, and the collector outputs of the transistors Q1, Q4 are combined into a soft switching signal Vu ', which is the transistor Q1.
The collector outputs of 3, Q6 are combined into a soft switching signal Vv ', and the collector outputs of the transistors Q2, Q5 are combined into a soft switching signal Vw'. These soft switching signals Vu ′, Vv ′, Vw ′ are Becomes Here, e is the base of the natural logarithm, K is the Boltzmann constant [J / ° K], T is the absolute temperature [° K], and q is the electron charge (c).

トランジスタQ7〜Q12、電流ICTLを発生する可変電流源C
S4は第1の信号回路45を構成し、トランジスタQ7〜Q9は
ホール増幅回路及び信号合成回路44からの3相のソフト
スイッチング信号Vu′,Vv′,Vw′により可変電流源CS4
の電流ICTLに比例した電流Iu′,Iv′,Iw′をコレクタよ
りトランジスタQ10〜Q12を介して出力する。また、トラ
ンジスタQ13〜Q18、電流ICTLを発生する可変電流源CS
5、ダイオードD3〜D5及び抵抗R6は第2の信号回路46を
構成し、トランジスタQ16〜Q18はホール増幅回路及び信
号合成回路44からの3相のソフトスイッチング信号V
u′,Vv′,Vw′により可変電流源CS5の電流ICTLに比例し
た電流Iu,Iv,IwをコレクタよりトランジスタQ13〜Q15を
介して出力する。これらの電流Iu′,Iv′,Iw′,Iu,Iv,I
wは となる。
Transistors Q7 to Q12, variable current source C generating current I CTL
S4 constitutes the first signal circuit 45, and the transistors Q7 to Q9 are variable current sources CS4 by the three-phase soft switching signals Vu ', Vv', Vw 'from the Hall amplifier circuit and the signal combining circuit 44.
The currents Iu ′, Iv ′, Iw ′ proportional to the current I CTL of are output from the collectors through the transistors Q10 to Q12. In addition, transistors Q13 to Q18, variable current source CS that generates current I CTL
5, the diodes D3 to D5 and the resistor R6 constitute the second signal circuit 46, and the transistors Q16 to Q18 are the three-phase soft switching signals V from the Hall amplification circuit and the signal synthesis circuit 44.
u ', Vv', current is proportional to the current I CTL of the variable current source CS5 by Vw 'Iu, Iv, via the transistor Q13~Q15 from the collector and Iw outputted. These currents Iu ′, Iv ′, Iw ′, Iu, Iv, I
w is Becomes

3組のダーリントン接続されたトランジスタQ19〜Q24は
第1のトランジスタ群を構成し、第1の信号回路45の出
力電流Iu′,Iv′,Iw′をα倍に増幅して3相の駆動コイ
ルLu,Lv,Lwにソース電流を流入させる。3組のダーリン
トン接続されたトランジスタQ25〜Q30は第2のトランジ
スタ群を構成し、第2の信号回路46の出力電流Iu,Iv,Iw
をα倍に増幅して3相の駆動コイルLu,Lv,Lwにシンク電
流を流出させる。
The three sets of Darlington-connected transistors Q19 to Q24 form a first transistor group, amplify the output currents Iu ′, Iv ′, Iw ′ of the first signal circuit 45 by α times and drive coils of three phases. Source current flows into Lu, Lv, and Lw. The three sets of Darlington-connected transistors Q25 to Q30 form a second transistor group, and output currents Iu, Iv, Iw of the second signal circuit 46.
Is amplified by α times and a sink current is caused to flow out to the three-phase drive coils Lu, Lv, Lw.

電流検出用抵抗Rsは3相の駆動コイルLu,Lv,Lwを流れた
電流を検出して電圧に変換し、この電圧は電流帰還増幅
器Aiにてモータ速度制御信号VCTLと比較され、その誤差
電圧により可変電流源CS4,CS5が可変されて可変電流源C
S4,CS5の電流ICTLが制御される。モータ速度制御信号V
CTLが一定値を保っている時には電流検出用抵抗Rsに流
れる電流が一定となるように電流ICTLが制御されて駆動
コイルLu,Lv,Lwに一定の電流が供給される。
The current detection resistor Rs detects the current flowing through the three-phase drive coils Lu, Lv, Lw and converts it into a voltage. This voltage is compared with the motor speed control signal V CTL by the current feedback amplifier Ai, and its error Variable current sources CS4 and CS5 are changed by the voltage and variable current source C
The current I CTL of S4 and CS5 is controlled. Motor speed control signal V
When CTL maintains a constant value, the current I CTL is controlled so that the current flowing through the current detection resistor Rs becomes constant, and a constant current is supplied to the drive coils Lu, Lv, Lw.

ホール増幅回路及び信号合成回路44がホール素子Hu,Hv,
Hwの出力信号Vu,Vv,Vwを増幅して対数圧縮し第11図
(b)に示すような変曲点をなまらせた矩形波パルス様
に波形成形すると共に3相のソフトスイッチング信号V
u′,Vv′,Vw′を合成する場合このソフトスイッチング
信号Vu′,Vv′,Vw′の振幅設定を小さくすると、各駆動
コイルLu,Lv,Lwの同相のソース電流とシンク電流が同時
に発生するタイミングが存在するようになる。例えば第
8図に示すようにU相の駆動コイルLuのソース電流αI
u′とシンク電流αIuとが同時に発生するタイミングT0
が存在する。このタイミングT0は他の従来のブラシレス
モータの駆動回路において第7図に示すようにU相の駆
動コイルLuに電流が流れない区間に対応する。また、第
8図に示すようにタイミングT0の中心点前後ではαIu′
≒αIuとなってU相の駆動コイルLuには電流がほとんど
流れず、電源ccからトランジスタQ20,Q26を介して電流
検出用抵抗Rsに電流が流れる。このことはモータのトル
ク発生に寄与しない無効電流が比較的多く発生している
ことを意味する。しかも無効電流の有無に関係なく、電
流検出用抵抗Rsには一定の電流が流れるように帰還がか
かっているので、電流検出用抵抗Rsに流れる電流は一定
のままである。このため、上記タイミングT0の区間では
上記無効電流の分だけモータの総トルクが減少すること
になる。この現象はV相,W相も同様であり、60°に一回
の割合で発生し、かつ第8図から分かるように合成トル
クのピークの周期と同期している。したがって、無効電
流によるトルクの減少が合成トルクのピークを押えるこ
とになり、トルクリップルが減少する。なお、第8図に
示すように駆動コイルLu,Lv,Lwに通電すべき区間aにお
いても若干の無効電流が流れている。
The hall amplifier circuit and signal combining circuit 44 are hall elements Hu, Hv,
The output signals Vu, Vv, and Vw of Hw are amplified, logarithmically compressed, and shaped like a rectangular wave pulse with blunted inflection points as shown in FIG. 11 (b) and a three-phase soft switching signal V.
When combining u ′, Vv ′ and Vw ′ If the amplitude setting of the soft switching signals Vu ′, Vv ′ and Vw ′ is made small, the source current and sink current of the drive coils Lu, Lv and Lw in phase are generated simultaneously. There will be a timing to do. For example, as shown in FIG. 8, the source current αI of the U-phase drive coil Lu
Timing T 0 when u ′ and sink current αIu occur simultaneously
Exists. This timing T 0 corresponds to a section in which no current flows in the U-phase drive coil Lu as shown in FIG. 7 in another conventional brushless motor drive circuit. Further, as shown in FIG. 8, before and after the center point of the timing T 0 , αIu ′
≉αIu, and almost no current flows through the U-phase drive coil Lu, and current flows from the power supply cc to the current detection resistor Rs via the transistors Q20 and Q26. This means that a relatively large amount of reactive current that does not contribute to torque generation of the motor is generated. Moreover, since the feedback is applied so that a constant current flows through the current detection resistor Rs regardless of the presence or absence of the reactive current, the current flowing through the current detection resistor Rs remains constant. Therefore, in the section of the timing T 0 , the total torque of the motor decreases by the amount of the reactive current. This phenomenon is the same for the V phase and the W phase, and occurs at a rate of once every 60 °, and as can be seen from FIG. 8, it is synchronized with the cycle of the peak of the combined torque. Therefore, the reduction of the torque due to the reactive current suppresses the peak of the combined torque, and the torque ripple is reduced. As shown in FIG. 8, some reactive current also flows in the section a in which the drive coils Lu, Lv, Lw should be energized.

第5図の特性曲線Aは上記ホール増幅回路及び信号合成
回路44からのソフトスイッチング信号Vu′,Vv′,Vw′の
振幅に対するトルクリップルの割合を示す。ホール増幅
回路及び信号合成回路44における電流源CS1〜CS3の電流
値あるいは抵抗R3〜R5の値を可変してソフトスイッチン
グ信号Vu′,Vv′,Vw′の振幅を可変すると、トルクリッ
プルは第5図に示すように変化する。したがって、電流
源CS1〜CS3の電流値あるいは抵抗R3〜R5の値を可変して
トルクリップルを大幅に改善することが可能となる。
The characteristic curve A in FIG. 5 shows the ratio of the torque ripple to the amplitude of the soft switching signals Vu ', Vv', Vw 'from the Hall amplifier circuit and signal combining circuit 44. When the current values of the current sources CS1 to CS3 or the values of the resistors R3 to R5 in the Hall amplifier circuit and the signal combining circuit 44 are changed to change the amplitudes of the soft switching signals Vu ', Vv', Vw ', the torque ripple becomes the fifth value. It changes as shown in the figure. Therefore, it becomes possible to greatly improve the torque ripple by varying the current value of the current sources CS1 to CS3 or the value of the resistors R3 to R5.

また、この例ではトルクリップルを補正するために新た
な回路を追加する必要がない。しかもホール増幅回路を
飽和領域で使用しているので、ホール素子がトルクリッ
プル補正機能とは無関係となり、ホール素子のばらつき
や出力精度等の影響を受けなくなる。
Further, in this example, it is not necessary to add a new circuit to correct the torque ripple. Moreover, since the Hall amplifier circuit is used in the saturation region, the Hall element has nothing to do with the torque ripple correction function and is not affected by variations in the Hall element or output accuracy.

また、この例においてブラシレスモータの駆動コイルL
u,Lv,Lwに第5高調波を含む逆起電圧を発生させるよう
にした例もある。
Also, in this example, the drive coil L of the brushless motor is
There is also an example in which a counter electromotive voltage including the fifth harmonic is generated in u, Lv, and Lw.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記特願平1−172547号記載のブラシレスモータの駆動
回路ではブラシレスモータの合成トルクが第8図に示す
ように小さくなり、他の従来のブラシレスモータの駆動
回路における第7図に示すようなブラシレスモータの合
成トルクに比べて減少してしまう。また、構成素子のバ
ラツキにより相間アンバランスが生じた場合などにはト
ルクリップルが悪化しやすいという欠点を持つ。さら
に、第5図の特性曲線Aのようにトルクリップル補正効
果が最大でも3割強にとどまる。
In the brushless motor drive circuit described in Japanese Patent Application No. 1-172547, the combined torque of the brushless motor becomes small as shown in FIG. 8, and the brushless motor drive circuit of another conventional brushless motor as shown in FIG. It decreases compared with the synthetic torque of the motor. Further, there is a drawback that the torque ripple is apt to be deteriorated when an imbalance between phases occurs due to variations in constituent elements. Further, as shown by the characteristic curve A in FIG. 5, the torque ripple correction effect is at most 30% at maximum.

本発明は上記欠点を改善し、合成トルクの減少を最小限
に押えることができると共に構成素子のバラツキに対し
てトルクリップルが悪化しずらく、かつトルクリップル
補正効果を大きくすることができるブラシレスモータの
駆動回路を提供することを目的とする。
The present invention improves the above-mentioned drawbacks, minimizes the reduction of the combined torque, prevents the torque ripple from being deteriorated due to the variation of the constituent elements, and can enhance the torque ripple correction effect. It is an object of the present invention to provide a driving circuit of the.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、請求項1の発明はm相の駆動
コイルを有する固定子と、この固定子により回転付勢さ
れ磁極を有する回転子と、この回転子と上記固定子との
相対的位置関係に応じたm相の正弦波様の出力信号を得
る位置検出手段と、この位置検出手段の出力信号を対数
圧縮して変曲点をなまらせた矩形波パルス様に波形成形
すると共にm相のソフトスイッチング信号に合成する信
号合成回路と、この信号合成回路の出力信号により上記
m相の駆動コイルへの通電を切り換える複数のトランジ
スタ群と、この複数のトランジスタ群により上記m相の
駆動コイルに通電される各通電量を制御する電流制御手
段と、上記駆動コイルに流れる電流を検出し上記電流制
御手段に負帰還をかけるように接続された電流検出用抵
抗と、上記m相の駆動コイルへの各無通電期間となるべ
き通電期間で上記複数のトランジスタ群のうち同相のト
ランジスタを同時にオンさせて上記電流検出用抵抗に無
効電流を流す同時オン区間発生手段と、上記m相の駆動
コイルが通電されるべき通電区間で無効電流を遮断する
無効電流遮断手段とを具備するものであり、 請求項2の発明は請求項1記載のブラシレスモータの駆
動回路において、上記駆動コイルに発生する逆起電圧に
第5高調波が重畳するようにしたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 has a stator having an m-phase drive coil, a rotor having magnetic poles that are rotationally biased by the stator, and a relative position between the rotor and the stator. A position detecting means for obtaining an m-phase sine wave-like output signal according to the positional relationship, and an output signal of the position detecting means are logarithmically compressed to form a rectangular wave pulse having an inflection point blunted and m Signal synthesizing circuit for synthesizing a soft switching signal of a phase, a plurality of transistor groups for switching energization to the m-phase driving coil by an output signal of the signal synthesizing circuit, and the m-phase driving coil by the plurality of transistor groups Current control means for controlling each energization amount to be energized, a current detection resistor connected so as to detect a current flowing through the drive coil and apply negative feedback to the current control means, and the m-phase In the energization period which should be each non-energization period to the moving coil, the transistors of the same phase among the plurality of transistor groups are simultaneously turned on to cause a reactive current to flow into the current detection resistor at the same time. The drive coil of the brushless motor according to claim 1, wherein the drive coil is provided with a reactive current interruption means for interrupting a reactive current in an energized section where the drive coil should be energized. The fifth harmonic wave is superimposed on the counter electromotive voltage.

〔作用〕[Action]

請求項1の発明では回転子が固定子により回転付勢さ
れ、位置検出手段により回転子と固定子との相対的位置
関係に応じたm相の正弦波様の出力信号が得られる。信
号合成回路が位置検出手段の出力信号を対数圧縮して変
曲点をなまらせた矩形波パルス様に波形成形すると共に
m相のソフトスイッチング信号に合成し、この信号合成
回路の出力信号により複数のトランジスタ群がm相の駆
動コイルへの通電を切り換える。この複数のトランジス
タ群によりm相の駆動コイルに通電される各通電量が電
流制御手段により制御され、駆動コイルに流れる電流が
電流検出用抵抗により上記電流制御手段に負帰還がかか
る。m相の駆動コイルへの各無通電期間となるべき通電
期間では同時オン区間発生手段により複数のトランジス
タ群のうち同相のトランジスタが同時にオンされて電流
検出用抵抗に無効電流が流れ、m相の駆動コイルが通電
されるべき通電区間では無効電流遮断手段により無効電
流が遮断される。
According to the first aspect of the invention, the rotor is rotationally biased by the stator, and the position detecting means obtains an m-phase sinusoidal output signal according to the relative positional relationship between the rotor and the stator. The signal synthesizing circuit logarithmically compresses the output signal of the position detecting means to shape it like a rectangular wave pulse with blunted inflection points and synthesizes it into an m-phase soft switching signal. The transistor group switches the energization of the m-phase drive coil. The amount of electricity supplied to the m-phase drive coil is controlled by the current control means by the plurality of transistor groups, and the current flowing in the drive coil is negatively fed back to the current control means by the current detection resistor. In the energization period which should be each non-energization period to the m-phase drive coil, the transistors of the same phase among the plurality of transistor groups are simultaneously turned on by the simultaneous on-section generating means, and a reactive current flows through the current detection resistor, so that the m-phase In the energization section in which the drive coil should be energized, the reactive current interrupting means interrupts the reactive current.

請求項2の発明では駆動コイルには第5高調波が重畳し
た逆起電圧が発生する。
In the invention of claim 2, a counter electromotive voltage in which the fifth harmonic is superimposed is generated in the drive coil.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例を示し、第10図の例と同一部
分には同一符号が付してある。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and the same parts as those in the example of FIG. 10 are designated by the same reference numerals.

ホール増幅回路及び信号合成回路44では電流源CS1〜CS3
の代りに可変電流源CS6〜CS8が用いられる。この可変電
流源CS6〜CS8は調整端子T1からの入力電圧に応じた電流
I0を発生し、調整端子T1の電圧を可変して可変電流源CS
6〜CS8の電流I0を任意に設定し調整することができる。
In the Hall amplification circuit and signal synthesis circuit 44, current sources CS1 to CS3
Variable current sources CS6 to CS8 are used instead of. The variable current source CS6~CS8 the current corresponding to the input voltage from the adjustment terminal T 1
I 0 is generated and the voltage of the adjustment terminal T 1 is varied to change the variable current source CS
The current I 0 of 6 to CS8 can be arbitrarily set and adjusted.

ホール増幅回路及び信号合成回路44からのソフトスイッ
チング信号Vu′,Vv′,Vw′はそれぞれ抵抗R7〜R12を通
ってPNP形トランジスタQ31〜Q33,NPN形トランジスタQ34
〜36及び可変電流源CS9,CS10からなる3差動増幅器によ
り電流に変換されて増幅される。この3差動増幅器から
の出力電流Iu″,Iv″,Iw″及びIu,Iv,Iwはトラン
ジスタQ37〜Q42及び抵抗Q43〜Q48からなるミラー回路を
介してプリドライバPDに出力される。
The soft switching signals Vu ', Vv', Vw 'from the Hall amplifier circuit and signal combining circuit 44 pass through resistors R7-R12, respectively, and are PNP type transistors Q31-Q33, NPN type transistor Q34.
.About.36 and variable current sources CS9 and CS10 are converted into currents and amplified by three differential amplifiers. The output currents Iu ″, Iv ″, Iw ″ and Iu, Iv, Iw from the three differential amplifiers are output to the pre-driver PD via a mirror circuit composed of transistors Q37 to Q42 and resistors Q43 to Q48.

さらに、例えばU相ではホール増幅回路及び信号合成回
路44からのソフトスイッチング信号Vu′は抵抗R7,R10を
通ってトランジスタQ31,Q34により電流に変換されて増
幅され、トランジスタQ31のコレクタからの出力電流が
トランジスタQ43,Q52及び抵抗R17,R20よりなるミラー回
路によりトランジスタQ34のベース(点)にフィード
バックされる。また、トランジスタQ34のコレクタ電流
はトランジスタQ37,Q49及び抵抗R13,R16よりなるミラー
回路によりトランジスタQ31のベース にフィードバックされる。このとき、トランジスタQ34,
Q31のベースにフィードバックされる帰還電流は可変電
流源CS6,CS7,CS8の電流I0と比較してかなり小さいもの
とする。
Further, for example, in the U phase, the soft switching signal Vu 'from the Hall amplifier circuit and the signal combining circuit 44 is converted into a current by the transistors Q31 and Q34 through the resistors R7 and R10 and amplified, and the output current from the collector of the transistor Q31. Is fed back to the base (point) of the transistor Q34 by the mirror circuit composed of the transistors Q43 and Q52 and the resistors R17 and R20. The collector current of the transistor Q34 is the base of the transistor Q31 due to the mirror circuit consisting of the transistors Q37 and Q49 and the resistors R13 and R16. Be fed back to. At this time, transistor Q34,
The feedback current fed back to the base of Q31 is assumed to be considerably smaller than the current I 0 of the variable current sources CS6, CS7, CS8.

V相,W相についても同様にホール増幅回路及び信号合成
回路44からのソフトスイッチング信号Vv′,Vw′はそれ
ぞれ抵抗R8,R11、R9,R12を通ってトランジスタQ32,Q3
5、Q33,Q36により電流に変換されて増幅され、トランジ
スタQ32、Q33のコレクタからの出力電流がトランジスタ
Q44,Q53、Q45,Q54及び抵抗R18,R19,R20よりなるミラー
回路によりトランジスタQ35,Q36のベース(点,
点)にフィードバックされる。また、トランジスタQ35,
Q36のコレクタ電流はトランジスタQ38,Q50、Q39,Q51及
び抵抗R14,R15,R16よりなるミラー回路によりトランジ
スタQ32,Q33のベース にフィードバックされる。このときも、トランジスタQ3
2,Q33,Q35,Q36のベースにフィードバックされる帰還電
流は可変電流源CS6,CS7,CS8の電流I0と比較してかなり
小さいものとする。
Similarly for the V phase and the W phase, the soft switching signals Vv 'and Vw' from the Hall amplifier circuit and the signal synthesizing circuit 44 respectively pass through the resistors R8, R11, R9 and R12 and the transistors Q32 and Q3.
5, converted to current by Q33, Q36 and amplified, the output current from the collector of transistors Q32, Q33 is
The mirror circuit consisting of Q44, Q53, Q45, Q54 and resistors R18, R19, R20 makes the bases (points,
Feedback). Also, transistor Q35,
The collector current of Q36 is the base of transistors Q32, Q33 by the mirror circuit consisting of transistors Q38, Q50, Q39, Q51 and resistors R14, R15, R16. Be fed back to. Also at this time, the transistor Q3
It is assumed that the feedback current fed back to the bases of 2, Q33, Q35, Q36 is considerably smaller than the current I 0 of the variable current sources CS6, CS7, CS8.

これにより、ダイオードD2のカソード側と上記,
,点との間の電圧Vsu,Vsv,Vsw及びダイオードD2
のカソード側と上記 との間の電圧Vsu′,Vsv′,Vsw′は第2図に示すよう
になる。また、ダイオードD6,D9,D7,D10,D8,D11は上記V
su,Vsv,Vsw,Vsu′,Vsv′,Vsw′の振幅を制限する
振幅リミッタとして働く。
Thereby, the cathode side of the diode D2 and the above,
, Voltage between points V su , V sv , V sw and diode D2
On the cathode side and above The voltages V su ′, V sv ′ and V sw ′ between and are as shown in FIG. The diodes D6, D9, D7, D10, D8 and D11 are
It works as an amplitude limiter that limits the amplitudes of su , V sv , V sw , V su ′, V sv ′, and V sw ′.

トランジスタQ55,Q56,Q57からなるトランジスタ群はプ
リドライバPDの出力信号により3相の駆動コイルLu,Lv,
Lwにソース電流αIu″,αIv″,αIw″を流入させ、ト
ランジスタQ58,Q59,Q60からなるトランジスタ群はプリ
ドライバPDの出力信号により3相の駆動コイルLu,Lv,Lw
よりシンク電流αIu,αIv,αIwを流出させる。
このソース電流αIu″,αIv″,αIw″はプリドライバ
PDの入力電流Iu″,Iv″,Iw″がプリドライバPD及びトラ
ンジスタ群Q55,Q56,Q57によりα倍に増幅された電流で
あり、シンク電流αIu,αIv,αIwはプリドライ
バPDの入力電流Iu,Iv,IwがプリドライバPD及びト
ランジスタ群Q58,Q59,Q60によりα倍に増幅された電流
である。
The transistor group consisting of the transistors Q55, Q56, Q57 is a three-phase drive coil Lu, Lv, depending on the output signal of the pre-driver PD.
Source currents αIu ″, αIv ″, αIw ″ flow into Lw, and the transistor group consisting of transistors Q58, Q59, Q60 causes three-phase drive coils Lu, Lv, Lw by the output signal of the pre-driver PD.
The sink currents αIu, αIv, and αIw are caused to flow out.
This source current αIu ″, αIv ″, αIw ″ is the pre-driver
The PD input currents Iu ″, Iv ″, Iw ″ are the currents amplified α times by the pre-driver PD and the transistor groups Q55, Q56, Q57, and the sink currents αIu, αIv, αIw are the input currents Iu of the pre-driver PD. , Iv, Iw are currents amplified by α times by the pre-driver PD and the transistor groups Q58, Q59, Q60.

電流検出用抵抗Rsは3相の駆動コイルLu,Lv,Lwを流れた
電流を検出して電圧に変換し、この電圧は電流帰還増幅
器Aiにてモータ速度制御信号VCTLと比較され、その誤差
電圧により可変電流源CS9,CS10が可変されて可変電流源
CS9,CS10の電流ICTLが制御される。モータ速度制御信号
VCTLが一定値を保っている時には電流検出用抵抗Rsに流
れる電流が一定となるように電流ICTLが制御されて駆動
コイルLu,Lv,Lwに一定の電流が供給される。
The current detection resistor Rs detects the current flowing through the three-phase drive coils Lu, Lv, Lw and converts it into a voltage. This voltage is compared with the motor speed control signal V CTL by the current feedback amplifier Ai, and its error Variable current sources CS9 and CS10 are variable by voltage
The current I CTL of CS9 and CS10 is controlled. Motor speed control signal
When V CTL maintains a constant value, the current I CTL is controlled so that the current flowing through the current detection resistor Rs becomes constant, and a constant current is supplied to the drive coils Lu, Lv, Lw.

第9図はこの実施例においてシミュレイションにより求
めたU相の駆動コイルLuのソース電流αIu″及びシンク
電流αIuを示す。この図から分かるようにソース電流
αIu″及びシンク電流αIuはU相の駆動コイルLuへの
無通電期間となるべき通電期間T0ではU相のトランジス
タQ55,Q58が同時にオンすることによって電流検出用抵
抗Rsに無効電流として流れ、かつU相の駆動コイルLuが
通電されるべき通電区間aでは全く同時に発生しない。
V相,W相についても同様である。上記駆動コイルLu,Lv,
Lwの駆動電流に基づいてシュミレイションにより求めた
トルクリップルは約6.0%であり、第8図の例における
約9.7%のトルクリップルに比べて約38%改善される。
また、合成トルクも第8図の例より増加している。
Fig. 9 shows the source current αIu "and the sink current αIu of the U-phase drive coil Lu obtained by the simulation in this embodiment. As can be seen from this figure, the source current αIu" and the sink current αIu drive the U-phase. During the energization period T 0 , which should be a non-energization period for the coil Lu, the U-phase transistors Q55 and Q58 are turned on at the same time to flow as a reactive current in the current detection resistor Rs, and the U-phase drive coil Lu is energized. It does not occur at exactly the same time in the energized section a.
The same applies to the V phase and the W phase. Drive coil Lu, Lv,
The torque ripple obtained by simulation based on the drive current of Lw is about 6.0%, which is improved by about 38% compared to the torque ripple of about 9.7% in the example of FIG.
The combined torque is also increased compared to the example shown in FIG.

第5図の特性曲線Bはこの実施例においてソフトスイッ
チング信号Vu′,Vv′,Vw′の振幅を20mVp-pから600mV
p-pまで変化させてシュミレイションにより求めたトル
クリップルを示す。この図から本実施例のトルクリップ
ルが第5図の特性曲線Aで示される第10図の例のトルク
リップルより飛躍的に改善されていることがわかる。
The characteristic curve B in FIG. 5 shows the amplitude of the soft switching signals Vu ', Vv', Vw 'in this embodiment from 20 mV pp to 600 mV.
Shows the torque ripple obtained by simulation while varying up to pp . From this figure, it can be seen that the torque ripple of this embodiment is dramatically improved over the torque ripple of the example of FIG. 10 shown by the characteristic curve A of FIG.

第6図は駆動コイルの逆起電圧に含まれる第5高調波を
−15%から+15%まで変化させてシュミレイションによ
り求めたトルクリップルを示すもので、特性曲線Aが従
来回路のトルクリップルを示し、特性曲線Bが第10図の
例のトルクリップルを示し、特性曲線Cが本実施例のト
ルクリップルを示す。この図から分かるように本実施例
は最も少ない第5高調波成分でトルクリップルを最低に
することができる。
Fig. 6 shows the torque ripple obtained by simulation by changing the fifth harmonic contained in the back electromotive voltage of the drive coil from -15% to + 15%. The characteristic curve A shows the torque ripple of the conventional circuit. The characteristic curve B shows the torque ripple of the example of FIG. 10, and the characteristic curve C shows the torque ripple of the present embodiment. As can be seen from this figure, in this embodiment, the torque ripple can be minimized with the smallest fifth harmonic component.

尚、駆動コイルの逆起電圧に第5高調波を含ませるに
は、例えば駆動マグネットに異極着磁,未着磁等を施す
ことにより、第5高調波を重畳させる方法が知られてい
る。
In order to include the fifth harmonic in the counter electromotive voltage of the drive coil, there is known a method of superimposing the fifth harmonic by magnetizing the drive magnet with different polarities, non-magnetizing, or the like. .

この実施例においては、可変電流源CS6〜CS8の電流I0
ある小さな値に設定することにより、第8図及び第9図
に示すようにトランジスタ群Q55,Q56,Q57,Q58,Q59,Q60
のうち同相のトランジスタが同時にオンする同時オン区
間が生じてこの同時オン区間では電流検出用抵抗Rsに無
効電流が流れる。この同時オン区間を発生させる同時オ
ン区間発生手段は可変電流源CS6〜CS8、ホール増幅回路
用トランジスタQ1〜Q6、抵抗R3〜R5,3差動増幅用トラン
ジスタQ31〜Q33,Q34〜Q36により構成されている。ま
た、第9図のように通電区間aでは無効電流を無くして
いるが、通電区間aでの無効電流を無くす無効電流遮断
手段は抵抗R7〜R12、ダイオードD6〜D11、トランジスタ
Q49〜Q54、抵抗20,R16により構成されている。また、3
相の駆動コイルLu,Lv,Lwに通電される各通電量を制御す
る電流制御手段は電流検出用抵抗Rs、電流帰還増幅器A
i、可変電流源CS9,CS10により構成されている。
In this embodiment, by setting the current I 0 of the variable current sources CS6 to CS8 to a certain small value, the transistor groups Q55, Q56, Q57, Q58, Q59, Q60 are set as shown in FIGS. 8 and 9.
Among them, a simultaneous ON section in which transistors in the same phase are simultaneously turned ON occurs, and in this simultaneous ON section, a reactive current flows through the current detection resistor Rs. The simultaneous ON section generating means for generating this simultaneous ON section is composed of variable current sources CS6 to CS8, Hall amplifying circuit transistors Q1 to Q6, resistors R3 to R5,3 differential amplifying transistors Q31 to Q33, Q34 to Q36. ing. Further, as shown in FIG. 9, the reactive current is eliminated in the energizing section a, but the reactive current interruption means for eliminating the reactive current in the energizing section a is resistors R7 to R12, diodes D6 to D11, transistors.
It is composed of Q49 to Q54 and resistors 20 and R16. Also, 3
The current control means for controlling the amount of each current supplied to the phase drive coils Lu, Lv, Lw are the current detection resistor Rs and the current feedback amplifier A.
i, composed of variable current sources CS9 and CS10.

第8図における区間aでの若干の同相のトランジスタ同
時オン電流はソフトスイッチング信号Vu′,Vv′,Vw′の
振幅と反比例の関係にあり、モータ駆動に寄与しない無
効電流である。この無効電流がトルクリップル補正効果
を妨げ、かつこの無効電流が相間バラツキを持つ場合に
はトルクリップルを悪化させてしまう。本実施例では上
述のように区間aでの無効電流を無くすことによって次
のような効果が得られる。すなわち、合成トルクの減少
を最小限に押えることができ、またソフトスイッチング
信号Vu′,Vv′,Vw′の振幅が減少しても通電区間aで無
効電流が流れないので、ソフトスイッチング信号Vu′,V
v′,Vw′の振幅を小さくしてさらにトルクリップルを改
善することができる。しかも、ソフトスイッチング信号
Vu′,Vv′,Vw′の振幅を小さくすると、モータノイズの
低減にも効果がある。駆動回路構成素子の相間バラツキ
に対してトルクリップルが悪化しずらい。第5図のよう
にトルクリップル補正効果が向上する。さらに、第6図
に示すように第5図高調波成分が少なくてもトルクリッ
プルを減少できるので、ロータマグネットに無理な補正
着磁をする必要がない。
The in-phase simultaneous transistor on-state current in the section a in FIG. 8 is an ineffective current that does not contribute to the motor drive because it is inversely proportional to the amplitudes of the soft switching signals Vu ', Vv', Vw '. If the reactive current interferes with the torque ripple correction effect, and if the reactive current has a variation between phases, the torque ripple is deteriorated. In this embodiment, the following effects can be obtained by eliminating the reactive current in the section a as described above. That is, the reduction of the combined torque can be suppressed to a minimum, and even if the amplitude of the soft switching signals Vu ′, Vv ′, Vw ′ is reduced, the reactive current does not flow in the conduction section a, so the soft switching signal Vu ′ , V
The torque ripple can be further improved by reducing the amplitudes of v ′ and Vw ′. Moreover, soft switching signal
Reducing the amplitudes of Vu ', Vv', and Vw 'is also effective in reducing motor noise. Torque ripple is less likely to deteriorate due to phase-to-phase variations in drive circuit components. The torque ripple correction effect is improved as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6, since the torque ripple can be reduced even if the harmonic components in FIG. 5 are small, it is not necessary to perform unreasonable correction magnetization on the rotor magnet.

なお、上記実施例において抵抗R13〜R20は省略してもよ
い。
The resistors R13 to R20 may be omitted in the above embodiment.

第3図は本発明の他の実施例の一部を示す。FIG. 3 shows a part of another embodiment of the present invention.

この実施例では上記実施例と同様にホール素子Hu,Hv,Hw
は電源より電流が供給され、2n極に着磁されたロータマ
グネットからなる回転子の回転位置を検出してこの回転
子と3相の駆動コイルLu,Lv,Lwを有する固定子との相対
的位置関係に応じた互いに120°の位相差を有する3相
の正弦波様の手段信号を両出力端子より出力する。
In this embodiment, the Hall elements Hu, Hv, Hw are the same as in the above embodiment.
Is the current supplied from the power supply and detects the rotational position of the rotor consisting of the rotor magnet magnetized to the 2n pole and detects the relative position of this rotor and the stator with the three-phase drive coils Lu, Lv, Lw. Three-phase sine wave-like means signals having a phase difference of 120 ° from each other according to the positional relationship are output from both output terminals.

トランジスタQ61〜Q84及び電流源CS1〜CS3はホール増幅
回路及び信号合成回路を構成し、ホール素子Hu,Hv,Hwの
各出力信号をそれぞれ増幅して対数圧縮し変曲点をなま
らせた矩形波パルス線に波形成形すると共に3相のソフ
トスイッチング信号に合成する。
Transistors Q61 to Q84 and current sources CS1 to CS3 form a Hall amplifier circuit and a signal combining circuit, which amplify the output signals of Hall elements Hu, Hv, and Hw respectively, logarithmically compress them, and square the inflection point. The waveform is shaped into a pulse line and combined into a three-phase soft switching signal.

抵抗R20〜R25及びダイオードD12〜D18は電流電圧変換器
を構成し、上記ホール増幅回路及び信号合成回路の各出
力信号を電圧に変換して第2図に示すような信号▲
▼,▲▼,▲▼、Vsu,Vsv,Vswと
する。ここで、▲▼,▲▼,▲
▼は第2図に示すVsu′,Vsv′,Vsw′波形と上下逆の
波形である。この信号はトランジスタQ85〜Q90及び可変
電流源CS9〜CS10により構成される電圧電流変換器によ
り電流Iu″,Iv″,Iw″、Iu,Iv,Iwに変換されてプ
リドライバPDに送られ、可変電流源CS9〜CS10が電流帰
還増幅器Aiの出力信号により制御されてその電流値ICTL
が可変される。プリドライバPD以後は上記実施例と同様
である。
The resistors R20 to R25 and the diodes D12 to D18 form a current-voltage converter, which converts each output signal of the Hall amplifier circuit and the signal combining circuit into a voltage to output a signal as shown in FIG.
▼, ▲ ▼, ▲ ▼, Vsu, Vsv, Vsw. Where ▲ ▼, ▲ ▼, ▲
▼ is a waveform which is upside down from the Vsu ′, Vsv ′ and Vsw ′ waveforms shown in FIG. This signal is converted into currents Iu ″, Iv ″, Iw ″, Iu, Iv, Iw by the voltage-current converter composed of the transistors Q85 to Q90 and the variable current sources CS9 to CS10, and sent to the pre-driver PD to be changed. The current sources CS9 to CS10 are controlled by the output signal of the current feedback amplifier Ai and their current value I CTL
Is variable. The steps after the pre-driver PD are the same as those in the above embodiment.

第4図は本発明の他の実施例の一部を示す。FIG. 4 shows a part of another embodiment of the present invention.

この実施例では上記第3図の実施例に対してトランジス
タQ91〜Q102、電流源CS11〜CS16、抵抗R26〜R31及びダ
イオードD19〜D26がホール増幅回路及び信号合成回路及
び電流電圧変換器を構成し、ホール素子Hu,Hv,Hwの各出
力信号をそれぞれ増幅して対数圧縮し変曲点をなまらせ
た矩形波パルス様に波形成形すると共に、3相のソフト
スイッチング信号に合成したこの3相のソフトスイッチ
ング信号を電圧に変換して第2図に示すような信号Vs
u′,Vsv′,Vsw′、Vsu,Vsv,Vswとする。この信号はトラ
ンジスタQ103〜Q108及び可変電流源CS9〜CS10により構
成される電圧電流変換器により電流Iu″,Iv″,Iw″、Iu
,Iv,Iwに変換されてプリドライバPDに送られ、可
変電流源CS9〜CS10が電流帰還増幅器Aiの出力信号によ
り制御されてその電流値ICTLが可変される。プリドライ
バPD以後は上記実施例と同様である。
In this embodiment, the transistors Q91 to Q102, the current sources CS11 to CS16, the resistors R26 to R31 and the diodes D19 to D26 form a Hall amplifier circuit, a signal synthesizing circuit, and a current-voltage converter as compared with the embodiment shown in FIG. , The output signals of the Hall elements Hu, Hv, Hw are respectively amplified and logarithmically compressed to form a rectangular wave pulse with an inflection point blunted, and the three-phase soft switching signal The soft switching signal is converted into voltage and the signal Vs as shown in Fig. 2 is obtained.
u ', Vsv', Vsw ', Vsu, Vsv, Vsw. This signal is supplied to the currents Iu ″, Iv ″, Iw ″, Iu by the voltage-current converter composed of the transistors Q103 to Q108 and the variable current sources CS9 to CS10.
, Iv, Iw are converted and sent to the pre-driver PD, and the variable current sources CS9 to CS10 are controlled by the output signal of the current feedback amplifier Ai to change the current value I CTL . The steps after the pre-driver PD are the same as those in the above embodiment.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように請求項1の発明によればm相の駆動コイル
を有する固定子と、この固定子により回転付勢され磁極
を有する回転子と、この回転子と上記固定子との相対的
位置関係に応じたm相の正弦波様の出力信号を得る位置
検出手段と、この位置検出手段の出力信号を対数圧縮し
て変曲点をなまらせた矩形波パルス様に波形成形すると
共にm相のソフトスイッチング信号に合成する信号合成
回路と、この信号合成回路の出力信号により上記m相の
駆動コイルへの通電を切り換える複数のトランジスタ群
と、この複数のトランジスタ群により上記m相の駆動コ
イルに通電される各通電量を制御する電流制御手段と、
上記駆動コイルに流れる電流を検出し上記電流制御手段
に負帰還をかけるように接続された電流検出用抵抗と、
上記m相の駆動コイルへの各無通電期間となるべき通電
期間で上記複数のトランジスタ群のうち同相のトランジ
スタを同時にオンさせて上記電流検出用抵抗に無効電流
を流す同時オン区間発生手段と、上記m相の駆動コイル
が通電されるべき通電区間で無効電流を遮断する無効電
流遮断手段とを具備するので、合成トルクの減少を最小
限に押えることができると共に構成素子のバラツキに対
してトルクリップルが悪化しずらく、かつトルクリップ
ル補正効果を大きくすることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the stator having the m-phase drive coil, the rotor having the magnetic poles that are rotationally biased by the stator, and the relative position of the rotor and the stator. A position detecting means for obtaining an m-phase sine wave-like output signal according to the relationship, and an output signal of the position detecting means is logarithmically compressed to form a rectangular wave pulse having an inflection point blunted and the m-phase Of the soft switching signal, a plurality of transistor groups for switching the energization to the m-phase drive coil by the output signal of the signal synthesis circuit, and the m-phase drive coil by the plurality of transistor groups. Current control means for controlling each energization amount to be energized,
A current detection resistor connected to detect the current flowing through the drive coil and apply negative feedback to the current control means,
Simultaneous on-section generating means for simultaneously turning on the transistors of the same phase among the plurality of transistor groups during an energization period that should be each non-energization period to the m-phase drive coil to flow a reactive current to the current detection resistor, Since the m-phase drive coil is provided with a reactive current interruption means for interrupting a reactive current in an energization section in which it should be energized, it is possible to suppress the decrease of the combined torque to a minimum and to suppress the torque against the variation of the constituent elements. The ripple is less likely to deteriorate, and the torque ripple correction effect can be increased.

また、請求項2の発明では請求項1記載のブラシレスモ
ータの駆動回路において、上記駆動コイルに発生する逆
起電圧に第5高調波が重畳するようにしたものであり、
第5高調波が少なくてもトルクリップルを低減すること
ができる。
According to a second aspect of the present invention, in the brushless motor drive circuit according to the first aspect, the fifth harmonic is superimposed on the counter electromotive voltage generated in the drive coil.
The torque ripple can be reduced even if the fifth harmonic is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は同実
施例の信号波形を示す波形図、第3図及び第4図は本発
明の他の各実施例の一部を示す回路図、第5図は同実施
例及び従来回路のトルクリップル特性を示す特性図、第
6図は同実施例及び従来回路の第5高調波とトルクリッ
プルとの関係を示す特性図、第7図及び第8図は従来回
路の駆動コイル電流及び合成トルクを示す波形図、第9
図は上記実施例の駆動コイル電流及び合成トルクを示す
波形図、第10図は従来回路の一例を示す回路図、第11図
は同回路の信号波形を示す波形図、第12図乃至第15図は
他の従来回路を示すブロック図である。 Hu,Hv,Hw……ホール素子、Q1〜Q108……トランジスタ、
D1〜D26……ダイオード、CS1〜CS16……電流源、R1〜R3
1……抵抗、Lu,Lv,Lw……駆動コイル、Ai……電流帰還
増幅器。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram showing a signal waveform of the same embodiment, and FIGS. 3 and 4 show a part of other embodiments of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram showing torque ripple characteristics of the embodiment and the conventional circuit. FIG. 6 is a characteristic diagram showing relationship between fifth ripple and torque ripple of the embodiment and the conventional circuit. 7 and 8 are waveform diagrams showing the drive coil current and combined torque of the conventional circuit, and FIG.
FIG. 10 is a waveform diagram showing the drive coil current and combined torque of the above embodiment, FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a conventional circuit, FIG. 11 is a waveform diagram showing signal waveforms of the circuit, and FIGS. The figure is a block diagram showing another conventional circuit. Hu, Hv, Hw …… Hall element, Q1 to Q108 …… Transistor,
D1 to D26 …… Diode, CS1 to CS16 …… Current source, R1 to R3
1 …… Resistance, Lu, Lv, Lw …… Drive coil, Ai …… Current feedback amplifier.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】m相の駆動コイルを有する固定子と、この
固定子により回転付勢され磁極を有する回転子と、この
回転子と上記固定子との相対的位置関係に応じたm相の
正弦波様の出力信号を得る位置検出手段と、この位置検
出手段の出力信号を対数圧縮して変曲点をなまらせた矩
形波パルス様に波形成形すると共にm相のソフトスイッ
チング信号に合成する信号合成回路と、この信号合成回
路の出力信号により上記m相の駆動コイルへの通電を切
り換える複数のトランジスタ群と、この複数のトランジ
スタ群により上記m相の駆動コイルに通電される各通電
量を制御する電流制御手段と、上記駆動コイルに流れる
電流を検出し上記電流制御手段に負帰還をかけるように
接続された電流検出用抵抗と、上記m相の駆動コイルへ
の各無通電期間となるべき通電期間で上記複数のトラン
ジスタ群のうち同相のトランジスタを同時にオンさせて
上記電流検出用抵抗に無効電流を流す同時オン区間発生
手段と、上記m相の駆動コイルが通電されるべき通電区
間で無効電流を遮断する無効電流遮断手段とを具備する
ことを特徴とするブラシレスモータの駆動回路。
1. A stator having an m-phase drive coil, a rotor having a magnetic pole that is rotationally biased by the stator, and an m-phase rotor having a relative positional relationship between the rotor and the stator. A position detecting means for obtaining a sine wave-like output signal, and an output signal of the position detecting means are logarithmically compressed to form a rectangular wave pulse having an inflection point blunted and are combined into an m-phase soft switching signal. A signal synthesizing circuit, a plurality of transistor groups that switch energization to the m-phase drive coil by an output signal of the signal synthesizing circuit, and respective energization amounts that are energized to the m-phase drive coil by the plurality of transistor groups. A current control unit for controlling, a current detection resistor connected to detect the current flowing in the drive coil and apply negative feedback to the current control unit, and a non-energization period for the m-phase drive coil. Simultaneous on-section generating means for simultaneously turning on in-phase transistors of the plurality of transistor groups in a desired energization period to supply a reactive current to the current detection resistor, and energization section for energizing the m-phase drive coil. A drive circuit for a brushless motor, comprising:
【請求項2】請求項1記載のブラシレスモータの駆動回
路において、上記駆動コイルに発生する逆起電圧に第5
高調波が重畳するようにしたことを特徴とするブラシレ
スモータの駆動回路。
2. The brushless motor drive circuit according to claim 1, wherein the counter electromotive voltage generated in the drive coil is a fifth
A drive circuit for a brushless motor, characterized in that harmonics are superimposed.
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