JPH06311784A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置検出素子や大容量のコンデンサを必要と
せず、かつ逆起電力の波形にのってくるスパイクパルス
等を除去して、モータが正常に回転している位相に合っ
た逆起電力のみを検出し、各駆動コイルへの電流切り換
えを滑らかに行い、モータ回転時の騒音や振動を少なく
する。 【構成】 複数相のモータ駆動コイル１〜３と、このモ
ータ駆動コイル１〜３に電流を供給する複数個の駆動ト
ランジスタ４〜６および７〜９と、モータのトルク指令
信号を発生するトルク指令信号発生回路14と、このトル
ク指令信号発生回路14の出力信号により駆動トランジス
タ４〜６および７〜９に順次電流を供給する電流分配回
路13と、この電流分配回路13に台形波電流を出力する台
形波電流合成器11と、モータ駆動コイル１〜３に発生す
る逆起電力を検出し波形整形する逆起電力検出器10と、
この逆起電力検出器10に位相をマスクする信号を発生す
るマスク信号発生器12とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転子の位置
を検出する位置検出手段を必要としないブラシレスモー
タの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フロッピーディスクやハードディ
スク等のＯＡ機器，ビデオテープレコーダ，ヘッドホン
テープレコーダ等の民生機器のドライブ装置にブラシレ
スモータが使用されている。これらのブラシレスモータ
は２相または３相の半波駆動方式または全波駆動方式が
一般的であるが、この種のブラシレスモータには回転子
の位置を検出するホール素子等の位置検出素子が用いら
れている。

【０００３】一方、従来から位置検出素子を削減する試
みは行われており、例えば自走型の３相のマルチバイブ
レータの出力信号によって各モータ駆動コイル(以下、
駆動コイルという)への通電状態を切り換え、回転子が
回転してから３相の駆動コイルのうち通電休止中の駆動
コイルに現れる発電波形を利用して各駆動コイルへの通
電状態を切り換える駆動回路を用いた方式(特開昭50−7
2113号公報参照)がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のマルチバイブレータの出力信号によって駆動コイルへ
の通電を切り換える構成では、各駆動コイルへの通電切
り換えが急激に行われるため、不要な振動や騒音または
スパイクパルスによる電気騒音が発生するという課題を
有していた。このような課題を解決するために駆動コイ
ルにコンデンサを接続することがあるが、比較的大容量
のコンデンサを複数個必要とし、部品点数の増加や実装
面積の増大等の新たな課題が発生する。

【０００５】また、上記従来の構成では、駆動コイルの
逆起電力から通電切換信号を作成しているので、駆動コ
イルの通電切換時に発生するスパイクノイズが通電切換
信号に混入して誤動作したり、起動時にはモータの位相
とは無関係に通電切換信号を発生させていたので、検出
信号と通電切換信号が同期せずに起動特性が安定しない
という課題を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、位置検出手段を持たないブラシレスモータにおい
て、各駆動コイルへの電流切り換えを滑らかに行い、大
容量のコンデンサが不要で、騒音および振動が少なく、
逆起電力によるサージパルス等を除去できるブラシレス
モータの駆動装置を提供することができる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、複数相のモータ駆動コイルに電流を供給する
複数個の駆動トランジスタと、モータのトルク指令信号
を発生するトルク指令信号発生回路と、前記トルク指令
信号発生回路の出力信号により前記複数個の駆動トラン
ジスタに順次電流を供給する電流分配回路と、前記モー
タ駆動コイルに発生する逆起電力を検出し波形整形する
逆起電力検出器と、前記逆起電力検出器の出力を複数系
列のパルスに変換し前記複数系列のパルスの出力に応じ
て三角波を発生させる複数個の充放電回路，前記複数個
の充放電回路の出力電圧を電流に変換する複数個の電圧
電流変換回路，前記複数系列のパルスの出力に応じて前
記複数個の電圧電流変換回路の出力電流を加算して台形
波電流に合成する加算回路および前記台形波電流を前記
逆起電力検出器の出力に応じて吸い込み側駆動トランジ
スタに供給し、かつ吐き出し側駆動トランジスタに供給
することを切り換える台形波電流切り換え回路を有する
台形波電流合成器と、前記逆起電力検出器へ前記複数個
の充放電回路からの出力に基づき信号波形の一部をマス
クする信号を出力するマスク信号発生器とを有すること
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、逆起電力検出器により得られ
る信号によって立ち上がり，立ち下がりを滑らかにする
台形波電流合成器を有することにより、位置検出素子な
しでモータを駆動する駆動コイルへの電流の切り換えを
滑らかに行うことができるため、各駆動コイルに大容量
のコンデンサを接続する必要がなく、モータ起動時から
一定回転時まで騒音や振動を低減することができる。ま
た、マスク信号発生器を備えているため逆起電力の通電
切り換えでのサージパルスを除去し、モータの回転に従
った逆起電力の信号のみを検出できる。さらにマスク信
号の位相はモータの回転数によらず無調整、かつ任意に
決定することができるので、回転数が変動するモータに
も適用できる。

【０００９】

【実施例】図１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であり、三相全波電流駆
動のモータに適用した例を示している。図１において、
１，２，３は前記モータの駆動コイル、４，５，６は吐
き出し側出力トランジスタ、７，８，９は吸い込み側出
力トランジスタ、10は駆動コイル１，２，３に発生する
逆起電力を検出する逆起電力検出器、11は逆起電力検出
器10により得られる信号によって立ち上がりと立ち下が
りを滑らかにする台形波電流を発生する台形波電流合成
器、12は逆起電力検出器10に入力するマスク信号を発生
するマスク信号発生器、13は、台形波電流合成器11から
出力される台形波電流を入力とし、吐き出し側出力トラ
ンジスタ４，５，６および吸い込み側出力トランジスタ
７，８，９に供給するベース電流を決定する電流分配回
路、14は前記モータのトルク指令信号を発生するトルク
指令信号発生回路、15は電流検出用の抵抗である。

【００１０】前記台形波電流合成器11は充放電制御回路
22，充放電回路23，電圧電流変換回路24および台形波電
流切り換え回路25で構成されている。また、Ｕ１，Ｖ
１，Ｗ１は逆起電力検出器10からの出力信号、Ｐ１〜Ｐ
６はマスク信号発生器12からの出力信号である。

【００１１】以上のように構成されたブラシレスモータ
の駆動装置の動作を図１とともに図２を参照しながら説
明する。

【００１２】図２は図１のブラシレスモータの駆動装置
の定常回転時における各部の信号波形図である。図２に
おいて、Ｕ，Ｖ，Ｗは駆動コイル１，２，３の逆起電力
の電圧波形であり、Ｎは駆動コイル１，２，３の中性点
の電圧波形である。

【００１３】まず、電圧波形Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｎとマスク信
号発生器12の出力信号Ｐ１〜Ｐ６とを逆起電力検出器10
に入力し処理して、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を出力する。この
逆起電力検出器10からの出力信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は台
形波電流合成器11に入力される。台形波電流合成器11は
台形波電流出力ＩＰＬ１〜ＩＰＬ３，ＩＰＵ１〜ＩＰＵ
３を出力する。この台形波電流出力ＩＰＬ１〜ＩＰＬ
３，ＩＰＵ１〜ＩＰＵ３は電流分配回路13に入力され、
そこで電流分配比が設定される。トルク指令信号発生回
路14によって制御される電流分配回路13からの出力電流
を吸い込み側出力トランジスタ７，８，９および吐き出
し側出力トランジスタ４，５，６に入力することによっ
て、駆動コイル１，２，３の電流通電波形の立ち上がり
と立ち下がりを滑らかにするスロープをもった図２に示
すような駆動コイル電流通電波形ＩＵ，ＩＶ，ＩＷが形
成される。

【００１４】次に、逆起電力検出器10について図面を参
照しながら説明する。図３は逆起電力検出器の回路構成
図、図４は図３に示す逆起電力検出器の各部の信号波形
図である。なお、図４には逆起電力の電圧波形Ｕ，Ｖ，
Ｗのうち、Ｕのみについて示したが、Ｖ，Ｗとも同様な
動作を示す。図４に示すように、電圧波形Ｕには、電流
切換時にスパイクパルスＵ_pが発生する。電圧波形Ｕと
中性点Ｎを図３の比較器16へ入力し、出力ＵＯを得る。
スパイクパルスが発生する位相でＵＯに検出されるノイ
ズパルスをＮ１〜Ｎ４とする。出力ＵＯをモータの位置
信号として直接、台形波電流合成器11に入力するとモー
タの駆動電流とモータの位相が合わないため正常に動作
しない。

【００１５】したがって、出力ＵＯをＮＡＮＤ回路17，
インバータ(以下、ＩＮＶ回路と略す)18に入力する。出
力ＵＯがローからハイになる位相の前後でマスク信号Ｐ
４はハイで待機しており、ＵＯがハイになるとＮＡＮＤ
回路17の出力はローになる。するとＲＳフリップフロッ
プを構成しているＮＡＮＤ回路19の入力がローになり、
ＮＡＮＤ回路19の出力Ｕ１はハイになる。

【００１６】次にＵＯがハイからローになる位相の前後
でマスク信号Ｐ１はハイで待機しており、ＵＯがローに
なるとＩＮＶ回路18の出力はハイになり、ＮＡＮＤ回路
20の出力はローになるので、ＮＡＮＤ回路21の入力がロ
ーになり、ＮＡＮＤ回路19の出力Ｕ１はローになる。そ
して、ノイズパルスＮ１，Ｎ２が発生する位相ではマス
ク信号Ｐ１がローなのでＵ１はローにならず、同様にＮ
３，Ｎ４が発生する位相ではマスク信号Ｐ４がローなの
でＵ１はハイにならない。このようにマスク信号によっ
て逆起電力に発生するスパイクパルスを除去し、正しい
逆起電力の位相を検出することができる。

【００１７】以上のように本実施例のモータ駆動装置で
は、逆起電力Ｕ，Ｖ，Ｗとマスク信号Ｐ１〜Ｐ６により
逆起電力Ｕ，Ｖ，ＷをＵ１，Ｖ１，Ｗ１に変換し、この
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の位相によって制御される出力電流Ｉ
ＰＵ１〜ＩＰＵ３，ＩＰＬ１〜ＩＰＬ３を発生し、Ｉ
Ｕ，ＩＶ，ＩＷの台形波状のモータ位置信号が得られ
る。そして電流分配回路13は駆動コイル１，２，３へ駆
動電流を順次供給し、モータは回転する。したがって本
実施例によって、ホール素子等のモータ位置検出素子を
設けずに、モータに流れる電流を両方向に流せる全波駆
動方式のモータ駆動装置を構成することができる。

【００１８】次に台形波電流合成器11について、図面を
参照しながら説明する。図５は図１に示す第１の台形波
電流合成器の回路構成図、図６は図５に示す第１の台形
波電流合成器の各部の信号波形図である。図５に示すよ
うに、第１の台形波電流合成器11は充放電制御回路22，
充放電回路23，電圧電流変換回路24および加算回路25a
を有する台形波電流切り換え回路25より構成される。第
１の台形波電流合成器11に入力した逆起電力検出器10の
出力Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は充放電制御回路22に入力され、
以下のように処理される。Ｕ１とＷ１のエクスクルーシ
ブオアにより充放電制御信号ＣＨＧ１を得る。同様にＵ
１とＶ１のエクスクルーシブオアにより充放電制御信号
ＣＨＧ２、Ｖ１とＷ１のエクスクルーシブオアにより充
放電制御信号ＣＨＧ３を得る。これらの充放電制御信号
ＣＨＧ１，ＣＨＧ２，ＣＨＧ３を充放電回路23に入力す
る。

【００１９】充放電回路23は個々の充放電回路26，27，
28からなっており、個々の充放電回路は充電電流源
(Ｉ_O)，放電電流源(２Ｉ_O)，スイッチＳＷ１およびコン
デンサＣより構成される。なお、充放電回路27，28も充
放電回路26と同様の回路構成をしており、図５では省略
してある。

【００２０】充放電回路26は以下のような動作をする。
充放電制御信号ＣＨＧ１がローのとき、ＳＷ１がオフ
し、コンデンサＣは充電電流源からの定電流Ｉ_Oで充電
される。充放電制御信号ＣＨＧ１がハイのとき、ＳＷ１
がオンしコンデンサＣは定電流Ｉ_Oで放電する。コンデ
ンサＣに発生する電圧はスロープ電圧ＶＳＬ１のように
なる。充放電回路27，28もそれぞれ充放電制御信号ＣＨ
Ｇ２，ＣＨＧ３に対して同様に動作し、スロープ電圧Ｖ
ＳＬ２，ＶＳＬ３を発生する。

【００２１】充放電回路23の出力信号ＶＳＬ１，ＶＳＬ
２，ＶＳＬ３は電圧電流変換回路24に入力され、出力電
流ＩＳＬ１，ＩＳＬ２，ＩＳＬ３を発生する。出力電流
ＩＳＬ１，ＩＳＬ２，ＩＳＬ３は台形波電流切り換え回
路25に入力され、加算回路25aにより次のように処理さ
れる。ＩＳＬ１とＩＳＬ３の和を，Ｕ１がハイのとき出
力電流ＩＰＵ１、Ｕ１がローのとき出力電流ＩＰＬ１に
分配し、同様にＩＳＬ１とＩＳＬ２の和を、Ｖ１がハイ
のとき出力電流ＩＰＵ２、Ｖ１がローのとき出力電流Ｉ
ＰＬ２に分配し、ＩＳＬ２とＩＳＬ３の和をＷ１がハイ
のとき出力電流ＩＰＵ３、Ｗ１がローのとき出力電流Ｉ
ＰＬ３に分配する。

【００２２】以上のようにして逆起電力検出器10の出力
信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１より出力電流ＩＰＵ１〜３，ＩＰ
Ｌ１〜３を得ることができる。さらに本実施例によれば
出力電流ＩＰＵ１〜３，ＩＰＬ１〜３の立ち上がりは、
充放電制御信号ＣＨＧ１〜ＣＨＧ３により決定されるの
で急峻に立ち上がることはない。また出力電流ＩＰＵ１
〜３，ＩＰＬ１〜３が立ち下がるタイミングは充放電回
路23の充電電流または放電電流のばらつきにより逆起電
力検出器10の出力Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１との位相差を生じる
が、これらの回路は通常、同一集積回路(以下、ＩＣと
略す)内に精度良く作製されるので、充電電流や放電電
流のばらつきは問題とはならない。さらに出力電流ＩＰ
Ｕ１〜３，ＩＰＬ１〜３の立ち上がり，立ち下がりの位
相は充放電回路26，27，28のコンデンサＣに影響されな
いので、通常、ＩＣの外付けとなる充放電回路26，27，
28のコンデンサＣのばらつきは無視できる。

【００２３】以上のように本実施例においては、駆動コ
イル１，２，３に供給される電流の切り換えは極めて滑
らかに行われるので、切り換えに伴うスパイク電圧が低
減され、振動，騒音の少ないブラシレスモータの駆動装
置を実現できる。

【００２４】次に、前記図５とは異なる第２の台形波電
流合成器11について、図面を参照しながら説明する。

【００２５】図７は第２の台形波電流合成器の回路構成
図、図８は図７に示す第２の台形波電流合成器の各部の
信号波形図である。図７に示すように、第２の台形波電
流合成器11は、充放電制御回路50，充放電回路51，電圧
電流変換回路52，電流成形回路53および加算回路54aを
有する台形波電流切り換え回路54、電流成形制御回路55
より構成される。

【００２６】まず、第２の台形波電流合成器11に入力し
た逆起電力検出器10の出力Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１は充放電制
御回路50に入力され、以下のように処理される。出力Ｕ
１，Ｗ１をＡＮＤ回路56に入力し、出力Ｕ１，Ｖ１をＡ
ＮＤ回路57に入力し、出力Ｖ１，Ｗ１をＡＮＤ回路58に
入力し、ＡＮＤ回路56，57，58の出力をＮＯＲ回路59に
入力すると、ＮＯＲ回路59の出力より図８に示す充放電
制御信号ＣＳＩＧを得る。ＮＯＲ回路59の出力をＩＮＶ
回路60に入力すると、ＩＮＶ回路60の出力より充放電制
御信号ＣＳＩＧＢを得る。充放電制御信号ＣＳＩＧ，Ｃ
ＳＩＧＢを充放電回路51に入力する。充放電回路51は電
流源61，62，63，64、スイッチＳＷ２，ＳＷ３、コンデ
ンサ65，66より構成される。61，63は充電電流源、62，
64は放電電流源である。コンデンサ65，66の容量はＣＳ
１，ＣＳ２であり、ＣＳ１＝ＣＳ２である。ＳＷ２，Ｓ
Ｗ３は入力信号がハイのときオンである。

【００２７】充放電回路51は以下のように動作する。充
放電制御信号ＣＳＩＧはＳＷ２に入力する。充放電制御
信号ＣＳＩＧがハイのときＳＷ２はオンし、コンデンサ
65は定電流Ｉ_Oで放電される。充放電制御信号ＣＳＩＧ
がローのときＳＷ２はオフし、コンデンサ65は定電流Ｉ
_Oで充電される。コンデンサ65に発生する電圧は図８に
示すスロープ電圧ＶＳＬ１のようになる。

【００２８】一方、充放電制御信号ＣＳＩＧＢはＳＷ３
に入力する。充放電制御信号ＣＳＩＧＢがハイのときＳ
Ｗ３はオンし、コンデンサ66は定電流Ｉ_Oで放電され
る。充放電制御信号ＣＳＩＧＢがローのときＳＷ３はオ
フし、コンデンサ66は定電流Ｉ_Oで充電される。コンデ
ンサ66に発生する電圧は図８に示すスロープ電圧ＶＳＬ
２のようになる。

【００２９】充放電回路51の出力信号ＶＳＬ１，ＶＳＬ
２は電圧電流変換回路52に入力され、ここで、電圧電流
変換器67，68により出力電流ＩＳ１，ＩＳ２となり、Ｉ
Ｓ１，ＩＳ２は電流成形回路53に入力する。

【００３０】一方、電流成形制御回路55はＥＸ−ＯＲ回
路77，78，79、ＡＮＤ回路80，81，82，83，84，85より
構成されている。逆起電力検出器10の出力信号Ｕ１，Ｖ
１，Ｗ１を電流成形制御回路55に入力する。ＥＸ−ＯＲ
回路77は出力信号Ｖ１，Ｗ１を、ＥＸ−ＯＲ回路78は出
力信号Ｕ１，Ｗ１を、ＥＸ−ＯＲ回路79は出力信号Ｕ
１，Ｖ１を入力信号とする。ＡＮＤ回路80はＥＸ−ＯＲ
回路77の出力信号と、出力信号Ｖ１を入力とし、ＡＮＤ
回路81はＥＸ−ＯＲ回路77の出力信号と、出力信号Ｗ１
を入力とし、ＡＮＤ回路82はＥＸ−ＯＲ回路78の出力信
号と、出力信号Ｗ１を入力とし、ＡＮＤ回路83はＥＸ−
ＯＲ回路78の出力信号と、出力信号Ｕ１を入力とし、Ａ
ＮＤ回路84はＥＸ−ＯＲ回路79の出力信号と、出力信号
Ｕ１を入力とし、ＡＮＤ回路85はＥＸ−ＯＲ回路79の出
力信号と、出力信号Ｖ１を入力とする。ＡＮＤ回路80，
81，82，83，84，85の出力信号は図８に示すＵＳ１，Ｕ
Ｓ２，ＶＳ１，ＶＳ２，ＷＳ１，ＷＳ２となり、電流成
形回路53に入力する。

【００３１】電流成形回路53は第１のカレントミラー回
路を構成するトランジスタ69，70，71，72、第２のカレ
ントミラー回路を構成するトランジスタ73，74，75，76
およびスイッチＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６と、ＳＷ７，Ｓ
Ｗ８，ＳＷ９より構成する。各スイッチは入力信号がハ
イのときＧＮＤ側で、ローのとき台形波電流切り換え回
路54へ電流を出力する。電圧電流変換回路52の電圧電流
変換器67の出力電流ＩＳ１は第１のカレントミラー回路
を構成するトランジスタ69へ供給する。出力電流ＩＳ１
とほぼ等しい電流がトランジスタ70，71，72から出力さ
れる。同様に、電圧電流変換回路52の電圧電流変換器68
の出力電流ＩＳ２は、トランジスタ73へ供給すると出力
電流ＩＳ２とほぼ等しい電流がトランジスタ74，75，76
から出力される。

【００３２】そして、上記スイッチＳＷ４にはＵＳ１
が、ＳＷ５にはＶＳ１が、ＳＷ６にはＷＳ１が、ＳＷ７
にはＵＳ２が、ＳＷ８にはＶＳ２が、ＳＷ９にはＷＳ２
を入力する。トランジスタ70の出力電流は出力信号ＵＳ
１がハイのときＧＮＤへ出力し、出力信号ＵＳ１がロー
のとき台形波電流切り換え回路54へ出力電流ＩＵＳ１を
出力する。トランジスタ74は、台形波電流切り換え回路
54へ出力電流ＩＵＳ２を出力する。この出力電流ＩＵＳ
１，ＩＵＳ２を図８に示す。同様に、トランジスタ71，
72，75，76の出力電流はそれぞれＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ
８，ＳＷ９へ入力する信号ＶＳ１，ＷＳ１，ＶＳ２，Ｗ
Ｓ２により制御し、出力電流ＩＶＳ１，ＩＷＳ１，ＩＶ
Ｓ２，ＩＷＳ２として台形波電流切り換え回路54へ入力
する。

【００３３】台形波電流切り換え回路54は、逆起電力検
出器10の出力信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１を入力する。台形波
電流切り換え回路54においては、加算回路54aにより出
力電流ＩＵＳ１，ＩＵＳ２の和をＵ１がローのときＩＰ
Ｌ１、Ｕ１がハイのときＩＰＵ１に切り換え、出力電流
ＩＶＳ１，ＩＶＳ２の和をＶ１がローのときＩＰＬ２、
Ｖ１がハイのときＩＰＵ２に切り換え、同様に、出力電
流ＩＷＳ１，ＩＷＳ２の和をＷ１がローのときＩＰＬ
３、Ｗ１がハイのときＩＰＵ３に切り換える。

【００３４】以上のようにして逆起電力検出器10の出力
信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１より出力電流ＩＰＵ１〜３，ＩＰ
Ｌ１〜３を得ることができる。前記台形波電流合成器11
の充放電回路51は、通常ＩＣの外付けとなるコンデンサ
は３個で構成されていたが、本実施例の充放電回路51で
はコンデンサの外付けは２個となり、部品点数の削減が
可能となる。また、前記実施例と同様に、出力電流ＩＰ
Ｕ１〜３，ＩＰＬ１〜３の立ち上がり，立ち下がりのタ
イミングは出力信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１より決定し、切り
換わりのタイミングで出力電流ＩＰＵ１〜３，ＩＰＬ１
〜３は０であるため、図８に示すように急峻に切り換わ
ることがない。

【００３５】以上のように本実施例において、駆動コイ
ル１，２，３に供給される電流の切り換えは極めて滑ら
かに行われるので、切り換えに伴うスパイク電圧が低減
され、振動，騒音の少ないブラシレスモータの駆動装置
が実現できる。

【００３６】次に、マスク信号発生器12について図面を
参照しながら説明する。

【００３７】図９は第１のマスク信号発生器の回路構成
図、図10は図９に示す第１のマスク信号発生器の各部の
信号波形図である。

【００３８】まず充放電回路23の出力信号ＶＳＬ１，Ｖ
ＳＬ２，ＶＳＬ３が第１のマスク信号発生器12に入力す
る。この第１のマスク信号発生器12では、比較器29，3
0，31においてＶＳＬ１とＶＳＬ３を比較して出力Ｃ31
を、ＶＳＬ１とＶＳＬ２を比較して出力Ｃ12を、ＶＳＬ
２，ＶＳＬ３を比較して出力Ｃ23を得る。さらにＡＮＤ
回路32，33，34において、充放電制御回路22で得られた
充放電制御信号ＣＨＧ１，ＣＨＧ２，ＣＨＧ３と前記出
力Ｃ31，Ｃ12，Ｃ23との論理積によりクロック出力ＣＬ
Ｋ１，ＣＬＫ２，ＣＬＫ３を得る。これらの信号をＯＲ
回路35に入力し、クロック出力ＣＬＫを得る。

【００３９】このクロック出力信号ＣＬＫを６進リング
カウンター36のクロック信号として立ち上がりで動作さ
せると、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を得る。
６進リングカウンター36のＰ１がハイで待機していると
きのみ逆起電力Ｕ１の立ち下がりを検出するよう逆起電
力検出器10を構成すれば、Ｕ１の立ち下がりの前後30度
の位相でのみ検出する。同様に、Ｐ２がハイでＷ１の立
ち上がり、Ｐ３がハイでＶ１の立ち下がり、Ｐ４がハイ
でＵ１の立ち上がり、Ｐ５がハイでＷ１の立ち下がり、
Ｐ６がハイでＶ１の立ち上がりを検出する。このよう
に、逆起電力の立ち上がり，立ち下がりの前後30度ずつ
検出できるようなマスク信号を発生できる。しかも検出
できる信号の順序が決定しているので起動時の誤動作を
防ぎ、起動特性を良くし、異常動作を防ぐことができ
る。

【００４０】図11はモータの回転数が遅いときの信号波
形図を示す。この場合も逆起電力の立ち上がり，立ち下
がりに対して前後30度の位相のみで逆起電力を検出し、
モータの回転数が小さくてもマスク信号と逆起電力の位
相関係は変化しない。

【００４１】以上のように本実施例によれば、モータの
回転数が変化する場合でも、無調整で一定の位相関係を
もつマスク信号作成できる。さらに充放電信号により駆
動電流およびマスク信号を作成しており、マスク信号作
成用の特別な遅延回路を必要としない。

【００４２】次に逆起電力の立ち上がり，立ち下がりに
対して任意にマスク信号の位相を決定できる図９とは異
なる第２のマスク信号発生器12について、図面を参照し
ながら説明する。

【００４３】図12は図９とは異なる第２のマスク信号発
生器の回路構成図、図13は図12に示す第２のマスク信号
発生器の各部の信号波形図である。図９に示す第１のマ
スク信号発生器ではマスク信号の位相は常に逆起電力の
立ち上がり，立ち下がりの前後30度のみ検出しており、
マスク信号の位相は固定であったが、本実施例は任意に
逆起電力の立ち上がり，立ち下がりに対する位相を設定
できるものである。

【００４４】簡単のために、モータの回転数が一定であ
って、かつ図５に示す台形波電流合成器11を構成する充
放電回路26，27，28のコンデンサＣ，充電電流源(Ｉ_O)
および放電電流源(２Ｉ_O)にばらつきがないことを条件
として説明する。このとき、充放電回路23(26，27，28)
からの出力ＶＳＬ１，ＶＳＬ２，ＶＳＬ３の最大値も一
定となり、これをＶＳＬＰとする。また電圧電流変換回
路24により電流変換された電流の和は位相により変化せ
ず、ＩＳＬ１＋ＩＳＬ２＋ＩＳＬ３＝Ｉ_Oとすると、Ｉ_O
は一定である。Ｉ_O×Ｒ＝Ｖｒｅｆとすると、比較器3
7，38，39においてＶｒｅｆとＶＳＬ１よりＣｒｅｆ１
が、ＶｒｅｆとＶＳＬ２よりＣｒｅｆ２が、Ｖｒｅｆと
ＶＳＬ３よりＣｒｅｆ３が出力される。基準電圧Ｖｒｅ
ｆ＝Ｉ_O×Ｒ＝ＶＳＬＰ／２となるように、抵抗Ｒ40の
値を設定すると、Ｃｒｅｆ１がハイの位相はＵ１の立ち
上がり，立ち下がりの前後30度となる。このように抵抗
Ｒ40を設定すると、マスク信号の位相は図９の回路構成
および図10の信号波形図に示す実施例と同様で、逆起電
力検出器10の出力信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の立ち上がり，
立ち下がりに対して前後30度の位相で検出可能になる。

【００４５】次に基準電圧を決定する抵抗Ｒ40を変更し
た場合について、その動作を図13を参照しながら説明す
る。抵抗Ｒ40を２Ｒ／３にすると基準電圧はＶＳＬＰ／
３となり、このときＣｒｅｆ１がハイの位相はＵ１の立
ち上がり，立ち下がりの前20度、後40度になる。以下同
様に作用し、マスク信号の位相は逆起電力検出器10の出
力信号Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１の立ち上がり，立ち下がりに対
して前20度、後40度の位相で検出可能となる。このよう
に、ＩＳＬ１，ＩＳＬ２，ＩＳＬ３の和をとることによ
り、任意に基準電圧を設定できるので、マスク信号の位
相を逆起電力のＵ１，Ｖ１，Ｗ１に対して任意に設定で
きる。

【００４６】本実施例では、簡単のためにモータ回転数
が一定で、充放電回路26，27，28のコンデンサＣ、充電
電流源(Ｉ_O)、放電電流源(２Ｉ_O)にばらつきがないとい
う条件を前提としたが、この条件が成立しないときで
も、ばらつきは存在するがマスク信号の位相を逆起電力
Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１に対して任意に設定できる。さらに本
実施例はモータの回転数に関係なくマスク信号の位相を
固定することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のブラシレス
モータの駆動装置は、位置検出素子や大容量のコンデン
サを必要とせず、かつ逆起電力の波形にのってくるスパ
イクパルス等を除去して、モータが正常に回転している
位相に合った逆起電力のみを検出し、各駆動コイルへの
電流切り換えを滑らかに行い、モータ回転時の騒音や振
動を少なくできる優れたブラシレスモータの駆動装置を
実現できるものである。

【００４８】また本発明は、逆起電力のみを検出するた
めのマスク信号の位相をモータの回転数によらず無調整
で決定できるため、回転速度が変動するモータにも適用
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】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である。

【図２】図１のブラシレスモータの駆動装置の定常回転
時における各部の信号波形図である。

【図３】図１に示す逆起電力検出器の回路構成図であ
る。

【図４】図３に示す逆起電力検出器の各部の信号波形図
である。

【図５】図１に示す第１の台形波電流合成器の回路構成
図である。

【図６】図５に示す第１の台形波電流合成器の各部の信
号波形図である。

【図７】図１に示す第２の台形波電流合成器の回路構成
図である。

【図８】図７に示す第２の台形波電流合成器の各部の信
号波形図である。

【図９】図１に示す第１のマスク信号発生器の回路構成
図である。

【図１０】図９に示す第１のマスク信号発生器の各部の
信号波形図である。

【図１１】モータの回転数が遅いときの図９の第１のマ
スク信号発生器の信号波形図である。

【図１２】図１に示す第２のマスク信号発生器の回路構
成図である。

【図１３】図12に示す第２のマスク信号発生器の各部の
信号波形図である。

【符号の説明】

１，２，３…駆動コイル、 ４，５，６，７，８，９…
駆動トランジスタ、 10…逆起電力検出器、 11…台形
波電流合成器、 12…マスク信号発生器、 13…電流分
配回路、 14…トルク指令信号発生回路、 22，50…充
放電制御回路、23，26，27，28，51…充放電回路、 2
4，52…電圧電流変換回路、 25，54…台形波電流切り
換え回路、 25a，54a…加算回路、 36…６進リングカ
ウンター、53…電流成形回路、 55…電流成形制御回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相のモータ駆動コイルに電流を供給
   する複数個の駆動トランジスタと、モータのトルク指令
   信号を発生するトルク指令信号発生回路と、前記トルク
   指令信号発生回路の出力信号により前記複数個の駆動ト
   ランジスタに順次電流を供給する電流分配回路と、前記
   モータ駆動コイルに発生する逆起電力を検出し波形整形
   する逆起電力検出器と、前記逆起電力検出器の出力を複
   数系列のパルスに変換し前記複数系列のパルスの出力に
   応じて三角波を発生させる複数個の充放電回路，前記複
   数個の充放電回路の出力電圧を電流に変換する複数個の
   電圧電流変換回路，前記複数系列のパルスの出力に応じ
   て前記複数個の電圧電流変換回路の出力電流を加算して
   台形波電流に合成する加算回路および前記台形波電流を
   前記逆起電力検出器の出力に応じて吸い込み側駆動トラ
   ンジスタに供給し、かつ吐き出し側駆動トランジスタに
   供給することを切り換える台形波電流切り換え回路を有
   する台形波電流合成器と、前記逆起電力検出器へ前記複
   数個の充放電回路からの出力に基づき信号波形の一部を
   マスクする信号を出力するマスク信号発生器とを有する
   ことを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。