JPH06319288A - Drive circuit for brushless motor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱保護回路を有してな
るブラシレスモータの駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive circuit for a brushless motor having a heat protection circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱保護回路を有してなるブラシレスモー
タの駆動回路の従来例について、本発明の実施例を示す
図１を借りて概略的に説明する。図１に示す例は３相１
２０°スイッチング通電方式の例で、モータのロータマ
グネットの磁極を検出するホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ
と、駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する駆動トラン
ジスタＴｒ１〜Ｔｒ６と、駆動トランジスタを制御する
制御回路Ａ0と、モータに流れる電流を検出する電流検
出用抵抗Ｒｓと、モータの速度制御信号Ｖｃｔｌ、制御
基準電圧Ｖｒｅｆを入力とする制御アンプＡ１と、制御
アンプＡ１からのモータの電流指令信号、電流検出用抵
抗Ｒｓによる電流検出信号を入力として駆動コイルに流
れる電流を制御する電流帰還アンプＡ２と、電流帰還ア
ンプＡ２の出力端子に接続されたコンデンサＣ0とを有
してなる。2. Description of the Related Art A conventional example of a drive circuit for a brushless motor having a heat protection circuit will be schematically described with reference to FIG. 1 showing an embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 1 is a three-phase one.
Hall element Hu, Hv, Hw for detecting the magnetic pole of the rotor magnet of the motor in the case of the 20 ° switching energization method
Drive transistors Tr1 to Tr6 that energize the drive coils Lu, Lv, and Lw, a control circuit A 0 that controls the drive transistors, a current detection resistor Rs that detects a current flowing through the motor, and a motor speed control signal Vct1. A control amplifier A1 having a control reference voltage Vref as an input, and a current feedback amplifier A2 having a motor current command signal from the control amplifier A1 and a current detection signal from a current detection resistor Rs as inputs to control a current flowing through a drive coil. , And a capacitor C 0 connected to the output terminal of the current feedback amplifier A2.
【０００３】上記制御回路Ａ0は、上記ホール素子Ｈ
ｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出出力を増幅するホール素子アンプ
Ａｕ，Ａｖ，Ａｗと、これらホール素子アンプの出力信
号と電流帰還アンプＡ２の出力信号とを入力として駆動
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を制御する信号合成増幅回
路ＳＭとを有してなる。The control circuit A 0 has the Hall element H.
Hall element amplifiers Au, Av, Aw for amplifying the detection outputs of u, Hv, Hw, and signal synthesis for controlling the drive transistors Tr1 to Tr6 with the output signals of these hall element amplifiers and the output signal of the current feedback amplifier A2 as inputs. And an amplifier circuit SM.
【０００４】上記コンデンサＣ0は、駆動コイルに流れ
る電流に重畳している高周波成分からなるノイズの遮断
用である。すなわち、制御回路Ａ0からのスイッチング
信号により駆動トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６がオン・オ
フして駆動コイルＬｕ〜Ｌｗにスイッチング信号と同じ
駆動電圧が印加されると、過渡応答によりコイルに流れ
る電流にスイッチングノイズである高周波成分が載る。
また、モータが回転することによりコイルに逆起電圧が
発生し、この逆起電圧の変化により、コイルに流れる電
流にはさらに複雑なノイズが重畳される。上記コンデン
サＣ0を前述のように接続すると、駆動コイルに流れる
電流に重畳していたノイズが遮断され、電流帰還アンプ
Ａ２の出力には高周波成分が載っていないので、信号合
成増幅回路ＳＭの出力信号は平滑化され、駆動コイルに
よる過渡応答も緩やかになり、駆動コイルに流れる電流
のノイズ成分は極端に減少する。The capacitor C.sub.0 is for blocking noise consisting of high frequency components superposed on the current flowing through the drive coil. That is, when the driving signals Tr1 to Tr6 are turned on and off by the switching signal from the control circuit A 0 and the same driving voltage as the switching signal is applied to the driving coils Lu to Lw, the transient noise causes a switching noise in the current flowing through the coils. The high frequency component that is
Further, as the motor rotates, a counter electromotive voltage is generated in the coil, and due to the change in the counter electromotive voltage, more complicated noise is superimposed on the current flowing through the coil. When the capacitor C 0 is connected as described above, the noise superposed on the current flowing through the drive coil is cut off, and the output of the current feedback amplifier A2 does not contain high frequency components. The signal is smoothed, the transient response by the drive coil becomes gentle, and the noise component of the current flowing through the drive coil is extremely reduced.
【０００５】以上述べたブラシレスモータの駆動回路
は、ホール素子Ｈｕ〜ＨｗとコイルＬｕ〜Ｌｗと、コン
デンサＣ0と、抵抗Ｒｓを除き一つのチップ上に集積さ
れてＩＣ化されている。ＩＣチップの許容温度の上限は
一般に１５０℃程度である。そこで、ＩＣチップが危険
温度に達したとき、電源電圧Ｖｃｃを印加したまま、電
流帰還アンプＡ２の出力をカットしてコイルへの通電を
遮断し、モータを停止させるために、図１に破線で示す
ように、電流帰還アンプＡ２の出力端子に熱保護回路１
が接続されている。The drive circuit of the brushless motor described above is integrated into one IC, excluding the Hall elements Hu to Hw, the coils Lu to Lw, the capacitor C 0, and the resistor Rs. The upper limit of the allowable temperature of the IC chip is generally about 150 ° C. Therefore, when the IC chip reaches a dangerous temperature, the output of the current feedback amplifier A2 is cut while the power supply voltage Vcc is being applied to cut off the energization to the coil and stop the motor. As shown, the thermal protection circuit 1 is connected to the output terminal of the current feedback amplifier A2.
Are connected.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のブラシレス
モータの駆動回路のように、電流帰還アンプＡ２の出力
端子にコイル電流のノイズ遮断用コンデンサＣ0を接続
し、かつ、電流帰還アンプＡ２の出力端子に熱保護回路
１を接続すると、熱保護回路１が電流帰還アンプＡ２の
出力を遮断した瞬間、上記コンデンサＣ0に蓄えられて
いた電荷が熱保護回路１によって強制的に吸収され、コ
イル電流が瞬時に遮断されてしまう。しかるに、コイル
は電流が瞬間的に変化したとき電流を現状に維持しよう
とする性質をもっているため、通電を遮断した直後にコ
イル出力端子にスパイク状の電圧が発生し、これによっ
てＩＣに大電流が流れ、危険温度に達しているＩＣチッ
プの温度をさらに上昇させ、最悪の場合は、ＩＣチップ
を保護するはずの熱保護回路１を設けたばかりにＩＣチ
ップを破壊するという問題があった。As in the drive circuit of the conventional brushless motor described above, a coil current noise cutoff capacitor C 0 is connected to the output terminal of the current feedback amplifier A2, and the output of the current feedback amplifier A2 is connected. When the thermal protection circuit 1 is connected to the terminal, the electric charge stored in the capacitor C 0 is forcibly absorbed by the thermal protection circuit 1 at the moment when the thermal protection circuit 1 cuts off the output of the current feedback amplifier A2, and the coil current Is cut off instantly. However, since the coil has the property of maintaining the current at the current state when the current changes momentarily, a spike-like voltage is generated at the coil output terminal immediately after the energization is cut off, which causes a large current in the IC. There is a problem that the temperature of the IC chip which has flown and reached the dangerous temperature is further raised, and in the worst case, the IC chip is destroyed just after the thermal protection circuit 1 which should protect the IC chip is provided.
【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するためになされたもので、コイル電流のノイズ遮
断用コンデンサと熱保護回路を有してなるブラシレスモ
ータの駆動回路において、熱保護回路の動作によって電
流帰還アンプの出力が遮断されても、上記コンデンサの
電荷が緩やかに放電されるようにしてコイル電流が瞬時
に遮断されることのないようにし、もって、回路素子が
有効に保護されるようにすることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. In a brushless motor drive circuit having a coil current noise blocking capacitor and a thermal protection circuit, thermal protection is provided. Even if the output of the current feedback amplifier is cut off by the operation of the circuit, the electric current in the capacitor is gently discharged so that the coil current is not cut off instantaneously, thus effectively protecting the circuit element. Is intended to be done.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、電流帰
還アンプの出力端子に接続されたノイズ遮断用コンデン
サを備えたブラシレスモータの駆動回路において、上記
コンデンサ接続点よりも前段の制御信号経路に、回路素
子の温度が一定以上に上昇したときに駆動コイルへの通
電を遮断するための熱保護回路を接続した。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, in a drive circuit of a brushless motor having a noise cut-off capacitor connected to an output terminal of a current feedback amplifier, a control signal path in a stage preceding the capacitor connection point is provided. A thermal protection circuit was connected to shut off the power to the drive coil when the temperature of the circuit element rises above a certain level.
【０００９】[0009]
【作用】回路素子が一定以上の危険温度に達すると、こ
れを熱保護回路が検知して駆動コイルへの通電を遮断す
る。ただし、熱保護回路は、ノイズ遮断用コンデンサの
接続点よりも前段の制御回路に接続されているため、上
記コンデンサに蓄えられていた電荷が瞬時に放電される
ことはなく、緩やかに放電され、コイル電流も緩やかに
遮断されてモータが停止する。When the circuit element reaches a certain temperature or higher, the thermal protection circuit detects this and shuts off the power supply to the drive coil. However, since the thermal protection circuit is connected to the control circuit at the stage prior to the connection point of the noise blocking capacitor, the electric charge accumulated in the capacitor is not instantaneously discharged, but is gently discharged. The coil current is also gently cut off and the motor stops.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明にかかるブ
ラシレスモータの駆動回路の実施例について説明する。
３相１２０°スイッチング通電方式の例を示す図１にお
いて、ホール素子からなる磁気検出器Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ
はモータのロータマグネットの磁極を検出して３相構成
の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電を切り換えるた
めのもので、各磁気検出器Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号
は制御回路Ａ0に入力される。制御回路Ａ0は、駆動コイ
ルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電するスイッチング素子として
のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を制御するもので、上記
ホール素子Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出出力を増幅するホー
ル素子アンプＡｕ，Ａｖ，Ａｗと、これらホール素子ア
ンプの出力信号と後述の電流帰還アンプＡ２の出力信号
とを入力として上記トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を制御
する信号合成増幅回路ＳＭを有してなる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a brushless motor drive circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, which shows an example of a three-phase 120 ° switching energization method, magnetic detectors Hu, Hv, Hw including Hall elements are shown.
Is for detecting the magnetic pole of the rotor magnet of the motor and switching the energization to the drive coils Lu, Lv, Lw of the three-phase configuration. The detection signals of the magnetic detectors Hu, Hv, Hw are sent to the control circuit A 0 . Is entered. The control circuit A 0 controls the transistors Tr1 to Tr6 as switching elements for energizing the drive coils Lu, Lv, Lw, and the Hall element amplifiers Au, Av for amplifying the detection output of the Hall elements Hu, Hv, Hw. , Aw and the output signals of these Hall element amplifiers and the output signal of a current feedback amplifier A2, which will be described later, as inputs, and a signal combining / amplifying circuit SM for controlling the transistors Tr1 to Tr6.
【００１１】駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各一端は共
通に接続されて中性点をなし、各他端はそれぞれコンデ
ンサＣｕ，Ｃｖ，Ｖｗを経て接地されている。駆動トラ
ンジスタＴｒ１とＴｒ４は直列に接続されてＵ相のいわ
ゆるアームを構成し、Ｕ相の駆動コイルＬｕに通電す
る。同様に、トランジスタＴｒ２とＴｒ５はＶ相のアー
ムを構成し、トランジスタＴｒ３とＴｒ６はＷ相のアー
ムを構成している。上記各トランジスタＴｒ４，Ｔｒ
５，Ｔｒ６のエミッタは共通に接続され、この共通の接
続点は、モータに流れる電流を検出する電流検出用抵抗
Ｒｓを経て接地されている。One ends of the drive coils Lu, Lv, Lw are commonly connected to form a neutral point, and the other ends are grounded via capacitors Cu, Cv, Vw, respectively. The drive transistors Tr1 and Tr4 are connected in series to form a so-called U-phase arm, and the U-phase drive coil Lu is energized. Similarly, the transistors Tr2 and Tr5 form a V-phase arm, and the transistors Tr3 and Tr6 form a W-phase arm. Each of the above transistors Tr4, Tr
The emitters of 5 and Tr6 are commonly connected, and this common connection point is grounded via a current detection resistor Rs that detects a current flowing through the motor.
【００１２】制御アンプＡ１は、モータの速度制御信号
Ｖｃｔｌ、制御基準電圧Ｖｒｅｆを入力としてモータの
電流指令信号を出力する。制御アンプＡ１から出力され
たモータの電流指令信号と、上記電流検出用抵抗Ｒｓに
よる電流検出信号は電流帰還アンプＡ２に入力される。
電流帰還アンプＡ２は上記電流指令信号に応じて駆動コ
イルに流れる電流を制御するためのもので、電流指令信
号と電流検出信号に応じた信号を制御回路Ａ0内の信号
合成増幅回路ＳＭに入力する。信号合成増幅回路ＳＭ
は、前記磁気検出器Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力信号に対応
して各相のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６のオン・オ
フを制御すると共に、電流帰還アンプＡ２からの信号に
応じて上記スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ６の出力電流
すなわち各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの電流を制御す
る。The control amplifier A1 receives the motor speed control signal Vct1 and the control reference voltage Vref and outputs a motor current command signal. The motor current command signal output from the control amplifier A1 and the current detection signal from the current detection resistor Rs are input to the current feedback amplifier A2.
The current feedback amplifier A2 is for controlling the current flowing through the drive coil in response to the current command signal, and inputs a signal corresponding to the current command signal and the current detection signal to the signal synthesis amplification circuit SM in the control circuit A 0 . To do. Signal synthesis amplifier SM
Controls ON / OFF of the switching elements Tr1 to Tr6 of each phase according to the output signals of the magnetic detectors Hu, Hv, Hw, and the switching elements Tr1 to Tr6 according to the signal from the current feedback amplifier A2. The output current of Tr6, that is, the current of each drive coil Lu, Lv, Lw is controlled.
【００１３】上記制御アンプＡ１と電流帰還アンプＡ２
とで制御信号経路を構成している。電流帰還アンプＡ２
の出力端子には、駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに流れる
電流に重畳している高周波成分からなるノイズを遮断す
るためのコンデンサＣ0が接続されている。また、回路
素子の温度が一定以上に上昇したときこれを検知して駆
動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電を遮断するための熱
保護回路１０が、制御アンプＡ１の速度制御信号Ｖｃｔ
ｌ入力端に、従って、上記制御信号経路において上記コ
ンデンサＣ0の接続点よりも前段に接続されている。The control amplifier A1 and the current feedback amplifier A2
And constitute a control signal path. Current feedback amplifier A2
A capacitor C 0 for cutting off noise consisting of high-frequency components superposed on currents flowing through the drive coils Lu, Lv, Lw is connected to the output terminal of the. Further, when the temperature of the circuit element rises above a certain level, the thermal protection circuit 10 for detecting this when the temperature of the circuit element has risen and shutting off the energization to the drive coils Lu, Lv, Lw has a speed control signal Vct of the control amplifier A1.
It is connected to the l input terminal, and thus in the control signal path before the connection point of the capacitor C 0 .
【００１４】以上説明した実施例の通常のモータ制御動
作は従来のブラシレスモータ駆動回路の動作と変わりが
ないので、その説明は省略し、回路素子の温度が一定以
上に上昇した場合の動作を重点的に説明する。回路素子
の温度が一定以上に上昇すると、上記熱保護回路１０が
これを検知し、制御アンプＡ１の速度制御信号入力をゼ
ロにし、もって電流帰還アンプＡ２の出力をゼロにす
る。電流帰還アンプＡ２の出力がゼロになっても、ノイ
ズ遮断用コンデンサＣ0に蓄えられていた電荷が瞬時に
放電されることはなく、緩やかに放電されるため、駆動
コイル電流は緩やかに遮断され、モータが停止する。従
って、駆動コイルの出力端子にスパイク状の電圧が発生
することはなく、スパイク状の電圧にによってＩＣに大
電流が流れることもなくなり、危険温度に達しているＩ
Ｃチップの温度をさらに上昇させてＩＣチップを破壊す
るというような事態に至ることを防止することができ
る。Since the normal motor control operation of the embodiment described above is the same as the operation of the conventional brushless motor drive circuit, the description thereof will be omitted and the operation when the temperature of the circuit element rises above a certain level will be focused. To explain. When the temperature of the circuit element rises above a certain level, the thermal protection circuit 10 detects this and sets the speed control signal input of the control amplifier A1 to zero, and thus the output of the current feedback amplifier A2 to zero. Even if the output of the current feedback amplifier A2 becomes zero, the electric charge stored in the noise cutoff capacitor C 0 is not instantaneously discharged but is gently discharged, so that the drive coil current is gently cut off. , The motor stops. Therefore, no spike-shaped voltage is generated at the output terminal of the drive coil, a large current does not flow in the IC due to the spike-shaped voltage, and the dangerous temperature is reached.
It is possible to prevent a situation in which the temperature of the C chip is further increased and the IC chip is destroyed.
【００１５】なお、上記熱保護回路１０の接続点は、制
御アンプＡ１と電流帰還アンプＡ２とを有してなる制御
信号経路において、ノイズ遮断用コンデンサＣ0の接続
点よりも前段に接続されていれば、上記のような作用効
果を奏する。従って、図２に示すように、制御アンプＡ
１と電流帰還アンプＡ２との間に熱保護回路１０を接続
しても差し支えない。この例によれば、回路素子が危険
温度に達したことを熱保護回路１０が検知すると、熱保
護回路１０が制御アンプＡ１の出力をゼロにするため、
図１に示す実施例と同様に、ノイズ遮断用コンデンサＣ
0の電荷が緩やかに放電され、駆動コイルにスパイク状
の電圧が発生することが防止される。The connection point of the thermal protection circuit 10 is connected to the preceding stage of the connection point of the noise cutoff capacitor C 0 in the control signal path including the control amplifier A1 and the current feedback amplifier A2. If so, the above-described effects can be obtained. Therefore, as shown in FIG.
The thermal protection circuit 10 may be connected between 1 and the current feedback amplifier A2. According to this example, when the thermal protection circuit 10 detects that the circuit element has reached the dangerous temperature, the thermal protection circuit 10 sets the output of the control amplifier A1 to zero.
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, noise blocking capacitor C
The electric charge of 0 is gently discharged, and a spike-shaped voltage is prevented from being generated in the drive coil.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、電流帰還アンプの出力
端子に接続されたノイズ遮断用コンデンサを備えたブラ
シレスモータの駆動回路において、上記コンデンサ接続
点よりも前段の制御信号経路に、回路素子の温度が一定
以上に上昇したときに駆動コイルへの通電を遮断するた
めの熱保護回路を接続したため、回路素子が一定以上の
危険温度に達したことを熱保護回路が検知して駆動コイ
ルへの通電を遮断したとき、ノイズ遮断用コンデンサに
蓄えられていた電荷が緩やかに放電され、コイル電流は
緩やかに遮断され、回路素子に大電流を流す原因となる
スパイク状の電圧が駆動コイルに発生することはなく、
回路素子を温度上昇から有効に保護することができる。According to the present invention, in the drive circuit of the brushless motor having the noise cut-off capacitor connected to the output terminal of the current feedback amplifier, the circuit element is provided in the control signal path before the capacitor connection point. Since a thermal protection circuit is connected to shut off the power to the drive coil when the temperature of the circuit rises above a certain level, the thermal protection circuit detects that the circuit element has reached a dangerous temperature above a certain level and sends it to the drive coil. When the current is cut off, the charge stored in the noise cutoff capacitor is gently discharged, the coil current is gently cut off, and a spike-like voltage that causes a large current to flow in the circuit element is generated in the drive coil. Never do
The circuit element can be effectively protected from temperature rise.
【図１】本発明にかかるブラシレスモータの駆動回路の
実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive circuit for a brushless motor according to the present invention.
【図２】本発明にかかるブラシレスモータの駆動回路の
別の実施例を要部のみ示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing only a main part of another embodiment of the drive circuit of the brushless motor according to the present invention.
１０ 熱保護回路 Ａ２ 電流帰還アンプ Ａ0 制御回路 Ｃ0 コンデンサ Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ 駆動コイル Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ 磁気検出器 Ｔｒ１〜Ｔｒ６ スイッチング素子10 thermal protection circuit A2 current feedback amplifier A 0 control circuits C 0 capacitor Lu, Lv, Lw drive coil Hu, Hv, Hw magnetic detector Tr1~Tr6 switching element
Claims (1)
と、ロータマグネットの磁極を検出する磁気検出器と、
モータに流れる電流とモータの電流指令信号とを入力と
しモータに流れる電流を制御する電流帰還アンプと、上
記磁気検出器の出力信号と電流帰還アンプの出力信号と
を入力として上記スイッチング素子を制御する制御回路
と、上記電流帰還アンプの出力端子に接続されたコンデ
ンサとを備えたブラシレスモータの駆動回路において、
上記コンデンサ接続点よりも前段の制御信号経路に、回
路素子の温度が一定以上に上昇したときに駆動コイルへ
の通電を遮断する熱保護回路を接続したことを特徴とす
るブラシレスモータの駆動回路。1. A switching element for energizing a drive coil, and a magnetic detector for detecting a magnetic pole of a rotor magnet,
A current feedback amplifier for controlling the current flowing in the motor by inputting the current flowing in the motor and the current command signal of the motor, and controlling the switching element by inputting the output signal of the magnetic detector and the output signal of the current feedback amplifier. In a drive circuit of a brushless motor including a control circuit and a capacitor connected to the output terminal of the current feedback amplifier,
A drive circuit for a brushless motor, characterized in that a thermal protection circuit for cutting off the power supply to the drive coil when the temperature of the circuit element rises above a certain level is connected to the control signal path preceding the capacitor connection point.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JPH06319288A true JPH06319288A (en) | 1994-11-15 |
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| Country | Link |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5956884A (en) * | 1982-09-21 | 1984-04-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Brushless dc motor |
| JPH02146997U (en) * | 1989-05-17 | 1990-12-13 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP5125441A patent/JP2823777B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956884A (en) * | 1982-09-21 | 1984-04-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Brushless dc motor |
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