JPH0667265B2 - ブラシレスモータの駆動方式 - Google Patents

ブラシレスモータの駆動方式

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JPH0667265B2
JPH0667265B2 JP58084785A JP8478583A JPH0667265B2 JP H0667265 B2 JPH0667265 B2 JP H0667265B2 JP 58084785 A JP58084785 A JP 58084785A JP 8478583 A JP8478583 A JP 8478583A JP H0667265 B2 JPH0667265 B2 JP H0667265B2
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JP
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transistor
waveform
collector
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conductivity type
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清 西村
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34Modelling or simulation for control purposes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固定電機子コイルへの通電波形を例えばサイ
ン波とすることにより一定の駆動トルクを得るリニア駆
動方式のブラシレスモータに係り、特にはその駆動方式
の改良に関する。
リニア駆動は、固定電機コイルへの通電波形をサイン波
等の弦状波形とすることにより一定の駆動トルクを得る
ことができるものである。ところで、このようなリニア
駆動における従来のブラシレスモータにおいては、第1
図に示すようにブラシレスモータのマグネツトロータRT
の回転位相角を例えばホール素子HEで検知し、このホー
ル素子HEの回転位相角検知出力により、固定電機子コイ
ルL1,L2の通電位相制御を行つて駆動トルクを得るよう
にしたものがある。この固定電機子コイルL1,L2は第2
図に示すように、ブリツジ形に設けられた4個の出力ト
ランジスタQ1〜Q4のオン・オフ制御によりモータを駆動
する電流i1,i2が通流されるようになつている。ところ
が、ホール素子HEの出力により各トランジスタQ1〜Q4
駆動する出力波形a〜dは、例えば第3図に示すよう
に、接点電位GNDと電源電位Vccとの間の動作領域にはい
るようになるので、斜線領域のパワー損失により各トラ
ンジスタQ1〜Q4はすべて安全動作領域の大きい大型の素
子が必要となる。また、対称駆動を行う領域を広くと
れ、かつトルクむらのない領域を充分とれるようにする
ため固定電機子コイルL1,L2の中点Mの電圧VMを検出す
る回路を付加する必要があるが、このような中点検出回
路ならびにその回路の出力により中点電圧を制御する回
路は複雑でかつコストが高くつく。このため、中点電圧
検出回路を不要にして回路構成を簡単、かつ小型化を可
能にする一方で、回転トルクむらを生じることなく、正
確にモータを駆動制御できるようにすることが望まれ
る。
本発明は、このような要望に沿うブラシレスモータの駆
動方式を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するためマグネツトロ
ータの回転位相角を検知する素子の回転位相角検知出力
の波形を、その波形の各半周期にて半波波形に変換する
ことによって位相が180゜異なりかつ接地電位から立ち
上がる2つの半波波形出力を出力する波形変換器と、コ
レクタが電源にエミッタが電源受給部にそれぞれ接続さ
れた所定導電形の電源供給用トランジスタと、コレクタ
が前記電源受給部に接続され、かつベースに前記波形変
換器から半波波形出力が与えられる、前記導電形と同じ
導電形の第1のトランジスタと、コレクタが第1のトラ
ンジスタのエミッタに、エミッタが接地にそれぞれ接続
され、かつ、ベースには第1のトランジスタのベースに
与えられる半波波形出力とは位相が180゜異なる矩形波
出力が与えられる、前記導電形と同じ導電形の第3のト
ランジスタと、コレクタが前記電源受給部に接続され、
かつベースに前記波形変換器から第1のトランジスタの
ベースに与えられる半波波形出力とは位相が180゜異な
る半波波形出力が与えられる、前記導電形と同じ導電形
の第2のトランジスタと、コレクタが第2のトランジス
タのエミッタに、エミッタが接地にそれぞれ接続され、
かつベースには第2のトランジスタのベースに与えられ
る半波波形出力とは位相が180゜異なる矩形波出力が与
えられる、前記導電形と同じ導電形の第4のトランジス
タとを備えるとともに、前記第1のトランジスタのエミ
ッタと第3のトランジスタのコレクタとの接続部と、第
1のトランジスタのエミッタと第4のトランジスタのコ
レクタとの接続部との間に、前記複数の電機子コイルを
接続し、前記電源供給用トランジスタにおいては、その
コレクタには電源が供給され、そのベースには前記第1
と第2のトランジスタそれぞれのベースに与えられる半
波波形出力の合成波形出力に、それぞれの半波波形出力
により該第1と第2のトランジスタそれぞれがオンした
ときのコレクタ・エミッタ間電圧を加えてなる合成電圧
が与えられるようにしている。
以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて詳細に説
明する。
第4図はこの実施例の回路図である。この実施例に係る
ブラシレスモータは第1図に示すマグネットロータRTを
備え、このマグネットロータRTの回転位相角を検出する
素子、例えばホール素子HEの出力を介して、固定電機子
コイルL1,L2の通電位相制御を行つて駆動トルクを得る
ようにしている。このホール素子HEは第4図に示すよう
に差動増幅器AMPの正・逆相入力端子+,−にそれぞ
れ、位相が互いに180゜異なる正弦波状の出力S0,S0′を
与えるようになつている。差動増幅器AMPは、この回転
位相角検知出力S0,S0′により、第5図(a)に示すほ
ぼ正弦波状の出力S1を導出する。この差動増幅器AMPの
出力S1は第1,第2の波形変換器W1,W2に与えられる。第
1,第2の波形変換器W1,W2は、この出力S1に基づき、そ
れぞれ第5図(b)(c)に示す波形変換出力S2,S3
形成する。この各波形変換出力S2,S3は、接地電位GNDか
ら立上がる半波波形を有し、互いに180゜位相が異なつ
ている。この波形変換出力S2,S3は、ブリツジ形に第1
〜第4トランジスタQ1〜Q4を設けてなる駆動回路DVTの
内、上段側の左右にある第1,第2トランジスタQ1,Q2
各ベースに与えられる。下段側の左右にある第3,第4ト
ランジスタQ3,Q4の各ベースには、図示しない駆動回路
から、それぞれ第5図(d)(e)に示す矩形波出力
S5,S4が与えられる。一方の矩形波出力S4は、第1の波
形変換器W1の出力S2と同位相であり、他方の矩形波出力
S5は第2の波形変換器W2の出力S3と同位相である。駆動
回路DVTの電源受給部Rと電源Vccとの間には、電源供給
用トランジスタQ5のコレクタ・エミツタが挿入される。
この電源受給用トランジスタQ5のベースには、第5図
(f)に示すように、少なくとも半波波形の出力S2,S3
の電圧に、この半波波形の出力S2,S3によりオンにされ
たときの第1,第2トランジスタQ1,Q2のコレクタ・エミ
ツタ間電圧を加えてなる合成電圧を有する出力S6が、図
示しない回路により与えられる。
したがつて、このような構成を有する回路において、時
刻t0〜t1およびt2〜t3の間では、第1,第4トランジスタ
Q1,Q4が共に導通することにより、固定電機子コイルL1,
L2には図示方向の電流i1が流れ、また時刻t1〜t2および
t3〜t4の間では、第2,第3トランジスタQ2,Q3が共に導
通することにより、固定電機子コイルL1,L2には図示方
向の電流i2が流れることになる。このため、マグネツト
ロータRTは回転させられる。ところで、この実施例によ
れば、第3,第4トランジスタQ3,Q4は単にスイツチング
動作させるのみでよいので、安全動作領域が低いものを
使用することができ、第2図のものよりも回路構成を、
より小型にすることができる。また、第1,第2トランジ
スタQ1,Q2の駆動波形は、第5図(b)(c)に示すよ
うに接地電位GNDから立ち上がるので電源電圧Vccに変わ
りなく両駆動波形の対称度を高くして、過負荷に至るま
での間、駆動トルクのむらを大きく軽減することが可能
となる。更に、このことにより固定電機子コイルL1,L2
の中点Mを検出する回路が不必要となる。特に、この実
施例で特筆すべきは、例えば時刻t0〜t1の間において第
1トランジスタQ1のコレクタ・エミツタ間には、飽和電
圧、即ち、電源供給用のトランジスタQ6のベースに加え
られる出力S6の電圧に近い電圧が加わるのみであるの
で、この第1トランジスタQ1でのパワー損失は第5図
(b)の斜線領域のみとなる。したがつて、第1トラン
ジスタQ1は安全動作領域が狭い小型の素子を使用するこ
とができる。第2トランジスタQ2についても同様であ
る。電源供給用トランジスタQ6には第5図の斜線領域に
示すパワー損失があるので、安全動作領域が広い大型の
素子を使用する必要があつても、そのベースに加える出
力S6の波形の精度を高くする必要がない。
なお、上述の実施例においては、単相のブラシレスモー
タの駆動方式について説明したが2相の場合には、第4
図の回路を、 ずらした駆動角で1つ追加し、3相の場合には、第4図
の回路を ずつずらした駆動角で2つ追加する等、n相の場合に同
様に実施できることは勿論である。
以上のように、本発明によれば、マグネツトロータの回
転位相角を検知する素子の出力波形を、その波形の各半
周期にて半波波形に変換することによって位相が180゜
異なりかつ接地電位から立ち上がる2つの半波波形出力
を出力する波形変換器と、コレクタが電源にエミッタが
電源受給部にそれぞれ接続された所定導電形の電源供給
用トランジスタと、コレクタが前記電源受給部に接続さ
れ、かつベースに前記波形変換器から半波波形出力が与
えられる、前記導電形と同じ導電形の第1のトランジス
タと、コレクタが第1のトランジスタのエミッタに、エ
ミッタが接地にそれぞれ接続され、かつ、ベースには第
1のトランジスタのベースに与えられる半波波形出力と
は位相が180゜異なる矩形波出力が与えられる、前記導
電形と同じ導電形の第3のトランジスタと、コレクタが
前記電源受給部に接続され、かつベースに前記波形変換
器から第1のトランジスタのベースに与えられる半波波
形出力とは位相が180゜異なる半波波形出力が与えられ
る、前記導電形と同じ導電形の第2のトランジスタと、
コレクタが第2のトランジスタのエミッタに、エミッタ
が接地にそれぞれ接続され、かつベースには第2のトラ
ンジスタのベースに与えられる半波波形出力とは位相が
180゜異なる矩形波出力が与えられる、前記導電形と同
じ導電形の第4のトランジスタとを備えるとともに、前
記第1のトランジスタのエミッタと第3のトランジスタ
のコレクタとの接続部と、第1のトランジスタのエミッ
タと第4のトランジスタのコレクタとの接続部との間
に、前記複数の電機子コイルを接続し、前記電源供給用
トランジスタにおいては、そのコレクタには電源が供給
され、そのベースには前記第1と第2のトランジスタそ
れぞれのベースに与えられる半波波形出力の合成波形出
力に、それぞれの半波波形出力により該第1と第2のト
ランジスタそれぞれがオンしたときのコレクタ・エミッ
タ間電圧を加えてなる合成電圧が与えられるようにした
ので、これにより、まず、第1から第4の全てのトラン
ジスタとして安全動作領域が小さいトランジスタを使用
できるようになって、回路構成の小型化が図ることがで
きる。
さらに、位相が180゜異なりかつ接地電位から立ち上が
る対称度の高い2つの半波波形出力で第1と第2のトラ
ンジスタを駆動するので、中間検出回路を不要とした簡
単な回路構成において、駆動トルクむらの発生を防止で
きる。
さらに、電源供給用トランジスタを特徴ある構成におい
て用いることにより、例えば時刻t0〜t1で第1のトラン
ジスタのコレクタ・エミッタ間には飽和電圧、すなわ
ち、電源供給用トランジスタのベースに加えられる出力
の電圧に近い電圧が加わるのみとなり、この第1のトラ
ンジスタでのパワー損失は極めて小さくなり、該第1の
トランジスタを安全動作領域の狭い小型の素子を使用す
ることができるようになり、このように、第1および第
2のトランジスタには小型の素子を使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図はブラシレスモータの要部の構成図、第2図は従
来例の回路図、第3図は第2図の回路の駆動波形図、第
4図は本発明の一実施例の回路図、第5図は第4図の回
路の動作説明に供する出力波形図である。 RT……マグネツトロータ、L1,L2……固定電機子コイ
ル、HE……ホール素子、AMP……差動増幅器、W1,W2……
波形変換器、DVT……駆動回路、Q1〜Q4……トランジス
タ、Q5……電源供給用トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ブラシレスモータのマグネットロータの回
    転位相角を検知する素子による回転位相角検知出力を介
    して、複数の固定電機子コイルの通電位相制御を行い、
    その通電波形をサイン波等の弦状波形としてリニア駆動
    のための駆動トルクを得るブラシレスモータにおいて、 前記検知素子の回転位相角検知出力の波形を、その波形
    の各半周期にて半波波形に変換することによって位相が
    180゜異なりかつ接地電位から立ち上がる2つの半波波
    形出力を出力する波形変換器と、 コレクタが電源にエミッタが電源受給部にそれぞれ接続
    された所定導電形の電源供給用トランジスタと、 コレクタが前記電源受給部に接続され、かつベースに前
    記波形変換器から半波波形出力が与えられる、前記導電
    形と同じ導電形の第1のトランジスタと、 コレクタが第1のトランジスタのエミッタに、エミッタ
    が接地にそれぞれ接続され、かつ、ベースには第1のト
    ランジスタのベースに与えられる半波波形出力とは位相
    が180゜異なる矩形波出力が与えられる、前記導電形と
    同じ導電形の第3のトランジスタと、 コレクタが前記電源受給部に接続され、かつベースに前
    記波形変換器から第1のトランジスタのベースに与えら
    れる半波波形出力とは位相が180゜異なる半波波形出力
    が与えられる、前記導電形と同じ導電形の第2のトラン
    ジスタと、 コレクタが第2のトランジスタのエミッタに、エミッタ
    が接地にそれぞれ接続され、かつベースには第2のトラ
    ンジスタのベースに与えられる半波波形出力とは位相が
    180゜異なる矩形波出力が与えられる、前記導電形と同
    じ導電形の第4のトランジスタとを備えるとともに、 前記第1のトランジスタのエミッタと第3のトランジス
    タのコレクタとの接続部と、第2のトランジスタのエミ
    ッタと第4のトランジスタのコレクタとの接続部との間
    に、前記複数の電機子コイルを接続し、 前記電源供給用トランジスタにおいては、そのコレクタ
    には電源が供給され、そのベースには前記第1と第2の
    トランジスタそれぞれのベースに与えられる半波波形出
    力の合成波形出力に、それぞれの半波波形出力により該
    第1と第2のトランジスタそれぞれがオンしたときのコ
    レクタ・エミッタ間電圧を加えてなる合成電圧が与えら
    れることを特徴とするブラシレスモータの駆動方式。
JP58084785A 1983-05-13 1983-05-13 ブラシレスモータの駆動方式 Expired - Lifetime JPH0667265B2 (ja)

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JPS59230489A JPS59230489A (ja) 1984-12-25
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54129417A (en) * 1978-03-31 1979-10-06 Sony Corp Motor driving circuit
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