JPH07184393A - Control circuit for brushless motor - Google Patents

Control circuit for brushless motor

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JPH07184393A
JPH07184393A JP5347442A JP34744293A JPH07184393A JP H07184393 A JPH07184393 A JP H07184393A JP 5347442 A JP5347442 A JP 5347442A JP 34744293 A JP34744293 A JP 34744293A JP H07184393 A JPH07184393 A JP H07184393A
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braking force
motor
braking
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turned
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Kazuhiko Maruta
一彦 丸田
Katsuya Shigematsu
克也 重松
Wataru Mochizuki
亘 望月
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Mitsuba Corp
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Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a control circuit for a brushless motor capable of variably controlling a braking force by using a low-function microcomputer. CONSTITUTION:Switching means 3 for setting a plurality of coils of a motor 1 to short-circuit conditions and also a control means 4 for ON/OFF controlling the switching means 3 over a phase interval based on an electrical angle of a motor 1 are provided, and the control means 4 selectively controls the phase intervals so as to thin off the phase intervals. By doing this, each coil is set to short-circuit conditions continuously based on an electrical angle of the motor, and therefore a braking current as a generating source of braking force can be obtained and thus braking force can be secured. This braking force becomes variable by thinning off the phase intervals for short-circuiting the coils. Thus, stable braking force can be secured regardless of the simple control.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの制
御回路に関し、特に、モータの電気角に基づいて制動力
を制御するようにされたブラシレスモータの制御回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor control circuit, and more particularly to a brushless motor control circuit adapted to control a braking force based on an electric angle of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラシレスモータは、複数のスイッチン
グ素子から構成される駆動回路により電力供給され、こ
れらスイッチング素子をオン・オフ制御する信号をチョ
ッパ制御するPWM制御により速度制御が行われるのが
一般的である。
2. Description of the Related Art A brushless motor is generally supplied with electric power from a drive circuit composed of a plurality of switching elements, and its speed is generally controlled by PWM control for chopper-controlling a signal for on / off controlling these switching elements. Is.

【0003】ここで図2は、3相ブラシレスモータの各
相コイルへ電流を供給するための駆動回路の概略を示す
電気回路図である。スター結線されたU相コイル6、V
相7、W相8は、それぞれ出力端子10〜12を介して
図に破線で囲まれた駆動回路9内のスイッチング素子で
ある複数の電界効果トランジスタ(以下、FETと称
す)に接続されている。そして、図示されない電源の両
端子が接続された電源端子13と接地端子14との間に
は、FET15のドレインD−ソースS及びFET16
のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。そ
してFET15のソースSとFET16のドレインDと
のノードには、出力端子10を介してU相コイル6の一
方の端子に接続されている。また、端子13と14との
間にはFET17のドレインD−ソースS及びFET1
8のドレインD−ソースSがこの順に接続されている。
そしてFET17のソースSとFET18のドレインD
とのノードには、出力端子11を介してV相コイル7の
一方の端子に接続されている。同様に、端子13と14
との間にはFET19のドレインD−ソースS及びFE
T20のドレインD−ソースSがこの順に接続されてい
る。そしてFET19のソースSとFET20のドレイ
ンDとのノードには、出力端子12を介してW相コイル
7の一方の端子に接続されている。そして、各FET1
5〜20のドレインD−ソースS間には、ダイオード2
1〜26がそれぞれ逆方向に並列接続されている。
Here, FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an outline of a drive circuit for supplying a current to each phase coil of a three-phase brushless motor. Star-connected U-phase coil 6, V
The phase 7 and the W phase 8 are respectively connected via output terminals 10 to 12 to a plurality of field effect transistors (hereinafter referred to as FETs) which are switching elements in the drive circuit 9 surrounded by broken lines in the figure. . The drain D-source S of the FET 15 and the FET 16 are provided between the power supply terminal 13 to which both terminals of the power supply (not shown) are connected and the ground terminal 14.
Drain D-source S of are connected in this order. The nodes of the source S of the FET 15 and the drain D of the FET 16 are connected to one terminal of the U-phase coil 6 via the output terminal 10. Further, the drain D-source S of the FET 17 and the FET 1 are provided between the terminals 13 and 14.
8 drains D-sources S are connected in this order.
And the source S of FET17 and the drain D of FET18
The nodes of and are connected to one terminal of the V-phase coil 7 via the output terminal 11. Similarly, terminals 13 and 14
Between the drain D-source S and FE of the FET 19
The drain D-source S of T20 is connected in this order. The nodes of the source S of the FET 19 and the drain D of the FET 20 are connected to one terminal of the W-phase coil 7 via the output terminal 12. And each FET1
The diode 2 is provided between the drain D and the source S of 5 to 20.
1 to 26 are connected in parallel in opposite directions.

【0004】このようにして構成された駆動回路9内の
各FET15〜20をオン・オフ制御し、各相コイル6
〜8に流れる電流を転流することで、モータを回転制御
している。例えば、このモータを駆動させる場合には、
図3に示されるように、ロータの位置検出信号IHu、
IHv、IHwに対して各FET15〜20のゲートG
が接続された各端子U+、U−、V+、V−、W+、W
−に図示されない制御手段よりイ〜ヘの各モードに従っ
て駆動信号を供給し、この駆動信号をPWM制御するこ
とで各相コイル6〜8に通電される電流を制御してモー
タ回転数を制御するようにされている。
The FETs 15 to 20 in the drive circuit 9 thus constructed are controlled to be turned on and off, and the phase coils 6
The rotation of the motor is controlled by diverting the current flowing through 8 to 8. For example, when driving this motor,
As shown in FIG. 3, the rotor position detection signal IHu,
Gate G of each FET 15 to 20 for IHv and IHw
Connected to each terminal U +, U-, V +, V-, W +, W
A drive signal is supplied from a control means (not shown) according to each of the modes a to f, and the PWM signal is used to control the current supplied to the phase coils 6 to 8 to control the motor rotation speed. Is being done.

【0005】また、上記PWM制御によるモータの制動
時には、ハイサイドのFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドのFET16、18、20をオンす
ることでコイルを短絡状態にし、電磁作用によって発生
する制動電流をチョッパ制御して制動力を確保してい
る。つまり、図4に示されるように、コイル毎に流れる
制動電流Iu、Iv、Iwが正の成分(図2に矢印A方
向に流れる電流)であるとき、例えばコイル6に正の制
動電流が流れている際にFET16を遮断し、電流の遮
断により発生する逆起電圧を電源に回生することで制動
力の確保及び充電を行うようにされている。
When the motor is braked by the PWM control, the high-side FETs 15, 17, 19 are all turned off, and the low-side FETs 16, 18, 20 are turned on to short-circuit the coil, which is generated by electromagnetic action. A braking force is secured by controlling the braking current with a chopper. That is, as shown in FIG. 4, when the braking currents Iu, Iv, and Iw flowing in each coil are positive components (currents flowing in the direction of arrow A in FIG. 2), a positive braking current flows in the coil 6, for example. The FET 16 is cut off during the operation, and the counter electromotive voltage generated by the cutoff of the current is regenerated to the power source to secure the braking force and charge the battery.

【0006】上記したPWM制御によるモータの制動制
御には種々の欠点があり、その代表としての回転速度毎
に制動力の特性が変化してしまう欠点を解消するべく、
コイルの短絡時間をモータの電気角に基づいて可変制御
する技術を本発明者は提案した。この技術によればPW
M制御による欠点を解消することができるが、モータの
電気角を時間に換算するためにタイマ/カウンタを複数
持つ高機能なマイコンを用いることから、タイマに余裕
のないマイコンには適用し難いものであった。
There are various drawbacks in the above-mentioned motor braking control by the PWM control, and in order to eliminate the drawback that the characteristic of the braking force changes for each rotation speed as a representative thereof.
The present inventor has proposed a technique for variably controlling the short circuit time of the coil based on the electrical angle of the motor. According to this technology, PW
Although it is possible to eliminate the drawbacks of M control, it is difficult to apply it to a microcomputer without a timer because it uses a high-performance microcomputer with multiple timers / counters to convert the electric angle of the motor into time. Met.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、低機能なマイコン
を用いて制動力を可変制御できるブラシレスモータの制
御回路を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, a main object of the present invention is to provide a control circuit for a brushless motor capable of variably controlling the braking force by using a low-performance microcomputer. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、ブラシレスモータの複数のコイルをモータ
の電気角に基づいた位相区間に渡って短絡状態とするこ
とによりモータの制動を制御する制御回路であって、前
記各コイルを短絡状態とするためのスイッチング手段
と、前記スイッチング手段を前記位相区間に応じてオン
・オフ制御するための制御手段とを有し、前記制御手段
が前記位相区間を選択的に間引くことを特徴とするブラ
シレスモータの制御回路を提供することにより達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the object of the present invention is to brake a motor by setting a plurality of coils of a brushless motor into a short circuit state over a phase section based on the electrical angle of the motor. A control circuit for controlling, comprising switching means for putting each of the coils into a short-circuit state, and control means for performing on / off control of the switching means in accordance with the phase section, and the control means This is achieved by providing a control circuit for a brushless motor, which is characterized by selectively thinning out the phase section.

【0009】[0009]

【作用】このようにすれば、モータの電気角に基づいて
各コイルを連続的に短絡状態とするため、制動力の発生
源となる制動電流を得ることができ制動力を確保するこ
とができる。更に制動力は、コイルを短絡するための位
相区間を間引くことにより可変可能となる。
With this configuration, the coils are continuously short-circuited based on the electric angle of the motor, so that the braking current that is the source of the braking force can be obtained and the braking force can be secured. . Further, the braking force can be changed by thinning out the phase section for short-circuiting the coil.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1は、本発明が適用されたブラシレスモ
ータの制御回路の概略を示すブロック図であり、モータ
1へ電源2の電力を供給するためのスイッチング手段3
と、このスイッチング手段をオン・オフ制御するための
制御手段4と、モータ1のロータ(図示せず)の位置を
検出するためのロータ位置検出手段5とから構成されて
いる。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied, and a switching means 3 for supplying electric power of a power source 2 to the motor 1.
And a rotor position detecting means 5 for detecting the position of a rotor (not shown) of the motor 1 and a control means 4 for ON / OFF controlling the switching means.

【0012】前記スイッチング手段3は、例えば3相ブ
ラシレスモータに適用した場合には図2に駆動回路9で
示されるように構成されるものであり、その説明は前述
した通りである。この駆動回路9を用いてモータを制動
させる場合について、図4、図5を参照しながら説明す
る。図4は、外部からモータを回転させて疑似的に制動
状態をつくり、駆動回路9内の各FET15〜20を、
ハイサイドに位置するFET15、17、19を全てオ
フとし、ローサイドに位置するFET16、18、20
を、(a)に於いては全てオンとしたとき、(b)に於
いてはFET16、18をオンとしFET20をオフと
したとき、(c)に於いてはFET16のみをオンとし
他のFETは全てオフとしたときの、各相コイルに流れ
る制動電流の波形をそれぞれ出力端子10〜12で観測
し、かつそれぞれの場合に於けるロータ位置を電気的に
示した信号IHuと共に示す図である。
When the switching means 3 is applied to, for example, a three-phase brushless motor, the switching means 3 is constructed as shown by the drive circuit 9 in FIG. 2, and its description has been given above. A case where the motor is braked by using the drive circuit 9 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In FIG. 4, a motor is rotated from the outside to create a pseudo braking state, and the FETs 15 to 20 in the drive circuit 9 are
All the FETs 15, 17, and 19 located on the high side are turned off, and the FETs 16, 18, and 20 located on the low side are turned off.
In (a), when all are turned on, in (b) when FETs 16 and 18 are turned on and FET 20 is turned off, in (c), only FET 16 is turned on and other FETs are turned on. FIG. 3 is a diagram showing the waveforms of the braking currents flowing through the coils of each phase when they are all turned off at the output terminals 10 to 12, and showing the rotor position in each case together with a signal IHu that electrically indicates the rotor position. .

【0013】ここで、制動電流と制動力及び電気角の関
係について説明する。先ず制動電流は、各コイル6〜8
と図示されない永久磁石との電磁作用によって発生する
ものであり、本実施例では、ロータに永久磁石を、ステ
ータにスター結線された3相の界磁巻線を備える回転界
磁形のブラシレスモータを採用していることから、全相
を短絡状態とした場合には図4(a)に示すような互い
に(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動電流
Iu、Iv、Iwを各出力端子10〜12で観測でき
る。このように発生した制動電流は回転速度が高い場合
にはその周期は短くなり、低い場合のそれは長くなるこ
とは周知の通りである。また制動力は回生制動を採用し
ていることから、直流電源に電力を回生する場合には、
正の制動電流(図2の矢印A方向に流れる電流)を遮断
することにより発生する逆起電圧を電源に回生すること
で制動力を得ている。またモータの電気角とは、この場
合制動電流の1周期を角度をもって表したものであっ
て、電気角360度が制動電流の1周期となる。この電
気角は磁界センサであるホール素子によって検出するこ
とができる。
The relationship between the braking current, the braking force, and the electrical angle will be described. First, the braking current is applied to each coil 6-8.
And a permanent magnet (not shown). In the present embodiment, a rotating field type brushless motor including a permanent magnet in the rotor and a three-phase field winding star-connected to the stator is provided. Therefore, when all the phases are short-circuited, the alternating braking currents Iu, Iv, and Iw flowing with a phase difference of (2/3) π from each other are output as shown in FIG. 4A. It can be observed at terminals 10-12. It is well known that the braking current thus generated has a short cycle when the rotation speed is high, and has a long cycle when the rotation speed is low. Also, since the braking force uses regenerative braking, when regenerating electric power to the DC power supply,
The braking force is obtained by regenerating the counter electromotive voltage generated by cutting off the positive braking current (current flowing in the direction of arrow A in FIG. 2) to the power supply. In addition, the electric angle of the motor in this case represents one cycle of the braking current as an angle, and an electric angle of 360 degrees is one cycle of the braking current. This electrical angle can be detected by a Hall element which is a magnetic field sensor.

【0014】次に制動電流と各コイル6〜8の短絡状態
との関係について考察してみる。図4(a)に示すよう
に、ハイサイドに位置するFET15、17、19を全
てオフとし、ローサイドに位置するFET16、18、
20を全てオンとしたとき、各出力端子10〜12には
互いに(2/3)πの位相差をもって流れる交流の制動
電流Iu、Iv、Iwが流れている。いま、出力端子1
0を流れる制動電流Iuについて着目してみる。図に示
す区間Aでは負の制動電流となっている。この区間Aに
於いてFET16をオフしても発生する逆起電圧は電源
に対して直列に接続されることから、電力の回生は行わ
れない。次に図4(b)に示す場合には、FET15、
17をオンとしFET19をオフとしているため区間B
で負の制動電流となる。この区間Bは前記区間Aに比べ
て短く、その振幅も小さくなっている。この場合も同様
に区間Bに於いてFET16をオフすれば電力の回生は
行われない。更に図4(c)に示す場合には、FET1
5のみをオンとし他のFETは全てオフとなっているた
め、区間Cに於いて制動電流が0となる。これはFET
18、20がオフであることから、負方向に対しては電
流が流れないからである。よって区間Cに於いてFET
16をオフとすれば逆起電圧は発生せず、よって電力回
生も行われない。
Next, let us consider the relationship between the braking current and the short-circuited state of each coil 6-8. As shown in FIG. 4A, all the FETs 15, 17, 19 located on the high side are turned off, and the FETs 16, 18, located on the low side are turned off.
When all 20 are turned on, the alternating braking currents Iu, Iv, and Iw that flow with a phase difference of (2/3) π from each other are output terminals 10 to 12. Now, output terminal 1
Attention is paid to the braking current Iu flowing through 0. In the section A shown in the figure, the braking current is negative. In this section A, even if the FET 16 is turned off, the counter electromotive voltage generated is connected in series to the power source, so that power is not regenerated. Next, in the case shown in FIG.
Section B because 17 is on and FET 19 is off
It becomes a negative braking current at. This section B is shorter than the section A and its amplitude is also smaller. Also in this case, if the FET 16 is turned off in the section B, the power is not regenerated. Further, in the case shown in FIG.
Since only 5 is turned on and all the other FETs are turned off, the braking current becomes 0 in the section C. This is a FET
This is because, since 18 and 20 are off, no current flows in the negative direction. Therefore, in section C, FET
When 16 is turned off, the counter electromotive voltage is not generated, and therefore the power regeneration is not performed.

【0015】制動時のFET16、18、20のオン・
オフ状態は上記した3つのパターンにより検証されるこ
とから、その結果を考察すると区間Cは区間Aにも区間
Bにも含まれることがわかる。よってこの区間Cに於い
てFET16をオンし、所定の位相区間に於いてオフす
るように制御すれば、電源への電力回生が行われること
となる。他のFET18、20についても同様のことが
言え、各コイル6〜8はスター結線されていることか
ら、FET18の場合には、FET16のオフポイント
から(2/3)π遅れてオンすればよく、FET20の
場合には更に(2/3)π遅れてオンすれば電力回生が
行われるわけである。
Turning on the FETs 16, 18, 20 during braking
Since the OFF state is verified by the above-described three patterns, it is understood that the section C is included in both the section A and the section B by examining the result. Therefore, if the FET 16 is turned on in this section C and turned off in a predetermined phase section, electric power is regenerated to the power supply. The same applies to the other FETs 18 and 20. Since the coils 6 to 8 are star-connected, in the case of the FET 18, it suffices to turn it on after (2/3) π delay from the off point of the FET 16. In the case of the FET 20, if it is turned on with a delay of (2/3) π, power regeneration is performed.

【0016】さて、具体的に制動力を制御するにあたっ
て、制動電流は前述したように各コイル6〜8と図示さ
れない永久磁石との電磁作用により発生するものである
から、FET16、18、20をオンするポイントはロ
ータ位置によって決定され、それは回転速度によって多
少のずれを生じるもののモータ設計段階で固定されるも
のである。したがって、ロータの位置を検出しかつ検出
結果を電気信号として出力できるロータ位置検出手段5
を設け、即ちFET16、18、20をオンするポイン
トに於いてエッジ信号を出力するようなホールICをそ
れぞれに対応して設けることにより実現できる。本実施
例では、図示はされていないがステータの適宜位置に互
いに120度の間隔をもって3つのホール素子を含むホ
ールICが設けられている。
When specifically controlling the braking force, the braking current is generated by the electromagnetic action of the coils 6 to 8 and the permanent magnet (not shown) as described above. The turning-on point is determined by the rotor position, which is fixed at the motor design stage although it is slightly deviated by the rotation speed. Therefore, the rotor position detecting means 5 capable of detecting the position of the rotor and outputting the detection result as an electric signal.
Is provided, that is, Hall ICs that output edge signals at the points at which the FETs 16, 18, and 20 are turned on are provided correspondingly. In the present embodiment, although not shown, Hall ICs including three Hall elements are provided at appropriate positions on the stator at intervals of 120 degrees.

【0017】図5にロータ位置検出手段5から出力され
る信号の波形図を示す。ロータ位置検出手段であるホー
ルICは、前述した各FET16、18、20オンする
ポイントに対応したエッジ信号IHu、IHv、IHw
を制御手段4に出力する。制御手段4では、制動時の各
FET16、18、20のオフをそれぞれ対応する立ち
上がりエッジ信号をもって行うようにすると共に、各エ
ッジ信号IHu、IHv、IHwのエッジを入力するこ
とで電気角を60度毎に分割して後述する制動力の制御
時のタイミング信号として使用している。この時の位置
信号IHu、IHv、IHwと各FET16、18、2
0のゲートへの供給信号は図3の駆動状態とは異なる。
FIG. 5 shows a waveform diagram of a signal output from the rotor position detecting means 5. The Hall IC, which is the rotor position detecting means, has the edge signals IHu, IHv, IHw corresponding to the points at which the above-mentioned FETs 16, 18, 20 are turned on.
Is output to the control means 4. The control means 4 turns off the FETs 16, 18 and 20 at the time of braking with the corresponding rising edge signals, and inputs the edges of the edge signals IHu, IHv, and IHw to make the electrical angle 60 degrees. It is divided for each and used as a timing signal at the time of controlling the braking force described later. Position signals IHu, IHv, IHw at this time and respective FETs 16, 18, 2
The supply signal to the gate of 0 is different from the driving state of FIG.

【0018】次に、制御手段4より位置信号に同期して
ローサイドに位置する各FETをオン・オフ制御するこ
とにより、電源への電力の回生を行ってモータを制動さ
せることができる。具体的には、図6に示すようにハイ
サイドのFET15、17、19をオフ状態とし、ロー
サイドのFET、例えばFET16がオフしている場合
には位置信号IHvが立ち上がった時点でこのFET1
6をオンし、FET18には位置信号IHwが、FET
20には位置信号IHuというように、それぞれ対応す
る位置信号が立ち上がった時点でオンするように制御す
る。また、オンしているFETをオフする際には、予め
検証された所定の位相区間でオフし、この場合には図8
及び図9に示す制動特性から明らかなように、電気角0
度から電気角180度までを所定の位相区間とし、電気
角0度で各FET16、18、20をオンし、電気角1
80度までの区間内にオフするように制御する。ここ
で、図8は端子13を流れる充電電流と電気角との関係
を示すものであり、図9は制動力と電気角との関係を示
すものである。両者から充電電流と制動力との関係は充
電電流の大小に比例して制動力も大小することがわか
る。また、図4に示すように概ね電気角180度付近で
制動電流が最大値をとることから、この時点でオフすれ
ば最大の制動力を確保することができる。
Next, the control means 4 turns on / off each FET located on the low side in synchronism with the position signal to regenerate electric power to the power source to brake the motor. Specifically, as shown in FIG. 6, the high-side FETs 15, 17, and 19 are turned off, and when the low-side FET, for example, the FET 16 is off, the FET 1 is turned on when the position signal IHv rises.
6 is turned on, and the position signal IHw is fed to the FET 18 by the FET
The position control signal IHu is controlled to turn on when the corresponding position signals 20 rise. Further, when turning off the turned-on FET, it turns off in a pre-verified predetermined phase section.
As is clear from the braking characteristics shown in FIG.
The predetermined phase section is from 180 degrees to 180 degrees electrical angle, and each FET 16, 18, 20 is turned on at an electrical angle of 0 degree, and electrical angle 1
It is controlled so as to be turned off within a section up to 80 degrees. Here, FIG. 8 shows the relationship between the charging current flowing through the terminal 13 and the electrical angle, and FIG. 9 shows the relationship between the braking force and the electrical angle. From both, it can be seen that the relationship between the charging current and the braking force is proportional to the magnitude of the charging current and the braking force is also large. Further, as shown in FIG. 4, the braking current takes a maximum value in the vicinity of an electrical angle of about 180 degrees, so that the maximum braking force can be secured by turning off at this point.

【0019】上記のように、モータの電気角に基づいて
コイルの短絡状態を制御することで制動力を可変制御で
きることは明かである。制動力を可変制御するにあたっ
ては、例えばタイマを用いて、立ち上がりエッジをもっ
てタイマをスタートし、次の立ち上がりエッジをもって
カウントアップすることで電気角を時間に換算して可変
制御することもできるが、制御手段がタイマ/カウンタ
等に余裕のない小規模なマイコンであった場合には上記
技術を採用し難いものである。そこで本発明は、電気角
に基づいた位相区間を選択的に間引くことにより制動力
を可変制御するようにされている。具体的には、連続す
るn個の位相区間のうちm(m≦n−1)個の位相区間
を間引くことにより制動力を可変とするものであって、
例えば制動力が最大となる電気角180度までの位相区
間を固定として、この位相区間を間引くパターンを図6
に示して説明する。
As described above, it is obvious that the braking force can be variably controlled by controlling the short circuit state of the coil based on the electric angle of the motor. In order to variably control the braking force, for example, a timer can be used to start the timer at the rising edge and count up at the next rising edge to convert the electrical angle into time for variable control. If the means is a small-scale microcomputer with no room for a timer / counter, it is difficult to adopt the above technique. Therefore, in the present invention, the braking force is variably controlled by selectively thinning out the phase section based on the electrical angle. Specifically, the braking force is made variable by thinning out m (m ≦ n−1) phase sections from the continuous n phase sections,
For example, a pattern section in which the phase section up to an electrical angle of 180 degrees at which the braking force is maximum is fixed and the phase section is thinned is shown in FIG.
Will be described.

【0020】図6に示すように、パターンAとしてn=
1、m=0とした場合には、位置信号IHuが立ち上が
った時点でFET16をオンし、同様に位置信号IHv
が立ち上がった時点でFET18をオンし、位置信号I
Hwが立ち上がった時点でFET20をオンし、各コイ
ル6〜8を短絡状態とする。次に位置信号IHuが立ち
下がった時点でFET16をオフし、位置信号IHvが
立ち下がった時点でFET18をオフし、位置信号IH
wが立ち下がった時点でFET20をオフし、電気角1
80度までの位相区間で各コイル6〜8を短絡状態とす
る。即ち位置信号IHu、IHv、IHwが立ち上がっ
た時点でそれぞれ対応するFET16、18、20をオ
ンし、位置信号が立ち下がった時点で各FETをオフす
るように制御する。したがって、位相区間が間引かれな
いことから、このパターンで各FET16、18、20
を制御すれば最大の制動力を得ることができる。
As shown in FIG. 6, as pattern A, n =
When 1, m = 0, the FET 16 is turned on when the position signal IHu rises, and the position signal IHv
FET18 is turned on at the time when
When Hw rises, the FET 20 is turned on and each of the coils 6 to 8 is short-circuited. Next, when the position signal IHu falls, the FET 16 is turned off, and when the position signal IHv falls, the FET 18 is turned off and the position signal IH
When w falls, the FET 20 is turned off and the electrical angle is 1
The coils 6 to 8 are short-circuited in the phase section up to 80 degrees. That is, the corresponding FETs 16, 18, 20 are turned on when the position signals IHu, IHv, IHw rise, and turned off when the position signal falls. Therefore, since the phase sections are not thinned out, each pattern of FETs 16, 18, 20
By controlling, the maximum braking force can be obtained.

【0021】次にパターンBとしてn=2、m=1とし
た場合には、前記パターンAのように位置信号IHu、
IHv、IHwのエッジ毎にFET16、18、20を
オン・オフするのではなく、位置信号IHu、IHv、
IHwの第1の立ち上がりエッジ・立ち下がりエッジで
はFET16、18、20をオン・オフし、第2の立ち
上がりエッジ・立ち下がりエッジではオン・オフせず、
第3の立ち下がりエッジ・立ち下がりエッジでオン・オ
フするように制御する。即ち、2個の位相区間のうち1
個の位相区間を間引くように制御していることとなる。
Next, when n = 2 and m = 1 as the pattern B, the position signals IHu,
Instead of turning on / off the FETs 16, 18 and 20 for each edge of IHv and IHw, the position signals IHu, IHv,
The FETs 16, 18, and 20 are turned on / off at the first rising edge / falling edge of IHw, and not turned on / off at the second rising edge / falling edge,
It is controlled to turn on / off at the third falling edge / falling edge. That is, one of the two phase intervals
This means that control is performed so as to thin out the individual phase sections.

【0022】次にパターンCとしてn=3、m=2とし
た場合、3個の位相区間のうち2個の位相区間を間引く
ように制御している。また、図示されていないがこの他
にも間引きのパターンとしては複数存在し、例えば3個
の位相区間のうち1個の位相区間を間引くといったよう
に、n個の位相区間のうちm個の位相区間を間引く関係
さえ崩さなければ本発明の制動力の可変制御は可能とな
る。
Next, when n = 3 and m = 2 as the pattern C, control is performed so as to thin out two phase sections out of the three phase sections. Although not shown, there are a plurality of thinning patterns other than the above, and for example, one of the three phase sections is thinned out, and m of the n phase sections are extracted. The variable control of the braking force of the present invention is possible unless the relationship of thinning out the sections is broken.

【0023】上記の様に各FET16、18、20を制
御することで得られた制動力の特性を図7に示す。図か
らも明らかなように、制動力は、位相区間の間引き無し
(0回)の状態で最大をとり、以下間引く回数を増やす
につれて減少していくことが判明している。よって、高
い制動力を得たい場合には間引く回数を減らし、逆に低
い制動力を得たい場合には間引く回数を増やすように制
御すれば良いこととなる。以上のことから、タイマをい
っさい使用することなく制動力を可変制御できるため、
タイマに余裕のない低機能のマイコンであっても実現可
能となる。
FIG. 7 shows the characteristics of the braking force obtained by controlling the FETs 16, 18, and 20 as described above. As is clear from the figure, it is clear that the braking force reaches its maximum in the state without thinning (0 times) in the phase section and decreases as the number of times of thinning increases thereafter. Therefore, when a high braking force is desired, the number of times of thinning is reduced, and when a low braking force is desired, the number of times of thinning is increased. From the above, the braking force can be variably controlled without using any timer,
It can be realized even with a low-performance microcomputer with no timer.

【0024】尚、本実施例に於いては、最大の制動量を
確保できる電気角180度を所定の位相区間として制動
力を可変制御することを説明していたが、位置信号IH
u、IHv、IHwの各エッジ信号を用いることで、電
気角を60度毎に分解することができるため、電気角6
0度及び120度並びに180度に於ける間引き制御を
組み合わせることにより、更に制動力の分解能を高める
ことができることは言うまでもない。
In the present embodiment, it was explained that the braking force is variably controlled with the electrical angle of 180 degrees capable of ensuring the maximum braking amount as the predetermined phase section.
By using each of the edge signals u, IHv, and IHw, the electrical angle can be decomposed every 60 degrees.
It goes without saying that the resolution of the braking force can be further increased by combining the thinning control at 0 °, 120 ° and 180 °.

【0025】[0025]

【発明の効果】このように、本発明によれば、複数のタ
イマを用いることなくモータの制動力を可変制御できる
ため、簡易なマイコンを採用することができ、よって製
品コストを低減できると共に、これまでのPWMによる
制動制御で問題視されていたモータの回転速度に応じて
制動特性が変化するなどの問題点を生じることがなく、
簡単な制御であるにも係わらず安定した制動力を確保す
ることができる制動制御を実現可能とする。
As described above, according to the present invention, since the braking force of the motor can be variably controlled without using a plurality of timers, a simple microcomputer can be adopted, and thus the product cost can be reduced and There is no problem such as a change in the braking characteristics depending on the rotation speed of the motor, which has been a problem in the conventional PWM braking control.
It is possible to realize a braking control that can secure a stable braking force despite the simple control.

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

【図1】本発明が適用されたブラシレスモータの制御回
路の概略を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a control circuit of a brushless motor to which the present invention is applied.

【図2】3相ブラシレスモータの各コイルへ電流を供給
するための駆動回路の概略を示す電気回路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram showing an outline of a drive circuit for supplying a current to each coil of a three-phase brushless motor.

【図3】図2のモータの駆動時の各スイッチング素子に
供給される信号の状態を示す転流モード図及びその波形
図である。
3A and 3B are a commutation mode diagram and a waveform diagram thereof showing states of signals supplied to respective switching elements when the motor of FIG. 2 is driven.

【図4】図2のモータの制動時に各端子で観測される波
形を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a waveform observed at each terminal during braking of the motor of FIG.

【図5】図2のモータの制動時のロータの位置を電気的
に示した図である。
5 is a diagram electrically showing the position of the rotor when the motor of FIG. 2 is being braked.

【図6】図2のモータの制動時の各スイッチング素子の
状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of each switching element when braking the motor of FIG.

【図7】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a characteristic of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【図8】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a characteristic of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【図9】本発明回路により得られる制動力の特性を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a characteristic of a braking force obtained by the circuit of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 電源 3 スイッチング手段 4 制御手段 5 ロータ位置検出手段 6 U相コイル 7 相コイル 8 相コイル 9 駆動回路 10〜12 出力端子 13 電源端子 14 接地端子 15〜20 FET 21〜26 ダイオード 1 Motor 2 Power Supply 3 Switching Means 4 Control Means 5 Rotor Position Detecting Means 6 U Phase Coils 7 Phase Coils 8 Phase Coils 9 Drive Circuits 10-12 Output Terminals 13 Power Supply Terminals 14 Ground Terminals 15-20 FETs 21-26 Diodes

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータの複数のコイルをモ
ータの電気角に基づいた位相区間に渡って短絡状態とす
ることによりモータの制動を制御する制御回路であっ
て、 前記各コイルを短絡状態とするためのスイッチング手段
と、 前記スイッチング手段を前記位相区間に応じてオン・オ
フ制御するための制御手段とを有し、 前記制御手段が前記位相区間を選択的に間引くことを特
徴とするブラシレスモータの制御回路。
1. A control circuit for controlling braking of a motor by short-circuiting a plurality of coils of a brushless motor over a phase section based on an electrical angle of the motor, wherein each of the coils is short-circuited. A switching means for controlling the switching means, and a control means for performing on / off control of the switching means in accordance with the phase section, wherein the control means selectively thins out the phase section. Control circuit.
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