JPH0732632B2 - ブラシレスモ−タの駆動装置 - Google Patents

ブラシレスモ−タの駆動装置

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JPH0732632B2
JPH0732632B2 JP60093019A JP9301985A JPH0732632B2 JP H0732632 B2 JPH0732632 B2 JP H0732632B2 JP 60093019 A JP60093019 A JP 60093019A JP 9301985 A JP9301985 A JP 9301985A JP H0732632 B2 JPH0732632 B2 JP H0732632B2
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正浩 八十原
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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
    • H02P6/14Electronic commutators

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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】 産業上の利用分野 本発明はOA機器や音響映像機器に使用されるブラシレス
モータの駆動装置に関するものである。
従来の技術 近年、OA機器の高信頼性、音響映像機器の小型化への動
きは活発であり、ブラシレスモータが採用されることが
多くなってきた。
以下図面を参照しながら、上述した従来のブラシレスモ
ータの駆動装置の一例について説明する。
第4図は、従来のブラシレスモータの駆動装置の回路結
線図を示すものである。第4図において、1〜3は可動
子の位置検出器であり、例えばホール素子により構成さ
れている。トランジスタ7,8は一対の差動トランジスタ
を成し、前記位置検出器2の出力がベース入力に接続さ
れている。トランジスタ9,10は一対の差動トランジスタ
を成し、前記位置検出器1の出力がベース入力に接続さ
れている。トランジスタ5,6は一対の差動トランジスタ
を成し、前記位置検出器3の出力がベース入力に接続さ
れている。前記トランジスタ対5,6の共通エミッタは定
電流源4に接続され、前記トランジスタ対7,8の共通エ
ミッタは前記トランジスタ5のコレクタに接続され、前
記トランジスタ対9,10の共通エミッタは前記トランジス
タ6のコレクタに接続されている。前記トランジスタ7,
10のコレクタは共にトランジスタ12のベースに接続さ
れ、前記トランジスタ8のコレクタはトランジスタ11の
ベースに接続され、前記トランジスタ9のコレクタはト
ランジスタ13のベースに接続されている。前記トランジ
スタ11〜13のコレクタはそれぞれモータ(図示せず)の
駆動コイル14〜16に接続され、各エミッタは正側電源線
路に接続されている。
以上のように構成された従来のブラシレスモータの駆動
装置について、以下その動作を説明する。
第5図は第4図における動作波形図であり、可動子の位
置検出器からはA〜Cに示すように120゜位相差を有す
る信号が出力される。まず、前記位置検出器出力がA>
,B<,C>のとき、定電流源4の出力電流はトラン
ジスタ5,7を通してトランジスタ12のベースに供給さ
れ、前記トランジスタ12はONし駆動コイル15に通電され
る。A>,B<,C<のとき、定電流源4の出力電流
はトランジスタ6,10を通してトランジスタ12のベースに
供給され、前記トランジスタ12はON状態を継続し駆動コ
イル15に通電される。A>,B>,C<およびA<
,B>,C<のとき、定電流源4の出力電流はトラン
ジスタ6,9を通してトランジスタ13のベースに供給さ
れ、前記トランジスタ13はONし駆動コイル16に通電され
る。A<,B>,C>およびA<,B<,C>のと
き、定電流源4の出力電流はトランジスタ5,8を通して
トランジスタ11のベースに供給され、前記トランジスタ
11はONし駆動コイル14に通電される。以上のように駆動
コイル14〜16は順次通電され、モータが駆動されるもの
である。
従来の技術としては、例えば、特公昭59−27197号公報
の第18図に示されているように無刷子電動機がある。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、位置検出器出力が
極めて微小である場合、差動トランジスタ対の電流切換
えが十分ではなく、駆動コイルへの順次通電が正常に行
えなくなる。すなわち、第6図は第4図における一つの
差動増幅回路であるが、第6図において、差動入力電圧
をVd,トランジスタ5,6のエミッタ電流をI5,I6とすると
次式が成り立つ。
ここで、 (k:ボルツマン定数,T:絶対温度,q:電子電荷)であり、
26mVとすると、 から10まで変化するには、Vdは−59.9mVから+59.9mVま
で変化する必要がある。この様子を第7図に示す。従っ
て、第4図に示した差動増幅回路を使用した従来のブラ
シレスモータの駆動装置では、位置検出器出力は少なく
とも119.8mVpp以上必要であり、それ以下の微小な位置
検出器出力に対しては、モータを駆動できなという問題
点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、位置検出器出力が極めて微
小な場合においても駆動コイルへの順次通電を正常に行
い、モータの駆動を可能とするブラシレスモータの駆動
装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のブラシレスモータ
の駆動装置は、第1の電流供給手段に接続されたエミッ
タ端子を共通とし、コレクタ端子は互いに他方のベース
端子に接続された第1のトランジスタ対と、第2の電流
供給手段に接続されたエミッタ端子を共通とし、かつ前
記第1のトランジスタ対のベース端子とベース端子を共
通とする第2のトランジスタ対と、前記第2のトランジ
スタ対のベース端子にエミッタ端子が各々接続される第
3のトランジスタ対とから構成され、前記第2のトラン
ジスタ対のコレクタ端子より出力信号を得る差動増幅回
路と、複数の駆動コイルと、前記駆動コイルそれぞれに
対して電源との間に直列に接続された複数個の駆動トラ
ンジスタと、可動子の位置に応じた信号を得る複数の位
置検出器とを備え、前記差動増幅回路は複数の前記位置
検出器の各々に対して1つずつ設けられ、複数の前記位
置検出器のうち少なくとも2つの位置検出器に対してそ
れぞれに設けられた前記差動増幅回路の出力をそれぞれ
合成し、その合成結果を前記位置検出器の出力に応じた
通電指令信号とし、前記通電指令信号により前記駆動ト
ランジスタを順次通電して前記駆動コイルへの通電を行
うようにしたものである。
作用 本発明は上記した構成によって位置検出器出力が極めて
微小であっても差動トランジスタ対の電流切換えを十分
に行うことができ、従って駆動コイルへの通電が正確に
行われ、モータを駆動することが可能となる。
実施例 以下本発明の一実施例のブラシレスモータの駆動装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路結線図を示すものである。第1図におい
て、定電流源21はトランジスタ40,41の共通エミッタに
接続され、前記トランジスタ40,41のコレクタは互いに
他方のベースに接続されている。定電流源20はトランジ
スタ38,39の共通エミッタに接続され、前記トランジス
タ38,40のベースは共通でトランジスタ36のエミッタに
接続されている。前記トランジスタ41,39のベースは共
通でトランジスタ37のエミッタに接続されている。前記
トランジスタ36,37のコレクタは正側電源線路に接続さ
れ、ベースは位置検出器3の出力端子に接続されてい
る。定電流源22はトランジスタ28,29の共通エミッタに
接続され、前記トランジスタ28,29のコレクタは互いに
他方のベースに接続されている。前記トランジスタ38の
コレクタはトランジスタ26,27の共通エミッタに接続さ
れ、前記トランジスタ26,28のベースは共通でトランジ
スタ24のエミッタに接続されている。前記トランジスタ
29,27のベースは共通でトランジスタ25のエミッタに接
続されている。前記トランジスタ24,25のコレクタは正
側電源線路に接続され、ベースは位置検出器2の出力端
子に接続されている。定電流源23はトランジスタ34,35
の共通エミッタに接続され、前記トランジスタ34,35の
コレクタは互いに他方のベースに接続されている。前記
トランジスタ39のコレクタはトランジスタ32,33の共通
エミッタに接続され、前記トランジスタ32,34のベース
は共通でトランジスタ30のエミッタに接続されている。
前記トランジスタ33,35のベースは共通でトランジスタ3
1のエミッタに接続されている。前記トランジスタ30,31
のコレクタは正側電源線路に接続され、ベースは位置検
出器1の出力端子に接続されている。前記トランジスタ
27のコレクタ、前記トランジスタ26,33の共通コレク
タ、前記トランジスタ32のコレクタはそれぞれトランジ
スタ11〜13のベースに接続され、前記トランジスタ11〜
13の各コレクタは駆動コイル14〜16にそれぞれ接続され
ている。
以上のように構成されたブラシレスモータの駆動装置に
ついて、以下その動作を説明する。
第2図は第1図における一つの差動増幅回路図である
が、第2図において、電流供給手段20〜21の出力電流を
それぞれI20〜I21,トランジスタ36〜41の各エミッタ電
流をI36〜I41とし、前記トランジスタ36,37のベース間
電位差をVaとすると、 ここで、 (k:ボルツマン定数,T:絶対温度,q:電子電荷)である。
また、差動トランジスタ対38,39および40,41のベース電
位は等しいから、 さらに各トランジスタの電流増幅率をhFEとすると、 また、 I20=I38+I39 …(5) I21=I40+I41 …(6) が成りたつ、(1)式〜(6)式を整理して、 とおくと、 を得る。ここでVT=26mV,hFE=100,I20=1mA,I21=200
μAとすると、k=0.1からk=10まで変化するにはVa
は−12.06mVから+12.06mVまで変化すればよい。従って
第2図に示した構成の差動増幅回路を使用した第1図の
実施例においては、各位置検出器の差動出力が24.12mVp
p以上あれば、各差動増幅回路はスイッチング動作とな
り、第5図の従来例の動作波形図と同様のタイミングで
駆動コイルへの通電指令信号を発生し、モータを駆動す
るものである。
以上のように本実施例によれば、差動増幅回路をスイッ
チング動作させるのに、従来数100mV以上必要であった
ものを数10mVあるいはそれ以下の入力電圧で可能とする
高感度な差動増幅回路で構成することにより、位置検出
器出力が極めて微小な場合においても、各駆動コイルへ
の通電指令信号を正確に得ることができ、モータを駆動
することが可能となる。
なお、差動増幅回路をスイッチング動作させるために必
要な入力電圧は自由に設定可能であり、位置検出器出力
に合わせて設計が可能である。例えば、VT=26mV,hFE
100,I20=1mAとすると、I21=I22=I23=200μAのとき
位置検出器の差動出力は24.12mVpp以上でスイッチング
動作するが、I21=I22=I23=500μAとすると13.48mVp
p以上でスイッチング動作可能である。このようにI21
I23の電流を増加させると、差動増幅回路の感度も高く
なり、位置検出器出力がより微小となった場合にも対応
が可能である。
発明の効果 以上のように本発明は、位置検出器出力の差動増幅回路
を感度調整可能な高感度差動増幅回路により構成するこ
とにより、どのような微小位置検出器出力に対してもブ
ラシレスモータの駆動を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路結線図、第2図は第1図における一つの
差動増幅回路の回路結線図、第3図は第2図における動
作説明図、第4図は従来のブラシレスモータの駆動装置
の回路結線図、第5図は第4図における動作波形図、第
6図は第4図における一つの差動増幅回路の回路結線
図、第7図は第6図における動作説明図である。 1,2,3……位置検出器、11,12,13……駆動トランジス
タ、14,15,16……駆動コイル、42,43,44……差動増幅回
路、21,22,23……第1の電流供給手段、20,38,39……第
2の電流供給手段、40〜41,28〜29,34〜35……第1のト
ランジスタ対、38〜39,26〜27,32〜33……第2のトラン
ジスタ対、36〜37,24〜25,30〜31……第3のトランジス
タ対。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の電流供給手段に接続されたエミッタ
    端子を共通とし、コレクタ端子は互いに他方のベース端
    子に接続された第1のトランジスタ対と、第2の電流供
    給手段に接続されたエミッタ端子を共通とし、かつ前記
    第1のトランジスタ対のベース端子とベース端子を共通
    とする第2のトランジスタ対と、前記第2のトランジス
    タ対のベース端子にエミッタ端子が各々接続される第3
    のトランジスタ対とから構成され、前記第2のトランジ
    スタ対のコレクタ端子より出力信号を得る差動増幅回路
    と、複数の駆動コイルと、前記駆動コイルそれぞれに対
    して電源との間に直列に接続された複数個の駆動トラン
    ジスタと、可動子の位置に応じた信号を得る複数の位置
    検出器とを備え、前記差動増幅回路は複数の前記位置検
    出器の各々に対して1つずつ設けられ、複数の前記位置
    検出器のうち少なくとも2つの位置検出器に対してそれ
    ぞれに設けられた前記差動増幅回路の出力をそれぞれ合
    成し、その合成結果を前記位置検出器の出力に応じた通
    電指令信号とし、前記通電指令信号により前記駆動トラ
    ンジスタを順次通電して前記駆動コイルへの通電を行う
    ブラシレスモータの駆動装置。
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