JPH0767377A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動装置Info
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- JPH0767377A JPH0767377A JP5210424A JP21042493A JPH0767377A JP H0767377 A JPH0767377 A JP H0767377A JP 5210424 A JP5210424 A JP 5210424A JP 21042493 A JP21042493 A JP 21042493A JP H0767377 A JPH0767377 A JP H0767377A
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- circuit
- signal
- brushless motor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 相切り換え毎に発生する可聴周波数成分を低
減し、モ−タから発生する騒音を低減すること。 【構成】 商用１００Ｖ交流電源１より直流変換器２を
介して直流に変換し、該直流電力よりスイッチング素子
６等をパルス幅変調制御するブラシレスモ−タの駆動装
置において、位相検出信号２０の三相合成回路１３及び
エッジ検出回路１１、モノマルチ回路１２により、相切
り換えの検出及び前記一定期間の信号幅を持った第２の
速度指令信号１４’を生成し、該第２の速度指令信号１
４’とＰＷＭ信号１７を合成回路２１にて第２のＰＷＭ
信号２２を生成することによってＰＷＭ信号１７に依存
することなく、相切り換えに同期して一定期間オン制御
する。
減し、モ−タから発生する騒音を低減すること。 【構成】 商用１００Ｖ交流電源１より直流変換器２を
介して直流に変換し、該直流電力よりスイッチング素子
６等をパルス幅変調制御するブラシレスモ−タの駆動装
置において、位相検出信号２０の三相合成回路１３及び
エッジ検出回路１１、モノマルチ回路１２により、相切
り換えの検出及び前記一定期間の信号幅を持った第２の
速度指令信号１４’を生成し、該第２の速度指令信号１
４’とＰＷＭ信号１７を合成回路２１にて第２のＰＷＭ
信号２２を生成することによってＰＷＭ信号１７に依存
することなく、相切り換えに同期して一定期間オン制御
する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの駆
動装置に係り、特にモータの騒音を低減する駆動装置に
関する。
動装置に係り、特にモータの騒音を低減する駆動装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】三相ブラシレスモータはＵ，Ｖ，Ｗの三
相巻線を有し、電子回路によって駆動される直流モータ
の一種であって、特に可変速を目的とした用途に使用さ
れる。その駆動回路は、日経マイクロデバイス、１９９
０年６月号、８５頁、図２に示されているように、ソー
ススイッチである上アーム回路とシンクスイッチである
下アーム回路をトーテムポール構成したものであって、
このトーテムポール回路を一相として三相分の駆動回路
で構成される。
相巻線を有し、電子回路によって駆動される直流モータ
の一種であって、特に可変速を目的とした用途に使用さ
れる。その駆動回路は、日経マイクロデバイス、１９９
０年６月号、８５頁、図２に示されているように、ソー
ススイッチである上アーム回路とシンクスイッチである
下アーム回路をトーテムポール構成したものであって、
このトーテムポール回路を一相として三相分の駆動回路
で構成される。
【０００３】通常三相ブラシレスモータは、モータに内
蔵されたホール素子によりロータの位置を検出し、該検
出信号に基づいて各相スイッチング素子を順番にオンオ
フすることによりモータを回転させる。ブラシレスモー
タの回転数を変化させるには直流印加電圧を変化させる
必要があるが、直流電圧を変化させる代わりに上アーム
又は下アームをパルス幅変調信号（以下ＰＷＭ信号と呼
ぶ）により直流印加電圧をオンオフすることによって可
変速制御するように構成してもよい。この場合、モータ
回転数はＰＷＭ信号制御された直流印加電圧の平均値に
比例することになる。
蔵されたホール素子によりロータの位置を検出し、該検
出信号に基づいて各相スイッチング素子を順番にオンオ
フすることによりモータを回転させる。ブラシレスモー
タの回転数を変化させるには直流印加電圧を変化させる
必要があるが、直流電圧を変化させる代わりに上アーム
又は下アームをパルス幅変調信号（以下ＰＷＭ信号と呼
ぶ）により直流印加電圧をオンオフすることによって可
変速制御するように構成してもよい。この場合、モータ
回転数はＰＷＭ信号制御された直流印加電圧の平均値に
比例することになる。
【０００４】ＰＷＭ信号は、モータの回転数信号と速度
指令信号との偏差を三角波信号と比較することによって
得る構成となっており、これにより速度指令信号に従っ
てモータ回転数を制御することができる。
指令信号との偏差を三角波信号と比較することによって
得る構成となっており、これにより速度指令信号に従っ
てモータ回転数を制御することができる。
【０００５】図１１には従来の三相ブラシレスモータの
駆動装置の構成が示されており、同図において、自己消
弧形素子（ＩＧＢＴ、トランジスタ、ＧＴＯ、ＭＯＳ−
ＦＥＴ等）を使用した出力スイッチング素子は、三相ブ
ラシレスモータ３４に接続され、さらに、商用１００Ｖ
交流電源を直流変換器２より直流に変換しこれを平滑コ
ンデンサ３により該直流電圧を平滑した電源に接続され
ている。
駆動装置の構成が示されており、同図において、自己消
弧形素子（ＩＧＢＴ、トランジスタ、ＧＴＯ、ＭＯＳ−
ＦＥＴ等）を使用した出力スイッチング素子は、三相ブ
ラシレスモータ３４に接続され、さらに、商用１００Ｖ
交流電源を直流変換器２より直流に変換しこれを平滑コ
ンデンサ３により該直流電圧を平滑した電源に接続され
ている。
【０００６】出力スイッチング素子の制御回路は、ま
ず、速度指令信号１９と搬送波発生器１０から出力され
る搬送波を比較器１６にて比較し、比較器１６から出力
されるオンオフ制御信号、即ちＰＷＭ信号１７を生成
し、位相信号分配回路９により位相検出信号２０とＰＷ
Ｍ信号１７とを合成し、下アームＩＧＢＴ駆動回路５に
与える。ＰＷＭ信号１７は下アームＩＧＢＴのオンデュ
−ティ比を制御する。
ず、速度指令信号１９と搬送波発生器１０から出力され
る搬送波を比較器１６にて比較し、比較器１６から出力
されるオンオフ制御信号、即ちＰＷＭ信号１７を生成
し、位相信号分配回路９により位相検出信号２０とＰＷ
Ｍ信号１７とを合成し、下アームＩＧＢＴ駆動回路５に
与える。ＰＷＭ信号１７は下アームＩＧＢＴのオンデュ
−ティ比を制御する。
【０００７】一方上アームＩＧＢＴ駆動回路は位相検出
信号２０のみ位相信号分配回路９より与えられ、ＰＷＭ
制御を行わない構成となっている。故に、三相ブラシレ
スモータを速度指令信号１９に従って速度制御すること
が可能となっている。
信号２０のみ位相信号分配回路９より与えられ、ＰＷＭ
制御を行わない構成となっている。故に、三相ブラシレ
スモータを速度指令信号１９に従って速度制御すること
が可能となっている。
【０００８】更に、この駆動回路をディスクリートある
いはＩＣ化することによりモータ内に内蔵することが可
能であって、前掲の従来技術は、ＩＣ化の例を示したも
のである。
いはＩＣ化することによりモータ内に内蔵することが可
能であって、前掲の従来技術は、ＩＣ化の例を示したも
のである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の三相ブラシ
レスモータの可変速制御はＰＷＭ信号により直流電圧の
オンオフディ−ティによって制御し、そのスイッチング
周波数は低騒音化のため可聴域を越えた１５ＫＨｚ以上
に設定される。
レスモータの可変速制御はＰＷＭ信号により直流電圧の
オンオフディ−ティによって制御し、そのスイッチング
周波数は低騒音化のため可聴域を越えた１５ＫＨｚ以上
に設定される。
【００１０】一方、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の相切り換えの周波数
は、通常数十Ｈｚから数百Ｈｚの可聴域内となり特にエ
アコン室内ファンにおいてその騒音が問題となる。モ−
タの騒音は、相切り換え時におきる電源回生電流に起因
しその周波数が可聴域内となるためである。以下本現象
について説明する。
は、通常数十Ｈｚから数百Ｈｚの可聴域内となり特にエ
アコン室内ファンにおいてその騒音が問題となる。モ−
タの騒音は、相切り換え時におきる電源回生電流に起因
しその周波数が可聴域内となるためである。以下本現象
について説明する。
【００１１】前記三相ブラシレスモータ駆動装置により
モ−タを駆動する場合、特に下アームのみでＰＷＭ信号
によるオンオフを行なう場合を想定して、前記相切り換
え前後の出力スイッチング素子周りの動作について説明
する。
モ−タを駆動する場合、特に下アームのみでＰＷＭ信号
によるオンオフを行なう場合を想定して、前記相切り換
え前後の出力スイッチング素子周りの動作について説明
する。
【００１２】以下、図２に示すモータ巻線と出力スイッ
チング素子の等価回路及び図３に示す動作波形を用いて
動作状態を説明する。図中、ＵＴ、ＶＴはそれぞれ上ア
−ムスイッチング素子６、７の駆動信号を、ＷＢは下ア
−ムスイッチング素子８の駆動信号、ＩＳは上ア−ムス
イッチング素子に接続する電源の電源電流を示す。図２
において、自己消弧形素子（ＩＧＢＴ、トランジスタ、
ＧＴＯ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）を使用した出力スイッチン
グ素子６及び７は、モータの巻線３１、３２に接続さ
れ、さらに、商用１００Ｖ交流電源１を直流変換器２よ
り直流に変換しこれを平滑コンデンサ３により該直流電
圧を平滑した電源に接続される。尚、動作に関係しない
オフ状態の出力スイッチング素子は破線にて示してあ
る。この時、商用１００Ｖ交流電源１が印加されてお
り、上ア−ムスイッチング素子６のオン状態から、上ア
−ムスイッチング素子７のオン状態に相が切り換わり、
下ア−ムスイッチング素子８はＰＷＭ信号でオンオフを
繰り返しているものとする。図３における符号ａ及びｂ
で示す通常のＰＷＭ動作時の主回路電流は、それぞれ電
流経路２５、２６を通って流れる。
チング素子の等価回路及び図３に示す動作波形を用いて
動作状態を説明する。図中、ＵＴ、ＶＴはそれぞれ上ア
−ムスイッチング素子６、７の駆動信号を、ＷＢは下ア
−ムスイッチング素子８の駆動信号、ＩＳは上ア−ムス
イッチング素子に接続する電源の電源電流を示す。図２
において、自己消弧形素子（ＩＧＢＴ、トランジスタ、
ＧＴＯ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）を使用した出力スイッチン
グ素子６及び７は、モータの巻線３１、３２に接続さ
れ、さらに、商用１００Ｖ交流電源１を直流変換器２よ
り直流に変換しこれを平滑コンデンサ３により該直流電
圧を平滑した電源に接続される。尚、動作に関係しない
オフ状態の出力スイッチング素子は破線にて示してあ
る。この時、商用１００Ｖ交流電源１が印加されてお
り、上ア−ムスイッチング素子６のオン状態から、上ア
−ムスイッチング素子７のオン状態に相が切り換わり、
下ア−ムスイッチング素子８はＰＷＭ信号でオンオフを
繰り返しているものとする。図３における符号ａ及びｂ
で示す通常のＰＷＭ動作時の主回路電流は、それぞれ電
流経路２５、２６を通って流れる。
【００１３】次に図３における符号ｃ、ｄ、ｃ’、
ｄ’、ｃ”、及びｄ”で示す相切り換え時の電流経路に
ついて説明する。符号ｃは、通常回転と同様に出力スイ
ッチング素子７が導通するが、巻線の誘起電圧２４が相
切り換え前の出力スイッチング素子の通流方向と逆向き
に発生するため電流は経路２７を通って流れ、電源回生
モ−ドになる。
ｄ’、ｃ”、及びｄ”で示す相切り換え時の電流経路に
ついて説明する。符号ｃは、通常回転と同様に出力スイ
ッチング素子７が導通するが、巻線の誘起電圧２４が相
切り換え前の出力スイッチング素子の通流方向と逆向き
に発生するため電流は経路２７を通って流れ、電源回生
モ−ドになる。
【００１４】符号ｃ’ｃ”は、該誘起電圧の減衰による
電源回生電流の減少を示しており、それに対応して符号
ｄ、ｄ’、ｄ”のごとく図２における電流経路２８へ通
流が移行する様子を示している。この電源回生電流は、
相切り換え毎に起こり、その周波数は、通常数十Ｈｚか
ら数百Ｈｚの可聴域内となりモ−タの騒音として問題と
なっていた。
電源回生電流の減少を示しており、それに対応して符号
ｄ、ｄ’、ｄ”のごとく図２における電流経路２８へ通
流が移行する様子を示している。この電源回生電流は、
相切り換え毎に起こり、その周波数は、通常数十Ｈｚか
ら数百Ｈｚの可聴域内となりモ−タの騒音として問題と
なっていた。
【００１５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、相切り換え時に起因して発生するモ−タの
騒音を低減することができるブラシレスモータの駆動装
置を提供することを目的とする。
ものであり、相切り換え時に起因して発生するモ−タの
騒音を低減することができるブラシレスモータの駆動装
置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、相切り換え
のタイミングを検知し、これに同期して、オンデュ−テ
ィ比を調節するオンオフ制御信号によらずオンオフデュ
−ティ制御されるスイッチング素子を強制的に一定期間
オン制御させる回路を設けることにより、達成される。
のタイミングを検知し、これに同期して、オンデュ−テ
ィ比を調節するオンオフ制御信号によらずオンオフデュ
−ティ制御されるスイッチング素子を強制的に一定期間
オン制御させる回路を設けることにより、達成される。
【００１７】すなわち、本発明のブラシレスモ−タの駆
動装置は交流電源を整流し並列接続されたコンデンサに
より平滑してなる直流電源と、スイッチング素子とダイ
オ−ドを逆並列接続してなるア−ムをフルブリッジ接続
して前記コンデンサに並列接続してなる複数相主回路
と、前記主回路の上下対ア−ムのうち上アームスイッチ
ング素子群、または下アームスイッチング素子群子のオ
ンデュ−ティ比を調節してモータの回転数を制御するオ
ンオフ制御回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置
検出信号に合わせて前記各相のスイッチング素子をそれ
ぞれ順次、オンオフ制御する信号を生成し、各スイッチ
ング素子駆動回路に分配する相分配回路とを含んでなる
ブラシレスモ−タの駆動装置において、オンデュ−ティ
比を調節するオンオフ制御信号を、該オンオフ制御信号
に依存することなく前記各相の相切り換えに同期して強
制的にオンオフ制御信号の繰返し周期以上の一定期間オ
ン制御する制御手段を有することを特徴とする。
動装置は交流電源を整流し並列接続されたコンデンサに
より平滑してなる直流電源と、スイッチング素子とダイ
オ−ドを逆並列接続してなるア−ムをフルブリッジ接続
して前記コンデンサに並列接続してなる複数相主回路
と、前記主回路の上下対ア−ムのうち上アームスイッチ
ング素子群、または下アームスイッチング素子群子のオ
ンデュ−ティ比を調節してモータの回転数を制御するオ
ンオフ制御回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置
検出信号に合わせて前記各相のスイッチング素子をそれ
ぞれ順次、オンオフ制御する信号を生成し、各スイッチ
ング素子駆動回路に分配する相分配回路とを含んでなる
ブラシレスモ−タの駆動装置において、オンデュ−ティ
比を調節するオンオフ制御信号を、該オンオフ制御信号
に依存することなく前記各相の相切り換えに同期して強
制的にオンオフ制御信号の繰返し周期以上の一定期間オ
ン制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１８】また本発明のブラシレスモ−タの駆動装置
は、スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列接続してな
るア−ムを上下直列に接続した複数相主回路と、前記主
回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング素子群、ま
たは下アームスイッチング素子群のオンデュ−ティ比を
調節してモータの回転数を制御する繰返しオンオフ制御
回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置検出信号に
合わせて前記各相のスイッチング素子をそれぞれ順次、
オンオフ制御する信号と、各スイッチング素子駆動回路
に分配する相分配回路とを含んでなるブラシレスモ−タ
の駆動用ＩＣにおいて、ブラシレスモ−タの磁極位置の
位置検出信号を処理し、オンデュ−ティ比を調節するオ
ンオフ制御信号を、該オンオフ制御信号に依存すること
なく前記各相の相切り換えに同期して強制的にオンオフ
制御信号の繰返し周期以上の一定期間オン制御する制御
回路を外部回路として付設可能に構成したことを特徴と
する。
は、スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列接続してな
るア−ムを上下直列に接続した複数相主回路と、前記主
回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング素子群、ま
たは下アームスイッチング素子群のオンデュ−ティ比を
調節してモータの回転数を制御する繰返しオンオフ制御
回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置検出信号に
合わせて前記各相のスイッチング素子をそれぞれ順次、
オンオフ制御する信号と、各スイッチング素子駆動回路
に分配する相分配回路とを含んでなるブラシレスモ−タ
の駆動用ＩＣにおいて、ブラシレスモ−タの磁極位置の
位置検出信号を処理し、オンデュ−ティ比を調節するオ
ンオフ制御信号を、該オンオフ制御信号に依存すること
なく前記各相の相切り換えに同期して強制的にオンオフ
制御信号の繰返し周期以上の一定期間オン制御する制御
回路を外部回路として付設可能に構成したことを特徴と
する。
【００１９】更に本発明のブラシレスモ−タ駆動用ＩＣ
は、スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列接続してな
るア−ムを上下直列に接続した複数相主回路と、前記主
回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング素子群、ま
たは下アームスイッチング素子群のオンデュ−ティ比を
調節してモータの回転数を制御する繰返しオンオフ制御
回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置検出信号に
合わせて前記各相のスイッチング素子をそれぞれ順次、
オンオフ制御する信号と、各スイッチング素子駆動回路
に分配する相分配回路とを含んでなるブラシレスモ−タ
の駆動用ＩＣにおいて、前記各相の切り換えに同期して
強制的にオンデュ−ティ比を調節するオンオフ制御信号
を一定期間オン制御する制御回路を内蔵したことを特徴
とする。
は、スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列接続してな
るア−ムを上下直列に接続した複数相主回路と、前記主
回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング素子群、ま
たは下アームスイッチング素子群のオンデュ−ティ比を
調節してモータの回転数を制御する繰返しオンオフ制御
回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置検出信号に
合わせて前記各相のスイッチング素子をそれぞれ順次、
オンオフ制御する信号と、各スイッチング素子駆動回路
に分配する相分配回路とを含んでなるブラシレスモ−タ
の駆動用ＩＣにおいて、前記各相の切り換えに同期して
強制的にオンデュ−ティ比を調節するオンオフ制御信号
を一定期間オン制御する制御回路を内蔵したことを特徴
とする。
【００２０】
【作用】相切り換えに同期してオンオフデュ−ティ制御
されるスイッチング素子を強制的に一定期間オン（モ−
タコイルのインダクタンスに蓄積されたのエネルギが減
衰するまで）するように制御される。
されるスイッチング素子を強制的に一定期間オン（モ−
タコイルのインダクタンスに蓄積されたのエネルギが減
衰するまで）するように制御される。
【００２１】これにより従来電源に回生されるコイル電
流が、三相ブリッジ内素子を還流するようになる。従っ
て電源回生電流は発生せず、回生時に生ずるモ−タコイ
ルの振動がなくなるので相切り換え毎の騒音周波数成分
が減少し、モ−タより発生する騒音の低減が図れる。
流が、三相ブリッジ内素子を還流するようになる。従っ
て電源回生電流は発生せず、回生時に生ずるモ−タコイ
ルの振動がなくなるので相切り換え毎の騒音周波数成分
が減少し、モ−タより発生する騒音の低減が図れる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１には本発明に係る三相ブラシレスモータの一
実施例の構成が示されている。本実施例では従来例に対
しエッジ検出回路１１、モノマルチ回路１２、三相合成
回路１３、論理積回路１４、ＰＷＭ信号合成回路２１を
付加して構成されている。
する。図１には本発明に係る三相ブラシレスモータの一
実施例の構成が示されている。本実施例では従来例に対
しエッジ検出回路１１、モノマルチ回路１２、三相合成
回路１３、論理積回路１４、ＰＷＭ信号合成回路２１を
付加して構成されている。
【００２３】まず、相切り換え時の回路動作について図
１及び図４を参照して説明する。位相検出信号２０（Ｈ
Ｕ、ＨＶ、ＨＷ）のそれぞれの信号の立上り、立下がり
をエッジ検出回路１１で検出しモノマルチ回路１２によ
り一定パルス幅の信号を生成し速度検出信号ＦＧとして
出力する。一般的にモノマルチ回路１２で生成されるパ
ルス幅は外付けの抵抗及びコンデンサで決まる時定数に
よって決定される。本回路によって生成したＦＧ信号の
パルス幅は、相切り換え時に一定期間オン制御する時間
となる。図１、１３は位相検出信号２０（ＨＵ、ＨＶ、
ＨＷ）を合成する三相合成回路である。速度検出信号Ｆ
Ｇと三相合成回路出力１８の論理積１４をとることによ
って第２の速度指令信号１４’を生成する。２１はオン
デュ−ティ比を調節するＰＷＭ信号１７と第２の速度指
令信号１４’の合成回路であり第２のＰＷＭ信号２２を
生成する。従って第２のＰＷＭ信号２２はＰＷＭ信号１
７のオンオフに依存することなく相切り換えに同期して
一定期間オン制御するように動作する。この時の三相ブ
ラシレスモータ３４及びスイッチング素子周りの動作に
ついて図５及び図６の動作波形で説明する。通常ＰＷＭ
動作の電流経路は前記の通りであるので省略する。相切
り換えにおいて、上ア−ムスイッチング素子６がオフす
るため三相ブラシレスモータ３４のインダクタンス３１
は２４のような誘起電圧が発生する。この時下ア−ムス
イッチング素子８は、前記第２のＰＷＭ信号２２により
一定期間オン状態となっているため、電流は２９の経路
を通り還流モ−ドとなる。図６ｅのＩｓの傾きはインダ
クタンス３１のエネルギの減衰に従って電流経路が上ア
−ムスイッチング素子７を通る３０に移行していること
を示している。従って相切り換え毎の電源回生モ−ドが
なくなりモ−タの騒音を低減できる。
１及び図４を参照して説明する。位相検出信号２０（Ｈ
Ｕ、ＨＶ、ＨＷ）のそれぞれの信号の立上り、立下がり
をエッジ検出回路１１で検出しモノマルチ回路１２によ
り一定パルス幅の信号を生成し速度検出信号ＦＧとして
出力する。一般的にモノマルチ回路１２で生成されるパ
ルス幅は外付けの抵抗及びコンデンサで決まる時定数に
よって決定される。本回路によって生成したＦＧ信号の
パルス幅は、相切り換え時に一定期間オン制御する時間
となる。図１、１３は位相検出信号２０（ＨＵ、ＨＶ、
ＨＷ）を合成する三相合成回路である。速度検出信号Ｆ
Ｇと三相合成回路出力１８の論理積１４をとることによ
って第２の速度指令信号１４’を生成する。２１はオン
デュ−ティ比を調節するＰＷＭ信号１７と第２の速度指
令信号１４’の合成回路であり第２のＰＷＭ信号２２を
生成する。従って第２のＰＷＭ信号２２はＰＷＭ信号１
７のオンオフに依存することなく相切り換えに同期して
一定期間オン制御するように動作する。この時の三相ブ
ラシレスモータ３４及びスイッチング素子周りの動作に
ついて図５及び図６の動作波形で説明する。通常ＰＷＭ
動作の電流経路は前記の通りであるので省略する。相切
り換えにおいて、上ア−ムスイッチング素子６がオフす
るため三相ブラシレスモータ３４のインダクタンス３１
は２４のような誘起電圧が発生する。この時下ア−ムス
イッチング素子８は、前記第２のＰＷＭ信号２２により
一定期間オン状態となっているため、電流は２９の経路
を通り還流モ−ドとなる。図６ｅのＩｓの傾きはインダ
クタンス３１のエネルギの減衰に従って電流経路が上ア
−ムスイッチング素子７を通る３０に移行していること
を示している。従って相切り換え毎の電源回生モ−ドが
なくなりモ−タの騒音を低減できる。
【００２４】次に、本発明の他の実施例を図７及び８に
より説明する。前記実施例はモ−タの回転方向すなわち
出力スッチング素子の相切り換え順序はＵ、Ｖ、Ｗ相の
順番で行なわれており、相切り換えの検出は位相検出信
号２０の各相の立上りエッジである。一方モ−タの回転
方向がＵ、Ｗ、Ｖ相の順番で相切り換えする逆回転の場
合、相切り換えは位相検出信号２０の各相の立下がりエ
ッジで行なわれる。従って前記実施例の回路構成でモ−
タが逆回転すると相切り換えに同期して行なわれるオン
オフデュ−ティ制御されるスイッチング素子を強制的に
一定期間オン制御することができなくなる。図７の構成
はモ−タの回転方向がＵ、Ｖ、Ｗ相の順番で相切り換え
する正回転の場合でもＵ、Ｗ、Ｖ相の順番でを相切り換
えする逆回転の場合のいずれでも相切り換えに同期して
前記スイッチング素子を強制的に一定期間オン制御する
ことが出来るできる。すなわち逆回転の場合は前記三相
合成信号１８を論理反転することで可能となる。３５は
正逆転検知器であり位相検出信号２０の２本の検出信号
により正逆転検出信号３５’を出力する。この正逆転検
出信号３５’と三相合成信号１８の排他論理和３６を取
ることによって正回転時と逆回転時の論理が反転する三
相合成信号１８’を生成することができる。この他の信
号処理は前記第１図と同様であるので省略する。また本
実施例は図９における実施例でも同様方法で達成でき
る。
より説明する。前記実施例はモ−タの回転方向すなわち
出力スッチング素子の相切り換え順序はＵ、Ｖ、Ｗ相の
順番で行なわれており、相切り換えの検出は位相検出信
号２０の各相の立上りエッジである。一方モ−タの回転
方向がＵ、Ｗ、Ｖ相の順番で相切り換えする逆回転の場
合、相切り換えは位相検出信号２０の各相の立下がりエ
ッジで行なわれる。従って前記実施例の回路構成でモ−
タが逆回転すると相切り換えに同期して行なわれるオン
オフデュ−ティ制御されるスイッチング素子を強制的に
一定期間オン制御することができなくなる。図７の構成
はモ−タの回転方向がＵ、Ｖ、Ｗ相の順番で相切り換え
する正回転の場合でもＵ、Ｗ、Ｖ相の順番でを相切り換
えする逆回転の場合のいずれでも相切り換えに同期して
前記スイッチング素子を強制的に一定期間オン制御する
ことが出来るできる。すなわち逆回転の場合は前記三相
合成信号１８を論理反転することで可能となる。３５は
正逆転検知器であり位相検出信号２０の２本の検出信号
により正逆転検出信号３５’を出力する。この正逆転検
出信号３５’と三相合成信号１８の排他論理和３６を取
ることによって正回転時と逆回転時の論理が反転する三
相合成信号１８’を生成することができる。この他の信
号処理は前記第１図と同様であるので省略する。また本
実施例は図９における実施例でも同様方法で達成でき
る。
【００２５】次に、本発明の他の実施例を図９及び１０
により説明する。図中破線の範囲内は既に公知のＩＣ化
の範囲を示している。構成は、前記スイッチング素子６
等、ダイオ−ドをフルブリッジ接続した三相主回路と、
速度指令信号１９に基ずいてスイッチング素子のデュ−
ティ比を調節するパルス幅変調信号を生成する速度制御
回路１０及び１１と、位置検出信号２０に合わせて前記
各相のスイッチング素子をそれぞれ順次オンオフ制御す
る信号と前記速度指令信号から出力される制御信号に合
わせて各スイッチング素子駆動回路に分配する相分配回
路９とを含んでなるＩＣである。本ブラシレスモ−タの
駆動用ＩＣにおいて、前記各相の切り換えに同期してオ
ンオフデュ−ティで制御されるスイッチング素子を一定
期間オンに制御する場合は、モ−タの磁極位置を検出す
るホ−ル素子出力の位置検出信号２０をエッジ検知器１
１、モノマルチ回路１２、三相信号合成回路１３、論理
積１４及び速度指令信号合成回路１５をＩＣ外部に接続
する。１５は第１の速度指令信号１９に第２の速度指令
信号１４’重畳させる速度指令信号合成回路であり、例
えばダイオ−ドを１４に直列接続する手段によって得ら
れる。オンオフデュ−ティ信号（ＰＷＭ信号）は搬送波
と第１、第２の速度指令信号の合成信号１９’を比較器
１６にて比較し生成する。搬送波発生器１０より発生す
る搬送波の振幅は制御系を動かす電源電圧（Ｖｃｃ）内
であり、この振幅範囲の上限を越える速度指令信号が比
較器１６に入力された場合をＰＷＭ信号のオンデュ−テ
ィ１００％、振幅範囲の下限以下の速度指令信号が比較
器１６に入力された場合をＰＷＭ信号のオンデュ−ティ
０％とすると、前記第１の速度指令信号１９に第２の速
度指令信号１４’を重畳させた速度指令信号１９’は、
相切り換えに同期して一定期間ＰＷＭ信号のオンデュ−
ティ１００％となるように動作する。図１０のＰＷＭ信
号１７は期間Ａの相切り換え時を拡大して示しており、
ＰＷＭのオンデュ−ティ１００％期間と通常ＰＷＭ動作
の様子を示している。本実施例は、ＰＷＭ信号にオンオ
フデュ−ティ制御されるスイッチング素子を相切り換え
に同期して、強制的に一定期間オン制御する信号を重畳
させたものである。これにより、既存の前記ブラシレス
モ−タの駆動ＩＣでも外部回路を付加することで容易に
モ−タの騒音を低減するブラシレスモ−タの駆動装置を
構成することができる。
により説明する。図中破線の範囲内は既に公知のＩＣ化
の範囲を示している。構成は、前記スイッチング素子６
等、ダイオ−ドをフルブリッジ接続した三相主回路と、
速度指令信号１９に基ずいてスイッチング素子のデュ−
ティ比を調節するパルス幅変調信号を生成する速度制御
回路１０及び１１と、位置検出信号２０に合わせて前記
各相のスイッチング素子をそれぞれ順次オンオフ制御す
る信号と前記速度指令信号から出力される制御信号に合
わせて各スイッチング素子駆動回路に分配する相分配回
路９とを含んでなるＩＣである。本ブラシレスモ−タの
駆動用ＩＣにおいて、前記各相の切り換えに同期してオ
ンオフデュ−ティで制御されるスイッチング素子を一定
期間オンに制御する場合は、モ−タの磁極位置を検出す
るホ−ル素子出力の位置検出信号２０をエッジ検知器１
１、モノマルチ回路１２、三相信号合成回路１３、論理
積１４及び速度指令信号合成回路１５をＩＣ外部に接続
する。１５は第１の速度指令信号１９に第２の速度指令
信号１４’重畳させる速度指令信号合成回路であり、例
えばダイオ−ドを１４に直列接続する手段によって得ら
れる。オンオフデュ−ティ信号（ＰＷＭ信号）は搬送波
と第１、第２の速度指令信号の合成信号１９’を比較器
１６にて比較し生成する。搬送波発生器１０より発生す
る搬送波の振幅は制御系を動かす電源電圧（Ｖｃｃ）内
であり、この振幅範囲の上限を越える速度指令信号が比
較器１６に入力された場合をＰＷＭ信号のオンデュ−テ
ィ１００％、振幅範囲の下限以下の速度指令信号が比較
器１６に入力された場合をＰＷＭ信号のオンデュ−ティ
０％とすると、前記第１の速度指令信号１９に第２の速
度指令信号１４’を重畳させた速度指令信号１９’は、
相切り換えに同期して一定期間ＰＷＭ信号のオンデュ−
ティ１００％となるように動作する。図１０のＰＷＭ信
号１７は期間Ａの相切り換え時を拡大して示しており、
ＰＷＭのオンデュ−ティ１００％期間と通常ＰＷＭ動作
の様子を示している。本実施例は、ＰＷＭ信号にオンオ
フデュ−ティ制御されるスイッチング素子を相切り換え
に同期して、強制的に一定期間オン制御する信号を重畳
させたものである。これにより、既存の前記ブラシレス
モ−タの駆動ＩＣでも外部回路を付加することで容易に
モ−タの騒音を低減するブラシレスモ−タの駆動装置を
構成することができる。
【００２６】上記実施例は、オンオフデュ−ティ制御さ
れるスイッチング素子を相切り換えに同期して強制的に
一定期間オン制御する回路群をＩＣ内に取り込むことが
可能であり、ブラシレスモ−タの駆動装置の部品点数を
低減する効果がある。
れるスイッチング素子を相切り換えに同期して強制的に
一定期間オン制御する回路群をＩＣ内に取り込むことが
可能であり、ブラシレスモ−タの駆動装置の部品点数を
低減する効果がある。
【００２７】上記実施例は、前記モ−タの騒音及び振動
を低減するために、オンオフデュ−ティ制御されるスイ
ッチング素子を相切り換えに同期して強制的に一定期間
オン制御することが重要であり、例えばマイクロコンピ
ュ−タを使えば位相検出信号２０を取り込み演算処理す
ることで相切り換えに同期して強制的に一定期間オン制
御する信号を出力することも可能である。
を低減するために、オンオフデュ−ティ制御されるスイ
ッチング素子を相切り換えに同期して強制的に一定期間
オン制御することが重要であり、例えばマイクロコンピ
ュ−タを使えば位相検出信号２０を取り込み演算処理す
ることで相切り換えに同期して強制的に一定期間オン制
御する信号を出力することも可能である。
【００２８】なお、インダクタンス２５のエネルギが完
全に減衰する期間以前にオンオフデュ−ティ制御される
スイッチング素子の強制オン期間が解除されると電源回
生電流が流れるが、インダクタンス２５のエネルギが減
衰しているので騒音の原因となる周波数成分は相切り換
え直後に較べて減少している。従って、相切り換えに同
期した強制オンの制御期間は必ずしもインダクタンス２
５のエネルギが完全に減衰する期間である必要はなく、
モ−タの騒音レベルが障害にならないよう相切り換え時
の強制オンの制御期間を設定する。
全に減衰する期間以前にオンオフデュ−ティ制御される
スイッチング素子の強制オン期間が解除されると電源回
生電流が流れるが、インダクタンス２５のエネルギが減
衰しているので騒音の原因となる周波数成分は相切り換
え直後に較べて減少している。従って、相切り換えに同
期した強制オンの制御期間は必ずしもインダクタンス２
５のエネルギが完全に減衰する期間である必要はなく、
モ−タの騒音レベルが障害にならないよう相切り換え時
の強制オンの制御期間を設定する。
【００２９】
【発明の効果】本発明に依れば、相切り換え毎の電源回
生モ−ドがなくなるため可聴周波数成分が低減できるの
でモ−タの騒音を抑える効果がある。
生モ−ドがなくなるため可聴周波数成分が低減できるの
でモ−タの騒音を抑える効果がある。
【図１】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。
実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】従来のブラシレスモータの駆動装置の主回路の
相切り換え前後の動作状態を示す電流導通経路の説明図
である。
相切り換え前後の動作状態を示す電流導通経路の説明図
である。
【図３】従来のブラシレスモータの駆動装置の主回路の
相切り換え前後の動作状態を示す波形図である。
相切り換え前後の動作状態を示す波形図である。
【図４】図１に示した本発明に係るブラシレスモータの
駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動作
状態を示す波形図である。
駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動作
状態を示す波形図である。
【図５】図１に示した本発明に係るブラシレスモータの
駆動装置の主回路の相切り換え前後の動作状態を示す電
流導通経路の説明図である。
駆動装置の主回路の相切り換え前後の動作状態を示す電
流導通経路の説明図である。
【図６】図１に示した本発明に係るブラシレスモータの
駆動装置の主回路の相切り換え前後の動作状態を示す波
形図である。
駆動装置の主回路の相切り換え前後の動作状態を示す波
形図である。
【図７】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の他
の実施例の構成を示すブロック図である。
の実施例の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示した本発明に係るブラシレスモータの
駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動作
状態を示す波形図である。
駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動作
状態を示す波形図である。
【図９】本発明に係るブラシレスモータの駆動装置の他
の実施例の構成を示すブロック図である。
の実施例の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示した本発明に係るブラシレスモータ
の駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動
作状態を示す波形図である。
の駆動装置の主回路の相切り換え前後における各部の動
作状態を示す波形図である。
【図１１】従来の三相ブラシレスモータの駆動装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
１ 商用１００Ｖ交流電源 ２ 直流変換器 ３ 平滑コンデンサ ４ 上アームＩＧＢＴ駆動回路 ５ 下アームＩＧＢＴ駆動回路 ６ ＩＧＢＴ ７ ＩＧＢＴ ８ ＩＧＢＴ ９ 位相信号分配回路 １０ 搬送波発生器 １１ エッジ検知器 １２ モノマルチ回路 １３ 三相信号合成回路 １４ 論理積回路 １５ 速度指令信号合成回路 １６ 比較器 ２１ ＰＷＭ信号合成回路 ２９ 電流経路 ３０ 電流経路 ２３ 電流指令 ２４ 電流経路 ２５ 電流経路 ２６ 電流経路 ２７ 電流経路 ２８ 電流経路 ３１ モータのリアクトル ３２ モータのリアクトル ３３ モータのリアクトル ３４ 三相ブラシレスモータ ３５ 正逆転検知器 ３６ 排他論理和回路 ３７ ブラシレスモータ駆動回路のＩＣ化範囲。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 雅人 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日立 原町電子工業株式会社内 (72)発明者 今道 善隆 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 交流電源を整流し並列接続されたコンデ
ンサにより平滑してなる直流電源と、 スイッチング素
子とダイオ−ドを逆並列接続してなるア−ムをフルブリ
ッジ接続して前記コンデンサに並列接続してなる複数相
主回路と、前記主回路の上下対ア−ムのうち上アームス
イッチング素子群、または下アームスイッチング素子群
子のオンデュ−ティ比を調節してモータの回転数を制御
するオンオフ制御回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置
の位置検出信号に合わせて前記各相のスイッチング素子
をそれぞれ順次、オンオフ制御する信号を生成し、各ス
イッチング素子駆動回路に分配する相分配回路とを含ん
でなるブラシレスモ−タの駆動装置において、 オンデュ−ティ比を調節するオンオフ制御信号を、該オ
ンオフ制御信号に依存することなく前記各相の相切り換
えに同期して強制的にオンオフ制御信号の繰返し周期以
上の一定期間オン制御する制御手段を設けたことを特徴
とするブラシレスモ−タの駆動装置。 - 【請求項２】 スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列
接続してなるア−ムを上下直列に接続した複数相主回路
と、前記主回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング
素子群、または下アームスイッチング素子群のオンデュ
−ティ比を調節してモータの回転数を制御する繰返しオ
ンオフ制御回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置
検出信号に合わせて前記各相のスイッチング素子をそれ
ぞれ順次、オンオフ制御する信号と、各スイッチング素
子駆動回路に分配する相分配回路とを含んでなるブラシ
レスモ−タの駆動用ＩＣにおいて、 ブラシレスモ−タの磁極位置の位置検出信号を処理し、
オンデュ−ティ比を調節するオンオフ制御信号を、該オ
ンオフ制御信号に依存することなく前記各相の相切り換
えに同期して強制的にオンオフ制御信号の繰返し周期以
上の一定期間オン制御する制御回路を外部回路として付
設可能に構成したことを特徴とするブラシレスモ−タの
駆動装置。 - 【請求項３】 スイッチング素子とダイオ−ドを逆並列
接続してなるア−ムを上下直列に接続した複数相主回路
と、前記主回路の上下対ア−ムの上アームスイッチング
素子群、または下アームスイッチング素子群のオンデュ
−ティ比を調節してモータの回転数を制御する繰返しオ
ンオフ制御回路と、ブラシレスモ−タの磁極位置の位置
検出信号に合わせて前記各相のスイッチング素子をそれ
ぞれ順次、オンオフ制御する信号と、各スイッチング素
子駆動回路に分配する相分配回路とを含んでなるブラシ
レスモ−タの駆動用ＩＣにおいて、 前記各相の切り換えに同期して強制的にオンデュ−ティ
比を調節するオンオフ制御信号を一定期間オン制御する
制御回路を内蔵したことを特徴とするブラシレスモ−タ
駆動用ＩＣ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210424A JPH0767377A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210424A JPH0767377A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767377A true JPH0767377A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16589089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210424A Pending JPH0767377A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | ブラシレスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767377A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966093A2 (en) * | 1998-06-17 | 1999-12-22 | Delphi Technologies, Inc. | Brushless DC motor control method to reduced commutation noise |
| JP2001245486A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｄｃブラシレスモータの駆動制御装置とそれを備えた自吸式ポンプ |
| US6724166B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-04-20 | Renesas Technology Corp. | Apparatus for reducing motor driving noise and method for generating motor driving noise reducing signal |
| JP2005133708A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Denso Corp | バルブ特性調整装置 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210424A patent/JPH0767377A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0966093A2 (en) * | 1998-06-17 | 1999-12-22 | Delphi Technologies, Inc. | Brushless DC motor control method to reduced commutation noise |
| EP0966093A3 (en) * | 1998-06-17 | 2002-04-17 | Delphi Technologies, Inc. | Brushless DC motor control method to reduced commutation noise |
| JP2001245486A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｄｃブラシレスモータの駆動制御装置とそれを備えた自吸式ポンプ |
| JP4517438B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2010-08-04 | パナソニック電工株式会社 | 自吸式ポンプ |
| US6724166B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-04-20 | Renesas Technology Corp. | Apparatus for reducing motor driving noise and method for generating motor driving noise reducing signal |
| JP2005133708A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Denso Corp | バルブ特性調整装置 |
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