JPH0811070Y2 - モータ駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、３相ブラシレスモータの駆動を行う為のモ
ータ駆動回路に関するもので、特に、モータの回転速度
に応じて増幅回路の利得を切換える様にしたモータ駆動
回路に関する。

（ロ）従来の技術 ３相ブラシレスモータを駆動する方式としては、駆動
電流の大きさを制御して必要なトルクを得る電流駆動方
式と、駆動電圧の振幅を制御して必要なトルクを得る電
圧駆動方式とが存在する。また、前記電圧駆動方式に
は、出力トランジスタを飽和状態で使用する出力トラン
ジスタ飽和型電圧駆動方式と、出力トランジスタを非飽
和状態で使用する出力トランジスタ非飽和型電圧駆動方
式とが存在する。しかして、最近のモータの小型化、薄
型化の傾向や実装密度の増大等を考慮すると、モータコ
イルの逆起電圧を除去する為のコンデンサを小に出来る
出力トランジスタ非飽和型電圧駆動方式の採用が望まし
い。

出力トランジスタ非飽和型電圧駆動方式を用いてモー
タの駆動を行う場合、単にホール素子から得られる信号
を合成増幅して駆動信号とするだけでもモータの駆動を
行うことが出来る。その場合、雑音が小さく、効率が良
いという利点が得られるが、ホール素子の特性等が直接
駆動信号に影響を及ぼすので、ホール素子の選択等を必
要とし、実設計に適切ではない。

それに対し、ホール素子から得られる信号から120度
駆動波形の信号を作成し、該信号を用いてモータの駆動
を行う方法が、昭和59年３月発行の「日立情報産業用リ
ニアICデータブック」第184頁乃至第187頁に記載された
IC HA 13431に用いられている。この方法は、第２図
に示す如く、第１乃至第３ホール素子（１）乃至（３）
と、該第１乃至第３ホール素子（１）乃至（３）の出力
信号をそれぞれ増幅する第１乃至第３増幅回路（４）乃
至（６）と、該第１乃至第３増幅回路（４）乃至（６）
の出力信号をマトリスクして、120度駆動波形の信号を
作成するマトリクス回路（７）と、モータを速度制御し
て所望回転数とする為に、該マトリクス回路（７）の出
力信号の振幅制御を行う振幅制御回路（８）と、該振幅
制御回路（８）の出力信号を増幅して第１乃至第３モー
タコイル（９）乃至（11）に供給する第４乃至第６増幅
回路（12）乃至（14）を用いることにより達成される。

第２図において、第１乃至第３増幅回路（４）乃至
（６）の出力信号は、それぞれ第３図（イ）乃至（ハ）
となり、前記出力信号をマトリクス回路（７）に印加す
れば、前記第３図（イ）及び（ロ）の波形に応じて、前
記マトリクス回路（７）の第１出力端Ａに第３図（ニ）
に示す120度駆動波形の信号が得られる。そして、前記
信号が振幅制御回路（８）で振幅制御され、第４増幅回
路（12）で増幅されて第１モータコイル（９）に印加さ
れる。同様に、前記マトリクス回路（７）の出力端Ｂ及
びＣにも120度駆動波形の信号が得られ、それぞれの120
度駆動波形は互いに120度の位相差を有している。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 ところで、第２図の第１乃至第３増幅回路（４）乃至
（６）の利得を大にすると、第３図（ニ）に示す駆動信
号の立上り及び立下りが急峻になりトルクが増大する
為、起動特性が良好になり、モータの回転数が所定値に
達する迄の時間を短くすることが出来る。しかしなが
ら、前記第１乃至第３増幅回路（４）乃至（６）の利得
を大にして定速回転を行うと、騒音や無効電流が大とな
るので、前記利得をあまり大きくすることが出来ない。
また逆に、定速回転時の騒音や無効電流が小になる様第
１乃至第３増幅回路（４）乃至（６）の利得を設定する
と、起動特性が悪化し、定速回転に至る迄の時間が長く
なり問題であった。

一方、VTR（ビデオテープレコーダ）の如く、高低２
つの定速回転状態を有し、その差が大である機器におい
ても、例えば低速回転時にトルクリップルが小になる様
第１乃至第３増幅回路（４）乃至（６）の利得を設定す
ると、高速回転時の騒音や諸費電流が大となり、例えば
高速回転時に騒音や消費電流が小になる様利得を設定す
ると、低速回転時のトルクリップルが大となり問題であ
った。

（ニ）問題点を解決するための手段 本考案は、上述の点に鑑み成されたもので、問題の回
転数を検出する回転検出手段と、ホール素子の出力信号
を増幅する増幅回路とを設け、前記回転検出手段の出力
信号を用いて前記増幅回路の利得を切換える様にしたこ
とを特徴とする。

（ホ）作用 本考案に依れば、増幅回路の利得がモータの回転数に
応じて切換えられる為、前記回転数が所定数以下のとき
増幅回路の利得を第１の所定値として起動特性の改善を
計ることが出来、前記回転数が所定値以上になったとき
増幅回路の利得を第１の所定値よりも低い第２の所定値
として騒音や無効電流の低減を計ることが出来る。

（ヘ）実施例 第１図は、本考案の一実施例を示すもので、（15）は
モータの回転速度を検出する検出回路、（16）は該検出
回路（15）の出力信号のレベルを基準電圧と比較して出
力信号を発生する比較回路、（17）乃至（19）は前記比
較回路（16）の出力信号に応じて利得が切換えられる増
幅回路である。尚、第１図において、第２図と同一の回
路及び回路素子には同一の符号を付し、その説明を省略
する。

いま、モータが回転させる為に電源を投入したとすれ
ば、検出回路（15）により起動直後のモータの低回転数
が検出され、前記検出回路（15）から低回転数を示す出
力信号が発生し、該出力信号が比較回路（16）で基準電
圧と比較される。そして、前記比較回路（16）から第１
の信号、例えば、「Ｈ」が発生する為、増幅回路（17）
乃至（19）の利得が第１の所定値となり、前記増幅回路
（17）乃至（19）は第１乃至第３ホール素子（１）乃至
（３）の出力信号をそれぞれ十分に増幅してマトリクス
回路（７）に供給する。その結果、第１乃至第３モータ
コイル（９）乃至（11）には、立上り及び立下りのする
どい駆動信号が供給され、モータの回転数は所定値に向
かい急速に上昇する。

モータの回転数の上昇に応じて、検出回路（15）の出
力信号のレベルが増大し、ある回転数になると前記出力
信号のレベルが基準電圧を超える。すると、比較回路
（16）から第２の信号、例えば「Ｌ」が発生し、増幅回
路（17）乃至（19）の利得が第１の所定値よりも小さい
第２の所定値となり、第１乃至第３ホール素子（１）乃
至（３）の出力信号は前記第２の所定値となった利得で
増幅され、マトリクス回路（７）に供給される。その結
果、第１乃至第３モータコイル（９）乃至（11）には、
立上り及び立下りのなまった駆動信号が供給されること
になり、騒音や無効電流が低減された状態でモータの駆
動を行うことが出来る。前記比較回路（16）に印加され
る基準電圧は、モータが１つの定速回転を行うものの場
合、前記定速回転時に検出回路（15）から発生する信号
レベル以下の所定値に設定される。また、前記基準電圧
は、モータが高低２つの定速回転を行うものの場合、高
定速回転時に検出回路（15）から発生する信号レベルよ
りも低く、低定速回転時に検出回路（15）から発生する
信号レベルよりも高い値に設定される。

第４図は、増幅回路（17）乃至（19）の利得切換の具
体回路例を示すもので、（20）乃至（22）は差動型の増
幅回路、（23）乃至（25）は前記増幅回路（20）乃至
（22）を構成するトランジスタの各エミッタに接続され
た第１乃至第３定電流トランジスタ、（26）乃至（28）
は該第１乃至第３定電流トランジスタ（23）乃至（25）
のエミッタに接続された第１乃至第３抵抗、（29）は該
第１乃至第３抵抗（26）乃至（28）の共通端に接続され
た第４抵抗、及び（30）は比較回路（16）の出力信号に
応じて前記第４抵抗（29）を短絡する切換トセンジスタ
である。

モータの回転数が低く、検出回路（15）の出力信号の
レベルが基準電源（31）からの基準電圧よりも低いと、
比較回路（16）の出力が「Ｈ」になり、切換トランジス
タ（30）が導通し、第４抵抗（29）を短絡する。その
為、第１乃至第３定電流トランジスタ（23）乃至（25）
に流れる電流かぜ、第１乃至第３抵抗（26）乃至（28）
に応じて定まり、増幅回路（20）乃至（22）の利得もそ
れに応じて第１の所定値に定まる。

モータの回転数が上昇し、検出回路（15）の出力信号
のレベルが前記基準電圧を越えると、比較回路（16）の
出力が「Ｌ」になり、切換トランジスタ（30）が非導通
になる。その為、第１乃至第３定電流トランジスタ（2
3）乃至（25）に流れる電流が第１乃至第４抵抗（26）
乃至（29）に応じて定まり、増幅回路（20）乃至（22）
の利得もそれに応じて第１の所定値よりも低い第２の所
定値に定まる。

従って、第４図の如き構成とすれば、第４抵抗（29）
を短絡するか否かという簡単な構成で利得切換を行うこ
とが出来、集積回路化に適した回路構成とすることが出
来る。

（ト）考案の効果 以上述べた如く、本考案に依れば、モータの回転数を
検出して、ホール素子の出力信号を増幅する増幅回路の
利得を切換える様にしているので、起動特性に優れ、か
つ定速回転時に騒音や消費電流が少いモータ駆動回路を
提供出来る。また、本考案を高低２つの定速回転を行う
モータに利用すれば、各定速回転時に最適の駆動信号を
モータコイルに供給することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す回路図、第２図は従
来のモータ駆動回路を示す回路図、第３図はその動作を
説明する為の特性図、及び第４図は第１図の増幅回路の
具体回路例を示す回路図である。 （15）……検出回路、（16）……比較回路、（17）（1
8）（19）……増幅回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ホール素子の出力信号に応じて互いに120
   度の位相差となる３つの駆動信号を発生し、前記３つの
   駆動信号をモータコイルに供給することによりモータの
   駆動を行うモータ駆動回路において、前記ホール素子の
   出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信
   号を基に前記駆動信号を発生すると共に前記駆動信号の
   大きさを制御して前記モータの速度制御を行う速度制御
   回路と、前記モータの回転速度を検出する検出回路と、
   前記検出回路の出力信号のレベルを基準電圧と比較し、
   前記増幅回路の利得を制御する比較回路と、を備え、前
   記検出回路の出力信号のレベルが前記基準電圧より小さ
   い時、前記速度制御回路が前記モータの速度制御を行う
   に際し、前記増幅回路の利得を第１の所定値とすること
   により、前記駆動信号の立上り及び立下りの傾きを大き
   くし、前記検出回路の出力信号のレベルが前記基準電圧
   より大きくなった時、前記速度制御回路が前記モータの
   速度制御を行うに際し、前記増幅回路の利得を前記第１
   の所定値より小さい第２の所定値とすることにより、前
   記駆動信号の立上り及び立下りの傾きを、前記増幅回路
   の利得が第１の所定値の場合に比べて小さくすることを
   特徴とするモータ駆動回路。