JPH08149878A

JPH08149878A - モータ制御用ドライバ回路

Info

Publication number: JPH08149878A
Application number: JP6312476A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kinoshita; 信行木下; Shoji Maruyama; 昌二丸山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】専用の回路なしでモータの拘束検知を可能に
する。また、モータの立ち上がり時間に最適な拘束保護
動作の開始時間を設定可能にする。【構成】ドライバ回路の構成として、モータに出力す
る電流を制限する電流制限手段と、モータの回転をパル
スで出力するパルス発生手段と、パルス発生手段で発生
したパルスによってモータ回転数を制御する速度制御部
と、ロータの回転位置を検出する回転位置検出手段と、
モータの拘束を検出する拘束検出手段と、モータの出力
電流を遮断する電流遮断手段を計時値を任意設定可能な
計時手段を設け、拘束検出手段でモータの拘束を検出し
たときは、計時手段で計時し、所望の計時値になったと
きに、電流遮断手段により、モータへの電流を遮断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御用のドライ
バ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にモータは、回転する部分を意味す
るロータと静止している部分を意味するステータとに大
別することができ、通常、ロータまたはステータ側に界
磁用の永久磁石が設置され、またその逆側に回転力を発
生するために必要な電流を流す装置である電機子が設置
されている。この電機子は、鉄心の周りに何相かに分け
られたコイルが巻かれた形をしており、各相に対する巻
線に順に電流を印加することで、鉄心の各スロットは界
磁用の永久磁石と反発、吸引を繰り返し、モータは回転
するしくみになっている。この電流を各相毎の巻線に順
に流すため、また、モータの回転ムラをなくすようにモ
ータ制御用の回路が使用されてきた。以下、図４のブロ
ック図に基づいて従来例のモータ制御用ドライバ回路の
説明をする。

【０００３】図４において、４０１は発振器であり、セ
ラミック振動子、水晶振動子等で構成されており、発振
器４０１の出力を分周器４０２で分周し、速度制御部４
０３に入力する。一方、モータを励磁するプリント基板
には、永久磁石が挿着されているロータに対向した位置
に、周波数発生用のプリントパターンが形成されてい
て、ロータが回転することで（永久磁石がプリントパタ
ーン上を回転することで）、１回転に付き所定回数のパ
ルス（以下、ＦＧ周波数と呼ぶ）が発生するようになっ
ている。発生した周波数は速度制御部４０３に入力され
る。

【０００４】発振器４０１の出力した周波数を分周した
周波数とＦＧ周波数４０４は、速度制御部４０３におい
てその位相が比較され、その結果を制御部４０５に入力
する。ここで、分周器４０２から出力される周波数は、
モータの希望回転数時に発生するＦＧ周波数と対応した
周波数に予め設定されている。

【０００５】制御部４０５では、速度制御部４０３より
得られた結果に基をして、回転数が低いときにモータに
流す電流を増加し、また、回転数が高いときにモータに
流す電流を減少させるように制御する。ホール素子４０
６は、モータの電機子の鉄心に巻かれた巻線の相数分用
意されていて、各ホール素子４０６の出力によりロータ
の磁極検出を行っている。

【０００６】制御部４０５はホール素子４０６によって
検出したロータの位置により、どの相に電流を流すか判
断し、その結果と、先ほど決定した出力電流の加減値と
を波形合成して、出力アンプ４０７に入力する。出力ア
ンプ４０７では入力された波形を増幅し、モータ４０８
を駆動する。

【０００７】また、電流リミッタ４０９は、モータ４０
８に流す電流値をモニタしていて、制御部４０５が電流
を過剰に流そうとしたときにある電流値で出力を制限さ
せる目的で設定されている。ここまで説明してきたモー
タ制御用ドライバ回路は、図４における発振器４０１
と、モータ４０８を除いて通常ＩＣ化され、さらにモー
タ４０８が軸受部であるベアリングの焼き付きなどの状
態により回転しなくなったときのドライバ回路の保護と
して、トランジスタ、抵抗、コンデンサでロック保護回
路（図示しない）を追加し、ドライバＩＣの出力／停止
端子を制御していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のモータ制御用ドライバ回路では、モータが拘束し
たときの過電流を遮断するために、ドライバＩＣとは別
に、外付け部品として拘束保護回路を設定していた。こ
の拘束保護回路はモータ制御回路を複雑にし、また、拘
束保護回路の部品代と、拘束保護回路の部品の実装面積
分だけプリント基板の面積を大きくし、コストアップに
もつながっていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定の
条件にてモータが拘束したことを判断する制御と、所定
の方法でモータの出力電流を遮断する制御をドライバ回
路内に取り入れることで、今までドライバ回路外に設定
していた拘束保護回路の制御を、ドライバ回路のみで制
御可能とした。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。

【００１１】（実施例１）最初に、本発明の実施例１を
図１に基づいて説明する。なお、従来例と重複する箇所
は説明を省略する。図１において、１０１は時間を計時
するための手段であるカウンタであり、このカウンタは
モータ４０８が所定回転数で回転しているときは、動作
していないものとする。モータ４０８の軸受けであるベ
アリングの焼き付き、異物混入等の原因により、モータ
が拘束された時、電流リミッタ４０９がかかり始め、電
流リミッタ４０９が動作すると共に、カウンタ１０１は
カウントを開始する。

【００１２】カウンタ１０１にはカウント値設定部１０
３において、予め所望の時間が設定できるようになって
いて、モータが拘束されてからカウンタに設定してある
時間分だけ、モータに出力し続けることが可能となって
いる。このカウンタに設定する時間は、モータ４０８の
起動時間よりも長く設定しておくことが重要である。な
ぜなら、モータ起動時には定常回転よりもかなり大きな
電流が流れ、電流リミッタに設定した電流値が低い場合
などは、モータ起動直後にモータへ出力が遮断されてし
まう可能性があるからである。このような理由で設定さ
れたカウンタ値までカウントすると、カウンタ１０１は
出力可能となる。

【００１３】ＡＮＤ回路１０２に入力された電流リミッ
タ４０９の出力とカウンタ１０１の出力が共にハイレベ
ルのときのみ、制御部４０５の出力を停止するように制
御する。ここでの説明では、電流リミッタ４０９とカウ
ンタ１０１の出力が共にハイレベルのときと限定した
が、出力の組み合わせはこの条件以外でも一向に構わな
い。以上説明してきたように、電流リミッタの動作開始
をトリガにしてカウント動作を開始し、所定時間経過後
にモータへの出力を遮断することで、モータ制御用のド
ライバ回路のみでモータの拘束検出が可能となる。

【００１４】（実施例２）実施例１において、モータへ
の出力を遮断する方法を、ホール素子の情報と速度制御
部の情報を波形合成制御する制御部４０５の出力を停止
することで実現した。実施例２では、速度制御部４０３
におけるＦＧ周波数４０４の入力を停止することで、モ
ータへの出力を遮断するように制御したものである。

【００１５】図２は実施例２を説明するブロック図であ
る。図２において、図１と異なる箇所はＡＮＤ回路１０
２の出力が速度制御部４０３に入力されていることだけ
である。このような構成の中で、電流リミッタ４０９
と、カウンタ１０１との論理積の結果が速度制御部４０
３に入力され、この結果がモータの拘束を示した時点
で、速度制御部４０３はＦＧ周波数４０４の入力を停止
する。速度制御部４０３ではＦＧ周波数４０４が入力さ
れないので、制御部４０５になにも出力しないように制
御し、このためモータへの出力電流は遮断される。以上
説明したように電流リミッタの動作開始と同時にカウン
タ動作をほ開始し、所定時間経過後に速度制御部へのＦ
Ｇ周波数の入力を停止するように制御することで、モー
タ制御用のドライバ回路のみでモータの拘束検出が可能
となる。

【００１６】（実施例３）実施例１および実施例２で
は、電流リミッタ４０９でカウント動作のトリガをか
け、制御部の入力、速度制御部４０３へのＦＧ周波数４
０４の入力を所定時間後に停止した。モータへの出力電
流を遮断するために、図４中における矢印の信号のどれ
かを停止すれば良いことはき言うまでもない。以上説明
したように電流リミッタの動作開始と同時にカウント動
作を開始し、所定時間経過後に図４中における矢印の信
号のどれかを停止するように制御することで、モータ制
御用のドライバ回路のみでモータの拘束検出が可能とな
る。

【００１７】（実施例４）実施例１、２、３ではモータ
が拘束されたことを電流リミッタ４０９が働いたことで
検出し、カウンタのトリガとして、モータの出力を遮断
した。この実施例３では、ホール素子４０６の情報を基
にモータが拘束されたことを検出して、モータの出力を
遮断したものである。以下、図３のタイミングチャート
を基にして、実施例３を説明する。

【００１８】ホール素子が、仮に３個装着されているモ
ータの場合、図３（ａ）のようにモータが回転している
ときは、３個のホール素子が同時に出力されることはな
く、ホール素子は順に出力を出す。また、図３（ｂ）の
ようにモータが拘束されたときは、３個のホール素子は
常に一定値を出力し続ける。このため、３個のホール素
子のうちどれか一つに着目し、その出力をモニタしてい
れば、モータが回転しているときは出力が常に変化する
が、モータが停止すると出力が一定値になるので、モー
タの停止したことが検出可能となる。このときのモニタ
時間を実施例１、２、３で説明してきたカウンタ時間と
同じにすることでモータの拘束検出後、すぐに出力停止
することができる。また、ホール素子を使用せず、コイ
ルの逆起電圧等を利用してモータの位置検出を行う系の
場合は、各相の逆起電圧をモニタすることで、モータが
拘束されたかの判断が行えることは言うまでもない。以
上説明してきたように、複数個設定したホール素子のど
れか１つの出力をモニタすることで、モータの拘束検出
が可能となり、モータの出力電流を遮断することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の条件にてモータが拘束されたことを検出すると、
所定時間後に、所定の方法でモータへの出力電流を遮断
することが可能となり、ドライバ回路のみでモータの拘
束検知が可能となる。さらに、モータの拘束を検出して
から出力電流を遮断するまでの時間を任意に設定可能と
することで、多種多様な立ち上がり時間を持つモータに
対応できるので、電流を遮断するまでの時間を最適に設
定でき、低消費電力化にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１のドライバ回路を説
明するブロック図である。

【図２】図２は、本発明の実施例２のドライバ回路を説
明するブロック図である。

【図３】図３は、本発明の実施例４のホール素子の出力
を説明するブロック図である。

【図４】図４は、従来のドライバ回路を説明するブロッ
ク図である。

【符号の説明】

４０１発振器４０３速度制御部４０４ＦＧ周波数１０１カウンタ４０９電流リミッタ４０５制御部４０６ホール素子４０７出力アンプ４０８モータ１０１カウンタ１０２ＡＮＤ回路１０３カウント値設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータに出力する電流を制限する電流制
限手段と、モータの回転をパルスで出力するパルス発生
手段と、パルス発生手段で発生したパルスによってモー
タ回転数を制御する速度制御部と、ロータの回転位置を
検出する回転位置検出手段と、モータの拘束を検出する
拘束検出手段と、モータの出力電流を遮断する電流遮断
手段を有するモータ制御用ドライバ回路において、計時
値を任意設定可能な計時手段を有し、拘束検出手段でモ
ータの拘束を検出したときは、計時手段で計時し、所望
の計時値になったときに、電流遮断手段により、モータ
への電流を遮断することを特徴とするモータ制御用ドラ
イバ回路。
【請求項２】請求項１記載のモータ制御用ドライバ回
路において、前記拘束検出手段は、回転位置検出手段の
出力が規定値外であることを検出すること特徴とするモ
ータ制御用ドライバ回路。
【請求項３】請求項１記載のモータ制御用ドライバ回
路において、前記拘束検出手段は、電流制限手段の制限
がかかったことを検出することを特徴とするモータ制御
用ドライバ回路。
【請求項４】請求項１記載のモータ制御用ドライバ回
路において、前記拘束検出手段は、所定時間迄にモータ
が所定回転数にならないことを検出することを特徴とす
るモータ制御用ドライバ回路。
【請求項５】請求項１記載のモータ制御用ドライバ回
路において、前記電流遮断手段は、拘束検知手段がモー
タの拘束を検出してから、所定期間後に速度制御部の入
力を遮断することを特徴とするモータ制御用ドライバ回
路。
【請求項６】請求項１記載のモータ制御用ドライバ回
路において、前記電流遮断手段は、拘束検知手段がモー
タの拘束を検出してから、所定期間後に速度制御部の出
力を遮断することを特徴とするモータ制御用ドライバ回
路。