JPH0837794A - ステータ巻線内の高電流スパイクを回避する回路及び方法 - Google Patents

ステータ巻線内の高電流スパイクを回避する回路及び方法

Info

Publication number
JPH0837794A
JPH0837794A JP7039861A JP3986195A JPH0837794A JP H0837794 A JPH0837794 A JP H0837794A JP 7039861 A JP7039861 A JP 7039861A JP 3986195 A JP3986195 A JP 3986195A JP H0837794 A JPH0837794 A JP H0837794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
capacitor
motor
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7039861A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3602183B2 (ja
Inventor
Francesco Carobolante
カロボランテ フランセスコ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics lnc USA
Original Assignee
SGS Thomson Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGS Thomson Microelectronics Inc filed Critical SGS Thomson Microelectronics Inc
Publication of JPH0837794A publication Critical patent/JPH0837794A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3602183B2 publication Critical patent/JP3602183B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H02P6/28Arrangements for controlling current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスDCモータのステータ巻線への電
流の供給をイネーブルさせる場合に高電流スパイクを減
少させる技術を提供する。 【構成】 モータにおけるステータコイルを介しての電
流を駆動する回路が提供される。該回路は、電圧増幅器
と、電圧増幅器の出力を補償する補償回路と、補償回路
からの電流を選択的に放電させる選択可能な電流経路と
を有している。

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DCモータ
へのパワー即ち電力を制御する電子回路に関するもので
あって、更に詳細には、ステータコイルがスイッチ動作
される場合にブラシレスDCモータのステータ巻線にお
ける電流スパイクを最小とさせる技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】本発明は多相DCモータに関するもので
あるが、本発明は、一般的には、三相DCモータに関す
るものであって、特に、例えばハードディスクドライ
ブ、CDROMドライブ、フロッピィディスク等を包含
するコンピュータ関連装置において見られるようなデー
タ媒体を回転するために使用されるブラシレスセンサレ
スタイプのモータに関するものである。コンピュータに
おいては、信頼性、軽量性及び正確性のために、三相ブ
ラシレスセンサレスDCモータがますますポピュラーな
ものとなっている。
【0003】このタイプのモータは、実際には、多数の
ステータコイルが複数個のモータポール(極)と共に使
用されるものであるが、通常は、「Y」形態に接続した
3つのコイルを有するステータを有するものと考えるこ
とが可能である。通常、このような適用場面において
は、8ポール(極)モータが使用され、それは12個の
ステータ巻線とロータ上に4個のN−S磁極組を有して
おり、従ってロータの回転当たり4つの電気サイクルを
有するものである。動作について説明すると、「Y」形
態に接続したコイルのうち2つのコイルを介しての電流
経路が確立されると共に3番目のコイルはフローティン
グ状態とされるようなシーケンスでコイルの付勢が行な
われる。これらのシーケンスは、電流経路が変更され即
ちコミュテーションが行なわれると、電流経路を構成す
るコイルのうちの1つがフローティング状態へスイッチ
され、且つ前にフローティング状態にあったコイルが電
流経路内にスイッチ動作されて組込まれるようにこれら
のシーケンスが配列されている。更に、このシーケンス
は、フローティングコイルが電流経路内にスイッチ動作
されて組込まれる場合に、前の電流経路に含まれていた
コイルと同じ方向に電流が流れるように画定される。従
って、三相モータにおける各電気サイクルに対して6個
のコミュテーションシーケンスが画定される。多相DC
モータを動作させる方法及び装置は米国特許第5,22
1,881号により詳細に説明されている。
【0004】モータの位相コミュテーション期間中に、
電流リップルが問題となっており、それはモータによっ
て発生される不所望の音響的雑音を発生したり又モータ
に不必要な摩耗を発生させるものである。従って、DC
モータの性能の重要な目安は、一定でないトルクに起因
する回転加速度であり且つ電流の関数であるリップルで
ある。リップルとステータ巻線を介しての電流との間の
関係については米国特許第5,191,269号により
詳細に説明されている。
【0005】DCモータの性能の別の重要な目安はホス
トシステム及びホスト電源に関する電流要求である。シ
ステムの設計者にとって、DCモータが必要とする平均
電流要求が低く且つ動的要求が低いことが望ましい。熟
練のシステム設計者は、システムの全電力条件を低下さ
せるか、又は効率的な(平均的電流要求が低い)DCモ
ータでシステム性能を向上させることが可能である。逆
に、効率の悪いDCモータはシステム設計者に対して電
源寸法を増大させることを必要とするか又はその他のシ
ステム性能の特徴を諦めることを必要とさせる場合があ
る。
【0006】同様に、電源に関するDCモータの動的負
荷がシステム設計者によって考慮にいれることが必要と
される場合がある。過剰な動的負荷は電源をして「クロ
ーバー」させる場合があり、尚クローバーとは電源がシ
ステム内に短絡回路があるものと考える場合に電源が自
分自身を保護する機能である。更に、動的負荷が大きい
場合にはシステムへノイズが付加される。動的負荷が大
きければ大きい程、システム設計者が動的負荷に関連す
る一時的な電圧スパイクからシステムを保護することは
より一層困難となる。従って、システム設計者にとって
動的電流条件の低いDCモータとすることが得策であ
る。
【0007】ステータ巻線内の電流の流れは、通常は、
図1における回路によって制御される。それはブラシレ
スDCモータに対する電流ドライバの出力段を示してい
る。この形態において遭遇する問題は、スイッチ30を
「0」位置へ移動させることによって出力段がターンオ
フされる場合に、フィードバックループ60が開放状態
となり、エラー増幅器10の内在的なオフセット電圧に
起因して、入力Vinが0Vとされたとしても、補償コ
ンデンサ20はエラー増幅器10の出力レベルへ充電さ
れる。従って、出力段はスイッチ30によって「1」位
置へ戻されると、出力段における電流は、本ループが線
形動作モードに入るまで、ステータコイル45及び検知
抵抗55によって制限されるに過ぎない。補償コンデン
サ20の値に依存して、該コンデンサを放電させるのに
必要な時間はかなりのものとなる場合があり、従って出
力電流スパイクの期間もかなりのものとなる場合があ
る。このことは、本システムの電源に関して過剰な電流
要求を形成することとなる。システムの電源に関する不
所望な負荷に加えて、電流スパイクはコンポーネントを
して付加的なパワーを散逸させることによりコンポーネ
ントに対する電気的ストレスを増加させる。これらの装
置は多くの場合にラップトップ又はノートブック型のコ
ンピュータにおいて使用され、その場合には冷却のため
の空気の通気が制限されているので、電力散逸が増加す
ると動作温度を増加させる場合がある。当該技術分野に
おいて周知の如く、半導体装置の信頼性は動作温度に逆
比例しており、そのことは、ステータ巻線用の電流ドラ
イバの電力段における電力散逸が増加することは信頼性
を減少させる場合があることを意味している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した如
き従来技術の欠点を解消し、ブラシレスDCモータのス
テータ巻線への電流の供給をイネーブル即ち動作可能状
態とさせる場合に高電流スパイクを減少させる技術を提
供することである。本発明の更に別の目的とするところ
は、ブラシレスDCモータにおけるステータ巻線への電
流をイネーブル即ち動作可能状態とさせることによって
発生するシステムの電源への動的負荷を減少させる技術
を提供することである。本発明の更に別の目的とすると
ころは、ステータ巻線における電流スパイクを減少させ
ることによってブラシレスDCモータ用の電流ドライバ
の出力段に対する電気的ストレスを減少させる技術を提
供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ブラシレスD
Cモータにおけるステータコイルにおいての電流スパイ
クを減少させる回路を提供している。本回路は、入力電
圧とフィードバック電圧とを比較する手段と、該比較す
る手段の出力を積分する手段と、該積分する手段を選択
的に放電させる手段と、前記比較する手段の積分した出
力に応答してステータを駆動するステータ駆動回路と、
ステータコイル回路を選択的にイネーブル及びディスエ
ーブルさせる手段とを有している。
【0010】
【実施例】図2は本発明の一実施例に基づいて構成され
たブラシレスDCモータ用の電流ドライバの出力段を示
している。電圧比較器110が入力電圧Vinを受取
り、且つ入力電圧Vinを、コイル145を介しての電
流の流れに関連しており且つ比例するフィードバックル
ープ160における検知電圧と比較する。比較器110
の出力は、抵抗115とコンデンサ120とから構成さ
れる積分器を有する補償回路・放電スイッチ170へ供
給される。抵抗115とコンデンサ120との直列接続
の一端は接地されている。比較器110からの出力電圧
は電流へ変換され、それはコンデンサ120の上側に電
荷として格納される。この比較器の出力における変化が
検知されると、コンデンサ120は充電されるか又は放
電されて補償された電圧が増幅器125へ印加される。
増幅器125の出力は、スイッチ130が「オン」位置
即ち「1」位置にある場合に、増幅器140へ印加さ
れ、増幅器140は電界効果トランジスタ150を駆動
し、従ってインダクタ145及び抵抗155を介して電
流が接地へ流れることを許容する。コミュテーション即
ち「パワーディスエーブル」が発生し、且つインダクタ
145を介して電流の流れを取除くことが望まれる場合
には、スイッチ130が「0」位置とされ且つスイッチ
135が同時的に「0」の位置とされる。これによっ
て、コンデンサ120はスイッチ135及び増幅器14
0を介して接地へ放電され、トランジスタ150へ0V
出力を供給し、トランジスタ150はオフ状態となる。
【0011】図3は図2と類似しているが、スイッチ1
30が削除されている。この場合に、スイッチ135が
再度「0」位置とされると、抵抗115とコンデンサ1
20の直列接続を有する補償回路が放電される。補償回
路の放電と同時的に、増幅器125が0状態に保持さ
れ、且つ増幅器140の出力も0状態に保持されて、F
ET150をオフ状態に維持する。
【0012】図4は補償回路170の別の実施例を示し
ており、この場合には、コンデンサ120を横断して接
地への直接的な短絡回路を与えることによってコンデン
サ120をより迅速に放電させるためにスイッチ135
が設けられており、従ってコンデンサ120をより迅速
に放電させることを可能とさせている。図6は図4と同
じであるが、スイッチと直列して更にダイオードが設け
られている。この実施例においては、ダイオードはコン
デンサが完全に放電されることを防止する。この場合に
コンデンサに付加される電圧は、ドライバ回路がイネー
ブル即ち動作可能状態とされる場合に、コンデンサをチ
ャージアップするための必要な電流をより少ないものと
させる利点を与えている。注意すべきことであるが、こ
のダイオードは本発明の実施例のいずれのものに対して
も付加させることが可能である。更に注意すべきことで
あるが、当業者は与えられた適用場面において所望され
る残留電圧を選択するために、例えばツェナーダイオー
ド及びプログラマブル電圧基準等のその他の装置又は電
圧基準を使用することも可能である。
【0013】図5は図2の実施例において使用すること
を意図した補償回路の更に別の実施例を示しており、こ
の場合には、スイッチ135がオン位置にあり、抵抗1
15の上端を増幅器125の入力及び増幅器110の出
力へ接続させている。放電モードにある場合に、スイッ
チ135は抵抗115とコンデンサ120とを包含する
補償回路を放電させる。スイッチ135は、例えばバイ
ポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、又はその
他の電子装置の組合わせ等のトランジスタを使用するこ
とによって実現させることが可能である。
【0014】図7は本発明の実施例を使用することの可
能なブラシレス多相DCモータシステムのブロック図を
示している。このブロック図において、電源300はシ
ステム電源であり、それはモータシステム200を動作
させるのに必要な電圧及び電流を供給する。該モータシ
ステムは、ロータ260とホール効果検知器270と、
コミュテータ280と、ステータ巻線ドライバ回路29
0と、ステータ巻線230,240,250を具備する
ステータ220とを有している。通常、電源300によ
ってパワー即ち電力が供給され且つロータ260の位置
を表わすホール効果検知器270に応答するコミュテー
タ280に応答してステータ巻線ドライバ回路290に
よってパワーが制御される。米国特許第5,191,2
69号は、ブラシレス多相DCモータシステムを詳細に
説明している。
【0015】注意すべきことであるが、本発明回路は単
一の集積回路として実現することが可能である。従っ
て、本発明はコストの点で著しく有利であり且つ信頼性
も従来技術と比較して著しく向上されている。
【0016】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術におけるブラシレスDCモータ用の
電流ドライバの出力段を示した概略図。
【図2】 本発明の一実施例に基づいて構成したブラシ
レスDCモータ用の電流ドライバの出力段を示した概略
図。
【図3】 本発明の第二実施例に基づいて構成したブラ
シレスDCモータ用の電流ドライバの出力段を示した概
略図。
【図4】 本発明の第三実施例を示した概略図。
【図5】 本発明の第四実施例を示した概略図。
【図6】 本発明の第五実施例を示した概略図。
【図7】 本発明の実施例を使用することの可能なブラ
シレス多相DCモータシステムを示したブロック図。
【符号の説明】
110 電圧比較器 115 抵抗 120 コンデンサ 125,140 増幅器 130 スイッチ 145 コイル(インダクタ) 160 フィードバックループ 170 補償回路・放電スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータにおけるステータコイルを介して
    の電流を駆動する回路において、 電圧増幅器が設けられており、 前記電圧増幅器の出力を補償する補償回路が設けられて
    おり、 前記補償回路からの電流を選択的に放電させる選択可能
    な電流経路が設けられている、ことを特徴とする回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記補償回路がコン
    デンサを有することを特徴とする回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記補償回路がコン
    デンサと抵抗とを有することを特徴とする回路。
JP03986195A 1994-02-28 1995-02-28 ステータ巻線内の高電流スパイクを回避する回路及び方法 Expired - Lifetime JP3602183B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202828 1994-02-28
US08/202,828 US6297603B1 (en) 1994-02-28 1994-02-28 Circuit and method to avoid high current spikes in stator windings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0837794A true JPH0837794A (ja) 1996-02-06
JP3602183B2 JP3602183B2 (ja) 2004-12-15

Family

ID=22751428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03986195A Expired - Lifetime JP3602183B2 (ja) 1994-02-28 1995-02-28 ステータ巻線内の高電流スパイクを回避する回路及び方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6297603B1 (ja)
EP (1) EP0669706B1 (ja)
JP (1) JP3602183B2 (ja)
DE (1) DE69410779T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200415A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Tokai Rika Co Ltd 通信端末及びデータ通信システム

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4444511B2 (ja) * 1998-12-08 2010-03-31 エーベーエム−パプスト ザンクト ゲオルゲン ゲーエムベーハー ウント コー.カーゲー 電子コミュテーション式モータ
JP3911663B2 (ja) * 2001-10-11 2007-05-09 ミネベア株式会社 ブラシレス直流ファンモータのドライブ回路
US7038431B2 (en) * 2003-08-07 2006-05-02 Jamel Benbrik Zero tracking for low drop output regulators
JP2006006066A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Brother Ind Ltd モータ駆動装置及び画像形成装置
FR3013170B1 (fr) * 2013-11-14 2015-12-25 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede d'evacuation de l'energie stockee dans un stator d'un moteur electrique
CN109695768B (zh) * 2017-10-20 2020-10-16 深圳市美好创亿医疗科技股份有限公司 低功耗电磁阀驱动电路

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699989A (en) * 1970-06-18 1972-10-24 Lummus Co Feedback control apparatus
US4262236A (en) * 1979-04-11 1981-04-14 General Motors Corporation Commutatorless direct current motor drive system
US4319173A (en) * 1980-06-12 1982-03-09 Rockwell International Corporation Dual polarity fast discharge integrator apparatus
AT374597B (de) * 1981-12-23 1984-05-10 Siemens Ag Oesterreich Schaltungsanordnung fuer eine abloesende regelung
DE3207863A1 (de) * 1982-03-05 1983-09-22 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Regeleinrichtung fuer ein elektromechanisches stellwerk, insbesondere bei einer brennkraftmaschine mit selbstzuendung
US4472666A (en) * 1982-09-21 1984-09-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless DC motor
US4843288A (en) * 1988-03-28 1989-06-27 Rigidyne Corporation Phase locked motor control system for multiple disk drive units
US4988939A (en) 1989-08-04 1991-01-29 Thor Technology Corporation Electric motor with variable commutation delay
US5221881A (en) * 1991-10-03 1993-06-22 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Method and apparatus for operating polyphase DC motors
US5191269A (en) * 1991-10-10 1993-03-02 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Brushless direct current motor with minimized current ripple and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200415A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Tokai Rika Co Ltd 通信端末及びデータ通信システム

Also Published As

Publication number Publication date
US6297603B1 (en) 2001-10-02
DE69410779D1 (de) 1998-07-09
EP0669706A1 (en) 1995-08-30
DE69410779T2 (de) 1998-11-05
JP3602183B2 (ja) 2004-12-15
EP0669706B1 (en) 1998-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6528968B2 (en) Brushless-motor driver in PWM mode
JP3304129B2 (ja) モータ駆動装置及び方法
US5614797A (en) Stator coil driver circuit for a brushless DC motor
US20080218108A1 (en) Motor driving device and motor unit
US5859511A (en) Motor with input-controlled high side driver
JPH06225582A (ja) 多相dcモータの動作における過剰温度警告サイクル
US6713979B2 (en) Actuator drive circuit
JPH11206177A (ja) パルス幅延長から線形制御への遷移を改良した方法及び装置
US5550446A (en) Dual slew rate circuit for driver transistors in disk drives
KR101271546B1 (ko) Dc 모터를 제어하기 위한 시스템들 및 방법들
JP3602183B2 (ja) ステータ巻線内の高電流スパイクを回避する回路及び方法
WO2008004177A2 (en) Method for controlling a deceleration process of a dc motor and controller
JP4302675B2 (ja) ファンモーター回転速度制御回路およびその電圧調節モジュール
KR19990072258A (ko) 센서레스모터드라이버
JP3679153B2 (ja) ステータ巻線内の循環電流をクランプする方法及び回路
US6215266B1 (en) System and method for low acoustic noise spindle motor commutation
US5589744A (en) Slew rate control circuit for a lowside driver of a DC motor
US6020699A (en) Circuitry and method for controllable slew rate
US20030085682A1 (en) Motor control circuit which reduces current transients at commutation state transitions
Wang et al. Sensorless control technology for single phase BLDCM based on the winding time-sharing method
JP3365249B2 (ja) モータ駆動装置
US20220393631A1 (en) Fast deceleration of pmsm and bldc motors using recirculation braking
JP2004032953A (ja) モータ駆動制御回路及びモータ駆動装置
JP3954815B2 (ja) ブラシレスモータの駆動回路
JP3568114B2 (ja) モータ駆動回路、駆動回路付きモータ

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040727

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040922

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081001

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091001

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101001

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111001

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121001

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term