JPH09205794A - 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

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JPH09205794A
JPH09205794A JP8011665A JP1166596A JPH09205794A JP H09205794 A JPH09205794 A JP H09205794A JP 8011665 A JP8011665 A JP 8011665A JP 1166596 A JP1166596 A JP 1166596A JP H09205794 A JPH09205794 A JP H09205794A
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JP
Japan
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voltage
resistor
hall elements
brushless motor
magnetoelectric conversion
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JP8011665A
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Inventor
Yasuhiro Okada
康弘 岡田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電源電圧の変動に対してホール素子より一定の
出力電圧を得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。 【解決手段】複数のホール素子1〜3と、これらのホー
ル素子1〜3の出力を増幅する増幅器4〜6と、これら
の増幅器4〜6の出力電圧に基づいて通電が順次切り換
えられる駆動コイル7〜9とを備えたブラシレスモータ
の駆動装置であって、第1の抵抗11および第2の抵抗
12を直列に接続してなりホール素子1〜3に並列に接
続された抵抗分圧回路と、第1の抵抗11および第2の
抵抗12の共通接続点を負側の入力端子に接続し基準電
圧源13を正側の入力端子に接続して出力端子をホール
素子1〜3に接続した誤差増幅器10とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種駆動装置に
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。
【0002】
【従来の技術】近年、直流ブラシレスモータには回転子
の位置検出素子として、磁電変換素子、とりわけホール
素子が多用されている。しかしながら、このホール素子
は温度による変化が大きいため、ホール素子の出力電圧
の温度特性を補正する回路方式が提案されている。
【0003】図3は従来の一般的な位置検出装置であ
り、ホール素子1〜3が並列に接続されるとともに過大
電圧からホール素子1〜3を保護するために抵抗15,
16が接続されている。ホール素子1〜3の入力抵抗値
は負の温度特性をもっており、通常のカーボン抵抗に比
べて温度変化による抵抗値変化が一桁以上大きい。たと
えば、ホール素子1〜3の入力抵抗値Rhオームとし、
抵抗15,16の抵抗値R1 オームとし、電源電圧Vc
cとすると、位置検出回路のホール素子1〜3の出力電
圧Vhは、 Vh=Vcc・Rh/(R1 +Rh+R1 ) ………(1) となる。ホール素子1〜3の入力抵抗値Rhは高温では
温度特性により小さくなるので、式(1)よりホール素
子1〜3の出力電圧Vhも小さくなり、図4に示す特性
となる。
【0004】そのため、プラシレスモータのリニア通電
において、ホール素子1〜3の出力電圧の変化により低
温時には出力電圧が大となり、スイッチング通電に近づ
いたり、高温時には反対に出力電圧が小さくなり、回転
数対トルク特性が変化したりすることになり、リニア通
電のメリットが損なわれるのみならず、ブラシレスモー
タの重大な欠陥となる。また(1)式で明らかなよう
に、出力電圧Vhは電源電圧Vccに比例し、電源電圧
Vccが大きくなれば出力電圧Vhも大となり、電源電
圧Vccが小さくなれば出力電圧も小さくなり駆動に影
響を与える。
【0005】温度変化についてはこれを改善する目的
で、実開昭62-188977 号公報には図3でホール素子1〜
3と並列に抵抗を接続してホール素子1〜3の出力電圧
の温度特性を改善している例がある。また別の従来例と
して、実公平7-23039 号には図5に示すように、電圧V
ccの電源端子間に抵抗17〜19を接続して、第1の
分圧端子22と第2の分圧端子23とを有する抵抗分圧
回路を形成し、第1の分圧端子22に第1のトランジス
タ20のベースを接続し、第2の分圧端子23に第2の
トランジスタ21のベースを接続して定電圧回路を構成
するとともに、ホール素子1〜3の2つの電流制御端子
を各々第1のトランジスタ20のエミッタおよび第2の
トランジスタ21のエミッタに接続し、第1のトランジ
スタ20のエミッタおよび第2のトランジスタ21のエ
ミッタから得られる電圧がホール素子1〜3の電流制御
端子に印加されてホール素子1〜3の出力電圧が図6に
示すように温度特性に影響しなくする具体的な構成が提
示されている。
【0006】すなわち、図5の従来例で第1のトランジ
スタ20および第2のトランジスタ21のベース・エミ
ッタ間電圧Vbe、抵抗17の抵抗値a、抵抗18の抵
抗値b、抵抗19の抵抗値cとすると、ホール素子1〜
3の入力電圧Vhは Vh={Vcc・b/(a+b+c)}−Vbe ………(2) であらわされ、ホール素子1〜3の入力電圧Vhはホー
ル素子1〜3の入力抵抗値Rhの変化に影響されない。
また回転子磁石(ロータマグネット)の出力磁界とホー
ル素子1〜3の感度を選択し、抵抗の抵抗値を限られた
範囲で選択すれば、ベース・エミッタ間電圧Vbeが−
2mV/℃の温度特性をもち回転子磁石のフェライト系
マグネットの温度特性−0.2%/℃をキャンセルする
ため、回転子磁石の磁界が低下しても、入力電圧Vhが
増加することによりホール素子1〜3の温度特性は一定
に保つことができる。しかし式(2)より電源電圧Vc
cが上がればホール素子1〜3の出力電圧は大となり、
電源電圧が低くなればホール素子1〜3の出力電圧は小
さくなって明らかに変化する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、図5に
示す従来例では、第1のトランジスタ20および第2の
トランジスタ21のベース・エミッタ間電圧Vbeの固
有の温度特性(−2mV/℃)が回転子磁石の温度特性
をキャンセルする構成であるが、回転子磁石は温度特性
が例えばフェライト系マグネットであれば−0.2%/
℃であり、サマリウムコバルト系マグネットであれば−
0.03%/℃、ネオジウム鉄系マグネットであれば−
0.13%/℃であり、それぞれ温度特性が異なるため
マグネットが変われば温度特性をキャンセルされず温度
特性の改善ができなくなる。
【0008】また電源電圧が変動した場合もホール素子
1〜3の出力電圧が変化し、安定したホール素子1〜3
の出力電圧を得ることができなかった。この発明は、こ
のような従来の問題点を解決するもので、電源電圧の変
動に対して磁電変換素子より一定の出力電圧を得ること
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
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のブラシレ
スモータの駆動装置は、固定子に配置され電源に接続さ
れて回転子磁石による磁界を検出する複数の磁電変換素
子と、これらの磁電変換素子の出力を増幅する増幅器
と、これらの増幅器の出力電圧に基づいて通電が順次切
り換えられる駆動コイルとを備えたブラシレスモータの
駆動装置であって、第1の抵抗および第2の抵抗を直列
に接続してなり磁電変換素子に並列に接続された抵抗分
圧回路と、第1の抵抗および第2の抵抗の共通接続点を
負側の入力端子に接続し基準電圧源を正側の入力端子に
接続して出力端子を磁電変換素子に接続した誤差増幅器
とを有することを特徴とするものである。
【0010】請求項1記載のブラシレスモータの駆動装
置によれば、抵抗分圧回路の分圧点と基準電圧が誤差増
幅器により比較され、誤差増幅器の電圧帰還により抵抗
分圧回路の分圧が基準電圧と等しくなるように動作する
ので、磁電変換素子に印加する入力電圧は基準電圧に対
して抵抗分圧回路の抵抗比で決まり、電源電圧に依存し
ない一定電圧が印加される。したがって、磁電変換素子
の入力電圧は磁電変換素子の入力抵抗の変化に影響され
ず、また磁電変換素子の出力電圧は電源電圧の影響を受
けない。
【0011】請求項2記載のブラシレスモータの駆動装
置は、請求項1において、第1の抵抗および第2の抵抗
のいずれか一方は正の温度係数を有するものである。請
求項2記載のブラシレスモータの駆動装置によれば、請
求項1の効果のほか、抵抗分圧回路の一方の抵抗の温度
特性を回転子磁石の温度特性と等しい正の温度係数とす
ることにより、回転子磁石の磁束が温度により変化して
も、磁電変換素子の出力電圧は温度変化で変化しない特
性となり、ブラシレスモータの駆動装置として応用範囲
が広がる。たとえば、高温時でも出力が一定でモータ駆
動信号を安定に生成でき、リニア通電方式のブラシレス
モータに使用した場合のリニア通電方式のメリットを損
なうことなく常に安定したモータ駆動特性が得られ、低
温時にも騒音や振動が増加しないブラシレスモータの駆
動装置を実現することができる。したがって、マグネッ
トの種類が変わっても温度特性を補正できるとともに、
磁電変換素子のばらつきや温度特性および回転子磁石の
磁束の温度特性が磁電変換素子の出力電圧に影響せずに
安定した磁電変換素子の出力電圧を得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を図1お
よび図2により説明する。図1において、1〜3は位置
検出素子としての磁電変換素子であるホール素子、4〜
6は三相の電機子コイルを駆動する増幅器、7〜9は回
転子磁石を駆動する電機子コイルの駆動コイル、10は
誤差増幅器、11は第1の抵抗、12は第2の抵抗であ
り第1の抵抗11と直列に接続されて抵抗分圧回路を構
成する。13は基準電圧源であり、ホール素子1〜3、
誤差増幅器10、抵抗分圧回路および基準電圧源13に
より位置検出装置を構成している。
【0013】このブラシレスモータの駆動装置は、固定
子(図示せず)に配置されて回転子磁石(図示せず)に
よる磁界を検出する複数のホール素子1〜3が直列に接
続され、その正側入力端子を電圧Vccの電源に接続し
ている。そして、ホール素子1〜3の出力を増幅する増
幅器4〜6の出力に基づいて駆動コイル4〜6への通電
が順次切り換えられ、これにより回転子磁石に回転力が
加わり、回転子が回転する。
【0014】抵抗分圧回路は、第1の抵抗11および第
2の抵抗12が直列に接続されて、ホール素子1〜3の
直列回路に並列に接続されている。誤差増幅器10は、
第1の抵抗11および第2の抵抗12の共通接続点に負
側の入力端子を接続し、電源端子と正側の入力端子の間
に基準電圧源13を接続して、出力端子をホール素子1
〜3の負側入力端子に接続している。
【0015】この実施の形態によれば、誤差増幅器10
の電圧帰還により抵抗分圧回路の分圧が基準電圧と等し
くなるように動作し、ホール素子1〜3の印加する入力
電圧は基準電圧に対して抵抗分圧回路の抵抗比で決まる
一定電圧が印加される。ここで、第1の抵抗11の抵抗
値R1 、第2の抵抗12の抵抗値R2 、基準電圧源13
の電圧値V1 とすると、ホール素子1〜3の入力電圧V
hは、 Vh=V1 ・R2 /R1 ………(3) となり、ホール素子1〜3の入力電圧Vhはホール素子
1〜3の入力抵抗値Rhの変化に影響されない。また式
(3)から明らかなようにホール素子1〜3の出力電圧
は電源電圧の影響を受けない。
【0016】また、第1の抵抗11および第2の抵抗1
2のいずれか一方は正の温度係数を有し、その温度特性
を回転子磁石の温度特性と等しい温度係数とすることに
より、回転子磁石の磁束が温度により変化しても、ホー
ル素子1〜3の出力電圧は温度変化で変化しない特性と
なり、ブラシレスモータの駆動装置として応用範囲が広
がる。
【0017】たとえば、式(3)において抵抗分圧回路
の第2の抵抗12として、回転子磁石の温度特性、たと
えばフェライトマグネットであれば2000ppmつま
り0.2%/℃の正の温度係数を有する抵抗を使用すれ
ば、高温で回転子磁石の磁界が低下してもホール素子1
〜3の入力電圧Vhが増加することによりホール素子1
〜3の出力電圧は一定に保たれる。また低温で回転子磁
石の磁界が増えても入力電圧Vhが低下することによ
り、ホール素子1〜3の出力電圧は一定に保たれる。実
際にホール素子1〜3の出力電圧は図2で示すように0
℃〜60℃の間で一定に保たれた。
【0018】すなわち、高温時にも出力が一定であるの
でモータ駆動信号を安定に生成でき、リニア通電方式の
ブラシレスモータに使用した場合のリニア通電方式のメ
リットを損なうことなく常に安定したモータ駆動特性が
得られ、低温時にも騒音や振動が増加しないブラシレス
モータの駆動装置を実現することができる。したがっ
て、マグネットの種類が変わっても温度特性を補正でき
るとともに、ホール素子1〜3のばらつきや温度特性お
よび回転子磁石の磁束の温度特性がホール素子1〜3の
出力電圧に影響せずに安定したホール素子1〜3の出力
電圧を得ることができる。
【0019】特に、IC化の際に少ない外付け部品点数
で、任意の出力を得ることができる位置検出手段とし
て、ホール素子駆動回路装置を有するブラシレスモータ
を実現できる。なお、ホール素子1〜3は直列に接続し
ているが、この発明においてはホール素子1〜3を並列
に接続しても抵抗分圧回路の抵抗比を変えるだけで、前
記した実施の形態と同様な温度特性を得ることができ
る。
【0020】また、実施の形態ではホール素子1〜3の
出力信号を増幅器4〜6で増幅した出力で回転子磁石を
駆動する駆動コイルに直接通電しているが、これに限ら
ず、増幅器4〜6の出力電圧に基づいて駆動コイルへの
通電を順次切り換えるものであればよい。
【0021】
【発明の効果】請求項1記載のブラシレスモータの駆動
装置によれば、抵抗分圧回路の分圧点と基準電圧が誤差
増幅器により比較され、誤差増幅器の電圧帰還により抵
抗分圧回路の分圧が基準電圧と等しくなるように動作す
るので、磁電変換素子に印加する入力電圧は基準電圧に
対して抵抗分圧回路の抵抗比で決まり、電源電圧に依存
しない一定電圧が印加される。したがって、磁電変換素
子の入力電圧は磁電変換素子の入力抵抗の変化に影響さ
れず、また磁電変換素子の出力電圧は電源電圧の影響を
受けない。
【0022】請求項2記載のブラシレスモータの駆動装
置によれば、請求項1において、第1の抵抗および第2
の抵抗のいずれか一方は正の温度係数を有するため、請
求項1の効果のほか、抵抗分圧回路の一方の抵抗の温度
特性を回転子磁石の温度特性と等しい正の温度係数とす
ることにより、回転子磁石の磁束が温度により変化して
も、磁電変換素子の出力電圧は温度変化で変化しない特
性となり、ブラシレスモータの駆動装置として応用範囲
が広がる。たとえば、高温時でも出力が一定でモータ駆
動信号を安定に生成でき、リニア通電方式のブラシレス
モータに使用した場合のリニア通電方式のメリットを損
なうことなく常に安定したモータ駆動特性が得られ、低
温時にも騒音や振動が増加しないブラシレスモータの駆
動装置を実現することができる。したがって、マグネッ
トの種類が変わっても温度特性を補正できるとともに、
磁電変換素子のばらつきや温度特性および回転子磁石の
磁束の温度特性が磁電変換素子の出力電圧に影響せずに
安定した磁電変換素子の出力電圧を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態の回路図である。
【図2】ホール素子の出力電圧の周囲温度特性図であ
る。
【図3】従来例の位置検出装置の回路図である。
【図4】そのホール素子の出力電圧の周囲温度特性図で
ある。
【図5】他の従来例の位置検出装置の回路図である。
【図6】そのホール素子の出力電圧の周囲温度特性図で
ある。
【符号の説明】
1〜3 磁電変換素子であるホール素子 4〜6 増幅器 7〜9 駆動コイル 10 誤差増幅器 11 第1の抵抗 12 第2の抵抗 13 基準電圧源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子に配置され電源に接続されて回転
    子磁石による磁界を検出する複数の磁電変換素子と、こ
    れらの磁電変換素子の出力を増幅する増幅器と、これら
    の増幅器の出力電圧に基づいて通電が順次切り換えられ
    る駆動コイルとを備えたブラシレスモータの駆動装置で
    あって、 第1の抵抗および第2の抵抗を直列に接続してなり前記
    磁電変換素子に並列に接続された抵抗分圧回路と、前記
    第1の抵抗および前記第2の抵抗の共通接続点を負側の
    入力端子に接続し基準電圧源を正側の入力端子に接続し
    て出力端子を前記磁電変換素子に接続した誤差増幅器と
    を有することを特徴とするブラシレスモータの駆動装
    置。
  2. 【請求項2】 第1の抵抗および第2の抵抗のいずれか
    一方は正の温度係数を有する請求項1記載のブラシレス
    モータの駆動装置。
JP8011665A 1996-01-26 1996-01-26 ブラシレスモータの駆動装置 Pending JPH09205794A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005292800A (ja) * 2004-03-09 2005-10-20 Pentax Corp 像ブレ補正装置
JP2009026423A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Denso Corp 車載装置

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