JPH104695A - ブラシレスモータの回転数検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転数検出回路の誤動作を防止して正確な回
転数検出信号が得られ、且つモ−タの小型化に適したブ
ラシレスモータの回転数検出装置を提供する。 【解決手段】 各相の駆動コイル３１ａにより構成され
る駆動コイル３１と、これらの駆動コイル３１ａに駆動
電流を供給する駆動回路３２と、これらの駆動コイル３
１ａに誘起される逆起電圧を波形整形する逆起電圧波形
整形回路２と、図示しないマグネットロ−タの回転角を
検出して得られる位置信号を駆動回路３２より取り出
し、この位置信号を波形整形する各相ごとのシュミット
トリガ回路３ａにより構成される位置信号波形整形回路
３と、逆起電圧波形整形回路２の出力と位置信号波形整
形回路３の出力とを演算する論理演算回路４と、この論
理演算回路から出力された各相ごとの出力を加算してモ
−タの回転数検出信号を出力する加算回路５とにより構
成されるブラシレスモータの回転数検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に音響機器や映
像機器に用いるブラシレスモータの回転数検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のブラシレスモータの回転
数検出装置の一例の構成図であり、回転数検出装置３０
は、図示しないマグネットロ−タと、このマグネットロ
−タと対向して設けられた例えば３相の各駆動コイル３
１ａにより構成される駆動コイル３１と、各駆動コイル
３１ａに駆動電流を供給する駆動回路３２と、この各駆
動コイル３１ａに誘起される逆起電圧を波形整形する各
波形整形回路３３ａにより構成される波形整形回路３３
と、この波形整形された各相の逆起電圧を加算する加算
回路３４、及び後述する誤動作防止回路３５とにより構
成される。

【０００３】図４は、前記回転数検出装置の１相分の各
部波形で、同図（Ｈ）は各駆動コイル３１ａに供給され
る駆動電流を、同図（Ｉ）は各駆動コイル３１ａに誘起
される逆起電圧を、同図（Ｊ）は各波形整形回路３３ａ
の出力電圧を示す。

【０００４】実際には各駆動コイル３１ａは電気角で１
２０度ずつ離れて配置されて１２０度の位相差をもって
駆動電流が流され、１２０度の位相差をもって逆起電圧
が発生するが、波形は同様のため図示及びその説明を省
略する。同図（Ｈ）の駆動電流は、同図（Ｉ）の逆起電
圧のピ−ク点ｐを中心に電気角で約１２０度通電され、
次に同図（Ｉ）の逆起電圧の交番点ｋ、即ちゼロクロス
点ｋを中心に電気角で約６０度無通電となり、その後は
電気角で約１２０度負方向に通電される。この通電と無
通電を正負交互に繰返すよう流される。

【０００５】前記無通電区間における交番点（ゼロクロ
ス点）ｋを検出することによってモータの回転数を検出
できる。このために逆起電圧は波形整形回路３３ａで整
形され、同図（Ｊ）に示す波形で出力される。しかし、
この構成によれば各相の駆動コイルの電流切替をする際
に、各駆動コイルには、本来の逆起電圧に重畳してフラ
イバックパルスによる雑音ｎが重畳することがある。

【０００６】このフライバックパルスによる雑音ｎは、
モ−タの起動時や加速時等に発生し易く、この雑音が発
生すると同図（Ｊ）の出力電圧には誤信号ｍが生成さ
れ、回転数検出装置３０が誤動作してしまう。このため
に、従来は図３に示すように、例えばコンデンサ３５ａ
と抵抗３５ｂで構成した誤動作防止回路３５等を各駆動
コイル３１ａとア−ス間に挿入し、このフライバックパ
ルスによる雑音ｎのレベルを下げて誤動作を防止してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、誤動作しない
レベルまでこのフライバックパルスの雑音ｎのレベルを
落とすためには、コンデンサ３５ａとして比較的容量の
大きなものが必要であった。従ってコンデンサ３５ａの
形状も大きくなり、モ−タの小型化を図るのに都合が悪
かった。

【０００８】そこで本発明の目的は、回転数検出回路の
誤動作を防止して正確な回転数検出信号が得られ、且つ
モ−タの小型化に適したブラシレスモータの回転数検出
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたものであって、電機子を構成する多
相の駆動コイルと、多極に着磁されたマグネットロータ
と、このマグネットロータの回転角を示す位置信号を出
力する位置信号検出手段とを有するブラシレスモータの
回転数検出装置において、前記駆動コイルの逆起電圧を
波形整形する逆起電圧波形整形回路と、前記位置信号を
波形整形する位置信号波形整形回路と、前記逆起電圧波
形整形回路の出力と前記位置信号波形整形回路の出力と
を演算して逆起電圧の一部のゼロクロス点で出力レベル
が反転するようにした論理演算回路とを備え、前記位置
信号波形整形回路はその出力が第１のレベルにある第１
の期間が第２のレベルにある第２の期間より長くなるよ
うな閾値を有し、前記論理演算回路は前記逆起電圧のゼ
ロクロス点においても前記第２の期間では出力が反転し
ないようにしたブラシレスモータの回転数検出装置であ
る。

【００１０】上記の構成により、駆動コイルの電流切替
に伴って駆動コイルの逆起電圧に現れる偽りのゼロクロ
ス点付近においては出力レベルが変らないというよう
に、前記論理演算回路が不感帯を有するようにし、真の
ゼロクロス点でのみ出力が反転するようにして、正確な
速度信号を得られるようにしたものである。

【００１１】駆動コイルの逆起電圧は逆起電圧波形整形
回路で波形整形され、位置信号波形整形回路では出力Ｓ
iのエッジが、フライバックパルスによって形成される
逆起電圧の偽のゼロクロス点ｙ1と真のゼロクロス点ｘ1
との間になるように閾値を設定し、逆起電圧波形整形回
路では、逆起電圧のうちの誤信号による立上がり時ｙ1
から真（本来）の逆起電圧の立上がり時ｘ1までの間に
出力が立下がり、この低レベル期間が１／２周期より長
くなるよう波形整形が行われる。

【００１２】次に、これらの波形整形された逆起電圧及
び位置信号は論理演算回路に入力される。この論理演算
回路では、位置信号波形整形回路の出力Ｓiが低レベル
の時には、逆起電圧波形整形回路の出力Ｓgの立上がり
時にその時の位置信号波形整形回路の出力Ｓiと同じ高
又は低レベルの信号を出力し、且つ位置信号波形整形回
路の出力Ｓiが高レベルになった時は無条件で高レベル
の信号を出力するように動作する。

【００１３】一方前記出力Ｓiが高レベルの時には論理
演算回路の出力は無条件で高レベルとなっているから前
記出力Ｓgの立上がり時においても論理演算回路の出力
は反転しない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に従って説明する。図１は本発明に係るブラシレ
スモータの回転数検出装置の一例の構成図、図２は同各
部波形である。尚、図中従来例と同じ部分は同一番号を
付して説明を省略する。

【００１５】図１は３相ブラシレスモータによって本発
明の一例を示し、ブラシレスモータの回転数検出装置１
は、各相の駆動コイル３１ａにより構成される駆動コイ
ル３１と、これらの駆動コイル３１ａに駆動電流を供給
する駆動回路３２と、これらの駆動コイル３１ａに誘起
される逆起電圧を波形整形する逆起電圧波形整形回路２
と、図示しないマグネットロ−タの回転角を検出して得
られる位置信号を駆動回路３２より取り出し、この位置
信号を波形整形する各相ごとのシュミットトリガ回路３
ａにより構成される位置信号波形整形回路３と、逆起電
圧波形整形回路２の出力と位置信号波形整形回路３の出
力とを演算する論理演算回路４と、この論理演算回路か
ら出力された各相ごとの出力を加算してモ−タの回転数
検出信号を出力する加算回路５とにより構成される。

【００１６】マグネットロ−タ、即ち回転子の回転角を
示す位置信号の検出は、例えば、電気角で１２０度ずつ
離間してステ−タに固定した３つのホ−ル素子によって
前記マグネットロータの磁束密度を検出して行われる。
次に、図１と共に図２を参照しながら動作について説明
する。尚、従来の技術において説明したのと同様に１相
の駆動コイル３１ａについて説明し、他は省略する。

【００１７】駆動回路３２は各駆動コイル３１ａに駆動
電流を供給し、マグネットロ−タに回転力を与える。一
方、各駆動コイル３１ａには逆起電圧が誘起される。

【００１８】図２（Ｈ）は駆動コイルの駆動電流を、同
図（Ｉ）は駆動コイルの逆起電圧を示している。この逆
起電圧は逆起電圧波形整形回路２に入力され、２つのレ
ベルにある矩形波に波形整形されて図２（Ａ）で示す出
力電圧Ｓgとなる。しかし、逆起電圧には電流切り換え
の影響を受けていない本来の逆起電圧ｘとともに誤信号
ｙが含まれている。

【００１９】一方、図示しないホール素子によって検出
された位置信号が駆動回路３２を介して取り出され、位
置信号波形整形回路３に入力される。図２（Ｓ）は位置
信号電圧を、同図（Ｂ）は位置信号波形整形回路出力Ｓ
iを示す。ここに、同図（Ｉ）の交番点（ゼロクロス
点）ｘ１，ｘ２と同図（Ｓ）の交番点ｇ１，ｇ２とのタ
イミングは略一致している。

【００２０】この位置信号波形整形回路３は、所定の閾
値により入力信号を矩形波に変換する各相ごとのシュミ
ットトリガ回路３ａにより構成される。即ち、このシュ
ミットトリガ回路３ａでは、図２（Ｉ）の逆起電圧の立
上がり時（偽のゼロクロス点）ｙ１から逆起電圧の立上
がり時（真のゼロクロス点）ｘ１までの間に同図（Ｂ）
の出力が立下がるよう閾値ｖｆとヒステリシス特性とが
設定される。尚同図（Ｂ）では、通常のシュミットトリ
ガ回路におけるヒステリシスレベルは図示が省略されて
いる。

【００２１】この場合、同図（Ｂ）に示す波形の立上が
りｇ４はシュミットトリガー回路３ａの閾値ｖｆとヒス
テリシス特性とにより、同図（Ｓ）のｇ１から１８０度
を少し超えた点になる。即ち、（Ｂ）に示す位置信号波
形整形回路出力ＳiがＬレベルとなる期間Ｔ1は前記出力
ＳiがＨレベルとなる期間Ｔ2より大になる。そして、前
記偽のゼロクロス点ｙ1は前記期間Ｔ2内にある。

【００２２】次に、逆起電圧波形整形回路２の出力Ｓg
及び位置信号波形整形回路３の出力Ｓiは論理演算回路
４に入力される。この論理演算回路４は、各相の逆起電
圧波形整形出力のレベルを反転する３つのＮＯＴゲ−ト
４ａ、及びこのＮＯＴゲ−ト４ａの出力信号を夫々クロ
ック端子に入力する３つのＤフリップフロップ回路（以
下、Ｄ・Ｆ／Ｆと記す）４ｂで構成される。

【００２３】各Ｄ・Ｆ／Ｆ４ｂのクロック入力端子には
ＮＯＴゲ−ト４ａの出力信号が各々入力され、ＤＡＴＡ
入力端子には各相の位置信号波形整形出力が夫々入力さ
れる。又、ＳＥＴ入力端子はＤＡＴＡ入力端子と夫々短
絡されている。Ｄ・Ｆ／Ｆ４ｂのクロック入力端子には
図２（Ａ）の波形がＮＯＴゲ−ト４ａで反転されて入力
され、ＤＡＴＡ入力端子には同図（Ｂ）の波形が入力さ
れ、出力端子Ｑから同図（Ｃ）の波形が出力される。

【００２４】Ｄ・Ｆ／Ｆは、ＳＥＴ端子に印加されてい
る信号が低レベルである場合には、クロック端子の入力
の立ち下がりのタイミングに於いて、ＤＡＴＡ入力端子
に入力されているレベルの信号を出力端子Ｑに出力す
る。そして、ＳＥＴ端子に高レベルの信号が入力されて
いると、Ｑ出力端子に無条件で高レベルの信号を出力す
る。

【００２５】即ち、前記ｙ１点では同図（Ｂ）のレベル
は高レベルなので、同図（Ｃ）のレベルも高レベルのま
まとなるが、ｘ１点では同図（Ｂ）のレベルは低レベル
なので、このｘ１点で同図（Ｃ）は低レベルとなる。

【００２６】次に、同図（Ｂ）の波形の立上がり点ｇ４
ではＳＥＴ端子が高レベルとなるため同図（Ｃ）の波形
は無条件で高レベルになる。この同図（Ｃ）の波形は同
図（Ａ）における誤信号ｙ成分の影響を受けていない。

【００２７】即ち、誤信号ｙ成分の影響を受けず真の
（本来の）逆起電圧成分のゼロクロス点が検出されて立
下がり信号として出力端子Ｑから出力される。又、同図
（Ａ）と同図（Ｃ）の周期が同じなのは図より明らかで
ある。従って、この同図（Ｃ）の波形に基づいて正確に
モ−タの回転数を検出することができる。

【００２８】本実施の形態においては、この同図（Ｃ）
の３相の波形、即ち、３つのＤ・Ｆ／ＦのＱ端子出力は
夫々加算回路５に入力されて各相の出力信号が加算さ
れ、同図（Ｄ）の回転数検出信号となって出力される。

【００２９】そして、ホール素子等によって検出された
位置信号が３つの相間で振幅の不斉一がある場合であっ
ても、同図（Ｄ）に示す回転数検出信号の立ち下がりを
利用すればモ−タの回転制御を良好に行うことができ
る。又、逆起電圧波形整形回路２、位置信号波形整形回
路３、論理演算回路４及び加算回路５は、従来の一般的
なＩＣにより構成できるので小型化及び低価格化が可能
となる。

【００３０】即ち、本発明によれば比較的容量の大きな
コンデンサや抵抗等の組合わせによる誤動作防止回路を
設けることなく電流切替に起因するフライバックパルス
等の雑音の影響を除去することができるので、正確にモ
−タの回転数を検出することができ、又回転数検出装置
の小型化及び低価格化を図ることができる。

【００３１】なお、上記実施形態は本発明の一例であ
り、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。本発明によればブラシレスモータの回転数検出装
置において、単純な回路構成によって逆起電圧に重畳さ
れるフライバックパルスの影響を受けることなく駆動コ
イルに誘起される逆起電圧の正確なゼロクロス点を検出
することができる。即ち、正確にブラシレスモータの回
転数を検出することができ、且つ波形整形回路の小型化
を図ることができるブラシレスモータの回転数検出装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブラシレスモータの回転数検出装
置の一例の構成図

【図２】本発明に係るブラシレスモータの回転数検出装
置の各部波形

【図３】従来のブラシレスモータの回転数検出装置の一
例の構成図

【図４】従来のブラシレスモータの回転数検出装置の各
部波形

【符号の説明】

１…ブラシレスモータの回転数検出装置、２…逆起電圧
波形整形回路、３…位置信号波形整形回路、３ａ…シュ
ミットトリガ回路、４…論理演算回路、４ａ…ＮＯＴゲ
−ト、５…加算回路、３１…駆動コイル、３１ａ…各相
の駆動コイル、３２…駆動回路、Ｄ・Ｆ／Ｆ…Ｄフリッ
プフロップ回路、ｇ１，ｇ２…交番点（ゼロクロス
点）、ｇ４…波形の立上がり、Ｑ…出力端子、Ｔ1，Ｔ2
…期間、ｘ…逆起電圧、ｘ１，ｘ２…本来の（真の）ゼ
ルクロス点、ｙ…誤信号、ｙ１…偽のゼルクロス点、ｖ
ｆ…閾値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電機子を構成する多相の駆動コイルと、
   多極に着磁されたマグネットロータと、このマグネット
   ロータの回転角を示す位置信号を出力する位置信号検出
   手段とを有するブラシレスモータの回転数検出装置にお
   いて、 前記駆動コイルの逆起電圧を波形整形する逆起電圧波形
   整形回路と、前記位置信号を波形整形する位置信号波形
   整形回路と、前記逆起電圧波形整形回路の出力と前記位
   置信号波形整形回路の出力とを演算して前記逆起電圧の
   一部のゼロクロス点で出力レベルが反転するようにした
   論理演算回路とを備え、 前記位置信号波形整形回路はその出力が第１のレベルに
   ある第１の期間が第２のレベルにある第２の期間より長
   くなるような閾値を有し、前記論理演算回路は前記逆起
   電圧のゼロクロス点においても前記第２の期間で出力が
   反転しないことを特徴とするブラシレスモータの回転数
   検出装置。