JPH1118479A - ブラシレスdcモータの駆動装置 - Google Patents

ブラシレスdcモータの駆動装置

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JPH1118479A
JPH1118479A JP9177813A JP17781397A JPH1118479A JP H1118479 A JPH1118479 A JP H1118479A JP 9177813 A JP9177813 A JP 9177813A JP 17781397 A JP17781397 A JP 17781397A JP H1118479 A JPH1118479 A JP H1118479A
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Masaru Yamanoi
勝 山野井
Takashi Michii
隆 道井
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ブラシレスDCモータの逆転駆動により発生
する過大な電流を抑え、駆動装置の小型化、低価格化を
実現する。 【解決手段】 ブラシレスDCモータ3の回転方向検出
回路9を備えた電流制限制御回路13を設け、回転方向
信号cと、回転方向検出回路9からの回転方向検出信号
fと、回転速度検出手段12からの回転速度信号gとを
受け、ブラシレスDCモータ3の逆転駆動を検出し、電
流制限切替信号pを発生して、正転駆動時のブラシレス
DCモータ3に流れる最大電流を制限するための基準信
号j2を、上記最大電流をより小さく抑えるように制限
する基準信号j3へと自動的に切り替える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、事務機器、産業機
械、医療機械等に用いられるブラシレスDCモータに適
用されるブラシレスDCモータの駆動装置の改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスDCモータの駆動装置
を図3及び図4を用いて説明する。図3は、従来のブラ
シレスDCモータの駆動装置の構成を示すブロック図で
ある。同図に示すように、従来のブラシレスDCモータ
の駆動装置は、ブラシレスDCモータ3を駆動する駆動
素子2と、速度制御回路1と、回転速度検出手段12及
び電流検出手段14により構成される。なお、駆動素子
2の構成は図4を用いて後述する。この場合、回転速度
検出手段12は、ブラシレスDCモータ3に内蔵された
回転子の磁極位置を検出するホール素子5と、このホー
ル素子5の出力周波数を電圧信号である回転速度信号g
に変換するF/V変換器6により構成され、また、電流
検出手段14は、ブラシレスDCモータ3に流れる電流
を検出する電流検出素子4と、比較器8bとで構成さ
れ、電流検出素子4からの入力信号をブラシレスDCモ
ータ3に流れる最大電流の制限値を設定する基準信号j
2と比較し、その比較信号を速度制御回路1に電流検出
信号dを制御信号として与えている。なお、速度制御回
路1には、この他に、ホール素子5からの信号h及びF
/V変換器6からの信号gも制御信号として入力されて
いる。
【0003】以上の構成において、上位コントローラ1
Aから出力される回転速度指令a、起動/停止信号b、
回転方向信号cは速度制御回路1に入力され、速度制御
回路1により、ブラシレスDCモータ3の回転速度を制
御するための駆動素子2を駆動する通電信号eが出力さ
れる。ここで、例えば、起動/停止信号bがオン(起
動)、上記電流検出手段14からの電流検出信号dがオ
フの時は、上記通電信号eは、駆動素子2を介して、ブ
ラシレスDCモータ3を駆動する。ブラシレスDCモー
タ3に内蔵された回転子の磁極位置を検出する上記回転
速度検出手段12のホール素子5の出力信号(以下、ホ
ール素子信号hと記す)をF/V変換器6により回転速
度信号gに変換し、速度制御回路1へ入力する。また、
速度制御回路1において、上位コントローラ1Aからの
回転速度指令aに対応した通電信号eが生成される。そ
の際、上記電流検出手段14により生成される電流検出
信号dにより、速度制御回路1は、設定された制限値を
超えないように制御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示す
従来のブラシレスDCモータの駆動装置では、ブラシレ
スDCモータ3の正転駆動時中に、上位コントローラ1
Aから入力される回転方向信号cを切り替え、逆転駆動
となった際、ブラシレスDCモータ3の回転速度に比例
して発生する誘起電圧による回生電流を電流検出素子4
で検出できないという問題点があった。この理由を図4
を用いて説明する。
【0005】図4は、駆動素子2の回路構成及びその駆
動電源2A及び負荷であるブラシレスDCモータ3との
関係を示す接続図で、特に、ブラシレスDCモータ3の
逆転駆動時に、駆動素子2及びブラシレスDCモータ3
に流れる電流経路を示すものである。同図に示すよう
に、駆動素子2は、6つの駆動トランジスタ2a、2
c、2e、2g、2i、2k及び6つのフライホイール
・ダイオード2b、2d、2f、2h、2j、2mから
構成される。この駆動素子2において、図3に示す速度
制御回路1で生成された通電信号eにより、駆動トラン
ジスタ2a及び2iが共にオンしている時、駆動電源2
Aより、駆動トランジスタ2a、モータコイル3a、モ
ータコイル3b、駆動トランジスタ2i、電流検出素子
4を経由し、駆動電源2Aに戻る電流mが流れる。次
に、ブラシレスDCモータ3の回転によりホール素子信
号hが切り替わると、通電信号eにより駆動トランジス
タ2e及び2iが共にオンし、駆動電源2Aより、駆動
トランジスタ2e、モータコイル3c、モータコイル3
b、駆動トランジスタ2i、電流検出素子4を経由し、
駆動電源2Aに戻る電流nが流れる。この時、モータコ
イル3aから発生する誘起電圧により回生電流oが、モ
ータコイル3aより、モータコイル3b、駆動トランジ
スタ2i、フライホイール・ダイオード2hを経由し
て、モータコイル3aに戻る。
【0006】ところで、上述のように、回生電流oは、
電流検出素子4を経由しないため、電流検出手段14
は、回生電流oを検出できず、速度制御回路1は、回生
電流oを制限できない。即ち、上述のように、図3に示
す従来のブラシレスDCモータの駆動装置では、逆転駆
動となった際、ブラシレスDCモータ3の回転速度に比
例して発生する誘起電圧による回生電流(図4に示す回
生電流o、以下同じ)を電流検出素子4で検出できな
い。この結果、駆動素子2にはブラシレスDCモータ3
の最高速度における逆転駆動時の回生電流oと速度制御
回路1で制限するブラシレスDCモータ3の最大電流を
合わせた電流が駆動トランジスタ2iに流れるため、該
回生電流oの大きさを充分考慮し、ブラシレスDCモー
タ3の逆転駆動を行わない場合の駆動素子2よりも定格
電流の大きな駆動素子を使用しなければならなくなり、
駆動素子のコストが上がり、当該駆動装置の形状も大き
くなるという問題がある。
【0007】本発明は、上記課題(問題点)を解決し、
ブラシレスDCモータの逆転駆動により発生する過大な
電流を抑え、定格電流の小さい駆動素子を使用すること
により、駆動装置の小型化、低価格化を実現するように
したブラシレスDCモータの駆動装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のブラシレスDC
モータの駆動装置では、上記課題を解決するために、ブ
ラシレスDCモータを駆動する駆動素子と、ブラシレス
DCモータの電流検出手段と、回転速度検出手段と、上
位コントローラと、この上位コントローラからの回転方
向信号、上記電流検出手段からの電流検出信号及び上記
回転速度検出手段からの回転速度信号を受けて、上記駆
動素子の通電信号を生成する速度制御回路とを備えたブ
ラシレスDCモータの駆動装置において、ブラシレスD
Cモータの回転方向検出手段を備えた電流制限制御回路
を設け、上記回転方向信号と、上記回転方向検出手段か
らの回転方向検出信号と、上記回転速度検出手段からの
回転速度信号とを受け、ブラシレスDCモータの逆転駆
動を検出し、電流制限切替信号を発生することにより、
正転駆動時のブラシレスDCモータに流れる最大電流を
制限するための基準信号を、上記最大電流をより小さく
抑えるように制限する基準信号へと自動的に切り替える
ように構成した。これにより、過大なブラシレスDCモ
ータの電流を抑えることができ、そのため、定格電流の
大きな駆動素子を使用しなくて済み、従来のブラシレス
DCモータの駆動装置の駆動素子よりも定格電流を小さ
くでき、当該駆動装置の小型化、低価格化が可能とな
る。
【0009】上記電流制限制御回路としては、具体的に
は請求項2に記載したように、上記回転速度検出手段か
らのホール素子信号hを入力とし回転方向検出信号fを
出力する回転方向検出回路と、上記回転方向検出信号f
と上記回転方向信号cを入力とし回転方向判別信号kを
出力するEX−ORゲートと、基準信号j1と上記回転
速度検出手段からの回転速度信号gとを比較し比較信号
iを発生させる比較器と、上記回転方向判別信号k及び
上記比較信号iを入力とし電流制限切替信号pを出力と
するANDゲートと、上記電流制限切替信号pを受けて
基準信号j2と基準信号j3とのいずれかに切り替える
切替スイッチとを備えた構成とすればよい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のブラシレスDCモータの
駆動装置の一実施の形態を図1及び図2を用いて説明す
る。図1は、本発明のブラシレスDCモータの駆動装置
の一実施の形態を示すブロック図で、同図に示すよう
に、本発明の駆動装置は、図3に示す従来のブラシレス
DCモータの駆動装置に電流制限制御回路13を付加し
た点に構成上の特徴がある。なお、以下の説明におい
て、従来の駆動装置と同一の構成については図3と同一
の符号を付し、説明を省略した。
【0011】本発明の駆動装置に備える電流制限制御回
路13は、図1に示すように、回転方向検出手段とし
て、回転速度検出手段12からのホール素子信号hを入
力とし、回転方向検出信号fを出力する回転方向検出回
路9を用いる。また、電流制限制御回路13は、回転方
向検出回路9からの回転方向検出信号f及び上位コント
ローラ1Aからの回転方向信号cを入力とし、回転方向
判別信号kを出力するEX(Exclusive)−O
Rゲート10と、基準信号j1と回転速度検出手段12
からの回転速度信号gとを比較し、比較信号iを発生さ
せる比較器8aと、上記EX−ORゲート10からの回
転方向判別信号k及び上記比較器8aからの比較信号i
を入力とし、電流制限切替信号pを出力とするANDゲ
ート11と、当該電流制限切替信号pを受けて基準信号
j2と基準信号j3とのいずれかに切り替える切替スイ
ッチ7とを備えた構成である。
【0012】次に、図2を用いて本発明のブラシレスD
Cモータの駆動装置に用いる電流制限制御回路13の動
作を説明する。図2は、電流制限制御回路13の動作を
示すフローチャートである。同図に示すように、図1の
上位コントローラ1Aからの回転方向信号cと、回転方
向検出回路9の出力である回転方向検出信号fが一致し
ている場合、EX−ORゲート10の出力(回転方向判
別信号k)が低レベルの(L)となる。一方、回転速度
検出手段12からの回転速度信号gが基準信号j1より
小さい場合、比較器8aの出力である比較信号iが
(L)となるため、ANDゲート11の出力(電流制限
切替信号p)は、共に(L)となる。この時、切替スイ
ッチ7は、ANDゲート11の出力(電流制限切替信号
p)を受け、比較器8bと基準信号j2を接続する。ま
た、上位コントローラ1Aからの回転方向信号cと、回
転方向検出回路9の出力である回転方向検出信号fが不
一致の時、EX−ORゲート10の出力(回転方向判別
信号k)は高レベルの(H)となる。この時、ブラシレ
スDCモータ3は、逆転駆動、もしくは停止(回転方向
検出回路9の出力は、ブラシレスDCモータ3が停止状
態の時、不定となる)の状態である。ここで、回転速度
信号gが基準信号j1より大きい場合、比較器8aの出
力である比較信号iが(H)となり、ブラシレスDCモ
ータ3が停止状態ではないことを検出することができ
る。この結果、ANDゲート11の出力(電流制限切替
信号p)は、ブラシレスDCモータ3の逆転駆動時のみ
(H)となり、切替スイッチ7は、ANDゲート11の
出力(電流制限切替信号p)を受け、比較器8bと基準
信号j3を接続する。
【0013】従って、ブラシレスDCモータ3の逆転駆
動時に発生する回生電流を考慮して、ブラシレスDCモ
ータ3の最大電流を充分小さく制限するように基準信号
j3を設定することにより、ブラシレスDCモータ3の
逆転駆動時に、過大なブラシレスDCモータ3の電流を
抑えることができる。そのため、本発明のブラシレスD
Cモータの駆動装置では、定格電流の大きな駆動素子2
を使用しなくて済み、図3に示す従来のブラシレスDC
モータの駆動装置に用いる駆動素子2よりも定格電流を
小さくでき、当該駆動装置の小型化、低価格化が可能と
なる。
【0014】
【発明の効果】本発明のブラシレスDCモータの駆動装
置は、上述のように構成したために、ブラシレスDCモ
ータの逆転駆動時にブラシレスDCモータの最大電流を
充分小さくなるように制限するように基準信号を切り替
えることにより、過大なブラシレスDCモータの電流を
抑えることができ、そのため、定格電流の大きな駆動素
子2を使用しなくて済み、従来のブラシレスDCモータ
の駆動装置の駆動素子よりも定格電流を小さくでき、当
該駆動装置の小型化、低価格化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブラシレスDCモータの駆動装置の一
実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明に用いる電流制限制御回路の動作を示す
フローチャートである。
【図3】従来のブラシレスDCモータの駆動装置の構成
を示すブロック図である。
【図4】従来のブラシレスDCモータの駆動装置におけ
る、駆動素子の回路構成及びその駆動電源及び負荷であ
るブラシレスDCモータとの関係を示す接続図で、特
に、ブラシレスDCモータの逆転駆動時の電流の経路を
示すものである。
【符号の説明】
1:速度制御回路 1A:上位コントローラ 2:駆動素子 3:ブラシレスDCモータ 5:ホール素子 7:切替スイッチ 8a、8b:比較器 9:回転方向検出回路 10:EX−ORゲート 11:ANDゲート 12:回転速度検出手段 13:電流制限制御回路 14:電流検出手段 c:回転方向信号 d:電流検出信号 f:回転方向検出信号 g:回転速度信号 h:ホール素子信号 i:比較信号 j1〜j3:基準信号 p:電流制限切替信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブラシレスDCモータを駆動する駆動素
    子と、ブラシレスDCモータの電流検出手段と、回転速
    度検出手段と、上位コントローラと、この上位コントロ
    ーラからの回転方向信号、上記電流検出手段からの電流
    検出信号及び上記回転速度検出手段からの回転速度信号
    を受けて、上記駆動素子の通電信号を生成する速度制御
    回路とを備えたブラシレスDCモータの駆動装置におい
    て、 ブラシレスDCモータの回転方向検出手段を備えた電流
    制限制御回路を設け、上記回転方向信号と、上記回転方
    向検出手段からの回転方向検出信号と、上記回転速度検
    出手段からの回転速度信号とを受け、ブラシレスDCモ
    ータの逆転駆動を検出し、電流制限切替信号を発生する
    ことにより、正転駆動時のブラシレスDCモータに流れ
    る最大電流を制限するための基準信号を、上記最大電流
    をより小さく抑えるように制限する基準信号へと自動的
    に切り替えるようにしたことを特徴とするブラシレスD
    Cモータの駆動装置。
  2. 【請求項2】 上記電流制限制御回路を、上記回転速度
    検出手段からのホール素子信号hを入力とし回転方向検
    出信号fを出力する回転方向検出回路と、上記回転方向
    検出信号fと上記回転方向信号cを入力とし回転方向判
    別信号kを出力するEX−ORゲートと、基準信号j1
    と上記回転速度検出手段からの回転速度信号gとを比較
    し比較信号iを発生させる比較器と、上記回転方向判別
    信号k及び上記比較信号iを入力とし電流制限切替信号
    pを出力とするANDゲートと、上記電流制限切替信号
    pを受けて基準信号j2と基準信号j3とのいずれかに
    切り替える切替スイッチとを備えて構成したことを特徴
    とする請求項1に記載のブラシレスDCモータの駆動装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8525463B2 (en) 2009-04-27 2013-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Malfunction determination device for motor control system

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US8525463B2 (en) 2009-04-27 2013-09-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Malfunction determination device for motor control system

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