JPS58501304A - ブラシレス三相直流電動機制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブラシレス三相直流電動機制御回路 発明の背景 本茜明は、ブラシレス（ｂｒｕｚｈｌｇｚｚ）直流（ＤＣ）三相電動機に関する ものであシ、更に具体的に云うと、その電動機を駆動させるための始動−運転（ ｓｔａｒｔ−ｔｏ−ｖａｎ）制御回路に関する。

政府によって定められているような今日の厳重な自動車汚染基準に合格し、更に 燃料効率を高めようとＬ７て。

自動車産業は燃料噴射千ンジンにますます依存しつつある。これらの燃料噴射駆 動エンジンの噴射器へ満足できる程度に燃料を供給するためには、燃料を燃料タ ンクから引き出して噴射器へ送る標準的真空ポンプの代わりに燃料を十分な力で 噴射器へ送る燃料ポンプが必要である。

少くとも自動車メーカー１社が自動車燃料タンク内に燃料ポンプを具えている。

調整流子を具えたブラシ形ＤＣ電動機は、下記の理由によシ燃料タンク内に応用 するのには適していない１、ブラシ形電動機は燃料タンク内に入れると燃料汚染 、過酸化物の生成、高い整流子摩耗率および可燃性混合物点火の可能性を起こし やすい、っ従って、ブラシ形ＤＣ電動機の欠点を克服するために、ブラシレス三 相ＤＣ電動機が考えられている。

ブラシレスＤＣ電動機を正しく作動させるためには。

三相固定子の固定子巻線に対して必要な切換えを与える制御ドライブ回路を具え ることが必要であシ、固定子の影響のもとて永久磁石回転子がブラシ形電動機の 速度／トルク特性を生じさせるようにする１゜従って、ブラシレス三相電動機を 作動させる一方で。

回路に供給される動作電位量（ｍａｇｎｉｔｕｒｔｇ）　に依存する可変始動周 波数および速度を与えるため、動作の始動モード、運転モードの両方を発生させ るための制御回路が必要である。

発明の要約 従って１本発明の目的は、電動機の固定子巻線に同期連続的にドライブ電流を与 えるブラシレスＤＣ電動機用の改良された制御回路を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、電動機の動作と同期して動作の始動モードから運転 モードに同期的に変換させる始動−運転回路を含むブラシレスＤＣ電動機用の改 良、された制御回路を提供することである。

本発明の更にもう１つの目的は１回路へ供給される動作電位量に依存する可変始 動周波数を有するＤＣブラシレス電動機用の改良された制御回路を提供すること である。

本発明の史にもう１つの目的は、特定の固定子巻線を通る電流量が所定の値に達 した後の所定の時間遅延の間特定の固定子巻線の電流ドライブを抑止する遅延回 路を具えるＤＣブラシレス電動機の動作に同期して固定子巻線に電流ドライブを 供給する制御回路を提供することである。

上述の、およびその他の目的に従って、ブラシレスＤＣ電動機を始動させるため そこへ供給される始動動作電位量に依存する可変始動、：古１波数を有し、！動 機の各固定子巻線へ連続的に同期電流ドライブを与えて運転動作モードで電動機 を作動させる制御回路が提供されている。制御回路は増分ドライブ回路を含み、 １！動機の動作と同期して増分スイッチング信号を与え、各固定子巻線へ連続的 にドライブ電流を与えるスイッチング回路を制御する。

帰還回路が個々の固定子巻線と増分ドライブ回路の出力との間に結合され、シー ケンス信号金与えてトリガ回路を使用可能にし２次にこのトリガ回路がトリガ信 号を増分ドライブ回路へ与えるので９回転子の回転との時間的関係において発生 するスイッチング信号に応答して次の固定子を介してドライブ電流が起始（１ｎ ｉｔｉａｔｅ）され、電動機の動作を維持する。

本発明の１つの特徴は、各固定子巻線において所定値に達する電流量に応答して 所定の時間遅延の時電流をはは零に減少させ、固定子巻線とスイッチング回路に おける動力損失全減少させる遅延回路が含まれていることである。

本発明のもう１つの特徴は、電動機の始動期間中に制御回路に供給される動作電 位量に応答してスイッチング信号の始動周波数を変化させて電動機が必ず始動す ることを保証する回路を制御回路が具えていることである。

図面の簡単な説明 第１図は２本発明のブラシレス電動機制御回路を示す概略図である。

第２図は、始動動作モード期間中の第１図の制御回路の動作を理解するのに有用 な波形を示す。

第６図は、運転動作モード期間中の本発明の制御回路の動作を理解するのに有用 な波形を示す。

好ましい実施例の説明 第１図をみると、破線によって示されているようにモノリシック集積回路形式で 製作されるのに適した本発明のＩＩＩ　Ｈ回路が示されている。、後述するよう に、制御回路１０は出力端子１２．１４および１６において周期的シーケンス信 号を与え、ＮＰＮダーリントンパワートランジスタ１８゜２０および２４を連覇 ；的に導通させるのに適している、例えは、トランジスタ１８．２０および２２ が三相直流（ｎｃ）電動機の固定子巻線２４．２６および２８と直列に接続され ていると、適当な相電流ドライブがそこへ供給されて電動機の永久磁石回転子を 回転させ、そこから機械的ドライブを与えることが理解される。この電動機はい くつかの型のデバイスのうちのどのデバイスをも、駆動させるのに第１」用でき る。例えは、内燃機関の個々の噴射器へ燃料を送る燃料ポンプをこの電動機によ って動作させることができる。従って、制御回路１０はこの応用例では次の相回 転子巻線電流ドライブを確実に実行して燃料ボングミ動機の連続運転を保証す、 るのに利用される。

簡単に説明すると、制御回路１ｏは正常な運転期間中はスイッチング回路５２に 対してそれぞれの出力において周期的なシーケンススイッチング信号を発生させ る増分ドライブ回路６０を含む。各シーケンススイッチング信号は三相ＤＣ電動 機の適当な固定子巻線に対する電流ドライブを発生させる。帰還回路３４が増分 ドライブ回路３０と個々の各固定子巻線２４．２６および２８との間に使用され ており、付勢される次の固定子巻線両端の誘導逆起電力（ＥＭＦ）ｌｉｉ圧が所 定値に達するとトリガ回路３６を使用可能（線αｂｌε）にする。トリガ回路６ ６が使用可能になると、増分ドライブ回路３ｏにクロックパルスが発生して、電 流ドライブを電動機の次の相に増分させる。

理解されるように、固定子巻線２４．２６および２８は互に１２０度電気角で配 置されている。

図示されているように、増分ドライブ回路６ｏはクロックパルス発生回路６８お よび論理ドライブ回路４ｏを含む。クロック回路５８はほぼ一定量の電流Ｉ。を 節（ノード）（ｎｏｄｇ）　４４へ与えるための第１￥を流源４２およびほぼ一 定量の電流ＩＤをノード４８から引込むための第２電流源４６を含む。電流源４ ２は周知の電流ミラー（ｃｕｒｒｅｎｔ↓ ｍ１ｒｒｏｒ）　とし接続されているｐｐｉｐ　）ランジスタ５ｏおよび５２を 含み、これらのトランジスタは一般に抵抗５４および５６を介して電源導体５８ に接続されている。ダイオード接続トランジスタ５０のコレクタは端子６ｏへ戻 され、そこで抵抗６２を介して接地基準電位が供給される。ダイオード接続ＮＰ Ｎ　）ランジスタロ４およびＮＰＮトランジスタ６６は電流ミラーとして接続さ れていて電流源４６を形成する。トランジスタ６６のコレクタはノー）”４８に 結合され、そのエミッタは抵抗６８を介して端子６０へ戻されている。トランジ スタ６４のエミッタは抵抗７０を介して端子６０へ戻されている。トランジスタ ６４のコレクタは抵抗７２を介して電源導体５８へ戻されている。直列接続され たツェナーダイオードおよび抵抗７６は並列で抵抗７２に結合され、端子７８へ 供給される電位’ＢＡＴに応じて可変始動周波数を与える。制御回路１０の動作 期間中に充放電されるコンデンサ８ｏはノード４８と端子６０との間に接続され ている。ダイオード８２がノード４４と４８の間に具えられているので、そのダ イオードが順方向にバイアスされるとコンデンサ８０は充電される。ノード４８ に接続された反転入力、および直列抵抗８８および９０とその他端が比較器８４ の出力に接続されている抵抗９２との間のノード８６において結合されている非 反転入力を有する比較器８°４はコンデンサ８０の充放電に応答してその出力に おいて導線９４を介して論理ドライブ回路４００Å力へのクロックツくパスを発 生させる。ダイオード９６はノード４４と比較器８４の出力との間に接続されて 示されている。

論理ドライブ回路４０は１対のフリップフロップ９８および１００を含み、それ らの７リツプフロツプのクロック入力は比較器８４の出力に接続されている。フ リップフロップ９８のＱおよびＱ出力はそれぞれフリップフロップ１００のデー タ入力およびナントゲート１０２およびナントゲート１０４の入力に接続されて いる。７リツプフロツプ１００の々出力はナントゲート１０２の第２人力および ナントゲート１０６の両方に接続されている。ナントゲート１０２の出力はナン トゲート１０８の入力に結合され、ナントゲート１０８の出力はフリップフロッ プ９８のデータ入力へ戻されている。論理回路４０は本質的には５分周（ｄｉｖ ｉｄｅ　ｂｙ　ｔｈｒｇｇ）カウンタであシ、そこでは論理回路の入力に印加さ れる３番目の７０ッキング信号の度毎に周期的信号が順次ナンドケー）　１０８ ，１０４および１０６の出力に現われる。そのペース電極をそれぞれナントゲー ト１０８　、１０４および１０６の出力に結合させているスイッチング回路３２ のトランジスタ１１０，１１２および１１４は、それぞれのナントゲートの出力 が周期的に高にクロックされると順次導通する。各トランジスタが順次導通する と。

ベース電流ドライブがそれぞれトランジスタ１１０，１１２又ハ１１４のコレク ターエミッタパスを介して出力端子１２゜１４又は１６へ供給され、そこへ接続 されている対応するダーリントントランジスタをターンオンさせる。

帰還パスが三相固定子巻線の各々から導線１２２，１２４および１２６を弁上て 制御回路１０のそれぞれの帰還入力端子１１６，１１８および１２０へ具えられ ている。帰還回路３４は導線１２２．１２４および１２６上に発生する帰還信号 に応答してトリガ回路３６を使用可能にする。帰還回路３４はナントゲート１０ ８の出力に対してノード１４２，１４４および１４６間で相互接続された複数の ダイオード１３０　、１３２　、１３４　。

１３Ｓ、１３８および１４０からなる全復号器回路１２８を含む。

復号器回路１２８は直列接続された抵抗１５０，１５２；１５４，１５６および １５８　、１６０両端に現われる帰還信号とともに運転−トリガ比較器１４８を 選択的に使用可能にする。ダイオード１６２，１６４および１６６は端子１４２ ，１４４および１４６の間において比較器１４８の反転入力へ接続されている。

端子１１６．１１８および１２０において印加される逆起電力帰還信号もまたそ れぞれのダイオード１６８，１７０および１７２へ供給され、それらのダイオー ドの電極は一般に抵抗１７４に接続され、この抵抗は抵抗１７６とともに抵抗分 割回路網を形成し、この回路網は比較器１９０の非反転入力に接続されている。

トリガ回路３６はナントゲート１７８ヲ含み、このゲートの出力はダイオード１ ８０および抵抗１８２を介して増分ドライブ回路６００ノード４８に結合されて いる。ナントゲート１７８は３人力を有し、その第１人力は、ナンドゲ−）１８ ４の出力に結合され、ナンドゲー）１８４ａ、その入力を比較器８４の出力に結 合させている。ナントゲートの第２および第３人力は、それぞれ抵抗１８６およ び１８８を介して運転トリガ比較器１４８および始動−運転トリガ比較器１９０ の出力に結合されている。比較器１４８の反転入力はダイオード１６２　、１６ ４および１６６の陽極に結合されているほかに抵抗１９２を介して電源導体５８ へ戻されている。比較器１４８の非反転入力は抵抗１９４を介してその入力に接 続されているとと−もに直列接続抵抗１９６および１９８間の相互接続部へ接続 されており、これらの抵抗１９６，１９８は今度は電源導体５８と端子６０との 間に接続されている。同様に、トリガ回路３６の始動−運転比較器１９０の反転 入力は直列接続抵抗２００および２０２の相互接続部へ接続されているので、こ の入力は基準電位でバイアスされる。

始動動作モード 第１図および第２図を参照して、三相固定子巻線２４゜２６および２８を含むＤ Ｃブラシレス三相電動機の始動を制御するだめの制御回路１０の動作をここに説 明する。

電動機の初期始動の前およびその期間中には、固定子巻線の両端には誘導逆起電 力電圧が全くないか、又は殆んどない。従って、ダイオード１／）８，１７０お よび１７２は逆バイアスされ、始動−運転比較器１９０の非反転入力における電 位をその反転入力に現われる電位より低くする。従って、比較器１９０の出力は 低となる。この状態はナントゲート１７６の１人力に論理零を置き、それにより そのゲートを使用禁止（ｄｉｐ　ａｌｒｌｅ）にする。この状態ではダイオード １８０は逆バイアスされる。従って、ｘｉ源４２および４６はいずれも導通し、 コンデンサ８０　ｔｉ第第２オＡ波形部分６００によって示されているように２ つの電流（ＩＯｚＤ）の差に比例する速度で時間ｔ。（第２図）から充電され始 める。コンデンサ８０両端の電位は最初はノード８６に現われる電位より低いの で、比較器８４の出力は高にさせられ、論理ドライブ回路４０の入力に導線９４ を経てクロックパルスを発生させる。更に、ダイオード９６は逆バイアスされ、 抵抗８８および９２は互に並列に置かれている。従って、コンデンサ８０はその 両端の電位が時間ｔ１においてしきい値上限２／’３　ＶＢＡＴに達するまで充 電され続け１次にこのしまい値上限は比較器８４の出力を低に移行させる。比較 器８４の出力が低に移行すると、ダイオード９６は順バイアスされて、ノード４ ４から電流Ｉ。を全部引込む。従って、コンデンサ８０はＩＤに比例する速度で 放電される（波形６０２）。抵抗９０　及び９２　Ｆｉ、互いに並列に置かれ、 比較器８４の出力は低であるので、コンデンサは時間ｔ２においてしきい値下限 １／ろＶＢＡＴにまで放電される。コンデンサ８０両端の電位がしきい値下限に 達すると、比較器の出力は高にさせられ、それによりダイオード９６を逆バイア スさせて再びコンデンサの充電を可能にする（第２Ａ図波形部分６ｏ４）。

この結果もう１つのクロックパルスが論理回路４ｏの入力に供給される。時間１ ｓにおいて、コンデンサ８０両端の電位がしきい値上限に達すると比較器８４の 出力は低にさせられ９時間ｔ４まで波形部分３０６によって示されているように コンデンサは放電し、この時間ｔ４でサイクルは再び反復される。従って、上述 したように周期的クロックパルスは時間ｔ。＋　ｔｔ＋　’４　などにおいて導 線９４を介してフリップフロップ９８および１００のクロック入力へ供給される 。

説明のため、電力が制御回路１０へ供給されると仮定し、フリップフロップ９８ および１００の々出力は論理１出力レベル状態になるものと仮定する。従って２ 時間ｔ。

においては、比較器８４の出力において供給される第１クロツクパルスに応答し て、第１スイツチングドライブ信号６０８（第２図Ｂ）が発生し、この信号はト ランジスタ１１０のベースへ印加される。同様に９次のクロックパルスに応答し て、第２スイツチングドライブ信号３１０（第２図Ｃ）が順次ナントゲート１０ ４の出力において発生してトランジスタ１１２のベースへ印加される。時間ｔ４ においては第５のスイッチングドライブ信号６１２（第２図Ｃ）が順次ナントゲ ート１０６の出力に発生する。時間ｔ５においてはサイクルが反復して別のスイ ッチングドラ４フ１８号６１４をナントゲート１０８の出力において発生させる 。従って、始動動作モードの期間中には、トランジスタ１１０，１１２および１ １４は周期的に順次導通し、対応するダーリントントランジスタ１８，２０およ び２２を導通させる。従って、を流ドライブは三相固定子巻線２４．２６および ２８．ダーリントントランジスタおよび抵抗２０６を順次通って大地電位へ供給 される。

電流ドライブが連続して３本の固定子巻線を通って供給されると、水久砒石回転 子は連通する電流ドライブによって付勢される特定の固定子巻線の方向に回転す る。

これは他の２本の巻線を介して誘導逆起電力電圧を生じさせる。３回転子が回転 し固定子巻線両端の誘導電圧が上昇すると、後述するように始動動作モードから 運転動作モードへの移行が発生する点に達する。

本発明の１つの特徴は、入力端子７８において供給される始動電圧量に応じて、 比較器８４の出力において発生するクロックパルスの周波数が変化することであ る。

従って、もし供給電圧’ＢＡＴがダイオード７４のツェナー降伏電圧より低いと 、抵抗７６だけがトランジスタ６４のコレクタと直列になる１、このため電流Ｉ Ｄの量は、電源電圧量がダイオードのツェナー降伏電圧を超える場合よシ小さく なる。従って、供給電圧が低いと、各クロックパルス時間周期は長くなる。この 非線形始動周波数は付勢される特定の固定子巻線を通るドライブビーク電流を少 なくする。従って始動電圧が低いと、より長いパルス周期はより低いオリ用可能 トルクおよびょシ遅い回転子加速度に対応する。このため電動機負荷の条件下で は１保証された”始動の範囲がはるかに広くなる。

始動−運転動作モード 上述したように、１！動機の始動期間中は、各相巻線両端に誘導される開路（ｏ ｐｇｎ　ｃｉｒｅμｉｔ）相電圧は、ダイオード１６８，１７０，１７２のいず れかに順バイアスをかけて、始動−運転比較器１９０の出力を低にさせてゲート １７８を使用禁止にするのには不十分である。従って、クロックパルスが比較器 ８４の出力において発生し１回転子の運動とは無関係に固定子巻線を介してシー ケンス電流ドライブを発生させる。即ち、クロックパルスはしきい値上限と下限 との間でコンデンサ８ｏの充放電に応答して発生する。しかし、始動モードが運 転動作モードに必要な状態を開始させた後に、コンデンサ８ｏの充放電を転換（ ｔｒａｎｚｔｔｉｏｎ）させ７個々の相巻線へ供給される電流ドライブを回転子 の回転とＰ１期させ、付勢される次の相巻線を正しい相で増分させる必要がある 。

回転子の回転速度が増すにつれて、付勢されていない２本の相巻線両端に誘導さ れる開路逆起電力相電圧は。

ダイオード１６８，１７０又ハ１７２のうちの少なくとも１つを順バイアスさせ て比較器１９０の出方を高にさせるのに十分な量に達する点に到達する。これは 使用可能大刀信号をゲート１７８へ与える。例えば、第３図を参照すると。

時間ｔ。の以前に運転速度がすでに得られてお９９巻線２４および２８の両端に 誘導された開路相電圧３１６又は５２０（第３図Ａおよび第３図Ｃ）のうちの少 なくとも１つは。

ダイオード１６８又は１７２のうちの一方又はその両方を順バイアスするのに十 分な量であることが判る。同時に。

巻線２６は付勢され（第６図Ｂ）、これはナントゲート１０４の出力（第３図Ｉ の波形６３８）に対応し、この出力は高レベル状態にあってトランジスタ１１２ および２０（ダーリントントランジスタ）を導通させる。従って２時間ｔｏにお いては、コンデンサ８０は上述したようにＩＤに比例した速度で放電されている （第２図りの波形部分３６２）ので、比較器８４の出力は低となり、この出力は ゲート１８４を介してゲート１７８の第２人力において第２使用可能信号を発生 させる。時間ｔ１においては、付勢される次の相巻線である巻線２８両端に誘導 される逆起電力電圧は、抵抗１５０および１５２を介してダイオード１６４を順 バイアスさせるのに十分な電圧レベル”ＲＩＩＦにまで以下している。この状態 は運転−）　ＩＪガ比較器１４８の出力を高にさせてトリガパルス３６２（波形 ３２４）を発生させる。従って９時間ｔ１においてはゲート１７８へのすべての 入力は高であり、これはゲート１７８の出力を低にさせ１次にこの出力はダイオ ード１８０を順バイ°アスさせる。この結果コンデンサ８０は、その両端の電位 がしきい値下限に達して比較器８４の出力を高レベル状態にしゲー）　１７８． を使用禁止にする時間ｔ、まで速やかに放電される。その後ダイオード９６およ び１８０はいずれも逆バイアスされてコンデーンサ８０の充電を可能にする。コ ンデンサ８０が充電されて比較器８４の出力が高にされると、クロックパルス３ ３０（第６図Ｆ波形６２８）が発生し、このパルスはナントゲート１０６の出力 を高にクロックしく第３図Ｇの波形６６４）巻線２８を付勢する（波形３２０） 。最後に。

ナントゲート１０６の出力が高にクロックされると、後に説明するようにダイオ ード１６２　、１６４および１６６は再び逆バイアスされて、比較器１４８の出 力を低にさせる。従って、運転−トリガ比較器１９０の出力を高にさせ運転−ト リガ比較器１４８にトリガを供給させて三相固定子に関する回転子の回転と同期 して次の相巻線に対するドライブ電流を増分させるのに十分な高さの開路相電圧 の１つによってダイオード１６８　、１７９又は１７２のうちのいずれか１つが 頭バイアスされた時に、運転動作モードへの転換は完了する。

運転動作モード 運転動作モードは付勢される次の相巻線の開路相電圧に基づいており、この開路 相電圧はクロックパルスをトリガし、特定の相巻線への電流ドライブを増分する 。固定子の各相巻線はすでにある程度詳しく上記に説明した同じ回路によってド ライブされるので、以下においては運転動作モード期間中の固定子巻線２４の付 勢についてのみ説明する。

すでに説明したように５時間ｔｓ　（第３図）において論理回路４０のナントゲ ート１０６の出力は高にクロックされる（波形３３４）が、ナントゲート１０４ および１０８の出力は低にさせられる（それぞれ波形３３６および６３８）。

この状態では復号器回路１２８のダイオード１３２および１３６は順バイアスを かけられ、ノード１４２および１４４において電圧低下を発生させ、この低下は ダイオード１６２および１６４に順バイアスされる。ダイオード１６６は巻線２ ４の両端に誘導される開路相電圧により逆バイアスされる。時間ｔ、においては 、コンデンサ８０がしきい値下限にまで充電されると比較器８４の出力が低にさ れるのでクロックパルス６３０は終了する。その後コンデンサ８０は上述したよ うに電流ＩＤに比例する速度で放電される。

時間ｔ４においては、付勢される次の相巻線である固定子１グ 巻線２４両端の電圧”ＲｇＦ　にまで低下し、この電圧はダイオード１６６ヲ順 バイアスする。この結果、比較器１４８の出力は高にさせられトリガパルスを開 始させる（波形３２４）。ゲート１７８の他の２人力はそれぞれゲート１８４と 比較器１９０から与えられる２つの高レベル状態によってすでに使用可能になっ ているので、トリガパルス３４０はゲート１７８の出力を低にさせる。従ってダ イオード１８０には順バイアスがかけられ時間ｔ、までよシ速い速度でコンデン サ８０を放電させ９時間ｔ６にはキャップはしきい値下限にまで放電される。コ ンデンサ８０がしきい値下限にまで放電されると、比較器８４の出力は再び高に させられてゲート１７８を使用禁止にしダイオード９６に逆バイアスをかけ、コ ンデンサ８０が再びしきい値下限に向って充電されることを可能にし、それによ りクロックパルス３４２を開始させる。クロックパルス３４２はナントゲート１ ０８の出力をクロックして高にしく波形３３６）。

トランジスタ１１０および１８を導通して巻線２４を付勢する。ナントゲート１ ０８の出力が高になると、ダイ−オード１６０および１４０には順バイアスがか けられ、ダイオード１６２および１６６には逆バイアスがかけられる。ダイオー ド１６４は時間ｔ６において固定子巻線２６両端に誘導される開路相電圧によっ て逆バイアスをかけられるので。

低にされる運転−トリガ比較器１４８の出力によってトリガパルス３４０は終了 する。その後巻線２４は時間ｔ６まで約１２０度の電気角の間付勢されたままに なってお９１時間ｔ６においては上述したような方法により別のクロックパルス が開始される。

電力消費量を減少させ個別的ダーリントントランジスタ１８．２０および２２を 保護するため、電流制限回路２１０が具えられておシ、この回路は、入力端子２ １２に印加される電圧を感知し、その電圧は、各相巻線が付勢されるとそれを介 して導通される電流によってセンス抵抗２０６両端に発生される。端子２１２に 発生するセンス電圧が（抵抗２１６および２１８を含む抵抗分割回路網から）比 較器２１４の反転入力へ与えられる基準電位を超えると、比較器２１４の出力は 高になる。これはノアゲート２２ｏの出力を低にさせ抵抗２２６を介してコンデ ンサ２２２を充電し。

それによりノード２２０に負方向に向う電圧信号を発生させる。ノアゲート２２ ８の入力がノード２３０に結合されると、負方向に向う信号はこのゲートの出力 を高にさせトランジスタ２３２を導通させる。この動作は論理回路４０のどの出 力が高であるかに応じてダイオード２３４　、２３６又は２３８のうちの１つを 順バイアスさせ、対応するトランジスタ１１０，１１２又は１１４からベース電 流を取ってこのトランジスタを非導通状態にする。例えば、固定子巻線２４が付 勢されると、ナントゲート１０８の出力は亮になシ。

それによりダイオードは導通され、抵抗２０６を通る電流が所定値を超えるとト ランジスタ１１０および１１８　ヲｌ　−ンオフさせる。次に固定子巻線２４を 通る電流は、コンデンサ２２２がその零入力（ｑｕｉ　ｇｓｃｅｎｔ　）レベル 状態にまで再ひ充電されるのに要する時間によって決定される所定の時間遅れの 間零又は何らかの十分に低いレベルにまで減少する。その後ノアゲート２２８の 出力は低レベル状態にされ、この状態はトランジスタ２３２および２６４をクー ンオフする。この結果、もしナントゲート１０８の出力が同高にあるとすると、 電流ドライブは巻線２４を通って再び開始される。固定子巻線２４を通る電流が 再び所定の電圧レベルを超えると、電流制限回路２１０が活性化されて、上述し たようにトランジスタ１１０への電流ドライブを停めて巻線を通る電流ドライブ を抑止する。同様に。

各相巻線２６および２８を通る電流も回路２１０によって制限される。

本発明のもう１つの特徴は、トランジスタ２！Ｉ２のコレクタと比較器１９０お よび１４８のそれぞれの出力との間に結合された抑止ダイオード２４０および２ ４２の利用である。

ダイオード２４０および２４２は、それがなければ発生するであろう雑音過渡を 抑止する。という訳は、特定の巻線を通る電流ドライブは、電動機動作の始動モ ード又は運転モードの期間中に誤ってクロックパルスをトリガするのを制限回路 ２１０の働きによって制限されるからである。

従って、上述したのは、三相ＤＣブラシレス電動機の固定子巻線へ必要なスイッ チングを与え、固定子の影響下にある永久磁石回転子を回転させて電動機から機 械的出力を生じさせる新規な制御回路である。この制御回路は固定子の次の相巻 線両端に誘導される開路逆起電力電圧を感知して、逆起電力電圧量が所定レベル に達するとそこを通る電流ドライブをトリガするので、電動機の同期動作が維持 される。

国際調査＠告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の入力および出力を有し、各出力はそれぞれの固定子巻線に結合されて お勺、前記入力へ与えられる周期的シーケンス信号に応答して各巻線を介して相 電流ドライブを連続的に発生させる回路手段と。 複数の出力を各々前記回路手段のそれぞれの入力に結合させ、電動機が運転動作 モードにある場合にはトリガ信号の受信に応答して前記回路手段に対する前記周 期的シーケンス信号を発生させる増分回路手段と。 その人力に供給された連続的使用可能信号に応答して前記トリガ信号を発生させ るトリガ回路と。 前記増分回路手段の前記出力と２巻線に銹導された逆起電力電圧と前記増分回路 手段の出力に現われる信号に応答する固定子巻線どの間に結合され、電動機の動 作と同期して前記使用可能信号を発生させ、前記ドライブ電流を次の連続した巻 線に正確な調時間係で発生させるようにする帰還回路手段とを含む。 水入磁石回転子および互に所定数の電気角度で位相調整した複数の固定子巻線と を具えるブラシレス直流電動機に同期相電流ドライブを与える制御回路。 ２、前記増分回路手段は。 そこに与えられる各トリガ信号に応答してその出力においてクロックパルスを増 分させる第１回路手段と。 １人力および前記増分回路手段の前記複数の出力に対応する複数の出力を有し、 前記入力において受信した各クロックパルスに応答して前記回路手段に対する前 記信号を発生させ、前記信号が周期的であシ論理ドライブ回路の前記出力に順次 現われる論理ドライブ回路手段とを含む 請求の範囲第１項の制御回路。 ３、前記第１回路手段は。 はは一定した量の第１電流を供給するだめの第１電流源と。 はけ一定した量の第２電流を供給するための第２電流源と。 前記第１および第２電流源手段と結合した電荷蓄積手段と。 前記電荷蓄積手段と前記第１回路手段の前記出力とに結合され、しきい値上限と 下限との間で充電され次に放電される前記電荷蓄積手段に応答して前記クロック パルスを発生させる出力回路手段と。 電動機が連転動作モードにある場合に入力に与えられる各トリガ信号に応答し、 前記しきい値にまで前記電荷蓄積手段を放電させ、そこで前記電荷蓄積手段を前 記しきい値上限に向って充電させ、それによって前記第１回路手段の前記出力に おいて次のクロックパルスを開始させるゲート回路とを含む。 請求の範囲第２項の制御回路。 ４．前記帰還回路はア 前記論理ドライブ回路手段の前記出力とそれぞれの固定子巻線に結合された複数 の回路ノードとの間に結合された復号器回路手段と。 前記回路ノードと前記トリガ回路手段の前記入力との間に結合され、前記論理ド ライブ回路手段の前記出力において現われる選択的出力信号に応答し、付勢され る次の相同定子巻線に誘導される逆起電力量が所定値以下になると使用可能信号 を開始させる第１ダイオード回路手段とを含む　′ 請求の範囲第１項又は−第６項の制御回路。 ５、前記トリガ回路手段は、供給される各使用可能信号に応答してトリガ信号を 発生させる第１比較器回路を含む請求の範囲第４項の制御回路。 ６、前記出力回路手段は。 第１および第２人力および１出力を有し、前記第１人力は前記電荷蓄積手段に結 合され、前記出力は前記ゲート回路手段の入力、前記論理ドライブ回路手段の前 記入力および前記第１電流源手段に結合されている第２比較器回路と。 第１電源導体と基準電位が与えられる端子との間に結合され、それらの間の相互 接続部が前記第２比較器の前記第２人力に結合されている直列接続の第１および 第２抵抗と。 前記第２比較器の前記出力と前記第２人力との間に接続された第３抵抗とを含む 請求の範囲第５項の制御回路。 ７、前記トリガ回路手段社始動動作モードにある電動機に応答する第３比較器を 含み、前記ゲート回路手段を使用禁止となし、前記電荷蓄積手段を回転子の回転 とは無関係に先ず第１速度で充電し次に第２速度で放電し。 前記第３比較器は、電動機が運転動作モードにある時には必ず使用可能信号をゲ ート回路の入力に与える請求の範囲第６項の制御回路。 ８、前記第１回路手段は、前記第２電流源手段に結合された第２回路手段を含み 、第１および第２レベル間で変化する制御回路に与えられる動作電位量に応じて 前記第２電流源手段によシ発生される電流量を変化させ、前記第２電流の前記量 が電動機の始動期間中に変化するにつれて前記電荷蓄積手段が種々の速度で放電 されるとクロックパルスの周波数を変化させる請求の範囲第７項の制御回路。 ９、電流制限回路を含み、相ドライブ電流量が所定値させることができる請求の 範囲第８項の制御回路。