JPS59169386A - モ−タの駆動回路 - 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】 本発明はモータの駆動回路に関する。

例えば、３相モータの駆動回路においては、ロータの回
転位置を磁気電気変換素子（ホール素子）にて検出し、
この検出信号によって３相のモータコイルに順次通電し
て、ロータを所定回転方向に附勢するものがある。この
場合、３相のモータコイルはＹ接続され、それぞれの一
端にはプッシュプル接続された３個の出力回路から制御
信号が供給される。そして、ホール素子によってロータ
の回転位置が正常に検出されている間は、プツシ−プル
接続された電源側トランジスタ、接地側トランジスタが
又互にオン状態、オフ状態に動作する。

上記オン状態、オフ状態への切換動作は、３個の出力回
路について所定のロジックで行われる。そして、３相の
モータコイ、ルの通電順位２通電方向は、上記プッシュ
プル接続されたトランジスタのオン状態、オフ状態の動
作によって行われる。

ところで、上述の如ぎモータの駆動回路につき、本発明
者等が検討したところによると、以下に述べる如き欠陥
を有していることが判明した。すなわち、ホール素子の
破損、或いはホール素子と制御回路との間の接続線に断
線等が発生した時、上記プッシュプル接続されたトラン
ジスタの何れもがオン状態になる。この結果、上記トラ
ンジスタにいわゆる貫通電流が流れることになる。上記
貫通電流は大電流であるから、プッシュプル接続された
トランジスタが破壊する。このように、ホール素子に関
する不測の事故によって、出力回路にまで事故が発生す
ることが本発明者等によって明らかにされた。

依って、本発明の目的とするところは、モータの回転位
置検出を行うための磁気電気変換素子に事故が発生して
も、出力回路を保護し得るようにしたモータの駆動回路
を提供することにある。

以下、第１図〜第５図を参照して本発明の一実施例を述
べる。

Ｈ，、Ｈ２，Ｈｓはホール素子であり、ロータの位置検
出信号Ｖ１．Ｖ２．Ｖ、の位相差が、第２図に示す如く
１２０°になるようにロータの外周囲に設げられている
。ｋｒ　−Ａ２−　Ａｓはヒステリシス増幅器の形態に
構成され、一対の出力ライｙａ−ｂ、　　ｃ−ｄ、　　
ｅ−ｆから、上記ホール素子Ｈ＋　、　Ｈｚ　、　Ｈｓ
　ノ出力Ｇｔ号Ｖ＋　、　Ｖｚ　、　Ｖｓの電圧レベル
に対応して、Ｈレベル又はＬレベルの出力信号Ｖ　１’
　Ｉ　Ｖ２’　ＨＶ３’が得られる。

ロジック回路１は、ヒステリシス増幅器Ａ１゜Ａｔ　、
Ａ３の出力信号から、後述するモータコイルｕ、　　ｖ
、　ｗに流れる電流を制御するための信号を得る。ロジ
ック回路１は、各ヒステリシス増幅器に１．Ａ２−　Ａ
３に対応して設けられた３組の差動増幅器Ａ　１１　ｇ
　Ａ　１２１　Ａ　１３によって構成されている。各差
動増幅器ＡＩｌ　ＨＡ１２１　Ａ１３において、トラン
ジスタＱ２１とＱ２２、トランジスタＱｓ＋とＱ３２、
トランジスタＱ４１とＱ４□とが増動増幅器を構成して
いる。また、マルチコレクタを有する各トランジスタＱ
ｔｓｅ　　Ｑｕｓ　　Ｑｓｓｔ　　ＱＡｔ？　　Ｑ４Ｍ
１　Ｑ４４は、それぞれが力Ｖントミラー回路を構成す
る。

いま仮りに、ホール素子Ｈ，，Ｈ２，Ｈ３によって、第
２図ｔ１〜ｔ７までに示す検出信号Ｖ１゜Ｖ２．Ｖ３が
得られたとする。以下、検出信号ＶＩについて述べると
、ｔ、〜ｔ２間においてトランジスタＱ２．のベースが
Ｈレベル、トランジスタＱ２２のベースがＬレベルにな
る。トランジスタＱ２、。

Ｑｖｓがオン状態に動作し、Ｖ　、／２　Ｒなる値の定
電流工０が抵抗Ｒ１を介して基準電源■ＲＥＦに流れる
とともに、トランジスタＱ、のベース、更に出力回路３
へ供給される。なお、上式ＶＦ／２Ｒにおいて、■、は
定電流回路ＯＳ＋　、　０８２　、　　Ｏ’Ｓｓを構成
するトランジスタ（図示せず）のベース・エミッタ間電
圧であり、Ｒは電流量を決定する関数である。そして、
抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ，の各抵抗値は、上記２Ｒに対し３
Ｒに決定されている。また、上式Ｖ　Ｆ／２　Ｒの電流
と同一量の電流■。が、各電流回路Ｏ８，，Ｏ８２，ａ
ｓｓを流れる。

差動増幅器Ａ１２については、ｔ、〜ｔ２間において検
出信号ｖ２の電圧レベルにより、トランジスタＱｕ＊　
Ｑ３４がオン状態、トランジスタＱ、１゜Ｑ　ａｓがオ
フ状態になる。また、差動増幅器Ａ１３については、ｔ
、〜ｔ２間において検出信号ｖ３の電圧レベルにより、
トランジスタＱ）４＋ｐ　Ｑ４３がオン状態、トランジ
スタＱ４２ｚ　　Ｑ４４がオフ状態になる。

従って、１１〜１２間においては、抵抗Ｒ３に２工。の
電流が流れる。このとぎ、ライン１１に表われる制御信
号■Ａ１は、２Ｉ。・３Ｒ＋ＶＲｇ、　＝３ｖＦ十Ｖ□
、となる。’ｒ、（オ、３ＶＦ＋ｖＲＰ、Ｆ）電圧レベ
ルを、以下においてＨレベルという。また、ライン１２
に表われる制御信号ｖＡ２は、差動増幅器ＡＩ２　＝　
ＡｌｇのＬレベル出力しか表われないから、抵抗Ｒ２を
介して印刀口される基準電圧■ＲＦ、Ｆの電圧レベルの
みになる。なお、ＶＲつ、のみの電圧レベルを、以下に
おいてＬレベルという。更に、ラインｌ、に表われる制
御信号ＶＡ３は、差動増幅器Ａ、ｓのＨレベル出力が、
抵抗Ｒ８を介して基準電圧■Ｒ２Ｆに流れることによっ
て得られる。この際、抵抗Ｒ８を流れる電流は、Ｉ、の
みである。故に、制御信号■Ａ３は、Ｉ　ｏ　−３Ｒ＋
ＶＲ，、＝　３／２Ｖ、　＋■ＲＥＦの電圧レベルにな
る。なお、上記３／２Ｖ。

十■ＲＰ、Ｆの電圧レベルを以下においてＭレベルとい
う。上述の回路動作が行われることにより、第３図〜第
５図におけるｔ、％ｔ、間に示す如くレベル変化する制
御信号ｖＡ□ｔ　ｖＡ２＃　ＶＡａを得る。

上述したｔ１〜ｔ、間の如き回路動作は、第２図に示す
ｔ２〜１７間において順次行われる。従って、ラインｌ
３．Ｉ２．ｌｌｓにそれぞれ表われる制御信号■よ□、
■Ａ２．ＶＡ３は、第３図、第４図。

第５図に示す如く順次レベル変化することになる。

以下、ｔ１〜１．間における検出回路１１０回路回路上
ついて述べる。

トランジスタＱ１には、Ｈレベルの制御信号■　が供給
されるのでベース・エミッタ間電圧１ ■Ｂつ、か２ＶＦだけ逆バイアスとなり、これがオフ状
態になる。

トランジスタＱ２には、Ｌレベルの制御信号Ｖ　が供給
されるので、ベース・エミッタ間型圧入２ ■　　が順方向になり、これがオン状態に動作すＥ２ る。＋ｖｃｃ電源から、定電流回路Ｏ８，、、）ランジ
スタＱ２を介してアースラインへ電流が流れる。

トランジスタＱｓＫは、Ｍレベルの制御信号ｖ　が供給
されるので、ベース・エミッタ間電圧３ ■、ゆ、が１／２ｖＦだけ逆ノ（イアスとなり、オフ状
態となる。

この際、定′ａＬ流回路１１の出力電流は、トランジス
タＱｔを介してアースラインへ流れるので、ダイオード
Ｄ、のアノード電圧が低下する。従って、トランジスタ
Ｑ、　、　　Ｑ、はオフ状態である。

トランジスタＱ、による電流列ぎ込み動作がなく、制御
回路２も動作しない。

以下、ｔ、〜ｔ１間について述べると、Ｌレベルの制御
信号ＶＡ３が供給されるトランジスタＱ３のみがオン状
態に動作し、トランジスタＱ、　、　Ｑ２はオフ状態で
ある。また、トランジスタＱ４　、Ｑ。

もオフ状態であり、制御回路２も動作しない。すなわち
、ｔ１〜ｔ７間においては、Ｌレベルの制御信号ＶＡよ
、ＶＡ２．■□、に対応してトランジスタＱ＋　、Ｑ−
、Ｑｓのうち何れか１個がオン状態に動作する。そして
、トランジスタＱ４．Ｑｇはオフ状態のままであり、制
御回路２も動作しないことになる。

次に１．〜ｔ７間における出力回路３０回路動作を述べ
る。

ｔ、〜ｔ７間では、制御信号ＶＡ１がＨレベルであり、
トランジスタＱｎがオン状態、トランジスタＱＩ２がオ
フ状態に切換えられる。制御信号ｖＡ２がＬレベルのと
き、トランジスタＱｕがオフ状態、トランジスタＱ＋４
がオン状態に動作する。制御信号ｖＡ３がＭレベルのと
き、トランジスタＱ＋ｓｙＱ＋６は何れも動作しない。

従って、＋■ｃｏ電源、トランジスタＱｎ＊　　コイル
Ｕ、コイルｖ、トランジスタＱ１４．アースラインへと
駆動電流工、が流れる。

以下、同様にｔ２〜ｔ１間では、トランジスタＱｏ＊　
Ｑ＋ｎがオン状態になって、コイルｕ、　　ｖを駆動電
流１２が流れる。

１３〜１４間では、トランジスタＱ＋ｓ＋　　Ｑ＋ｅが
オン状態になり、コイルＶ、Ｗに駆動電流■３が流れる
。

ｔ４〜ｔ５間では、トランジスタＱ１ｇ１　　Ｑ１０が
オン状態になり、コイルＶ、Ｕに駆動電流１４か流れる
。

ｔ、〜ｔ６間では、トランジスタＱ＋ｅ、Ｑｕがオン状
態になり、コイルｗ、ｕを駆動電流１．が流れる。

ｔ、〜ｔ１間では、トランジスタＱ＋ｓｐ　Ｑ１４がオ
ン状態になり、コイルｗ、　　ｖを駆動電流Ｉ、が流れ
る。

すなわち、ホール素子Ｈ，，Ｈ７，Ｈ，が正常に動作し
ているとき、駆動電流■、〜工。によってモータは正常
に回転する。

ところで、例えはホール素子Ｈ３が故障し、検出信号ｖ
３が第２図でｔ７〜ｔ１３間に示す如くＨレベルに変動
したとする。ライン１２にはＬレベル出力が供給された
ままになり、ラインｌ、にはＨレベル出力が供給された
ままになる。−万、差動増幅器Ａ１□、Ａ１２はそれぞ
れ正常に動作し、上述の如きＨレベル又はＬレベル出力
がラインｌＩ＋１２、ｌ、へ供給される。故に、ｔ７〜
ｔ、間に示す如き制御信号ＶＡ１．ｖＡ２．■Ａ３が得
られる。

ここで注目すべきは、ｔＯ〜ｔｌｏ間における制御信号
ｖＡ１．ＶＡ２．ＶＡ３の電圧レベルである。すなわち
、ｔｌ、〜ｔ、。間においては、検出信号Ｖ１゜Ｖ、、
Ｖ、がすべてＨレベルである。この際、各差動増幅器Ａ
ｌｌ　ｇ　Ａ４２　ｙ　ＡＨから、ラインＺｌｙｌｔ、
ＩｓにそれぞれＨレベルの出力信号が供糺される。すな
わち、２イン１１１−１１ｚ、Ｉｓにそれぞれ電流Ｉ０
が供給されることになる。従って、ｔ　Ｑ　〜ｔ　１Ｏ
ｆ’ｉＨｃオケル制Ｍ号ＶＡ、　、　　ＶＡ２．　ＶＡ
３の電圧レベルは、上記工０・３Ｒ＋ＶＲ，、から３／
２Ｖ。

＋■。、となる。ａ／　２　■ｙ　＋　ＶＲｘ　ｙは、
先に述べた如くＭレベルである。故に、ｔ、〜ｔ、。間
において、制御ｉ号ＶＡ１．ＶＡ２．ＶＡ３ノを圧ｔｚ
ヘル＆’！、第３図〜第５図に示す如くすべてＭレベル
となる。

この結果、トランジスタＱ＋　−Ｑｔ　、Ｑｓはすべて
オフ状態になり、定電流回路Ｏ８＋＋の出力電流がアー
スラインに流れない。また、ダイオードＤ、のアノード
電圧も低下しない。

−７７、トランジスタＱ４には、ベース電圧として基準
電圧■ＲＥＦが供給されている。従って、トランジスタ
Ｑ４がオン状態に動作し、トランジスタＱ、にベース電
流が供給される。トランジスタＱ５がオン状態に動作し
、制御回路２に対して電流引き込み動作が行われ、制御
回路２が駆動される。

そして、制御信号■Ａ１．■Ａ２．ＶＡ３の出力回路３
への供給が遮断され、トランジスタＱｕ〜Ｑｔａのすべ
てがオフ状態になる。従って、電流Ｉ、〜工、が流れず
、モータが停止状態になる。

なお、ｔＩ３〜ｔ１゜間は、ホール素子Ｈ２の故障によ
り、検出信号ｖ２がＬレベルのままのときの、制御信号
ＶＡ１．ｖＡ２．■Ａ３を示すものである。そして、ｔ
１８〜ｔ１゜間において検出信号Ｖ、、Ｖ、。

■、がすべてＬレベルになる。この場合、差動増幅器Ａ
１１　、ＡＨＩ　Ａｌ１１の出力信号は、上記ｔ、〜ｔ
ｔｏ間の逆になる。そして、制御信号■Ａ１．ＶＡ２゜
ＶＡ３はラインハ、！２，１３にそれぞれ供給される電
流１０によってすべてＭレベルになり、検出回路１１も
上記同様に動作する。従って、制御回路２が動作し、出
力回路３への制御信号ＶＡｌ　？■Ａ２．ＶＡ３の供給
が遮断され、モータの回転が停止する。

以上に本発明の一実施例を述べたが、本発明は上記に限
定されるものでは決してなく、本発明の基本的技術思想
にもとづき種々の変形が可能である。例えは、トランジ
スタＱ、がオン状態に動作したとき、プッシュプル接続
されたトランジスタＱｌｌ〜Ｑｔａの電源を遮断するよ
うにしてもよ℃・。

何れにしても、本発明を適用したモータの駆動回路によ
れば、ホール素子等の故障等を確実に検出し、モータ駆
動用トランジスタの破壊を未然に防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すモータの駆動回路の回
路図、 第２図はホール素子から得られる検出信号の位相関係を
示す波形図、 第３図、第４図、第５図は各制御信号のレベル変化を示
す波形図である。 Ｈ，、Ｈ２，Ｈ，・・・ホール素子、１・・・ロジック
回路、２・・・制御回路、３・・・出力回路、■Ａ１．
ＶＡ２゜ｖＡ３・・・制御信号、１１・・・検出回路、
Ｑ＋　＋　Ｑ２　ｔＱ、、Ｑ、・・・検出回路を構成す
るトランジスタ。 手続補正書（方式） ８，２４、藁７□２７□ 発明の名称 モータの駆動回路 補正をする者 φ件トノ関係　　特ｇ午出１］人 名　　称　　　４５１０）株式会ｒ」　　日　　立　　
製　　イ乍　　所名　称　　　　日立マイクロコンピュ
ータエンジニアリング株式会社コ、願書に添附した図面
の第２図乃至第５図を、添附の訂ｊＥ図面の通り補正す
る。 ２、明細書第１３頁第１２行目乃至１３行目の記載を、
下記の通り補正する。 記 第３図はライン１１の制御信号ＶＡ、のレベル変化を示
す波形図。 第４図はライン１２の制御信号■Ａ２のレベル変化を示
す波形図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　モータの回転位置に対応した複数の回転位置検出信
   号から、複数のモータコイルへの通電順位を決定する複
   数の制御信号を得るとともに、上記複数の制御信号のレ
   ベル値がモータの回転位置に対応して変化するようにな
   し、上記複数の制御信号のレベル値がすべて一致したと
   き、モータコイルへの通電を阻止するように構成したこ
   とを特徴とするモータの駆動回路。 ２、上記複数の回転位置検出信号を得る複数の回転位置
   検出信号と、上記複数の制御信号を得る論理回路と、上
   記複数の制御信号のレベル値の一致を検出する検出回路
   とをそれぞれ具備してなる上記特許請求の範囲第１項記
   載のモータの駆動回路。