JPS5918874Y2 - モ−タ駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、位置検出素子によってモータの回転位相を検
出して電流切換え信号を発生する回転位相検出回路と、
上記電流切換え信号に応じて複数のコイルに順次切換え
通電するためのスイッチング回路と、上記コイルモータ
速度制御電圧を供給するためのサーボ回路とを備えるモ
ータ駆動回路に関する。

直流ブラシレスモータにおいては、回転子の回転角に応
じて固定子の各相のコイルの電流切換えをその駆動回路
によって行うようにして、連続した回転トルクが得られ
るようにしている。

第１図はこのようなブラシレスモータの従来公知の駆動
回路を示している。

第１図に示す駆動回路は例えば４相のブラシレスモータ
用であって、このブラシレスモータは４個の固定子コイ
ルを備えているが、第１図にはこれらのうちの２個の固
定子コイルｌａ、ｌｂを駆動する駆動回路のみが示され
ている。

なお残りの２個の固定子コイルを駆動する駆動回路は第
１図と同一の構成である。

回転子の回転角度はホール素子２によって検出される。

このホール素子２には抵抗３，４によって所定方向の電
流が流されている。

そして回転子の永久磁石の漏れ磁束による磁界がこのホ
ール素子２の電流通路に直角に加えられると、上記電流
及び磁界の夫々に直角な方向の起電圧が端子５ａ、 ５
ｂから夫々得られる。

これらの起電圧はモータの電気角で１８０°ずつ交互に
高レベル及び低レベルになるものであって、トランジス
タ６ａ、６ｂ及び共通エミッタ抵抗７から戊る差動増幅
器によって増幅される。

そしてこれらのトランジスタ６ａ、６ｂのコレクタの負
荷抵抗８ａ、８ｂの一端から得られる検出信号は夫々駆
動トランジスタ９ａ、９ｂに供給される。

この結果、上記ホール素子２の起電圧に応じてトランジ
スタ９ａ、９ｂが交互にオン・オフして、コイルｌａ、
ｌｂに対して電気角で１８０°ずつの切換え通電が行わ
れる。

なお第１図に示すように、コイルｌａ、ｌｂにはサーボ
回路１０を介してモータ速度制御電圧Ｖｃが供給される
。

この制御電圧は例えばブラシレスモータの回転軸に取付
けられ周波数発電機から得られる回転速度信号１１と所
定の基準速度信号とに基いてサーボ回路１０において形
成される。

そしてこのモータ速度制御電圧Ｖｃによってモータの回
転速度が制御される。

このようなブラシレスモータの駆動回路においては、モ
ータの起動時には大きな起動トルクを必要とするので、
速度制御電圧Ｖｃを大きくしてモータの定格回転時より
も相当に大きい電流をコイルｌａ、ｌｂに通電するよう
にしている。

この場合、駆動トランジスタ９ａ、９ｂのベース電流が
不足しないように、差動増幅器のエミッタ抵抗７を十分
に小さくして、トランジスタ９ａ、９ｂが飽和領域で動
作するようにしている。

即ち、抵抗７の抵抗値は起動時の最悪条件に合わせて設
定されている。

なおモータが定格回転数で動作しているときには、コイ
ル駆動電圧Ｖｃは低くなり、コイル１ａ。

１ｂに流れる電流は少なくなるので、トランジスタ９ａ
、９ｂのベース電流も少なくてよい。

しかし第１図の回路においては、起動時に相当する一定
のベース電流がトランジスタ９ａ、９ｂのベースに常に
流れているので、余分なベース電流の分だけモータの効
率が悪くなる。

第２図は第１図に示す駆動回路とは別の従来公知の駆動
回路を示すものである。

第２図に示す駆動回路においては、ホール素子２及び差
動増幅器からなる回転位相検出回路に、サーボ回路１０
の出力であるモータ速度制御電圧を供給するようにして
いるので、コイルの電流と駆動トランジスタ９ａ、９ｂ
のベース電流とが比例するようになっている。

しかし第２図の駆動回路の場合には、ホール素子２への
供給電圧は所定範囲である必要があるので、サーボ回路
からのモータ速度制御電圧を上記所定範囲としなければ
ならず、このためにサーボ回路によるモータの速度制御
範囲が狭くなる問題がある。

本考案は上述の問題点にかんがみてなされたものであっ
て、回転位相検出回路の位置検出素子に電源電圧に基づ
く一定電圧が供給されるように構成し、モータ速度制御
電圧が抵抗及びスイッチング素子の直列回路を介してス
イッチング回路にスイッチング制御電流として与えられ
るように構成されたスイッチング制御回路を設け、上記
スイッチング素子を電流切換え信号に応じてオン・オフ
して、上記モータ速度制御電圧に応じて可変されたスイ
ッチング制御電流により上記スイッチング回路をオン・
オフするようにしたもので゛ある。

このように構成することによって、余分な制御電流を減
少させて、モータの効率を良くすることができ、またモ
ータの速度制御範囲を広く採ることができるようにして
いる。

以下本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第３図は本考案を適用したブラシレスモータの駆動回路
の回路図である。

なお第３図において、第１図と同様な部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。

第３図においては、第１図と同様にホール素子２の起電
圧はトランジスタ６ａ、６ｂから成る差動増幅器によっ
て増幅される。

そしてこれらのトランジスタ６ａ、６ｂのコレクタから
得られる回転位相検出信号は夫々電流増幅用のトランジ
スタ１４ａ、１４ｂを介して駆動トランジスタ９ａ、９
ｂに供給される。

そしてトランジスタ１４ａ、１４ｂの夫々のコレクタに
は抵抗１５ａ、１５ｂを介してサーボ回路１０の出力で
あるモータ速度制御電圧ＶＣが供給されている。

従って、トランジスタ９ａ、９ｂのベース電流ＩＢは、
抵抗１５ ａ、 １５ ｂの抵抗値をＲ、トランジスタ
１４ａ、１４ｂのコレクターエミッタ飽和電圧をｖｃＥ
８ａｔ、トランジスタ９ａ、９ｂのベース−エミッタ電
圧をｖＢＥとすると、 となる。

ここでＶＣＥｓａｔ ｚ ＶＢＥははパ一定値であり、
かつＶＣと比較して非常に小さい値であるから、ＩＢ−
増 となって、ベース電流■８ははパコイル駆動電圧Ｖｏ、
換言すれば、コイルｌａ、ｌｂの電流値にはパ比例した
電流となっている。

従って、モータの回転速度がどのような状態であっても
、余分なベース電流がトランジスタ９ａ、９ｂに流れる
ことがない。

このためモータの効率を良くすることができる。

次に第４図は第３図の変形例を示すブラシレスモータの
駆動回路である。

第４図においては、差動増幅器の一方のトランジスタ６
ｂのコレクタから得られる回転位相検出信号は電流増幅
用のトランジスタ１６を介して駆動トランジスタ９ａの
ベースに供給される。

そしてこのトランジスタ１６のコレクタにはサーボ回路
１０の出力で゛あるモータ速度制御電圧Ｖ。

が抵抗１７を介して供給される。

また駆動トランジスタ９ｂのベースには、トランジスタ
１６のコレクタから得られる上記回転位相検出信号とは
１８０°位相の異なる信号がダイオード１８を介して供
給される。

従って、第４図の駆動回路においては、差動増幅器から
得られる回転位相検出信号に応じてトランジスタ１６が
オン・オフする。

そしてトランジスタ１６がオンとなったときには、抵抗
１７、トランジスタ１６を通ってベース電流がトランジ
スタ９ａに流れ、またトランジスタ１６がオフとなった
ときには、抵抗１７、ダイオード１８を介してベース電
流がトランジスタ９ｂに流れる。

このためトランジスタ１６のオン・オフによってトラン
ジスタ９ａ。

９ｂが交互にオン・オフし、コイルｌａ、ｌｂに電気角
では一’ １８０°ずつの通電が行われる。

従って、第４図の場合も、トランジスタ９ａ、９ｂのベ
ース電流は、コイル駆動電圧Ｖ。

と抵抗１７とによってはパ定まり、コイル１ ａ、 １
ｂの通電電流には・・比例している。

このため余分なベース電流が流れず、モータの効率を増
加させることができる。

本考案は上述の如く、回転位相検出回路の位置検出素子
に電源電圧に基づく一定電圧を供給し、またモータ速度
制御電圧を抵抗及び電流切換え信号によってオン・オフ
されるスイッチ素子を介してスイッチング制御電流とし
てスイッチング回路に供給するように構成し、これによ
って、上記スイッチング回路を動作させるための制御電
流が上記コイルへの通電電流に応じて変化するようにし
た。

故にモータの回転速度に応じて可変されたスイッチング
制御電流を常にスイッチング回路に供給することができ
るので、余分な制御電流を減少させることができ、この
ためにモータの効率を良くすることができる。

また位置検出素子にはモータ速度制御電圧に直接には関
係のない電源電圧に基づく一定電圧を供給するようにし
たので、モータ速度制御電圧の変動中を位置検出素子の
動作電圧に無関係に選定し得られ、このためにモータの
速度制御範囲を広く採ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はブラシレスモータの従来公知の駆動
回路を示す回路図、第３図は本考案を適用したブラシレ
スモーターの駆動回路の回路図、第４図は第３図の変形
例を示す駆動回路の回路図である。 なお図面に用いられている符号において、ｌａ。 ｌｂ、ＩＣ，ｌｄは固・定コイル、２はホール素子、９
ａ、９ｂはトランジスタ、１０はサーボ回路、１４ａ、
１４ｂはトランジスタ、１６はトランジスタである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 位置検出素子によってモータの回転位相を検出して電流
   切換え信号を発生する回転位相検出回路と、複数のコイ
   ルに上記電流切換え信号に応じて順次切換え通電するた
   めのスイッチング回路と、上記コイルにモータ速度制御
   電圧を供給するためのサーボ回路とを備えるモータ駆動
   回路において、上記回転位相検出回路の上記位置検出素
   子に電源電圧に基づく一定電圧が供給されるように構成
   し、上記モータ速度制御電圧が抵抗及びスイッチング素
   子の直列回路を介して上記スイッチング回路にスイッチ
   ング制御電流として与えられるように構成されたスイッ
   チング制御回路を設け、上記スイッチング素子を上記電
   流切換え信号に応じてオン・オフして、上記モータ速度
   制御電圧に応じて可変されたスイッチング制御電流によ
   り上記スイッチング回路をオン・オフ制御するように構
   成したモータ駆動回路。