JPS60125191A - ブラシレス直流モ−タ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、複数個のコイルへの電流路をトランジスタに
より電子的に切換えていくづラシレス直流七−夕に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 ブラシレス直流モータはづラシ・コミュテータを使用し
ていないために整流ノイズがなく、長寿命で信頼性の高
い七−夕であり、従来より音響・映像機器に広（使用さ
れている。これらの機器に使用されるづラシレス直流七
−夕では、非接触式の位置検出器とその出力に応動して
活性となる複数個の駆動トランジスタによって、コイル
への供給電流を所定の値（指令信号に対応する値）にな
すように駆動トランジスタの動作電流を制御している。

その結果、駆動トランジスタでのコレクタ損失が生じ、
トうンジスタの温度上昇が生じ、熱破壊や寿命の低下を
きたしていた。また、駆動トランジスタや抵抗を単一の
シリコンチ・・ノーｊ！こ集積回路（ＩＣ）化した場合
に、複数の駆動トランジスタによる発熱が子・ソづ内で
集中して生じるためにＩＣの熱破壊を生じやすい。特に
、使用環境の温度が高い程、同一発熱に対する内部温度
が高（なるために、づラシレス直流七−夕の使用可能な
周囲温度に対する制限が厳しくなり、利用上で大きな問
題となっていた。

発明の目的 本発明は、そのような点を考慮し、駆動トランジスタの
温度を検出し、その温度上昇を制限することにより、熱
破壊にいたる温度までトランジスタが温度上昇しないよ
うにした保護機能を有するブラシレス直流上−夕を提供
することを目的とするものである。

発明の構成 本発明は、界磁手段と、複数個のコイルと、前記コイル
への電流路を切換える複数個の駆動トランジスタと、七
−３可動部の位置を検出する位置検出手段と、前記コイ
ルへの電流を検出する電流検出手段と、指令信号を作り
出す指令信号発生手段と、前記電流検出手段の出力と前
記指令信号を比較してその差電圧に応じた電流を出力す
る′ｄ電流制御手段、前記位置検出手段の出力に応じて
前記電流制御手段の出力を面記駆動トラｙジスタの制御
入力端子に分配する選択手段と、前記駆１ｆｔｌｌトラ
ンジスタの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段の検出温度が第１の所定値１８以上になると前記
検出温度と第１の所定値の差に応じて前記指令信号を減
少修正する修正手段と、前記検出温度が第２の所定値Ｔ
２　（Ｔ２＞　ＴＩ　）より大きくなると前記電流制御
手段の出力から前記駆動トランジスタの制御入力端子に
いたる経路の電流を吸収する電流吸収手段とを具備した
ものであり、これにより上記目的を達成したものである
。

また１本発明の他の構成では、界磁手段と、複数個の〕
イルと、前記コイルへの電流撚を切換える複数個の駆動
トラ−Ｊジスタと、を−３可動部の位置を検出する位置
検出手段と、前記フィルへの電流を検出する位置検出手
段と、前記コイルへの電流を検出する電流検出手段と、
指令信号を作り出す指令信号発生手段と、前記駆動トラ
ンジスタの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段の検出温度が第１の所定値１１以上になると前記
検出温度と＠１の所定値との差に応じた電圧信号を作り
出す温度差電圧発生手段と、前記温度差電圧発生手段の
出力と前記電流検出手段の出力を合成する合成手段と、
前記合成手段の出力と前記指令信号を比較してその差電
圧に応じた電流を出力する電流制御手段と、前記位置検
出手段の出力に応じて前記電流制御手段の出力を前記駆
動トランジスタの制御入力端子に分配する選択手段と、
前記温度検出手段の検出温度が第２の所定値Ｔ２（ＴＩ
　＞　ＴＩ　）より大きくなると前記電流制御手段の出
力から前記駆動トランジスタの制御入力端子にいたる経
路の電流を吸収する電流吸収手段とを具備することによ
り、上記目的を達成したるものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面に基ついて説明する。

第１図は本発明のづラシレス直流七−夕の一実施例を表
わす電気回路図である。第１図において、（１）は七−
夕可動部（Ｏ−タ）にとりつけられた界磁用のマジネｔ
ソト、（２）　（３）　（４）は３相のコイル、（５）
　（６）（７）はコイル＋２）（３）　（４）への電流
路を切換える駆動トラ−Ｊジスタ、（８）はマクネ・リ
ド（１）の磁束を感知するホール素子０υ（６）θ■か
らなる位置検出器、（９）は位置検出器（３）の出力に
応じて駆動トランジスタ（５）　（６）　（７）の通電
を分配制御する分配器、（ＩＯは指令信号ｖ１を発生す
る指令信号発生器、（１１）は駆動トランジスタの温度
（またはシリコンチ・ツブの温度）を検出する温度検出
器、出力は駆動トランジスタ（５１（６）　（７）の通
電時の動作電圧を検出する動作検出器、０３は動作検出
器０■の出力に応動して可変出力の直流電圧を得るＩＥ
電圧変換器■Ｄと＠は直流電源である。

次に、その動作について説明する。指令信号発生器ｍの
速度検出器（ハ）は、たとえば同波数発電機と周期・電
圧変換器にて構成され、モータの回転速度が遅いとその
出力を小さくし、所定の回転速度になると出力電圧を大
きくしていく。速度検出器に）の出力は電流変換器（ハ
）に入力され、抵抗（ハ）（イ）による所定の箱、圧レ
ペわと比較され、その両者の差電圧に応じた出力電流ｌ
□（吸収電流）を得ている。

第２図に電流変換器（７）の具体的な構成例を示す。

入力電圧は差動トランジスタ（２０４）（２０５）（２
０６）　（２０７）と抵抗（２０２）　（２０３）　に
よって比較され、その電圧差に応じて定電流源（２０１
）の電流１２□を］レクタ側に分配する。コレクタ電流
ｉ２２と１２３トランジスタ（２０８）　（２０９）に
よって比較され、差電流ｉ２：＋　ｉ２□がカレシト三
う−（トランジスタ（２１０）（２１１）　）を介して
出力され、電流ｉ工を吸引する。

電流変換器（ハ）の出力側には温度検出器ＯＤの出力側
が接続され、その両者の差電流云い−１３がトランジス
タ＠（ハ）翰（至）、抵抗！］）＄２（至）からなるカ
レントミラー回路に入力され、カレントミラー回路の出
力１２とｉ４はｉｌ　−ｉ３に比例した値となる（抵抗
６０＜３邊（２）が等しいものとすれば、１２二ｉ４＝
　ｉｌ−ｉ３となる）。電流１２は抵抗（Ａとコンヂン
Ｉｔ（至）により指令信号Ｖ１に変換される。その変換
式は となり・ローパスフイＪし夕特性を有してし）る。ここ
に、Ｒ３４、Ｃｓ５はそれぞれ抵抗（ロ）とコシヂンサ
（至）の値である。

指令信号ｖ１は分配器（９）の電流制御器（７）の正転
入力端子に加えられ、その反転入力端子に加えられた電
流検出器Ｑつの出力ｖ２と比較され、その両者の差に対
応した電流ｉ６を出力する。第３図に電流制御器−の具
体的な構成例を示ず。入力ｔ、７４圧差に応じて定電流
源（２２１）の電流Ｉ２４をコレクタ電流ｉ２ｓとｉｚ
ａに分配し、ｉ２５とｉ２６をトラーＪジスタ（２２８
）（２２９）にて比較し、その差電流１２ａ−ｉｐ、ｓ
をトランジスタ（２８０）　（２８１）にて増幅し、ト
ラーＪジスタ（２８２）（２３８）　、抵抗（２８４）
　（２８５）のカレントミラーを介して出力し、電流ｉ
６を流出している。電流制御器（ホ）の出力電流ｉ６は
選択器Ｃ力の共通１三・・ツタ電流になっている。選択
器０５１）のトランジスタ（５３Ｆ４（イ）の各ベース
端子には、位置検出器（８）のホール素−＋　（４１）
　ｅａ　ｎの出力電圧がそれぞれ印加されている。ホー
ル素子（４υ（６）（財）はマタネ・リド（１）の磁゛
束を感知し、その回転位置に応じた３相のアナＤＩ）電
圧信号を発生する。トラ、、ＩジスタＧ罎（ロ）霞は、
そのベース電圧の差に応じて共通１三１リタ電流を各コ
レクタ電流に分配し、ベース電圧の最も低いトランジス
タの］レクタ電流が最も大きくなり、他のトランジスタ
のコレクタ電流は実質的に零となる。

トラ、７ジスタ（ト）（財）曽の各コレクタ電流は駆動
トランジスタ（５）　（６）　（７）の各ベース電流と
なり、電流増幅されてコイル（２）　（３）　（４）に
供給される。コイル（２）　（３）（４）への供給電流
１ａ（駆動トランジスタの通電電流）は電流検出器Ｇ）
の抵抗（ト）の電圧降下■２として検出され、電流制御
器−に入力される。

これにより、電流制御器ω、選択器の］）、駆動１〜ラ
シジスタ（５）　（６）　（７）および電流検出器６つ
によって、第１の帰還ループが構成され、］コイル２）
（３）　（４）への供給電流１ａを確実に指令信号Ｖ１
に対応した値となしている。（実際には、図示の■１と
Ｖ２が等しくなるように制御がかかる）。

これについて説明すれば、指令信号Ｖ１が大きくなると
電流制御器−の出力電流ｉ６が大きくなり、選択器βＤ
より選択された駆動トランジスタのベース電流および通
電電流Ｉａが大きくなり、電圧信号■を大きくし、ｖ２
がＶ、に等しくまたはほぼ等しくなって安定となる。す
なわち、コイルへの供給電流Ｉａは Ｉａ　＝　ｖ、　／　Ｒｓａ　−−−（２）となる。こ
こに、Ｒ５６は抵抗−の値である。

なお、コシヂンサ６′７）は上述の帰還ルーづの位相補
償（発振防止）のためにつけている。また、コイル（２
）　（３）　（４）に並列に接続された抵抗（６１）−
一と〕ンデシサＯの（財）−の直列回路は、通電路の切
換えに伴うスパイク電圧を低減するものである。

次に、動作検出器（２）と′ｍ圧変換器（至）の動作に
ついて説明する。電圧変換器（至）は直流電源■カの正
極端子（Ｖｓ＝２０Ｖ）からコイル（２）　（３）（４
）の共通接続端子にいたる給電回路中に、エミ′ンタ・
コレクタ路を直列にして挿入されたスイッチ？７タトラ
ンジスタ内とフライホイールタイオード輪とインタフタ
ンス素子−と］ｙ４ｙｔＯ！９とスイッチング制御器Ｏ
ηによって構成されている。

スイッチング制御器０υは、たとえば鋸歯状波発振器と
］ンパレータ等の周知の種々の構成が利用でき、入力電
流ｉｇに応じたデユティのパルス信号を得て、スイ・シ
チンジトランジスタに）をオン・オフ制御する。

電圧変換器α３の出力電圧ｖＭは、スイッチングトラ、
７ジスタ←諺のオシ時間比率（実質的なデユティ比率）
に関係して変化する。出力電圧ｖＭは３相のコイル＋２
１　（３）（４）および駆動トランジスタ（５）（６）
　（７）に供給され、前述の分配器（９）の動作に従っ
て順次活性となる駆動トランジスタが切換ってゆく。

動作検出器＠は通電状態にある駆動トランジスタの動作
ｔ〆圧を検出している。指令信号発生器ＯＩｊのトラン
ジスタ■のコレクタ電流１４（ｉ、は１ｌ−ｉ３に比例
）と定電流源■の電流ｌ５（一定）は合成加算されて抵
抗σＧ、タイオード（７ｅｊ（ハ）に供給され、所定の
電圧値 ■３＝Ｒ７５・（Ｉａ　＋　Ｉ５　）　＋　２ＶＤ−−
−（３）を得ている（比較トランジスタＱ→がオフの時
）。

ここに、Ｒ７５は抵抗（７５の値であり、ｖＤはタイオ
ードの順方向電圧である。

各検出トランジスタ（７１）（７望Ｑ３の一端（ベース
）は直流的に（直接または抵抗、タイオード等を介して
）各駆動トうンジスタ（５）　（６）　（７）の出力端
子（］コレクタに接続され、一端（１三・リタ）は比較
トランジスタＱ→のベースに共通接続され、一端（コレ
クタ）は最低電位点（アース電位）に共通接続され、こ
れらの検出トランジスタ（７］）ｅｌ’Ｊ　（ｉ’３の
１三・リタ接続点には駆動トランジスタ（５１（６）　
（７）の通電時の動作電圧に対応した値があられれる。

その検出電圧に応じて比較トランジスタｑ４は］レクタ
電流１７を出力し・トランジスタＶｅにより増幅し、出
力電流１８を電圧変換器（１３のスイッチ−Ｊジ制御器
０１）より吸引する。ここで、駆動トランジスタの通電
時の動作ｔＸ圧をＶＣＥ　、対応する検出トランジスタ
（７］）　（ｎ　（７→および比較トランジスタＱ４の
ベース・１三・ワタ順方向’ｆＪ−１圧をＶＢＥとする
と Ｖ３　：ＶＣＥ　＋２ＶＢＢ　＋Ｒ５６、Ｉａ　”・・
・・（４）Ｖ３　＝Ｒｔ、・（ｓ４　＋　Ｉ５　１７　
）　＋２Ｖｏ　−−（５）となる。比較トうンジスタＱ
→の］レクタ電流１７はＶＢＥ　＝ＶＤと近似すると となる・すなわち・駆動トうンジスタの通電時の動作電
圧ＶＣＥと所定電圧（Ｒ７５・（ｉ４　＋　Ｉｓ）　Ｒ
５６Ｉ　ａ　）の差に対応して電流１７が変化し、動作
検出器（２）の出力１８が変化する。

ここで、ｉ４とＩａは速度検出器（ハ）の出方電圧に応
じて変化するが（正確にはｉｔ　ｉ３に応じて変化）Ｒ
７５・ｉ４≧Ｒ５６・Ｉａとなるように各部の抵抗値を
決められている。

従って、動作検出器（６）、重圧変換器ａ４およびコイ
ル（２）　（３）　（４）によって第２の帰還ループが
講成され、前述の駆動トランジスタの動作ｍ圧（通ｍ時
）を検出し、その動作電圧が能動領域内の所定の値と等
しくまたは略等しくなるようにしている。

すなわち、駆動トランジスタの通電時の動作電圧が小さ
くなると、比較トラ−ＪジスタＯ′→の］レクタ電流ｉ
、が大きくなり、動作検出器（２）の出力１８が大きく
なる。ｉ６の増加は電圧変換器◇］のスイッチンジ制御
器ＩＩ）のパルス幅を変化させ、スイッチングトうｙジ
スタ（イ）のオン時間比率を大きくし、電圧変換器ＯＪ
の出力電圧ＶＭを大きくする。その結果、駆動トう−Ｊ
、；スタの動作電圧が大きくするように帰還がかかる。

このようにするならば、駆動トラ、７ジスタの動作ｍ圧
が能動領域内の小さな値となされているために、そのコ
しフタ損失は著しく小さくなる（特に、コイルへの供給
電流１ａが小さい時にその効果は大きい）。また、スイ
ッチングトランジスタＩ３をオン・オフ動作させて、そ
のオン時間比率によって所要の出力電圧ｖＭを得ている
ために、電圧変換器ａ３Ｏｆ圧変換に伴う損失は極めて
小さい。すなわち、本実施例の七−夕の小ｆ４Ｅ流時の
電力効率は著しく改善されている。特に、　（Ｒ７５・
１４　Ｒ５ａｌａ）〉０とするならば、大電流時（Ｖｌ
が太き（Ｉａが大きい時）の駆動トランジスタの動作電
圧を所要の大きさになすと共に、小電流時には、能動領
域内の小さな値となすことができる。

次に、温度検出器ａＤの動作について説明する。

温度検出器０の出方電流ｉ３が正となるのは、駆動トラ
ンジスタの温度が上昇した場合であり、高温状態（８０
℃程度）における七−夕の起動や過負荷での回転または
故障による七−タロ・ツクが生じた時である（常温、低
温での回転動作中ではｉ３＝　０　）。

定電流源（１０１）、ツェナータイオード（１０２）、
トうンジスタ（１０Ｂ）、抵抗（１０４）、（１０５）
によって、温度ドリフトの小さな所定定圧値ｖ４（約４
７０ｙ、、Ｖ　）の基準電圧を作り、温度検出用のトラ
ンジスタ（１０６）のペースに印加している。トランジ
スタ（１０６）のエミ・ツタは、小抵抗（約１００Ω程
度）の抵抗（１０７）を介して基準電圧ｖ４の他端側に
接続されている。

トランジスタ（１０６）のコレクタ側には、定電流源（
１０ｇ）、トうンジスタ（１０９）（１１００１１１）
による電ｍ　供給回路のトランジスタ（１１１’）のコ
レクタ側と、トラｙ”：ｒスタ（１１２）　（１１３）
　（１１４）による力Ｌｔｙト三ラーう路の入力側が接
続され、トランジスタ（１１４）の出力電流ｉ３は電流
変換器翰の出力側に供給されている。また、トランジス
タ（１１８）の出力側は力しントミラー回路（トうｙジ
スタ（１１５）、（１１６）　）の出力に接続され、そ
の接続点は抵抗（１１７）ｒｌ１８）　。

（１１９）ト５ンジ２　タ（１２０）、（１２１）、（
１２２）からなる電流吸収回路に接続されている。

トラ：７ジスタ（１０６）は少なくとも１個の駆動トラ
−Ｊジスタと密着（熱結合）して配置され、駆動トラ−
ｊジスタの温度を検出するようにしている（実際には、
駆動トランジスタ（ｆ＋１　（６）　（７）と温度検出
用のトランジスタ（１０６）は単一のシリコンチ・ツブ
上に集積回路化している）。

いま、駆動トランジスタでの発熱が大きくなり、その温
度が上昇すると、トランジスタ（１０６）の］レクタ電
流ｉ１ｏとベース・１３１９間順方向電圧ＶＢＨの関係
は第４図の■〜■に示すように変化する。一方、抵抗（
１０７）の値をＲ１０７とするとＶ４　＝　ＶＢＥ（Ｔ
ｌ　＋　Ｒ４ｏｙ　Ｈｉｌｏ　”’　”’　”’　（７
）であるから、コレクタ電流ｉｚｏは温度Ｔにより定ま
るＶＢＥ対ｉｔｏ　特性と一第４図の直線■（ｉｔｏ　
＝　（Ｖ４−ＶＢＥ）／Ｒ１゜７）の交点となり、その
電流ｉｔｏは温度Ｔと共に変化する。第５図に温度Ｔと
ｉｔｏの関係を示す。すなわち、トラ：７ジスタ（１０
６）のコしツタ電流ｉ４゜は、温度Ｔが低い時（１００
℃）以下では小さく、温度Ｔの増加に伴って徐々にその
値を大きくしていく。電流ｉｓｏが定電流源（１０８）
の電流■、。

よりも小さい時には温度検出器の出力電流ｉ３は零であ
り、七−夕の動作に何の影響も与えない。温度Ｔが上昇
し１１゜＞１１□になると、ｉ３＝　ｉｓｓ　＝　ｉｔ
。−１１□が出力される（第６図）。

温度検出器αＤの出力ｉ３は電流変換器（ハ）の出力側
に供給され、ｌ・うンジスタ（イ）（ハ）（２）に）、
抵抗６〃０す（ト）からなる力しント三う−回路の出力
１２とｉ、を小さくする（　ｉ２＝　１４＝　Ｉｔ　ｉ
３）。１２の減少は指令信号ｖ１を小さくし、第１の帰
還ルーづの動作によりコイルへの供給ｍ流１ａｈ従って
、駆動トラ：７ジスタの通電電流を小さくする。また、
ｉ４の減少は動作検出器（２）の基準電圧■３を小さく
し、第２の帰還ル−づの動作により駆動トランジスタの
動作電圧ＶｃＥを小さくする。その結果、駆動ｌ・ラン
ジスタの発熱（コレクタ損失）が小さくなり、温度上昇
は制限される。

すなわち、温度検出器αＤと、その出力ｉ３に応動して
指令信号ｖ１を減少修正する修正手段と、指令信号ｖ１
に応じた電流Ｉａをコイルに供給する第１の帰還ル一つ
と、駆動トランジスタによって第３の帰還ループが構成
され、駆動トラ−Ｊジスタでの発熱（コレクタ損失Ｐ（
−Ｖ（Ｂ、Ｉａ）を制御し、その温度が過度に上昇する
ことを制限している（温度制限ループ）。この温度制限
ルーづは、駆動トランジスタの温度が第１の所定値Ｔ、
＝１２０℃より大きくなると動作し始め、１４３℃まで
上昇すると指令信号Ｖ１が零になるようにしている。

ところで、第１図に示した実施例は集積回路化に適して
おり、駆動トランジスタ（５）（６）　（７）　２Ｊよ
び温度検出器（１１）の温度検出用トうンジスタ（１０
６）ばかりでなく、分配器（９）や指令信号発生器ＧＯ
等のトランジスタ、タイオード、抵抗を単一のシリコン
チ・すづに集積して形成するならば、部品点数が少なく
実装も容易となる。しかしながら、分配器（９）の電流
制御器−や選択器６］）を駆動トランジスタ（５）（６
）（７）と同一チップ上に集積化した場合には、前述の
第３の帰還ルーづの動作するごとき高温になると、第１
の帰還ループの動作がおかしくなり、指令信号ｖ１が零
であっても駆動トランジスタに電流が流れ、コイルに電
流が供給される現象が生じた。これは、チ・すづ温度の
上昇に伴って電流制御器（至）や選択器ｉ１１．］）に
おけるリーク電流が増加することが原因となって生じて
いた（リーク電流は温度上昇に伴って指数関数的に増加
する）。リーク電流によって駆動トもンジスタに大きな
電流が流れ始めると、駆動トう−Ｊレジスタの発熱・温
度上昇が大きくなり、さらに大きなリーク電流を流し始
める。

その結果、駆動トう：７ジスタが過熱され、熱破壊にい
たる。

このような、電流制御器■や選択器６◇におけるリーク
電流によって駆動トラ：７ジスタが熱破壊にいたるのを
防ぐために、本実施例では、抵抗（１１７）（１１８）
（１１９）とリーク電流吸収用トランジスタ（１２０）
（１２１）（１２２）による電流吸収回路を設け、駆動
トラ：７ジスタの温度が第２の所定値Ｔ２＝１４６℃を
こえると電流制御器−の出力から駆動トランジスタ＋５
）　（６）（７）の制御入力端子にいたる経路の電流を
吸引するようにしている。これについて説明する。ｉ３
〉０の高温状態では、温度検出器α→のトランジスタ（
１１０）の出力電流は定電流源（１０８）の電流Ｉｌｌ
に等しくなっている。　トうンジスタ（１１５’）の１
三・リタ面積とトランジスタ（１１６）の１三・リタ罰
積の比は２：３にしているため、トランジスタ（１１６
）はであり、電流吸収回路（トランジスタ（１２０）（
１２１）（１２２））　はオフとなる。チ・ツブ温度が
第２の所定スタ（１２０）（１２１）（１２２）をオシ
にする。トランジスタ（１２０）（１２１）（１２２）
はそれぞれ駆動トランジスタ（５）　（６）　（７）の
ベース側から電流を吸引し、電流制御器（７）や選択器
６υにおいてリーク電流が発生しても、駆動トランジス
タ（５）（６１（７）を確実にオフにする。

このような電流吸収回路を設けるならば、駆動トランジ
スタの温度は第２の所定値１２以上に上昇できないため
に、駆動トランジスタの熱破壊を確実に防止することが
できる。

なお、第３の帰還ループをな（して電流吸収回路のみに
よって熱保護を行なわせる方法も考えられるが、そのよ
うな場合には、指令信号ｖ１が大きい状態で第１の帰還
ループを強制的にオフさせる形になる。これは、大きな
コイル電流を瞬間的にオフすることを意味し、コイルの
インタフタンスにより大きなスパイク電圧が発生し、ト
ランジスタの安全動作領域（ＡＳＯ）を超えてしまう恐
れがある。すなわち、駆動トランジスタ破壊を招いてし
まい好ましくない。本実施例では、電流吸収回路が動作
する前に第３の帰還ループが動作して、指令信号Ｖ、を
零にしている。従って、リーク電流による小さな電流を
徐々に電流吸収回路が吸収すれば良く、駆動トランジス
タの動作が安全動作領域を超える恐れはない。

また、第３の帰還ループは単に駆動トラ：、Ｉジスタの
温度上昇を制限するものであり、このループが動作して
いる場合（駆動トランジスタの温度が１２０℃以上にな
った時）でもコイルには電流が供給されている。従って
、周囲温度が高くかつ七−夕の負荷がやや重い場合でも
、マグネ・ソトｆｌ）の磁束とコイル（２）　（３）　
（４）に流れる電流Ｉａによって加速トルクを発生し、
七−夕は確実に起動・加速され、速度制御状態に移って
いく。

さらに、第１図の実施例では、第２の帰還ループの動作
により駆動トう、７ジスタの通電時の動作重圧ＶＣＥが
能動領域内の所定の小さな値となるように制御されてい
る。従って、駆動トランジスタにおけるす９．−熱（コ
レクタ損失Ｐ（＝　ＶＣＥ　、Ｉａ　）が小さくなり、
温度上昇の幅も小さくなる。また、Ｉａ（またはＶ＋）
の変化に対する発熱の関係が線形（比例関係）または路
線形となり、前述の第３の帰還ループが線形な要素によ
って構成でき、その動作が安定する効果もある。

前述の実施例では、温度検出器ｕ１１の出力１３によっ
て指令信号Ｖ１を小さくするようにしたが、本発明はそ
のような場合に限定されるものではない。

第７図に本発明の他の実施例を表わす゛藏気回路図を示
す。第７図において、七−夕可動部（ロータ）にとりつ
けられた界磁用のマグネ・ｙト（１）、３相のコイル＋
２）　（３）（４１、コイル（２）　（３）　（４１へ
の電流路を切換える駆動トランジスタ＋５）　（６）　
（７）、マグネ・ソト（１）の磁束を感知するホール素
子（６）（転）−からなる位置検出器（８）、位置検出
器（８）の出力に応じて駆動トランジスタ（５）　（６
１（７）の通電を分配制御する分配器（９）、指令信号
ｖ１を発生する指令信号発生器ＱＯ，駆動トランジスタ
の温度（またはシリコクチ・ツブの温度）を検出する温
度検出器αＤ、駆動トランジスタ（５’ｌ　（６）　（
７）の通電時の動作重圧を検出する動作検出器＠、動１
作検出器＠の出力に応動して可変出力の直流菫圧を得る
電圧変換器αｊなどの基本的な構成　動作は前述の第１
図の実施例と同様であり、説明を省略する。また、第１
図の実施例と同一のものには［α１じ番号を付している
。

さらに、電流制御器（７）、選択器（ｉ５υ、駆動トラ
ンジスタ＋５）　＋６）　（７）、電流検出器６２等に
よって、第１の帰還ループが構成され、電流制御器Ｑ→
の入力ｖ１とＶ２が等しくなるようにコイルへの併結電
流１ａを制御している。また、動作検出器（１２１、電
圧変換器ｕＪおよび］イルｆ２）　＋３）　（４３によ
って第２の帰還ループが構成され、駆動トランジスタの
動作重圧を検出し、その動作重圧が能動領域内の所定の
値と等しくまたは略等しくなるようにしている。第１の
帰還ループおよび第２の帰還ルーづの動作は前述の第１
図の実施例と同様であり、説明を省略する。

本実施例では、温度検出器αηのトラ：７ジスタ（１１
４）の出力電流ｉ３を抵抗（８０１）からなる温度差電
圧発生器（８０２）に流し、駆動トランジスタの温度と
第１の所定値Ｔ工の差に比例または略比例した電圧Ｖｘ
を作り出す。

ｖｘ　＝　Ｒ３０１’　＋３−−−　（８）ここに、Ｒ
３０１は抵抗（８０１）の値である（実際には、電流検
出器６４の抵抗−にも電圧が発生するが、Ｒ３０１＞＞
Ｒ５８であるので無視する）。電流検出器磐の出力電圧
Ｒ５６・Ｉａと温度差電圧発生器（８０２）の出力Ｖｘ
は合成器（３０３）によって加算合成され、Ｖ２　＝　
Ｒ３ｏ＋　・ｌａ　＋　Ｒ５６・Ｉａ　−−−（９）を
作り出している（その他の構成・動作は第１図の実施例
と同様である）。

リーク電流がない時には、第１の帰還ループの動作によ
ってｖ１＝Ｖ２となる。従って、駆動トランジスタの温
度が第１の所定値Ｔ１をこえると＋３が大きくなり、そ
れに伴ってコイルへの供給電流Ｉａは小さくなる。すな
わち、温度検出器αＢと、その出力ｉ３に応じた電圧Ｖ
ｘを作り出す温度差電圧発生器（３０２）と、温度差電
圧発生器（８０２）の電圧と電流検出器６カの電圧を合
成する合成器（、＋０８）と、指令信号■１に合成器（
３０３）の出力■２が〜致するように〕イルへの電流Ｉ
ａを供給する第１の帰還ループと、駆励トうンジスタに
よって帰還ループ（第３の帰還１ｂ−プ）が構成され、
駆動トランジスタでの発熱を制御し、その温度が過度に
上昇することを制限している（温度制限ループ）。この
温度制限ルーづは、駆動トランジスタの温度が第１の所
定値Ｔ、　＝　１２０°Ｃより大きくなると動作し始め
％　１４３℃まで上昇ｒると温度差電圧発生手段の出力
重圧Ｖｘが指令信号Ｖ、よりも大きくなるようにしてい
る。

電流制御器（イ）や選択器Ｇ１）にてリーク電流が発生
して駆動トランジスタに電流が流れ、駆動トうンジスタ
の温度が第２の所定値Ｔ２　（Ｔ２　＞　１４３℃）に
なると、温度検出器αυ内の電流吸収回路（トランジス
タ（１２０）（１２１）（１２２））が動作し、電流制
御器（至）の出力から駆動トラ−Ｊジスタｔ５）（６）
　（７）の制御入力端子にいたる経路の電流を吸収して
いる。このとき、温度差電圧発生器（８０２）の出力Ｖ
Ｘは指令信号ｖ１よりも大きくなっているため、電流制
御器（至）はオフになっており、リーク電流以夕ｔの出
力はない。従って、駆動トランジスタの温度は第２の所
定値１２以上に上昇しなくなり、熱破壊を罹災に防止す
ることができる。

なお、本発明は回転運動する回転型づラシレス直流七−
夕に限らず、七−９可動部が直進的に相対移動する、い
わゆる直進型づラシレス直流モータの場合にも同様に実
施できることはいうまでもない。また、３相のコイルを
有する七−夕に限らす、一般に、複数個のコイルを有す
る七−夕を構成できる。さらに、位置検出手段には周知
の各種の方法が利用可能である。

また、前述の各実施例では、電圧変換器（２）の出力電
圧ＶＭを直流電源（２１）より低くしたが、本発明はそ
のような場合に限らず、たとえば乾電池等の低電圧電源
から高い出力電圧に変換し、コイルに供給するようにし
ても良い。また、電圧変換器の構成は、インバータ方式
周波数変調型チヨ・ソバ方式、パルス幅変調型チヨ・ソ
バ方式等の各種の方法、構成を採用し得る。

その他、本発明の主旨を変えずして種々の変形が可能で
ある。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のづラシレス直
流七−夕は、駆動トラ−Ｊジスタの温度が過度に上昇し
ないように構成されており、トランジスタの熱破壊が生
じないようにされている。従って、本発明にもとづいて
、じヂオテーづ１ノコージ等の＋セ・すづスタンモータ
やシリンタ七−夕やリール七−夕を構成するならば、機
器の信頼性は著しく高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表わす電気回路図、第２図
は＊流変換器の具体的な、構成例、第３図は電流制御器
の具体的な構成例、第４図および第５図と第６図は温度
検出器の動作を説明するための図、第７図は本発明の他
の実施例を表わす電気回路図である。 （１）・・界磁用のマタネ・リド、（２１（３＞　（４
）　コイル、（５）（ａ＞　（７）・・・駆動トラ−Ｊ
ジスタ、（８）・・・位置検出器、（９）・・・分配器
、員・・・指令信号発生器、（ｉｌｌ・・・温度検出器
、＠・・・動作検出器、（至）・・・電圧変換器、Ｑυ
（イ）・・・直流電瞭、ｌ！５の・・・電流検出器、（
１２０）、（１２１）、（１２２）・・・リーク電流吸
収用トランジスタ、（８０２’）・・・温度差電圧発生
器、（３０Ｂ）・・・合成器。 代理人　森　木　義　弘 第２図 第３図 第４図 ５ 第５図 と

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、界磁手段と、複数個のコイルと、前記コイルへの電
   流路を切換える複数個の駆動トランジスタと、七−３可
   動部の位置を検出する位置検出手段と、前記コイルへの
   電流を検出する電流検出手段と、指令信号を作り出す指
   令信号発生手段と、前記電流検出手段の出方と前記指令
   信号を比較してその差電ｆに応じた電流を出力する電流
   制御手段と、前記位置検出手段の出力に応じて前記電流
   制御手段の出力を前記駆動トラ：／ジスタの制御入力端
   子に分配する選択手段と、前記駆動トランジスタの温度
   を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出温
   度が第１の所定値Ｔ工以上になると前記検出温度と第１
   の所定値の差に応じて前記指令信号を減少修正する修正
   手段と、前記検出温度が第２の所定値Ｔ２　（Ｔ２　＞
   　ＴＩ　）より大きくなると前記電流制御手段の出力か
   ら前記駆動トラ？、Ｉジスタの制御入力端子にいたる経
   路の電流を吸収する電流吸収手段とを具備したブラシレ
   ス直流モータ。 ２、温度検出手段の検出温度が第２の所定値Ｔ２になる
   ときに、修正手段の動作によって指令−信号が零になっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のブ
   ラシレス直流モータ。 ３、界磁手段と、複数個のコイルと、前記コイルへの電
   流路を切換える複数個の駆動トランジスタと、モータ可
   動部の位置を検出する位置検出手段と、前記コイルへの
   電流を検出する電流検出手段と、指令信号を作り出す指
   令信号発生手段と、前記駆動トランジスタの温度を検出
   する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出温度が第
   １の所定値Ｔ１以上になると前記検出温度と第１の所定
   値との差に応じた電圧信号を作り出す温度差電圧発生手
   段と、前記温度差電圧発生手段の出力と前記電流検山手
   段の出力を合成する合成手段と、前記合成手段の出力と
   前記指令信号を比較してその差電圧に応じた電流を出力
   する電流制御手段と、前記位置検出手段の出力に応じて
   前記電流制御手段の出力を前記駆動トラ−Ｊジスタの制
   御入力端子に分配する選択手段と、前記温度検出手段の
   検出温度が第２の所定値Ｔ２　（１ｉｔ２〉Ｔ１）より
   大きくなると前記電流制御手段の出力から前記駆動トラ
   ンジスタの制御入力端子にいたる経路の電流を吸収する
   電流吸収手段とを具備したづラシレス直流七−夕。 ４、温度検出手段の検出温度が第２の所定値Ｔ２になる
   ときに、温度差電圧発生手段の出力電圧が指令信号より
   も大きくなっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のづラシレス直流七−夕０