JPS61218392A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、いわゆるイネーブル回路として使用する場合
に好適な制御回路に関し、特にモータの制御装置に適用
して有効な回路技術に関する。

〔背景技術〕

小型モータを用いた機器はいろいろなところに使用され
ているが、その回路例は、例えばモータドライブエレク
トロニクス（昭和５６年２月２０日第１版第１刷発行、
発行所株式会社オーム社Ｐ５０−Ｐ５３）等に示されて
いる。モータ制御装置を含む各種電子機器においては、
大電流の遮断や通電を行うメインスイッチを削減し、小
信号で電子機器を動作または非動作に切り換えるための
、いわゆるイネーブル回路を設けるようになってきた。

上記イネーブル回路は、動作可能にしておかねばならな
いので、常に通電しておくのであるか、その消費電力は
少ないほどよい。また、制御信号が供給されていない状
態、換言すればオープン状態において、または電源電圧
が変動した場合圧電子機器を動作状態にする、等の誤動
作は好ましくない。

一方、モータの制御装置においては、ロータの回転位置
をホール素子によって検出し、相切り換え信号を得て、
モータコイルへの通電順序を順次切り換えるようにした
ものがある。この場合、ホール素子には電源が供給され
続けており、それによる消費電力も無視できず、イネー
ブル回路によるモータ駆動と同時に上記ホール素子に通
電すれば、ホール素子による無駄な消費電力も低減する
ことが可能になる。

本発明者等は、上記の技術的観点からイネーブル回路と
して使用し得る制御回路につき種々の技術的検討を重ね
、本発明をなすに至った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、低消費電力である上に、電源変動によ
る誤動作等の少ない制御回路を提供することにある。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明の概要を簡単に述べれば、
下記の通りである。

すなわち、制御信号として供給されるイネーブル信号に
よって第１のトランジスタをオン、オフに駆動し、この
第１のトランジスタとは逆にオフ、オンに動作するとと
もに、電源電圧が所定レベル以上のときは確実にオン状
態を保持する第２のトランジスタと、この第２のトラン
ジスタにより駆動され、第２のトランジスタがオン状態
の間は電流径路を開状態にする第３のスイッチング素子
を設けることにより、イネーブル回路として使用し得る
低消費電力、かつ誤動作のな℃・制御回路Ｙ得る、とい
う本発明の目的を達成するものである。

以下に本発明の詳細な説明するが、説明の便宜のため本
発明を適用した制御回路をイネーブル回路として使用す
るモータ制御装置について先ず説明し、次いで制御回路
の一例を説明するものとするＯ 〔実施例１〕 以下、第１図を参照して本発明を適用したモータ制御装
置の第１実施例を説明する。なお、第１図は半導体集積
回路（以下においてＩＣという）にて構成されたモータ
制御装置の回路図であり、数字を囲んだ丸は外部接続端
子（以下においてリードという）である。

本実施例の特徴は、イネーブル回路と連動するスイッチ
回路を設け、モータの駆動時以外は回転位置検出素子に
流れる電流を阻止するとともに、モータ駆動時には上記
電流を利用してＩＩＬ回路にて構成されたディスクリ回
路６にインジヱクション電流を供給することにある。

第１図に示すように、Ｖｃ　ｃ　’！、源は抵抗Ｒｔ　
Ｙ介し’Ｃ［列接続された３個の回転位置検出素子（以
下においてホール素子とい５）Ｐ＋　−Ｐｓ　−Ｐｓに
供給されている。

そして、ラインｌ、ば１４番端子を介してスイッチ回路
１に接続されているが、このスイッチ回路１がイネーブ
ル回路２によって開閉されるものである。

以下、回路動作を順次説明する。

ホール素子Ｐ、−Ｐ３は、モータの一部を構成するロー
タの回転位置を磁気的に検出してモータコイルＬ＋　、
Ｌ＠　−Ｌｓへの通電順序を決定するために設けられて
いる。

Ａ４　ｅ　Ａ！　ｅ　Ａｓは、いわゆるホールアンプで
あり、位置検出信号Ｕ、　Ｖ、　Ｗ−Ｑ増幅するもので
あり、その出力信号はマトリクス回路１１に供給される
。マトリクス回路１１は、上記出力信号のレベル変化を
検出シて、ハイレベル、ミドルレベル、ローレベルの３
値にレベル変化する摺切り換え信号を得るものである。

゛振幅制御回路１２は、後述する制御部１００から供給
される制御信号ＶＯによって上記摺切り換え信号の電圧
レベルを制御し、モータコイルＬ。

〜Ｌ３にながれる電流量を制御して、モータの回転速度
調整を行うものである。

出力回路Ｂ、、Ｂ、、Ｂ、は、プッシュプルアンプの形
態に構成され、振幅制御回路１２の出力信号がハイレベ
ルのとき電源側トランジスタ（図示せず）がオン状態に
動作して、モータコイルＬ１〜Ｌ３への通電を行い、ロ
ーレベルのとき接地側トランジスタ（図示せず）がオン
状態に動作シて、電流の吸い込みな行う。また、上記出
力信号がミドルレベルのとき電源側トランジスタ、接地
側トランジスタの何れもオフとなり、上記通電および吸
い込みを停止する。

そして、相切り換え信号によって上記通電、吸い込み、
停止の動作が繰り返され、モータコイルＬ、〜Ｌ３に順
次駆動電流が流れ、モータの回転駆動が行われる。

次に、制御部１００につ〜・て説明する。

７番端子１ｔｃハ、ハイレベル及びローレベルニレベル
変化するイネーブル信号Ｖｅが供給される。

イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのときイネーブル回路
２の出力レベルはローレベルになり、モータの駆動を停
止するとともに、上記スイッチ回路１を開状態となし、
ホール素子Ｐ　Ｉ”’−Ｐ　ｓの電流径路を遮断する。

すなわち、スイッチ回路１を設けることにより、ホール
素子Ｐ、〜Ｐ３を無駄にながれていた不要電流を阻止す
ることができ、この分消費電力を低減し得る。

一方、イネーブル信号■ｅがローレベルのときは、イネ
ーブル回路２の出力レベルがハイレベルになり、アンド
回路３の１の入力端子がハイレベルになる。これが一種
のトリガーとなって振幅制御回路１２に制御信号ＶＯが
供給されるようになる。そして、スイッチ回路１が閉状
態になり、ホール素子Ｐ、〜Ｐ３を流れていた電流がイ
ンジェクション電流としてディスクリ回路６に供給され
る。

４は周波数発電機（以下においてＦＧという）であり、
モータの回転速度に対応して変化する周波数信号Ｖｆが
得られる。周波数信号Ｖｆは増幅器Ａｌ＋によって増幅
され、次段のゼロクロスデテクター５に供給される。ゼ
ロクロスデテクター５は、上記周波数信号Ｖｅのゼロク
ロス位置を検出して、ディスクリ回路６に供給し、次に
述べる基準周波数信号ｐｓとの周波数比較を正確に行う
ように設けられている。

水晶発振子７９発振回路８は、上記基準周波数信号ＦＳ
（以下において基準信号という）を得るものであり、分
周回路９は上記基準信号Ｆｓｔ分周し、モータの回転速
度を所望の回転数に切り換えるために設げられている。

なお、上記分周は、１３番端子から供給される分周信号
ｌ）ｓによって行われる。

ディスクリ回路６は、基準信号Ｆｓと周波数信号Ｖｆと
の周波数比較を行い、両者の周波数差に対応して周波数
変化するパルス信号ｐｖを抵抗Ｒ２を介して積分回路２
１に供給する。

積分回路２１は、演算増幅器２２、抵抗Ｒ３、コンデン
サＣＩ、Ｃ２によって構成され、上記パルス信号ｐｖの
周波数に対応してレベル変化する電圧信号ＶＶを得るも
のである。従って、モータの回転数が変動して周波数信
号Ｖｆが変化した場合は、パルス信号ｐｖも変化し、電
圧信号Ｖｖのレベルも変化することになる。

基準電圧回路２３は、基準電圧■ｒｅｆを発生し、増幅
器２３及び増幅器２４に基準電圧■ｒｅｆを供給するも
のである。

増幅器２４は基準電圧■ｒｅｆと電圧信号Ｖｖとの電圧
比較を行い、モータの回転速１１１制御するための制御
信号■０を得るものである。この制御信号■０はアンド
回路３を介して上記部幅制御回路１２に供給され、上記
の如き制御が行われる。

なお、カレントリミッタ２５と抵抗Ｒ４とは、モータ起
動時の電流制限を行う。

また、検出回路２６は電源電圧の変動、温度変化を検出
してモータを一時的に停止させるものであり、定常状態
では出力レベルは１であるが上記不所望な変動時には０
レベルに変化し、制御信号■０の上記供給を阻止する。

以上の如く、本発明を適用したモータ制御回路では、モ
ータ駆動時にホール素子Ｐ、〜Ｐ３に所定の電流を流し
、モータ駆動時以外では電流阻止を計り得るので、消費
電力を大幅に低減し得る。

従って、電池を電源とする電子機器、例えば自動車用の
テープレコーダにおけるテープ駆動モータの制御などに
好適である。

なお、以上の説明はモータ制御装置の全体の説明であり
、上記装置におけるイネーブル回路２、スイッチ回路１
等は以下に述べる第２実施例の如＜構成されたものであ
ってよい。

〔実施例２〕 次に、本発明の第２実施例を第２図を参照し℃説明する
。

本実施例の特徴は、上記インジェクション電流をイネー
ブル信号によって遮断し得るとともに、低消費電力を可
能にしたことにある。

イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのとき、トランジスタ
Ｑ、はオフとなり、市、流は流れない。トランジスタＱ
、はカレントミラー回路を構成しているので、その入力
側を流れる電流はトランジスタＱ、、Ｑ、を介して流れ
るトランジスタＱ、のベース電流のみとなり、その電流
量は極めて小さい。そして、トランジスタＱ！の出力側
を流れる電流も極めて小さく、トランジスタＱ６はオン
状態にならない。

従って、トランジスタＱ？　−Ｑ−もオフになり、バイ
アス回路３１に電源電圧が供給されず、トランジスタＱ
ｏ〜Ｑ＋４の全てがオフになる。この結果、ホール素子
Ｐ、〜Ｐ、から流れ込む電流は、いわばスイッチ回路１
として動作するトランジスタＱＩ４がオフであるから、
これに遮断されることになり、ディスクリ回路６に供給
されない。

すなわち、イネーブル信号Ｖｅがハイレベルのときは、
インジェクション電流となるべき電流が流れず、僅かに
トランジスタＱ、のベース電流が流れるのみであり、消
費電力を低減することができる。

次に、イネーブル信号Ｖｅがローレベルのトキの回路動
作を述べる。

この場合、トランジスタＱＩがオン状態に動作し、強引
な電流の吸い込みが行われる。一方、トランジスタＱ、
のエミッタは、ＧＮＤからみて３Ｖｆに保持されていた
ものが、３Ｖｆ以下に低下してトランジスタＱａＹオフ
にする。抵抗Ｒ１゜を介してトランジスタＱ６にベース
電流が供給されることになり、これがオン状態に動作す
る。

そして、トランジスタＱｙ　、Ｑａがオンになり、抵抗
Ｌｘを介し℃バイアス回路３１に電源が供給される。こ
の結果、ツェナーダイオードＺＤで得られるツェナー電
圧Ｖｚｄ　＋２Ｖｆ　のバイアス電圧がトランジスタＱ
ｏに供給され、これがオン状態に動作する。

トランジスタＱ＋２１　　Ｑｏ、抵抗ＲＩＢに電流が流
れ、トランジスタＱ、ｓ’に介してトランジスタＱ１４
にベース電流が供給される。トランジスタＱ＋４がオン
状態になり、抵抗Ｒ１い　トランジスタＱＩ４ヲ介して
インジェクション電流が得られるようになる。

なお、９番端子がオープン状態の場合、或℃・は電源が
減電圧となったときは、トランジスタＱ。

のコレクタ電流とベース電流とを抵抗Ｒ３，によって一
定の関係にし得るので、誤動作が発生しない。

し効果〕 （１）、イネーブル信号の供給に対応して開閉スイッチ
回路を設けることにより、モータ駆動時以外ではホール
素子を流れる電流を遮断できるので、消費電力を低減す
る、という効果が得られる。

（２）、上記（１１０回路構成により、ホール素子を流
れる電流を例えばインジェクションを流として利用する
ことができ、インジェクション電流源を特に設ける必要
がなく、回路構成が簡単になる。

以上に本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることは言うまでもない。

例えば、イネーブル信号がハイレベルのとき、モータ駆
動が行われるように構成してもよい。

また、モータは３相モータに限定されず、更に多相モー
タの制御も行うことができる。

［利用分野］ 以上の説明では、主として本発明者等によってなされた
発明をその背景となった利用分野であるモータ制御回路
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではなく、ＩＩＬ回路を含むリニア回路全般に広く
利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すモータ制御回路の回
路図を示し、 第２図は本発明の第２実施例を示すイネーブル回路の回
路図である。 Ｐ、〜Ｐ、・・・ホール素子、Ｕ、　Ｖ、　Ｗ・・・位
置検出信号、■０・・・制御信号、■ｅ・・・イネーブ
ル信号、ｌ、・・・ライン、１・・・スイッチ回路、２
・・・イネーブル回路、Ｑ、〜Ｑ１４・・・トランジス
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．制御信号のレベル変化に対応して動作する第１のス
   イッチング素子と、上記第１のスイッチング素子の出力
   側に設けられたカレントミラー回路と、上記カレントミ
   ラー回路の入力側に設けられた電源電圧のレベル変化を
   検出するレベル検出手段と、上記レベル検出手段を介し
   て駆動電流が供給され、上記第１のスイッチング素子が
   非導通のとき導通状態に動作する第２のスイッチング素
   子と、上記第２のスイッチング素子によつて電流径路を
   開閉する第３のスイッチング素子とを具備したことを特
   徴とする制御回路。