JPS6210119B2 - - Google Patents
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- JPS6210119B2 JPS6210119B2 JP54091573A JP9157379A JPS6210119B2 JP S6210119 B2 JPS6210119 B2 JP S6210119B2 JP 54091573 A JP54091573 A JP 54091573A JP 9157379 A JP9157379 A JP 9157379A JP S6210119 B2 JPS6210119 B2 JP S6210119B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- stator coil
- motor
- coil
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流モータの制御回路に係り、特
に、音響機器の駆動源に用いる直流ブラシレスモ
ータの制御回路に関するものである。
に、音響機器の駆動源に用いる直流ブラシレスモ
ータの制御回路に関するものである。
磁気記録再生装置等の音響機器の駆動源に用い
る直流ブラシレスモータにおいては、トルク変動
や振動、雑音などの不要な外乱をできるだけ小さ
くする必要がある。このような外乱は、モータの
ステータコイルに供給する駆動電流の切換え時に
生じることが多いので、外乱を少なくするための
有効な方法の一つとして、駆動電流の切換えを正
弦波状に徐々に行なうことが採用される。その従
来技術の一例を第１図により説明する。
る直流ブラシレスモータにおいては、トルク変動
や振動、雑音などの不要な外乱をできるだけ小さ
くする必要がある。このような外乱は、モータの
ステータコイルに供給する駆動電流の切換え時に
生じることが多いので、外乱を少なくするための
有効な方法の一つとして、駆動電流の切換えを正
弦波状に徐々に行なうことが採用される。その従
来技術の一例を第１図により説明する。
第１図において、１及び２は、モータの回転軸
と一体的に回転するロータマグネツト（図示省
略）と小空隙を介して対向する位置に固定される
ステータコイルであり、このステータコイル１，
２に流す駆動電流の切換えは、ロータ位置検出用
のホール素子３，４を用いて行なわれる。ホール
素子３，４はロータマグネツトの回転に伴なう磁
界の強さの変化を、各ホール素子３，４ごとの取
付け位置において、検出しているが、ロータの回
転に伴なつてほぼ正弦波状のロータ位置信号が得
られる。一方のホール素子３によつて検出された
ロータ位置信号は、抵抗７，８，１１，１３と演
算増幅器１５によつて形成される差動増幅器によ
つて増幅され、パワートランジスタ１７，１９で
形成される駆動回路を通してステータコイル１に
印加される。他方のホール素子４をステータコイ
ル２は、上記のホール素子３とステータコイル１
に対して電気角で90度だけずれた位置に設置され
ており、同様にして、ホール素子４によつて検出
されたロータ位置信号は、抵抗９，１０，１２，
１４と演算増幅器１６によつて形成される差動増
幅器によつて増幅され、パワートランジスタ１
８，２０で形成される駆動回路を通してステータ
コイル２に印加される。
と一体的に回転するロータマグネツト（図示省
略）と小空隙を介して対向する位置に固定される
ステータコイルであり、このステータコイル１，
２に流す駆動電流の切換えは、ロータ位置検出用
のホール素子３，４を用いて行なわれる。ホール
素子３，４はロータマグネツトの回転に伴なう磁
界の強さの変化を、各ホール素子３，４ごとの取
付け位置において、検出しているが、ロータの回
転に伴なつてほぼ正弦波状のロータ位置信号が得
られる。一方のホール素子３によつて検出された
ロータ位置信号は、抵抗７，８，１１，１３と演
算増幅器１５によつて形成される差動増幅器によ
つて増幅され、パワートランジスタ１７，１９で
形成される駆動回路を通してステータコイル１に
印加される。他方のホール素子４をステータコイ
ル２は、上記のホール素子３とステータコイル１
に対して電気角で90度だけずれた位置に設置され
ており、同様にして、ホール素子４によつて検出
されたロータ位置信号は、抵抗９，１０，１２，
１４と演算増幅器１６によつて形成される差動増
幅器によつて増幅され、パワートランジスタ１
８，２０で形成される駆動回路を通してステータ
コイル２に印加される。
第２図は第１図の各ステータコイル１，２に印
加される駆動電圧e1，e2の波形を示す図である。
このように、ステータコイル１，２には電気角で
90度ずれた正弦波状電圧e1，e2がそれぞれ印加さ
れる。トランジスタ５は、ホール素子３，４へ流
すバイアス電流（ホール電流）を与えるためのも
ので、ベース電圧ｖsに高い電圧を与えた場合に
はホール電流が増加し、ホール素子の出力電圧は
ホール電流にほぼ比例するので、ステータコイル
に印加される駆動電圧e1，e2は、正弦波状の波形
を保つたままでその振幅が増大する。逆にｖsの
電位を下げると振幅は減少する。
加される駆動電圧e1，e2の波形を示す図である。
このように、ステータコイル１，２には電気角で
90度ずれた正弦波状電圧e1，e2がそれぞれ印加さ
れる。トランジスタ５は、ホール素子３，４へ流
すバイアス電流（ホール電流）を与えるためのも
ので、ベース電圧ｖsに高い電圧を与えた場合に
はホール電流が増加し、ホール素子の出力電圧は
ホール電流にほぼ比例するので、ステータコイル
に印加される駆動電圧e1，e2は、正弦波状の波形
を保つたままでその振幅が増大する。逆にｖsの
電位を下げると振幅は減少する。
このように第１図制御回路によれば、ロータが
どの位置にあつても必ずどちらかのステータコイ
ルに駆動電流が流れてトルクを発生し、いわゆる
死角がなく、かつ駆動電流の切換えが正弦波状に
徐々に行なわれるので、不要なトルク変動や雑音
などの発生が少なく、またベース電位ｖsの調整
でモータのトルクや回転速度を自由に制御できる
利点がある。
どの位置にあつても必ずどちらかのステータコイ
ルに駆動電流が流れてトルクを発生し、いわゆる
死角がなく、かつ駆動電流の切換えが正弦波状に
徐々に行なわれるので、不要なトルク変動や雑音
などの発生が少なく、またベース電位ｖsの調整
でモータのトルクや回転速度を自由に制御できる
利点がある。
しかし、第１図従来例では、ホール素子３，４
で検出したロータ位置信号を増幅してそのままス
テータコイル１，２の駆動電圧とする方式である
ことから、ホール素子の感度のばらつきや、ホー
ル素子の出力電圧のオフセツトなどの影響を受け
やすいという不都合があり、これに対処するに
は、特性の良くそろつたホール素子を用いるよう
にし、差動増幅器のゲインやオフセツトを調整す
る必要があり、製品コストが高くなるという不都
合があつた。
で検出したロータ位置信号を増幅してそのままス
テータコイル１，２の駆動電圧とする方式である
ことから、ホール素子の感度のばらつきや、ホー
ル素子の出力電圧のオフセツトなどの影響を受け
やすいという不都合があり、これに対処するに
は、特性の良くそろつたホール素子を用いるよう
にし、差動増幅器のゲインやオフセツトを調整す
る必要があり、製品コストが高くなるという不都
合があつた。
本発明の目的は、従来技術での上記した不都合
を除き、ホール素子さらに一般にはロータの回転
位置検出用の磁界検出素子、の感度のばらつきや
出力電圧のオフセツトに影響されることのない、
安価な、直流モータ制御回路を提供するにある。
を除き、ホール素子さらに一般にはロータの回転
位置検出用の磁界検出素子、の感度のばらつきや
出力電圧のオフセツトに影響されることのない、
安価な、直流モータ制御回路を提供するにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、
電圧値可変の第１の基準電圧と、電圧値固定の第
２の基準電圧と、磁界検出素子の出力電圧を上記
２つの基準電圧の中点電位を中心にして増幅する
増幅回路と、この増幅出力電圧の上下の振幅が上
記２つの基準電圧を越えないように制限する振幅
制限回路とを付加した制御回路とするにある。
電圧値可変の第１の基準電圧と、電圧値固定の第
２の基準電圧と、磁界検出素子の出力電圧を上記
２つの基準電圧の中点電位を中心にして増幅する
増幅回路と、この増幅出力電圧の上下の振幅が上
記２つの基準電圧を越えないように制限する振幅
制限回路とを付加した制御回路とするにある。
以下、図面により本発明を説明する。
第３図は本発明の一実施例の回路図である。第
３図において、トランジスタ２１はエミツタフオ
ロワとなつており、ベース電位υsを変化させる
ことにより点Ａの電位ＶAを可変にすることがで
きる。トランジスタ２２もエミツタフオロワとな
つているが、そのベース電位は定電圧ダイオード
２３によつて一定に保たれており、従つて点Ｂの
電位ＶBは一定である。抵抗２７と２８は同じ抵
抗値を持つており、点Ｃの電位ＶCはＶAとＶBの
中点電位となつている。
３図において、トランジスタ２１はエミツタフオ
ロワとなつており、ベース電位υsを変化させる
ことにより点Ａの電位ＶAを可変にすることがで
きる。トランジスタ２２もエミツタフオロワとな
つているが、そのベース電位は定電圧ダイオード
２３によつて一定に保たれており、従つて点Ｂの
電位ＶBは一定である。抵抗２７と２８は同じ抵
抗値を持つており、点Ｃの電位ＶCはＶAとＶBの
中点電位となつている。
ホール素子４６，４７，４８はモータの回転軸
と一体的に回転するロータマグネツトの回転位置
を検出するためのもので、電気角で120度ずつず
れた位置に設置されている。ホール素子４６で検
出された正弦波状のロータ位置信号は、抵抗３
１，３２，３７，４０と演算増幅器４９で形成さ
れる差動増幅器によつて、電位ＶCを中心にして
増幅される。この増幅されたロータ位置信号は、
抵抗４１とダイオード５２，５５によつて２つの
基準電位ＶA，ＶBに、その上下の振幅が制限さ
れ、パワートランジスタ５８，５９で形成される
コイル駆動回路を通してステータコイル６４に印
加される。結局、ステータコイル６４に印加され
る電圧波形は、第４図に示すように、正弦波状の
ロータ位置信号の上下の振幅を、２つの基準電圧
ＶA，ＶBによつて制限した台形波となる。
と一体的に回転するロータマグネツトの回転位置
を検出するためのもので、電気角で120度ずつず
れた位置に設置されている。ホール素子４６で検
出された正弦波状のロータ位置信号は、抵抗３
１，３２，３７，４０と演算増幅器４９で形成さ
れる差動増幅器によつて、電位ＶCを中心にして
増幅される。この増幅されたロータ位置信号は、
抵抗４１とダイオード５２，５５によつて２つの
基準電位ＶA，ＶBに、その上下の振幅が制限さ
れ、パワートランジスタ５８，５９で形成される
コイル駆動回路を通してステータコイル６４に印
加される。結局、ステータコイル６４に印加され
る電圧波形は、第４図に示すように、正弦波状の
ロータ位置信号の上下の振幅を、２つの基準電圧
ＶA，ＶBによつて制限した台形波となる。
ホール素子４６，４７，４８とステータコイル
６４．６５，６６はそれぞれ電気角で120度ずれ
た位置に配置されており、ホール素子４７，４８
で検出されたロータ位置信号も、上記のホール素
子４６の場合と同様に、振幅が制限された台形波
となつてステータコイル６５，６６にそれぞれ印
加される。３相のステータコイルに印加される各
駆動電圧ｅu，ｅv，ｅwの波形及び位相関係を第
５図に示す。ステータコイル６４，６５，６６は
Ｙ結線となつており、１つの相のコイルに流れる
電流は、その相の端子電圧と他の２つの相の端子
電圧の差、及び各相のコイルに誘起される逆起電
圧によつて決まる。ｉuはステータコイル６４に
流れる電流波形を示しており、このように各ステ
ータコイルにはそれぞれ、正負両方向に常に電流
が流れ、しかも電流の切換えが徐々に行なわれ、
全体として正弦波状に近い電流波形となつてい
る。
６４．６５，６６はそれぞれ電気角で120度ずれ
た位置に配置されており、ホール素子４７，４８
で検出されたロータ位置信号も、上記のホール素
子４６の場合と同様に、振幅が制限された台形波
となつてステータコイル６５，６６にそれぞれ印
加される。３相のステータコイルに印加される各
駆動電圧ｅu，ｅv，ｅwの波形及び位相関係を第
５図に示す。ステータコイル６４，６５，６６は
Ｙ結線となつており、１つの相のコイルに流れる
電流は、その相の端子電圧と他の２つの相の端子
電圧の差、及び各相のコイルに誘起される逆起電
圧によつて決まる。ｉuはステータコイル６４に
流れる電流波形を示しており、このように各ステ
ータコイルにはそれぞれ、正負両方向に常に電流
が流れ、しかも電流の切換えが徐々に行なわれ、
全体として正弦波状に近い電流波形となつてい
る。
各ステータコイル６４，６５，６６の駆動電圧
ｅu，ｅv，ｅwの振幅は、ＶAとＶBによつて決め
られているが、ＶBは定電圧ダイオード２３によ
つて固定されている。ＶAはトランジスタ２１の
ベース電位ｖsを変えることにより可変とするこ
とができる。従つて、ｖsを変化させることによ
つてステータコイルの駆動電圧の振幅を調整し、
モータの発生トルクや回転速度を自由に変えるこ
とができる。この場合、ＶAが変化すると、ＶAと
ＶBの中点電位ＶCも同時に変化し、ホール素子の
出力電圧はこの中点電位ＶCを中心に増幅される
ので、駆動電圧波形の直流電位が変化するにもか
かわらず、電流切換えが行われる点（第４図のＤ
点）の位相は変化せず、駆動電流の切換えは、正
負対称に正しく行なわれる。また、駆動電圧波形
は、ＶA，ＶB及びＶCにのみ関係するので、か
つ、ＶAが外部から与えられるｖsによつて決めら
れており、ＶBが定電圧ダイオードのツエナー電
圧によつて固定されていることから、電源電圧Ｖ
CCに何らかの変動（リツプル）が生じても、その
変動分がエミツタフオロワを形成しているトラン
ジスタ２１やコイル駆動回路を形成しているパワ
ートランジスタの動作に影響を与えないかぎり、
駆動電圧波形には影響を与えず、モータは安定し
て回転を続ける。
ｅu，ｅv，ｅwの振幅は、ＶAとＶBによつて決め
られているが、ＶBは定電圧ダイオード２３によ
つて固定されている。ＶAはトランジスタ２１の
ベース電位ｖsを変えることにより可変とするこ
とができる。従つて、ｖsを変化させることによ
つてステータコイルの駆動電圧の振幅を調整し、
モータの発生トルクや回転速度を自由に変えるこ
とができる。この場合、ＶAが変化すると、ＶAと
ＶBの中点電位ＶCも同時に変化し、ホール素子の
出力電圧はこの中点電位ＶCを中心に増幅される
ので、駆動電圧波形の直流電位が変化するにもか
かわらず、電流切換えが行われる点（第４図のＤ
点）の位相は変化せず、駆動電流の切換えは、正
負対称に正しく行なわれる。また、駆動電圧波形
は、ＶA，ＶB及びＶCにのみ関係するので、か
つ、ＶAが外部から与えられるｖsによつて決めら
れており、ＶBが定電圧ダイオードのツエナー電
圧によつて固定されていることから、電源電圧Ｖ
CCに何らかの変動（リツプル）が生じても、その
変動分がエミツタフオロワを形成しているトラン
ジスタ２１やコイル駆動回路を形成しているパワ
ートランジスタの動作に影響を与えないかぎり、
駆動電圧波形には影響を与えず、モータは安定し
て回転を続ける。
第６図は本発明の他の実施例の一部を示す図で
あり、６７はNPN形トランジスタ、６８はPNP
形トランジスタ、６９，７０は抵抗であり、v′s
はトランジスタ６７のベースに印加される制御電
圧、A′，B′，C′は第３図実施例の場合のＡ，
Ｂ，Ｃに対応する点である。このように、第３図
のPNP形トランジスタ２１の代りにNPN形トラ
ンジスタ６７を用い、また第３図のPNP形トラン
ジスタ２２の代りにPNP形トランジスタ６８を用
いてエミツタフオロワ回路を構成することは可能
であり、この第６図回路によつても、第３図の場
合と全く同じ作用、同じ効果を生じさせることが
できる。
あり、６７はNPN形トランジスタ、６８はPNP
形トランジスタ、６９，７０は抵抗であり、v′s
はトランジスタ６７のベースに印加される制御電
圧、A′，B′，C′は第３図実施例の場合のＡ，
Ｂ，Ｃに対応する点である。このように、第３図
のPNP形トランジスタ２１の代りにNPN形トラ
ンジスタ６７を用い、また第３図のPNP形トラン
ジスタ２２の代りにPNP形トランジスタ６８を用
いてエミツタフオロワ回路を構成することは可能
であり、この第６図回路によつても、第３図の場
合と全く同じ作用、同じ効果を生じさせることが
できる。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な
回路構成で、従つて安価に、ステータコイルの各
相の駆動電圧の振幅を同じにすることができ、こ
れによりホール素子、さらに一般には磁界検出素
子、の特性のばらつきの影響を除くことができ、
また、単一の電源を用いているにもかかわらず、
各ステータコイルには正負両方向の、正弦波に近
い波形の電流が流れ、効率の良い、トルク変動や
振動、雑音などの外乱の少ない直流モータ制御回
路とすることができる。
回路構成で、従つて安価に、ステータコイルの各
相の駆動電圧の振幅を同じにすることができ、こ
れによりホール素子、さらに一般には磁界検出素
子、の特性のばらつきの影響を除くことができ、
また、単一の電源を用いているにもかかわらず、
各ステータコイルには正負両方向の、正弦波に近
い波形の電流が流れ、効率の良い、トルク変動や
振動、雑音などの外乱の少ない直流モータ制御回
路とすることができる。
第１図は従来例を示す回路図、第２図は第１図
におけるステータコイル駆動電圧波形を示す図、
第３図は本発明の一実施例回路図、第４図は第３
図回路におけるステータコイル駆動電圧波形を示
す図、第５図は第３図回路における３相のステー
タコイル駆動電圧波形と１相の電流波形を示す
図、第６図は本発明の他の実施例の一部を示す回
路図である。 ２１，２２，６７，６８：トランジスタ、２
３：定電圧ダイオード、２７〜３０，６９，７
０：抵抗、４６，４７，４８：ホール素子、５８
〜６３：パワートランジスタ、４９，５０，５
１：演算増幅器、５２〜５７：ダイオード、６
４，６５，６６：ステータコイル。
におけるステータコイル駆動電圧波形を示す図、
第３図は本発明の一実施例回路図、第４図は第３
図回路におけるステータコイル駆動電圧波形を示
す図、第５図は第３図回路における３相のステー
タコイル駆動電圧波形と１相の電流波形を示す
図、第６図は本発明の他の実施例の一部を示す回
路図である。 ２１，２２，６７，６８：トランジスタ、２
３：定電圧ダイオード、２７〜３０，６９，７
０：抵抗、４６，４７，４８：ホール素子、５８
〜６３：パワートランジスタ、４９，５０，５
１：演算増幅器、５２〜５７：ダイオード、６
４，６５，６６：ステータコイル。
Claims (1)
- １ 同転軸と一体に回転するロータマグネツト
と、このロータマグネツトと小空隙を介して対向
する位置に固定配置されるステータコイルと、こ
のステータコイルに励磁電流を供給するコイル駆
動回路と、前記ロータマグネツトの回転位置を検
出しその出力電圧を前記コイル駆動回路に印加す
る磁界検出素子とを備える直流モータにおいて、
電圧値可変の第１の基準電圧を設定する第１の基
準電圧設定手段と、電圧値固定の第２の基準電圧
を設定する第２の基準電圧設定手段と、前記磁界
検出素子の出力電圧を前記２つの基準電圧の中点
電位を中心にして増幅する増幅回路と、この増幅
出力電圧の上下の振幅が前記２つの基準電圧を越
えないように制限する振幅制限回路とを設け、該
振幅制限出力を前記コイル駆動回路に供給するよ
うになしたことを特徴とする直流モータの制御回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9157379A JPS5619394A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Dc motor control circuit |
| US06/169,795 US4356437A (en) | 1979-07-20 | 1980-07-17 | Control circuit for DC motors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9157379A JPS5619394A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Dc motor control circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5619394A JPS5619394A (en) | 1981-02-24 |
| JPS6210119B2 true JPS6210119B2 (ja) | 1987-03-04 |
Family
ID=14030263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9157379A Granted JPS5619394A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Dc motor control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5619394A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE36860E (en) * | 1981-12-23 | 2000-09-12 | Papst Licensing Gmbh & Co. Kg | Brushless direct current motor |
| US5349275A (en) * | 1981-12-23 | 1994-09-20 | Papst Licensing Gmbh | Brushless direct current motor |
| JPH0736713B2 (ja) * | 1985-09-20 | 1995-04-19 | ソニー株式会社 | ブラシレスモ−タ |
| JP4677120B2 (ja) * | 2001-04-26 | 2011-04-27 | 新日本無線株式会社 | モータ制御回路 |
-
1979
- 1979-07-20 JP JP9157379A patent/JPS5619394A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5619394A (en) | 1981-02-24 |
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