JPS6216798Y2

JPS6216798Y2 -

Info

Publication number: JPS6216798Y2
Application number: JP1980037606U
Authority: JP
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1987-04-27
Also published as: JPS56139398U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ブラシレスモータ駆動回路に関し、
特に３相両方向通電形ブラシレスモータに最適な
ものである。

３相のコイルを備え、これらのコイルに所定の
タイミングでもつて電流を両方向（往復して）に
流すようにしたブラシレスモータが知られてい
る。第１図はこのようなブラシレスモータの駆動
回路の参考例で、第２図はその動作を示すタイム
チヤートである。

第１図に示すように、３相のコイル１Ａ，１
Ｂ，１Ｃはデルタ結線され、各コイルは、Ａ相、
Ｂ相及びＣ相の駆動段によつて両方向に通電され
る。Ａ相の駆動段は、PNPトランジスタＴ１及び
NPNトランジスタＴ２を縦列接続したコンプリ
メンタリプシユプル回路で構成され、Ｂ相及びＣ
相Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６も同様な構成である。
各駆動段のPNPトランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５
は、夫々NPNのスイツチングトランジスタＴ
８、Ｔ１０、Ｔ１２でスイツチング制御され、ま
たNPNトランジスタＴ２、Ｔ４、Ｔ６は、夫々
PNPのスイツチングトランジスタＴ７、Ｔ９、Ｔ
１１でスイツチング制御される。

各スイツチングトランジスタＴ７〜Ｔ１２は、
トランジスタＴ１３〜Ｔ１８及びＤ１〜Ｄ１２か
ら成るＡ相、Ｂ相、Ｃ相の論理回路によつて形成
されるスイツチング信号でもつて動作される。各
相の論理回路には、ロータの回転位置を検出する
ためのホール素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃの出力を差動
アンプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに供給して得た位置検出
信号が加えられる。即ち、ホール素子２Ａ，２
Ｂ，２Ｃは、ロータの界磁マグネツトと対向する
ステータ側に電気角で120゜間隔に配置されてい
るので、各ホール素子から第２図HE１、HE２、
HE３に示すような互に120゜間隔の出力が得られ
る。これらの出力は、差動アンプ３Ａ，３Ｂ，３
Ｃに夫々供給されるので、夫々の出力から第２図
Ａ１、Ａ２、Ａ３で示すような電気角で180゜ご
とに交互に高レベル及び低レベルになり、かつ電
気角で120゜ずつ位相ずれした位置検出信号が得
られる。

上記論理回路の動作の一例を示すと、第２図の
電気角で０゜〜60゜の範囲では、差動アンプ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃの出力は、夫々“１”“０”“１”
となる。このためＡ相のトランジスタＴ１４がオ
ンで、スイツチングトランジスタＴ７がオン、駆
動トランジスタＴ２がオンになる。またＢ相のト
ランジスタＴ１６がオフで、スイツチングトラン
ジスタＴ９及び駆動トランジスタＴ４もオフであ
る。またＣ相では、差動アンプ３Ｃの出力が
“１”であつても、Ａ相のトランジスタＴ１４が
オンであるから、ダイオードＤ１がオンとなつ
て、Ｃ相のトランジスタＴ１８のベースが低レベ
ルになつてＴ１８がオフになる。従つて、Ｃ相の
スイツチングトランジスタＴ１１及び駆動トラン
ジスタＴ６もオフになつている。

またＡ相のトランジスタＴ１３がオンで、スイ
ツチングトランジスタＴ８及び駆動トランジスタ
Ｔ１もオフである。Ｂ相のトランジスタＴ１５は
オフで、スイツチングトランジスタＴ１０及び駆
動トランジスタＴ３がオンである。またＣ相のト
ランジスタＴ１７はオンで、スイツチングトラン
ジスタＴ１２及び駆動トランジスタＴ５が夫々オ
フである。このようにしてトランジスタＴ３、コ
イル１Ａ、トランジスタＴ２を夫々通つて、電源
Vs（速度制御電圧）から駆動電流が流れる。以
下同様にして、１相の出力が低レベル、他の１相
の出力が高レベルとなり、残りの１相がオフ状態
となる。低レベルの相は120゜区間動作し、残り
の２相は、この120゜区間の前半及び後半の60゜
の区間に交互に高レベルとなる。この結果、各コ
イル１Ａ，１Ｂ，１Ｃに60゜ずつ往復して駆動電
流が流され、６回のサイクルで電気角360゜の切
換通電が完了する。

なお各相のホール素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、
スイツチ回路５のトランジスタＴ２０またはＴ２
１を介して順方向または逆方向の電流が供給さ
れ、また各ホール素子の他端は定電圧回路４が接
続されている。スイツチ回路５には、トランジス
タＴ２２を介して正逆転制御信号REVが供給さ
れ、第２図のようにこの信号REVが高レベルに
なると、トランジスタＴ２２及びＴ２１がオンに
なつて各ホール素子に逆方向に動作電流が流され
る。これによつて第２図HE１〜HE３のようにホ
ール素子の出力が反転し、位置検出信号Ａ１〜Ａ
３が逆相になつて、モータが逆転する。

第１図に示すモータ駆動回路では、プツシユプ
ルの駆動段のPNPトランジスタ及びNPNトラン
ジスタの１組を夫々オンにしてコイルに通電する
ため、対応する２つのスイツチングトランジスタ
を夫々オンにして駆動トランジスタにベース電流
を流さなければならない。例えば、上述の例で
は、トランジスタＴ７及びＴ１０をオンにして、
抵抗Ｒ１及びＲ４を夫々介してトランジスタＴ２
及びＴ３にベース電流を流し、これらのトランジ
スタをオンにする。

このためベース電流が２回路分必要であり、電
流損失が大きい。またベース電流を流す抵抗（例
えば、Ｒ１、Ｒ４）の発熱量が多く、駆動回路を
IC化する場合に、放熱を十分に考慮しなければ
ならないという問題がある。なおコイル１Ａ，１
Ｂ，１Ｃを星型結線しても同じ問題が生ずる。

本考案は上述の問題点にかんがみてなされたも
のであつて、ベース電流による電流損失（電力消
費）及び発熱量を1/2にするものである。

本考案のブラシレスモータ駆動回路は、お互い
が縦列接続されると共に、夫々のベースにはモー
タを駆動するための制御信号が供給される第１の
トランジスタ及び第２のトランジスタと、お互い
が縦列接続されると共に、夫々のベースには上記
縦列接続された第１及び第２のトランジスタの
夫々の出力端が接続された第３及び第４のトラン
ジスタとを各相の励磁コイルに対応して備えてい
る。

上記第１、第２のトランジスタの縦列接続点を
各相間で共通に接続し、上記縦列接続された第３
及び第４のトランジスタの両端に所定の電圧を供
給すると共に、上記制御信号によつて上記第３及
び第４のトランジスタを第１、第２のトランジス
タを介してプツシユプル駆動して、上記第３及び
第４のトランジスタの縦列接続点に接続された励
磁コイルに両方向通電を行う。

この構成によれば、第３、第４のトランジスタ
より成る出力段のベース電流が、第１、第２のト
ランジスタより成る前段部を経由してプツシユプ
ル電流として一つの出力段トランジスタから他の
対として選択された出力段トランジスタに還流す
るので、ベース電流の利用効率を高めて消費電力
を減らすことができる。

以下本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

第３図は本考案の実施例を示す３相両方向通電
形ブラシレスモータの駆動回路である。また第４
図は第３図の駆動回路の動作を示すタイムチヤー
トである。

第３図に示すように、３相のコイル１Ａ，１
Ｂ，１Ｃは星型結線されている。これらのコイル
は、第１図と同様にプシユプル接続されたPNPの
駆動トランジスタＴ１、Ｔ３、Ｔ５及びNPNの
駆動トランジスタＴ２、Ｔ４、Ｔ６によつて駆動
される。各駆動トランジスタＴ１〜Ｔ６は、第３
図に示すように、一方のトランジスタのエミツタ
と他方のトランジスタのコレクタとが縦列接続さ
れてなる複数対のNPNスイツチングトランジス
タＴ２３〜Ｔ２８によつて駆動される。即ち、Ａ
相については、駆動段のトランジスタＴ１、Ｔ２
は、夫々トランジスタＴ２３、Ｔ２４によつて駆
動される。トランジスタＴ２３のエミツタとトラ
ンジスタＴ２４のコレクタとが接続され、Ｔ２３
のコレクタが抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴ１
のベースに接続され、またＴ２４のエミツタ側が
トランジスタＴ２のベースに接続されている。Ｂ
相及びＣ相も同一の構成であり、一対のトランジ
スタのいわゆるシングルエンド出力端（縦続接続
点）は、共通ライン６によつて共通接続されてい
る。

各スイツチングトランジスタＴ２３〜Ｔ２８
は、ナンドゲートＧ１〜Ｇ６、インバータＩ１〜
Ｉ９から成る論理回路によつて形成されるスイツ
チング信号でもつて動作される。この論理回路は
第１図の論理回路とほぼ同一の機能を有してい
る。第１図と同様に、ホール素子２Ａ，２Ｂ，２
Ｃの出力（第２図HE１、HE２、HE３）が、端
子ａ〜ｆを介して差動アンプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに
加えられ、これらの差動アンプから第４図（また
は第２図）のＡ１、Ａ２、Ａ３で示すような、
夫々180゜ごとに高レベル及び低レベルになり、
かつ互に120゜ずつ位相ずれしたロータ位置検出
信号が得られる。これらの位置検出信号Ａ１〜Ａ
３は、モータ正逆転制御用の排他的オア回路Ｅ１
〜Ｅ３を介して上記論理回路に供給され、この論
理回路の出力でもつてスイツチングトランジスタ
Ｔ２３〜Ｔ２８が所定のタイミングで選択的にス
イツチング駆動される。

次に第３図のモータ駆動回路の動作を説明す
る。第４図の角度０゜〜60゜の範囲では、位置検
出信号Ａ１、Ａ２、Ａ３が〔１、０、１〕とな
る。従つて、端子ｈに供給される停止制御信号Ｋ
が高レベルであれば、ナンドゲートＧ１及びＧ４
の出力が低レベル“０”になり、他のナンドゲー
トの出力は高レベル“１”になる。このためイン
バータＩ１及びＩ４の出力のみが高レベルにな
り、スイツチングトランジスタＴ２３とＴ２６が
夫々オンになる。

これによつて、駆動トランジスタＴ１とＴ４が
夫々オンになつて、第４図に示すように、コイル
１Ａの端子Ｄ１が高レベル、コイル１Ｂの端子Ｄ
２が低レベルになる。なお、Ｃ相の駆動トランジ
スタＴ５、Ｔ６は夫々オフであるからコイル１Ｃ
の端子Ｄ３は第４図のように開放状態（フローテ
イング）である。この結果、速度制御電圧Vsに
応じた大きさの電流ｉが第３図の細線のようにコ
イル１Ａ，１Ｂを流れる。以下同様にして、コイ
ル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの２つが所定の順序で選択し
て60゜ずつ通電される。

この場合、駆動トランジスタＴ１のベース電流
は、抵抗Ｒ２、トランジスタＴ２３、共通ライン
６、トランジスタＴ２６を夫々通つて駆動トラン
ジスタＴ４のベースに流入する。即ち、駆動トラ
ンジスタＴ１及びＴ４を夫々オンさせるベース電
流は、第４図の細線Ｉ_Bで示すように１つの電流
ループで構成されている。従つて、第１図の駆動
回路と比較して、ベース電流による電力消費は1/
２になる。またベース電流Ｉ_Bのループ内に入る抵
抗はＲ２のみであるから、発熱量も第１図の1/2
に減少する。

なお端子ｇに供給される正逆転制御信号REV
が第４図のように高レベルになると、排他的オア
回路Ｅ１〜Ｅ３の出力は、第４図に示すようにＡ
１〜Ａ３に対して逆位相になるので、コイル１
Ａ，１Ｂ，１Ｃの端子電圧Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３も逆
位相で変化し、モータが逆転する。また停止制御
信号Ｋが低レベルになると、ナンドゲートＧ１〜
Ｇ６の出力がすべて高レベルになり、従つて、イ
ンバータＩ１〜Ｉ６の出力がすべて低レベルにな
る。この結果、コイル１Ａ，１Ｂ，１Ｃの通電が
禁止され、モータが停止される。

なお第４図の実施例では、コイル１Ａ，１Ｂ，
１Ｃが星型結線になつているが、第１図のように
デルタ結線にしてもよい。また本考案は、４相両
方向通電形等の３相以上のコイルを有する両方向
通電形ブラシレスモータの駆動回路に適用するこ
ともできる。

本考案は上述の如く、各相の励磁コイルを両方
向に通電するプツシユプルの出力段の構成素子の
夫々を、縦列接続した一対のトランジスタで駆動
するようにし、一対のトランジスタの各相の縦列
接続点を共通接続したので、一つの出力段素子の
制御電流（ベース電流）を上記トランジスタ及び
共通接続ラインを通じて対として選択された他の
出力段素子の制御電流として還流させることがで
き、ベース電流を効率よく利用し従来の1/2に節
約することができる。またベース電流による発熱
量も1/2に減少するので、モータ駆動回路をIC化
するのに極めて好適な回路構成である。

【図面の簡単な説明】

第１図は３相両方向通電形ブラシレスモータの
駆動回路の参考例、第２図は第１図の駆動回路の
動作を説明するためのタイムチヤート、第３図は
本考案の一実施例を示すモータ駆動回路の回路
図、第４図は第３図の動作を説明するためのタイ
ムチヤートである。なお図面に用いられている符号において、１
Ａ，１Ｂ，１Ｃ……コイル、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…
…ホール素子、６……ライン、である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】お互いが縦列接続されると共に、夫々のベース
にはモータを駆動するための制御信号が供給され
る第１のトランジスタ及び第２のトランジスタ
と、お互いが縦列接続されると共に、夫々のベース
には上記縦列接続された第１及び第２のトランジ
スタの夫々の出力端が接続された第３及び第４の
トランジスタとを各相の励磁コイルに対応して設
け、上記第１、第２のトランジスタの縦列接続点を
各相間で共通に接続し、上記縦列接続された第３及び第４のトランジス
タの両端に所定の電圧を供給すると共に、上記制
御信号によつて上記第３及び第４のトランジスタ
を第１、第２のトランジスタを介してプツシユプ
ル駆動して、上記第３及び第４のトランジスタの
縦列接続点に接続された励磁コイルに両方向通電
を行うように構成したブラシレスモータ駆動回
路。