JPS6249837B2 - - Google Patents

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JPS6249837B2
JPS6249837B2 JP56131776A JP13177681A JPS6249837B2 JP S6249837 B2 JPS6249837 B2 JP S6249837B2 JP 56131776 A JP56131776 A JP 56131776A JP 13177681 A JP13177681 A JP 13177681A JP S6249837 B2 JPS6249837 B2 JP S6249837B2
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JP
Japan
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current
voltage
transistor
reference voltage
detection
Prior art date
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Application number
JP56131776A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5833987A (en
Inventor
Makoto Goto
Hiroshi Mizuguchi
Shingi Yokobori
Kazuyuki Nakamura
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP56131776A priority Critical patent/JPS5833987A/en
Publication of JPS5833987A publication Critical patent/JPS5833987A/en
Publication of JPS6249837B2 publication Critical patent/JPS6249837B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/34Modelling or simulation for control purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロータの回転位置に応じて複数相の
コイルに対する給電をトランジスタにより順次切
換えてゆくブラシレス直流モータに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a brushless DC motor that uses transistors to sequentially switch power supply to coils of multiple phases in accordance with the rotational position of a rotor.

ブラシレス直流モータは、トルクリツプルが小
さく、ブラシによるノイズがなく、長寿命である
ことから各種の音響機器に応用されている。例え
ば最近ではテープレコーダのリールモータとして
リール駆動軸に直結して使用されている。リール
モータの場合には、早巻時に起動時間の短い高速
回転が要求され、モータへの供給電流は大きく設
定されている。この場合、モータの回転上昇に伴
つて逆起電力が増大するため、駆動トランジスタ
は過渡的に過飽和状態となり、回路動作の不安定
および電流リツプルの増大を起こしていた。電流
リツプルは発生トルクのリツプルを生じ、モータ
の振動や騒音を引き起こすため大きな問題となつ
ていた。
Brushless DC motors have low torque ripple, no noise caused by brushes, and have a long life, so they are used in various audio equipment. For example, recently, it has been used as a reel motor of a tape recorder by being directly connected to a reel drive shaft. In the case of a reel motor, high-speed rotation with a short startup time is required during early winding, and the current supplied to the motor is set to be large. In this case, as the back electromotive force increases as the rotation of the motor increases, the drive transistor becomes transiently oversaturated, causing instability in circuit operation and an increase in current ripple. Current ripples have been a major problem because they cause ripples in the generated torque, causing vibration and noise in the motor.

また、速度制御を施こしたモータにおいては、
起動、加速時点において駆動トランジスタが過飽
和状態になり、振動、騒音を生じるとともに制御
の引き込み特性も悪化させ、問題となつていた。
In addition, in motors with speed control,
At the time of startup and acceleration, the drive transistor becomes oversaturated, causing vibrations and noise, as well as deteriorating control pull-in characteristics, which has become a problem.

本発明は、そのような問題点を改良するために
駆動トランジスタの動作電圧(バイポーラ・トラ
ンジスタにおいてはコレクタ・エミツタ間電圧、
電界効果トランジスタにおいてはドレイン・ソー
ス間電圧)を検出して、過飽和とならないように
供給電流を変化させるようにしたものであり、特
に、その検出スレツシヨルドレベルを指令信号に
応動して変化させることにより、大電流時には検
出レベルを大きくしてトランジスタの飽和特性を
補正し、その特性を良好にするとともに、半導体
集積回路(IC)化に適したブレシレス直流モー
タを提供するものである。
The present invention aims to improve the operating voltage of the drive transistor (collector-emitter voltage in bipolar transistors,
In a field effect transistor, the voltage between the drain and the source is detected and the supply current is changed to prevent oversaturation. In particular, the detection threshold level is changed in response to a command signal. By doing so, the detection level is increased at the time of large current to correct the saturation characteristics of the transistor, improving the characteristics and providing a breathless DC motor suitable for use in semiconductor integrated circuits (ICs).

以下本発明の構成を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例を表わす電気回路図で
ある。第1図において、11はN極とS極を着磁
された界磁マグネツト、12,13,14はマグ
ネツト11の磁束と鎖交する3相のコイル、1
5,16,17はマグネツト11の磁束によりロ
ータの回転位置を検出するホール素子、18はロ
ータの回転速度に対応した電圧を得る速度電圧変
換器(速度検出方法および電圧への変換方法は周
知の技術を用いる)、20は電圧、電流変換器、
43,44,45はホール素子15,16,17
の出力に応じて共通エミツク電流を分配する3差
動増幅器、48,49,50は3相のコイル1
2,13,14に電流を供給する駆動トランジス
タ、57は3相のコイル12,13,14への供
給電流の総和を電圧降下として検出する電流検出
抵抗、72は3相のコイル12,13,14への
給電を停止させる給電停止信号である。
The configuration of the present invention will be explained below based on the drawings.
FIG. 1 is an electrical circuit diagram representing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a field magnet with N and S poles magnetized; 12, 13, and 14 are three-phase coils that interlink with the magnetic flux of magnet 11;
5, 16, and 17 are Hall elements that detect the rotational position of the rotor using the magnetic flux of the magnet 11, and 18 is a speed-voltage converter that obtains a voltage corresponding to the rotational speed of the rotor (the speed detection method and the conversion method to voltage are well-known). technology), 20 is a voltage, current converter,
43, 44, 45 are Hall elements 15, 16, 17
48, 49, 50 are three-phase coil 1, which distributes the common emitter current according to the output of the three differential amplifiers.
57 is a current detection resistor that detects the sum of the currents supplied to the three-phase coils 12, 13, and 14 as a voltage drop; 72 is a current detection resistor that supplies current to the three-phase coils 12, 13, and 14; This is a power supply stop signal that stops power supply to 14.

なお、図示の破線にて囲まれた部分は飽和検
出、電流修正動作をなす回路部分であり、その詳
細な動作は後述する。
Note that the portion surrounded by the illustrated broken line is a circuit portion that performs saturation detection and current correction operations, and detailed operations thereof will be described later.

まず、通常(飽和検出、電流修正を除く)の動
作について説明する。周知の構成の速度電圧変換
器18によりロータの回転速度に対応した指令電
圧信号19を得る。指令信号19は電圧・電流変
換器20に入力されて直流電圧源21の電圧値
Erと比較され、その両者の差に応じた電流i0が電
圧・電流変換器20の出力端子に吸入される。
First, normal operation (excluding saturation detection and current correction) will be explained. A command voltage signal 19 corresponding to the rotational speed of the rotor is obtained by a speed-voltage converter 18 having a well-known configuration. The command signal 19 is input to the voltage/current converter 20 and changes the voltage value of the DC voltage source 21.
It is compared with Er, and a current i 0 corresponding to the difference between the two is drawn into the output terminal of the voltage/current converter 20.

第2図に電圧・電流変換器20の構成を示す。
これは、定電流源105、ダーリントン接続され
た差動増幅器(トランジスタ102,103,1
07,108、抵抗101,104,106,1
09)カレントミラー回路(トランジスタ11
0,111)とベース接地トランジスタ113お
よびそのベース抵抗112によつて構成され、指
令信号19がErより小さくなるとその差に応じ
た電流i0をトランジスタ113が吸入するように
なつている。なお、トランジスタ70は給電停止
信号72に応動してオン・オフし、通常はオフ状
態にあるが、給電停止時(72の電圧が高い場
合)にはトランジスタ70がオンとなり、トラン
ジスタ113の吸入電流i0を指令信号19の値に
かかわらず零にする。
FIG. 2 shows the configuration of the voltage/current converter 20.
This consists of a constant current source 105, a Darlington-connected differential amplifier (transistors 102, 103, 1
07, 108, resistance 101, 104, 106, 1
09) Current mirror circuit (transistor 11
0,111), a common base transistor 113, and its base resistor 112, and when the command signal 19 becomes smaller than Er, the transistor 113 absorbs a current i 0 corresponding to the difference. Note that the transistor 70 is turned on and off in response to the power supply stop signal 72, and is normally in the off state, but when the power supply is stopped (when the voltage of 72 is high), the transistor 70 is turned on, and the intake current of the transistor 113 is reduced. Set i 0 to zero regardless of the value of the command signal 19.

電圧・電流変換器20の電流i0はカレントミラ
ー回路(トランジスタ22,23,24,25、
抵抗26,27,28に供給され、その出力電流
i1,i2を電流i0に対応した値にする。飽和検出の
動作をしていない場合にはトランジスタ30はオ
フ状態(i3=0)にあり、電流i1,i2は共にi0に等
しくなるようにされている。
The current i 0 of the voltage/current converter 20 is passed through a current mirror circuit (transistors 22, 23, 24, 25,
The output current is supplied to resistors 26, 27, and 28.
Set i 1 and i 2 to values corresponding to current i 0 . When the saturation detection operation is not performed, the transistor 30 is in an off state (i 3 =0), and the currents i 1 and i 2 are both equal to i 0 .

電流i1は抵抗35に流れ、その両端に電圧降下
を発生する。これはトランジスタ37のベース電
圧となり、その増減に応じて3相のコイル12,
13,14への合成供給電流は増減し、抵抗35
の電圧降下と抵抗57の電圧降下が等しくなるよ
うに動作する。その結果 Ia=R35/R57i1 …(1) となる。ここで、R35は抵抗35の抵抗値、R57
抵抗57の抵抗値である。
Current i 1 flows through resistor 35 and generates a voltage drop across it. This becomes the base voltage of the transistor 37, and depending on its increase or decrease, the three-phase coil 12,
The combined supply current to 13 and 14 increases or decreases, and the resistor 35
The voltage drop across the resistor 57 is made equal to the voltage drop across the resistor 57. As a result, Ia=R 35 /R 57 i 1 (1). Here, R 35 is the resistance value of the resistor 35, and R 57 is the resistance value of the resistor 57.

これについて説明すれば、電流i1が増加すると
トランジスタ37のベース電圧が大きくなり、ベ
ース・エミツタ間電圧が増加し、エミツタ電流、
コレクタ電流が増大する。このコレクタ電流はカ
レントミラー回路(トランジスタ42、ダイオー
ド40、抵抗39,41)により反転され、3差
動トランジスタ43,44,45の共通エミツタ
電流として供給される。トランジスタ43,4
4,45の各ベース端子にはホール素子15,1
6,17の出力信号が印加されており、そのベー
ス電圧に応じて共通エミツタ電流を各コレクタ電
流に分配している。その結果、ベース電圧の最も
低いトランジスタに最も大きなコレクタ電流が流
れ、他のトランジスタのコレクタ電流は相対的に
かなり小さな値となる。また、ロータの回転に伴
つてホール素子15,16,17の出力電圧がな
だらかに変化し、活性となる3差動トランジスタ
もなだらかに切換わつてゆく。
To explain this, as the current i1 increases, the base voltage of the transistor 37 increases, the base-emitter voltage increases, and the emitter current increases.
Collector current increases. This collector current is inverted by a current mirror circuit (transistor 42, diode 40, resistors 39, 41) and is supplied as a common emitter current of three differential transistors 43, 44, 45. Transistor 43, 4
Hall elements 15 and 1 are connected to the base terminals 4 and 45, respectively.
6 and 17 are applied, and the common emitter current is distributed to each collector current according to the base voltage. As a result, the largest collector current flows through the transistor with the lowest base voltage, and the collector currents of the other transistors have relatively small values. Furthermore, as the rotor rotates, the output voltages of the Hall elements 15, 16, and 17 change smoothly, and the three differential transistors that become active also switch smoothly.

3差動トランジスタ43,44,45の各コレ
クタ電流はそれぞれ駆動トランジスタ48,4
9,50のベース電流となり、電流増幅されて各
相のコイル12,13,14に供給される。その
結果、ホール素子15,16,17の出力信号に
対応したコイルに電流が通電され、モータの回転
を円滑かつ確実にしている。また、3差動トラン
ジスタ43,44,45の共通エミツタ電流の増
加は3相のコイル12,13,14への給電電流
の増加を生じる。
The collector currents of the three differential transistors 43, 44, 45 are connected to the drive transistors 48, 4, respectively.
9 and 50, the current is amplified and supplied to the coils 12, 13, and 14 of each phase. As a result, current is applied to the coils corresponding to the output signals of the Hall elements 15, 16, and 17, thereby ensuring smooth and reliable rotation of the motor. Furthermore, an increase in the common emitter current of the three differential transistors 43, 44, and 45 causes an increase in the current supplied to the three-phase coils 12, 13, and 14.

3相のコイル12,13,14への合成の給電
電流は電流検出抵抗57の電圧降下として検出さ
れ、トランジスタ37のエミツタに供給される。
その結果、トランジスタ37、カレントミラー回
路(トランジスタ42、ダイオード40、抵抗3
9,41)3差動トランジスタ43,44,4
5、駆動トランジスタ48,49,50および電
流検出抵抗57によつて第1の負帰還ループ(電
流帰還ループ)が構成され、駆動トランジスタ4
8,49,50のhFEバラツキによる変動を小さ
くして、各相のコイル12,13,14への給電
電流が実効的に指令電流i1に対応した値となるよ
うにしている。すなわち、タイオード36の順方
向電圧とトランジスタ37のベース・エミツタ間
電圧が相殺し、実質的に抵抗35の電圧降下
R35・i1と抵抗57の電圧降下R57・Iaが等しくな
る。
The combined power supply current to the three-phase coils 12, 13, and 14 is detected as a voltage drop across the current detection resistor 57, and is supplied to the emitter of the transistor 37.
As a result, transistor 37, current mirror circuit (transistor 42, diode 40, resistor 3
9, 41) 3 differential transistors 43, 44, 4
5. A first negative feedback loop (current feedback loop) is configured by the drive transistors 48, 49, 50 and the current detection resistor 57, and the drive transistor 4
8, 49, and 50 due to hFE variations are made small so that the current supplied to the coils 12, 13, and 14 of each phase becomes a value that effectively corresponds to the command current i1 . That is, the forward voltage of the diode 36 and the base-emitter voltage of the transistor 37 cancel each other out, and the voltage drop across the resistor 35 is substantially reduced.
R 35 ·i 1 and the voltage drop R 57 ·Ia of the resistor 57 become equal.

次に飽和検出・電流修正手段(第1図の破線
部)の動作について説明する。トランジスタ25
のコレクタ電流i2はダイオード55,56、抵抗
54に供給され、駆動トランジスタ48,49,
50の共通接続点の電位より所定電圧値(約
1.7V程度)シフトした基準の電位点Aを作り出
している。これらトランジスタ25、抵抗28、
ダイオード55,56、抵抗54により基準電圧
発生手段が構成されている。各検出トランジスタ
51,52,53の入力端子側(エミツタ)は直
流的に(直接または抵抗を介して)上記の基準の
電位点Aに接続され、かつ各検出トランジスタ5
1,52,53の検出端子側(ベース)は直流的
に(直接または抵抗を介して)各駆動トランジス
タ48,49,50の出力端子(コレクタ)に接
続されている。検出トランジスタ51,52,5
3のエミツタ・ベース間順方向電圧は約0.7Vで
あるから、通電状態にある駆動トランジスタ(例
えば48)のコレクタ・エミツタ間の動作電圧が
1V(=1.7V−0.7V)以下になると検出トランジ
スタ51はオフ状態からアクテイブ状態にかわ
り、コレクタ側に電流を供給する。すなわち、各
検出トランジスタ51,52,53は各駆動トラ
ンジスタ48,49,50の飽和(動作電圧が所
定値以下になる事)を検出して、その度合に応じ
たコレクタ電流を供給する。
Next, the operation of the saturation detection/current correction means (shown by the broken line in FIG. 1) will be explained. transistor 25
The collector current i2 is supplied to the diodes 55, 56 and the resistor 54, and the drive transistors 48, 49,
A predetermined voltage value (approx.
(about 1.7V) creates a shifted reference potential point A. These transistors 25, resistors 28,
The diodes 55, 56 and the resistor 54 constitute a reference voltage generating means. The input terminal side (emitter) of each detection transistor 51, 52, 53 is DC-connected (directly or via a resistor) to the reference potential point A, and each detection transistor 5
The detection terminal sides (bases) of transistors 1, 52, and 53 are connected to the output terminals (collectors) of each drive transistor 48, 49, and 50 in a DC manner (directly or via a resistor). Detection transistors 51, 52, 5
Since the forward voltage between the emitter and base of No. 3 is approximately 0.7V, the operating voltage between the collector and emitter of the drive transistor (for example, No. 48) in the energized state is approximately 0.7V.
When the voltage falls below 1V (=1.7V-0.7V), the detection transistor 51 changes from an off state to an active state and supplies current to the collector side. That is, each detection transistor 51, 52, 53 detects saturation (operating voltage becomes below a predetermined value) of each drive transistor 48, 49, 50, and supplies a collector current according to the degree of saturation.

検出トランジスタ51,52,53の出力電流
は合成されてカレントミラー増幅回路(トランジ
スタ30、ダイオード29、抵抗31,32によ
り構成され、増幅利得2〜3を有する)に供給さ
れ、その出力電流に応じた電流i3を抵抗27に流
している。電流i3が流れると抵抗27に電圧降下
が生じるため、トランジスタ24のコレクタ電流
i1が減少し、前述の電流帰還ループの動作によつ
て駆動トランジスタ48,49,50の通電電
流、すなわちコイル12,13,14への供給電
流が減少する。その結果、コイル12,13,1
4での電圧降下が減少し、駆動トランジスタ4
8,49,50の動作電圧を大きくする。
The output currents of the detection transistors 51, 52, and 53 are combined and supplied to a current mirror amplifier circuit (composed of a transistor 30, a diode 29, and resistors 31, 32, and has an amplification gain of 2 to 3), and is A current i 3 is passed through the resistor 27. When the current i3 flows, a voltage drop occurs across the resistor 27, so the collector current of the transistor 24
i 1 decreases, and the current flowing through the drive transistors 48, 49, 50, that is, the current supplied to the coils 12, 13, 14 decreases due to the operation of the current feedback loop described above. As a result, coils 12, 13, 1
4 is reduced and the voltage drop across drive transistor 4 is reduced.
8, 49, and 50 are increased.

すなわち、検出トランジスタ51,52,5
3、カレントミラー増幅回路(トランジスタ3
0、ダイオード29、抵抗31,32)、抵抗2
7、トランジスタ24、抵抗35および電流帰還
ループによつて駆動トランジスタ48,49,5
0の過飽和を防止する第2の負帰還ループ(飽和
検出ループ)が構成されている。また、駆動トラ
ンジスタ48,49,50の動作電圧がすべて
1V以上ある場合には、検出トランジスタ51,
52,53はすべてオフ状態にあるため、上述の
負帰還動作は行なわれず指令信号19にのみ対応
した電流が各相のコイル12,13,14に供給
される。
That is, the detection transistors 51, 52, 5
3. Current mirror amplifier circuit (transistor 3
0, diode 29, resistor 31, 32), resistor 2
7, driven transistors 48, 49, 5 by transistor 24, resistor 35 and current feedback loop
A second negative feedback loop (saturation detection loop) is configured to prevent oversaturation of zero. In addition, all operating voltages of drive transistors 48, 49, and 50 are
If the voltage is 1V or more, the detection transistor 51,
52 and 53 are all in the OFF state, the above-mentioned negative feedback operation is not performed and current corresponding only to the command signal 19 is supplied to the coils 12, 13, and 14 of each phase.

なお、33は上述の飽和検出ループの位相補償
用コンデンサであり、指令信号側のローパスフイ
ルタの機能もかねている。トランジスタ37のベ
ース端子までの電流・電圧変換の伝達関数は R35/1+SC33(R34+R35)…(2)
ここで、C33はコンデンサ33の容量値、R34は抵
抗34の抵抗値、R35は抵抗35の抵抗値であ
る。
Note that 33 is a phase compensation capacitor for the saturation detection loop described above, and also functions as a low-pass filter on the command signal side. The transfer function of current/voltage conversion to the base terminal of the transistor 37 is R 35 /1+SC 33 (R 34 +R 35 )...(2)
Here, C 33 is the capacitance value of the capacitor 33, R 34 is the resistance value of the resistor 34, and R 35 is the resistance value of the resistor 35.

さらに、本実施例におけるコンデンサ33は、
各相コイル12,13,14への給電の開始時お
よび停止時において、給電電流の変化をゆるやか
にする効果がある。これについて説明すれば、給
電停止信号72が高くなつた時に電圧・電流変換
器20の出力電流i0は急峻に零になる。いまコン
デンサ33がないとすれば、i0の急激な変化はi1
の変化となり、最終的にコイルへの給電電流の急
激な変化となる。各相のコイル12,13,14
はかなり大きなインダクタンス成分を有している
ため、給電電流が急激に変化すると、鋭どいヒゲ
状のスパイク電圧を発生する。コイル12,1
3,14に並列に接続されたコンデンサ58,6
0,62と抵抗59,61,63はスパイク電圧
吸収用のダンピングCRであるが、大電流の急峻
なしや断に対しては十分にスパイク電圧を除去で
きない。その結果、駆動トランジスタ48,4
9,50に高電圧がかかり耐圧破壊、劣化、寿命
低減等を生じて好ましくない。またコンデンサ3
3はローパスフイルタを形成するため、コイル1
2,13,14への給電電流Iaの変化はゆるやか
になり、上述のスパイク電圧は極めて小さな値と
なる。
Furthermore, the capacitor 33 in this embodiment is
This has the effect of slowing down the change in the power supply current when starting and stopping the power supply to each phase coil 12, 13, 14. To explain this, when the power supply stop signal 72 becomes high, the output current i 0 of the voltage/current converter 20 suddenly becomes zero. If there is no capacitor 33, the sudden change in i 0 is i 1
This results in a sudden change in the current supplied to the coil. Coils 12, 13, 14 for each phase
has a fairly large inductance component, so if the supply current changes suddenly, a sharp whisker-like spike voltage will be generated. coil 12,1
Capacitors 58, 6 connected in parallel to 3, 14
0, 62 and resistors 59, 61, and 63 are damping CRs for absorbing spike voltages, but they cannot sufficiently remove spike voltages when there is no steep current or interruption of large current. As a result, drive transistors 48,4
High voltage is applied to the parts 9 and 50, which is undesirable as it causes voltage breakdown, deterioration, shortened lifespan, etc. Also capacitor 3
3 forms a low-pass filter, so coil 1
The change in the power supply current Ia to 2, 13, and 14 becomes gradual, and the above-mentioned spike voltage becomes an extremely small value.

なお、38は電流帰還ループの位相補償用コン
デンサである。また、トランジスタ30のコレク
タはトランジスタ24のコレクタ側に接続しても
良い。
Note that 38 is a phase compensation capacitor of the current feedback loop. Further, the collector of the transistor 30 may be connected to the collector side of the transistor 24.

飽和検出ループの動作による駆動トランジスタ
48,49,50の動作電圧VCEと給電電流Iaの
特性を第3図に示す。これより、VCEが小さくな
ると給電電流Iaが急激に小さくなることがわか
る。
FIG. 3 shows the characteristics of the operating voltage V CE of the drive transistors 48, 49, 50 and the supply current Ia due to the operation of the saturation detection loop. From this, it can be seen that as V CE decreases, the power supply current Ia decreases rapidly.

さらに、本発明の実施例に示すように、指令電
流i0に応動して飽和検出のスレツシヨルドとなる
基準電位点Aの電圧を変化させているために、大
電流指令時にはそのスレツシヨルド電圧が大きく
なり、また小電流指令時にはスレツシヨルド電圧
が小さくなり、トランジスタのコレクタ電流に対
する飽和電圧特性を補正している。その結果、上
述の飽和検出動作が確実になる。
Furthermore, as shown in the embodiment of the present invention, since the voltage at the reference potential point A, which is the threshold for saturation detection, is changed in response to the command current i0 , the threshold voltage increases when a large current is commanded. Also, when a small current command is given, the threshold voltage becomes small, correcting the saturation voltage characteristics with respect to the collector current of the transistor. As a result, the saturation detection operation described above becomes reliable.

前述の実施例では、3個の検出トランジスタ5
1,52,53を使用して各駆動トランジスタ4
8,49,50の動作電圧をそれぞれに検出する
ようにしたが、本発明はそのような場合に限ら
ず、1個の駆動トランジスタの飽和を検出するよ
うにしても良い。第4図にその具体例を示す。こ
こでは、駆動トランジスタ48の飽和のみを検出
するようにし、検出トランジスタ51のコレクタ
側にコンデンサ120を接続し、その出力を平滑
して次の検出時点まで保持するようにしたもので
ある。また、コンデンサ120は飽和検出ループ
の位相補償コンデンサもかねている。
In the embodiment described above, three detection transistors 5
1, 52, 53 for each drive transistor 4
Although the operating voltages of 8, 49, and 50 are detected respectively, the present invention is not limited to such a case, and the saturation of one drive transistor may be detected. A specific example is shown in FIG. Here, only the saturation of the drive transistor 48 is detected, and a capacitor 120 is connected to the collector side of the detection transistor 51 to smooth the output and hold it until the next detection point. The capacitor 120 also serves as a phase compensation capacitor for the saturation detection loop.

また本発明に示した構成(第1図の破線部)は
抵抗、トランジスタ、ダイオードのみを使用して
おり、IC化に最適な回路構成となしている。ま
た、その位相補償コンデンサ33は指令信号19
のローパスフイルタおよび給電停止時の電流のな
だらかな変化にも効果がある。なお、前述の実施
例の速度電圧変換器18をなくし、指令電圧信号
19を一定電圧にするならばテープレコーダ等の
リールモータ駆動用として利用できる。またバイ
ポーラ・トランジスタに限らず電界効果トランジ
スタを使用しても同様な構成で実現できる。その
他、本発明の主旨を変えずして種々の変形ができ
ることはいうまでもない。
Furthermore, the configuration shown in the present invention (shown by the broken line in FIG. 1) uses only resistors, transistors, and diodes, making it an optimal circuit configuration for IC implementation. Further, the phase compensation capacitor 33 is connected to the command signal 19.
It is also effective to use a low-pass filter and a gentle change in current when the power supply is stopped. Incidentally, if the speed voltage converter 18 of the above-mentioned embodiment is omitted and the command voltage signal 19 is set to a constant voltage, it can be used for driving a reel motor of a tape recorder or the like. Furthermore, the same configuration can be achieved using not only bipolar transistors but also field effect transistors. It goes without saying that various other modifications can be made without changing the spirit of the invention.

以上本発明によれば、飽和検出、電流修正手段
を設けて、駆動トランジスタの飽和度を軽減する
ように給電電流を減らしているので、起動、加速
時における電流分配が円滑となり電流リツプル
(特に、通電すべきコイルの切換わり時点におけ
るリツプル)が著しく低減される。
As described above, according to the present invention, the saturation detection and current correction means are provided to reduce the power supply current so as to reduce the degree of saturation of the drive transistor, so that the current distribution during startup and acceleration is smooth, and current ripple (especially, The ripple at the time of switching of the coil to be energized is significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す電気回路図、
第2図は第1図の電圧・電流変換器の具体的な構
成図、第3図は飽和検出動作による駆動トランジ
スタのVCEと給電電流値の特性図、第4図は本発
明の他の実施例を示す電気回路図である。 11……界磁マグネツト、12,13,14…
…コイル、15,16,17……ホール素子、1
8……速度電圧変換器、19……指令信号、20
……電圧・電流変換器、48,49,50……駆
動トランジスタ、51,52,53……検出トラ
ンジスタ、A……基準電位点。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a specific configuration diagram of the voltage /current converter shown in FIG. FIG. 2 is an electrical circuit diagram showing an example. 11... Field magnet, 12, 13, 14...
... Coil, 15, 16, 17 ... Hall element, 1
8...Speed voltage converter, 19...Command signal, 20
...Voltage/current converter, 48, 49, 50... Drive transistor, 51, 52, 53... Detection transistor, A... Reference potential point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 界磁マグネツトを有するローターと、前記界
磁マグネツトの磁束と鎖交する複数相のコイル
と、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手
段と、前記位置検出手段の出力信号に応じて前記
各相のコイルへの給電を制御する駆動トランジス
タ群と、前記駆動トランジスタ群の通電電流値を
指令する指令信号発生手段と、基準電圧信号を得
る基準電圧発生手段と、前記駆動トランジスタの
通電時における動作電圧が前記基準電圧値より小
さくなると作動する飽和検出手段と、前記飽和検
出手段の動作に応じて前記各相のコイルへ流す電
流値を変化させ得る電流修正手段とを具備し、前
記基準電圧発生手段は前記指令信号に応動してそ
の基準電圧値を変化するようになされ、前記飽和
検出手段の検出スレツシヨルドレベルが大電流指
令時には大きく小電流指令時には小さくなるよう
にしたことを特徴とするブラシレス直流モータ。
1 A rotor having a field magnet, a multi-phase coil interlinked with the magnetic flux of the field magnet, a position detection means for detecting the rotational position of the rotor, and a rotor for detecting the rotational position of the rotor according to an output signal of the position detection means. A drive transistor group for controlling power supply to the coils of a phase, a command signal generation means for commanding a current value to be applied to the drive transistor group, a reference voltage generation means for obtaining a reference voltage signal, and an operation when the drive transistor is energized. The reference voltage generating circuit includes a saturation detection means that operates when the voltage becomes smaller than the reference voltage value, and a current correction means that can change the value of current flowing through the coils of each phase in accordance with the operation of the saturation detection means. The means is adapted to change its reference voltage value in response to the command signal, and the detection threshold level of the saturation detection means is set to be large when a large current command is given and to be small when a small current command is given. Brushless DC motor.
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