JPS6356188A - Drive circuit of brushless motor - Google Patents

Drive circuit of brushless motor

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JPS6356188A
JPS6356188A JP61199333A JP19933386A JPS6356188A JP S6356188 A JPS6356188 A JP S6356188A JP 61199333 A JP61199333 A JP 61199333A JP 19933386 A JP19933386 A JP 19933386A JP S6356188 A JPS6356188 A JP S6356188A
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Abstract

PURPOSE:To avoid too much energy to control a brushless motor and to cause no oscillation to a current feedback loop, by limiting the conduction to a driving coil when the coil minimum voltage drops and by keeping the coil minimum voltage more than the assigned minimum voltage. CONSTITUTION:Cathodes of each diode D1-D3 are connected to driving coils L1-L3, while an odes of each diode D1-D3 are connected to the output of a control amplifier Ac. The circuit section comprising each driving coil L1-L3 and diodes D1-D3 constitutes a coil minimum voltage detecting means 26 which detects the minimum voltage among voltages of driving coils L1-L3. The circuit section comprising a resistance R2, a transistor Q10 and diodes D1-D3 limits the current current to a current feedback amplifier Af as a current control means when the coil minimum voltage detected by the coil minimum votage detecting means 26 drops to the prearranged minimum voltage value, so that the conduction to transistors Q1-Q6 is limited to keep the coil minimum voltage at more than the minimum voltage value.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ソフトスイッチング通電を行わせるようにし
たブラシレスモータの駆動回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a drive circuit for a brushless motor that performs soft switching energization.

(従来の技術) ブラシレスモータにおいて、各相駆動コイルにスイッチ
ング通電する場合、通電切換時に駆動コイルの電流の急
激な変化によって発生するノイズを低減させるために、
各相駆動コイルへの矩形波状の通電波形の変曲点をなま
らせてソフトスイッチング通電を行うようにしたものが
提案されている。本出願人の特願昭59−187680
号(特開昭61−85092号)出願に係るブラシレス
モータの駆動回路はその一つである。
(Prior Art) In a brushless motor, when switching energization to each phase drive coil, in order to reduce noise generated by sudden changes in current of the drive coil when switching energization,
It has been proposed to perform soft switching energization by rounding the inflection points of the rectangular energization waveform to each phase drive coil. Patent application No. 187680 of the present applicant
The brushless motor drive circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-85092 is one such example.

第5図は上記のようなソフトスイッチング通電を行うよ
うにした従来のブラシレスモータの駆動回路の一例を示
す。第5図において、3個のホール素子Hは、3相の駆
動コイルL1、L2、L3を有するステータと、多極着
磁されたマグネットを有するロータとの相対的位置関係
に応じた正弦波状の出力を生じる回転位置検出素子であ
り、これらホール素子Hの出力信号は3個の増幅器^H
を介して波形合成回路20に加えられる。波形合成回路
20は3個の増幅器AHの出力信号を利用してアナログ
的に3相の矩形波パルス状のスイッチング信号を合成す
るものであり、各増幅器AHの出力信号を対数圧縮して
変曲点をなまらせた3相の矩形波状のソフトスイッチン
グ信号を合成する。このソフトスイッチング信号はプリ
ドライバ21を介し駆動回路を構成するパワートランジ
スタ旧〜Q6に加えられ、各トランジスタ01〜Q6は
各相駆動コイルL1、L2、L3に120°スイッチン
グ通電して、ロータを回転駆動する。
FIG. 5 shows an example of a conventional brushless motor drive circuit that performs soft switching energization as described above. In FIG. 5, the three Hall elements H form a sinusoidal waveform according to the relative positional relationship between the stator, which has three-phase drive coils L1, L2, and L3, and the rotor, which has multipolar magnetized magnets. These are rotary position detection elements that generate outputs, and the output signals of these Hall elements H are sent to three amplifiers ^H.
The signal is applied to the waveform synthesis circuit 20 via. The waveform synthesis circuit 20 synthesizes a three-phase rectangular wave pulse-like switching signal in an analog manner using the output signals of three amplifiers AH, and logarithmically compresses and inflects the output signal of each amplifier AH. A three-phase rectangular waveform soft switching signal with rounded points is synthesized. This soft switching signal is applied via the pre-driver 21 to the power transistors 01-Q6 that constitute the drive circuit, and each transistor 01-Q6 energizes each phase drive coil L1, L2, L3 with 120° switching to rotate the rotor. Drive.

各相駆動コイルL1、L2、L3に流れる電流は電流検
出用抵抗Rsにより検出され、また、ロータの回転速度
が速度検出器により検出される。制御増幅器Acは速度
検出器の出力電圧Vctlと速度基準電圧Vrefとの
誤差を増幅して電流指令信号とし、これと電流検出用抵
抗Rsの電圧の誤差を電流帰還増幅器訂で増幅する。こ
の電流帰還増幅器Afの出力はブリドライバ21に帰還
され、各相駆動コイルL1、L2、L3への通電が制御
される。
The current flowing through each phase drive coil L1, L2, L3 is detected by a current detection resistor Rs, and the rotational speed of the rotor is detected by a speed detector. The control amplifier Ac amplifies the error between the output voltage Vctl of the speed detector and the speed reference voltage Vref to produce a current command signal, and the error between this and the voltage of the current detection resistor Rs is amplified by a current feedback amplifier. The output of this current feedback amplifier Af is fed back to the driver 21, and energization to each phase drive coil L1, L2, L3 is controlled.

上記従来例によれば、トランジスタ01〜Q6が何れも
未飽和状態、即ち、モータ速度制御可能領域にある状態
では、第6図にAで示されているように矩形波状通電信
号の変曲点がなまらせられてコイルへのソフトスイッチ
ング通電が行われ、モータの電気ノイズ及び機械ノイズ
が低減されるという効果を奏する。
According to the above conventional example, when all of the transistors 01 to Q6 are in an unsaturated state, that is, in a state where the motor speed can be controlled, the inflection point of the rectangular wave-like energization signal is as shown by A in FIG. The soft-switching energization of the coil is performed with the current being blunted, resulting in the effect that electrical noise and mechanical noise of the motor are reduced.

しかし、制御不可能領域であるトランジスタ01〜Q6
の飽和領域に入ると、第6図にB、Cで示されているよ
うにスイッチング波形がソフトでなくなり、上記の効果
がなくなる。飽和状態がさらに進むと第6図にDで示さ
れているように120°通電波形の肩の部分もフルに増
幅されて180°通電状態となり、無効電流が増大して
モータ効率が悪化する。従って、この従来例では、モー
タの起動時及び未制御回転時においてコイルへの通電用
トランジスタが飽和し上記の問題を生ずる。
However, transistors 01 to Q6, which are in the uncontrollable region,
When entering the saturation region, the switching waveform is no longer soft as shown by B and C in FIG. 6, and the above effect disappears. As the saturation state progresses further, as shown by D in FIG. 6, the shoulder portion of the 120° energization waveform is also fully amplified, resulting in a 180° energization state, increasing the reactive current and deteriorating the motor efficiency. Therefore, in this conventional example, the transistor for supplying current to the coil becomes saturated when the motor starts up and rotates in an uncontrolled manner, causing the above-mentioned problem.

このような起動時及び未制御回転時におけるコイル通電
用トランジスタの飽和を防止するために第7図に示され
ているような駆動回路が提案されている。これは特公昭
61−11556号公報に記載されているものであり、
駆動コイルL1、L2、L3への通電を切り換えるトラ
ンジスタQ1〜Q6の飽和をダイオードD4〜D6及び
差動増幅器q8、口9からなる飽和検出手段により検出
し、この飽和検出信号により抵抗R4の電圧降下を利用
してトランジスタ04〜Q6の通電電流を制御する電流
制御手段V−1の動作を修正し、もって、トランジスタ
04〜Q6の通電電流を指令信号Ecrに対応した電流
値よりも小さな値に制御し、トランジスタ04〜Q6の
飽和を防止するようにしたものである。
In order to prevent saturation of the coil current-carrying transistor during startup and uncontrolled rotation, a drive circuit as shown in FIG. 7 has been proposed. This is described in Japanese Patent Publication No. 61-11556,
The saturation of the transistors Q1 to Q6 that switch the energization to the drive coils L1, L2, and L3 is detected by the saturation detection means consisting of the diodes D4 to D6, the differential amplifier q8, and the port 9, and the voltage drop across the resistor R4 is detected by this saturation detection signal. The operation of the current control means V-1 that controls the current flowing through the transistors 04 to Q6 is modified using However, saturation of transistors 04 to Q6 is prevented.

(発明が解決しようとする問題点) 上記特公昭61−−11556号公報記載のブラシレス
モーフの駆動回路によれば、飽和検出信号により電流制
御手段V−Iの動作を修正し、コイルに通電する電流帰
遷ループを直接制御しており、指令信号Ecrに逆らっ
て電流帰還ループを制御しようとするために無理があり
、電流帰還ループに発振が生じ易いという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the brushless morph drive circuit described in Japanese Patent Publication No. 61-11556, the operation of the current control means V-I is corrected based on the saturation detection signal, and the coil is energized. Since the current feedback loop is directly controlled and the current feedback loop is attempted to be controlled in opposition to the command signal Ecr, it is unreasonable and there is a problem that oscillation is likely to occur in the current feedback loop.

本発明は、これまに述べた従来技術の問題点を解消する
ためになされたもので、起動時及び未制御回転時であっ
ても駆動コイルへの通電切換用トランジスタの飽和を防
止してソフトスイッチング波形を保つことができると共
に、電流制御手段へ入力する制御電流を制限してトラン
ジスタの飽和を防止するようにすることにより、制御に
無理がなく、電流帰還ループに発振が生ずるこ柔を防止
することができるブラシレスモーフの駆動回路を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and prevents the saturation of the transistor for switching the current to the drive coil even during startup and uncontrolled rotation, and the soft Not only can the switching waveform be maintained, but also the control current input to the current control means can be limited to prevent saturation of the transistor, which allows for smooth control and prevents oscillations from occurring in the current feedback loop. The purpose of the present invention is to provide a brushless morph drive circuit that can perform the following steps.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、通電によりロータマグネットとの間に磁力を
生ぜしめてロータを回転付勢する複数個の駆動コイルと
、位置検出素子からのロータ回転位置検出出力により上
記駆動コイルへの通電を切り換える複数のトランジスタ
と、これらトランジスタによる駆動コイルへの通電量を
制御する電流制御手段とを具備するブラシレスモーフの
駆動回路において、上記複数個の駆動コイルの電圧のう
ち最小の電圧を検出するコイル最小電圧検出手段と、こ
の検出手段により検出されたコイル最小電圧が予め設定
された最低電圧値まで下降したときに上記電流制御手段
への制御電流の流入を制限することにより前記トランジ
スタへの通電を制限して上記コイル最小電圧を上記最低
電圧値以上に保持する電流制限手段とを有することを特
徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention utilizes a plurality of drive coils that generate magnetic force between themselves and a rotor magnet when energized to urge the rotor to rotate, and a rotor rotational position detection output from a position detection element. In a brushless morph drive circuit comprising a plurality of transistors that switch energization to the drive coil, and a current control means that controls the amount of energization to the drive coil by these transistors, the voltage of the plurality of drive coils is the lowest. coil minimum voltage detection means for detecting the voltage of the current control means, and when the minimum coil voltage detected by the detection means falls to a preset minimum voltage value, the control current is restricted from flowing into the current control means. The present invention is characterized by comprising current limiting means for limiting energization to the transistor to maintain the minimum coil voltage at or above the minimum voltage value.

(作用) 位置検出素子の検出信号によりトランジスタが駆動コイ
ルへの通電を切り換えてロータを回転付勢する。電流制
御手段はトランジスタによる駆動コイルへの通電量を制
御してロータの回転状態が所定の回転状態になるように
制御する。複数の上記駆動コイルの電圧のうちの最小の
電圧を最小電圧検出手段が検出する。検出されたコイル
最小電圧が予め設定された最低電圧値まで下降すると電
流制限手段が電流制御手段への制御電流の流入を制限す
ることにより上記トランジスタへの通電を制限し、この
トランジスタの飽和を防止する。
(Function) A transistor switches energization to the drive coil in response to a detection signal from the position detection element, thereby urging the rotor to rotate. The current control means controls the amount of current applied to the drive coil by the transistor so that the rotational state of the rotor becomes a predetermined rotational state. A minimum voltage detection means detects the minimum voltage among the voltages of the plurality of drive coils. When the detected coil minimum voltage drops to a preset minimum voltage value, the current limiting means limits the flow of control current into the current controlling means, thereby limiting the energization to the transistor and preventing saturation of the transistor. do.

(実施例) 以下、本発明に係るブラシレスモーフの駆動回路の実施
例について説明する。
(Example) Hereinafter, an example of a brushless morph drive circuit according to the present invention will be described.

第1図の実施例は3相120°スイッチング通電方式の
例である。第1図において、3相構成の駆動コイルL1
、L2、L3は通電によって図示されないロータを回転
付勢するものである。即ち、上記ロータは多極着磁され
たマグネットを有しており、上記各駆動コイルL1、L
2、L3に120°スイッチング通電されることにより
上記マグネットとの間に磁力を生ぜしめて上記ロータを
回転付勢する。第5図の従来例と同様に、上記ロータと
上記駆動コイルL1、L2、L3を有するステータとの
相対的位置関係に応じた正弦波状の信号を生ずるホール
素子等の3個の位置検出素子を有しており、この3個の
位置検出素子の出力信号は図示されない120゜ソフト
スイッチング波形合成回路により3相の矩形波パルス状
のスイッチング信号に合成される。
The embodiment shown in FIG. 1 is an example of a three-phase 120° switching energization system. In FIG. 1, a drive coil L1 with a three-phase configuration
, L2, and L3 are for rotating a rotor (not shown) by applying electricity. That is, the rotor has a multi-pole magnetized magnet, and each of the drive coils L1, L
2. By energizing L3 with 120° switching, a magnetic force is generated between it and the magnet to urge the rotor to rotate. As in the conventional example shown in FIG. The output signals of these three position detection elements are synthesized into a three-phase rectangular wave pulse-like switching signal by a 120° soft switching waveform synthesis circuit (not shown).

ここで、上記波形合成回路は上記位置検出素子の出力信
号を対数圧縮することにより上記3相のスイッチング信
号波形をその変曲点においてなまらせたソフトスイッチ
ング波形とする。
Here, the waveform synthesis circuit logarithmically compresses the output signal of the position detecting element to obtain a soft switching waveform in which the three-phase switching signal waveform is rounded at its inflection point.

上記3相のスイッチング信号はプリドライバ25を介し
駆動回路を構成するトランジスタ01〜Q6のベースに
加えられる。トランジスタQ1〜Q6は上記3相のスイ
ッチング信号に応じて3相構成の前記駆動コイルL1、
L2、L3への通電を制御し、ロータを回転付勢する。
The three-phase switching signals are applied via the pre-driver 25 to the bases of transistors 01 to Q6 forming the drive circuit. The transistors Q1 to Q6 are connected to the drive coil L1 having a three-phase configuration according to the three-phase switching signals.
Controls energization to L2 and L3 to urge the rotor to rotate.

この各相駆動コイルL1、L2、L3に流れる電流は電
流検出用抵抗Rsに流入し、この流入電流に応じて抵抗
Rsに生ずる電圧降下が電流制御手段としての電流帰還
増幅器訂に加えられる。
The current flowing through each phase drive coil L1, L2, L3 flows into a current detection resistor Rs, and a voltage drop generated across the resistor Rs in response to this inflow current is applied to a current feedback amplifier serving as a current control means.

一方、トランジスタ07を通じて抵抗R1に流れる電流
1ctlに応じた抵抗R1の電圧降下が上記電流帰還増
幅器Afに加えられる。
On the other hand, a voltage drop across the resistor R1 corresponding to the current 1ctl flowing through the resistor R1 through the transistor 07 is applied to the current feedback amplifier Af.

上記抵抗R1に流れる電流1ctlは、制御増幅器膜の
制御電流1ctlと等しくなるように設定される。
The current 1ctl flowing through the resistor R1 is set to be equal to the control current 1ctl of the control amplifier membrane.

叩ち、制御増幅器Acは、抵抗R3と抵抗R4との比で
決まる制御基準電圧Vrefと、制御信号電圧Vctl
との誤差を増幅して制御電流1ctlを出力する。この
制御電流1ctlは抵抗R2、トランジスタ旧Oを通じ
て流れると共に、トランジスタQ9のベースに流れて同
トランジスタロ9及びトランジスタ08のコレクタ電流
を決定し、このコレクタ電流に応じトランジスタQ7の
ベース電流を制御して同トランジスタQ7のコレクタ電
流である前記電流1ctlを決定する。
The control amplifier Ac receives the control reference voltage Vref determined by the ratio of the resistor R3 and the resistor R4, and the control signal voltage Vctl.
A control current of 1ctl is output by amplifying the error. This control current 1ctl flows through the resistor R2 and the transistor O, and also flows to the base of the transistor Q9 to determine the collector currents of the transistor Q9 and the transistor O8, and controls the base current of the transistor Q7 according to this collector current. The current 1ctl, which is the collector current of the transistor Q7, is determined.

そこで、制御増幅器Acの制御電流1ctlは最終的に
は抵抗R1に流入する電流と等しくなるように回路定数
が設定される。
Therefore, the circuit constants are set so that the control current 1ctl of the control amplifier Ac is ultimately equal to the current flowing into the resistor R1.

前記各駆動コイルL1、L2、L3にはそれぞれダイオ
ードD1、D2、D3のカソードが接続され、各ダイオ
ードD1、D2、D3のアノードは共に制御増幅器Ac
の出力に接続されている。各駆動コイルL1、L2、L
3とダイオードD1、D2、D3を含む回路部分は、上
記複数個の駆動コイルL1、L2、L3の電圧のうち最
小の電圧を検出するコイル最小電圧検出手段26を構成
している。また、抵抗R2、トランジスタQIO、ダイ
オードDI、D2、D3を含む第2図に示されている回
路部分は、コイル最小電圧検出手段26により検出され
たコイル最小電圧が予め設定された最低電圧値まで下降
したときに電流制御手段としての電流帰還増幅器訂への
制御電流の流入を制限することによりトランジスタQ1
〜Q6への通電を制限して上記コイル最小電圧を上記最
低電圧値以上に保持する電流制限手段を構成している。
The cathodes of diodes D1, D2, and D3 are connected to each of the drive coils L1, L2, and L3, respectively, and the anodes of each of the diodes D1, D2, and D3 are connected to a control amplifier Ac.
connected to the output of Each drive coil L1, L2, L
3 and diodes D1, D2, and D3 constitute coil minimum voltage detection means 26 that detects the minimum voltage among the voltages of the plurality of drive coils L1, L2, and L3. Further, the circuit portion shown in FIG. 2 including the resistor R2, the transistor QIO, and the diodes DI, D2, and D3 is configured so that the coil minimum voltage detected by the coil minimum voltage detection means 26 reaches a preset minimum voltage value. By limiting the flow of control current into the current feedback amplifier as a current control means when the transistor Q1
- constitutes a current limiting means that limits the energization to Q6 to maintain the minimum coil voltage above the minimum voltage value.

次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

モータ回転時は、制御信号電圧Vctlは制御基準電圧
Vrefよりも高(、VctlとVrefとの差によっ
て制御電流Ictlが流れ、この制御電流1ctlに応
じて駆動コイルL1、L2、L3に通電されてモータが
駆動される。Vctl = Vrefになればモータは
1亭止する。
When the motor is rotating, the control signal voltage Vctl is higher than the control reference voltage Vref (the control current Ictl flows due to the difference between Vctl and Vref, and the drive coils L1, L2, and L3 are energized according to this control current 1ctl). The motor is driven. When Vctl = Vref, the motor stops for one time.

次に、モータの回転に制御がかかっている場合において
、回転速度が一定であるとすると制御電圧Vctlは一
定であるが、回転速度が低下すると速度を上げようとし
て上記Vctlが上昇し、制御電流rctlが増加して
抵抗R1の電圧降下が増加する。抵抗I?1の電圧降下
が抵抗Rsの電圧降下よりも高くなると電流帰還増幅器
Afがプリドライバ25を電流を増やす向きに制御して
駆動回路を構成するトランジスタ01〜Q6のベース電
流を増やし、もって、駆動コイルL1、L2、L3に加
える電圧の振幅を広げて各コイルL1、L2、L3への
通電電流の和であるモータ電流を増加させ、モータの回
転速度を上昇させる。モータ電流の増加により抵抗Rs
の電圧降下が高くなり、この電圧降下と抵抗R1の電圧
降下とが等しくなると電流帰還増幅器Afは平衡してそ
れ以上のモータ電流の増加を停止し、制御電圧Vctl
は元の一定の値となり、回転速度も元の一定の速度とな
る。
Next, when the rotation of the motor is controlled, assuming that the rotation speed is constant, the control voltage Vctl is constant, but when the rotation speed decreases, the Vctl increases in an attempt to increase the speed, and the control voltage Vctl increases. rctl increases and the voltage drop across resistor R1 increases. Resistance I? When the voltage drop of 1 becomes higher than the voltage drop of resistor Rs, the current feedback amplifier Af controls the pre-driver 25 to increase the current, increasing the base current of transistors 01 to Q6 that constitute the drive circuit, thereby increasing the current of the drive coil. The amplitude of the voltage applied to L1, L2, and L3 is increased to increase the motor current, which is the sum of the currents flowing to each coil L1, L2, and L3, and the rotational speed of the motor is increased. Due to the increase in motor current, the resistance Rs
When the voltage drop across resistor R1 becomes high and this voltage drop becomes equal to the voltage drop across resistor R1, the current feedback amplifier Af balances and stops increasing the motor current any further, and the control voltage Vctl
is the original constant value, and the rotational speed is also the original constant speed.

逆に、モータの回転速度が高くなると速度を低下させよ
うとして制御電圧Vctlが降下し、抵抗R1の電圧降
下が抵抗Rsの電圧降下よりも低くなり、電流帰還増幅
器Afがブリドライバ25を電流を減少させる向きに制
御してトランジスタ01〜Q6のベース電流を減少させ
、もって、駆動コイルL1、L2、L3に加える電圧の
振幅を狭くしてモータ電流を減少させ、モータの回転速
度を低下させる。これにより抵抗Rsの電圧降下が低下
し、この電圧降下と抵抗R1の電圧降下とが等しくなる
とモータ電流の減少を停止し、制御電圧Vctlは元の
一定の値となり、回転速度も元の一定の速度となる。
Conversely, when the rotational speed of the motor increases, the control voltage Vctl drops in an attempt to reduce the speed, and the voltage drop across the resistor R1 becomes lower than the voltage drop across the resistor Rs, causing the current feedback amplifier Af to control the current through the driver 25. The base currents of the transistors 01 to Q6 are controlled to decrease, thereby narrowing the amplitude of the voltages applied to the drive coils L1, L2, and L3, thereby reducing the motor current and lowering the rotational speed of the motor. As a result, the voltage drop across the resistor Rs decreases, and when this voltage drop becomes equal to the voltage drop across the resistor R1, the motor current stops decreasing, the control voltage Vctl returns to its original constant value, and the rotational speed also returns to its original constant value. It becomes speed.

このように、モータの回転速度に制御がかかっている場
合は、制御電圧Vctlに応じた一定電流が常にモータ
に流れるように定電流ループが構成されている。
In this manner, when the rotational speed of the motor is controlled, a constant current loop is configured such that a constant current according to the control voltage Vctl always flows through the motor.

次に、起動時及び未制御回転時の動作について説明する
。第2図に示されているように、抵抗R2の前記制御電
流Ictlの流入端Aと各ダイオードD1、D2、D3
のアノードの結合点Bの電位は等しいため、各ダイオー
ドD1、D2、D3のカソード側C,D、Eの何れかに
現れる各相モータコイル電圧のうちの最小電圧V1mi
nと抵抗R2の電圧降下R2・IctL トランジスタ
旧0の電圧vr、 、各ダイオードD1、D2、D3の
電圧Vf、2との関係は、 Vlmin +Vf2  ≧1?2・Ic目+Vf、 
Next, operations at startup and uncontrolled rotation will be described. As shown in FIG. 2, the input terminal A of the control current Ictl of the resistor R2 and each diode D1, D2, D3
Since the potentials at the connection point B of the anodes are equal, the minimum voltage V1mi of the motor coil voltages of each phase appearing on any of the cathode sides C, D, and E of each diode D1, D2, and D3
The relationship between n and the voltage drop R2・IctL of the resistor R2, the voltage vr of the transistor old 0, and the voltage Vf, 2 of each diode D1, D2, D3 is Vlmin +Vf2 ≧1?2・Icth +Vf,
.

ν1m1n≧RE ・Ictl +Vfl  −Vfz
となる。ここで、vrl  =Vf、2とすれば、V1
min≧R2・Ictl となる。
ν1m1n≧RE ・Ictl +Vfl −Vfz
becomes. Here, if vrl = Vf, 2, then V1
min≧R2·Ictl.

上記R2・Ictlは予め設定された最低電圧値であり
、抵抗R2の値によって所定の値に設定することができ
る。いま、制御電圧Vctlが上昇してIctlが増加
すると、駆動コイル電圧振幅が広がりコイル最小電圧V
1minが下降してくる。コイル最小電圧V1minが
上記最低電圧値R2・Ictlまで下降したとき、即ち
、Vlmin =R2・Ictlとなったときには、制
御電流Ic目はB点よりダイオードD1、D2、D3を
通じてコイルに流入し、制御電流Ictlの増加が電流
帰還増幅器^fへ伝わらなくなり、コイル最小電圧V1
minはそれ以上下降することはない。
The R2·Ictl is a preset minimum voltage value, and can be set to a predetermined value depending on the value of the resistor R2. Now, when the control voltage Vctl rises and Ictl increases, the drive coil voltage amplitude expands and the coil minimum voltage V
1 min is coming down. When the coil minimum voltage V1min falls to the above-mentioned minimum voltage value R2·Ictl, that is, when Vlmin = R2·Ictl, the control current Ic flows into the coil from point B through diodes D1, D2, and D3, and the control current The increase in current Ictl is no longer transmitted to the current feedback amplifier ^f, and the coil minimum voltage V1
min will not fall any further.

第3図に示されているように、駆動コイル電圧はVcc
/2を中心に上下に同じ振幅をもって変化し、コイル最
小電圧V1minの最低値はR2・Ictlとなり、コ
イル最大電圧V1maxはVcc −R2・Ictlと
なる。よって、コイル電圧は接地レベル及び電源電圧レ
ベルVccまで達することはなく、駆動コイルへの通電
切換用の各トランジス701〜口6は未飽和状態で動作
させることができる。
As shown in FIG. 3, the drive coil voltage is Vcc
It changes with the same amplitude up and down with /2 as the center, the lowest value of the minimum coil voltage V1min is R2·Ictl, and the maximum coil voltage V1max is Vcc −R2·Ictl. Therefore, the coil voltage never reaches the ground level or the power supply voltage level Vcc, and each of the transistors 701 to 6 for switching energization to the drive coil can be operated in an unsaturated state.

上記実施例によれば、コイル最小電圧が予め設定された
最低電圧値まで下降すると、電流制限手段が駆動コイル
への通電切換用トランジスタへの通電を制限し、コイル
最小電圧を上記最低電圧以上に保持するようになってい
るため、起動時や未制御回転時においてもソフトスイッ
チング通電を実現して上記トランジスタの飽和を防止す
ることができるし、上記電流制限手段は電流制御手段へ
の制御電流の流入を制限することによって上記トランジ
スタの飽和を防止するようになっているため、制御がか
け易く無理がなく、電流制御手段及び上記トランジスタ
等に発振が生ずることもなくなる。
According to the above embodiment, when the coil minimum voltage drops to a preset minimum voltage value, the current limiting means limits the energization to the transistor for switching the energization to the drive coil, and the coil minimum voltage becomes equal to or higher than the minimum voltage. Therefore, even during startup or uncontrolled rotation, soft switching energization can be realized and saturation of the transistor can be prevented, and the current limiting means can control the control current to the current controlling means. Since saturation of the transistor is prevented by limiting the inflow, control is easy and reasonable, and oscillations do not occur in the current control means, the transistor, etc.

上記実施例のようにコイル最小電圧V1minの下限を
一定値に定めておくと、モータの負荷が大きくなってモ
ータ電流が増え、トランジスタQ1〜q6のコレクタ・
エミッタ電圧が大きくなった場合に、飽和点が低下する
結果コイル最小電圧V1minの下限に達する前にトラ
ンジスタ01〜Q6が飽和してしまうことがある。
If the lower limit of the minimum coil voltage V1min is set to a constant value as in the above embodiment, the load on the motor will increase, the motor current will increase, and the collectors of transistors Q1 to Q6 will
When the emitter voltage increases, the saturation point decreases, and as a result, the transistors 01 to Q6 may become saturated before reaching the lower limit of the coil minimum voltage V1min.

そこで、電流制限手段を第4図のように構成してコイル
最小電圧V1minがモータ電流1mの関数として変化
するようにしておけば、モータ電流1mが大きくなって
もトランジスタQl−Q6が飽和することはなくなる。
Therefore, if the current limiting means is configured as shown in Fig. 4 so that the coil minimum voltage V1min changes as a function of the motor current 1m, the transistors Ql-Q6 will be saturated even if the motor current 1m increases. will disappear.

第4図において、制御増幅器からの制御電流1ctlは
抵抗R2、トランジスタQ10、抵抗R5、トランジス
タQ12 、抵抗R6を通じて流れ、また、一つのダイ
オードD4を通じて前記コイル最小電圧検出手段として
のダイオードD1、D2、D3に流入しうるようになっ
ている。トランジスタQ12のコレクタ及びベースはト
ランジスタQllのベースに接続され、トランジスタQ
llのコレクタにはトランジスタ旧0のエミッタが接続
されている。
In FIG. 4, a control current 1ctl from the control amplifier flows through a resistor R2, a transistor Q10, a resistor R5, a transistor Q12, a resistor R6, and also passes through one diode D4 to the diodes D1, D2, which serve as the coil minimum voltage detection means. It is now possible to flow into D3. The collector and base of transistor Q12 are connected to the base of transistor Qll.
The emitter of transistor old 0 is connected to the collector of ll.

トランジスタQllのエミッタにはモータ電流rmの検
出用抵抗Rsが接続されている。
A resistor Rs for detecting the motor current rm is connected to the emitter of the transistor Qll.

第4図の例において、各トランジスタ及びダイオードの
電圧をVfとすると、 V1min≧R2−Ic目+Vf+ (R5/R6) 
 ・R51m+νf+R5−lm−2Vf =R2・Ictl + [(R5+R6) /R6] 
 ・Rs−Imとなる。通常、トランジスタ01〜Q6
の飽和電圧はモータ電流1mに比例するのでコイル最小
電圧V1minの下限もモータ電流Imに比例して変化
させるのが望ましい。第4図の例ではコイル最小電圧V
1minは上の式のようになり、モータ電流Imの関数
として変化させることができ、モータ電流Imが大きく
なってもトランジスタ01〜Q6の飽和を防止すること
ができる。
In the example of Fig. 4, if the voltage of each transistor and diode is Vf, then V1min≧R2-Ic+Vf+ (R5/R6)
・R51m+νf+R5-lm-2Vf =R2・Ictl+[(R5+R6)/R6]
・It becomes Rs-Im. Usually transistors 01-Q6
Since the saturation voltage of V1 is proportional to the motor current Im, it is desirable that the lower limit of the minimum coil voltage V1min is also changed in proportion to the motor current Im. In the example of Fig. 4, the coil minimum voltage V
1 min is as shown in the above equation, which can be changed as a function of motor current Im, and saturation of transistors 01 to Q6 can be prevented even if motor current Im becomes large.

なお、本発明に係るブラシレスモータの駆動回路は図示
の実施例のような3相構成のものに■られるものではな
く、他の相構成のものにも同様に通用可能である。
The brushless motor drive circuit according to the present invention is not limited to a three-phase configuration as in the illustrated embodiment, but can be similarly applied to other phase configurations.

(発明の効果) 本発明によれば、コイル最小電圧が予め設定された最低
電圧値まで下降すると、電流制限手段が駆動コイルへの
通電切換用トランジスタへの通電を制限し、コイル最小
電圧を上記最低電圧以上に保持するようになっているた
め、起動時や未制御回転時においてもソフトスイッチン
グ通電を実現して上記トランジスタの飽和を防止するこ
とができるし、上記電流制限手段は電流制御手段への制
御電流の流入を制限することによって上記トランジスタ
の飽和を防止するようになっCいるため、制御がかけ易
く無理がなく、電流制御手段及び上記トランジスタ等に
発振が生ずることもなくなる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, when the coil minimum voltage falls to a preset minimum voltage value, the current limiting means limits the energization to the transistor for switching energization to the drive coil, and the coil minimum voltage is reduced to the above level. Since the voltage is maintained above the minimum voltage, soft switching energization can be realized even during start-up or uncontrolled rotation to prevent saturation of the transistor, and the current limiting means is connected to the current controlling means. Since saturation of the transistor is prevented by limiting the inflow of the control current, control is easy and reasonable, and oscillations do not occur in the current control means, the transistor, etc.

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

第1図は本発明に係るブラシレスモータの駆動回路の実
施例を示す回路図、第2図は同上実施例中の電流制限手
段の部分を示す回路図、第3図は同上電流制限手段の動
作を示す波形図、第4図は本発明に通用可能な電流制限
手段の別の例を示す回路図、第5図は従来のブラシレス
モータの駆動回路の一例を示す回路図、第6図は同上従
来例における駆動コイルへの通電切換用トランジスタの
出力を示す波形図、第7図は従来のブラシレスモータの
駆動回路の別の例を示す回路図である。 Ll、L2、L3・・・駆動コイル、 01〜Q6・・
・トランジスタ、 Af・・・電流制御手段を構成する
電流帰還増幅器、 26・・・コイル最小電圧検出手段
。 ・う・7尺 232口 ・)4 囲 う7 囲 手続補正帯 昭和62年6月22日  。 1、事件の表示 昭和61年特許願第199333号 2、発明の名称 ブラシレスモータの駆動回路 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (223)株式会社三協精機製作所4、代 理
 人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号明細書の「
発明の詳細な説明」の濶および  1図   面 (1)明細書第3頁第8行中の「矩形波状の」をr12
0’ Jに改める。 〔2〕同頁第13行中の「120°」の後に「ソフト」
を加入する。 〔3)同頁第18行中の「検出器」を「制御回路」に改
める。 (4)同頁第18行中の「速度基準電圧」を「制御基準
電圧」に改める。 <5)同第8頁第17行から第18行にかけての「矩形
波パルス状の」をr120’ ソフト」に改める。 (6)同第14頁第6行から第7行にかけての「を通じ
てコイル」を削除する。 〔7)同第15頁第14行から第15行にかけての「コ
レクタ・エミッタ電圧が大きくなった場合に、飽和点が
低下する結果」を「飽和電圧が増加するため、」に改め
る。 :8)図面中の第1図及び第5図を別添の通り改める□
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a brushless motor drive circuit according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a portion of the current limiting means in the same embodiment, and FIG. 3 is an operation of the current limiting means same as above. 4 is a circuit diagram showing another example of the current limiting means applicable to the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional brushless motor drive circuit, and FIG. 6 is the same as above. FIG. 7 is a waveform diagram showing the output of a transistor for switching current to a drive coil in a conventional example. FIG. 7 is a circuit diagram showing another example of a drive circuit for a conventional brushless motor. Ll, L2, L3... Drive coil, 01~Q6...
- Transistor, Af...Current feedback amplifier constituting current control means, 26...Coil minimum voltage detection means.・U・7 shaku 232 units・)4 Enclosure 7 Enclosure procedure amendment band June 22, 1986. 1. Indication of the case 1986 Patent Application No. 199333 2. Name of the invention Brushless motor drive circuit 3. Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant name (223) Sankyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. 4, Agent Address: 4-5-4 Kyodo, Setagaya-ku, Tokyo
"Detailed Description of the Invention" and 1 Drawing (1) "Rectangular wavy" in page 3, line 8 of the specification is r12.
Change it to 0'J. [2] “Soft” after “120°” in line 13 of the same page
join. [3) "Detector" in line 18 of the same page has been changed to "control circuit." (4) "Speed reference voltage" in line 18 of the same page has been changed to "control reference voltage."<5) Change "square wave pulse-like" from line 17 to line 18 of page 8 to "r120'soft". (6) Delete "through coil" from line 6 to line 7 on page 14. [7] From the 14th line to the 15th line of page 15, the phrase ``As a result of an increase in the collector-emitter voltage, the saturation point decreases'' has been changed to ``Because the saturation voltage increases.'' :8) Revise Figures 1 and 5 in the drawings as attached□
.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  多極着磁されたマグネットを有するロータと、通電に
より上記マグネットとの間に磁力を生ぜしめて上記ロー
タを回転付勢する複数個の駆動コイルと、上記ロータの
回転位置を検出する位置検出素子と、この位置検出素子
の出力により上記駆動コイルへの通電を切り換える複数
のトランジスタと、これらトランジスタによる駆動コイ
ルへの通電量を制御する電流制御手段とを具備するブラ
シレスモータの駆動回路において、上記複数個の駆動コ
イルの電圧のうち最小の電圧を検出するコイル最小電圧
検出手段と、この検出手段により検出されたコイル最小
電圧が予め設定された最低電圧値まで下降したときに上
記電流制御手段への制御電流の流入を制限することによ
り前記トランジスタへの通電を制限して上記コイル最小
電圧を上記最低電圧値以上に保持する電流制限手段とを
有することを特徴とするブラシレスモータの駆動回路。
A rotor having a multi-pole magnetized magnet, a plurality of drive coils that generate magnetic force between the magnets when energized and urge the rotor to rotate, and a position detection element that detects the rotational position of the rotor. , a brushless motor drive circuit comprising: a plurality of transistors that switch energization to the drive coil based on the output of the position detection element; and a current control means that controls the amount of energization of the drive coil by these transistors; coil minimum voltage detection means for detecting the minimum voltage among the voltages of the drive coil; and control for the current control means when the minimum coil voltage detected by the detection means falls to a preset minimum voltage value. A drive circuit for a brushless motor, comprising: current limiting means for limiting current flow to the transistor to maintain the minimum coil voltage at or above the minimum voltage value.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5833986A (en) * 1981-08-20 1983-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Brushless dc motor
JPS58215989A (en) * 1982-06-10 1983-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Brushless dc motor

Patent Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS58215989A (en) * 1982-06-10 1983-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Brushless dc motor

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