JP2819655B2 - Drive device for brushless motor - Google Patents
Drive device for brushless motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音響機器や映像機器などに使用されるブラ
シレスモータの駆動装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive device for a brushless motor used for audio equipment, video equipment, and the like.
従来の技術 従来のブラシレスモータの駆動装置は、例えば実開昭
59−53696号公報に記載されているように各相のコイル
に順次電流を流すためにホール素子などの位置センサを
用いていた。しかしながら、ホール素子を設けることは
部品コストの上昇、配線数の増加の原因となっていた。
そこで位置センサを省略したブラシレスモータが多く考
案されるようになった。このようなセンサを省略したい
わゆるセンサレスブラシレスモータの例としては、特開
昭61−125413号公報に記載されているように、駆動コイ
ルの誘起電圧を検出してロータの回転位置を示すパルス
を形成し、このパルスに対して固定遅延を施して通電切
換パルスを形成しているものがある。2. Description of the Related Art Conventional brushless motor driving devices include, for example,
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-53696, a position sensor such as a Hall element is used to sequentially supply a current to each phase coil. However, the provision of the Hall element causes an increase in component cost and an increase in the number of wirings.
Therefore, many brushless motors without a position sensor have been devised. As an example of a so-called sensorless brushless motor in which such a sensor is omitted, as described in JP-A-61-125413, a pulse indicating the rotational position of a rotor is formed by detecting an induced voltage of a drive coil. In some cases, a fixed delay is applied to this pulse to form an energization switching pulse.
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来ブラシレスモータの駆動装置
においては、例えばモノステーブルマルチバイブレータ
のような固定の遅延器を用いて通電用タイミングパルス
を形成しているので、回転数が広範囲にわたって変化す
るモータには適用することはできなかった。However, in the above-described conventional brushless motor driving device, the energizing timing pulse is formed using a fixed delay device such as a monostable multivibrator. It could not be applied to changing motors.
本発明は上記のような問題点に鑑みて、誘起電圧を検
出して駆動コイルの通電切換を行い、モータの速度のか
かわらず常に最適な通電タイミングでモータを駆動する
ことのできる高性能なブラシレスモータの駆動装置を提
供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a high-performance brushless that can detect the induced voltage and switch the energization of the drive coil to always drive the motor at an optimal energization timing regardless of the motor speed. It is intended to provide a motor driving device.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、モータの複数相
の駆動コイルに接続された複数の駆動トランジスタと、
前記駆動コイルの通電切換信号を前記駆動トランジスタ
へ順次伝達する通電切換回路と、前記駆動コイルの誘起
電圧と前記駆動コイルの中性点電位又は電源電圧とを各
相ごとにコンパレータで比較し、そのコンパレータの各
出力信号の立ち下がりパルス又は立ち上がりパルスのど
ちらか一方を基準位相パルスとして相数分出力する基準
位相検出手段と、前記基準位相パルスが発生してから所
定の遅延時間が経過したのち通電切換パルスを相数分出
力する通電切換パルス発生手段と、前記所定の遅延時間
を、前記通電切換パルスが発生してから次に通電すべき
他相の通電休止中に発生する基準位相パルスまでの第2
の所定時間に比例した時間に設定する遅延時間設定手段
とを備え、次に通電すべき相の駆動コイルの誘起電圧と
前記駆動コイルの中性点電位又は電源電圧とが交差して
から一定の電気角に相当する所定の遅延時間が経過した
時点で通電を開始するとともに、それまで通電していた
相の通電を終了するように構成したものである。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention provides a plurality of drive transistors connected to a multi-phase drive coil of a motor,
An energization switching circuit that sequentially transmits an energization switching signal of the drive coil to the drive transistor, and a comparator that compares an induced voltage of the drive coil with a neutral point potential or power supply voltage of the drive coil for each phase, A reference phase detecting means for outputting either the falling pulse or the rising pulse of each output signal of the comparator as a reference phase pulse for the number of phases, and energizing after a predetermined delay time has elapsed since the generation of the reference phase pulse An energization switching pulse generating means for outputting the number of switching pulses for the number of phases, and the predetermined delay time is set between the generation of the energization switching pulse and a reference phase pulse generated during the energization suspension of another phase to be energized next. Second
Delay time setting means for setting the time in proportion to the predetermined time of the predetermined time, the constant voltage after the induced voltage of the drive coil of the next phase to be energized and the neutral point potential or power supply voltage of the drive coil cross When the predetermined delay time corresponding to the electrical angle has elapsed, the energization is started and the energization of the phase that has been energized up to that time is ended.
作用 上記構成により、モータの駆動コイルの誘起電圧を検
出して駆動コイルの通電切換信号を形成し、モータの速
度にかかわらず常に最適な通電タイミングでモータを駆
動することができるというものである。Operation According to the above-described configuration, the induced voltage of the drive coil of the motor is detected to form a drive switching signal for the drive coil, so that the motor can always be driven at an optimum power supply timing regardless of the speed of the motor.
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、2a,2b,2cは駆動コイルであり、その
一端は電源端子3に共通接続され、他端はそれぞれ駆動
トランジスタ1a,1b,1cのコレクタに接続されると共に基
準位相検出手段6の入力端子に接続されている。前記駆
動トランジスタ1a,1b,1cの各エミッタは接地されてい
る。前記基準位相検出手段6の別の入力端子は前記電源
端子3に接続されている。さらに前記基準位相検出手段
6の出力端子は通電切換パルス発生手段7に接続される
と共に遅延時間設定手段5の入力端子に接続されてい
る。その遅延時間設定手段5の出力端子は前記通電切換
パルス発生手段7の入力端子に接続されている。その通
電切換パルス発生手段7の出力端子は通電切換回路8の
入力端子に接続されている。その通電切換回路8の出力
端子は通電切換信号増幅回路4の入力端子に接続されて
いる。その通電切換信号増幅回路4の出力端子はそれぞ
れ前記駆動トランジスタ1a,1b,1cのベースに接続されて
いる。In FIG. 1, reference numerals 2a, 2b, and 2c denote drive coils, one ends of which are commonly connected to a power supply terminal 3, and the other ends of which are connected to the collectors of the drive transistors 1a, 1b, and 1c, respectively. Is connected to the input terminal of Each emitter of the driving transistors 1a, 1b, 1c is grounded. Another input terminal of the reference phase detecting means 6 is connected to the power terminal 3. Further, the output terminal of the reference phase detecting means 6 is connected to the conduction switching pulse generating means 7 and to the input terminal of the delay time setting means 5. The output terminal of the delay time setting means 5 is connected to the input terminal of the energization switching pulse generating means 7. The output terminal of the current switching pulse generating means 7 is connected to the input terminal of the current switching circuit 8. The output terminal of the current switching circuit 8 is connected to the input terminal of the current switching signal amplifier circuit 4. The output terminals of the switching signal amplifier 4 are connected to the bases of the drive transistors 1a, 1b, 1c, respectively.
以上のように構成された本発明に実施例について、そ
の具体的回路動作を以下に説明する。The specific circuit operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described below.
第1図において、Eu,Ev,Ewはそれぞれ駆動コイル2a,2
b,2cの誘起電圧である。第2図は本発明の実施例におけ
る動作信号波形図であり、モータが回転すると駆動コイ
ル2a,2b,2cには第2図に示すように三相の誘起電圧Eu,E
v,Ewが発生する。その誘起電圧Eu,Ev,Ewはコンパレータ
11a,11b,11cにより電源電圧Vccと比較され第2図のCu,C
v,Cwのような矩形波信号が出力される。その矩形波信号
Cu,Cv,Cwは微分回路12a,12b,12cによりその立ち下がり
を検出され基準位相パルスPuo,Pvo,Pwoが出力される。
その基準位相パルスPuo,Pvo,Pwoは、誘起電圧Eu,Ev,Ew
が電源電圧Vccと交差するタイミングであり、ロータの
回転の基準位相を示している。その基準位相パルスPuo,
Pvo,Pwoは通電切換パルス発生手段7に入力され遅延時
間設定手段5により設定された遅延時間Tだけ遅れた通
電切換パルスPu,Pv,Pwに変換される。In FIG. 1, Eu, Ev and Ew are drive coils 2a and 2 respectively.
b, 2c are induced voltages. FIG. 2 is an operation signal waveform diagram in the embodiment of the present invention. When the motor rotates, the drive coils 2a, 2b and 2c have three-phase induced voltages Eu and E as shown in FIG.
v and Ew occur. The induced voltages Eu, Ev, Ew are
11a, 11b, and 11c, and compared with the power supply voltage Vcc.
A rectangular wave signal such as v, Cw is output. The square wave signal
The falling edges of Cu, Cv, and Cw are detected by differentiating circuits 12a, 12b, and 12c, and reference phase pulses Puo, Pvo, and Pwo are output.
The reference phase pulses Puo, Pvo, Pwo are induced voltages Eu, Ev, Ew
Is the timing at which it crosses the power supply voltage Vcc, and indicates the reference phase of the rotation of the rotor. The reference phase pulse Puo,
Pvo and Pwo are input to the energization switching pulse generating means 7 and are converted into energization switching pulses Pu, Pv and Pw delayed by the delay time T set by the delay time setting means 5.
前記通電切換パルスPu,Pv,Pwは通電切換回路8に入力
される。その通電切換回路8はフリップフロップ15a,15
b,15cにより構成されている。いま、通電切換パルスPu
が通電切換回路8に入力されるとフリップフロップ15a
はセットされる。次に通電切換パルスPvが通電切換回路
8に入力されるとフリップフロップ15bがセットされる
と共に、フリップフロップ15aはリセットされる。さら
に通電切換パルスPwが通電切換回路8に入力されるとフ
リップフロップ15cがセットされると共に、フリップフ
ロップ15bはリセットされる。以下、この動作が繰り返
され通電切換回路8は三相の通電切換信号OUTU,OUTV,OU
TWを出力する。The energization switching pulses Pu, Pv, Pw are input to the energization switching circuit 8. The energization switching circuit 8 includes flip-flops 15a, 15
b, 15c. Now, the energization switching pulse Pu
Is input to the conduction switching circuit 8, the flip-flop 15a
Is set. Next, when the energization switching pulse Pv is input to the energization switching circuit 8, the flip-flop 15b is set and the flip-flop 15a is reset. Further, when the energization switching pulse Pw is input to the energization switching circuit 8, the flip-flop 15c is set and the flip-flop 15b is reset. Hereinafter, this operation is repeated, and the energization switching circuit 8 outputs the three-phase energization switching signals OUTU, OUTV, OU
Output TW.
第2図を見るとその通電切換信号OUTU,OUTV,OUTWは誘
起電圧Eu,Ev,Ewに対して最適なタイミングとなってい
る。各相の通電切換信号OUTU,OUTV,OUTWは通電切換信号
増幅回路4により電力増幅され駆動トランジスタ1a,1b,
1cのベースに印加され、駆動コイル2a,2b,2cの通電状態
を順次切換えるので、モータは効率よく回転する。Referring to FIG. 2, the energization switching signals OUTU, OUTV, and OUTW have optimal timings with respect to the induced voltages Eu, Ev, and Ew. The energization switching signals OUTU, OUTV, OUTW of each phase are power-amplified by the energization switching signal amplifier circuit 4 and the drive transistors 1a, 1b,
Since the voltage is applied to the base of 1c and the energized state of the drive coils 2a, 2b, 2c is sequentially switched, the motor rotates efficiently.
次に遅延時間設定手段5の動作について詳しく説明す
る。Next, the operation of the delay time setting means 5 will be described in detail.
まず、モータが停止している場合は駆動コイル2a,2b,
2cからは誘起電圧Eu,Ev,Ewが発生していないので、基準
位相検出手段6から出力される基準位相パルスPuo,Pvo,
Pwoは発生せず、また容量C25にも電荷が蓄積されておら
ずその端子電圧Vcoの電位も零であり遅延時間設定手段
5は動作しない。First, when the motor is stopped, the drive coils 2a, 2b,
Since the induced voltages Eu, Ev, Ew are not generated from 2c, the reference phase pulses Puo, Pvo,
No Pwo is generated, no electric charge is stored in the capacitor C25, and the potential of the terminal voltage Vco is zero, so that the delay time setting means 5 does not operate.
次にモータ起動のため電源Vccが印加された時を考え
る。またモータが回転しておらず基準位相パルスは発生
していないので、その論理和PoはLである。また、容量
C25の端子電圧Vcoはコンパレータ20の高電圧側閾値VHに
比べて低いのでそのコンパレータ20の出力はLとなり、
また、もう一方のコンパレータ21の低電圧側閾値VLに比
べても低いのでそのコンパレータ21の出力はHとなり、
フリップフロップ24はリセットされその反転出力−Qは
Hとなる。すると、トランジスタ30がONし、トランジス
タ31,32で構成されるカレントミラー回路はOFFするの
で、容量C25はトランジスタ33からの定電流Ioで充電さ
れその端子電圧Vcoの電位は徐々に上昇する。Next, consider the case where the power supply Vcc is applied for starting the motor. Further, since the motor is not rotating and no reference phase pulse is generated, the logical sum Po is L. Also the capacity
Since the terminal voltage Vco of C25 is lower than the high voltage side threshold VH of the comparator 20, the output of the comparator 20 becomes L,
Also, the output of the comparator 21 becomes H because it is lower than the low-voltage threshold VL of the other comparator 21,
The flip-flop 24 is reset and its inverted output -Q becomes H. Then, the transistor 30 is turned on, and the current mirror circuit formed by the transistors 31 and 32 is turned off. Therefore, the capacitor C25 is charged with the constant current Io from the transistor 33, and the potential of the terminal voltage Vco gradually increases.
やがて、Vco≧VHとなるとコンパレータ20の出力はH
となり、ORゲート23の出力もHとなる。それによりフリ
ップフロップ24はセットされその反転出力−QはLとな
りトランジスタ30がOFFするのでトランジスタ31,32で構
成されるカレントミラー回路により定電流4Ioが流れ、
容量C25は4Io−Io=3Ioの定電流で放電される。放電に
伴ない容量C25の端子電圧Vco≦VLとなるとコンパレータ
21の出力はHとなり、フリップフロップ24はリセットさ
れるのでその反転出力−QはHとなりトランジスタ30が
再びONする。この時4Ioは流れず容量C25は再びIoで充電
される。以降、この動作の繰り返しにより容量C25は電
流比1:3で充放電される。Eventually, when Vco ≧ V H , the output of the comparator 20 becomes H
And the output of the OR gate 23 also becomes H. As a result, the flip-flop 24 is set, its inverted output -Q becomes L, and the transistor 30 is turned off, so that a constant current 4Io flows by the current mirror circuit composed of the transistors 31 and 32,
The capacitor C25 is discharged at a constant current of 4Io-Io = 3Io. When the terminal voltage of capacitor C25 becomes Vco ≦ VL due to discharge, the comparator
Since the output of 21 becomes H and the flip-flop 24 is reset, the inverted output -Q becomes H and the transistor 30 is turned ON again. At this time, 4Io does not flow and the capacity C25 is charged again with Io. Thereafter, by repeating this operation, the capacitor C25 is charged and discharged at a current ratio of 1: 3.
次にモータが回転している場合について考える。モー
タが回転すると、誘起電圧Eu,Ev,Ewが発生し、基準位相
検出手段6から基準位相パルスPuo,Pvo,Pwoが発生し、
その論理和の基準位相パルス信号PoがORゲート23に入力
される。ところで、容量C25は上記のように充放電を繰
り返しているが、その端子電圧Vcoがコンパレータ20の
高電圧側閾値VHに達する前に基準位相パルスPuo,Pvo,Pw
oの論理和の基準位相パルス信号Poによって、フリップ
フロップ24はセットされその反転出力−QはLとなりト
ランジスタ30がOFFするのでトランジスタ31,32で構成さ
れるカレントミラー回路により定電流4Ioが流れ、容量C
25は4Io−Io=3Ioの定電流で放電される。すなわち、容
量C25の放電開始のタイミングは上記基準位相パルスPu
o,Pvo,Pwoの論理和の基準位相パルス信号Poに同期した
ものとなる。後は上記と同様に、放電に伴ない容量C25
の端子電圧Vco≦VLとなるとコンパレータ21の出力はH
となり、フリップフロップ24はリセットされるのでその
反転出力−QはHとなりトランジスタ30が再びONする。
この時4IOは流れず容量C25は再びIoで充電される。以
降、この動作の繰り返しにより容量C25は電流比1:3で充
放電される。したがって、容量C25の端子電圧Vcoの波形
は放電時の傾斜が充電時のそれの3倍となるような三角
波となる。Next, consider the case where the motor is rotating. When the motor rotates, induced voltages Eu, Ev, Ew are generated, and reference phase pulses Puo, Pvo, Pwo are generated from the reference phase detection means 6,
The reference phase pulse signal Po of the logical sum is input to the OR gate 23. Incidentally, the capacitance C25 is being charged and discharged repeatedly as described above, the reference phase pulse Puo before the terminal voltage Vco reaches the high voltage side threshold V H of the comparator 20, Pvo, Pw
The flip-flop 24 is set by the reference phase pulse signal Po of the logical sum of o, the inverted output -Q becomes L, and the transistor 30 is turned off, so that a constant current 4Io flows through the current mirror circuit composed of the transistors 31 and 32, Capacity C
25 is discharged at a constant current of 4Io-Io = 3Io. That is, the discharge start timing of the capacitor C25 is based on the reference phase pulse Pu.
The signal is synchronized with the reference phase pulse signal Po of the logical sum of o, Pvo, and Pwo. After that, as described above, the capacity C25
When the terminal voltage Vco ≦ V L , the output of the comparator 21 becomes H
And the flip-flop 24 is reset, so that the inverted output -Q becomes H and the transistor 30 is turned on again.
At this time, 4IO does not flow and the capacity C25 is charged again with Io. Thereafter, by repeating this operation, the capacitor C25 is charged and discharged at a current ratio of 1: 3. Therefore, the waveform of the terminal voltage Vco of the capacitor C25 is a triangular wave whose slope at the time of discharging is three times that at the time of charging.
ここで、モータの回転速度と第2図中に示された所定
の遅延時間T及び第2の所定時間3Tとの関係をさらに説
明する。所定の遅延時間Tは、第2図中の基準位相パル
ス信号Poのタイミングと容量C25の端子電圧Vcoの波形か
らも明らかなように、ある基準位相パルス信号Poのタイ
ミングから容量C25の放電を開始し、その放電に伴ない
端子電圧Vcoの電位が下降しコンパレータ21の低電圧側
閾値VLに達し充電に反転するまでの時間に相当する。し
たがって、例えば回転速度が大きくなれば基準位相パル
ス信号Poの発生タイミングも速くなり、より低い値の端
子電圧Vcoの電位レベルから放電が始まるためTの絶対
時間は小さくなる。反対に回転速度が小さくなれば基準
位相パルス信号Poの発生タイミングも遅くなり、より高
い値の端子電圧Vcoの電位レベルから放電が始まるため
Tの絶対時間は大きくなる。すなわち、所定の遅延時間
Tは容量Cと定電流値3Ioで一義的に決定される固定値
ではなく回転速度によってその絶対時間は変化する。そ
して、容量Cと充電時の定電流値Io及び放電時の定電流
値3Ioで決定されるのは充電時間と放電時間の比率(3:
1)のみであり、モータの回転速度が大きくとも小さく
とも定常回転していればこの比率は確保される。Here, the relationship between the rotation speed of the motor and the predetermined delay time T and the second predetermined time 3T shown in FIG. 2 will be further described. As is clear from the timing of the reference phase pulse signal Po in FIG. 2 and the waveform of the terminal voltage Vco of the capacitor C25, the predetermined delay time T starts discharging the capacitor C25 from the timing of a certain reference phase pulse signal Po. This corresponds to the time required for the potential of the terminal voltage Vco to fall with the discharge, reach the low-voltage threshold VL of the comparator 21, and be inverted to charging. Therefore, for example, when the rotation speed increases, the generation timing of the reference phase pulse signal Po also advances, and since the discharge starts from the lower potential level of the terminal voltage Vco, the absolute time of T decreases. Conversely, when the rotation speed decreases, the generation timing of the reference phase pulse signal Po also delays, and since the discharge starts from a higher potential level of the terminal voltage Vco, the absolute time of T increases. That is, the predetermined delay time T is not a fixed value uniquely determined by the capacity C and the constant current value 3Io, but the absolute time varies depending on the rotation speed. The capacity C and the constant current value Io during charging and the constant current value 3Io during discharging are determined by the ratio of the charging time to the discharging time (3:
This ratio is only 1), and this ratio is ensured if the motor is rotating steadily regardless of whether the rotation speed of the motor is high or low.
次に通電タイミングについて説明する。基準位相パル
ス信号Poは誘起電圧Eu,Ev,Ewが電源電圧Vccと交差する
たびに出力され、本実施例においては電気角で120度ご
とに出力されることになる。また、容量Cは基準位相パ
ルス信号Poに同期して充放電を繰り返すので、その充放
電の一周期も電気角120度に相当する。そして、容量C
の充電電流と放電電流の比率を1:3に設定すると充電時
間と放電時間の比率は3:1となり、遅延時間設定手段5
により設定される遅延時間Tは電気角30度に相当する。
したがって、誘起電圧が電源電圧Vccと交差して電気角
で30度経過してから通電が開始されるとともに、それま
で通電していた相の通電が終了する。さらに電気角で12
0度経過するとその通電相の通電が終了し、次の相に通
電が切り換わる。Next, the energization timing will be described. The reference phase pulse signal Po is output each time the induced voltages Eu, Ev, Ew cross the power supply voltage Vcc, and in this embodiment, is output every 120 electrical degrees. Further, since the capacitor C repeats charging and discharging in synchronization with the reference phase pulse signal Po, one cycle of the charging and discharging also corresponds to an electrical angle of 120 degrees. And the capacity C
If the ratio of the charge current to the discharge current is set to 1: 3, the ratio of the charge time to the discharge time becomes 3: 1, and the delay time setting means 5
Is equivalent to an electrical angle of 30 degrees.
Accordingly, the energization is started after the induced voltage crosses the power supply voltage Vcc and the electrical angle has elapsed by 30 degrees, and the energization of the phase that has been energized up to that time is ended. 12 in electrical angle
When 0 degree has elapsed, the energization of the energized phase ends, and the energization switches to the next phase.
上記のように、駆動コイルの通電切換信号を形成する
際に、ひとつ前の通電相の通電終了時点で現在通電すべ
き相の通電を開始し、通電休止中の次の相の基準位相パ
ルス発生時点から所定の遅延時間が経過したのち次の相
の通電を開始するとともに、現在の通電相の通電を終了
するように設定しているので、モータの速度の変化に対
しても追従性が良く常に最適なタイミングでモータを駆
動することができる。As described above, when forming the energization switching signal of the drive coil, energization of the phase to be energized is started at the end of energization of the immediately preceding energized phase, and generation of the reference phase pulse of the next phase during energization suspension is performed. Since the energization of the next phase is started after a predetermined delay time has elapsed from the time point and the energization of the current energized phase is terminated, the motor can follow the change in motor speed well. The motor can always be driven at the optimal timing.
なお、本実施例では遅延時間Tが電気角で30度になる
ように設定したが、必要に応じて充電電流と放電電流の
比率を変えるなどして、遅延時間Tを適宜設定し電気角
を変更し、必要なモータ性能の向上を図ることもでき
る。In the present embodiment, the delay time T is set to be 30 degrees in electrical angle, but the delay time T is appropriately set by changing the ratio of the charging current and the discharging current as necessary, and the electrical angle is set. Changes can be made to improve the required motor performance.
さて、本発明の構成要素である遅延時間設定手段は、
各相ごとに検出される基準位相パルスの論理和をとる論
理和手段と、その論理和手段からの基準位相パルスのひ
とつが到来した時点を起点として、それからの時間経過
に比例して値の変化する第1の時間設定手段と、その第
1の時間設定手段の値が予め設定した限界値に達するま
での時間を前記所定の遅延時間とし、また、第1の時間
設定手段の値が予め設定した限界値に達した時点で前記
通電切換パルス発生手段に通電切換パルスの発生を付勢
すると共に、前記予め設定した限界値に達した時点を起
点とし、それからの時間経過に比例して値の変化する第
2の時間設定手段と、その第2の時間設定手段が動作中
に次の基準位相パルスが到来するまでの時間を前記第2
の所定時間とし、また、第2の時間設定手段が動作中に
次の基準位相パルスが到来した時点で前記第1の時間設
定手段に動作を切換える手段とから構成されるものであ
ればよい。本実施例ではアナログ信号処理での例を示し
たが、ディジタル信号処理やマイクロコンピュータなど
によるソフトウェアでも実現可能なことは言うまでもな
い。Now, the delay time setting means, which is a component of the present invention,
OR means for calculating the OR of the reference phase pulses detected for each phase, and a change in the value in proportion to the elapse of time from the time when one of the reference phase pulses from the OR means arrives A first time setting means, and a time until the value of the first time setting means reaches a preset limit value is the predetermined delay time, and the value of the first time setting means is set in advance. At the time when the limit value is reached, the generation of the energization switching pulse is energized to the energization switching pulse generation means, and the time at which the preset limit value is reached is set as a starting point, and the value is proportional to the elapse of time from that point. The second time setting means that changes and the time until the next reference phase pulse arrives while the second time setting means is operating is set to the second time setting means.
And a means for switching the operation to the first time setting means when the next reference phase pulse arrives during the operation of the second time setting means. In the present embodiment, an example of analog signal processing has been described. However, it is needless to say that digital signal processing and software using a microcomputer or the like can also be implemented.
さらに、通電位相はIC化した際には一般的に外付部品
となる容量Cの値や特性、また閾値電圧VL及びVHの値に
は依存せずに、容量Cの充放電電流の比にのみに依存す
るため、実現が容易でかつ信頼性が極めて高いモータの
駆動装置を実現できる。Furthermore, generally the values and characteristics of the capacitor C as the external component when energized phase turned into IC, with the independent on the value of the threshold voltage V L and V H, the capacitance C of the charging and discharging current Since it depends only on the ratio, a motor drive device that is easy to realize and has extremely high reliability can be realized.
発明の効果 上記実施例から明らかなように、本発明は、モータの
駆動コイルにの誘起電圧を検出してその駆動コイルの通
電切換を行うのでロータの位置検出のためのホール素子
などの位置センサが不要となり、部品コストの低減、配
線数の減少を図ることができる。As is clear from the above embodiments, the present invention detects the induced voltage in the drive coil of the motor and switches the energization of the drive coil, so that a position sensor such as a Hall element for detecting the position of the rotor is provided. Is unnecessary, and the cost of parts and the number of wirings can be reduced.
また、駆動コイルの通電切換信号を形成する際に、ひ
とつ前の通電相の通電終了時点で現在通電すべき相の通
電を開始し、通電休止中の次の相の基準位相パルス発生
時点から所定の遅延時間が経過したのち次の相の通電を
開始するとともに、現在の通電相の通電を終了するよう
に設定しているので、モータの速度の変化に対しても追
従性が良く常に最適な通電タイミングでモータを駆動す
ることができる。Also, when forming the energization switching signal for the drive coil, energization of the phase to be energized is started at the end of energization of the immediately preceding energized phase, and a predetermined phase is generated from the generation of the reference phase pulse of the next phase during energization suspension. After the delay time elapses, the energization of the next phase is started and the energization of the current energized phase is set to end. The motor can be driven at the energization timing.
また、必要に応じて所定の遅延時間と第2の所定時間
との比の値を適宜設定することにより、駆動コイルの誘
起電圧のゼロクロス点から任意の電気角で通電タイミン
グを設定できるため、例えば振動や騒音を対策したり、
進角制御を行うなどしてモータ性能を向上させるための
工夫を自在に行えるという利点もある。In addition, by appropriately setting the value of the ratio between the predetermined delay time and the second predetermined time as necessary, the energization timing can be set at an arbitrary electrical angle from the zero cross point of the induced voltage of the drive coil. Measures against vibration and noise,
There is also an advantage that a device for improving the motor performance by performing an advance angle control or the like can be freely performed.
さらにICした場合に、通電タイミングを設定する際に
コンデンサなどの外付部品の特性に依存しないので、信
頼性の高いブラシレスモータの駆動装置を実現でき、そ
の工業的価値は大である。Furthermore, in the case of an IC, since the setting of energization timing does not depend on the characteristics of external components such as a capacitor, a highly reliable brushless motor driving device can be realized, and its industrial value is great.
第1図は本発明の一実施例におけるブラシレスモータの
駆動装置の回路結線図、第2図は第1図における動作信
号波形図である。 1a,1b,1c……駆動トランジスタ、2a,2b,2c……駆動コイ
ル、3……電源端子、4……通電切換信号増幅回路、5
……遅延時間設定手段、6……基準位相検出手段、7…
…通電切換パルス発生手段、8……通電切換回路。FIG. 1 is a circuit connection diagram of a brushless motor driving device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation signal waveform diagram in FIG. 1a, 1b, 1c: drive transistor, 2a, 2b, 2c: drive coil, 3: power supply terminal, 4: energization switching signal amplifier circuit, 5
... delay time setting means, 6 ... reference phase detection means, 7 ...
... Energization switching pulse generating means, 8.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 6/00 - 6/24──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02P 6/ 00-6/24
Claims (1)
コイルに接続された複数の駆動トランジスタと、前記駆
動コイルの通電切換信号を前記駆動トランジスタへ順次
伝達する通電切換回路と、前記駆動コイルの誘起電圧と
前記駆動コイルの中性点電位又は電源電圧とを各相ごと
にコンパレータで比較し、そのコンパレータの各出力信
号の立ち下がりパルス又は立ち上がりパルスのどちらか
一方を基準位相パルスとして相数分出力する基準位相検
出手段と、前記基準位相パルスが発生してから所定の遅
延時間が経過したのち通電切換パルスを相数分出力する
通電切換パルス発生手段と、前記所定の遅延時間を、前
記通電切換パルスが発生してから次に通電すべき他相の
通電休止中に発生する基準位相パルスまでの第2の所定
時間に比例した時間に設定する遅延時間設定手段とを備
え、次に通電すべき相の駆動コイルの誘起電圧と前記駆
動コイルの中性点電位又は電源電圧とが交差してから一
定の電気角に相当する所定の遅延時間が経過した時点で
通電を開始するとともに、それまで通電していた相の通
電を終了するように構成したブラシレスモータの駆動装
置であって、前記遅延時間設定手段は、各相ごとに検出
される基準位相パルスの論理和をとる論理和手段と、そ
の論理和手段からの基準位相パルスのひとつが到来した
時点を起点として、それからの時間経過に比例して値の
変化する第1の時間設定手段と、その第1の時間設定手
段の値が予め設定した限界値に達するまでの時間を前記
所定の遅延時間とし、また、第1の時間設定手段の値が
予め設定した限界値に達した時点で前記通電切換パルス
発生手段に通電切換パルスの発生を付勢すると共に、前
記予め設定した限界値に達した時点を起点とし、それか
らの時間経過に比例して値の変化する第2の時間設定手
段と、その第2の時間設定手段が動作中に次の基準位相
パルスが到来するまでの時間を前記第2の所定時間と
し、また、第2の時間設定手段が動作中に前記次の基準
位相パルスが到来した時点で前記第1の時間設定手段に
動作を切換える手段とから構成したブラシレスモータの
駆動装置。1. A drive coil having a plurality of phases of a motor, a plurality of drive transistors connected to the drive coil, an energization switching circuit for sequentially transmitting an energization switching signal of the drive coil to the drive transistor, and the drive coil And a neutral point potential or a power supply voltage of the drive coil is compared for each phase by a comparator, and either one of a falling pulse or a rising pulse of each output signal of the comparator is used as a reference phase pulse, and A reference phase detecting means for outputting the power supply switching pulse for a number of phases after a predetermined delay time has elapsed since the generation of the reference phase pulse; and When it is proportional to a second predetermined time from the generation of the energization switching pulse to the reference phase pulse generated during the suspension of energization of the next phase to be energized next And a delay time setting means for setting a predetermined electrical angle corresponding to a certain electrical angle after the induced voltage of the drive coil of the phase to be energized next and the neutral point potential or the power supply voltage of the drive coil cross each other. A brushless motor driving device configured to start energization at a time point when a delay time has elapsed and to terminate energization of a phase that has been energized up to that time, wherein the delay time setting means detects each phase. OR means for calculating the logical sum of the reference phase pulses to be obtained, and a first time in which a value changes in proportion to a lapse of time from a point in time at which one of the reference phase pulses from the logical OR means arrives The time until the value of the setting means and the value of the first time setting means reaches the preset limit value is the predetermined delay time, and the value of the first time setting means reaches the preset limit value. At the time A second time setting means for energizing the energization switching pulse generation means to generate an energization switching pulse and starting from a point in time when the preset limit value is reached, and changing the value in proportion to a lapse of time thereafter. And the time until the next reference phase pulse arrives while the second time setting means is operating is defined as the second predetermined time. Means for switching the operation to the first time setting means at the time of arrival of the pulse.
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JP2667216B2 (en) * | 1988-08-10 | 1997-10-27 | ソニー株式会社 | Drive circuit for brushless motor |
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1989
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