JP3305606B2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は、永久磁石界磁形
のブラシレスモータ駆動回路に関し、特に、界磁の磁極
位置センサを用いることなくブラシレスモータを駆動す
ることができるセンサレス駆動回路に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet field type brushless motor drive circuit, and more particularly to a sensorless drive circuit capable of driving a brushless motor without using a field magnetic pole position sensor. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】 従来、この種のブラシレスＤＣモータ
のセンサレス駆動回路は、回転駆動中のモータの電機子
巻線に生じる速度起電力と界磁の位置の相関に着目し
て、該速度起電力によりモータの転流タイミングを決定
していた。また、モータの始動時においては、同期モー
タあるいはステッピングモータとして、予め設定された
周波数と電圧とで強制転流し、界磁位置検出に充分な速
度起電力が発生する回転域まで負荷とのバランスを保ち
ながら徐々に加速するようにしていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a sensorless drive circuit for a brushless DC motor of this type focuses on a correlation between a speed electromotive force generated in an armature winding of a rotating motor and a position of a magnetic field, and focuses on the speed electromotive force. Determines the commutation timing of the motor. When the motor is started, it is forcedly commutated at a preset frequency and voltage as a synchronous motor or a stepping motor, and balances the load with the load up to a rotation range where sufficient speed electromotive force is generated for field position detection. I kept trying to accelerate slowly.

【０００３】しかしながら、かかるモータ駆動回路にお
いては、モータ起動後の加速時間が必然的に長くなり、
しかも、低回転高トルクでの始動や運転が困難であっ
た。即ち、速度トルク特性の不安定さ故に急速な加速制
御が困難であるので、強制転流モードと、推定した位置
情報のフィードバックによる同期インバータ運転モード
との２モードを有し、モータを含む動力系イナーシャや
負荷トルクとのバランスを維持しながら緩やかに加速せ
ざるを得なかった。また、転流タイミングは速度起電力
によって決定されるが、この速度起電力はモータの電機
子巻線電圧を利用して検出せざるを得ず、高負荷トルク
時には、通電切替に伴う電機子電流の還流作用による転
流スパイク電圧が増大するので、検出できる速度起電力
情報に大きな誤差が生じてしまう。その結果、界磁磁極
位置の推定に大きなズレが生じて、適切な転流タイミン
グを決定することができなっかた。However, in such a motor drive circuit, the acceleration time after starting the motor is inevitably long,
In addition, it has been difficult to start and operate with low rotation and high torque. That is, since rapid acceleration control is difficult due to instability of the speed torque characteristic, the power system including the motor has two modes, a forced commutation mode and a synchronous inverter operation mode based on feedback of estimated position information. I had to accelerate slowly while maintaining balance with inertia and load torque. The commutation timing is determined by the speed electromotive force. However, this speed electromotive force must be detected by using the armature winding voltage of the motor. As a result, the commutation spike voltage due to the recirculation effect increases, causing a large error in the detectable speed electromotive force information. As a result, a large deviation occurs in the estimation of the field pole position, and an appropriate commutation timing cannot be determined.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 そこで、本願出願人
は、特願平７−２０７６６５号（未公知）に記載するブ
ラシレスモータのセンサレス駆動回路を発明した。かか
るモータ駆動回路は、図４に示すようなモータ各相の電
機子電流波形に着目して、各相の通電領域にあらわれる
２つの顕著な電流増加領域４１，４２のうち、第２の電
流増加領域４２を検出して、これを転流タイミングと決
定し、転流制御を行うものである。Accordingly, the present applicant has invented a sensorless drive circuit for a brushless motor described in Japanese Patent Application No. 7-207665 (unknown). Such a motor drive circuit focuses on the armature current waveform of each phase of the motor as shown in FIG. 4 and, among the two remarkable current increase areas 41 and 42 appearing in the energization area of each phase, the second current increase The area 42 is detected, this is determined as the commutation timing, and commutation control is performed.

【０００５】この第２の電流増加領域４２の検出は、モ
ータの電機子電流が、その電機子電流の平均値の所定倍
（例えば１．２倍）となったことを目安として検出する
ようにしているので、電機子電流の平均値を所定倍に増
幅するための増幅器を設けなければならず、回路コスト
が上昇してしまうという問題点があった。[0005] The detection of the second current increase region 42 is carried out by using the reference that the armature current of the motor is a predetermined multiple (for example, 1.2 times) of the average value of the armature current. Therefore, it is necessary to provide an amplifier for amplifying the average value of the armature current by a predetermined factor, which causes a problem that the circuit cost increases.

【０００６】また、特願平７−２０７６６５号に記載さ
れるモータ駆動回路は、ブラシレスモータの始動を円滑
に行うための始動補償回路を備えているが、かかる始動
補償回路は始動時にのみ機能する回路であり、この始動
時にのみ機能する回路を独立して設けるためにブラシレ
スモータ駆動回路全体のコストが上昇してしまうという
問題点があった。The motor drive circuit described in Japanese Patent Application No. 7-207665 is provided with a start compensation circuit for smoothly starting a brushless motor, but such a start compensation circuit functions only at the start. Since the circuit is a circuit and functions independently only at the time of starting, there is a problem that the cost of the entire brushless motor drive circuit increases.

【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、電機子電流の変化に応じて転流タ
イミングを決定する安価なブラシレスモータ駆動回路を
提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to provide an inexpensive brushless motor drive circuit that determines a commutation timing according to a change in an armature current.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】 この目的を達成するた
めに請求項１記載のブラシレスモータ駆動回路は、ブラ
シレスモータの複数相の電機子巻線に直流電圧を順次通
電するための複数のスイッチング素子を有するインバー
タ回路と、そのインバータ回路の複数のスイッチング素
子をオンオフさせて前記ブラシレスモータを回転させる
通電制御回路とを備え、前記ブラシレスモータの電機子
巻線に流れる電流を電圧に変換して検出する電流検出回
路と、その電流検出回路の出力を平均化する平均化回路
と、前記電流検出回路の出力を１以下の所定倍率に低減
する第１低減回路と、前記平均化回路の出力を前記電流
検出回路の出力に対して相対的に増幅するため、１以下
且つ前記第１低減回路の低減倍率より小さな所定倍率に
前記平均化回路の出力を低減する第２低減回路と、前記
第１低減回路及び第２低減回路の両出力を比較して、前
記第１低減回路の出力が前記第２低減回路の出力より大
となった場合に、前記通電制御回路へ転流指令を出力す
る転流指令回路と、その転流指令回路から出力される転
流指令毎に、前記電機子巻線に流れる電流値の１度目の
顕著な電流増加領域が経過するまでの間、前記転流指令
回路へ入力される前記第１低減回路の出力をゼロリセッ
トするゼロリセット回路とを備え、前記電機子巻線に流
れる電流値の２度目の顕著な電流増加領域にて転流を行
わせるものである。 In order to achieve this object, a brushless motor drive circuit according to claim 1 comprises a plurality of switching elements for sequentially supplying a DC voltage to a plurality of armature windings of a brushless motor. And an energization control circuit that turns on and off a plurality of switching elements of the inverter circuit to rotate the brushless motor, and converts a current flowing in an armature winding of the brushless motor into a voltage and detects the voltage. A current detection circuit; an averaging circuit for averaging the output of the current detection circuit; a first reduction circuit for reducing the output of the current detection circuit to a predetermined magnification of 1 or less; Since the signal is amplified relatively to the output of the detection circuit, the output of the averaging circuit is reduced to a predetermined magnification smaller than 1 and smaller than the reduction magnification of the first reduction circuit. The output of the first reduction circuit is larger than the output of the second reduction circuit by comparing the output of the second reduction circuit with the output of the second reduction circuit. a commutation command circuit for outputting a commutation command to the energization control circuit, the rolling output from the commutation command circuit
The first time the value of the current flowing through the armature winding is
Until the remarkable current increase area elapses, the commutation command
Zero resetting the output of the first reduction circuit input to the circuit.
A reset circuit for resetting the armature winding.
Commutation in the second significant current increase region
It is what makes them.

【０００９】ブラシレスモータが回転すると、モータの
界磁と通電中の電機子巻線との位置関係が変化し、この
変化にともなって、該電機子巻線に流れる電流値も変化
する。請求項１記載のブラシレスモータ駆動回路は、か
かる電機子電流の変化に着目して転流タイミングを決定
することにより、ブラシレスモータのセンサレス駆動を
可能にしている。具体的には、ブラシレスモータの駆動
中に電機子巻線に通電を行うと、その電機子巻線に流れ
る電流値は、２度にわたって顕著な増加を見せるので、
この２度目の顕著な電流増加領域を検出して転流タイミ
ングを決定するのである。When the brushless motor rotates, the positional relationship between the field of the motor and the energized armature winding changes, and with this change, the current flowing through the armature winding also changes. The brushless motor driving circuit according to the first aspect enables sensorless driving of the brushless motor by determining the commutation timing by paying attention to such a change in the armature current. Specifically, when the armature winding is energized while the brushless motor is being driven, the current flowing through the armature winding shows a remarkable increase twice,
The second remarkable current increase region is detected to determine the commutation timing.

【００１０】即ち、この請求項１記載のブラシレスモー
タ駆動回路によれば、電流検出回路により、ブラシレス
モータの電機子巻線に流れる電流が電圧変換されて検出
され、第１低減回路と平均化回路とへそれぞれ出力され
る。第１低減回路へ出力された該出力は、第１低減回路
により、１以下の所定倍率に低減され、転流指令回路へ
出力される。一方、平均化回路へ出力された電流検出回
路の出力は、平均化回路によって平均化され、第２低減
回路へ出力される。第２低減回路では、平均化回路の出
力は１以下且つ第１低減回路の低減倍率より小さな所定
倍率に低減され、転流指令回路へ出力される。このた
め、第１及び第２低減回路により、平均化回路の出力が
電流検出回路の出力に対して相対的に増幅されて（実質
的に増幅されたことと同様の効果を生じる）、転流指令
回路へ出力されることになる。That is, according to the brushless motor drive circuit of the present invention, the current flowing through the armature winding of the brushless motor is detected by voltage conversion by the current detection circuit, and the first reduction circuit and the averaging circuit are detected. Are output to and respectively. The output output to the first reduction circuit is reduced by the first reduction circuit to a predetermined magnification of 1 or less and output to the commutation instruction circuit. On the other hand, the output of the current detection circuit output to the averaging circuit is averaged by the averaging circuit and output to the second reduction circuit. In the second reduction circuit, the output of the averaging circuit is reduced to a predetermined magnification smaller than 1 and smaller than the reduction magnification of the first reduction circuit, and is output to the commutation command circuit. Therefore, the first and second reduction circuits amplify the output of the averaging circuit relative to the output of the current detection circuit (providing substantially the same effect as the amplification), and commutate the current. It will be output to the command circuit.

【００１１】第１及び第２低減回路の両出力は、転流指
令回路によって比較される。比較の結果、第１低減回路
の出力（電流検出回路の出力）が、第２低減回路の出力
（増幅された平均化回路の出力）より大となった場合に
は、モータの電機子巻線に流れる電流値の２度目の顕著
な電流増加領域の到来であるので、かかる場合には、転
流指令回路から通電制御回路へ転流指令が出力され、そ
の転流指令に基づいて、通電制御回路によって、インバ
ータ回路のスイッチング素子がオン又はオフされ、ブラ
シレスモータの転流が行われる。また、第１低減回路の
出力が第２低減回路の出力より大となると、転流指令回
路から転流指令が出力される。かかる転流指令がゼロリ
セット回路に入力されると、ゼロリセット回路により、
第１低減回路の出力がゼロリセットされる。よって、転
流指令毎に、第１低減回路の出力が第２低減回路の出力
より確実に小とされ、転流指令がリセットされる。 The outputs of the first and second reduction circuits are compared by a commutation command circuit. As a result of the comparison, if the output of the first reduction circuit (the output of the current detection circuit) is larger than the output of the second reduction circuit (the output of the amplified averaging circuit), the armature winding of the motor In this case, a commutation command is output from the commutation command circuit to the conduction control circuit, and the conduction control is performed based on the commutation command. The switching element of the inverter circuit is turned on or off by the circuit, and commutation of the brushless motor is performed. In addition, the first reduction circuit
When the output is greater than the output of the second reduction circuit, the commutation command
A commutation command is output from the road. This commutation command is reset to zero.
When input to the set circuit, the zero reset circuit
The output of the first reduction circuit is reset to zero. Therefore,
For each flow command, the output of the first reduction circuit is the output of the second reduction circuit
It is reduced more reliably, and the commutation command is reset.

【００１２】請求項２記載のブラシレスモータ駆動回路
は、請求項１記載のブラシレスモータ駆動回路におい
て、前記ブラシレスモータの始動時に、ブラシレスモー
タの始動トルクを発生させるために充分な値から時間の
経過とともに逓減する転流目標電圧を前記第２低減回路
へ出力する始動補償回路を備えており、その始動補償回
路と前記平均化回路とは少なくとも一部が一体に構成さ
れている。A brushless motor driving circuit according to a second aspect of the present invention is the brushless motor driving circuit according to the first aspect, wherein, at the time of starting the brushless motor, with time elapses from a value sufficient to generate a starting torque of the brushless motor. A starting compensation circuit for outputting the gradually decreasing commutation target voltage to the second reduction circuit; and the starting compensation circuit and the averaging circuit are at least partially integrated.

【００１３】この請求項２記載のブラシレスモータ駆動
回路によれば、請求項１記載のブラシレスモータ駆動回
路と同様に作用する上、ブラシレスモータの始動時に
は、電機子巻線に流れる電流の平均値に代わって、始動
補償回路からブラシレスモータの始動トルクを発生させ
るために充分な転流目標電圧が第２低減回路へ出力され
る。このためブラシレスモータの始動時においても、始
動トルクを発生させるために充分な電機子電流が流さ
れ、ブラシレスモータの始動が的確に行われる。According to the brushless motor drive circuit of the second aspect, the operation is the same as that of the brushless motor drive circuit of the first aspect, and when the brushless motor is started, the average value of the current flowing through the armature winding is reduced. Instead, a commutation target voltage sufficient to generate the starting torque of the brushless motor from the starting compensation circuit is output to the second reduction circuit. For this reason, even at the time of starting the brushless motor, an armature current sufficient to generate a starting torque is passed, and the brushless motor is accurately started.

【００１４】[0014]

【００１５】[0015]

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】 以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。なお、本実施
例におけるブラシレスモータ駆動回路の動作原理につい
ては、特願平７−２０７６６５号に記載されているの
で、その説明は省略する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The principle of operation of the brushless motor drive circuit in this embodiment is described in Japanese Patent Application No. 7-207665, and a description thereof will be omitted.

【００１７】図１は、本実施例のセンサレスＤＣブラシ
レスモータ駆動回路１の回路図である。このモータ駆動
回路１は、ファン用の小型ＰＭブラシレスモータ５１の
センサレス駆動回路として使用される。駆動対象のブラ
シレスモータ５１は、永久磁石の界磁を回転子とし、３
相の電機子巻線を固定子とした、表面磁石形のブラシレ
スモータである。なお、界磁を固定子に電機子巻線を回
転子にしたモータや、埋め込み磁石形のブラシレスモー
タに、このモータ駆動回路１を用いることも可能であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram of a sensorless DC brushless motor driving circuit 1 according to this embodiment. This motor drive circuit 1 is used as a sensorless drive circuit for a small PM brushless motor 51 for a fan. The brushless motor 51 to be driven uses the field of a permanent magnet as a rotor,
This is a surface magnet type brushless motor using a phase armature winding as a stator. The motor drive circuit 1 can be used for a motor in which a field is a stator and an armature winding is a rotor, or a brushless motor of an embedded magnet type.

【００１８】モータ駆動回路１は、補助電源回路２と、
インバータ回路３と、電流検出回路４と、平均化回路５
と、始動補償回路６と、第１低減回路７と、第２低減回
路８と、転流指令回路９と、ゼロリセット回路１０と、
計数回路１１と、分配回路１２とを備えている。The motor drive circuit 1 includes an auxiliary power supply circuit 2 and
Inverter circuit 3, current detection circuit 4, averaging circuit 5
A start compensation circuit 6, a first reduction circuit 7, a second reduction circuit 8, a commutation command circuit 9, a zero reset circuit 10,
A counting circuit 11 and a distribution circuit 12 are provided.

【００１９】補助電源回路２は、３０ボルトの直流電源
５０から安定した１０ボルト電圧を生成し出力する回路
である。補助電源回路２で生成された１０ボルト電圧
は、始動補償回路６や転流指令回路９など各回路の駆動
電圧として、各回路へ供給される。特に、始動補償回路
６の駆動電圧を、電流検出回路４の検出電圧より高く、
かつ、安定した電圧、例えば、１０ボルトとすることに
より、図２（ｂ）に示す始動補償回路６の出力電圧２１
が、１０ボルトの電圧値から下降する電圧波となるの
で、ブラシレスモータ５１の始動時に充分な始動トルク
を発生させることができる。The auxiliary power supply circuit 2 is a circuit for generating and outputting a stable 10 volt voltage from a 30 volt DC power supply 50. The 10-volt voltage generated by the auxiliary power supply circuit 2 is supplied to each circuit as a drive voltage for each circuit such as the start-up compensation circuit 6 and the commutation instruction circuit 9. In particular, the drive voltage of the starting compensation circuit 6 is higher than the detection voltage of the current detection circuit 4,
In addition, the output voltage 21 of the start-up compensation circuit 6 shown in FIG.
However, since the voltage wave falls from the voltage value of 10 volts, a sufficient starting torque can be generated when the brushless motor 51 is started.

【００２０】インバータ回路３は、ブラシレスモータ５
１の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電機子巻線に、３０ボ
ルトの直流電圧を順次通電切替するための回路である。
インバータ回路３の直流電源５０のプラス側入力端Ｐに
は、３つのＰ−ＭＯＳ電界効果トランジスタＱｕ，Ｑ
ｖ，Ｑｗのソース端子が接続され、直流電源５０のグラ
ンド側入力端Ｎには、３つのＮ−ＭＯＳ電界効果トラン
ジスタＱｘ，Ｑｙ，Ｑｚのソース端子が接続されてお
り、これにより３相の電機子巻線に対応した３つのアー
ムが形成されている。各電界効果トランジスタＱｕ〜Ｑ
ｚは、ゲート端子が１ｋΩの抵抗Ｒｕ１〜Ｒｚ１を介し
て分配回路１２の各出力とそれぞれ接続されており、分
配回路１２の出力に応じてオンオフされるように構成さ
れている。また、各電界効果トランジスタＱｕ〜Ｑｚの
ゲート・ソース間には、保護及びゲート電圧のフローテ
ィング防止用の１０ｋΩの抵抗Ｒｕ２〜Ｒｚ２がそれぞ
れ接続されており、更に、ソース・ドレイン間には、各
電界効果トランジスタＱｕ〜Ｑｚのオンオフ時に、ブラ
シレスモータ５１の電機子巻線に生じる逆起電力作用に
起因する電流を還流させるためのフリーホイールダイオ
ードＤｕ〜Ｄｚが、それぞれ逆並列に接続されている。The inverter circuit 3 includes a brushless motor 5
This is a circuit for sequentially switching energization of a 30 volt DC voltage to the three armature windings of three phases (U phase, V phase, W phase).
Three P-MOS field-effect transistors Qu and Q are connected to the positive input terminal P of the DC power supply 50 of the inverter circuit 3.
v, Qw are connected to the source terminals of three N-MOS field-effect transistors Qx, Qy, Qz at the ground-side input terminal N of the DC power supply 50. Three arms corresponding to the child windings are formed. Each field effect transistor Qu-Q
z is configured such that its gate terminal is connected to each output of the distribution circuit 12 via the resistances Ru1 to Rz1 of 1 kΩ, and is turned on and off in accordance with the output of the distribution circuit 12. In addition, between the gate and the source of each of the field effect transistors Qu to Qz, resistances Ru2 to Rz2 of 10 kΩ for protection and prevention of floating of the gate voltage are connected, respectively. When the effect transistors Qu to Qz are turned on and off, freewheel diodes Du to Dz for circulating a current caused by a back electromotive force generated in the armature winding of the brushless motor 51 are connected in antiparallel, respectively.

【００２１】電流検出回路４は、ブラシレスモータ５１
の電機子巻線に流れる電流を電圧に変換して、平均化回
路５および第１低減回路７へ出力するための回路であ
り、直流電源５０のグランド側入力端Ｎとインバータ回
路２との間に挿入された１Ωのシャント抵抗Ｒｓから構
成されている。ブラシレスモータ５１の３相の電機子電
流は、フリーホイールダイオードＤｕ〜Ｄｚへの還流電
流を除き、全てこのシャント抵抗Ｒｓにより電圧変換さ
れるのである。The current detection circuit 4 includes a brushless motor 51
Is a circuit for converting a current flowing through the armature winding into a voltage and outputting the voltage to the averaging circuit 5 and the first reduction circuit 7. The circuit is connected between the ground-side input terminal N of the DC power supply 50 and the inverter circuit 2. Shunt resistor Rs of 1Ω inserted into the shunt resistor Rs. All the three-phase armature currents of the brushless motor 51 are converted by the shunt resistor Rs except for the return current to the freewheel diodes Du to Dz.

【００２２】平均化回路５は、電流検出回路４の出力電
圧を平均化して、第２低減回路８へ出力するための回路
である。電流検出回路４の出力端に接続された抵抗Ｒ３
と、その抵抗Ｒ３の他端に負電極が接続されたコンデン
サＣ１との積分回路で構成されている。抵抗Ｒ３の抵抗
値は、電流検出回路４から平均化回路５へ流れる電流を
微小とするために、電流検出回路４のシャント抵抗Ｒｓ
（１Ω）に対して充分に大きな１０ＫΩとされている。
コンデンサＣ１の正電極は、補助電源回路２の１０ボル
トラインに接続されている。The averaging circuit 5 is a circuit for averaging the output voltage of the current detection circuit 4 and outputting it to the second reduction circuit 8. A resistor R3 connected to the output terminal of the current detection circuit 4
And a capacitor C1 having a negative electrode connected to the other end of the resistor R3. The resistance value of the resistor R3 is set so that the current flowing from the current detection circuit 4 to the averaging circuit 5 becomes small.
(1Ω), which is 10 KΩ which is sufficiently large.
The positive electrode of the capacitor C1 is connected to the 10 volt line of the auxiliary power supply circuit 2.

【００２３】始動補償回路６は、ブラシレスモータ５１
が充分な始動トルクを発生できる電機子電流に対応する
電圧（転流目標電圧）を、始動時に電流検出回路４の平
均値電圧に代わって、第２低減回路８へ出力するための
回路である。この始動補償回路６は、平均化回路５と、
アノード接地されたダイオードＤ１とから構成されてい
る。始動補償回路６はコンデンサＣ１および抵抗Ｒ３
（抵抗Ｒｓを含む）の微分回路であるので、直流電源５
０が印加されると（図２（ａ））、始動補償回路６の出
力電圧（Ａ点電圧）は、コンデンサＣ１の正電極に印加
された１０ボルトの電圧値から時間の経過とともに逓減
する電圧２１となる（図２（ｂ）参照）。The starting compensation circuit 6 includes a brushless motor 51
Is a circuit for outputting a voltage (commutation target voltage) corresponding to an armature current capable of generating a sufficient starting torque to the second reduction circuit 8 instead of the average voltage of the current detection circuit 4 at the time of starting. . This starting compensation circuit 6 includes an averaging circuit 5 and
And a diode D1 whose anode is grounded. The starting compensation circuit 6 includes a capacitor C1 and a resistor R3.
(Including the resistor Rs), the DC power supply 5
When 0 is applied (FIG. 2 (a)), the output voltage (point A voltage) of the starting compensation circuit 6 is a voltage that gradually decreases with time from the voltage value of 10 volts applied to the positive electrode of the capacitor C1. 21 (see FIG. 2B).

【００２４】なお、アノード接地されたダイオードＤ１
のカソードは、コンデンサＣ１の負電極に接続されてい
るので、直流電源５０のオフ時におけるコンデンサＣ１
の放電を急速に終了させることができる。よって、直流
電源５０のオフ毎にコンデンサＣ１の放電は確実に行わ
れるので、ブラシレスモータ５１の始動毎に、始動補償
回路６を正常に機能させることができる。The diode D1 whose anode is grounded
Of the capacitor C1 is connected to the negative electrode of the capacitor C1.
Can be rapidly terminated. Therefore, the discharge of the capacitor C1 is reliably performed every time the DC power supply 50 is turned off, so that the start compensation circuit 6 can function normally each time the brushless motor 51 starts.

【００２５】第１低減回路７は、電流検出回路４からの
出力電圧を０．５倍に低減して、転流指令回路９のコン
パレータＣＰ１の非反転入力端へ出力するための回路で
ある。第１低減回路７は、抵抗値が同じ２本の抵抗Ｒ
４，Ｒ５から構成されており、これらの抵抗Ｒ４，Ｒ５
は、電流検出回路４の出力端とグランドとの間に直列に
接続されている。このため２本の抵抗Ｒ４，Ｒ５間から
出力される第１低減回路７の出力は、電流検出回路４の
出力電圧を０．５倍に低減したものとなる。なお、両抵
抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値は、電流検出回路４から第１低減
回路７へ流れる電流を微小とするために、それぞれ電流
検出回路４のシャント抵抗Ｒｓ（１Ω）に対して充分に
大きな１０ＫΩとされている。The first reduction circuit 7 is a circuit for reducing the output voltage from the current detection circuit 4 to 0.5 times and outputting it to the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9. The first reduction circuit 7 includes two resistors R having the same resistance value.
4, R5, and these resistors R4, R5
Are connected in series between the output terminal of the current detection circuit 4 and the ground. For this reason, the output of the first reduction circuit 7 output between the two resistors R4 and R5 is the output voltage of the current detection circuit 4 reduced by 0.5 times. The resistance values of the resistors R4 and R5 are sufficiently larger than the shunt resistance Rs (1Ω) of the current detection circuit 4 in order to minimize the current flowing from the current detection circuit 4 to the first reduction circuit 7. 10 KΩ.

【００２６】第２低減回路８は、平均化回路５の出力電
圧を、第１低減回路７の低減倍率より小さな０．７倍に
低減して、転流指令回路９のコンパレータＣＰ１の反転
入力端へ出力するための回路である。第２低減回路８で
は、平均化回路５の出力端に接続された１５０ＫΩの抵
抗Ｒ６と、一端が接地された３５０ＫΩの抵抗Ｒ７とが
直列接続されているので、両抵抗Ｒ６，Ｒ７間から出力
される第２低減回路８の出力は、平均化回路５の出力電
圧を０．７倍に低減したものとなる。The second reduction circuit 8 reduces the output voltage of the averaging circuit 5 to 0.7 times smaller than the reduction ratio of the first reduction circuit 7, and inverts the input voltage of the comparator CP 1 of the commutation command circuit 9. This is a circuit for outputting to In the second reduction circuit 8, since a resistor R6 of 150 KΩ connected to the output terminal of the averaging circuit 5 and a resistor R7 of 350 KΩ grounded at one end are connected in series, an output is provided between the resistors R6 and R7. The output of the second reduction circuit 8 is obtained by reducing the output voltage of the averaging circuit 5 by 0.7 times.

【００２７】このように、電流検出回路４の出力を第１
低減回路７を介して転流指令回路９へ出力し、且つ、平
均化回路５の出力を第２低減回路８を介して転流指令回
路９へ出力することにより、増幅器を用いることなく、
抵抗器Ｒ４〜Ｒ７のみを使用して、平均化回路５の出力
を電流検出回路４の出力に対して相対的に１．４倍
（０．７／０．５倍）に増幅することができる。As described above, the output of the current detection circuit 4 is set to the first
By outputting to the commutation command circuit 9 via the reduction circuit 7 and outputting the output of the averaging circuit 5 to the commutation command circuit 9 via the second reduction circuit 8, without using an amplifier,
Using only the resistors R4 to R7, the output of the averaging circuit 5 can be amplified 1.4 times (0.7 / 0.5 times) relatively to the output of the current detection circuit 4. .

【００２８】転流指令回路９は、ブラシレスモータ５１
の転流指令を計数回路１１およびゼロリセット回路１０
へ出力するための回路である。概略的には、コンパレー
タＣＰ１と、コンパレータ（オペアンプ）ＣＰ２を利用
して作成された単安定マルチバイブレータＭＭと、から
構成されている。前記した通りコンパレータＣＰ１の非
反転入力端は第１低減回路７の出力端と接続され、反転
入力端は第２低減回路８の出力端と接続されている。ま
た、このコンパレータＣＰ１の出力端は、コンパレータ
ＣＰ２等で構成された単安定マルチバイブレータＭＭの
ダイオードＤ２のアノードに接続されている。The commutation command circuit 9 includes a brushless motor 51
Counter 11 and the zero reset circuit 10
This is a circuit for outputting to Schematically, it is composed of a comparator CP1 and a monostable multivibrator MM created using a comparator (operational amplifier) CP2. As described above, the non-inverting input terminal of the comparator CP1 is connected to the output terminal of the first reduction circuit 7, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the second reduction circuit 8. The output terminal of the comparator CP1 is connected to the anode of the diode D2 of the monostable multivibrator MM including the comparator CP2 and the like.

【００２９】コンパレータＣＰ１と接続される単安定マ
ルチバイブレータＭＭのダイオードＤ２のカソードは、
コンパレータＣＰ２の非反転入力端に接続されている。
このコンパレータＣＰ２の非反転入力端は、１００ＫΩ
の抵抗Ｒ８を介して接地されるとともに、ダイオードＤ
３のカソードと接続されている。ダイオードＤ３のアノ
ードは、１００ＫΩの抵抗Ｒ９に接続され、その抵抗Ｒ
９の他端は、コンパレータＣＰ２の出力端に接続されて
いる。コンパレータＣＰ２の出力端は、また、ダイオー
ドＤ４のカソードに接続され、そのダイオードＤ４のア
ノードは、コンパレータＣＰ２の反転入力端と、可変抵
抗ＶＲおよびコンデンサＣ２の一端とに、それぞれ接続
されている。なお、可変抵抗ＶＲの他端は補助電源回路
２の１０ボルトラインに接続され、コンデンサＣ２の他
端は接地されている。The cathode of the diode D2 of the monostable multivibrator MM connected to the comparator CP1 is
It is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CP2.
The non-inverting input terminal of the comparator CP2 is 100 KΩ
And the diode D
3 is connected to the cathode. The anode of the diode D3 is connected to a resistor R9 of 100 KΩ,
9 is connected to the output terminal of the comparator CP2. The output terminal of the comparator CP2 is connected to the cathode of the diode D4, and the anode of the diode D4 is connected to the inverting input terminal of the comparator CP2 and one ends of the variable resistor VR and the capacitor C2. The other end of the variable resistor VR is connected to the 10 volt line of the auxiliary power supply circuit 2, and the other end of the capacitor C2 is grounded.

【００３０】本モータ駆動回路１の転流指令回路９に
は、コンパレータＣＰ１の他に、単安定マルチバイブレ
ータ回路が必要であるので、一般には、リニアＩＣであ
るＣＰ１と、デジタルＩＣである単安定マルチバイブレ
ータ回路とが使用される。しかし、本実施例では、２個
のオペアンプを内蔵するデュアルオペアンプＩＣ（ＬＭ
３５８）を用いることにより、単安定マルチバイブレー
タ回路をリニアＩＣ（オペアンプ）を用いて構成し、上
記デジタルＩＣ１個分のコスト及び回路スペースを削減
している。Since the commutation command circuit 9 of the motor drive circuit 1 requires a monostable multivibrator circuit in addition to the comparator CP1, generally a linear IC CP1 and a digital IC monostable A multivibrator circuit is used. However, in this embodiment, a dual operational amplifier IC (LM) incorporating two operational amplifiers is used.
358), the monostable multivibrator circuit is configured using a linear IC (operational amplifier), and the cost and circuit space for one digital IC are reduced.

【００３１】ここで、コンパレータ（オペアンプ）ＣＰ
２を利用した単安定マルチバイブレータＭＭの動作を説
明する。まず、コンパレータＣＰ１から単安定マルチバ
イブレータＭＭへハイ信号が出力されると、コンパレー
タＣＰ２の非反転入力端の入力電圧が、反転入力端の入
力電圧より高い電圧となって、コンパレータＣＰ２から
ハイ信号（転流指令）が出力される。このハイ信号は、
抵抗Ｒ９およびダイオードＤ３を介して、コンパレータ
ＣＰ２の非反転入力端に戻される（電圧正帰還）。よっ
て、コンパレータＣＰ１のハイ出力が終了した後も、コ
ンパレータＣＰ２はハイ出力を継続する。なお、コンパ
レータＣＰ１のハイ出力終了後のコンパレータＣＰ２の
非反転入力端の電圧は、抵抗Ｒ８，Ｒ９により、コンパ
レータＣＰ２のハイ出力電圧の０．５倍に分圧されてい
る。Here, the comparator (operational amplifier) CP
The operation of the monostable multivibrator MM utilizing the method 2 will be described. First, when a high signal is output from the comparator CP1 to the monostable multivibrator MM, the input voltage of the non-inverting input terminal of the comparator CP2 becomes higher than the input voltage of the inverting input terminal, and the high signal ( Commutation command) is output. This high signal is
The voltage is returned to the non-inverting input terminal of the comparator CP2 via the resistor R9 and the diode D3 (voltage positive feedback). Therefore, even after the high output of the comparator CP1 ends, the comparator CP2 continues the high output. The voltage at the non-inverting input terminal of the comparator CP2 after the completion of the high output of the comparator CP1 is divided by the resistors R8 and R9 to 0.5 times the high output voltage of the comparator CP2.

【００３２】一方、コンパレータＣＰ２からハイ信号が
出力されると、ダイオードＤ４がオフされ、補助電源回
路２の１０ボルトラインから可変抵抗ＶＲを介してコン
デンサＣ２への充電が開始される。このコンデンサＣ２
の充電により、コンパレータＣＰ２の反転入力端の電圧
が時間の経過とともに上昇し、非反転入力端の電圧より
高くなると、コンパレータＣＰ２のハイ出力がロウ出力
に反転する。即ち、コンパレータＣＰ２の非反転入力端
に加わっていた電圧正帰還が解除されるのである。この
ように、コンパレータＣＰ１から、コンパレータＣＰ２
を利用した単安定マルチバイブレータＭＭへハイ信号が
出力されると、所定時間のハイ出力を継続するワンショ
ットのパルス信号（転流指令）が出力される。On the other hand, when a high signal is output from the comparator CP2, the diode D4 is turned off, and charging of the capacitor C2 from the 10 volt line of the auxiliary power supply circuit 2 via the variable resistor VR is started. This capacitor C2
, The voltage at the inverting input terminal of the comparator CP2 rises over time and becomes higher than the voltage at the non-inverting input terminal, whereby the high output of the comparator CP2 is inverted to the low output. That is, the positive voltage feedback applied to the non-inverting input terminal of the comparator CP2 is released. As described above, the comparator CP2 is changed from the comparator CP1.
When a high signal is output to the monostable multivibrator MM using the above, a one-shot pulse signal (commutation command) that continues the high output for a predetermined time is output.

【００３３】ゼロリセット回路１０は、転流指令回路９
から出力される転流指令毎に、第１低減回路７の出力電
圧をゼロリセットするための回路であり、オープンコレ
クタ又はオープンドレインのインバータＩ１により構成
されている。インバータＩ１の入力端は、転流指令回路
９のコンパレータＣＰ２の出力端に接続され、インバー
タＩ１の出力端は、第１低減回路７の抵抗Ｒ４，Ｒ５の
一端および転流指令回路９のコンパレータＣＰ１の非反
転入力端に接続されている。The zero reset circuit 10 includes a commutation command circuit 9
Is a circuit for resetting the output voltage of the first reduction circuit 7 to zero for each commutation command output from the inverter, and is constituted by an open-collector or open-drain inverter I1. The input terminal of the inverter I1 is connected to the output terminal of the comparator CP2 of the commutation command circuit 9, and the output terminal of the inverter I1 is connected to one end of the resistors R4 and R5 of the first reduction circuit 7 and the comparator CP1 of the commutation command circuit 9. Is connected to the non-inverting input terminal.

【００３４】なお、インバータＩ１に代えて、エミッタ
端子を接地したＮＰＮ形デジタルトランジスタを用いる
ようにしても良い。本実施例のモータ駆動回路１では、
後述する分配回路１２のインバータＩｕ〜Ｉｗとして３
個のＮＰＮ形デジタルトランジスタを使用しているの
で、デジタルトランジスタを内蔵するＩＣパッケージ中
には、余ったデジタルトランジスタが残っている。この
余ったデジタルトランジスタをゼロリセット回路１０に
使用して、ブラシレスモータ駆動回路１のコストを更に
低減している。It should be noted that an NPN digital transistor whose emitter terminal is grounded may be used instead of the inverter I1. In the motor drive circuit 1 of the present embodiment,
Inverters Iu to Iw of the distribution circuit 12 described later are 3
Since the NPN type digital transistors are used, an extra digital transistor remains in an IC package having a built-in digital transistor. The extra digital transistors are used in the zero reset circuit 10 to further reduce the cost of the brushless motor drive circuit 1.

【００３５】計数回路１１は、転流指令回路９から出力
される転流指令の立ち上がり毎にカウントされる６進カ
ウンタＣＴ（ＴＣ４０１７とクリア回路）により構成さ
れている。カウンタＣＴの入力端ＣＫには、転流指令回
路９のコンパレータＣＰ２の出力端が接続されており、
カウンタＣＴの出力端０〜５は、分配回路１２の各オア
ゲートＯＲｕ〜ＯＲｚに、出力端６〜９は、オアゲート
ＯＲ１，ＯＲ２およびダイオードＤ５，Ｄ６を介してク
リア端子ＣＬＲに接続されている。なお、クリア端子Ｃ
ＬＲには、他端が接地されたコンデンサＣ３および抵抗
Ｒ１０が接続されている。カウンタＣＴの入力端ＣＫへ
立ち上がり信号が入力されると、かかる信号の入力毎
に、出力端０、出力端１、・・・、出力端５、出力端０
の順に、カウンタＣＴからハイ信号が出力される。The counting circuit 11 is constituted by a hexadecimal counter CT (TC4017 and clear circuit) which is counted each time a commutation command output from the commutation command circuit 9 rises. The output terminal of the comparator CP2 of the commutation command circuit 9 is connected to the input terminal CK of the counter CT.
Output terminals 0 to 5 of the counter CT are connected to respective OR gates ORu to ORz of the distribution circuit 12, and output terminals 6 to 9 are connected to the clear terminal CLR via the OR gates OR1 and OR2 and the diodes D5 and D6. In addition, clear terminal C
The capacitor C3 and the resistor R10 whose other ends are grounded are connected to LR. When a rising signal is input to the input terminal CK of the counter CT, the output terminal 0, the output terminal 1,...
, A high signal is output from the counter CT.

【００３６】分配回路１２は、計数回路１１からの出力
をインバータ回路３へ分配して出力するための回路であ
り、６個のオアゲートＯＲｕ〜ＯＲｚと、３個のインバ
ータＩｕ〜Ｉｗとを備えている。各インバータＩｕ〜Ｉ
ｗは、エミッタ端子を接地したオープンコレクタのＮＰ
Ｎ形デジタルトランジスタで構成され、高耐圧とされて
いる。なお、各インバータＩｕ〜Ｉｗを、デジタルトラ
ンジスタに代えて、ソース端子を接地したＮ−ＭＯＳ電
界効果トランジスタで構成するようにしても良い。The distribution circuit 12 is a circuit for distributing the output from the counting circuit 11 to the inverter circuit 3 and outputting the same. The distribution circuit 12 includes six OR gates ORu to ORz and three inverters Iu to Iw. I have. Inverters Iu to I
w is an open collector NP whose emitter terminal is grounded
It is composed of an N-type digital transistor and has a high withstand voltage. Note that each of the inverters Iu to Iw may be configured by an N-MOS field effect transistor whose source terminal is grounded, instead of the digital transistor.

【００３７】分配回路１２のオアゲートＯＲｕの入力端
は、カウンタＣＴの出力端０，１と接続され、その出力
端はインバータＩｕの入力端に接続されている。オアゲ
ートＯＲｖの入力端は、カウンタＣＴの出力端２，３と
接続され、その出力端はインバータＩｖの入力端に接続
されている。オアゲートＯＲｗの入力端は、カウンタＣ
Ｔの出力端４，５と接続され、その出力端はインバータ
Ｉｗの入力端に接続されている。オアゲートＯＲｘの入
力端はカウンタＣＴの出力端３，４と接続され、オアゲ
ートＯＲｙの入力端はカウンタＣＴの出力端５，０と接
続され、更に、オアゲートＯＲｚの入力端はカウンタＣ
Ｔの出力端１，２と接続されている。インバータＩｕ〜
ＩｗおよびオアゲートＯＲｘ〜ＯＲｚの出力端は、イン
バータ回路３の各電界効果トランジスタＱｕ〜Ｑｚのゲ
ート端子に接続された抵抗Ｒ１ｕ〜Ｒ１ｚに接続されて
いる。図３は、かかる分配回路１２の入出力の関係と、
その関係に対応したブラシレスモータ５１の３相（Ｕ
相、Ｖ相、Ｚ相）の電機子巻線に流れる電流方向を示し
ている。The input terminal of the OR gate ORu of the distribution circuit 12 is connected to the output terminals 0 and 1 of the counter CT, and the output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iu. The input terminal of the OR gate ORv is connected to the output terminals 2 and 3 of the counter CT, and the output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iv. The input terminal of the OR gate ORw is a counter C
It is connected to the output terminals 4 and 5 of T, and its output terminal is connected to the input terminal of the inverter Iw. The input terminal of the OR gate ORx is connected to the output terminals 3 and 4 of the counter CT, the input terminal of the OR gate ORy is connected to the output terminals 5 and 0 of the counter CT, and the input terminal of the OR gate ORz is connected to the counter C
It is connected to the output terminals 1 and 2 of T. Inverter Iu ~
The output terminals of Iw and the OR gates ORx to ORz are connected to resistors R1u to R1z connected to the gate terminals of the field effect transistors Qu to Qz of the inverter circuit 3. FIG. 3 shows the relationship between the input and output of the distribution circuit 12, and
The three phases (U
(Phase, V-phase, Z-phase).

【００３８】次に、上記のように構成されたブラシレス
モータ駆動回路１の動作を説明する。直流電源５０から
３０ボルトの直流電圧が印加されると、補助電源回路２
から各回路へ１０ボルトの安定化した電圧が供給され
る。補助電源回路２から１０ボルトの駆動電圧をうけた
計数回路１１は、出力端０〜５から例えば「１００００
０」の信号を、分配回路１２に対して出力する。これを
うけた分配回路１２は、「ｕｖｗｘｙｚ」の出力として
「０１１０１０」をインバータ回路３へ出力し、インバ
ータ回路３では、かかる信号により電界効果トランジス
タＱｕ，Ｑｙがオンされ、ブラシレスモータ５１の電機
子巻線のＵ相からＶ相へ電機子電流が流される（図３参
照）。この結果、ブラシレスモータ５１の駆動が開始さ
れる。Next, the operation of the brushless motor drive circuit 1 configured as described above will be described. When a DC voltage of 30 volts is applied from the DC power supply 50, the auxiliary power supply circuit 2
Supplies a stabilized voltage of 10 volts to each circuit. The counting circuit 11 receiving the driving voltage of 10 volts from the auxiliary power supply circuit 2 outputs, for example, “10000” from the output terminals 0 to 5.
A signal “0” is output to the distribution circuit 12. Upon receiving the signal, the distribution circuit 12 outputs “011010” to the inverter circuit 3 as an output of “uvwxyz”. In the inverter circuit 3, the field effect transistors Qu and Qy are turned on by the signal, and the armature of the brushless motor 51 is turned on. An armature current flows from the U-phase to the V-phase of the winding (see FIG. 3). As a result, the driving of the brushless motor 51 is started.

【００３９】ブラシレスモータ５１に流された電機子電
流は、電流検出回路４のシャント抵抗Ｒｓによって検出
され、電圧に変換されて、第１低減回路７へ出力され
る。この電流検出回路４から出力された電圧は、第１低
減回路７によって０．５倍に分圧（低減）され、転流指
令回路９のコンパレータＣＰ１の非反転入力端へ出力さ
れる。The armature current flowing through the brushless motor 51 is detected by the shunt resistor Rs of the current detection circuit 4, converted into a voltage, and output to the first reduction circuit 7. The voltage output from the current detection circuit 4 is divided (reduced) by a factor of 0.5 by the first reduction circuit 7 and output to the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9.

【００４０】一方、始動補償回路６はコンデンサＣ１と
抵抗Ｒ３（抵抗Ｒｓを含む）との微分回路を構成してい
るので、１０ボルト電圧の供給により、抵抗Ｒ３（抵抗
Ｒｓを含む）には、図２（ｂ）に示すように、１０ボル
トの電圧値から下降する微分パルス状の電圧２１が印加
される。この始動補償回路６から出力された電圧２１
は、第２低減回路８によって０．７倍に分圧（低減）さ
れ、転流指令回路９のコンパレータＣＰ１の反転入力端
へ出力される。On the other hand, the starting compensation circuit 6 forms a differentiating circuit of the capacitor C1 and the resistor R3 (including the resistor Rs). As shown in FIG. 2 (b), a voltage 21 in the form of a differentiated pulse falling from a voltage value of 10 volts is applied. The voltage 21 output from the starting compensation circuit 6
Is divided (reduced) by a factor of 0.7 by the second reduction circuit 8 and output to the inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9.

【００４１】転流指令回路９では、コンパレータＣＰ１
により、第１低減回路７及び第２低減回路８から出力さ
れた電圧値が比較される。比較の結果、第１低減回路７
の出力電圧が第２低減回路８の出力電圧より高くなるま
で、コンパレータＣＰ１はロウ出力を維持し、コンパレ
ータＣＰ２等で構成される単安定マルチバイブレータＭ
Ｍからもロウ出力が維持される。よって、第１低減回路
７の出力電圧が第２低減回路８の出力電圧より高くなる
までは、転流指令回路９から計数回路１１への転流指令
が待機され、電機子巻線の同じ相（例えば、Ｕ相からＶ
相）への通電が継続される。これにより、ブラシレスモ
ータ５１へ始動トルクを発生させるために充分な電機子
電流が供給され、ブラシレスモータ５１の界磁回転子が
徐々に回転を開始する。In the commutation command circuit 9, the comparator CP1
Thus, the voltage values output from the first reduction circuit 7 and the second reduction circuit 8 are compared. As a result of the comparison, the first reduction circuit 7
Until the output voltage of the second reduction circuit 8 becomes higher than the output voltage of the second reduction circuit 8, the comparator CP1 maintains the low output, and the monostable multivibrator M including the comparator CP2 and the like.
The low output is also maintained from M. Therefore, until the output voltage of the first reduction circuit 7 becomes higher than the output voltage of the second reduction circuit 8, the commutation command from the commutation command circuit 9 to the counting circuit 11 waits, and the same phase of the armature winding (For example, from U phase to V
Phase). Accordingly, an armature current sufficient to generate a starting torque is supplied to the brushless motor 51, and the field rotor of the brushless motor 51 gradually starts rotating.

【００４２】界磁の回転にともなって、ブラシレスモー
タ５１の電機子電流の値は変化する。電機子電流の値の
変化は、電流検出回路４のシャント抵抗Ｒｓによって検
出され、電圧に変換されて、第１低減回路７へ出力され
る。この電流検出回路４から出力された電圧は、第１低
減回路７によって０．５倍に分圧（低減）され、転流指
令回路９のコンパレータＣＰ１の非反転入力端へ出力さ
れる。この結果、第１低減回路７の出力電圧が第２低減
回路８の出力電圧より高くなると、転流指令回路９のコ
ンパレータＣＰ１からハイ信号が出力され、単安定マル
チバイブレータＭＭからワンショットの転流指令が計数
回路１１へ出力される。The value of the armature current of the brushless motor 51 changes with the rotation of the field. The change in the value of the armature current is detected by the shunt resistor Rs of the current detection circuit 4, converted into a voltage, and output to the first reduction circuit 7. The voltage output from the current detection circuit 4 is divided (reduced) by a factor of 0.5 by the first reduction circuit 7 and output to the non-inverting input terminal of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9. As a result, when the output voltage of the first reduction circuit 7 becomes higher than the output voltage of the second reduction circuit 8, a high signal is output from the comparator CP1 of the commutation command circuit 9, and the one-shot commutation from the monostable multivibrator MM is performed. The command is output to the counting circuit 11.

【００４３】転流指令を入力した計数回路１１のカウン
タＣＴは、転流指令の立ち上がりパルスにより出力端０
〜５の出力を更新し、分配回路１２へ出力する。例え
ば、転流指令前の出力端０〜５の出力が「１００００
０」であれば、転流指令によって、「０１００００」に
更新される（図３参照）。この結果、分配回路１２の
「ｕｖｗｘｙｚ」の各出力は「０１１００１」となり、
インバータ回路３のオンされていた電界効果トランジス
タＱｕ，Ｑｙに代わって、電界効果トランジスタＱｕ，
Ｑｚがオンされ、Ｕ相からＶ相へ流されていたブラシレ
スモータ５１の電機子電流がＵ相からＷ相へ転流され
る。The counter CT of the counting circuit 11 to which the commutation command has been input is output 0 at the rising edge of the commutation command.
5 are updated and output to the distribution circuit 12. For example, the output of the output terminals 0 to 5 before the commutation command is “10000”.
If it is "0", it is updated to "010000" by the commutation command (see FIG. 3). As a result, each output of “uvwxyz” of the distribution circuit 12 becomes “011001”,
Instead of the field-effect transistors Qu and Qy that were turned on in the inverter circuit 3, the field-effect transistors Qu and Qy
Qz is turned on, and the armature current of the brushless motor 51 flowing from the U phase to the V phase is commutated from the U phase to the W phase.

【００４４】一方、転流回路９の単安定マルチバイブレ
ータＭＭから出力されるワンショットの転流指令は、計
数回路１１のみならず、ゼロリセット回路１０へも出力
される。ハイ信号の転流指令は、ゼロリセット回路１０
のオープンコレクタ又はオープンドレインのインバータ
Ｉ１によってロウ信号（０ボルト）に変換され、第１低
減回路７の出力として、コンパレータＣＰ１の非反転入
力端へ出力される。これにより第１低減回路７の出力電
圧が第２低減回路８の出力電圧より確実に低くなって、
転流指令回路９のコンパレータＣＰ１の出力がハイから
ロウに切り替えられる。よって、コンパレータＣＰ２等
で構成される単安定マルチバイブレータＭＭは、可変抵
抗ＶＲ及びコンデンサＣ２で定まる所定時間後に、その
出力をハイからロウへ切り替えて、次の転流指令の発生
の待機状態に移行する。On the other hand, the one-shot commutation command output from the monostable multivibrator MM of the commutation circuit 9 is output not only to the counting circuit 11 but also to the zero reset circuit 10. The commutation command of the high signal is transmitted to the zero reset circuit 10.
Is converted into a low signal (0 volt) by the open collector or open drain inverter I1 and output to the non-inverting input terminal of the comparator CP1 as the output of the first reduction circuit 7. This ensures that the output voltage of the first reduction circuit 7 is lower than the output voltage of the second reduction circuit 8,
The output of the comparator CP1 of the commutation command circuit 9 is switched from high to low. Therefore, the monostable multivibrator MM composed of the comparator CP2 and the like switches its output from high to low after a predetermined time determined by the variable resistor VR and the capacitor C2, and shifts to a standby state for generation of the next commutation command. I do.

【００４５】即ち、転流指令は、第１低減回路７の出力
電圧が第２低減回路８の出力電圧より高くなった場合に
出力されるが、ゼロリセット回路１０によって、転流指
令毎に、第１低減回路７の出力電圧が０ボルト（ゼロリ
セット）とされ、第２低減回路８の出力電圧より低くさ
れるので、かかる転流指令をワンショットのパルス信号
に確実にすることができる。That is, the commutation command is output when the output voltage of the first reduction circuit 7 becomes higher than the output voltage of the second reduction circuit 8. Since the output voltage of the first reduction circuit 7 is set to 0 volt (zero reset) and lower than the output voltage of the second reduction circuit 8, such a commutation command can be reliably made into a one-shot pulse signal.

【００４６】ところで、図２（ｂ）に図示するように、
始動補償回路６の出力電圧２１は、前記した通り、１０
ボルトの電圧値から時間の経過とともに負の勾配を有し
て逓減する。一方、平均化回路５は、コンデンサＣ１と
抵抗Ｒ３とで構成される積分回路であるので、その出力
電圧２２は、電機子電流の通電開始後、時間の経過とと
もに徐々に上昇する。第２低減回路８へは、コンデンサ
Ｃ１の負極側の電圧が出力される、即ち、前記微分回路
と積分回路との両作用による合成電圧が出力されるの
で、実質的に、平均化回路５及び始動補償回路６の高い
方の電圧が出力されることと同様の作用が生じる。よっ
て、図２（ｂ）に示すように、ある時点Ｂを境にして、
第２低減回路８への出力が、始動補償回路６から平均化
回路５へ滑らかに切り替わり、以降は、平均化回路５の
出力電圧が第２低減回路８へ継続して出力される。By the way, as shown in FIG.
The output voltage 21 of the starting compensation circuit 6 is 10
The voltage gradually decreases with a negative gradient from the voltage value of volts with the passage of time. On the other hand, since the averaging circuit 5 is an integrating circuit composed of the capacitor C1 and the resistor R3, the output voltage 22 gradually increases with the passage of time after the start of the passage of the armature current. Since the voltage on the negative electrode side of the capacitor C1 is output to the second reduction circuit 8, that is, a combined voltage is output by the actions of both the differentiating circuit and the integrating circuit. The same operation as that of outputting the higher voltage of the starting compensation circuit 6 occurs. Therefore, as shown in FIG.
The output to the second reduction circuit 8 is smoothly switched from the start compensation circuit 6 to the averaging circuit 5, and thereafter, the output voltage of the averaging circuit 5 is continuously output to the second reduction circuit 8.

【００４７】この平均化回路５の出力電圧は、第２低減
回路８の抵抗Ｒ６，Ｒ７により０．７倍に分圧（低減）
され、コンパレータＣＰ１の反転入力端へ出力される。
一方、電流検出回路４から第１低減回路７へ出力された
電圧は、第１低減回路７の抵抗Ｒ４，Ｒ５により０．５
倍に分圧（低減）され、コンパレータＣＰ１の非反転入
力端へ出力されている。よって、平均化回路５の出力電
圧は、増幅器を用いることなく、電流検出回路４の出力
に対して、相対的に１．４倍（０．７／０．５倍）に増
幅されて、転流指令回路９のコンパレータＣＰ１へ出力
されていることになる。The output voltage of the averaging circuit 5 is divided (reduced) to 0.7 times by the resistors R6 and R7 of the second reduction circuit 8.
Then, the signal is output to the inverting input terminal of the comparator CP1.
On the other hand, the voltage output from the current detection circuit 4 to the first reduction circuit 7 is 0.5% by the resistors R4 and R5 of the first reduction circuit 7.
The voltage is divided (reduced) twice and output to the non-inverting input terminal of the comparator CP1. Therefore, the output voltage of the averaging circuit 5 is amplified 1.4 times (0.7 / 0.5 times) relative to the output of the current detection circuit 4 without using an amplifier, and That is, it is output to the comparator CP1 of the flow command circuit 9.

【００４８】転流指令回路９のコンパレータＣＰ１は、
電流検出回路４の出力電圧が平均化回路５の出力電圧の
１．４倍以上となると、単安定マルチバイブレータＭＭ
へハイ信号を出力する。その結果、転流指令回路９から
ワンショットの転流指令が計数回路１１（及びゼロリセ
ット回路１０）へ出力され、計数回路１１、分配回路１
２及びインバータ回路３によって、ブラシレスモータ５
１の転流が行われる。The comparator CP1 of the commutation command circuit 9
When the output voltage of the current detection circuit 4 becomes 1.4 times or more the output voltage of the averaging circuit 5, the monostable multivibrator MM
Output a high signal. As a result, a one-shot commutation command is output from the commutation command circuit 9 to the counting circuit 11 (and the zero reset circuit 10), and the counting circuit 11, the distribution circuit 1
2 and the inverter circuit 3, the brushless motor 5
One commutation is performed.

【００４９】即ち、ブラシレスモータ５１の電機子電流
が、その平均値の１．４倍以上となった場合に、転流指
令が出力される。つまり図４に示す、第２の電流増加領
域４２において転流指令が出力され、この領域４２でブ
ラシレスモータ５１の転流が行われるのである。よっ
て、本実施例のブラシレスモータ駆動回路１により、ホ
ール素子やシャフトエンコーダなどの回転子磁極位置セ
ンサを用いることなく、ブラシレスモータ５１を円滑に
駆動することができる。That is, when the armature current of the brushless motor 51 becomes 1.4 times or more the average value, a commutation command is output. That is, a commutation command is output in the second current increasing region 42 shown in FIG. 4, and the commutation of the brushless motor 51 is performed in this region 42. Therefore, the brushless motor 51 can be smoothly driven by the brushless motor drive circuit 1 of the present embodiment without using a rotor magnetic pole position sensor such as a Hall element or a shaft encoder.

【００５０】なお、直流電源５０の印加がオフされる
と、始動補償回路６のコンデンサＣ１に充電された電荷
は、ダイオードＤ１によって急速に放電される。これに
より、直流電源５０を再投入（オン）した場合にも、始
動補償回路６の出力電圧は、図２（ｂ）に示す１０ボル
トの電圧値から時間の経過とともに下降する微分パルス
となって、ブラシレスモータ５１を円滑に始動させるこ
とができる。When the application of the DC power supply 50 is turned off, the charge stored in the capacitor C1 of the starting compensation circuit 6 is rapidly discharged by the diode D1. As a result, even when the DC power supply 50 is turned on again, the output voltage of the start-up compensation circuit 6 becomes a differential pulse that falls from the voltage value of 10 volts shown in FIG. Thus, the brushless motor 51 can be started smoothly.

【００５１】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。As described above, the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Can easily be inferred.

【００５２】例えば、本実施例のブラシレスモータ駆動
回路１では、電流検出回路４を構成するシャント抵抗Ｒ
ｓは、ＤＣリンクのグランド側ラインに挿入され、１個
のシャント抵抗Ｒｓにより３相全ての電機子電流を検出
するようにしている。しかし、電機子電流を検出できる
電流検出回路であれば、ＤＣリンクのグランド側ライン
以外の他の位置に設けるようにしても良い。また、３相
の電機子電流を個別に検出するように、３個の電流検出
回路をそれぞれ別個に設けるようにしても良い。For example, in the brushless motor drive circuit 1 of the present embodiment, the shunt resistor R
s is inserted into the ground line of the DC link so that one shunt resistor Rs detects all three-phase armature currents. However, as long as the current detection circuit can detect the armature current, it may be provided at a position other than the ground line of the DC link. Further, three current detection circuits may be separately provided so as to individually detect three-phase armature currents.

【００５３】また、本実施例では、第１低減回路７と第
２低減回路８の低減倍率をいずれも１未満としたが、こ
れは回路設計上の自由度を増すためになされたものであ
る。よって、限定された用途に対しては、第２低減回路
８の抵抗Ｒ６を０Ω、即ち、第２低減回路８を抵抗Ｒ７
のみで構成して、第２低減回路の低減倍率を１とし、第
１低減回路７の低減倍率のみを１未満の、例えば１／
１．４倍としても良い。Further, in this embodiment, the reduction ratio of each of the first reduction circuit 7 and the second reduction circuit 8 is set to less than 1, but this is made to increase the degree of freedom in circuit design. . Therefore, for a limited use, the resistance R6 of the second reduction circuit 8 is set to 0Ω, that is, the resistance of the second reduction circuit 8 is set to the resistance R7.
Only the reduction ratio of the first reduction circuit 7 is less than 1, for example, 1 /
It may be 1.4 times.

【００５４】なお、ＰＷＭチョッパ駆動方式などを本発
明へ適用する場合や、外来ノイズの多い環境で本発明を
使用する場合に、電流検出回路４、第１低減回路７、第
２低減回路８の出力などに、コンデンサを付加して、ノ
イズの除去を図ることなども、容易に推察できるもので
ある。When a PWM chopper driving method or the like is applied to the present invention, or when the present invention is used in an environment with a lot of external noise, the current detection circuit 4, the first reduction circuit 7, and the second reduction circuit 8 are used. It is easy to guess that adding a capacitor to the output or the like to remove noise can be easily performed.

【００５５】[0055]

【発明の効果】 請求項１記載のブラシレスモータ駆動
回路によれば、電流検出回路の出力を１以下の所定倍率
に低減するとともに、平均化回路の出力を１以下且つ電
流検出回路の低減倍率より小さな所定倍率に低減してい
るので、増幅器を用いることなく、実質的に電流検出回
路の出力に対して増幅されたことと同様の平均化回路の
出力を得ることができる。よって、増幅器を用いること
なく、電機子巻線に流れる電流値の２度目の顕著な電流
増加領域の到来を検出して、これを転流タイミングとす
ることができるので、電機子電流の変化に応じて転流タ
イミングを決定するブラシレスモータ駆動回路のコスト
をより安価にすることができるという効果がある。ま
た、転流指令は第１低減回路の出力が第２低減回路の出
力より大となることにより出力されるが、ゼロリセット
回路によって、その転流指令毎に第１低減回路の出力が
第２低減回路の出力より小とされるので、電機子電流の
微小な無負荷時等においても、ゼロ点が明確となり転流
指令を確実にリセットすることができる。よって、常に
安定したセンサレス運転を実現することができるという
効果がある。 According to the brushless motor driving circuit of the first aspect, the output of the current detection circuit is reduced to a predetermined magnification of 1 or less, and the output of the averaging circuit is reduced to 1 or less and the output of the current detection circuit is reduced from the reduction magnification of the current detection circuit. Since the magnification is reduced to a predetermined small value, the output of the averaging circuit substantially similar to the output of the current detection circuit can be obtained without using an amplifier. Therefore, use an amplifier
No, the second remarkable current of the current flowing through the armature winding
Detect the arrival of the increase area and use this as the commutation timing.
Therefore, the cost of the brushless motor drive circuit that determines the commutation timing according to the change in the armature current can be further reduced. Ma
In addition, the commutation command is issued when the output of the first reduction circuit is output from the second reduction circuit.
Output when the force exceeds the force, but reset to zero
Circuit, the output of the first reduction circuit for each commutation command
Since it is smaller than the output of the second reduction circuit,
Even at minute no-load, etc., the zero point becomes clear and commutation
The command can be reliably reset. So always
It is said that stable sensorless operation can be realized
effective.

【００５６】請求項２記載のブラシレスモータ駆動回路
によれば、請求項１記載のブラシレスモータ駆動回路の
奏する効果に加え、始動補償回路および平均化回路の少
なくとも一部は一体に構成されているので、両回路を別
々に設ける場合に比べて、ブラシレスモータ駆動回路の
コストをより安価にすることができるという効果があ
る。According to the brushless motor drive circuit of the second aspect, in addition to the effect of the brushless motor drive circuit of the first aspect, at least a part of the starting compensation circuit and the averaging circuit are integrally formed. This has the effect that the cost of the brushless motor drive circuit can be reduced as compared with the case where both circuits are provided separately.

【００５７】[0057]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の実施例であるブラシレスモータ駆動
回路の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a brushless motor drive circuit according to an embodiment of the present invention.

【図２】 （ａ）は、直流電源の出力電圧波形を表した
図であり、（ｂ）は、ブラシレスモータ駆動回路のＡ点
における電圧波形（転流目標電圧波形）を表した図であ
る。2A is a diagram illustrating an output voltage waveform of a DC power supply, and FIG. 2B is a diagram illustrating a voltage waveform (commutation target voltage waveform) at a point A of the brushless motor drive circuit. .

【図３】 計数回路の出力と分配回路の出力との関係、
及び、そのときのブラシレスモータの電機子巻線に流れ
る電流方向の関係を表した図である。FIG. 3 shows the relationship between the output of the counting circuit and the output of the distribution circuit,
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between directions of current flowing through an armature winding of the brushless motor at that time.

【図４】 ブラシレスモータの１ブロックの電機子電流
波形の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of an armature current waveform of one block of the brushless motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ブラシレスモータ駆動回路 ２ 補助電源回路 ３ インバータ回路 ４ 電流検出回路 ５ 平均化回路 ６ 始動補償回路 ７ 第１低減回路 ８ 第２低減回路 ９ 転流指令回路 １０ ゼロリセット回路 １１ 計数回路（通電制御回路の一
部） １２ 分配回路（通電制御回路の一
部） ２１，２２ Ａ点電圧（転流目標電圧） ５０ 直流電源 ５１ ブラシレスモータDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless motor drive circuit 2 Auxiliary power supply circuit 3 Inverter circuit 4 Current detection circuit 5 Averaging circuit 6 Startup compensation circuit 7 First reduction circuit 8 Second reduction circuit 9 Commutation command circuit 10 Zero reset circuit 11 Counting circuit (energization control circuit 12) Distribution circuit (part of conduction control circuit) 21, 22 A point voltage (commutation target voltage) 50 DC power supply 51 Brushless motor

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ブラシレスモータの複数相の電機子巻線
に直流電圧を順次通電するための複数のスイッチング素
子を有するインバータ回路と、そのインバータ回路の複
数のスイッチング素子をオンオフさせて前記ブラシレス
モータを回転させる通電制御回路とを備えたブラシレス
モータ駆動回路において、 前記ブラシレスモータの電機子巻線に流れる電流を電圧
に変換して検出する電流検出回路と、 その電流検出回路の出力を平均化する平均化回路と、 前記電流検出回路の出力を１以下の所定倍率に低減する
第１低減回路と、 前記平均化回路の出力を前記電流検出回路の出力に対し
て相対的に増幅するため、１以下且つ前記第１低減回路
の低減倍率より小さな所定倍率に前記平均化回路の出力
を低減する第２低減回路と、 前記第１低減回路及び第２低減回路の両出力を比較し
て、前記第１低減回路の出力が前記第２低減回路の出力
より大となった場合に、前記通電制御回路へ転流指令を
出力する転流指令回路と、 その転流指令回路から出力される転流指令毎に、前記電
機子巻線に流れる電流値の１度目の顕著な電流増加領域
が経過するまでの間、前記転流指令回路へ入力される前
記第１低減回路の出力をゼロリセットするゼロリセット
回路と を備え、前記電機子巻線に流れる電流値の２度目の顕著な電流増
加領域にて転流を行わせる ことを特徴とするブラシレス
モータ駆動回路。1. A multi-phase armature winding of a brushless motor.
Multiple switching elements to sequentially apply DC voltage to
And an inverter circuit having
Turn on and off the number of switching elements
Brushless with an energization control circuit to rotate the motor
In the motor drive circuit, a current flowing through an armature winding of the brushless motor is a voltage.
A current detection circuit for converting and detecting the current; an averaging circuit for averaging the output of the current detection circuit;
A first reduction circuit, and an output of the averaging circuit with respect to an output of the current detection circuit.
1 or less and the first reduction circuit
Output of the averaging circuit to a predetermined magnification smaller than the reduction magnification of
And comparing the outputs of the first and second reduction circuits with each other.
The output of the first reduction circuit is the output of the second reduction circuit
When it becomes larger, a commutation command is sent to the energization control circuit.
Commutation command circuit to output, For each commutation command output from the commutation command circuit,
The first significant current increase area of the current flowing through the armature winding
Until elapses, before input to the commutation command circuit
Zero reset for resetting the output of the first reduction circuit to zero
Circuit and WithThe second remarkable increase in the current value flowing through the armature winding
Commutation in the application area Brushless
Motor drive circuit. 【請求項２】 前記ブラシレスモータの始動時に、ブラ
シレスモータの始動トルクを発生させるために充分な値
から時間の経過とともに逓減する転流目標電圧を前記第
２低減回路へ出力する始動補償回路を備えており、 その始動補償回路と前記平均化回路とは少なくとも一部
が一体に構成されていることを特徴とする請求項１記載
のブラシレスモータ駆動回路。2. A start-up compensation circuit for outputting a commutation target voltage gradually decreasing with time from a value sufficient for generating a start-up torque of the brushless motor to the second reduction circuit when starting the brushless motor. 2. The brushless motor drive circuit according to claim 1, wherein the starting compensation circuit and the averaging circuit are at least partially integrated.