JP3447678B2 - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents
ブラシレスモータの駆動回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/24—Arrangements for stopping
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はブラシレスモータの
駆動回路に関し、特に自動車用空調装置で車室内の所定
位置の空気を吸引して車室内温度をサンプリングするた
めのファンモータとして使用されるブラシレスモータの
駆動回路に関する。
駆動回路に関し、特に自動車用空調装置で車室内の所定
位置の空気を吸引して車室内温度をサンプリングするた
めのファンモータとして使用されるブラシレスモータの
駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用空調装置の中には、
車室内の所定位置における空気温度をサンプリングして
車室内の温度が設定温度になるように温度調整すること
が行われているものがある。空気温度を検出する装置と
してインカーセンサが知られている。このインカーセン
サは、サーミスタとアスピレータとから構成され、アス
ピレータは車室内の空気を吸引してサーミスタに導くフ
ァンとこのファンを駆動するモータとから構成されてい
る。アスピレータに使用されるモータは、空気の吸い込
み口が比較的頭部に近い場所に設置される場合があるた
め、静粛性が要求されることから、ブラシレスモータが
使用されている。このようなブラスレスモータを駆動す
る回路の例を以下に示す。
車室内の所定位置における空気温度をサンプリングして
車室内の温度が設定温度になるように温度調整すること
が行われているものがある。空気温度を検出する装置と
してインカーセンサが知られている。このインカーセン
サは、サーミスタとアスピレータとから構成され、アス
ピレータは車室内の空気を吸引してサーミスタに導くフ
ァンとこのファンを駆動するモータとから構成されてい
る。アスピレータに使用されるモータは、空気の吸い込
み口が比較的頭部に近い場所に設置される場合があるた
め、静粛性が要求されることから、ブラシレスモータが
使用されている。このようなブラスレスモータを駆動す
る回路の例を以下に示す。
【０００３】図４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である。このブラシレスモータの駆
動回路は、２つの駆動コイルＬ１１，Ｌ１２を備えたモ
ータのための駆動回路であって、無安定マルチバイブレ
ータ回路を構成する２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ
２、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびコンデンサＣ１１，Ｃ１
２と、発振回路１とから構成されている。
の一例を示す回路図である。このブラシレスモータの駆
動回路は、２つの駆動コイルＬ１１，Ｌ１２を備えたモ
ータのための駆動回路であって、無安定マルチバイブレ
ータ回路を構成する２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ
２、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびコンデンサＣ１１，Ｃ１
２と、発振回路１とから構成されている。
【０００４】駆動コイルＬ１１，Ｌ１２は、トランジス
タＴＲ１，ＴＲ２のコレクタに接続され、トランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２のコレクタおよびコンデンサＣ１１，Ｃ
１２は、発振回路１内でたすき掛け接続されている。発
振回路１は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタお
よびコンデンサＣ１１，Ｃ１２を受けて駆動コイルＬ１
１，Ｌ１２に発生する逆起電力（ブレーキトルク）を監
視し、モータの停止状態を検出した場合に、特定周波数
の発振を開始し、その発振出力を抵抗Ｒ１３を介して外
部出力端子ＳＧ−ＯＵＴに供給するようになっている。
タＴＲ１，ＴＲ２のコレクタに接続され、トランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２のコレクタおよびコンデンサＣ１１，Ｃ
１２は、発振回路１内でたすき掛け接続されている。発
振回路１は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のコレクタお
よびコンデンサＣ１１，Ｃ１２を受けて駆動コイルＬ１
１，Ｌ１２に発生する逆起電力（ブレーキトルク）を監
視し、モータの停止状態を検出した場合に、特定周波数
の発振を開始し、その発振出力を抵抗Ｒ１３を介して外
部出力端子ＳＧ−ＯＵＴに供給するようになっている。
【０００５】電源±Ｖが印加されているとき、トランジ
スタＴＲ１，ＴＲ２は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびコン
デンサＣ１１，Ｃ１２の時定数によって決まる発振周波
数でオン・オフ動作を繰り返し、これによって逆方向に
捲回された駆動コイルＬ１１，Ｌ１２に電流が交互に流
れることで、モータをある方向に連続して回転駆動する
ことができる。この通常回転のときは、抵抗Ｒ１１およ
びコンデンサＣ１１の時定数によって決まる発振周波数
の周期よりも短い周期で発振し、モータを回転させてい
る。
スタＴＲ１，ＴＲ２は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびコン
デンサＣ１１，Ｃ１２の時定数によって決まる発振周波
数でオン・オフ動作を繰り返し、これによって逆方向に
捲回された駆動コイルＬ１１，Ｌ１２に電流が交互に流
れることで、モータをある方向に連続して回転駆動する
ことができる。この通常回転のときは、抵抗Ｒ１１およ
びコンデンサＣ１１の時定数によって決まる発振周波数
の周期よりも短い周期で発振し、モータを回転させてい
る。
【０００６】発振回路１は、何らかの要因でモータの回
転が停止するロック状態になって、モータの駆動コイル
Ｌ１１，Ｌ１２の逆起電力を検出すると、抵抗Ｒ１１お
よびコンデンサＣ１１の時定数によって決まる特定周波
数の自己発振を行い、その発振出力信号を抵抗Ｒ１３を
介して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴより外部の回路へ出力
する。
転が停止するロック状態になって、モータの駆動コイル
Ｌ１１，Ｌ１２の逆起電力を検出すると、抵抗Ｒ１１お
よびコンデンサＣ１１の時定数によって決まる特定周波
数の自己発振を行い、その発振出力信号を抵抗Ｒ１３を
介して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴより外部の回路へ出力
する。
【０００７】図５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。このブラシレスモータの
駆動回路は、モータの回転を検出するサーチコイルＬ２
１とモータを回転駆動する駆動コイルＬ２２とを備えた
モータのための駆動回路であって、トランジスタＴＲ１
１〜ＴＲ１３、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３、コンデンサＣ２１
およびダイオードＤ１によって構成されている。
の別の例を示す回路図である。このブラシレスモータの
駆動回路は、モータの回転を検出するサーチコイルＬ２
１とモータを回転駆動する駆動コイルＬ２２とを備えた
モータのための駆動回路であって、トランジスタＴＲ１
１〜ＴＲ１３、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３、コンデンサＣ２１
およびダイオードＤ１によって構成されている。
【０００８】サーチコイルＬ２１は、カレントミラー回
路構成のトランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２のベース間に
接続され、ロータのマグネット移動によって誘起される
電圧を検出するようにしている。トランジスタＴＲ１３
は、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３を介してベースに電流が供給さ
れることによりオン動作して駆動コイルＬ２２を駆動
し、サーチコイルＬ２１が検出した誘起電圧によってト
ランジスタＴＲ１２がオン動作されることにより抵抗Ｒ
２３を介して供給される電流が絶たれることでオフ動作
される。このように、このトランジスタＴＲ１３による
駆動コイルＬ２２のオン・オフ駆動で推進トルクを発生
させ、モータを回転駆動するようにしている。
路構成のトランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２のベース間に
接続され、ロータのマグネット移動によって誘起される
電圧を検出するようにしている。トランジスタＴＲ１３
は、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３を介してベースに電流が供給さ
れることによりオン動作して駆動コイルＬ２２を駆動
し、サーチコイルＬ２１が検出した誘起電圧によってト
ランジスタＴＲ１２がオン動作されることにより抵抗Ｒ
２３を介して供給される電流が絶たれることでオフ動作
される。このように、このトランジスタＴＲ１３による
駆動コイルＬ２２のオン・オフ駆動で推進トルクを発生
させ、モータを回転駆動するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラシレスモータの駆動回路において、無安定マルチバ
イブレータ回路の構成を有するものでは、モータの停止
状態を外部に伝達する発振回路を備えているが、回路構
成が複雑であり、温度変化による発振周波数が安定しな
いという問題点がある。
ブラシレスモータの駆動回路において、無安定マルチバ
イブレータ回路の構成を有するものでは、モータの停止
状態を外部に伝達する発振回路を備えているが、回路構
成が複雑であり、温度変化による発振周波数が安定しな
いという問題点がある。
【００１０】また、サーチコイルを利用したブラシレス
モータの駆動回路は、回路構成が簡単であり、温度特性
が優れているが、モータの回転が停止したことを外部に
知らせる機能を持っていないため、回転動作中に止まっ
たとしても、外部では回転停止を知ることはできないと
いう問題点がある。
モータの駆動回路は、回路構成が簡単であり、温度特性
が優れているが、モータの回転が停止したことを外部に
知らせる機能を持っていないため、回転動作中に止まっ
たとしても、外部では回転停止を知ることはできないと
いう問題点がある。
【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、構成が簡単でモータの回転停止検知機能を備
えたブラシレスモータの駆動回路を提供することを目的
とする。
のであり、構成が簡単でモータの回転停止検知機能を備
えたブラシレスモータの駆動回路を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、マグネットのロータ部を駆動する駆動コ
イルおよび前記ロータ部の回転を検出するサーチコイル
を備えたブラシレスモータの駆動回路において、前記サ
ーチコイルによる回転検出信号をもとにしてオン・オフ
動作するシュミットトリガ回路を構成し、出力には前記
駆動コイルの一端を接続した第１の演算増幅器と、前記
第１の演算増幅器のオン・オフ動作に同期して反転動作
をし、前記第１の演算増幅器のオン・オフ動作がないと
きには特定周波数で発振する発振回路を構成し、出力に
は前記駆動コイルの他端を接続するとともに外部回路へ
の出力端子が接続された第２の演算増幅器と、を備えて
いることを特徴とするブラシレスモータの駆動回路が提
供される。
決するために、マグネットのロータ部を駆動する駆動コ
イルおよび前記ロータ部の回転を検出するサーチコイル
を備えたブラシレスモータの駆動回路において、前記サ
ーチコイルによる回転検出信号をもとにしてオン・オフ
動作するシュミットトリガ回路を構成し、出力には前記
駆動コイルの一端を接続した第１の演算増幅器と、前記
第１の演算増幅器のオン・オフ動作に同期して反転動作
をし、前記第１の演算増幅器のオン・オフ動作がないと
きには特定周波数で発振する発振回路を構成し、出力に
は前記駆動コイルの他端を接続するとともに外部回路へ
の出力端子が接続された第２の演算増幅器と、を備えて
いることを特徴とするブラシレスモータの駆動回路が提
供される。
【００１３】このようなブラシレスモータの駆動回路に
よれば、第１および第２の演算増幅器で構成され、第２
の演算増幅器に、モータの回転が停止していることを外
部に知らせる回転停止検知機能を兼用させるようにし
た。これにより、簡単な構成でモータの回転停止を表す
信号を出力可能なブラシレスモータの駆動回路を実現で
きる。
よれば、第１および第２の演算増幅器で構成され、第２
の演算増幅器に、モータの回転が停止していることを外
部に知らせる回転停止検知機能を兼用させるようにし
た。これにより、簡単な構成でモータの回転停止を表す
信号を出力可能なブラシレスモータの駆動回路を実現で
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明によるブラ
シレスモータの駆動回路を示す回路図である。
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明によるブラ
シレスモータの駆動回路を示す回路図である。
【００１５】本発明によるブラシレスモータの駆動回路
は、第１の演算増幅器ＯＰ１によるシュミットトリガ回
路と第２の演算増幅器ＯＰ２による発振回路とから構成
されている。第１の演算増幅器ＯＰ１および第２の演算
増幅器ＯＰ２は、１つのパッケージに大電流駆動用の演
算増幅器を２個内蔵したデュアル構成の集積回路によっ
て構成している。また、サーチコイルＬ１は、ヨークに
捲回された駆動コイルＬ２に隣接配置されていて、駆動
コイルＬ２によって回転駆動されたマグネットの回転移
動による磁束変化を検出し、ロータ部の回転をモニタし
ている。
は、第１の演算増幅器ＯＰ１によるシュミットトリガ回
路と第２の演算増幅器ＯＰ２による発振回路とから構成
されている。第１の演算増幅器ＯＰ１および第２の演算
増幅器ＯＰ２は、１つのパッケージに大電流駆動用の演
算増幅器を２個内蔵したデュアル構成の集積回路によっ
て構成している。また、サーチコイルＬ１は、ヨークに
捲回された駆動コイルＬ２に隣接配置されていて、駆動
コイルＬ２によって回転駆動されたマグネットの回転移
動による磁束変化を検出し、ロータ部の回転をモニタし
ている。
【００１６】ブラシレスモータの駆動回路において、電
源端子＋Ｖ，−Ｖには、抵抗Ｒ０およびコンデンサＣ０
よりなるフィルタが接続されている。このフィルタは、
電源ラインに重畳されたサージ電圧や高周波雑音を吸収
するためのものである。コンデンサＣ０の両端には、直
列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。
これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２は、同じ抵抗値を有し、その接
続点は中点電位点Ｐを表している。この中点電位点Ｐ
は、第１および第２の演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２の作動
のための中点電位をこのブラシレスモータの駆動回路に
与える。中点電位点Ｐは、サーチコイルＬ１を介して第
１の演算増幅器ＯＰ１の反転入力に接続され、また、抵
抗Ｒ３を介して第１の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力に
接続されている。第１の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力
とその出力との間には、抵抗Ｒ４が接続されている。第
１の演算増幅器ＯＰ１の出力はコンデンサＣ１を介して
第２の演算増幅器ＯＰ２の反転入力に接続され、第２の
演算増幅器ＯＰ２の反転入力とその出力との間には、抵
抗Ｒ５が接続されている。
源端子＋Ｖ，−Ｖには、抵抗Ｒ０およびコンデンサＣ０
よりなるフィルタが接続されている。このフィルタは、
電源ラインに重畳されたサージ電圧や高周波雑音を吸収
するためのものである。コンデンサＣ０の両端には、直
列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されている。
これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２は、同じ抵抗値を有し、その接
続点は中点電位点Ｐを表している。この中点電位点Ｐ
は、第１および第２の演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２の作動
のための中点電位をこのブラシレスモータの駆動回路に
与える。中点電位点Ｐは、サーチコイルＬ１を介して第
１の演算増幅器ＯＰ１の反転入力に接続され、また、抵
抗Ｒ３を介して第１の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力に
接続されている。第１の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力
とその出力との間には、抵抗Ｒ４が接続されている。第
１の演算増幅器ＯＰ１の出力はコンデンサＣ１を介して
第２の演算増幅器ＯＰ２の反転入力に接続され、第２の
演算増幅器ＯＰ２の反転入力とその出力との間には、抵
抗Ｒ５が接続されている。
【００１７】第２の演算増幅器ＯＰ２の非反転入力は、
抵抗Ｒ６を介して抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点電位点Ｐに接続
され、抵抗Ｒ７を介して第２の演算増幅器ＯＰ２の出力
に接続されている。第１の演算増幅器ＯＰ１の出力と第
２の演算増幅器ＯＰ２の出力との間には、ブラシレスモ
ータの駆動コイルＬ２が接続されている。そして、第２
の演算増幅器ＯＰ２の出力は、抵抗Ｒ８を介して外部出
力端子ＳＧ−ＯＵＴに接続されている。
抵抗Ｒ６を介して抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点電位点Ｐに接続
され、抵抗Ｒ７を介して第２の演算増幅器ＯＰ２の出力
に接続されている。第１の演算増幅器ＯＰ１の出力と第
２の演算増幅器ＯＰ２の出力との間には、ブラシレスモ
ータの駆動コイルＬ２が接続されている。そして、第２
の演算増幅器ＯＰ２の出力は、抵抗Ｒ８を介して外部出
力端子ＳＧ−ＯＵＴに接続されている。
【００１８】第１の演算増幅器ＯＰ１の非反転入力は、
サーチコイルＬ１に誘起された電圧を検出する基準電圧
を入力する。この基準電圧は、第１の演算増幅器ＯＰ１
の出力状態によって２つの値を取ることができ、第１の
演算増幅器ＯＰ１は、ヒステリシスを持ったシュミット
トリガ回路を構成している。すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ２
の接続部における中点電位点Ｐを０として、第１の演算
増幅器ＯＰ１の出力がハイレベルの電圧Ｖｏｈを出力し
ているとき、基準電圧Ｕｔｈは、
サーチコイルＬ１に誘起された電圧を検出する基準電圧
を入力する。この基準電圧は、第１の演算増幅器ＯＰ１
の出力状態によって２つの値を取ることができ、第１の
演算増幅器ＯＰ１は、ヒステリシスを持ったシュミット
トリガ回路を構成している。すなわち、抵抗Ｒ１，Ｒ２
の接続部における中点電位点Ｐを０として、第１の演算
増幅器ＯＰ１の出力がハイレベルの電圧Ｖｏｈを出力し
ているとき、基準電圧Ｕｔｈは、
【００１９】
【数１】
＋Ｕｔｈ＝Ｖｏｈ×Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）・・・（１）
となり、第１の演算増幅器ＯＰ１の出力がローレベルの
電圧Ｖｏｌを出力しているとき、基準電圧Ｕｔｈは、
電圧Ｖｏｌを出力しているとき、基準電圧Ｕｔｈは、
【００２０】
【数２】
−Ｕｔｈ＝Ｖｏｌ×Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）・・・（２）
となる。つまり、第１の演算増幅器ＯＰ１は、サーチコ
イルＬ１の電圧を±Ｕｔｈで出力状態が反転するシュミ
ットトリガ回路となっている。
イルＬ１の電圧を±Ｕｔｈで出力状態が反転するシュミ
ットトリガ回路となっている。
【００２１】第２の演算増幅器ＯＰ２は、モータの回転
停止時に特定周波数の出力信号を出力するもので、コン
デンサＣ１と抵抗Ｒ５とを用いたＣＲ発振回路を構成し
ている。その特定の発振周波数は、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ５との時定数および抵抗Ｒ６，Ｒ７の抵抗比によっ
て決定されるもので、モータが正常回転時に駆動コイル
Ｌ２を駆動する周波数よりも十分に低い周波数に設定し
てある。すなわち、第２の演算増幅器ＯＰ２の発振周波
数の周期が、磁極の切り換わりによってマグネットロー
タが１極分回転移動する時間よりも長くなるような発振
周波数に設定してある。これにより、モータの回転停止
状態が解除された後で、モータが確実に始動できるよう
にしている。
停止時に特定周波数の出力信号を出力するもので、コン
デンサＣ１と抵抗Ｒ５とを用いたＣＲ発振回路を構成し
ている。その特定の発振周波数は、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ５との時定数および抵抗Ｒ６，Ｒ７の抵抗比によっ
て決定されるもので、モータが正常回転時に駆動コイル
Ｌ２を駆動する周波数よりも十分に低い周波数に設定し
てある。すなわち、第２の演算増幅器ＯＰ２の発振周波
数の周期が、磁極の切り換わりによってマグネットロー
タが１極分回転移動する時間よりも長くなるような発振
周波数に設定してある。これにより、モータの回転停止
状態が解除された後で、モータが確実に始動できるよう
にしている。
【００２２】次に、要部の波形を示しながらこのブラシ
レスモータの駆動回路の動作について説明する。図２は
モータが回転動作中の要部波形を示す図である。
レスモータの駆動回路の動作について説明する。図２は
モータが回転動作中の要部波形を示す図である。
【００２３】ここで、ブラシレスモータはロータマグネ
ットが６極構成の場合を例にしており、したがって、磁
極の切り換わりは６０°の回転角度ごとに発生してい
る。モータの回転動作中では、第１の演算増幅器ＯＰ１
の非反転入力に印加される信号はサーチコイルＬ１に誘
起された電圧であり、これはロータマグネットが回転移
動することによる磁束の変化によって誘起された誘起電
圧と駆動コイルＬ２の逆起電力による誘起電圧とを組み
合わせた波形になっている。
ットが６極構成の場合を例にしており、したがって、磁
極の切り換わりは６０°の回転角度ごとに発生してい
る。モータの回転動作中では、第１の演算増幅器ＯＰ１
の非反転入力に印加される信号はサーチコイルＬ１に誘
起された電圧であり、これはロータマグネットが回転移
動することによる磁束の変化によって誘起された誘起電
圧と駆動コイルＬ２の逆起電力による誘起電圧とを組み
合わせた波形になっている。
【００２４】第１の演算増幅器ＯＰ１の反転入力には、
基準入力の電圧±Ｕｔｈが入力されていて、第１の演算
増幅器ＯＰ１の出力は、サーチコイルＬ１の誘起電圧が
それぞれ電圧±Ｕｔｈよりも大きくなったときに出力状
態を変化させる。
基準入力の電圧±Ｕｔｈが入力されていて、第１の演算
増幅器ＯＰ１の出力は、サーチコイルＬ１の誘起電圧が
それぞれ電圧±Ｕｔｈよりも大きくなったときに出力状
態を変化させる。
【００２５】コンデンサＣ１を介して第１の演算増幅器
ＯＰ１の出力が接続される第２の演算増幅器ＯＰ２は、
第１の演算増幅器ＯＰ１からの信号を反転するコンデン
サ結合のインバータとして作用する。これにより、両端
が第１の演算増幅器ＯＰ１および第２の演算増幅器ＯＰ
２の各出力に接続された駆動コイルＬ２は、ロータマグ
ネットの磁極の切り換わりに応じて全波駆動電流が供給
される。このとき、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力信号
は、抵抗Ｒ８を介して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴより出
力される。この回転動作中の出力信号は、たとえば１５
０Ｈｚ程度の周波数を持っている。
ＯＰ１の出力が接続される第２の演算増幅器ＯＰ２は、
第１の演算増幅器ＯＰ１からの信号を反転するコンデン
サ結合のインバータとして作用する。これにより、両端
が第１の演算増幅器ＯＰ１および第２の演算増幅器ＯＰ
２の各出力に接続された駆動コイルＬ２は、ロータマグ
ネットの磁極の切り換わりに応じて全波駆動電流が供給
される。このとき、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力信号
は、抵抗Ｒ８を介して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴより出
力される。この回転動作中の出力信号は、たとえば１５
０Ｈｚ程度の周波数を持っている。
【００２６】ここで、ファンが異物に触れたりするなど
してブラシレスモータが停止した場合のブラシレスモー
タの駆動回路の動作について説明する。図３はモータが
回転停止中の要部波形を示す図である。
してブラシレスモータが停止した場合のブラシレスモー
タの駆動回路の動作について説明する。図３はモータが
回転停止中の要部波形を示す図である。
【００２７】ブラシレスモータが停止すると、第１の演
算増幅器ＯＰ１の出力は、ハイレベルまたはローレベル
に固定される。その結果、第２の演算増幅器ＯＰ２の非
反転入力に接続されたコンデンサＣ１の充電または放電
が開始され、その電位が第２の演算増幅器ＯＰ２の反転
入力に供給されている基準電圧以上またはそれ以下にな
ると、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力が反転し、駆動コ
イルＬ２に供給していた駆動電流を遮断または駆動コイ
ルＬ２に駆動電流を供給する。そのときに、駆動コイル
Ｌ２に発生する逆起電力のみがサーチコイルＬ１によっ
て検出される。
算増幅器ＯＰ１の出力は、ハイレベルまたはローレベル
に固定される。その結果、第２の演算増幅器ＯＰ２の非
反転入力に接続されたコンデンサＣ１の充電または放電
が開始され、その電位が第２の演算増幅器ＯＰ２の反転
入力に供給されている基準電圧以上またはそれ以下にな
ると、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力が反転し、駆動コ
イルＬ２に供給していた駆動電流を遮断または駆動コイ
ルＬ２に駆動電流を供給する。そのときに、駆動コイル
Ｌ２に発生する逆起電力のみがサーチコイルＬ１によっ
て検出される。
【００２８】第１の演算増幅器ＯＰ１の反転入力には、
このサーチコイルＬ１によって検出された信号が入力さ
れる。駆動コイルＬ２の逆起電力による誘起電圧は、ピ
ーク波形を有し、これが検出されたときに、第１の演算
増幅器ＯＰ１は、その出力状態を切り換える。
このサーチコイルＬ１によって検出された信号が入力さ
れる。駆動コイルＬ２の逆起電力による誘起電圧は、ピ
ーク波形を有し、これが検出されたときに、第１の演算
増幅器ＯＰ１は、その出力状態を切り換える。
【００２９】これにより、第１の演算増幅器ＯＰ１の出
力は、ローレベルまたはハイレベルに固定され、第２の
演算増幅器ＯＰ２の非反転入力に接続されたコンデンサ
Ｃ１の放電または充電が開始され、その電位が第２の演
算増幅器ＯＰ２の反転入力に供給されている基準電圧よ
り下がった場合またはその基準電圧より上昇した場合に
は、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力が反転し、駆動コイ
ルＬ２に駆動電流を供給または駆動コイルＬ２に供給し
ていた駆動電流を遮断する。
力は、ローレベルまたはハイレベルに固定され、第２の
演算増幅器ＯＰ２の非反転入力に接続されたコンデンサ
Ｃ１の放電または充電が開始され、その電位が第２の演
算増幅器ＯＰ２の反転入力に供給されている基準電圧よ
り下がった場合またはその基準電圧より上昇した場合に
は、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力が反転し、駆動コイ
ルＬ２に駆動電流を供給または駆動コイルＬ２に供給し
ていた駆動電流を遮断する。
【００３０】このように、第２の演算増幅器ＯＰ２は、
コンデンサＣ１および抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７によって決
まる特定の周波数でオン・オフ動作を繰り返す。このオ
ン・オフ動作で、モータは正逆の方向に交互に駆動さ
れ、自力で回転を開始しようとする。したがって、オン
・オフ動作の周期は、１回のオン動作またはオフ動作で
マグネットのロータ部分が回転してある極から次の極へ
回転移動する時間、すなわちロータ部分が６０°以上回
転する時間よりも長く設定する必要があることから、第
２の演算増幅器ＯＰ２による発振回路は、たとえば５Ｈ
ｚ〜１０Ｈｚの特定の周波数で発振するようにしてあ
る。このとき、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力信号は、
回転停止を検出したアラーム信号として、抵抗Ｒ８を介
して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴから外部へ出力される。
コンデンサＣ１および抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７によって決
まる特定の周波数でオン・オフ動作を繰り返す。このオ
ン・オフ動作で、モータは正逆の方向に交互に駆動さ
れ、自力で回転を開始しようとする。したがって、オン
・オフ動作の周期は、１回のオン動作またはオフ動作で
マグネットのロータ部分が回転してある極から次の極へ
回転移動する時間、すなわちロータ部分が６０°以上回
転する時間よりも長く設定する必要があることから、第
２の演算増幅器ＯＰ２による発振回路は、たとえば５Ｈ
ｚ〜１０Ｈｚの特定の周波数で発振するようにしてあ
る。このとき、第２の演算増幅器ＯＰ２の出力信号は、
回転停止を検出したアラーム信号として、抵抗Ｒ８を介
して外部出力端子ＳＧ−ＯＵＴから外部へ出力される。
【００３１】ここで、異物を除去するなどしてファンの
ロック状態が解除された場合あるいは電源投入時の始動
の場合の動作を説明する。モータの回転停止中には、駆
動コイルＬ２に第２の演算増幅器ＯＰ２のオン・オフ動
作の周期で駆動電流が交互に流れているので、ロックの
解除後は、その駆動電流の供給により、モータは時計回
りまたは反時計回りのいずれかに回転駆動される。ロッ
ク解除後の最初の回転駆動により始動が成功しなけれ
ば、次の逆方向の回転駆動が試みられる。マグネットの
ロータ部分が回転を開始して、次の逆方向の回転駆動を
する前に極の切り換わりが行われると、次の逆方向の回
転駆動でロータ部の回転は加速され、後は、回転動作中
の説明で述べた動作に従って駆動コイルＬ２の逆起電力
およびヨークの引き付けによるブレーキトルクと釣り合
う回転数まで回転上昇し、モータは一定の回転数にて整
定するようになる。
ロック状態が解除された場合あるいは電源投入時の始動
の場合の動作を説明する。モータの回転停止中には、駆
動コイルＬ２に第２の演算増幅器ＯＰ２のオン・オフ動
作の周期で駆動電流が交互に流れているので、ロックの
解除後は、その駆動電流の供給により、モータは時計回
りまたは反時計回りのいずれかに回転駆動される。ロッ
ク解除後の最初の回転駆動により始動が成功しなけれ
ば、次の逆方向の回転駆動が試みられる。マグネットの
ロータ部分が回転を開始して、次の逆方向の回転駆動を
する前に極の切り換わりが行われると、次の逆方向の回
転駆動でロータ部の回転は加速され、後は、回転動作中
の説明で述べた動作に従って駆動コイルＬ２の逆起電力
およびヨークの引き付けによるブレーキトルクと釣り合
う回転数まで回転上昇し、モータは一定の回転数にて整
定するようになる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、第１
の演算増幅器によるシュミットトリガ回路と、第２の演
算増幅器による発振回路とを備え、第１の演算増幅器の
入力にサーチコイルによるロータ部の回転検出信号を受
け、駆動コイルの両端を第１の演算増幅器の出力と第２
の演算増幅器の出力とに接続して、回転動作中は回転検
出信号の入力に基づいて駆動コイルを第１の演算増幅器
とインバータとして作用する第２の演算増幅器とにて交
番駆動するようにし、ロータ部の回転停止中は、第２の
演算増幅器による発振回路が回転停止中を表す信号を外
部に出力する構成にした。これにより、サーチコイルお
よび駆動コイルを備えたブラシレスモータの駆動回路を
２つの演算増幅器による簡単な構成で実現でき、第２の
演算増幅器をロータ部の回転停止時に発振回路として機
能させることでモータの回転停止検知機能を備えること
ができ、しかも演算増幅器による回路構成なため、発振
周波数を極めて安定にすることができる。
の演算増幅器によるシュミットトリガ回路と、第２の演
算増幅器による発振回路とを備え、第１の演算増幅器の
入力にサーチコイルによるロータ部の回転検出信号を受
け、駆動コイルの両端を第１の演算増幅器の出力と第２
の演算増幅器の出力とに接続して、回転動作中は回転検
出信号の入力に基づいて駆動コイルを第１の演算増幅器
とインバータとして作用する第２の演算増幅器とにて交
番駆動するようにし、ロータ部の回転停止中は、第２の
演算増幅器による発振回路が回転停止中を表す信号を外
部に出力する構成にした。これにより、サーチコイルお
よび駆動コイルを備えたブラシレスモータの駆動回路を
２つの演算増幅器による簡単な構成で実現でき、第２の
演算増幅器をロータ部の回転停止時に発振回路として機
能させることでモータの回転停止検知機能を備えること
ができ、しかも演算増幅器による回路構成なため、発振
周波数を極めて安定にすることができる。
【図１】本発明によるブラシレスモータの駆動回路を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】モータが回転動作中の要部波形を示す図であ
る。
る。
【図３】モータが回転停止中の要部波形を示す図であ
る。
る。
【図４】従来のブラシレスモータの駆動回路の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】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。
示す回路図である。
Ｌ１ サーチコイル
Ｌ２ 駆動コイル
ＯＰ１，ＯＰ２ 演算増幅器
Ｐ 中点電位点
ＳＧ−ＯＵＴ 外部出力端子
Claims (4)
- 【請求項１】 マグネットのロータ部を駆動する駆動コ
イルおよび前記ロータ部の回転を検出するサーチコイル
を備えたブラシレスモータの駆動回路において、 前記サーチコイルによる回転検出信号をもとにしてオン
・オフ動作するシュミットトリガ回路を構成し、出力に
は前記駆動コイルの一端を接続した第１の演算増幅器
と、 前記第１の演算増幅器のオン・オフ動作に同期して反転
動作をし、前記第１の演算増幅器のオン・オフ動作がな
いときには特定周波数で発振する発振回路を構成し、出
力には前記駆動コイルの他端を接続するとともに外部回
路への出力端子が接続された第２の演算増幅器と、 を備えていることを特徴とするブラシレスモータの駆動
回路。 - 【請求項２】 前記第１の演算増幅器は、反転入力に、
一端を第１および第２の抵抗により電源を等分に分圧し
てなる中点電位点に接続した前記サーチコイルの他端を
接続し、非反転入力に、前記シュミットトリガ回路の基
準電圧を与えるよう前記中点電位点と出力との間で直列
接続した第３および第４の抵抗の共通接続部を接続し、
前記第２の演算増幅器は、反転入力に、一端を前記第１
の演算増幅器の出力に接続したコンデンサの他端と一端
を前記第２の演算増幅器の出力に接続して前記コンデン
サとともに発振回路の時定数回路を形成する第５の抵抗
の他端を接続し、非反転入力に、前記発振回路の基準電
圧を与えるよう前記中点電位点と出力との間で直列接続
した第６および第７の抵抗の共通接続部を接続してなる
ことを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータの駆
動回路。 - 【請求項３】 前記第２の演算増幅器による発振回路の
発振周波数の周期は、１つの発振出力により前記駆動コ
イルを駆動したことによって前記マグネットのロータ部
が少なくとも磁極の切り換えを行うまで回転移動するの
に必要な時間よりも長く設定したことを特徴とする請求
項１記載のブラシレスモータの駆動回路。 - 【請求項４】 前記ブラシレスモータは、アスピレータ
用のファンモータであることを特徴とする請求項１記載
のブラシレスモータの駆動回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244114A JP3447678B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | ブラシレスモータの駆動回路 |
| US09/920,464 US6528965B2 (en) | 2000-08-11 | 2001-08-01 | Drive circuit of brushless motor |
| EP01118982A EP1180849A3 (en) | 2000-08-11 | 2001-08-06 | Drive circuit of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244114A JP3447678B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002058282A JP2002058282A (ja) | 2002-02-22 |
| JP3447678B2 true JP3447678B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=18734849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000244114A Expired - Fee Related JP3447678B2 (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | ブラシレスモータの駆動回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6528965B2 (ja) |
| EP (1) | EP1180849A3 (ja) |
| JP (1) | JP3447678B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005341647A (ja) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Tomy Co Ltd | モータ、駆動ユニット及び動作装置 |
| CN110584979A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-20 | 泉州极简机器人科技有限公司 | 多个谐振振子的振动方法及装置 |
| JP7414436B2 (ja) * | 2019-09-11 | 2024-01-16 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置およびその制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5227704A (en) * | 1974-06-24 | 1993-07-13 | General Electric Company | Motor controls, refrigeration systems and methods of motor operation and control |
| DE3921462A1 (de) * | 1989-02-14 | 1990-08-16 | Vdo Schindling | Verfahren und schaltungsanordnung zum betrieb eines schrittmotors |
| US6084364A (en) * | 1996-12-19 | 2000-07-04 | Stmicroelectronics, Inc. | Using different frequency clocks to clock counters of a driver circuit at spin-up and at regulation |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000244114A patent/JP3447678B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-08-01 US US09/920,464 patent/US6528965B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-06 EP EP01118982A patent/EP1180849A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1180849A2 (en) | 2002-02-20 |
| EP1180849A3 (en) | 2004-04-14 |
| US20020021104A1 (en) | 2002-02-21 |
| JP2002058282A (ja) | 2002-02-22 |
| US6528965B2 (en) | 2003-03-04 |
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