JPH03190588A - ブラシレスモータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば複写機等における冷却用ファンモー
タを構成するブラシレスモータの駆動回路に関するもの
である。

［従来の技術］ 上記この種の従来のブラシレスモータは、例えば特開昭
５９　３７８９５号公報に示されているような回路↑６
１成となっている。即ち、第１０図において示すように
、永久磁石回転子の位置を検出する位置検出手段５０か
らの信号にもとづ７き複数相からなる固定子巻線５１．
５２／＼の通電を選択的に切替える駆動トランジスタ５
３．５４と、欠相切替スイッチ５５と、欠相ＩＪＪ替回
路５６及び起動補償回路５７とを（Ｉｉｆｉえている。

欠相切替回路５６は欠相切替スイッチ５５の動作に応答
して少なくとも一相の固定子巻線５１．５２／＼の通電
を停止させる。また、起動補償回路５７は、位置検出手
段５０からの信号で動１ヤし、永久磁石回転子の拘束時
に欠相切替回路５６による欠相動作を停止させる。

上記構成の駆動回路の動作は次のとおりである。即ち、
永久磁石回転子の磁界により位置検出手段５０がＨＩ又
はＬＯを出力すると、それに＆ｅっでアンプ５８が駆動
トランジスタ５３゜５４をオン又はオフし、アンプ出力
がら反転回路５９を介して接続された駆動トランジスタ
５３が駆動トランジスタ５４とは逆の状態になり、固定
子巻線５１．５２への通電が選択的に切替わり一方向へ
の回転トルクが生じ永久磁石回転子の回転が継続するこ
とになる。ここで入用切替スイッチ５５を閉じ、欠相切
替回路５６を働かせると、トランジスタ６０がオンし駆
動トランジスタ５３をオフする。巧区動トランジスタ５
３のオフによりこれに接続されている固定子巻線５１へ
の通電が停止され、他の固定子巻線５２のみがその駆動
期間だけ通電され回転速度が下がる欠相運転となる。こ
の欠相運転時に永久磁石回転子の拘束状ｆｍ　（モータ
ロック）が生じると起動トルクが出す、拘束状態が解除
されても再起動しないことになるため、起動補償回路５
７で拘束解除後の再起動を補償するようになっている。

即ち、欠ｌｔ］駆動により回転数の切替えを行うことに
より無駄な電力消費を抑え、欠相駆動での拘束には電源
のリセットなしに拘束状態の解除とともに再起動させる
ことができるものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のブラシレスモータの駆動回路においては
、欠相切替回路５６による欠相運転により回転数を低く
するものであるため、低速を任意の速度に設定すること
ができないうえ、欠相運転での拘束に対処するための起
動補償が必要であるといった解決すべき課題を含んでい
る。

この発明はかかる従来の課題を解決するためになされた
もので、低速を任意の速度に設定することができ、ＩＪ
Ｉ遠回転時でも起動が確実な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。

［課題を解決するための手段］ この発明に１系るブラシレスモータの駆動回路は、ロー
タ位置検出手段からの信号にもとづきステータコイルへ
の通電を切り換えるコイル駆動回路に対してステータコ
イル各相の駆動期間の始めにオフ時間を作るべく出力す
る速度制御回路を備え、このオフ時間の長さを外１寸は
抵抗の抵抗値を変えることによって変える速度切替手段
を設けたものである。

またこの発明に係る池のブラシレスモータの駆動回路は
、特に速度切替回路の指令値入力点電位を、モータが停
止する電位まで上げ得るようにしたものである。

［作用］ この発明のブラシレスモータの駆動回路においては、速
度切替手段の抵抗値を変えることによってステータコイ
ル各相の駆動期間の始めのオフ時間が変わり、オフ時間
のとりかたで任意の低速回転が得られ、低速回転時でも
起動は硲実なものとなる。

またこの発明の他のブラシ１／スモータの駆動回ｎにお
いては、特に速度切替回路の指令値入力点電位を、モー
タが停止する電位まで上げることで、停止モードを具備
させることができる。

［実施例コ 第１図から第９図までの各図はこの発明の一実施例を示
したものである。始めに第１図に示すブラシレスモータ
の駆動回路を説明する。この駆動回路は多極着磁された
永久磁石ロータの位置を検出するロータ位置検出手段と
してのホールＩＣＩと、このホールＩＣ１からの信号に
もとづきステータコイル２，３への通電を切り換えるコ
イル駆動回路４と、このコイル駆動回路４に対してステ
ータコイル２，３各相の駆動期間の始めにオフ時間Ｔｏ
を作るべく出力する速度ｌｌ１ＩＪ御［ＩＦ５とを備え
ている、この速度制御回路５には、上記オフ時間Ｔｏを
変える速度切替手段６が接続されている。ホールＩＣＩ
の出力はコイル駆動回路４のアンプ７を介してｌｆｌ切
替回路８に入、力される。相切替回路８の出力側には並
列接続された出力アンプ９．］０を介してステータコイ
ル２．３がそれぞれ接続されている。Ｖｃｃは直流電源
電圧で、電流制限用の抵抗１１を通してツェナーダイオ
ード１２に通電され他の回路電源となる定電圧ＶＣ，が
形成される。ホールＩＣＩには抵抗１３を介して定電圧
Ｖｃ１が印加されている。速度制御回路５はオフ時間発
生回路ともいえるらので、アンプ７からの信号を受け、
アンプ７の反転時に短いパルスを出力する回転パルス発
生回路１４と、このパルスで短時間導通ずるトランジス
タ１５を含んでいる。トランジスタ、１５には定電圧Ｖ
Ｃ１の印加された抵抗１６とコンデンサ１７による充放
電回路が接続され、コンデンサ１７の電圧がコンパレー
タ１８に、定電圧Ｖｃ１の抵抗１９．２０による分圧と
ともに印加される。

上記抵抗２０にはこれに並列に指令入力用の抵抗２１を
スイッチング手段としてのトランジスタ２２で切り換え
る速度切替手段６が繋がれ、コンパレータ１８に印加す
る電圧を可変にしている。コンパレータ１８の出力は相
切替回路８に入力され、相切替回路８はコンパレータ１
８の出力がＨＩの時には動１ヤすることができない。

引き続いて上記構成の回路の動作を第２図〜第４図に基
づいて説明する。定電圧Ｖｃ１から抵抗１３を介して通
電されるホールＩＣＩは、永久磁石ロータの磁界により
その出力を正負に変化させ、アンプ７はそれを受けてＨ
ＩかＬＯかの二値出力をする。相切替回路８はアンプ７
の出力を受けてアンプ７の出力に応じて出力アンプ９．
１０のいずれか一方を駆動し、それに接続されたステー
タコイル２．３の対応する一方を駆動させる。これによ
り、一方向の回転トルクが生じ永久磁石ロータが回転し
、ステータコイル２，３は交互に通電されて回転が継続
することになる。速度制御回路５と速度切替手段６とは
次のように働く。即ち、アンプ７の反転時にその出力を
受けて回転パルス発生回路１４が短いパルスを出力し、
これによりｌ・ランジスタ１５が短時間導通ずる。トラ
ンジスタ１５の導通によりコンデンサ１７は急速に放電
し、ＯＶに近い電圧になる。トランジスタ１５が非導通
になるとコンデンサ１７は抵抗１６を介して充電されて
いき、その電圧は上昇していく、この電圧はコンパレー
タ１８に印加されており、これがコンパレータ１８に印
加されている抵抗１９．２０及び指令入力用の抵抗２１
による電圧（指令値入力点電位又は制御電圧）ＶｃτＬ
より低い間はコンパレータ１８の出力はＨＩで、相切替
回路８は動作できない。この間はステータコイル２．３
への通電もないオフ時間ＴＯとなる（第２図参照）。抵
抗１６を介して充電されていくコンデンサ１７の電圧が
指令値入力点電位ＶＣＴＬを越えるとコンパレータ１８
は反転しＬＯの出力となり、相切替回路８を動作させ、
通電すべきステータコイル２，３に通電される。オフ時
間ＴＯは抵抗１６とコンデンサ１７による時定数を長く
するか指令直入力点電位ＶＣＴＬを高くすると長くなり
、抵抗１６とコンデンサ１７による時定数を短くするか
指令値入力点電位ＶＣＴＬ　を低くすると短くなる。オ
フ時間ＴＯが長い程永久磁石ロータの回転速度は下がり
、短い程永久磁石ロータの回転速度は上がる（第３図参
照〉。指令値入力点電位ＶｃＴＬは指令入力用の抵抗２
１とトランジスタ２２がなければ抵抗１９．２０の分圧
となる。指令入力用の抵抗２１が指令値入力点電位ＶＣ
ＴＬとＯＶの間に入ると、抵抗１９．２０の分圧より低
い電位の指令値入力点電位Ｖｃ　ＴＬとなり、オフ時間
ＴＯが短くなって回転速度が上がる（第４図参照）、さ
らにトランジスタ２２が導通すると、オフ時間Ｔｏはな
くなり全速で回転することになる。従って、指令入力用
の抵抗２１により低速の調節ができ、トランジスタ２２
のオン・オフで高速・低速の切り替えができることにな
り、欠相駆動により低速運転させるわけではないので低
速運転時に拘束状悪が起きても、拘束が解除されれば再
起動することになる。

第５図、第６図、第７図、第９図はそれぞれ速度切替手
段６の他の具体例を示したものである。即ち第５図の実
施例は、指令値入力点電位Ｖ　ＣＴ　ＬとＯＶとの間に
抵抗２３．２４を直列に接続し、抵抗２４に並列にトラ
ンジスタ２５を接続した構成である。トランジスタ２５
をオンすると抵抗２４が短絡し、抵抗２３だけで高速の
速度が決まり、トランジスタ２５をオフすると抵抗２３
．２４の直列回路ができ、抵抗値が大きくなって低速の
速度が決まることになる。

また第６図の実施例は指令値入力点Ｔ、位ＶｃＴＬと０
■との間に抵抗２６が挿入され、これと並列に抵抗２Ｓ
と１〜ランジスタ２９の直列回路を接続した構成である
。トランジスタ２９がオンすると抵抗２Ｓと抵抗２６の
並列回路となり４抵抗２６より抵抗値が小さくなって高
速の速度が決まる。トランジスタ２９がオフすると、抵
抗２６だけになり低速の速度が決まる。

第７図の実施例は停止モードを具備させたもので、第８
図に示すように指令値入力点電ｌ１ｖｃＴＬが所定電圧
以上では永久磁石ロータの回転が停止するものに適用で
きる。即ち、指令値入力点電位ＶＣＹＬとＯｖとの間（
、二）・ランジスタ３０と抵抗３１とツェナーダイオー
ド３２が並列に入れられている。ただしツェナーダイオ
ード３２は逆方向に接続されている。さらに、直流電源
電圧Ｖｃｃど指令値入力点電位ＶＣＴＬの間にトランジ
スタ３３と抵抗３４が直列に入れられ、トランジスタ３
３のエミッタ・ベース間に抵抗３５が入れられ、そのベ
ースがらｏＶへ抵抗３６とトランジスタ３７が直列に入
れｔ。

れている。トランジスタ３７がオフて′、トランジスタ
３０がオンの時には指令値入力点電位ＶＣＴＬはほぼＯ
ｖになり永久磁石ロータは全速で回転する。次にトラン
、ジスタ３０がオフすると抵抗３１で低速が決まる。さ
らにトランジスタ３７がオンすると、■・ランジスタ３
３がオンし抵抗３４を通じて指令値入力点電位ＶＣ丁り
が引き上げられ、ツェナーダイオード３２が通電するツ
ェナー電圧になる。このツェナー電圧を第８図の回転の
停止する電圧に設定しておけば停止モードとなる。

第９図の実施例も停止モードを具備〔、を二もので、指
令値入力点電位ＶＣＴＬとｏＶの間にトランジスタ３８
と抵抗３つ６　トランジスタ４゜の直列回路と、ツェナ
ーダイオード４）の逆方向接続とが並列に挿入さノ１、
直流電源電圧ＶｃＣと指令値入力点電位ＶＣＴＩ−の間
に抵抗４２が入ねられている。ｌ・ランシ゛スタ３８が
オンて′指令値入力点電位Ｖ　ＣＴ　ＬがほぼＯＶにな
り、永久磁石＋７−タの回転は全速となる。１−・ラン
ジスタ３８がオフで、トランジスタ４０がオンすると指
令値入力点電位Ｖｃ　ＴＬは直流電源電圧Ｖｃｃを抵抗
４２．３９で分圧する点に接続され低速が決定される。

この場合、直流電源電圧Ｖ　ｃ　ｃが下がると速度が落
ちるが、指令値入力点電位ＶＣＴＬも下がり速度が上が
るため直流電源電圧Ｖｃｃの変動をある程度相殺できる
。

次にトランジスタ３８．４０が共にオンすると指令値入
力点電位ｖｃ’ｒ（は抵抗４２により引き上げられ、ツ
ェナーダイオード４１のツェナー電圧となり、これを回
転の停止する電圧に設定しておけばやはり停止モードと
なる。

即ち上記実施例のいずれも低速を任意の速度に外付けの
抵抗の抵抗値を変化させることにより設定することがで
き、低速回転時でも起動が確実になる点に特徴がある。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明のブラシレスモータの駆動回路に
よれば、速度切替手段の抵抗値を変えることによってス
テータコイル各相の駆動期間の始めのオフ時間の長さが
変わり、オフ時間のとりかたで任意の低速回転が得られ
、低速回転時でも起動が確実になる効果が得られる。

またこの発明の他のブラシｌ／スモークの駆動回路によ
れば、特に速度切替回路の指令値入力点電位を、モ・−
夕が停止する゛電位まで土げろことで、停止モードも具
備させることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるブラシレスモータの駆動回路の
一実施例を示す回路図、第２図は第１図の各部の波形を
示す説明図、第３図はオフ時間と回転速度との関係を示
す説明図、第４図はＶＣＴＬと０■間に入れる抵抗と回
転速度の関係を示す説明図、第５図、第６図、第７図及
び第９図はそれぞれ速度切替手段の池の実施例を回路図
と機能図を組で示す説明図１、第８図は第７図における
ＶＣＴＬと回転速度との関係を示す説明図、第１０図は
従来例としてのブラシレスモータの駆動回路を示す回路
図である。 図において、１はホールＩＣ２２，３はステータコイル
、４はコイル駆動口、路、５は速度制御回路、６は速度
切替手段、８は相切替回路、１４は回転パルス発生回路
４．１５はトランジスタ、１６は抵抗、１７はコンデン
サ、１８はコンパレータ、１９．２０は抵抗、２１は抵
抗、２２はｌ・ランジスタ、２３．２４は抵抗、２５は
ｌ・ランジスタ、２６．２８は抵抗、２９はｌ・ランジ
スタ、３０はトランジスタ、３１は抵抗、３２はツェナ
ーダイオード、３３はトランジスタ、３４．３５．３６
は抵抗、３７はトランジスタ、Ｖ　ＣＴ　Ｌは指令値入
力点電位（制御電圧）である。なお、図中同一符号は、
同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、多極着磁された永久磁石ロータの位置を検出す
   るロータ位置検出手段、このロータ位置検出手段からの
   信号にもとづきステータコイルへの通電を切り換えるコ
   イル駆動回路、このコイル駆動回路に対して上記ステー
   タコイル各相の駆動期間の始めにオフ時間を作るべく出
   力する速度制御回路を備え、上記速度制御回路には、指
   令入力用の抵抗をスイッチング手段で切り換えることに
   より指令値が変わり上記オフ時間の長さを変える速度切
   替手段を繋いだことを特徴とするブラシレスモータの駆
   動回路。
2. （２）、速度切替回路の指令値入力点電位を、モータが
   停止する電位まで指令入力用の抵抗のスイッチング手段
   での切り換えで上げ得る構成の請求項１に記載のブラシ
   レスモータの駆動回路。