JPH03222691A - ブラシレスモータ駆動回路 - 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 本発明はブラシレスモータの駆動回路に係り、同回路内
の損失低減に関するものである。

従来技術 従来、例えばＤＣブラシレスモータ（以下、ブラシレス
モータと略す）の駆動回路は第４図に示す回路が一般に
採用されていた。

これは電源Ｅからの電流を回転数制御スイッチＳｗｃを
介してブラシレスモータ１の各ステータコイルＬ１、Ｌ
２、Ｌ３に連結されており、各コイルの他端は相切替え
スイッチＳｗｌ、３ｗ２．３ｗ３に連結されている。な
お、ダイオードＤは転流用ダイオードである。

前記回路の動作を第５図に示す。回転数制御スイッチＳ
ｗｃは図示しない発振器によってオン、オフし、更に同
発振器は図示しない外部信号によってデユーティ制御さ
れる。同電流はホール素子などのロータ位置検出センサ
からの信号によって所定の相切替えスイッチＳｗｌ、３
ｗ２．３ｗ３をオンにすることにより所定のステータコ
イルＬ１、Ｌ２、Ｌ３に通電され、このステータコイル
への通電を順次切り換えることによって前記モータは駆
動される。

ところが、前記ステータコイルは若干のエネルギが蓄積
されるため、相切替え時には同エネルギを放電しなけら
ばならず、その為一般に第６図に示すような保護回路に
よって前記蓄積されたエネルギを消費させている。同図
（ａ）では相切替えスイッチとしてトランジスタＱを使
用しており、同トランジスタＱのコレクターエミッタ間
を抵抗Ｒ、コンデンサＣを介して連結している。このよ
うな構成によって、前記トランジスタＱのオンからオフ
切り替え時においてはステータコイルに蓄えられたエネ
ルギの為トランジスタのコレクタに一時的に大電圧（サ
ージ）が発生しようとするが、同エネルギは前記抵抗Ｒ
を介してコンデンサＣに蓄積され、その後抵抗Ｒによっ
て消費される。

又、前記保護回路には同図（ｂ）に示すような回路も従
来用いられていた。これはトランジスタＱのコレクター
ベース間にツェナダイオードＤｚ、ダイオードＤを介し
て連結されており、これにより前記ステータコイル両端
が所定電圧以上になるとツェナダイオードＤｚを介して
ベースに電流が流れ暫くのあいだ同トランジスタＱはオ
ン状態を保持し、同トランジスタＱを電流が流れる事に
よって蓄積エネルギを消費させる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記回路においては、各ステータコイルへ
流れる電流は回転数制御スイッチＳｗｃによってデユー
ティ制御されており、これは前記各相切替えスイッチと
は独立して制御されている。

そのため、前記相切替え時において前記回転数制御スイ
ッチがオン状態とオフ状態とでは前記保護回路にて消費
されるエネルギが異なり、特に回転数制御スイッチＳｗ
ｃがオン状態の場合に相切替えが行われると、ステータ
コイルに蓄積されたエネルギ以外の電源から供給された
エネルギまでが消費されてしまい、損失が増大していた
。さらにこれによって素子の発熱も増大するため、大型
の放熱板を使用しなければならず、回路全体を小型化し
にくいという問題点を有していた。

本発明は前記問題点に鑑み、相切替え時の損失を低減し
たブラシレスモータの駆動回路を実現しさらには本回路
を小型化することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記のような問題点に着目してなされたもの
であって、ロータの回転位置信号による複数のステータ
コイルへの通電制御にて駆動されるブラシレスモータの
駆動回路において、前記複数のステータコイルへの通電
をオン・オフ制御させる相切替え手段と、前記相切替え
手段への通電切り替え時の信号によって前記ステータコ
イルへの電流を一時的に停止させる電流停止手段とを備
えたことを要旨とする。

作用 従って、本発明のブラシレスモータ駆動回路においては
、複数のステータコイルへの通電を切替える際、同切替
え時の信号によってステータコイルへの通電を遮断する
ため、相切替え時に電源からのエネルギが消費されるこ
とは無い。

実施例 以下、この発明を３相ブラシレスモータに具体化した実
施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、電源Ｅからの電流は回転数制御ト
ランジスタＱｃのコレクターエミッタを介してブラシレ
スモータ１の各ステータコイルしＩ　Ｌ２、Ｌ３及び転
流用ダイオードＤに接続されており、同ダイオードＤの
他端は接地されている。前記トランジスタＱｃのベース
はＡＮＤゲート５を介して一方はデユーティ可変発振回
路２の出力に接続されてパルス信号を入力し、同発振回
路２は外部からの回転数指令信号によって同パルス信号
のデユーティを変化させる。前記ＡＮＤゲート５の他方
の入力には入力を反転して出力するインバータ６を介し
てワンショットマルチバイブレーク３に接続され、前記
ＡＮＤゲート５、インバータ６、ワンショットマルチバ
イブレーク３より電流停止手段を構成する。同ワンショ
ットマルチバイブレーク３は図示しないホール素子など
のロータ位置検出器からのロータ位置信号を入力して同
信号の所定振幅以上の信号変化によって一定期間オン信
号を出力する。

又、ロータ位置信号は相切替え手段としての相切替え駆
動回路４に入力され、同信号に基づいて所定の相切替え
トランジスタＱｌ、Ｑ２、Ｑ３のヘースヘ駆動信号を出
力する。同トランジスタＱ１、Ｃ２、Ｃ３のそれぞれコ
レクタは前記ステータコイルＬ１、Ｒ２、Ｒ３に接続さ
れ、エミッタは接地されている。更に同トランジスタＱ
１、Ｃ２、Ｃ３の各コレクターエミッタ間は抵抗Ｒ１、
Ｒ２、Ｒ３及びコンデンサｃ１、Ｃ２、Ｃ３を介して接
続され、保護回路を成している。

以下に上記回路の作用を説明する。

外部からの回転数指令信号がらの入力によってデユーテ
ィ可変発振回Ｉａ２より所定のデユーティ輻を有するパ
ルス波形が出力されＡＮＤゲート５に入力される。一方
ロータ位置信号はワンショットマルチバイブレーク３へ
入力され、同ロータ位置信号が所定振幅以上変化すると
一定時間オン信号を出力し、それ以外はオフ信号を出力
する。同出力はインバータ６を介して反転してＡＮＤゲ
ート５に入力される。これによってＡＮＤゲート５はロ
ータ位置信号が変動しない限りはデユーティ可変発振回
路２の出力をそのまま出力するが、ロータ位置信号が変
動するとワンショトマルチバイブレータ３によって一定
期間出力が停止され、回転数制御トランジスタＱｃは第
２図に示すような信号が出力される。

一方、ロータ位置信号は相切替え駆動回路４に入力され
て所定のステータコイルＬ１、Ｒ２、Ｒ３をオンすべく
第２図に示すように所定の相切替えトランジスタＱ１、
Ｃ２、Ｃ３にオン信号を出力し、同ステータコイルの通
電にともなってモータ１のロータが回転する。同ロータ
の回転速度は回転数制御トランジスタＱｃによるパルス
信号のデユーティ比によって制御され、同化が高くなる
ほど高速となる。

そして相切替え時には従来と同様ステータコイルに蓄積
されたエネルギは各トランジスタの保護回路によって消
費され、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３によってサージを
吸収し、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって消費される。

ここで前記第２図に示すように各トランジスタの相切替
え信号が入力された時にはトランジスタＱｃによる回転
数制御信号は出力されないため、この時に前記保護回路
にて消費される電力は各ステータコイルＬ１、Ｒ２、Ｒ
３に蓄積されるエネルギーのみであり、電源からのエネ
ルギが消費されることはない。これによって同回路内の
損失を低減することが出来、効率を向上させることが出
来るとともに消費させる素子の発熱が少なくなるため、
放熱板を小型にすることができ、含めて回路全体を小型
化することが可能となる。

本発明は前記実施例に限られることなく、下記の例によ
っても実施することが可能である。

例えば回転数制御トランジスタＱｃとは別に電流停止用
スイッチング素子を直列に連結しても良い。これは第３
図に示すように、回転数制御トランジスタＱｃはデユー
ティ可変発信回路２の出力によってのみ動作し、これと
は別に電流停止トランジスタＱｓを用い、前記実施例と
同様にロータ位置信号の相切替え時にワンショットマル
チバイブレーク３及びインバータ６によって同トランジ
スタＱｓのコレクターエミッタ間を遮断する。これによ
って前記実施例と同等の効果を奏する。

更には前記実施例の各相切替え信号、回転数制御信号を
マイクロコンピュータによって出力し、プログラム上で
各相切替え時の通電を停止するようにしてもよい。又、
保護回路は第６図（ｂ）に示すものを用いたり３相以外
の複数相のブラシレスモーフに用いるなど適宜変更が可
能である。

発明の効果 以上詳述したように本発明によれば、ブラシレスモーフ
の相切替え時に電源からの電流を停止することによって
、ステータコイルに蓄積されたエネルギのみを保護回路
にて消費し、電源がらのエネルギを消費しないようにし
たため、駆動回路内の損失を低減することが出来、効率
を向上させることが出来るとともに消費させる素子の発
熱が少なくなるため、放熱板を小型にさせることができ
、含めて回路全体を小型化することを可能とするなどの
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１回は本発明を具体化した実施例を示すブラシレスモ
ーフ駆動回路の回路図、第２図は同回路の動作を示すタ
イミングチャート図、第３図は本発明の側倒を示す回路
図、第４図は本発明の従来技術を示す回路図、第５図は
同従来技術の動作を示すタイミングチャート図、第６図
は保護回路を示す回路図である。 １−ブラシレスモーフ ２・−デユーティ可変発信回路 ３−ワンショットマルチバイブレーク ４−相切替え駆動回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータの回転位置信号による複数のステータコイル
   への通電制御にて駆動されるブラシレスモータの駆動回
   路において、 前記複数のステータコイルへの通電をオン・オフ制御さ
   せる相切替え手段と、 前記相切替え手段への通電切り替え時の信号によって前
   記ステータコイルへの電流を一時的に停止させる電流停
   止手段とを備えたことを特徴とするブラシレスモータ駆
   動回路。