JPS60141184A - ブラシレスdcモ−タの駆動回路 - Google Patents

ブラシレスdcモ−タの駆動回路

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JPS60141184A
JPS60141184A JP58245133A JP24513383A JPS60141184A JP S60141184 A JPS60141184 A JP S60141184A JP 58245133 A JP58245133 A JP 58245133A JP 24513383 A JP24513383 A JP 24513383A JP S60141184 A JPS60141184 A JP S60141184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
timing
brushless
rotor
motor
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP58245133A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaya Okita
雅也 沖田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPS60141184A publication Critical patent/JPS60141184A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、ブラシレスDCモータの駆動回路に関するも
のである。更に詳しくは、本発明は、電子スチルカメラ
の磁気ディスクの駆動モータに適用して特に有効なブラ
シレスDCモータの駆動装置に関するものである。
〔発明の背景〕
近年、磁気ディスク等を記録媒体とする小型電子スチル
カメラが提案されている。この電子スチルカメラの磁気
ディスクの駆動モータは、耐久性および、小型薄型化の
ものが要求されることから、ブラシレスDCモータを使
うことが考えられている。ところが、ブラシレスDCモ
ータは、〜ブラシ付コアレスモータに比べて、慣性モー
メントが数倍ある為に、ブラシ付′コアレスモータより
起動時間が長くなってしまうという問題点がある。
電子スチルカメラにおいては、モータの起動時間をでき
るだけ短かくすることが、シャッターチャンスをのがさ
ない様にするうえから、また、モータの消費電力を少な
くするうえから要求される。
それ故に、電子カメラの磁気ディスク駆動モータとして
、ブラシレスDCモータを使うためには、起動時間が長
いという問題点を解決しなくてはならない。
ブラシレスDCモータにおいて、起動時間を短かくする
には、まず、慣性モーメントが大きい分だけトルクを増
加させる必要がある。トルクを増大する為には、コイル
に鎖交する磁力線の数を上げればよいが、それには、(
1)ローターの磁石に磁力の強い磁石を使う。(II)
 t=−ターとステータとの間のギャップを小さくする
。価ステータコイルのターン数を増す。(Iいステータ
コイルに流す駆動電流を大きくする等が考えられる。
しかしながら、前記(1)については磁力の強い磁石は
高価であり、また前記(11)のロータとステータとの
間のギャップを短かくするには、機械加工の精度からお
のずと限界がある。また、前記6山についてはステータ
のターン数を増すと、使用電圧は高くなり、この結果電
流を多く流すこととなつ′て、ポータプル機器としての
電源の制約から困難である。また、前記(ψについては
駆動電流を多く流すためには、電源電圧を高くしなくて
はならず、これも電源の制約からできない。
なお、コイルに流す電流をコントレールする回路におい
て、スイッチングタイミングの設定により、トルクを増
大させることは可能であるが、トルクむらが生じ、これ
に起因する回転むらが生ずるうえに、効率が悪くなって
電源の制約からも実用不能である。
また、モータの慣性モーメントを小さくしてトルク定数
を大きくすることによって回転の立上りを良くすること
は可能であるが反面回転むらが生じ易く逆にモータの慣
性モーメントを大きくしてトルク定数を小さくすること
によって回転むらを抑えることが可能であるが回転の立
上りが悪くなる。即ち、回転の立上り特性を良くするこ
とと、回転むらを少くすることとは互いに矛循する技術
的要素を含んでいる。
以上は電子スチルカメラの磁気ディスク駆動モータに適
用する場合についての背景であるが、これに限らず、電
源に制約のある各種の装置において、簡単な構成で、起
動時間を短かくしたいという要求がある。
〔本発明の目的〕
本発明は、この様な背景に鑑みてなされたもので、簡単
な構成で、起動から一定回転速度に至る時間を短くする
ことのできるブラシレスDCモータの駆動回路を実現し
ようとするものである。
〔本発明の概要〕
本発明に係る装置は、回転起動時用の第1のタイミング
と、定常回転時用の第2のタイミングとを有するコント
ロール回路を有し、起動時はスイッチングを第1のタイ
ミングにより行い、トルりむらと効率を無視してトルク
を増すようにし、定常回転時にはスイッチングを第2の
タイミングにより行い、トルクむらのない効率の良いタ
イミングに切り換える点に特徴がある。
〔実施例による説明〕
第1図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック図
、第2図は第1図におけるコントロール回路の一例を示
す回路図である。ここでは、ブラシレスDCモータとし
て、6極2相のものについて例示しである。
第1図において、RTは磁石で構成されたロータ、ST
はステータで、これにはステータコイルSC1、SC2
がそれぞれ巻回されている。H,、H,。
H,、I(4はロータRTの回転位置を検出するホール
素子で、これらの出力はコントロール回路CCにそれぞ
れ印加されている。
コントロール回路CCは、ホール素子H1〜H4からの
信号に応じてドライブ回路DVに与えるスイッチングの
指令信号を作るもので、本発明においては、このコント
ロール回路CCは、回転起動時用の第1のタイミングと
、定常回転時用の第2のタイミングとを有するものであ
って、第1のタイミングと第2のタイミングとを、タイ
マーのような切替手段TMからの切替信号STによって
切替えられるように構成されている。
ドライブ回路DVは、コントロール回路CCがらのスイ
ッチングの指令信号を受け、ステータコイルsc、 、
 sc、に流す駆動電流を制御する。
第2図に示すコントロール回路CCにおいて、1〜4は
、ロータRTの回転位置検出手段たるホール素子H1〜
H4からの信号を入力し、これを波形整形するコンパレ
ータ、5〜12はインバータ、16〜20はアンドゲー
ト、21〜24はオアゲートである。
アンドゲート16の一方の入力端には、コンパレータ1
の出力信号A、がインバータ5,6を介して印加され、
アンドゲート14の一方の入力端には、出力信号A、が
インバータ5を介して印加されている。また、アンドゲ
ート15の一方の入力端には、コンパレータ6の出力信
号A、がインバータ9.10を介して印加され、アンド
ゲート16の一方の入力端には、出力信号As がイン
バータ9を介して印加されている。各アンドゲート16
〜16の他方の入力端には、切替手段TMからの切替信
号STが印加され、各アンドゲート16〜16の開閉が
制御される。
アンドゲート17の一方の入力端には、コンパレータ2
の出力信号人、がインバータ7.8を介して印加され、
またこの信号はアンドゲート19の一方の入力端にも印
加される。
アンドゲート17の他方の入力端には、コンパレータ4
の出力信号A、がインバータ11を介して印加され、ま
た、この信号は、アンドゲート20の一方の入力端にも
印加されている。アンドゲート1Bの一方の入力端には
、コンパレータ4の出力信号A4が、インバータ11.
12を介して印加゛され、この信号は、アンドゲート1
9の他方の入力端にも印加されている。アンドゲート1
8の他方の入力端には、コンパレータ2の出力信号A−
gがインバータ7を介して印加され、この信号はアンド
ゲート20の他方の入力端にも印加されている。
各アンドゲート16〜16及び17〜20の出力は、オ
アゲート21〜24を介してドライブ各路DVへ出力さ
れる。
この様に構成した装置の動作を、次に第3図に示す動作
波形図を参照しながら説明する。
第1図において、いま、ロータRTが矢印に示す方向に
回転しているものとすると、ステータコイルSC,及び
SC,の両端L1〜L2及びり、〜L4には、ロータR
Tの回転に対応して、第3図(イ)、(ワ)に示すよう
に、互いに位相が異なった起動力e1及びe、が発生す
る。
また、ホール素子H1〜H4は、ロータR,Tの回転を
検出し、各コンパレータ1〜4の出力信号人、〜A4は
、第6図(ハ)〜(へ)に示すように変化する。
また、各アンドゲート13〜16の一方の入力端に印加
される信号C1〜C4は、第5図(ト)と停)に信号C
□とC8についてのみ代表して示すように、周期が起電
力e、と同期した時間巾t、の短形波信号となっている
。各アンドゲート17〜20の出力信号B1〜B4は、
第6図(ト)と(す)に信号B1 とB。
についてのみ代表して示すように、時間巾がt。
(この例では’z−2ts)の矩形波信号となっている
DCモータのトルク定数は、起電力定数Keに比例する
ものであり、(但しe−Keω ここでωは角速度)第
6図(イ)(ロ)の起電力の振巾が一定な部分ではトル
クは一定に維持できる。ここで、ステータコイルSC1
について着目すれば、アンドゲート17,18の出力信
号B1、B、によるタイミングで、ステータコイルSC
8に駆動電流を流すと、こ−のコイルの両端電圧E1 
は、第3図(/りの実線に示すようになり、これによる
トルクは、第6図(力の実Ifi!T、に示す通りとな
る。従って、2つのステータコイA/SC1、SC2に
よって発生するトルクの総和は、第6図(プの実線T0
に示すように回転位置(時間)によらず一定値とな°る
これに対し、アンド−ゲート16〜16を切替信号8T
によって開にし、出力信号01〜C4によるタイミング
で、ステータコイA/SC,,SC2に駆動信号を流す
と、例えばステータコイルSC1の両端電圧は、第6図
e→の破線に示す通りとなり、またこれによるトルクは
第6図(′=Aの破線に示す通りとナル。従って、この
場合の2つのステータコイルsc、 、 sc、によっ
て発生するトルクの総和は、第6図(ロ)の破線に示す
通りとなり、トルクむらはあるもののトルクの平均値を
増大させることができる。
第1図において、切替手段TMは、例えばタイマーであ
って、モータ起動後一定時間は、切替信号STを出力さ
せ、(H)これにより、各アンドゲート16〜16を開
とさせ、出力信号C1〜C4による第1のタイミングに
よってスイッチングを制御し、トルクを増すようにして
いる。起動後一定時間経過すると、アンドゲート13〜
16は閉じ、各アンドゲート17〜20の出力信号によ
る第2のタイミングによりスイッチングを制御し、回転
むらのない定トルクの定常回転に移行する。
なお、上記の実施例では、切替手段TMとして、タイマ
ーを使用した場合を説明したが、これをロータRTの回
転速度を検出する手段とし、四−タRTの回転が一定速
度に達しない前は、第1のタイミングによりスイッチン
グを制御し、一定速度に達したらそれを検出して第2の
タイミングに切替えるようにしてもよい。
また、本発明に係る装置は、電子スチルカメラ用の磁気
ディスク駆動モータのみならず、起動時・の回転の立上
りが良いことを要求される各種装置のブラシレスDCモ
ータであってかつ電源に蓄電池や乾電池を用いる携帯用
装置のブラシレスDCモータ駆動回路に適用することが
できる。
〔本発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、簡単な回路で、
トルクを切替手段からの信号によって増大することがで
きるもので、起動から一定回転速度に、至る時間を短く
することの可能なブラシレスDCモータの駆動回路が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の一例を示す構成プルツク図
、第2図は第1図におけるコントロール回路の一例を示
す回路図、第3図は動作説明のだめの波形図である。 RT・・・ロータ、ST・・・ステータ、s cl、 
s c、・・・ステータコイル、H1〜H4・・・ホー
ル素子、CC・・・コントロール回路、Dv・・・ドラ
イブ回路、TM・・・切替手段。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第4図 υV ()() 艷 N 町 ぐくく 斗己こ侶ご ε i j: E こ ミ と し

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ステータコイルに流す駆動電流をロータの回転
    位置に応じてスイッチングし、ロータを回転させるブラ
    シレスDCモータの駆動回路において、回転起動時用の
    第1のタイミング信号と、定常回転時用の第2のタイミ
    ング信号とを出力するコントロール回路と1 所定の条件で前記第1のタイミング信号から第2のタイ
    ミング信号に切替る切替手段とを設け、ステータコイル
    に流す駆動電流を前記コントロール回路からの各タイミ
    ング信号によって制御することを特徴とするブラシレス
    DCモータノ駆動回路。
  2. (2)切替手段はロータの回転速度検出手段を含み、前
    記ロータの回転速度に達した時に第1のタイミングから
    第2のタイミングに切替える特許請求の範囲第1項記載
    のブラシレスDCモータの駆動装置。
  3. (3)切替手段はタイマーを含み、起動から一定時間に
    達した時に第1のタイミングから第2のタイミングに切
    替える特許請求の範囲第1項記載のブラシレスDCモー
    タの駆動装置。
JP58245133A 1983-12-28 1983-12-28 ブラシレスdcモ−タの駆動回路 Pending JPS60141184A (ja)

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