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JP3293324B2 - Speed detection circuit of brushless motor - Google Patents
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JP3293324B2 - Speed detection circuit of brushless motor - Google Patents

Speed detection circuit of brushless motor

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JP3293324B2
JP3293324B2 JP11725894A JP11725894A JP3293324B2 JP 3293324 B2 JP3293324 B2 JP 3293324B2 JP 11725894 A JP11725894 A JP 11725894A JP 11725894 A JP11725894 A JP 11725894A JP 3293324 B2 JP3293324 B2 JP 3293324B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はブラシレスモータの速度
検出回路に係り、特に、ブラシレスモータの各相のコイ
ルの誘起電圧により速度を検出するブラシレスモータの
速度検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed detecting circuit for a brushless motor, and more particularly to a speed detecting circuit for a brushless motor which detects a speed by an induced voltage of each phase coil of the brushless motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、従来の一例のブラシレスモータ
の速度検出回路の回路図を示す。同一特性のPNP型の
トランジスタQ6 ,Q7 で差動対トランジスタを構成し
ており、トランジスタQ6 ,Q7 の共通エミッタは、抵
抗R3 を介して電源電圧Vccの電源端子13(以下、単
に電源端子と記す)に接続されている。トランジスタQ
6 ,Q7 の夫々のコレクタは、能動負荷としてのカレン
トミラー回路を構成するトランジスタQ8 ,Q9 の夫々
のコレクタに接続されている。
FIG. 3 shows a conventional brushless motor.
1 is a circuit diagram of a speed detection circuit of FIG. PNP type with the same characteristics
Transistor Q6, Q7To form a differential pair transistor
Transistor Q6, Q7Common emitters
Anti-RThreeVia a power supply terminal 13 (hereinafter simply referred to as a power supply voltage Vcc).
To the power supply terminal). Transistor Q
6, Q7Each collector has a
Transistor Q that constitutes a Tomirror circuit8, Q9Each of
Connected to the collector.

【0003】カレントミラー回路を構成するPNP型ト
ランジスタQ1 ,Q2 及び抵抗R1により定電流回路を
構成している。PNP型トランジスタQ3 のエミッタ
は、トランジスタQ2 のコレクタに接続され、コレクタ
はグランド端子14に接続されて接地されている。NP
NトランジスタQ4 のベースはトランジスタQ3 のエミ
ッタに接続され、エミッタは抵抗R2 を介して接地さ
れ、コレクタはダイオード接続のトランジスタQ5 を介
して電源端子に接続されている。
A constant current circuit is constituted by PNP transistors Q 1 and Q 2 and a resistor R 1 constituting a current mirror circuit. The emitter of the PNP transistor Q 3 are connected to the collector of the transistor Q 2, the collector is grounded is connected to the ground terminal 14. NP
Based N transistor Q 4 is connected to the emitter of the transistor Q 3, the emitter is grounded through a resistor R 2, the collector is connected to the power source terminal via the transistor Q 5 of the diode connection.

【0004】トランジスタQ5 のエミッタとトランジス
タQ4 のコレクタの接続点が、差動対トランジスタのト
ランジスタQ6 のベースに接続されている。
[0004] connecting point of the collector of the emitter and the transistor Q 4 of the transistor Q 5 is connected to the base of the transistor Q 6 of the differential pair transistors.

【0005】NPN型の出力トランジスタQ13のベース
はトランジスタQ6 のコレクタに接続され、コレクタは
差動対トランジスタのトランジスタQ7 のベースに接続
されている。また、トランジスタQ13のエミッタは、出
力抵抗R7 を介して接地されると共に、トランジスタQ
3 のベースに接続されている。
[0005] base of an NPN output transistor Q 13 is connected to the collector of the transistor Q 6, the collector is connected to the base of the transistor Q 7 of the differential pair transistors. The emitter of the transistor Q 13 is grounded via the output resistor R 7, transistor Q
Connected to 3 bases.

【0006】誘起電圧VU が供給される端子16は、抵
抗R4 とダイオード接続のトランジスタQ10を介してト
ランジスタQ7 のベースに接続されている。同様に、誘
起電圧VV が供給される端子17は、抵抗R5 とダイオ
ード接続のトランジスタQ11を介してトランジスタQ7
のベースに接続され、誘起電圧VW が供給される端子1
8は、抵抗R6 とダイオード接続のトランジスタQ12
介してトランジスタQ 7 のベースに接続されている。
The induced voltage VUIs supplied to terminal 16
Anti-RFourAnd diode-connected transistor QTenThrough
Transistor Q7Connected to the base. Similarly, invitation
Electromotive voltage VVIs supplied to the terminal 17 through the resistor RFiveAnd Daio
Transistor Q11Through the transistor Q7
And the induced voltage VWTerminal 1 to which is supplied
8 is a resistor R6And diode-connected transistor Q12To
Through the transistor Q 7Connected to the base.

【0007】抵抗R7 と抵抗R2 は同一の抵抗値にして
あり、また、抵抗R4 ,R5 ,R6は同一の抵抗値にし
てある。また、トランジスタQ10〜Q12及びトランジス
タQ 5 は、同一の特性としてある。
[0007] Resistance R7And resistance RTwoIs the same resistance value
And the resistance RFour, RFive, R6Are the same resistance value
It is. Also, the transistor QTen~ Q12And Transis
TA Q FiveHave the same characteristics.

【0008】ここでは、U相、V相、W相の3相のコイ
ルを持つブラシレスモータを使用する。図示しない上記
各相のコイルは、一端が電源電圧Vccの電源端子に接続
され、他端が各相のスイッチング素子(図示せず)を介
して接地されている。U相、V相、W相の各相のコイル
の電源端子と反対側の端子は、夫々、端子16,17,
18に接続されている。
Here, a brushless motor having three-phase coils of U-phase, V-phase and W-phase is used. One end of each phase coil (not shown) is connected to the power supply terminal of the power supply voltage Vcc, and the other end is grounded via a switching element (not shown) for each phase. Terminals on the opposite side of the power supply terminals of the U-phase, V-phase, and W-phase coils are terminals 16, 17,.
18.

【0009】次に、図3のブラシレスモータの速度検出
回路の動作について説明する。ブラシレスモータの回転
子が回転されていると、U相、V相、W相の各相のコイ
ルに接続されたスイッチング素子が順次オンとなり、U
相、V相、W相の順に、各コイルが2π/3ずつ位相が
ずれて通電される。
Next, the operation of the speed detection circuit of the brushless motor shown in FIG. 3 will be described. When the rotor of the brushless motor is rotating, the switching elements connected to the U-phase, V-phase, and W-phase coils are sequentially turned on,
Each coil is energized with the phase shifted by 2π / 3 in the order of phase, V phase, and W phase.

【0010】図4は、各相コイルの誘起電圧VU
V ,VW と出力電圧VO の説明図を示す。図4(A)
に示すように、T1 期間中はU相コイルが通電されて励
磁され、T2 期間中はV相コイルが通電されて励磁さ
れ、T3 期間中はW相コイルが通電されて励磁される。
1 ,T2 ,T3 は、いずれも2π/3の期間である。
前記のように順次励磁される各相のコイルと、回転子の
磁石との間に生じる電磁力により、回転子が回転する。
FIG. 4 shows the induced voltages V U ,
FIG. 4 is an explanatory diagram of V V and V W and an output voltage V O. FIG. 4 (A)
As shown, during period T 1 is energized are energized U-phase coil, during period T 2 is energized V-phase coil is energized, during the period T 3 has W-phase coil is energized is energized .
Each of T 1 , T 2 , and T 3 is a period of 2π / 3.
As described above, the rotor is rotated by the electromagnetic force generated between the coils of each phase which are sequentially excited and the magnet of the rotor.

【0011】回転子が上記のようにして回転すると、U
相、V相、W相の各相のコイルには、図4(A)に示す
ように、2π/3ずつ位相がずれた正弦波状の誘起電圧
U,VV ,VW が生じる。ここで、各相の誘起電圧V
U ,VV ,VW の振幅値を夫々EU ,EV ,EW とする
と、誘起電圧VU ,VV ,VW は、下記(1) 〜(3) 式で
表せる。
When the rotor rotates as described above, U
As shown in FIG. 4A, sinusoidal induced voltages V U , V V , and V W whose phases are shifted by 2π / 3 are generated in the phase, V-phase, and W-phase coils. Here, the induced voltage V of each phase
U, V V, V W amplitude values respectively E U of, E V, when the E W, the induced voltage V U, V V, V W is expressed by the following (1) to (3).

【0012】 VU =Eu sinωt+Vcc (1) VV =EV sin(ωt−2π/3)+Vcc (2) VW =EW sin(ωt−4π/3)+Vcc (3) EU ,EV ,EW の値は、回転速度に比例して大きくな
る。この誘起電圧VU,VV ,VW が、夫々、端子1
6,17,18に供給される。
[0012] V U = E u sinωt + Vcc (1) V V = E V sin (ωt-2π / 3) + Vcc (2) V W = E W sin (ωt-4π / 3) + Vcc (3) E U, E The values of V and E W increase in proportion to the rotation speed. The induced voltages V U , V V , V W are respectively connected to terminal 1
6, 17, and 18.

【0013】端子16〜18夫々から抵抗R4 〜R6
介してトランジスタQ10,Q11,Q 12に流れる電流は、
トランジスタQ13のコレクタ,エミッタを介して、出力
抵抗R7 に流れる。
A resistor R is connected to each of the terminals 16 to 18.Four~ R6To
Through the transistor QTen, Q11, Q 12The current flowing through
Transistor Q13Output through collector and emitter of
Resistance R7Flows to

【0014】トランジスタQ6 ,Q7 からなる差動対ト
ランジスタは、トランジスタQ7 のベース電位がトラン
ジスタQ6 のベースと同電位であるときに、バランスし
た状態となる。
The differential pair transistors including the transistors Q 6 and Q 7 are in a balanced state when the base potential of the transistor Q 7 is equal to the base potential of the transistor Q 6 .

【0015】いま、トランジスタQ7 のベース電位がト
ランジスタQ6 のベース電位より高くなろうとすると、
トランジスタQ7 のコレクタ電流及びトランジスタ
9 ,Q 8 のコレクタ電流が減少し、トランジスタQ6
のコレクタ電流が増加したように見える。これにより、
トランジスタQ13のベース電流及びコレクタ電流が増加
して、トランジスタQ7 のベース電位が下げられる。従
って、トランジスタQ7 のベース電位は、ほぼ、トラン
ジスタQ6 のベース電位と同電位に保たれる。
Now, the transistor Q7The base potential of
Transistor Q6Trying to be higher than the base potential of
Transistor Q7Collector current and transistor
Q9, Q 8The collector current of the transistor Q6
It looks like the collector current has increased. This allows
Transistor Q13Base current and collector current increase
And the transistor Q7Is lowered. Subordinate
The transistor Q7The base potential of
Jista Q6Is maintained at the same potential as that of the base potential.

【0016】トランジスタQ7 のベース電位がトランジ
スタQ6 のベース電位より低くなろうとする場合は、ト
ランジスタQ13のコレクタ電流が減少して、トランジス
タQ 7 のベース電位は、ほぼ、トランジスタQ6 のベー
ス電位と同電位に保たれる。
Transistor Q7The base potential of the transistor
Star Q6If it is going to be lower than the base potential of
Transistor Q13The collector current of the transistor
TA Q 7Is almost equal to the transistor Q6Bee
Is kept at the same potential as

【0017】トランジスタQ6 のベース電位は、トラン
ジスタQ5 の順方向電圧をVF5として、Vcc−VF5であ
るので、トランジスタQ7 のベース電位は、トランジス
タQ 6 のベースとほぼ同電位に保たれ、Vcc−VF5とな
る。また、トランジスタQ10〜Q12の順方向電圧VF10
〜VF12 は、トランジスタQ5 の順方向電圧VF5と同一
に設定されている。
Transistor Q6The base potential of
Jista QFiveThe forward voltage of VF5As Vcc-VF5In
Therefore, the transistor Q7The base potential of Transis
TA Q 6Is maintained at substantially the same potential as the base of Vcc-VF5Tona
You. Also, the transistor QTen~ Q12Forward voltage VF10
~ VF12Is the transistor QFiveForward voltage VF5Same as
Is set to

【0018】このため、端子16〜18に供給される誘
起電圧VU ,VV ,VW 夫々が電源電圧Vccを越える
と、トランジスタQ10〜Q12が導通する。トランジスタ
10〜Q12に流れる電流は、トランジスタQ13を介して
出力抵抗R7 に流れて、出力端子に出力電圧VO が生成
される。
For this reason, when the induced voltages V U , V V , V W supplied to the terminals 16 to 18 each exceed the power supply voltage Vcc, the transistors Q 10 to Q 12 are turned on. Current flowing through the transistor Q 10 to Q 12 is flowing to the output resistor R 7 via the transistor Q 13, the output voltage V O is produced at the output terminal.

【0019】出力抵抗R7 に流れる電流I7 は、前記
(1) 〜(3) 式を用いて、下記(4) 式で表せる。
The current I 7 flowing through the output resistor R 7, the
It can be expressed by the following equation (4) using the equations (1) to (3).

【0020】 I7 =(EU /R4 )sinωt+(EV /R5 )sin(ωt−2π/3) +(EW /R6 )sin(ωt−4π/3) (4) ただし、トランジスタQ10〜Q12夫々の電流となる各項
の電流は、sinωt、sin(ωt−2π/3)、s
in(ωt−4π/3)の夫々が正の値となる期間のみ
流れる。
I 7 = (E U / R 4 ) sin ωt + (E V / R 5 ) sin (ωt−2π / 3) + (E W / R 6 ) sin (ωt−4π / 3) (4) the current of each term to be a transistor Q 10 ~Q 12 respectively of the current, sinωt, sin (ωt-2π / 3), s
In (ωt−4π / 3) flows only during a period in which each of them has a positive value.

【0021】抵抗R4 〜R6 は、同一抵抗値であるの
で、出力電圧VO は、下記(5) 式で表せる。
Since the resistors R 4 to R 6 have the same resistance value, the output voltage V O can be expressed by the following equation (5).

【0022】 VO =(R7 /R4 )(EU sinωt+EV sin(ωt−2π/3) +EW sin(ωt−4π/3)) (5) このように、誘起電圧VU ,VV ,VW の振幅値EU
V ,EW に比例した出力電圧VO が生成される。図2
(B)は、出力電圧VO を示す。
[0022] V O = (R 7 / R 4) (E U sinωt + E V sin (ωt-2π / 3) + E W sin (ωt-4π / 3)) (5) Thus, the induced voltage V U, V V, the amplitude value of V W E U,
An output voltage V O proportional to E V and E W is generated. FIG.
(B) shows the output voltage V O.

【0023】前記のように、振幅値EU ,EV ,E
W は、回転速度に比例するため、回転速度に比例した出
力電圧VO が得られる。
As described above, the amplitude values E U , E V , E
Since W is proportional to the rotation speed, an output voltage V O proportional to the rotation speed is obtained.

【0024】なお、出力電圧VO は、トランジスタQ3
のベースに供給されており、トランジスタQ3 のエミッ
タがトランジスタQ4 のベースに接続されている。この
ため、抵抗R2 両端には、出力電圧VO と等しい電圧が
生じる。前記のように、抵抗R2 は抵抗R7 と同一抵抗
値にしてあるため、抵抗R2 には抵抗R7 とほぼ同一の
電流が流れる。このようにして、トランジスタQ5 に流
れる電流が、トランジスタQ10〜Q12の電流とほぼ同一
となり、順方向電圧VF5と順方向電圧VF10 〜VF12
同一値に保たれる。
It should be noted that the output voltage V O depends on the transistor Q 3
It is supplied to the base and emitter of the transistor Q 3 is connected to the base of the transistor Q 4. Therefore, the resistor R 2 at both ends, a voltage is generated equal to the output voltage V O. As described above, the resistance R 2 is because you have the same resistance value and the resistance R 7, substantially the same current flows through the resistor R 7 to the resistor R 2. In this way, the current flowing through the transistor Q 5 becomes the approximately the same as the current of the transistor Q 10 to Q 12, the forward voltage V F5 and the forward voltage V F10 ~V F12 is maintained at the same value.

【0025】図示しない速度制御回路では、供給された
出力電圧VO の値に応じてブラシレスモータの速度制御
を行い、ブラシレスモータの回転速度を一定にする。
A speed control circuit (not shown) controls the speed of the brushless motor according to the value of the supplied output voltage V O , and keeps the rotation speed of the brushless motor constant.

【0026】次に、図3の回路の最低動作電圧について
説明する。最低動作電圧VMIN は、下記(6) 式で表せ
る。
Next, the minimum operating voltage of the circuit of FIG. 3 will be described. The minimum operating voltage V MIN can be expressed by the following equation (6).

【0027】 VMIN =VO +VBE13+VCE6 +VR3≒VO +VBE13+VCE6 (6) ここで、VBE13は出力トランジスタQ13のベース・エミ
ッタ間電圧、VCE6 はトランジスタQ6 のコレクタ・エ
ミッタ間飽和電圧である。また、抵抗R3 の電圧降下V
R3は、他の電圧に比べて十分小さいため、無視できる。
[0027] V MIN = V O + V BE13 + V CE6 + V R3 ≒ V O + V BE13 + V CE6 (6) where, V BE13 is the base-emitter voltage of the output transistor Q 13, V CE6 collector-transistor Q 6 Emitter saturation voltage. Further, the voltage drop of the resistor R 3 V
R3 is negligible because it is sufficiently small compared to other voltages.

【0028】出力電圧VO は、抵抗R4 と出力抵抗R7
の比によって変わるが、電源電圧Vcc=1V程度、EU
=1V程度の場合で、0.2V程度にすればよい。出力
トランジスタQ13のベース・エミッタ間電圧VBE13
0.6V程度、トランジスタQ 6 のコレクタ・エミッタ
間飽和電圧VCE6 は0.2V程度である。
Output voltage VOIs the resistance RFourAnd output resistance R7
Power supply voltage Vcc = 1V, EU
In the case of = 1V, the voltage may be set to about 0.2V. output
Transistor Q13Base-emitter voltage VBE13Is
About 0.6V, transistor Q 6Collector-emitter
Saturation voltage VCE6Is about 0.2V.

【0029】このため、最低動作電圧VMIN は、VMIN
=0.2+0.6+0.2=1Vとなる。
For this reason, the minimum operating voltage V MIN is V MIN
= 0.2 + 0.6 + 0.2 = 1V.

【0030】また、出力抵抗R7 、トランジスタQ13
コレクタ・エミッタ間、トランジスタQ10、抵抗R4
端子16の経路においても、1V程度の動作電圧が必要
である。
The output resistor R 7 , the collector-emitter of the transistor Q 13 , the transistor Q 10 , the resistor R 4 ,
An operating voltage of about 1 V is also required in the path of the terminal 16.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、図3の
従来回路では、最低動作電圧VMIN が約1Vであり、電
池1本で動作させる場合に余裕がなく、動作が不安定に
なる恐れがあるという問題がある。
As described above, in the conventional circuit shown in FIG. 3, the minimum operating voltage V MIN is about 1 V, and there is no room for operation with one battery, and the operation becomes unstable. There is a problem of fear.

【0032】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、最低動作電圧を低くでき、低電圧で安定して動作可
能なブラシレスモータの速度検出回路を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a speed detecting circuit of a brushless motor which can lower the minimum operating voltage and can operate stably at a low voltage.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明は、ブラシレスモ
ータの各相のコイルに誘起される誘起電圧を用いて、前
記ブラシレスモータの回転速度に対応した出力電圧を生
成するブラシレスモータの速度検出回路において、エミ
ッタが共通接続された第1のトランジスタ及び第2のト
ランジスタからなる差動対トランジスタと、前記差動対
トランジスタの第1のトランジスタ及び第2のトランジ
スタ夫々のコレクタに能動負荷として接続されたカレン
トミラー回路と、前記第1のトランジスタのベースと第
1の電源端子間に接続され、第1の定電流源により所定
電流を供給されたダイオード接続のバイアス用トランジ
スタと、前記誘起電圧が供給される各誘起電圧供給端子
ごとに設けられており、エミッタが前記差動対トランジ
スタの第2のトランジスタのベースに接続され、ベース
が夫々の検出用抵抗を介して夫々の誘起電圧供給端子に
接続され、コレクタが第1の電源端子に接続されてお
り、前記バイアス用トランジスタと同一特性である検出
用トランジスタと、前記検出用トランジスタのエミッタ
に接続され、所定電流を供給する第2の定電流源と、前
記各検出用トランジスタに対応して設けられており、エ
ミッタが前記対応する検出用トランジスタのベースに接
続され、ベースが前記差動対トランジスタの第2のトラ
ンジスタのコレクタに接続され、コレクタが出力抵抗を
介して第2の電源端子に接続された出力トランジスタと
を有する構成とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a brushless motor speed detecting circuit for generating an output voltage corresponding to the rotation speed of the brushless motor by using an induced voltage induced in each phase coil of the brushless motor. , An emitter is connected as an active load to a differential pair transistor including a first transistor and a second transistor whose emitters are commonly connected, and to a collector of each of the first transistor and the second transistor of the differential pair transistor. A current mirror circuit, a diode-connected biasing transistor connected between a base of the first transistor and a first power supply terminal and supplied with a predetermined current by a first constant current source, and the induced voltage supplied thereto; And an emitter is provided for each induced voltage supply terminal, and the emitter is a second transistor of the differential pair transistor. The base is connected to the base of the transistor, the base is connected to the respective induced voltage supply terminals via the respective detection resistors, and the collector is connected to the first power supply terminal. Transistor, a second constant current source that is connected to the emitter of the detection transistor and supplies a predetermined current, and is provided corresponding to each of the detection transistors, and the emitter is provided for the corresponding detection transistor. An output transistor connected to a base, the base connected to a collector of a second transistor of the differential pair transistor, and a collector connected to a second power supply terminal via an output resistor.

【0034】[0034]

【作用】本発明では、エミッタが差動対トランジスタの
第2のトランジスタのベースに接続された検出用トラン
ジスタと、各エミッタが対応する検出用トランジスタ夫
々のベースに接続され、ベースが第2のトランジスタの
コレクタに接続され、コレクタが出力抵抗に接続された
出力トランジスタを設けている。
According to the present invention, a detection transistor whose emitter is connected to the base of a second transistor of a differential pair transistor, and each emitter is connected to the base of a corresponding detection transistor, and the base is connected to the second transistor And an output transistor whose collector is connected to an output resistor.

【0035】これにより、第2の電源端子から、出力抵
抗,出力トランジスタのコレクタ,第2のトランジスタ
のコレクタとエミッタを経て第1の電源端子に至る経路
における、必要な動作電圧を低減することができる。
Thus, it is possible to reduce a required operating voltage in a path from the second power supply terminal to the first power supply terminal via the output resistance, the collector of the output transistor, the collector and the emitter of the second transistor, and the first power supply terminal. it can.

【0036】このため、最低動作電圧を1Vより小さく
することができ、1V以下の電源電圧で、安定して動作
することを可能とする。
Therefore, the minimum operating voltage can be made lower than 1 V, and stable operation can be performed with a power supply voltage of 1 V or less.

【0037】[0037]

【実施例】図1は本発明の一実施例のブラシレスモータ
の速度検出回路の回路図を示す。同一特性のPNP型の
トランジスタQ24(第1のトランジスタ)とトランジス
タQ25(第2のトランジスタ)で差動対トランジスタ4
1を構成しており、トランジスタQ24,Q25の共通エミ
ッタは、電流値I35の定電流源35に接続されている。
トランジスタQ24,Q25の夫々のコレクタは、能動負荷
としてのカレントミラー回路42を構成するNPN型ト
ランジスタQ26,Q27の夫々のコレクタに接続されてい
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a speed detecting circuit of a brushless motor according to an embodiment of the present invention. A PNP transistor Q 24 (first transistor) and a transistor Q 25 (second transistor) having the same characteristics have a differential pair of transistors 4.
The common emitter of the transistors Q 24 and Q 25 is connected to a constant current source 35 having a current value I 35 .
Respective collectors of the transistors Q 24 and Q 25 are connected to respective collectors of NPN transistors Q 26 and Q 27 constituting a current mirror circuit 42 as an active load.

【0038】カレントミラー回路を構成するNPN型ト
ランジスタQ21,Q23及び抵抗R21により、定電流I23
を供給する第1の定電流源を構成している。ダイオード
接続のNPN型トランジスタQ22(バイアス用トランジ
スタ)のベースは、電源電圧Vccの第1の電源端子43
(以下、端に電源端子と記す)に接続され、エミッタは
トランジスタQ23のコレクタ及びトランジスタQ24のベ
ースに接続されている。トランジスタQ23のコレクタに
は、定電流I23が流れこむ。
A constant current I 23 is provided by NPN transistors Q 21 and Q 23 and a resistor R 21 which constitute a current mirror circuit.
Is configured as a first constant current source that supplies the current. The base of the diode-connected NPN transistor Q 22 (bias transistor) is connected to the first power supply terminal 43 of the power supply voltage Vcc.
(Hereinafter, the power supply terminal referred to as the end) is connected to the emitter is connected to the base of the collector and the transistor Q 24 of the transistor Q 23. To the collector of the transistor Q 23 is, Komu constant current I 23 flows.

【0039】トランジスタQ21,Q28及び抵抗R21によ
り、定電流I28を供給する第2の定電流源を構成してい
る。NPN型トランジスタQ28のベースとエミッタは夫
々、トランジスタQ21のベースとエミッタに接続されて
おり、コレクタはトランジスタQ25のベースに接続され
ている。トランジスタQ28のコレクタには、電流I23
等しい定電流I28が流れこむ。
The transistors Q 21 and Q 28 and the resistor R 21 constitute a second constant current source for supplying a constant current I 28 . The base and the emitter of the NPN-type transistor Q 28 are each, is connected to the base and emitter of the transistor Q 21, the collector is connected to the base of the transistor Q 25. The collector of the transistor Q 28 is a constant current I 28 equal to current I 23 is Komu flow.

【0040】同一特性としてあるNPN型トランジスタ
29,Q30,Q31(検出用トランジスタ)の共通エミッ
タは、トランジスタQ25のベースに接続され、コレクタ
は電源端子に接続され、各ベースは、検出用抵抗R22
23,R24を介して、誘起電圧供給端子37,38,3
9に夫々接続されている。
The common characteristics of the NPN transistors Q 29 , Q 30 , and Q 31 (detection transistors) having the same characteristics are connected to the base of the transistor Q 25 , the collector is connected to the power supply terminal, and each base is connected to the detection terminal. Resistance R 22 ,
Through R 23, R 24, induced voltage supply terminal 37,38,3
9 respectively.

【0041】同一特性としてあるPNP型の出力トラン
ジスタQ32,Q33,Q34の共通のベースはトランジスタ
25のコレクタに接続され、共通コレクタは、出力端子
45に接続されると共に、出力抵抗R25を介してグラン
ド端子44(第2の電源端子)に接続されて接地されて
いる。また、出力トランジスタQ32,Q33,Q34のエミ
ッタは、夫々、トランジスタQ29,Q30,Q31のベース
に接続されている。
The common base of the PNP type output transistors Q 32 , Q 33 , Q 34 having the same characteristics is connected to the collector of the transistor Q 25 , the common collector is connected to the output terminal 45, and the output resistance R It is connected to the ground terminal 44 (second power supply terminal) via 25 and is grounded. The emitter of the output transistor Q 32, Q 33, Q 34, respectively, is connected to the base of the transistor Q 29, Q 30, Q 31 .

【0042】端子37,38,39には、夫々、ブラシ
レスモータのU相、V相、W相の3相の誘起電圧VU
V ,VW が供給される。
Terminals 37, 38, and 39 are respectively connected to the U-phase, V-phase, and W-phase three-phase induced voltages V U ,
V V and V W are supplied.

【0043】抵抗R22,R23,R24は同一の抵抗値にし
てある。また、トランジスタQ29,Q30,Q31及びトラ
ンジスタQ22は、同一の特性としてある。
The resistors R 22 , R 23 and R 24 have the same resistance value. The transistors Q 29 , Q 30 , Q 31 and the transistor Q 22 have the same characteristics.

【0044】次に、図1のブラシレスモータの速度検出
回路の動作について説明する。図2は、各相コイルの誘
起電圧VU ,VV ,VW と出力電圧VODの説明図を示
す。図2(A)は、図4(A)と同じく、各相コイルの
誘起電圧VU ,VV ,VW を示す。回転子が回転する
と、U相、V相、W相の各相のコイルには、図2(A)
に示すように、2π/3ずつ位相がずれた正弦波状の誘
起電圧VU ,VV ,VW が生じる。誘起電圧VU
V ,VW は、前記の(1) 〜(3) 式で表せる。この誘起
電圧VU ,VV ,VW が、夫々、端子37,38,39
に供給される。
Next, the operation of the speed detection circuit of the brushless motor shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of the induced voltages V U , V V , V W and the output voltage V OD of each phase coil. FIG. 2A shows the induced voltages V U , V V , and V W of each phase coil as in FIG. 4A. When the rotor rotates, the coils of each phase of U-phase, V-phase, and W-phase are shown in FIG.
As shown in, 2 [pi / 3 by a sinusoidal phase-shifted induced voltage V U, V V, V W occurs. The induced voltage V U ,
V V and V W can be expressed by the above equations (1) to (3). These induced voltages V U , V V , V W are respectively connected to terminals 37, 38, 39.
Supplied to

【0045】端子37,38,39夫々から抵抗R22
23,R24を介して出力トランジスタQ32,Q33,Q34
のエミッタに流れる電流は、出力トランジスタQ32,Q
33,Q34のコレクタを介して、出力抵抗R25に流れる。
From each of terminals 37, 38 and 39, a resistor R 22 ,
Output transistors Q 32 , Q 33 , Q 34 via R 23 , R 24
Of the output transistors Q 32 and Q
33, through the collector of Q 34, flows through the output resistor R 25.

【0046】また、トランジスタQ29,Q30,Q31のベ
ースには、夫々、抵抗R22,R23,R24を介してベース
電流が供給されて、トランジスタQ29,Q30,Q31のエ
ミッタ電流がトランジスタQ28のコレクタに電流I28
して流れる。
[0046] Also, the base of the transistor Q 29, Q 30, Q 31, respectively, the resistance base current is supplied through the R 22, R 23, R 24 , transistors Q 29, Q 30, Q 31 emitter current flows as the current I 28 to the collector of the transistor Q 28.

【0047】トランジスタQ24,Q25からなる差動対ト
ランジスタ41は、トランジスタQ 25のベース電位がト
ランジスタQ24のベースと同電位であるときに、バラン
スした状態となる。
Transistor Qtwenty four, Qtwenty fiveConsisting of a differential pair
The transistor 41 has a transistor Q twenty fiveThe base potential of
Transistor Qtwenty fourWhen the balun is at the same potential as the base of
It will be in the state of running.

【0048】いま、例えば、トランジスタQ29のベース
電位が上昇して、トランジスタQ25のベース電位がトラ
ンジスタQ24のベース電位より高くなろうとすると、ト
ランジスタQ25のコレクタ電流が減少して、トランジス
タQ24,Q26,Q27のコレクタ電流が増加したように見
える。このため、トランジスタQ32のベース電流及びエ
ミッタ電流が増加して、トランジスタQ29のベース電位
が下げられ、トランジスタQ25のベース電位も下げられ
る。従って、トランジスタQ25のベース電位は、ほぼ、
トランジスタQ24のベース電位と同電位に保たれる。
[0048] Now, for example, to increase the base potential of the transistor Q 29 is, when the base potential of the transistor Q 25 is trying to become higher than the base potential of the transistor Q 24, the collector current of the transistor Q 25 is reduced, the transistor Q 24, the collector current of Q 26, Q 27 appears to have increased. Therefore, increasing the base current and the emitter current of the transistor Q 32 is lowered base potential of the transistor Q 29, the base potential of the transistor Q 25 is also lowered. Accordingly, the base potential of the transistor Q 25 is approximately,
It is kept at a base potential and the potential of the transistor Q 24.

【0049】トランジスタQ29のベース電位が低下し
て、トランジスタQ25のベース電位がトランジスタQ24
のベース電位より低くなろうとすると場合は、トランジ
スタQ 32のコレクタ電流が減少して、トランジスタQ25
のベース電位は、ほぼ、トランジスタQ24のベース電位
と同電位に保たれる。
Transistor Q29The base potential of
And transistor Qtwenty fiveOf transistor Qtwenty four
If it is going to be lower than the base potential of
Star Q 32The collector current of the transistor Qtwenty five
Is almost equal to the transistor Qtwenty fourBase potential
And is kept at the same potential.

【0050】他のトランジスタQ30,Q31のベース電位
が変化した場合でも同様にして、トランジスタQ25のベ
ース電位は、ほぼ、トランジスタQ24のベース電位と同
電位に保たれる。
Similarly, even when the base potentials of the other transistors Q 30 and Q 31 change, the base potential of the transistor Q 25 is kept substantially the same as the base potential of the transistor Q 24 .

【0051】トランジスタQ24のベース電位は、トラン
ジスタQ22の順方向電圧をVF22 として、Vcc−VF22
であるので、トランジスタQ25のベース電位は、トラン
ジスタQ24のベースとほぼ同電位に保たれ、Vcc−V
F22 となる。
The base potential of the transistor Q 24 is the forward voltage of the transistor Q 22 as V F22, Vcc-V F22
Since it is, the base potential of the transistor Q 25 is kept at the base substantially the same potential of the transistor Q 24, Vcc-V
It becomes F22 .

【0052】また、トランジスタQ29,Q30,Q31は、
トランジスタQ22と同一特性としてあり、かつ、トラン
ジスタQ29〜Q31のエミッタ電流I28は、トランジスタ
22の電流I23と同一値に設定されている。このため、
トランジスタQ29,Q30,Q 31の順方向電圧VF29 ,V
F30 ,VF31 は、トランジスタQ22の順方向電圧VF2 2
と同一値となる。
The transistor Q29, Q30, Q31Is
Transistor Qtwenty twoHas the same characteristics as
Jista Q29~ Q31Emitter current I28Is the transistor
Qtwenty twoCurrent Itwenty threeIs set to the same value as For this reason,
Transistor Q29, Q30, Q 31Forward voltage VF29, V
F30, VF31Is the transistor Qtwenty twoForward voltage VF2 Two
Has the same value as

【0053】上記のことから、端子37,38,39に
供給される誘起電圧VU ,VV ,V W のいずれかが電源
電圧Vccを越えると、対応するトランジスタQ29
30,Q 31が導通し、導通したトランジスタQ29
30,Q31に接続されている出力トランジスタQ32,Q
33,Q34が導通する。
From the above, the terminals 37, 38, 39
Induced voltage V suppliedU, VV, V WEither power
When the voltage exceeds Vcc, the corresponding transistor Q29,
Q30, Q 31Is turned on, and the turned-on transistor Q29,
Q30, Q31Output transistor Q connected to32, Q
33, Q34Becomes conductive.

【0054】導通した出力トランジスタQ32,Q33,Q
34のコレクタ電流は、出力抵抗R25に流れて、出力端子
に出力電圧VODが生成される。
Conducted output transistors Q 32 , Q 33 , Q
34 collector current of, flowing to the output resistor R 25, the output voltage V OD is generated at the output terminal.

【0055】出力抵抗R25に流れる電流I25は、導通し
た出力トランジスタQ32,Q33,Q 34のコレクタ電流の
和であり、前記(1) 〜(3) 式を用いて、下記(7) 式で表
せる。
Output resistance Rtwenty fiveCurrent I flowing throughtwenty fiveIs conducting
Output transistor Q32, Q33, Q 34Of the collector current
Is a sum, and is expressed by the following equation (7) using the equations (1) to (3).
Let

【0056】 I25=(EU /R22)sinωt+(EV /R23)sin(ωt−2π/3) +(EW /R24)sin(ωt−4π/3) (7) ただし、トランジスタQ32〜Q34夫々のコレクタ電流に
対応する各項の電流は、sinωt、sin(ωt−2
π/3)、sin(ωt−4π/3)の夫々が正の値と
なる期間のみ流れる。
I 25 = (E U / R 22 ) sinωt + (E V / R 23 ) sin (ωt−2π / 3) + (E W / R 24 ) sin (ωt−4π / 3) (7) the current of each term corresponding to the transistor Q 32 to Q 34 each of collector current, sinωt, sin (ωt-2
π / 3) and sin (ωt−4π / 3) flow only during a period in which each has a positive value.

【0057】抵抗R22〜R24は、同一抵抗値であるの
で、出力電圧VODは、下記(8) 式で表せる。
Since the resistors R 22 to R 24 have the same resistance value, the output voltage V OD can be expressed by the following equation (8).

【0058】 VOD=(R25/R22)(EU sinωt+EV sin(ωt−2π/3) +EW sin(ωt−4π/3)) (8) このように、誘起電圧VU ,VV ,VW の振幅値EU
V ,EW に比例した出力電圧VODが生成される。図2
(B)は出力電圧VODを示す。前記のように、振幅値E
U ,EV ,EW は、回転速度に比例するため、回転速度
に比例した出力電圧VODが得られる。
[0058] V OD = (R 25 / R 22) (E U sinωt + E V sin (ωt-2π / 3) + E W sin (ωt-4π / 3)) (8) In this way, the induced voltage V U, V V, the amplitude value of V W E U,
An output voltage V OD proportional to E V and E W is generated. FIG.
(B) shows the output voltage V OD . As described above, the amplitude value E
U, E V, E W is proportional to the rotational speed, the output voltage V OD proportional to the rotational speed.

【0059】図示しない速度制御回路では、供給された
出力電圧VODの値に応じてブラシレスモータの速度制御
を行い、ブラシレスモータの回転速度を一定にする。
A speed control circuit (not shown) controls the speed of the brushless motor according to the value of the supplied output voltage V OD , and keeps the rotation speed of the brushless motor constant.

【0060】次に、図1の回路の最低動作電圧について
説明する。グランド端子44、出力抵抗R25、出力トラ
ンジスタQ32〜Q34のコレクタ・ベース間、トランジス
タQ 25のコレクタ・エミッタ間、定電流源35、電源電
圧Vccの電源端子43の経路を考えると、必要な動作電
圧VP1は、下記(9) 式で表せる。
Next, the minimum operating voltage of the circuit of FIG.
explain. Ground terminal 44, output resistance Rtwenty five, Output tiger
Transistor Q32~ Q34Transistor between collector and base
TA Q twenty fiveConstant current source 35, power supply
Considering the path of the power supply terminal 43 for the voltage Vcc,
Pressure VP1Can be expressed by the following equation (9).

【0061】 VP1=VOD+VBC32+VCE25 (9) なお、定電流源35の電圧は、他の電圧に比べて十分小
さくてよいため、無視することができる。ここで、V
BC32は出力トランジスタQ32のベース・コレクタ間電
圧、VCE25はトランジスタQ25のコレクタ・エミッタ間
飽和電圧である。
V P1 = V OD + V BC32 + V CE25 (9) Since the voltage of the constant current source 35 may be sufficiently smaller than other voltages, it can be ignored. Where V
BC32 is the base-collector voltage of the output transistor Q 32, V CE25 is the collector-emitter saturation voltage of the transistor Q 25.

【0062】出力電圧VO は、抵抗R22と出力抵抗R25
の比によって変わるが、電源電圧Vcc=1V程度、EU
=1V程度の場合で、0.2V程度にすればよい。出力
トランジスタQ32のベース・コレクタ間電圧VBC32は0
Vでよく、トランジスタQ25のコレクタ・エミッタ間飽
和電圧VCE25は0.2V程度である。
The output voltage V O is determined by the resistance R 22 and the output resistance R 25
It will vary depending on the ratio of the power supply voltage Vcc = 1V approximately, E U
In the case of = 1V, the voltage may be set to about 0.2V. Base-collector voltage V BC32 of the output transistor Q 32 is 0
Well in V, the collector-emitter saturation voltage V CE25 of the transistor Q 25 is about 0.2V.

【0063】このため、必要な動作電圧VP1は、VP1
0.2+0+0.2=0.4Vとな0、1V以下の電源
電圧に対しても十分な余裕を持っている。
For this reason, the required operating voltage V P1 is V P1 =
There is a sufficient margin for a power supply voltage of 0.2 + 0 + 0.2 = 0.4V, that is, 0 or 1V or less.

【0064】最低動作電圧VMIN は、グランド端子4
4、トランジスタQ26のベース・エミッタ間、トランジ
スタQ24のコレクタ・エミッタ間、定電流源35、電源
端子43の経路で決まる。最低動作電圧VMIN は、下記
(10)式で表せる。
The minimum operating voltage V MIN is
4, between the base and emitter of the transistor Q 26, the collector-emitter of the transistor Q 24, the constant current source 35, determined by the path of the power supply terminal 43. The minimum operating voltage V MIN is
It can be expressed by equation (10).

【0065】 VMIN =VF26 +VCE24 (10) ここで、VF26 は、トランジスタQ26の順方向電圧、V
CE24はトランジスタQ 24のコレクタ・エミッタ間飽和電
圧である。なお、定電流源35の電圧は、他の電圧に比
べて十分小さくてよいため、無視することができる。
VMIN= VF26+ VCE24 (10) where VF26Is the transistor Q26Forward voltage, V
CE24Is the transistor Q twenty fourCollector-emitter saturation current
Pressure. Note that the voltage of the constant current source 35 is
They can all be small enough to be ignored.

【0066】トランジスタQ26の順方向電圧VF26
0.6V程度、トランジスタQ24のコレクタ・エミッタ
間飽和電圧VCE24は0.2V程度である。
[0066] The forward voltage V F26 is about 0.6V of the transistor Q 26, the collector-emitter saturation voltage V CE24 of the transistor Q 24 is about 0.2V.

【0067】このため、最低動作電圧VMIN は、VMIN
=0.6+0.2=0.8Vとなる。従って、電源電圧
Vccが1V以下であっても、十分な余裕を持って安定し
た動作をすることができる。
For this reason, the minimum operating voltage V MIN is V MIN
= 0.6 + 0.2 = 0.8V. Therefore, even if the power supply voltage Vcc is 1 V or less, stable operation can be performed with a sufficient margin.

【0068】上記のように、本発明では、エミッタがト
ランジスタQ25のベースに接続されたNPN型の検出用
トランジスタQ29〜Q31と、共通ベースがトランジスタ
25のコレクタに接続され、各エミッタが検出用トラン
ジスタQ29〜Q31夫々のベースに接続されたPNP型の
出力トランジスタQ32〜Q34を設けている。
[0068] As described above, in the present invention, the emitter and the detection transistor Q 29 to Q 31 of the connected NPN type to the base of the transistor Q 25, the common base is connected to the collector of the transistor Q 25, the emitters There is provided an output transistor Q 32 to Q 34 of PNP type connected to the base of the detection transistor Q 29 to Q 31 each.

【0069】これにより、グランド端子44から、出力
抵抗R25、トランジスタQ32〜Q34のコレクタ、トラン
ジスタQ25のコレクタとエミッタを経て電源端子43に
至る経路における、必要な動作電圧を低減することがで
き、最低動作電圧を1Vより小さくすることができる。
従って、電池1本で電源電圧を生成する場合でも、1V
以下の電源電圧で安定して動作することができる。
As a result, the required operating voltage on the path from the ground terminal 44 to the power supply terminal 43 via the output resistor R 25 , the collectors of the transistors Q 32 to Q 34 , and the collector and emitter of the transistor Q 25 can be reduced. And the minimum operating voltage can be made lower than 1V.
Therefore, even when the power supply voltage is generated by one battery, 1 V
It can operate stably with the following power supply voltage.

【0070】なお、バイアス用の定電流源35を、抵抗
1本に置き換えた構成とすることもできる。
The bias constant current source 35 may be replaced with a single resistor.

【0071】[0071]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、第2の電
源端子から,出力抵抗,出力トランジスタのコレクタ,
第2のトランジスタのコレクタとエミッタを経て第1の
電源端子に至る経路における、必要な動作電圧を低減す
ることができるため、最低動作電圧を1Vより小さくで
き、1V以下の電源電圧で安定して動作することができ
る特長を有する。
As described above, according to the present invention, the output resistance, the collector of the output transistor,
Since the required operating voltage in the path from the collector and the emitter of the second transistor to the first power supply terminal can be reduced, the minimum operating voltage can be made lower than 1 V, and the power supply voltage can be stabilized at a power supply voltage of 1 V or less. Features that can operate.

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

【図1】本発明の一実施例のブラシレスモータの速度検
出回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a speed detection circuit of a brushless motor according to one embodiment of the present invention.

【図2】本実施例における、各相コイルの誘起電圧と出
力電圧の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an induced voltage and an output voltage of each phase coil in the present embodiment.

【図3】従来の一例のブラシレスモータの速度検出回路
の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a speed detection circuit of a conventional brushless motor.

【図4】各相コイルの誘起電圧と出力電圧の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an induced voltage and an output voltage of each phase coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 差動対トランジスタ 42 カレントミラー回路 Q22 バイアス用トランジスタ R22〜R24 検出用抵抗 Q29〜Q31 検出用トランジスタ Q32〜Q34 出力トランジスタ R25 出力抵抗41 differential pair transistors 42 current mirror circuit Q 22 bias transistor R 22 to R 24 sensing resistor Q 29 to Q 31 detection transistor Q 32 to Q 34 output transistor R 25 output resistance

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータの各相のコイルに誘起
される誘起電圧を用いて、前記ブラシレスモータの回転
速度に対応した出力電圧を生成するブラシレスモータの
速度検出回路において、 エミッタが共通接続された第1のトランジスタ及び第2
のトランジスタからなる差動対トランジスタと、 前記差動対トランジスタの第1のトランジスタ及び第2
のトランジスタ夫々のコレクタに能動負荷として接続さ
れたカレントミラー回路と、 前記第1のトランジスタのベースと第1の電源端子間に
接続され、第1の定電流源により所定電流を供給する
イオード接続のバイアス用トランジスタと、前記誘起電圧が供給される誘起電圧供給端子と、 前記誘起電圧供給端子に対応して設けられ、前記バイア
ス用トランジスタと同一特性のトランジスタで構成され
る検出用トランジスタと、 前記検出用トランジスタのエミッタに接続され、所定電
流を供給する第2の定電流源と、前記各検出用トランジスタに対応して設けられ、PNP
トランジスタで構成される出力用トランジスタと、を備
え、 前記検出用トランジスタは、エミッタが前記差動対トラ
ンジスタの前記第2のトランジスタのベースに接続さ
れ、ベースが夫々の検出用抵抗を介して夫々の前記誘起
電圧供給端子に接続され、コレクタが前記第1の電源端
子に接続され、前記出力用トランジスタは、エミッタが前記検出用トラ
ンジスタのベースに接続され、ベースが前記差動対トラ
ンジスタの前記第2のトランジスタのコレクタに接続さ
れ、コレクタが出力抵抗を介して第2の電源端子に接続
されることを特徴とするブラシレスモータの速度検出回
路。
1. Induction in each phase coil of a brushless motor
Of the brushless motor using the induced voltage
Brushless motor that generates output voltage corresponding to speed
In a speed detection circuit, a first transistor and a second transistor, whose emitters are commonly connected,
A differential pair transistor comprising: a first transistor and a second transistor;
Connected as an active load to the collector of each transistor
A current mirror circuit connected between the base of the first transistor and a first power supply terminal.
Connected and supply predetermined current by first constant current sourceDoDa
An ion-connected bias transistor,An induced voltage supply terminal to which the induced voltage is supplied, The via is provided corresponding to the induced voltage supply terminal;
Transistors with the same characteristics as
A detection transistor,  A predetermined voltage is connected to the emitter of the detection transistor.
A second constant current source for supplying a current;PNP provided corresponding to each of the detection transistors
An output transistor composed of a transistor.
e,  In the detection transistor, the emitter is the differential pair transistor.
Connected to the base of the second transistor of the transistor
And the base is connected to each of the induction resistors via a respective detection resistor.
A voltage supply terminal, and a collector connected to the first power supply terminal.
Connected to the child,The output transistor has an emitter connected to the detection transistor.
Connected to the base of the transistor
Connected to the collector of the second transistor of the transistor.
And the collector is connected to the second power terminal via the output resistor
Speed detection of the brushless motor
Road.
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