JP3397984B2 - Rotation state detection circuit of brushless motor - Google Patents
Rotation state detection circuit of brushless motorInfo
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、DCファンモータ
等に用いて好適なブラシレスモータの回転状態検出回路
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor rotation state detection circuit suitable for use in a DC fan motor or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、大規模なOA機器等には当該機
器内部温度を冷却する為のファンモータが設けられてい
る。このファンモータは、OA機器内部の素子の発熱に
より当該OA機器の内部温度が上昇し、これが原因とな
ってOA機器が破壊されるのを防止する為、OA機器の
内部温度を十分に冷却できる回転数に設定されて、OA
機器の使用時は常に回転する設計となっている。ところ
が、ファンモータも経年変化に伴い、構造劣化が生じ、
予め設定された回転数を維持できなくなり、この回転数
より低い回転数でしか回転できなくなってしまう場合が
ある。こうなると、OA機器が内部熱により破壊される
可能性が高くなるが、オペレータが操作するOA機器で
あれば、オペレータがファンモータの異常(例えば、モ
ータ音、OA機器の温度等)に気づき、早期発見による
対策(ファンモータの交換)も可能である。しかしなが
ら、パソコンの通信で利用されるインターネットの中継
局に設置される様な無人のサーバ機器の場合、該サーバ
機器内部のファンモータに異常が生じて回転数が低下し
た場合などには、その旨を集中管理している場所のオペ
レータに何らかの形で知らせる必要がある。そうしない
と、サーバ機器が熱破壊されてしまう。そこで、従来
は、ファンモータの回転数に応答して発生するFGパル
スを監視することにより、ファンモータの回転数低下を
検出し、この検出出力を遠隔のオペレータに知らせるこ
とにより、ファンモータが寿命等で交換時期である等の
指示を行っていた。この検出機能をライフセンサ機能と
いう。2. Description of the Related Art Generally, a large-scale OA device or the like is provided with a fan motor for cooling the internal temperature of the device. This fan motor can prevent the OA equipment from being destroyed due to the rise of the internal temperature of the OA equipment due to the heat generated by the elements inside the OA equipment, and thus the internal temperature of the OA equipment can be sufficiently cooled. OA set to the number of revolutions
It is designed to rotate when the device is used. However, the structure of the fan motor has deteriorated over time,
In some cases, the preset rotation speed cannot be maintained, and the rotation speed may be lower than this rotation speed. In this case, there is a high possibility that the OA equipment is destroyed by the internal heat. However, in the case of the OA equipment operated by the operator, the operator notices an abnormality of the fan motor (for example, motor noise, temperature of the OA equipment, etc.), Countermeasures (fan motor replacement) by early detection are also possible. However, in the case of an unattended server device installed in a relay station on the Internet used for communication of a personal computer, if an abnormality occurs in the fan motor inside the server device and the number of rotations drops, etc. It is necessary to inform the operator of the place that centrally manages Otherwise, the server equipment will be thermally destroyed. Therefore, conventionally, by monitoring the FG pulse generated in response to the rotation speed of the fan motor, a decrease in the rotation speed of the fan motor is detected, and the detected output is notified to a remote operator, so that the fan motor has a lifespan. Etc. gave instructions such as when it is time to replace. This detection function is called a life sensor function.
【0003】上記したファンモータのFGパルスの監視
方法とは、FGパルスの周波数が予め設定された周波数
よりも低くなったことを検出して、ファンモータが設定
回転数より低い回転数でしか回転できないと判断するも
のである。しかし、この方法では、ファンモータが起動
されてから通常回転速度に達するまでの間において、フ
ァンモータは徐々に回転速度を上げていく為、上記した
ファンモータの設定回転数より低い回転数で回転する期
間が生じてしまい、ファンモータが正常であるにも関わ
らず、ファンモータを異常状態として知らしめてしまう
問題がある。The above-mentioned method for monitoring the FG pulse of the fan motor is to detect that the frequency of the FG pulse has become lower than a preset frequency and rotate the fan motor only at a rotational speed lower than the preset rotational speed. It is decided that it cannot be done. However, in this method, since the fan motor gradually increases its rotation speed during the period from when the fan motor is started to when it reaches the normal rotation speed, the rotation speed is lower than the set rotation speed of the fan motor described above. However, there is a problem that the fan motor is in an abnormal state even though the fan motor is normal.
【0004】そこで、ファンモータの起動時における誤
検出を防止する手段として、コンデンサを含む遅延回路
を設け、ファンモータが起動から定常回転速度に至るま
での一定時間は、FGパルスの監視機能が働かない様に
し、あくまでも、一定時間後に、FGパルスを監視して
ファンモータの異常検出を行う様にしていた。Therefore, as a means for preventing erroneous detection at the time of starting the fan motor, a delay circuit including a capacitor is provided, and the FG pulse monitoring function works for a certain period of time from the start of the fan motor to the steady rotation speed. However, the FG pulse is monitored after a certain period of time to detect the fan motor abnormality.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファン
モータの駆動と起動時を除くライフセンサ機能とを実現
するには、ファンモータ駆動用ICと、コンデンサが外
付けされる遅延専用ICとを組み合わせる必要がある。
遅延専用ICから外付コンデンサには定電流が流れる様
になっており、ファンモータの起動から定常回転状態と
なるまでの時間だけ外付コンデンサが充電された時の外
付コンデンサの端子電圧により、前記ライフセンサ機能
の動作及び停止を制御していた。However, in order to realize the function of driving the fan motor and the life sensor function except when starting, it is necessary to combine the fan motor driving IC and the delay-dedicated IC to which a capacitor is externally attached. There is.
A constant current flows from the delay IC to the external capacitor, and depending on the terminal voltage of the external capacitor when the external capacitor is charged for the time from the start of the fan motor to the steady rotation state, The operation and stop of the life sensor function were controlled.
【0006】従って、前記ライフセンサ機能を遅延とい
う時間のファクタで制御している為、比較的大容量のコ
ンデンサを外付しなければならず、駆動用IC及び遅延
専用ICと併せて基板面積が大きくなると共にコストア
ップを避けられない問題があった。また、コンデンサの
容量のバラツキ、温度特性に基づく遅延時間のバラツキ
等により確実な遅延時間の設定は不可能であり、前記ラ
イフセンサ機能が動作しなくてもよい時に動作したり、
逆に動作する必要がある時に動作しなかったりという不
都合が生じる問題があった。更に、ファンモータの種類
に応じてコンデンサの容量をその都度選択しなければな
らず、操作が煩雑となる問題があった。Therefore, since the life sensor function is controlled by the time factor of delay, a relatively large-capacity capacitor must be externally attached, and the board area is reduced together with the driving IC and the delay-dedicated IC. There was a problem that the cost increased as the size increased. Further, it is impossible to set a reliable delay time due to variations in the capacitance of the capacitor, variations in the delay time based on temperature characteristics, etc., and it operates when the life sensor function does not have to operate,
On the contrary, there is a problem that it does not work when it needs to work. Furthermore, the capacity of the capacitor must be selected each time according to the type of fan motor, which causes a problem of complicated operation.
【0007】そこで、本発明は、システムの簡素化及び
広範囲のファンモータに対応できる、ブラシレスモータ
の回転状態検出回路を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a rotation state detection circuit for a brushless motor, which system can be simplified and can be applied to a wide range of fan motors.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決する為に成されたものであり、その特徴とするとこ
ろは、ブラシレスモータの回転速度に応答して周波数が
変化するパルスが印加されることにより、電源電圧が印
加され該電源電圧を特定の時定数で充電する充電回路の
充電電圧を放電する放電回路と、前記充電回路の充電電
圧と基準電圧とを比較する比較回路と、前記比較回路の
比較出力を前記パルスに同期してラッチするラッチ回路
と、前記ブラシレスモータが起動されてから定常回転速
度に達するまでの間に、正常状態で発生すべき前記パル
スの特定数を計数し、前記パルスの特定数を計数してい
る間は、前記ラッチ回路の出力が前記比較回路の出力に
応じて変化するのを禁止して固定値とする為の禁止信号
を発生するカウンタと、を備え、前記カウンタが前記パ
ルスの特定数を計数した後、前記充電回路の充電電圧が
前記基準電圧を越えた時、前記ラッチ回路にラッチされ
た一方の論理値により、前記ブラシレスモータの回転速
度が定常回転速度より低下していることを知らしめる点
である。The present invention has been made to solve the above problems, and is characterized in that a pulse whose frequency changes in response to the rotation speed of a brushless motor is used. A discharge circuit that discharges the charging voltage of a charging circuit that is applied with a power supply voltage and charges the power supply voltage with a specific time constant; and a comparison circuit that compares the charging voltage of the charging circuit with a reference voltage. , A latch circuit that latches the comparison output of the comparison circuit in synchronization with the pulse, and a specific number of the pulses that should be generated in a normal state between the start of the brushless motor and the steady rotation speed. While counting and counting a specific number of the pulses, a counter that generates an inhibition signal for inhibiting the output of the latch circuit from changing according to the output of the comparison circuit and setting a fixed value. When the charging voltage of the charging circuit exceeds the reference voltage after the counter has counted the specific number of pulses, one of the logic values latched by the latch circuit causes the brushless motor to This is to inform that the rotation speed is lower than the steady rotation speed.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図面に従って具体
的に説明する。図1は本発明のブラシレスモータの回転
状態検出回路を示す回路図であり、一例として2相のユ
ニポーラ駆動されるDCファンモータに適用する場合を
挙げている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a rotation state detection circuit of a brushless motor according to the present invention. As an example, a case where the brushless motor is applied to a two-phase unipolar DC fan motor is described.
【0010】図1において、(1)はファンモータの駆
動用ICであり、電源電圧VCCが印加される電源端子
(2)、ファンモータのステータ(図示せず)に固定さ
れたホール素子(3)の出力であるFGパルスが印加さ
れるホール入力端子H+,H−、ファンモータの2相コ
イル(4)(5)の各々の一端が接続される出力端子O
UT1,OUT2、充電電圧が印加される充電電圧入力
端子CR、ファンモータの回転状態の異常を知らしめる
警報端子LS、及び接地端子GNDを有している。In FIG. 1, (1) is an IC for driving a fan motor, a power supply terminal (2) to which a power supply voltage VCC is applied, and a hall element (3) fixed to a stator (not shown) of the fan motor. ) Which is an output of the FG pulse is applied to the Hall input terminals H + and H-, and the output terminals O to which one ends of the two-phase coils (4) and (5) of the fan motor are connected
It has UT1 and OUT2, a charging voltage input terminal CR to which a charging voltage is applied, an alarm terminal LS for notifying an abnormal rotation state of the fan motor, and a ground terminal GND.
【0011】駆動用IC(1)外部において、ホール素
子(3)は、その一方の電源入力が抵抗(6)を介して
電源電圧VCCと接続されると共に他方の電源入力が接
地されている。ホール入力端子H+,H−に印加される
ホール素子(3)出力FGパルスは各々180度の位相
差を持った逆相波形である。電源電圧VCCと接地との
間には、充電回路を構成する抵抗(7)及びコンデンサ
(8)が直列接続されており、抵抗(7)の抵抗値及び
コンデンサ(8)の容量で定まる時定数に従って充電を
行い、この時コンデンサ(8)の両端に現れる充電電圧
が充電電圧入力端子CRに印加される。また、警報端子
LSはプルアップ抵抗(9)を介して電源電圧VCCと
接続されている。Outside the driving IC (1), the Hall element (3) has one power supply input connected to the power supply voltage VCC through the resistor (6) and the other power supply input grounded. The Hall element (3) output FG pulses applied to the Hall input terminals H + and H- are antiphase waveforms having a phase difference of 180 degrees. A resistor (7) and a capacitor (8) forming a charging circuit are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground, and a time constant determined by the resistance value of the resistor (7) and the capacitance of the capacitor (8). Charging is performed in accordance with the charging voltage, and the charging voltage appearing across the capacitor (8) at this time is applied to the charging voltage input terminal CR. Further, the alarm terminal LS is connected to the power supply voltage VCC via the pull-up resistor (9).
【0012】次に、駆動用IC(1)内部において、フ
ァンモータの駆動系について説明する。(10)はホー
ルアンプであり、一方の入力にはホール入力端子H+の
入力波形が印加され、他方の入力にはホール入力端子H
−の入力波形が印加される。即ち、ホールアンプ(1
0)からは、電気角180度毎にハイレベル及びローレ
ベルを繰り返すデューティ50%の矩形波HAが出力さ
れる。尚、ホールアンプ(10)は、外来ノイズの影響
を防止する為にヒステリシスを有する構成となってい
る。(11)はコントロールブロックであり、その入力
はホールアンプ(10)の出力と接続されている。且
つ、コントロールブロック(11)の2出力はNPN型
の出力トランジスタ(12)(13)と接続される。具
体的には、出力トランジスタ(12)のベースはコント
ロールブロック(11)の一方の出力と接続され、コレ
クタは出力端子OUT1と接続され、エミッタは接地さ
れている。同様に、出力トランジスタ(13)のベース
はコントロールブロック(11)の他方の出力と接続さ
れ、コレクタは出力端子OUT2と接続され、エミッタ
は接地されている。以上がファンモータの駆動系であ
る。コントロールブロック(11)は、ホールアンプ
(10)からハイレベル出力が印加されると、一方の出
力からハイレベルを出力し(この時他方の出力はローレ
ベル)、出力トランジスタ(12)をオンして一方のコ
イル(4)に駆動電流を流させる。また、コントロール
ブロック(11)は、ホールアンプ(10)からローレ
ベル出力が印加されると、他方の出力からハイレベルを
出力し(この時一方の出力はローレベル)、出力トラン
ジスタ(13)をオンさせて他方のコイル(5)に駆動
電流を流させる。即ち、2相コイル(4)(5)には、
各々、電気角180度毎に交互に駆動電流が流れ、ファ
ンモータが回転することになる。Next, the drive system of the fan motor in the drive IC (1) will be described. (10) is a Hall amplifier, the input waveform of the Hall input terminal H + is applied to one input, and the Hall input terminal H is applied to the other input.
A negative input waveform is applied. That is, hall amplifier (1
From 0), a rectangular wave HA with a duty of 50%, which repeats high level and low level for every 180 electrical degrees, is output. The Hall amplifier (10) has a hysteresis structure to prevent the influence of external noise. Reference numeral (11) is a control block, the input of which is connected to the output of the Hall amplifier (10). Further, the two outputs of the control block (11) are connected to the NPN type output transistors (12) and (13). Specifically, the base of the output transistor (12) is connected to one output of the control block (11), the collector is connected to the output terminal OUT1, and the emitter is grounded. Similarly, the base of the output transistor (13) is connected to the other output of the control block (11), the collector is connected to the output terminal OUT2, and the emitter is grounded. The above is the drive system of the fan motor. When a high level output is applied from the Hall amplifier (10), the control block (11) outputs a high level from one output (at this time, the other output is a low level) and turns on the output transistor (12). A drive current is caused to flow through one coil (4). Further, when the low level output is applied from the Hall amplifier (10), the control block (11) outputs a high level from the other output (at this time, one output is a low level), and the output transistor (13) is turned on. The other coil (5) is turned on and a drive current is caused to flow. That is, in the two-phase coils (4) and (5),
In each case, a drive current flows alternately every 180 electrical degrees, and the fan motor rotates.
【0013】次に、駆動用IC(1)内部において、フ
ァンモータの制御系について説明する。(14)はバッ
ファであり、ホールアンプ(10)の出力が印加され、
該ホールアンプ(10)の出力と同相の波形(パルス)
を出力する。(15)はPNP型のトランジスタ、(1
6)はNPN型のトランジスタであり、放電回路を構成
する。即ち、トランジスタ(15)のベースはバッファ
(14)の出力と接続され、エミッタは充電電圧入力端
子CRと接続され、コレクタはトランジスタ(16)の
ベースと接続されている。且つ、トランジスタ(16)
のコレクタは充電電圧入力端子CRと接続され、エミッ
タは接地されている。従って、充電電圧入力端子CRに
印加されたコンデンサ(8)の端子電圧である充電電圧
は、バッファ(14)の出力がローレベルに立ち下がっ
てトランジスタ(15)がオンすることにより、トラン
ジスタ(16)のコレクタエミッタ路を介して放電され
る。但し、充電電圧は、完全放電されたとしても、充電
電圧入力端子CRの電圧はトランジスタ(16)のベー
スエミッタ間電圧0.7ボルト以下に下がることはな
い。即ち、充電電圧入力端子CRの最低電圧は0.7ボ
ルトにクリップされる。Next, the control system of the fan motor inside the driving IC (1) will be described. (14) is a buffer, to which the output of the Hall amplifier (10) is applied,
Waveform (pulse) in phase with the output of the Hall amplifier (10)
Is output. (15) is a PNP type transistor, (1
6) is an NPN type transistor which constitutes a discharge circuit. That is, the base of the transistor (15) is connected to the output of the buffer (14), the emitter is connected to the charging voltage input terminal CR, and the collector is connected to the base of the transistor (16). And a transistor (16)
Is connected to the charging voltage input terminal CR, and the emitter is grounded. Therefore, the charging voltage, which is the terminal voltage of the capacitor (8) applied to the charging voltage input terminal CR, turns on the transistor (15) when the output of the buffer (14) falls to a low level and turns on the transistor (16). ) Is discharged through the collector-emitter path. However, even if the charging voltage is completely discharged, the voltage at the charging voltage input terminal CR will not drop below the base-emitter voltage of the transistor (16), 0.7 volt. That is, the minimum voltage of the charging voltage input terminal CR is clipped to 0.7 volt.
【0014】電源電圧VCCと接地との間には抵抗(1
7)(18)及びダイオード(19)が直列接続されて
いる。(20)はコンパレータであり、一方の入力であ
る+端子は充電電圧入力端子CRと接続され、他方の入
力である−端子は抵抗(17)(18)の接続点と接続
されている。ここで、抵抗(17)(18)の接続点に
現れる基準電圧VREF1について述べると、ファンモ
ータが正常な状態で定速回転している時は、充電電圧は
ファンモータの回転速度に応答するバッファ(14)の
出力の立ち下がりで放電される為、特定電圧まで上昇す
ることはあり得ない。つまり、ファンモータに異常が生
じて回転速度が予め定められた回転速度より低下した
時、バッファ(14)の出力周波数が低くなり、充電電
圧が前記特定電圧まで上昇してしまうことがあり得る。
そこで、ファンモータの異常を検出する基準として前記
特定電圧をVREF1としてコンパレータ(20)の−
端子に印加している。尚、基準電圧VREF1を発生す
るのに、ダイオード(19)を用いたのは、第1に、コ
ンパレータ(20)の+端子に印加される最低電圧が
0.7ボルトであることを考慮し、0.7ボルト以上の
基準電圧VREF1を補償する為であり、第2に、電源
電圧VCCが変動した際に警報端子LSをローレベルと
すべきファンモータの設定回転数がずれるのを防止する
為であり、第3に、トランジスタ(16)のベースエミ
ッタ間電圧0.7ボルトの温度特性による電圧変化を相
殺する為である。更に、コンパレータ(20)の出力が
ハイレベル又はローレベルに切り替わる時に、ファンモ
ータの回転むらによるチャタリングが発生するのを防止
する為、コンパレータ(20)はヒステリシスを持って
構成されている。(21)はラッチ回路であり、コンパ
レータ(20)の出力をバッファ(14)出力の立ち下
がりに同期してラッチするものである。Between the power supply voltage VCC and ground, a resistor (1
7) (18) and the diode (19) are connected in series. Reference numeral (20) is a comparator, one input of which is + terminal connected to the charging voltage input terminal CR, and the other input of which is − terminal is connected to a connection point of the resistors (17) and (18). The reference voltage VREF1 appearing at the connection point of the resistors (17) and (18) will now be described. When the fan motor is rotating at a constant speed in a normal state, the charging voltage is a buffer that responds to the rotation speed of the fan motor. Since it is discharged at the trailing edge of the output of (14), it cannot rise to a specific voltage. That is, when an abnormality occurs in the fan motor and the rotation speed falls below a predetermined rotation speed, the output frequency of the buffer (14) may decrease and the charging voltage may rise to the specific voltage.
Therefore, as a reference for detecting the abnormality of the fan motor, the specific voltage is set to VREF1 and the-
Applied to the terminal. The diode (19) is used to generate the reference voltage VREF1. First, considering that the minimum voltage applied to the + terminal of the comparator (20) is 0.7 volt, This is for compensating the reference voltage VREF1 of 0.7 volt or more, and secondly, for preventing the set rotational speed of the fan motor that should bring the alarm terminal LS to the low level when the power supply voltage VCC fluctuates. Thirdly, it is for canceling the voltage change due to the temperature characteristic of the base-emitter voltage of the transistor (16) of 0.7 volt. Further, when the output of the comparator (20) switches to a high level or a low level, chattering due to uneven rotation of the fan motor is prevented from occurring, so that the comparator (20) has a hysteresis. Reference numeral (21) is a latch circuit for latching the output of the comparator (20) in synchronization with the fall of the output of the buffer (14).
【0015】(22)はカウンタであり、バッファ(1
4)出力の立ち下がりを計数するものである。ここで、
ファンモータが正常に機能する場合に、起動から定常回
転速度に達するまでに発生するFGパルスの数は一義的
に決まっている。そこで、このFGパルス数と等しいか
又はそれ以上の数を、カウンタ(22)が計数できる様
にしておく。例えば、ファンモータの起動から定常回転
速度に至るまでのFGパルス数が100であるものと仮
定すると、カウンタ(22)は7ビットで構成され、1
28(=2の7乗)を計数できるものに設計しておく。
カウンタ(22)は、128を計数した後、ローレベル
のオーバーフロー信号CTRを発生する。(22) is a counter, which is a buffer (1
4) Counting the falling edge of the output. here,
When the fan motor functions normally, the number of FG pulses generated from startup to reaching the steady rotation speed is uniquely determined. Therefore, the counter (22) is allowed to count a number equal to or more than the FG pulse number. For example, assuming that the number of FG pulses from the start of the fan motor to the steady rotation speed is 100, the counter (22) is composed of 7 bits and 1
Design it so that it can count 28 (= 2 to the 7th power).
The counter (22) generates a low level overflow signal CTR after counting 128.
【0016】(23)はNPN型のトランジスタであ
り、ベースはカウンタ(22)の出力と接続され、コレ
クタはラッチ回路(21)の出力と接続され、エミッタ
は接地されている。即ち、カウンタ(22)が128を
計数している最中は、ファンモータが起動から定常回転
速度に至る過程であり、カウンタ(22)の出力CTR
がハイレベルの為、トランジスタ(23)がオンして、
ラッチ回路(21)の出力はコンパレータ(20)の出
力に関係なくローレベルに固定される。これにより、フ
ァンモータの回転速度が定常回転速度に至る前で遅くコ
ンパレータ(20)の出力がハイレベルになった場合で
あっても、ラッチ回路(21)出力がローレベルに固定
されている為、警報端子LSから誤警報が発生すること
はない。カウンタ(22)が128を計数した後は、フ
ァンモータが定常回転速度で回転しているものとされ、
ローレベルのオーバーフロー信号CTRが発生する為、
トランジスタ(23)はオフし、ラッチ回路(21)の
出力はコンパレータ(20)の出力に依存して変化する
ことになる。(24)はNPN型のトランジスタであ
り、ベースはラッチ回路(21)の出力と接続され、コ
レクタは警報端子LSと接続され、エミッタは接地され
ている。警報端子LSは、通常は、ラッチ回路(21)
がローレベル(論理値「0」)をラッチしてトランジス
タ(24)がオフし、プルアップ抵抗(9)により電源
電圧VCCにプルアップされたハイレベルを出力するこ
とになる。このハイレベル出力は、ファンモータが正常
に定常回転していることを指示する信号である。Reference numeral (23) is an NPN type transistor whose base is connected to the output of the counter (22), whose collector is connected to the output of the latch circuit (21) and whose emitter is grounded. That is, while the counter (22) is counting 128, it is the process from the start of the fan motor to the steady rotation speed, and the output CTR of the counter (22)
Is high level, the transistor (23) is turned on,
The output of the latch circuit (21) is fixed to the low level regardless of the output of the comparator (20). As a result, the output of the latch circuit (21) is fixed at the low level even if the output of the comparator (20) becomes high level before the rotational speed of the fan motor reaches the steady rotational speed. A false alarm does not occur from the alarm terminal LS. After the counter (22) has counted 128, it is assumed that the fan motor is rotating at a constant rotation speed,
Since the low level overflow signal CTR is generated,
The transistor (23) is turned off, and the output of the latch circuit (21) changes depending on the output of the comparator (20). Reference numeral (24) is an NPN type transistor whose base is connected to the output of the latch circuit (21), whose collector is connected to the alarm terminal LS, and whose emitter is grounded. The alarm terminal LS is normally a latch circuit (21).
Latches a low level (logical value "0"), the transistor (24) is turned off, and the pull-up resistor (9) outputs a high level pulled up to the power supply voltage VCC. This high level output is a signal indicating that the fan motor is normally rotating normally.
【0017】(25)はコンパレータであり、駆動用I
C(1)に電源電圧VCCが投入された時の充電電圧入
力端子CRの状態を見る為のものである。コンパレータ
(25)の一方の入力である+端子は充電電圧入力端子
CRと接続され、他方の入力である−端子には基準電圧
VREF2(<VREF1)が印加される。電源電圧V
CCと接地との間には抵抗(26)(27)が直列接続
され、その接続点電圧が基準電圧VREF2としてコン
パレータ(25)の−端子に印加される。基準電圧VR
EF1は、先に述べた様に0.7ボルトより高い電圧で
あるが、基準電圧VREF2は、0.7ボルトより低い
電圧である。(28)はリセット回路であり、電源電圧
VCCを投入した初期時において、コンデンサ(8)の
端子電圧である充電電圧が基準電圧VREF2を越えた
時点で、ラッチ回路(21)及びカウンタ(22)を初
期化するものである。これにより、ラッチ回路(21)
は論理値「0」をラッチし、カウンタ(22)の各ビッ
トは全て「0」となる。(25) is a comparator for driving I
This is for viewing the state of the charging voltage input terminal CR when the power supply voltage VCC is applied to C (1). The + terminal which is one input of the comparator (25) is connected to the charging voltage input terminal CR, and the reference voltage VREF2 (<VREF1) is applied to the − terminal which is the other input. Power supply voltage V
Resistors (26) and (27) are connected in series between CC and the ground, and the connection point voltage is applied as the reference voltage VREF2 to the negative terminal of the comparator (25). Reference voltage VR
The EF1 is a voltage higher than 0.7 volt as described above, while the reference voltage VREF2 is a voltage lower than 0.7 volt. Reference numeral (28) is a reset circuit, which is a latch circuit (21) and a counter (22) when the charging voltage, which is the terminal voltage of the capacitor (8), exceeds the reference voltage VREF2 at the initial stage of turning on the power supply voltage VCC. Is to be initialized. As a result, the latch circuit (21)
Latches the logical value "0", and each bit of the counter (22) becomes "0".
【0018】ここで、充電電圧入力端子CRに現れる充
電電圧の最低レベルを0.7ボルトとしたのは、誤って
充電電圧入力端子CRの電圧を放電した結果が基準電圧
VREF2未満まで下降してしまうと、ファンモータが
定常回転しているにも関わらず、再度、ラッチ回路(2
1)及びカウンタ(22)が初期化されてしまい、正し
い警報端子LS出力が得られなくなるのを防止する為で
ある。更に、コンデンサ(8)の充電を常に同じ電圧か
ら開始させる様にすることで、FGパルスの周波数に対
応する充電時間と充電電圧との関係を一義的とする為で
ある。Here, the minimum level of the charging voltage appearing at the charging voltage input terminal CR is set to 0.7 V because the result of accidentally discharging the voltage at the charging voltage input terminal CR falls below the reference voltage VREF2. If this happens, the latch circuit (2
This is to prevent 1) and the counter (22) from being initialized and the correct alarm terminal LS output not being obtained. Further, the charging of the capacitor (8) is always started from the same voltage, so that the relationship between the charging time corresponding to the frequency of the FG pulse and the charging voltage is unique.
【0019】以下、図1の動作を図2の波形図を基に説
明する。先ず、電源電圧VCCが投入されると、時刻t
0でラッチ回路(21)及びカウンタ(22)が初期化
され、上記した駆動用IC(1)の駆動系が動作してフ
ァンモータが回転し始める。ファンモータの起動から定
常回転速度に至るまでの期間においては、ホールアンプ
(10)の出力周波数は徐々に高くなっていくが、ファ
ンモータが寿命等で回転速度が定常値より遅くなってい
る場合と同様の状態が生じる。この期間に、ファンモー
タが正常であるにも関わらず、警報端子LSをローレベ
ルにするのは明らかに誤動作である。これを防止する
為、カウンタ(22)でホールアンプ(10)の出力と
同相のバッファ(14)の出力の立ち下がりを128回
計数する。尚、本発明の実施の形態においては、ファン
モータが起動から定常回転速度に至るまでに生じるFG
パルス数は100とする。カウンタ(22)がバッファ
(14)出力を128回計数している最中は、カウンタ
(22)出力がハイレベルである為、ラッチ回路(2
1)の出力はローレベルに固定されている。従って、時
刻t1、t2、t3において、充電電圧が基準電圧VR
EF1を越えてしまったとしても、定常回転への過渡期
であるものとして、ラッチ回路(21)のローレベル出
力を受けてトランジスタ(24)がオフし、警報端子L
Sは正常状態を表すハイレベルを出力し続ける。The operation of FIG. 1 will be described below with reference to the waveform chart of FIG. First, when the power supply voltage VCC is turned on, time t
At 0, the latch circuit (21) and the counter (22) are initialized, the drive system of the drive IC (1) described above operates, and the fan motor starts to rotate. In the period from the start of the fan motor to the steady rotation speed, the output frequency of the hall amplifier (10) gradually increases, but the rotation speed becomes slower than the steady value due to the life of the fan motor. The same situation occurs as. It is obviously a malfunction to set the alarm terminal LS to the low level during this period, although the fan motor is normal. In order to prevent this, the counter (22) counts the fall of the output of the buffer (14) in phase with the output of the Hall amplifier (10) 128 times. In the embodiment of the present invention, the FG that occurs from the start of the fan motor to the steady rotation speed.
The number of pulses is 100. While the counter (22) is counting the output of the buffer (14) 128 times, the output of the counter (22) is at the high level.
The output of 1) is fixed to low level. Therefore, at times t1, t2, and t3, the charging voltage is the reference voltage VR.
Even if EF1 is exceeded, the transistor (24) is turned off in response to the low level output of the latch circuit (21) and the alarm terminal L
S continues to output a high level indicating a normal state.
【0020】その後、時刻t4においてカウンタ(2
2)が128回の計数を終了してローレベルのオーバー
フロー信号CTRを出力すると、トランジスタ(23)
がオフし、ラッチ回路(21)の内容はコンパレータ
(20)の出力に依存することになる。ファンモータが
定常回転している状態から、何らかの異常を来たし、回
転速度が低下してしまい、その状態が継続された場合、
例えば、充電電圧が基準電圧VREF1を越えその直後
の時刻t5でバッファ(14)出力が立ち下がった場
合、ラッチ回路(21)にはハイレベル(論理値
「1」)がラッチされ、トランジスタ(24)がオン
し、警報端子LSはローレベルとなる。このローレベル
が外部のコンピュータ等に伝達され、OA機器等に内蔵
されたファンモータが故障、劣化等で交換時期になって
いる旨をオペレータに知らしめることができる。Thereafter, at time t4, the counter (2
2) finishes counting 128 times and outputs the low level overflow signal CTR, the transistor (23)
Is turned off, and the content of the latch circuit (21) depends on the output of the comparator (20). If something goes wrong from the state where the fan motor is rotating normally, and the rotation speed decreases, and that state continues,
For example, when the charge voltage exceeds the reference voltage VREF1 and the output of the buffer (14) falls at time t5 immediately thereafter, a high level (logical value “1”) is latched in the latch circuit (21), and the transistor (24) ) Turns on, and the alarm terminal LS becomes low level. This low level is transmitted to an external computer or the like, and the operator can be notified that the fan motor built in the OA device or the like is due to failure, deterioration, or the like, and it is time to replace it.
【0021】以上より、ファンモータの起動から定常回
転に至るまでの間におけるライフセンサ機能の誤動作を
確実に防止できる。As described above, it is possible to reliably prevent the malfunction of the life sensor function from the start of the fan motor to the steady rotation.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明によれば、ブラシレスモータの起
動から定常回転速度に至るまでを、従来の様な時間とい
うファクタではなく、ブラシレスモータの回転に応答し
て周波数が変化するパルスの予め定められた特定数をカ
ウンタで計数することで判定する様にした。従って、大
容量のコンデンサが不要となり、基板面積を小さくでき
ると共にコストダウンも可能となる。また、従来の遅延
専用ICが不要となる為、システム構成を簡略化でき
る。更に、モータの種類が変わったとしても、起動から
定常回転速度に至るまでに要するパルス数は一定の為、
汎用性のある回路を提供できる利点が得られる。According to the present invention, from the start of the brushless motor to the steady rotation speed, the pulse whose frequency changes in response to the rotation of the brushless motor is determined in advance instead of the conventional factor of time. The determination is made by counting the specified number with a counter. Therefore, a large-capacity capacitor is not needed, the substrate area can be reduced, and the cost can be reduced. Further, since the conventional delay-dedicated IC is not necessary, the system configuration can be simplified. Furthermore, even if the type of motor changes, the number of pulses required from startup to steady rotation speed is constant, so
The advantage of being able to provide a versatile circuit is obtained.
【図1】本発明のブラシレスモータの回転状態検出回路
を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a rotation state detection circuit of a brushless motor of the present invention.
【図2】図1の動作を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of FIG.
(1) 駆動用IC (7) 抵抗 (8) コンデンサ (14) バッファ (15)(16)(23)(24) トランジスタ (20) コンパレータ (21) ラッチ回路 (22) カウンタ (1) Driving IC (7) Resistance (8) Capacitor (14) Buffer (15) (16) (23) (24) Transistor (20) Comparator (21) Latch circuit (22) Counter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/12 G01H 17/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/12 G01H 17/00
Claims (5)
周波数が変化するパルスが印加されることにより、電源
電圧が印加され該電源電圧を特定の時定数で充電する充
電回路の充電電圧を放電する放電回路と、 前記充電回路の充電電圧と第1基準電圧とを比較する第
1比較回路と、 前記第1比較回路の比較出力を前記パルスに同期してラ
ッチするラッチ回路と、 前記ブラシレスモータが起動されてから定常回転速度に
達するまでの間に、正常状態で発生すべき前記パルスの
特定数を計数し、前記パルスの特定数を計数している間
は、前記ラッチ回路の出力が前記第1比較回路の出力に
応じて変化するのを禁止して固定値とする為の禁止信号
を発生するカウンタと、を備え、 前記カウンタが前記パルスの特定数を計数した後、前記
充電回路の充電電圧が前記基準電圧を越えた時、前記ラ
ッチ回路にラッチされた一方の論理値により、前記ブラ
シレスモータの回転速度が定常回転速度より低下してい
ることを知らしめることを特徴とするブラシレスモータ
の回転状態検出回路。1. A power supply voltage is applied by applying a pulse whose frequency changes in response to the rotation speed of a brushless motor, and the charge voltage of a charging circuit that charges the power supply voltage with a specific time constant is discharged. A discharge circuit, a first comparison circuit that compares the charging voltage of the charging circuit with a first reference voltage, a latch circuit that latches the comparison output of the first comparison circuit in synchronization with the pulse, and the brushless motor During the period from the start to the steady rotation speed, the specific number of the pulses to be generated in the normal state is counted, and while the specific number of the pulses is counted, the output of the latch circuit is A counter that generates a prohibition signal for prohibiting a change in accordance with the output of the comparator circuit 1 to set a fixed value, and after the counter counts a specific number of the pulses, When the electric voltage exceeds the reference voltage, the one logical value latched by the latch circuit informs that the rotation speed of the brushless motor is lower than the steady rotation speed. Rotation state detection circuit.
ングされるトランジスタを設け、前記カウンタが前記パ
ルスの特定値を計数した後において、前記充電回路の充
電電圧が前記基準電圧を越えた時の前記ラッチ回路のラ
ッチ出力により前記トランジスタをオンし、プルアップ
又はプルダウンされている値を反転させることにより、
前記ブラシレスモータの回転速度が定常回転速度より低
下していることを知らしめ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回転状態検出回路。2. A transistor that is switched according to an output of the latch circuit is provided, and the transistor is provided when the charging voltage of the charging circuit exceeds the reference voltage after the counter has counted a specific value of the pulse. By turning on the transistor by the latch output of the latch circuit and inverting the value that is pulled up or pulled down,
2. It is informed that the rotation speed of the brushless motor is lower than the steady rotation speed.
A rotation state detection circuit for the brushless motor described.
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
回転状態検出回路。3. The rotation state detection circuit of the brushless motor according to claim 1, wherein the first comparison circuit has a hysteresis.
より低い第2基準電圧とを比較する第2比較回路と、電
源電圧の投入後、前記充電回路の出力が前記第2基準電
圧に達した時、前記第2比較回路の出力変化により前記
ラッチ回路及び前記カウンタを初期化するリセット回路
とを設け、前記充電回路を前記第1及び第2比較回路に
共用したことを特徴とする請求項1記載のブラシレスモ
ータの回転状態検出回路。4. A second comparison circuit for comparing the output of the charging circuit with a second reference voltage lower than the first reference voltage, and the output of the charging circuit becomes the second reference voltage after the power supply voltage is turned on. And a reset circuit for initializing the latch circuit and the counter when the output of the second comparison circuit changes, and the charging circuit is shared by the first and second comparison circuits. Item 1. A rotation state detection circuit for a brushless motor according to item 1.
圧を放電した際の最低電圧レベルが前記第1及び第2基
準電圧の間となる様に構成されていることを特徴とする
請求項4記載のブラシレスモータの回転状態検出回路。5. The discharging circuit is configured such that a minimum voltage level when the charging voltage of the charging circuit is discharged is between the first and second reference voltages. 4. A rotation state detection circuit for the brushless motor according to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17821296A JP3397984B2 (en) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | Rotation state detection circuit of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP17821296A JP3397984B2 (en) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | Rotation state detection circuit of brushless motor |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH1028394A JPH1028394A (en) | 1998-01-27 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102103014B (en) * | 2010-12-13 | 2012-09-05 | 苏州大学 | Detecting method for periodic transient component in signal |
| JP6312645B2 (en) | 2015-10-09 | 2018-04-18 | ファナック株式会社 | Motor driving apparatus capable of reporting abnormal operation of fan and method thereof |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP17821296A patent/JP3397984B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH1028394A (en) | 1998-01-27 |
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