JPH0243438B2 - - Google Patents
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- JPH0243438B2 JPH0243438B2 JP56191393A JP19139381A JPH0243438B2 JP H0243438 B2 JPH0243438 B2 JP H0243438B2 JP 56191393 A JP56191393 A JP 56191393A JP 19139381 A JP19139381 A JP 19139381A JP H0243438 B2 JPH0243438 B2 JP H0243438B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- drive transistor
- transistor group
- voltage
- coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、モータ可動部の位置に応じて複数相
のコイルに対する給電を電子的に切換えてゆくブ
ラシレス直流モータに関するものである。
のコイルに対する給電を電子的に切換えてゆくブ
ラシレス直流モータに関するものである。
ブラシレス直流モータは、トルクリツプルが小
さく、ブラシによるノイズがなく、長寿命である
ことから、各種の音響機器に応用されている。特
公昭55−6938号公報には、このようなブラシレス
直流モータにおいて、星形結線された3相コイル
に両方向の電流を通電(全波駆動)するようにな
し、コイルの利用効率を向上させることが開示さ
れている。これによれば、多相コイルに第1のト
ランジスタ群によつて定電流を供給するように
し、第2のトランジスタ群によつて多相コイルの
共通接続点の電位が所定の値となるように制御し
ている。
さく、ブラシによるノイズがなく、長寿命である
ことから、各種の音響機器に応用されている。特
公昭55−6938号公報には、このようなブラシレス
直流モータにおいて、星形結線された3相コイル
に両方向の電流を通電(全波駆動)するようにな
し、コイルの利用効率を向上させることが開示さ
れている。これによれば、多相コイルに第1のト
ランジスタ群によつて定電流を供給するように
し、第2のトランジスタ群によつて多相コイルの
共通接続点の電位が所定の値となるように制御し
ている。
しかし、この様な構成では、コイルに電流を供
給する端子の他に共通接続端子(単に電圧を検出
するために必要とされる)も、モータ側より引き
出して回路素子に接続する必要があり、配線数が
増加し製造が繁雑となつていた。
給する端子の他に共通接続端子(単に電圧を検出
するために必要とされる)も、モータ側より引き
出して回路素子に接続する必要があり、配線数が
増加し製造が繁雑となつていた。
本発明は、そのような点を考慮し、多相のコイ
ルに電流を供給する端子のみを配線(共通接続端
子の配線は不要)により安定かつ確実な全波駆動
を実現したブラシレス直流モータを提供するもの
である。
ルに電流を供給する端子のみを配線(共通接続端
子の配線は不要)により安定かつ確実な全波駆動
を実現したブラシレス直流モータを提供するもの
である。
本発明によるブラシレス直流モータの構成は、
モータ可動部の位置を検出する位置検出手段と、
複数相のコイルと、前記コイルに電流を供給する
複数個のトランジスタからなる第1の駆動トラン
ジスタ群と、前記コイルへの電流供給を指令する
指令信号に対応し、かつ、前記位置検出手段の出
力に応動して、前記第1の駆動トランジスタ群の
通電を分配制御する第1の分配制御手段と、前記
コイルと前記第1の駆動トランジスタ群による電
流路に直列に挿入された複数個のトランジスタか
らなる第2の駆動トランジスタ群と、前記位置検
出手段の出力に応動して前記第2の駆動トランジ
スタの通電を分配制御する第2の分配制御手段を
具備し、前記第2の分配制御手段は、前記第2の
駆動トランジスタ群の通電状態にあるトランジス
タの動作電圧を検出する動作電圧検出手段と、前
記第2の駆動トランジスタ群の動作電圧を検出し
た前記動作検出手段の出力信号に応動して前記第
2の駆動トランジスタ群の通電電流を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とするものである。
モータ可動部の位置を検出する位置検出手段と、
複数相のコイルと、前記コイルに電流を供給する
複数個のトランジスタからなる第1の駆動トラン
ジスタ群と、前記コイルへの電流供給を指令する
指令信号に対応し、かつ、前記位置検出手段の出
力に応動して、前記第1の駆動トランジスタ群の
通電を分配制御する第1の分配制御手段と、前記
コイルと前記第1の駆動トランジスタ群による電
流路に直列に挿入された複数個のトランジスタか
らなる第2の駆動トランジスタ群と、前記位置検
出手段の出力に応動して前記第2の駆動トランジ
スタの通電を分配制御する第2の分配制御手段を
具備し、前記第2の分配制御手段は、前記第2の
駆動トランジスタ群の通電状態にあるトランジス
タの動作電圧を検出する動作電圧検出手段と、前
記第2の駆動トランジスタ群の動作電圧を検出し
た前記動作検出手段の出力信号に応動して前記第
2の駆動トランジスタ群の通電電流を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とするものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図は本発明の一実施例を表わす電気回路
結線図である。第1図において、11はロータに
とりつけられた界磁マグネツト、12,13,1
4は星形結線された3相のコイル群、26,2
7,28は第1の駆動トランジスタ群、46,4
7,48は第2の駆動トランジスタ群、21はコ
イル12,13,14への合成供給電流を検出す
るための抵抗である。また、破線で囲まれた部分
101はマグネツト11の磁束を感知するホール
素子15,16,17,18,19,20によつ
て構成される位置検出器、102はホール素子1
5,16,17の出力に応動して対応する第1の
駆動トランジスタ群26,27,28の通電を分
配制御する第1の分配制御器、103はホール素
子18,19,20の出力に応動して対応する第
2の駆動トランジスタ群46,47,48の通電
を分配制御する第2の分配制御器である。
る。第1図は本発明の一実施例を表わす電気回路
結線図である。第1図において、11はロータに
とりつけられた界磁マグネツト、12,13,1
4は星形結線された3相のコイル群、26,2
7,28は第1の駆動トランジスタ群、46,4
7,48は第2の駆動トランジスタ群、21はコ
イル12,13,14への合成供給電流を検出す
るための抵抗である。また、破線で囲まれた部分
101はマグネツト11の磁束を感知するホール
素子15,16,17,18,19,20によつ
て構成される位置検出器、102はホール素子1
5,16,17の出力に応動して対応する第1の
駆動トランジスタ群26,27,28の通電を分
配制御する第1の分配制御器、103はホール素
子18,19,20の出力に応動して対応する第
2の駆動トランジスタ群46,47,48の通電
を分配制御する第2の分配制御器である。
次に、その動作を説明する。電源電圧VCCに
12V印加すると、抵抗21の電圧降下と指令電圧
信号60が電圧・電流変換器105にて比較さ
れ、その両者の差に応じた電流が出力され、第1
の差動回路104を構成するトランジスタ23,
24,25の共通エミツタ電流として供給され
る。トランジスタ23,24,25の各ベース端
子にはそれぞれホール素子15,16,17の出
力電圧が印加され、そのベース電圧の差に応じて
共通エミツタ電流が各コレクタ電流に分配され、
ベース電圧の最も低いトランジスタのコレクタ電
流が最も大きくなり、他のトランジスタのコレク
タ電流は零またはほとんど零となる。
12V印加すると、抵抗21の電圧降下と指令電圧
信号60が電圧・電流変換器105にて比較さ
れ、その両者の差に応じた電流が出力され、第1
の差動回路104を構成するトランジスタ23,
24,25の共通エミツタ電流として供給され
る。トランジスタ23,24,25の各ベース端
子にはそれぞれホール素子15,16,17の出
力電圧が印加され、そのベース電圧の差に応じて
共通エミツタ電流が各コレクタ電流に分配され、
ベース電圧の最も低いトランジスタのコレクタ電
流が最も大きくなり、他のトランジスタのコレク
タ電流は零またはほとんど零となる。
トランジスタ23,24,25の各コレクタ電
流は第1の駆動トランジスタ群26,27,28
の各ベース電流となり、電流増幅されてコイル1
2,13,14へ供給される。コイル12,1
3,14への供給電流は抵抗21の電圧降下とし
て検出され、電圧・電流変換器105の反転入力
端子に入力される。
流は第1の駆動トランジスタ群26,27,28
の各ベース電流となり、電流増幅されてコイル1
2,13,14へ供給される。コイル12,1
3,14への供給電流は抵抗21の電圧降下とし
て検出され、電圧・電流変換器105の反転入力
端子に入力される。
これにより、電圧・電流変換器105、第1の
差動回路104、第1の駆動トランジスタ群2
6,27,28および抵抗21によつて第1の帰
還ループ(電流帰還ループ)が構成され、コイル
12,13,14への供給電流は確実に指令信号
60に対応した定電流値となる。なお、電圧・電
流変換器105の反転入力端子と出力端子との間
に介装されたコンデンサ22は上述の帰還ループ
の位相補償のためにつけている。(このコンデン
サ22は電圧・電流変換器105の出力と電源端
子との間につけても良い。) 第3図に電圧・電流変換器105の構成例を示
す。ここでは、トランジスタ61と抵抗62によ
り信号60の電圧と抵抗21の電圧を比較し、こ
の差に対応した電流に変換し、トランジスタ6
3,64のカレントミラー回路により電流反転さ
れて出力される。
差動回路104、第1の駆動トランジスタ群2
6,27,28および抵抗21によつて第1の帰
還ループ(電流帰還ループ)が構成され、コイル
12,13,14への供給電流は確実に指令信号
60に対応した定電流値となる。なお、電圧・電
流変換器105の反転入力端子と出力端子との間
に介装されたコンデンサ22は上述の帰還ループ
の位相補償のためにつけている。(このコンデン
サ22は電圧・電流変換器105の出力と電源端
子との間につけても良い。) 第3図に電圧・電流変換器105の構成例を示
す。ここでは、トランジスタ61と抵抗62によ
り信号60の電圧と抵抗21の電圧を比較し、こ
の差に対応した電流に変換し、トランジスタ6
3,64のカレントミラー回路により電流反転さ
れて出力される。
次に第2の分配制御器と第2の駆動トランジス
タ群の動作について説明する。第2の分配制御器
103は、第2の駆動トランジスタ群46,4
7,48の通電状態にあるトランジスタの動作電
圧を検出する動作検出器106、(本実施例では、
コレクタ・エミツタ間電圧VCEを検出)と、抵抗
41と定電流源40によつて決まる所定の電圧値
Vref=R41・I40(通常0.5V〜1.5V)と動作検出器
106の出力電圧を比較してその両者に応じた電
流を吸込む比較器107と、第2の差動回路10
8によつて構成されている。
タ群の動作について説明する。第2の分配制御器
103は、第2の駆動トランジスタ群46,4
7,48の通電状態にあるトランジスタの動作電
圧を検出する動作検出器106、(本実施例では、
コレクタ・エミツタ間電圧VCEを検出)と、抵抗
41と定電流源40によつて決まる所定の電圧値
Vref=R41・I40(通常0.5V〜1.5V)と動作検出器
106の出力電圧を比較してその両者に応じた電
流を吸込む比較器107と、第2の差動回路10
8によつて構成されている。
第2図に駆動トランジスタ46と27が活性と
なつている場合の電流路を示す。第2図より、電
流路は 側電源→トランジスタ46→コイルおよび1
3→トランジスタ27→抵抗21→側電源 となり、コイル12の端子電圧がコイル13,
14の端子電圧よりも大きくなる。その結果、ダ
イオード36が導通し、他のダイオード37,3
8は非導通となり、動作検出器106の出力電圧
Aは通電状態にある第2の駆動トランジスタ46
の動作電圧VCEよりダイオード36の順方向電圧
VDだけ大きな値となる(側電源端子から考え
る)。
なつている場合の電流路を示す。第2図より、電
流路は 側電源→トランジスタ46→コイルおよび1
3→トランジスタ27→抵抗21→側電源 となり、コイル12の端子電圧がコイル13,
14の端子電圧よりも大きくなる。その結果、ダ
イオード36が導通し、他のダイオード37,3
8は非導通となり、動作検出器106の出力電圧
Aは通電状態にある第2の駆動トランジスタ46
の動作電圧VCEよりダイオード36の順方向電圧
VDだけ大きな値となる(側電源端子から考え
る)。
動作検出器106の出力電圧Aは比較器107
のトランジスタ39のベース側に印加される。一
方、トランジスタ39のエミツタ側には定電流源
40と抵抗41による所定の電圧値Vrefが印加さ
れている。従つて、トランジスタ39は実質的に
VCEとVrefを比較し(ダイオード36の順方向電
圧トランジスタ39のベース・エミツタ順方向電
圧は相殺される)、その差に応じた電流が流れ、
トランジスタ49,50によるカレントミラー回
路にて反転され、第2の差動回路108に供給さ
れる。
のトランジスタ39のベース側に印加される。一
方、トランジスタ39のエミツタ側には定電流源
40と抵抗41による所定の電圧値Vrefが印加さ
れている。従つて、トランジスタ39は実質的に
VCEとVrefを比較し(ダイオード36の順方向電
圧トランジスタ39のベース・エミツタ順方向電
圧は相殺される)、その差に応じた電流が流れ、
トランジスタ49,50によるカレントミラー回
路にて反転され、第2の差動回路108に供給さ
れる。
差動回路108のトランジスタ43,44,4
5の各ベース端子にはホール素子18,19,2
0の出力が印加され、そのベース電圧に応じて共
通エミツタ電流をコレクタに分配する。トランジ
スタ43,44,45の各コレクタ電流は第2の
駆動トランジスタ群46,47,48の各ベース
電流となり、電流増幅してコイル12,13,1
4への通電を切換え制御している。
5の各ベース端子にはホール素子18,19,2
0の出力が印加され、そのベース電圧に応じて共
通エミツタ電流をコレクタに分配する。トランジ
スタ43,44,45の各コレクタ電流は第2の
駆動トランジスタ群46,47,48の各ベース
電流となり、電流増幅してコイル12,13,1
4への通電を切換え制御している。
従つて動作検出器106、比較器107、第2
の差動回路108、第2の駆動トランジスタ群4
6,47,48によつて第2の帰還ループが構成
され、第2の駆動トランジスタ群46,47,4
8の通電状態にあるトランジスタの動作電圧VCE
を活性領域内の所定の電圧値Vrefと一致させるよ
うに動作する。これについてさらに説明すれば、
第2の駆動トランジスタの動作電流の減少は、動
作検出器106によつて検出され、比較器107
の吸込電流を小さくし、第2の駆動トランジスタ
のベース電流、従つてコレクタ電流を小さくな
し、その結果、第2の駆動トランジスタの動作電
圧が大きくなる。
の差動回路108、第2の駆動トランジスタ群4
6,47,48によつて第2の帰還ループが構成
され、第2の駆動トランジスタ群46,47,4
8の通電状態にあるトランジスタの動作電圧VCE
を活性領域内の所定の電圧値Vrefと一致させるよ
うに動作する。これについてさらに説明すれば、
第2の駆動トランジスタの動作電流の減少は、動
作検出器106によつて検出され、比較器107
の吸込電流を小さくし、第2の駆動トランジスタ
のベース電流、従つてコレクタ電流を小さくな
し、その結果、第2の駆動トランジスタの動作電
圧が大きくなる。
このような帰還ループを施すならば、第2の差
動回路108およ第2の駆動トランジスタ群4
6,47,48の動作が安定し、位置検出器10
1の出力に応動する通電トランジスタの切換えは
確実かつ円滑に行なわれる。
動回路108およ第2の駆動トランジスタ群4
6,47,48の動作が安定し、位置検出器10
1の出力に応動する通電トランジスタの切換えは
確実かつ円滑に行なわれる。
また、その比較電流Vref=R41・I40はVCCに較
べて十分小さく設定できるため、コイル12,1
3,14での電流降下がかなり大きくても、第1
の駆動トランジスタは活性領域にあり、飽和しに
くい。
べて十分小さく設定できるため、コイル12,1
3,14での電流降下がかなり大きくても、第1
の駆動トランジスタは活性領域にあり、飽和しに
くい。
なお、コンデンサ42上述の帰還ループの位相
補償のためにつけられている。また、コイル1
2,13,14の端子に接続されたコンデンサ2
9,31,33と抵抗30,32,34の直列回
路は、通電路の切換えに伴うスパイク電圧を低減
するものである。
補償のためにつけられている。また、コイル1
2,13,14の端子に接続されたコンデンサ2
9,31,33と抵抗30,32,34の直列回
路は、通電路の切換えに伴うスパイク電圧を低減
するものである。
前述の実施例では、3相コイルを星形結線した
例を示したが、本発明はそのような場合に限ら
ず、一般に、多相のコイルを有するモータを構成
できる。また、駆動トランジスタはバイポーラ形
トランジスタに限らず、電界効果形トランジスタ
でも良いことはいうまでもない。さらに、動作検
出器、比較器等の構成は、前述の実施例に限定さ
れるものではない。その他、本発明の主旨を変え
ずして種々の変形が可能である。
例を示したが、本発明はそのような場合に限ら
ず、一般に、多相のコイルを有するモータを構成
できる。また、駆動トランジスタはバイポーラ形
トランジスタに限らず、電界効果形トランジスタ
でも良いことはいうまでもない。さらに、動作検
出器、比較器等の構成は、前述の実施例に限定さ
れるものではない。その他、本発明の主旨を変え
ずして種々の変形が可能である。
以上本発明によれば、通電状態にある第2の駆
動トランジスタの動作電圧を検出し、その電圧が
所定の値になるように、第2の駆動トランジスタ
の動作電圧が大きくなると通電電流を大きくし、
動作電圧が小さくなると通電電流を小さくするよ
うに制御しているので、多相のコイルに電流を供
給する端子のみの配線により安定かつ確実な全波
駆動実現でき、従つて、コイルの共通接続端子は
不要であり、モータコイルへの接続端子は少なく
てよく、部品点数・製造工数は低減される。ま
た、駆動回路とコイルとの接続数の減少により、
例えば、第1図の回路をワンチツプ集積回路にて
構成する場合には、その出力ピン数も少なくな
る。
動トランジスタの動作電圧を検出し、その電圧が
所定の値になるように、第2の駆動トランジスタ
の動作電圧が大きくなると通電電流を大きくし、
動作電圧が小さくなると通電電流を小さくするよ
うに制御しているので、多相のコイルに電流を供
給する端子のみの配線により安定かつ確実な全波
駆動実現でき、従つて、コイルの共通接続端子は
不要であり、モータコイルへの接続端子は少なく
てよく、部品点数・製造工数は低減される。ま
た、駆動回路とコイルとの接続数の減少により、
例えば、第1図の回路をワンチツプ集積回路にて
構成する場合には、その出力ピン数も少なくな
る。
従つて、本発明に基づいて、音響機器または映
像機器用のブラシレス直流モータを構成するなら
ば、安価に性能の良い機器を得ることができる。
像機器用のブラシレス直流モータを構成するなら
ば、安価に性能の良い機器を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例を表わす電気回路結
線図、第2図はその動作を説明するための図、第
3図は電圧・電流変換器の一構成例図である。 11…マグネツト、12,13,14…コイ
ル、26,27,28…第1の駆動トランジスタ
群、46,47,48…第2の駆動トランジスタ
群、101…位置検出器、102…第1の分配制
御器、103…第2の分配制御器、104…第1
の差動回路、105…電圧・電流変換器、106
…動作検出器、107…比較器、108…第2の
差動回路。
線図、第2図はその動作を説明するための図、第
3図は電圧・電流変換器の一構成例図である。 11…マグネツト、12,13,14…コイ
ル、26,27,28…第1の駆動トランジスタ
群、46,47,48…第2の駆動トランジスタ
群、101…位置検出器、102…第1の分配制
御器、103…第2の分配制御器、104…第1
の差動回路、105…電圧・電流変換器、106
…動作検出器、107…比較器、108…第2の
差動回路。
Claims (1)
- 1 モータ可動部の位置を検出する位置検出手段
と、複数相のコイルと、前記コイルに電流を供給
する複数個のトランジスタからなる第1の駆動ト
ランジスタ群と、前記コイルへの電流供給を指令
する指令信号に対応し、かつ、前記位置検出手段
の出力に応動して前記第1の駆動トランジスタ群
の通電を分配制御する第1の分配制御手段と、前
記コイルと前記第1の駆動トランジスタ群による
電流路に直列に挿入された複数個のトランジスタ
からなる第2の駆動トランジスタ群と、前記位置
検出手段の出力に応動して前記第2の駆動トラン
ジスタ群の通電を分配制御する第2の分配制御手
段を具備し、前記第2の分配制御手段は、前記第
2の駆動トランジスタ群の通電状態にあるトラン
ジスタの動作電圧を検出する動作検出手段と、前
記第2の駆動トランジスタ群の動作電圧を検出し
た前記動作検出手段の出力信号に応動して前記第
2の駆動トランジスタ群の通電電流を制御する制
御手段とを備えたブラシレス直流モータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191393A JPS5893487A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ブラシレス直流モ−タ |
| DE8282306342T DE3273059D1 (en) | 1981-11-27 | 1982-11-29 | Brushless d. c. motor |
| US06/445,174 US4494053A (en) | 1981-11-27 | 1982-11-29 | Winding voltage balancing circuit for brushless DC motor |
| EP82306342A EP0081939B1 (en) | 1981-11-27 | 1982-11-29 | Brushless d. c. motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191393A JPS5893487A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ブラシレス直流モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893487A JPS5893487A (ja) | 1983-06-03 |
| JPH0243438B2 true JPH0243438B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=16273852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56191393A Granted JPS5893487A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ブラシレス直流モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5893487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612731U (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-18 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 車両のバキュームポンプ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54125418A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dc motor |
| JPS54162117A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic commutator type motor |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP56191393A patent/JPS5893487A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0612731U (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-18 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 車両のバキュームポンプ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5893487A (ja) | 1983-06-03 |
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