JPH07108111B2 - Brushless motor drive circuit - Google Patents
Brushless motor drive circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、3相ブラシレスモータの駆動回路に関する。The present invention relates to a drive circuit for a three-phase brushless motor.
(ロ) 従来の技術 3相ブラシレスモータに供給する直流電圧を調節してそ
のモータの回転数を制御するブラシレスモータ駆動回路
においては、そのモータのロック時あるいは過負荷時に
過電流が流れて、電源回路やスイッチング素子が破損さ
れるのを防止するため、電流制御回路が配設される。(B) Conventional technology In a brushless motor drive circuit that regulates the DC voltage supplied to a three-phase brushless motor to control the rotation speed of the motor, an overcurrent flows when the motor is locked or overloaded, and the power supply A current control circuit is provided to prevent damage to the circuits and switching elements.
第5図にこのようなブラシレスモータ駆動回路の従来例
を示す。同図において、3相マトリクス制御回路1は、
3相ブラシレスモータ(以下、単にモータと略す)2の
ロータの磁極位置をホール素子2a,2b,2cにより検知し、
それぞれ120°づつ位相の異なる3つの駆動信号を出力
する。スイッチング回路3〜5はそれらの各駆動信号に
従って巻線2u,2v,2wに通電する。この通電のためにスイ
ッチング回路3〜5に供給する供給電圧VMは、電源電圧
VccをPWM制御回路6によりPWM変調し、平滑回路7を通
して得られる。PWM制御回路6における変調度は、速度
設定信号vbにより設定され、これにより、上記供給電圧
VMの値が調節される。FIG. 5 shows a conventional example of such a brushless motor drive circuit. In the figure, the three-phase matrix control circuit 1 is
The magnetic pole position of the rotor of the three-phase brushless motor (hereinafter, simply abbreviated as motor) 2 is detected by the Hall elements 2a, 2b, 2c,
It outputs three drive signals with different phases by 120 °. The switching circuits 3 to 5 energize the windings 2u, 2v, 2w according to their respective drive signals. The supply voltage V M supplied to the switching circuits 3 to 5 for this energization is the power supply voltage.
Vcc is PWM-modulated by the PWM control circuit 6 and obtained through the smoothing circuit 7. The modulation factor in the PWM control circuit 6 is set by the speed setting signal vb, and the supply voltage
The value of V M is adjusted.
抵抗Rxにはスイッチング回路3〜5および巻線2u,2v,2w
に流れる電流Iが通電される。コンパレータ8はその抵
抗Rxに生じる電圧と基準電圧e1とを比較するものであ
る。For the resistor Rx, switching circuits 3 to 5 and windings 2u, 2v, 2w
The electric current I flowing through is applied. The comparator 8 compares the voltage generated in the resistor Rx with the reference voltage e 1 .
この回路においてモータ2が運転され、駆動トルクであ
る負荷が徐々に増大すると、第6図(a)に示すように
前記電流Iがそれにつれて上昇する。ところが、負荷To
において抵抗Rxに生じる電圧が基準電圧e1以上になった
とすると、コンパレータ8は電流制限信号SLを出力す
る。When the motor 2 is operated in this circuit and the load, which is the drive torque, gradually increases, the current I increases as shown in FIG. 6 (a). However, the load To
If the voltage generated in the resistor Rx becomes equal to or higher than the reference voltage e 1 at, the comparator 8 outputs the current limiting signal S L.
3相マトリクス制御回路1は、この電流制限信号SLを入
力すると、スイッチング回路3〜5への駆動信号の信号
レベルを低下させて出力する。これによりスイッチング
回路3〜5は、負荷がTo以上に増大しても電流Iを一定
値に保持させるように動作する。When the current limiting signal S L is input, the three-phase matrix control circuit 1 lowers the signal level of the drive signal to the switching circuits 3 to 5 and outputs it. As a result, the switching circuits 3 to 5 operate to keep the current I at a constant value even when the load increases to To or higher.
このため、モータ2の回転数Nは同図(b)に示すよう
に、上記負荷Toを越えると負荷の上昇につれて下降し、
この回転数Nに比例して巻線2u,2v,2wに発生する逆起電
圧Eも同図(c)に示すように下降するようになる。For this reason, the rotation speed N of the motor 2 decreases as the load increases when it exceeds the load To, as shown in FIG.
The counter electromotive voltage E generated in the windings 2u, 2v, 2w also decreases in proportion to the rotation speed N as shown in FIG.
ここで、供給電圧VMと巻線2u,2v,2wに印加される電圧と
の差電圧に電流Iを乗じた値が電力損失Pとなめが、前
記電力損失Pは、 P={VM−(E+I−rm)}×I (ただし、Eは逆起電圧、rmは巻線抵抗) と表わすことができる。そして、負荷が増大し、回転数
が低下し、逆起電圧Eが低下すると、電力損失Pが増加
するので、前記電力損失Pは同図(d)に示すようにな
り、これが発熱となって放散されることになる。Here, the value obtained by multiplying the difference voltage between the supply voltage V M and the voltage applied to the windings 2u, 2v, 2w by the current I is the power loss P, but the power loss P is P = {V M It can be expressed as − (E + I−rm)} × I (where E is a counter electromotive voltage and rm is a winding resistance). Then, when the load increases, the rotation speed decreases, and the counter electromotive voltage E decreases, the power loss P increases, so that the power loss P becomes as shown in FIG. Will be dissipated.
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 このため、従来のこのようなブラシレスモータ駆動回路
においては、スイッチング回路により電流制限するとき
に電流損失が生じる上に、トランジスタ等により構成さ
れるスイッチング回路3〜5を上記電力損失に伴う発熱
から保護するために、大きな放熱板を取り付けなければ
ならないという問題があった。(C) Problems to be Solved by the Invention Therefore, in such a conventional brushless motor drive circuit, a current loss occurs when the current is limited by the switching circuit, and the switching circuit 3 including a transistor or the like is also generated. There is a problem that a large heat dissipation plate must be attached in order to protect Nos. 5 to 5 from heat generation due to the power loss.
そこで本発明は、上記の問題を解決し、電力の損失を減
少させて放熱板を小形化できるブラシレスモータ駆動回
路を提供することを目的とする。It is therefore an object of the present invention to solve the above problems and provide a brushless motor drive circuit that can reduce the power loss and downsize the heat sink.
(ニ) 問題点を解決するための手段 このため本発明は、3相ブラシレスモータに配設された
ロータ位置検知素子からの検知信号に基づいて、目標速
度に対応した電圧値の駆動信号を発生する電圧調整回路
と、上記3相ブラシレスモータの各相の巻線に所定のタ
イミングで上記駆動信号を印加するスイッチング回路を
備えたブラシレスモータ駆動回路において、上記3相ブ
ラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を検出する電
流検出手段と、上記電流検出手段の検出値を、過負荷状
態に対応した所定値と比較し、上記検出値が上記所定値
よりも大きくなっているときには所定電圧値の電圧信号
を出力する一方、上記検出値が上記所定値以下になって
いるときにはゼロレベルの電圧信号を出力する比較回路
と、上記比較回路から出力される電圧信号を平滑して直
流成分を取り出すためのフィルタ回路と、上記フィルタ
回路の出力信号と上記3相ブラシレスモータの目標速度
に対応した速度設定信号とを加算するバイアス回路と、
上記バイアス回路の出力信号と所定の三角波信号とを比
較してパルス信号を発生するパルス信号発生器と、上記
パルス信号に基づき基準の電源電圧をパルス幅変調する
トランジスタ回路と、上記トランジスタ回路の出力信号
を平滑し上記スイッチング回路の駆動電源として供給す
る平滑回路を備えたものである。(D) Means for Solving the Problems For this reason, the present invention generates a drive signal having a voltage value corresponding to the target speed based on the detection signal from the rotor position detection element arranged in the three-phase brushless motor. In the brushless motor drive circuit including a voltage adjusting circuit and a switching circuit that applies the drive signal to the windings of each phase of the three-phase brushless motor at a predetermined timing, windings of each phase of the three-phase brushless motor are provided. Current detection means for detecting the current flowing in the, and the detection value of the current detection means is compared with a predetermined value corresponding to the overload state, and when the detection value is larger than the predetermined value, a predetermined voltage value On the other hand, while outputting the voltage signal, a comparison circuit that outputs a zero level voltage signal when the detected value is less than or equal to the predetermined value, and a voltage output from the comparison circuit. A bias circuit for adding a filter circuit for extracting a DC component of the signal smoothing to, the speed setting signal corresponding to the output signal and the target speed of the three-phase brushless motor of the filter circuit,
A pulse signal generator that compares the output signal of the bias circuit with a predetermined triangular wave signal to generate a pulse signal, a transistor circuit that performs pulse width modulation of a reference power supply voltage based on the pulse signal, and an output of the transistor circuit A smoothing circuit for smoothing a signal and supplying it as a driving power source for the switching circuit is provided.
(ホ) 作用 過負荷状態になると比較回路から所定レベルの電圧信号
が出力され、この電圧信号の直流成分が速度設定信号に
加算されて、トランジスタ回路のパルス幅変調の状態が
変化し、その結果、平滑回路から出力される平滑された
駆動電源の電圧が低下するので、スイッチング回路にお
ける電力損失の増大を抑制することができる。(E) Action When the overload condition occurs, a voltage signal of a predetermined level is output from the comparison circuit, the DC component of this voltage signal is added to the speed setting signal, and the state of pulse width modulation of the transistor circuit changes. Since the voltage of the smoothed driving power supply output from the smoothing circuit decreases, it is possible to suppress an increase in power loss in the switching circuit.
(ヘ) 実施例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。(F) Example Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail.
第1図は、本発明の一実施例に係るブラシレスモータ駆
動回路を示す回路構成図である。図において、3相マト
リクス制御回路1は3相ブラシレスモータ(以下、単に
モータという)2に取付けられたホール素子2a,2b,2cの
検知信号を入力し、ロータ2rの磁極位置を検知し、それ
ぞれ120°づつ位相の異なる3つの駆動信号Su,Sv,Swを
出力する。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a brushless motor drive circuit according to an embodiment of the present invention. In the figure, the three-phase matrix control circuit 1 inputs the detection signals of the Hall elements 2a, 2b, 2c attached to the three-phase brushless motor (hereinafter, simply referred to as a motor) 2, detects the magnetic pole position of the rotor 2r, and detects them respectively. It outputs three drive signals Su, Sv, Sw with different phases by 120 °.
一方、PWM制御回路6は電源電圧VccをPWM変調し、チョ
ークコイルLとコンデンサCmより成る平滑回路7はその
変調された電圧を安定した直流に平滑する。この平滑さ
れた直流電圧は、スイッチング回路3〜5に供給される
供給電圧VMとなる。On the other hand, the PWM control circuit 6 PWM-modulates the power supply voltage Vcc, and the smoothing circuit 7 including the choke coil L and the capacitor Cm smooths the modulated voltage to stable DC. The smoothed DC voltage is a supply voltage V M to be supplied to the switching circuit 3-5.
スイッチング回路3〜5は、上記駆動信号Su,Sv,Swに従
ってモータ2の巻線2u,2v,2wに通電する。各スイッチン
グ回路3〜5の接地側端子は抵抗Rxを介して接地されて
おり、上記通電による電流Iはこの抵抗Rxを流れること
になる。The switching circuits 3 to 5 energize the windings 2u, 2v, 2w of the motor 2 according to the drive signals Su, Sv, Sw. The ground side terminals of the switching circuits 3 to 5 are grounded via the resistor Rx, and the current I due to the energization flows through the resistor Rx.
コンパレータ8は、上記抵抗Rxの一端に生じる電圧V1と
基準電圧e2とを入力し、電圧V1>e2のとき電流制限信号
SLを出力する。また、コンパレータ9は上記電圧V1と基
準電圧e3とを入力し、電圧V1>e3のとき一定電圧になる
信号V2を出力する。ここで、基準電圧e2>基準電圧e3に
設定されている。The comparator 8 inputs the voltage V 1 generated at one end of the resistor Rx and the reference voltage e 2 , and when the voltage V 1 > e 2 , the current limiting signal.
Output S L. Further, the comparator 9 inputs the voltage V 1 and the reference voltage e 3 and outputs a signal V 2 which becomes a constant voltage when the voltage V 1 > e 3 . Here, reference voltage e 2 > reference voltage e 3 is set.
フィルタ回路10は抵抗RfとコンデンサCfより成り、オン
オフ信号で出力される上記信号V2から直流成分の電圧を
取り出して、その電圧を示す信号V3を出力する。PWM制
御回路6はこの信号V3に従ってPWM変調における変調度
を変えるように動作することになる。The filter circuit 10 is composed of a resistor Rf and a capacitor Cf, takes out a DC component voltage from the signal V 2 output as an on / off signal, and outputs a signal V 3 indicating the voltage. The PWM control circuit 6 operates to change the modulation factor in the PWM modulation according to this signal V 3 .
第2図(a)はモータ2の負荷が一定値以下で定常運転
しているときの各電圧波形を示したものである。前記電
流Iにより抵抗Rxの一端に生じる電圧V1は同図(イ)に
示すように出力され、定常運転では基準電圧e2とe3は上
記電圧V1より高く設定されている。従って、コンパレー
タ8の出力である電流制限信号SLはオフしていると共
に、コンパレータ9の出力信号V2もゼロレベルになって
いる。このため、フィルタ回路10の出力信号V3は同図
(ロ)に示すように0Vになる。FIG. 2 (a) shows each voltage waveform when the load of the motor 2 is in a steady operation at a certain value or less. The voltage V 1 generated at one end of the resistor Rx by the current I is output as shown in (a) of the figure, and the reference voltages e 2 and e 3 are set higher than the voltage V 1 in the steady operation. Therefore, the current limiting signal S L which is the output of the comparator 8 is off, and the output signal V 2 of the comparator 9 is also at the zero level. Therefore, the output signal V 3 of the filter circuit 10 becomes 0V as shown in FIG.
PWM制御回路6のバイアス回路6aに入力される速度設定
信号vbはモータ2の回転速度を設定するための電圧であ
る。バイアス回路6aは入力される上記信号V3と信号vbと
の電圧レベルを加算するもので、いま信号V3は0Vなの
で、このときの出力信号V4はV4=vbになる。The speed setting signal vb input to the bias circuit 6a of the PWM control circuit 6 is a voltage for setting the rotation speed of the motor 2. Bias circuit 6a intended for adding the voltage level of the signal V 3 and the signal vb inputted, now signal V 3 is so 0V, the output signal V 4 at this time is V 4 = vb.
三角波発生回路6bは、同図(ハ)に示すような三角波信
号Vsを出力する。コンパレータ6cはこの信号Vsと上記信
号V4との電圧レベルを比較し、同図(ニ)に示すように
Vs>V4のとき信号V5を出力する。トランジスタ6dはこの
信号V5に従って電源電圧Vccをオンオフする。オンオフ
された電圧は同図(ホ)に示すように平滑回路7に入力
されて平滑され、スイッチング回路3〜5への供給電圧
VMとなる。The triangular wave generation circuit 6b outputs a triangular wave signal Vs as shown in FIG. The comparator 6c compares the voltage level of this signal Vs with the voltage level of the above signal V 4, and as shown in FIG.
Outputs signal V 5 when Vs> V 4 . Transistor 6d is turning on and off the power supply voltage Vcc in accordance with the signal V 5. The turned-on voltage is input to the smoothing circuit 7 and smoothed as shown in FIG.
It becomes V M.
従って、上記速度設定信号vbの電圧レベルを変えること
により、電源電圧VccのPWM変調における変調度を任意に
可変でき、これにより、上記供給電圧VMの値を調節して
モータ2の回転速度を制御できるようになる。Therefore, by changing the voltage level of the speed setting signal vb, can be arbitrarily varied modulation in the PWM modulation of the power supply voltage Vcc, by which the rotational speed of the motor 2 by adjusting the value of the supply voltage V M Be in control.
一方、一定速度で運転中にモータ2の負荷が徐々に増大
すると、前記電流Iは第3図(a)に示すようにその負
荷に応じて増加する。これにより、抵抗Rxの前記電圧V1
が上昇する。いま、第2図(b)の(イ)に示すよう
に、この電圧V1が上昇したとすると、コンパレータ9は
電圧V1>基準電圧e3になる期間一定電圧となる信号V2を
出力する。フィルタ回路10は同図(ロ)に示すように、
その信号V2の直流成分を取り出し信号V3を出力する。On the other hand, when the load on the motor 2 gradually increases during operation at a constant speed, the current I increases according to the load as shown in FIG. 3 (a). As a result, the voltage V 1 of the resistor Rx is
Rises. Now, as shown in (a) of FIG. 2 (b), if this voltage V 1 rises, the comparator 9 outputs a signal V 2 that is a constant voltage during the period of voltage V 1 > reference voltage e 3. To do. The filter circuit 10 is, as shown in FIG.
The DC component of the signal V 2 is extracted and the signal V 3 is output.
バイアス回路6aはその信号V3と速度設定信号vbとの電圧
レベルを加算して同図(ハ)に示すようなレベルの信号
V4を出力する。コンパレータ6cは前記と同様に三角波信
号Vsと上記信号V4とを比較し、同図(ニ)に示すように
信号V5を出力する。この信号V5によりトランジスタ6dが
オンオフされるので、前記供給電圧VMは同図(ホ)に示
すように第2図(a)で示した場合に比べ低下するよう
になる。この電圧の低下は前記電圧V1>基準電圧e3とな
る期間に比例することになる。The bias circuit 6a adds the voltage levels of the signal V 3 and the speed setting signal vb to obtain a signal of a level as shown in FIG.
Output V 4 . Comparator 6c compares the said as well as the triangular wave signal Vs and the signal V 4, and outputs a signal V 5 as shown in FIG. (D). Since the transistor 6d is turned on / off by the signal V 5 , the supply voltage V M becomes lower as compared with the case shown in FIG. 2A as shown in FIG. This decrease in voltage is proportional to the period in which the voltage V 1 > the reference voltage e 3 .
つまり、第3図においてモータ2の負荷が一定負荷T1を
越えたとき、上記のように電圧V1>基準電圧e3にたった
とすると、その後負荷の増大に応じて供給電圧VMは同図
(c)に示すように低下するようになる。これにより、
モータ2の巻線2u,2v,2wへの通電量である電流Iは第3
図(a)に示すように上記負荷T1を越えると増加しなく
なる。このように通電量が制限されると、同図(b),
(c)に示すように、モータ2の回転数が負荷の増大に
伴って低下し、このため逆起電圧Eも同様に低下するよ
うになる。That is, when the load of the motor 2 exceeds the constant load T 1 in FIG. 3, assuming that the voltage V 1 > the reference voltage e 3 as described above, then the supply voltage V M becomes the same as the load increases. As shown in FIG. 6 (c), it becomes lower. This allows
The current I, which is the amount of electricity supplied to the windings 2u, 2v, 2w of the motor 2, is the third
As shown in FIG. 7A, it does not increase when the load T 1 is exceeded. When the energization amount is limited in this way, FIG.
As shown in (c), the rotation speed of the motor 2 decreases as the load increases, and the counter electromotive voltage E also decreases accordingly.
スイッチング回路3〜5内部で生じる電力損失Pは、巻
線2u,2v,2wの抵抗分および抵抗Rxによる損失分を無視す
れば、供給電圧VM,逆起電圧Eおよび電流Iより次式で
示される。Power loss P generated inside the switching circuit 3-5, the winding 2u, 2v, neglecting losses caused by resistance components and the resistance Rx of 2w, the supply voltage V M, the following equation from the back electromotive voltage E and current I Shown.
P=(VM−E)×I ところが、この場合第3図(c)に示すように一定負荷
T1を起えると、上記電圧の差(VM−E)および電流Iは
殆ど一定になるため、電力損失Pは同図(d)に示すよ
うに殆ど増加しなくなる。P = (V M −E) × I However, in this case, as shown in FIG.
When the T 1 obtaining electromotive, the difference (V M -E) and the current I of the voltage is almost constant, the power loss P is not increased nearly as shown in FIG. (D).
従って、この電力損失に応じた発熱も減少するため、ス
イッチング回路3〜5を構成するトランジスタ等のスイ
ッチング素子に取付ける放熱板は小形なもので済むよう
になる。なお、モータ2の起動時や負荷の障害などのロ
ック時には、前記電流Iが最大になるので、以上のよう
に供給電源VMを低下させるように動作する。ところが、
上記電流Iが流れてから処理電源VMが低下するまでに遅
延時間が生じる。そこで、この時間内に過大な電流Iが
流れるのを防止するため、コンパレータ8は抵抗Rxの前
記電圧V1と基準電圧e2とを比較し、V1>e2になると電流
制限信号SLを出力する。このとき、3相マトリクス回路
1およびスイッチング回路3〜5は第5図で説明した動
作と同様に、一定量以上の電流Iを流さないように動作
する。Therefore, heat generation corresponding to the power loss is also reduced, so that the heat radiation plate attached to the switching elements such as the transistors forming the switching circuits 3 to 5 can be made small. At the time of lock, such as failure of startup or load of the motor 2, the current I is therefore maximized, operates to reduce the power supply V M as described above. However,
There is a delay time from the flow of the current I to the decrease of the processing power supply V M. Therefore, in order to prevent an excessive current I from flowing within this time, the comparator 8 compares the voltage V 1 of the resistor Rx with the reference voltage e 2, and when V 1 > e 2 , the current limiting signal S L Is output. At this time, the three-phase matrix circuit 1 and the switching circuits 3 to 5 operate in the same manner as described with reference to FIG.
本実施例ではロック状態などの特殊な場合にのみ上記の
ように電流制限を行なえばよいので、基準電圧e2は第5
図の基準電圧e1に対して、e2>e1に設定できる。In the present embodiment, the current limitation may be performed as described above only in a special case such as a locked state, so that the reference voltage e 2 is set to the fifth value.
It is possible to set e 2 > e 1 with respect to the reference voltage e 1 in the figure.
また、前記動作において、コンパレータ9により取り出
した信号V2をフィルタ回路10を介してPWM制御回路6に
入力するようにしたので、安定した運転が行なえるよう
になる。すなわち、第4図は上記フィルタ回路10を設け
ないで、信号V2を直接バイアス回路6aに入力した場合の
動作を示すものである。Further, in the above operation, the signal V 2 extracted by the comparator 9 is input to the PWM control circuit 6 through the filter circuit 10, so that stable operation can be performed. That is, FIG. 4 shows the operation when the signal V 2 is directly input to the bias circuit 6a without providing the filter circuit 10.
モータ2の負荷が一定値を越えると、第2図(b)と同
様にコンパレータ9より第4図(ロ)に示すように信号
V2が出力される。この信号V2がバイアス回路に入力され
ると、バイアス回路6aはその信号V2と速度設定信号vbと
の電圧レベルを加算して信号V4を出力する。When the load of the motor 2 exceeds a certain value, the comparator 9 outputs a signal as shown in FIG. 4 (b) as in FIG. 2 (b).
V 2 is output. When this signal V 2 is input to the bias circuit, the bias circuit 6a adds the voltage levels of the signal V 2 and the speed setting signal vb and outputs the signal V 4 .
コンパレータ6cは同図(ハ),(ニ)に示すように、上
記信号V4と三角波信号Vsとを比較し、その電圧がVs>V4
のときに一定電圧となる信号V5を出力する。すると、こ
の信号V5は図のように不安定なバースト状の信号になっ
てしまう。そして、この信号V5でトランジスタ6dをオン
オフさせると、平滑回路7は電圧の安定化を行なえず、
同図(ホ)に示すようにリップル成分の大きい供給電圧
VMを出力するようになる。このような現象は、上記のよ
うに負荷の過大な場合だけでなく、起動時や負荷のロッ
ク時にも同様に発生する。Comparator 6c the figure (c), as shown in (d), and comparing the signal V 4 and the triangular wave signal Vs, the voltage is Vs> V 4
A signal V 5 that becomes a constant voltage at the time of is output. Then, this signal V 5 becomes an unstable burst signal as shown in the figure. Then, when the transistor 6d is turned on / off by this signal V 5 , the smoothing circuit 7 cannot stabilize the voltage,
Supply voltage with large ripple component as shown in (e)
It will output V M. Such a phenomenon occurs not only when the load is excessive as described above, but also when the load is started or when the load is locked.
このようなリップル成分の大きい供給電圧VMでモータ2
を運転すると、モータ2の筐体が振動を起こしたり、異
音を発生したりして、安定した運転が行なえない。この
問題を解決するために、フィルタ回路10を設け、前記信
号V2からその直流成分の信号V3を取り出すようにしてい
る。With the supply voltage V M having such a large ripple component, the motor 2
When driving, the casing of the motor 2 vibrates or generates abnormal noise, and stable operation cannot be performed. In order to solve this problem, the filter circuit 10 is provided so that the DC component signal V 3 is extracted from the signal V 2 .
以上のように、本実施例ではモータ2の負荷が増大し、
通電電流Iが一定値を越えると、スイッチング回路3〜
5への供給電圧VMを電流Iの増大に応じて低下させるよ
うにしたので、スイッチング回路3〜5内部で生じる電
力損失が減少する。これにより、スイッチング回路3〜
5を構成するトランジスタ等の半導体素子内での発熱量
が減少するため、その素子に取り付ける放熱板は小形化
できる。As described above, in this embodiment, the load on the motor 2 increases,
When the energizing current I exceeds a certain value, the switching circuit 3 to
Since the supply voltage V M to the switch 5 is lowered in accordance with the increase of the current I, the power loss generated inside the switching circuits 3 to 5 is reduced. As a result, the switching circuits 3 to
Since the amount of heat generated in the semiconductor element such as the transistor constituting the element 5 is reduced, the heat sink attached to the element can be downsized.
また、このようなブラシレスモータ駆動回路がIC回路で
パッケージ化される場合には、放熱のための処置が簡略
化でき、製造コストが低下する。Further, when such a brushless motor drive circuit is packaged by an IC circuit, the treatment for heat dissipation can be simplified and the manufacturing cost is reduced.
(ト) 発明の効果 以上のように、本発明によれば、3相ブラシレスモータ
が過負荷状態になると比較回路から所定レベルの電圧信
号が出力され、この電圧信号の直流成分が速度設定信号
に加算されて、トランジスタ回路のパルス幅変調の状態
が変化し、その結果、平滑回路から出力される平滑され
た駆動電源の電圧が低下するので、スイッチング回路に
おける電力損失の増大を抑制することができる。(G) Effect of the Invention As described above, according to the present invention, when the three-phase brushless motor is overloaded, a voltage signal of a predetermined level is output from the comparison circuit, and the DC component of this voltage signal becomes the speed setting signal. As a result, the pulse width modulation state of the transistor circuit is changed, and as a result, the voltage of the smoothed driving power supply output from the smoothing circuit is reduced, so that an increase in power loss in the switching circuit can be suppressed. .
また、フィルタ回路の出力は、同一レベルの信号になる
ので、トランジスタ回路を同一周期でオンオフすること
で、同一周期でかつ同一幅のパルス幅変調信号を得るこ
とができ、その結果、平滑回路から出力される駆動電源
が安定した直流レベルとなり、それにより、スイッチン
グ回路を安定駆動できて3相ブラシレスモータの振動及
び異音を抑制できるという効果も得る。Further, since the output of the filter circuit becomes a signal of the same level, it is possible to obtain a pulse width modulation signal of the same period and the same width by turning on / off the transistor circuit at the same period. The output drive power source has a stable DC level, and thus, the switching circuit can be stably driven, and the vibration and noise of the three-phase brushless motor can be suppressed.
第1図は本発明の一実施例に係るブラシレスモータ駆動
回路の回路構成図、第2図(a),(b)はその回路各
部の電圧と波形を示す波形図、第3図は上記実施例にお
ける3相ブラシレスモータの運転特性を示す説明図、第
4図はフィルタ回路を配設しない場合の上記回路各部の
電圧と信号を示す波形図、第5図は従来のブラシレスモ
ータ駆動回路の回路構成図、第6図は従来の3相ブラシ
レスモータの運転特性を示す説明図である。 1……3相マトリクス制御回路、2……3相ブラシレス
モータ、3〜5……スイッチング回路、6……PWM制御
回路、6a……バイアス回路、6b……三角波発生回路、6
c,8,9……コンパレータ、6d……トランジスタ、7……
平滑回路、10……フィルタ回路、Rx,Rf……抵抗、e1,e
2,e3……基準電圧。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a brushless motor drive circuit according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are waveform diagrams showing voltages and waveforms of respective portions of the circuit, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing operating characteristics of a three-phase brushless motor in an example, FIG. 4 is a waveform diagram showing voltages and signals of respective parts of the above circuit when a filter circuit is not provided, and FIG. 5 is a circuit of a conventional brushless motor drive circuit. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operating characteristics of a conventional three-phase brushless motor. 1 ... 3-phase matrix control circuit, 2 ... 3-phase brushless motor, 3-5 ... switching circuit, 6 ... PWM control circuit, 6a ... Bias circuit, 6b ... Triangular wave generation circuit, 6
c, 8,9 …… Comparator, 6d …… Transistor, 7 ……
Smoothing circuit, 10 ... Filter circuit, Rx, Rf ... Resistance, e 1 , e
2 , e 3 …… Reference voltage.
フロントページの続き (72)発明者 中野 博充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−51490(JP,A)Front page continuation (72) Inventor Hiromitsu Nakano 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-60-51490 (JP, A)
Claims (1)
位置検知素子からの検知信号に基づいて、目標速度に対
応した電圧値の駆動信号を発生する電圧調整回路と、上
記3相ブラシレスモータの各相の巻線に所定のタイミン
グで上記駆動信号を印加するスイッチング回路を備えた
ブラシレスモータ駆動回路において、 上記3相ブラシレスモータの各相の巻線に流れる電流を
検出する電流検出手段と、 上記電流検出手段の検出値を、過負荷状態に対応した所
定値と比較し、上記検出値が上記所定値よりも大きくな
っているときには所定電圧値の電圧信号を出力する一
方、上記検出値が上記所定値以下になっているときには
ゼロレベルの電圧信号を出力する比較回路と、 上記比較回路から出力される電圧信号を平滑して直流成
分を取り出すためのフィルタ回路と、 上記フィルタ回路の出力信号と上記3相ブラシレスモー
タの目標速度に対応した速度設定信号とを加算するバイ
アス回路と、 上記バイアス回路の出力信号と所定の三角波信号とを比
較してパルス信号を発生するパルス信号発生器と、 上記パルス信号に基づき基準の電源電圧をパルス幅変調
するトランジスタ回路と、 上記トランジスタ回路の出力信号を平滑し上記スイッチ
ング回路の駆動電源として供給する平滑回路を備えたこ
とを特徴とするブラシレスモータ駆動回路。1. A voltage adjusting circuit for generating a drive signal having a voltage value corresponding to a target speed based on a detection signal from a rotor position detecting element arranged in a three-phase brushless motor, and the three-phase brushless motor. In a brushless motor drive circuit provided with a switching circuit for applying the drive signal to each phase winding at a predetermined timing, current detection means for detecting a current flowing in each phase winding of the three-phase brushless motor; The detected value of the current detection means is compared with a predetermined value corresponding to the overload state, and when the detected value is larger than the predetermined value, a voltage signal of a predetermined voltage value is output, while the detected value is A comparator circuit that outputs a zero-level voltage signal when it is below a predetermined value, and a DC component that is obtained by smoothing the voltage signal output from the comparator circuit. A filter circuit, a bias circuit for adding the output signal of the filter circuit and a speed setting signal corresponding to the target speed of the three-phase brushless motor, and a pulse comparing the output signal of the bias circuit with a predetermined triangular wave signal. A pulse signal generator that generates a signal, a transistor circuit that pulse-width modulates a reference power supply voltage based on the pulse signal, and a smoothing circuit that smoothes an output signal of the transistor circuit and supplies it as a driving power supply of the switching circuit A brushless motor drive circuit characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168157A JPH07108111B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Brushless motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61168157A JPH07108111B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Brushless motor drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328286A JPS6328286A (en) | 1988-02-05 |
| JPH07108111B2 true JPH07108111B2 (en) | 1995-11-15 |
Family
ID=15862869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61168157A Expired - Lifetime JPH07108111B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Brushless motor drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07108111B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150991A (en) * | 1980-04-24 | 1981-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Brushless direct current motor |
| JPS6051490A (en) * | 1983-08-29 | 1985-03-22 | Aichi Electric Mfg Co Ltd | Drive controller of brushless motor |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61168157A patent/JPH07108111B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6328286A (en) | 1988-02-05 |
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