JP3640421B2 - Drive circuit for brushless motor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はブラシレスモータの駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブラシレスモータの回転駆動制御は、2つの制御機能に大別することができる。1つは各相の電機子巻線に電流を通電するタイミングを制御する転流制御であり、もう1つは回転速度を一定に保持するための速度制御である。転流制御では、電機子巻線と回転子の相対位置を示す回転子位置信号を必要とし、一方、速度制御では回転子の回転速度を示す速度信号を必要とする。
【0003】
従来の代表的なブラシレスモータの転流切り換え制御には、ホール素子などの回転子位置検出素子が使用されている。しかし、回転子位置検出素子は決して安価なものでなく、更に多くの配線を必要とするため、繁雑でコストの増加を招くという欠点がある。
また、回転子位置検出素子を取り付けることにより、モータの小型薄型化が制限された。また、回転子位置検出素子の出力は温湿度によって変動するため、信頼性の点で問題があった。
【0004】
この欠点をなくすため、回転子位置を電機子巻線に誘起される逆起電圧信号から検出するブラシレスモータの駆動方式がいくつか提案されている。逆起電圧信号から位置検出を行う駆動方式の代表的なものとして、特公昭58−25038に記載されているものがある。これには端子電位同士の大小を比較することにより位置検出を行うものと、電機子巻線の中性点電位と端子電位の大小を比較して位置検出を行うものとの両者が開示されている。
【0005】
このうち中性点電位と端子電位の大小を比較することにより位置検出を行う方式の全体構成を図120に示す。図120において12、13、14はスター結線されたブラシレスモータの電機子巻線であり、11は電機子巻線12、13、14に流れる通電電流を切り換えるブリッジ回路である。比較器500は、電機子巻線の中性点でない各相の端子電位U、V、Wと中性点電位Mを各々比較し、回転子位置を検出する。転流制御手段501は、比較器500により検出された回転子位置に応じてブリッジ回路11を制御し、所定の相の電機子巻線を通電することにより回転子を回転させている。
更に、この端子電位の比較時に生じる位相遅れを補正する方法として、特開昭51−100216では、電機子巻線の抵抗降下分を一定値をみなして、分圧抵抗で補正する方法が開示されている。
【0006】
ところで、電機子巻線に誘起される逆起電圧を利用して回転子位置を検出する駆動方式では、回転子の回転速度が所定値以上に達して電機子巻線の端子に所定の逆起電圧が発生しないと回転子の位置を検出することができない。このため、起動時においては回転子位置を得ることができないので、外部から強制的に回転磁界を与える手段が必要となる。ところが、外部から強制的に回転磁界を与える場合、回転子と電機子巻線の相対位置が正転方向に回転できる位置に常に停止しているとは限らず回転子の位置によっては起動当初逆回転方向にトルクが働くことがあり、正常な起動ができないという問題点を有していた。
【0007】
この問題点を解消するために、例えば特開昭57−173385や特開平2−237490などで改善案が提案されている。特開昭57−173385には、起動時に電機子巻線の特定の相を所定時間通電する手段と、外部より強制的に電機子巻線に回転磁界を与える手段とを設け、起動時において回転子を定位置に固定した後、回転子を回転開始する起動方式が開示されている。特開昭57−173385の方式を図121を用いて説明する。図121(a)において、電源510には電源スイッチ511を介して固定タイマ回路512と、3相DCブラシレスモータの電機子巻線12(U相)、13(V相)、14(W相)が接続されている。電機子巻線12、13、14はそれぞれトランジスタ515、516、517のコレクタが接続され、このトランジスタのエミッタは接地されており、駆動回路518が構成されている。
また、固定タイマ回路512には、切換タイマ回路513と回転磁界発生回路514とが接続されていて、更にこの切換タイマ回路513には切換回路519が接続されている。切換回路519は、回転磁界発生回路514から出力される駆動回路518を駆動する電流と、電機子巻線12、13、14より検出される誘起電圧に基づく駆動電流とを切換て駆動回路518に供給するものである。この切換回路519の出力端には各相のトランジスタ515、516、517のベースが接続されている。また、切換回路519の入力端には誘起電圧検出回路520が接続されている。この誘起電圧検出回路520の入力端には電機子巻線12、13、14が接続されている。また、この切換回路519の入力端には回転磁界発生回路514から各3相分の出力信号が入力するよう構成されている。
【0008】
このように構成されているので、電源スイッチ511をオンすると、電機子巻線12、13、14の一方が電源に接続され、同時に固定タイマ回路512が動作して、電機子巻線12、13、14のある相、例えばW相を励磁する図121(b)に示す制御信号521を回転磁界発生回路514に一定時間出力すると同時に切換タイマ回路513に出力する。この固定タイマ回路512から制御信号521が出力されて一定時間経過後、固定タイマ回路512がオフする。このオフで、回転磁界発生回路514からは、電機子巻線12、13、14をそれぞれ励磁するための図121(b)に示す駆動信号523、524、525が切換回路519を介してトランジスタ515、516、517のベースにそれぞれ出力される。この切換回路519は、切換タイマ回路513から出力される図121(b)に示す切換指令信号522によって図121(a)に示されている実線の接続状態に切換わり、この切換タイマ回路513から出力される切換指令信号522がロウになるまで、この接続状態が維持される。
【0009】
回転磁界発生回路514から出力される駆動信号によって駆動回路518のトランジスタ515、516、517のベースに順次駆動信号を与え、電機子巻線12、13、14には電源510より順次電流が流れ、電機子巻線12、13、14には回転磁界が発生し、回転子は回転を開始する。
このようにしてモータを起動させ、所定時間経過すると切換タイマ回路513から出力される切換信号522がロウになって、切換回路519が切り換わる。誘起電圧検出回路520の出力である駆動信号が駆動回路518に出力されて、トランジスタ515、516、517が順次駆動し、3相ブラシレスモータは回転を維持する。
【0010】
次に、特開平2−237490について説明する。本ブラシレスモータは、回転子の回転位置を検出するための磁電変換素子を設けられている。そして、起動時に、磁電変換素子が検出した回転位置に基づいて、予め起動用に設定された複数の通電パターンの中から回転子の停止位置に対応した所定の通電切換パターンを選択し、この選択された通電切換パターンで固定子電機子巻線への駆動電流を切り換えて、回転磁界を発生させ回転子を起動させる。そして、固定子電機子巻線に発生する誘起電圧が回転子の回転位置を検出するのに必要な値に達したら、誘起電圧から回転子の回転位置を検出し、この検出出力で電機子巻線への駆動電流を切り換え、回転磁界を発生させて回転子を回転駆動させる。
【0011】
一方、ブラシレスモータの速度制御では、従来から、電機子巻線に流す電流量を制御することにより回転速度を一定に保持する方式が一般的に用いられている。図122は、従来のブラシレスモータ用駆動回路の速度制御系のブロック図を示したものである。図122において、530は回転子の実回転速度を検出して速度信号を出力する速度検出回路、531は速度信号の周期を基準クロックでカウントして速度誤差相当のパルス幅を持った速度誤差信号を出力する速度誤差検出回路であり、速度誤差補償フィルタ532は、速度誤差信号に基づいて、速度誤差が0になるような電流指令値を電流供給回路533に出力する。電流供給回路533は電流指令値に基づいてブラシレスモータ534の電機子巻線に供給する電流量を調節する。このような従来のブラシレスモータ用駆動回路において、速度誤差補償フィルタは、アナログ・フィルタで構成されており、図123に示すようなPIフィルタ460と1次遅れフィルタ464を直列接続したものが用いられていた。
【0012】
また、従来のブラシレスモータ用駆動回路では、速度信号の周期が基準クロックでカウントされることを利用して、モータへの指令回転数が変わった場合には、上記速度誤差検出器に入力する基準クロックの周波数を指令回転数に比例して変化させて回転数を切り換えていた。
【0013】
また、ブラシレスモータの回転速度を制御するための速度信号を検出する方式には、従来から速度検出用に専用の周波数発電機を用いる通称FG方式と呼ばれる方式や、電機子巻線に誘起される逆起電圧信号の振幅が回転速度に比例することを利用して速度を検出する方式がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
従来の端子電位同士の大小を比較することにより位置検出を行う駆動方式は、比較する2つの端子電位のうち一方が通電相となり、もう一方が無通電相となるため、負荷時において通電電流が上昇すると通電相の電機子巻線における抵抗降下の影響が大きくなり、回転子位置信号に位相遅れが生じた。
この位相遅れで転流タイミングに遅れが生じ、発生トルクが減少して回転速度が減少する。回転速度が減少すると、回転速度を上げるために通電電流が上昇し、更に抵抗降下の影響が大きくなるという悪循環を生じる。そして最悪の場合には、負荷に勝るトルクを発生できなくなり停止状態に陥ってしまうという課題があった。
【0015】
一方、従来の中性点電位と端子電位の大小を比較することにより位置検出を行う駆動方式においては、位置検出信号に位相遅れが生じるという問題は解決するが、中性点をブラシレスモータ内部から引き出す必要があるため、リード処理が複雑になるという課題があった。
【0016】
また、中性点電位と端子電位との比較で得られる回転子位置信号は、実際に必要とする回転子位置信号に対して電気角で30度位相がずれているため、位相補正を行わなければならない。通常、位相補正には積分フィルタを用いることが多いが、モータを可変速運転する場合には、積分フィルタの定数を変えなければならない。更に、定数固定であれば過渡状態において転流動作が不安定になるという課題があった。
【0017】
更に、上記両駆動方式において、駆動トランジスタのスイッチングに伴って端子電位波形に発生するスパイク状のノイズの影響により、回転子位置信号が不正確になるという課題があった。
【0018】
また、専用の周波数発電機により速度を検出する方式では、機械加工精度の高い周波数発電機が必要で、更に専用の検出器を用いるためスペース効率、コストの面で不利であるという課題があった。
【0019】
また、逆起電圧の振幅により速度を検出する方式では、駆動電流が電機子巻線に流れることで発生する電圧が逆起電圧に重畳するため、逆起電圧信号の振幅のみを検出することが困難であり、また周囲環境の変化により振幅が変動するといった課題があった。
【0020】
また、従来ブラシレスモータの起動方式は以上のように構成されており、起動スイッチ投入後、所定相で所定時間待たなければならないので起動に時間がかかるという課題があった。
【0021】
また、起動時は開ループで起動するので、誘起電圧検出回路からの駆動信号によって定常回転するまで実際にモータが起動し、回転しているかどうか検出できないという課題があった。
【0022】
また、起動失敗時は再度起動をかける必要があり、起動にさらに時間がかかってしまうという課題があった。
【0023】
また、従来のブラシレスモータ用駆動回路の速度誤差補償フィルタは、以上のように構成されていたので、低域の外乱が大きい場合に、十分に外乱を圧縮することができず、その結果回転精度の仕様を満足できないといった課題があった。
【0024】
また、従来のブラシレスモータ用駆動回路では、モータへの指令回転数が変わった場合に、速度誤差検出器に入力する基準クロックの周波数を指令回転数に比例して変化させる機能を備える必要があるという課題があった。
【0025】
また、従来のブラシレスモータ用駆動回路は、転流のタイミングと電機子巻線電流を増減するタイミングが同期するように構成されていなかったので、電機子巻線の抵抗値と巻線に通電されている電流値で決まる補正値を巻線電位に実駆動期間加減算するといった処理を行うのには適していなかった。
【0026】
また、従来のブラシレスモータ用駆動回路は矩形波状の駆動信号で駆動トランジスタをスイッチングしていたので、転流時に騒音が発生するという課題があった。
【0027】
本発明は、上記課題を解消するためになされたもので、負荷時においても回転子位置信号に位相遅れがなく、定常時過渡時を問わず安定に回転駆動でき、またリード処理が複雑でないブラシレスモータの駆動回路を得ることを目的とする。
【0028】
更に本発明は、駆動トランジスタのスイッチングに伴って端子電位波形にスパイク状の電圧変動が発生しても回転子位置信号が正確に検出できるブラシレスモータの駆動回路を得ることを目的とする。
【0029】
更に本発明は、専用の速度検出器を設けないで、速度信号を得ることが可能なブラシレスモータの駆動回路を得ることを目的とする。
【0030】
更に、本発明は、負荷の条件に影響されず、最短時間で確実に起動することが可能なブラシレスモータの駆動方式を得ることを目的とする。
【0031】
更に、本発明は、低域の外乱が大きい場合でも、外乱を十分に圧縮して高精度な回転を提供するブラシレスモータ用駆動回路を得ることを目的とする。
【0032】
更に、本発明は、速度誤差検出器の目標回転速度と速度誤差補償フィルタのゲイン要素を切り換えることにより、モータの回転数を安定に変化させることが可能なブラシレスモータ用駆動回路を得ることを目的とする。
【0033】
更に、本発明は、転流のタイミングと電機子巻線電流を増減するタイミングが同期するように構成されたブラシレスモータ用駆動回路を得ることを目的とする。
【0034】
更に、本発明は、転流時の騒音が少ないブラシレスモータ用駆動回路を得ることを目的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るブラシレスモータ用駆動回路は、スター結線された電機子の複数の巻線で回転子を駆動する構成であって、
上記回転子を駆動するための駆動電圧を上記複数の巻線間に加えて、この駆動電圧により電流が送出される相の巻線を送出側通電巻線とし、電流が流れ込む相の巻線を流入側通電巻線とし、駆動電圧が印加されていない相の巻線を無通電巻線として、
上記電機子巻線の抵抗と巻線電流で決まる補正値を、上記送出側通電巻線の検出端子電位から実駆動期間減算し、上記流入側通電巻線の検出端子電位に上記補正値を実駆動期間加算する各相端子電位補正手段と、
上記各相端子電位補正後の各相端子電位の大小を比較する比較手段とを備え、上記比較手段で検出した回転子位置信号で各相の電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0036】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、スター結線された電機子の複数の巻線で回転子を駆動する構成であって、
上記回転子を駆動するための駆動電圧を上記複数の巻線間に加えて、この駆動電圧により電流が送出される相の巻線を送出側通電巻線とし、電流が流れ込む相の巻線を流入側通電巻線とし、駆動電圧が印加されていない相の巻線を無通電巻線として、
上記送出側通電巻線が通電状態から無通電状態に変化する場合は、この通電状態の検出端子電位から、上記電機子巻線の抵抗と巻線電流で決まる補正値を実駆動期間減算し、上記流入側通電巻線が通電状態から無通電状態に変化する場合は、この通電状態の検出端子電位に上記補正値を実駆動期間加算して、各相間の巻線端子電圧差を補正する各相間電圧差補正手段と、
上記補正後の各相間電圧差の大小を比較する比較手段とを備え、上記比較手段で検出した回転子位置信号で各相の電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0037】
更に、回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がり信号検出手段を設けて、これらの信号検出結果を検出速度信号とみなして速度帰還制御するようにした。
【0038】
更に、各相の電機子巻線を励磁駆動するブリッジ回路への駆動信号が駆動状態にある期間を実駆動期間信号として各相端子電位補正手段に与えるようにした。
【0039】
更に、各相の電機子巻線を励磁駆動するブリッジ回路への駆動信号が駆動状態にある期間を実駆動期間信号として各相間電圧差補正手段に与えるようにした。
【0040】
更に、電機子巻線を励磁駆動するブリッジ回路に直列に接続した実電流検出抵抗を設け、この検出抵抗に流れる電流を巻線電流として各相端子電位補正手段に与えるようにした。
【0041】
更に、電機子巻線を励磁駆動するブリッジ回路に直列に接続した実電流検出抵抗を設け、この検出抵抗に流れる電流を巻線電流として各相間電圧差補正手段に与えるようにした。
【0042】
更に、各相端子電位の大小または各相間電圧差の大小の比較信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出する微分回路と、この微分回路でエッジが検出されたタイミングで上記比較信号をラッチするラッチ回路とを設け、各ラッチ回路出力を組み合わせて回転子位置信号として各相の電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0043】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、複数相の電機子巻線で回転子を駆動するブラシレスモータの各相端子電位または各相間電圧差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成手段と、上記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出して各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して一方の出力とし、また必要エッジ信号をカウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とするカウンタと、このカウンタの一方の出力を入力とし、この入力が所定時間得られない場合はカウンタをカウントアップするパルス発生手段を備え、起動時には上記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0044】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、複数相の電機子巻線で回転子を駆動するブラシレスモータの各相端子電位または各相間電圧差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成手段と、上記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出して各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して一方の出力とし、また必要エッジ信号をカウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とするカウンタと、このカウンタの一方の出力を入力とし、この入力が所定時間得られない場合はカウンタをカウントアップするパルス発生手段と、上記回転子位置信号と上記カウンタ出力との組み合わせでモータの回転を監視して回転異常時には再起動パルスを出力して起動状態とする定常回転検知手段を備え、回転異常時にはカウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0045】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段とタイマを設け、起動または再起動期間をタイマで設定して切り換えるようにした。
【0046】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段を設け、上記カウンタが所定の値になることで起動または再起動期間が終わったとして切り換えるようにした。
【0047】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段と、回転子の速度信号検出手段を設け、検出した速度信号が所定の速度になることで起動または再起動期間が終わったとして切り換えるようにした。
【0048】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段を設けて、検出した回転子の位置信号が所定の組み合わせの値になることで起動または再起動期間が終わったとして切り換えるようにした。
【0049】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段を設け、各相の電機子巻線への駆動信号が所定の組み合わせの値になることで起動または再起動期間が終わったとして切り換えるようにした。
【0050】
更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号によって各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段と、必要に応じてタイマまたは回転子の速度信号検出手段を設け、タイマ設定時間経過または速度信号検出値が所定速度になることまたはカウンタが所定値になることまたは検出した回転子位置信号が所定の組み合わせ値になることまたは各相の電機子巻線への駆動信号が所定の組み合わせになることの複数のことが成立したことで起動または再起動期間が終わったとして、切り換えるようにした。
【0051】
更に、カウンタは、カウンタへの入力の回転子位置信号が所定の時間変化しない場合には、回転異常として再起動パルスを出力して起動状態とし、自身をカウントアップするカウンタとした。
【0052】
更に、各相端子電位または各相間電圧差から検出される回転子位置信号に対して電気角π/6ずれた位置を検出する位置検出器と、この位置検出器の出力と起動指示信号で定まる選択信号を出すホールド回路を設け、起動時または再起動時にはカウンタは上記選択信号で各相の電機子への駆動信号の組み合わせを決めるようにした。
【0053】
更に、各相端子電位または各相間電圧差から検出される回転子位置信号に対して電気角π/6ずれた位置を検出する位置検出器と、この位置検出器の出力と起動指示信号で定まる選択信号を出すホールド回路を設け、起動時または再起動時の最初の電機子への駆動信号には上記位置検出器出力を用い、以後の起動時または再起動時の駆動にはカウンタが上記選択信号で各相の電機子への駆動信号の組み合わせを決めた信号を用いるようにした。
【0054】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、基本構成に更に、各相端子電位の大小または各相間電圧差の大小の比較信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出する微分回路と、この微分回路のエッジ検出で作動し所定時間後に停止するタイマと、微分回路でエッジが検出されたタイミングで比較信号をラッチし、タイマが停止したタイミングでラッチを解除するラッチ回路を設け、上記ラッチ回路出力を組み合わせて回転子位置信号として各相の電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0055】
また更に、ラッチ回路が比較信号をラッチしてからラッチ解除するまでのタイマ時間長を電機子への指令回転数に基づいて変化させるようにした。
【0056】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、複数相の各相端子電位または各相間電圧差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成手段と、この出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出し、各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して出力パルス列を与え、また必要エッジ信号が所定時間得られない場合は疑似パルス列を与えるパルス発生手段と、このパルス発生手段出力をカウントするカウンタと、回転子位置信号とカウンタの値の関係が所定の関係にない場合に回転異常信号を出力する定常回転検知手段と、起動及び再起動後設定時間内は上記定常回転検知手段の回転異常信号をマスクし、設定時間経過後は上記回転異常信号に基づいて再起動パルスを出力する再起動パルス発生手段を備え、起動時と、再起動パルスによる再起動時の設定時間内は、カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0057】
また更に、起動時または再起動時にはカウンタの値に基づいて、その後の定常時には回転子位置信号に基づいて各相の電機子巻線を駆動するよう切り換える切り換え手段とタイマを設け、起動または再起動期間をタイマで設定して切り換えるようにした。
【0058】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、回転子が回転している速度を検出する速度検出手段と、この検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、この検出した速度誤差信号を入力とし、その構成が比例・積分(PI)フィルタと1次遅れフィルタとの並列回路と、並列回路の各出力の加算値を入力とする1次遅れフィルタとの直列回路であり、加算1次遅れ出力を電機子巻線への電流指令値とする速度誤差補償フィルタを備えた。
【0059】
また、回転子が回転している速度を検出する速度検出手段と、検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、この検出した速度誤差信号を入力とし、その構成が比例・積分フィルタと1次遅れフィルタとの直列回路と、この直列回路とは別に設けた1次遅れフィルタとの並列回路であり、この並列回路の各出力の加算値を電機子巻線への電流指令値とする速度誤差補償フィルタを備えた。
【0060】
また、回転子が回転している速度を検出する速度検出手段と、この検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、この検出した速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値を得る速度誤差補償フィルタとを備え、ブラシレスモータ用駆動回路への指令回転数に応じて速度誤差検出手段の目標回転速度と、速度誤差補償フィルタの利得を変化させるようにした。
【0061】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、電機子巻線と回転子の相対位置を検出する回転子位置検出手段と、この検出した回転子位置で通電相を切り換える転流制御手段と、回転子が回転している速度を検出する速度検出手段と、この検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、この検出した速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値を得る速度誤差補償フィルタとを備え、転流制御手段で通電相を切り換えて一定時間後に電機子巻線への電流指令値の増減を行うようにした。
【0062】
また更に、起動及び再起動の期間には、電機子巻線に最大電流を与えるようにした。
【0063】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、複数相の各相端子電位または各相間電圧差から回転子の位置信号を検出する回転子位置信号生成手段と、この出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出し、各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して出力パルス列を与え、また必要エッジ信号が所定信号得られない場合は疑似パルス列を与えるパルス発生手段と、このパルス発生手段出力をカウントするカウンタとを備え、カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うようにした。
【0064】
本発明の他のブラシレスモータ用駆動回路は、基本構成に更に、各相端子電位または各相間電圧差補正手段と該出力の各相端子電位または各相間電圧差の大小を比較する比較手段を含む回転子位置信号検出手段で検出した回転子位置信号から電機子巻線駆動信号を得る転流回路と、この転流回路出力を加工して台形の駆動信号とする台形駆動信号生成回路を更に備え、この台形駆動信号を電機子巻線に供給するようにした。
【0065】
更に、台形駆動信号生成回路には充放電回路を設け、この充放電回路の時定数を外部からの制御信号で変化させて台形の勾配を変えるようにした。
【0066】
更に、回転子位置信号の位相を進める位相進み回路を設け、この位相進み回路の位相進み量を電機子巻線駆動用の台形駆動信号の勾配時間の略1/2相当に設定するようにした。
【0067】
【作用】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、検出された各相の巻線端子電位に実駆動期間のみ巻線電流分の電圧補正がされ、補正後の各相端子電位の比較結果の信号組み合わせにより電機子が駆動される。
【0068】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、検出された各相間の巻線端子電圧差に実駆動期間のみ巻線電流分の電圧補正がされ、補正後の各相間電圧差の比較結果の信号組み合わせにより電機子が駆動される。
【0069】
更に、回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がり信号が検出速度信号とみなされて帰還制御される。
【0070】
更に、ブリッジ回路への駆動信号が駆動状態にある期間を実駆動状態として巻線端子電位の補正期間とされる。
【0071】
更に、ブリッジ回路への駆動信号が駆動状態にある期間を実駆動状態として各相間の巻線端子電圧差の補正期間とされる。
【0072】
更に、ブリッジ回路に直列接続された抵抗に流れる電流が巻線電流として検出され、巻線端子電位への補正電圧として用いられる。
【0073】
更に、ブリッジ回路に直列接続された抵抗に流れる電流が巻線電流として検出され、各相間の巻線端子電圧差への補正電圧として用いられる。
【0074】
更に、各巻線電位または相間電圧差どうしの大小比較信号がいったん微分され、この微分信号が得られたタイミングで比較信号がラッチされてノイズに影響されない新しい回転子の位置信号が生成される。これらの位置信号の組み合わせから電機子巻線が駆動される。
【0075】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジの内の必要信号が選択され、起動時にはこの選択された必要信号を用いて電機子巻線が駆動される。
【0076】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジの内の必要信号が選択され、またモータの回転状態が監視され、回転異常時にはこの選択された必要信号を用いて電機子巻線が駆動される。
【0077】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間はタイマ相当の設定時間で定められる。
【0078】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間はカウンタがカウントアップして所定値になることで定められる。
【0079】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間は回転子の検出速度相当が所定速度になることで定められる。
【0080】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間は検出した回転子の位置信号が所定の値になることで定められる。
【0081】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間は電機子への駆動信号が所定の値になることで定められる。
【0082】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えがされ、起動期間は設定時間経過、設定速度に到達、所定数カウント、回転子位置信号が定常、電機子への駆動信号が定常の複数の条件が成立することで定められる。
【0083】
更に、カウンタの動作がモニタされ、出力がない場合は回転異常とみなされて再起動状態となる。
【0084】
更に、別の所定の電気角離れた位置を検出する位置信号により、起動時または再起動時の電機子への駆動信号の組み合わせが定められる。
【0085】
更に、別の所定の電気角離れた位置を検出する位置信号により、起動時または再起動時の最初の駆動信号はこの位置信号で、その後の起動時または再起動時の電機子への駆動信号の組み合わせはこの位置信号と他の条件とで定められる。
【0086】
更に、各巻線電位または相間電圧差どうしの大小比較信号を所定のタイミングで所定時間ラッチすることにより、変動のない波形整形された回転子位置信号を得、この回転子位置信号の組み合せから電機子巻線が駆動される。
【0087】
更に、ラッチを解除するタイマ時間は、外部からの電機子への指令回転数に基づいて変化する。
【0088】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、起動時及び再起動時には、モータを正転させる強制的な通電相になるよう切り換え、また、起動あるいは再起動の後、所定時間経過した後に回転異常となった場合に再起動状態となる。
【0089】
更に、起動時から定常時への駆動切り換えはタイマで設定されて、確実に移行する。
【0090】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路では、比例積分(PI)フィルタに並接された低域外乱が圧縮される1次遅れフィルタを経由して、速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値に変換される。
【0091】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路では、比例積分(PI)フィルタと1次遅れフィルタとの直列回路に並設された低域外乱が圧縮される1次遅れフィルタを経由して、速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値に変換される。
【0092】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路では、目標回転速度と、速度誤差補償フィルタの利得がモータへの指令回転数により変化して、速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値が得られ、速度誤差検出器への基準クロックは一定でもよい。
【0093】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路では、通電相の切り換えを行った後、一定時間後に電機子巻線への電流量の増減が指令される。
【0094】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路では、起動時及び再起動時には電機子に最大電流が与えられ、確実に起動する。
【0095】
この発明のブラシレスモータ用駆動回路は、回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジ内の必要信号が選択され、この必要信号をカウントしたカウンタ値で電機子巻線が駆動される。
【0096】
更に、矩形波状の駆動信号を加工して台形波状の駆動信号を生成する手段を設け、この台形波状の駆動信号で電機子巻線が駆動される。
【0097】
更に、台形波状の駆動信号の勾配は外部からの制御信号で変化する。
【0098】
更に、位相進み回路により、台形波状の駆動信号の略勾配中心と最適な転流タイミングが一致する。
【0099】
【実施例】
実施例1.
本発明は、各相電機子巻線電圧を検出し、そのままでは位相遅れが生じるので実負荷状態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を印加して補正し、実負荷状態での正しい位相での端子電圧を得て、この巻線端子電圧を基に転流回路で各電機子巻線の駆動電圧を生成するようにした。
更に、各相電機子巻線電圧から等価的なモータの速度を検出し、この検出速度を帰還して回転子の速度制御に利用した例を説明する。
本実施例では、この考えによるブラシレスモータの駆動装置の構成と動作を説明する。図1は本発明によるブラシレスモータの駆動装置の第1の実施例の全体構成を示すブロック図である。図1において、12、13、14は中性点非接地3相スター結線されたブラシレスモータの電機子巻線であり、11は駆動トランジスタ群TR1〜TR6を通電制御して電機子巻線12、13、14に所定の駆動電流を供給するブリッジ回路である。電機子巻線12、13、14については便宜的にU相、V相、W相と呼ぶことにする。1は端子電位を補正して補正端子電位信号1a、1b、1cを出力する端子電位補正回路、2は補正された各相の端子電位の大小を比較して論理信号2a、2b、2cを得る比較回路、3は論理信号2a、2b、2cを波形整形して回転子位置信号3a、3b、3cを得る波形整形回路であり、上記1、2、3の部材を含んで回転子位置信号生成回路4が構成される。5はモータの回転をイネーブルするモータ回転信号が入力される端子、6はパルス発生回路、7はカウンタ回路、8は切換信号発生回路であり、転流回路9は、回転子位置信号生成回路4、端子5、カウンタ回路7、切換信号発生回路8から入力される信号の状態に応じて駆動信号9a〜9fを出力して駆動トランジスタ群TR1〜TR6をスイッチング制御する。
【0100】
図2に端子電位補正回路1の具体的な一構成例を示す。図2において、20〜34はnpnトランジスタ、35はpnpトランジスタ、36〜56は抵抗、57〜60は定電流源であり、npnトランジスタ20のベースにはU相端子電位が、npnトランジスタ25のベースにはV相端子電位が、npnトランジスタ30のベースにはW相端子電位が入力され、pnpトランジスタ35のベースには電機子巻線抵抗降下に係る電圧が入力される端子61が接続されている。また、62〜67は端子電位の補正を切り換える補正切り換え信号が入力される端子である。各相の補正された端子電位は、1a、1b、1cとして出力される。
【0101】
図3に比較回路2の具体的な一構成例を示す。図3において、70〜81は抵抗、82〜84は差動増幅回路、85〜87はコンパレータで、差動増幅回路82の非反転入力端子と差動増幅回路83の反転入力端子には各々抵抗70、75を介して補正されたU相端子電位1aが、差動増幅回路83の非反転入力端子と差動増幅回路84の反転入力端子には各々抵抗74、79を介して補正されたV相端子電位1bが、差動増幅回路84の非反転入力端子と差動増幅回路82の反転入力端子には各々抵抗78、71を介して補正されたW相端子電位1cが入力されている。差動増幅回路82、83、84の反転入力端子は抵抗73、77、81を介して差動増幅回路82、83、84の出力端子にも接続され、各々の出力端子はコンパレータ85、86、87の非反転入力端子に接続されている。更に、差動増幅回路82、83、84の非反転入力端子とコンパレータ85、86、87の反転入力端子には基準電圧Vrefが入力されている。差動増幅回路82はVrefを中心電圧とした1aと1cの差動増幅信号を出力する。この差動増幅信号とVrefとをコンパレータ85で比較し、論理信号2aを得る。同様の手順で論理信号2b、2cを得る。
【0102】
図4は、端子電位を補正しない場合の、無負荷時における各相の端子電位波形と、比較回路2から出力される論理信号2a、2b、2cと、通電相の関係を示したものである。実際の端子電位波形には転流時にスパイク状の電圧変動が発生するが、ここでは説明を簡単にするために省略する。無負荷時においては、通電電流量が少ないため、電機子巻線での抵抗降下はほとんど無視でき、端子電位波形は図4に示したように左右対称形となり、回転子と所定の位相関係にある論理信号を得ることができる。
一方、図5は、端子電位を補正しない場合の、負荷時における各相の端子電位波形と、比較回路2から出力される論理信号2a、2b、2cと、通電相の関係を示したものである。負荷時においては、通電電流があるため、電機子巻線での抵抗降下の影響が無視できなくなってくる。比較する2つの端子電位は、一方が通電相となり、もう一方が無通電相となる。例えば、V→WからU→Wへ通電を切り換える時には、V相とU相の端子電位を比較するが、V相は通電相となり、U相は無通電相となる。通電相であるV相の端子電位波形には抵抗降下分の電圧が重畳されている。一方U相には電流が流れていないので、端子電位には逆起電圧のみが発生している(ブリッジ回路の電源電圧はVccに固定され、中性点は非接地であるので、中性点の電位が抵抗降下分だけ下がり、実際に観測される端子電位波形としては、無通電相であるU相の端子電位がレベルダウンした形になる)。したがって、V相端子電位とU相端子電位の電位レベルが一致する位置にズレが生じ、得られる論理信号は、例として図5の2bで示すように無負荷時の場合に比べて位相が遅れてしまう。
【0103】
この位相遅れが発生する問題を解決するためには、通電されている相の端子電位から抵抗降下分の電圧を加算あるいは減算してから、端子電位の大小を比較して、論理信号2a、2b、2cを得るような構成にすれば良い。例えばU相については、U相からV相あるいはW相に通電されている時に抵抗降下分の電圧を減算し、V相あるいはW相からU相に通電されている時に抵抗降下分の電圧を加算するような構成にすれば良い。
【0104】
以下、端子電位補正回路1の具体的動作について、図を参照しながら説明する。図2には、U、V、W3相分の端子電位補正回路を示したが、ここではU相の端子電位補正回路に着目して説明する。
まず、端子62および端子63がハイ・レベルの場合について考える。この時、npnトランジスタ22、npnトランジスタ24のコレクタ電位は0となるので、npnトランジスタ21、npnトランジスタ23のエミッタ電位も0となり、抵抗37、抵抗40には電流が流れない。したがって、抵抗36(抵抗値R1 )に流れる電流は定電流源57から供給されるi1 のみであり、U相端子電位補正回路の出力端子で観測される電位は、端子電位補正回路の入力値から、トランジスタ20のベース−エミッタ間電圧(Vbe)と抵抗36での抵抗降下電圧を引いた値となる。
1a=U−Vbe−R1 ・i1 (1)
【0105】
次に、端子62および端子63がロウ・レベルの場合について考える。端子61には、Virなる電位が入力されているとする。この時、npnトランジスタ22、npnトランジスタ24のコレクタ電位はVir+Vbe(V)となるので、npnトランジスタ21、npnトランジスタ23のエミッタ電位はVirとなり、抵抗37(抵抗値R2 )、抵抗40(抵抗値R2 )には各々Vir/R2 の電流が流れる。したがって、抵抗36に流れる電流は定電流源57から供給されるi1 と抵抗37、抵抗40に流れる電流を足したものであり、U相端子電位補正回路の出力端子で観測される電位は、式(2)の様になる。
端子62がハイ・レベルで端子63がロウ・レベルの場合、あるいは端子62がロウ・レベルで端子63がハイ・レベルの場合には、抵抗37、抵抗40のどちらかにしかVir/R2 の電流が流れないので、U相端子電位補正回路の出力端子で観測される電位は、式(3)の様になる。
【0106】
結局、抵抗降下分の電圧を加算したい場合(V→U、W→U通電時)には端子62、端子63をハイ・レベルに設定し、抵抗降下分の電圧を減算したい場合(U→V、U→W通電時)には端子62、端子63をロウ・レベルに設定すれば端子電位を補正することが可能である。
また、U相が無通電相で補正する必要がない時(V→W、W→V通電時)には、端子62をハイ・レベル、端子63をロウ・レベルに設定するか、あるいは端子62をロウ・レベル、端子63をハイ・レベルに設定すれば良い。同様にV相に対しては、抵抗降下分の電圧を加算したい場合(U→V、W→V通電時)には端子64、端子65をハイ・レベルに設定し、抵抗降下分の電圧を減算したい場合(V→U、V→W通電時)には端子64、端子65をロウ・レベルに設定し、補正する必要がない時(U→W、W→U通電時)には、端子64をハイ・レベル、端子65をロウ・レベルに設定するか、あるいは端子64をロウ・レベル、端子65をハイ・レベルに設定すれば良い。
更にW相に対しては、抵抗降下分の電圧を加算したい場合(U→W、V→W通電時)には端子66、端子67をハイ・レベルに設定し、抵抗降下分の電圧を減算したい場合(W→U、W→V通電時)には端子66、端子67をロウ・レベルに設定し、補正する必要がない時(U→V、V→U通電時)には、端子66をハイ・レベル、端子67をロウ・レベルに設定するか、あるいは端子66をロウ・レベル、端子67をハイ・レベルに設定すれば良い。上記、通電相と端子62〜67に入力する補正切り換え信号の関係をタイミングチャートにまとめたものを図6(b)に示す。
【0107】
また図6(a)は、検出した巻線端子電位に、実駆動期間のみ抵抗・電流の積を補正するための具体的な補正切り換え信号生成回路16の詳細回路図である。本実施例では、入力として回転子位置信号3a、3b、3cを使用して、論理素子の組み合わせで端子電位補正回路1の各端子62〜67へ図6(b)に示す切り換え信号を送っている。
また本実施例では図1に示すように、電流制御回路211とそのバッファアンプ212、抵抗213、駆動トランジスタ214とで電機子に流れる巻線電流の電流制御をしているので、補正回路1の端子61に電流制御回路211の出力を用いている。
電流制御回路211は、論理パルス信号201から実際の回転速度と指令回転速度との誤差を検出し、検出した誤差が零になるように電機子巻線に通電する電流量を制御する。
尚、本実施例においては、3相ブラシレスモータに適用した例について記述したが、3相に限らず複数相のブラシレスモータ全般に適用可能であることは明白である。また、本実施例においてトランジスタ回路で構成した手段をOPアンプやディジタルICで構成しても良い。
【0108】
実施例2.
本実施例では、各相電機子巻線電圧を検出し、そのままでは位相遅れが生じるので実負荷状態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を各相の電圧差に印加して補正し、実負荷状態での正しい位相での端子電圧を得て、この巻線端子電圧を基に転流回路で各電機子巻線の駆動電圧を生成するようにした。
本実施例では、この考えによるブラシレスモータの駆動装置の構成と動作を説明する。図8は本発明によるブラシレスモータの駆動装置の第2の実施例の全体構成を示すブロック図である。図8において実施例1と同一の部材は同一番号で示した。端子間電圧を補正して補正端子間電圧信号100a〜100fを出力する端子間電圧補正回路100、補正された端子間電圧を比較して論理信号101a、101b、101cを得る比較回路101、波形整形回路3を含んで回転子位置信号生成回路102が構成されている。
【0109】
図9に端子間電圧補正回路100の具体的な一構成例を示す。図9において、110〜127はnpnトランジスタ、128はpnpトランジスタ、129〜155は抵抗、156〜162は定電流源であり、npnトランジスタ110、117のベースにはU相端子電位が、npnトランジスタ116、123のベースにはV相端子電位が、npnトランジスタ111、122のベースにはW相端子電位が入力され、pnpトランジスタ128のベースには電機子巻線抵抗降下に係る電圧が入力される端子163が接続されている。また、164〜169は端子間電圧の補正を切り換える補正切り換え信号が入力される端子である。補正された端子間電圧は、100a〜100fとして出力される。
【0110】
端子間電圧補正回路の具体的動作について図を参照しながら説明する。図9において、電源電圧をVcc、抵抗129、131、138、140、147、149の抵抗値をR3 、抵抗130、139、148の抵抗値をR4 、抵抗134、135、143、144、152、153の抵抗値をR5 、定電流源156、157、159〜162から供給される電流値をi2 、npnトランジスタのベース電流をib 、端子163に入力される電圧をVirとする。
【0111】
まず、端子164がハイ・レベルの場合について考える。この時npnトランジスタ113のエミッタ電位は0となり、抵抗134には電流が流れない。抵抗130には、npnトランジスタ110のエミッタ端子からnpnトランジスタ111のエミッタ端子の方向に、(U−W)/R4 なる電流が流れる。したがって、抵抗129に流れる電流は、i2 +(U−W)/R4 −ib となり、端子間電圧補正回路100から出力される100aは、式(4)の様になる。
一方、端子164がロウ・レベルの場合、抵抗134にもVir/R5 なる電流が流れ、端子間電圧補正回路100から出力される100aは、式(5)の様になる。
他の端子間電圧についても同様の手順で考えると、端子164〜169のロジック・レベルと100a〜100fの関係は図10の様になる。
【0112】
図11に比較回路101の具体的な一構成例を示す。図11において、170〜172はコンパレータである。コンパレータ170は100bと100aを比較して論理信号101aを出力し、コンパレータ171は100dと100cを比較して論理信号101bを出力し、コンパレータ172は100fと100eを比較して論理信号101cを出力する。
比較回路101の具体的動作について考える。端子164および端子165がハイ・レベルの場合、コンパレータ170からはU>Wなる論理信号101aが出力される。端子164がロウ・レベルで端子165がハイ・レベルの場合には、{U+(R4 ・Vir)/(2・R5 )}>Wなる論理信号101aが出力される。逆に、端子164がハイ・レベルで端子165がロウ・レベルの場合には、{U−(R4 ・Vir)/(2・R5 )}>Wなる論理信号101aが出力される。
【0113】
図5に示したように、U相とW相の端子電位が一致したことにより回転子位置を検出するのは、U→VからW→Vへ通電を切り換える時と、V→UからV→Wへ通電を切り換える時であるが、どちらの場合も比較時点においてU相は通電相でW相は無通電相となるので、U相端子電位には抵抗降下分の電圧が重畳されている。したがって、比較時点においてU相端子電位から抵抗降下分の電圧を補正する必要がある。U→VからW→Vへ通電を切り換える時はU相端子電位から抵抗降下分の電圧を減算する必要があり、V→UからV→Wへ通電を切り換える時はU相端子電位に抵抗降下分の電圧を加算する必要がある。したがって、(R4 ・Vir)/(2・R5 )を電機子巻線抵抗降下に係る電圧になるようにR4、R5を設定し、U→V通電時には端子164をハイ・レベル、端子165をロウ・レベルに、V→U通電時には端子164をロウ・レベル、端子165をハイ・レベルにしておけば、抵抗降下分の電圧を補正したU相端子電位とW相端子電位を比較して論理信号101aを得ることになるので、実施例1と同様の効果を得ることが可能である。
【0114】
他の端子間電圧についても同様の手順で考えることができ、V→W通電時には端子166をハイ・レベル、端子167をロウ・レベルに、W→V通電時には端子166をロウ・レベル、端子167をハイ・レベルに、W→U通電時には端子168をハイ・レベル、端子169をロウ・レベルに、U→W通電時には端子168をロウ・レベル、端子169をハイ・レベルに設定すれば、実施例1と同様の効果を得ることが可能である。上記、通電相と端子164〜169に入力する補正切り換え信号の関係を図12に示す。
【0115】
実施例3.
本実施例では、実施例1で述べた各相電機子巻線電圧を検出し、実負荷状態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を印加して補正した後の、実負荷状態での正しい位相での端子電圧を基に、転流回路で各電機子巻線の駆動信号を生成するが、この際の補正切り換え信号として上記駆動信号を用いるようにした。
本実施例では、この考えによるブラシレスモータの駆動装置の構成と動作を説明する。図13は本発明によるブラシレスモータの駆動装置の第3の実施例の全体構成を示すブロック図である。図13において実施例1と同一の部材は同一番号で示した。本実施例では、駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fが各々端子電位補正回路1の端子63、端子65、端子67、端子62、端子64、端子66に入力される。
【0116】
実施例1の図6に示した補正切り換え信号は転流に同期した信号である。したがって、駆動トランジスタTR1〜TR6を順次スイッチングする駆動信号を補正切り換え信号にも使用することが可能である。図1のようにブリッジ回路11が構成された場合の通電相と駆動信号9a〜9fの関係を図7に示す。図6の端子62、端子63、端子64、端子65、端子66、端子67に対する補正切り換え信号と駆動信号9d、9a、9e、9b、9f、9cは各々一致している。したがって、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置の一実施例を図13に示すように構成することが可能である。
【0117】
実施例4.
本実施例は、実施例2と実施例3を併せた例である。即ち、各相電機子巻線電圧を検出し、実負荷状態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を各相の電圧差に印加して補正し、正しい位相での端子電圧を基に転流回路で各電機子巻線の駆動信号を生成するが、この際の補正切り換え信号を駆動信号から得るようにした。
図14は本発明のブラシレスモータの駆動装置の第4の実施例の全体構成を示すブロック図である。図14において実施例2と同一の部材は同一番号で示した。本実施例では、駆動信号9aが端子間電圧補正回路100の端子165、端子168に、駆動信号9bが端子間電圧補正回路100の端子164、端子167に、駆動信号9cが端子間電圧補正回路100の端子166、端子169に入力される。
【0118】
端子間電圧を補正する場合も、実施例3と同様に、駆動トランジスタTR1〜TR6を順次スイッチングする駆動信号を補正切り換え信号に用いることが可能である。例えば、端子164に入力する補正切り換え信号は、U→V通電時にハイ・レベル、V→U通電時にロウ・レベルであれば良いので、駆動信号9b、9eを使用することが可能である。同様に端子165に入力する補正切り換え信号には駆動信号9a、9dを、端子166に入力する補正切り換え信号には駆動信号9c、9fを、端子167に入力する補正切り換え信号には駆動信号9b、9eを、端子168に入力する補正切り換え信号には駆動信号9a、9dを、端子169に入力する補正切り換え信号には駆動信号9c、9fを使用することが可能である。したがって、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置の一実施例を図14に示すように構成することが可能である。
【0119】
実施例5.
本実施例では、実負荷状態でのみ負荷抵抗と電流の積である補正電圧を印加する際の負荷電流値として、負荷電流検出用のセンス抵抗を設けてこの検出電圧で実負荷電流を得るようにした。
本実施例では、この考えによるブラシレスモータの駆動装置の構成と動作を説明する。図15において、実施例1と同一の部材は同一番号で示した。本実施例では、TR4〜TR6の共通エミッタ端子と端子電位補正回路1の端子61が接続されている。
【0120】
図15において、抵抗10は駆動トランジスタTR4〜TR6の共通エミッタ端子に接続されているので、電機子巻線に流れる電流は抵抗10にも流れる。したがって、抵抗10における電圧降下として、電機子巻線に通電されている電流量を検出することが可能である。電機子巻線に流れている電流をIL 、1相分の電機子巻線抵抗の抵抗値をr、抵抗10の抵抗値をRs とすると、電機子巻線での抵抗降下はIL ・r、端子61に入力される電位はIL ・Rs である。端子電位補正回路で補正される電圧は、
R1 ・IL ・Rs /R2
であるので、この値がIL ・rに等しくなるようにR1 、R2 、Rs を設定すれば良い。
【0121】
実施例6.
実施例2に実施例5の考えを適用した例を説明する。
図16は本発明のブラシレスモータの駆動装置の第6の実施例の全体構成を示すブロック図である。図16において実施例2と同一の部材は同一番号で示した。本実施例では、TR4〜TR6の共通エミッタ端子と端子間電圧補正回路100の端子163が接続されている。
【0122】
端子間電圧を補正する場合も、電機子巻線抵抗降下に係る量の電圧は、実施例5と同様に、TR4〜TR6の共通エミッタ端子から検出することが可能であり、本発明におけるブラシレスモータの駆動装置の一実施例を図16に示すように構成することが可能である。
【0123】
実施例7.
上記実施例では、いずれも波形は乱れのない理想的な波形であるとして動作を説明してきた。しかし実際には波形にはノイズが乗り、動作はチャタリングが生じており、図18以降に述べるスパイク状のノイズが混入している。こうした波形でも正常に動作するよう考慮した例を説明する。
本実施例ではこうした考慮が払われており、検出信号波形をいったん波形整形回路で正しい安定な形に戻してから上記実施例で述べた補正及び駆動をしようとする。
図17に波形整形回路3の具体的な一構成例を示す。図17において、180はラッチ回路、181〜186はDフリップフロップ、187〜189はEOR回路、190はOR回路、191は単安定マルチバイブレータである。図18は定常回転状態における端子電位波形および波形整形回路の各部の信号波形を示したものであり、図19は図18の時刻T0〜T1の間を拡大した図である。
【0124】
図18、図19を参照しながら波形整形回路の具体的動作について説明する。波形整形回路への入力信号は、比較回路2あるいは比較回路101から出力される論理信号2a、2b、2cあるいは101a、101b、101cである。実施例1、実施例2では、駆動トランジスタのスイッチングに伴って端子電位波形に発生するスパイク状の電圧変動を無視して考えてきたが、実際には、端子電位波形にスパイク状の電圧変動が発生する。当然、電機子巻線抵抗降下を補正した端子電位波形にも、その電圧変動は残留する。したがって、端子電位同士を比較して得られる論理信号2a、2b、2cは図18に示したようなスパイク状のノイズを含んでいる。
【0125】
この論理信号は、まず、ラッチ回路180に入力される。ラッチ回路180は、イネーブル端子180aの状態に応じてラッチ動作を行う回路で、イネーブル端子180aがハイ・レベルの時は入力データをそのまま出力する。イネーブル端子180aがロウ・レベルになると、入力データをラッチし、イネーブル端子180aがロウ・レベルの間、ラッチしたデータを出力し続ける。初期状態においてラッチ回路180のイネーブル端子180aはハイ・レベルであり、論理信号2a、2b、2cはそのまま各々Dフリップフロップ181、183、185に入力される。Dフリップフロップ181〜186とEOR回路187〜189は両エッジ微分回路を構成しており、論理信号2a、2b、2cの立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングでEOR回路187〜189は微分パルスを出力する。時刻T2において、補正された端子電位1aと1cの電位レベルが一致し2aの極性が変化すると、両エッジ微分回路でエッジが検出され、微分パルス203が発生される。EOR回路187〜189の出力信号はOR回路190で合成されて論理パルス信号201になり、単安定マルチバイブレータ191に入力される。単安定マルチバイブレータ191は論理パルス信号201の立ち上がりエッジをトリガにして、一定時間T3の間、ロウ・レベルのパルス204を出力する。パルス204はラッチ回路のイネーブル端子180aに入力される。イネーブル端子180aがロウ・レベルとなったので、ラッチ回路180は論理信号2a、2b、2cをラッチし、パルス204がロウ・レベルの間ラッチしたデータを出力し続ける。Dフリップフロップ182、184、186の出力信号195、196、197は波形整形された回転子位置信号3a、3b、3cとなり、次段の転流回路9に入力され、転流動作が行われる。転流動作が行われると、駆動トランジスタがスイッチングするのでU相端子電位波形にスパイク状の電圧変動が発生し、その結果、所望でない位置においてスパイク状のノイズ205が2bに発生する。しかし、スパイク状ノイズ205が発生した時点においては、ラッチ回路へのデータ入力は単安定マルチバイブレータ191からのパルス204によりディセーブルされている。したがって、スパイク状ノイズ205はラッチ回路180でマスクされ、波形整形された回転子位置信号3a、3b、3cにはスパイク状ノイズは発生しない。
【0126】
上記で説明した波形整形回路3において、OR回路190から出力される論理パルス信号201は、定常回転時において一定時間間隔で得られる信号である。したがって、この論理パルス信号201を回転速度を制御するための速度信号として使用することが可能である。
尚、本実施例では、3相ブラシレスモータの例を記述したが、3相に限らず複数相のブラシレスモータ全般に適用可能である。
【0127】
実施例8.
次にスタート時に負荷に影響されず、短時間に安定起動する装置の構成と動作について説明する。
即ち起動時には、各相毎の検出電圧からあり得る組み合わせの信号が得られるように駆動を始めるようにした。具体的には、ブラシレスモータの各相巻線電位から回転子の位置信号を検出し、この回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出・選択して必要エッジ信号を得るようにし、また必要エッジ信号をカウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とした。更に、この入力がある時間得られない場合は強制的に印加駆動信号を与えるようにした。
図20に上記考えによる3相ブラシレスモータの駆動装置の一実施例の全体構成図を示す。9は駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する転流回路、11はブラシレスモータの所定相を通電するブリッジ回路、4はブラシレスモータの各端子電位から位置信号3a、3b、3cを生成する回転子位置信号生成回路、7は位置信号3a、3b、3cの立ち上がり及び立ち下がりエッジを検出・選択して必要エッジ信号を得て、その必要エッジ信号をカウントするカウンタ回路、6は疑似パルス6aを出力するパルス発生回路を表している。
【0128】
以下詳細に説明する。モータ回転信号5aは外部から入力される信号で、イネーブルの時は回転を、ディセーブルの時は停止を表す。また、本実施例では、イネーブルはハイ、ディセーブルはロウとする。
【0129】
図20において、モータ回転信号5aは転流回路9とカウンタ回路7に接続されている。転流回路9から出力される駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fは各々トランジスタTR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6のベースに接続される。本実施例では、トランジスタTR1、TR2、TR3はpnp型トランジスタで、トランジスタTR4、TR5、TR6はnpn型トランジスタで構成している。また、トランジスタTR1、TR2、TR3のエミッタは電源に、コレクタはトランジスタTR4、TR5、TR6のコレクタに接続され、トランジスタTR4、TR5、TR6のエミッタは抵抗10を介して接地されている。これらのトランジスタ群によりブリッジ回路11が構成されている。また、トランジスタTR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6のコレクタは3相ブラシレスモータのスター結線されたU相、V相、W相の各電機子巻線の端子に接続されている。従って各トランジスタをオンオフすることによって各電機子巻線が通電される。図21に本実施例のおける駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fと通電相の関係表を示す。図21は図7を表で表わしたものである。図21中矢印の順に通電相を切換れば回転子は正転する。
【0130】
ブリッジ回路11と接続されている各電機子巻線の端子は回転子位置信号生成回路4にも接続されている。回転子位置信号生成回路4では、U相、V相、W相の端子電圧U、V、Wから3ビットの位置信号3a、3b、3cを生成する。図22に本実施例における駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fと位置信号3a、3b、3cの論理関係例を示す。回転子位置信号生成回路4から出力された位置信号3a、3b、3cはカウンタ回路7に入力される。
【0131】
本実施例のカウンタ回路7の構成図を図23に示す。位置信号3a、3b、3cは、各々、立ち上がりエッジ検出回路250、252、254と立ち下がりエッジ検出回路251、253、255に入力され、立ち上がりエッジ検出回路250、252、254で立ち上がりエッジパルス250a、252a、254aが、立ち下がりエッジ検出回路で立ち下がりエッジパルス251a、253a、255aが出力される。検出されたエッジパルス250a、252a、254a、251a、253a、255aはパルス選択回路256に入力される。また、図20に示すパルス発生回路6から出力される疑似パルス6aもパルス選択回路256に入力される。パルス選択回路256の出力であるパルス列7dはカウンタに入力される。本実施例では、パルス列7dをカウントするカウンタに6進カウンタ257を用いている。本実施例で用いた6進カウンタ257の入力されたパルス数と出力値の論理関係例を図24に示す。図中入力パルス数が6以上の場合、カウンタ値7a、7b、7cは再びロウ・ロウ・ロウからカウントする。また、パルス列7dは、図20中のパルス発生回路6にも入力されるため、カウンタ回路7から出力される。6進カウンタ257から出力されるカウンタ値7a、7b、7cはカウンタ回路7内のパルス選択回路256と、図20中の転流回路9に入力される。パルス選択回路256は、現在のカウンタ値7a、7b、7cを参照して、正転時に次に検出されるべき理論的な位置信号のエッジパルスもしくは疑似パルス6aを出力する。本実施例におけるカウンタ値7a、7b、7cと正転時に次に検出されるべき理論的なエッジパルス250a、252a、254a、251a、253a、255aの論理関係例を図25に示す。図25より、例えば、カウンタ値7a、7b、7cがロウ・ロウ・ロウの時は、エッジパルス253aを出力し、他の例えばエッジパルス250aが入力されても出力しない。但し、疑似パルス6aは、入力されるとカウンタ値7a、7b、7cに関わらず出力される。
【0132】
図26に本実施例のパルス発生回路6の構成図を示す。本実施例ではパルス発生回路6をリトリガブルワンショット260と立ち上がりエッジ検出回路261で構成した。リトリガブルワンショット260には上記パルス選択回路256出力のパルス列7dが入力される。リトリガブルワンショット260の出力260aは立ち上がりエッジ検出回路261に入力され、上記カウンタ回路7内に設けた立ち上がりエッジ検出回路250、252、254と同様に、リトリガブルワンショット260の出力260aの立ち上がりエッジを検出し、疑似パルス6aを出力する。このような構成において、リトリガブルワンショット260内で設定された時間以内にパルス列7dのパルスが入力された場合、リトリガブルワンショット260はクリアされ、出力260aは変化せず、従って、疑似パルス6aは出力されない。しかし、設定された時間内にパルス列7dが入力されない場合、リトリガブルワンショット260の出力260aがロウからハイに変化する構成なので、その立ち上がりを検出し、疑似パルス6aが出力される。
【0133】
また、本実施例ではリトリガブルワンショット260がクリアされた場合は出力260aはロウで、所定時間内にパルス列7dが入力されない場合ハイに変化する様構成されているが、立ち下がりエッジ検出回路を用いて、リトリガブルワンショット260がクリアされた場合の出力260aはハイで、所定時間内にパルス列7dが入力されない場合ロウに変化する構成にしても同様の疑似パルス6aが得られる。
【0134】
転流回路9は、モータ回転信号5aがロウの時は駆動信号9a、9b、9cをハイに、駆動信号9d、9e、9fをロウに設定して、ブリッジ回路11のトランジスタ群をオフしてブラシレスモータを無通電状態にする。次にモータ回転信号5aがハイになった直後の起動モード時は、カウンタ値7a、7b、7cの組合せによって回転子が正転する様に駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。本実施例で設定した駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fとカウンタ回路7出力値7a、7b、7cの論理関係組合せ例を図27に示す。図中矢印の方向に駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを切り換えれば回転子は正転する。
【0135】
次に本実施例におけるブラシレスモータの動作について説明する。モータ回転信号5aがハイになった直後は、カウンタ値7a、7b、7cはロウ・ロウ・ロウになるので、図27より駆動信号9bがロウに、9fがハイになり、図21よりV−W相が通電される。この時、ブラシレスモータの回転子が正転して位置信号が変化する場合、逆転して位置信号が変化する場合、もしくは通電安定点に停止して位置信号が変化しない場合がある。
【0136】
まず、回転子が正転した場合について説明する。図28は回転子が正転した場合の各部信号波形例である。V−W相が通電されることで図21と図22より位置信号3a、3b、3cがハイ・ハイ・ロウになる。この時カウンタ値7a、7b、7cがロウ・ロウ・ロウであるから、図25よりエッジパルス253aもしくは疑似パルス6aが検出されない限り6進カウンタ257はカウントしない。そして、イナーシャによって回転子が更に正転方向に回転すると、電機子巻線に発生する逆起電力により端子電圧U、V、Wが変化し、位置信号3a、3b、3cがハイ・ロウ・ロウになり、図28中の(A)のようにエッジパルス253aが検出される。従って、6進カウンタ257はカウントアップして、カウンタ値7a、7b、7cがハイ・ロウ・ロウになり、転流回路9は図21と図27よりU−W相を通電するように駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをロウ・ハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイに設定する。そして、その後は定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せを参照し図27に示す関係に従って順次通電相を切換えてブラシレスモータは起動される。
【0137】
次に、回転子が逆転して位置信号が変化した場合について図29を用いて説明する。図29は回転子が逆転した場合の各部信号波形例である。回転子が逆転すると位置信号3aが変化して、図29中の(B)に示すエッジパルス251aが検出されるが、上記に述べた様にエッジパルス253aが検出されないため6進カウンタ257はカウントアップしない。そして、所定時間t1 以内にエッジパルス253aが検出できないため、図29中の(C)に示すようにパルス発生回路6から疑似パルス6aが出力される。6進カウンタ257はこの疑似パルス6aによってカウントアップして、カウンタ値7a、7b、7cがハイ・ロウ・ロウと変化する。そして、転流回路9で図21と図27よりU−W相が通電するように駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをロウ・ハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイに設定する。これによって、回転子は正転し、その後は上記正転時と同様に定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せを参照し図27に示す関係に従って順次通電相を切換えてブラシレスモータは起動される。
【0138】
更に回転子が動かず位置信号が変化しない場合も逆転する場合と同様に、所定時間t1 以内にエッジパルス253aを検出できないため、パルス発生回路6から疑似パルス6aが出力される。そして、上記逆転時と同様に6進カウンタ257はその疑似パルス6aをカウントし、図21と図27より通電相がU−W相に切換わり、その後定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せを参照し図27に示す関係に従って順次通電相を切換えてブラシレスモータは起動される。
【0139】
実施例9.
次に動作中に何らかの原因でモータが止まり再起動が必要な場合でも、短時間に安定に再起動する装置の構成と動作について説明する。
具体的には再起動時には、ブラシレスモータの各相巻線電位から回転子の位置信号を検出し、この回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出・選択して必要エッジ信号を得るようにし、更にこの信号と組み合わせてモータの回転を監視する定常回転検知回路を設けた。異常検知時にはエッジ信号をカウントして再起動時の各相の電機子巻線の強制印加駆動信号とした。
図30に上記考えによる3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例9の全体構成図を示す。ブリッジ回路11、回転子位置信号生成回路4、カウンタ回路7、パルス発生回路6は実施例8と同様なので説明を省略する。265はカウンタ値7a、7b、7cと位置信号3a、3b、3cを比較する定常回転検知回路である。
【0140】
本実施例において、位置信号3a、3b、3cは転流回路9にも入力される。転流回路9は、起動モード時は、実施例8と同様にカウンタ値7a、7b、7cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力し、定常回転中は、位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力するよう構成されている。また、位置信号3a、3b、3cとカウンタ値7a、7b、7cは定常回転検知回路265にも入力される。定常回転検知回路265は、定常回転中、カウンタ値が変化した後、所定時間後に位置信号3a、3b、3cとカウンタ値7a、7b、7cを比較する。本実施例における位置信号3a、3b、3cとカウンタ値7a、7b、7cの理論的な論理関係組合せ例を図31に示す。そして、その組合せが図31に示す組合せでないときは、再起動パルス265aを出力する。再起動パルス265aは転流回路9に入力される。
【0141】
このような構成において、定常回転中、何らかの負荷により回転子が停止した時の例を図32を用いて説明する。図32において(D)以降回転子が停止したとする。この場合、パルス(o1)からパルス発生回路6内で設定された時間t1 経過後、パルス発生回路6から疑似パルス(p2)が出力される。そして、疑似パルス(p2)はパルス選択回路256からパルス列7dのパルス(o2)として出力され、カウンタ値7a、7b、7cはロウ・ハイ・ロウから図24の論理関係例よりロウ・ロウ・ハイに変化する。定常回転中は前述したように、位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力しているので、カウンタ値7a、7b、7cが変化しても通電相は切換わらない。そして、カウンタ値7a、7b、7cが変化してから所定時間t2 後、定常回転検知回路265で位置信号3a、3b、3cとカウンタ値7a、7b、7cの比較を行なう。この場合、図31より、理論的な組合せではないため、定常回転検知回路265から再起動パルス(q3)が出力され、起動モードに移行する。起動モードでは前述したように、カウンタ値7a、7b、7cの組合せによって起動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する構成なので、図27より駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fがハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイ・ロウになり通電が切換わり、正転する。その後は、実施例8で述べたようにして、定常回転するまで、図27に示す関係に従ってカウンタ値7a、7b、7cの組合せによって順次通電が切換わる。
【0142】
実施例10.
次に起動時または再起動時から定常動作への切換装置を設けたモータ駆動回路を説明する。
本実施例では、この切り換えを時間設定とし、ある時間後に定常動作に切り換えるようにした。
図33に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例10の全体構成図を示す。ブリッジ回路11、回転子位置信号生成回路4、カウンタ回路7、パルス発生回路6、定常回転検知回路265は上記第8及び第9の実施例と同様である。8は、転流回路9で駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する際に、カウンタ値7a、7b、7cと位置信号3a、3b、3cのどちらを参照するかを切換えるための切換信号8aを出力する切換信号発生回路である。以下、切換信号発生回路8を説明する。
【0143】
本実施例において、モータ回転信号5aと再起動パルス265aは切換信号発生回路8に入力される。切換信号8aは転流回路9に入力される。
図34に本実施例の切換信号発生回路8の構成図を示す。本実施例では切換信号発生回路8をタイマ270で構成している。
【0144】
次に図35を用いて本実施例の切換信号発生回路8の動作を説明する。本実施例ではタイマ270に入力されるモータ回転信号5aがハイになると、タイマ270はオンされ、転流回路9は図27に示す関係に従ってカウンタ値7a、7b、7cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、所定時間t0 経過後に切換信号8aがロウからハイに変化し、転流回路9は、位置信号3a、3b、3cの組合せを用いて図22に示すように駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0145】
また、転流回路9が位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力している時、定常回転検知回路265出力の再起動パルス265aが入力されるとタイマ270はリセットされて、切換信号8aがハイからロウに変化する。これにより、転流回路9は、カウンタ値7a、7b、7cを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、再び所定時間t0 後に切換信号8aがロウからハイに変化して、転流回路9は位置信号3a、3b、3cの組合せを用いて図22に示すように駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0146】
本実施例において、切換信号8aは、カウンタ値7a、7b、7cを参照する場合をロウ、位置信号3a、3b、3cを参照する場合をハイに設定したが、逆に設定してもよい。
【0147】
実施例11.
本実施例では、切換動作時にカウンタが一定値をカウントした後に定常動作に切り換えるようにした。こうすることで確実にモータ回転ができる。
図36に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の第11の実施例の全体構成図を示す。8Cは、転流回路9で駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する際に、カウンタ値7a、7b、7cと位置信号3a、3b、3cのどちらを参照するかを切換えるための切換信号8aを出力する切換信号発生回路である。以下、切換信号発生回路8Cを説明する。
【0148】
本実施例ではパルス列7dとモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Cに入力される。切換信号8aは転流回路9に入力される。
図37に本実施例の切換信号発生回路8Cの構成図を示す。本実施例では切換信号発生回路8Cをモード切換カウンタ271で構成している。
【0149】
次に図38を用いて本実施例の切換信号発生回路8Cの動作を説明する。モード切換カウンタ271は、モータ回転信号5aがハイになると、パルス列7dのカウントを開始し、転流回路9は図27に示す関係に従ってカウンタ値7a、7b、7cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、モード切換カウンタ271がパルス列7dを所定回数X回カウントしたら、切換信号8aがロウからハイに変化し、転流回路9は図22に示すように位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0150】
また、転流回路9が位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力している時、定常回転検知回路265出力の再起動パルス265aが入力されるとモード切換カウンタ271はリセットされ、切換信号8aがハイからロウに変化する。これにより、転流回路9は図27に示す関係に従って、カウンタ値7a、7b、7cを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、モード切換カウンタ271は、再びパルス列7dのカウントを開始し、所定回数X回カウントしたら、切換信号8aがロウからハイに変化して、転流回路9は位置信号3a、3b、3cの組合せを用いて図22に示すように駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0151】
実施例12.
本実施例では、切り換えを時間と位置信号の検出の組み合せ、つまり両方の条件を満足した時に切り換わる方式とした。
図39に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の第12の実施例の全体構成図を示す。8Dはカウンタ値7a、7b、7cと位置信号3a、3b、3cのどちらを参照するかを切換えるための切換信号8aを出力する切換信号発生回路である。以下、切換信号発生回路8Dを説明する。
本実施例ではモータ回転信号5aと再起動パルス265aと位置信号3a、3b、3cが切換信号発生回路8Dに入力される。切換信号8aは転流回路9に入力される。
【0152】
図40に本実施例の切換信号発生回路8Dの構成図を示す。本実施例では切換信号発生回路8Dを位置信号組合せ判別回路272とタイマ270によって構成されている。タイマ270は実施例10の構成と同様である。位置信号組合せ判別回路272には、位置信号3a、3b、3cが入力され、位置信号3a、3b、3cが所定の組合せになった時、出力はハイになる構成である。本実施例では位置信号3a、3b、3cがハイ・ロウ・ロウの組合せになった時、ハイに変化する。位置信号組合せ判別回路272とタイマ270の出力はAND回路273に入力され、AND回路出力273aとモータ回転信号5aと再起動パルス265aはラッチ回路274に入力される。ラッチ回路274はモータ回転信号5aと再起動パルス265aによってクリアされ、入力信号が一旦ハイになると、クリアされるまで出力をハイに保持する回路である。
【0153】
次に図41を用いて本実施例の切換信号発生回路8Dの動作を説明する。モータ回転信号5aがハイになると、タイマ270がオンされ、転流回路9は図27に示す関係に従ってカウンタ値7a、7b、7cの組み合わせによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、所定時間t0 経過後、タイマ出力270aがハイに変化する。そして、タイマ出力270aがハイで、位置信号3a、3b、3cがハイ・ロウ・ロウの組合せになった時、AND回路出力273aがハイに変化する。モータ回転信号5aがハイに変化した後の最初のAND回路出力273aの立ち上がりエッジでラッチ回路274が動作し、切換信号8aがハイに保持される。これにより、転流回路9は図22に示すように位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0154】
また、転流回路9が位置信号3a、3b、3cの組み合わせによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力している時、再起動パルス265aが入力されると、タイマ270とラッチ回路274はリセットされて、切換信号8aがハイからロウに変化する。これにより、転流回路9はカウンタ値7a、7b、7cを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、上記に述べたように、所定時間t0 後、位置信号3a、3b、3cがハイ・ロウ・ロウの組合せになった時、切換信号8aがロウからハイに変化して、転流回路9は再び位置信号3a、3b、3cの組合せを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0155】
実施例13.
本実施例は、切り換えをカウンタが一定値になったことと、位置信号が正常検出されたことの両方が得られることで切り換わる方式である。
図42に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例13の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Eを説明する。
本実施例では位置信号3a、3b、3cとパルス列7dとモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Eに入力される。切換信号8aは転流回路9に入力される。
【0156】
図43に本実施例の切換信号発生回路8Eの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Eは、先の実施例で述べた位置信号組合せ判別回路272とモード切換カウンタ271によって構成されている。
次に図44を用いて本実施例の切換信号発生回路8Eの動作を説明する。モータ回転信号5aがハイになると、モード切換カウンタ271はパルス列7dのカウントを開始し、転流回路9は図27に示す関係に従ってカウンタ値7a、7b、7cの組み合わせによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。そして、所定回数X回カウントすると、モード切換カウンタ271の出力271aがハイになり、位置信号が所定のハイ・ロウ・ロウの組合せになり、AND回路273の出力273aがハイになる。モータ回転信号5aがハイに変化した後の最初のAND回路出力273aの立ち上がりエッジでラッチ回路274が動作し、切換信号8aがロウからハイに変化してハイで保持される。こうして、転流回路9は位置信号3a、3b、3cの組み合わせによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0157】
また、転流回路9が位置信号3a、3b、3cの組み合わせによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力している時、再起動パルス265aが入力されると、モード切換カウンタ271とラッチ回路274はリセットされ、切換信号8aがハイからロウに変化し、転流回路9はカウンタ値7a、7b、7cの組み合わせを用いて駆動信号を出力する。
モード切換カウンタ271がパルス列7dを所定回数X回カウントし、位置信号が所定のハイ・ロウ・ロウの組合せになった時、切換信号8aがロウからハイに変化し、再び、位置信号3a、3b、3cの組み合わせを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0158】
実施例14.
本実施例は、切り換えを設定時間経過後と駆動信号が正常であることを同時に満足することで切り換えるようにした。
図45に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例14の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Fを説明する。
本実施例では駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fとモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Fに入力される。
【0159】
図46に本実施例の切換信号発生回路8Fの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Fは、駆動信号組合せ判別回路275と先に述べたタイマ270によって構成されている。駆動信号組合せ判別回路275には駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fが入力される。駆動信号組合せ判別回路275は、駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fが所定の組合せになった時出力275aがハイになる構成である。本実施例では、駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fがロウ・ハイ・ハイ・ロウ・ハイ・ロウの組合せになった時出力275aがハイになる。駆動信号組合せ判別回路275とタイマ270の出力はAND回路273に入力され、また、AND回路出力273aとモータ回転信号5aと再起動パルス265aは、先の実施例で述べたラッチ回路274に入力される。
【0160】
図47は、本実施例の切換信号発生回路8Fの動作の説明図である。モータ回転信号5aがハイになると、タイマ270がオンされ、転流回路9はカウンタ値の組み合わせを用いて駆動信号を出力する。そして、所定時間t0 経過後、タイマ出力270aがハイに変化し、駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fがロウ・ハイ・ハイ・ロウ・ハイ・ロウの組合せになった時、AND回路273の出力273aがハイに変化する。以降、先の実施例で述べたと同様に変化していき、転流回路9は再び位置信号3a、3b、3cの組み合わせを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
また、再起動パルス265aが入力された場合の動作も図47に示すように、先の実施例で述べたと同様の動作をしていって、転流回路9はt0 後に再び位置信号3a、3b、3cの組み合わせを用いて駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0161】
実施例15.
本実施例では、切り換えをカウンタが一定値をカウント後、駆動信号が正常になったことの両方を満足する条件で行うようにした。
図48に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置実施例15の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Gを説明する。
本実施例では駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fとパルス列7dとモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Gに入力される。
【0162】
図49に本実施例の切換信号発生回路8Gの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Gは、駆動信号組合せ判別回路275とモード切換カウンタ271によって構成されている。
図50は、本実施例の切換信号発生回路8Gの動作を説明する図である。起動時、及び再起動時の動作は、今まで述べてきた実施例の動作説明と同様なので説明を省略する。
【0163】
実施例16.
本実施例では、切り換えを速度検出で行う例を説明する。
図51に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例16の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Hを説明する。
本実施例では回転子位置信号生成回路4内の波形整形回路3から出力される論理パルス201とモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Hに入力される。
【0164】
図52に本実施例の切換信号発生回路8Hの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Hは、速度信号生成回路277と、基準速度発生回路276と、比較回路278によって構成されている。論理パルス201とCLKは速度信号生成回路277に入力される。実施例1あるいは実施例7で記述したように、論理パルス201はある時間間隔で得られる信号であるので、論理パルス201からブラシレスモータの回転速度を検出することが可能である。
図53に速度信号277aの生成方法のタイミングチャートを示す。速度信号生成回路277は、モータ回転信号5aがハイの時、CLKのエッジのタイミングでカウントアップし、波形整形回路3から入力される論理パルスの立ち上がりエッジのタイミングでクリアされ、図中矢印の値が速度信号277aとして出力される。基準速度発生回路276は、起動モードから定常回転モードに切換える基準速度信号276aを出力する。比較回路278は論理パルスの立ち上がりエッジのタイミングにおいて、速度信号277aと基準速度信号276aを例えば電圧レベルやビット数などで比較して、速度信号277aが基準速度信号276aに達したら切換信号8aを出力する。
【0165】
次に図54を用いて本実施例の切換信号発生回路8Hの動作について説明する。起動時にモータ回転信号5aがハイになると、比較回路278で速度信号277aと基準速度信号276aの比較を開始する。そして、速度信号277aが基準速度信号276aに達したら、比較回路278出力の切換信号8aがハイに変化する。
また、再起動パルス265aが入力されると、比較回路278はリセットされ、切換信号8aがハイからロウに変化する。
そして、速度信号277aが基準速度信号276aに達したら、切換信号8aがロウから再びハイに変化する。
【0166】
実施例17.
本実施例は、切り換えを時間設定とカウンタ値と位置信号の正常検出の3つを同時に満足する条件で行うようにしたものである。
図55に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例17の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Iを説明する。
本実施例ではカウンタ値7a、7b、7cと位置信号3a、3b、3cとモータ回転信号5aと再起動パルス265aが切換信号発生回路8Iに入力される。
【0167】
図56に本実施例の切換信号発生回路8Iの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Iは、位置信号カウンタ値判別回路280とタイマ270によって構成されている。
図57は、本実施例の切換信号発生回路8Iの動作を説明する図である。本図に基づく動作は既に上記実施例で述べたと同様なので、説明を省略する。
【0168】
実施例18.
本実施例は、切り換えを速度検出と位置信号の正常検出の両方を満足することで行った例である。
図58に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例18の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Jを説明する。
【0169】
図59に本実施例の切換信号発生回路8Jの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Jは、基準速度発生回路276と速度信号生成回路277と、比較回路278と、位置信号組合せ判別回路272から構成されている。
次に図60は、本実施例の切換信号発生回路8Jの動作を説明する図である。本図に基づく動作は、既に上記実施例で述べたと同様なので、説明を省略する。
【0170】
実施例19.
本実施例は、切り換えを速度検出と駆動信号の正常検出の論理積で行った例である。
図61に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例19の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Kを説明する。
【0171】
図62に本実施例の切換信号発生回路8Kの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Kは、基準速度発生回路276と、速度信号生成回路277と、比較回路278と、駆動信号組合せ判別回路275から構成されている。
図63は、本実施例の切換信号発生回路8Kの動作を説明する図である。本図に基づく動作は、既に述べた上記実施例と同様なので、説明を省略する。
【0172】
実施例20.
本実施例は、切り換えを速度検出と位置信号正常検出とカウンタ値の3つの論理積で行う例である。
図64に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例20の全体構成図を示す。以下、本実施例の切換信号発生回路8Lを説明する。
【0173】
図65に本実施例の切換信号発生回路8Lの構成図を示す。本実施例の切換信号発生回路8Lは、基準速度発生回路276と、速度信号生成回路277と、比較回路278と、位置信号カウンタ値判別回路280から構成されている。
図66は、本実施例の切換信号発生回路8Lの動作を説明する図である。本図に基づく動作は、既に述べた上記実施例と同様なので、説明を省略する。
【0174】
実施例21.
本実施例は、再起動時の定常回転検知回路として、独立に設けることをやめ、再起動時にはパルス発生回路等からの擬似パルスで強制起動モードにする例を説明する。
図67に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例21の全体構成図を示す。
本実施例では、位置信号3a、3b、3cとカウンタ値7a、7b、7cとパルス発生回路6出力の疑似パルス6aが転流回路9に入力される。転流回路9は、本疑似パルス6aによってリセットされ、起動モードに移行するよう構成されている。
【0175】
以上のような構成において、定常回転中、何らかの負荷により回転子が停止すると、パルス発生回路6から疑似パルス6aが出力され、擬似パルス6aのは、転流回路9に入力される。転流回路9では、本疑似パルス6aによってリセットされ、起動モードに移行する。従って、定常回転するまで、カウンタ値7a、7b、7cの組合せによって駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する。
【0176】
実施例22.
本実施例は、巻線電圧検出とは別の独立の1つの位置検出素子を用い、この信号と巻線電圧による位置検出とを組合せることで、確実に正しい方向の駆動信号を得るようにした。
図68に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の実施例22の全体構成図を示す。300は回転子の位置を検出し、パルス化された位置信号300aを出力する位置検出器、301は入力信号の立ち上がりエッジから出力を保持するホールド回路である。
図68において、位置信号300aはホールド回路301に入力される。本実施例では、位置信号300aは、図69に示すように位置信号3bと電気角π/6ずれている。また、ブラシレスモータの各通電安定点は図中破線の位置にあり、位置信号300aの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの位置と一致している。
【0177】
図68中のホールド回路301は、モータ回転信号5aがハイになった直後の位置信号300aの値をモータ回転信号5aがロウになるまで保持する。例えば、モータ回転信号5aがハイになった直後の位置信号300aがハイの場合は、モータ回転信号5aがロウになるまで、ホールド回路出力301aはハイに保持される。ホールド回路301の出力301aは転流回路9と図71に記載のカウンタ回路7内のパルス選択回路256に入力される。
転流回路9は、ホールド回路出力値301aとカウンタ値7a、7b、7cを参照して駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する構成になっている。図70に本実施例におけるホールド回路出力301aとカウンタ値7a、7b、7cと駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fの論理関係例を示す。
【0178】
図71に本実施例におけるカウンタ回路7の構成を示す。立ち上がりエッジ検出回路250、252、254、立ち下がりエッジ検出回路251、253、255及び6進カウンタ257は上記実施例と同様である。
パルス選択回路256には位置信号3a、3b、3cの立ち上がりエッジパルス250a、252a、254aと立ち下がりエッジパルス251a、253a、255aと疑似パルス6aとホールド回路出力301aが入力される。パルス選択回路256は、現在のカウンタ値7a、7b、7cとホールド回路出力301aを参照して、正転時に次に検出されるべき理論的な位置信号のエッジパルスもしくは疑似パルス6aを出力する構成である。本実施例におけるカウンタ値7a、7b、7cとホールド回路出力301aと正転時に次に検出されるべき理論的なエッジパルス250a、252a、254a、251a、253a、255aの関係例を図72に示す。図72より、例えば、カウンタ値7a、7b、7cがロウ・ロウ・ロウでホールド回路出力301aがハイの時は、エッジパルス253aもしくは疑似パルス6aを出力し、他の例えばエッジパルス250aが入力されても出力しない。
【0179】
次に本実施例におけるブラシレスモータの動作について説明する。まず、モータ回転信号5aがハイになった直後、ホールド回路出力301aがハイの場合について図73を用いて説明する。ホールド回路出力301aがハイなので、図70より転流回路9は駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをハイ・ロウ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイに設定する。そして、ブラシレスモータの回転子が正転し、順次通電を切換えて起動する。
【0180】
また、モータ回転信号5aがハイになった直後、ホールド回路出力301aがロウの場合について図74を用いて説明する。ホールド回路出力301aがロウなので、図70より転流回路9は駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイ・ロウに設定する。そして、ブラシレスモータの回転子が正転し、順次通電を切換えて起動する。
【0181】
実施例23.
本実施例は、起動時または再起動時の駆動を更に確実にした例である。
図75に本発明による3相ブラシレスモータの駆動装置の第23の実施例の全体構成図を示す。302は入力信号の立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路である。
【0182】
転流回路9は、モータ回転信号5aがハイになった直後の通電をホールド回路出力301aに基づいて行なう。ホールド回路出力301aがハイの時はV−W相を、ロウの時はW−V相を通電する。そして、第一回目の転流はエッジ検出回路302の出力パルス302aとホールド回路出力301aに基づいて転流を行なう。ホールド回路出力301aがハイの時はU−W相を、ロウの時はW−U相を通電する。そして、それ以降の転流は位置信号3a、3b、3cを参照して駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fを出力する構成になっている。位置信号3a、3b、3cと駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fの論理関係例は図22と同様である。
【0183】
次に本実施例におけるブラシレスモータの動作について説明する。まず、モータ回転信号5aがハイになった直後、ホールド回路出力301aがハイの場合について図76を用いて説明する。ホールド回路出力301aがハイなので、V−W相を通電するように図21から駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをハイ・ロウ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイに設定する。そして、回転子が正転し、エッジ検出回路302の出力パルス302aが検出されたときに第一回目の転流を行なう。ホールド回路出力301aがハイであるから、U−W相を通電するように図21から駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをロウ・ハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイに設定する。そして、それ以降の転流は位置信号3a、3b、3cを参照して順次通電を切換えて回転子は正転する。
【0184】
また、モータ回転信号5aがハイになった直後、ホールド回路出力301aがロウの場合について図77を用いて説明する。ホールド回路出力301aがロウなので、W−V相を通電するように図21から駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをハイ・ハイ・ロウ・ロウ・ハイ・ロウに設定する。そして、回転子が正転し、エッジ検出回路302の出力パルス302aが検出されたときに第一回目の転流を行なう。ホールド回路出力301aがロウであるから、W−U相を通電するように図21から駆動信号9a、9b、9c、9d、9e、9fをハイ・ハイ・ロウ・ハイ・ロウ・ロウに設定する。そして、それ以降の転流は位置信号3a、3b、3cを参照して順次通電を切換えて回転子は正転する。
【0185】
尚、本明細書においては、請求項1〜19について別々の実施例を示したが、これらを組み合わせて構成しても十分な効果が得られることは明白である。
【0186】
実施例24.
図78は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。
図78において、図1と同一の構成部材については、同一番号で示した。
図78において、406は起動回路であり、409は、実測した速度信号3dの周期をカウンタで計測し、指令値と計測値の差である周期誤差を速度誤差信号409aとして出力する速度誤差検出回路である。410は、速度誤差信号409aが0になるような電流指令値410aを電流供給回路411に出力する速度誤差補償フィルタである。電流供給回路411は、図1に示した抵抗10、ブリッジ回路11、バッファアンプ212、抵抗213、駆動トランジスタ214から構成されており、駆動信号9a〜9fに基づいて電機子巻線12、13、14に所定の駆動電流を供給する。
【0187】
本発明での重要な手段である回転子位置信号検出回路4を構成している端子電位補正回路1、比較回路2、波形整形回路3の構成および動作については、既に実施例1で述べられている。
図79は、定常回転状態における端子電位補正回路1の各部の信号波形を示した図である。
この端子電位補正回路1の具体的動作も実施例1で述べており、式(1)〜(3)を用いて補正動作を説明している。
【0188】
通電状態から無通電状態に切り換わる時に発生するスパイク状の電圧変動は、回転子位置の誤検出や騒音の原因となるので、波形整形回路3が必要となる。この例は、実施例7で図17に示している。
図80に波形整形回路3の他の構成例を示す。
図において、180はラッチ回路、181〜186はDフリップフロップ、187〜189はEOR回路、190はOR回路である。また、421はマスク信号発生回路、422はタイマである。図81は、定常回転状態における端子電位波形および波形整形回路の各部の信号波形を示したものであり、図82は図81の時刻T0〜T1の間を拡大した図である。
【0189】
本実施例の波形整形回路の具体的動作を上記各図を用いて説明する。
波形整形回路への入力信号は、比較回路2から出力される論理信号2a、2b、2cである。論理信号2a、2b、2cは補正された端子電位同士を比較して得られるものであるので、図81に示すようにチャタリングを生じている。
論理信号2a、2b、2cは、まず、ラッチ回路180に入力される。ラッチ回路180は、イネーブル端子180aの状態に応じてラッチ動作を行う回路である。初期状態において、マスク信号発生回路421から出力されるマスク信号421aはハイ・レベルであり、論理信号2a、2b、2cはそのまま各々Dフリップフロップ181、183、185に入力される。Dフリップフロップ181〜186とEOR回路187〜189は両エッジ微分回路を構成しており、論理信号2a、2b、2cの立ち上がり及び立ち下がりエッジのタイミングでEOR回路187〜189は微分パルス198、199、200を出力する。
【0190】
時刻T2において、補正された端子電位1aと1cの電位レベルが一致し2aの極性が変化すると、両エッジ微分回路でエッジが検出され、微分パルス198bが発生される。EOR回路187〜189の出力信号はOR回路190で合成されて論理パルス信号3dになり、マスク信号発生回路421およびタイマ422に入力される。マスク信号発生回路421は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジをトリガにして、マスク信号421aをロウ・レベルにする。タイマ422は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジで初期化され、タイマ値422aは0となる。その後、タイマ422は、入力されるクロックに同期してカウントアップ動作を行う。イネーブル端子180aがロウ・レベルとなったので、ラッチ回路180は論理信号2a、2b、2cをラッチする。その後、マスク信号発生回路421はタイマ422のタイマ値422aを監視し、タイマ値422aが所定の値になったらマスク信号421aをハイ・レベルにする。ラッチ回路180はイネーブル端子180aがハイ・レベルとなったので、ラッチを解除する。
【0191】
Dフリップフロップ182、184、186の出力信号は波形整形された回転子位置信号3a、3b、3cとなり、次段の転流回路9に入力され、転流動作が行われる。転流動作が行われると、駆動トランジスタがスイッチングするのでU相端子電位波形にスパイク状の電圧変動が発生し、その結果、所望でない位置においてスパイク状のノイズ2dが2bに発生する。しかし、スパイク状ノイズ2dが発生した時点においては、ラッチ回路へのデータ入力はマスク信号発生回路421から出力されるマスク信号421aによりディセーブルされている。したがって、スパイク状ノイズ2dはラッチ回路180でマスクされ、波形整形された回転子位置信号3a、3b、3cにはスパイク状ノイズは発生しない。このようにして、安定な回転子位置信号3a、3b、3cが得られ、この回転子位置信号に基づいて電機子巻線が印加駆動され回転子が回転する。
【0192】
尚、本実施例では、3相ブラシレスモータに適用した例について記述したが、3相に限らず複数相のブラシレスモータ全般に適用可能であることは明白である。
【0193】
実施例25.
本実施例では、実施例1で述べたマスク信号421aがロウ・レベルを維持している時間T3を、モータに対する指令回転数が変わった場合に、指令回転数に比例して変化させるような構成にした。
本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成は、実施例24と同様である。但し、以下に述べるようにタイマへの指令回転数(CLK)を変化させる構成とした。
【0194】
本実施例のマスク信号発生回路421およびタイマ422の動作を図83、図84、図85を参照して説明する。実施例24で説明したように、論理信号2a、2b、2cの立ち上がりエッジあるいは立ち下がりエッジが検出され論理パルス信号3dが発生すると、マスク信号発生回路421は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジをトリガにして、マスク信号421aをロウ・レベルにする。タイマ422は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジで初期化され、タイマ値422aは0となる。その後、タイマ422は入力されるクロックの立ち上がりエッジに同期してカウント・アップ動作を行う。その後、マスク信号発生回路421はタイマ422のタイマ値422aを監視し、タイマ値422aがN(図83ではN=10に設定)になったらマスク信号421aをハイ・レベルにする。クロックの周期をT4とすると、マスク信号421aはT4×10の間ロウ・レベルを維持する。
【0195】
次に、図83の状態から、指令回転数が2倍になった場合について説明する。図84に示すようにCLK(ブラシレスモータ用駆動回路の外部から入力される)の周期をT4/2に設定する。これにより、マスク信号421aがロウ・レベルを維持している時間はT4×5となる。あるいは、図85に示すように、タイマに入力するクロックの周期はT4のままで、Nの値を5に変更する。これにより、マスク信号421aがロウ・レベルを維持している時間は、クロック周期を変えた場合と同様にT4×5となる。このようにして、マスク信号がロウ・レベルを維持している時間を、指令回転数に基づいて変化させる。
【0196】
実施例26.
本実施例では、スタート時に負荷に影響されず、短時間で起動し、さらに、動作中に何らかの原因で回転異常となって再起動が必要な場合でも、短時間で安定に再起動するブラシレスモータ用駆動回路の構成と動作について説明する。本趣旨は実施例8でも説明したが、本実施例では起動または再起動時の動作を主として説明する。
本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成は、図78と同様である。ここでは、本発明を実現する上で重要な手段となる起動回路の構成と動作について、以下に説明する。本実施例での新規構成要素は、擬似パルス発生回路431と再起動パルス発生回路432である。その他の構成要素は、実施例8の図23等に示されたものと同等である。
【0197】
図78に記載のモータ回転信号5aは、ブラシレスモータ用駆動回路の外部から入力される信号で、イネーブルの時は回転を、ディセーブルの時は停止を表す。本実施例では、イネーブルをハイ・レベル、ディセーブルをロウ・レベルとする。
【0198】
図86に起動回路406の具体的な一構成例を示す。回転子位置信号3a、3b、3cは、各々、立ち上がりエッジ検出回路250、252、254と立ち下がりエッジ検出回路251、253、255と定常回転検知回路265に入力され、立ち上がりエッジ検出回路250、252、254と立ち下がりエッジ検出回路251、253、255がそれぞれ立ち上がり、立ち下がりエッジパルス250a〜255aを出力する。これら検出されたエッジパルスは、パルス選択回路256に入力され、パルス選択回路256から出力される選択パルス256aは、擬似パルス発生回路431に入力される。
擬似パルス発生回路431から出力されるパルス列431aは6進カウンタ257に入力される。6進カウンタ257の入力されたパルス数と出力値の論理関係例は、図24に示すものと同様である。図中、入力パルス数が6以上の場合、カウンタ値7a、7b、7cは、再びロウ・ロウ・ロウからカウントする。6進カウンタ257から出力されるカウンタ値は、パルス選択回路256と定常回転検知回路265と図78に示した転流回路9に入力される。定常回転検知回路265から出力される回転異常信号265bは、再起動パルス発生回路432に入力される。また、再起動パルス発生回路にはモータ回転信号5aが入力される。再起動パルス発生回路432から出力される再起動パルス7eは、図78に示した転流回路9に入力される。
【0199】
パルス選択回路256は、図7の論理で回転子が正転している場合に、入力されたエッジパルス250a〜255aをそのままパルス列として出力する。即ち、入力されたエッジパルスの種類とカウンタ値7a、7b、7cの関係が図25の関係を満たす時は入力されたエッジパルスをそのまま出力し、それ以外の時は入力されたエッジパルスをマスクする。したがって、逆転時にはカウンタ値7a、7b、7cとエッジパルスの関係が正転時とは異なるので、入力されたエッジパルスはマスクされる。
擬似パルス発生回路431は、所定時間内にパルス選択回路256から選択パルス列256aが順次入力された場合にはパルス列をそのまま出力し、パルス列が所定時間入力されない場合に擬似パルスを発生する回路である。図87に擬似パルス発生回路431の具体的な一構成例を、図88に擬似パルス発生回路431の動作を示すタイミングチャートの一例を示す。
【0200】
図87において、433はカウンタ、434はゲート回路、435は立ち上がりエッジ検出回路、436はディレイ回路、437はOR回路である。カウンタ433は、パルス列431aで初期化され、入力クロックに同期してカウントアップする。ゲート回路434は、カウンタ値433aをデコードし、デコードした値が設定値より小さい場合にロウ・レベルの信号を、設定値より大きい場合にハイ・レベルの信号を出力する。したがって、パルス選択回路256から選択パルス256aが所定時間入力されないと、ゲート回路の出力信号434aがハイ・レベルとなり、立ち上がりエッジ検出回路435で立ち上がりエッジが検出され、検出されたエッジパルスがディレイ回路436で遅延され、それが図88の擬似パルス436bとして出力される。
【0201】
定常回転検知回路265は、実施例9で説明した回転子が正常に正転しているかを監視する回路である。
再起動パルス発生回路432は、起動後あるいは再起動後所定時間経過するまでは回転異常信号256bをマスクし、所定時間経過後は回転異常信号の立ち上がりエッジを検出し、それを再起動パルスとして出力する回路である。
図89に再起動パルス発生回路432の一構成例を示す。
図において、440、444は立ち上がりエッジ検出回路、441、446はOR回路、442はカウンタ、443はゲート回路、445はAND回路である。カウンタ442は、モータ回転信号5aの立ち上がりエッジ、あるいは再起動パルス7eで初期化され、OR回路446の出力に同期してカウントアップする。ゲート回路443は、カウンタ値442aをデコードし、デコードした値が設定値より小さい場合にロウ・レベルの信号を設定値より大きい場合にハイ・レベルの信号を出力する。したがって、起動後あるいは再起動後所定時間経過するまでは回転異常信号265bはマスクされ、所定時間経過後は、回転異常信号の立ち上がりエッジが再起動パルスとして出力される。
【0202】
本実施例におけるブラシレスモータの起動動作について説明する。以下、ロウ・レベルをL、ハイ・レベルをHと記述することがある。モータ回転信号5aがハイ・レベルになった直後は、カウンタ値7a、7b、7cはLLLになるので、図27より駆動信号9bがLに、9fがHになり、図7よりV−W相が通電される。この時、ブラシレスモータの回転子が正転して回転子位置信号が変化する場合、逆転して回転子位置信号が変化する場合、もしくは通電安定点に停止して位置信号が変化しない場合がある。
【0203】
まず、回転子が正転した場合について説明する。この場合、実施例8の図28に示す各部信号波形例となる。実施例8の対応部分で説明のとおり、エッジパルス253aが検出されるか、あるいは、擬似パルス発生回路で擬似パルス436bが発生した時のみ、6進カウンタ257はカウントする。回転子が正転方向に回転すると、電機子巻線に発生する逆起電圧により端子電位U、V、Wが変化し、回転子位置信号3a、3b、3cはHLLになり、図中(A)のようにエッジパルス253aが検出される。したがって、6進カウンタ257はカウントアップし、カウンタ値7a、7b、7cはHLLになり、転流回路9は図7、図27よりU−W相を通電するように駆動信号9a〜9fをLHHLLHに設定する。そして、擬似パルス発生回路431は、その出力431aとして図28の7dに示す波形を出し続け、その後は定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せに従って図27に示す関係で順次通電相を切換えてブラシレスモータを起動する。
【0204】
次に、回転子が逆転した場合について説明する。この場合も実施例8の図29に示す各部信号波形例となる。実施例8で説明の通り、回転子が逆転すると回転子位置信号3aが変化して、図中(B)に示すエッジパルス251aが検出される。しかし、カウンタ値の関係からパルス選択回路256でマスクされる。そして、擬似パルス発生回路431内のゲート回路434で設定される所定時間t1以内にエッジパルス253aが検出できないと、図中(C)に示すように擬似パルス発生回路431から擬似パルス6aの相当の431aが出力される。6進カウンタ257はこの擬似パルス431aによってカウントアップし、カウンタ値7a、7b、7cがHLLと変化する。そして、転流回路9はカウンタ値7a、7b、7cに応じて、U−W相を通電するように駆動信号9a〜9fをLHHLLHに設定する。これによって、回転子は正転し、その後は正転時と同様に定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せに従って図27に示す関係で順次通電相を切換えてブラシレスモータを起動する。
【0205】
次に、回転子が動かず回転子位置信号が変化しない場合について説明する。逆転する場合と同様に、所定時間t1以内にエッジパルス253aを検出できないため、擬似パルス発生回路431から擬似パルス(6a相当)が出力される。そして、逆転時と同様に6進カウンタ257はその擬似パルスをカウントし、転流回路は通電相をU−W相に切換え、その後定常回転するまでカウンタ値7a、7b、7cの組合せに従って図27に示す関係で順次通電相を切換えてブラシレスモータを起動する。
【0206】
このような構成において、定常回転中、何らかの負荷により回転子が停止した時の例を図90を用いて説明する。図90において(D)以降で回転子が停止したとする。この場合、パルス431cを検出してから擬似パルス発生回路431内のゲート回路434で設定された時間t1経過後、擬似パルス436bが擬似パルス発生回路431内のディレイ回路436で出力される。そして、擬似パルス436bは擬似パルス発生回路431から出力されるパルス列431aのパルスとして出力され、カウンタ値7a、7b、7cはLHLからLLHに変化する。定常回転中は前述したように回転子位置信号3a、3b、3cの組合せによって駆動信号9a〜9fを出力しているので、カウンタ値7a、7b、7cが変化しても通電相は切り換えされない。したがって、カウンタ値7a、7b、7cと回転子位置信号3a、3b、3cの関係が図31の関係を満たさなくなり、定常回転検知回路265から回転異常信号265bがハイ・レベルになる。
【0207】
この時、起動および再起動後所定時間経過していれば、回転異常信号の立ち上がりエッジが再起動パルス発生回路432で検出され、再起動パルス7eとして出力される。再起動パルスは転流回路9に入力され、転流回路は起動モードに移行する。
起動モード時の転流回路は、カウンタ値7a、7b、7cの組合せに応じて駆動信号9a〜9fを出力する構成なので、図7、図27より駆動信号9a〜9fはHHLLHLになりW−V相が通電される。W−V相が通電されることにより回転子が正転し、回転子位置信号3a、3b、3cがLLHに変化すると、カウンタ値7a、7b、7cと回転子位置信号3a、3b、3cの関係は図31の関係を満たすので、回転異常信号265bはロウ・レベルとなる。その後は、図28、図29で説明したように、定常回転するまで、カウンタ値7a、7b、7cの組合せに従って図27に示す関係で順次通電相を切換えてブラシレスモータを起動する。
【0208】
実施例27.
本実施例では、起動モードから定常回転モードに切り換える切り換え手段を設けたブラシレスモータ用駆動回路の構成と動作について説明する。
図91に切り換え手段を設けた起動回路406Bの具体的な一構成例を示す。立ち上がりエッジ検出回路、立ち下がりエッジ検出回路、パルス選択回路、擬似パルス発生回路、6進カウンタ、定常回転検知回路、再起動パルス発生回路は、実施例26と同一の回路である。新規な構成要素である450は、転流回路9で駆動信号9a〜9fを出力する際に、カウンタ値7a、7b、7cと回転子位置信号3a、3b、3cのどちらを参照するかを切り換えるための切り換え信号450aを出力する切り換え信号発生回路である。
尚、本実施例の転流回路9は、切り換え信号450aがロウ・レベルの場合にカウンタ値7a、7b、7cを参照し、切り換え信号450aがハイ・レベルの場合に回転子位置信号3a、3b、3cを参照する。以下、切り換え信号発生回路450を説明する。
【0209】
本実施例において、モータ回転信号5aと再起動パルス432aが切り換え信号発生回路450に入力される。切り換え信号450aは、転流回路9に入力される。
図92に切り換え信号発生回路450の具体的な一構成例を示す。
図において、451は立ち上がりエッジ検出回路、452、455はOR回路、453はカウンタ、454はゲート回路である。
図93は切り換え信号発生回路450の動作を示す各部信号波形例である。カウンタ453は、モータ回転信号5aの立ち上がりエッジ、あるいは再起動パルス432aで初期化され、OR回路455の出力455aに同期してカウントアップする。ゲート回路454は、カウンタ値453aをデコードし、デコードした値が設定値より小さい場合にロウ・レベルの信号を出力し、設定値より大きい場合にハイ・レベルの信号を出力する。したがって、切り換え信号450aは起動後あるいは再起動後所定時間経過するまではロウ・レベル、それ以降はハイ・レベルとなる。切り換え信号450aは転流回路9に入力され、転流回路9は切り換え信号450aに従って参照する手段を切り換える。
【0210】
実施例28.
本実施例では、従来の速度誤差補償フィルタに比べ、低域利得特性が改善された速度誤差補償フィルタを有するブラシレスモータ用駆動回路の構成について説明する。本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成は、図1または図78と同様であるので、説明は省略する。本発明を実現する上で重要な手段となる速度誤差補償フィルタの構成について、以下に説明する。
【0211】
図94は、アナログ・フィルタで速度誤差補償フィルタを構成した場合の伝達ブロック図である。
図において、460は比例・積分(PI)フィルタ、461は1次遅れフィルタ、462はゲイン要素または係数倍器、463は加算器、464は1次遅れフィルタである。
速度誤差補償フィルタの入力端子Xには、速度誤差検出回路409から出力される速度誤差信号409aが入力される。出力端子Yから出力されるフィルタ出力は、電機子巻線への電流指令値410aとして電流供給回路411に与えられる。従来技術で示した図123のフィルタ構成と異なる点は、入力である速度誤差信号409aを、新たな1次遅れフィルタ461を経由してPIフィルタ460の出力に加算するように構成した点である。この時、速度誤差補償フィルタの伝達関数GC (s)は式(6)の様になる。
【0212】
図95は、KP =1、TI =1/(2π×10)、Kw =1、TA =1/(2π×5)、TL =1/(2π×60)とした時の、速度誤差補償フィルタのオープンループ特性のシミュレーション結果である。また、従来のフィルタ構成で、KP =1、TI =1/(2π×10)、TL =1/(2π×60)とした時のシミュレーション結果を図95中に破線で示す。本発明で提案したフィルタ構成により、低域の利得特性が改善されている。
【0213】
図94には、アナログ・フィルタで構成した場合の例を示したが、ディジタル・フィルタで構成することも、勿論、可能である。
図96は、ディジタル・フィルタで速度誤差補償フィルタを構成した場合の伝達ブロック図である。
図において、470〜472は信号を1サンプリング時間遅延する遅延要素、473〜479はゲイン要素、480〜483は加算器である。遅延要素471、ゲイン要素476、477、加算器481、482でPIフィルタ484を構成し、遅延要素470、ゲイン要素473〜475、加算器480で1次遅れフィルタ485を構成し、遅延要素472、ゲイン要素478、479、加算器483で1次遅れフィルタ486を構成している。この時、速度誤差補償フィルタの伝達関数GC (z)は式(7)の様になる。
【0214】
実施例29.
本実施例では、従来の速度誤差補償フィルタに比べ、低域利得特性が改善された速度誤差補償フィルタの別の実施例について説明する。
【0215】
図97は、アナログ・フィルタで速度誤差補償フィルタを構成した場合の伝達ブロック図である。
図において、実施例28と同一な部材は同一番号で示した。従来技術で示した速度誤差補償フィルタ構成と異なる点は、速度誤差信号409aを入力とする新たな1次遅れフィルタ461の出力を、PIフィルタと一次遅れフィルタの直列回路出力に、加算するように構成した点である。この時、速度誤差補償フィルタの伝達関数GC (s)は式(8)の様になる。
【0216】
図98は、KP =1、TI =1/(2π×10)、Kw =1、TA =1/(2π×5)、TL =1/(2π×60)とした時の、速度誤差補償フィルタのオープンループ特性のシミュレーション結果である。また、従来のフィルタ構成で、KP =1、TI =1/(2π×10)、TL =1/(2π×60)とした時のシミュレーション結果を図98中に破線で示す。本発明で提案したフィルタ構成により、低域の利得特性が改善されている。
【0217】
図97には、アナログ・フィルタで構成した場合の例を示したが、ディジタル・フィルタで構成することも、勿論、可能である。
図99は、ディジタル・フィルタで速度誤差補償フィルタを構成した場合の伝達ブロック図である。
図99において、実施例28と同一な部材は同一番号で示した。487、488は加算器である。この時、速度誤差補償フィルタの伝達関数GC (z)は式(9)の様になる。
【0218】
実施例30.
本実施例では、指令回転数が変わった場合に、速度誤差検出回路の目標回転速度と、速度誤差補償フィルタのゲイン要素の利得を切り換えるように構成されたブラシレスモータ用駆動回路について説明する。
図100は、本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例30の全体構成を示すブロック図である。
図100において、図78と同一の構成部材については同一番号で示した。490は、モード切り換え信号490aが入力される入力端子である。モード切り換え信号490aは、ブラシレスモータ用駆動回路の外部から入力される信号で、モータの回転数を切り換えるための2値化信号である。
【0219】
先の実施例で説明した波形整形回路3において、OR回路から出力される論理パルス信号3dは、定常回転時において一定時間間隔で得られる信号である。したがって、この論理パルス信号3dを回転速度を制御するための速度信号として用いることが可能である。
図101に速度誤差検出回路409の具体的な一構成例を示す。
図において、491、492は初期値レジスタ、493はセレクタ、494はカウンタである。初期値レジスタ491、492は、目標回転速度が格納されているレジスタであり、本実施例では、2種類の指令回転数に対応するために2つの初期値レジスタを有している。セレクタ493は、モード切り換え信号490aの論理レベルに応じて、2種類の初期値レジスタ491、492を切り換える。カウンタ494は、論理パルス信号3dの立ち上がりエッジのタイミングでセレクタ493で選択された初期値をロードし、クロックをカウントアップする。
【0220】
例えば、定常回転時において論理パルス信号3dの周期が1(msec)および0.5(msec)となる2種類の指令回転数(各々指令回転数A、指令回転数Bと記述する)に対応する場合について説明する。
クロックの周波数は1(MHz)とし、モード切り換え信号490aがハイ・レベルの場合に指令回転数Aに、モード切り換え信号490aがロウ・レベルの場合に指令回転数Bに対応させる。初期値レジスタ491には−1000を、初期値レジスタ492には−500を設定する。このような構成において、モード切り換え信号490aがハイ・レベルの場合、セレクタ493は初期値レジスタ491を選択し、カウンタ494は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジのタイミングで初期値−1000をロードする。その後、カウンタ494はクロックをカウントアップし、論理パルス信号3dの周期が1(msec)より短い場合に負値を、論理パルス信号3dの周期が1(msec)より長い場合に正値を速度誤差信号409aとして出力する。
一方、モード切り換え信号490aがロウ・レベルの場合には、セレクタ493は初期値レジスタ492を選択し、カウンタ494は論理パルス信号3dの立ち上がりエッジのタイミングで初期値−500をロードする。その後、カウンタ494はクロックに同期してカウントアップし、論理パルス信号3dの周期が0.5(msec)より短い場合に負値を、論理パルス信号3dの周期が0.5(msec)より長い場合に正値を速度誤差信号409aとして出力する。
【0221】
実施例31.
上記実施例では、指令回転数を変える場合の速度誤差検出回路409の動作について説明してきた。しかし、目標回転速度を切り換えて対応したため、指令回転数の違いにより検出感度が変わってしまうという問題点がある。本実施例では、この問題に対処するために、速度誤差補償フィルタのゲイン要素も切り換えるように構成する。
【0222】
図102に速度誤差補償フィルタのゲイン要素を切り換える場合のPIフィルタ484Aのブロック図を示す。
図102において、実施例28で示した図96と同一な構成要素は同一番号で示した。495、496は別な指令回転数に対応するために、新たに設けたゲイン要素である。497、498はセレクタであり、セレクタ497、498は、モード切り換え信号490aの論理レベルに応じて、各々、ゲイン要素476、495およびゲイン要素477、496のどちらの出力を用いるかを選択する。同様に、一次遅れフィルタ485、486のゲイン要素もモード切り換え信号490aで切り換えるように構成する。
勿論、利得を切り換える他の一般的な方法を用いてもよい。
【0223】
尚、本実施例では、指令回転数を1ビットの2値化信号で切り換える例について記述したが、さらに複数の指令回転数に対応する場合にはNビットの2値化信号で切り換えるように構成することも可能である。
【0224】
実施例32.
本実施例では、本発明のブラシレスモータ用駆動回路における、通電相を切り換えるタイミングと、電機子巻線に供給する電流量を増減するタイミングの関係について説明する。
本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成は図78と同様である。
図103は、本発明のブラシレスモータ用駆動回路の定常回転時の動作を示すタイミングチャートである。図103を参照しながら説明する。
図において、3a、3b、3cは回転子位置信号、9a〜9fは駆動信号、3dは速度を表す論理パルス信号、409aは速度誤差信号、410aは電流指令値である。
定常回転時において、駆動信号9a〜9fは回転子位置信号3a、3b、3cに基づいて生成される。したがって、定常回転時において、通電相の切り換えは図に示すタイミングで行われる。
【0225】
論理パルス信号3dは、回転子位置信号3a、3b、3cの両エッジ微分パルスである。速度誤差検出回路409は、速度信号3dの周期を計測し、目標値と計測値との差である周期誤差を速度誤差信号409aとして図103に示すタイミングで出力する。速度誤差信号409aは、速度誤差補償フィルタ410に入力される。速度誤差補償フィルタ410は、速度誤差信号409aが0になるようにフィルタ演算する。
フィルタ演算には、所定の演算時間を要するため、電流指令値410aは、速度誤差信号409aが変化してから演算時間分だけ経過してから変化する。電流供給回路411は、電流指令値410aに基づいて電機子巻線に供給する電流量を調節する。
【0226】
以上、説明したように、本発明のブラシレスモータ用駆動回路では、通電相の切り換えタイミングと電機子巻線電流を増減するタイミングが同期してしており、電機子巻線電流の増減は転流後演算時間分だけ経過してから行われる。
【0227】
実施例33.
本実施例では、起動および再起動の期間、電機子巻線に最大電流を供給するように構成されたブラシレスモータ用駆動回路について説明する。
図104は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。即ち、本構成は、実施例27で説明した切り換え信号450aが速度誤差補償フィルタ410に入力された構成となっている。
【0228】
図105に速度誤差補償フィルタの一構成例を示す。
図において、600はマイクロコントローラ、601はD/A変換器、602はマイクロコントローラ600内のレジスタ0〜レジスタNで構成されるレジスタ群である。
マイクロコントローラ600は、速度誤差検出回路409から出力される速度誤差信号409aを入力し、例えば実施例28、実施例29で示したようなフィルタ演算を行い、その演算結果をレジスタNに格納する。さらに、マイクロコントローラ600は、レジスタNに格納されている値を所定のタイミングでD/A変換器601に出力する。レジスタNに格納されていたディジタル値はD/A変換器601でアナログ値に変換され、電流指令値410aとして電流供給回路411に入力される。
【0229】
起動モードと定常回転モードを切り換える切り換え信号450aは、マイクロコントローラ600に入力される。切り換え信号450aは、実施例27で説明したように、起動後あるいは再起動後所定時間経過するまではロウ・レベル、それ以降はハイ・レベルとなる信号であった。マイクロコントローラ600は、切り換え信号450aがロウ・レベルになるとレジスタNを初期化し、レジスタNの値を最大値に設定する。したがって、切り換え信号450aがロウ・レベルの間、電流指令値410aは最大設定値に設定され、起動および再起動の期間、電機子巻線には最大電流が供給される。
尚、本明細においては、請求項1〜28について別々の実施例を示したが、これらを組み合わせて構成しても十分な効果が得られることは明白である。
【0230】
実施例34.
図106は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。図106において、図78と同一の構成部材は同一番号で示した。実施例27で説明した転流回路9は、起動モード時はカウンタ値7a、7b、7cを参照し、定常回転モード時は回転子位置信号3a、3b、3cを参照して駆動信号9a〜9fを出力するように構成されていた。本実施例の転流回路610は、起動モード時および定常回転モード時共に、カウンタ値7a、7b、7cを参照して駆動信号9a〜9fを出力する。カウンタ値7a、7b、7cと駆動信号9a〜9fの論理関係は図27と同様である。
【0231】
また、本実施例では、パルス選択回路の別な構成例について説明する。図107にパルス選択回路256と別な構成を有するパルス選択回路609の具体的な一構成例を示す。図において611〜613は反転回路、614〜625は3入力AND回路、626は6入力OR回路である。
【0232】
実施例8、26で示したパルス選択回路256と本実施例で示すパルス選択回路609の動作を比較する。図108は、モータが定速逆回転した時の、回転子位置信号3a、3b、3c、立ち上がり・立ち下がりエッジパルス250a〜255a、カウンタ値7a、7b、7c、パルス選択回路256の出力信号256a、擬似パルス発生回路431の出力信号431aのタイミングチャートを示したものである。
一方、図109は、モータが定速逆回転した時の、回転子位置信号3a、3b、3c、立ち上がり・立ち下がりエッジパルス250a〜255a、カウンタ値7a、7b、7c、パルス選択回路609の出力信号609a、擬似パルス発生回路431の出力信号431aのタイミングチャートを示したものである。
【0233】
実施例8、26で示したパルス選択回路256は、入力されたエッジパルス250a〜255aの種類とカウンタ値7a、7b、7cの関係が図25の関係を満たすときは入力されたエッジパルスをそのまま出力し、それ以外の時は入力されたエッジパルスをマスクする回路であった。以下、図108、109を参照しながら説明する。カウンタ値の初期値をLLLと仮定する。図108、図109中(E)、(F)、(G)においてエッジパルス255a、252a、251aが順次検出される。カウンタ値がLLLであるので、パルス選択回路256は253a以外のエッジパルスをマスクする。したがって、図中(E)、(F)、(G)で検出されたエッジパルス255a、252a、251aはマスクされる。
【0234】
同様に、パルス選択回路609でもこれらのエッジパルスはマスクされる。擬似パルス発生回路431内で設定される所定時間t1が経過しても擬似パルス発生回路431への入力がないので、擬似パルス発生回路431は図中(H)において擬似パルスを発生する。この擬似パルスにより6進カウンタ257はカウントアップし、カウンタ値はHLLとなる。そして、図中(I)においてエッジパルス254aが検出される。カウンタ値はHLLであるので、図中(I)で検出されたエッジパルス254aはパルス選択回路256でマスクされずそのまま出力される。このように、パルス選択回路256は逆回転時のエッジパルス250a〜255aを完全にマスクすることができなかった。
一方、パルス選択回路609では、(I)において回転子位置信号3aがLであるので、図中(I)で検出されたエッジパルス254aはマスクされる。このように、本実施例のパルス選択回路609は、カウンタ値と入力されたエッジパルスの種類の組み合わせに加え、更に、回転子位置信号3a、3b、3cの論理を組み合わせてエッジパルスを選択するように構成されているので、図109に示すように、逆回転時のエッジパルス250a〜255aを完全にマスクすることができる。
【0235】
実施例35.
次に、回転子駆動信号を台形波にして騒音を減らす例を説明する。
図110は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。図において、図106と同一の構成部材については同一番号で示した。新規な要素として、630は台形波状の駆動信号を合成するために必要な複数の論理信号630a〜630gを出力する論理回路、631は論理回路からの出力信号630gに基づいてコンデンサに充放電を行う充放電回路、632は充放電回路の出力信号631aと論理回路の出力信号630a〜630fから台形波状の駆動信号632a〜632fを合成する台形波合成回路である。
上記論理回路630、充放電回路631、台形波合成回路632を含んで台形駆動信号生成回路633が構成されている。
【0236】
図111に論理回路630の具体的な一構成例を示す。図において、635〜643はAND回路、644は3入力OR回路である。論理回路630の出力信号630a〜630gの動作波形は、図113の様になる。
図112に充放電回路631の具体的な一構成例を示す。図において、645、646は定電流源、647はコンデンサである。SW1は論理回路630の出力信号630gがハイ・レベルの時にオンし、ロウ・レベルの時にオフする。
充放電回路631の動作について説明する。論理回路の出力信号630gがロウ・レベルの時、SW1がオフし、コンデンサ647は定電流I3で充電される。一方、論理回路630の出力信号630gがハイ・レベルの時、SW1がオンし、コンデンサ647は定電流I3で放電される。充放電回路631の出力信号631aは図113に示したような台形波状の信号となる。
【0237】
充放電回路631の出力信号631a、論理回路630の出力信号630a〜630fは台形波合成回路632に入力される。
台形波合成回路632の具体的な一構成例を図114に示す。図において、648〜651は反転アンプ回路、652〜657はNAND回路である。充放電回路631の出力信号631aと論理回路630の出力信号630a〜630fの動作電圧範囲は同じであるとし、Vrefは動作電圧範囲の中心電位であるとする。反転アンプ回路648の反転入力端子には充放電回路631の出力信号631aが、非反転入力端子には基準電位Vrefが入力され、Vrefを基準に631aを反転した台形波を得ている。同様に、反転アンプ回路649、650、651では、Vrefを基準に各々630a、630c、630eを反転した信号を得ている。
【0238】
以下、台形波合成回路632の具体的動作について、図を参照しながら説明する。ここでは、台形駆動信号632aを合成する部分に着目して説明する。
SW2、SW3、SW4は各々630d、630f、652aがハイ・レベルの時にオンし、ロウ・レベルの時にオフする。652aはNAND回路652の出力信号である。図113に示した期間Taでは、630dはハイ・レベル、630fはロウ・レベル、652aはロウ・レベルであるので、SW2のみがオンし、台形駆動信号632aは充放電回路631の出力信号631aとなる。期間Tbでは、630dはロウ・レベル、630fはロウ・レベル、652aはハイ・レベルであるので、SW4のみがオンし、台形駆動信号632aはVrefを基準に630eを反転した信号になる。期間Tcでは、630dはロウ・レベル、630fはハイ・レベル、652aはロウ・レベルであるので、SW3のみがオンし、台形駆動信号632aはVrefを基準に631aを反転した台形波になる。期間Tdでは、630dはロウ・レベル、630fはロウ・レベル、652aはハイ・レベルであるので、SW4のみがオンし、台形駆動信号632aはVrefを基準に630eを反転した台形波になる。
以上のようにして、台形駆動信号632aが合成される。台形駆動信号632b〜632fも同様の手順で合成される。このようにして、台形駆動信号生成回路633は、駆動信号9a〜9fの立ち上がり・立ち下がりエッジ時点から立ち上がり傾斜部分および立ち下がり傾斜部分が始まる台形駆動信号632a〜632fを生成する。
【0239】
実施例36.
本実施例では、外部から入力される指令回転数に対応して台形駆動信号632a〜632fの傾斜時間を変化させるように構成したブラシレスモータ用駆動回路について説明する。
図115は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。図において、図110と同一の構成部材については同一番号で示した。図115において、660はモード切り換え信号660aが入力される端子、661は充放電回路631と別な構成を有する充放電回路である。モード切り換え信号660aは、ブラシレスモータ駆動回路の外部から入力される信号で、指令回転数に対応して極性が変化する2値化信号である。
【0240】
図116に充放電回路661の具体的な一構成例を示す。図において、662は反転回路、663、664は定電流源である。SW5、SW7はモード切り換え信号660aがハイ・レベルの時にオンし、ロウ・レベルの時にオフする。SW6、SW8はモード切り換え信号660aがロウ・レベルの時にオンし、ハイ・レベルの時にオフする。
【0241】
モード切り換え信号660aがハイ・レベルの場合の充放電回路661の動作について説明する。
論理回路の出力信号630gがロウ・レベルの時、SW1がオフし、コンデンサ647は定電流I3で充電される。一方、論理回路630の出力信号630gがハイ・レベルの時、SW1がオンし、コンデンサ647は定電流I3で放電される。論理回路630の出力信号630gと充放電回路661の出力信号661aの関係は図117で632aがHで示したようになる。
【0242】
モード切り換え信号660aがロウ・レベルの場合には、論理回路の出力信号630gがロウ・レベルの時にコンデンサ647は定電流I4で充電され、論理回路630の出力信号630gがハイ・レベルの時、コンデンサ647は定電流I4で放電される。
【0243】
I4=0.5×I3となるように設定すると、充放電回路661の出力信号661aは図117で632aがLで示すようになり、台形波の傾斜時間は、倍になる。充放電回路661の出力信号661aは台形波合成回路632に入力され、実施例35で説明した手順で台形駆動信号632a〜632fが生成される。
このように、指令回転数に対応してモード切り換え信号660aを切り換えるようにすれば、外部から入力される指令回転数に対応して台形駆動信号632a〜632fの傾斜時間を変化させることが可能である。
【0244】
実施例37.
台形駆動信号生成回路633で生成される台形駆動信号632a〜632fの立ち上がり傾斜部分および立ち下がり傾斜部分は、駆動信号9a〜9fの立ち上がり・立ち下がりエッジ時点から始まる。したがって、駆動電流の切り換わり点が理想的な転流タイミングから遅れることになりトルク発生効率が低下する。本実施例では、各相端子電位または各相間電圧差から検出する回転子位置信号の位相を台形駆動信号の傾斜時間に対応して進み位相になるように構成したブラシレスモータ用駆動回路の構成と動作について説明する。
【0245】
図118は、本実施例のブラシレスモータ用駆動回路の全体構成を示すブロック図である。図において、図110と同一の構成部材については同一番号で示した。図118において、新規な要素として670は比較回路2と別な構成を有する比較回路である。
また、図119に比較回路670の具体的な一構成例を示す。図において、671〜685は抵抗、686〜688は差動増幅回路である。
【0246】
以下、比較回路670の具体的な動作について説明する。
一例として、抵抗671〜685が図119に示す値に設定されている場合について考える。この時、差動増幅回路686の出力信号686aは1a+1b−2×1cに、差動増幅回路687の出力信号687aは1b+1c−2×1aに、差動増幅回路688の出力信号688aは1c+1a−2×1bになる。
今、1a、1b、1cが式(10)に示すような2π/3ずつ位相がずれた3相信号であったとすると、差動増幅回路686、687、688の出力信号686a、687a、688aは式(11)、(12)、(13)のようになる。差動増幅回路686、687、688の出力信号686a、687a、688aは各々コンパレータ85、86、87でVrefと比較され、論理信号670a、670b、670cが得られる。
【0247】
ここで、比較回路2の具体的な動作について再度説明する。
抵抗70〜81が全て10KΩに設定されている場合について考える。この時、差動増幅回路82の出力信号は1a−1c、差動増幅回路83の出力信号は1b−1a、差動増幅回路84の出力信号は1c−1bであり、各々式(14)、(15)、(16)のようになる。差動増幅回路82、83、84の出力信号を82a、83a、84aとする。差動増幅回路82、83、84の出力信号82a、83a、84aは各々コンパレータ85、86、87でVrefと比較され、論理信号2a、2b、2cが得られる。
【0248】
差動増幅回路686、687、688の出力信号686a、687a、688aは、差動増幅回路82、83、84の出力信号82a、83a、84aに対してπ/6位相が進んでいる。したがって、比較回路670では、比較回路2から出力される論理信号2a、2b、2cよりπ/6位相が進んだ論理信号670a、670b、670cを得ることができる。
本実施例では、抵抗671〜685の値を図119に示した値に設定して説明したが、抵抗671〜685を変化させれば別な位相進み量に設定することも可能である。このようにして回転子位置信号の位相を進め、駆動電流の切り換わり点が理想的な転流タイミングに一致するようにする。
尚、本実施例では充放電回路631を用いた構成例を示したが、充放電回路661を用いて構成することも勿論可能である。
【0249】
【発明の効果】
本発明は上記で説明のように構成されているので、以下に記載のような効果がる。
【0250】
中性点を用いず、また電機子巻線電流で決まる補正値を実駆動期間だけ補正して位置信号を得るようにしたので、引き出し線が少なくて、位相遅れのない正しい駆動タイミングを定められる効果がある。
【0251】
中性点を用いず、また電機子巻線電流で決まる補正値を実駆動期間だけ補正して各相間電圧差から位置信号を得るようにしたので、引き出し線が少なくて、位相遅れのない正しい駆動タイミングを定められる効果がある。
【0252】
更に、位置信号から速度相当信号を得るようにしたので、上記に加えて簡単な装置で速度制御ができる効果がある。
【0253】
更に、実駆動期間を駆動信号が駆動状態にある期間としたので、位相遅れの補正がより正しくできる効果がある。
【0254】
更に、各相間電圧差の補正の実駆動期間を駆動信号が駆動状態にある期間としたので、位相遅れの補正がより正しくできる効果がある。
【0255】
更に、補正電圧を電機子巻線に流れる電流の検出用抵抗からとったので、位相遅れの補正がより正しくできる効果がある。
【0256】
更に、補正電圧を電機子巻線に流れる電流の検出用抵抗からとったので、各相間電圧差の位相遅れの補正がより正しくできる効果がある。
【0257】
更に、位置信号をラッチして新しい位置信号としたので、更に検出信号にノイズがあっても正しい位置信号を検出できる効果がある。
【0258】
位置信号の立ち上がり・立ち下がりのエッジ信号を選択し、またカウントして組み合わせて駆動信号とし、更に無入力時には強制カウントするようにしたので、安定起動ができる効果がある。
【0259】
位置信号の立ち上がり・立ち下がりのエッジ信号を選択し、またカウントして組み合わせて駆動信号とし、無入力時には強制カウントするようにし、更に回転異常時には再起動するようにしたので、回転中の異常時にも再起動ができる効果がある。
【0260】
起動・再起動時と、定常時との切り換えを所定の時間で切り換えるようにしたので、確実に定常運転に移れる効果がある。
【0261】
起動・再起動時と、定常時との切り換えをカウンタのカウンタ値で切り換えるようにしたので、確実に定常運転に移れる効果がある。
【0262】
起動・再起動時と、定常時との切り換えを回転子がある速度になったことで切り換えるようにしたので、確実に定常運転に移れる効果がある。
【0263】
起動・再起動時と、定常時との切り換えを検出位置信号が所定の組み合わせになったことで切り換えるようにしたので、確実に定常運転に移れる効果がある。
【0264】
起動・再起動時と、定常時との切り換えを電機子巻線への駆動信号が所定の組み合わせになったことで切り換えるようにしたので、確実に定常運転に移れる効果がある。
【0265】
起動・再起動時と、定常時との切り換えを、所定の時間、カウントアップ値、所定速度への到達、検出位置信号か電機子巻線への駆動信号が所定の組み合わせになったことの複数の条件成立で切り換えるようにしたので、更に確実に定常運転に移れる効果がある。
【0266】
カウンタへの位置信号をモニタして、無入力時には強制カウントするようにし、回転異常時には再起動するようにしたので、回転中の異常時にも再起動ができる効果がある。
【0267】
ある電気角で設定された別の位置検出器による位置信号で起動・再起動時の駆動信号としたので、起動時にも確実に正しい起動が得られる効果がある。
【0268】
ある電気角で設定された別の位置検出器による位置信号で起動・再起動時の駆動信号としたので、起動時にも確実に正しい起動が得られる効果がある。
【0269】
端子電位を比較して得られる論理信号を微分しラッチし、所定時間後にラッチを解くようにしたので、検出信号にノイズがあっても正しい回転子位置信号が得られる効果がある。
【0270】
また、タイマ時間長を可変にしたので、適切な時間を過渡時間として、ノイズをマスクして安定な転流制御ができる効果がある。
【0271】
起動時、再起動時または回転異常時には、モータを正転させる強制通電相に所定時間だけ切り換えるようにしたので、負荷の条件に影響されず、短時間で確実に起動できる効果がある。
【0272】
起動モードから定常回転モードへの切り換えをタイマで設定して行っているので、確実に定常回転モードに移行できる効果がある。
【0273】
PIフィルタと1次遅れフィルタを並列接続したものに、更に、1次遅れフィルタを直列接続した速度誤差補償フィルタ構成としたので、良好な低域外乱圧縮特性が得られるという効果がある。
【0274】
PIフィルタに1次遅れフィルタを直列接続したものと、1次遅れフィルタとを並列接続した速度誤差補償フィルタ構成としたので、良好な低域外乱圧縮特性が得られるという効果あある。
【0275】
モータへの指令回転数に応じて速度誤差検出器の目標値または速度誤差補償フィルタの利得を切り換えるようにしたので、速度誤差検出器に入力する基準クロックの周期を変化させなくてもよいという効果がある。
【0276】
電機子巻線に供給する電流量の増減を、通電相を切り換えた後、所定時間以内に行うように順序づけて構成されているので、電流値をフィードバックして端子電位を補正する処理を容易に行える効果がある。
【0277】
起動および再起動の期間、電機子巻線に最大電流を供給するように構成されているので、短時間で確実に起動できる効果がある。
【0278】
回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジ内の必要信号を選択し、この必要信号をカウントしたカウンタ値で電機子巻線を駆動するようにしたので、短時間で確実に起動でき、また確実に定常運転に移行できる効果がある。
【0279】
台形波状の駆動信号で電機子巻線を印加駆動するようにしたので、転流時の騒音を減少することができる効果がある。
【0280】
台形波状の駆動信号の勾配を外部からの制御信号で変化するようにしたので、モータの回転数が変化しても確実に転流時の騒音を減少することができる効果がある。
【0281】
台形波状の駆動信号の略勾配中心が最適な転流タイミングに一致するように、回転子位置信号の位相を進めるようにしたので、トルク発生効率を下げることなく騒音を減少することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例1の全体構成を示すブロック図である。
【図2】 端子電位補正回路の具体的な構成例を示す図である。
【図3】 実施例1の比較回路の具体的な構成例を示す図である。
【図4】 実施例1、2の動作を説明するための信号波形図である。
【図5】 実施例1、2の動作を説明するための信号波形図である。
【図6】 補正切り換え信号生成回路の構成図と端子電位回路の信号波形図である。
【図7】 通電相と駆動信号の関係を表す図である。
【図8】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例2の全体構成を示すブロック図である。
【図9】 端子間電圧補正回路の具体的な構成例を示す図である。
【図10】 端子間電圧補正回路の動作を説明するためのテーブル図である。
【図11】 実施例2の比較回路の具体的な構成例を示す図である。
【図12】 端子間電圧補正回路の動作を説明するためのテーブル図である。
【図13】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例3の全体構成を示すブロック図である。
【図14】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例4の全体構成を示すブロック図である。
【図15】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例5の全体構成を示すブロック図である。
【図16】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例6の全体構成を示すブロック図である。
【図17】 波形整形回路の具体的な構成例を示す図である。
【図18】 波形整形回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図19】 波形整形回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図20】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例8の全体構成を示すブロック図である。
【図21】 実施例8の駆動信号と通電相の関係を示すテーブル図である。
【図22】 実施例8の駆動信号と回転子位置信号の関係を示すテーブル図である。
【図23】 実施例8のカウンタ回路の具体的な構成例を示す図である。
【図24】 実施例8のカウンタ回路の動作を説明するためのテーブル図である。
【図25】 実施例8のカウンタ回路の動作を説明するためのテーブル図である。
【図26】 実施例8のパルス発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図27】 実施例8の駆動信号とカウンタ回路の出力値の関係を示すテーブル図である。
【図28】 実施例8の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図29】 実施例8の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図30】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例9の全体構成を示すブロック図である。
【図31】 回転子位置信号とカウンタ値の関係を示すテーブル図である。
【図32】 実施例9の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図33】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例10の全体構成を示すブロック図である。
【図34】 実施例10の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図35】 実施例10の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図36】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例11の全体構成を示すブロック図である。
【図37】 実施例11の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図38】 実施例11の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図39】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例12の全体構成を示すブロック図である。
【図40】 実施例12の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図41】 実施例12の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図42】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例13の全体構成を示すブロック図である。
【図43】 実施例13の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図44】 実施例13の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図45】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例14の全体構成を示すブロック図である。
【図46】 実施例14の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図47】 実施例14の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図48】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例15の全体構成を示すブロック図である。
【図49】 実施例15の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図50】 実施例15の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図51】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例16の全体構成を示すブロック図である。
【図52】 実施例16の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図53】 速度信号生成回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図54】 実施例16の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図55】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例17の全体構成を示すブロック図である。
【図56】 実施例17の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図57】 実施例17の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図58】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例18の全体構成を示すブロック図である。
【図59】 実施例18の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図60】 実施例18の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図61】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例19の全体構成を示すブロック図である。
【図62】 実施例19の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図63】 実施例19の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図64】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例20の全体構成を示すブロック図である。
【図65】 実施例20の切換信号発生回路の具体的な構成例を示す図である。
【図66】 実施例20の切換信号発生回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図67】 実施例21の全体構成を示すブロック図である。
【図68】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例22の全体構成を示すブロック図である。
【図69】 実施例22の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図70】 実施例22の動作を説明するテーブル図である。
【図71】 実施例22のカウンタ回路の具体的な構成例を示す図である。
【図72】 実施例22の動作を説明するテーブル図である。
【図73】 実施例22の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図74】 実施例22の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図75】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例23の全体構成を示すブロック図である。
【図76】 実施例23の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図77】 実施例23の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図78】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施例24の全体構成を示すブロック図である。
【図79】 本発明のブラシレスモータ駆動装置の定常回転状態における端子電位補正回路の各部の信号波形を示した図である。
【図80】 図78の波形整形回路の構成例を示す図である。
【図81】 定常回転における端子電位波形と波形整形回路の各部波形を示す図である。
【図82】 図80の波形整形回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図83】 実施例25のマスク信号発生回路とタイマの動作を説明するための信号波形図である。
【図84】 実施例25のマスク信号発生回路とタイマの動作を説明するための信号波形図である。
【図85】 実施例25のマスク信号発生回路とタイマの動作を説明するための信号波形図である。
【図86】 実施例26の起動回路の構成を示す図である。
【図87】 実施例26の擬似パルス発生回路の構成を示す図である。
【図88】 実施例26の擬似パルス発生回路の動作を説明する信号波形図である。
【図89】 実施例26の再起動パルス発生回路の一構成例を示す図である。
【図90】 実施例26の動作を説明するための信号波形図である。
【図91】 実施例27の起動回路の構成を示す図である。
【図92】 実施例27の切り換え信号発生回路の構成を示す図である。
【図93】 切り換え信号発生回路の動作を示す信号波形図である。
【図94】 実施例28の速度誤差補償フィルタのブロック図である。
【図95】 実施例28の速度誤差補償フィルタの周波数特性を示す図である。
【図96】 実施例28のディジタル方式の速度誤差補償フィルタのブロック図である。
【図97】 実施例29の速度誤差補償フィルタのブロック図である。
【図98】 実施例29の速度誤差補償フィルタの周波数特性を示す図である。
【図99】 実施例29のディジタル方式の速度誤差補償フィルタのブロック図である。
【図100】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例30の全体構成を示すブロック図である。
【図101】 実施例30の速度誤差検出回路の構成を示す図である。
【図102】 実施例31のPIフィルタのブロック図である。
【図103】 実施例32のブラシレスモータ用駆動回路の動作を説明するための信号波形図である。
【図104】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例33の全体構成を示すブロック図である。
【図105】 実施例33の速度誤差補償フィルタの構成を示す図である。
【図106】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例34の全体構成を示すブロック図である。
【図107】 実施例34のパルス選択回路の構成を示す図である。
【図108】 実施例34の駆動回路の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図109】 実施例34の駆動回路の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図110】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例35の全体構成を示すブロック図である。
【図111】 台形駆動信号生成回路中の論理回路の構成を示す図である。
【図112】 実施例35の充放電回路の構成を示す図である。
【図113】 実施例35の駆動回路の動作を説明するタイミングチャート図である。
【図114】 台形駆動信号生成回路中の台形波合成回路の構成を示す図である。
【図115】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例36の全体構成を示すブロック図である。
【図116】 実施例36の充放電回路の構成を示す図である。
【図117】 実施例36の駆動回路の動作を説明する信号波形図である。
【図118】 本発明のブラシレスモータ用駆動回路の実施例37の全体構成を示すブロック図である。
【図119】 実施例37の比較回路の構成を示す図である。
【図120】 従来のブラシレスモータ用駆動装置の全体構成を示すブロック図である。
【図121】 従来のブラシレスモータ用駆動装置の他の全体構成と動作タイミングを示す図である。
【図122】 従来のブラシレスモータ用駆動回路の速度制御系の構成を示すブロック図である。
【図123】 従来のブラシレスモータ用駆動回路の速度誤差補償フィルタのブロック図である。
【符号の説明】
1 端子電位補正回路、2 比較回路、3 波形整形回路、4 回転子位置信号生成回路、5 端子、6 パルス発生回路、7 カウンタ回路、8,8C,8D,8E,8F,8G,8H,8I,8J,8K,8L 切換信号発生回路、9転流回路、10 抵抗、11 ブリッジ回路、12,13,14 電機子巻線、16 補正切換信号生成回路、20〜34 npnトランジスタ、35 pnpトランジスタ、36〜56 抵抗、57〜60 定電流源、61〜67 端子、70〜81 抵抗、82〜84 差動増幅器、85〜87 コンパレータ、100 端子間電圧補正回路、101 比較回路、102 回転子位置信号生成回路、110〜127 npnトランジスタ、128 pnpトランジスタ、129〜155 抵抗、156〜162 定電流源、163〜169 端子、170〜172 コンパレータ、180 ラッチ回路、181〜186 Dフリップフロップ、187〜189 EOR回路、190 OR回路、191 単安定マルチバイブレータ、210 転流制御回路、211 電流制御回路、212 バッファ増幅器、213 抵抗、214 トランジスタ、250,252,254 立ち上がりエッジ検出回路、251,253,255 立ち下がりエッジ検出回路、256 パルス選択回路、257 6進カウンタ、260 リトリガラブル・ワンショット、261 立ち上がりエッジ検出回路、265 定常回転検知回路、270 タイマ、271 モード切換カウンタ、272 位置信号組み合わせ判別回路、273 AND回路、274 ラッチ回路、275 駆動信号組み合わせ判別回路、276 基準速度発生回路、277 速度信号生成回路、278 比較回路、280 位置信号カウンタ値判別回路、300 位置検出器、301 ホールド回路、302 エッジ検出回路、406,406B 起動回路、409 速度誤差検出回路、410 速度誤差補償フィルタ、411 電流供給回路、421 マスク信号発生回路、422 タイマ、431 擬似パルス発生回路、432 再起動パルス発生回路、433 カウンタ、434 ゲート回路、435 立ち上がりエッジ検出回路、436 ディレイ回路、437 OR回路、440 立ち上がりエッジ検出回路、441 OR回路、442 カウンタ、443 ゲート回路、444 立ち上がりエッジ検出回路、445 AND回路、446 OR回路、450 切り換え信号発生回路、451 立ち上がりエッジ検出回路、452 OR回路、453 カウンタ、454 ゲート回路、455 OR回路、460 PIフィルタ、461 1次遅れフィルタ、462 ゲイン要素、463 加算器、464 1次遅れフィルタ、470,471,472 遅延要素、473,474,475,476,477,478,479 ゲイン要素、481,482,483 加算器、484 PIフィルタ、485,486 1次遅れフィルタ、487,488 加算器、490 端子、491,492 初期値レジスタ、493 セレクタ、494 カウンタ、495,496 ゲイン要素、497,498 セレクタ、600 マイクロコントローラ、601 D/A変換器、602 レジスタ群、609 パルス選択回路、610 転流回路、611〜613 反転回路、614〜625 3入力AND回路、626 6入力OR回路、630 論理回路、631 充放電回路、632 台形波合成回路、633 台形駆動信号生成回路、635〜643 AND回路、644 3入力OR回路、645、646 定電電源、647 コンデンサ、648〜651反転アンプ回路、652〜657 NAND回路、660 端子、661 充放電回路、662 反転回路、663、664 定電流源、670比較回路、671〜685 抵抗、686〜688 差動増幅回路。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a drive circuit for a brushless motor.
[0002]
[Prior art]
The rotational drive control of the brushless motor can be roughly divided into two control functions. One is commutation control for controlling the timing of applying current to the armature windings of each phase, and the other is speed control for keeping the rotation speed constant. The commutation control requires a rotor position signal indicating the relative position of the armature winding and the rotor, while the speed control requires a speed signal indicating the rotation speed of the rotor.
[0003]
A rotor position detecting element such as a hall element is used for commutation switching control of a typical typical brushless motor. However, the rotor position detection element is not cheap and requires more wiring, so that there is a disadvantage that it is complicated and increases the cost.
In addition, by attaching the rotor position detection element, the reduction in size and thickness of the motor is limited. Further, since the output of the rotor position detecting element varies depending on the temperature and humidity, there is a problem in terms of reliability.
[0004]
In order to eliminate this drawback, several brushless motor drive systems have been proposed in which the rotor position is detected from a back electromotive voltage signal induced in the armature winding. A typical driving method for detecting a position from a back electromotive voltage signal is described in Japanese Patent Publication No. 58-25038. For this, both the one that performs position detection by comparing the magnitudes of the terminal potentials and the one that performs position detection by comparing the neutral point potential of the armature winding and the magnitudes of the terminal potentials are disclosed. Yes.
[0005]
Of these, FIG. 120 shows the overall configuration of a method for detecting the position by comparing the neutral point potential with the terminal potential. 120,
Furthermore, as a method for correcting the phase delay that occurs during the comparison of the terminal potentials, Japanese Patent Laid-Open No. 51-100200 discloses a method for correcting the resistance drop of the armature winding with a voltage dividing resistor, assuming a constant value. ing.
[0006]
By the way, in the drive method in which the rotor position is detected using the back electromotive voltage induced in the armature winding, the rotation speed of the rotor reaches a predetermined value or more and a predetermined back electromotive force is applied to the terminal of the armature winding. If no voltage is generated, the position of the rotor cannot be detected. For this reason, since the rotor position cannot be obtained at the time of startup, a means for forcibly applying a rotating magnetic field from the outside is required. However, when a rotating magnetic field is forcibly applied from the outside, the relative position of the rotor and the armature winding does not always stop at a position where it can rotate in the forward rotation direction. There is a problem that torque may work in the rotation direction and normal startup cannot be performed.
[0007]
In order to solve this problem, improvement proposals have been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-173385 and 2-237490. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-173385 includes means for energizing a specific phase of an armature winding for a predetermined time at start-up and means for forcibly applying a rotating magnetic field to the armature winding from the outside. An activation method is disclosed in which the rotor is started to rotate after the child is fixed in place. The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-173385 will be described with reference to FIG. 121A, a
Further, a
[0008]
With this configuration, when the power switch 511 is turned on, one of the
[0009]
A drive signal output from the rotating magnetic
In this way, when the motor is started and a predetermined time elapses, the
[0010]
Next, JP-A-2-237490 will be described. The brushless motor is provided with a magnetoelectric conversion element for detecting the rotational position of the rotor. Then, based on the rotational position detected by the magnetoelectric conversion element at the time of startup, a predetermined energization switching pattern corresponding to the rotor stop position is selected from among a plurality of energization patterns set in advance for activation. The drive current to the stator armature winding is switched by the energization switching pattern thus generated to generate a rotating magnetic field and start the rotor. When the induced voltage generated in the stator armature winding reaches a value necessary to detect the rotational position of the rotor, the rotational position of the rotor is detected from the induced voltage, and the armature winding is detected by this detection output. The drive current to the line is switched to generate a rotating magnetic field to rotate the rotor.
[0011]
On the other hand, in speed control of a brushless motor, conventionally, a method of maintaining a constant rotation speed by controlling the amount of current flowing through the armature winding is generally used. FIG. 122 shows a block diagram of a speed control system of a conventional brushless motor drive circuit. 122,
[0012]
Also, in the conventional brushless motor drive circuit, the reference to be input to the speed error detector when the command rotational speed to the motor changes by utilizing the fact that the cycle of the speed signal is counted by the reference clock. The rotation speed was switched by changing the clock frequency in proportion to the command rotation speed.
[0013]
In addition, as a method for detecting a speed signal for controlling the rotational speed of the brushless motor, a method commonly referred to as an FG method using a dedicated frequency generator for speed detection, or a method induced by an armature winding. There is a method of detecting the speed by utilizing the fact that the amplitude of the back electromotive voltage signal is proportional to the rotation speed.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional driving method that detects the position by comparing the magnitudes of the terminal potentials, one of the two terminal potentials to be compared is the energized phase and the other is the non-energized phase. When it rises, the effect of the resistance drop in the armature winding of the energized phase becomes large, and a phase delay occurs in the rotor position signal.
Due to this phase delay, the commutation timing is delayed, the generated torque is reduced, and the rotational speed is reduced. When the rotational speed is reduced, a vicious cycle occurs in which the energization current increases to increase the rotational speed and the effect of resistance drop increases. In the worst case, there is a problem that torque that surpasses the load cannot be generated and the vehicle stops.
[0015]
On the other hand, the conventional drive method that detects the position by comparing the neutral point potential with the terminal potential solves the problem of phase lag in the position detection signal, but the neutral point is detected from the inside of the brushless motor. There is a problem that the lead processing becomes complicated because it needs to be pulled out.
[0016]
In addition, the rotor position signal obtained by comparing the neutral point potential with the terminal potential is out of phase by 30 degrees in electrical angle with respect to the actually required rotor position signal, so phase correction must be performed. I must. Normally, an integration filter is often used for phase correction. However, when the motor is operated at a variable speed, the constant of the integration filter must be changed. Furthermore, if the constant is fixed, the commutation operation becomes unstable in a transient state.
[0017]
Furthermore, in both the above drive systems, there is a problem that the rotor position signal becomes inaccurate due to the influence of spike-like noise generated in the terminal potential waveform as the drive transistor is switched.
[0018]
In addition, the method of detecting the speed with a dedicated frequency generator requires a frequency generator with high machining accuracy, and further uses a dedicated detector, which is disadvantageous in terms of space efficiency and cost. .
[0019]
In the method of detecting the speed based on the amplitude of the counter electromotive voltage, the voltage generated by the drive current flowing through the armature winding is superimposed on the counter electromotive voltage, so that only the amplitude of the counter electromotive voltage signal can be detected. There is a problem that it is difficult and the amplitude fluctuates due to changes in the surrounding environment.
[0020]
Further, the conventional brushless motor activation method is configured as described above, and there is a problem that it takes a long time to activate since it has to wait for a predetermined time in a predetermined phase after the activation switch is turned on.
[0021]
Further, since the motor is started in an open loop at the time of starting, there is a problem that it is impossible to detect whether or not the motor is actually started until the motor is normally rotated by a drive signal from the induced voltage detection circuit.
[0022]
Moreover, when starting fails, it is necessary to start again, and there is a problem that it takes more time to start.
[0023]
Also, since the conventional speed error compensation filter of the brushless motor drive circuit is configured as described above, the disturbance cannot be sufficiently compressed when the disturbance in the low frequency range is large, resulting in rotational accuracy. There was a problem that it was not possible to satisfy the specifications.
[0024]
Further, the conventional brushless motor drive circuit needs to have a function of changing the frequency of the reference clock input to the speed error detector in proportion to the command rotational speed when the command rotational speed to the motor changes. There was a problem.
[0025]
In addition, the conventional brushless motor drive circuit is not configured to synchronize the timing of commutation and the timing of increasing or decreasing the armature winding current, so that the resistance value of the armature winding and the winding are energized. This is not suitable for performing processing such as adding / subtracting the correction value determined by the current value to the winding potential to the actual driving period.
[0026]
In addition, the conventional brushless motor drive circuit switches the drive transistor using a rectangular wave drive signal, which causes a problem that noise is generated during commutation.
[0027]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The rotor position signal has no phase lag even when loaded, and can be driven stably regardless of the transient state, and the brush processing is not complicated. The object is to obtain a motor drive circuit.
[0028]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit that can accurately detect a rotor position signal even if spike voltage fluctuations occur in the terminal potential waveform due to switching of the drive transistor.
[0029]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit capable of obtaining a speed signal without providing a dedicated speed detector.
[0030]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive system that can be reliably started in the shortest time without being affected by load conditions.
[0031]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit that sufficiently compresses the disturbance and provides high-precision rotation even when the low-frequency disturbance is large.
[0032]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit capable of stably changing the rotational speed of the motor by switching the target rotational speed of the speed error detector and the gain element of the speed error compensation filter. And
[0033]
It is another object of the present invention to obtain a brushless motor drive circuit configured such that the commutation timing and the armature winding current increase / decrease timing are synchronized.
[0034]
Another object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit that generates less noise during commutation.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
A drive circuit for a brushless motor according to the present invention includes:The rotor is driven by a plurality of windings of star-connected armatures,
A drive voltage for driving the rotor is applied between the plurality of windings, a winding in a phase to which current is sent by the driving voltage is used as a sending-side energization winding, and a winding in a phase into which current flows is used. As the inflow side energization winding, the winding of the phase where the drive voltage is not applied as the non-energization winding,
The correction value determined by the resistance of the armature winding and the winding current isThe actual driving period is subtracted from the detection terminal potential of the sending side energization winding, and the correction value is added to the detection terminal potential of the inflow side energization winding.Each phase terminal potential correction means;
Comparing means for comparing the magnitudes of the respective phase terminal potentials after the respective phase terminal potential corrections are provided, and the application driving of the armature windings of each phase is performed by the rotor position signal detected by the comparing means.
[0036]
Another brushless motor drive circuit of the present invention is:The rotor is driven by a plurality of windings of star-connected armatures,
A drive voltage for driving the rotor is applied between the plurality of windings, a winding in a phase to which current is sent by the driving voltage is used as a sending-side energization winding, and a winding in a phase into which current flows is used. As the inflow side energization winding, the winding of the phase where the drive voltage is not applied as the non-energization winding,
When the sending-side energization winding changes from the energized state to the non-energized state, the correction value determined by the resistance of the armature winding and the winding current is subtracted from the detection terminal potential in the energized state, When the inflow-side energization winding changes from the energized state to the non-energized state, the correction value is added to the detection terminal potential in the energized state for the actual driving period to correct the winding terminal voltage difference between the phases.Each phase voltage difference correction means,
Comparing means for comparing the magnitudes of the inter-phase voltage differences after the correction is provided, and the application driving of the armature windings of each phase is performed by the rotor position signal detected by the comparing means.
[0037]
Further, a rising / falling signal detecting means for the rotor position signal is provided, and the speed feedback control is performed by regarding these signal detection results as detected speed signals.
[0038]
Furthermore, the period during which the drive signal to the bridge circuit for exciting and driving the armature winding of each phase is in the drive state is given to each phase terminal potential correcting means as the actual drive period signal.
[0039]
Furthermore, the period during which the drive signal to the bridge circuit for exciting and driving the armature winding of each phase is in the drive state is given to each inter-phase voltage difference correction means as an actual drive period signal.
[0040]
Furthermore, an actual current detection resistor connected in series to a bridge circuit for exciting and driving the armature winding is provided, and the current flowing through the detection resistor is supplied to each phase terminal potential correcting means as a winding current.
[0041]
Furthermore, an actual current detection resistor connected in series to a bridge circuit for exciting and driving the armature winding is provided, and the current flowing through the detection resistor is supplied to each phase voltage difference correction means as a winding current.
[0042]
Further, a differentiation circuit that detects rising and falling edges of a comparison signal having a magnitude of each phase terminal potential or a voltage difference between phases, and a latch circuit that latches the comparison signal at the timing when the edge is detected by the differentiation circuit And the application of each armature winding as a rotor position signal by combining the outputs of the latch circuits.
[0043]
Another brushless motor drive circuit of the present invention is a rotor position signal for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential or each phase voltage difference of a brushless motor that drives a rotor with a plurality of armature windings. Generating means and detecting the rising and falling edges of the rotor position signal of the above output and selecting the necessary edge signal from each detected edge signal as one output, and counting the necessary edge signal A counter for applying driving signals to the armature windings of the phase, and pulse generation means for counting up the counter when the output of one of the counters is not obtained for a predetermined time. The armature winding is applied and driven by the output.
[0044]
Another brushless motor drive circuit of the present invention is a rotor position signal for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential or each phase voltage difference of a brushless motor that drives a rotor with a plurality of armature windings. Generating means, detecting the rising and falling edges of the rotor position signal of the above output, selecting the necessary edge signal from each detected edge signal as one output, and counting the necessary edge signal to A counter as an applied drive signal for the armature winding of the phase, and pulse generating means for counting up the counter when one output of this counter is input and this input cannot be obtained for a predetermined time, and the rotor position signal In combination with the above counter output and monitoring the rotation of the motor. Was to perform application driving the armature windings by the counter output.
[0045]
Furthermore, switching means and a timer are provided for switching the armature winding of each phase based on the value of the counter at the time of starting or restarting, and by the rotor position signal at the subsequent steady state, and the starting or restarting period is set to the timer. Changed by setting with.
[0046]
Furthermore, switching means is provided for switching the armature winding of each phase based on the value of the counter at the time of starting or restarting, and by the rotor position signal in the subsequent steady state, so that the counter becomes a predetermined value. Changed to start or restart period is over.
[0047]
Further, switching means for switching to drive the armature winding of each phase by the rotor position signal based on the value of the counter at the time of startup or restart, and the rotor speed signal detection means at the subsequent steady state, When the detected speed signal becomes a predetermined speed, the start or restart period is over, and switching is performed.
[0048]
Further, switching means is provided for switching the armature winding of each phase based on the value of the counter at the time of starting or restarting and at the subsequent steady state by the rotor position signal so that the detected rotor position signal is Switching was made after the start-up or restart period was over by reaching a predetermined combination of values.
[0049]
Further, switching means is provided for switching to drive the armature winding of each phase based on the value of the counter at the time of starting or restarting, and by the rotor position signal at the subsequent steady state, The drive signal becomes a predetermined combination of values so that the start or restart period is over and the switching is performed.
[0050]
Further, switching means for switching to drive the armature winding of each phase based on the counter value at the time of starting or restarting, and the rotor position signal in the subsequent steady state, and the speed of the timer or rotor as necessary Provided with signal detection means, the timer set time elapses or the speed signal detection value reaches a predetermined speed, the counter reaches a predetermined value, the detected rotor position signal becomes a predetermined combination value, or the armature of each phase Switching is performed on the assumption that the start-up or restart period has ended due to the fact that a plurality of combinations of drive signals to the windings have been established.
[0051]
Further, when the rotor position signal input to the counter does not change for a predetermined time, the counter is a counter that outputs a restart pulse as a rotation abnormality to start up and counts itself up.
[0052]
Further, it is determined by a position detector that detects a position shifted by an electrical angle π / 6 with respect to the rotor position signal detected from each phase terminal potential or each phase voltage difference, and the output of this position detector and the start instruction signal. A hold circuit for outputting a selection signal is provided, and at the time of start-up or restart, the counter determines a combination of drive signals to the armatures of each phase by the selection signal.
[0053]
Further, it is determined by a position detector that detects a position shifted by an electrical angle π / 6 with respect to the rotor position signal detected from each phase terminal potential or each phase voltage difference, and the output of this position detector and the start instruction signal. A hold circuit that outputs a selection signal is provided, and the position detector output is used for the drive signal to the first armature at the time of start-up or restart, and the counter selects the above-mentioned drive at the time of start-up or restart A signal that determines a combination of driving signals to the armature of each phase is used.
[0054]
Another brushless motor driving circuit according to the present invention further includes a differentiating circuit for detecting rising / falling edges of a comparison signal having a magnitude of each phase terminal potential or a magnitude of a voltage difference between phases, in addition to the basic configuration. A timer that operates by edge detection and stops after a predetermined time, and a latch circuit that latches the comparison signal when the edge is detected by the differentiation circuit and releases the latch when the timer stops are combined, and the above latch circuit output is combined Thus, the application drive of the armature winding of each phase is performed as the rotor position signal.
[0055]
Furthermore, the timer time length from when the latch circuit latches the comparison signal to when the latch is released is changed based on the command rotational speed to the armature.
[0056]
Another brushless motor driving circuit according to the present invention includes a rotor position signal generating means for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential of a plurality of phases or a voltage difference between phases, and a rise of the rotor position signal of this output. A pulse generating means for detecting a falling edge, selecting a necessary edge signal from each detected edge signal, giving an output pulse train, and giving a pseudo pulse train if the required edge signal cannot be obtained for a predetermined time; and this pulse generating means A counter for counting output, a steady rotation detecting means for outputting a rotation abnormality signal when the relationship between the rotor position signal and the counter value is not in a predetermined relationship, and the steady rotation detection within a set time after starting and restarting The system includes a restart pulse generating means for masking the rotation abnormality signal of the means and outputting a restart pulse based on the rotation abnormality signal after the set time has elapsed. , Within the set time at the time of re-activation by re-activation pulse was to perform the application operation of the armature winding at the counter output.
[0057]
Furthermore, switching means and a timer are provided for switching to drive the armature winding of each phase based on the counter value at the time of starting or restarting, and based on the rotor position signal at the subsequent steady state, and starting or restarting Changed the period by setting the timer.
[0058]
Another brushless motor drive circuit of the present invention outputs a speed error signal as a speed error signal, and a speed detection means for detecting the speed at which the rotor is rotating, and the difference between the detected actual rotational speed and the target rotational speed. The speed error detecting means for detecting the speed error signal and the detected speed error signal are input, and the configuration is a parallel circuit of a proportional / integral (PI) filter and a first-order lag filter, and an added value of each output of the parallel circuit is input. It is a series circuit with a first-order lag filter, and is provided with a speed error compensation filter that uses the added first-order lag output as a current command value to the armature winding.
[0059]
Further, speed detecting means for detecting the speed at which the rotor is rotating, speed error detecting means for outputting a difference between the detected actual rotational speed and the target rotational speed as a speed error signal, and the detected speed An error signal is input, and its configuration is a parallel circuit of a series circuit of a proportional / integral filter and a first-order lag filter, and a first-order lag filter provided separately from this series circuit. A speed error compensation filter using the added value as a current command value for the armature winding is provided.
[0060]
Further, speed detection means for detecting the speed at which the rotor is rotating, speed error detection means for outputting a difference between the detected actual rotation speed and the target rotation speed as a speed error signal, and this detection A speed error compensation filter that obtains a current command value to the armature winding from the speed error signal, and a target rotational speed of the speed error detection means and a speed error compensation filter according to the command rotational speed to the drive circuit for the brushless motor The gain was changed.
[0061]
Another brushless motor drive circuit according to the present invention includes a rotor position detecting means for detecting the relative position of the armature winding and the rotor, a commutation control means for switching the energized phase at the detected rotor position, Speed detection means for detecting the speed at which the child is rotating, speed error detection means for outputting the difference between the detected actual rotation speed and the target rotation speed as a speed error signal, and the detected speed error signal And a speed error compensation filter that obtains a current command value to the armature winding from each other, and by switching the energized phase by the commutation control means, the current command value to the armature winding is increased or decreased after a certain time.
[0062]
Furthermore, a maximum current is applied to the armature winding during the start-up and restart periods.
[0063]
Another brushless motor driving circuit according to the present invention includes a rotor position signal generating means for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential of a plurality of phases or a voltage difference between phases, and a rise of the rotor position signal of this output. A pulse generating means for detecting a falling edge, selecting a necessary edge signal from each detected edge signal, giving an output pulse train, and providing a pseudo pulse train if the predetermined edge signal cannot be obtained, and this pulse generating means And a counter that counts the output, and the armature winding is applied and driven by the counter output.
[0064]
Another drive circuit for a brushless motor according to the present invention further includes a comparison means for comparing the magnitude of each phase terminal potential or each phase voltage difference correction means with each phase terminal potential or each phase voltage difference of the output in addition to the basic configuration. A commutation circuit that obtains an armature winding drive signal from the rotor position signal detected by the rotor position signal detection means, and a trapezoidal drive signal generation circuit that processes the output of the commutation circuit to form a trapezoidal drive signal. The trapezoidal drive signal is supplied to the armature winding.
[0065]
Furthermore, a charge / discharge circuit is provided in the trapezoid drive signal generation circuit, and the time constant of the charge / discharge circuit is changed by an external control signal to change the trapezoid gradient.
[0066]
Furthermore, a phase advance circuit for advancing the phase of the rotor position signal is provided, and the phase advance amount of this phase advance circuit is set to be approximately equivalent to 1/2 of the gradient time of the trapezoid drive signal for driving the armature winding. .
[0067]
[Action]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, the detected winding terminal potential of each phase is subjected to voltage correction for the winding current only during the actual driving period. The child is driven.
[0068]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, the detected winding terminal voltage difference between the phases is subjected to voltage correction for the winding current only during the actual drive period, and the signal combination of the comparison results of the voltage differences between the phases after correction is used. The armature is driven.
[0069]
Further, the rising / falling signal of the rotor position signal is regarded as a detection speed signal, and feedback control is performed.
[0070]
Further, the period during which the drive signal to the bridge circuit is in the drive state is set as the actual drive state, which is the winding terminal potential correction period.
[0071]
Furthermore, the period during which the drive signal to the bridge circuit is in the drive state is set as the actual drive state, which is a correction period for the winding terminal voltage difference between the phases.
[0072]
Furthermore, a current flowing through a resistor connected in series with the bridge circuit is detected as a winding current and used as a correction voltage to the winding terminal potential.
[0073]
Furthermore, a current flowing through a resistor connected in series to the bridge circuit is detected as a winding current and used as a correction voltage for a winding terminal voltage difference between the phases.
[0074]
Further, the magnitude comparison signal of each winding potential or the voltage difference between the phases is once differentiated, and the comparison signal is latched at the timing when this differential signal is obtained, and a new rotor position signal that is not affected by noise is generated. The armature winding is driven from the combination of these position signals.
[0075]
In the brushless motor driving circuit according to the present invention, a necessary signal is selected from the rising and falling edges of the rotor position signal, and the armature winding is driven using the selected necessary signal at the time of start-up.
[0076]
In the drive circuit for a brushless motor according to the present invention, a necessary signal is selected from the rising and falling edges of the rotor position signal, the rotation state of the motor is monitored, and when the rotation is abnormal, the selected necessary signal is used. The armature winding is driven.
[0077]
Further, the drive is switched from the startup time to the steady time, and the startup period is determined by a set time corresponding to a timer.
[0078]
Further, the drive is switched from the startup to the steady state, and the startup period is determined by the counter counting up to a predetermined value.
[0079]
Further, the drive is switched from the start time to the steady state, and the start period is determined by the rotor detection speed corresponding to the predetermined speed.
[0080]
Further, the drive is switched from the startup to the steady state, and the startup period is determined by the detected rotor position signal having a predetermined value.
[0081]
Furthermore, the drive is switched from the start time to the steady state, and the start period is determined by the drive signal to the armature having a predetermined value.
[0082]
Furthermore, the drive is switched from the startup to the steady state, the startup period has a set time, the set speed is reached, a predetermined number of counts, the rotor position signal is steady, and the drive signal to the armature is steady. It is determined by establishment.
[0083]
Further, the operation of the counter is monitored, and when there is no output, it is regarded as a rotation abnormality and a restart state is entered.
[0084]
Furthermore, a combination of drive signals to the armature at the time of starting or restarting is determined by a position signal that detects a position separated by another predetermined electrical angle.
[0085]
Furthermore, the position signal that detects a position separated by another predetermined electrical angle is the first drive signal at the time of start-up or restart, and this is the position signal, and the drive signal to the armature at the time of subsequent start-up or restart Is determined by this position signal and other conditions.
[0086]
Further, by latching the magnitude comparison signal of each winding potential or the voltage difference between phases at a predetermined timing for a predetermined time, a rotor position signal having a waveform shape without fluctuation is obtained, and an armature is obtained from the combination of the rotor position signals. The winding is driven.
[0087]
Furthermore, the timer time for releasing the latch changes based on the externally commanded rotational speed to the armature.
[0088]
The drive circuit for a brushless motor according to the present invention switches to a forced energization phase for normal rotation of the motor at the time of start-up and restart, and becomes abnormal after a predetermined time has elapsed after start-up or restart. Will be restarted.
[0089]
Further, the switching of driving from the start-up to the steady-state is set by the timer, and the transition is surely made.
[0090]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, the current command value from the speed error signal to the armature winding is passed through the first-order lag filter that compresses the low-frequency disturbance parallel to the proportional integral (PI) filter. Is converted to
[0091]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, the speed error signal is detected via a first-order lag filter that compresses low-frequency disturbances arranged in series in a series circuit of a proportional integral (PI) filter and a first-order lag filter. It is converted into a current command value for the armature winding.
[0092]
In the brushless motor drive circuit of the present invention, the target rotational speed and the gain of the speed error compensation filter change depending on the command rotational speed to the motor, and a current command value from the speed error signal to the armature winding is obtained. The reference clock to the speed error detector may be constant.
[0093]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, after the energized phase is switched, an increase / decrease in the amount of current to the armature winding is commanded after a certain time.
[0094]
In the brushless motor drive circuit according to the present invention, the maximum current is applied to the armature at the time of start-up and restart, and the start-up is performed reliably.
[0095]
In the brushless motor driving circuit according to the present invention, a necessary signal within the rising and falling edges of the rotor position signal is selected, and the armature winding is driven with a counter value obtained by counting the necessary signal.
[0096]
Further, means for processing a rectangular wave drive signal to generate a trapezoidal drive signal is provided, and the armature winding is driven by the trapezoidal drive signal.
[0097]
Furthermore, the slope of the trapezoidal drive signal changes with an external control signal.
[0098]
Further, the phase advance circuit makes the optimum commutation timing coincide with the approximate gradient center of the trapezoidal drive signal.
[0099]
【Example】
Example 1.
The present invention detects the armature winding voltage of each phase and corrects it by applying a correction voltage, which is the product of the load resistance and the current only in the actual load state, since the phase lag occurs as it is, and correct in the actual load state. A terminal voltage at a phase is obtained, and a driving voltage for each armature winding is generated by a commutation circuit based on the winding terminal voltage.
Further, an example will be described in which an equivalent motor speed is detected from each phase armature winding voltage, and the detected speed is fed back and used for rotor speed control.
In the present embodiment, the configuration and operation of a brushless motor driving device based on this idea will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a first embodiment of a brushless motor driving apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 12, 13 and 14 are neutral-point ungrounded three-phase star-connected brushless motor armature windings, 11 is an energization control of drive transistor groups TR1 to TR6 and
[0100]
FIG. 2 shows a specific configuration example of the terminal
[0101]
FIG. 3 shows a specific configuration example of the
[0102]
FIG. 4 shows the relationship between the terminal potential waveform of each phase when there is no load when the terminal potential is not corrected, the
On the other hand, FIG. 5 shows the relationship between the terminal potential waveform of each phase under load, the
[0103]
In order to solve the problem that the phase delay occurs, the voltage of the resistance drop is added or subtracted from the terminal potential of the energized phase, and then the magnitudes of the terminal potentials are compared to determine the logic signals 2a and 2b. 2c may be obtained. For example, for the U phase, the resistance drop voltage is subtracted when the U phase is energized from the V phase or the W phase, and the resistance drop voltage is added when the V phase or the W phase is energized to the U phase. What is necessary is just to set it as such.
[0104]
Hereinafter, a specific operation of the terminal
First, consider the case where the
1a = U−Vbe-R1・ I1 (1)
[0105]
Next, consider the case where the
When the terminal 62 is at a high level and the terminal 63 is at a low level, or when the terminal 62 is at a low level and the terminal 63 is at a high level, only one of the
[0106]
Eventually, when it is desired to add the voltage corresponding to the resistance drop (when V → U, W → U energized), the terminal 62 and the terminal 63 are set to the high level, and the voltage corresponding to the resistance drop is subtracted (U → V). The terminal potential can be corrected by setting the terminal 62 and the terminal 63 to the low level (when U → W is energized).
When the U phase is a non-energized phase and does not need to be corrected (V → W, W → V energized), the terminal 62 is set to high level and the terminal 63 is set to low level, or the terminal 62 is set. Is set to low level and the terminal 63 is set to high level. Similarly, for the V phase, when it is desired to add the voltage corresponding to the resistance drop (when U → V, W → V energization), the
Furthermore, for the W phase, if you want to add the voltage for the resistance drop (U → W, V → W energization), set the terminal 66 and terminal 67 to high level and subtract the voltage for the resistance drop. If it is desired (W → U, W → V energization), the terminal 66 and the terminal 67 are set to a low level, and if no correction is required (U → V, V → U energization), the terminal 66 Is set to high level and the terminal 67 is set to low level, or the terminal 66 is set to low level and the terminal 67 is set to high level. FIG. 6B is a timing chart showing the relationship between the energized phase and the correction switching signal input to the
[0107]
FIG. 6A is a detailed circuit diagram of a specific correction switching signal generation circuit 16 for correcting the product of resistance and current only in the actual driving period to the detected winding terminal potential. In this embodiment, the rotor position signals 3a, 3b, and 3c are used as inputs, and a switching signal shown in FIG. 6B is sent to each terminal 62 to 67 of the terminal
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the current control circuit 211 and its
The current control circuit 211 detects an error between the actual rotation speed and the command rotation speed from the
In this embodiment, an example applied to a three-phase brushless motor has been described. However, it is apparent that the present invention is applicable not only to three phases but also to a plurality of brushless motors in general. In the present embodiment, the means constituted by the transistor circuit may be constituted by an OP amplifier or a digital IC.
[0108]
Example 2
In this embodiment, the armature winding voltage of each phase is detected, and a phase lag occurs if it is left as it is, so that a correction voltage, which is the product of the load resistance and current, is applied to the voltage difference of each phase and corrected only in the actual load state. The terminal voltage at the correct phase in the actual load state was obtained, and the drive voltage of each armature winding was generated by the commutation circuit based on this winding terminal voltage.
In the present embodiment, the configuration and operation of a brushless motor driving device based on this idea will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the overall configuration of the second embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention. In FIG. 8, the same members as those in the first embodiment are indicated by the same numbers. The inter-terminal
[0109]
FIG. 9 shows a specific configuration example of the inter-terminal
[0110]
A specific operation of the inter-terminal voltage correction circuit will be described with reference to the drawings. In FIG. 9, the power supply voltage is Vcc, Resistance values of the
[0111]
First, consider the case where the terminal 164 is at a high level. At this time, the emitter potential of the
On the other hand, when the terminal 164 is at a low level, the
Considering the other terminal voltages in the same procedure, the relationship between the logic levels of the
[0112]
FIG. 11 shows a specific configuration example of the
Consider a specific operation of the
[0113]
As shown in FIG. 5, the rotor position is detected when the U-phase and W-phase terminal potentials coincide with each other when the energization is switched from U to V to W to V, and from V to U to V to V. Although it is a time to switch the energization to W, in both cases, the U phase is an energized phase and the W phase is a non-energized phase at the time of comparison. Therefore, a voltage corresponding to a resistance drop is superimposed on the U phase terminal potential. Therefore, it is necessary to correct the voltage corresponding to the resistance drop from the U-phase terminal potential at the time of comparison. When switching from U → V to W → V, it is necessary to subtract the voltage of the resistance drop from the U phase terminal potential. When switching from V → U to V → W, the resistance drop to the U phase terminal potential. It is necessary to add the voltage of the minute. Therefore, (RFour・ Vir) / (2.RFive) Is set to a voltage related to the armature winding resistance drop, the terminal 164 is set to the high level when the U → V energization, the terminal 165 is set to the low level, and the terminal 164 is set to the V → U energization. If the low level and the terminal 165 are set to the high level, the logic signal 101a is obtained by comparing the U-phase terminal potential and the W-phase terminal potential corrected for the voltage corresponding to the resistance drop. Similar effects can be obtained.
[0114]
The voltage between the other terminals can be considered in the same procedure. The terminal 166 is set to the high level when the V → W energization, the terminal 167 is set to the low level, and the terminal 166 is set to the low level when the W → V energization. If the terminal 168 is set to the high level when the W → U is energized, the terminal 169 is set to the low level, the terminal 168 is set to the low level when the U → W is energized, and the terminal 169 is set to the high level. The same effect as in Example 1 can be obtained. The relationship between the energized phase and the correction switching signal input to the
[0115]
Example 3
In the present embodiment, each phase armature winding voltage described in the first embodiment is detected, and the correction voltage, which is the product of the load resistance and current, is applied and corrected only in the actual load state. Based on the terminal voltage at the correct phase, a drive signal for each armature winding is generated by the commutation circuit. The drive signal is used as a correction switching signal at this time.
In the present embodiment, the configuration and operation of a brushless motor driving device based on this idea will be described. FIG. 13 is a block diagram showing the overall configuration of a third embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention. In FIG. 13, the same members as those in the first embodiment are indicated by the same numbers. In the present embodiment, the
[0116]
The correction switching signal shown in FIG. 6 of the first embodiment is a signal synchronized with commutation. Therefore, the drive signal for sequentially switching the drive transistors TR1 to TR6 can be used as the correction switching signal. FIG. 7 shows the relationship between the energized phase and the drive signals 9a to 9f when the bridge circuit 11 is configured as shown in FIG. The correction switching signal for the terminal 62,
[0117]
Example 4
This example is an example in which Example 2 and Example 3 are combined. That is, the armature winding voltage of each phase is detected, and the correction voltage, which is the product of the load resistance and current, is applied to the voltage difference of each phase and corrected only in the actual load state, and based on the terminal voltage at the correct phase. A drive signal for each armature winding is generated by the commutation circuit, and a correction switching signal at this time is obtained from the drive signal.
FIG. 14 is a block diagram showing the overall configuration of the fourth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention. In FIG. 14, the same members as those in the second embodiment are indicated by the same numbers. In this embodiment, the
[0118]
When correcting the inter-terminal voltage, as in the third embodiment, it is possible to use a drive signal for sequentially switching the drive transistors TR1 to TR6 as the correction switching signal. For example, the correction switching signal input to the terminal 164 may be high level when U → V energization and low level when V → U energization, so that the drive signals 9b and 9e can be used. Similarly, the driving
[0119]
In this embodiment, a sense resistor for detecting a load current is provided as a load current value when a correction voltage that is a product of the load resistance and current is applied only in an actual load state, and an actual load current is obtained with this detected voltage. I made it.
In the present embodiment, the configuration and operation of a brushless motor driving device based on this idea will be described. In FIG. 15, the same members as those in the first embodiment are indicated by the same numbers. In this embodiment, the common emitter terminals of TR4 to TR6 and the
[0120]
In FIG. 15, since the
R1・ IL・ Rs/ R2
Therefore, this value is ILR to be equal to r1, R2, RsShould be set.
[0121]
Example 6
An example in which the idea of the fifth embodiment is applied to the second embodiment will be described.
FIG. 16 is a block diagram showing the overall configuration of the sixth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention. In FIG. 16, the same members as those in the second embodiment are indicated by the same numbers. In this embodiment, the common emitter terminals of TR4 to TR6 and the
[0122]
When correcting the voltage between the terminals, the voltage of the amount related to the armature winding resistance drop can be detected from the common emitter terminals of TR4 to TR6 as in the fifth embodiment, and the brushless motor according to the present invention. One embodiment of the driving apparatus can be configured as shown in FIG.
[0123]
Example 7
In the above embodiments, the operation has been described assuming that the waveform is an ideal waveform without any disturbance. However, in reality, noise is added to the waveform, chattering occurs in the operation, and spike-like noise described in FIG. An example in which such a waveform is considered to operate normally will be described.
In this embodiment, such consideration is taken, and the correction and driving described in the above embodiment are attempted after the detection signal waveform is once returned to a correct and stable form by the waveform shaping circuit.
FIG. 17 shows a specific configuration example of the
[0124]
A specific operation of the waveform shaping circuit will be described with reference to FIGS. Input signals to the waveform shaping circuit are
[0125]
This logic signal is first input to the
[0126]
In the
In this embodiment, an example of a three-phase brushless motor has been described. However, the present invention is not limited to three phases and can be applied to general brushless motors having a plurality of phases.
[0127]
Example 8 FIG.
Next, the configuration and operation of a device that is stably activated in a short time without being affected by the load at the start will be described.
That is, at the time of start-up, driving is started so that a possible combination of signals can be obtained from the detection voltage for each phase. Specifically, the rotor position signal is detected from each phase winding potential of the brushless motor, and the required edge signal is obtained by detecting and selecting the rising and falling edges of this rotor position signal. The edge signal was counted and used as an applied drive signal for the armature winding of each phase at startup. Furthermore, when this input cannot be obtained for a certain time, an applied drive signal is forcibly given.
FIG. 20 shows an overall configuration diagram of an embodiment of a driving device for a three-phase brushless motor based on the above idea. 9 is a commutation circuit that outputs
[0128]
This will be described in detail below. The
[0129]
In FIG. 20, the
[0130]
The terminal of each armature winding connected to the bridge circuit 11 is also connected to the rotor position
[0131]
FIG. 23 shows a configuration diagram of the
[0132]
FIG. 26 shows a configuration diagram of the
[0133]
In this embodiment, the output 260a is low when the retriggerable one-
[0134]
When the
[0135]
Next, the operation of the brushless motor in this embodiment will be described. Immediately after the
[0136]
First, a case where the rotor rotates normally will be described. FIG. 28 is an example of signal waveforms at various parts when the rotor rotates normally. When the V-W phase is energized, the position signals 3a, 3b and 3c become high, high and low as shown in FIGS. At this time, since the
[0137]
Next, the case where the position signal is changed by the reverse rotation of the rotor will be described with reference to FIG. FIG. 29 shows examples of signal waveforms at various parts when the rotor is reversed. When the rotor reverses, the
[0138]
Further, when the rotor does not move and the position signal does not change, the predetermined time t1Since the
[0139]
Example 9
Next, the configuration and operation of an apparatus that stably restarts in a short time even when the motor stops for some reason during operation and restart is necessary will be described.
Specifically, when restarting, the rotor position signal is detected from the phase winding potential of the brushless motor, and the required edge signal is obtained by detecting and selecting the rising and falling edges of this rotor position signal. Further, a stationary rotation detection circuit for monitoring the rotation of the motor in combination with this signal is provided. When an abnormality was detected, the edge signal was counted and used as a forced application drive signal for the armature winding of each phase at the time of restart.
FIG. 30 shows an overall configuration diagram of a ninth embodiment of the driving device for a three-phase brushless motor based on the above-described idea. Since the bridge circuit 11, the rotor position
[0140]
In this embodiment, the position signals 3a, 3b and 3c are also input to the
[0141]
In such a configuration, an example in which the rotor is stopped by some load during steady rotation will be described with reference to FIG. In FIG. 32, it is assumed that the rotor is stopped after (D). In this case, the time t set in the
[0142]
Example 10
Next, a motor drive circuit provided with a switching device for switching from startup or restart to steady operation will be described.
In this embodiment, this switching is set as a time setting, and after a certain time, switching to a steady operation is performed.
FIG. 33 shows an overall configuration diagram of
[0143]
In the present embodiment, the
FIG. 34 shows a configuration diagram of the switching
[0144]
Next, the operation of the switching
[0145]
Further, when the
[0146]
In this embodiment, the
[0147]
Example 11
In this embodiment, the counter is switched to the steady operation after counting a certain value during the switching operation. By doing so, the motor can be rotated reliably.
FIG. 36 is an overall configuration diagram of an eleventh embodiment of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. When the
[0148]
In this embodiment, the
FIG. 37 shows a configuration diagram of the switching signal generation circuit 8C of the present embodiment. In this embodiment, the switching signal generating circuit 8C is constituted by a
[0149]
Next, the operation of the switching signal generating circuit 8C of this embodiment will be described with reference to FIG. When the
[0150]
Further, when the
[0151]
Example 12
In this embodiment, switching is performed by a combination of time and position signal detection, that is, a method of switching when both conditions are satisfied.
FIG. 39 shows the overall configuration of a twelfth embodiment of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. 8D is a switching signal generating circuit for outputting a
In this embodiment, the
[0152]
FIG. 40 shows a configuration diagram of the switching
[0153]
Next, the operation of the switching
[0154]
When the
[0155]
Example 13
In this embodiment, the switching is performed by obtaining both that the counter has reached a constant value and that the position signal has been detected normally.
FIG. 42 shows an overall configuration diagram of
In this embodiment, the position signals 3a, 3b, 3c, the
[0156]
FIG. 43 shows a configuration diagram of the switching
Next, the operation of the switching
[0157]
When the
When the mode switching counter 271 counts the
[0158]
Example 14
In this embodiment, the switching is performed by satisfying that the drive signal is normal after the set time has elapsed.
FIG. 45 shows an overall configuration diagram of a four-phase brushless motor driving apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention. Hereinafter, the switching
In this embodiment, the
[0159]
FIG. 46 shows a configuration diagram of the switching
[0160]
FIG. 47 is an explanatory diagram of the operation of the switching
Also, as shown in FIG. 47, the operation when the
[0161]
Example 15.
In this embodiment, the switching is performed under a condition that satisfies both that the drive signal becomes normal after the counter has counted a certain value.
FIG. 48 shows an overall configuration diagram of a fifteenth embodiment of a three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. Hereinafter, the switching
In this embodiment, the
[0162]
FIG. 49 shows a configuration diagram of the switching
FIG. 50 is a diagram for explaining the operation of the switching
[0163]
Example 16
In this embodiment, an example in which switching is performed by speed detection will be described.
FIG. 51 is an overall configuration diagram of Embodiment 16 of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. Hereinafter, the switching
In this embodiment, a
[0164]
FIG. 52 shows a configuration diagram of the switching
FIG. 53 shows a timing chart of the method for generating the
[0165]
Next, the operation of the switching
When the
When the
[0166]
Example 17.
In this embodiment, the switching is performed under the condition that satisfies the three conditions of time setting, counter value, and normal detection of the position signal at the same time.
FIG. 55 is an overall configuration diagram of Embodiment 17 of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. Hereinafter, the switching signal generating circuit 8I of this embodiment will be described.
In this embodiment, the
[0167]
FIG. 56 shows a configuration diagram of the switching signal generation circuit 8I of this embodiment. The switching signal generation circuit 8I of this embodiment is configured by a position signal counter
FIG. 57 is a diagram for explaining the operation of the switching signal generation circuit 8I of the present embodiment. Since the operation based on this figure is the same as that already described in the above embodiment, the description is omitted.
[0168]
Example 18
In this embodiment, the switching is performed by satisfying both the speed detection and the normal detection of the position signal.
FIG. 58 shows an overall configuration diagram of
[0169]
FIG. 59 shows a configuration diagram of the switching
Next, FIG. 60 is a diagram for explaining the operation of the switching
[0170]
Example 19.
In this embodiment, switching is performed by the logical product of speed detection and normal detection of the drive signal.
FIG. 61 shows an overall configuration diagram of Embodiment 19 of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention. Hereinafter, the switching signal generation circuit 8K of the present embodiment will be described.
[0171]
FIG. 62 shows a configuration diagram of the switching signal generation circuit 8K of the present embodiment. The switching signal generation circuit 8K of the present embodiment includes a reference speed generation circuit 276, a speed
FIG. 63 is a diagram for explaining the operation of the switching signal generating circuit 8K of the present embodiment. Since the operation based on this figure is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.
[0172]
Example 20.
In this embodiment, switching is performed by three logical products of speed detection, position signal normal detection, and counter value.
FIG. 64 shows an overall configuration diagram of a twentieth embodiment of a three-phase brushless motor drive apparatus according to the present invention. Hereinafter, the switching signal generation circuit 8L of the present embodiment will be described.
[0173]
FIG. 65 shows a configuration diagram of the switching signal generation circuit 8L of the present embodiment. The switching signal generation circuit 8L of the present embodiment includes a reference speed generation circuit 276, a speed
FIG. 66 is a diagram for explaining the operation of the switching signal generation circuit 8L of the present embodiment. Since the operation based on this figure is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof will be omitted.
[0174]
Example 21.
In the present embodiment, an example will be described in which the steady rotation detection circuit at the time of restart is not provided independently, and the forced start mode is set by a pseudo pulse from a pulse generation circuit or the like at the time of restart.
FIG. 67 is an overall configuration diagram of a twenty-first embodiment of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention.
In this embodiment, the position signals 3a, 3b, 3c, the
[0175]
In the configuration as described above, when the rotor is stopped by some load during steady rotation, the
[0176]
Example 22.
In this embodiment, an independent position detection element different from the winding voltage detection is used, and by combining this signal and the position detection based on the winding voltage, a drive signal in the correct direction is surely obtained. did.
FIG. 68 shows an overall configuration diagram of a twenty-second embodiment of the three-phase brushless motor drive apparatus according to the present invention.
In FIG. 68, the position signal 300 a is input to the
[0177]
The
The
[0178]
FIG. 71 shows the configuration of the
The
[0179]
Next, the operation of the brushless motor in this embodiment will be described. First, the case where the
[0180]
A case where the
[0181]
Example 23.
The present embodiment is an example in which driving at the time of starting or restarting is further ensured.
FIG. 75 shows an overall configuration diagram of a twenty-third embodiment of the three-phase brushless motor driving apparatus according to the present invention.
[0182]
The
[0183]
Next, the operation of the brushless motor in this embodiment will be described. First, a case where the
[0184]
A case where the
[0185]
In the present specification, separate embodiments have been shown for
[0186]
Example 24.
FIG. 78 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment.
In FIG. 78, the same components as those in FIG.
In FIG. 78,
[0187]
The configurations and operations of the terminal
FIG. 79 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the terminal
The specific operation of the terminal
[0188]
The spike-shaped voltage fluctuation that occurs when switching from the energized state to the non-energized state causes false detection of the rotor position and noise, so the
FIG. 80 shows another configuration example of the
In the figure, 180 is a latch circuit, 181 to 186 are D flip-flops, 187 to 189 are EOR circuits, and 190 is an OR circuit.
[0189]
The specific operation of the waveform shaping circuit of this embodiment will be described with reference to the above drawings.
Input signals to the waveform shaping circuit are
The logic signals 2a, 2b, and 2c are first input to the
[0190]
At time T2, when the corrected
[0191]
The output signals of the D flip-
[0192]
In this embodiment, an example applied to a three-phase brushless motor has been described. However, it is apparent that the present invention is applicable not only to three phases but also to a plurality of brushless motors in general.
[0193]
Example 25.
In the present embodiment, the time T3 during which the
The overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment is the same as that of the twenty-fourth embodiment. However, as described below, the configuration is such that the command rotational speed (CLK) to the timer is changed.
[0194]
The operations of the mask
[0195]
Next, the case where the command rotational speed has doubled from the state of FIG. 83 will be described. As shown in FIG. 84, the cycle of CLK (input from the outside of the brushless motor drive circuit) is set to T4 / 2. As a result, the time during which the
[0196]
Example 26.
In this embodiment, a brushless motor that is not affected by the load at the start, starts in a short time, and further stably restarts in a short time even if the rotation becomes abnormal for some reason during the operation and needs to be restarted. The configuration and operation of the driving circuit will be described. Although the gist of the present invention has been described in the eighth embodiment, the operation at the time of starting or restarting will be mainly described in the present embodiment.
The overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment is the same as that shown in FIG. Here, the configuration and operation of the activation circuit, which is an important means for realizing the present invention, will be described below. New components in this embodiment are a pseudo
[0197]
A
[0198]
FIG. 86 shows a specific configuration example of the
The
[0199]
The
The pseudo
[0200]
87,
[0201]
The steady
The restart
FIG. 89 shows a configuration example of the restart
In the figure, 440 and 444 are rising edge detection circuits, 441 and 446 are OR circuits, 442 is a counter, 443 is a gate circuit, and 445 is an AND circuit. The
[0202]
The starting operation of the brushless motor in this embodiment will be described. Hereinafter, the low level may be described as L and the high level as H. Immediately after the
[0203]
First, a case where the rotor rotates normally will be described. In this case, the signal waveform of each part shown in FIG. As described in the corresponding part of the eighth embodiment, the
[0204]
Next, a case where the rotor is reversed will be described. In this case, the signal waveform example of each part shown in FIG. As described in the eighth embodiment, when the rotor reverses, the
[0205]
Next, the case where the rotor does not move and the rotor position signal does not change will be described. As in the case of reverse rotation, since the
[0206]
In such a configuration, an example when the rotor is stopped by some load during steady rotation will be described with reference to FIG. In FIG. 90, it is assumed that the rotor stops after (D). In this case, the pseudo pulse 436b is output from the
[0207]
At this time, if a predetermined time has elapsed after startup and restart, the rising edge of the rotation abnormality signal is detected by the restart
Since the commutation circuit in the start mode outputs the drive signals 9a to 9f according to the combination of the
[0208]
Example 27.
In this embodiment, the configuration and operation of a brushless motor drive circuit provided with switching means for switching from the start mode to the steady rotation mode will be described.
FIG. 91 shows a specific configuration example of the
The
[0209]
In this embodiment, the
FIG. 92 shows a specific configuration example of the switching
In the figure, 451 is a rising edge detection circuit, 452 and 455 are OR circuits, 453 is a counter, and 454 is a gate circuit.
FIG. 93 is a signal waveform example of each part showing the operation of the switching
[0210]
Example 28.
In the present embodiment, the configuration of a brushless motor drive circuit having a speed error compensation filter with improved low frequency gain characteristics compared to a conventional speed error compensation filter will be described. The overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment is the same as that shown in FIG. The configuration of the speed error compensation filter, which is an important means for realizing the present invention, will be described below.
[0211]
FIG. 94 is a transmission block diagram when a speed error compensation filter is configured by an analog filter.
In the figure, 460 is a proportional / integral (PI) filter, 461 is a first-order lag filter, 462 is a gain element or coefficient multiplier, 463 is an adder, and 464 is a first-order lag filter.
The
[0212]
FIG. 95 shows KP= 1, TI= 1 / (2π × 10), Kw= 1, TA= 1 / (2π × 5), TLIt is a simulation result of the open loop characteristic of the speed error compensation filter when = 1 / (2π × 60). Also, with the conventional filter configuration, KP= 1, TI= 1 / (2π × 10), TLA simulation result when = 1 / (2π × 60) is shown by a broken line in FIG. The low frequency gain characteristic is improved by the filter configuration proposed in the present invention.
[0213]
FIG. 94 shows an example in which an analog filter is used, but it is of course possible to use a digital filter.
FIG. 96 is a transmission block diagram when a speed error compensation filter is configured by a digital filter.
In the figure, 470 to 472 are delay elements for delaying the signal by one sampling time, 473 to 479 are gain elements, and 480 to 483 are adders. The
[0214]
Example 29.
In the present embodiment, another embodiment of a speed error compensation filter having improved low-frequency gain characteristics as compared with a conventional speed error compensation filter will be described.
[0215]
FIG. 97 is a transmission block diagram when a speed error compensation filter is configured by an analog filter.
In the figure, the same members as those in Example 28 are indicated by the same numbers. The difference from the speed error compensation filter configuration shown in the prior art is that the output of the new first-
[0216]
FIG. 98 shows KP= 1, TI= 1 / (2π × 10), Kw= 1, TA= 1 / (2π × 5), TLIt is a simulation result of the open loop characteristic of the speed error compensation filter when = 1 / (2π × 60). Also, with the conventional filter configuration, KP= 1, TI= 1 / (2π × 10), TLThe simulation result when = 1 / (2π × 60) is shown by a broken line in FIG. The low frequency gain characteristic is improved by the filter configuration proposed in the present invention.
[0217]
FIG. 97 shows an example in which an analog filter is used, but it is of course possible to use a digital filter.
FIG. 99 is a transmission block diagram when a speed error compensation filter is configured by a digital filter.
In FIG. 99, the same members as those in Example 28 are denoted by the same numbers.
[0218]
Example 30. FIG.
In the present embodiment, a brushless motor drive circuit configured to switch the target rotation speed of the speed error detection circuit and the gain of the speed error compensation filter when the command rotation speed is changed will be described.
FIG. 100 is a block diagram showing an overall configuration of a brushless motor drive circuit according to a thirtieth embodiment of the present invention.
In FIG. 100, the same components as those in FIG. 78 are denoted by the same reference numerals.
[0219]
In the
FIG. 101 shows a specific configuration example of the speed
In the figure, 491 and 492 are initial value registers, 493 is a selector, and 494 is a counter. The initial value registers 491 and 492 are registers in which the target rotational speed is stored. In this embodiment, the initial value registers 491 and 492 have two initial value registers to correspond to two types of command rotational speeds. The
[0220]
For example, it corresponds to two types of command rotational speeds (denoted as command rotational speed A and command rotational speed B, respectively) in which the period of the
The frequency of the clock is set to 1 (MHz) and corresponds to the command rotational speed A when the
On the other hand, when the
[0221]
Example 31.
In the above embodiment, the operation of the speed
[0222]
FIG. 102 shows a block diagram of the
In FIG. 102, the same constituent elements as those shown in FIG.
Of course, other general methods for switching the gain may be used.
[0223]
In this embodiment, an example in which the command rotational speed is switched by a 1-bit binary signal has been described. However, when a plurality of command rotational speeds are supported, the command rotational speed is switched by an N-bit binary signal. It is also possible to do.
[0224]
Example 32.
In the present embodiment, the relationship between the timing of switching the energized phase and the timing of increasing or decreasing the amount of current supplied to the armature winding in the brushless motor drive circuit of the present invention will be described.
The overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 103 is a timing chart showing the operation during steady rotation of the brushless motor drive circuit of the present invention. This will be described with reference to FIG.
In the figure, 3a, 3b and 3c are rotor position signals, 9a to 9f are drive signals, 3d is a logic pulse signal representing speed, 409a is a speed error signal, and 410a is a current command value.
During steady rotation, the drive signals 9a to 9f are generated based on the rotor position signals 3a, 3b, and 3c. Therefore, during steady rotation, the energized phase is switched at the timing shown in the figure.
[0225]
The
Since the filter calculation requires a predetermined calculation time, the
[0226]
As described above, in the brushless motor drive circuit of the present invention, the switching timing of the energized phase is synchronized with the timing of increasing or decreasing the armature winding current, and the increase or decrease of the armature winding current is commutated. This is performed after the post-calculation time has elapsed.
[0227]
Example 33.
In the present embodiment, a brushless motor drive circuit configured to supply a maximum current to the armature winding during the startup and restart periods will be described.
FIG. 104 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment. That is, in this configuration, the
[0228]
FIG. 105 shows a configuration example of the speed error compensation filter.
In the figure, 600 is a microcontroller, 601 is a D / A converter, and 602 is a register
The
[0229]
A
In the present specification, separate embodiments have been shown for
[0230]
Example 34.
FIG. 106 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment. In FIG. 106, the same components as those in FIG. 78 are denoted by the same reference numerals. The
[0231]
In this embodiment, another configuration example of the pulse selection circuit will be described. FIG. 107 shows a specific configuration example of a
[0232]
The operations of the
On the other hand, FIG. 109 shows rotor position signals 3a, 3b, 3c, rising / falling
[0233]
In the
[0234]
Similarly, in the
On the other hand, in the
[0235]
Example 35.
Next, an example in which noise is reduced by making the rotor drive signal a trapezoidal wave will be described.
FIG. 110 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment. In the figure, the same components as those in FIG. 106 are denoted by the same numbers. As a new element, 630 is a logic circuit that outputs a plurality of
A trapezoidal drive
[0236]
FIG. 111 illustrates a specific configuration example of the
FIG. 112 shows a specific configuration example of the charge /
The operation of the charge /
[0237]
The
A specific configuration example of the trapezoidal
[0238]
Hereinafter, a specific operation of the trapezoidal
SW2, SW3, and SW4 are turned on when 630d, 630f, and 652a are at a high level, and turned off when at a low level. 652a is an output signal of the NAND circuit 652. In the period Ta shown in FIG. 113, since 630d is at a high level, 630f is at a low level, and 652a is at a low level, only SW2 is turned on, and the
As described above, the
[0239]
Example 36.
In the present embodiment, a brushless motor drive circuit configured to change the inclination time of the
FIG. 115 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment. In the figure, the same components as those in FIG. 110 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 115,
[0240]
FIG. 116 shows a specific configuration example of the charge /
[0241]
The operation of the charge /
When the
[0242]
When the
[0243]
When setting so that I4 = 0.5 × I3, the
As described above, if the
[0244]
Example 37.
The rising and falling slopes of the
[0245]
FIG. 118 is a block diagram showing the overall configuration of the brushless motor drive circuit of this embodiment. In the figure, the same components as those in FIG. 110 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 118, a
FIG. 119 shows a specific configuration example of the
[0246]
Hereinafter, a specific operation of the
As an example, consider a case where the
Assuming that 1a, 1b, and 1c are three-phase signals that are out of phase by 2π / 3 as shown in Equation (10), the
[0247]
Here, the specific operation of the
Consider a case where the
[0248]
The output signals 686a, 687a, 688a of the
In this embodiment, the values of the
In this embodiment, the configuration example using the charging / discharging
[0249]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0250]
Since the position signal is obtained by correcting the correction value determined by the armature winding current for the actual driving period without using the neutral point, there are few lead lines and the correct driving timing without phase delay can be determined. effective.
[0251]
Since the position signal is obtained from the voltage difference between the phases by correcting the correction value determined by the armature winding current only during the actual driving period without using the neutral point, there are few lead lines and there is no phase delay. There is an effect that the drive timing can be determined.
[0252]
Further, since the speed equivalent signal is obtained from the position signal, the speed can be controlled with a simple device in addition to the above.
[0253]
Further, since the actual driving period is the period in which the driving signal is in the driving state, there is an effect that the phase delay can be corrected more correctly.
[0254]
Further, since the actual driving period for correcting the voltage difference between the phases is the period in which the drive signal is in the driving state, there is an effect that the phase delay can be corrected more correctly.
[0255]
Further, since the correction voltage is taken from the resistance for detecting the current flowing through the armature winding, there is an effect that the phase delay can be corrected more correctly.
[0256]
Further, since the correction voltage is taken from the resistance for detecting the current flowing through the armature winding, there is an effect that the phase delay of the voltage difference between the phases can be corrected more correctly.
[0257]
Further, since the position signal is latched to obtain a new position signal, there is an effect that a correct position signal can be detected even if there is noise in the detection signal.
[0258]
The rising and falling edge signals of the position signal are selected, counted and combined to form a drive signal, and forcibly counting when there is no input.
[0259]
Select edge signal of rising / falling position signal, count and combine to make driving signal, force counting when no input, and restart when rotation is abnormal, so when abnormal during rotation Also has the effect of being able to restart.
[0260]
Since the switching between the start / restart and the steady state is switched at a predetermined time, there is an effect that the steady operation can be surely performed.
[0261]
Since the switching between the start / restart and the steady state is switched by the counter value of the counter, there is an effect that the steady operation can be surely performed.
[0262]
Since the switching between the start / restart and the steady state is performed when the rotor reaches a certain speed, there is an effect that the steady operation can be surely performed.
[0263]
Since the switching between the start / restart and the steady state is performed when the detection position signal has a predetermined combination, there is an effect that the steady operation can be surely performed.
[0264]
Since the switching between the start / restart and the steady state is performed when the drive signals to the armature windings are in a predetermined combination, there is an effect that the steady operation can be surely performed.
[0265]
Switching between starting / restarting and steady state is a combination of a predetermined time, count-up value, reaching a predetermined speed, a combination of detection position signal or drive signal to armature winding Since switching is performed when the above condition is satisfied, there is an effect that the operation can be shifted to steady operation more reliably.
[0266]
The position signal to the counter is monitored, the count is forcibly performed when there is no input, and the restart is performed when the rotation is abnormal, so that it is possible to restart even when the rotation is abnormal.
[0267]
Since the drive signal at the time of start-up / restart-up is based on the position signal from another position detector set at a certain electrical angle, there is an effect that correct start-up can be surely obtained even at the time of start-up.
[0268]
Since the drive signal at the time of start-up / restart-up is based on the position signal from another position detector set at a certain electrical angle, there is an effect that correct start-up can be surely obtained even at the time of start-up.
[0269]
Since the logic signal obtained by comparing the terminal potentials is differentiated and latched, and the latch is released after a predetermined time, there is an effect that a correct rotor position signal can be obtained even if there is noise in the detection signal.
[0270]
Further, since the timer time length is made variable, there is an effect that stable commutation control can be performed by masking noise with an appropriate time as a transition time.
[0271]
When starting, restarting, or rotating abnormally, the forced energization phase for normal rotation of the motor is switched for a predetermined time, so that there is an effect that the start can be reliably performed in a short time without being influenced by the load conditions.
[0272]
Since the switching from the start mode to the steady rotation mode is set by the timer, there is an effect that the mode can be surely shifted to the steady rotation mode.
[0273]
Since a speed error compensation filter configuration in which a PI filter and a first-order lag filter are connected in parallel to each other and a first-order lag filter are connected in series is used, there is an effect that a good low-frequency disturbance compression characteristic can be obtained.
[0274]
Since the PI filter has a speed error compensation filter configuration in which a first-order lag filter is connected in series to a PI filter and a first-order lag filter is connected in parallel, there is an effect that a good low-frequency disturbance compression characteristic can be obtained.
[0275]
Since the target value of the speed error detector or the gain of the speed error compensation filter is switched according to the command rotational speed to the motor, there is no need to change the period of the reference clock input to the speed error detector. There is.
[0276]
Since the increase and decrease of the amount of current supplied to the armature winding is configured to be performed within a predetermined time after switching the energized phase, the process of correcting the terminal potential by feeding back the current value is easy There is an effect that can be done.
[0277]
Since the maximum current is supplied to the armature winding during the start-up and restart periods, there is an effect that the start-up can be reliably performed in a short time.
[0278]
Since the required signal within the rising and falling edges of the rotor position signal is selected and the armature winding is driven by the counter value that counts this required signal, it can be started up in a short time and reliably. There is an effect of shifting to steady operation.
[0279]
Since the armature winding is applied and driven with a trapezoidal drive signal, noise during commutation can be reduced.
[0280]
Since the slope of the trapezoidal drive signal is changed by the control signal from the outside, there is an effect that the noise at the time of commutation can be surely reduced even if the rotational speed of the motor is changed.
[0281]
Since the phase of the rotor position signal is advanced so that the approximate gradient center of the trapezoidal drive signal coincides with the optimal commutation timing, the noise can be reduced without reducing the torque generation efficiency. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a first embodiment of a brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration example of a terminal potential correction circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of a comparison circuit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first and second embodiments.
FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the first and second embodiments.
FIG. 6 is a configuration diagram of a correction switching signal generation circuit and a signal waveform diagram of a terminal potential circuit.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an energized phase and a drive signal.
FIG. 8 is a block diagram showing an overall configuration of a second embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration example of an inter-terminal voltage correction circuit.
FIG. 10 is a table for explaining the operation of the inter-terminal voltage correction circuit.
FIG. 11 is a diagram illustrating a specific configuration example of a comparison circuit according to the second embodiment.
FIG. 12 is a table for explaining the operation of the inter-terminal voltage correction circuit.
FIG. 13 is a block diagram showing an overall configuration of
FIG. 14 is a block diagram showing an overall configuration of
FIG. 15 is a block diagram showing an overall configuration of a fifth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing an overall configuration of
FIG. 17 is a diagram illustrating a specific configuration example of a waveform shaping circuit.
FIG. 18 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the waveform shaping circuit.
FIG. 19 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the waveform shaping circuit.
FIG. 20 is a block diagram showing an overall configuration of an eighth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 21 is a table showing the relationship between drive signals and energized phases in Example 8.
22 is a table showing a relationship between a drive signal and a rotor position signal in Example 8. FIG.
FIG. 23 is a diagram illustrating a specific configuration example of a counter circuit according to an eighth embodiment.
FIG. 24 is a table for explaining the operation of the counter circuit according to the eighth embodiment.
FIG. 25 is a table for explaining the operation of the counter circuit according to the eighth embodiment.
FIG. 26 is a diagram illustrating a specific configuration example of a pulse generation circuit according to an eighth embodiment.
27 is a table showing the relationship between the drive signal and the output value of the counter circuit in Example 8. FIG.
FIG. 28 is a timing chart for explaining the operation of the eighth embodiment.
FIG. 29 is a timing chart for explaining the operation of the eighth embodiment.
FIG. 30 is a block diagram showing an overall configuration of a ninth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 31 is a table showing a relationship between a rotor position signal and a counter value.
FIG. 32 is a timing chart for explaining the operation of the ninth embodiment.
FIG. 33 is a block diagram showing an overall configuration of a tenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the tenth embodiment.
FIG. 35 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit according to the tenth embodiment;
FIG. 36 is a block diagram showing an overall configuration of an eleventh embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 37 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to an eleventh embodiment.
FIG. 38 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit according to the eleventh embodiment;
FIG. 39 is a block diagram showing an overall configuration of a twelfth embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 40 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to a twelfth embodiment.
FIG. 41 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generation circuit according to the twelfth embodiment;
FIG. 42 is a block diagram showing an overall configuration of a thirteenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 43 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the thirteenth embodiment.
FIG. 44 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit according to the thirteenth embodiment;
FIG. 45 is a block diagram showing an overall configuration of a fourteenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 46 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the fourteenth embodiment.
FIG. 47 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generation circuit according to the fourteenth embodiment;
FIG. 48 is a block diagram showing an overall configuration of a fifteenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 49 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the fifteenth embodiment.
FIG. 50 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generation circuit according to the fifteenth embodiment;
FIG. 51 is a block diagram showing an overall configuration of Embodiment 16 of a brushless motor driving apparatus of the present invention.
52 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the sixteenth embodiment. FIG.
FIG. 53 is a timing chart for explaining the operation of the speed signal generation circuit;
FIG. 54 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit of the sixteenth embodiment.
FIG. 55 is a block diagram showing an overall configuration of a seventeenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 56 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the seventeenth embodiment;
FIG. 57 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generation circuit according to the seventeenth embodiment;
FIG. 58 is a block diagram showing an overall configuration of
FIG. 59 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to an eighteenth embodiment.
FIG. 60 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit of the eighteenth embodiment.
FIG. 61 is a block diagram showing an overall configuration of a nineteenth embodiment of the brushless motor driving apparatus according to the present invention.
FIG. 62 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the nineteenth embodiment.
FIG. 63 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit according to the nineteenth embodiment.
FIG. 64 is a block diagram showing an overall configuration of a twentieth embodiment of a brushless motor driving apparatus of the present invention.
FIG. 65 is a diagram illustrating a specific configuration example of a switching signal generation circuit according to the twentieth embodiment;
66 is a timing chart for explaining the operation of the switching signal generating circuit according to the twentieth embodiment; FIG.
67 is a block diagram showing the overall configuration of Example 21. FIG.
68 is a block diagram showing an overall configuration of a brushless motor drive apparatus according to
FIG. 69 is a timing chart for explaining the operation of Example 22;
FIG. 70 is a table for explaining operation of Example 22;
FIG. 71 is a diagram illustrating a specific configuration example of a counter circuit according to the twenty-second embodiment;
FIG. 72 is a table for explaining operation of Example 22;
FIG. 73 is a timing chart for explaining the operation of Example 22;
74 is a timing chart for explaining the operation of Example 22. FIG.
75 is a block diagram showing an overall configuration of a twenty-third embodiment of the brushless motor driving apparatus of the present invention. FIG.
FIG. 76 is a timing chart for explaining the operation of Example 23;
77 is a timing chart illustrating the operation of Example 23. FIG.
78 is a block diagram showing an overall configuration of a brushless motor driving apparatus according to
FIG. 79 is a diagram showing signal waveforms of respective parts of the terminal potential correction circuit in a steady rotation state of the brushless motor driving device of the present invention.
80 is a diagram illustrating a configuration example of a waveform shaping circuit in FIG. 78. FIG.
FIG. 81 is a diagram showing a terminal potential waveform and a waveform of each part of the waveform shaping circuit in steady rotation.
82 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the waveform shaping circuit of FIG. 80. FIG.
FIG. 83 is a signal waveform diagram for explaining operations of a mask signal generating circuit and a timer according to Example 25;
84 is a signal waveform diagram for explaining operations of a mask signal generating circuit and a timer according to Example 25. FIG.
FIG. 85 is a signal waveform diagram for explaining operations of a mask signal generating circuit and a timer according to Example 25;
FIG. 86 is a diagram showing a configuration of a startup circuit of Example 26.
87 is a diagram showing a configuration of a pseudo pulse generating circuit in Example 26. FIG.
88 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the pseudo pulse generating circuit of the twenty-sixth embodiment. FIG.
89 is a diagram illustrating a configuration example of a restart pulse generation circuit according to a twenty-sixth embodiment. FIG.
90 is a signal waveform chart for explaining the operation of Example 26. FIG.
FIG. 91 is a diagram illustrating a configuration of a startup circuit according to a twenty-seventh embodiment.
FIG. 92 is a diagram showing a configuration of a switching signal generating circuit in Example 27;
FIG. 93 is a signal waveform diagram representing an operation of the switching signal generating circuit.
94 is a block diagram of a speed error compensation filter according to
FIG. 95 is a diagram illustrating frequency characteristics of the speed error compensation filter according to the twenty-eighth embodiment.
96 is a block diagram of a digital speed error compensation filter according to
97 is a block diagram of a speed error compensation filter according to Embodiment 29. FIG.
FIG. 98 is a diagram illustrating frequency characteristics of the speed error compensation filter according to the twenty-ninth embodiment.
FIG. 99 is a block diagram of a digital speed error compensation filter according to a twenty-ninth embodiment.
FIG. 100 is a block diagram illustrating an overall configuration of a brushless motor drive circuit according to a thirtieth embodiment of the present invention.
FIG. 101 is a diagram illustrating a configuration of a speed error detection circuit according to a thirtieth embodiment.
102 is a block diagram of a PI filter of Example 31. FIG.
103 is a signal waveform chart for explaining the operation of the brushless motor drive circuit of Example 32. FIG.
FIG. 104 is a block diagram showing an overall configuration of a brushless motor drive circuit according to a thirty-third embodiment of the present invention.
105 is a diagram showing a configuration of a speed error compensation filter according to
FIG. 106 is a block diagram showing an overall configuration of a 34th embodiment of the brushless motor drive circuit of the present invention.
FIG. 107 is a diagram illustrating a configuration of a pulse selection circuit according to a thirty-fourth embodiment.
FIG. 108 is a timing chart illustrating the operation of the drive circuit according to the thirty-fourth embodiment.
FIG. 109 is a timing chart illustrating the operation of the drive circuit according to the thirty-fourth embodiment.
FIG. 110 is a block diagram showing an overall configuration of a brushless motor drive circuit according to a thirty-fifth embodiment of the present invention.
FIG. 111 is a diagram illustrating a configuration of a logic circuit in a trapezoidal drive signal generation circuit.
112 is a diagram showing the structure of a charge / discharge circuit of Example 35. FIG.
FIG. 113 is a timing chart illustrating the operation of the drive circuit according to the thirty-fifth embodiment.
FIG. 114 is a diagram showing a configuration of a trapezoidal wave synthesis circuit in the trapezoidal drive signal generation circuit.
FIG. 115 is a block diagram showing an overall configuration of a 36th embodiment of the brushless motor drive circuit of the present invention.
116 is a diagram showing the structure of the charge / discharge circuit of Example 36. FIG.
117 is a signal waveform diagram for explaining operation of the drive circuit in Example 36; FIG.
FIG. 118 is a block diagram showing an overall configuration of
119 is a diagram showing a configuration of a comparison circuit of Example 37. FIG.
FIG. 120 is a block diagram showing an overall configuration of a conventional brushless motor drive device.
FIG. 121 is a diagram showing another overall configuration and operation timing of a conventional brushless motor drive device.
FIG. 122 is a block diagram showing a configuration of a speed control system of a conventional brushless motor drive circuit.
FIG. 123 is a block diagram of a speed error compensation filter of a conventional brushless motor drive circuit.
[Explanation of symbols]
1 terminal potential correction circuit, 2 comparison circuit, 3 waveform shaping circuit, 4 rotor position signal generation circuit, 5 terminal, 6 pulse generation circuit, 7 counter circuit, 8, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H, 8I , 8J, 8K, 8L switching signal generation circuit, 9 commutation circuit, 10 resistor, 11 bridge circuit, 12, 13, 14 armature winding, 16 correction switching signal generation circuit, 20-34 npn transistor, 35 pnp transistor, 36-56 resistance, 57-60 constant current source, 61-67 terminals, 70-81 resistance, 82-84 differential amplifier, 85-87 comparator, 100 terminal voltage correction circuit, 101 comparison circuit, 102 rotor position signal Generator circuit, 110-127 npn transistor, 128 pnp transistor, 129-155 resistance, 156-162 constant current 163 to 169 terminals, 170 to 172 comparators, 180 latch circuits, 181 to 186 D flip-flops, 187 to 189 EOR circuits, 190 OR circuits, 191 monostable multivibrators, 210 commutation control circuits, 211 current control circuits, 212 Buffer amplifier, 213 Resistor, 214 Transistor, 250, 252, 254 Rising edge detection circuit, 251, 253, 255 Falling edge detection circuit, 256 Pulse selection circuit, 257 Hexadecimal counter, 260 Retriggerable one-shot, 261 Rising edge detection Circuit, 265 steady rotation detection circuit, 270 timer, 271 mode switching counter, 272 position signal combination determination circuit, 273 AND circuit, 274 latch circuit, 275 drive signal combination Control circuit, 276 reference speed generation circuit, 277 speed signal generation circuit, 278 comparison circuit, 280 position signal counter value determination circuit, 300 position detector, 301 hold circuit, 302 edge detection circuit, 406, 406B start circuit, 409 speed Error detection circuit, 410 speed error compensation filter, 411 current supply circuit, 421 mask signal generation circuit, 422 timer, 431 pseudo pulse generation circuit, 432 restart pulse generation circuit, 433 counter, 434 gate circuit, 435 rising edge detection circuit, 436 delay circuit, 437 OR circuit, 440 rising edge detection circuit, 441 OR circuit, 442 counter, 443 gate circuit, 444 rising edge detection circuit, 445 AND circuit, 446 OR circuit, 450 switching signal Generator circuit, 451 rising edge detection circuit, 452 OR circuit, 453 counter, 454 gate circuit, 455 OR circuit, 460 PI filter, 461 primary delay filter, 462 gain element, 463 adder, 464 primary delay filter, 470, 471, 472 Delay element, 473, 474, 475, 476, 477, 478, 479 Gain element, 481, 482, 483 Adder, 484 PI filter, 485, 486 First-order lag filter, 487, 488 Adder, 490 terminals 491, 492 Initial value register, 493 selector, 494 counter, 495, 496 gain element, 497, 498 selector, 600 microcontroller, 601 D / A converter, 602 register group, 609 pulse selection circuit, 610 conversion Current circuit, 611 to 613 inversion circuit, 614 to 625, 3-input AND circuit, 626, 6-input OR circuit, 630 logic circuit, 631, charge / discharge circuit, 632 trapezoidal wave synthesis circuit, 633 trapezoidal drive signal generation circuit, 635-643 AND circuit 644 3-input OR circuit, 645, 646 constant power supply, 647 capacitor, 648 to 651 inverting amplifier circuit, 652 to 657 NAND circuit, 660 terminal, 661 charge / discharge circuit, 662 inverting circuit, 663, 664 constant current source, 670 Comparison circuit, 671-685 resistance, 686-688 differential amplifier circuit.
Claims (32)
上記回転子を駆動するための駆動電圧を上記複数の巻線間に加えて、該駆動電圧により電流が送出される相の巻線を送出側通電巻線とし、電流が流れ込む相の巻線を流入側通電巻線とし、駆動電圧が印加されていない相の巻線を無通電巻線として、
上記電機子巻線の抵抗と巻線電流で決まる補正値を、上記送出側通電巻線の検出端子電位から実駆動期間減算し、上記流入側通電巻線の検出端子電位に上記補正値を実駆動期間加算する各相端子電位補正手段と、
上記各相端子電位補正後の各相端子電位の大小を比較する比較手段とを備え、上記比較手段で検出した回転子位置信号で各相の電機子巻線の印加駆動を行うブラシレスモータ用駆動回路。 The rotor is driven by a plurality of windings of star-connected armatures,
A driving voltage for driving the rotor is applied between the plurality of windings, and a winding in a phase to which a current is sent by the driving voltage is used as a sending-side conduction winding, and a winding in a phase into which a current flows is provided. As the inflow side energization winding, the winding of the phase where the drive voltage is not applied as the non-energization winding,
The correction value determined by the resistance of the armature winding and the winding current is subtracted from the detection terminal potential of the sending-side energization winding , and the correction value is applied to the detection terminal potential of the inflow-side energization winding. Each phase terminal potential correction means for adding the driving period ;
Comparing means for comparing the magnitude of each phase terminal potential after correcting each phase terminal potential, and driving for a brushless motor that applies and drives the armature winding of each phase with the rotor position signal detected by the comparing means circuit.
上記回転子を駆動するための駆動電圧を上記複数の巻線間に加えて、該駆動電圧により電流が送出される相の巻線を送出側通電巻線とし、電流が流れ込む相の巻線を流入側通電巻線とし、駆動電圧が印加されていない相の巻線を無通電巻線として、
上記送出側通電巻線が通電状態から無通電状態に変化する場合は、該通電状態の検出端子電位から、上記電機子巻線の抵抗と巻線電流で決まる補正値を実駆動期間減算し、上記流入側通電巻線が通電状態から無通電状態に変化する場合は、該通電状態の検出端子電位に上記補正値を実駆動期間加算して、各相間の巻線端子電圧差を補正する各相間電圧差補正手段と、
上記補正後の各相間電圧差の大小を比較する比較手段とを備え、上記比較手段で検出した回転子位置信号で各相の電機子巻線の印加駆動を行うブラシレスモータ用駆動回路。 The rotor is driven by a plurality of windings of star-connected armatures,
A driving voltage for driving the rotor is applied between the plurality of windings, and a winding in a phase to which a current is sent by the driving voltage is used as a sending-side conduction winding, and a winding in a phase into which a current flows is provided. As the inflow side energization winding, the winding of the phase where the drive voltage is not applied as the non-energization winding,
When the sending-side energization winding changes from the energized state to the non-energized state, the correction value determined by the resistance of the armature winding and the winding current is subtracted from the detection terminal potential in the energized state, When the inflow energization winding changes from the energized state to the non-energized state, the correction value is added to the detection terminal potential in the energized state for the actual driving period to correct the winding terminal voltage difference between the phases. Phase voltage difference correction means;
A brushless motor drive circuit, comprising: a comparing means for comparing the magnitudes of the voltage differences between the phases after the correction, and for applying and driving the armature windings of the respective phases with a rotor position signal detected by the comparing means.
上記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立下りエッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して一方の出力とし、また必要エッジ信号をカウントして起動時の各相の電機子巻線の印加駆動信号とするカウンタと、
上記カウンタの一方の出力を入力とし、該入力が所定時間得られない場合は、上記カウンタをカウントアップするパルス発生手段を備え、起動時には上記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。Rotor position signal generating means for detecting a position signal of the rotor from each phase terminal potential or each phase potential difference of a brushless motor that drives the rotor with a multi-phase armature winding;
The rising / falling edge of the rotor position signal of the above output is detected, the required edge signal is selected from each detected edge signal as one of the outputs, and the necessary edge signal is counted to start each phase of the electric machine A counter as an applied drive signal for the slave winding;
As input one of the output of the counter, if the input is not obtained a predetermined time, comprising a pulse generating means for counting up the counter, to make the impression drive of the armature winding at the counter output at starting 3. The brushless motor drive circuit according to claim 1 , wherein the drive circuit is a brushless motor drive circuit.
上記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して出力パルス列を与え、また該必要エッジ信号が所定時間得られない場合は疑似パルス列を与えるパルス発生手段と、
上記パルス発生手段出力をカウントするカウンタと、
上記回転子位置信号と上記カウンタの値の関係が所定の関係にない場合に回転異常信号を出力する定常回転検知手段と、
起動及び再起動後設定時間内は上記定常回転検知手段の回転異常信号をマスクし、該設定時間経過後は上記回転異常信号に基づいて再起動パルスを出力する再起動パルス発生手段を備え、起動時と、上記再起動パルスによる再起動時の設定時間内は上記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。A rotor position signal generating means for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential or each phase voltage difference of a plurality of phases;
The rising / falling edge of the output rotor position signal is detected, a necessary edge signal is selected from each detected edge signal, an output pulse train is provided, and if the necessary edge signal cannot be obtained for a predetermined time, a pseudo pulse train Pulse generating means for providing
A counter for counting the pulse generating means output;
Steady rotation detection means for outputting a rotation abnormality signal when the relationship between the rotor position signal and the value of the counter is not a predetermined relationship;
Masking the abnormal rotation signal of the steady rotation detection means within a set time after starting and restarting, and providing a restart pulse generating means for outputting a restart pulse based on the abnormal rotation signal after the set time has elapsed. 3. The brushless motor drive circuit according to claim 1 , wherein the armature winding is applied and driven by the counter output within a set time at the time of restart by the restart pulse.
上記検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、
上記検出した速度誤差信号を入力とし、その構成が比例・積分(PI)フィルタと1次遅れフィルタとの並列回路と、該並列回路の各出力の加算値を入力とする1次遅れフィルタとの直列回路であり、該加算1次遅れ出力を電機子巻線への電流指令値とする速度誤差補償フィルタを備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。Speed detecting means for detecting the speed at which the rotor is rotating;
A speed error detecting means for outputting a difference between the detected actual rotational speed of the rotor and the target rotational speed as a speed error signal;
The detected speed error signal is used as an input, and the configuration thereof includes a parallel circuit of a proportional / integral (PI) filter and a first-order lag filter, and a first-order lag filter having an input value of each output of the parallel circuit as an input. 3. The brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising a speed error compensation filter which is a series circuit and uses the added first-order lag output as a current command value to the armature winding.
上記検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、
上記検出した速度誤差信号を入力とし、その構成が比例・積分(PI)フィルタと1次遅れフィルタとの直列回路と、上記直列回路とは別に設けた1次遅れフィルタとの並列回路であり、上記並列回路の各出力の加算値を電機子巻線への電流指令値とする速度誤差補償フィルタを備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。Speed detecting means for detecting the speed at which the rotor is rotating;
A speed error detecting means for outputting a difference between the detected actual rotational speed of the rotor and the target rotational speed as a speed error signal;
The detected speed error signal is input, and the configuration is a parallel circuit of a series circuit of a proportional / integral (PI) filter and a first-order lag filter, and a first-order lag filter provided separately from the series circuit, 3. The brushless motor drive circuit according to claim 1, further comprising a speed error compensation filter that uses an added value of each output of the parallel circuit as a current command value to the armature winding.
上記検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、
上記検出した速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値を得る速度誤差補償フィルタとを備え、ブラシレスモータ用駆動回路への指令回転数に応じて上記速度誤差検出手段の目標回転速度と、上記速度誤差補償フィルタの利得を変化させるようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。Speed detecting means for detecting the speed at which the rotor is rotating;
A speed error detecting means for outputting a difference between the detected actual rotational speed of the rotor and the target rotational speed as a speed error signal;
A speed error compensation filter that obtains a current command value to the armature winding from the detected speed error signal, and a target rotational speed of the speed error detecting means according to a command rotational speed to the brushless motor drive circuit; 3. The brushless motor drive circuit according to claim 1 , wherein the gain of the speed error compensation filter is changed.
上記検出した回転子位置で通電相を切り換える転流制御手段と、
回転子が回転している速度を検出する速度検出手段と、
上記検出した回転子の実回転速度と目標回転速度との差を速度誤差信号として出力する速度誤差検出手段と、
上記検出した速度誤差信号から電機子巻線への電流指令値を得る速度誤差補償フィルタとを備え、上記転流制御手段で通電相を切り換えて一定時間後に上記電機子巻線への電流指令値の増減を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。A rotor position detecting means for detecting a relative position between the armature winding and the rotor;
Commutation control means for switching the energized phase at the detected rotor position;
Speed detecting means for detecting the speed at which the rotor is rotating;
A speed error detecting means for outputting a difference between the detected actual rotational speed of the rotor and the target rotational speed as a speed error signal;
A speed error compensation filter for obtaining a current command value to the armature winding from the detected speed error signal, and switching the energized phase by the commutation control means, and a current command value to the armature winding after a predetermined time. The brushless motor drive circuit according to claim 1 , wherein the increase / decrease is performed.
上記出力の回転子位置信号の立ち上がり・立ち下がりエッジを検出し、該各検出エッジ信号から必要エッジ信号を選択して出力パルス列を与え、また該必要エッジ信号が所定時間得られない場合は擬似パルス列を与えるパルス発生手段と、上記パルス発生手段出力をカウントするカウンタとを備え、上記カウンタ出力で電機子巻線の印加駆動を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。A rotor position signal generating means for detecting a rotor position signal from each phase terminal potential or each phase voltage difference of a plurality of phases;
The rising / falling edge of the output rotor position signal is detected, a necessary edge signal is selected from each detected edge signal, an output pulse train is provided, and if the necessary edge signal cannot be obtained for a predetermined time, a pseudo pulse train 3. A brushless motor for a brushless motor according to claim 1 , further comprising: a pulse generating means for providing an output, and a counter for counting the output of the pulse generating means, and applying and driving the armature winding by the counter output. Driving circuit.
上記転流回路出力を加工して台形の駆動信号とする台形駆動信号生成回路を更に備え、上記台形駆動信号を電機子巻線に供給するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2記載のブラシレスモータ用駆動回路。Armature winding from the rotor position signal detected by the rotor position signal detection means including the comparison means for comparing the magnitude of each phase terminal potential or each phase voltage difference correction means and each phase terminal potential or each phase voltage difference of the output. A commutation circuit for obtaining a line drive signal;
The trapezoidal drive signal generation circuit which processes the commutation circuit output into a trapezoidal drive signal is further provided, and the trapezoidal drive signal is supplied to the armature winding. 2. A drive circuit for a brushless motor according to 2.
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