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JPH0669308B2 - モータードライブ回路 - Google Patents

モータードライブ回路

Info

Publication number
JPH0669308B2
JPH0669308B2 JP62274199A JP27419987A JPH0669308B2 JP H0669308 B2 JPH0669308 B2 JP H0669308B2 JP 62274199 A JP62274199 A JP 62274199A JP 27419987 A JP27419987 A JP 27419987A JP H0669308 B2 JPH0669308 B2 JP H0669308B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
phase
potential
emitter
motor drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62274199A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01117686A (ja
Inventor
寛 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP62274199A priority Critical patent/JPH0669308B2/ja
Publication of JPH01117686A publication Critical patent/JPH01117686A/ja
Publication of JPH0669308B2 publication Critical patent/JPH0669308B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はブラシレスモータなどを駆動させるモータド
ライブ回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来の三相ブラシレスモーターのドライブ回路
の一相を示す回路図である。図において、1は上段ドラ
イバーであり、トランジスタQ1〜Q6及び抵抗R1〜R4によ
り構成されている。トランジスタQ1,Q2,Q3及びQ6はNPN
トランジスタであり、トランジスタQ4及びQ5はPNPトラ
ンジスタである。
トランジスタQ1はベースが入力端子2に、エミッタが出
力端子3に各々接続され、入力端子2のH/Lに応じON
/OFFし、上段ドライバー1の動作/非動作を制御す
る。
トランジスタQ2及びQ3はトランジスタQ2を基準としたカ
レントミラー回路を構成する。これらのトランジスタの
エミッタは各々抵抗R1及びR2を介しトランジスタQ1のコ
レクタに接続されている。そしてトランジスタQ2のコレ
クタは電源電圧VCCに接続されている。
トランジスタQ4及びQ5はトランジスタQ4を基準としたカ
レントミラー回路を構成する。そしてトランジスタQ4
コレクタはトランジスタQ3のコレクタに、エミッタは抵
抗R3を介し電源電圧VCCに各々接続されている。またト
ランジスタQ5のエミッタは電源電圧VCCに接続されてい
る。
トランジスタQ6はパワートランジスタであり、ベースが
トランジスタQ5のコレクタに、かつ抵抗R4を介し出力端
子3に接続され、コレクタが電源電圧VCCに、エミッタ
が出力端子3に各々接続されている。なお、出力端子3
は、発振及び逆起電力防止のための外付コンデンサCを
介しGND5に接続されている。
4は下段ドライバーであり、トランジスタQ7〜Q12及び
抵抗R5〜R8により構成されている。そして、トランジス
タQ8・Q9及びQ12はNPNトランジスタ、トランジスタQ7
Q10及びQ11はPNPトランジスタである。
トランジスタQ7はベースが入力端子2に、エミッタが出
力端子3に各々接続され、入力端子2のH/Lに応じOF
F/ONし、下段ドライバー4の非動作/動作を制御す
る。すなわちトランジスタQ1及びQ7はプッシュプル構成
となっている。
トランジスタQ8及びQ9はトランジスタQ8を基準としたカ
レントミラー回路を構成する。これらのトランジスタの
エミッタは各々抵抗R5及びR6を介しGND5に接続されてい
る。そしてトランジスタQ8のコレクタはトランジスタQ7
のコレクタに接続されている。
トランジスタQ10及びQ11はトランジスタQ10を基準とし
たカレントミラー回路を構成する。そしてトランジスタ
Q10のエミッタは抵抗R7を介し、トランジスタQ11のエミ
ッタは直接に電源電圧VCCに接続されている。またトラ
ンジスタQ10のコレクタはトランジスタQ9のコレクタに
接続されている。
トランジスタQ12はパワートランジスタであり、ベース
がトランジスタQ11のコレクタに、かつ抵抗R8を介しGND
5に接続され、コレクタが出力端子3に、エミッタがGND
5に各々接続されている。
次に、動作について説明する。今、図示していないホー
ルアンプから第4図に示す様に位相が120゜ずつずれた
三相差動波形が第3図に示す回路と同様の回路である3
つの相(U相,V相,W相)の入力端子2に入力されたとす
る。なお、三相差動入力波形の電位は常に電源電圧VCC
とGND5との間にあるものとする。例えばU相に中点電位
refより高い電圧VUH、V相に中点電位Vrefより低い
電圧VVL、W相に中点電位Vrefと同じ電圧VWMが各々
の相の入力端子2に入力されたとき、U相においてはト
ランジスタQ1がONすることにより上段ドライバー1を構
成するその他のトランジスタQ2〜Q5がONし、トランジス
タQ6のベースに電流を供給し、トランジスタQ6がONし、
トランジスタQ6のエミッタ電流を出力端子3に接続され
ている図示していないU相モーターコイルに供給する。
なお、この場合トランジスタQ7はOFFしているため下段
ドライバー4は動作しない。
V相では、トランジスタQ7がONすることにより下段ドラ
イバー4を構成するその他のトランジスタQ8〜Q11がON
し、トランジスタQ12のベースに電流を供給し、トラン
ジスタQ12がONし、出力端子3に接続されている図示し
ていないV相のモーターコイルから流れ出る電流がトラ
ンジスタQ12のコレクタに供給され、GND5に流れてい
く。なお、この場合トランジスタQ1はOFFしているため
上段ドライバー1は動作しない。
W相には中点電位Vrefが入力されるため、トランジス
タQ1及びQ7はともにOFFし、W相の上段及び下段ドライ
バー1及び4は動作しない。
すなわち、上述の場合では、U相のモーターコイルに供
給された電流はV相のモーターコイルへ流れる。
このようにして三相差動入力が(VUH,VVL,VWM)→(V
UH,VVH,VWL)→(VUM,VVH,VWL)→(VUL,VVH,VWH)→
(VUL,VVM,VWH)→(VUM,VVL,VWH)と移り変わるごと
に電流は、(U相からV相)→(U相からW相)→(V
相からW相)→(V相からU相)→(W相からU相)→
(W相からV相)へと流れモーターを駆動する。そし
て、前記三相差動波形の振幅を変化させることにより、
モータのドライブ能力を制御する。
次に、入力端子2に入力される三相差動波形がフル・ス
ウィング(三相差動波形の振幅が大きくなり“H"の電位
が電源電圧VCCに、“L"の電位がGND5に近似し、モータ
の駆動能力が落ちてくる寸前の状態)したときの上段及
び下段ドライバー1及び4のサチュレーション電圧V
CE(sat)上及びVCE(sat)下(モータドライブ回路が
最大の駆動能力を発揮する場合で、モータドライブ回路
での最大の電圧降下)を求める。以下、トランジスタ
Q1,Q6,Q7のベース・エミッタ間電圧を各々VBE1,VBE6,V
BE7とし、トランジスタQ5,Q12のコレクタ・エミッタ間
電圧を各々VCE5・VCE12とし、 VBE1≒VBE6≒VBE7≒VBE …(1) VBE>VCE5,VBE>VCE12 …(2) なる関係が成立するものとする。
まず上段ドライバー1のサチュレーション電圧V
CE(sat)上を求める。三相差動波形のフルスウィング
時には“H"の電位が電源電圧VCCに近似することを考慮
すると、出力端子3と入力端子2の電位差はVBE1,出
力端子3と電源電圧VCCとの電位差はVBE6+VCE5であ
るので、(1)式,(2)式より VBE1<VBE6+VCE5 …(3) となる。従って、上段ドライバー1が動作するための条
件、つまりトランジスタQ1,Q5及びQ6をONするためのサ
チュレーション電圧VCE(sat)上は VCE(sat)上=VBE6+VCE5 …(4) となる。
次に下段ドライバー4のサチュレーション電圧V
CE(sat)下を求める。三相差動波形のフルスウィング
時には、“L"の電位はGND5に近似することを考慮する
と、出力端子3と入力端子2の電位差はVBE7、出力端
子3とGND5の電位差はVCE12であるので、(1)式、(2)式
より VBE7>VCE12 …(5) となる。従って、下段ドライバー4が動作するための条
件、つまりトランジスタQ7,Q12がONするためのサチュレ
ーション電圧VCE(sat)下は VCE(sat)下=VBE7 …(6) となる。よって各相の出力端子3に接続されている図示
していないモーターコイルの両端にかかる電圧は VCC−(VCE(sat)上+VCE(sat)下) =VCC−VBE6−VCE5−VBE7 …(7) となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のモータードライブ回路は以上のように構成されて
いるので、上段及び下段のドライバー1及び4のサチュ
レーション電圧VCE(sat)上及びVCE(sat)下が比較
的大きく、モーターコイル両端にかかる電圧が小さくな
るため、モータードライブ能力が小さいという問題点が
あった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、モータドライブ回路での電圧降下が小さく、
モータードライブ能力が大きいモータードライブ回路を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るモータードライブ回路は、複数相の差動
入力がPNPトランジスタ及びNPNトランジスタのベースに
入力され、プッシュプル方式によりその入力に応じモー
ターを駆動すモータるドライブ回路において、前記PNP
トランジスタのエミッタと出力との間に第1のレベルシ
フト回路を設け、該PNPトランジスタのエミッタ電位を
前記出力の電位よりも高くした構成としている。
〔作用〕
この発明における第1のレベルシフト回路はプッシュプ
ル方式の一方のPNPトランジスタのエミッタ電位を出力
の電位よりも高くすることによりモータードライブ回路
での電圧降下を小さくし、モーターコイル両端にかかる
電圧を大きくする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例であるモータードライブ回
路の1相あたりを示す回路図である。図において、従来
との相違点は、トランジスタQ7のエミッタと出力端子3
との間にレベルシフト用のダイオードD1を介挿したこと
である。ダイオードD1のカソードは出力端子3に、アノ
ードは抵抗R9を介し電源電圧VCCに接続され、かつトラ
ンジスタQ7のエミッタにも接続されている。他の構成は
第3図の従来回路と同様である。
次に動作について説明する。図示していないホールアン
プから第4図に示すように位相が120゜ずつずれた三相
差動波形が各相の入力端子2に入力され、回転電流が各
相のモーターコイルに流れ、モーターが駆動される動作
は従来と同様である。
次に入力端子2に入力される三相差動波形がフル・スウ
ィングしたときの上段及び下段ドライバー1及び4のサ
チュレーション電圧VCE(sat)上及びVCE(sat)下
求める。以下、ダイオードD1の順方向電圧降下をVD1
し、 VD1≒VBE …(8) とする。その他の条件は従来例と同様である。
まず上段ドライバー1のサチュレーション電圧V
CE(sat)上は従来例で示した(4)式と同様である。
次に、下段ドライバー4のサチュレーション電圧V
CE(sat)下を求める。三相差動波形がフルスウィング
時には“L"の電位がGND5に近似することを考慮すると、
出力端子3と入力端子2の電位差はVD1−VBE7、出力
端子3とGND5との電位差はVCE12であるので(1)式より VD1−VBE7≒VBE−VBE =0 …(9) となり、 VD1−VBE7<VCE12 …(10) となる。従って、下段ドライバー4が動作するための条
件、つまりトランジスタQ7,Q12がONするためのサチュレ
ーション電圧VCE(sat)下は、 VCE(sat)下=VCE12 …(11) となる。よって、各相の出力端子3に接続されているモ
ーターコイルの両端にかかる電圧は VCC−(VCE(sat)上+VCE(sat)下) =VCC−VBE6−VCE5−VCE12 …(12) となる。(7)と(12)式を(1)式,(2)式の条件下において
比較すると、本実施例の方がモータドライブ回路での電
圧降下(VCE(sat)上+VCE(sat)下)が小さく、モ
ーターコイルの両端にかかる電圧が大きいことになる。
第2図はこの発明による他の実施例を示す回路図であ
る。第1図の実施例との相違点は、レベルシフト用ダイ
オードD2及びD3をさらに設けたことである。ダイオード
D2はアノードが出力端子3に、カソードが抵抗R10を介
しGND5にまたトランジスタQ1のエミッタに各々接続され
ている。ダイオードD3は、アノードが入力端子2に、カ
ソードがトランジスタQ1のベースに各々接続されてい
る。このような構成にすることにより、上記実施例と同
様の効果を奏するとともに、トランジスタQ1のエミッタ
電位が出力端子3よりもVBEだけ低く、トランジスタQ7
のエミッタ電位がVBEだけ高くなるため、上段ドライバ
ー1動作時のトランジスタQ1〜Q5および下段ドライバー
4動作時のQ7〜Q11は電位的に余裕ができ、電源電圧V
CCが低電位でも動作可能となる。
また、上記実施例では差動入力が三相の場合について説
明したが、二相,四相などの任意の他の多相入力でも上
記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、複数相の差動入力を
受けるプッシュプル方式の一方のPNPトランジスタのエ
ミッタと出力との間に第1のレベルシフト回路を設け、
該PNPトランジスタのエミッタ電位の出力の電位よりも
高くなるようにしたので、モータドライブ回路での電圧
降下を軽減することができ、その結果モーターコイルの
両端にかかる電圧が高くなりモータードライブ能力が高
くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、第3図は従来のモー
タードライブ回路を示す回路図、第4図は三相差動入力
を示す波形図である。 図において、2は入力端子、Q1はPNPトランジスタ、Q7
はNPNトランジスタ、D1はダイオードである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数相の差動入力がPNPトランジスタ及びN
    PNトランジスタのベースに入力され、プッシュプル方式
    によりその入力に応じモーターを駆動するモータードラ
    イブ回路において、 前記PNPトランジスタのエミッタと出力との間に第1の
    レベルシフト回路を設け、前記PNPトランジスタのエミ
    ッタ電位を前記出力の電位よりも高くしたことを特徴と
    するモータードライブ回路。
  2. 【請求項2】前記NPNトランジスタのベースと前記入力
    との間に第2のレベルシフト回路をさらに設け、前記NP
    Nトランジスタのベース電位を前記入力の電位よりも低
    くするとともに、前記NPNトランジスタのエミッタと前
    記出力との間に第3のレベルシフト回路をさらに設け、
    前記NPNトランジスタのエミッタ電位を前記出力の電位
    よりも低くした特許請求の範囲第1項記載のモータード
    ライブ回路。
  3. 【請求項3】前記第1,第2及び第3のレベルシフト回路
    はダイオードより成る特許請求の範囲第2項記載のモー
    タードライブ回路。
JP62274199A 1987-10-29 1987-10-29 モータードライブ回路 Expired - Lifetime JPH0669308B2 (ja)

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JP2560107B2 (ja) * 1989-03-02 1996-12-04 ローム株式会社 Dcモータ用駆動回路
JP2648032B2 (ja) * 1991-02-22 1997-08-27 三洋電機株式会社 モータ駆動回路
WO1996005650A1 (fr) * 1994-08-11 1996-02-22 Hitachi, Ltd. Systeme d'attaque de moteur

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