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JPH1080178A - DC brushless motor drive circuit - Google Patents

DC brushless motor drive circuit

Info

Publication number
JPH1080178A
JPH1080178A JP8231610A JP23161096A JPH1080178A JP H1080178 A JPH1080178 A JP H1080178A JP 8231610 A JP8231610 A JP 8231610A JP 23161096 A JP23161096 A JP 23161096A JP H1080178 A JPH1080178 A JP H1080178A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
overcurrent
brushless motor
value
time
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.)
Withdrawn
Application number
JP8231610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Nakamura
靖 中村
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.)
Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
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 Casio Computer Co Ltd, Casio Electronics Manufacturing Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP8231610A priority Critical patent/JPH1080178A/en
Publication of JPH1080178A publication Critical patent/JPH1080178A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は直流ブラシレスモータのモータ駆動
装置に係り、特にモータの過電流制限回路の設定値をモ
ータの回転数に応じて可変し、大きな過電流を流す必要
のない小容量のモータ駆動回路を提供するものである。 【解決手段】 直流ブラシレスモータの近傍に設けられ
たエンコーダ4aにより検出したモータの回転検出信号
に従ってPWM信号を出力し、その出力は直流ブラシレ
スモータの駆動電流を検出したデータに基づいて制御す
るものであり、この制御によりモータの過電流を調整
し、特にモータ起動時の過電流と通常運転時で一定の過
電流を流すことにより、確実なモータ駆動を行うもので
ある。また、PLLロックを確実に短時間で行うもので
ある。
(57) Abstract: The present invention relates to a motor driving device for a DC brushless motor, and in particular, it is necessary to vary a set value of a motor overcurrent limiting circuit in accordance with the number of rotations of the motor to flow a large overcurrent. The present invention provides a small-capacity motor drive circuit. SOLUTION: A PWM signal is outputted in accordance with a motor rotation detection signal detected by an encoder 4a provided in the vicinity of a DC brushless motor, and the output is controlled based on data obtained by detecting a driving current of the DC brushless motor. In this method, the overcurrent of the motor is adjusted by this control, and in particular, the overcurrent at the time of starting the motor and a constant overcurrent during the normal operation are supplied, so that the motor is reliably driven. Further, the PLL lock is reliably performed in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は直流ブラシレスモー
タのモータ駆動装置に係り、特に過電流制限を行う直流
ブラシレスモータの駆動回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor driving device for a DC brushless motor, and more particularly to a DC brushless motor driving circuit for limiting overcurrent.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、機械的ノイズが少なく、近傍の電
子機器にノイズの悪影響を与えることのない直流ブラシ
レスモータが電子機器の分野で広く採用されている。そ
して、この直流ブラシレスモータの駆動制御は、通常P
LL(Phase Locked Loop)制御によって行われている。
すなわち、直流ブラシレスモータの回転速度をエンコー
ダで測定し、この測定速度に基づくパルス信号と基準パ
ルスと比較し、その位相差に従った駆動電流を直流ブラ
シレスモータに供給し、モータを定速回転させる制御で
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, DC brushless motors that have little mechanical noise and do not adversely affect nearby electronic equipment have been widely used in the field of electronic equipment. The drive control of this DC brushless motor is usually performed by P
This is performed by LL (Phase Locked Loop) control.
That is, the rotational speed of the DC brushless motor is measured by an encoder, a pulse signal based on the measured speed is compared with a reference pulse, a drive current according to the phase difference is supplied to the DC brushless motor, and the motor is rotated at a constant speed. Control.

【0003】このような直流ブラシレスモータは、その
特性上数Ω(オーム)程度の巻線抵抗(電機子巻線抵
抗)しか有しない。したがって、モータの駆動開始時、
電機子反作用がモータに発生しないため大きな始動電流
が流れることになる。例えば、電源電圧を24Vとして
モータを始動すると、モータの電機子巻線には10A前
後の電流が流れることになる。このような大きな電流
は、電機子巻線の焼損等の原因となる。
[0003] Such a DC brushless motor has only a winding resistance (armature winding resistance) of about several ohms (ohms) due to its characteristics. Therefore, at the start of driving the motor,
Since the armature reaction does not occur in the motor, a large starting current flows. For example, when the motor is started with the power supply voltage set to 24 V, a current of about 10 A flows through the armature winding of the motor. Such a large current causes burnout of the armature winding and the like.

【0004】そこで、従来のモータ駆動回路には上述の
ような大きな電流が流れることを防止するため過電流保
護回路が設けられている。この過電流保護回路は、電機
子巻線に流れる電流をモータ定格電流の2〜3倍程度に
制限するものである。したがって、例えばモータの定格
電流が1.4Aの場合、4A(この場合、約2.9倍)
までに電流(過電流)を制限する保護回路を使用する。
また、例えばモータの定格電流が1.2Aの場合、3.
5A(この場合も、約2.9倍)までに電流(過電流)
を制限する保護回路を使用する。尚、これらの過電流保
護回路は、モータドライバ回路に電流制限抵抗を接続し
て構成するため、通常、一旦設定した過電流保護回路の
設定値は可変せず、一種類の設定値によりモータの駆動
を行っている。
Therefore, a conventional motor drive circuit is provided with an overcurrent protection circuit for preventing such a large current from flowing. This overcurrent protection circuit limits the current flowing through the armature winding to about two to three times the rated motor current. Therefore, for example, when the rated current of the motor is 1.4 A, 4 A (in this case, about 2.9 times)
Use a protection circuit to limit the current (overcurrent) by the time.
For example, when the rated current of the motor is 1.2 A,
Current (overcurrent) up to 5A (again, about 2.9 times)
Use a protection circuit to limit the Since these overcurrent protection circuits are configured by connecting a current limiting resistor to the motor driver circuit, the set value of the overcurrent protection circuit once set does not vary, and the motor is controlled by one type of set value. Driving.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
モータ駆動回路では、過電流保護回路を設けて過電流値
を設定するが、モータ内の巻線の巻数、固定子と回転子
の配設誤差、等により定格電流は設計値に一致しない。
例えば、上述のようにモータの定格電流から過電流値を
例えば3.5Aに設定しても、その実測値は1.7A等
の小さな過電流値に設定されることも多い。したがっ
て、モータを実際に起動し、モータへの供給電流が序々
に上昇すると、例えば実測値1.7A程度で過電流保護
回路が働き、それ以上電流が供給されないこともある。
かかる場合、モータを起動し、PLL制御により回転速
度が基準値に達した時点でモータの回転速度を一定値に
設定するが、この時のモータへの供給電流は、最大でも
1.7A程度である。したがって、過電流保護回路の動
作の終了と共にモータの回転速度は、PLL制御により
一定速度にロックされ、モータの定格電流(1.4A)
と供給電流(1.7A)との差が小さい(0.3A程度
である)為、モータ起動時にハンチングしやくなる。つ
まり、PLLロックに引き込む位相ロックレンジ(位相
ロック幅)が狭く、位相ロックに時間を要する。
As described above, in the conventional motor drive circuit, an overcurrent protection circuit is provided to set the overcurrent value. However, the number of windings in the motor, the number of windings of the stator and the rotor, and the like. The rated current does not match the design value due to installation errors and the like.
For example, as described above, even if the overcurrent value is set to, for example, 3.5 A from the rated current of the motor, the measured value is often set to a small overcurrent value such as 1.7 A. Therefore, when the motor is actually started and the supply current to the motor gradually increases, the overcurrent protection circuit operates at, for example, about 1.7 A of the actually measured value, and no more current may be supplied.
In such a case, the motor is started, and when the rotation speed reaches the reference value by the PLL control, the rotation speed of the motor is set to a constant value. At this time, the supply current to the motor is about 1.7 A at the maximum. is there. Therefore, when the operation of the overcurrent protection circuit is completed, the rotation speed of the motor is locked to a constant speed by the PLL control, and the rated current of the motor (1.4 A)
And the supply current (1.7 A) is small (about 0.3 A), so that hunting becomes easy when the motor is started. That is, the phase lock range (phase lock width) drawn into the PLL lock is narrow, and the phase lock requires time.

【0006】また、上述の過電流保護回路はモータ起動
時における過負荷に対しても働くが、通常運転時に発生
する過負荷に対して働き、両時点でのモータ電流の実測
値に違いが生じる。すなわち、モータ起動時と運転中の
過負荷時では駆動回路の時定数やモータの入力インピー
ダンス等が異なり、例えば運転中の過負荷時の電流の実
測値が、例えば1.7Aであるにもかかわらず、モータ
起動時の電流として例えば2.6Aが実測される場合も
ある。図7は上述の理由を説明する波形図である。モー
タ起動時は電機子巻線のコイル成分がなく(又は小さ
く)、(I)に示すように電流波形は鋭くなが、通常駆
動時における過負荷時では電機子巻線のコイル成分によ
り、(II)に示すように電流波形は滑らかになり、そ
の結果として両場合において時定数及び入力インピーダ
ンスに差が生じる。
The above-mentioned overcurrent protection circuit also works for an overload at the time of starting the motor, but works for an overload generated at the time of normal operation, causing a difference between the measured values of the motor current at both times. . That is, the time constant of the drive circuit and the input impedance of the motor are different between the time of starting the motor and the time of overload during operation. For example, the actual measured value of the current at the time of overload during operation is 1.7 A, for example. In some cases, for example, 2.6 A is actually measured as the current at the time of starting the motor. FIG. 7 is a waveform chart for explaining the above-mentioned reason. When the motor is started, there is no (or small) coil component of the armature winding, and the current waveform is sharp as shown in (I). As shown in II), the current waveform becomes smooth, resulting in a difference between the time constant and the input impedance in both cases.

【0007】かかる場合、モータ起動時における過電流
と通常運転時の過負荷に対する過電流の間に、例えば
0.9Aの差が生じ、モータ駆動回路はこの差を補償す
るため、より電流容量の大きい駆動回路を必要とする。
このことは、回路のコストアップの原因ともなる。
In such a case, a difference of, for example, 0.9 A occurs between the overcurrent at the time of starting the motor and the overcurrent for the overload during the normal operation, and the motor drive circuit compensates for this difference. Requires a large drive circuit.
This causes an increase in the cost of the circuit.

【0008】本発明は上記課題を解決するため、直流ブ
ラシレスモータの過電流制限回路の設定値をモータの回
転数に応じて可変し、小容量のモータ駆動回路を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a small-capacity motor drive circuit in which the set value of an overcurrent limiting circuit of a DC brushless motor is varied according to the number of rotations of the motor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は上
記課題を解決するため、過電流制限手段を有する直流ブ
ラシレスモータ駆動回路において、モータの回転速度検
知手段を備え、該回転速度検知手段の検知出力に応じて
前記過電流制限手段の過電流制限レベルを変更する直流
ブラシレスモータ駆動回路を提供することにより達成で
きる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a DC brushless motor driving circuit having an overcurrent limiting means, comprising a motor rotational speed detecting means. This can be achieved by providing a DC brushless motor driving circuit that changes the overcurrent limiting level of the overcurrent limiting means in accordance with the detection output of (1).

【0010】ここで、モータの回転速度検知手段は例え
ばエンコーダであり、過電流制限手段は例えばCPUで
あり、過電流制限手段により検出したモータの回転速度
に従って過電流を制御し、インピーダンス等の相違によ
る過電流の変化を調整し、直流ブラシレスモータの駆動
状態に対応した過電流制御を行うことができる。
Here, the motor rotation speed detecting means is, for example, an encoder, and the overcurrent limiting means is, for example, a CPU, which controls the overcurrent in accordance with the rotating speed of the motor detected by the overcurrent limiting means, and detects a difference in impedance or the like. , The overcurrent control corresponding to the driving state of the DC brushless motor can be performed.

【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明をより具体化するものであり、前記過電流制限レベル
の変更は、例えばモータ起動時の過電流と通常駆動時の
過電流との間で変更を行う構成である。
According to a second aspect of the present invention, the change of the overcurrent limit level is performed, for example, by changing the overcurrent at the time of starting the motor and the overcurrent at the time of normal driving. This is a configuration in which changes are made between.

【0012】このように構成することにより、特に問題
となるモータ起動時と通常駆動時の過電流の差を調整
し、正確な過電流の制限設定を行うものである。請求項
3記載の発明は、請求項1記載の発明をより具体化する
ものであり、前記過電流制限手段は、例えばモータ起動
時の電流と通常駆動時の過電流との差に基づいて、前記
過電流制限レベルの変更を行う構成である。
With this configuration, the difference between the overcurrent at the time of starting the motor and the overcurrent at the time of normal driving, which is particularly problematic, is adjusted, and an accurate overcurrent limit setting is performed. The invention according to claim 3 embodies the invention according to claim 1, wherein the overcurrent limiting unit is configured, for example, based on a difference between a current at the time of starting the motor and an overcurrent at the time of normal driving. The overcurrent limit level is changed.

【0013】ここで、モータ起動時の電流と通常駆動時
の過電流の検出は、例えばモータの電機子巻線に流れる
電流を抵抗を介して検出し、この電流値をCPUに出力
する。尚、過電流の検出方法は上述の方法に限らず、他
の回路素子、例えばトランジスタ等を使用して構成して
も良い。
Here, the current at the time of starting the motor and the overcurrent at the time of normal driving are detected, for example, by detecting the current flowing through the armature winding of the motor through a resistor, and outputting the current value to the CPU. The overcurrent detection method is not limited to the above-described method, and may be configured using another circuit element, for example, a transistor.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
を用いて詳細に説明する。 <第1の実施形態例>図1は本実施形態例のモータ駆動
回路のブロック図である。本例のモータ駆動回路は、C
PU1、タイミング発生回路2、モータドライバ3で構
成され、モータドライバ3の出力が、直流ブラシレスモ
ータ4に供給される。CPU1は、直流ブラシレスモー
タ4の回転制御、電圧制御、過電流制御、等の各種制御
を行う中央処理部であり、不図示のROMに記憶するプ
ログラムに従って制御を行う。また、エンコーダ4aは
直流ブラシレスモータ4の回転速度を検出する装置であ
り、例えばフォトカプラ等の光電変換素子を使用してモ
ータの回転速度を検出し、CPU1に回転検出信号を出
力する。CPU1はこの信号と基準クロック(基準CL
K)の周波数及び位相と比較し、その差分をPWM信号
としてタイミング発生回路2に出力する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram of a motor drive circuit according to the first embodiment. The motor drive circuit of this example is C
It comprises a PU 1, a timing generation circuit 2, and a motor driver 3, and the output of the motor driver 3 is supplied to a DC brushless motor 4. The CPU 1 is a central processing unit that performs various controls such as rotation control, voltage control, and overcurrent control of the DC brushless motor 4, and performs control according to a program stored in a ROM (not shown). The encoder 4a is a device that detects the rotation speed of the DC brushless motor 4, detects the rotation speed of the motor using a photoelectric conversion element such as a photocoupler, and outputs a rotation detection signal to the CPU 1. The CPU 1 receives this signal and a reference clock (reference CL).
K), and outputs the difference to the timing generation circuit 2 as a PWM signal.

【0015】尚、直流ブラシレスモータ4の近傍に設け
られたホールセンサ4bは、回転子のマグネット(例え
ば、永久磁石)の配設位置を検出するセンサであり、直
流ブラシレスモータ4内の巻線の切り替えを検知し、こ
の検知信号をタイミング発生回路2に出力する。
The Hall sensor 4b provided in the vicinity of the DC brushless motor 4 is a sensor for detecting an arrangement position of a rotor magnet (for example, a permanent magnet). The switching is detected, and this detection signal is output to the timing generation circuit 2.

【0016】タイミング発生回路2はホールセンサ4b
から出力される信号に基づいてモータ4の巻線の切り替
えタイミングを知り、この切り替えタイミングを基準と
してモータドライバ3に駆動信号を出力する。モータ4
はモータドライバ3から出力される駆動信号に従って各
巻線(電機子巻線)に駆動電流を流し、モータ4を駆動
する。
The timing generation circuit 2 has a Hall sensor 4b.
The switching timing of the windings of the motor 4 is known based on the signal output from the controller 4, and a drive signal is output to the motor driver 3 based on the switching timing. Motor 4
Drives a motor 4 by passing a drive current through each winding (armature winding) according to a drive signal output from the motor driver 3.

【0017】また、モータドライバ3と接地間には抵抗
Rが接続され、モータ4の各巻線に流れた電流はこの抵
抗Rを通して接地に流れ込む。また、モータドライバ3
と抵抗Rの接続点は、CPU1のA/D入力(アナログ
・デジタル変換入力)に供給され、モータドライバ3と
抵抗R間に発生する電圧を検知できる構成である。尚、
本例では抵抗Rの抵抗値を、例えば0.5Ωに設定して
いる。
A resistor R is connected between the motor driver 3 and the ground, and the current flowing through each winding of the motor 4 flows into the ground through the resistor R. Motor driver 3
The connection point between the resistor R and the resistor R is supplied to an A / D input (analog-digital conversion input) of the CPU 1 so that a voltage generated between the motor driver 3 and the resistor R can be detected. still,
In this example, the resistance value of the resistor R is set to, for example, 0.5Ω.

【0018】一方、図2は上述の基準クロック(基準C
LK)の発生回路を示す。この回路は、発振器6、及び
インバータ9と分周回路10で構成されている。発振器
6はコルピッツ回路を構成する水晶振動子7、コンデン
サC1、C2、及び抵抗Rとインバータ8で構成され、
水晶振動子7の固有振動数に基づく発振周波数をインバ
ータ9を介して分周回路10に出力する。分周回路10
は入力する信号の周波数を複数回分周し、所定周波数の
基準クロック(基準CLK)として上述のCPU1に出
力する。
FIG. 2 shows the reference clock (reference C).
LK). This circuit includes an oscillator 6, an inverter 9, and a frequency divider 10. The oscillator 6 is composed of a crystal oscillator 7 constituting a Colpitts circuit, capacitors C1 and C2, a resistor R, and an inverter 8,
An oscillation frequency based on the natural frequency of the crystal unit 7 is output to a frequency dividing circuit 10 via an inverter 9. Dividing circuit 10
Divides the frequency of an input signal a plurality of times and outputs the frequency to the CPU 1 as a reference clock (reference CLK) having a predetermined frequency.

【0019】以上の構成のモータ駆動回路において、そ
の処理動作を説明する。尚、本例のモータ駆動回路は、
例えばプリンタ装置内の各種ローラ、感光体ドラム等を
駆動する直流ブラシレスモータの駆動回路とする。
The processing operation of the motor drive circuit having the above configuration will be described. In addition, the motor drive circuit of this example is
For example, it is a drive circuit of a DC brushless motor that drives various rollers, a photosensitive drum, and the like in the printer device.

【0020】図3は本例のモータの処理動作を説明する
フローチャートである。先ず、プリンタ装置の初期設定
処理により、各種ローラ、感光体ドラム等を駆動するた
め直流ブラシレスモータ4の駆動を開始する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing operation of the motor of this embodiment. First, the DC brushless motor 4 for driving various rollers, photosensitive drums, and the like is started by initial setting processing of the printer device.

【0021】CPU1は、先ずモータ4の駆動開始信号
が入力すると、「TM 」と「ΦM 」をカウントする(ス
テップ(以下Sで示す)1)。このカウント処理は、エ
ンコーダ4aで検出する直流ブラシレスモータ4の回転
速度と、上述の基準クロック(基準CLK)の周期をカ
ウントする処理であり、CPU1内に設けられた不図示
のカウンタによりエンコーダ4aから出力される回転検
出信号を計数してカウント値「TM 」とし、また前述の
分周回路10から出力される信号を計数してカウント値
「ΦM 」とする。尚、このカウント値「TM 」はエンコ
ーダ4aが検出するモータの回転速度信号のパルス幅を
示すものであり、図6に示すパルス幅「tm」が対応す
る。また、カウント値「ΦM 」は基準クロックのパルス
幅を示すものであり、図6に示すパルス幅「φm」が対
応する。したがって、パルス幅「tm」が広い場合、カ
ウント値「TM 」が大きくなり、パルス幅「φm」が広
い場合もカウント値「ΦM 」が大きくなる。
When a drive start signal for the motor 4 is input, the CPU 1 counts "T M " and "Φ M " (step (hereinafter referred to as S) 1). This counting process is a process of counting the rotation speed of the DC brushless motor 4 detected by the encoder 4a and the cycle of the above-described reference clock (reference CLK). The counter is provided from the encoder 4a by a counter (not shown) provided in the CPU 1. and the count value "T M" counts the rotation detection signal output, also a count value "[Phi M" by counting the signal outputted from the frequency divider 10 of the above. Incidentally, the count value "T M" is intended to indicate a pulse width of the rotational speed signal of the motor encoder 4a is detected, the corresponding pulse width "tm" shown in FIG. The count value “Φ M ” indicates the pulse width of the reference clock, and corresponds to the pulse width “φm” shown in FIG. Therefore, when the pulse width "tm" is wide, the count value "T M" is increased, the count value even when the pulse width "φm" broad "[Phi M" increases.

【0022】一方、上述の処理(S1)では、CPU1
のA/D入力に供給される電圧データもデジタルデータ
に変換して読みとられる。次に、CPU1は「TM 」の
カウント値が「128」より小さいか否か判断する(S
2)。直流ブラシレスモータ4の回転初期時には、モー
タ停止状態から徐々に速度を増すため回転速度は遅い。
例えば、図4は直流ブラシレスモータ4が回転を開始し
てから、回転速度を20rpm 、50rpm 、100rpm 、
500rpm、1030rpm と徐々に増加した場合の「T
M 」の値を示す(但し、同図には後述する「n」、「C
PU1の設定電流」、及びその「実測値」も示してい
る)。
On the other hand, in the above processing (S1), the CPU 1
The voltage data supplied to the A / D input is also converted into digital data and read. Next, the CPU 1 determines whether or not the count value of “T M ” is smaller than “128” (S
2). At the beginning of the rotation of the DC brushless motor 4, the rotation speed is slow because the speed gradually increases from the motor stopped state.
For example, FIG. 4 shows that after the DC brushless motor 4 starts rotating, the rotation speed is changed to 20 rpm, 50 rpm, 100 rpm,
"T" when gradually increasing to 500 rpm and 1030 rpm
M ”(however,“ n ”and“ C
PU1 set current "and its" actual measurement value "are also shown).

【0023】ここで、図4からも判るように、直流ブラ
シレスモータ4の回転初期時「TM」>128であり、
判断(S2)はN(ノー)である。したがって、CPU
1は判断(S3)に移行する。この判断(S3)は
「n」の値が、
Here, as can be seen from FIG. 4, "T M "> 128 at the beginning of rotation of the DC brushless motor 4, and
The judgment (S2) is N (No). Therefore, CPU
1 shifts to the judgment (S3). In this judgment (S3), the value of “n” is

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】であるか否かを判断するものである。この
「n」の値は、直流ブラシレスモータ4起動時のCPU
1の設定電圧を決定する値であり、前述の従来例で説明
したように、モータ起動時とモータ過負荷時ではモータ
の回転数が異なるため、CPU1の設定電流と実測値に
差が生じ、正確な電流制御ができないので、これを調整
するための数値である。尚、この「n」の値が「44」
の時、図4に示すように、直流ブラシレスモータ4の回
転数は1030rpm である。
It is to judge whether or not. The value of “n” is determined by the CPU when the DC brushless motor 4 is started.
1 is a value that determines the set voltage, and as described in the above-described conventional example, the motor rotation speed is different between when the motor is started and when the motor is overloaded, so that there is a difference between the set current of the CPU 1 and the actually measured value. Since accurate current control cannot be performed, this is a numerical value for adjusting this. Note that the value of this “n” is “44”
At this time, as shown in FIG. 4, the rotation speed of the DC brushless motor 4 is 1030 rpm.

【0026】さらに詳しく上記数式を説明すると、図5
は直流ブラシレスモータ4の回転数が可変した場合のC
PU1の設定値を示す図であり、同図の直線は起動時
の過電流実測値を示し、直線は通常駆動時の過電流実
測値を示す。すなわち、従来例で説明したように、モー
タ起動時と運転中の過負荷時では駆動回路の時定数やモ
ータの入力インピーダンスが異なり、運転中の過負荷時
の電流実測値が例えば1.7Aであるのに対し、モータ
起動時の電流値が例えば2.6Aと高くなり、この0.
9Aの差を調整する必要がある。
The above equations will be described in more detail.
Is C when the rotation speed of the DC brushless motor 4 is variable.
It is a figure which shows the set value of PU1, The straight line of the figure shows the overcurrent measured value at the time of starting, and the straight line shows the overcurrent measured value at the time of normal drive. That is, as described in the conventional example, the time constant of the drive circuit and the input impedance of the motor differ between when the motor is started and when the motor is overloaded, and the actual measured value of the current when the motor is overloaded is 1.7 A, for example. On the other hand, the current value at the time of starting the motor is increased to, for example, 2.6 A.
It is necessary to adjust the difference of 9A.

【0027】したがって、この差を調整すべく、本例は
図5のの曲線に従って制御を行う。すなわち、運転中
の過負荷時の電流値が例えば1.7Aである場合、モー
タ起動時の電流値は更に0.9A高いので、予め矢印a
で示すように運転中の過負荷時の電流値を0.8Aまで
下げ、結果的にモータ起動時の電流値を1.7A(2.
6Aー0.9A)に調整する(図5の矢印b)。したが
って、直流ブラシレスモータ4の回転数が1030rpm
に達するまでは曲線に示す「n」の値をとる。この
「n」の値が上記数1である。尚、前述のように抵抗R
の値が0.5Ωであり、上記のように直流ブラシレスモ
ータ4起動時の実測電流が1.7Aになるようにするた
め、CPU1の設定電流を0.8Aとする。このために
は、A/D入力の設定値として、N1を起動時設定値、
N2を定常時設定値とすれば、
Therefore, in order to adjust this difference, the present embodiment performs control according to the curve of FIG. In other words, when the current value during overload during operation is, for example, 1.7 A, the current value at the time of starting the motor is further higher by 0.9 A.
As shown by, the current value at the time of overload during operation is reduced to 0.8 A, and as a result, the current value at the time of starting the motor is 1.7 A (2.
6A-0.9A) (arrow b in FIG. 5). Therefore, the rotation speed of the DC brushless motor 4 is 1030 rpm
Until it reaches the value of "n" shown in the curve. The value of this “n” is the above equation (1). Note that the resistance R
Is 0.5Ω, and the set current of the CPU 1 is set to 0.8 A so that the measured current at the time of starting the DC brushless motor 4 becomes 1.7 A as described above. For this purpose, N1 is a set value at the time of start-up as a set value of the A / D input,
If N2 is a steady state set value,

【0028】[0028]

【数2】 (Equation 2)

【0029】であり、A/D入力の入力値を「n」とす
れば、過電流制御の演算式は、
If the input value of the A / D input is “n”, the arithmetic expression for overcurrent control is

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】となる。したがって、CPU1は上述のよ
うにして設定される数式を満足するまでPWM制御を行
う(S3がN、S4)。すなわち、PWM=(ΦM ー1
28)+20X(TM ー128)+X(ここで、Xは定
格トルク時の制御回転数にするためのPWM値である)
で示す補正値に従って直流ブラシレスモータ4の回転速
度を増す。すなわち、CPU1はモータ4の回転速度
「TM 」と基準クロック「ΦM 」とを比較し、その位相
差に基づくPWM信号をモータ4に出力し、徐々に直流
ブラシレスモータ4の速度を増加させる。
## EQU1 ## Therefore, the CPU 1 performs the PWM control until the expression set as described above is satisfied (N in S3, S4). That is, PWM = (Φ M −1
28) + 20X (T M over 128) + X (where, X is PWM value to the control rotation speed at rated torque)
The rotational speed of the DC brushless motor 4 is increased according to the correction value indicated by. That is, the CPU 1 compares the rotation speed “T M ” of the motor 4 with the reference clock “Φ M ”, outputs a PWM signal based on the phase difference to the motor 4, and gradually increases the speed of the DC brushless motor 4. .

【0032】その後、直流ブラシレスモータ4の回転速
度が増し、「TM 」のカウント値が「128」をより小
さくなると(S2がY)、CPU1は「n」の値が「4
4」より大きいか判断する(S5)。ここで、「n」の
値が「44」である場合、モータの回転速度は前述のよ
うに1030rpm であり、PWM信号の出力を直ぐに停
止する(S5がY、S6)。また、「n」の値が「4
4」に達していなければ、上述の処理(S4)によりP
WM信号の出力を継続し、モータの回転速度が増し(S
5がN、S4)、「n」の値が「44」に達した時点で
PWM信号の出力を停止する(S5がY、S6)。
Thereafter, when the rotation speed of the DC brushless motor 4 increases and the count value of “T M ” becomes smaller than “128” (Y in S2), the CPU 1 sets the value of “n” to “4”.
4 "is determined (S5). Here, when the value of "n" is "44", the rotation speed of the motor is 1030 rpm as described above, and the output of the PWM signal is immediately stopped (Y in S5, S6). When the value of “n” is “4”
If “4” has not been reached, P is determined by the above processing (S4).
The output of the WM signal is continued, and the rotation speed of the motor increases (S
5 is N, S4), and when the value of "n" reaches "44", the output of the PWM signal is stopped (S5 is Y, S6).

【0033】したがって、この時PWM制御を停止する
ことで、この時の直流ブラシレスモータ4の回転速度
(1030rpm)でモータの回転がロックする。したがっ
て、以後この回転速度にロックされ、直流ブラシレスモ
ータ4は一定回転速度で駆動する。
Therefore, by stopping the PWM control at this time, the rotation of the motor is locked at the rotation speed (1030 rpm) of the DC brushless motor 4 at this time. Therefore, the DC brushless motor 4 is locked at this rotation speed and is driven at a constant rotation speed.

【0034】以上のように、直流ブラシレスモータ4の
起動時、本例の過電流保護回路は設定値である1.7A
の電流値に電流が制限され、直流ブラシレスモータ4は
1030rpm の時確実にロックされる。一方、CPU1
の値が1030rpm の回転速度で通常回転する時、何ら
かの原因により過負荷がかかると、過電流保護回路が働
く。そして、この時の電流もインピーダンス等の関係か
ら、実質的に1.7Aの電流制限が働く。
As described above, when the DC brushless motor 4 is started, the overcurrent protection circuit according to the present embodiment has the set value of 1.7 A.
The DC brushless motor 4 is reliably locked at 1030 rpm. On the other hand, CPU1
When the value of is normally rotated at a rotation speed of 1030 rpm, if an overload is applied for some reason, the overcurrent protection circuit operates. The current at this time is also substantially limited to 1.7 A due to the relationship of impedance and the like.

【0035】このように、直流ブラシレスモータ4の回
転速度に応じて過電流の電流値を設定するものであり、
このように構成することにより、モータ起動時のピーク
電流を低い方に導くことができ、直流ブラシレスモータ
4の仕様値やモータドライバ3の定格電流を下げること
ができ、装置のコストダウンになる。 <第2の実施形態例>本例のモータ駆動装置は前述の実
施形態例と同様、図1のシステムブロック図、及び図2
の発振回路を使用する構成である。しかし、モータ起動
時の過電流制御を通常回転時の過電流の値に設定する点
が異なる。すなわち、図5に示すの制御を行うもので
ある。
As described above, the current value of the overcurrent is set according to the rotation speed of the DC brushless motor 4.
With this configuration, the peak current at the time of starting the motor can be guided to a lower side, the specification value of the DC brushless motor 4 and the rated current of the motor driver 3 can be reduced, and the cost of the device can be reduced. <Second Embodiment> The motor driving device of this embodiment is the same as the above-described embodiment, and the system block diagram of FIG.
This is a configuration using the oscillation circuit of FIG. However, the difference is that the overcurrent control at the time of starting the motor is set to the value of the overcurrent during the normal rotation. That is, the control shown in FIG. 5 is performed.

【0036】前述の実施形態例と同様、図5の横軸は直
流ブラシレスモータ4の回転数を示し、縦軸はCPU1
の電流設定値を示し、同図の直線は起動時の過電流実
測値を示し、直線は通常駆動時の過電流実測値を示
す。そして、この差を解消すべく、図5のの曲線に従
った制御を行う。
As in the above-described embodiment, the horizontal axis in FIG. 5 indicates the number of rotations of the DC brushless motor 4 and the vertical axis indicates the CPU 1.
, The straight line in the figure shows the measured overcurrent at startup, and the straight line shows the measured overcurrent during normal driving. Then, control according to the curve in FIG. 5 is performed to eliminate this difference.

【0037】すなわち、本例の場合、A/D入力の設定
値として、N1’を起動時設定値、N2’を定常時設定
値とすれば、
That is, in the case of this example, assuming that N1 'is a start-time set value and N2' is a steady-state set value as A / D input set values,

【0038】[0038]

【数4】 (Equation 4)

【0039】であり、A/D入力の入力値を「n’」と
すれば、過電流制御の演算式は、
If the input value of the A / D input is “n ′”, the arithmetic expression for overcurrent control is

【0040】[0040]

【数5】 (Equation 5)

【0041】となる。このようにして設定される
「n’」の値に基づいて、前述の図3に示すフローチャ
ートに従った制御処理を行う。尚、図3の処理は前述の
第1の実施形態例で説明したので詳細は省略する。ま
た、本例では図3の判断(S5)は「n>67」であ
る。したがって、本例では「TM 」が「128」より小
さい時で(S2がY)、且つ「n」が「67」を越える
と(S5がY)、PWM信号の出力を「0」とし、直流
ブラシレスモータ4の回転速度を1030rpm でロック
し、以後この回転速度でモータを駆動する。
## EQU1 ## Based on the value of “n ′” set in this way, the control processing according to the flowchart shown in FIG. 3 is performed. Note that the processing in FIG. 3 has been described in the first embodiment, and thus details are omitted. In this example, the determination (S5) in FIG. 3 is “n> 67”. Thus, in this example, "T M" is a time less than "128" (S2 is Y), and "n" is exceeds "67" (S5 is Y), the output of the PWM signal is set to "0", The rotation speed of the DC brushless motor 4 is locked at 1030 rpm, and thereafter the motor is driven at this rotation speed.

【0042】このように、本例では直流ブラシレスモー
タ4の起動時、過電流保護回路は設定値である2.6A
の電流値に制限され、直流ブラシレスモータ4はその回
転数が1030rpm の時確実にロックする。一方、CP
U1の値が1030rpm の回転速度で通常回転する時、
何らかの原因により過負荷がかかると、過電流保護回路
が働く。そして、この時の電流も実質的に2.6Aに制
限される。
As described above, in this example, when the DC brushless motor 4 is started, the overcurrent protection circuit is set to 2.6 A, which is the set value.
And the DC brushless motor 4 is reliably locked when its rotation speed is 1030 rpm. On the other hand, CP
When the value of U1 normally rotates at a rotation speed of 1030 rpm,
When an overload is applied for some reason, the overcurrent protection circuit operates. The current at this time is also substantially limited to 2.6A.

【0043】このように、直流ブラシレスモータ4の回
転速度に応じて過電流の電流値を設定するものであり、
このように構成することにより、モータ起動時のピーク
電流を高い方に導き、直流ブラシレスモータ4の回転を
ロックする際、極めて広い範囲のロック幅を利用でき、
確実なモータロックを行うことができる。
As described above, the current value of the overcurrent is set according to the rotational speed of the DC brushless motor 4.
With this configuration, the peak current at the time of starting the motor is guided to a higher side, and when the rotation of the DC brushless motor 4 is locked, an extremely wide lock width can be used.
Reliable motor lock can be performed.

【0044】尚、上述の2つの実施形態例の説明では、
発振回路として外部回路(図2に示す発振回路)を使用
したが、CPU1内に発振回路を設ける構成としてもよ
い。また、本実施形態例では本発明のモータ駆動回路を
PLL制御により駆動する構成としたが、PLL制御に
限定されるものではない。
In the above description of the two embodiments,
Although an external circuit (the oscillation circuit shown in FIG. 2) is used as the oscillation circuit, a configuration in which an oscillation circuit is provided in the CPU 1 may be used. In the present embodiment, the motor drive circuit of the present invention is driven by PLL control. However, the present invention is not limited to PLL control.

【0045】さらに、本例のモータ駆動回路は、例えば
プリンタ装置内の各種ローラ、感光体ドラム等を駆動す
る場合だけでなく、他の電子機器に使用されるモータの
駆動にも適用することができる。
Further, the motor drive circuit of the present embodiment can be applied not only to driving various rollers and photosensitive drums in a printer, for example, but also to driving motors used in other electronic devices. it can.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、過
電流制限回路の設定値をモータの回転数に応じて可変
し、小容量のモータ駆動装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the set value of the overcurrent limiting circuit can be varied according to the number of revolutions of the motor, and a small capacity motor drive device can be provided.

【0047】また、モータ起動時の過電流を比較的大き
く設定することにより、確実に所定回転数にロックする
ことができる。
Further, by setting the overcurrent at the time of starting the motor to be relatively large, it is possible to reliably lock the motor at a predetermined rotation speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態例のモータ駆動装置のシステムブロ
ック図である。
FIG. 1 is a system block diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present invention.

【図2】基準クロック(基準CLK)の発生回路を示
す。
FIG. 2 shows a circuit for generating a reference clock (reference CLK).

【図3】本例の処理動作を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing operation of the present example.

【図4】モータの回転速度に対する「TM 」、「n」、
等のデータを説明する図である。
FIG. 4 shows “T M ”, “n”,
FIG. 4 is a diagram for explaining data such as data.

【図5】過電流制限回路の制御例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a control example of an overcurrent limiting circuit.

【図6】「tm」と「Φm」のパルス幅を説明する図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating pulse widths of “tm” and “Φm”.

【図7】従来例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 タイミング発生回路 3 モータドライバ 4 直流ブラシレスモータ 4a エンコーダ 4b ホールセンサ 6 発振器 7 水晶振動子 8、9 インバータ 10 分周回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CPU 2 Timing generation circuit 3 Motor driver 4 DC brushless motor 4a Encoder 4b Hall sensor 6 Oscillator 7 Crystal oscillator 8, 9 Inverter 10 Divider circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 過電流制限手段を有する直流ブラシレス
モータ駆動回路において、 モータの回転速度検知手段を備え、 該回転速度検知手段の検知出力に応じて前記過電流制限
手段の過電流制限レベルを変更することを特徴とする直
流ブラシレスモータ駆動回路。
1. A DC brushless motor driving circuit having overcurrent limiting means, comprising: a motor rotation speed detecting means, wherein an overcurrent limiting level of the overcurrent limiting means is changed according to a detection output of the rotation speed detecting means. DC brushless motor drive circuit characterized in that:
【請求項2】 前記過電流制限レベルの変更は、モータ
起動時の過電流と通常駆動時の過電流との間で変更を行
うことを特徴とする請求項1記載の直流ブラシレスモー
タ駆動回路。
2. The DC brushless motor drive circuit according to claim 1, wherein the change of the overcurrent limit level is performed between an overcurrent at the time of starting the motor and an overcurrent at the time of normal driving.
【請求項3】 前記過電流制限手段は、モータ起動時の
電流と通常駆動時の過電流との差に基づいて、前記過電
流制限レベルの変更を行うことを特徴とする請求項1記
載の直流ブラシレスモータ駆動回路。
3. The overcurrent limiting unit according to claim 1, wherein the overcurrent limiting unit changes the overcurrent limiting level based on a difference between a current at the time of starting the motor and an overcurrent during normal driving. DC brushless motor drive circuit.
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