(57)【要約】【課題】簡単な回路構成でレゾルバ励磁回路を実現する。【解決手段】パルス生成回路８から出力されるパルスによりオンオフするトランジスタＱ１を設け、トランジスタのオン時にレゾルバの励磁コイル４に定電圧ラインＶｃｃから電流を流す。定電圧ラインとトランジスタとの間であって励磁コイルと並列に、定電圧ライン側すなわち励磁コイルの一端に電流を流す向きのダイオードＤ１と、そのダイオードに定電圧を印加するためのツェナーダイオードＺＤとを設ける。トランジスタのオフ時には励磁コイルに発生する逆起電力によりダイオードを介して励磁コイルに電流を流すことができるため、１つのトランジスタで励磁コイルに交番電圧を印加することができ、レゾルバ励磁回路を簡素化し得る。ツェナー電圧の高低により、パルスオフ時の逆起電力により励磁コイルに流れる電流値を確実に０にするまでの設定を任意に変更することができる。【選択図】図１
2006258751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバの励磁コイルに一定周期の交番電圧を印加するためのレゾルバ励磁回路であって、
パルスを一定周期で出力するパルス生成手段と、前記パルスの有無に応じてオンオフするスイッチング手段と、電源と前記スイッチング手段との間に設けられた励磁コイルとを有し、
前記電源及び前記励磁コイルのノードと、前記励磁コイル及び前記スイッチング手段のノードとの間に、前記電源及び前記励磁コイルのノードに向けて電流を流す向きのダイオードが設けられていることを特徴とするレゾルバ励磁回路。
【請求項２】
前記ダイオードを介して電流が流れる時の前記ダイオードに印加する電圧を定電圧化するべく、前記電源及び前記励磁コイルのノードと、前記励磁コイル及び前記スイッチング手段のノードとの間に定電圧手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレゾルバ励磁回路。
【請求項３】
前記定電圧手段は抵抗からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバ励磁回路。
【請求項４】
前記定電圧手段はツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレゾルバ励磁回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータなどの回転角度検出に用いられるレゾルバの励磁コイルに電流を流す制御を行うためのレゾルバ励磁回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの回転角度（位置）を検出することができ、ロータ側に電気的接続を行わずに検出できるものとしてレゾルバがある。レゾルバにあっては、外部から基準励磁信号を入力することになり、その励磁信号としては一定周期で正負が切り替わる例えばｓｉｎ（ｃｏｓ）波が用いられている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−５２５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のレゾルバ励磁回路にあっては、ｓｉｎ波を発生させるためにｓｉｎ波発生回路やその信号増幅のためのオペアンプなどが用いられていると共に、ｓｉｎ波の正負それぞれに対応した一対のスイッチング素子（例えばトランジスタ）が設けられている。そのため、励磁回路の構成が複雑化するばかりでなく、部品点数が多いため装置として大型化してしまうと共に低コスト化が難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような課題を解決して、簡単な回路構成でレゾルバ励磁回路を実現するために本発明に於いては、レゾルバの励磁コイルに一定周期の交番電圧を印加するためのレゾルバ励磁回路であって、パルスを一定周期で出力するパルス生成手段と、前記パルスの有無に応じてオンオフするスイッチング手段と、電源と前記スイッチング手段との間に設けられた励磁コイルとを有し、前記電源及び前記励磁コイルのノードと、前記励磁コイル及び前記スイッチング手段のノードとの間に、前記電源及び前記励磁コイルのノードに向けて電流を流す向きのダイオードが設けられているものとした。
【０００５】
また、前記ダイオードを介して電流が流れる時の前記ダイオードに印加する電圧を定電圧化するべく、前記ダイオードと前記スイッチング手段との間に定電圧手段が設けられていると良い。特に、前記定電圧手段は抵抗またはツェナーダイオードであると良い。
【発明の効果】
【０００６】
このように本発明によれば、パルス生成手段から出力されるパルスの有無に応じてスイッチング手段としての例えばトランジスタがオンオフし、そのオン時には励磁コイルに電源からの電流を流し、オフ時には励磁コイルに発生する逆起電力によりダイオードを介して励磁コイルに電流を流すことができる。それにより、スイッチング素子を１つとしても、励磁コイルに交番電圧を印加することができ、レゾルバ励磁回路を簡素化し得る。
【０００７】
また、ダイオードを介して電流が流れる場合に定電圧手段を介すことにより、逆起電力時の励磁コイルに生じる電圧を所定の値とすることができる。特に、定電圧手段が抵抗またはツェナーダイオードであることにより、例えばツェナー電圧の高低により、パルスのオフ状態で逆起電力により励磁コイルに流れる電流値を確実に０にするまでの設定を任意に変更することができるため、電流値が０に戻る前に次の電源電圧印加状態になった場合の電流値の積算による動作不良を容易に防止することができる。抵抗であっても同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に基づくレゾルバ励磁回路の要部を示す概略回路図である。図に示されるように、レゾルバ１のロータ２がモータ３と一体的に回転するように連結されている。なお、ロータ２は、磁性体からなり、図に示されるように長楕円形に形成されている。
【０００９】
図示例のレゾルバ１にあっては、ロータ２の長軸方向両端が描く円周の外側近接位置に励磁コイル４と、従来のｓｉｎ・ｃｏｓ出力コイルに相当する各出力コイル５・６とがそれぞれ適所に配設されている。なお、各出力コイル５・６は、ロータ２の回転方向に９０度の間隔をおいて配置されており、図では説明を簡単にするためにそれぞれ１つずつ示されているが、より解像度を高めるためには複数設けられるものである。また、励磁コイル４の位置は図では便宜的なものであり、各出力コイル５・６に対する機械的位置を示すものではない。
【００１０】
上記励磁コイル４にはレゾルバ励磁回路７が接続されている。レゾルバ励磁回路７にあっては、所定周期のパルスを出力するパルス生成回路８と、パルス生成回路８に接続されたスイッチング手段としてのトランジスタＱ１と、励磁コイル４の一端に接続された電源としての定電圧ラインＶｃｃと、励磁コイル４の両端間に互いに直列に接続されたダイオードＤ１及びツェナーダイオードＺＤとが設けられている。ダイオードＤ１は、定電圧ラインＶｃｃ及び励磁コイル４のノードと、励磁コイル４及びトランジスタＱ１のノードとの間に設けられ、かつ定電圧ラインＶｃｃ側すなわち定電圧ラインＶｃｃと励磁コイル４の上記一端とのノードに向けて電流を流す向きに設けられている。ツェナーダイオードＺＤは、ダイオードＤ１に電流が流れる時の電圧を所定値（ツェナー電圧）にするために設けられている。
【００１１】
トランジスタＱ１にあっては、エミッタが接地され、コレクタに励磁コイル４の他端とツェナーダイオードＺＤとが接続され、ベースにパルス生成回路８からのパルス信号が入力する。パルス生成回路８からパルス信号が出力されている間はトランジスタＱ１がオンし、パルス信号が出力されていない間はトランジスタＱ１がオフする。トランジスタＱ１のオン時には、定電圧ラインＶｃｃから励磁コイル４を経てトランジスタＱ１を通る電流Ｉ１が流れる。トランジスタＱ１のオフ時には、その電流Ｉ１の流れが遮断されるため励磁コイル４に蓄えられたエネルギにより、ツェナーダイオードＺＤを介してダイオードＤ１を経て励磁コイル４を通るようになる電流Ｉ２が流れる。
【００１２】
上記パルスに対する励磁コイル４の電流及び電圧の関係を図２に示す。図２の上段に示されるように、パルス生成回路８から周期Ｔ１の矩形波パルスが出力され、上記したようにそのパルスの出力の有無（Ｈ・Ｌ）に応じてトランジスタＱ１がオンオフする。そして、図２の中段に示されるように、パルスが出力されている間（Ｔ１／２）に流れる電流Ｉ１が増大し、パルスが出力されていない間（Ｔ１／２）に流れる電流Ｉ２が減少する。所定の周期Ｔ１で連続するパルスの有無に応じて上記電流Ｉ１・Ｉ２の流れが繰り返される。
【００１３】
図２の下段に示されるように、励磁コイル４の両端電圧は、パルスの出力（Ｈ）時には定電圧ラインＶｃｃによる電源電圧Ｖｃｃとなり、パルスの非出力（Ｌ）時にはツェナーダイオードＺＤにより制限されたツェナー電圧−Ｖｚとなる。なお、他の電圧成分は小さいため説明上省略する。これら各電圧Ｖｃｃ・Ｖｚが繰り返し励磁コイル４に印加されると、励磁コイル４に生じる磁束の変化がロータ２を介して各出力コイル５・６に作用し、各出力コイル５・６では励磁コイル４の両端電圧に対応した電圧波形が発生する。このようにして各出力コイル５・６に発生する電圧がロータ２の位置（回転角度）により変化する。
【００１４】
図３にロータ２の位置（０度・４５度）に対する各出力コイル５・６に発生する電圧波形を示す。なお図１の場合には、ロータ２の位置が０度の場合は二点鎖線で示された状態で、４５度の場合はそれに対して４５度回転した実線で示された状態である。図の上側は０度の場合であり、この場合には図に示されるように一方の出力コイル５の出力は０であり、他方の出力コイル６の出力はその最大値となる。また、図の下側は４５度の場合であり、この場合には両コイル５・６の出力が共に同じとなる。なお、９０度の場合には０度の場合とは逆に、一方の出力コイルの出力がその最大値となり、他方の出力コイル６の出力が０となる（図示せず）。
【００１５】
このようにしてロータ２の位置に応じてそれぞれ変化する各出力コイル５・６の出力電圧の差を算出することにより、ロータ２の位置を検出することができる。例えば出力コイル５の出力電圧をＶｐとし、出力コイル６の出力電圧をＶｎとし、両者の差Ｖｄ（＝Ｖｐ−Ｖｎ）を算出する。上記０度の場合にはＶｄ＝−Ｖｎとなり、９０度の場合にはＶｄ＝Ｖｐとなり、０〜９０度の間は−Ｖｎ〜Ｖｐの間の値となるため、それによりロータ２の位置を知ることができる。実際には各対となるコイルが複数配設されていることから、各対となるコイルの出力差Ｖｄをそれぞれ比較することにより、ロータ２の絶対位置（角度）を検出することができる。
【００１６】
なお、Ｖｐ及びＶｎの最大値を同一とすると４５度の場合にはＶｄ＝０となって分かり易くなるため、Ｖｐ＝Ｖｎに設定すると良い。ＶｐはＶｃｃに対応し、ＶｎはＶｚに対応することから、Ｖｐ＝Ｖｎとするためにはツェナー電圧を変えることにより可能であり、適切なツェナーダイオードＺＤを選択するだけで容易にＶｐ＝Ｖｎに設定することができる。
【００１７】
上記したように、パルスの出力時に励磁コイル４に流れて増加する電流Ｉ１は、パルスの非出力時に減少する。そして、次のパルス出力時には電流Ｉ１が流れるため、次のパルス非出力時までに電流を０にする必要がある。そのためには、パルス非出力時間を電流が０になるまでとすれば良く、その調整はツェナー電圧Ｚｄの大小で対応可能である。例えばツェナー電圧Ｖｚが図４の二点鎖線に示される場合に電流が同じく二点鎖線で示されるように次のパルス出力時までに０にならないような場合には、ツェナー電圧Ｖｚを大きく設定（Ｖｚ１）すれば図の実線に示されるように次のパルス出力時までに電流が０になり得る。
【００１８】
また、ロータ２の位置の分解能は上記したように−Ｖｎ〜Ｖｐの大きさに対応するため、ツェナー電圧Ｖｚを大きくすることにより分解能を高くすることができる。このようにツェナー電圧Ｖｚの設定を変更することにより種々の対応ができるため、簡単な回路構成で適切なレゾルバを提供し得る。
【００１９】
また、本発明の第２の実施の形態を、図１に対応する図５を参照しながら説明する。なお、前記第１の実施の形態で示した図１と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図５は本発明に基づくレゾルバ励磁回路の要部を示す概略回路図である。図に示されるように、この実施の形態においては、励磁コイル４の両端間にダイオードＤ１と直列に接続された定電圧手段としての抵抗（素子）Ｒを設けている。このような構成とすることにより、レゾルバ励磁回路を安価に構成することができる。また、図示しないが、定電圧手段として抵抗（素子）Ｒの代わりに抵抗（素子）とコンデンサ（二点鎖線）とを並列に接続したものを用いてもよく、このように構成すると、定電圧手段として雑音成分に強く、より安定した電流特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に基づくレゾルバ励磁回路の要部を示す概略回路図である。
【図２】パルスに対する励磁コイルの電流及び電圧の関係を示す図である。
【図３】ロータの位置の違いに対する各コイル出力電圧を示す図である。
【図４】ツェナー電圧の違いに対する励磁コイルの電流及び電圧の関係を示す図である。
【図５】本発明に基づくレゾルバ励磁回路の第２の実施の形態を示す概略回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  レゾルバ
２  ロータ
４  励磁コイル
５・６  出力コイル
７  レゾルバ励磁回路
８  パルス生成回路
Ｑ１  トランジスタ
Ｒ  抵抗
Ｖｃｃ  定電圧ライン
ＺＤ  ツェナーダイオード
【図１】
2006258751.tif 000003
【図２】
2006258751.tif 000004
【図３】
2006258751.tif 000005
【図４】
2006258751.tif 000006
【図５】
2006258751.tif 000007