JPH01318574A - 回転数制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば情報記録再生装置のスピンドルモータ
ーの回転数制御を行う、回転数制御回路に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来から知られているとおり、情報記録再生装置は、一
般的に、ディスク状記録媒体を高速で回転させるスピン
ドルモータと、記録再生を行なうヘッドユニットから構
成される。今日では大容量化と高い転送レート、高速ア
クセス化が要求されるため、スピンドルモータは、高い
回転精度と高速回転と速い立ち上がりと停止特性が要求
される。これらの要求を満たすために、情報記録装置の
スピンドルモーターには直流３相ブラシレスモータが多
く利用されている。

第７図に従来のスピンドルモータ制御回路を示す。ここ
で１はモータドライバＩＣであり、　ＦＧアンプ２を内
蔵している。３，４．５は各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の駆勅コ
イルである。６，７．８は各相（Ｕ　、　Ｖ　、　Ｗ）
の回転位相角を検出するホール素子である。ローター（
図示せず）の回転位相角をホール素子６，７．８により
検出し、駆動コイルのいずれか２つをバイポーラ駆動す
ることにより、ローターは回転する。ＩＰはアナログ系
の電源ライン（Ｖ　ＣＣ２）である。Ｖ　ｃｃ。

はディジタル系の電源である。２Ｐは回転方向入力ボー
トであり、第７図ではＬｏｗであるから、ローターは正
転することになる。３Ｐはサーボコントロール信号入力
端子である。サーボ信号は、基準信号（図示せず）とＦ
Ｇ信号ボート６Ｐの周波数比較または位相比較、または
周波数比較と位相比較を混ぜ合わせた信号としてサーボ
信号入力ボート３Ｐにフィードバックされる。ＦＧ倍信
号、ＦＧコイル９と、コンデンサＣ２，Ｃ３、抵抗Ｒ１
、Ｒ２、Ｒ３とＦＧアンプ２からつくられる。７Ｐはグ
ラウンドである。

ボー）８Ｐには電圧電流変換抵抗Ｒ６が接続されており
、モータドライバｌのゲインを決定する。

Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９とＣ７，１１：８．Ｃ９はそれぞれ、
安定化用の抵抗とコンデンサである。Ｒ４と８５はホー
ル素子６，７．８のバイアス電圧決定用の抵抗であり、
Ｒ４はディジタル電源Ｖｃｃ１　に、Ｒ５はグランドに
接続されている。コンデンサＣ４，Ｃ５，［：６は高周
波ノイズ除去用フィルタである。

次に、第７図に示したモータ駆動回路の動作を説明する
。モータをＯＮすると（図示せず）サーボ信号ボート６
Ｐが旧ｇｈ（与Ｖ　ｃｃ、）になり、モータは加速する
。モータ回転数が目標値に近くなるとサーボがロックさ
れて、基準信号とＦＧ倍信号差がサーボ信号入力ボート
３Ｐにフィードバックされる。

モータがサーボ動作をしている時に記録再生が行なわれ
る。モータをＯＦＦすると、サーボ信号入力３Ｐは０■
になる。同時にスイッチ１０が閉じコイル３．４．５が
ショートすることにより逆起電力が生じ、モータの回転
にブレーキが加えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来例のようなショートブレーキでは、モ
ータ回転から生じる逆起電力によってブレーキを加える
ため、以下のような欠点があつた。

（１）発生するトルクが小さく、停止するまでに時間が
かかる。

（２）低速回転になると、逆起電力が非常に小さくなり
、ブレーキが効かない。

（：ｌ）　ＦＧ倍信号ホール出力信号という２種類の検
出系を用いているため、回路規模が多くなり、その分コ
ストが高くなる。

よって本発明の目的は上述の点に鑑み、簡易な回路構成
にも拘りなく迅速かつ確実な制動を可能とした制御回路
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明では直流ブラシレスモータの回転数制御回路にお
いて、回転位置検出用ホール素子のうち１個のホール素
子から出力される信号をＦＧ倍信号して用いる第１手段
と、ホール素子Ｎ個の出力を入力しＦＧ倍信号対しＮ倍
または２Ｎ倍の周波数の信号を形成する第２手段と、第
２手段から出力される信号のうち所定間隔τｓのパルス
間隔を検出する検出手段と、検出手段の出力信号を用い
て逆トルクブレーキを解除する解除手段とを具備する。

［作　用］ 本発明では、回転位相検出用ホール素子Ｎ個の出力から
Ｎ倍または２Ｎ倍の周波数の信号をつくり、前記信号の
立上がりまたは立下がりパルス間隔を（例えばモノステ
イブルマルチバイブレーターを用いて）検出し、（例え
ばＲＳフリップフロップを通して停止周波数検出信号を
つくり前記信号で）逆トルクブレーキを解除することに
より、より低速まで逆トルクブレーキをかけることが可
能となる。

また、本発明では前記ホール素子Ｎ個のうち１個の出力
をＦＧ侶号として使っている。このことにより、ＦＧ倍
信号得るための専用のＦＧコイルや着磁パターンが必要
ないため、安価な回路構成が可能となる。

［実施例］ 以下、実施例に基いて本発明を詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第５図
と重複するものの説明は省略する。１１はサーボＩＣで
あり、水晶振動子Ｘｉの出力を分周して得られる基準信
号と、抵抗ＲＩＯとコンデンサＣＩＯで構成されるロー
バルフィルタ、ヒステリシス付インバータ２６．コンデ
ンサＣ１ｌを通して入力したＦＧ信号（ポール素子３個
のうち１出力）との速度比較および位相比較を行ない、
その出力をダイオードＤ２を介してサーボ信号入力ボー
ト３Ｐヘフイードバツクする。ホール素子６，７．８の
出力はそれぞれアンプ１３，１４，１５、ヒステリシス
付インバータ１９，２０，２１、微分回路１６，１７．
１８を通り、ＡＮＤ回路２２に入力される。

１２はモノステイブルマルチバイブレータであり、クロ
ック入力信号ＧＫの立ち上りまたは立ち下がりに対して
Ｒ１１，［：１３で決定される時定数のパルス幅を１パ
ルス出力する。２３と２４はＮＡＮＤ回路でありＲＳフ
リップフロップを構成している。抵抗Ｒ１２とコンデン
サＣ１２でパワーオンリセット信号を作る。これはモー
タ起動時またはサーボ動作特電源が切れたとぎ、モータ
をＯＦＦ　してから電源を入れても、逆トルクブレーキ
がかかるようにするためである。

ＡＮＤ回路２２は、ホール出力周波数の３倍の周波数の
クロックを出力する。ＲＳフリップフロップの出力とモ
ータＯＮ１０　Ｆ　Ｆ信号の論理積（ＡＮＤ回路２５）
が回転方向入力ボート２Ｐへ入力される。また、ＡＮＤ
回路２１の出力（Ｖ　ＲＥＶ　−Ｖ　ｃｃ、）は抵抗Ｒ
１３と１４によって分圧され、 ブレーキ電圧Ｖ　ＲＲＫがサーボ信号入力ボート３Ｐに
ダイオードＤＩを介して入力される。

次に第１図、第２図、第３図、第４図を用いて本実施例
の動作を説明する。第２図は３個のホール素子出力から
３倍周波数のモノスティブルマルチバイブレータ１２の
クロック入力をつくるタイミングチャート、第３図はモ
ータＯＮから停止までのタイミングチャート、第４図は
フロチャートである。

第３図の時刻ｔ１てモータをＯＮする。サーボ信号入力
ボート３Ｐには、ディジタル電源電圧Ｖｃｃ。

だけの加速電圧が印加される。サーボ＋（：　＋１はＦ
Ｇ周波数ω（ホール出力周波数）が目標周波数ω。

より△ω０たけ小さいところまで近づいたときω。−ω
（ｔ２）＝Δω０ 時刻ｔ２よりサーボ動作を開始する。情報の記録再生は
この時点で可能になる。モノスティブルマルチバイブレ
ータ１２のクロック入力端子ＣＫには、ＦＧ周波数の３
倍の周波数の１３号が入力される。

周波数３ωのクロックが作られる過程を第２図に示す。

時刻ｔ３でモータをＯＦＦにする。第１図と第３図より
、ＲＳフリップフロップ出力はＨｉｇｈであるから、回
転方向入力ボート２ＰはＲｅｖ（Ｖｒ＋＋□ｙＶｃｃ＋
）、サーボ信号入力ボート３Ｐは、となり、逆トルクブ
レーキ動作を開始する。減速されるにつれてモノスティ
ブルマルチバイブレータ１２のクロック間隔が長くなる
。時刻ｔ４てモノスティブルマルチハイブレータ１２の
出力パルス幅で、、（τ、＝２π／ωＳ）よりクロック
間隔か長くなったとき、その差分だけモノマルチ出力は
Ｌｏｗになる。回転方向入力ボート２Ｐは、ＲＳフロッ
プフロップ出力とＤラッチ出力の論理積であるから、Ｆ
ｏｗ（１，ＯＷ　”　ＯＶ）になり、サーボイエ−号入
力ボート３Ｐも ＶＢＲＫ：Ｏｖ になり、逆トルクブレーキモートは解除される。

その後、ディスク７は正転方向にわずかに回転して時刻
ｔ５で停止する。

時定数で５を抵抗旧ｌとコンデンサＣ１３により変える
ことにより、適切な回転数で逆トルクブレーキを解除で
きる。また、抵抗Ｒ１３とＲ１４の分圧比を変えること
により、ブレーキ電圧ＶＢＲＫを変えて適切な減速度が
設定できる。

以上のように、時定数でＳとブレーキ電圧Ｖ　ＢＲＫを
適切に組み合わせることにより、異なるイナーシャのデ
ィスクへの対応が可能であり、様々な逆トルクブレーキ
モードが実現できる。

他の実施例を第５図に示す。本図は、周波数ωのＮ個の
ホール素子出力から、ωＸ２Ｎ＝２Ｎωのクロックをつ
くる手法を示す（ここでは３個のホール素子を用いた例
を示す）。すなわち、インバータ１９，２０．２１を使
って２値化した後のホール素子出力を、さらにインバー
タ２７，２８．２９を使って位相を反転させる。そして
、それぞれの信号の立ち上がり、または立ち下がりを微
分回路１６．１７．１８゜３０．３１．３２を用いて検
出した後、ＡＮＤ回路３３に入力すると、２Ｎ倍の周波
数のモノスティブルマルチバイブレータ１２のクロック
入力が得られる。前記クロックを使うと、第１図に示し
たクロックの２倍の周波数が得られるため、より高精度
なブレーキ解除とディスク停止が可能になる。

また無負荷でモータを回転させると、第１図に示す回路
の場合にはモータＯＦＦの後減速が急激に行われるため
、パルス間隔てＳを検出できないまま逆転暴走をするこ
とが考えられる。前述した使い方をする場合には、ホー
ル素子出力の２出力の位相の違いから回転方向σｏｗ／
Ｒｅｖ）を検出して第１図示のへＮＤ回路２５に入力す
ることにより、逆転暴走を防ぐことが可能である。

第６図は、回転方向検出回路の構成例を示す。

すなわち、２値化されたホール素子出力ａ、ｂをＤタイ
プフリップフロップ回路の入力端子（Ｄ）とクロック入
力端子（ＣＫ）に入力することにより、回転方向（Ｆｏ
ｗ／Ｒｅｖ）を検出している。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では直流ブラシレスモータ
の回転位置検出用ホール素子Ｎ出力のうち１出力をＦＧ
信号としてサーボ制御に利用し、また前記ホール素子の
すべて位相の異なる周波数ωのＮ個の信号からＮ倍また
は２Ｎ倍の周波数のクロック信号を作成し、パルス間隔
て５を検出し、トルクブレーキモードを解除する回路を
構成することにより、簡易な構成にも拘りなく、迅速か
つ確実に作用する逆トルクブレーキ制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したモータ回転数制御回路を示す
図、 第２図は３個の位相の異なるホール素子出力から３倍の
周波数のクロックを形成する過程を示すタイミング図、 第３図は第１図におけるモータＯＮから停止までの動作
を示すタイミング図、 第４図は第１図におけるモータＯＮから停止までの動作
を示すフローチャート、 第５図は２Ｎ倍の周波数のクロックを形成するための一
例を示す図、 第６図は回転方向を検出するための回路構成の一例を示
す図、 第７図は従来のモータ回転数制御回路を示す図である。 １・・・モータドライブＩＣ１ ２・・・Ｆ６アンプ、 ６．７．８・・・ホール素子、 ９・・・ＦＧコイル、 １１・・・サーボＩＣ。 １２・・・モノステイブルマルチバイブレータ、１６、
＋７．１８，３０．３１．３２・・・微分回路、３４・
・・Ｄタイプフリップフロップ回路、２Ｐ・・・回転方
向入力ボート（Ｆｏｗ／Ｒｅｖ）、３Ｐ・・・サーボ信
号入力ボート。 ネール率＋６上方 第２図 モノマルナり０１り 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直流ブラシレスモータの回転数制御回路において、 回転位置検出用ホール素子のうち１個のホール素子から
   出力される信号をＦＧ信号として用いる第１手段と、 前記ホール素子Ｎ個の出力を入力し前記ＦＧ信号に対し
   Ｎ倍または２Ｎ倍の周波数の信号を形成する第２手段と
   、 前記第２手段から出力される信号のうち所定間隔τ＿ｓ
   のパルス間隔を検出する検出手段と、前記検出手段の出
   力信号を用いて逆トルクブレーキを解除する解除手段と を具備したことを特徴とする回転数制御回路。