JPH06189583A - センスフェット及び高速増幅器 - Google Patents

センスフェット及び高速増幅器

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JPH06189583A
JPH06189583A JP5126740A JP12674093A JPH06189583A JP H06189583 A JPH06189583 A JP H06189583A JP 5126740 A JP5126740 A JP 5126740A JP 12674093 A JP12674093 A JP 12674093A JP H06189583 A JPH06189583 A JP H06189583A
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voltage
circuit
sense
resistor
current
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JP5126740A
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Francesco Carobolante
カロボランテ フランセスコ
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STMicroelectronics lnc USA
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SGS Thomson Microelectronics Inc
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 多相ＤＣモータの駆動回路の改良に関し、セ
ンスフェットの「センス（検知）」電流を迅速、正確に
電圧信号信号に変換する改良した回路を提供する。 【構成】 モータのコイル１６へ駆動電流を供給する回
路が、検知（センス）ノードとソース（供給）ノードと
を有するセンスフェット１０の電流検知装置を使用して
いる。ソース（供給）ノードはコイルへ電流を送給すべ
く接続されており、その送給された電流に比例するセン
ス「検知」電流がセンスノード上に発生される。検知ノ
ードと供給ノードとの間に電圧を検知するために増幅器
が接続されており、該増幅器は検知ノード上の電圧を強
制的に供給ノード上の電圧と同一とさせる出力を発生す
る。この「センス」電流を出力ノードへ経路づけするた
めにパス要素が設けられている。本回路は、モータ制御
システムにおけるフィードバック信号として使用するの
に適した出力を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子信号を検知し且つ
増幅するための回路における改良に関するものであっ
て、更に詳細には、多相モータのステータコイルを介し
て流れる電流を検知するセンスフェット及びそのセンス
フェットの出力電圧を増幅するための高速増幅器とを使
用する回路に関するものであって、更に詳細には、多相
ＤＣモータ用のモータ駆動回路における改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】本発明は潜在的には多様な電流検知適用
例に対して使用可能なものであるが、本発明は、特に、
典型的にコンピュータ関連適用例において使用されるタ
イプの三相ＤＣモータの動作における適用に有用なもの
である。これらのコンピュータ適用例としては、ハード
ディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭドライブ、フロッピィ
ディスク等があり、その場合に、信頼性と、軽量性と正
確性の特性のために、三相ブラシレス、センサーレスの
ＤＣモータが益々一般的なものとなっている。
【０００３】モータ速度を制御するために、通常、良好
な制御を得るために、ドライバステージ即ち駆動段にお
いて通常トランスコンダクタンスループが使用される。
従って、多相モータの各コイルを介して流れる電流を正
確に測定することの必要性が存在している。
【０００４】他の適用例において測定機能を実施するた
めに最近開発された一つの装置としてＳＥＮＳＥＦＥＴ
即ちセンスフェットがあり、それは、特に高い電力負荷
状態において電流の検知を行なうべく設計された電界効
果トランジスタである。センスフェットは、典型的に
は、「ＳＥＮＳＥ（検知）」と呼ばれる出力を供給し、
それは主装置における電流に比例する電流を与える。電
力導体上の電流をモニタするためにセンスフェットのア
プローチが使用される場合、「センス（検知）」電流を
更なる処理を行なうために電圧信号へ変換するために非
常に高速の増幅器を有することが特定の適用例にとって
重要な場合がある。例えば、増幅される電圧信号がモー
タ制御ループのフィードバックとして使用される場合に
は増幅器の速度が重要である。モータ制御ループにおい
て、信号における認知可能な程度の遅延は、ループの出
力において著しいエラーを発生する場合がある。
【０００５】ここで必要とされるものは、それが「ハイ
サイド」ドライバ（即ち、負荷に対して電流を供給する
もの）として使用される場合に、ＮチャンネルＤ−ＭＯ
ＳＦＥＴ又は同様な装置の出力上に供給される入力電圧
に迅速に応答する回路である。その出力電圧は、通常、
基準電圧又はより低い供給レールへ接続されている抵抗
上において得られる。
【０００６】現在までのところ、標準的なパワー集積回
路技術で構成される増幅器は、フィードバックループ用
に使用するためには速度が遅すぎ、且つその帯域幅は狭
すぎるものであった。高速単一利得段増幅器は、許容可
能な動作精度を発生するには利得が低過ぎるものであ
り、過負荷電圧が発生した場合には動作しないか又は高
速の回復を有するものではなかった。検知されるべき電
圧が増幅器供給電圧Ｖｃｃより大きい場合に過負荷電圧
が発生する。
【０００７】従って、増幅器は入力段の飽和を防止する
ために、供給電圧と適合性のある（即ち、それより大き
な）入力共通モード電圧範囲を有するべきである。従っ
て、その場合には、補償コンデンサが必要とされること
はなく、且つその装置を集積回路装置に容易に且つ廉価
に集積化することが可能である。又、その増幅器を同一
のタイプのその他の増幅器と並列的に接続することが容
易なものであるべきである。このように、複数の段にお
いて電流を検知し且つ加算することが可能であり、任意
の時間においてステータコイルにより流される全電流の
測定を行なうことが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的と
するところは、改良したモータ駆動回路を提供すること
である。本発明の別の目的とするところは、センスフェ
ットの「センス（検知）」電流を迅速に且つ正確にその
後の処理のための電圧信号へ変換する改良した回路を提
供することである。
【０００９】本発明の更に別の目的とするところは、制
御ループのフィードバック経路内において使用するのに
適した上述したタイプの改良した装置及び方法を提供す
ることである。
【００１０】本発明の更に別の目的とするところは、フ
ィードバックループの動作において著しいエラーを発生
することのない上述したタイプの改良した装置及び方法
を提供することである。
【００１１】本発明の更に別の目的とするところは、標
準的なバイポーラ集積回路技術で製造された場合に少な
くとも１ＭＨｚの大きな信号帯域幅を有する上述したタ
イプの改良した装置及び方法を提供することである。
【００１２】本発明の更に別の目的とするところは、１
％よりも良好な精度を有し５０ｄＢよりも大きなオープ
ンループ利得を有する上述したタイプの改良した装置及
び方法を提供することである。
【００１３】本発明の更に別の目的とするところは、セ
ンスフェット出力により増幅器へ供給された過負荷電圧
から高速の回復を有する上述したタイプの改良した装置
及び方法を提供することである。
【００１４】本発明の更に別の目的とするところは、単
一利得段装置でありしたがって補償コンデンサを必要と
することがなく、集積回路装置上に容易に且つ廉価に集
積化することを可能とする上述したタイプの改良した装
置及び方法を提供することである。
【００１５】本発明の更に別の目的とするところは、複
数個の相の電流を測定し且つ加算し、任意の特定の時刻
における全体的なモータ電流の測定値を与えるように複
数個の高速増幅器を容易に並列接続させることの可能な
上述したタイプの改良した装置及び方法を提供すること
である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の広義の側面によ
れば、モータのコイルへ駆動電流を供給する回路が提供
される。本回路は、コイルへ供給される電流を検知し且
つ負荷へ供給される電流に比例する「センス（検知）」
電流を出力すべく接続されたセンスフェット電流検知装
置を有している。フィードバックループが閉じられてい
る場合に、負荷出力における電圧を「センス（検知）」
端子上に印加すべく接続して増幅器が設けられている。
「センス（検知）」電流を出力ノードへ経路付けするた
めにパストランジスタが接続されている。本回路は、モ
ータ制御システムにおけるフィードバック信号として使
用するのに適した出力電圧を供給する。
【００１７】
【実施例】本発明の好適実施例に基づいて構成したセン
スフェット・高速増幅器回路１０の概略図を図１に示し
てある。尚、センスフェットとは、例えばモトローラ社
によって販売されているＭＴＰ１０Ｎ１０Ｍの装置タイ
プのものであって電流検知の役割を最適化した修正型の
ＦＥＴであるが、このような能力を有する多くの異なっ
たセンスフェット型の装置を使用することが可能であ
る。回路１０は個別的な部品から構成することが可能で
あるが、好適には、三相ＤＣモータのステータコイルへ
接続すべく適合することの可能な単一半導体チップ上に
集積化する。このようなモータは、好適には、例えば、
コンピュータハードディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭド
ライブ、フロッピィディスクドライブ等のシステムにお
いて使用することが可能である。
【００１８】これらのモータは、典型的には、複数個の
ステータコイルを有しており、ステータコイルの幾つか
又は全てを介しての特定の時間において流れる電流をモ
ニタすることの必要性が発生する場合が多々ある。例え
ば、このような電流情報は、電流制御ループに対するフ
ィードバック信号として使用することが可能である。モ
ニタされるべき電流を担持する導体上のセンスフェット
装置は、この電流情報を検知する。このようなセンスフ
ェット装置は、パワー装置を介して流れる電流に比例す
る出力「センス（検知）」電流を「センス（検知）」端
子上に供給する。比例性の精度を最大とするために、こ
の「センス（検知）」端子は、供給源端子と同一の電圧
に保持されるべきである。
【００１９】電力導体上の電流をモニタするためにセン
スフェットを使用する場合、更なる処理を行なうために
該回路の応答が高速のものであることが必要である場合
がある。このような速度は、例えば、モータ速度制御ル
ープ等の制御ループ内におけるフィードバック信号とし
て「センス（検知）」電流を使用する場合に重要な場合
がある。速度制御ループにおいて、該信号における著し
い時間遅延は、フィードバックループの出力内に許容不
可能なエラーを導入する場合がある。
【００２０】図１の回路１０は、ＮチャンネルＤ−ＭＯ
Ｓセンスフェット１４又は同様の装置の「センス（検
知）」出力２１から電流情報を抽出し、センスフェット
１４は「ハイサイド」ドライバ（即ち、負荷への電流を
供給する装置）として使用されている。センスフェット
１４がこのようなハイサイドドライバとして使用される
場合、増幅器１１が正供給電圧と互換性のある入力共通
モード電圧範囲（即ち、供給電圧よりも大きな電圧）を
有するものであることが重要である。
【００２１】センスフェット１４のドレイン端子１３は
ライン１２を介してＶｃｃへ接続されており、ステータ
コイル１６へ送給すべき電流を担持する。ゲート端子１
５はプレドライバ回路（不図示）へ接続されており、且
つ「センス（検知）」電流が流れる「センス（検知）」
出力端子２１は高速増幅器１１の入力ライン１８へ接続
されている。ソース端子１９は、増幅器１１へ第二入力
を供給し且つモータのステータコイル１６への電流を担
持する導体２０へ接続されている。使用可能である場合
には、ケルビンソースコンダクト端子１７を増幅器の第
二入力へ接続し精度を最大とさせることが可能である。
従って、センスフェット１４は導体１２を介しての電流
を検知すべく作用する。
【００２２】ゲート端子１５へ接続されているプレドラ
イバ回路はセンスフェット１４を完全な導通状態即ち低
インピーダンス状態へ駆動し、従って電流がドレイン及
びソースを介して流れステータコイル１６へ電力を供給
する。センスフェット１４の「センス（検知）」出力２
１は、「パワー（電力）」ソース端子１９を介して流れ
る電流の量に比例する「センス（検知）」電流である。
【００２３】前述した如く、センスフェット１４の「セ
ンス（検知）」出力端子２１は増幅のために高速増幅器
１０の入力ライン１８へＶｓｏｕｒｃｅ信号を供給す
る。抵抗４２の第一端部が入力ライン１８へ接続されて
いる。抵抗４２の他端部はＮＰＮトランジスタ３８のベ
ースへ接続している。トランジスタ３８のコレクタはＶ
ｃｃへ接続しており、エミッタが基準電圧２７へ接続さ
れている電流源４０へ接続している。
【００２４】２個のＮＰＮトランジスタ３２及び２８に
よって差動増幅器３４が形成されており、トランジスタ
３２のコレクタはＶｃｃへ接続されている電流源３０へ
接続している。ＮＰＮトランジスタ２８のコレクタは直
接的にＶｃｃへ接続している。トランジスタ３２及び２
８の両方のエミッタは基準電圧２７へ接続している電流
源３６へ接続している。ＮＰＮトランジスタ２８のベー
スは別のＮＰＮトランジスタ２４のエミッタへ接続して
いる。トランジスタ２４のコレクタはＶｃｃへ接続して
おり、そのエミッタは基準電圧２７へ接続している電流
源２６へ接続している。なお、電流源３０，２６，３
６，４０は、当該技術分野において公知の如く、本回路
の動作に必要なバイアス電流を発生するためのオペアン
プの典型的な内部構成要素である。
【００２５】抵抗２２の第一端部はＮＰＮトランジスタ
２４のベースへ接続しており、その第二端部はセンスフ
ェット１４のソース端子１９へ接続している。更に、抵
抗４４の一方の端部は第一増幅器１１の入力ライン１８
へ接続しており、他方の端部は出力ＰＮＰトランジスタ
４６のエミッタへ接続している。トランジスタ４６のベ
ースはＮＰＮトランジスタ３２のコレクタへ接続してお
り、そのコレクタはセンス抵抗Ｒｓｅｎｓｅ５０の第一
端部へ接続している。センス抵抗５０の他方の端部は基
準電圧２７へ接続している。出力電圧ＶOUT が表われる
出力端子４９はＲSENSE ５０及びトランジスタ４６のコ
レクタへ接続している。
【００２６】図１の回路の概略的等価回路を図２に示し
てある。図２の回路においては、出力ＰＮＰトラジスタ
４６、センス抵抗５０、抵抗４４、及び出力端子４９を
除いた高速増幅器１１の部分はオペアンプ３５により置
換されている。オペアンプ３５の反転入力はセンスフェ
ット１４の「センス（検知）」出力端子２１へ接続して
おり、その非反転入力はセンスフェット１４のソース端
子１９及びステータコイル１６へ接続している。
【００２７】オペアンプ３５の出力はパスＰＮＰトラン
ジスタ４６のベースへ接続している。パストランジスタ
４６のエミッタは抵抗４４を介してセンスフェット１４
の「センス」出力端子２１へ接続している。パストラン
ジスタ４６のコレクタは出力端子４９及びＲSENSE ５０
の一方の端部へ接続している。ＲSENSE ５０の他方の端
部は基準電圧２７へ接続している。
【００２８】前述した如く、高速増幅器１１はＶCCより
大きな入力電圧（ＶSOURCE）に対して良好な応答を有し
ている。種々の電圧条件に対する高速増幅器１１の応答
を図４，５，６に示してある。使用されている技術は低
性能のものであり、且つＦTMAX＝２００ｍＨｚの縦型Ｎ
ＰＮトランジスタ及びＦTMAX＝１２ｍＨｚの横型ＰＮＰ
トランジスタを提供している。より進んだ技術を使用し
てより良好な性能を得ることが可能である。図３は、殆
どの増幅器に対する正常な動作条件である入力電圧Ｖ
SOURCEが常にＶCCより低い場合の結果を示している。高
速増幅器１１の出力波形ＶOUT は約３００ｎｓのライズ
タイムで入力波形ＶIN（即ち、センスフェット１４から
のＶSOURCE）を密接に追従する。
【００２９】ＶOUT 波形は入力波形に関して反転されて
いる。特定の波形の時間メモリは１メモリ当たり５００
ナノ秒である。Ｘ軸は必ずしもゼロ電圧レベルではな
い。図面は、これら二つの信号が同時的にオシロスコー
プ上に表示される態様を示している。
【００３０】図４はＶSOURCEがＶCCより０．４Ｖ高いレ
ベルから降下する場合の回路応答即ち過負荷からの回復
状態を示している。注意すべきことであるが、出力信号
ＶOUT は、図１における場合の如く密接に入力信号をＶ
INを追従するものではない。この場合には、状態変化に
おいてより大きな時間遅延（約５００ｎｓ）が存在して
いる。前述した如く、ＶOUT 波形はＶIN波形の反転した
ものである。水平方向のメモリは５００ナノ秒である。
この場合にも、Ｘ軸は必ずしもゼロ電圧レベルではな
い。
【００３１】図５は、２．０Ｖだけ電圧供給源を超える
状態からＶSOURCEが回復する場合の回路応答を示してお
り、この場合にも時間遅延（約５００ナノ秒）が存在し
ている。水平方向のメモリは５００ナノ秒である。Ｖ
OUT 波形はＶIN波形に関して反転されており、この場合
にもＸ軸は必ずしもゼロ電圧レベルではない。
【００３２】上述したことから理解される如く、増幅器
１１の入力は正供給電圧において又はそれ以上における
動作と適合性を有している。それは供給電圧を超えた電
圧から高速の回復機能を有しており、そのことは電流再
循環に起因する起こり得る過剰電圧に起因する誘導負荷
（即ち、ステータコイル）に対して有用である。
【００３３】本回路は非常に高速であり且つ出力ＰＮＰ
トランジスタを除いて信号経路内の全てのアクティブな
構成要素がＮＰＮトランジスタである単一利得段構成に
よって良好な動作を行なう応答性を有している。それは
単一利得段アーキテクチュアに起因する補償コンデンサ
を必要とするものではなく且つ単に数個の構成要素を使
用するに過ぎない。従って、本回路は集積回路装置に容
易に且つ廉価に集積化することが可能である。
【００３４】注意すべきことであるが、本回路内の三個
の抵抗２２，４２，４４の全てをゼロの値とすることが
可能であり、即ちこれらの抵抗は本回路の動作に影響を
与えること無しに取除くことが可能である。図示した実
施例においてそれらが設けられていることは、ある環境
においての信頼性を与えるために好適なものである。回
路１０の精度は、比較的高いオープンループ利得のため
に１％よりも良好なものであり、その利得は標準的なバ
イポーラ技術を使用した場合には５０ｄＢを超える場合
がある。本発明の付加的な特徴は、マルチ検知増幅器の
出力を単一の抵抗上に与えることが容易であるという点
である。何故ならば、出力は各装置のパスＰＮＰトラン
ジスタのコレクタ上へ供給されるからである。この実施
例を図６に示してある。これらの高速増幅器６８，７
０，７２はそれらの夫々のセンスフェット５６，５８，
６０からそれらの夫々のＶSOURCE信号を受取る。各セン
スフェット５６，５８，６０は夫々の三個の異なった導
体５７，５９，６１を介しての電流を検知する。これら
三個の高速増幅器５６，５８，６０はそれらの出力を単
一の抵抗ＲSENSE ７７へ供給し単一の出力を与える。セ
ンスフェット５７，５９，６１は、センスフェット１４
が図１において夫々の関連する要素へ接続されるのと同
一の態様で、それらの夫々の増幅器６８，７０，７２及
びそれらの夫々の導体５７，５９，６１及びそれらの夫
々のステータコイル１０２，１０４，１０６へ接続して
いる。このような三個の増幅器を使用することは一般的
なものであるが、多くのモータは三相を有しているの
で、本発明は三つの高速増幅器を使用することに制限す
ることを意図したものではなく必要に応じて必要な数の
増幅器を使用することが可能である。
【００３５】例えば多相モータ動作等の適用例において
は、図６の実施例はセンス抵抗７７の端子７６上にＶ
OUT 信号を発生する。ＶOUT 信号は異なったステータコ
イル１０２，１０４，１０６において検知される電流の
和に比例する。このことはモータにより引出される全電
流を表わしている。
【００３６】図７は差動状態が電流ミラー用回路１１６
を有するセンスフェット・高速増幅器回路１０９の別の
実施例を示している。電流発生器が存在せず且つ電流ミ
ラー回路が付加されている点を除いて、図７の回路は図
１の実施例の回路と類似している。
【００３７】図７の実施例においては、ＰＮＰトランジ
スタ１１８及び１２０を有するＰＮＰ電流ミラー回路１
１６が図１の実施例の回路へ付加されている。ＰＮＰト
ランジスタ１２０のエミッタはＶCCへ接続しており、そ
のコレクタはＮＰＮトランジスタ３２のコレクタへ接続
している。トランジスタ１１８のエミッタはＶCCへ接続
しており、そのコレクタはＮＰＮトランジスタ２８のコ
レクタへ接続している。ＰＮＰトランジスタ１１８のベ
ースはＰＮＰトランジスタ１２０のベース及びＰＮＰト
ランジスタ１１８のコレクタへ接続している。
【００３８】図７の実施例は図１の回路におけるよりも
差動増幅器３４においてより低いオフセットを有するも
のであるが、それは図１の実施例の動的性能を与えるも
のではない。何故ならば、低性能横型ＰＮＰトランジス
タが使用される場合には、ＰＮＰ電流ミラー１１６はよ
り大きなフェーズシフトを発生し、位相余裕及び安定性
を劣化させるからである。当該技術分野において公知の
如く、周波数応答を変更させるために補償回路網を使用
することが可能である。
【００３９】その他のパワートランジスタ及びドライバ
が使用される場合には、本回路を電流検知のために適用
することが可能であり、従ってセンスフェットトランジ
スタ１４の代わりにＰチャンネル装置及びバイポーラ構
成のものを採用することが可能である。又、一方の側に
おいてＶCCへ接続しており且つ他方の側において端子１
９及び２１へ夫々接続されている二個の抵抗をセンスフ
ェット１４と置換させることが可能であり、その場合に
も電流検知増幅器の機能が維持される。
【００４０】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適実施例に基づいて構成されたハ
イサイドモータドライバとしてセンスフェットを組込む
と共に高速増幅器を組込んだモータドライバ回路の一部
を示した概略図。
【図２】 図１の好適実施例に対する等価回路を示した
簡単化した概略図。
【図３】 増幅器への入力（即ち本装置のソース上の電
圧であるＶSOURCE）が供給電圧ＶCCより低い条件に対す
る増幅器への入力信号と増幅器からの出力信号との間の
関係を示したグラフ図。
【図４】 オーバードライブ入力電圧（ＶSOURCE）が供
給電圧より０．４Ｖ大きい場合の増幅器入力信号と出力
信号との間の関係を示したグラフ図。
【図５】 オーバードライブ入力電圧（ＶSOURCE）が供
給電圧より２．０Ｖ高い場合に対する増幅器の入力電圧
と出力電圧との間の関係を示したグラフ図。
【図６】 複数個の導体を介しての電流を検知し且つ検
知された電流の和を表わす出力電圧を提供するために使
用される複数個の高速増幅器が単一の出力に接続されて
いるマルチセンスフェット・高速増幅器システムを示し
た概略図。
【図７】 回路性能を変更させるために差動段において
電流ミラー回路を形成する付加的な構成要素を有するセ
ンスフェット・高速増幅器回路の別の実施例を示した概
略図。
【符号の説明】
１０ センスフェット・高速増幅器回路 １３ ドレイン端子 １４ ＮチャンネルＤ−ＭＯＳセンスフェット １５ ゲート端子 １６ ステータコイル １８ 入力ライン １９ ソース端子 ２０ 導体 ２１ 「センス」出力端子

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータのコイルへ駆動電流を供給する回
    路において、 検知ノードと供給ノードとを具備するセンスフェット電
    流検知装置が設けられており、前記供給ノードは前記コ
    イルへ電流を供給すべく接続されており、供給された電
    流に比例する「検知」電流が前記検知ノード上に発生さ
    れ、 前記検知ノード上の電圧を前記供給ノード上の電圧と強
    制的に同一とさせるための出力電圧を発生させるために
    前記検知ノードと供給ノードとの間の電圧を検知すべく
    接続された増幅器が設けられており、 前記検知電流を出力ノードへ経路付けすべく接続された
    パス要素が設けられている、 ことを特徴とする回路。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記センスフェット
    が供給電圧へ接続されたドレインと、プレドライバ出力
    電圧を受取るべく接続されたゲートと、前記コイルへ接
    続した供給ノード上の供給出力と、前記増幅器の入力へ
    接続された検知ノード上の検知出力とを有することを特
    徴とする回路。
  3. 【請求項３】 請求項１において、駆動電流を供給する
    回路が単一の集積回路の一部であることを特徴とする回
    路。
  4. 【請求項４】 請求項１において、前記増幅器がモータ
    制御システムにおけるフィードバック信号として使用す
    るのに適した出力電圧を有していることを特徴とする回
    路。
  5. 【請求項５】 請求項１において、前記増幅器が差動増
    幅器を有することを特徴とする回路。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記差動増幅器が、 前記センスフェットの検知出力へ接続した第一端部を具
    備する第一抵抗、 前記第一抵抗の第二端部へ接続したベースと、電圧供給
    源へ接続したコレクタと、基準電圧へ接続されている第
    一電流発生器へ接続したエミッタとを具備する第一ＮＰ
    Ｎトランジスタ、 前記電圧供給源へ接続した第二電流発生器に接続したコ
    レクタと、基準電圧へ接続された第三電流発生器に接続
    されたエミッタと、前記第一ＮＰＮトランジスタのエミ
    ッタへ接続したベースとを具備する第二ＮＰＮトランジ
    スタ、 前記電圧供給源へ接続したコレクタと、前記第三電流発
    生器へ接続したエミッタと、ベースとを具備する第三Ｎ
    ＰＮトランジスタ、 前記電圧供給源へ接続したコレクタと、前記第三ＮＰＮ
    トランジスタのベースへ接続されると共に基準電圧へ接
    続されている第四電流発生器へ接続したエミッタとを具
    備する第四ＮＰＮトランジスタ、 前記第四ＮＰＮトランジスタのベースへ接続した第一端
    部と前記センスフェットの供給出力へ接続した第二端部
    とを具備する第二抵抗、 前記第一抵抗の第一端部へ接続した第一端部を具備する
    と共に第二端部を具備する第三抵抗、 第一端部を具備すると共に基準電圧へ接続した第二端部
    を具備する第四抵抗、 前記第四抵抗の第一端部へ接続した出力端子、 を有することを特徴とする回路。
  7. 【請求項７】 請求項６において、前記パス要素がＰＮ
    Ｐトランジスタを有することを特徴とする回路。
  8. 【請求項８】 請求項７において、前記ＰＮＰトランジ
    スタが、前記第三抵抗の第二端部へ接続したエミッタ
    と、前記第二ＮＰＮトランジスタのコレクタへ接続した
    ベースと、前記第四抵抗の第一端部及び前記出力端子へ
    接続したコレクタとを有することを特徴とする回路。
  9. 【請求項９】 請求項６において、前記第一、第二及び
    第三抵抗が実質的にゼロの値であることを特徴とする回
    路。
  10. 【請求項１０】 モータの複数個のコイルへ駆動電流を
    供給する回路において、 複数個のセンスフェット電流検知装置が設けられてお
    り、その各々は、検知ノードと供給ノードとを具備して
    おり、各供給ノードは前記コイルの夫々の一つへ電流を
    送給すべく接続されており、その場合に夫々の検知ノー
    ド上に前記供給された電流に比例する検知電流が発生さ
    れ、 複数個の増幅器が設けられており、その各々は前記セン
    スフェット電流検知装置の夫々のものの検知ノードと供
    給ノードとの間の電圧を検知し、夫々の検知ノード上の
    電圧を夫々の供給ノード上の電圧と強制的に等しくさせ
    る出力電圧を発生すべく接続されており、 夫々の検知電流を出力ノードに対して経路付けするため
    の複数個のパス要素が設けられている、 ことを特徴とする回路。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、更に、前記出力
    ノードと基準電圧との間に検知抵抗が接続されているこ
    とを特徴とする回路。
  12. 【請求項１２】 請求項１０において、前記各センスフ
    ェットが、前記供給ノードにおいて夫々のコイルヘ接続
    されたソースとプレドライバ出力電圧へ接続されたゲー
    トと、モータ駆動信号供給源へ接続したドレインと、前
    記増幅器の夫々の一つの入力へ接続した検知出力とを具
    備することを特徴とする回路。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記出力ノード
    が任意の特定の時間において前記コイルを介しての電流
    の出力和を供給し、且つ前記出力ノードにおける電圧が
    モータ制御ループを駆動することを特徴とする回路。
  14. 【請求項１４】 請求項１２において、前記各増幅器が
    差動増幅器を有することを特徴とする回路。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記各差動増幅
    器が、 夫々のセンスフェットの検知出力へ接続された第一端部
    を具備する第一抵抗、 前記第一抵抗の第二端部へ接続したベースと、電圧供給
    源へ接続したコレクタと、基準電圧へ接続されている第
    一電流発生器へ接続したエミッタとを具備する第一ＮＰ
    Ｎトランジスタ、 前記電圧供給源へ接続されている第二電流発生器へ接続
    したコレクタと、基準電圧へ接続されている第三電流発
    生器へ接続したエミッタと、前記第一ＮＰＮトランジス
    タのエミッタへ接続したベースとを具備する第二ＮＰＮ
    トランジスタ、 前記電圧供給源へ接続したコレクタと、前記第三電流発
    生器へ接続したエミッタと、ベースとを具備する第三Ｎ
    ＰＮトランジスタ、 前記電圧供給源へ接続したコレクタと、前記第三ＮＰＮ
    トランジスタのベースへ接続したエミッタと、基準電圧
    へ接続されている第四電流発生器とを具備する第四ＮＰ
    Ｎトランジスタ、 前記第四ＮＰＮトランジスタのベースへ接続した第一端
    部と前記夫々のセンスフェットのソースへ接続した第二
    端部とを具備する第二抵抗、 前記第一抵抗の第一端部へ接続した第一端部と第二端部
    とを具備する第三抵抗、 第一端部と、基準電圧へ接続した第二端部とを具備する
    第四抵抗、 前記第四抵抗の第一端部へ接続した出力端子、 を有することを特徴とする回路。
  16. 【請求項１６】 請求項１５において、前記各パス要素
    がＰＮＰトランジスタを有することを特徴とする回路。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記ＰＮＰトラ
    ンジスタが、前記第三抵抗の第二端部へ接続したエミッ
    タと、前記第二ＮＰＮトランジスタのコレクタへ接続し
    たベースと、前記第四抵抗の第一端部及び前記出力端子
    へ接続したコレクタとを有することを特徴とする回路。
  18. 【請求項１８】 請求項１５において、前記第一、第二
    及び第三抵抗が実質的にゼロの値であることを特徴とす
    る回路。
  19. 【請求項１９】 請求項１０において、駆動電流を供給
    する回路が単一の集積回路の一部であることを特徴とす
    る回路。
  20. 【請求項２０】 モータのコイルへ駆動電流を供給する
    方法において、 前記コイルヘ供給される電流に比例する検知電流を検知
    ノード上へ供給し、 前記検知ノード上の電圧と前記コイル上の電圧とを強制
    的に同一とさせ、 前記検知電流を出力ノードへ経路付けさせる、 上記各ステップを有することを特徴とする方法。
JP5126740A 1992-05-29 1993-05-28 センスフェット及び高速増幅器 Pending JPH06189583A (ja)

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