JPH114595A - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置

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JPH114595A
JPH114595A JP9197469A JP19746997A JPH114595A JP H114595 A JPH114595 A JP H114595A JP 9197469 A JP9197469 A JP 9197469A JP 19746997 A JP19746997 A JP 19746997A JP H114595 A JPH114595 A JP H114595A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PWM信号に基づきスイッチングしたドライ
ブ電流を直接モータの各相コイルに供給して、このモー
タを駆動するモータの駆動装置で、逆起電圧の取り込み
を改善して誤った相への通電を防止し、モータの起動特
性等を改善することを目的とする。 【解決手段】 信号処理部6は、発生する逆起電圧に基
づいてロータの回転位置を検出し、各相コイル1U,1
V,1Wの通電状態を切り換え制御して回転制御をす
る。このときに、信号処理部6は、PWM信号が切り替
えがあった時点からPWM信号の周期の1/2の直前の
タイミングで逆起電圧の検出をし、この後PWM信号の
切り替えがあるまではPWM信号で規定された1デュー
ティの1/2のタイミングで逆起電圧の検出をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば磁気ディス
ク,光磁気ディスク,デジタルオーディオディスク等の
円盤状記録媒体の記録装置,再生装置,記録再生装置
や、ビデオテープレコーダ装置,ビデオカメラ装置,カ
メラ装置等のモータを有するあらゆる機器に適用して好
適なモータ駆動装置に関し、特に、いわゆるセンサレス
モータにおけるダイレクトパルス幅変調駆動(ダイレク
トPWM駆動)を可能としたモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図36に示すようなセンサレスド
ライブ方式のモータ駆動装置が知られている。例えば3
相モータ500のU相コイル500U及びV相コイル5
00Vに電流を供給すると、このU相コイル500U及
びV相コイル500Vはトルクを発生するように働くた
めモータを動作させるが、残るW相コイル500Wは逆
に逆起電圧を発生する。センサレスドライブ方式のモー
タ駆動装置は、このようにして各相コイル500U,5
00V,500Wにそれぞれ発生する逆起電圧に基づい
てロータの回転位置を検出し、この各相コイル500
U,500V,500Wの通電状態を切り換え制御して
回転制御を行うものである。
【0003】すなわち、各相コイル500U,500
V,500Wから発生する逆起電圧Uin,Vin,W
inは、それぞれフィルタ501を介して比較部502
に供給される。また、3相モータ500の中性点の電圧
であるコモン端子500Aのコモン電圧COMは、フィ
ルタ501を介して比較部502に供給される。
【0004】フィルタ501は、図37に示すような構
成を有しており、U相コイル500Uからの逆起電圧U
inは、抵抗515a及びコンデンサ515bで構成さ
れるローパスフィルタ515に供給される。また、V相
コイル500Vからの逆起電圧Vinは、抵抗516a
及びコンデンサ516bで構成されるローパスフィルタ
516に供給され、W相コイル500Wからの逆起電圧
Winは、抵抗517a及びコンデンサ517bで構成
されるローパスフィルタ517に供給される。また、コ
モン端子500Aからのコモン電圧COMは、抵抗51
8a及びコンデンサ518bで構成されるローパスフィ
ルタ518に供給される。
【0005】ここで、このセンサレスドライブ方式のモ
ータ駆動装置は、各相コイル500U,500V,50
0Wからの逆起電圧Uin,Vin,Winに基づいて
ロータの回転位置を検出し、この回転位置検出結果に応
じてこの各相コイル500U,500V,500Wの通
電タイミングを切り換え制御することにより、3相モー
タ500を回転駆動するわけであるが、図38(a)に
示すように各相コイル500U,500V,500Wの
通電切り換え時のオフのタイミングで、ノイズであるキ
ックバックノイズが発生する。このキックバックノイズ
は、各相コイル500U,500V,500Wの逆起電
圧Uin,Vin,Win及びコモン電圧COMに重畳
してしまうため、このままでは後段の信号処理に支障を
きたす。このため、各ローパスフィルタ515,51
6,517は、各逆起電圧Uin,Vin,Winから
キックバックノイズを除去し、これを比較部502の各
比較器519,520,521にそれぞれ供給する。ま
た、ローパスフィルタ518は、コモン電圧COMから
キックバックノイズを除去し、これを基準電圧として各
比較器519,520,521に供給する。
【0006】各比較器519,520,521は、それ
ぞれコモン電圧COMと、各逆起電圧Uin,Vin,
Winとを比較し、図38(b)〜(d)に示すような
各比較出力U,V,Wを信号処理部508に供給する。
【0007】一方、両波整流部503には、3相モータ
500の回転状態に基づいて回転サーボ系で生成された
回転サーボ信号(Vcontrol)が供給されてい
る。両波整流部503は、基準電圧を中心としてプラス
マイナス入力される回転サーボ信号を両波整流し、これ
を基準値Vrecとしてコンパレータ504に供給す
る。また、例えば3相モータ500の回転数が規定以上
に速くなると、回転サーボ信号は、回転数を落とすため
にマイナス入力となる。このため、両波整流部503
は、マイナス入力の回転サーボ信号が供給されると、回
転ブレーキをかけるためのリバース信号を生成し、これ
を信号処理部508に供給する。
【0008】電流検出抵抗511(Risense)
は、後に説明するドライバ510から各相コイル500
U,500V,500Wに供給する通電電流を電圧のか
たちで検出する。この検出値(Current Sense)は、抵
抗505a及びコンデンサ505bで積分処理されコン
パレータ504に供給される。
【0009】コンパレータ504は、基準値Vrec
と、電流検出抵抗511で検出された検出値(Current
Sense)の積分値とを比較し、この比較出力Verrを
パルス幅変調信号生成部(PWM信号生成部)506に
供給する。
【0010】PWM信号生成部506は、比較出力Ve
rrをパルス幅変調することによりパルス幅変調信号
(PWM Carrier)を生成し、これを電圧変換部507
に供給する。なお、これは、パルス幅変調を用いた電流
駆動を行っていることを示す。電圧変換部507は図3
9に示すような構成を有しており、電源電圧Vccに接
続されるトランジスタ507aをパルス幅変調信号でス
イッチング駆動することにより、このパルス幅変調信号
に応じたパルス幅変調電圧を生成し、コイル507b及
び平滑コンデンサ507cにより供給電圧VSに変換
し、この供給電圧VSをドライバ510に供給する。
【0011】次に、信号処理部508は、比較部502
から供給される上述した図38(b)〜(d)に示すよ
うな各比較出力U,V,Wの排他的論理和(Exor)
を検出して図38(e)に示すようなExor信号を生
成する。図38(a),(e)に示すように、Exor
信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジは、それ
ぞれ各逆起電圧Uin,Vin,Winとコモン電圧C
OMとのゼロクロスポイントを示す。このため、信号処
理部508は、Exor信号の立ち上がりエッジ及び立
ち下がりエッジを検出し、この検出タイミングで各逆起
電圧Uin,Vin,Winの取り込みを行う。そし
て、各逆起電圧Uin,Vin,Winに基づいて、図
38(f),(g)に示すようなU相コイル500U用
の上層トランジスタコントロール信号Uu及び下層トラ
ンジスタコントロール信号Ulと、同図(h),(i)
に示すようなV相コイル500V用の上層トランジスタ
コントロール信号Vu及び下層トランジスタコントロー
ル信号Vlと、同図(j),(k)に示すようなW相コ
イル500W用の上層トランジスタコントロール信号W
u及び下層トランジスタコントロール信号Wlとを生成
し、これらをドライバ510に供給する。
【0012】また、信号処理部508は、両波整流部5
03からリバース信号が供給されると、各コントロール
信号Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlを極性反転し
てドライバ510に供給する。
【0013】ドライバ510は、図40に示すようにU
相コイル500U用の上層,下層トランジスタ521,
522と、V相コイル500V用の上層,下層トランジ
スタ523,524と、W相コイル500W用の上層,
下層トランジスタ525,526と、各トランジスタ5
21〜526の各ベースにそれぞれ接続されたバッファ
アンプ及び抵抗等で構成されている。
【0014】各上層用トランジスタ521,523,5
25の各コレクタには、それぞれ電圧変換部507から
の供給電圧VSの入力端子に接続されている。また、各
下層トランジスタ522,524,526の各エミッタ
は、それぞれ電流検出抵抗511に接続されている。そ
して、各上層トランジスタ521,523,525の各
エミッタは、各下層トランジスタ522,524,52
6の各コレクタに接続されており、この各接続点から各
相コイル500U,500V,500Wに供給する駆動
電圧を取り出すようになっている。
【0015】このような構成を有するドライバ510
は、信号処理部508からの各コントロール信号Uu,
Ul,Vu,Vl,Wu,Wlが、それぞれ各上層,下
層トランジスタ521〜526のベースに供給される。
このため、各上層,下層トランジスタ521〜526
が、それぞれ各コントロール信号Uu,Ul,Vu,V
l,Wu,Wlに応じてオンオフ制御され、このオンオ
フ制御に応じた供給電源VSが各接続点から取り出され
る。この各接続点から取り出される供給電源VSは、駆
動電圧U,V,Wとして3相モータ500の各相コイル
500U,500V,500Wにそれぞれ供給される。
【0016】なお、各相コイル500U,500V,5
00Wにそれぞれ供給される供給電源VSの値は、上述
のように電流検出抵抗511で検出される。そして、コ
ンパレータ504において基準値Vrecと比較され、
この比較出力Verrに基づいて間接的なPWM駆動が
なされる。これにより、各相コイル500U,500
V,500Wの通電状態を一定に保つことができる。
【0017】このように当該センサレスドライブ方式の
モータ駆動装置は、各相コイル500U,500V,5
00Wがそれぞれ発生する逆起電圧によりロータの回転
位置を検出してこの各相コイル500U,500V,5
00Wへの通電状態を切り換え制御することができるた
め、ホール素子等の回転位置検出手段を設けることな
く、3相モータ500を回転制御することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述のセンサ
レス方式のモータ駆動装置において、電圧変換部507
を取り除いて3相モータ500を直接PWM駆動(以
下、このようにPWM信号を電圧値に変換せず、直接P
WMでスイッチングした電流をモータの各相のコイルに
供給して駆動することをダイレクトPWM駆動とい
う。)したとすると、図41(a)〜(c)に示すよう
に各相コイル500U,500V,500Wへの電圧を
オフするタイミングで各相端子電圧がグランドレベル
に、また、コモン電圧COMもグランドレベルまで落ち
込み、このときに逆起電圧の検出が困難となる。特に、
パルス幅変調駆動を行うため、当然オンオフの幅が異な
ることとなり、電圧のオフ時の逆起電圧の検出が困難に
なる。このため、3相モータ500を駆動すると、ジッ
タや音響ノイズを悪化させてしまう。
【0019】また、ダイレクトPWM駆動では、逆起電
圧を検出する際にフィルタを強化することも考えられる
が、非常に強力なフィルタが必要となり、さらに、出力
波形にも影響を及ぼし駆動効率が悪くなる。
【0020】また、ダイレクトPWM駆動では、電流検
出抵抗511に流れる電流が間欠的になっているため、
容易にこの電流検出抵抗511に流れる電流値を検出す
ることができない。
【0021】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、電圧変換回路を設けることなくセンサレス方
式におけるPWM駆動を可能とし、また、フィルタ回路
を設けることなくキックバックノイズによる誤動作を防
止し、さらに、逆起電圧の取り込みを改善して誤った相
への通電を防止し、モータの起動特性等を改善すること
ができるようなモータ駆動装置の提供を目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るモータ駆動装置は、パルス幅変調
(PWM)信号に基づきスイッチングしたドライブ電流
を直接モータの各相コイルに供給して、このモータを駆
動するモータの駆動装置であって、モータの回転を制御
するモータの回転制御信号に基づいて、PWM信号を生
成するPWM信号生成手段と、モータの各相コイルに生
じる逆起電圧を検出する逆起電圧検出手段と、上記逆起
電圧を検出するタイミングを制御するタイミングコント
ロール手段と、上記逆起電圧検出手段により検出した逆
起電圧と上記PWM信号に応じて、各相コイルを駆動す
るPWMコントロール信号を生成するPWM出力手段
と、上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電
流を生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を
供給するドライブ手段とを備え、上記タイミングコント
ロール手段は、PWM信号が切り替えがあった時点から
PWM信号の周期の1/2の直前のタイミングで逆起電
圧の検出を制御し、PWM信号で規定されたデューティ
の1/2直前のタイミングで逆起電圧を検出した後PW
M信号の切り替えがあるまではPWM信号で規定された
1デューティの1/2のタイミングで逆起電圧の検出を
制御することを特徴とする。
【0023】このモータ駆動装置では、上記タイミング
コントロール手段は、PWM信号が切り替えがあった時
点からPWM信号の周期の1/2の直前のタイミングで
逆起電圧の検出を制御し、PWM信号で規定されたデュ
ーティの1/2直前のタイミングで逆起電圧を検出した
後PWM信号の切り替えがあるまではPWM信号で規定
された1デューティの1/2のタイミングで逆起電圧の
検出を制御し、ドライブ手段が、モータの各相コイルに
ドライブ電流を供給して、モータをPWM信号に基づい
て駆動する。
【0024】本発明に係るモータ駆動装置では、上記逆
起電圧検出手段が2回以上連続して同一相コイルの逆起
電圧の変化を検出したときに、PWM出力手段が、検出
した逆起電圧に応じたPWMコントロール信号を生成
し、ドライブ手段が、モータの各相コイルにドライブ電
流を供給して、モータをPWM信号に基づいて駆動す
る。
【0025】本発明に係るモータ駆動装置は、逆起電圧
検出手段により検出した逆起電圧に基づき、各相コイル
に生じる逆起電圧の切り替わりエッジを検出するエッジ
検出手段を備えることを特徴とし、上記逆起電圧検出手
段が、上記エッジ検出手段により切り替わりエッジが検
出されてからつぎの切り替わりエッジが検出される直前
までの期間、逆起電圧の検出を停止し、それ以外の期間
逆起電圧の検出をし、ドライブ手段が、モータの各相コ
イルにドライブ電流を供給して、モータをPWM信号に
基づいて駆動する。
【0026】本発明に係るモータ駆動装置では、上記P
WM出力手段が、各相コイルを駆動するPWMコントロ
ール信号を切り替える場合に、その切り替えエッジの前
後のPWMコントロール信号のデューティを滑らかに変
化させ、ドライブ手段が、モータの各相コイルにドライ
ブ電流を供給して、モータをPWM信号に基づいて駆動
する。
【0027】本発明に係るモータ駆動装置は、パルス幅
変調(PWM)信号に基づきスイッチングしたドライブ
電流を直接モータの各相コイルに供給して、このモータ
を駆動するモータの駆動装置であって、モータの各相コ
イルにドライブ電流を供給するドライブ手段と、モータ
の各相コイルのドライブ電流のスイッチングのタイミン
グを検出するスイッチング検出手段と、上記各相コイル
のドライブ電流が供給され、このドライブ電流を電圧値
に変換する電流電圧変換手段と、上記ドライブ電流のス
イッチングのタイミング基づいて、ドライブ電流が上記
電流電圧変換手段に供給されている時には変換された電
圧値を検出して出力し、ドライブ電流が上記電流電圧変
換手段に供給されていない時にはドライブ電流が上記電
流電圧変換手段に供給されている時に変換された電圧値
を出力する駆動電流検出手段と、モータの回転制御信号
及びドライブ電流検出手段により検出したドライブ電流
の値に基づいて、PWM信号を生成するPWM信号生成
手段と、上記PWM信号及びモータの回転制御信号に応
じて、各相コイルを駆動するPWMコントロール信号を
生成するPWM出力手段とを備え、上記ドライブ手段
は、PWM出力手段により生成されたPWMコントロー
ル信号に基づいてモータにドライブ電流を供給すること
を特徴とする。
【0028】このモータ駆動装置では、駆動電流検出手
段が、PWMのオフ領域でドライブ電流を検出せずオン
領域の値を出力する。
【0029】また、本発明に係るモータ駆動装置は、上
記PWM出力手段が、モータ回転制御信号がモータの回
転の速度を落とすことを示す場合は、各相コイルに供給
するドライブ電流の駆動論理を反転させるPWMコント
ロール信号を生成することを特徴とする。
【0030】このモータ駆動装置では、駆動電流検出手
段が、PWMのオフ領域でドライブ電流を検出せずオン
領域の値を出力し、PWM出力手段が、モータのブレー
キモードの際にドライブ電流の駆動論理を反転させる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るモータ駆動装
置の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明する。
【0032】本発明を適用した実施の形態にかかるモー
タ駆動装置のブロック構成図を図1に示す。
【0033】モータ駆動装置10は、いわゆるセンサレ
ス方式のモータ駆動回路であり、特に、PWM信号でス
イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
に供給するダイレクトPWM駆動をするモータの駆動回
路である。このモータ駆動装置10は、3相モータ1の
回転サーボ信号(Vcontrol)を両波整流し、これを基
準信号Vrecとして出力するとともに、回転サーボ信
号(Vcontrol)のマイナス入力時に3相モータ1に回
転ブレーキをかけるためにリバース信号(Reverse)を
出力する両波整流部2と、基準信号Vrecと後に説明
する3相モータ1の駆動電流を検出した駆動電流検出電
圧(Current Sense)を抵抗3a及びコンデンサ3bで
積分処理した値とを比較するコンパレータ3と、コンパ
レータ3からの比較出力Verrに基づいてパルス幅変
調信号(PWM Carrier)を出力するPWM信号生成部4
とを有している。
【0034】また、モータ駆動装置10は、3相モータ
1の中性点に発生する電圧であるコモン電圧COMを基
準として、U相コイル1U,V相コイル1V,W相コイ
ル1Wに生じる各相電圧Uin,Vin,Winをそれ
ぞれ比較して比較信号Uin1,Vin1,Win1を
生成する比較部5と、PWM信号生成部4からのパルス
幅変調信号(PWM Carrier),比較部5からの各比較信
号Uin1,Vin1,Win1及び両波整流部2から
のリバース信号(Reverse)に基づいて、ドライバ7を
駆動するためのコントロール信号Uu,Ul,Vu,V
l,Wu,Wlを生成して出力する信号処理部6とを有
している。
【0035】また、モータ駆動装置10は、信号処理部
6からのコントロール信号Uu,Ul,Vu,Vl,W
u,Wlに応じて3相モータ1を駆動するドライバ7
と、3相モータ1の駆動電流を電圧のかたちで検出して
抵抗3a及びコンデンサ3bからなる積分回路を介して
コンパレータ3に供給する駆動電流検出部8と、ドライ
バ7が3相モータ1に駆動電流を供給したタイミングを
検出するスイッチング検出部9とを有している。
【0036】このような構成を有するモータ駆動装置1
0では、3相モータ1の例えばU相コイル1U及びV相
コイル1Vに電流を供給すると、このU相コイル1U及
びV相コイル1Vがトルクを発生するように働くため3
相モータ1が回転駆動する。このとき、3相モータ1で
は、通電をしていない残るW相コイル1Wが逆に起電圧
を発生する。モータ駆動装置10は、この各相コイル1
U,1V,1Wに発生する逆起電圧に基づいてロータの
回転位置を検出し、この検出結果に応じて通電状態を切
り換え制御して3相モータ1を回転駆動させるものであ
る。
【0037】具体的には、各相コイル1U,1V,1W
から図2(a)に示すような逆起電圧(Win)Ui
n,Vinが発生する。この各相コイルに発生する逆起
電圧(Win)Uin,Vinは、PWM信号でスイッ
チングしたドライブ電流が直接モータの各相コイルに供
給されるため、このPWM信号に応じてレベルが変動す
る。すなわち、各相コイルの中点の電圧であるコモン電
圧COMは、図2(b)に示すように、PWM信号がオ
ンのときはVCCの1/2の電圧レベルとなり、PWM
信号がオフのときはVCCからVCC+Vf/2(Vf
はダイオードの順方向電圧)の電圧レベルとなる。従っ
て、逆起電圧(Win)Uin,Vinは、このコモン
電圧COMを基準に電圧が発生するため、電圧レベルが
PWMに応じて変動し、そのため、このオンオフの切り
換わりエッジでは、大きなノイズが生じている。なお、
PWM信号がオフのときにコモン電圧COMがVCCか
らVCC+Vf/2レベルとなるのは、ドライバ7の下
層トランジスタを切り換えて、すなわち、グランド側を
オンオフしているためである。このことについては詳細
を後述する。そして、このような、各相電圧Uin,V
in,Win及び3相モータ1の中性点の電圧であるコ
モン端子1aのコモン電圧COMは、それぞれ比較部5
及びスイッチング検出部9に供給される。
【0038】なお、3相モータ1の各相のコイルに生じ
る電圧は、逆起電圧のみならずドライバ7からのドライ
ブ電圧も当然生じる(例えば、図2(b)においてUi
nの信号)。以下、比較部5及びスイッチング検出部9
に供給される電圧を総して相電圧Uin,Vin,Wi
nとして説明する。
【0039】また、この3相モータ1は、例えば、回転
サーボ系或いはデジタル・シグナル・プロセッサ(DS
P)等でその回転がサーボコントロールがされている。
【0040】両波整流部2は、図3に示すような構成で
ある。この両波整流部2は、第1の増幅器2aと第2の
増幅器2cと各整流素子等により、3相モータ1の回転
状態に基づいて回転サーボ系或いはDSP等で生成され
た回転サーボ信号(Vcontrol)と、基準電源2bから
の基準電圧との差分を検出し、この差分を両波整流す
る。そして、この両波整流した回転サーボ信号(Vcont
rol)を基準信号Vrecとして出力する。両波整流部
2は、この基準信号Vrecをコンパレータ3に供給す
る。
【0041】ここで、3相モータ1の回転数が規定以上
に速くなると、回転サーボ信号(Vcontrol)は、回転
数を落とすために基準電圧と比較してマイナスの信号と
なる。このため、両波整流部2では、比較器2dが、基
準電圧と回転サーボ信号(Vcontrol)とを比較し、マ
イナス入力の回転サーボ信号(Vcontrol)が供給され
たときに3相モータ1に回転ブレーキをかけるためのリ
バース信号(Reverse)を生成し、これを後に説明する
信号処理部6に供給する。
【0042】駆動電流検出部8は、後に説明するドライ
バ7から各相コイル1U,1V,1Wに供給する駆動電
流を電圧のかたちで検出する。この駆動電流検出電圧
(Current Sense )は、抵抗3a及びコンデンサ3bか
らなる積分回路で積分処理されコンパレータ3に供給さ
れる。この駆動電流検出部8については、詳細を後述す
る。
【0043】コンパレータ3は、両波整流部2からの基
準信号Vrecと、駆動電流検出部8で検出された駆動
電流検出電圧(Current Sense )の積分信号とを比較
し、この比較出力Verrをパルス幅変調回路(PWM
回路)4に供給する。
【0044】PWM信号生成部4は、比較出力Verr
をパルス幅変調してパルス幅変調信号(PWM Carrier)
を生成し、これを信号処理部6に供給する。ここで、こ
のPWM信号生成部4により生成されるパルス幅変調信
号(PWM Carrier)は、メインクロック(Main Clock)
に対して周期が一定であり、ハイ(オン)領域が変動す
る信号である。この実施の形態において説明するパルス
幅変調信号(PWM Carrier)は、例えば、図4に示すよ
うな、メインクロックに対して周期が16クロック固定
であり、オン領域が0クロックから16クロックまで変
動する信号である。このメインクロックは、他の両波整
流部2や信号処理部6等の処理にも用いられるこの装置
の主同期信号である。なお、PWM信号生成部4により
生成されるパルス幅変調信号(PWM Carrier)は、後述
する信号処理部6等との整合性がとれれば、例えば、他
のPWMの方式の信号であってもよい。
【0045】一方、比較部5は、図5に示すように、U
相用,V相用,W相用の3つの比較器5a〜5cと、各
相電圧を分圧する抵抗5d〜5kで構成されている。こ
の比較部5には、図2に示した相電圧Uin,Vin,
Win及びコモン電圧COMが供給される。3相モータ
1からのコモン電圧COMは、基準電圧として各比較器
5a〜5cに抵抗5j及び5kを介して供給される。ま
た、U相の相電圧Uinは抵抗5d及び5eを介してU
相用の比較器5aに供給され、V相の相電圧Vinは抵
抗5f及び5gを介してV相用の比較器5bに供給さ
れ、W相の相電圧Winは抵抗5h及び5iを介してW
相用の比較器5cに供給される。なお、図2(b)で説
明したようにPWM信号がオフのときには、逆起電圧が
VCCレベルを中心に発生する。そのため、逆起電圧が
このVCCレベルより大きなレベルとなってしまう場合
がある。しかしながら、抵抗5d〜5kにより電圧が分
圧しておくことで、特に問題は生じない。
【0046】各比較器5a〜5cは、図6(a)に示す
各相電圧Uin,Vin,Winをコモン電圧COMと
比較し、図6(b)〜(d)に示すような各比較信号U
in1,Vin1,Win1を生成しこれらを信号処理
部6に供給する。
【0047】なお、各比較信号Uin1,Vin1,W
in1は、図6においては図示していないが、PWM信
号に応じてオンオフがされており、また、各相コイル1
U,1V,1Wへの通電切り換えのタイミングで逆起電
圧に生じるキックバックノイズが重畳している。
【0048】スイッチング検出部9は、図7に示すよう
な構成であり、整流素子9b〜9dを介して検出する各
相電圧Uin,Vin,Winと所定の基準電圧Vとを
比較器9aにより比較し、CompOut信号を生成す
る。ここで、この比較器9aに供給される基準電圧は、
ドライバ7からのドライブ電流が流れていない相コイル
に生じる逆起電圧よりは大きいが、ドライバ7が駆動す
るドライブ電圧よりも小さい値に設定されている。つま
り、この基準電圧は、図2(b)に示す場合においての
Winのピーク値よりも大きい値であるであるが、Ui
nよりも小さい値である。
【0049】このように基準電圧Vを設定することによ
り、比較器9aは、ドライバ7からのドライブ電圧のオ
ンオフを示すCompOut信号を生成する。すなわ
ち、スイッチング検出部9は、3相モータ1を駆動する
PWM駆動スイッチングのタイミングを検出する。スイ
ッチング検出部9により生成されたCompOut信号
は、信号処理部6と駆動電流検出部8に供給される。
【0050】信号処理部6には、両波整流部2からリバ
ース信号(Reverse)と、PWM信号生成部4からパル
ス幅変調信号(PWM Carrier)と、比較部5から比較信
号Uin1,Vin1,Win1と、スイッチング検出
部9からCompOut信号が供給される。信号処理部
6は、これらの信号に基づき、ドライバ7のコントロー
ル信号Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlを生成す
る。すなわち、信号処理部6は、3相モータ1の逆起電
圧を検出してロータの回転位置を検出し、この検出に応
じて3相モータ1の通電状態の切り換えを制御する。
【0051】つぎに、この信号処理部6の具体的な回路
構成について説明する。
【0052】信号処理部6は、図8に示すように、逆起
電圧検出ロジック21と、エッジ検出ロジック22と、
3フェーズロジック23と、アウトプットロジック24
と、スタートロジック25と、アングル生成ロジック2
6と、PLLロジック27と、発振ロジック28とを備
える。
【0053】逆起電圧検出ロジック21は、図9に示す
ように、タイミングコントローラ51と第1のノイズマ
スク回路52と、第2のノイズマスク回路53とを有す
る。タイミングコントローラ51には、スイッチング検
出部9からのCompOut信号とメインクロックとが
入力される。タイミングコントローラ51は、このCo
mpOut信号とメインクロックに基づきタイミングク
ロックを生成し、第1のノイズマスク回路52に供給す
る。
【0054】具体的に、タイミングコントローラ51
は、図10に示すように、第1と第2のカウンタ54,
55と、ORゲート56と、CompOut信号を反転
させるインバータ57とを有している。
【0055】第1のカウンタ54は、CompOut信
号でリセットされメインクロックをカウントする第1〜
第3のTフリップフロップ54a〜54cと、第1,第
2のTフリップフロップ54a,54bからの各出力の
論理積をとって第3のTフリップフロップ54cに供給
する第1のANDゲート54dと、第1〜第3のTフリ
ップフロップ54a〜54cからの各出力の論理積をと
ってORゲート56に供給する第2のANDゲート54
eとを有している。
【0056】第2のカウンタ55は、インバータ57で
反転されたCompOut信号でリセットされメインク
ロックをカウントする第1〜第3のTフリップフロップ
55a〜55cと、第1,第2のTフリップフロップ5
5a,55bからの各出力の論理積をとって第3のTフ
リップフロップ55cに供給する第1のANDゲート5
5dと、第1〜第3のTフリップフロップ55a〜55
cからの各出力の論理積をとってORゲート56に供給
する第2のANDゲート55eとを有している。
【0057】タイミングコントローラ51の第1のカウ
ンタ54は、CompOut信号がハイとなるとメイン
クロックのカウントを開始する。また、第2のカウンタ
55は、CompOut信号がローとなるとメインクロ
ックのカウントを開始する。第1と第2のカウンタ5
4,55は、カウントを開始すると、まず、メインクロ
ックを7カウントしたときに出力がハイとなり、続い
て、8カウント毎に出力がハイとなる。そして、Com
pOut信号がハイ又はローに切り替わる度にメインク
ロックをカウントするカウンタが切り替わる。すなわ
ち、CompOut信号がハイのときは、第1のカウン
タ54が動作し、第2のカウンタ55は動作しない。ま
た、CompOut信号がローのときは、第2のカウン
タ55が動作し、第1のカウンタ54は動作しない。こ
の第1と第2のカウンタの出力は、ORゲート56に供
給される。
【0058】ORゲート56は、第1と第2のカウンタ
54,55の出力の論理和をとり、図11に示すような
タイミングクロックを出力する。このタイミングクロッ
クは、第1のノイズマスク回路52に供給される。
【0059】第1のノイズマスク回路52は、図12に
示すように、第1のU相ノイズマスク回路58と、第1
のV相ノイズマスク回路59と、第1のW相ノイズマス
ク回路60とから構成される。
【0060】第1のU相ノイズマスク回路58は、比較
部5の比較器5aから供給される比較信号Uin1をメ
インクロックの反転信号に同期化させる第1のDフリッ
プフロップ58aと、第1のDフリップフロップ58a
の出力をタイミングコントローラ51により生成される
タイミングクロックに同期化させる第2のDフリップフ
ロップ58bとを有する。
【0061】また、第1のU相ノイズマスク回路58
は、第2のDフリップフロップ58bの入出力間のEX
ORの反転をとるEX−OR反転ゲート58cと、イン
バータ58dを介したEX−OR反転ゲート58cの出
力と後述する第3のDフリップフロップ58hの出力と
が供給される第1のANDゲート58eと、EX−OR
反転ゲート58cと第2のDフリップフロップ58bの
出力が供給される第2のANDゲート58fとを有す
る。
【0062】また、第1のU相ノイズマスク回路58
は、第1と第2のANDゲート58e,58fの出力が
供給されるORゲート58gと、このORゲート58g
の出力をタイミングクロックと同期化させて比較信号U
in1′を出力する第3のDフリップフロップ58hと
を有する。
【0063】第1のV相ノイズマスク回路59は、比較
部5の比較器5bから供給される比較信号Vin1をメ
インクロックの反転信号に同期化させる第1のDフリッ
プフロップ59aと、第1のDフリップフロップ59a
の出力をタイミングコントローラ51により生成される
タイミングクロックに同期化させる第2のDフリップフ
ロップ59bとを有する。
【0064】また、第1のV相ノイズマスク回路59
は、第2のDフリップフロップ59bの入出力間のEX
ORの反転をとるEX−OR反転ゲート59cと、イン
バータ59dを介したEX−OR反転ゲート59cの出
力と後述する第3のDフリップフロップ59hの出力と
が供給される第1のANDゲート59eと、EX−OR
反転ゲート59cと第2のDフリップフロップ59bの
出力が供給される第2のANDゲート59fとを有す
る。
【0065】また、第1のV相ノイズマスク回路59
は、第1と第2のANDゲート59e,59fの出力が
供給されるORゲート59gと、このORゲート59g
の出力をタイミングクロックと同期化させて比較信号V
in1′を出力する第3のDフリップフロップ59hと
を有する。
【0066】第1のW相ノイズマスク回路60は、比較
部5の比較器5cから供給される比較信号Win1をメ
インクロックの反転信号に同期化させる第1のDフリッ
プフロップ60aと、第1のDフリップフロップ60a
の出力をタイミングコントローラ51により生成される
タイミングクロックに同期化させる第2のDフリップフ
ロップ60bとを有する。
【0067】また、第1のW相ノイズマスク回路60
は、第2のDフリップフロップ60bの入出力間のEX
ORの反転をとるEX−OR反転ゲート60cと、イン
バータ60dを介したEX−OR反転ゲート60cの出
力と後述する第3のDフリップフロップ60hの出力と
が供給される第1のANDゲート60eと、EX−OR
反転ゲート60cと第2のDフリップフロップ60bの
出力が供給される第2のANDゲート60fとを有す
る。
【0068】また、第1のW相ノイズマスク回路60
は、第1と第2のANDゲート60e,60fの出力が
供給されるORゲート60gと、このORゲート60g
の出力をタイミングクロックと同期化させて比較信号W
in1′を出力する第3のDフリップフロップ60hと
を有する。
【0069】このような構成の第1のノイズマスク回路
52は、各第2のDフリップフロップ58b,59b,
60bが各比較信号Uin1,Vin1,Win1をタ
イミングコントローラ51により生成されたタイミング
クロックに同期化させる。また、この第1のノイズマス
ク回路52は、タイミングクロックに同期して2度連続
して同一のデータが入力されなければ、第3のDフリッ
プフロップ58h,59h,60hからの出力を更新せ
ず、それ以外は前のデータを保持する。
【0070】この第1のノイズマスク回路52は、U
相,V相,W相の各相の第1のノイズマスク回路58,
59,60から出力される比較信号Uin1′,Vin
1′,Win1′を第2のノイズマスク回路53に供給
する。
【0071】第2のノイズマスク回路53には、比較信
号Uin1′,Vin1′,Win1′とが供給され
る。また、この第2のノイズマスク回路53には、後述
する3フェーズロジック23から出力されるフェーズ出
力信号Uuout,Ulout,Vuout,Vlou
t,Wuout,Wloutがフィードバックされ供給
される。
【0072】この各フェーズ出力信号Uuout,Ul
out,Vuout,Vlout,Wuout,Wlo
utは、ドライバ7に設けられている3相モータ1の各
相コイルを駆動する上層及び下層トランジスタを相の切
り換えのタイミング制御するための信号である。フェー
ズ出力信号Uuoutは、U相コイル用の上層トランジ
スタを相の切り換えのタイミング制御するため信号であ
り、フェーズ出力信号Uloutは、U相コイル用の下
層トランジスタを相の切り換えのタイミング制御するた
め信号である。また、フェーズ出力信号Vuoutは、
V相コイル用の上層トランジスタを相の切り換えのタイ
ミング制御するため信号であり、フェーズ出力信号Vl
outは、V相コイル用の下層トランジスタを相の切り
換えのタイミング制御するため信号である。また、フェ
ーズ出力信号Wuoutは、W相コイル用の上層トラン
ジスタを相の切り換えのタイミング制御するため信号で
あり、フェーズ出力信号Wloutは、W相コイル用の
下層トランジスタを相の切り換えのタイミング制御する
ため信号である。なお、この3フェーズロジック23と
この出力である各フェーズ出力信号Uuout,Ulo
ut,Vuout,Vlout,Wuout,Wlou
tについては詳細を後述する。
【0073】第2のノイズマスク回路53は、図13に
示すように、第1のU相ノイズマスク回路58からの比
較信号Uin1′とフェーズ出力信号Uuoutとが供
給されるORゲート61aと、フェーズ出力信号Ulo
utが供給されるインバータ61bと、このORゲート
61aとインバータ61bの出力が供給され、逆起電圧
信号Uin2を出力するANDゲート61cとからなる
第2のU相ノイズマスク回路61を有する。
【0074】また、第2のノイズマスク回路53は、第
1のV相ノイズマスク回路59からの比較信号Vin
1′とフェーズ出力信号Vuoutとが供給されるOR
ゲート62aと、フェーズ出力信号Vloutが供給さ
れるインバータ62bと、このORゲート62aとイン
バータ62bの出力が供給され、逆起電圧信号Vin2
を出力するANDゲート62cとからなる第2のV相ノ
イズマスク回路62を有する。
【0075】また、第2のノイズマスク回路53は、第
1のW相ノイズマスク回路60からの比較信号Win
1′とフェーズ出力信号Wuoutとが供給されるOR
ゲート63aと、フェーズ出力信号Wloutが供給さ
れるインバータ63bと、このORゲート63aとイン
バータ63bの出力が供給され、逆起電圧信号Win2
を出力するANDゲート63cとからなる第2のW相ノ
イズマスク回路63を有する。
【0076】第2のU相ノイズマスク回路61は、フェ
ーズ出力信号Uuout,Uloutがいずれもローの
ときに、比較信号Uin1′に応じた信号を出力する。
すなわち、フェーズ出力信号Uuout,Uloutが
いずれもローのときには、3相モータ1のU相コイル1
Uには、ドライブ電流が供給されていないので、逆起電
圧が生じている。そのため、逆起電圧を検出すべく比較
信号Uin1′に応じた信号を逆起電圧信号Uin2と
して出力する。
【0077】また、第2のU相ノイズマスク回路61
は、フェーズ出力信号Uuoutがハイのとき(このと
きは、必ずフェーズ出力信号Uloutはローにな
る。)には、逆起電圧信号Uin2をハイにして出力す
る。すなわち、フェーズ出力信号Uuoutがハイのと
きには、U相コイル1UからV相コイル1V又はW相コ
イル1Wにドライブ電流が供給されているので、このU
相コイル1Uの電圧として逆起電圧信号Uin2をハイ
にして出力する。
【0078】また、第2のU相ノイズマスク回路61
は、フェーズ出力信号Uloutがハイのときには、逆
起電圧信号Uin2をローにして出力する。すなわち、
フェーズ出力信号Uloutがハイのときには、V相コ
イル1V又はW相コイル1WからU相コイル1Uにドラ
イブ電流が供給されているので、このU相コイル1Uの
電圧として逆起電圧信号Uin2をローにして出力す
る。
【0079】なお、第2のV相ノイズマスク回路62及
び第2のW相ノイズマスク回路63についても、上述し
た第2のU相ノイズマスク回路61と同様の動作を行
う。
【0080】以上のように、この逆起電圧検出ロジック
21では、各回路が逆起電圧を検出する際のノイズを除
去することができる。
【0081】タイミングコントローラ51では、Com
pOut信号が切り換わったのちにメインクロックを7
カウントしてタイミングクロックを発生させるので、P
WM信号がオン或いはオフになってからすぐの不安定な
出力状態では逆起電圧を検出せず、安定した状態で逆起
電圧を検出できる。また、7カウントしたのちは、Co
mpOut信号の切り換えがなければ、すなわち、PW
M信号の切り換えがなければ、8カウント毎にタイミン
グクロックを発生させ、逆起電圧を検出する。特に、P
WM信号生成部4により発生するPWM信号は、メイン
クロックの16クロック分のオン領域を0から16クロ
ックまで変動させているので、PWMの1周期で必ず1
回は逆起電圧を検出できる。例えば、オン領域とオフ領
域がそれぞれ1/2ずつ(8クロック)であっても、逆
起電圧を検出することができる。従って、このタイミン
グコントローラ51では、安定的に逆起電圧を検出させ
るためのタイミングクロックを生成することができる。
【0082】第1のノイズマスク回路52では、各EX
ORの反転ゲート58c,59c,60c等により、2
回連続して同じ情報が入ってこなければデータを足り込
まず、前のデータを保持している。このことにより、例
えば図6(b)〜(d)に示す比較信号Uin1,Vi
n1,Win1において生じているキックバックノイズ
を除去することや、PWMの切り換えにおいて生じる切
換ノイズを除去することができる。例えば、図6(e)
〜(g)に示すような、キックバックノイズを除去した
逆起電圧信号Uin2,Vin2,Win2を出力でき
る。
【0083】第2のノイズマスク回路53では、3フェ
ーズロジック23で生成する3相モータ1の各相コイル
の通電パターンをフィードバックさせて、逆起電力が検
出できる相コイルの相電圧のみを検出しているので、す
なわち、上層コイルと下層コイルとがオフの部分のみ相
の相電圧を検出しているので、さらに、ノイズに対して
強くすることができる。
【0084】なお、タイミングコントローラ51による
メインクロックのカウント数(この場合7カウント又は
8カウント)は、PWM信号の生成手法やパルス幅に応
じて設定される。このため、この数値に限定されること
なく設計に応じた任意の値を設定すればよい。つまり、
PWM信号で規定されたデューティ1/2未満のエッジ
の近傍で、ハイ領域及びローの電圧が検出できるタイミ
ングに設定し、PWM周期の1周期に少なくとも1回逆
起電圧が検出できれば良い。このことにより、安定して
逆起電圧を検出ができる。
【0085】また、この第1のノイズマスク回路52で
は、2度連続して同一のデータが入力されなければデー
タを更新しない構成としているが、例えば、Dフリップ
フロップを複数段連ねてそれぞれEX−ORを取ること
で、3以上連続して同一のデータが入力されなければデ
ータを更新しない構成としてもよい。このことにより、
精度をさらに高めることができる。
【0086】このような逆起電圧検出ロジック21によ
り生成される逆起電圧信号Uin2,Vin2,Win
2は、エッジ検出ロジック22及び3フェーズロジック
23に供給される。
【0087】次に、エッジ検出ロジック22は、図14
に示すように、EX−OR回路71と、切替エッジ検出
回路72と、タイムディレイ回路73と、ORゲート回
路74とから構成されている。
【0088】EX−OR回路31は、逆起電圧検出ロジ
ック21からの逆起電圧信号Uin2,Vin2,Wi
n2が供給される。このEX−OR回路31は、各逆起
電圧信号Uin2,Vin2,Win2の排他的論理和
を演算し、図6(h)に示すような3(EXOR)信号
を生成し、これを切替エッジ検出回路72に供給する。
このEX−OR回路31により生成される3(EXO
R)信号は、各逆起電圧信号Uin2,Vin2,Wi
n2のいずれかがオンからオフに切り替わるタイミング
でローとなり、また、オフからオンに切り替わるタイミ
ングでハイとなる。
【0089】具体的に、このEX−OR回路31は、図
15に示すように、インバータ71fにより反転された
Uin2とインバータ71gにより反転されたVin2
とWin2とが供給される第1のANDゲート71a
と、インバータ71hにより反転されたUin2とVi
n2とインバータ71iにより反転されたWin2とが
供給される第2のANDゲート71bとを有する。ま
た、このEX−OR回路31は、Uin2とインバータ
71jにより反転されたVin2とインバータ71kに
より反転されたWin2とが供給される第3のANDゲ
ート71cと、Uin2とVin2とWin2とが供給
される第4のANDゲート71dとを有する。
【0090】また、EX−OR回路31は、第1〜第4
のANDゲート71a〜7dの出力が供給され、3(E
XOR)信号を出力するORゲート71eを有する。
【0091】切替エッジ検出回路72は、EX−OR回
路71からの3(EXOR)信号が供給され、この3
(EXOR)信号の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエ
ッジのタイミングを示すSDEXOR信号と、このSD
EXORと逆のエッジを検出するIinvert信号を
生成する。切替エッジ検出回路72には、3(EXO
R)信号とともに、3フェーズロジック23から供給さ
れるエッジマスク信号(EdgeMask)と、このエ
ッジ検出ロジック22の出力となる第1のマスク信号
(Mask1)と、システムクロック(SyCloc
k)とが供給される。
【0092】具体的に、切替エッジ検出回路72は、図
16に示すように、EX−OR回路71からの3(EX
OR)信号、インバータ72aにより反転した第1のマ
スク信号(Mask1)が供給される第1のANDゲー
ト72bと、後述する第1のDフリップフロップ72e
の出力、第1のマスク信号(Mask1)が供給される
第2のANDゲート72cと、この第1と第2のAND
ゲート72b,72cの出力が供給されるORゲート7
2dとを有する。
【0093】また、切替エッジ検出回路72は、ORゲ
ート72dの出力が供給されこのORゲート72dから
の出力をシステムクロック(SyClock)と同期化
する第1のDフリップフロップ72eと、この第1のD
フリップフロップの出力が供給され、この出力をシステ
ムクロックと同期化する第2のDフリップフロップ72
fとを有する。このシステムクロック(SyCloc
k)については、詳細を後述する。
【0094】切替エッジ検出回路72は、エッジマスク
信号(EdgeMask)と第1のDフリップフロップ
72eの出力とインバータ72kにより反転した第2の
Dフリップフロップ72fの出力とが供給される第3の
ANDゲート72gと、インバータ72lにより反転し
たエッジマスク信号(EdgeMask)とインバータ
72mにより反転した第1のDフリップフロップ72e
の出力と第2のDフリップフロップ72fの出力とが供
給される第4のANDゲート72hと、インバータ72
nにより反転したエッジマスク信号(EdgeMas
k)と第1のDフリップフロップ72eの出力とインバ
ータ72oにより反転した第2のDフリップフロップ7
2fの出力とが供給される第5のANDゲート72i
と、エッジマスク信号(EdgeMask)とインバー
タ72pにより反転した第1のDフリップフロップ72
eの出力と第2のDフリップフロップ72fの出力とが
供給される第6のANDゲート72jとを有する。
【0095】また、切替エッジ検出回路72は、第3と
第4のANDゲート72g,72hの出力が供給され、
SDExorを出力する第2のORゲート72qと、第
5と第6のANDゲート72i,72jの出力が供給さ
れ、Iinvertを出力する第3のORゲート72r
とを有する。
【0096】このような切替エッジ検出回路72の出力
であるSDExor及びIinvertは、タイムディ
レイ回路73に供給される。
【0097】タイムディレイ回路73は、切替エッジ検
出回路72から供給されたSDExor及びIinve
rtを所定時間遅らせる。また、タイムディレイ回路7
3は、Iinvertに基づき詳細を後述するスロープ
信号(Slope)と、スタートフラグ(Startf
lug)を生成する。
【0098】具体的には、タイムディレイ回路73は、
図17に示すように、切替エッジ検出回路72からのS
DExorが供給される第1と第2のDフリップフロッ
プ73a,73bを有する。第2のDフリップフロップ
73bからシステムクロックで2カウント分遅延したS
DEXORが出力される。
【0099】また、タイムディレイ回路73は、切替エ
ッジ検出回路72からのIinvertが供給される第
3のDフリップフロップ73cを有する。この第3のD
フリップフロップ73cからシステムクロックで1カウ
ント分遅延したIinvertが出力される。
【0100】また、タイムディレイ回路73は、第3の
Dフリップフロップ73cの出力が供給され、この出力
を1システムクロック分遅延させる第4のDフリップフ
ロップ73dと、この第4のDフリップフロップ73d
の出力がインバータ73eにより反転されてリセットに
供給される第5〜第7のDフリップフロップ73f〜7
3hとを有する。
【0101】第5〜第7のDフリップフロップ73f,
73g,73hは、リセットが解除されるとシステムク
ロックを3カウントしてスタートフラグ(Startf
lug)を発生する。また、第6のDフリップフロップ
73gの出力は、インバータ73iを介してスロープ信
号(Slope)として出力される。
【0102】ORゲート回路74には、タイムディレイ
回路73からのSDEXOR,Iinvert,スロー
プ信号(Slope)と、切替エッジ検出回路72から
出力されるスロープ信号(Slope)とが供給され、
これらの信号の論理和を演算し、第1のマスク信号(M
ask1)を生成する。なお、この第1のマスク信号
(Mask1)は、切替エッジ検出回路72にフィード
バックされる。
【0103】このような構成を有するエッジ検出ロジッ
ク22は、第1のマスク信号(Mask1)と、スロー
プ信号(Slope)と、スタートフラグ(Start
flug)と、ラッチ(Latch)信号とを生成す
る。なお、ここで、ラッチ(Latch)信号とIin
vertとは同一の信号である。
【0104】エッジ検出ロジック22は、システムクロ
ック(SYClock)と、逆起電圧信号Uin2,V
in2,Win2と、エッジマスク(EdgeMas
k)信号が図18(a)〜(e)に示すようなタイミン
グで供給されると、スロープ信号(Slope)が、同
図(f)に示すように、逆起電圧信号の切り替わりのタ
イミングを挟んで一定期間ローとなって出力される。ま
た、エッジ検出ロジック22は、逆起電圧信号Uin
2,Vin2,Win2の切り替わりのタイミングでハ
イとなり、スロープ信号(Slope)がローとなるタ
イミングと同時にローとなる第1のマスク信号(Mas
k1)を生成する。
【0105】エッジ検出ロジック22から、第1のマス
ク信号(Mask1)とラッチ(Latch)信号が3
フェーズロジック23に供給され、スタートフラグ(S
tartflug)とラッチ(Latch)信号がスタ
ートロジック25に供給され、スロープ信号(Slop
e)がアングル生成ロジック26に供給され、ラッチ
(Latch)信号がPLLロジック27に供給され
る。
【0106】次に、スタートロジック25は、図19に
示すようにラッチ(Latch)信号でリセットされシ
ステムクロック(SYClock)をカウントする第1
〜第5のTフリップフロップ25a〜25eと、第1,
第2のTフリップフロップ25a,25bからの各出力
の論理積をとって第3のTフリップフロップ25cに供
給する第1のANDゲート25fと、第1〜第3のTフ
リップフロップ25a〜25cからの各出力の論理積を
とって第4のTフリップフロップ25dに供給する第2
のANDゲート25gとを有している。また、第1〜第
4のTフリップフロップ25a〜25dからの各出力の
論理積をとって第5のTフリップフロップ25eに供給
する第3のANDゲート25hと、第1〜第5のTフリ
ップフロップ25a〜25eからの各出力の論理積をと
って出力する第4のANDゲート25iと、第4のAN
Dゲート25iからの出力をシステムクロック(SYC
lock)に基づいて同期化し、これを通電パターンを
切り換えるためのStep信号として出力するDフリッ
プフロップ25jとを有している。
【0107】3相モータ1が回転している場合、スター
トフラグ(Startflug)は周期的にスタートロ
ジック25に供給されるはずである。しかし、例えば誤
った相コイルに通電した場合や回転が停止している状態
ではスタートフラグ(Startflug)はスタート
ロジック25に供給されなくなる。このような状態で
は、同じ相コイルに連続して通電を行うこととなるた
め、いつまでも起動されないうえ、この通電される相コ
イルが損傷する等の不都合を生ずる。このため、スター
トロジック25は、ハイレベルのスタートフラグが供給
されるタイミング、すなわち、逆起電圧をサンプリング
し通電を切り換えた直後から始動し、各Tフリップフロ
ップ25a〜25eによりシステムクロック(SYCl
ock)を例えば32カウントする。そして、システム
クロック(SYClock)を32カウントするまでに
ラッチ(Latch)信号が供給されない場合は、3相
モータ1が停止しているものとみなし、次の通電パター
ンとするためのstep信号を出力する。このstep
信号は、3フェーズロジック22に供給される。
【0108】また、このスタートロジック25は、逆起
電圧のゼロクロスポイントが検出されラッチ(Latc
h)信号によって各Tフリップフロップ25a〜25e
がリセットされることにより動作が停止する。
【0109】なお、システムクロック(SYCloc
k)のカウント数(この場合32カウント)は、3相モ
ータ1のトルク定数や負荷となるイナーシャに応じて設
定される。このため、この数値に限定されることなく設
計に応じた任意の値を設定すればよい。
【0110】次に、アングル生成ロジック26は、図2
0に示すように、カレントミラー回路からなる定電流源
82と、この定電流源82に接続されたコンデンサ83
と、このコンデンサ83に並列に接続されスイッチとし
て働くトランジスタ84とからなるスロープ回路81を
有する。
【0111】このスロープ回路81のトランジスタ84
は、エッジ検出ロジック22からのスロープ信号(Sl
ope)によりスイッチングがされる。スロープ信号
(Slope)がハイのときは、コンデンサ83が放電
される。また、スロープ信号(Slope)がローのと
きは、コンデンサ83が充電される。定電流源82に流
れる電流i1は、トランジスタ84に流れる電流i2と比
較して十分小さい電流に設定する。このことにより、充
電時には瞬間的にコンデンサ83に電荷がチャージさ
れ、放電時にはコンデンサ83から徐々に電圧が出力さ
れる。すなわち、このスロープ回路81から瞬間的に立
ち上がり、なだらかに立ち下がっていく台形波が出力さ
れる。なお、定電流源82に流れる電流を可変すること
により、出力される台形波の立ち下がりの傾きを調整で
きる。
【0112】アングル生成ロジック26は、スロープ回
路81から出力される台形波とPWM信号生成部4によ
り用いられるPWM用鋸波が供給され、アングル信号
(ANGLE)を生成するコンパレータ85を有する。
このコンパレータ85は、PWM用の鋸波がスロープ回
路81から出力される台形波より大きいときに、ハイと
なるアングル信号(ANGLE)信号を生成する。な
お、台形波の立ち下がり時間をPWM用鋸波の周期に比
較して十分大きいものとすることで、徐々にデューティ
が大きくなるアングル信号(ANGLE)信号を生成で
きる。
【0113】図21は、PWM用の鋸波とアングル信号
(ANGLE)信号等を示したタイムチャート及び波形
図である。
【0114】図21(a)は、コンパレータ85に入力
されるPWM用鋸波と、スロープ回路81の出力である
台形波の立ち下がり部分の波形図である。コンパレータ
85により生成されるアングル信号(ANGLE)は、
図21(b)に示すように、台形波が下がるにつれてデ
ューティが大きくなっている。
【0115】なお、アングル生成ロジック26は、信号
処理部6の他のブロックとは異なりアナログ回路で構成
されている。そのため、例えば、半導体等でこの信号処
理部6を実施するときは、このブロックを別途他の半導
体等で構成しても良い。
【0116】このアングル生成ロジック26により生成
されたアングル信号(ANGLE)は、アウトプットロ
ジック24に供給される。
【0117】次に、PLLロジック27は、図22に示
すような構成を有しており、位相比較器86において、
エッジ検出ロジック22から供給されるラッチ(Lat
ch)信号の位相と、電圧可変型発振器(VCO)88
から出力されるPLLOUT信号を、1/Nカウンタ5
8で例えば8分周或いは16分周した分周信号(Fi
n)の位相とを比較する。そして、この位相比較出力を
ローパスフィルタ87を介してVCO88に供給してこ
のVCO88を発振駆動する。これにより、ラッチ(L
atch)信号に同期したPLLOUT信号を生成して
発振ロジック28に供給する。
【0118】なお、エッジ検出ロジック22から供給さ
れるラッチ(Latch)信号は、信号の安定化を図る
ために、システムクロックと同期させたのちにこのPL
Lロジック27に供給するようにしてもよい。また、こ
のPLLロジック27は、アングル生成ロジック26と
同様に、アナログ回路で構成されている。そのため、例
えば、半導体等でこの信号処理部6を実施するときは、
このブロックを別途他の半導体等で構成しても良い。
【0119】次に、発振ロジック28は、両波整流部2
からのリバース信号(Reverse),中央演算ユニット
(CPU)等で生成されたモータのオンオフ制御するた
めのモータオンオフ制御信号(MON/OFF),PLL回路
25からのPLLOUT信号,例えば500KHzのメ
インクロック(Main Clock)及びPWM信号生成部4か
らのPWM信号(PWM in)に基づいて、各種タイミン
グ信号を生成する。
【0120】発振ロジック28は、PLLOUT信号を
メインクロックと同期させたシステムクロック(SyC
lock)を生成する。このシステムクロックは、エッ
ジ検出ロジック22、3フェーズロジック23、スター
トロジック25等に供給される。
【0121】また、発振ロジック28は、モータオンオ
フ制御信号(MON/OFF)をシステムクロック(SyCl
ock)に同期させた信号を生成して、アウトプットロ
ジック24に供給する。
【0122】また、発振ロジック28は、リバース信号
(Reverse)をシステムクロック(SyClock)に
同期させたシステムリバース信号(Reverse)を生成し
て、アウトプットロジック24に供給する。
【0123】次に、3フェーズロジック23について説
明する。
【0124】この3フェーズロジック23は、図23に
示すように、逆起電圧検出ロジック21からの逆起電圧
信号Uin2,Vin2,Win2と、3フェーズロジ
ック23からの第1のマスク信号(Mask1)と、シ
ステムクロック(SyClock)が供給され、逆起電
圧信号Uin2′,Vin2′,Win2′を生成する
マスク回路31を有する。
【0125】また、3フェーズロジック23は、マスク
回路31からの逆起電圧信号Uin2′,Vin2′,
Win2′と、システムクロック(SyClock)
と、後述するデコード回路33からの第2のマスク信号
(Mask2)が供給され、逆起電圧信号Ures,V
res,Wresを生成するフェーズ生成回路32を有
する。
【0126】また、3フェーズロジック23は、フェー
ズ生成回路32からの逆起電圧信号Ures,Vre
s,Wresが供給され、フェーズ出力信号Uuou
t,Ulout,Vuout,Vlout,Wuou
t,Wloutと、第2のマスク信号(Mask2)
と、第3のマスク信号(Mask3)を生成するデコー
ド回路33を有する。
【0127】また、3フェーズロジック23は、フェー
ズ生成回路32からの逆起電圧信号Ures,Vre
s,Wresが供給され、エッジ検出ロジック22の切
替エッジ検出回路72に供給するエッジマスク信号(E
dgeMask)信号を生成するエッジマスク生成回路
34を有する。
【0128】マスク回路31には、図18(g)で示し
たような、逆起電圧信号Uin2,Vin2,Win2
が切り替わったタイミングつまり切替エッジでハイにな
り、次のエッジがくるであろうタイミングの手前でロー
となる第1のマスク信号(Mask1)が供給される。
マスク回路31は、この第1のマスク信号(Mask
1)がハイのときには、逆起電圧信号Uin2,Vin
2,Win2の取り込みを行わず、マスクする回路であ
る。そのため、このマスク回路31では、例えば、逆起
電圧検出ロジック21の出力がハンチングした場合など
であっても3相モータ1の駆動に影響が無いようにして
いる。
【0129】具体的に、マスク回路31は、図24に示
すように、逆起電圧信号Uin2とインバータ35cに
より反転された第1のマスク信号(Mask1)が供給
される第1のANDゲート35aと、後述するDフリッ
プフロップ35eの出力と第1のマスク信号(Mask
1)が供給される第2のANDゲート35bと、この第
1と第2のANDゲート35a,35bの出力が供給さ
れるORゲート35dと、このORゲート35dの出力
をシステムクロック(SyClock)に同期化させる
Dフリップフロップ35eとからなるU相マスク回路3
5を有する。
【0130】このU相マスク回路35は、Dフリップフ
ロップ35eから第1のマスク信号(Mask1)によ
りマスクされた逆起電圧信号Uin2′を出力する。
【0131】また、マスク回路31は、逆起電圧信号V
in2とインバータ36cにより反転された第1のマス
ク信号(Mask1)が供給される第1のANDゲート
36aと、後述するDフリップフロップ36eの出力と
第1のマスク信号(Mask1)が供給される第2のA
NDゲート36bと、この第1と第2のANDゲート3
6a,36bの出力が供給されるORゲート36dと、
このORゲート36dの出力をシステムクロック(Sy
Clock)に同期化させるDフリップフロップ36e
とからなるV相マスク回路36を有する。
【0132】このV相マスク回路36は、Dフリップフ
ロップ36eから第1のマスク信号(Mask1)によ
りマスクされた逆起電圧信号Vin2′を出力する。
【0133】また、マスク回路31は、逆起電圧信号W
in2とインバータ37cにより反転された第1のマス
ク信号(Mask1)が供給される第1のANDゲート
37aと、後述するDフリップフロップ37eの出力と
第1のマスク信号(Mask1)が供給される第2のA
NDゲート37bと、この第1と第2のANDゲート3
7a,37bの出力が供給されるORゲート37dと、
このORゲート37dの出力をシステムクロック(Sy
Clock)に同期化させるDフリップフロップ37e
とからなるW相マスク回路37を有する。
【0134】このW相マスク回路37は、Dフリップフ
ロップ37eから第1のマスク信号(Mask1)によ
りマスクされた逆起電圧信号Win2′を出力する。
【0135】このように、マスク回路31は、第1のマ
スク信号(Mask1)に基づいて逆起電圧信号Uin
2′,Vin2′,Win2′を生成し、フェーズ生成
回路32に供給する。
【0136】フェーズ生成回路32は、Step信号に
基づいて各逆起電圧信号Uin2′,Vin2′,Wi
n2′をサンプリングし、この各サンプル出力である逆
起電圧信号Ures,Vres,Wresを生成し、こ
れらをデコーダ部29に供給する。なお、この際に、後
述するデコード回路33からの第2のマスク信号(Mas
k2-U,Mask2-V,Mask2-W)フィードバックされて供給
される。この第2のマスク信号(Mask2-U,Mask2-V,
Mask2-W)は、3相モータ1の通電パターンに基づい
て、次に生成する逆起電圧信号Ures,Vres,W
resがどのパターンになるのか予想した信号である。
すなわち、この第2のマスク信号(Mask2-U,Mask2-
V,Mask2-W)により、予想されたパターン以外の信号
が生成されないようにしている。
【0137】具体的に、フェーズ生成回路32は、図2
5に示すように、マスク回路31からの逆起電圧信号U
in2′,Vin2′,Win2′のうち、逆起電圧信
号Uin2′をサンプリングするUサンプリング回路3
8と、Uサンプリング回路38でサンプリングされた逆
起電圧Uin2′を保持するU用Dフリップフロップ3
2eと、3相モータ1のロータが回転しなかった場合に
スタートロジック25からのStep信号によりU用D
フリップフロップ32eの通電パターンを次の通電パタ
ーンとする(ステップ送り)U用レジスタ制御回路39
とを有している。
【0138】また、フェーズ生成回路32は、逆起電圧
Vin2′をサンプリングするVサンプリング回路40
と、このVサンプリング回路40でサンプリングされた
逆起電圧Vを保持するV用Dフリップフロップ32f
と、3相モータ1のロータが回転しなかった場合にSt
ep信号によりV用Dフリップフロップ32fの通電パ
ターンを次の通電パターンとする(ステップ送り)V用
レジスタ制御回路41とを有している。
【0139】また、フェーズ生成回路32は、逆起電圧
Win2′をサンプリングするWサンプリング回路42
と、このWサンプリング回路42でサンプリングされた
逆起電圧Wを保持するW用Dフリップフロップ32g
と、3相モータ1のロータが回転しなかった場合にSt
ep信号によりW用Dフリップフロップ32gの通電パ
ターンを次の通電パターンとする(ステップ送り)W用
レジスタ制御回路43とを有している。
【0140】Uサンプリング回路38は、逆起電圧Ui
n2′,第2のU相マスク信号(Mask2−U),イ
ンバータ38bを介したStep信号の反転出力が供給
されるANDゲート38aと、インバータ38cにより
反転した第2のU相マスク信号(Mask2−U),イ
ンバータ38eを介したStep信号の反転出力,U用
Dフリップフロップ32eからの出力が供給されるAN
Dゲート38dとで構成されている。
【0141】U用レジスタ制御回路39は、インバータ
39cにより反転したV用Dフリップフロップ32fか
らの出力,ステップ信号が供給されるANDゲート39
aと、ステップ信号,インバータ39dにより反転した
U用Dフリップフロップ32eの出力が供給されるAN
Dゲート39bとで構成されている。
【0142】Vサンプリング回路40は、逆起電圧Vi
n2′,第2のV相マスク信号(Mask2−V),イ
ンバータ40bにより反転したStep信号の出力が供
給されるANDゲート40aと、インバータ40cによ
り反転した第2のV相マスク信号(Mask2−V),
インバータ40eを介したStep信号の反転出力,V
用Dフリップフロップ32fからの出力が供給されるA
NDゲート40dとで構成されている。
【0143】V用レジスタ制御回路41は、インバータ
41cにより反転したW用Dフリップフロップ32gか
らの出力,ステップ信号が供給されるANDゲート41
aと、ステップ信号,インバータ41dにより反転した
V用Dフリップフロップ32fの出力が供給されるAN
Dゲート41bとで構成されている。
【0144】Wサンプリング回路42は、逆起電圧Wi
n2′,第2のW相マスク信号(Mask2−W),イ
ンバータ42bを介したStep信号の反転出力が供給
されるANDゲート42aと、インバータ42cにより
反転した第2のW相マスク信号(Mask2−W),イ
ンバータ42eを介したStep信号の反転出力,W用
Dフリップフロップ32gからの出力が供給されるAN
Dゲート42dとで構成されている。
【0145】W用レジスタ制御回路43は、インバータ
43cにより反転したU用Dフリップフロップ32eか
らの反転出力,ステップ信号が供給されるANDゲート
43aと、ステップ信号,インバータ43dにより反転
したW用Dフリップフロップ32gの反転出力が供給さ
れるANDゲート43bとで構成されている。
【0146】また、フェーズ生成回路32は、インバー
タ32hにより反転したU相Dフリップフロップ32e
からの出力,インバータ32iにより反転したV相Dフ
リップフロップ32fからの出力,インバータ32jに
より反転したW相Dフリップフロップ32gからの出力
が供給される第1のANDゲート32kと、U相Dフリ
ップフロップ32eの出力,V相Dフリップフロップ3
2fの出力,W相Dフリップフロップ32gの出力が供
給される第2のANDゲート32lとを有する。
【0147】そして、フェーズ生成回路32は、Uサン
プリング回路38のANDゲート38a,38d及びU
用レジスタ制御回路39のANDゲート39a,39b
の各出力の論理和をとってU用Dフリップフロップ32
eに供給する第1のORゲート32aと、Vサンプリン
グ回路40のANDゲート40a,40d及びV用レジ
スタ制御回路41のANDゲート41a,41bの各出
力の論理和をとってV用Dフリップフロップ32fに供
給する第2のORゲート32bと、Wサンプリング回路
42のANDゲート42a,42dと、W用レジスタ制
御回路43のANDゲート43a,43b及び第2のA
NDゲート32lの各出力の論理和をとって第3のOR
ゲート32cと、この第3のORゲート32cと第2の
ANDゲート32kの出力の論理積をとってW用Dフリ
ップフロップ32gに供給する第3のANDゲート32
dとを有している。
【0148】このような構成を有するフェーズ生成回路
32は、各サンプリング回路42により、各逆起電圧信
号Uin2′,Vin2′,Win2′を各第2のマス
ク信号(Mask2-U,Mask2-V,Mask2-W)が供給される
タイミングと一致したタイミングでサンプリングし、こ
れらを各ORゲート32a〜32cを介して各Dフリッ
プフロップ32e〜32gに供給する。これにより、変
化があらわれる相コイルの逆起電圧のみをサンプリング
することができ、これ以外の相コイルの逆起電圧は、各
Dフリップフロップ32e〜32gにより保持される。
従って、各Dフリップフロップ32e〜32gからは、
Step信号が供給されない限り、それぞれ保持され
て、逆起電圧信号Uin2′,Vin2′,Win2′
のサンプル出力である逆起電圧信号Ures,Vre
s,Wres がそのまま出力されることとなる。
【0149】また、誤った相コイルに通電した場合や回
転が停止している状態では、上述のようにスタートロジ
ック25にスタートフラグ(Startflug)が供
給されないため、スタートロジック25の各フリップフ
ロップ25a〜25eによりシステムクロック(SyC
lock)が32カウントされ、次の通電パターンとす
るためのStep信号が出力される。
【0150】フェーズ生成回路32は、このStep信
号が供給されると、各レジスタ制御回路39,41,4
3がそれぞれ動作状態となり、インバータ39cを介し
たW用Dフリップフロップ32gからの反転出力がU用
レジスタ制御回路39からU用Dフリップフロップ32
eに供給され、インバータ41cを介したU用Dフリッ
プフロップ32eからの反転出力がV用レジスタ制御回
路41からV用Dフリップフロップ32fに供給され、
インバータ43cを介したV用Dフリップフロップ32
fからの反転出力がW用レジスタ制御回路43からW用
Dフリップフロップ32gに供給される。
【0151】これにより、各Dフリップフロップ32e
〜32gからの出力を次の通電パターンの出力とするこ
とができる(ステップ送り)。このようなステップ送り
は、3相モータ1が起動され、Step 信号が供給されな
くなるまで続けられる。そして、起動時に確実に回転を
開始させることができ、起動特性を改善することができ
る。
【0152】このようにフェーズ生成回路32で生成さ
れた各逆起電圧信号Ures,Vres,Wresは、
それぞれデコード回路33及びエッジマスク生成回路3
4に供給される。
【0153】デコード回路33は、フェーズ生成回路3
2から供給される逆起電圧信号Ures,Vres,W
resと、アングル生成ロジック26から供給されるス
ロープ信号(Slope)と、エッジ検出ロジック22
から供給されるラッチ(Latch)信号に基づいて、
3相モータ1をドライブするドライバ7の上層トランジ
スタ及び下層トランジスタをオンオフ制御するための第
1〜第6のフェーズ出力信号を生成する。
【0154】また、デコード回路33は、上述した第2
のマスク信号(Mask2)と第3のマスク信号(Ma
sk3)を生成する。
【0155】具体的、にデコード回路33は、図26に
示すような構成を有しており、図1に示すドライバ7に
設けられているU相コイル用のトランジスタをオンオフ
制御するための第1のフェーズ出力信号Uuout及び
第2のフェーズ出力信号Uloutを生成するU相フェ
ーズ出力回路44と、V相コイル用のトランジスタをオ
ンオフ制御するための第3のフェーズ出力信号Vuou
t及び第4のフェーズ出力信号Vloutを生成するV
相フェーズ出力回路45と、W相コイル用のトランジス
タをオンオフ制御するための第5のフェーズ出力信号W
uout及び第6のフェーズ出力信号Wloutを生成
するU相フェーズ出力回路46とを有している。
【0156】U相フェーズ出力回路44は、逆起電圧信
号Ures,第2のインバータ33bを介して反転され
た逆起電圧信号Vresが供給され第1のフェーズ出力
信号Uuoutを出力する第1のANDゲート44a
と、第1のインバータ33aを介して反転された逆起電
圧信号Ures,逆起電圧信号Vresが供給され第2
のフェーズ出力信号Uloutを出力するANDゲート
44bとから構成されている。
【0157】V相フェーズ出力回路45は、逆起電圧信
号Vres,第3のインバータ33cを介して反転され
た逆起電圧信号Wresが供給され第3のフェーズ出力
信号Vuoutを出力する第1のANDゲート45a
と、第2のインバータ33bを介して反転された逆起電
圧信号Vres,逆起電圧信号Wresが供給され第4
のフェーズ出力信号Vloutを出力するANDゲート
45bとから構成されている。
【0158】W相フェーズ出力回路46は、逆起電圧信
号Wres,第1のインバータ33aを介して反転され
た逆起電圧信号Uresが供給され第5のフェーズ出力
信号Wuout第1のANDゲート46aと、第3のイ
ンバータ33cを介して反転された逆起電圧信号Wre
s,逆起電圧信号Uresが供給され第6のフェーズ出
力信号Wloutを出力するANDゲート46bとから
構成されている。
【0159】また、デコード回路33は、各相コイル1
U,1V,1Wの逆起電圧の変化があらわれるタイミン
グで所定期間ハイレベルとなるU相用,V相用,W相用
の第2のマスク信号(Mask2-U,Mask2-V,Mask2-W)
と第3のマスク信号(Mask3-U,Mask3-V,Mask3-W)
を生成するためのU相マスク生成回路47と、V相マス
ク生成回路48と、W相マスク生成回路49とを有す
る。
【0160】U相マスク生成回路47は、逆起電圧信号
Ures ,逆起電圧信号Vres及び第3のインバー
タ33cにより反転された逆起電圧信号Wresが供給
される第1のANDゲート47aと、第1のインバータ
33aにより反転された逆起電圧信号Ures,第2の
インバータ33bにより反転された逆起電圧信号Vre
s及び逆起電圧信号Wresが供給される第2のAND
ゲート47bと、この第1と第2のANDゲート47
a,47bの各出力の論理和を出力するORゲート47
cとで構成されている。
【0161】そして、第1のANDゲート33dは、U
相マスク生成回路47の出力,ラッチ(Latch)信
号との論理積を第2のU相マスク信号(Mask2−
U)として出力する。また、第2のANDゲート33g
は、U相マスク生成回路47の出力と,スロープ信号
(Slope)との論理積を第3のU相マスク信号(M
ask3−U)として出力する。
【0162】V相マスク生成回路48は、逆起電圧信号
Ures ,第2のインバータ33bにより反転された
逆起電圧信号Vres及び第3のインバータ33cによ
り反転された逆起電圧信号Wresが供給される第1の
ANDゲート48aと、第1のインバータ33aにより
反転された逆起電圧信号Ures,逆起電圧信号Vre
s及び逆起電圧信号Wresが供給される第2のAND
ゲート48bと、この第1と第2のANDゲート48
a,48bの各出力の論理和を出力するORゲート48
cとで構成されている。
【0163】そして、第3のANDゲート33eは、U
相マスク生成回路48の出力,ラッチ(Latch)信
号との論理積を第2のV相マスク信号(Mask2−
V)として出力する。また、第4のANDゲート33h
は、V相マスク生成回路48の出力と,スロープ信号
(Slope)との論理積を第3のV相マスク信号(M
ask3−V)として出力する。
【0164】W相マスク生成回路49は、第1のインバ
ータにより反転された逆起電圧信号Ures ,逆起電
圧信号Vres及び第3のインバータ33cにより反転
された逆起電圧信号Wresが供給される第1のAND
ゲート49aと、逆起電圧信号Ures,第2のインバ
ータ33bにより反転された逆起電圧信号Vres及び
逆起電圧信号Wresが供給される第2のANDゲート
49bと、この第1と第2のANDゲート49a,49
bの各出力の論理和を出力するORゲート49cとで構
成されている。
【0165】そして、第4のANDゲート33fは、W
相マスク生成回路48の出力,ラッチ(Latch)信
号との論理積を第2のW相マスク信号(Mask2−
W)として出力する。また、第6のANDゲート33i
は、W相マスク生成回路48の出力と,スロープ信号
(Slope)との論理積を第3のW相マスク信号(M
ask3−W)として出力する。
【0166】このような構成を有するデコード回路33
は、各逆起電圧信号Ures ,Vres ,Wres
で構成される上述の第1〜第6の通電パターンに基づい
て各相の上層トランジスタ及び下層トランジスタをオン
オフ制御する第1〜第6のコントロール信号Uu〜Wl
を生成する。
【0167】すなわち、デコード回路33に供給される
各逆起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第1の通電パターン(H,L,
H)及び第2の通電パターン(H,L,L)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(o)に示すような第1のフェーズ出力信号Uuout
が出力される。同じく、デコード回路33に供給される
各逆起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第4の通電パターン(L,H,
L)及び第5の通電パターン(L,H,H)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(p)に示すような第2のフェーズ出力信号Ulout
が出力される。
【0168】また、デコード回路33に供給される各逆
起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第3の通電パターン(H,H,
L)及び第4の通電パターン(L,H,L)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(q)に示すような第3のフェーズ出力信号Vuout
が出力される。同じく、デコード回路33に供給される
各逆起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第1の通電パターン(H,L,
H)及び第6の通電パターン(L,L,H)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(r)に示すような第4のフェーズ出力信号Vlout
が出力される。
【0169】また、デコード回路33に供給される各逆
起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第5の通電パターン(L,H,
H)及び第6の通電パターン(L,L,H)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(s)に示すような第5のフェーズ出力信号Wuout
が出力される。同じく、デコード回路33に供給される
各逆起電圧信号Ures ,Vres ,Wresが図6
(i)〜(k)に示す第2の通電パターン(H,L,
L)及び第3の通電パターン(H,H,L)であるとき
は、デコード回路33からこの間ハイレベルとなる同図
(t)に示すような第6のフェーズ出力信号Wlout
が出力される。
【0170】このようにして生成された各フェーズ出力
信号Uuout〜Wloutは、それぞれアウトプット
コントローラ30に供給される。
【0171】また、デコード回路33は、それぞれ各通
電パターンに基づいて、次に逆起電圧信号Ures ,
Vres ,Wres のどのエッジがくるのかを予測
し、図6(l)〜(n)に示すように、各第2のマスク
信号(Mask2-U,Mask2-V,Mask2-W)としてフェーズ
生成回路32に供給する。
【0172】エッジマスク生成回路34は、フェーズ生
成回路32からの逆起電圧信号Ures,Vres,W
resが供給され、エッジ検出ロジック22に供給する
エッジマスク信号(EdgeMask)を生成する。
【0173】具体的には、エッジマスク生成回路34
は、図27に示すように、第1のインバータ34aによ
り反転された逆起電圧信号Ures,第2のインバータ
34bにより反転された逆起電圧信号Vres及び逆起
電圧信号Wresが供給される第1のANDゲート34
dと、第1のインバータ34aにより反転された逆起電
圧信号Ures,逆起電圧信号Vres及び第3のイン
バータ34cにより反転された逆起電圧信号Wresが
供給される第2のANDゲート34eと、逆起電圧信号
Ures,第2のインバータ34bにより反転された逆
起電圧信号Vres及び第3のインバータ34cにより
反転された逆起電圧信号Wresが供給される第3のA
NDゲート34fと、逆起電圧信号Ures,逆起電圧
信号Vres及び逆起電圧信号Wresが供給される第
4のANDゲート34gと、これら第1〜第4のAND
ゲート34d〜34gの出力の論理和を出力するORゲ
ート34hとを有している。
【0174】この様な構成を有することにより、エッジ
マスク生成回路34は、図6(u)に示すような各逆起
電圧信号Ures,Vres,Wresのエッジ部分を
表す信号を生成し、エッジ検出ロジック22に供給す
る。
【0175】次に、アウトプットロジック24は、図2
8に示すように、3フェーズロジック23からのフェー
ズ出力信号Uuout,Ulout,Vuout,Vl
out,Wuout,Wloutによる上層及び下層ト
ランジスタのコントロールを切り換える反転回路91
と、反転回路91を介して供給されるフェーズ出力信号
にPWM信号生成部4からのパルス幅変調信号(PWM
Carrier)を合成してコントロール信号Uu,Ul,V
u,Vl,Wu,Wlを生成するPWM合成回路92と
を有している。
【0176】3相モータ1の回転数が規定以上に速くな
り、例えばサーボ制御系等から供給される回転サーボ信
号が、回転数を落とすためにマイナス入力となると、両
波整流部2から、リバース信号(Reverse)が出力され
る。このリバース信号は、回転数を落とすブレーキモー
ドとなった場合に、後述するドライバ7の上層,下層ト
ランジスタの駆動の駆動論理を反転させ、逆方向通電を
行い3相モータ1にブレーキをかけるための信号であ
る。このリバース信号(Reverse)は、発振ロジック2
8を介してこのアウトプットロジック24に供給され
る。
【0177】反転回路91には、このリバース信号(R
everse)信号と、フェーズ出力信号Uuout,Ulo
ut,Vuout,Vlout,Wuout,Wlou
tとが供給される。この反転回路91は、リバース信号
(Reverse)がハイときには、上層トランジスタと下層
トランジスタのコントロール信号の駆動論理を入れ換え
てPWM合成回路92に出力する。また、リバース信号
(Reverse)信号がローのときは上層トランジスタと下
層トランジスタのコントロール信号はそのままでPWM
合成回路92に出力する。
【0178】具体的には、反転回路91は、図29に示
すように、インバータ93cにより反転されたリバース
信号(Reverse)信号,フェーズ出力信号Uuoutが
供給される第1のANDゲート93aと、リバース信号
(Reverse),フェーズ出力信号Uloutが供給され
る第2のANDゲート93bと、この第1と第2のAN
Dゲート93a,93bの論理和をフェーズ出力信号U
uout′として出力するORゲート93dとを有して
いる。
【0179】また、反転回路91は、リバース信号(R
everse)信号,フェーズ出力信号Uuoutが供給され
る第1のANDゲート94aと、インバータ94cによ
り反転されたリバース信号(Reverse),フェーズ出力
信号Uloutが供給される第2のANDゲート94b
と、この第1と第2のANDゲート94a,94bの論
理和をフェーズ出力信号Ulout′として出力するO
Rゲート94dとを有している。
【0180】反転回路91は、インバータ95cにより
反転されたリバース信号(Reverse)信号,フェーズ出
力信号Vuoutが供給される第1のANDゲート95
aと、リバース信号(Reverse),フェーズ出力信号V
loutが供給される第2のANDゲート95bと、こ
の第1と第2のANDゲート95a,95bの論理和を
フェーズ出力信号Vuout′として出力するORゲー
ト95dとを有している。
【0181】また、反転回路91は、リバース信号(R
everse)信号,フェーズ出力信号Vuoutが供給され
る第1のANDゲート96aと、インバータ96cによ
り反転されたリバース信号(Reverse),フェーズ出力
信号Vloutが供給される第2のANDゲート96b
と、この第1と第2のANDゲート96a,96bの論
理和をフェーズ出力信号Vlout′として出力するO
Rゲート96dとを有している。
【0182】反転回路91は、インバータ97cにより
反転されたリバース信号(Reverse)信号,フェーズ出
力信号Wuoutが供給される第1のANDゲート97
aと、リバース信号(Reverse),フェーズ出力信号W
loutが供給される第2のANDゲート97bと、こ
の第1と第2のANDゲート97a,97bの論理和を
フェーズ出力信号Wuout′として出力するORゲー
ト97dとを有している。
【0183】また、反転回路91は、リバース信号(R
everse)信号,フェーズ出力信号Wuoutが供給され
る第1のANDゲート98aと、インバータ98cによ
り反転されたリバース信号(Reverse),フェーズ出力
信号Wloutが供給される第2のANDゲート98b
と、この第1と第2のANDゲート98a,98bの論
理和をフェーズ出力信号Wlout′として出力するO
Rゲート98dとを有している。
【0184】このような構成を有する反転回路91は、
フェーズ出力信号Uuout′,Ulout′,Vuo
ut′,Vlout′,Wuout′,Wlout′を
PWM合成回路92に供給する。
【0185】PWM合成回路92は、反転回路91から
供給されるフェーズ出力信号Uuout′,Ulou
t′,Vuout′,Vlout′,Wuout′,W
lout′にパルス幅変調信号(PWM Carrier)を合
成する。また、PWM合成回路92は、反転回路91か
ら供給されるフェーズ出力信号Uuout′,Ulou
t′,Vuout′,Vlout′,Wuout′,W
lout′にアングル信号(ANGLE)を合成する。
【0186】すなわち、PWM合成回路92は、3相モ
ータ1をドライブするドライバ7を構成する上層及び下
層トランジスタの相切り換えのタイミングを示している
フェーズ出力信号に、ドライブのパワー及び切り換えス
ピードをコントロールするPWM信号を合成している。
また、PWM合成回路92は、アングル信号(ANGL
E)信号を合成することにより、3相モータ1の各相の
切り換えタイミングでなめらかに切り換えを行うため、
相切り換え時におけるパルス幅変調信号(PWM Carri
er)を変化させている。
【0187】具体的に、PWM合成回路92は、図30
に示すように、3フェーズロジック23から出力される
第3のW相マスク信号(Mask3−W),インバータ
101により反転されたアングル信号(ANGLE)が
供給されるANDゲート102と、第3のU相マスク信
号(Mask3−U),インバータ101により反転さ
れたアングル信号(ANGLE)が供給されるANDゲ
ート103と、第3のV相マスク信号(Mask3−
V),インバータ101により反転されたアングル信号
(ANGLE)が供給されるANDゲート104とを有
している。
【0188】また、PWM合成回路92は、フェーズ出
力信号Uuout′,インバータ105cにより反転さ
れたANDゲート102の出力が供給される第1のAN
Dゲート105aと、フェーズ出力信号Vuout′,
ANDゲート103の出力が供給される第2のANDゲ
ート105bと、この第1と第2のANDゲート105
a,105bの論理和を出力する第1のORゲート10
5dとを有している。PWM合成回路92は、フェーズ
出力信号Ulout′,インバータ106cにより反転
されたANDゲート103の出力が供給される第1のA
NDゲート106aと、フェーズ出力信号Vlou
t′,ANDゲート103の出力が供給される第2のA
NDゲート106bと、この第1と第2のANDゲート
106a,106bの論理和を出力する第2のORゲー
ト106dとを有している。
【0189】PWM合成回路92は、フェーズ出力信号
Vuout′,インバータ107cにより反転されたA
NDゲート103の出力が供給される第1のANDゲー
ト107aと、フェーズ出力信号Wuout′,AND
ゲート104の出力が供給される第2のANDゲート1
07bと、この第1と第2のANDゲート107a,1
07bの論理和を出力する第3のORゲート107dと
を有している。
【0190】PWM合成回路92は、フェーズ出力信号
Vlout′,インバータ108cにより反転されたA
NDゲート103の出力が供給される第1のANDゲー
ト108aと、フェーズ出力信号Wlout′,AND
ゲート104の出力が供給される第2のANDゲート1
08bと、この第1と第2のANDゲート108a,1
08bの論理和を出力する第4のORゲート108dと
を有している。
【0191】PWM合成回路92は、フェーズ出力信号
Wuout′,インバータ109cにより反転されたA
NDゲート104の出力が供給される第1のANDゲー
ト109aと、フェーズ出力信号Uuout′,AND
ゲート102の出力が供給される第2のANDゲート1
09bと、この第1と第2のANDゲート109a,1
09bの論理和を出力する第5のORゲート109dと
を有している。
【0192】PWM合成回路92は、フェーズ出力信号
Wlout′,インバータ110cにより反転されたA
NDゲート104の出力が供給される第1のANDゲー
ト110aと、フェーズ出力信号Ulout′,AND
ゲート102の出力が供給される第2のANDゲート1
10bと、この第1と第2のANDゲート110a,1
10bの論理和を出力する第6のORゲート110dと
を有している。
【0193】また、PWM合成回路92は、3相モータ
1のスイッチの切り換えを行うOUT−ON/OFF信
号,第1のORゲート105dの出力が供給され、コン
トロール信号Uuを出力するANDゲート111と、O
UT−ON/OFF信号,第2のORゲート106dの
出力,パルス幅変調信号(PWM Carrier)が供給さ
れ、コントロール信号Ulを出力するANDゲート11
2と、OUT−ON/OFF信号,第3のORゲート1
07dの出力が供給され、コントロール信号Vuを出力
するANDゲート113と、OUT−ON/OFF信
号,第4のORゲート108dの出力,パルス幅変調信
号(PWM Carrier)が供給され、コントロール信号V
lを出力するANDゲート114と、OUT−ON/O
FF信号,第5のORゲート109dの出力が供給さ
れ、コントロール信号Wuを出力するANDゲート11
5と、OUT−ON/OFF信号,第6のORゲート1
10dの出力,パルス幅変調信号(PWM Carrier)が
供給され、コントロール信号Wlを出力するANDゲー
ト116とを有している。
【0194】このような構成のPWM合成回路92は、
フェーズ出力信号に図31(a)及び(b)に示すよう
なパルス幅変調信号(PWM Carrier)を合成して、ド
ライバ7に供給する。また、PWM合成回路92は、パ
ルス幅変調信号(PWM Carrier)を合成するととも
に、切り換えエッジにおいて、図31(c)に示すよう
なアングル信号(ANGLE)信号を合成する。そし
て、エッジの立ち上がり時においては、図31(d)に
示すような、立ち上がり傾斜をつけたコントロール信号
Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlを生成する。ま
た、エッジの立ち下がり時においては、図31(e)に
示すような、立ち下がり傾斜をつけたコントロール信号
Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlを生成する。
【0195】このように、PWM合成回路92では、3
相モータ1の相コイルを滑らかに切り換えることによ
り、音響ノイズやキックバックノイズを除去することが
できる。
【0196】なお、図30に示したPWM合成回路92
の構成では、コイルの相の切り換えの立ち上がりエッジ
及び立ち下がりエッジの両者で傾斜をつけた場合を示し
ているが、例えば、キックバックノイズを除去する目的
で有れば図32に示すようにインバータ105c,10
6c,107c,108c,109c,110cと、A
NDゲート105a,106a,107a,108a,
109a,110aを取り外して、直接、ORゲート1
05d,106d,107d,108d,109d,1
10dにフェーズ出力信号Uuout′,Ulou
t′,Vuout′,Vlout′,Wuout′,W
lout′を供給して、立ち下がりエッジのみに傾斜を
つけてもよい。
【0197】以上のように、信号処理部6では、逆起電
圧検出ロジック21がCompOut信号を検出したの
ちにメインクロックを7カウントしてタイミングクロッ
クを発生させることにより、PWM信号がオン或いはオ
フになってすぐの不安定な出力状態では逆起電圧を検出
せず、安定した状態で逆起電圧を検出する。
【0198】特に、PWM信号生成部4により発生する
PWM信号は、メインクロックの16クロック分のオン
領域を0から16クロックまで変動させているので、必
ずPWM信号の1周期に少なくとも1回の検出ができ
る。また、PWM信号のスイッチングが無ければ以後8
クロック毎に逆起電圧を検出できる。
【0199】また、信号処理部6では、逆起電圧検出ロ
ジック21が2回連続して同じ情報が入ってこなければ
データを足り込まず、前のデータを保持している。この
ことにより、信号処理部6では、キックバックノイズを
除去することや、PWMの切換において生じる切換ノイ
ズを除去することができる。
【0200】信号処理部6では、逆起電圧検出ロジック
21が3相モータ1の各相コイルの通電パターンをフィ
ードバックさせて、逆起電力が検出できる相コイルの相
電圧のみを検出しているので、すなわち、上層コイルと
下層コイルとがオフの部分のみ相の相電圧を検出してい
るので、ノイズに対して強くすることができる。
【0201】また、信号処理部6では、エッジ検出ロジ
ック22が検出した相コイルの切り換えエッジを検出
し、この検出したエッジに基づきアングル生成ロジック
26がアングル信号(ANGLE)信号を生成し、この
アングル信号(ANGLE)信号に基づいてPWM合成
回路92が3相モータ1の相コイルを滑らかに切り換え
ることにより、音響ノイズやキックバックノイズを除去
することができる。
【0202】つぎに、図1に示すドライバ7について説
明する。このドライバ7は、図33に示すように信号処
理部6のアウトプットコントローラ30からの第1〜第
6のコントロール信号Uu〜Wlをそれぞれ所定の利得
で増幅するバッファアンプ121a〜121fと、各バ
ッファアンプ121a〜121fの出力段に設けられた
抵抗122a〜122fとを有している。
【0203】また、ドライバ7は、抵抗122aにベー
スが接続された第1のコントロール信号Uu用の上層ト
ランジスタ123aと、抵抗122bにベースが接続さ
れた第2のコントロール信号Ul用の下層トランジスタ
123bと、抵抗122cにベースが接続された第3の
コントロール信号Vu用の上層トランジスタ124a
と、抵抗122dにベースが接続された第4のコントロ
ール信号Vl用の下層トランジスタ124bと、抵抗1
22eにベースが接続された第5のコントロール信号W
u用の上層トランジスタ125aと、抵抗122fにベ
ースが接続された第6のコントロール信号Wl用の下層
トランジスタ125bとを有している。
【0204】各上層トランジスタ123a,124a,
125aの各コレクタは、それぞれ電源電圧VCCに接
続されており、各下層トランジスタ123b,124
b,125bは、3相モータ1の各相コイル1U,1
V,1Wに供給する電流値を検出するための駆動電流検
出部8の電流検出抵抗RSにそれぞれ接続されている。
また、各上層トランジスタ123a,124a,125
aの各エミッタは、それぞれ各下層トランジスタ123
b,124b,125bのコレクタに接続されており、
各上層トランジスタ123a,124a,125aの各
エミッタと、各下層トランジスタ123b,124b,
125bのコレクタとの接続点から3相モータ1の各相
コイル1U,1V,1Wに供給する駆動電圧を取り出す
ようになっている。
【0205】このような構成を有するドライバ7は、第
1から第6のコントロール信号Uu,Ul,Vu,V
l,Wu,Wlが供給されると、これに応じて各上層ト
ランジスタ123a,124a,125a及び各下層ト
ランジスタ123b,124b,125bがそれぞれオ
ンオフ制御される。そして、この各上層トランジスタ1
23a,124a,125a及び各下層トランジスタ1
23b,124b,125bのオンオフ制御に応じた電
源電圧VCCが、各接続点から取り出され、これらが駆
動電圧U,V,Wとして図1に示す3相モータ1の各相
コイル1U,1V,1Wにそれぞれ供給される。
【0206】つぎに、駆動電流検出部8は、図34に示
すように、ドライバ7のドライブ電流が供給される電流
検出抵抗RSと、この電流検出抵抗RSの両端の電圧を
検出する増幅器131とを有する。また、駆動電流検出
部8は、スイッチング検出部9からのCompOut信
号に基づいて、増幅器131の出力電圧をスイッチング
するスイッチング素子132と、増幅器131の出力電
圧がスイッチング素子132を介して供給される積分器
133とを有する。
【0207】このような構成を有する駆動電流検出部8
では、各相コイル1U,1V,1Wにそれぞれ供給され
る駆動電流が、それぞれ電流検出抵抗RSにより電圧の
かたちで検出される。この電流検出抵抗RSにより検出
された駆動電圧は、増幅器131で増幅及びインピーダ
ンス変換をされ、スイッチング素子132を介して、抵
抗及びコンデンサからなる積分器133に供給される。
【0208】このとき、電流検出抵抗RSには、PWM
駆動された電流が間欠的に流れている。スイッチング素
子132は、CompOut信号に基づき積分器133
に供給する電圧をスイッチングしている。つまり、積分
器133には、ドライバ7に供給されるPWM信号がO
Nになっているときに生じる電流検出抵抗RSの電圧の
みが供給される。そして、この積分器133から、駆動
電流検出電圧(Current Sense)が出力される。
【0209】また、積分器133は、CompOut信
号がオフしたときに、サンプルホールド回路としての機
能が働くため、実際に3相モータ1に電流が流れた場合
の状態に近づけるため、所定の時定数をもってホールド
した電圧の値を徐々に小さくする。
【0210】すなわち、駆動電流検出部8では、ダイレ
クトPWM駆動をしている3相モータ1に流れる電流を
検出するため、ドライバ7がONしているときには通常
の電流検出を行って駆動電流検出電圧(Current Sens
e)を出力する。そして、OFFしたときには、積分器
133によりサンプリングを行い出力を保持し、ONし
ているときと同様の値の駆動電流検出電圧(Current Se
nse)を出力する。
【0211】このような駆動電流検出部8を用いること
により、回転サーボ信号が回転数を落とすためにマイナ
ス入力となったときに、上述したアウトプットロジック
24において、上層,下層トランジスタの駆動の駆動論
理を完全に反転して制御できる。そのため、駆動電流検
出部8では、図35に示すように、従来生じていたモー
タのトルクの正逆の切り換え時に生ずる不連続部分がな
くなり、モータトルクのリニアリティーを確保すること
ができる。
【0212】また、積分器133が所定の時定数をもっ
てサンプルホールドするので、3相モータ1がオフした
ときに、徐々に回転を制御することができる。
【0213】最後に、上述の実施の形態の説明では、モ
ータ駆動装置10は3相モータ1を駆動制御するモータ
駆動装置10であることとしたが、これは、例えば2相
モータ,4相モータ等、他の複数相のモータの回転駆動
装置に適用可能である。また、メインクロックは500
KHzであり、これを16カウントして各種のタイミン
グ信号を生成する等のように、具体的な数値を掲げて説
明したが、これは設計に応じて変更可能であり、この
他、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば
種々の変更が可能であることは勿論である。
【0214】
【発明の効果】本発明に係るモータ駆動装置では、タイ
ミングコントロール手段が、PWM信号が切り替えがあ
った時点からPWM信号の周期の1/2の直前のタイミ
ングで逆起電圧の検出を制御し、PWM信号で規定され
たデューティの1/2直前のタイミングで逆起電圧を検
出した後PWM信号の切り替えがあるまではPWM信号
で規定された1デューティの1/2のタイミングで逆起
電圧の検出を制御し、ドライブ手段が、モータの各相コ
イルにドライブ電流を供給して、モータをPWM信号に
基づいて駆動する。このことにより、逆起電圧を検出す
る際のノイズを除去し、モータを安定的に駆動すること
ができる。すなわち、PWM信号がオン或いはオフにな
ってすぐの不安定な出力状態では逆起電圧を検出せず、
安定した状態で逆起電圧を検出できる。
【0215】また、本発明に係るモータ駆動装置では、
2回以上連続して同一相コイルの逆起電圧を検出したと
きにPWMコントロール信号を生成することにより、キ
ックバックノイズを除去や、PWMの切り換えにおいて
生じる切換ノイズを除去することができ、モータを安定
的に駆動できる。
【0216】また、本発明に係るモータ駆動装置では、
切り替わりエッジが検出されてからつぎの切り替わりエ
ッジが検出される直前まで、逆起電圧の検出を停止する
ことにより、逆起電力が検出できるコイルの逆起電圧の
みを検出すことができ、ノイズに影響されずにモータの
駆動ができる。
【0217】また、本発明に係るモータ駆動装置では、
各相コイルを駆動するPWMコントロール信号を切り替
える場合に、その切り替えエッジの前後のPWMコント
ロール信号のデューティを滑らかに変化させることによ
り、音響ノイズやキックバックノイズを除去することが
でき、モータを安定的に駆動できる。
【0218】また、本発明に係るモータ駆動装置では、
PWMのオフ領域でドライブ電流を検出せずオン領域の
値を出力することにより、モータのトルクの正逆の切り
換え時に生ずる不連続部分がなくなり、モータトルクの
リニアリティーを確保することができる。
【0219】また、本発明に係るモータ駆動装置では、
PWMのオフ領域でドライブ電流を検出せずオン領域の
値を出力し、PWM出力手段が、モータのブレーキモー
ドの際にドライブ電流の駆動論理を反転させることによ
り、モータのトルクの正逆の切り換え時に生ずる不連続
部分がなくなり、モータトルクのリニアリティーを確保
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のモータ駆動装置のブロッ
ク図である。
【図2】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の通常回
転時の動作説明をするためのタイムチャートである。
【図3】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の両波整
流回路の回路図である。
【図4】本発明の実施の形態のモータ駆動装置のPWM
信号生成部により生成されるPWM信号を説明するタイ
ムチャートである。
【図5】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の比較部
の回路図である。
【図6】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の通常回
転時の動作説明をするためのタイムチャートである。
【図7】本発明の実施の形態のモータ駆動装置のスイッ
チング検出部の回路図である。
【図8】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の信号処
理部のブロック図である。
【図9】上記信号処理部の逆起電圧検出ロジックのブロ
ック図である。
【図10】上記逆起電圧検出ロジックのタイミングコン
トローラの回路図である。
【図11】上記タイミングコントローラにより生成され
るタイミングクロックを説明するためのタイミングチャ
ートである。
【図12】上記逆起電圧検出ロジックの第1のノイズマ
スク回路の回路図である。
【図13】上記逆起電圧検出ロジックの第2のノイズマ
スク回路の回路図である。
【図14】上記信号処理部のエッジ検出ロジックのブロ
ック図である。
【図15】上記エッジ検出ロジックのEX−OR回路の
回路図である。
【図16】上記エッジ検出ロジックの切替エッジ検出回
路の回路図である。
【図17】上記エッジ検出ロジックのタイムディレイ回
路の回路図である。
【図18】上記エッジ検出ロジックにより生成される信
号を説明するためのタイムチャートである。
【図19】上記信号処理部のスタートロジックの回路図
である。
【図20】上記信号処理部のアングル生成ロジックの回
路図である。
【図21】上記アングル生成ロジックにより生成される
アングル信号(ANGLE)を説明するためのタイムチ
ャートである。
【図22】上記信号処理部のPLLロジックのブロック
図である。
【図23】上記信号処理部の3フェーズロジックのブロ
ック図である。
【図24】上記3フェーズロジックのマスク回路の回路
図である。
【図25】上記3フェーズロジックのフェーズ生成回路
の回路図である。
【図26】上記3フェーズロジックのデコード回路の回
路図である。
【図27】上記3フェーズロジックのエッジマスク生成
回路の回路図である。
【図28】上記信号処理部のアウトプットロジックの反
転回路のブロック図である。
【図29】上記アウトプットロジックの反転回路の回路
図である。
【図30】上記アウトプットロジックのPWM合成回路
の回路図である。
【図31】上記PWM合成回路により合成するPWM信
号等を説明するためのタイムチャートである。
【図32】上記アウトプットロジックの他の回路例を示
すPWM合成回路の回路図である。
【図33】本発明の実施の形態のモータ駆動装置のドラ
イバの回路図である。
【図34】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の駆動
電流検出部の回路図である。
【図35】本発明の実施の形態のモータ駆動装置の回転
サーボ信号とトルクの関係を説明するための特性図であ
る。
【図36】従来のモータ駆動装置のブロック図である。
【図37】従来のモータ駆動装置に設けられているフィ
ルタ及び比較部の回路図である。
【図38】従来のモータ駆動装置の通常回転時の動作説
明をするためのタイムチャートである。
【図39】従来のモータ駆動装置に設けられている電圧
変換部の回路図である。
【図40】従来のモータ駆動装置に設けられているドラ
イバの回路図である。
【図41】従来のモータ駆動装置においてダイレクトP
WM駆動ができない理由を説明するためのタイムチャー
トである。
【符号の説明】
1 3相モータ、2 両波整流部、3 コンパレータ、
4 PWM信号生成部、5 比較部、6 信号処理部、
7 ドライバ、8 駆動電流検出部、9 スイッチング
検出部、10 モータ駆動装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの回転を制御するモータの回転制御信号に基づい
    て、PWM信号を生成するPWM信号生成手段と、 モータの各相コイルに生じる逆起電圧を検出する逆起電
    圧検出手段と、 上記逆起電圧を検出するタイミングを制御するタイミン
    グコントロール手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧と上記P
    WM信号に応じて、各相コイルを駆動するPWMコント
    ロール信号を生成するPWM出力手段と、 上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電流を
    生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を供給
    するドライブ手段とを備え、 上記タイミングコントロール手段は、PWM信号が切り
    替えがあった時点からPWM信号の周期の1/2の直前
    のタイミングで逆起電圧の検出を制御し、PWM信号で
    規定されたデューティの1/2直前のタイミングで逆起
    電圧を検出した後PWM信号の切り替えがあるまではP
    WM信号で規定された1デューティの1/2のタイミン
    グで逆起電圧の検出を制御することを特徴とするモータ
    駆動装置。
  2. 【請求項2】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの回転を制御するモータの回転制御信号に基づい
    て、PWM信号を生成するPWM信号生成手段と、 モータの各相コイルに生じる逆起電圧を検出する逆起電
    圧検出手段と、 上記逆起電圧を検出するタイミングを制御するタイミン
    グコントロール手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧と上記P
    WM信号に応じて、各相コイルを駆動するPWMコント
    ロール信号を生成するPWM出力手段と、 上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電流を
    生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を供給
    するドライブ手段とを備え、 上記PWM出力手段は、上記逆起電圧検出手段が2回以
    上連続して同一相コイルの逆起電圧の変化を検出したと
    きに、検出した逆起電圧に応じたPWMコントロール信
    号を生成することを特徴とするモータ駆動装置。
  3. 【請求項3】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの回転を制御するモータの回転制御信号に基づい
    て、PWM信号を生成するPWM信号生成手段と、 モータの各相コイルに生じる逆起電圧を検出する逆起電
    圧検出手段と、 上記逆起電圧を検出するタイミングを制御するタイミン
    グコントロール手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧と上記P
    WM信号に応じて、各相コイルを駆動するPWMコント
    ロール信号を生成するPWM出力手段と、 上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電流を
    生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を供給
    するドライブ手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧に基づ
    き、各相コイルに生じる逆起電圧の切り替わりエッジを
    検出するエッジ検出手段を備え、 上記逆起電圧検出手段は、上記エッジ検出手段により切
    り替わりエッジが検出されてからつぎの切り替わりエッ
    ジが検出される直前までの期間は逆起電圧の検出を停止
    し、それ以外の期間は逆起電圧の検出をすることを特徴
    とするモータ駆動装置。
  4. 【請求項4】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの回転を制御するモータの回転制御信号に基づい
    て、PWM信号を生成するPWM信号生成手段と、 モータの各相コイルに生じる逆起電圧を検出する逆起電
    圧検出手段と、 上記逆起電圧を検出するタイミングを制御するタイミン
    グコントロール手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧と上記P
    WM信号に応じて、各相コイルを駆動するPWMコント
    ロール信号を生成するPWM出力手段と、 上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電流を
    生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を供給
    するドライブ手段とを備え、 上記PWM出力手段は、各相コイルを駆動するPWMコ
    ントロール信号を切り替える場合に、その切り替えエッ
    ジの前後のPWMコントロール信号のデューティを滑ら
    かに変化させることを特徴とする記載のモータ駆動装
    置。
  5. 【請求項5】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの回転を制御するモータの回転制御信号に基づい
    て、PWM信号を生成するPWM信号生成手段と、 モータの各相コイルに生じる逆起電圧を検出する逆起電
    圧検出手段と、 上記逆起電圧を検出するタイミングを制御するタイミン
    グコントロール手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧と上記P
    WM信号に応じて、各相コイルを駆動するPWMコント
    ロール信号を生成するPWM出力手段と、 上記PWMコントロール信号に基づいてドライブ電流を
    生成し、上記モータの各相コイルにドライブ電流を供給
    するドライブ手段と、 上記逆起電圧検出手段により検出した逆起電圧に基づ
    き、各相コイルに生じる逆起電圧の切り替わりエッジを
    検出するエッジ検出手段を備え、 上記タイミングコントロール手段は、PWM信号が切り
    替えがあった時点からPWM信号の周期の1/2の直前
    のタイミングで逆起電圧の検出を制御し、PWM信号で
    規定されたデューティの1/2直前のタイミングで逆起
    電圧を検出した後PWM信号の切り替えがあるまではP
    WM信号で規定された1デューティの1/2のタイミン
    グで逆起電圧の検出を制御し、 上記PWM出力手段は、上記逆起電圧検出手段が2回以
    上連続して同一相コイルの逆起電圧の変化を検出したと
    きに、検出した逆起電圧に応じたPWMコントロール信
    号を生成し、 上記逆起電圧検出手段は、上記エッジ検出手段により切
    り替わりエッジが検出されてからつぎの切り替わりエッ
    ジが検出される直前までの期間は逆起電圧の検出を停止
    し、それ以外の期間は逆起電圧の検出をし、 上記PWM出力手段は、各相コイルを駆動するPWMコ
    ントロール信号を切り替える場合に、その切り替えエッ
    ジの前後のPWMコントロール信号のデューティを滑ら
    かに変化させることを特徴とするモータ駆動装置。
  6. 【請求項6】 パルス幅変調(PWM)信号に基づきス
    イッチングしたドライブ電流を直接モータの各相コイル
    に供給して、このモータを駆動するモータの駆動装置に
    おいて、 モータの各相コイルにドライブ電流を供給するドライブ
    手段と、 モータの各相コイルのドライブ電流のスイッチングのタ
    イミングを検出するスイッチング検出手段と、 上記各相コイルのドライブ電流が供給され、このドライ
    ブ電流を電圧値に変換する電流電圧変換手段と、 上記ドライブ電流のスイッチングのタイミング基づい
    て、ドライブ電流が上記電流電圧変換手段に供給されて
    いる時には変換された電圧値を検出して出力し、ドライ
    ブ電流が上記電流電圧変換手段に供給されていない時に
    はドライブ電流が上記電流電圧変換手段に供給されてい
    る時に変換された電圧値を出力する駆動電流検出手段
    と、 モータの回転制御信号及びドライブ電流検出手段により
    検出したドライブ電流の値に基づいて、PWM信号を生
    成するPWM信号生成手段と、 上記PWM信号及びモータの回転制御信号に応じて、各
    相コイルを駆動するPWMコントロール信号を生成する
    PWM出力手段とを備え、 上記ドライブ手段は、PWM出力手段により生成された
    PWMコントロール信号に基づいてモータにドライブ電
    流を供給することを特徴とするモータ駆動装置。
  7. 【請求項7】 上記駆動電流検出手段は、ドライブ電流
    が上記電流電圧変換手段に供給されていない時には、ド
    ライブ電流が上記電流電圧変換手段に供給されている時
    に変換された電圧値を、所定の時定数をもって出力する
    ことを特徴とする請求項6に記載のモータ駆動装置。
  8. 【請求項8】 上記PWM出力手段は、モータ回転制御
    信号がモータの回転の速度を落とすことを示す場合は、
    各相コイルに供給するドライブ電流の駆動論理を反転さ
    せるPWMコントロール信号を生成することを特徴とす
    る請求項6に記載のモータ駆動装置。
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