JPH1175383A - モータ駆動回路 - Google Patents

モータ駆動回路

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JPH1175383A
JPH1175383A JP9235262A JP23526297A JPH1175383A JP H1175383 A JPH1175383 A JP H1175383A JP 9235262 A JP9235262 A JP 9235262A JP 23526297 A JP23526297 A JP 23526297A JP H1175383 A JPH1175383 A JP H1175383A
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switching
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータを高速回転させても停止位置精度を確
保できるモータ駆動回路を提供する。 【解決手段】 通常の駆動回転時には、スイッチング回
路8がモータの2つのコイルLa,Lbの両端に発生す
る誘起電圧誘起電圧Eaと誘起電圧Ebとの位相差が9
0度になるように、各コイルに駆動電流を供給する。停
止時には、目標停止位置を与える回転量NよりもK回転
だけ手前から、上記各コイルに供給する駆動電流の位相
差を反転させてブレーキ駆動状態に切り換える。目標回
転量Nは、カウンタ16aでカウントされる回転信号F
Gのカウント数の目標値Mとしてコントローラ30から
与えられ、上記K値もカウンタ値Jとして電源電圧測定
回路20から与えられる。電源電圧測定回路20は、電
池31の電圧に応じてJ値を適応的に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転/停
止を制御するモータ駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置は、光学ピックアップを
所定の位置に移動するために、粗動用の手段と微動用の
手段とを備えているのが通常である。前者は、光学ピッ
クアップを光ディスクの目標トラック付近まで大まかに
高速移動(スレッド送り)させるものであり、スレッド
モータと呼ばれるモータが用いられる。また、後者は、
上記の光学ピックアップを目標トラックに細かくアクセ
スさせるためのものであり、光ディスクに照射される光
ビームが目標トラックに追従するようにサーボ系により
制御されるアクチュエータなどの2軸デバイスなどが用
いられる。なお、2軸デバイスとは、通常は、光学ピッ
クアップのレンズのフォーカス方向と、トラッキング方
向に2つの自由度をもつものをいう。
【0003】上記のスレッドモータには、ブラシ付きモ
ータまたはブラシレスモータが用いられる。ブラシ付き
モータが使用されるときは、停止目標位置とされるトラ
ックへのアクセスを2軸デバイスにより行い、スレッド
モータはそれに追従するように動作される。
【0004】しかし、ブラシレスモータを使用する場合
には、ブラシ付きモータに比べて回転の起動に時間がか
かるため、上記のような動作をさせようとすると目標ト
ラックに追従できなくなってしまう。このため、光学ピ
ックアップは、スレッドモータによりできるだけ精度良
くアクセス行い、2軸デバイスで送り位置を微調整する
ようにされている。
【0005】図5は、このようなスレッドモータを駆動
するための従来のモータ駆動回路の構成例を示すブロッ
ク図である。
【0006】なお、以下では、光ディスク装置の光学ピ
ックアップを移動するためのスレッドモータが、図6
(a)に示すような8極のロータ(ロータマグネット)
と、図6(b)に示すような2相のコイルを有するステ
ータとが組み合わされてなる2相8極センサレスブラシ
レスモータである場合を例として説明する。また、以下
では、コイルLa1とコイルLa2とからなるコイルを単に
Laといい、およびコイルLb1とコイルLb2とからなる
コイルを単にLbという。
【0007】2相モータの2つのコイルLa,Lbに
は、スイッチング回路9から回転駆動するための駆動電
流がそれぞれ供給される。ここで、モータが回転してい
るときには、各コイルLa,Lbの両端には、正弦波状
の誘起電圧Ea,Ebが発生する。
【0008】スイッチング回路8は、回転駆動時には、
誘起電圧Eaと誘起電圧Ebとの位相差が90度になる
ように、各コイルLa,Lbに供給する駆動電流をモー
タの回転に応じて双方向に切換通電する。このスイッチ
ング回路8には、モータ駆動用の電源電圧Vccが供給さ
れている。
【0009】モータの2つのコイルLa,Lbの両端に
発生する誘起電圧Ea,Ebは、回転基準位置検出回路
1に入力される。この回転基準位置検出回路1は、コイ
ルLa,Lbに対するロータの回転基準位置を示すパル
ス信号S1,S2を出力する。
【0010】図7は、図5に示すモータ駆動回路におけ
る、定常的な回転駆動時の誘起電圧Ea,Ebと、パル
ス信号S1,S2を含む各信号の関係を示している。こ
のように、パルス信号S1,S2は、誘起電圧Ea,E
bと同じ周期・位相の信号である。
【0011】回転速度検出回路4は、パルス信号S1,
S2のエッジを抜き出して生成されるパルス信号S3の
間隔をカウントして、モータの回転速度データSdataを
検出する。
【0012】遅延タイミング回路3は、回転速度データ
Sdataをもとに遅延時間T1を決定し、パルス信号S3
のタイミングをもとに遅延クロック信号DCKを生成す
る。
【0013】この遅延クロック信号DCKの立ち下がり
は、図7に示すように、パルス信号S1,S2のエッジ
と同期している。ここで、遅延時間T1は、電気角にす
ると45度に相当する。これにより、図6(a)に示し
たロータマグネットの基準位置とされる各磁極の境界か
ら45度の位置を前エッジとする90度幅の通電信号を
設定することができる。
【0014】また、この遅延タイミング回路3は、モー
タの各コイルに供給される駆動電流の切換を行うタイミ
ングで切り替わる回転信号FGを生成する。
【0015】遅延回路5は、遅延クロック信号DCKの
タイミングに応じて、パルス信号S1,S2を電気角で
45度だけ遅延させたパルス信号S7,S8を生成す
る。
【0016】駆動切換ロジック回路7は、パルス信号S
7,S8を論理処理して駆動信号D1〜D8を生成す
る。この駆動信号D1〜D8により、スイッチング回路
9の各トランジスタQ1〜Q8がオン/オフされ、モー
タのコイルLa,Lbへの切換通電が行われてモータに
回転トルクが発生する。
【0017】駆動切換カウンタ6は、回転信号FGのエ
ッジをカウントすることにより、モータの駆動電流の切
換回数をカウントする。そして、このカウンタ値が目標
値である切換回数Mに達したときに、駆動切換ロジック
回路7に出力する駆動信号S9を”L”にする。
【0018】なお、上記のカウンタ値の目標値Mは、マ
イクロコンピュータ等により構成されるコントローラ3
0から、モータの目標回転量Nに応じて与えられるよう
にされている。
【0019】図8は、スイッチング回路8の具体的な構
成例を示している。
【0020】ここに例示のスイッチング回路の構成は、
前述したように2相モータを駆動するためのものであ
る。それぞれブリッジ接続されたトランジスタQ1〜Q
4,Q5〜Q8を、図7に示すようなタイミングで供給
される駆動信号D1〜D4,D5〜D8でオン/オフす
ることにより、電気角90度に相当する期間毎に各コイ
ルLa,Lbに交互に通電してモータを回転駆動する。
【0021】具体的には、図7中の期間t1では、トラ
ンジスタQ1,Q4がオンにされ、コイルLaに駆動電
流が供給される。
【0022】次の期間t2では、トランジスタQ5、Q
8がオンにされ、コイルLbに駆動電流が供給される。
この駆動電流は、期間t1にコイルLaに供給された駆
動電流と同相である。
【0023】次の期間t3では、トランジスタQ2,Q
3がオンにされ、コイルLaに駆動電流が供給される。
この駆動電流は、期間t1,t2に各コイルに供給され
た駆動電流とは逆相である。
【0024】次の期間t4では、トランジスタQ6,Q
7がオンにされ、コイルLbに駆動電流が供給される。
この駆動電流も、期間t1,t2に各コイルに供給され
た駆動電流とは逆相であり、期間t3にコイルLaに供
給された駆動電流と同相である。
【0025】このようにして、モータのステータ側の2
つのコイルLaとLbとが、電気角が90度だけずれた
駆動電流によりそれぞれ駆動されて回転磁界を発生し、
ロータマグネットとの間にトルクを発生する。
【0026】また、モータの2つのコイルLa,Lbの
両端に発生する誘起電圧Ea,Ebは、回転基準位置検
出回路1のコンパレータ17,18に入力され、コイル
La,Lbに対するロータの回転基準位置を示すパルス
信号S1,S2が得られる。
【0027】なお、各コイルの両端に発生する誘起電圧
Ea,Ebは、回転基準位置検出回路1のコンパレータ
17,18にそれぞれ入力され、ゼロクロスすなわち交
流の中点電位において波形整形され、コンパレータ1
7,18からパルス信号S1,S2が出力される。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光学ディス
ク装置において光学ピックアップを上述したような従来
のモータ駆動回路を用いて目標アクセス位置に送るよう
な場合には、モータへの駆動電流の供給を目標位置で停
止するようにされていた。
【0029】図9は、図5のモータ駆動回路における、
駆動回転状態から惰性回転状態への駆動状態切換時の動
作を示している。
【0030】前述したように、停止目標位置に達するた
めに必要なモータの目標回転量をNとするとき、駆動切
換カウンタ6は、回転信号FGのエッジをカウントする
ことにより、そのカウント数が目標回転量Nに相当する
駆動電流の切換回数Mに達したときに駆動信号S9を”
L”にする。これにより、各駆動信号D1〜D8が”
L”にされ、モータへの駆動電流の供給が停止される。
【0031】しかし、モータは、駆動電流の供給を停止
した後も惰性回転を続ける。図9中で、惰性回転時にも
コイルLa,Lbに対するロータの回転基準位置を示す
パルス信号S1,S2が出力され続けていることは、こ
のことを示している。なお、パルス信号S1,S2の周
期が次第に長くなっているのは、モータの回転速度がし
だいに低下するためである。
【0032】このように、モータは、停止目標位置で駆
動電流の供給を停止した後も惰性回転するために、停止
位置に誤差が生じてしまう。しかも、この誤差は、モー
タを高速回転させるほど大きくなる。
【0033】従って、光ディスク装置の光学ピックアッ
プを移動させるスレッドモータを制御する場合には、光
学ピックアップのアクセス時間の短縮と停止位置精度の
向上を共に満足することが困難であった。すなわち、ス
レッドモータを高速回転させてアクセス時間を短縮して
停止位置精度を犠牲にするか、スレッドモータを低速回
転させて停止位置の誤差を少なくする代わりにアクセス
時間を犠牲するか、のいずれかを選ばなければならなか
った。
【0034】本発明は、このような問題を解決するため
に行われたものであり、モータを高速回転させても停止
位置精度を確保できるモータ駆動回路を提供することを
目的としている。
【0035】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに提案する本発明のモータ駆動回路は、モータの回転
/停止を制御するモータ駆動回路において、モータに駆
動電流を供給する駆動電源回路と、上記モータの回転量
を検出する回転量検出回路と、上記モータの回転量が所
定の回転量に達したときに上記モータをブレーキ駆動状
態に切り換えるための駆動切換信号を発生する切換制御
部と、上記駆動切換信号に応じて上記モータをブレーキ
駆動制御するブレーキ制御回路とを備えることを特徴と
するものである。
【0036】上記のモータ駆動回路によれば、高速で回
転させても停止位置精度を確保できる。
【0037】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るモータ駆動
回路の好ましい実施の形態について図面を参照しながら
説明する。
【0038】図1は、本発明に係るモータ駆動回路の主
要部の構成を示すブロック図である。
【0039】なお、図1では、前記図5に示した従来の
モータ駆動回路の各部と共通の部分には同一の符合を付
して詳細な説明は省略し、本発明に係るモータ駆動回路
の特徴である部分について主に説明する。
【0040】このモータ駆動回路の基本的な構成は、図
5に示したモータ駆動回路と同様であるが、停止目標位
置を与えるモータの目標回転量NよりもK回転だけ手前
でブレーキ動作を開始するようにされている点が異なっ
ている。
【0041】具体的には、駆動切換ロジック回路7とス
イッチング回路8の間にブレーキロジック回路19が設
けられており、また、駆動切換カウンタ16が駆動信号
S9とブレーキ信号S10とをブレーキロジック回路1
9に出力するようにされている。
【0042】また、モータ駆動電流を供給する電源の電
圧Vccを測定するための電源電圧測定回路20が設けら
れている点も異なっている。この電源電圧測定回路20
については後述する。
【0043】駆動切換カウンタ16は、カウンタ16a
と切換制御部16bを備えて構成されている。
【0044】カウンタ16aは、図5に示した従来のモ
ータ駆動回路における駆動切換カウンタ6に相当する部
分であり、回転信号FGのエッジをカウントすることに
より、駆動電流の切換回数をカウントしている。そし
て、そのカウンタ値、すなわち駆動電流の切換回数が目
標値Mに達したときに、駆動切換ロジック回路7に出力
する駆動信号S9を”L”にする。
【0045】また、切換制御部16bは、マイクロコン
ピュータ等により構成されるコントローラ30からの目
標値Mと、電源電圧測定回路20からのJ値とに基づい
て、カウンタ値が(M−J)になったときにブレーキ信
号S10をブレーキロジック回路19に出力する。
【0046】電源電圧測定回路20は、スイッチング電
源回路8を介してモータに駆動電流を供給するための電
源の電圧Vccを検出する電源電圧検出部20aと、検出
された電源電圧に応じて上記のJ値を決定して駆動切換
カウンタ16に出力するJ値出力部を備えている。
【0047】ここでは、電源として電池31が用いられ
ており、いわゆるDC−DCコンバータなどの昇圧手段
を用いない場合にはその電圧は次第に低下する。この場
合には、モータの回転数も次第に低下するため、駆動電
源の供給を停止してからモータが惰性で回転する量が変
化する。つまり、電源電圧の変化に伴って、目標停止位
置からの停止位置の誤差が変化することになる。
【0048】このため、電源電圧検出部20aにより検
出される電源電圧に応じて、J値出力部が上記のJ値を
最適に設定して、モータの目標回転量の手前でブレーキ
動作を開始するタイミングを適応的に変化させることに
より、モータの停止位置精度を保つことができる。
【0049】図2は、ブレーキロジック回路19の構成
例を示している。
【0050】スレッド送り開始時には、ブレーキ信号S
10が”L”なので、駆動切換ロジック回路7からの通
常の各駆動信号D1〜D8が、そのままブレーキロジッ
ク回路19からの各駆動信号D1’〜D8’として出力
される。つまり、この間の駆動状態は、前述した通常の
回転駆動状態と全く同じである。
【0051】そして、ブレーキ動作を開始するタイミン
グが駆動切換を停止するK回転前であるとすると、駆動
切換カウンタ16のカウンタ16aのカウンタ値が、こ
の回転量(N−K)回転に相当するカウンタ値(M−
J)を越えてMに達するまでの期間は、ブレーキ信号S
10が”H”にされる。このときには回転許可信号S1
1も”H”であるので、ANDゲート29から出力され
る各セレクタ21〜28へのセレクト信号SELが”
H”になる。
【0052】各セレクタ21〜28は、セレクト信号S
ELが”H”のときには、H側に入力される駆動信号を
選択する。たとえは、セレクタ21は、セレクト信号S
ELが”L”であるときには駆動信号D1を選択し、セ
レクト信号SELが”H”であるときには駆動信号D3
を選択する。他の各セレクタの動作についても同様であ
る。これにより、スイッチング回路8によりモータの2
つのコイルLa,Lbに供給される駆動電流の位相差
が、90度から−90度に反転されてブレーキ駆動状態
に切り換えられる。
【0053】このようにしてモータにブレーキがかか
り、駆動切換カウンタ値がMに達するときには、モータ
の回転スピードが従来の場合よりも充分遅くなっている
ので、駆動電流の供給を停止した後の惰性回転量が少な
くなり、停止位置誤差を小さくすることができる。
【0054】上述したように、本発明に係るモータ駆動
回路は、スレッド送りの停止目標位置を与えるモータの
目標回転量をNとするとき、駆動切換カウンタ16のカ
ウンタ値が(M−J)になった時点で、通常の駆動回転
状態からブレーキ駆動状態に切り換える。
【0055】図3は、この駆動状態の切換時の各信号の
変化を示している。
【0056】このように、ブレーキ信号S10と回転許
可信号S11とがともに”H”になると、モータのコイ
ルLaに供給される駆動信号を生成するための駆動信号
D1’〜D4’と、コイルLbに供給される駆動信号を
生成するための駆動信号D5’〜D8’とのタイミング
が逆転され、コイルLaの駆動電流とコイルLbの駆動
電流との位相差が、電気角90度から−90度に変化す
る。すなわち、ブレーキ駆動状態では、各コイルに供給
される駆動電流の位相差が、通常駆動回転状態に対して
180度反転される。これにより、モータがブレーキ動
作を行い、回転速度が低下する。図3で、ブレーキ駆動
回転状態でパルス間隔が次第に拡がっているのは、モー
タの回転速度が低下しているためである。
【0057】そして、駆動切換カウンタ値がMに達した
きに、従来のモータ駆動回路と同様に駆動信号S9を”
L”にして、各駆動信号D1〜D8を”L”にすれば、
モータの回転速度が十分に低下しているので速やかに停
止させることができる。
【0058】なお、図3では、モータの2つのコイルの
両端の電圧Ea,Ebは、回転による正弦波状の誘起電
圧に駆動電圧波形を重ねて表示している。
【0059】また、上述した本発明に係るモータ駆動回
路は、モータ停止時にブレーキがかかりすぎて逆回転す
るのを防ぐために、エッジ信号S3からモータの回転速
度を測定する回転速度検出回路4を備えている。この回
転速度検出手段4は、モータの回転速度がある値より低
くなったときには、回転許可信号S11を”L”にし
て、通常回転駆動に切り換える。
【0060】図4は、このときの回転許可信号S11の
変化の様子を示している。
【0061】次に、本発明に係るモータ駆動回路におけ
る、上記のブレーキ動作を開始するタイミングの設定に
ついてさらに説明する。
【0062】モータの目標回転量NのK回転前にブレー
キ動作を開始することにより、停止位置の誤差を最小に
するために設定される上記のカウンタ値Jは、前述した
ようにモータの回転速度に依存する。このためには、上
記のJの値を、モータの回転速度に応じて変化するよう
にすればよい。
【0063】上述した本発明に係るモータ駆動回路は、
電源電圧を測定する電源電圧測定回路20を備えてお
り、測定された電源電圧Vccに応じて上記Jの値を設定
するようにしている。これは、一般に、モータの平均回
転速度あるいは最高回転速度は、モータを駆動するため
の電源電圧に比例することを利用している。
【0064】このようにすれば、電源電圧が変動しても
ブレーキ動作の開始時期を最適に設定することができる
ため、電源電圧の変化が大きくモータの定常回転速度が
変化しやすい電池駆動の機器などに特に好適である。
【0065】なお、以上説明した実施の形態では、2相
8極センサレスブラシレスモータである場合を例とした
が、本発明に係るモータ駆動回路が適用されるモータは
これに限られるものではない。
【0066】また、本発明に係るモータ駆動回路は、以
上説明したように光ディスク装置のスレッドモータ用と
して好適なものであるが、他の用途にも広く適用可能で
あることはもちろんである。
【0067】
【発明の効果】本発明のモータ駆動回路によれば、モー
タの回転量が目標回転量に達する前にブレーキ動作を行
うようにして、駆動電流を停止してからモータが惰性で
回転する量を少なくしたため、高速で送り動作を行うこ
とができ、しかもアクセス精度も確保することができ
る。
【0068】さらに、本発明のモータ駆動回路は、例え
ば電源電圧などに応じてブレーキ動作を開始するタイミ
ングを適応的に設定するようにしたたため、アクセス精
度を最適に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るモータ駆動回路の主要部の構成を
示すブロック図である。
【図2】ブレーキロジック回路の構成例を示す図であ
る。
【図3】本発明に係るモータ駆動回路におけるモータ停
止時の動作を説明するための図である。
【図4】本発明に係るモータ駆動回路において、モータ
停止時にブレーキがかかりすぎるのを防ぐための動作に
ついて説明するための図である。
【図5】従来のモータ駆動回路の構成を示すブロック図
である。
【図6】2相8極モータについて説明するための図であ
る。
【図7】従来のモータ駆動回路における各信号のタイミ
ングの一例を示すタイミングチャートである。
【図8】スイッチング回路の具体的な構成例を示す図で
ある。
【図9】従来のモータ駆動回路における駆動切換時の動
作を説明するための図である。
【符号の説明】
1 回転基準位置検出回路、 3 遅延タイミング回
路、 4 回転速度検出回路、 5 遅延回路、 6,
16 駆動切換カウンタ、 16a カウンタ、16b
駆動制御部、 7 駆動切換ロジック回路、 8 ス
イッチング回路、 19 ブレーキロジック回路、 2
0 電源電圧測定回路、 30 コントローラ、 31
電池、 S1,S2,S3 パルス信号、 S9 駆
動信号、S10 ブレーキ信号、 S11回転許可信
号、 Sdata 回転速度データ、D1〜D8,D1’〜
D8’ 駆動信号、 La,Lb コイル、 Ea,E
b 誘起電圧、 Vcc 電源電圧

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの回転/停止を制御するモータ駆
    動回路において、 モータに駆動電流を供給する駆動電源回路と、 上記モータの回転量を検出する回転量検出回路と、 上記モータの回転量が所定の回転量に達したときに上記
    モータをブレーキ駆動状態に切り換えるための駆動切換
    信号を発生する切換制御部と、 上記駆動切換信号に応じて上記モータをブレーキ駆動制
    御するブレーキ制御回路とを備えることを特徴とするモ
    ータ駆動回路。
  2. 【請求項2】 上記所定の回転量は、目標回転量よりも
    少なく設定されることを特徴とする請求項1記載のモー
    タ駆動回路。
  3. 【請求項3】 上記所定の回転量は、上記モータの平均
    回転速度または最高回転速度に応じて設定されることを
    特徴とする請求項2記載のモータ駆動回路。
  4. 【請求項4】 上記所定の回転量は、上記駆動電源回路
    に供給される電源電圧に応じて設定されることを特徴と
    する請求項2記載のモータ駆動回路。
  5. 【請求項5】 上記モータの回転速度を検出する回転速
    度検出回路を備え、検出される回転速度が所定の値以下
    であるときには、上記駆動切換回路は上記駆動切換を中
    止することを特徴とする請求項2記載のモータ駆動回
    路。
  6. 【請求項6】 上記モータはブラシレスモータであるこ
    とを特徴とする請求項2記載のモータ駆動回路。
JP23526297A 1997-08-29 1997-08-29 モータ駆動回路 Expired - Lifetime JP3783359B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016220521A (ja) * 2015-05-25 2016-12-22 ローム株式会社 モータ駆動回路、駆動方法、振動装置および電子機器

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