JP2002010672A - スピンドルモータ駆動回路 - Google Patents
スピンドルモータ駆動回路Info
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- JP2002010672A JP2002010672A JP2000182202A JP2000182202A JP2002010672A JP 2002010672 A JP2002010672 A JP 2002010672A JP 2000182202 A JP2000182202 A JP 2000182202A JP 2000182202 A JP2000182202 A JP 2000182202A JP 2002010672 A JP2002010672 A JP 2002010672A
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- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低消費電力で、かつ、最小回転数から最大回
転数までリニアな動作とすることができるスピンドルモ
ータ駆動回路を提供する。 【解決手段】 電源電圧を制御して印加電圧を可変とす
る電源電圧可変領域と、ＰＷＭ（パルス幅変調）により
パルス幅を制御するパルス幅可変領域とを有することを
特徴とする。前記電源電圧可変領域は、最小回転数付
近、または最大回転数付近の領域であることを特徴と
し、最小パルス幅、または最大パルス幅の固定パルス幅
としたことを特徴とする。また、制御基準電圧と制御入
力電圧との差電圧によって前記印加電圧及び前記パルス
幅の制御を行うことを特徴とする。
転数までリニアな動作とすることができるスピンドルモ
ータ駆動回路を提供する。 【解決手段】 電源電圧を制御して印加電圧を可変とす
る電源電圧可変領域と、ＰＷＭ（パルス幅変調）により
パルス幅を制御するパルス幅可変領域とを有することを
特徴とする。前記電源電圧可変領域は、最小回転数付
近、または最大回転数付近の領域であることを特徴と
し、最小パルス幅、または最大パルス幅の固定パルス幅
としたことを特徴とする。また、制御基準電圧と制御入
力電圧との差電圧によって前記印加電圧及び前記パルス
幅の制御を行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＰＷＭ（パルス
幅変調）制御とＶＭ（印加電圧）制御とを組み合わせた
スピンドルモータ駆動回路に関する。
幅変調）制御とＶＭ（印加電圧）制御とを組み合わせた
スピンドルモータ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の技術による一般的なＶＭ
可変リニア駆動によるスピンドルモータ駆動回路の構成
を示すブロック図である。この図のスピンドルモータド
ライバ５１には、次に説明するＰＷＭ制御方式と異な
り、Ｄｕｔｙを制御する回路がなく、代わりに、電流設
定アンプ５１１とＶＭ選択回路５１２が設けられてい
る。
可変リニア駆動によるスピンドルモータ駆動回路の構成
を示すブロック図である。この図のスピンドルモータド
ライバ５１には、次に説明するＰＷＭ制御方式と異な
り、Ｄｕｔｙを制御する回路がなく、代わりに、電流設
定アンプ５１１とＶＭ選択回路５１２が設けられてい
る。
【０００３】リニア駆動方式は、スピンドルモータを所
定の回転数にするために、入力電圧に従い、出力３相ブ
リッジの出力電流を直接制御する方式である。このリニ
ア駆動方式では、ＶＲＥＦ２−ＶＩＮの信号に従った信
号を電流設定アンプ５１１で出力し、この出力によって
相励磁回路１１を制御する。
定の回転数にするために、入力電圧に従い、出力３相ブ
リッジの出力電流を直接制御する方式である。このリニ
ア駆動方式では、ＶＲＥＦ２−ＶＩＮの信号に従った信
号を電流設定アンプ５１１で出力し、この出力によって
相励磁回路１１を制御する。
【０００４】図５の回路（２電源駆動方式）では、スイ
ッチングレギュレータ５２内で２系統のＶＭ電源を予め
作成しておき、外部からの論理信号を与えることによ
り、ＶＭ選択回路５１２によってＶＭ１またはＶＭ２の
どちらのＶＭ電源を使用するかを選択できる。
ッチングレギュレータ５２内で２系統のＶＭ電源を予め
作成しておき、外部からの論理信号を与えることによ
り、ＶＭ選択回路５１２によってＶＭ１またはＶＭ２の
どちらのＶＭ電源を使用するかを選択できる。
【０００５】次に、従来の技術のＰＷＭ制御スピンドル
モータ駆動回路の構成を図６に示し、モータ回転数−入
力差電圧特性を図７に示す。図６に示したＰＷＭ制御ス
ピンドルモータ駆動回路は、スピンドルモータドライバ
６１、スイッチングレギュレータ６２、およびコントロ
ール回路６３により構成される。
モータ駆動回路の構成を図６に示し、モータ回転数−入
力差電圧特性を図７に示す。図６に示したＰＷＭ制御ス
ピンドルモータ駆動回路は、スピンドルモータドライバ
６１、スイッチングレギュレータ６２、およびコントロ
ール回路６３により構成される。
【０００６】スピンドルモータドライバ６１は、相励磁
回路１１、Ｄｕｔｙ設定コンパレータ５１６、基準電源
（ＶＲＥＦ３）１９、三角波発振回路１７、過電流制限
コンパレータ１８および相励磁回路１１によって制御さ
れる３相ブリッジ回路１２により構成される。
回路１１、Ｄｕｔｙ設定コンパレータ５１６、基準電源
（ＶＲＥＦ３）１９、三角波発振回路１７、過電流制限
コンパレータ１８および相励磁回路１１によって制御さ
れる３相ブリッジ回路１２により構成される。
【０００７】コントロール回路６３のＶＲＥＦ２とＶＩ
Ｎの差電圧をスピンドルモータドライバ６１内のＤｕｔ
ｙ設定コンパレータ６１６へ入力し、三角波発振回路１
７による三角波と比較することで矩形波を生成し、３相
ブリッジ回路１２のゲート電圧を作成する。このゲート
電圧に従って３相ブリッジ回路１２のＰＷＭスイッチン
グを行い、スピンドルモータＭの電流を制御して図７に
示す特性を得る。
Ｎの差電圧をスピンドルモータドライバ６１内のＤｕｔ
ｙ設定コンパレータ６１６へ入力し、三角波発振回路１
７による三角波と比較することで矩形波を生成し、３相
ブリッジ回路１２のゲート電圧を作成する。このゲート
電圧に従って３相ブリッジ回路１２のＰＷＭスイッチン
グを行い、スピンドルモータＭの電流を制御して図７に
示す特性を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の方法の
うち、図５のリニア駆動型では、電流駆動方式となるた
め常時電流が流れるため消費電力が大きく、高速回転時
や起動時などでの発熱が大きくなるという課題があっ
た。
うち、図５のリニア駆動型では、電流駆動方式となるた
め常時電流が流れるため消費電力が大きく、高速回転時
や起動時などでの発熱が大きくなるという課題があっ
た。
【０００９】また、図６のＰＷＭ駆動方式では、消費電
力の問題はなくなるものの、図７に示すようにモータの
最小回転数付近、および最大回転数付近でオンＤｕｔｙ
設定が難しく、使用回路のオフセット電圧などによって
不感帯が発生し、リニアリティー特性が悪くなってしま
い、最小回転数付近、および最大回転数付近での回転数
制御を難しくし、アクセス時間が長くなるという課題が
あった。
力の問題はなくなるものの、図７に示すようにモータの
最小回転数付近、および最大回転数付近でオンＤｕｔｙ
設定が難しく、使用回路のオフセット電圧などによって
不感帯が発生し、リニアリティー特性が悪くなってしま
い、最小回転数付近、および最大回転数付近での回転数
制御を難しくし、アクセス時間が長くなるという課題が
あった。
【００１０】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、最小回転数から最大回転数までリニアな動作とす
ることができるスピンドルモータ駆動回路を提供するこ
とを目的とする。
ので、最小回転数から最大回転数までリニアな動作とす
ることができるスピンドルモータ駆動回路を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電源電圧を制御して印加電圧を可変とする電源電圧
可変領域と、ＰＷＭ（パルス幅変調）によりパルス幅を
制御するパルス幅可変領域とを有することを特徴とする
スピンドルモータ駆動回路を提供する。
は、電源電圧を制御して印加電圧を可変とする電源電圧
可変領域と、ＰＷＭ（パルス幅変調）によりパルス幅を
制御するパルス幅可変領域とを有することを特徴とする
スピンドルモータ駆動回路を提供する。
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のスピンドルモータ駆動回路において、前記電源電圧可
変領域は、最小回転数付近、または最大回転数付近の領
域であることを特徴とする。
のスピンドルモータ駆動回路において、前記電源電圧可
変領域は、最小回転数付近、または最大回転数付近の領
域であることを特徴とする。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のスピンドルモータ駆動回路において、前記電
源電圧可変領域では、最小パルス幅、または最大パルス
幅の固定パルス幅としたことを特徴とする。
２に記載のスピンドルモータ駆動回路において、前記電
源電圧可変領域では、最小パルス幅、または最大パルス
幅の固定パルス幅としたことを特徴とする。
【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
の何れかに記載のスピンドルモータ駆動回路において、
制御基準電圧と制御入力電圧との差電圧によって前記印
加電圧及び前記パルス幅の制御を行うことを特徴とす
る。
の何れかに記載のスピンドルモータ駆動回路において、
制御基準電圧と制御入力電圧との差電圧によって前記印
加電圧及び前記パルス幅の制御を行うことを特徴とす
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実
施形態によるスピンドルモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。また、図２は、制御電圧信号とＰＷＭ
制御のデューティとの関係を示す図である。
いて図を参照しながら説明する。図１はこの発明の一実
施形態によるスピンドルモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。また、図２は、制御電圧信号とＰＷＭ
制御のデューティとの関係を示す図である。
【００１６】＜一実施形態の構成＞図１に示したスピン
ドルモータ駆動回路は、スピンドルモータドライバ１、
スイッチングレギュレータ２およびコントロール回路３
により構成される。スピンドルモータＭを駆動するスピ
ンドルモータドライバ１は、各相毎の励磁信号を出力す
る相励磁回路１１、この相励磁回路１１によって励磁さ
れる３相ブリッジ回路１２を具備し、相励磁回路１１に
与える制御信号を生成するための回路としてコントロー
ル回路３からの制御入力を比較増幅する入力差動アンプ
１３、Ｄｕｔｙ選択回路１４、Ｄｕｔｙ設定コンパレー
タ１６、出力パルス幅の基準となる三角波を発振する三
角波発振回路１７と外付けの三角波発振用コンデンサＣ
１、モータ電圧可変設定用スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）
のほか、過電流制御用の比較増幅器１８、基準電圧源
（ＶＲＥＦ３）１９、外付けの過電流設定抵抗Ｒ１等に
よって構成される。
ドルモータ駆動回路は、スピンドルモータドライバ１、
スイッチングレギュレータ２およびコントロール回路３
により構成される。スピンドルモータＭを駆動するスピ
ンドルモータドライバ１は、各相毎の励磁信号を出力す
る相励磁回路１１、この相励磁回路１１によって励磁さ
れる３相ブリッジ回路１２を具備し、相励磁回路１１に
与える制御信号を生成するための回路としてコントロー
ル回路３からの制御入力を比較増幅する入力差動アンプ
１３、Ｄｕｔｙ選択回路１４、Ｄｕｔｙ設定コンパレー
タ１６、出力パルス幅の基準となる三角波を発振する三
角波発振回路１７と外付けの三角波発振用コンデンサＣ
１、モータ電圧可変設定用スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）
のほか、過電流制御用の比較増幅器１８、基準電圧源
（ＶＲＥＦ３）１９、外付けの過電流設定抵抗Ｒ１等に
よって構成される。
【００１７】スイッチングレギュレータ２は、２系統電
源のうち制御用電源ＶＤＤを生成するためのスイッチン
グ素子（ＦＥＴ）２１とフィルタ回路２２、およびスピ
ンドルモータＭを駆動するための電源ＶＭを生成するた
めのスイッチング素子（ＦＥＴ）２３とフィルタ回路２
４とを備える。ＦＥＴ２１およびＦＥＴ２３は、基準電
圧源（ＶＲＥＦ１）２５、発振回路２６、ＦＢ係数可変
回路２７の各出力により動作する比較増幅器２８および
２９によってそれぞれ制御され、スイッチング動作を行
う。
源のうち制御用電源ＶＤＤを生成するためのスイッチン
グ素子（ＦＥＴ）２１とフィルタ回路２２、およびスピ
ンドルモータＭを駆動するための電源ＶＭを生成するた
めのスイッチング素子（ＦＥＴ）２３とフィルタ回路２
４とを備える。ＦＥＴ２１およびＦＥＴ２３は、基準電
圧源（ＶＲＥＦ１）２５、発振回路２６、ＦＢ係数可変
回路２７の各出力により動作する比較増幅器２８および
２９によってそれぞれ制御され、スイッチング動作を行
う。
【００１８】ＦＢ係数可変回路２５はモータ用電源ＶＭ
のフィードバックループ内に配設され、スピンドルモー
タドライバ１の入力差動アンプ１３の出力に応じてフィ
ードバック電圧をコントロールする。
のフィードバックループ内に配設され、スピンドルモー
タドライバ１の入力差動アンプ１３の出力に応じてフィ
ードバック電圧をコントロールする。
【００１９】内部回路を図示していないコントロール回
路３は、スピンドルモータドライバ１の相励磁回路１１
から出力された回転数信号を入力するための速度パルス
入力ＦＧｉｎ、制御基準信号を与えるＶＲＥＦ２、制御
信号ＶＩＮ、モータ電圧可変モードに設定するためのＶ
Ｍｖａｒ、およびスピンドルモータドライバ１のＰＷＭ
オンデュティーを固定／可変に設定するＰＷＭ−ｌｏｃ
ｋが設けられている。
路３は、スピンドルモータドライバ１の相励磁回路１１
から出力された回転数信号を入力するための速度パルス
入力ＦＧｉｎ、制御基準信号を与えるＶＲＥＦ２、制御
信号ＶＩＮ、モータ電圧可変モードに設定するためのＶ
Ｍｖａｒ、およびスピンドルモータドライバ１のＰＷＭ
オンデュティーを固定／可変に設定するＰＷＭ−ｌｏｃ
ｋが設けられている。
【００２０】＜一実施形態の動作＞以下、図１を用いて
本発明による一実施形態の動作を説明する。スピンドル
モータドライバ１の主電源として、制御回路部電源（Ｖ
ＤＤ）およびモータ駆動部電源（ＶＭ）が使用される。
ＶＲＥＦ２、ＶＩＮ信号は入力差動アンプ１３に入力さ
れ、入力差動アンプ１３はＶＲＥＦ２−ＶＩＮの差電圧
に比例した信号を出力し、この差電圧信号をＤｕｔｙ選
択回路１５に入力する。
本発明による一実施形態の動作を説明する。スピンドル
モータドライバ１の主電源として、制御回路部電源（Ｖ
ＤＤ）およびモータ駆動部電源（ＶＭ）が使用される。
ＶＲＥＦ２、ＶＩＮ信号は入力差動アンプ１３に入力さ
れ、入力差動アンプ１３はＶＲＥＦ２−ＶＩＮの差電圧
に比例した信号を出力し、この差電圧信号をＤｕｔｙ選
択回路１５に入力する。
【００２１】また、ＶＲＥＦ２から抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５によって分割、生成される基準電圧Ｈおよび基準電圧
Ｌも同様にＤｕｔｙ選択回路に入力される。基準電圧Ｈ
および基準電圧Ｌは、Ｄｕｔｙ固定モードにおいて最大
Ｄｕｔｙの固定値、および最小Ｄｕｔｙの固定値を設定
する際に使用する。Ｄｕｔｙ固定モードおよび可変モー
ドの設定は、コントロール回路３からのＰＷＭ−ｌｏｃ
ｋ信号により行う。
５によって分割、生成される基準電圧Ｈおよび基準電圧
Ｌも同様にＤｕｔｙ選択回路に入力される。基準電圧Ｈ
および基準電圧Ｌは、Ｄｕｔｙ固定モードにおいて最大
Ｄｕｔｙの固定値、および最小Ｄｕｔｙの固定値を設定
する際に使用する。Ｄｕｔｙ固定モードおよび可変モー
ドの設定は、コントロール回路３からのＰＷＭ−ｌｏｃ
ｋ信号により行う。
【００２２】ＰＷＭ−ｌｏｃｋ信号がハイレベルの時
は、Ｄｕｔｙ選択回路内で入力差動アンプ１３出力が強
制的に選択される。ＰＷＭ−ｌｏｃｋ信号がロウレベル
の時は、基準電圧Ｈ＜（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）であれば
基準電圧Ｈが、基準電圧Ｌ＞（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）の
場合は基準電圧Ｌが、基準電圧Ｌ＜（ＶＲＥＦ２−ＶＩ
Ｎ）＜基準電圧Ｈの場合は（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮ）がＤ
ｕｔｙ選択回路１４によって選択される。
は、Ｄｕｔｙ選択回路内で入力差動アンプ１３出力が強
制的に選択される。ＰＷＭ−ｌｏｃｋ信号がロウレベル
の時は、基準電圧Ｈ＜（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）であれば
基準電圧Ｈが、基準電圧Ｌ＞（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）の
場合は基準電圧Ｌが、基準電圧Ｌ＜（ＶＲＥＦ２−ＶＩ
Ｎ）＜基準電圧Ｈの場合は（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮ）がＤ
ｕｔｙ選択回路１４によって選択される。
【００２３】Ｄｕｔｙ選択回路の出力は、Ｄｕｔｙ設定
コンパレータ１６に入力され、Ｄｕｔｙ選択回路１４で
選択された入力差動アンプ１３出力、基準電圧Ｈ、基準
電圧Ｌのうちいずれかと、三角波発振回路１７で生成さ
れた三角波発振信号が入力される。Ｄｕｔｙ設定コンパ
レータ１６により、三角波発振信号とＤｕｔｙ選択回路
１４で選択された出力信号が交差する期間で相励磁回路
１１によってＰＷＭ用の矩形波形が生成され、３相ブリ
ッジ回路１２のゲート端子（不図示）に入力される。
コンパレータ１６に入力され、Ｄｕｔｙ選択回路１４で
選択された入力差動アンプ１３出力、基準電圧Ｈ、基準
電圧Ｌのうちいずれかと、三角波発振回路１７で生成さ
れた三角波発振信号が入力される。Ｄｕｔｙ設定コンパ
レータ１６により、三角波発振信号とＤｕｔｙ選択回路
１４で選択された出力信号が交差する期間で相励磁回路
１１によってＰＷＭ用の矩形波形が生成され、３相ブリ
ッジ回路１２のゲート端子（不図示）に入力される。
【００２４】従って図２に示すように、ＰＷＭ−ｌｏｃ
ｋ信号がロウレベルの場合は低Ｄｕｔｙ時のＰＷＭは基
準電圧ＬによるＤｕｔｙ固定モード、高Ｄｕｔｙ時のＰ
ＷＭは基準電圧ＨによるＤｕｔｙ固定モード、中間Ｄｕ
ｔｙ時のＰＷＭは（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）の値に基づく
ＰＷＭ可変モードとなる。
ｋ信号がロウレベルの場合は低Ｄｕｔｙ時のＰＷＭは基
準電圧ＬによるＤｕｔｙ固定モード、高Ｄｕｔｙ時のＰ
ＷＭは基準電圧ＨによるＤｕｔｙ固定モード、中間Ｄｕ
ｔｙ時のＰＷＭは（ＶＩＮ−ＶＲＥＦ２）の値に基づく
ＰＷＭ可変モードとなる。
【００２５】一方、入力差動アンプ１３の出力は、スイ
ッチＳＷ２を介してスイッチングレギュレータ２のＦＢ
係数可変回路２７にも入力される。このＦＢ係数可変回
路２７は、スイッチングレギュレータ２のフィードバッ
クループ内に配設されており、入力差動アンプ１３出力
からの信号によりＦＢ係数を変更し、ＶＭ電圧を可変と
している。
ッチＳＷ２を介してスイッチングレギュレータ２のＦＢ
係数可変回路２７にも入力される。このＦＢ係数可変回
路２７は、スイッチングレギュレータ２のフィードバッ
クループ内に配設されており、入力差動アンプ１３出力
からの信号によりＦＢ係数を変更し、ＶＭ電圧を可変と
している。
【００２６】ところで、スイッチＳＷ２のゲート信号は
Ｄｕｔｙ選択回路１４から入力されており、Ｄｕｔｙ選
択回路１４でＤｕｔｙ固定モード（基準電圧Ｈまたは基
準電圧Ｌが選択された場合）となった場合にハイレベル
信号が出力されるようになっている。従って、Ｄｕｔｙ
固定モードでのみ入力差動アンプ出力はＦＢ係数可変回
路２７に入力されることとなる。
Ｄｕｔｙ選択回路１４から入力されており、Ｄｕｔｙ選
択回路１４でＤｕｔｙ固定モード（基準電圧Ｈまたは基
準電圧Ｌが選択された場合）となった場合にハイレベル
信号が出力されるようになっている。従って、Ｄｕｔｙ
固定モードでのみ入力差動アンプ出力はＦＢ係数可変回
路２７に入力されることとなる。
【００２７】次に、ＦＢ係数可変回路２７の動作につい
て、図３を用いて説明する。Ｄｕｔｙ可変モードにおい
てはＦＢ係数可変回路２７が非動作となるため、一定の
モータ電圧（ＶＭ１）が発生する。次にＤｕｔｙが減少
または増加し、基準電圧Ｌまたは基準電圧Ｈになると、
Ｄｕｔｙ固定モードに移行してモータ電圧ＶＭを制御す
る。
て、図３を用いて説明する。Ｄｕｔｙ可変モードにおい
てはＦＢ係数可変回路２７が非動作となるため、一定の
モータ電圧（ＶＭ１）が発生する。次にＤｕｔｙが減少
または増加し、基準電圧Ｌまたは基準電圧Ｈになると、
Ｄｕｔｙ固定モードに移行してモータ電圧ＶＭを制御す
る。
【００２８】ＦＢ係数可変回路２７は、内部回路を図示
していないがバイポーラトランジスタで構成されてお
り、ベース電流をコントロールすることでトランジスタ
のコレクタ−エミッタ間電圧を変動させ、ＦＢ係数を変
えている。低Ｄｕｔｙ側でのＦＢ係数変化についてはフ
ィードバック電圧を大きくする方向に働き、高Ｄｕｔｙ
側でのＦＢ係数変化についてはフィードバック電圧を小
さくする方向に働く。この結果、低Ｄｕｔｙにおいては
ＶＭ電圧がＶＭ１よりも低くなり、逆に高Ｄｕｔｙにお
いてはＶＭ１よりも高くなる。
していないがバイポーラトランジスタで構成されてお
り、ベース電流をコントロールすることでトランジスタ
のコレクタ−エミッタ間電圧を変動させ、ＦＢ係数を変
えている。低Ｄｕｔｙ側でのＦＢ係数変化についてはフ
ィードバック電圧を大きくする方向に働き、高Ｄｕｔｙ
側でのＦＢ係数変化についてはフィードバック電圧を小
さくする方向に働く。この結果、低Ｄｕｔｙにおいては
ＶＭ電圧がＶＭ１よりも低くなり、逆に高Ｄｕｔｙにお
いてはＶＭ１よりも高くなる。
【００２９】図１においてスピンドルモータドライバ１
のスイッチＳＷ１は、ＶＭ可変にするか否かを設定する
ためのスイッチであり、コントロール回路３のＶＭｖａ
ｒ出力がハイレベルの場合、スイッチＳＷ１はオンとな
りＦＢ可変は行われない。
のスイッチＳＷ１は、ＶＭ可変にするか否かを設定する
ためのスイッチであり、コントロール回路３のＶＭｖａ
ｒ出力がハイレベルの場合、スイッチＳＷ１はオンとな
りＦＢ可変は行われない。
【００３０】以下、コントロール回路から入力されるＶ
ＭｖａｒおよびＰＷＭ−ｌｏｃｋの入力論理別の動作を
示す。 （１）ＶＭｖａｒ：ローレベル、ＰＷＭ−ｌｏｃｋ：ロ
ーレベルのとき、スピンドルモータへの印加電圧可変領
域となる。スピンドルモータドライブ回路の出力ＰＷＭ
が固定された低Ｄｕｔｙまたは高Ｄｕｔｙでの領域でＶ
Ｍ可変となる。すなわち、低Ｄｕｔｙで基準電圧Ｌによ
る固定Ｄｕｔｙ、高Ｄｕｔｙで基準電圧Ｈによる固定Ｄ
ｕｔｙとなる。
ＭｖａｒおよびＰＷＭ−ｌｏｃｋの入力論理別の動作を
示す。 （１）ＶＭｖａｒ：ローレベル、ＰＷＭ−ｌｏｃｋ：ロ
ーレベルのとき、スピンドルモータへの印加電圧可変領
域となる。スピンドルモータドライブ回路の出力ＰＷＭ
が固定された低Ｄｕｔｙまたは高Ｄｕｔｙでの領域でＶ
Ｍ可変となる。すなわち、低Ｄｕｔｙで基準電圧Ｌによ
る固定Ｄｕｔｙ、高Ｄｕｔｙで基準電圧Ｈによる固定Ｄ
ｕｔｙとなる。
【００３１】（２）ＶＭｖａｒ：ローレベル、ＰＷＭ−
ｌｏｃｋ：ハイレベルのとき、スピンドルモータへの印
加電圧可変領域となる。このときは、入力差動アンプ
（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮ差電圧）出力に従ったＰＷＭＤｕ
ｔｙであるが、出力パルス幅は低Ｄｕｔｙまたは高Ｄｕ
ｔｙとなり、ＶＭ可変となる。
ｌｏｃｋ：ハイレベルのとき、スピンドルモータへの印
加電圧可変領域となる。このときは、入力差動アンプ
（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮ差電圧）出力に従ったＰＷＭＤｕ
ｔｙであるが、出力パルス幅は低Ｄｕｔｙまたは高Ｄｕ
ｔｙとなり、ＶＭ可変となる。
【００３２】（３）ＶＭｖａｒ：ハイレベル、ＰＷＭ−
ｌｏｃｋ：ローレベルのとき、ＦＢ係数可変回路が動作
しないため印加電圧ＶＭは固定となる。低Ｄｕｔｙで基
準電圧Ｌによる固定Ｄｕｔｙ、高Ｄｕｔｙで基準電圧Ｈ
による固定Ｄｕｔｙ動作となる。
ｌｏｃｋ：ローレベルのとき、ＦＢ係数可変回路が動作
しないため印加電圧ＶＭは固定となる。低Ｄｕｔｙで基
準電圧Ｌによる固定Ｄｕｔｙ、高Ｄｕｔｙで基準電圧Ｈ
による固定Ｄｕｔｙ動作となる。
【００３３】（４）ＶＭｖａｒ：ハイレベル、ＰＷＭ−
ｌｏｃｋ：ハイレベルのとき、ＦＢ係数可変回路が動作
しないため印加電圧ＶＭは固定となる。ＰＷＭＤｕｔｙ
は、入力差動アンプ（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮの差電圧）出
力に従ったＰＷＭＤｕｔｙとなる。このときの動作は、
従来技術に示すＰＷＭ駆動回路の動作に等しい。
ｌｏｃｋ：ハイレベルのとき、ＦＢ係数可変回路が動作
しないため印加電圧ＶＭは固定となる。ＰＷＭＤｕｔｙ
は、入力差動アンプ（ＶＲＥＦ２−ＶＩＮの差電圧）出
力に従ったＰＷＭＤｕｔｙとなる。このときの動作は、
従来技術に示すＰＷＭ駆動回路の動作に等しい。
【００３４】なお、スピンドルモータドライバ１の符号
１９のＶＲＥＦ３は、過電流制限用の基準電圧源で、Ｖ
ＲＥＦ３とモータ電流と過電流制限抵抗の積をコンパレ
ータ１８で比較し、ＶＲＥＦ３の方が低ければ出力は強
制的にオフとなる。このように制御することによって制
御信号電圧とスピンドルモータ回転数の関係は図４に示
すようにリニアな特性とすることができる。
１９のＶＲＥＦ３は、過電流制限用の基準電圧源で、Ｖ
ＲＥＦ３とモータ電流と過電流制限抵抗の積をコンパレ
ータ１８で比較し、ＶＲＥＦ３の方が低ければ出力は強
制的にオフとなる。このように制御することによって制
御信号電圧とスピンドルモータ回転数の関係は図４に示
すようにリニアな特性とすることができる。
【００３５】以上、本発明の一実施形態の動作を図面を
参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。
参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３６】
【発明の効果】これまでに説明したように、この発明に
よれば、低Ｄｕｔｙ領域及び高Ｄｕｔｙ領域では、固定
Ｄｕｔｙとして印加電圧の制御を行い、前記以外の領域
では印加電圧を固定電圧とし、ＰＷＭ制御を行うように
したので、入力不感帯がなくなり、低回転から高回転ま
での全領域でリニアリティ特性が向上するという効果が
得られる。また、高Ｄｕｔｙ領域では印加電圧を増加さ
せることによって最大回転数を増加させることができ、
最大トルクを向上させることができるという効果が得ら
れる。
よれば、低Ｄｕｔｙ領域及び高Ｄｕｔｙ領域では、固定
Ｄｕｔｙとして印加電圧の制御を行い、前記以外の領域
では印加電圧を固定電圧とし、ＰＷＭ制御を行うように
したので、入力不感帯がなくなり、低回転から高回転ま
での全領域でリニアリティ特性が向上するという効果が
得られる。また、高Ｄｕｔｙ領域では印加電圧を増加さ
せることによって最大回転数を増加させることができ、
最大トルクを向上させることができるという効果が得ら
れる。
【図１】 本発明の一実施形態によるスピンドルモータ
駆動回路の構成を示すブロック図。
駆動回路の構成を示すブロック図。
【図２】 制御電圧信号とＰＷＭ制御のデューティとの
関係を示す図。
関係を示す図。
【図３】 ＦＢ係数可変回路の動作を説明するための
図。
図。
【図４】 制御信号電圧とスピンドルモータ回転数の関
係を示す図。
係を示す図。
【図５】 従来の技術によるＶＭ可変リニア駆動による
スピンドルモータ駆動回路の構成を示すブロック図。
スピンドルモータ駆動回路の構成を示すブロック図。
【図６】 従来の技術によるＰＷＭ制御スピンドルモー
タ駆動回路の構成を示すブロック図。
タ駆動回路の構成を示すブロック図。
【図７】 従来の技術によるＰＷＭ制御スピンドルモー
タ駆動回路の制御信号電圧とモータ回転数との関係を示
す図。
タ駆動回路の制御信号電圧とモータ回転数との関係を示
す図。
１…スピンドルモータドライバ １１…相励磁回路 １２…３相ブリッジ回路 １３…入力差動アンプ １４…Ｄｕｔｙ選択回路 １６…Ｄｕｔｙ設定コンパレータ １７…三角波発振回路 １８…過電流制限コンパレータ １９…基準電圧源（ＶＲＥＦ３） ２…スイッチングレギュレータ ２１、２３…ＦＥＴ ２２、２４…フィルタ ２５…基準電圧源（ＶＲＥＦ１） ２６…発振回路 ２７…ＦＢ計数可変回路 ２８、２９…定電圧出力用コンパレータ ３…コントロール回路 Ｃ１…三角波周期設定用コンデンサ Ｍ…スピンドルモータ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５…抵抗 ＳＷ１、ＳＷ２…スイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 電源電圧を制御して印加電圧を可変と
する電源電圧可変領域と、 ＰＷＭ（パルス幅変調）によりパルス幅を制御するパル
ス幅可変領域とを有することを特徴とするスピンドルモ
ータ駆動回路。 - 【請求項２】 前記電源電圧可変領域は、 最小回転数付近、または最大回転数付近の領域であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ駆動
回路。 - 【請求項３】 前記電源電圧可変領域では、 最小パルス幅、または最大パルス幅の固定パルス幅とし
たことを特徴とする請求項１または２に記載のスピンド
ルモータ駆動回路。 - 【請求項４】 制御基準電圧と制御入力電圧との差電
圧によって前記印加電圧及び前記パルス幅の制御を行う
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のスピ
ンドルモータ駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000182202A JP2002010672A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | スピンドルモータ駆動回路 |
| US09/879,951 US6433502B2 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-14 | Spindle motor driver circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000182202A JP2002010672A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | スピンドルモータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002010672A true JP2002010672A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18683008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000182202A Pending JP2002010672A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | スピンドルモータ駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6433502B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002010672A (ja) |
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| FR2870406A1 (fr) * | 2004-05-14 | 2005-11-18 | St Microelectronics Sa | Modulation de charge d'un transporteur |
| CN100442650C (zh) * | 2005-07-27 | 2008-12-10 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达控制方法及其装置 |
| EP1865505B1 (en) | 2006-06-09 | 2010-08-11 | STMicroelectronics Srl | Prevention of noise due to concurrent signals of H-bridge driving of a voice coil motor |
| JP5408893B2 (ja) * | 2008-03-27 | 2014-02-05 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | モータ駆動回路 |
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| JPH09149685A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Seiko Epson Corp | モータ駆動装置 |
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| JPH11252973A (ja) * | 1998-03-05 | 1999-09-17 | Fujitsu General Ltd | ブラシレスモータの制御方法 |
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| US4839754A (en) * | 1987-02-26 | 1989-06-13 | Micropolis Corporation | Winchester disk drive motor circuitry |
| WO1990015474A1 (en) * | 1989-06-09 | 1990-12-13 | Hitachi, Ltd. | Motor controller |
| DE4031398A1 (de) * | 1990-10-04 | 1992-04-09 | Digital Equipment Int | Verfahren und schaltung zur regelung der drehgeschwindigkeit eines gleichstrommotors |
| US5905347A (en) * | 1993-07-16 | 1999-05-18 | Dell Usa, L.P. | System and method for controlling a computer drive motor |
| US6262545B1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-07-17 | International Business Machines Corporation | Dual speed motor drive circuit |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000182202A patent/JP2002010672A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-14 US US09/879,951 patent/US6433502B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH07250492A (ja) * | 1994-03-11 | 1995-09-26 | Fujitsu Ltd | モータ制御装置及び制御方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010054874A1 (en) | 2001-12-27 |
| US6433502B2 (en) | 2002-08-13 |
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