JP2002325486A - センサレスモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの逆回転を防止することができるよう
にしたセンサレスモータ駆動装置を提供する。 【解決手段】 起動部５は、モータＭを起動させるに先
だって、スイッチＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ２をＯＦ
Ｆにするとともに、アップダウンカウンタ８０２にカウ
ントアップ動作を開始させ、その後のコンパレータ８０
１から出力される信号Ａの立ち下がりエッジでスイッチ
ＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＮにするととも
に、アップダウンカウンタ８０２にカウントダウン動作
を開始させ、その後のコンパレータ８０１から出力され
る信号Ａの立ち下がりエッジでアップダウンカウンタ８
０２の出力値ＣＮＴが０であるか否かによって、第１相
のコイルＬ１と第２相のコイルＬ２とのどちらから通電
してモータＭを起動させるかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホールセンサを用
いることなくロータの位置関係を検出し、この検出結果
に応じて各相への通電する順番を制御することによって
モータを一定の方向に回転するように駆動するセンサレ
スモータ駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２相半波モータ駆動装置を例に挙げて従
来技術を説明する。従来の一般的な２相半波モータ駆動
装置１００’のブロック図を図９に示す。ホール素子Ｈ
はモータＭのロータに面して設けられている。コンパレ
ータ１０１はホール素子Ｈの両端から出力される電圧の
大小関係を示す２値信号を出力する。コミュテーション
部１０２は、コンパレータ１０１から出力される２値信
号に応じて、出力部１０４を構成する２つのトランジス
タＴ１、Ｔ２のどちらをＯＮさせるかを決定し、トラン
ジスタＴ１、Ｔ２のゲートに与えるべき論理の信号を出
力する。

【０００３】コミュテーション部１０２から出力される
信号は、トランジスタＴ１、Ｔ２をＯＮ／ＯＦＦさせる
ことができるだけのレベルにプリドライブ部１０３によ
って変換された後、トランジスタＴ１、Ｔ２のゲートに
与えられる。出力部１０４では、一端がモータＭの駆動
用電圧Ｖ_Mに接続された第１相のコイルＬ１の他端とグ
ランドとの間にｎチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジ
スタＴ１が接続されているとともに、一端がモータの駆
動用電圧Ｖ_Mに接続された第２相のコイルＬ２の他端と
グランドとの間にｎチャネルのＭＯＳ型電界効果トラン
ジスタＴ２が接続されている。

【０００４】この構成により、ホール素子Ｈから出力さ
れる信号はロータの位置を示すことになるので、ロータ
の位置に応じて通電する相を適切なタイミングで切り換
えて、ロータを円滑に回転させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の一
般的な２相半波モータ駆動装置では、ロータの位置を検
出するためのセンサとしてホール素子が必要であったた
め、低廉化及び小型化が阻害されていた。また、本願の
発明者は、他の出願において、ロータの回転に伴って各
相のコイルに現れる逆起電圧に基づいてロータの位置を
検出し、この検出結果に応じて通電する相を切り換える
ことによりモータを駆動するセンサレス駆動方式も提案
しているが、このセンサレス駆動方式では、ロータが停
止している状態では、各相のコイルに逆起電圧が現れ
ず、ロータの位置を検出することができないので、単に
駆動信号を印加しただけでは、モータが逆回転するおそ
れがあった。

【０００６】そこで、本発明は、モータの逆回転を防止
することができるようにしたセンサレスモータ駆動装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、ホールセンサを用いることなくロータ
の位置を検出し、この検出結果に応じて各相への通電を
制御することによってモータを駆動するセンサレスモー
タ駆動装置において、モータの複数のコイルに電流を流
してロータを回転させるに先立って、ロータが回転しな
い程度に各相に順番に通電し、そのときの各相の端子電
圧の立ち上がり方を比較し、その比較結果に基づいて、
起動時に最初に通電する相を起動させるかを決定するよ
うにしている。

【０００８】更に言えば、ロータが停止している位置に
応じて各相のコイルのインダクタンスが見かけ上異なる
ので、ロータが停止している状態では、電流の立ち上が
り方が個々の相によって異なってくる。したがって、上
記構成により、ロータが停止している位置関係に応じ
て、起動時に最初に通電する相を決定することになるの
で、常に同じ回転方向にモータを起動させることができ
るようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態で
ある、ファンモータとしての２相半波モータを駆動対象
とする２相半波ファンモータ駆動装置１００のブロック
図である。同図において、１−１、１−２はそれぞれ第
１、第２の比較部、２はコミュテーション部、３はプリ
ドライブ部、４は出力部、５は起動部、６はロック時保
護部、７は異常加熱保護部、８はロータ停止位置判定部
である。Ｌ１、Ｌ２はそれぞれモータＭの第１相のコイ
ル、第２相のコイルである。

【００１０】比較部１−１は、第１相の出力点（第１相
のコイルＬ１と出力部４を構成するトランジスタＴ１と
の接続点）ＯＵＴ１の電圧とモータＭの駆動用電圧Ｖ_M
との大小関係を示す２値信号ＢＥＭＦ１を出力する。比
較部１−２は、第２相の出力点（第２相のコイルＬ２と
出力部４を構成するトランジスタＴ２との接続点）ＯＵ
Ｔ２の電圧とモータＭの駆動用電圧Ｖ_Mとの大小関係を
示す２値信号ＢＥＭＦ２を出力する。

【００１１】コミュテーション部２は、ロータが円滑に
回転するように、比較部１−１、１−２からそれぞれ出
力される信号ＢＥＭＦ１、ＢＥＭＦ２に基づいて、出力
部４を構成するトランジスタＴ１、Ｔ２のＯＮ／ＯＦＦ
をそれぞれ制御するための信号Ｇ１、Ｇ２を生成して出
力する。

【００１２】プリドライブ部３は、コミュテーション部
２から出力される信号Ｇ１及びＧ２を出力部４を構成す
るトランジスタＴ１及びＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせること
ができるようにレベル変換してトランジスタＴ１及びＴ
２のゲートに与える。

【００１３】出力部４は、一端がモータＭの駆動用電圧
Ｖ_Mに接続された第１相のコイルＬ１の他端とグランド
との間に接続されたｎチャネルのＭＯＳ型電界効果トラ
ンジスタＴ１、及び、一端がモータの駆動用電圧Ｖ_Mに
接続された第２相のコイルＬ２の他端とグランドとの間
に接続されたｎチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジス
タＴ２から成る。

【００１４】起動部５は、ロータ停止位置判定部８での
判定結果に応じた相に通電することによってモータＭを
起動させる。具体的な動作については後述する。ロック
時保護部６は、比較部１−１、１−２の出力信号やコミ
ュテーション部２の内部信号に基づいてモータがロック
したと認識した場合（例えば、これらの信号が所定時間
にわたって変化しない場合にモータがロックしたと認識
する）には、モータがロックした状態でモータを駆動し
続けるとモータ及び駆動装置の破損を招いてしまうの
で、これを防止するために、モータの各相を非通電状態
にし、所定時間経過後に起動部５によりモータを再起動
させるという処理を行う。異常加熱保護部７は、熱暴走
を防止するために、周囲温度を検出し、その検出結果が
ある値を越えると、モータの各相を非通電状態にすると
いう処理を行う。

【００１５】ロータ停止位置判定部８は、モータＭを起
動させるに先立って、モータのロータが停止している位
置に応じてモータの第１相のコイルＬ１と第２相のコイ
ルＬ２とでインダクタンスが異なることを利用して、ロ
ータが停止している位置を検出し、この検出結果に基づ
いて、モータＭを起動させる際に第１相と第２相とのど
ちらから通電を開始するべきかを判定する。

【００１６】比較部１−１及び１−２の具体的な回路図
の一例を図２に示す。エミッタがモータＭの駆動用電圧
Ｖ_Mに接続されるとともに、ベース−コレクタ間が短絡
されたＰＮＰ型のトランジスタ１１と、トランジスタ１
１のコレクタに接続された抵抗１２と、抵抗１２のトラ
ンジスタ１１のコレクタに接続されていない側とグラン
ドとの間に接続された定電流回路１３と、ベースが抵抗
１２と定電流回路１３との接続点に接続され、エミッタ
が対応する相の出力点（比較部１−１では第１相の出力
点ＯＵＴ１、比較部１−２では第２相の出力点ＯＵＴ
２）に接続されたＰＮＰ型のトランジスタ１４と、トラ
ンジスタ１４のコレクタとグランドとの間に接続された
抵抗１５とから成り、トランジスタ１４のコレクタと抵
抗１５との接続点が信号ＢＥＭＦ１、ＢＥＭＦ２の出力
端子となっている。

【００１７】この構成により、トランジスタ１１と１４
とのベース−エミッタ間の順方向電圧のばらつきを無視
すると、比較部１−１、１−２からそれぞれ出力される
信号ＢＥＭＦ１、ＢＥＭＦ２は、第１相の出力点ＯＵＴ
１の電圧、第２相の出力点ＯＵＴ２の電圧がモータＭの
駆動用電圧Ｖ_Mよりも抵抗１２での電圧降下分だけ低い
値であるスレッショルド電圧よりも高ければトランジス
タ１４がＯＮしてハイレベルになり、一方、上記スレッ
ショルド電圧よりも高くなければトランジスタ１４がＯ
ＦＦしてローレベルになる。

【００１８】コミュテーション部２は、具体的な回路図
の一例を図３に示すように、ＮＯＲ回路２０１、２０
２、２０３、及び２０４、ＮＡＮＤ回路２０５及び２０
６、ＮＯＴ回路（インバータ回路）２０７及び２０８、
並びにセレクタ２０９及び２１０から成っている。接続
関係は以下の通りである。

【００１９】ＮＯＲ回路２０１とＮＯＲ回路２０２とは
互いの出力端子が相手の一方の入力端子に接続されてＲ
Ｓフリップフロップ回路を構成しており、ＮＯＲ回路２
０１の他方の入力端子には比較部１−２から出力される
信号ＢＥＭＦ２が、ＮＯＲ回路２０２の他方の入力端子
には比較部１−１から出力される信号ＢＥＭＦ１がそれ
ぞれ入力されている。

【００２０】ＮＡＮＤ回路２０５の一方の入力端子には
比較部１−２から出力される信号ＢＥＭＦ２が入力され
ており、他方の入力端子にはＮＯＲ回路２０２の出力端
子が接続されている。ＮＡＮＤ回路２０５の出力端子は
ＮＯＴ回路２０７の入力端子に接続されている。

【００２１】ＮＯＲ回路２０３とＮＯＲ回路２０４とは
互いの出力端子が相手の一方の入力端子に接続されてＲ
Ｓフリップフロップ回路を構成しており、ＮＯＲ回路２
０３の他方の入力端子には比較部１−１から出力される
信号ＢＥＭＦ１が、ＮＯＲ回路２０４の他方の入力端子
には比較部１−２から出力される信号ＢＥＭＦ２がそれ
ぞれ入力されている。

【００２２】ＮＡＮＤ回路２０６の一方の入力端子には
比較部１−１から出力される信号ＢＥＭＦ１が入力され
ており、他方の入力端子にはＮＯＲ回路２０４の出力端
子が接続されている。ＮＡＮＤ回路２０６の出力端子は
ＮＯＴ回路２０８の入力端子に接続されている。

【００２３】以上より、比較部１−１、１−２からそれ
ぞれ出力される信号ＢＥＭＦ１、ＢＥＭＦ２とＮＯＴ回
路２０７、２０８からそれぞれ出力される逆起駆動信号
Ｂ１、Ｂ２との関係は表１に示すようになり、信号Ｂ
１、Ｂ２が同時にハイレベルにならないようになってお
り、出力部４のトランジスタＴ１、Ｔ２が同時にＯＮす
ることはなくなる。尚、１はハイレベル、０はローレベ
ルを意味している。

【００２４】

【表１】

【００２５】セレクタ２０９は、ＮＯＴ回路２０７から
出力される逆起駆動信号Ｂ１と起動部５から出力される
起動信号Ｓ１とを入力しており、これらの２つの信号を
起動部５から出力されるセレクト信号ＳＥＬに応じて択
一的に選択して出力する。具体的には、セレクタ２０９
から出力される信号は、セレクト信号ＳＥＬがローレベ
ルであるときには起動信号Ｓ１となり、セレクト信号Ｓ
ＥＬがハイレベルであるときには逆起駆動信号Ｂ１とな
る。

【００２６】セレクタ２１０にはＮＯＴ回路２０８から
出力される逆起駆動信号Ｂ２と起動部５から出力される
起動信号Ｓ２とを入力しており、これらの２つの信号を
起動部５から出力されるセレクト信号ＳＥＬに応じて択
一的に選択して出力する。具体的には、セレクタ２１０
から出力される信号は、セレクト信号ＳＥＬがローレベ
ルであるときには起動信号Ｓ２となり、セレクト信号Ｓ
ＥＬがハイレベルであるときには逆起駆動信号Ｂ２とな
る。

【００２７】そして、セレクタ２０９、２１０からそれ
ぞれ出力される信号Ｇ１、Ｇ２が、それぞれプリドライ
ブ部３によってレベル変換されて信号Ｇ１’、Ｇ２’と
なった後、出力部４を構成するトランジスタＴ１、Ｔ２
のゲートに与えられる。

【００２８】ロータ停止位置判定部８の具体的な回路図
の一例を図４に示す。この例では、一端がグランドに接
続された抵抗Ｒと、第１相の出力点ＯＵＴ１と抵抗Ｒの
他端との間に接続されたスイッチＳＷ１と、第２相の出
力点ＯＵＴ２と抵抗Ｒの他端との間に接続されたスイッ
チＳＷ２と、非反転入力端子（＋）が基準電圧Ｖ_refに
接続され、反転入力端子（−）が抵抗ＲとスイッチＳＷ
１、ＳＷ２との接続点Ｐに接続されたコンパレータ８０
１と、アップダウンカウンタ８０２と、で構成されてい
る。尚、抵抗Ｒは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＮさせ
てもロータが回転しない程度の電流しか流れないような
抵抗値となっている。

【００２９】アップダウンカウンタ８０２は、起動部５
からカウントアップ開始の指示を受けると、クロック発
生部９で発生するクロック信号ＣＬＫが立ち上がる毎に
出力値ＣＮＴを０から１ずつ大きくする（以下、「カウ
ントアップ動作」）。また、カウントダウン開始の指示
を受けると、クロック信号ＣＬＫが立ち上がる毎に出力
値ＣＮＴを１ずつ小さくする（以下、「カウントダウン
動作」）。カウントアップ動作あるいはカウントダウン
動作を開始した後は、コンパレータ８０１から出力され
る信号Ａの立ち下がりエッジで動作を停止する。尚、ア
ップダウンカウンタ８０２は、カウントダウン動作を行
っているときに出力値が０となった場合は、以降にクロ
ック信号ＣＬＫが立ち上がったとしても出力値を０で固
定するようになっている。

【００３０】一般に、通電されている相にはＳ極の磁界
が発生するものとすると、第１相のコイルＬ１と第２相
のコイルＬ２とのうち、ロータのＳ極に近いコイルの方
が見かけ上インダクタンスが大きくなり、電流の変化が
緩やかになる。したがって、コイルＬ２の方がロータの
Ｓ極に近い場合、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を別々にＯＮ
させたときにコンパレータ８０１から出力される信号Ａ
がハイレベルからローレベルに変化するまでに要する時
間は、スイッチＳＷ２をＯＮさせたときの方がスイッチ
ＳＷ１をＯＮさせたときよりも長くなる。逆に、コイル
Ｌ１の方がロータのＳ極に近い場合、上記時間はスイッ
チＳＷ１をＯＮさせたときの方がスイッチＳＷ２をＯＮ
させたときよりも長くなる。

【００３１】そして、起動部５は、モータＭを起動させ
るに先だって、スイッチＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ２
をＯＦＦにするとともに、アップダウンカウンタ８０２
にカウントアップ動作を開始させ、その後、点Ｐの電圧
が基準電圧Ｖ_refよりも高くなってコンパレータ８０１
から出力される信号Ａが反転したときのエッジ（立ち下
がり）でスイッチＳＷ１をＯＦＦ、スイッチＳＷ２をＯ
Ｎにするとともに、アップダウンカウンタ８０２にカウ
ントダウン動作を開始させ、その後のコンパレータ８０
１から出力される信号Ａの立ち下がりエッジでアップダ
ウンカウンタ８０２の出力値ＣＮＴが０であるか否か
（０に達しているか否か）によって、第１相のコイルＬ
１と第２相のコイルＬ２とのどちらから通電してモータ
Ｍを起動させるかを決定する。具体的には、アップダウ
ンカウンタ８０２の出力値が０であるときには、第２相
のコイルＬ２から通電してモータＭを起動させ、逆に、
アップダウンカウンタ８０２の出力値が０でない（０に
達していない）ときには、第１相のコイルＬ１から通電
してモータＭを起動させる。

【００３２】尚、本実施形態では、駆動対象となる２相
半波モータが、図５に示すように、各ステータ２０−
１、２０−２とロータ１０とのエアギャップを図中に矢
印で示す回転方向に向かって徐々に小さくして、ロータ
１０とステータ２０−１、２０−２とのエアギャップに
差を設けた構造となっており、ロータ１０のマグネット
のＮ極、Ｓ極がエアギャップが最小となる位置に位置す
るようにロータが停止するようになっている、すなわ
ち、非通電時には同図の（ａ）または（ｂ）に示す状態
になるものとする。また、通電されている相にはＳ極の
磁界が発生するものとする。すなわち、ロータ１０のＳ
極に近い方の相から通電を開始すれば、矢印で示す正規
の回転方向にロータ１０が回転し始めることになる。
尚、ここでは、マグネットをロータ、コイルをステータ
として説明しているが、マグネットをステータ、コイル
をロータとしても構わない。

【００３３】モータＭの起動時における各部の信号のタ
イミングチャートは図６に示すようになる。パワーオン
リセットにより内部のリセット信号ＲＳＴがローレベル
になると、起動部５は、セレクト信号ＳＥＬ、並びに、
起動信号Ｓ１及びＳ２をローレベルにし、図６中の時刻
ｔ₁から、図４に示すロータ停止位置判定部８のスイッ
チＳＷ１をＯＮ、スイッチＳＷ２をＯＦＦにするととも
に、アップダウンカウンタ８０２にカウントアップ動作
を開始させる。尚、図６では、判りやすくするために、
アップダウンカウンタ８０２の出力値ＣＮＴを電圧レベ
ル的に表しているが、０より大きいか０かを示す２値の
信号でも構わない。

【００３４】これにより、アップダウンカウンタ８０２
の出力値ＣＮＴがクロック信号ＣＬＫに同期して１ずつ
大きくなるとともに、コンパレータ８０１の反転入力端
子（−）の入力電圧が上昇を開始する。そして、コンパ
レータ８０１の反転入力端子（−）の入力電圧が基準電
圧Ｖ_refよりも高くなって、コンパレータ８０１から出
力される信号Ａがハイレベルからローレベルに変化する
と、アップダウンカウンタ８０２が動作を停止する。

【００３５】その後、起動部５は、スイッチＳＷ１をＯ
ＦＦ、スイッチＳＷ２をＯＮにするとともに、アップダ
ウンカウンタ８０２にカウントダウン動作を開始させる
（図６中の時刻ｔ₂）。これにより、アップダウンカウ
ンタ８０２の出力値ＣＮＴがクロック信号ＣＬＫに同期
して１ずつ小さくなる。このとき、コンパレータ８０１
の反転入力端子（−）の入力電圧は一旦グランドまで低
下した後、再び上昇を開始する。そして、コンパレータ
８０１の反転入力端子（−）の入力電圧が基準電圧Ｖ
_refよりも高くなって、コンパレータ８０１から出力さ
れる信号Ａがハイレベルからローレベルに変化すると、
アップダウンカウンタ８０２が動作を停止する。

【００３６】このときのアップダウンカウンタ８０２の
カウント値ＣＮＴは、第１相のコイルＬ１の方が第２相
のコイルＬ２よりもロータのＳ極に近い場合には、第１
相のコイルＬ１の方が第２相のコイルＬ２よりも電流の
立ち上がりが遅くなるので０にはならず、逆に、第２相
のコイルＬ２の方が第１相のコイルＬ１よりもロータの
Ｓ極に近い場合には、第２相のコイルＬ２の方が第１相
のコイルＬ１よりも電流の立ち上がりが遅くなるので０
になる。

【００３７】図６の場合は、アップダウンカウンタ８０
２の出力値ＣＮＴが０になっておらず、第１相のコイル
Ｌ１の方が第２相のコイルＬ２よりもロータのＳ極に近
い（図５の（ａ）に示す状態）ということを示してい
る。この後、起動部５は、スイッチＳＷ２をＯＦＦにす
るとともに、まず、起動信号Ｓ１をハイレベルにし（図
６中の時刻ｔ₃）、セレクト信号ＳＥＬをハイレベルに
する（図６中の時刻ｔ₄）。

【００３８】これにより、出力部４のトランジスタＴ１
がＯＮして第１相のコイルＬ１に通電され、正規の回転
方向にロータが回転し始める。その後は、逆起駆動信号
Ｂ１、Ｂ２でそれぞれ出力部４のトランジスタＴ１、Ｔ
２のＯＮ／ＯＦＦが制御されるので、通電されていない
相の出力点の電圧がモータＭの駆動用電圧Ｖ_M（正確に
は、比較部のスレッショルド電圧）を下回るタイミング
で通電する相が切り換えられ、ロータの回転が維持され
る。

【００３９】逆に、アップダウンカウンタ８０２の出力
値ＣＮＴが０である場合には、第２相のコイルＬ２の方
が第１相のコイルＬ１よりもロータのＳ極に近い（図５
の（ｂ）に示す状態）ということであるので、起動部５
は、起動信号Ｓ２をハイレベルにした後、セレクト信号
ＳＥＬをハイレベルにする。

【００４０】これにより、出力部４のトランジスタＴ２
がＯＮして第２相のコイルＬ２に通電され、正規の回転
方向にロータが回転し始める。その後は、逆起駆動信号
Ｂ１、Ｂ２でそれぞれ出力部４のトランジスタＴ１、Ｔ
２のＯＮ／ＯＦＦが制御されるので、通電されていない
相の出力点の電圧がモータＭの駆動用電圧Ｖ_M（正確に
は、比較部のスレッショルド電圧）を下回るタイミング
で通電する相が切り換えられ、ロータの回転が維持され
る。

【００４１】尚、このようにして、モータＭを起動させ
た後は、図４に示すロータ停止位置判定部８のコンパレ
ータ８０１やカウンタ８０２の動作を止めて低消費電力
化を図るようにしてもよい。また、第１相のコイルＬ１
と第２相のコイルＬ２との電流の立ち上がりの違いによ
って発生する時間差は数μsec〜数十μsecであるので、
クロック発生部９で発生するクロック信号ＣＬＫの周波
数としてはMHzのオーダーが必要となるが、モータＭを
起動させた後は、それほど高い周波数のクロック信号が
必要でない場合は、クロック発生部９で発生するクロッ
ク信号ＣＬＫを必要な周波数にまで下げたり、あるい
は、クロック信号が必要となるまでクロック発生部９の
動作を止めたりして、より一層の低消費電力化を図るよ
うにしてもよい。

【００４２】また、ロータ停止位置判定部８にはアップ
ダウンカウンタ８０２が設けられており、また、ロック
時保護部６では時間を計測するためにカウンタが必要で
あるが、ロータ停止位置判定部８はモータの起動時に動
作できればよく、ロック時保護部６はモータの起動時に
は動作できなくても構わないので、１つのカウンタをロ
ック時保護部６とロータ停止位置判定部８とで共用する
ようにしてもよい。このようにすれば、回路規模の増
大、及び、コストの上昇を抑制することができる。

【００４３】また、実際には、図４のロータ停止位置判
定部８において、点Ｐとグランドとの間に接続されたス
イッチを設けておき、このスイッチを適宜ＯＮさせるこ
とによって、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をそれぞれＯＮさ
せる前には点Ｐの電圧がグランドまで低下しているよう
にすることが望ましい。

【００４４】このように、本実施形態では、モータを起
動させるに先立って、モータのロータが停止している位
置に応じてモータの各相のコイルのインダクタンスが見
かけ上異なることを利用して、ロータが停止している位
置を検出し、具体的には、第１相と第２相とのどちらが
ロータの磁極（通電している相に発生するのと同じ極
性）に近いかを検出し、この検出結果に基づいて、どの
相に通電することによってモータを起動させるかを決定
するようにしているので、常に同じ回転方向にモータを
起動させることができるようになる。

【００４５】また、本実施形態では、ロータの回転に伴
って各相のコイルに現れる逆起電圧に基づいて通電する
相を切り換えるので、ロータの位置を検出するためのホ
ール素子が不要となり、低廉化及び小型化の促進が可能
となる。

【００４６】尚、ロータが回転しているときには、ロー
タに固定されているマグネットが移動して、各相のコイ
ルを貫く磁束が時間的に変化するので、各相のコイルに
は逆起電圧が発生し、通電されていない相の出力点の電
圧は、図７に示すように、その逆起電圧がモータの駆動
用電圧Ｖ_Mにのった形になる。そして、この逆起電圧の
波形はロータの回転に同期した正弦波となり、ロータが
デッドポイント（トルクが０になる点）にあるときに逆
起電圧が０となる。すなわち、各相のコイルに現れる逆
起電圧によってロータの位置を検出することができる。
したがって、上述したように、ロータの回転に伴って各
相のコイルに現れる逆起電圧に基づいて各相のコイルへ
の通電を制御することによって、ホール素子を用いて行
う場合と同じように、ロータを円滑に回転させることが
できる。

【００４７】また、本実施形態では、通電していない相
の出力点の電圧がモータの駆動用電圧Ｖ_Mを下回ること
をきっかけとして通電している相への通電を止め、これ
により、通電していた相の出力電圧が逆起電圧によりモ
ータの駆動用電圧Ｖ_Mを上回るので、これをきっかけと
して通電していなかった相への通電を開始するようにな
っている。すなわち、通電する相を切り換える際に両方
の相が同時に通電されることはない。したがって、消費
電力の低減を実現するとともに、モータを効率良く回転
させることができる。

【００４８】尚、第１相の出力点ＯＵＴ１、第２相の出
力点ＯＵＴ２の電圧には、それぞれ第１相、第２相のコ
イルが通電状態から非通電状態に切り換わるときに、図
８に示すように、スパイクノイズｎが発生する。そし
て、比較部１−１、１−２でのスレッショルド電圧Ｖ_th
がモータＭの駆動用電圧Ｖ_Mより高い場合には、ロータ
が回転していないにもかかわらず、比較部１−１、１−
２の出力信号ＢＥＭＦ１、ＢＥＭＦ２が変化して、逆起
駆動信号Ｂ１、Ｂ２で出力部４を構成するトランジスタ
Ｔ１、Ｔ２のＯＮ／ＯＦＦを制御するモードに移行して
しまう可能性がある。こうなると、図８に示すように、
通電される相が高速に切り換わってロータが回転しない
という状態に陥る。

【００４９】しかしながら、上記実施形態では、比較部
１−１、１−２が図２に示す回路構成となっており、ト
ランジスタ１１と１４とのベース−エミッタ間の順方向
電圧のばらつきが許容範囲内（具体的には、抵抗１２で
の電圧降下以内）であれば、比較部１−１、１−２のス
レッショルド電圧がモータＭの駆動用電圧Ｖ_Mより高く
なることはないので、上記問題を防止することができ
る。

【００５０】尚、本実施形態では、比較部１−１、１−
２でのスレッショルド電圧を個別に設けるようになって
いるが、共通化してもよい。また、プリドライブ部３を
コミュテーション部２に含めるようにして、プリドライ
ブ部３を省略してよいし、出力部４はＮＰＮ型のバイポ
ーラトランジスタで構成してもよい。

【００５１】また、本発明を２相半波モータを駆動対象
とするセンサレスモータ駆動装置に適用した実施形態の
みを示したが、本発明は、単相全波モータ、３相半波モ
ータ、３相全波モータ等の他の種類のモータを駆動対象
とするセンサレスモータ駆動装置に適用することも可能
である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセンサレ
スモータ駆動装置によれば、別途センサを用いないでも
ロータが停止している位置関係を認識し、どの相から通
電してモータを起動させるかを決定することになるの
で、常に同じ回転方向にモータを起動させて逆回転を防
止することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態である２相半波ファンモー
タ駆動装置のブロック図である。

【図２】 比較部の具体的な回路構成例を示す図であ
る。

【図３】 コミュテーション部の具体的な回路構成例を
示す図である。

【図４】 ロータ停止位置判定部の具体的な回路構成の
一例を示す図である。

【図５】 本実施形態が駆動対象としているモータの構
造を示す図である。

【図６】 モータを起動させる際の各信号のタイミング
チャートである。

【図７】 ロータの回転に伴って各相に逆起電圧が現れ
る様子を示す図である。

【図８】 比較部のスレッショルド電圧がモータの駆動
用電圧よりも高くなった場合に起こる不具合を説明する
ための図である。

【図９】 従来の２相半波モータ駆動装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１−１、１−２ 比較部 ２ コミュテーション部 ３ プリドライブ部 ４ 出力部 ５ 起動部 ６ ロック時保護部 ７ 異常加熱保護部 ８ ロータ停止位置判定部 ９ クロック発生部 １０ ロータ １１ ＰＮＰ型のトランジスタ １２ 抵抗 １３ 定電流回路 １４ ＰＮＰ型のトランジスタ １５ 抵抗 ２０−１、２０−２ ステータ ２０１、２０２、２０３、２０４ ＮＯＲ回路 ２０５、２０６ ＮＡＮＤ回路 ２０７、２０８ ＮＯＴ回路 ２０９、２１０ セレクタ ８０１ コンパレータ ８０２ アップダウンカウンタ Ｌ１、Ｌ２ コイル Ｍ モータ Ｒ 抵抗 ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ Ｔ１、Ｔ２ ｎチャネルのＭＯＳ型電界効果トランジ
スタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA09 AB08 AE07 5H560 AA01 BB03 BB12 DA14 DA15 DC05 DC13 EB01 EC02 EC09 GG04 HA03 HA09 JJ06 JJ07 RR10 SS02 TT01 TT02 TT04 TT07 TT18 TT20 UA05 XB02 5H621 AA01 BB09 GA05 GA12 GA16 PP07

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホールセンサを用いることなくロータの
   位置を検出し、この検出結果に応じて各相への通電を制
   御することによってモータを駆動するセンサレスモータ
   駆動装置であって、 モータの複数のコイルに電流を流してロータを回転させ
   るに先立って、ロータが回転しない程度に各相に順番に
   通電し、そのときの各相の端子電圧の立ち上がり方を比
   較し、その比較結果に基づいて、起動時に最初に通電す
   る相を決定することを特徴とするセンサレスモータ駆動
   装置。