JP2002374690A - Motor - Google Patents

Motor

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JP2002374690A
JP2002374690A JP2001178074A JP2001178074A JP2002374690A JP 2002374690 A JP2002374690 A JP 2002374690A JP 2001178074 A JP2001178074 A JP 2001178074A JP 2001178074 A JP2001178074 A JP 2001178074A JP 2002374690 A JP2002374690 A JP 2002374690A
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JP
Japan
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time
switching
power
signal
power amplifying
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Pending
Application number
JP2001178074A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Ochi
正明 越智
Makoto Goto
誠 後藤
Hideaki Mori
英明 森
Tetsuya Hirotsu
哲也 廣津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor that has small electric power consumption and is high in reliability. SOLUTION: In a PWM-driven motor of a drive current peak detecting type, a switching control means includes a means which controls the turn on/off of a power transistor includes a trigger means, which generates timing to turn on either one or both of first and second power amplifying means at each specified time, a comparison means which generates the timing to turn off either one or both of the power amplifying means, by comparing the output signal of a current detecting means with a command signal, and a forcible turn-on means which decides the timing to forcibly turn on either one or both of the power amplifying means for a fixed period of time in response to the output signal of the trigger means. The forcible turn-on means switches the forcible turn-on time, in response to the output signal of a time switching means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数相のコイル負
荷に供給する電流を複数個のトランジスタにより電子的
に切り換えて供給するモータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor for supplying a current supplied to a multi-phase coil load by electronically switching the current through a plurality of transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ハードディスク装置等のスピンド
ルモータとして複数個のトランジスタを用いて電流路を
切り換えてモータコイルに電力を供給するブラシレスモ
ータが使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a brushless motor has been used as a spindle motor for a hard disk drive or the like, which uses a plurality of transistors to switch a current path and supply power to a motor coil.

【0003】図25に従来のモータを示し、その動作に
ついて簡単に説明する。ロータ1001は永久磁石によ
る界磁部を有し、コイル1002,1003,1004
との相互作用により回転力を発生する。位置検出器10
05はモータコイル1002,1003,1004の端
子電圧を検出し、検出結果に応動した位置検出パルスF
gを出力する。転流制御器1006は位置検出パルスF
gに応動したコイル1002,1003,1004の通
電を制御するための上側通電制御信号EU1,EU2,
EU3と下側通電制御信号EL1,EL2,EL3を作
り出す。
FIG. 25 shows a conventional motor, and its operation will be briefly described. The rotor 1001 has a field portion made of a permanent magnet, and coils 1002, 1003, and 1004
Generates rotational force by interaction with Position detector 10
05 detects a terminal voltage of the motor coils 1002, 1003, and 1004, and detects a position detection pulse F corresponding to the detection result.
Output g. The commutation controller 1006 outputs the position detection pulse F
g, upper-side energization control signals EU1, EU2, and
It generates EU3 and lower energization control signals EL1, EL2, EL3.

【0004】指令器1011は位置検出パルスFgと目
標回転数とを比較し、コイル1002,1003,10
04に供給する電力を制御する指令信号Adを出力す
る。電力制御器1012は指令信号Adとコイル100
2,1003,1004に流れる電流を検出する電流検
出器1013からの出力信号Agとから上側パワートラ
ンジスタ1018,1019,1020と下側パワート
ランジスタ1015,1016,1017のゲートをア
ナログ的に制御するためのゲート制御信号Asを出力す
る。
The commander 1011 compares the position detection pulse Fg with the target rotation speed, and determines whether the coils 1002, 1003, 10
A command signal Ad for controlling the power supplied to the power supply circuit 04 is output. The power controller 1012 receives the command signal Ad and the coil 100
For controlling the gates of the upper power transistors 1018, 1019, and 1020 and the lower power transistors 1015, 1016, and 1017 in an analog manner based on the output signal Ag from the current detector 1013 that detects the current flowing through 2,1003 and 1004. The gate control signal As is output.

【0005】駆動制御器1007は上側通電制御信号E
U1,EU2,EU3と下側通電制御信号EL1,EL
2,EL3と、ゲート制御信号Asとに応動した上側駆
動信号EU1,EU2,EU3と、下側駆動信号EL
1,EL2,EL3を出力する。上側パワートランジス
タ1018,1019,1020と下側パワートランジ
スタ1015,1016,1017は上側駆動信号EU
1,EU2,EU3と、下側駆動信号EL1,EL2,
EL3に応動してコイル1002,1003,1004
の電流路を開閉動作させる。
[0005] The drive controller 1007 receives an upper energization control signal E
U1, EU2, EU3 and lower energization control signals EL1, EL
, EL3, the upper drive signals EU1, EU2, EU3 responsive to the gate control signal As, and the lower drive signal EL
1, EL2 and EL3 are output. The upper power transistors 1018, 1019 and 1020 and the lower power transistors 1015, 1016 and 1017 are connected to the upper drive signal EU.
1, EU2, EU3 and lower drive signals EL1, EL2,
Coil 1002, 1003, 1004 in response to EL3
Open / close the current path.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、下記の課題があった。従来の構成では、パワ
ートランジスタにおける電力損失が大きく、モータの電
力効率が著しく悪かった。上側パワートランジスタ10
18,1019,1020と下側パワートランジスタ1
015,1016,1017のゲート−ソース間の電圧
をアナログ的に制御しているので、各パワートランジス
タの残留電圧が大きく、残留電圧とコイルへの供給電流
の積で示される電力損失が生じていた。
However, the conventional configuration has the following problems. In the conventional configuration, the power transistor has a large power loss, and the power efficiency of the motor is extremely poor. Upper power transistor 10
18, 1019, 1020 and lower power transistor 1
Since the voltage between the gate and the source of 015, 1016, and 1017 is controlled in an analog manner, the residual voltage of each power transistor is large, and a power loss indicated by the product of the residual voltage and the current supplied to the coil has occurred. .

【0007】このような課題を解決するために、パワー
トランジスタをPWM動作させることが考えられる。し
かしながら、パワートランジスタをPWM動作させる
と、スイッチング時に発生する大きなスイッチングノイ
ズにより正確な位置検出ができず回転ジッタが低下して
しまい、高精度の信号記録再生が要求されるハードディ
スク装置用には使用が困難であった。
In order to solve such a problem, it is conceivable to operate the power transistor by PWM. However, when the power transistor performs the PWM operation, a large switching noise generated at the time of switching makes it impossible to accurately detect a position and lowers a rotation jitter. Therefore, the power transistor is used for a hard disk device which requires high-precision signal recording and reproduction. It was difficult.

【0008】本発明の目的は、上記の問題点を解決し低
消費電力で信頼性の高いモータを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a highly reliable motor with low power consumption.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のモータは、永久磁石を有するロータと、複
数相のコイルと、電力供給源となる直流電源手段と、前
記直流電源手段の一方の端子側と前記コイルとの電流路
を形成する第1のパワートランジスタをそれぞれ含むQ
個(Qは3以上の正数)の第1のパワー増幅手段と、前
記直流電源手段の他方の端子側と前記コイルとの電流路
を形成する第2のパワートランジスタをそれぞれ含むQ
個の第2のパワー増幅手段と、前記第1のパワー増幅手
段と前記第2のパワー増幅手段の通電を制御する通電制
御手段と、前記ロータの回転位置を検出する位置検出手
段と、前記位置検出手段の出力パルス信号にもとづきコ
イルへの電力供給を制御する指令信号を出力する指令手
段と、前記直流電源手段の供給する通電電流に応動した
信号を出力する電流検出手段と、前記Q個の第1のパワ
ー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段の一方も
しくは両方をオン・オフ動作させるスイッチング制御手
段と、前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方を一定期間強制的にオ
ンする時間を切り替える時間切替手段とを具備し、前記
スイッチング制御手段は、所定時間毎に前記第1のパワ
ー増幅手段もしくは前記第2のパワー増幅手段の一方も
しくは両方をオン動作させるタイミングを発生するトリ
ガ手段と、前記電流検出手段の出力信号と前記指令信号
とを比較して前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方をオフするタイミング
を発生する比較手段と、前記トリガ手段の出力信号に応
動して前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方を一定期間強制的にオ
ンするタイミングを決定する強制オン作成手段とを含ん
で構成され、前記強制オン作成手段は前記時間切替手段
の出力信号に応動して強制オンする時間を切り替える。
In order to achieve the above object, a motor according to the present invention comprises a rotor having permanent magnets, a plurality of phase coils, a DC power supply as a power supply source, and the DC power supply. Each including a first power transistor forming a current path between one terminal side of the
Q (Q is a positive number of 3 or more) including first power amplifying means and second power transistors each forming a current path between the other terminal of the DC power supply means and the coil.
Second power amplifying means, energization control means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means, position detecting means for detecting a rotational position of the rotor, Command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on the output pulse signal of the detection means; current detection means for outputting a signal in response to a current supplied by the DC power supply means; Switching control means for turning on or off one or both of the first power amplifying means and the Q second power amplifying means; and one of the first power amplifying means and the second power amplifying means; Time switching means for switching a time for forcibly turning on both of them for a predetermined period, wherein the switching control means is configured to switch the first power amplification means or the first power amplification means every predetermined time. A trigger for generating a timing for turning on one or both of the second power amplifying means, an output signal of the current detecting means and the command signal are compared, and the first power amplifying means and the second power amplifying means are compared. Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the power amplifying means, and keeping one or both of the first power amplifying means and the second power amplifying means constant in response to the output signal of the trigger means And a forced-on generating means for determining a timing of forcibly turning on the power supply for a period, wherein the forced-on generating means switches the time of the forced on in response to an output signal of the time switching means.

【0010】これにより、第1のパワートランジスタと
第2のパワートランジスタのうちの少なくとも1個のパ
ワートランジスタは高周波スイッチング動作しているの
で、パワートランジスタの電力損失は極めて小さくな
る。また、強制オン作成手段と時間切換手段により回転
数等の諸条件が変化しても安定した高周波スイッチング
が実現できるため、センサレス駆動における位置検出も
安定する。従って、高精度のジッタ性能が要求されるハ
ードディスク装置に好適なモータが実現できる。
Accordingly, at least one of the first power transistor and the second power transistor performs a high-frequency switching operation, so that the power loss of the power transistor is extremely small. In addition, since stable high-frequency switching can be realized even when various conditions such as the number of revolutions are changed by the forced ON generation unit and the time switching unit, position detection in sensorless driving is also stabilized. Therefore, a motor suitable for a hard disk drive that requires high-precision jitter performance can be realized.

【0011】本発明の別の観点のモータは、永久磁石を
有するロータと、複数相のコイルと、電力供給源となる
直流電源手段と、前記直流電源手段の一方の端子側と前
記コイルとの電流路を形成する第1のパワートランジス
タをそれぞれ含むQ個(Qは3以上の正数)の第1のパ
ワー増幅手段と、前記直流電源手段の他方の端子側と前
記コイルとの電流路を形成する第2のパワートランジス
タをそれぞれ含むQ個の第2のパワー増幅手段と、前記
第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手段の通
電を制御する通電制御手段と、前記ロータの回転位置を
検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力パル
ス信号にもとづきコイルへの電力供給を制御する指令信
号を出力する指令手段と、前記直流電源手段の供給する
通電電流に応動した信号を出力する電流検出手段と、前
記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパワ
ー増幅手段の一方もしくは両方をオン・オフ動作させる
スイッチング制御手段と、前記第1のパワー増幅手段も
しくは前記第2のパワー増幅手段の一方もしくは両方を
一定期間強制的にオフする時間を切り替える時間切替手
段とを具備し、前記スイッチング制御手段は、所定時間
毎に前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパワ
ー増幅手段の一方もしくは両方をオン動作させるタイミ
ングを発生するトリガ手段と、前記電流検出手段の出力
信号と前記指令信号とを比較して前記第1のパワー増幅
手段と前記第2のパワー増幅手段の一方もしくは両方を
オフするタイミングを発生する比較手段と、前記トリガ
手段の出力信号に応動して前記第1のパワー増幅手段も
しくは前記第2のパワー増幅手段の一方もしくは両方を
一定期間強制的にオフするタイミングを決定する強制オ
フ作成手段とを含んで構成され、前記強制オフ作成手段
は前記時間切替手段の出力信号に応動して強制オフする
時間を切り替える。
According to another aspect of the present invention, there is provided a motor including a rotor having permanent magnets, a coil having a plurality of phases, a DC power supply serving as a power supply source, and a terminal connected to one terminal of the DC power supply and the coil. Q (where Q is a positive number of 3 or more) first power amplifying means each including a first power transistor forming a current path, and a current path between the other terminal side of the DC power supply means and the coil. Q second power amplifying means each including a second power transistor to be formed, energization control means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means, and rotation of the rotor Position detecting means for detecting a position; command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on an output pulse signal from the position detecting means; Current detecting means for outputting a signal; switching control means for turning on or off one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means; Time switching means for switching a time for forcibly turning off one or both of the amplifying means and the second power amplifying means for a predetermined period, wherein the switching control means comprises a first power amplifying means for every predetermined time. Alternatively, a trigger means for generating a timing for turning on one or both of the second power amplifying means, an output signal of the current detecting means and the command signal are compared, and the first power amplifying means and the second Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the two power amplifying means, and the first means in response to an output signal of the trigger means. And a forced-off generating means for determining a timing for forcibly turning off one or both of the power amplifying means and the second power amplifying means for a certain period of time. Switches the time to forcibly turn off in response to a signal.

【0012】これにより、第1のパワートランジスタと
第2のパワートランジスタのうちの少なくとも1個のパ
ワートランジスタは高周波スイッチング動作しているの
で、パワートランジスタの電力損失は極めて小さくな
る。また、強制オフ作成手段と時間切換手段により回転
数等の諸条件が変化しても安定した高周波スイッチング
が実現できるため、センサレス駆動における位置検出も
安定する。従って、高精度のジッタ性能が要求されるハ
ードディスク装置に好適なモータが実現できる。
Accordingly, since at least one of the first power transistor and the second power transistor performs the high-frequency switching operation, the power loss of the power transistor is extremely small. Further, since stable high-frequency switching can be realized even when various conditions such as the number of revolutions are changed by the forced off generating means and the time switching means, the position detection in sensorless driving is also stabilized. Therefore, a motor suitable for a hard disk drive that requires high-precision jitter performance can be realized.

【0013】本発明のさらに別の観点のモータは、永久
磁石を有するロータと、複数相のコイルと、電力供給源
となる直流電源手段と、前記直流電源手段の一方の端子
側と前記コイルとの電流路を形成する第1のパワートラ
ンジスタをそれぞれ含むQ個(Qは3以上の正数)の第
1のパワー増幅手段と、前記直流電源手段の他方の端子
側と前記コイルとの電流路を形成する第2のパワートラ
ンジスタをそれぞれ含むQ個の第2のパワー増幅手段
と、前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅
手段の通電を制御する通電制御手段と、前記ロータの回
転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の
出力パルス信号にもとづきコイルへの電力供給を制御す
る指令信号を出力する指令手段と、前記直流電源手段の
供給する通電電流に応動した信号を出力する電流検出手
段と、前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第
2のパワー増幅手段の一方もしくは両方をオン・オフ動
作させるスイッチング制御手段と、前記第1のパワー増
幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段の一方もしく
は両方を一定期間強制的にオンする時間と一定期間強制
的にオフする時間を切り替える時間切替手段とを具備
し、前記スイッチング制御手段は、所定時間毎に前記第
1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパワー増幅手段
の一方もしくは両方をオン動作させるタイミングを発生
するトリガ手段と、前記電流検出手段の出力信号と前記
指令信号とを比較して前記第1のパワー増幅手段と前記
第2のパワー増幅手段の一方もしくは両方をオフするタ
イミングを発生する比較手段と、前記トリガ手段の出力
信号に応動して前記第1のパワー増幅手段もしくは前記
第2のパワー増幅手段の一方もしくは両方を一定期間強
制的にオンするタイミングを決定する強制オン作成手段
と一定期間強制的にオフするタイミングを決定する強制
オフ作成手段とを含んで構成され、前記強制オン作成手
段と前記強制オフ作成手段は前記時間切替手段の出力信
号に応動して強制オンする時間と強制オフする時間を切
り替える。
A motor according to yet another aspect of the present invention includes a rotor having permanent magnets, a coil having a plurality of phases, DC power supply means serving as a power supply source, one terminal side of the DC power supply means and the coil. Q (Q is a positive number equal to or more than 3) first power amplifying means each including a first power transistor forming a current path, and a current path between the other terminal side of the DC power supply means and the coil Q second power amplifying means each including a second power transistor forming the first power amplifying means, energization controlling means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means, Position detecting means for detecting a rotational position, command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on an output pulse signal of the position detecting means, and an energizing current supplied by the DC power supply means Current detecting means for outputting a driven signal; switching control means for turning on or off one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means; And a time switching means for switching between a time for forcibly turning on one or both of the Q second power amplifying means for a certain period of time and a time for forcibly turning off the power for a certain period of time. Means for generating a timing for turning on one or both of the first power amplifying means and the second power amplifying means at predetermined time intervals; an output signal of the current detecting means and the command signal; Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the first power amplifying means and the second power amplifying means; Forcibly turning on one or both of the first power amplifying means and the second power amplifying means for a fixed period in response to an output signal of the power means; A forced-off generating means for determining a timing of turning off, wherein the forced-on generating means and the forced-off generating means determine a time for forcibly turning on and a time for forcibly turning off in response to an output signal of the time switching means. Switch.

【0014】これにより、第1のパワートランジスタと
第2のパワートランジスタのうちの少なくとも1個のパ
ワートランジスタは高周波スイッチング動作しているの
で、パワートランジスタの電力損失は極めて小さくな
る。また、強制オン作成手段と強制オフ作成手段と時間
切換手段により回転数等の諸条件が変化しても安定した
高周波スイッチングが実現できるため、センサレス駆動
における位置検出も安定する。従って、高精度のジッタ
性能が要求されるハードディスク装置に好適なモータが
実現できる。これらおよびその他の構成や動作について
は、実施の形態の説明において詳細に説明する。
Thus, at least one of the first power transistor and the second power transistor performs a high-frequency switching operation, so that the power loss of the power transistor is extremely small. Further, even if various conditions such as the number of revolutions are changed by the forcible on creating means, the forcibly off creating means and the time switching means, stable high-frequency switching can be realized, so that the position detection in sensorless driving is also stabilized. Therefore, a motor suitable for a hard disk drive that requires high-precision jitter performance can be realized. These and other configurations and operations will be described in detail in the description of the embodiments.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】(実施の形態1)図1から図14に本発明
の実施の形態1のモータを示す。図1にモータの全体構
成を示す。モータはハードディスクの駆動用であって、
ロータ1は、永久磁石の発生磁束により複数極の界磁磁
束を発生する界磁部を取り付けられ、3相コイル2,
3,4は、固定体であるステータに配置され、ロータ1
との相対関係に関して、電気的に120度相当ずらされ
て配置されている。3相コイル2,3,4は3相の駆動
電流I1,I2,I3により3相の磁束を発生し、ロー
タ1との相互作用によって駆動力を発生し、ロータ1及
びロータ1に取り付けられデジタル情報が記録されたデ
ィスク25が回転する。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 14 show a motor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows the overall configuration of the motor. The motor is for driving the hard disk,
The rotor 1 is provided with a field portion for generating a field magnetic flux of a plurality of poles by a magnetic flux generated by a permanent magnet,
3 and 4 are arranged on a stator which is a fixed body,
Are electrically displaced from each other by 120 degrees. The three-phase coils 2, 3, and 4 generate a three-phase magnetic flux by the three-phase drive currents I1, I2, and I3, generate a driving force by interaction with the rotor 1, and are attached to the rotor 1 and the rotor 1 to be digital. The disk 25 on which information is recorded rotates.

【0017】電力供給源である直流電源30は、負極端
子側(−)をアース電位にされ、正極端子側(+)に所
要の直流電圧を供給している。直流電源30の負極端子
側には、電流検出器11を介して、3個の第1のパワー
トランジスタ5,6,7の駆動電流流出端子側が共通接
続され、第1のパワートランジスタの駆動電流流入端子
側はそれぞれコイル2,3,4の電力供給端子側に接続
されている。直流電源30の正極端子側には、3個の第
2のパワートランジスタ8,9,10の駆動電流流入端
子側が共通接続され、第2のパワートランジスタの駆動
電流流出端子側はそれぞれコイル2,3,4の電力供給
端子に接続されている。
The DC power supply 30, which is a power supply source, has a negative terminal (-) at ground potential and supplies a required DC voltage to the positive terminal (+). The drive current outflow terminals of the three first power transistors 5, 6, and 7 are commonly connected to the negative terminal side of the DC power supply 30 via the current detector 11, and the drive current inflow of the first power transistor is performed. The terminal side is connected to the power supply terminal side of the coils 2, 3, and 4, respectively. The drive current inflow terminals of the three second power transistors 8, 9, and 10 are commonly connected to the positive terminal of the DC power supply 30, and the drive current outflow terminals of the second power transistors are connected to the coils 2, 3 respectively. , 4 are connected to the power supply terminals.

【0018】第1のパワートランジスタ5,6,7は第
1の駆動制御信号HL1,HL2,HL3に応動して、
直流電源30の負極端子側とコイル2,3,4の電力供
給端子間の電力供給路を開閉動作する。第1の駆動制御
信号HL1,HL2,HL3は転流制御スイッチング信
号ELs1,ELs2,ELs3に応動した信号となっ
ている。転流制御スイッチング信号ELs1,ELs
2,ELs3は第1の転流制御信号EL1,EL2,E
L3にスイッチング制御器14の出力信号であるスイッ
チング制御信号Wbが合成された信号である。即ち、第
1のパワートランジスタ5,6,7は高周波のスイッチ
ング動作を行う。スイッチング制御信号Wbとスイッチ
ング動作の詳細については後述する。
The first power transistors 5, 6, 7 respond to the first drive control signals HL1, HL2, HL3,
The power supply path between the negative terminal side of the DC power supply 30 and the power supply terminals of the coils 2, 3, and 4 is opened and closed. The first drive control signals HL1, HL2, HL3 are signals responsive to the commutation control switching signals ELs1, ELs2, ELs3. Commutation control switching signals ELs1, ELs
2, ELs3 are first commutation control signals EL1, EL2, E
A switching control signal Wb which is an output signal of the switching controller 14 is combined with L3. That is, the first power transistors 5, 6, and 7 perform a high-frequency switching operation. Details of the switching control signal Wb and the switching operation will be described later.

【0019】第2のパワートランジスタは第2の駆動制
御信号HU1,HU2,HU3に応動して、直流電源3
0の正極端子側とコイル2,3,4の電力供給端子間の
電力供給路を開閉動作する。第2の駆動制御信号HU
1,HU2,HU3は第2の転流制御信号EU1,EU
2,EU3に応動した信号となっている。また、第1の
パワートランジスタと第2のパワートランジスタはNチ
ャンネル型の電界効果型パワートランジスタを使用し、
各電界効果型パワートランジスタに逆接続されて形成さ
れた寄生ダイオードをそれぞれ第1の転流パワーダイオ
ードと第2の転流パワーダイオードとして使用してい
る。
The second power transistor responds to the second drive control signals HU1, HU2, HU3, and supplies a DC power
The power supply path between the positive electrode terminal side of 0 and the power supply terminals of the coils 2, 3, and 4 is opened and closed. Second drive control signal HU
1, HU2, HU3 are the second commutation control signals EU1, EU
2, the signal corresponding to EU3. In addition, the first power transistor and the second power transistor use N-channel type field effect power transistors,
Parasitic diodes formed by being reversely connected to each field-effect power transistor are used as a first commutation power diode and a second commutation power diode, respectively.

【0020】位置検出器16は、ロータ1の回転位置を
検出し、検出位置に対応した位置検出パルスFgを出力
する。位置検出器16の具体的な構成を図2に示す。位
置検出器16は、電圧検出部100と検出パルス作成部
101によって構成されている。電圧検出部100は3
個のコンパレータ110,111,112で構成さてい
る。コンパレータ110,111,112はコイル2,
3,4の3相の端子電圧V1,V2,V3と共通電圧V
nとを比較し、比較結果に応動した3相の比較信号b
1,b2,b3を出力する。
The position detector 16 detects the rotational position of the rotor 1, and outputs a position detection pulse Fg corresponding to the detected position. FIG. 2 shows a specific configuration of the position detector 16. The position detector 16 includes a voltage detector 100 and a detection pulse generator 101. The voltage detector 100 is 3
It is composed of comparators 110, 111 and 112. Comparators 110, 111, and 112 are coils 2,
3, 4 terminal voltages V1, V2, V3 and common voltage V
n and a three-phase comparison signal b responsive to the comparison result.
1, b2 and b3 are output.

【0021】検出パルス作成部101は、信号選択器1
13とノイズマスク作成器114とノイズ除去器115
とから構成されている。信号選択器113は、第1の転
流制御信号EL1,EL2,EL3と第2の転流制御信
号EU1,EU2,EU3によるコイルへの通電状態に
応じて比較パルス信号b1,b2,b3のうちどれか1
個の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを選択検
出し、その検出信号を合成した合成パルス信号bsを出
力する。
The detection pulse generating unit 101 includes a signal selector 1
13, a noise mask generator 114 and a noise remover 115
It is composed of The signal selector 113 selects one of the comparison pulse signals b1, b2, and b3 in accordance with the energization state of the coil by the first commutation control signals EL1, EL2, and EL3 and the second commutation control signals EU1, EU2, and EU3. Any one
The rising edge or the falling edge is selectively detected, and a synthesized pulse signal bs obtained by synthesizing the detected signals is output.

【0022】ノイズマスク作成器114はスイッチング
制御信号Wbが入力され、第1のパワートランジスタ
5,6,7のオン・オフの高周波スイッチング動作に伴
うスイッチングノイズを無視する期間を示すノイズ除去
マスク信号wmを作り出す。ノイズ除去器115はスイ
ッチングノイズが含まれる合成パルス信号bsを、ノイ
ズ除去マスク信号wmによりノイズを除去し、正確な合
成パルス信号Fgを出力する。
The noise mask generator 114 receives the switching control signal Wb and outputs a noise removal mask signal wm indicating a period in which the switching noise accompanying the high-frequency switching operation of the first power transistors 5, 6, 7 is ignored. To produce The noise remover 115 removes noise from the combined pulse signal bs including the switching noise using the noise removal mask signal wm, and outputs an accurate combined pulse signal Fg.

【0023】図3(a)〜(e)に位置検出器16の動
作説明用の波形を示す。図3(a),(b),(c)
は、それぞれコンパレータ110,111,112の出
力である3相の比較信号b1,b2,b3の波形を示
す。図3(d)は信号選択器113によって比較パルス
信号b1,b2,b3を選択・合成した検出パルス信号
bsを示す。図3(e)は3相の比較信号b1,b2,
b3の各エッジを合成した検出パルス信号Fgである。な
お、第1のパワートランジスタ5,6,7のオン・オフ
の高周波スイッチング動作に伴うスイッチングノイズは
図示を省略している。
FIGS. 3A to 3E show waveforms for explaining the operation of the position detector 16. FIG. FIG. 3 (a), (b), (c)
Shows waveforms of three-phase comparison signals b1, b2, and b3 output from the comparators 110, 111, and 112, respectively. FIG. 3D shows a detection pulse signal bs obtained by selecting and combining the comparison pulse signals b1, b2, and b3 by the signal selector 113. FIG. 3E shows three-phase comparison signals b1, b2,
This is a detection pulse signal Fg obtained by synthesizing each edge of b3. The switching noise accompanying the high-frequency switching operation of turning on / off the first power transistors 5, 6, 7 is not shown.

【0024】図4(a)〜(d)にノイズ除去動作を説
明する為の波形例を示す。図4(a)は第1のパワートラ
ンジスタ5,6,7の高周波スイッチング動作させる為
のスイッチング制御信号Wbの波形を示す。図4(b)
にノイズ除去マスク信号wmの波形を示す。ノイズ除去
マスク信号wmはスイッチング制御信号Wbの切り換わ
り毎に一定時間tmだけHレベルとなる信号である。図
4(c)にノイズを含んだ比較パルス信号b1の一部の
波形を示す。図4(d)に検出パルス信号Fgの波形を
示す。このように、検出パルス信号Fgはノイズ除去マ
スク信号wmがHレベルである区間のノイズを除去さ
れ、比較パルス信号b1の信号の切り換りエッジを検出
した信号となっている。切り換りエッジがノイズ除去マ
スク期間と重なった場合は、ノイズ除去マスク期間終了
直後に切り換りエッジを検出する。
FIGS. 4A to 4D show waveform examples for explaining the noise removing operation. FIG. 4A shows a waveform of a switching control signal Wb for causing the first power transistors 5, 6, 7 to perform a high-frequency switching operation. FIG. 4 (b)
Shows the waveform of the noise removal mask signal wm. The noise removal mask signal wm is a signal that becomes H level for a certain time tm each time the switching control signal Wb switches. FIG. 4C shows a partial waveform of the comparison pulse signal b1 including noise. FIG. 4D shows the waveform of the detection pulse signal Fg. As described above, the detection pulse signal Fg is a signal obtained by removing noise in a section where the noise removal mask signal wm is at the H level and detecting a switching edge of the signal of the comparison pulse signal b1. If the switching edge overlaps the noise removal mask period, the switching edge is detected immediately after the end of the noise removal mask period.

【0025】図1の転流制御器17は位置検出器16か
ら出力される検出パルス信号Fgの立ち上がりエッジの
到来間隔を測定し、ロータ1に駆動力を与えるためのタ
イミングを与える第1の転流制御信号EL1,EL2,
EL3と第2の転流制御信号EU1,EU2,EU3を
出力する。さらに第1の転流制御信号EL1,EL2,
EL3にスイッチング制御器14からの出力信号である
スイッチング制御信号Wbを合成して転流制御スイッチ
ング信号ELs1,ELs2,ELs3を出力する。
The commutation controller 17 shown in FIG. 1 measures the arrival interval of the rising edge of the detection pulse signal Fg output from the position detector 16, and provides the first commutation for giving a timing for applying a driving force to the rotor 1. Flow control signals EL1, EL2
It outputs EL3 and a second commutation control signal EU1, EU2, EU3. Further, the first commutation control signals EL1, EL2,
A switching control signal Wb, which is an output signal from the switching controller 14, is combined with EL3 to output commutation control switching signals ELs1, ELs2, and ELs3.

【0026】図5に転流制御器17の具体的な構成を示
す。転流制御器17は時間計測器130と、遅延回路1
31と、転流信号形成器132と、スイッチング信号合
成器133とから構成されている。時間計測器130
は、アップカウンタと状態保持回路とを含んで構成され
ている。検出パルス信号Fgの到来毎にカウント値は状
態保持回路に保持され時間計測データDtとして出力さ
れ、その後カウンタはリセットされカウント値0からカ
ウントアップを開始する。遅延回路131はダウンカウ
ンタを含んで構成されている。検出パルス信号Fgの到
来毎に、時間計測器130の時間計測値を1ビットシフ
トした時間計測データ信号Dtが入力されカウントダウ
ンを開始する。ダウンカウンタが零になったときに、遅
延パルス信号Fdを出力する。時間計測器130と遅延
回路131のカウンタのクロックパルスは同じ周波数で
ある。即ち、遅延パルス信号Fdは検出パルス信号Fg
の出力間隔の1/2の時間遅延された信号となる。
FIG. 5 shows a specific configuration of the commutation controller 17. The commutation controller 17 includes the time measuring device 130 and the delay circuit 1
31, a commutation signal generator 132, and a switching signal synthesizer 133. Time measuring instrument 130
Is configured to include an up counter and a state holding circuit. Each time the detection pulse signal Fg arrives, the count value is held in the state holding circuit and output as time measurement data Dt. Thereafter, the counter is reset and starts counting up from the count value 0. The delay circuit 131 includes a down counter. Each time the detection pulse signal Fg arrives, the time measurement data signal Dt obtained by shifting the time measurement value of the time measurement device 130 by 1 bit is input, and the countdown is started. When the down counter becomes zero, the delay pulse signal Fd is output. The clock pulses of the counters of the time measuring device 130 and the delay circuit 131 have the same frequency. That is, the delay pulse signal Fd is equal to the detection pulse signal Fg.
Becomes a signal delayed by a half of the output interval.

【0027】図6(a)〜(e)に時間計測器130と
遅延回路131の動作波形を示す。図6(a)はコイル
2,3,4に発生する3相の誘起電圧Vb1,Vb2,
Vb3を示している。図6(b)は検出パルス信号Fg
の波形である。このように、検出パルス信号Fgは3相
の誘起電圧Vb1,Vb2,Vb3が零になる点でパル
スを発生している。図6(c)は時間計測器130のア
ップカウンタの波形である。図6(d)は遅延回路13
1のダウンカウンタの波形である。図6(e)は遅延回
路131の出力信号である遅延パルス信号Fdの波形で
ある。
FIGS. 6A to 6E show operation waveforms of the time measuring device 130 and the delay circuit 131. FIG. FIG. 6A shows three-phase induced voltages Vb1, Vb2 generated in coils 2, 3, and 4.
Vb3 is shown. FIG. 6B shows the detection pulse signal Fg.
It is a waveform of. As described above, the detection pulse signal Fg generates a pulse at a point where the three-phase induced voltages Vb1, Vb2, and Vb3 become zero. FIG. 6C shows the waveform of the up counter of the time measuring device 130. FIG. 6D shows the delay circuit 13.
1 is a waveform of a down counter of 1. FIG. 6E shows a waveform of the delay pulse signal Fd which is an output signal of the delay circuit 131.

【0028】図5の転流信号形成器132は、遅延パル
ス信号Fdの到来毎に内部状態を遷移し、内部状態に対
応して第1の転流制御信号EL1,EL2,EL3と第
2の転流制御信号EU1,EU2,EU3を出力する。
図7(a)〜(e)に転流信号形成器132の動作波形
を示す。図7(a)はコイル2,3,4に発生する3相
の誘起電圧Vb1,Vb2,Vb3を示している。図7
(b)は検出パルス信号Fgの波形である。図7(c)
は遅延パルス信号Fdの波形である。図7(d)は第2
の転流制御信号EU1,EU2,EU3の波形、図7
(e)は第1の転流制御信号EL1,EL2,EL3の
波形である。このように、第1の転流信号EL1と第2
の転流信号EU1は誘起電圧Vb1と同位相である。同
様に、第1の転流信号EL2と第2の転流信号EU2は
誘起電圧Vb2と同位相である。同様に、第1の転流信
号EL3と第2の転流信号EU3は誘起電圧Vb3と同
位相である。これはロータ1に高効率に駆動力を与える
位相となっている。
The commutation signal generator 132 shown in FIG. 5 changes the internal state every time the delayed pulse signal Fd arrives, and the first commutation control signals EL1, EL2, EL3 and the second commutation control signal correspond to the internal state. It outputs commutation control signals EU1, EU2 and EU3.
7A to 7E show operation waveforms of the commutation signal generator 132. FIG. 7A shows three-phase induced voltages Vb1, Vb2, and Vb3 generated in the coils 2, 3, and 4. FIG.
(B) is a waveform of the detection pulse signal Fg. FIG. 7 (c)
Is the waveform of the delayed pulse signal Fd. FIG. 7D shows the second
Of the commutation control signals EU1, EU2 and EU3 of FIG.
(E) is a waveform of the first commutation control signals EL1, EL2, EL3. Thus, the first commutation signal EL1 and the second
Is in phase with the induced voltage Vb1. Similarly, the first commutation signal EL2 and the second commutation signal EU2 have the same phase as the induced voltage Vb2. Similarly, the first commutation signal EL3 and the second commutation signal EU3 have the same phase as the induced voltage Vb3. This is a phase in which the driving force is applied to the rotor 1 with high efficiency.

【0029】図5のスイッチング信号合成器133は第
1の転流制御信号EL1,EL2,EL3とスイッチン
グ制御信号Wbとを合成して転流制御スイッチング信号
ELs1,ELs2,ELs3を作り出す。第1のパワ
ートランジスタ5,6,7は、転流制御スイッチング信
号信号ELs1,ELs2,ELs3に応動して高周波
スイッチング動作を含むオン・オフ動作を行う。第2の
パワートランジスタ8,9,10は、第2の転流制御信
号EU1,EU2,EU3に応動してオン・オフ動作を
行う。
The switching signal combiner 133 in FIG. 5 combines the first commutation control signals EL1, EL2, EL3 and the switching control signal Wb to generate commutation control switching signals ELs1, ELs2, ELs3. The first power transistors 5, 6, and 7 perform on / off operations including high-frequency switching operations in response to the commutation control switching signal signals ELs1, ELs2, ELs3. The second power transistors 8, 9, and 10 perform on / off operations in response to the second commutation control signals EU1, EU2, and EU3.

【0030】図8(a)〜(c)に転流制御スイッチン
グ信号ELs1,ELs2,ELs3と第2の転流制御
信号EU1,EU2,EU3とコイル2,3,4の駆動
電流I1,I2,I3の波形を示す。
FIGS. 8A to 8C show commutation control switching signals ELs1, ELs2, ELs3, second commutation control signals EU1, EU2, EU3, and drive currents I1, I2, The waveform of I3 is shown.

【0031】図8(a)に第2の転流制御信号EU1と
転流制御スイッチング信号EL1と駆動電流I1との関
係を示す。第2の転流制御信号EU1がHレベルのとき
に第2のパワートランジスタ8がオンし、コイル2に正
極側の駆動電流を供給する。転流制御スイッチング信号
ELs1がHレベルのときに第1のパワートランジスタ
5がオンし、コイル2に負極側の駆動電流を供給する。
但し、転流制御スイッチング信号ELs1はスイッチン
グ制御信号Wbが合成されているので、第1のパワート
ランジスタ5はオン・オフの高周波スイッチング動作を
行う。従って、コイル2の駆動電流I2は高周波リップ
ルを含む電流波形となる。スイッチング動作の詳細につ
いては後述する。
FIG. 8A shows the relationship between the second commutation control signal EU1, the commutation control switching signal EL1, and the drive current I1. When the second commutation control signal EU1 is at the H level, the second power transistor 8 is turned on, and supplies a driving current on the positive electrode side to the coil 2. When the commutation control switching signal ELs1 is at the H level, the first power transistor 5 is turned on, and supplies a driving current on the negative electrode side to the coil 2.
However, since the switching control signal Wb is combined with the commutation control switching signal ELs1, the first power transistor 5 performs an on / off high-frequency switching operation. Therefore, the drive current I2 of the coil 2 has a current waveform including a high-frequency ripple. Details of the switching operation will be described later.

【0032】図8(b)に第2の転流制御信号EU2と
転流制御スイッチング信号EL2と駆動電流I2との関
係を示す。また、図8(c)に第2の転流制御信号EU
3と転流制御スイッチング信号EL3と駆動電流I3と
の関係を示す。
FIG. 8B shows the relationship between the second commutation control signal EU2, the commutation control switching signal EL2, and the drive current I2. FIG. 8C shows the second commutation control signal EU.
3 shows the relationship between the drive current I3 and the drive current I3.

【0033】図1の駆動制御器18は第1のパワートラ
ンジスタ5,6,7と第2のパワートランジスタ8,
9,10のゲートをオン・オフするタイミングを与える
転流制御スイッチング信号信号ELs1,ELs2,E
Ls3と第2の転流制御信号EU1,EU2,EU3が
入力され、第1のパワートランジスタ5,6,7と第2
のパワートランジスタ8,9,10をオン・オフ駆動さ
せるのに必要な信号に変換して第1の駆動制御信号HL
1,HL2,HL3と第2の駆動制御信号HU1,HU
2,HU3を出力する。チャージポンプ21は、第2の
パワートランジスタ8,9,10を十分な低電圧動作さ
せるための高電位Vuを出力する。
The drive controller 18 shown in FIG. 1 includes first power transistors 5, 6, 7 and second power transistors 8,
Commutation control switching signal signals ELs1, ELs2, E for giving timings to turn on and off the gates of the switches 9 and 10
Ls3 and the second commutation control signals EU1, EU2, EU3 are input, and the first power transistors 5, 6, 7 and the second
Of the power transistors 8, 9, 10 are turned on and off, and the first drive control signal HL
1, HL2, HL3 and the second drive control signals HU1, HU
2 and HU3 are output. The charge pump 21 outputs a high potential Vu for operating the second power transistors 8, 9, 10 at a sufficiently low voltage.

【0034】指令器15は、ロータ1の回転速度を所定
値に制御する速度制御器を含んで構成され、位置検出器
16の検出パルス信号Fgによりロータ1の回転速度を
検出し、検出回転速度と回転指令信号Fcで与えられる
目標回転速度との差に応動した指令信号Adを出力す
る。ここでは、指令信号Adは電圧信号である。
The command device 15 includes a speed controller for controlling the rotation speed of the rotor 1 to a predetermined value. The command device 15 detects the rotation speed of the rotor 1 based on the detection pulse signal Fg of the position detector 16, and detects the detected rotation speed. And a command signal Ad corresponding to the difference between the rotation speed and the target rotation speed given by the rotation command signal Fc. Here, the command signal Ad is a voltage signal.

【0035】スイッチング制御器14は電流検出器11
の出力信号Agと指令器15の指令信号Adとを比較
し、比較結果に応動したスイッチング制御信号Wbを出
力する。前述したように、スイッチング制御信号Wbは
転流制御器17の第1の転流制御信号EL1,EL2,
EL3と合成され、第1のパワートランジスタ5,6,
7を高周波のスイッチング動作させる。スイッチング制
御器14はスイッチング信号作成器12と強制オン・オ
フ作成器13とから構成される。
The switching controller 14 includes the current detector 11
Is compared with the command signal Ad of the command device 15, and a switching control signal Wb corresponding to the comparison result is output. As described above, the switching control signal Wb is the first commutation control signal EL1, EL2,
EL3 and the first power transistors 5, 6,
7 is operated for high frequency switching. The switching controller 14 includes a switching signal generator 12 and a forced on / off generator 13.

【0036】図9に電流検出器11とスイッチング信号
作成器12の具体的な構成を示す。電流検出器11は直
流電源30の負極側の電流供給路に挿入された電流検出
用の抵抗140によって構成され、抵抗140に生じる
電圧降下により直流電源30の通電電流パルスIgを検
出し、電流検出パルス信号Agを出力する。
FIG. 9 shows a specific configuration of the current detector 11 and the switching signal generator 12. The current detector 11 includes a current detection resistor 140 inserted in a current supply path on the negative electrode side of the DC power supply 30, and detects an energization current pulse Ig of the DC power supply 30 based on a voltage drop generated in the resistance 140 to detect the current. The pulse signal Ag is output.

【0037】スイッチング信号作成器12の比較回路1
41は、指令信号Adと電流検出パルス信号Agとを比
較し、比較出力信号Crを得る。基準トリガ発生回路1
42は60kHzの高周波のトリガパルス信号Dpを出
力し、所定時間間隔ごとに繰り返し状態保持回路143
をトリガする。状態保持回路143は、トリガパルス信
号Dpの立ち上がりエッジにおいてスイッチング信号W
aをHレベルに変化させ、比較出力信号Crの立ち上が
りエッジにおいてスイッチング信号WaをLレベルに変
化させる。
Comparison circuit 1 of switching signal generator 12
Reference numeral 41 compares the command signal Ad with the current detection pulse signal Ag to obtain a comparison output signal Cr. Reference trigger generation circuit 1
42 outputs a high-frequency trigger pulse signal Dp of 60 kHz and repeats the state holding circuit 143 at predetermined time intervals.
Trigger. The state holding circuit 143 outputs the switching signal W at the rising edge of the trigger pulse signal Dp.
a is changed to H level, and the switching signal Wa is changed to L level at the rising edge of the comparison output signal Cr.

【0038】図10(a)にスイッチング信号作成器1
2の動作波形及び駆動電流I1,I2,I3の波形を示
す。但し、図1の強制オン・オフ作成器13の動作は省
略している。強制オン・オフの動作については後述す
る。図10(a−1)はトリガパルス信号Dpの波形、
(a−2)は比較出力信号Crの波形、(a−3)はス
イッチング信号Waの波形、(a−4)は指令信号Ad
と電流検出パルス信号Agの波形、(a−5)は高周波
スイッチング動作の状態を示している。トリガパルス信
号Dpが到来すると、スイッチング信号WaはHレベル
に変化している。この時は、図1の第1のパワートラン
ジスタ5,6,7はオン状態となり、コイル2,3,4
に流れる駆動電流I1,I2,I3は徐々に増加する。
FIG. 10A shows a switching signal generator 1.
2 shows operation waveforms of FIG. 2 and waveforms of drive currents I1, I2, and I3. However, the operation of the forced on / off generator 13 in FIG. 1 is omitted. The forcible on / off operation will be described later. FIG. 10A-1 shows the waveform of the trigger pulse signal Dp,
(A-2) is the waveform of the comparison output signal Cr, (a-3) is the waveform of the switching signal Wa, and (a-4) is the command signal Ad.
And the waveform of the current detection pulse signal Ag, and (a-5) shows the state of the high-frequency switching operation. When the trigger pulse signal Dp arrives, the switching signal Wa has changed to the H level. At this time, the first power transistors 5, 6, and 7 in FIG.
, The drive currents I1, I2, and I3 gradually increase.

【0039】駆動電流I1,I2,I3は電流検出器1
1により検出され、電流検出パルス信号Adとして出力
される。電流検出パルス信号Adが指令信号Adよりも
大きくなると比較出力信号CrがHレベルとなり、その
瞬間にスイッチング信号WaはLレベルに変化する。こ
の時、第1のパワートランジスタ5,6,7はオフ状態
となりコイル2,3,4に流れる駆動電流は徐々に減少
する。第1のパワートランジスタ5,6,7がオフ状態
のときにはパワートランジスタ5,6,7がオフしてい
るために電流検出器11には電流が流れず電流検出パル
ス信号Adの値も零となる。この動作が繰り返されるこ
とにより駆動電流I1,I2,I3の合計電流は指令信
号Adに応動した値に制御される。
The drive currents I1, I2 and I3 are supplied to the current detector 1
1 and output as a current detection pulse signal Ad. When the current detection pulse signal Ad becomes larger than the command signal Ad, the comparison output signal Cr becomes H level, and at that moment, the switching signal Wa changes to L level. At this time, the first power transistors 5, 6, and 7 are turned off, and the drive current flowing through the coils 2, 3, and 4 gradually decreases. When the first power transistors 5, 6, 7 are off, the power transistors 5, 6, 7 are off, so that no current flows through the current detector 11, and the value of the current detection pulse signal Ad becomes zero. . By repeating this operation, the total current of the drive currents I1, I2, and I3 is controlled to a value corresponding to the command signal Ad.

【0040】図11に強制オン・オフ作成器13の具体
的な構成を示す。強制オン・オフ作成器13は強制オン
作成部160と、強制オフ作成部161と、強制オンす
る時間と強制オフする時間の組み合わせの状態を保持す
るモード保持回路154により構成されている。強制オ
ン作成部160は強制オンタイミング作成器152と強
制オン合成器150とから構成されている。強制オフ作
成部161は強制オフタイミング作成器153と強制オ
フ合成器151とから構成されている。モード保持回路
154はモード格納レジスタ155と選択回路156に
よって構成されている。
FIG. 11 shows a specific configuration of the forced on / off generator 13. The forced on / off creator 13 includes a forced on creator 160, a forced off creator 161, and a mode holding circuit 154 that holds a state of a combination of a forced on time and a forced off time. The compulsory-on creation section 160 includes a compulsory-on timing composer 152 and a compulsory-on combiner 150. The forced off creation unit 161 includes a forced off timing creation unit 153 and a forced off synthesis unit 151. The mode holding circuit 154 includes a mode storage register 155 and a selection circuit 156.

【0041】モード格納レジスタ155は第1のパワー
トランジスタ5,6,7が強制オンされる時間の情報と
強制オフされる時間の情報の組み合わせである強制オン
・オフモードが複数個格納されている。選択回路156
は図1の時間切換器23からのモード選択信号Bzによ
りモード格納レジスタ部155に格納された強制オン・
オフモードを選択して、強制オン時間データDaと強制
オフ時間データDbをそれぞれ強制オン作成部160と
強制オフ作成部161に出力する。
The mode storage register 155 stores a plurality of forced on / off modes which are combinations of information on the time when the first power transistors 5, 6, 7 are forcibly turned on and information on the time when the first power transistors 5, 6, 7 are forcibly turned off. . Selection circuit 156
Is the forced ON / OFF state stored in the mode storage register section 155 by the mode selection signal Bz from the time switch 23 of FIG.
The off mode is selected, and the forced on time data Da and the forced off time data Db are output to the forced on creation unit 160 and the forced off creation unit 161 respectively.

【0042】図10(b)に強制オンと強制オフが必要
である理由の説明用の波形を示す。図10(b−1)は
トリガパルス信号Dpの波形、(b−2)は比較出力信
号Crの波形、(b−3)はスイッチング信号Waの波
形、(b−4)は指令信号Adと電流検出パルス信号A
gの波形、(b−5)はスイッチング動作の状態を示し
ている。これらの波形は前述した図10(a)と同じ動
作を行っている。但し、図10(b)は高周波スイッチ
ング動作のオンデューティーが50%を越える場合のス
イッチング抜け現象の波形を示している。
FIG. 10B shows waveforms for explaining the reason why forced on and forced off are necessary. FIG. 10 (b-1) shows the waveform of the trigger pulse signal Dp, (b-2) shows the waveform of the comparison output signal Cr, (b-3) shows the waveform of the switching signal Wa, and (b-4) shows the command signal Ad. Current detection pulse signal A
The waveform g, (b-5) shows the state of the switching operation. These waveforms perform the same operation as that of FIG. However, FIG. 10B shows the waveform of the switching loss phenomenon when the on-duty of the high-frequency switching operation exceeds 50%.

【0043】図10(b−4)のX1のポイントはトリ
ガパルス信号Dpの到来直前に電流検出パルス信号Ag
の値が指令信号Adよりも大きくなった場合を示してい
る。この場合、第1のパワートランジスタがオフした後
すぐにトリガパルス信号Dpが到来し、第1のパワート
ランジスタ5,6,7はオンする。即ち、第1のパワー
トランジスタのオフ時間は非常に短くなる。第1のパワ
ートランジスタ5,6,7は短い時間で再びオフする
(X2のポイント)。次回のトリガパルス信号Dpの到
来は相対的に遅くなるので駆動電流I1,I2,I3の
減少幅が大きくなる(X3のポイント)。
The point X1 in FIG. 10 (b-4) corresponds to the current detection pulse signal Ag immediately before the arrival of the trigger pulse signal Dp.
Is larger than the command signal Ad. In this case, the trigger pulse signal Dp arrives immediately after the first power transistor turns off, and the first power transistors 5, 6, and 7 turn on. That is, the off time of the first power transistor becomes very short. The first power transistors 5, 6, and 7 are turned off again in a short time (point X2). Since the next arrival of the trigger pulse signal Dp becomes relatively slow, the reduction width of the drive currents I1, I2, I3 becomes large (point X3).

【0044】トリガパルス信号Dpの到来後、第1のパ
ワートランジスタ5,6,7がオンすることにより駆動
電流I1,I2,I3は増加する。このとき、オンデュ
ーティーが50%を越える場合を考える。この場合は電
流減少率Δfと電流増加率Δrは電流減少率Δfの方が
大きい。即ち、電流減少に対して電流増加がゆっくりと
なり、次回のトリガパルス信号の到達点(X4のポイン
ト)までに駆動電流I1,I2,I3の合計が指令信号
Adに相当する電流値に達しない場合が生じる。これが
スイッチング抜け現象である。
After the trigger pulse signal Dp arrives, the drive currents I1, I2, I3 increase when the first power transistors 5, 6, 7 are turned on. At this time, consider the case where the on-duty exceeds 50%. In this case, the current decrease rate Δf and the current increase rate Δr are larger in the current decrease rate Δf. That is, when the current increase becomes slower with respect to the current decrease, and the sum of the driving currents I1, I2, and I3 does not reach the current value corresponding to the command signal Ad by the arrival point (point X4) of the next trigger pulse signal. Occurs. This is the switching loss phenomenon.

【0045】このようにスイッチング抜けの現象は、ト
リガパルス信号Dpの到来の直後にスイッチングオフタ
イミングが発生した後に生じる。この現象が生じるとト
リガパルス信号Dpが例えば60kHzであっても、実
際のスイッチング周波数は60kHzの部分と30kH
zの部分が混在し、スイッチング周波数が不安定にな
る。この場合の問題点を以下に説明する。
As described above, the switching loss occurs after the switching off timing occurs immediately after the arrival of the trigger pulse signal Dp. When this phenomenon occurs, even if the trigger pulse signal Dp is, for example, 60 kHz, the actual switching frequency is 60 kHz and 30 kHz.
The z portion is mixed, and the switching frequency becomes unstable. The problem in this case will be described below.

【0046】スイッチング周波数が不安定になった場
合、高周波スイッチングに伴う駆動電流I1,I2,I
3の電流リップルが大きくなってしまう。さらに、スイ
ッチング周波数が不安定であるので駆動電流の乱れが大
きく回転速度の制御性能が低下してしまうという問題が
生じる。スイッチング周波数が不安定になったときの別
の問題点は、位置検出器16のノイズマスクよりも短い
スイッチングタイミングが多く生じることで起こる。こ
れは、スイッチングマスク区間が連続して結合すること
を意味し、この期間は位置検出ができずジッタ性能の低
下の原因となる。
When the switching frequency becomes unstable, the drive currents I1, I2, I
3, the current ripple becomes large. Further, since the switching frequency is unstable, there is a problem that the disturbance of the driving current is large and the control performance of the rotational speed is reduced. Another problem when the switching frequency becomes unstable occurs because many switching timings shorter than the noise mask of the position detector 16 occur. This means that the switching mask sections are continuously combined, and during this period, position detection cannot be performed, which causes a reduction in jitter performance.

【0047】スイッチング周波数が不安定になったとき
のさらに別の問題点は、スイッチングオフが長くなるこ
とにより起こる。一般的にスイッチングがオフ時の位置
検出を正確に行うことが難しく、オフ時の位置検出をし
ないほうが位置検出が正確になる場合が多い。この場
合、スイッチング抜けにより長いスイッチングオフ期間
が生じると位置検出不可能な期間が長くなり、やはりジ
ッタ性能の低下をまねく。本実施の形態では、強制オン
・オフ作成器によりスイッチングの安定化を図ってい
る。以下に動作を説明する。
Still another problem when the switching frequency becomes unstable is caused by a long switching off. Generally, it is difficult to accurately detect the position when the switching is off, and it is often the case that the position detection is not accurate when the switching is not performed. In this case, if a long switching-off period occurs due to switching omission, a period during which position detection is not possible is lengthened, which also leads to a reduction in jitter performance. In the present embodiment, switching is stabilized by a forced on / off generator. The operation will be described below.

【0048】図11の強制オン作成部160の強制オン
タイミング作成器152は強制オン時間データDaとト
リガパルス信号Dpと強制オフタイミング信号作成器か
らの出力信号である強制オフタイミング信号が入力さ
れ、トリガパルス信号Dpに同期して、強制オン時間デ
ータDaで決定される時間だけHレベルになる強制オン
タイミング信号Cxを出力する。強制オン合成器150
はスイッチング信号Waと強制オンタイミング信号Cx
を合成して強制オンタイミングを付加したスイッチング
信号wxを出力する。
The forced ON timing generator 152 of the forced ON generator 160 shown in FIG. 11 receives the forced ON time data Da, the trigger pulse signal Dp, and the forced OFF timing signal output from the forced OFF timing signal generator. In synchronization with the trigger pulse signal Dp, it outputs a forced ON timing signal Cx which becomes H level for a time determined by the forced ON time data Da. Force-on synthesizer 150
Is the switching signal Wa and the forced ON timing signal Cx
And outputs a switching signal wx to which the forced ON timing is added.

【0049】図12(a)〜(g)は強制オンの動作を
示す波形図である。但し、この図は強制オフ区間がない
場合を示している。強制オン区間と強制オフ区間が同時
にある場合のタイミングは後述する。図12(a)はト
リガパルス信号Dpの波形、(b)は図9に示した比較
出力信号Crの波形、(c)はスイッチング信号Waの
波形、(d)は強制オンタイミング信号Cxの波形、
(e)は強制オンタイミングを付加したスイッチング信
号wxの波形、(f)は指令信号Adと図9に示した電
流検出パルス信号Agの波形、(g)はスイッチング動
作のオン・オフ状態を示している。前述したようにスイ
ッチング信号Waはトリガパルス信号Dpと比較出力信
号Crに応動した波形となっている。
FIGS. 12A to 12G are waveform diagrams showing the operation of the forced ON operation. However, this figure shows a case where there is no forced off section. The timing when the forced ON section and the forced OFF section are present at the same time will be described later. 12A shows the waveform of the trigger pulse signal Dp, FIG. 12B shows the waveform of the comparison output signal Cr shown in FIG. 9, FIG. 12C shows the waveform of the switching signal Wa, and FIG. 12D shows the waveform of the forced on-timing signal Cx. ,
(E) shows the waveform of the switching signal wx to which the forced ON timing is added, (f) shows the waveform of the command signal Ad and the current detection pulse signal Ag shown in FIG. 9, and (g) shows the on / off state of the switching operation. ing. As described above, the switching signal Wa has a waveform corresponding to the trigger pulse signal Dp and the comparison output signal Cr.

【0050】ここで、第1のパワートランジスタ5,
6,7は、スイッチング信号Waに強制オンタイミング
信号Cxが付加されたスイッチング信号wmに従ってオ
ン・オフ動作しているとする(説明の為に後述する強制
オフ動作は無視している)。強制オンタイミング信号C
xは、信号がHレベルの区間は必ず第1のパワートラン
ジスタ5,6,7はオンさせる働きをする。図12中の
Taは比較出力信号CrがHレベルになっているにもか
かわらず強制オンタイミング信号Cxによってスイッチ
ングオン状態が継続されている区間を示している。前述
したように、スイッチング抜けの現象は、トリガパルス
Dpの到来の直後にスイッチングオフタイミングが発生
した後に生じるが、強制オン区間を設けることにより、
スイッチングオンタイミングとスイッチングオフタイミ
ングが接近することがないため、スイッチング抜けは防
止できるかまたはスイッチング抜けの確立が大きく低下
する。よってスイッチング動作は安定する。
Here, the first power transistor 5,
6 and 7 are assumed to be performing on / off operations in accordance with the switching signal wm in which the forcible on-timing signal Cx is added to the switching signal Wa (the forced off operation described later is ignored for the sake of explanation). Forced ON timing signal C
x functions to always turn on the first power transistors 5, 6, and 7 when the signal is at the H level. Ta in FIG. 12 indicates a section in which the switching-on state is continued by the forced on-timing signal Cx even though the comparison output signal Cr is at the H level. As described above, the phenomenon of switching omission occurs after the switching off timing occurs immediately after the arrival of the trigger pulse Dp. However, by providing the forced on section,
Since the switching-on timing and the switching-off timing do not approach each other, switching omission can be prevented or establishment of switching omission is greatly reduced. Therefore, the switching operation is stabilized.

【0051】図11の強制オフ作成部161の強制オフ
タイミング作成器153は強制オフ時間データDbとト
リガパルス信号Dpが入力され、トリガパルス信号Dp
に同期して、強制オフ時間データDbで決定される時間
だけHレベルになる強制オフタイミング信号Cyを出力
する。強制オフ合成器151はスイッチング信号wxと
強制オフタイミング信号Cyを合成して強制オフタイミ
ングを付加したスイッチング制御信号Wbを出力する。
The forced off timing generator 153 of the forced off generator 161 in FIG. 11 receives the forced off time data Db and the trigger pulse signal Dp, and receives the trigger pulse signal Dp.
In synchronization with the forced off time data Db, a forced off timing signal Cy which becomes H level for a time determined by the forced off time data Db is output. The forced off combiner 151 combines the switching signal wx and the forced off timing signal Cy and outputs a switching control signal Wb to which a forced off timing is added.

【0052】図13(a)〜(h)は強制オンの動作を
示す波形図である。図13(a)はトリガパルス信号D
pの波形、(b)は図9に示した比較出力信号Crの波
形、(c)はスイッチング信号Waの波形、(d)は強
制オフタイミング信号Cyの波形、(e)は強制オンタ
イミング信号Cxの波形、(f)は強制オフタイミング
を付加したスイッチング制御信号Wbの波形、(g)は
指令信号Adと図9に示した電流検出パルス信号Agの
波形、(h)はスイッチング動作のオン・オフ状態を示
している。スイッチング信号wxは図12により説明し
たスイッチング信号である。強制オンタイミング信号と
強制オフタイミング信号との関係は、トリガパルス信号
Dpが出力された瞬間に強制オフ区間が始まり、強制オ
フ区間が終了した瞬間に強制オン区間が始まる。
FIGS. 13A to 13H are waveform diagrams showing the operation of the forced ON operation. FIG. 13A shows the trigger pulse signal D.
The waveform of p, (b) is the waveform of the comparison output signal Cr shown in FIG. 9, (c) is the waveform of the switching signal Wa, (d) is the waveform of the forced off timing signal Cy, and (e) is the forced on timing signal. The waveform of Cx, (f) is the waveform of the switching control signal Wb to which the forced off timing is added, (g) is the waveform of the command signal Ad and the current detection pulse signal Ag shown in FIG. 9, and (h) is the ON of the switching operation. -Indicates an off state. The switching signal wx is the switching signal described with reference to FIG. The relation between the forced ON timing signal and the forced OFF timing signal is such that the forced OFF section starts at the moment when the trigger pulse signal Dp is output, and the forced ON section starts at the moment when the forced OFF section ends.

【0053】第1のパワートランジスタ5,6,7は、
スイッチング信号wxに強制オフタイミング信号Cyが
付加されたスイッチング制御信号Wbに従ってオン・オ
フ動作する。強制オフタイミング信号Cyは、信号がH
レベルの区間は必ず第1のパワートランジスタ5,6,
7はオフさせる働きをする。図12中のTb1,Tb2
は比較出力信号CrがHレベルになっていないにもかか
わらず強制オフタイミング信号Cxによってスイッチン
グオフ状態になっている区間を示している。
The first power transistors 5, 6, 7
An on / off operation is performed according to a switching control signal Wb in which a forced off timing signal Cy is added to the switching signal wx. The forced off timing signal Cy is H
The level section is always the first power transistor 5, 6,
7 functions to turn off. Tb1 and Tb2 in FIG.
Indicates a section in which the switching-off state is caused by the forced off timing signal Cx even though the comparison output signal Cr is not at the H level.

【0054】前述したように、スイッチング抜けの現象
は、トリガパルスDpの到来の直後にスイッチングオフ
タイミングが発生した後に生じるが、強制オフ区間を設
けることにより、スイッチングオンタイミングとスイッ
チングオフタイミングが接近することがないため、スイ
ッチング抜けは防止できるかまたはスイッチング抜けの
確立が大きく低下する。よって、スイッチング動作が安
定する。一般的にスイッチング動作を安定させるための
強制オフ時間は強制オン時間よりも短い。これは強制オ
ン・オフが必要な場合はオンデューティーが大きい場合
であるためである。
As described above, the switching loss phenomenon occurs after the switching off timing occurs immediately after the arrival of the trigger pulse Dp. However, by providing the forced off section, the switching on timing and the switching off timing approach each other. Because of this, switching loss can be prevented or the probability of switching loss is significantly reduced. Therefore, the switching operation is stabilized. Generally, the forced off time for stabilizing the switching operation is shorter than the forced on time. This is because when the forced on / off is required, the on-duty is large.

【0055】強制オンと強制オフは単独で、または両者
を組み合わせて使用し、図1の時間切換器23により強
制オン・オフ時間を切り換える。この理由を説明する。
強制オン動作と強制オフ動作は前述したようにスイッチ
ング動作を安定にするが、モータの動作範囲が制限され
る。
Forcibly on and forcibly off are used alone or in combination, and the forcible on / off time is switched by the time switch 23 of FIG. The reason will be described.
Although the forced ON operation and the forced OFF operation stabilize the switching operation as described above, the operation range of the motor is limited.

【0056】たとえば、周波数100kHzの時に強制
オン期間を6μ秒とれば、10μ秒の1周期中に必ず6
μ秒は強制的にスイッチングオン状態となるので、オン
デューティーは60%以下にはならず、オンデューティ
ーが小さくなる低速回転時には使用できない。同様に、
周波数100kHzの時に強制オフ期間を2μ秒とれ
ば、10μ秒の1周期中に必ず2μ秒は強制的にスイッ
チングオフ状態となるので、オンデューティーは80%
以上にはならず、オンデューティーが大きくなる高速回
転時や起動時には使用できない。そこでモータの回転状
況に応じて強制オン時間と強制オフ時間を切り換えて使
用する。
For example, if the forced ON period is 6 μs at a frequency of 100 kHz, the forced ON period must be 6 μs during one cycle of 10 μs.
Since μs is forcibly switched on, the on-duty does not become less than 60% and cannot be used during low-speed rotation where the on-duty becomes small. Similarly,
If the forced off period is 2 μs at the frequency of 100 kHz, the switching off state is forced for 2 μs in one cycle of 10 μs, so that the on duty is 80%.
It cannot be used at the time of high-speed rotation or startup when the on-duty becomes large. Therefore, the forced ON time and the forced OFF time are switched and used according to the rotation state of the motor.

【0057】図1の時間切換器23はモータの回転状況
に応じて適切な強制オン・オフの時間を決定する例えば
ワンチップマイコンのようなモード選択器を含んで構成
され、モード切換信号Bzを強制オン・オフ作成器13
に出力する。図11の強制オン・オフ作成器13のモー
ド保持回路154はモード切り換え信号Bzが入力さ
れ、予め格納レジスタ155に格納されている強制オン
・オフモードのうち所望のモードが選択回路156によ
って選択され、強制オン作成部160と強制オフ作成部
161に出力される。
The time switch 23 shown in FIG. 1 includes a mode selector such as a one-chip microcomputer for determining an appropriate forced on / off time according to the rotation state of the motor, and outputs a mode switch signal Bz. Forced on / off generator 13
Output to The mode holding circuit 154 of the forced on / off generator 13 in FIG. 11 receives the mode switching signal Bz and selects a desired mode from the forced on / off modes stored in the storage register 155 in advance by the selection circuit 156. Are output to the forced on creation unit 160 and the forced off creation unit 161.

【0058】図14のフローチャートを用いて時間切換
器23による強制オン・オフモードの切り換えについて
具体的に説明する。前述したように、本説明において
は、トリガパルス信号Dpにより決定されるスイッチン
グ周波数は60kHzとしている。モータの回転指令が
生じたとき、時間切換器23は回転指令信号Fcを出力
して回転指令に応じた目標回転数を指令器15に設定す
る。さらに、強制オン・オフ作成器にモード選択信号B
zを出力して、起動用の強制オン・オフモードを選択す
る。起動用の強制オン・オフモードは強制オンの時間は
1μ秒で、強制オフの時間は0μ秒である。このモード
は、高精度のジッタ性能が必要ない起動時は、モータの
動作範囲を制限しないように強制オン・オフの時間は最
小限にしている。
The switching of the forced on / off mode by the time switch 23 will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. As described above, in the present description, the switching frequency determined by the trigger pulse signal Dp is 60 kHz. When a motor rotation command is issued, the time switch 23 outputs a rotation command signal Fc and sets a target rotation speed in the command device 15 according to the rotation command. Further, the mode selection signal B is applied to the forcible on / off generator.
Output z to select the forced on / off mode for startup. In the forced on / off mode for startup, the time for forced on is 1 μs, and the time for forced off is 0 μs. In this mode, at the time of start-up when high-precision jitter performance is not required, the time of forced on / off is minimized so as not to limit the operating range of the motor.

【0059】速度設定と強制オン・オフのモード設定終
了後にモータの起動を開始する。モータが目標回転数に
達するまで、起動用の強制オン・オフモードは維持され
る。モータが目標回転数に達したかどうかの判断は、速
度制御信号である指令信号Adの電圧値で判断する。モ
ータが目標回転数に達した後は目標回転数に応じた強制
オン・オフモード設定を行う。前述したように本実施の
形態のモータはハードディスク用のモータであって、モ
ータの回転数は2000rpmと4000rpmと55
00rpmである。
After the speed setting and the forced ON / OFF mode setting are completed, the motor starts to be started. Until the motor reaches the target rotation speed, the forced on / off mode for starting is maintained. The determination as to whether the motor has reached the target rotational speed is made based on the voltage value of the command signal Ad, which is a speed control signal. After the motor reaches the target rotation speed, the forced on / off mode is set according to the target rotation speed. As described above, the motor according to the present embodiment is a motor for a hard disk, and the rotation speed of the motor is 2,000 rpm, 4,000 rpm, and 55 rpm.
00 rpm.

【0060】回転数2000rpmはハードディスクの
パワーセーブ時の低回転モードであってディスク25へ
のアクセスを伴わない。回転数4000rpmは低速動
作モードであり、低消費電力が必要な場合に用いられ、
ディスクアクセスを伴う。回転数5400rpmは通常
動作モードである。回転数が2000rpmの場合、強
制オン・オフモードは起動時と同じモードを使用する。
The rotation speed of 2000 rpm is a low rotation mode at the time of power saving of the hard disk, and does not involve access to the disk 25. The rotation speed of 4000 rpm is a low-speed operation mode, and is used when low power consumption is required.
Accompanying disk access. The rotation speed of 5400 rpm is the normal operation mode. When the number of revolutions is 2000 rpm, the forced on / off mode uses the same mode as at startup.

【0061】回転数が400rpmの場合は、強制オン
の時間は1μ秒、強制オフの時間は3μ秒のモードを用
いる。これは、低ジッタを実現するための強制オン動作
は、低負荷、高電源電圧時のオンデューティー低下に対
応できない可能性がある為で、強制オフによりモータの
低ジッタを実現している。この場合、回転数が低いので
オンデューティーの増加に対しては余裕がある。また、
本実施の形態では図4で説明したスイッチングに伴うノ
イズを無視する区間を決定するノイズ除去マスク信号w
mの出力区間を2.5μ秒に設定している。スイッチン
グ動作時は、強制オフにより少なくとも3μ秒間のオフ
期間が保証されているので、スイッチングオフ区間には
必ず位置検出可能区間ができる。従って、位置検出動作
が安定的となり、より低ジッタなモータが実現できる。
When the number of revolutions is 400 rpm, a mode in which the forced on time is 1 μs and the forced off time is 3 μs is used. This is because the forced on operation for realizing low jitter may not be able to cope with a decrease in on-duty at low load and high power supply voltage, and thus low jitter of the motor is realized by forced off. In this case, since the number of rotations is low, there is room for an increase in on-duty. Also,
In the present embodiment, a noise removal mask signal w that determines a section in which noise due to switching described in FIG.
The output section of m is set to 2.5 μsec. At the time of switching operation, an off period of at least 3 μs is guaranteed by forcible off, so that a position detectable section always exists in the switching off section. Therefore, the position detection operation becomes stable, and a motor with lower jitter can be realized.

【0062】回転数が5500rpmの場合は、強制オ
ンの時間が8μ秒、強制オフの時間が0μ秒のモードを
用いる。これは、低ジッタを実現するための強制オフ動
作は、高負荷、低電源電圧時のオンデューティー増加に
対応できない可能性がある為で、強制オンによりモータ
の低ジッタを実現している。この場合、回転数が高いの
でオンデューティーの減少に対しては余裕がある。本実
施の形態では図4で説明したスイッチングに伴うノイズ
を無視する区間を決定するノイズ除去マスク信号wmの
出力区間を2.5μ秒に設定している。スイッチング動
作時は、強制オンにより少なくとも6μ秒間のオン期間
が保証されているので、スイッチングオン区間には必ず
位置検出可能区間ができる。従って、位置検出動作が安
定的となり、より低ジッタなモータが実現できる。
When the rotational speed is 5500 rpm, a mode in which the forced on time is 8 μs and the forced off time is 0 μs is used. This is because the forced off operation for realizing low jitter may not be able to cope with an increase in on-duty at a high load and a low power supply voltage. In this case, since the number of rotations is high, there is room for a decrease in on-duty. In the present embodiment, the output section of the noise removal mask signal wm that determines the section in which the noise associated with the switching described in FIG. 4 is ignored is set to 2.5 μs. At the time of the switching operation, since the ON period of at least 6 μs is guaranteed by the forced ON, a position detectable section is always formed in the switching ON section. Therefore, the position detection operation becomes stable, and a motor with lower jitter can be realized.

【0063】以下は回転数が変化する毎にモードを切り
換える。以上の動作を行うことにより、強制オン動作ま
たは強制オフ動作により、ディスクアクセスを伴う場合
に低ジッタが実現できる。また、強制オンの時間と強制
オフの時間の組み合わせを切り換えることにより、回転
数、負荷、電源電圧等の諸条件が変化してもモータの正
常動作が保証される。
In the following, the mode is switched every time the rotational speed changes. By performing the above operation, low jitter can be realized when disk access is involved due to the forced on operation or the forced off operation. Further, by switching the combination of the forced ON time and the forced OFF time, the normal operation of the motor is guaranteed even if various conditions such as the number of revolutions, load, and power supply voltage change.

【0064】本実施の形態では、第1のパワートランジ
スタ5,6,7を高速スイッチング動作させているの
で、モータの電力損失は小さい。従って電力効率のよい
モータになる。
In this embodiment, since the first power transistors 5, 6, and 7 are operated at high speed switching, the power loss of the motor is small. Therefore, the motor has high power efficiency.

【0065】また、本実施の形態では、強制オン動作ま
たは強制オフ動作によりスイッチング動作を安定にして
いる。従って、駆動電流の乱れが少なくなり電流制御性
能が向上する。さらに、スイッチング動作が安定になる
ことにより、位置検出動作も安定となりジッタ性能が向
上する。
Further, in this embodiment, the switching operation is stabilized by the forced ON operation or the forced OFF operation. Therefore, disturbance of the drive current is reduced, and the current control performance is improved. Further, since the switching operation is stabilized, the position detection operation is also stabilized, and the jitter performance is improved.

【0066】また、本実施の形態では、強制オンの時間
と強制オフの時間の組み合わせをモード格納レジスタ1
55に格納し、時間切換器15のモード選択器によりモ
ータの起動時、低速回転時、高速回転時とで強制オン・
オフモードを切り換えて使用している。従って、回転
数、負荷、電源電圧等の諸条件が変化してもモータの正
常動作と低ジッタが保証される。
In the present embodiment, the combination of the forced on time and the forced off time is stored in the mode storage register 1.
55, and is forcibly turned on when the motor is started, at low speed rotation, or at high speed rotation by the mode selector of the time switcher 15.
Switching off mode. Therefore, normal operation of the motor and low jitter are guaranteed even when various conditions such as the number of revolutions, load, and power supply voltage change.

【0067】また、本実施の形態では、位置検出におけ
るノイズ除去マスク信号wmの出力区間よりも、強制オ
ンの時間が長いモードを用意している。従って、強制オ
ン動作時におけるジッタ性能がより向上する。
In the present embodiment, a mode in which the forced ON time is longer than the output section of the noise removal mask signal wm in position detection is prepared. Therefore, the jitter performance at the time of the forced ON operation is further improved.

【0068】また、本実施の形態では、位置検出におけ
るノイズ除去マスク信号wmの出力区間よりも、強制オ
フの時間が長いモードを用意している。従って、強制オ
フ動作時におけるジッタ性能がより向上する。
In the present embodiment, a mode is prepared in which the forced off time is longer than the output section of the noise removal mask signal wm in position detection. Therefore, the jitter performance during the forced off operation is further improved.

【0069】(実施の形態2)図15から図24に本発
明の実施の形態2のモータを示す。図15に全体構成を
示す。本実施の形態は、前述した実施の形態1と比較し
て、スイッチング制御器14xと時間切換器23xの構
成が異なり、強制オンの時間と強制オフの時間の組み合
わせ(強制オン・オフモード)と、強制オン・オフモー
ドの切換方法が異なる。本実施の形態の説明において
は、スイッチング制御器14xと時間切換器23xの構
成及びその動作を中心とし、その他の構成において、前
述の実施の形態1と同様なものには同一の番号を付し、
詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2) FIGS. 15 to 24 show a motor according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 15 shows the overall configuration. This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the switching controller 14x and the time switch 23x. The combination of the forced ON time and the forced OFF time (forced ON / OFF mode) is different from that of the first embodiment. And the method of switching the forced on / off mode is different. In the description of the present embodiment, the configuration and operation of the switching controller 14x and the time switch 23x will be mainly described. In other configurations, the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals. ,
Detailed description is omitted.

【0070】図15に本実施の形態の全体図を示す。ス
イッチング制御器14xは、スイッチング信号作成器1
2xと強制オン・オフ作成器13xとから構成されてい
る。スイッチング信号作成器12xは電流検出器11の
検出信号Agと指令信号Adとが入力され、スイッチン
グ信号Waとトリガパルス信号Dpと比較出力信号Cr
を出力する。これらの信号波形は前述した実施の形態1
と同じであるが、比較出力信号Crが出力されている点
が異なる。但し、比較出力信号Crの波形は前述した実
施の形態1と同じである。強制オン・オフ作成器13x
は、時間切換器23xから出力される強制オン・オフ時
間信号Bxに基づき、スイッチング信号Waに強制オン
期間と強制オフ期間を付加したスイッチング制御信号W
bを出力する。さらに、強制オフ期間を決定するための
判定信号Wfと強制オン期間を決定するための判定信号
Wgを出力する。これらの具体的な動作については以下
に説明する。
FIG. 15 shows an overall view of the present embodiment. The switching controller 14x includes the switching signal generator 1
2x and a forced on / off generator 13x. The switching signal generator 12x receives the detection signal Ag of the current detector 11 and the command signal Ad, and switches the switching signal Wa, the trigger pulse signal Dp, and the comparison output signal Cr.
Is output. These signal waveforms correspond to those of the first embodiment.
, Except that the comparison output signal Cr is output. However, the waveform of the comparison output signal Cr is the same as that of the first embodiment. Forced on / off generator 13x
Is a switching control signal W obtained by adding a forced ON period and a forced OFF period to the switching signal Wa based on the forced ON / OFF time signal Bx output from the time switch 23x.
b is output. Further, it outputs a determination signal Wf for determining the forced off period and a determination signal Wg for determining the forced on period. These specific operations will be described below.

【0071】図16に電流検出器11とスイッチング信
号作成器12xの具体的構成を示す。この構成は前述し
た実施の形態1と比較して比較出力信号Crが強制オン
・オフ作成器13xに出力されていることのみが異なっ
ている。その他の構成及び信号波形及については実施の
形態1と同じであるので詳細な説明は省略する。
FIG. 16 shows a specific configuration of the current detector 11 and the switching signal generator 12x. This configuration is different from the first embodiment only in that the comparison output signal Cr is output to the compulsory on / off generator 13x. Other configurations, signal waveforms, and the like are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description is omitted.

【0072】図17に強制オン・オフ作成器13xの具
体的構成を示す。強制オン作成部160と、強制オフ作
成部161は前述した実施の形態1と同じであるので説
明は省略する。モード保持回路154xは強制オン時間
格納レジスタ155xと強制オフ時間格納レジスタ15
5yにより構成されている。強制オン時間格納レジスタ
155xと強制オフ時間格納レジスタ155yはそれぞ
れ強制オン時間と強制オフ時間が格納されている。強制
オン時間と強制オフ時間は図15の時間切換器23xか
らの強制オン・オフ時間信号Bxにより書き換えられ、
強制オン時間データDaと強制オフ時間データDbとし
て出力される。強制オン・オフ時間信号Bxは強制オン
時間信号Bxaと強制オフ時間信号Bxbとからなる信
号である。
FIG. 17 shows a specific configuration of the compulsory on / off generator 13x. The forced-on creation unit 160 and the forced-off creation unit 161 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The mode holding circuit 154x includes a forced on-time storage register 155x and a forced off-time storage register 155x.
5y. The forced ON time storage register 155x and the forced OFF time storage register 155y store the forced ON time and the forced OFF time, respectively. The forced ON time and the forced OFF time are rewritten by the forced ON / OFF time signal Bx from the time switch 23x in FIG.
The data is output as forced ON time data Da and forced OFF time data Db. The forced on / off time signal Bx is a signal composed of a forced on time signal Bxa and a forced off time signal Bxb.

【0073】オフ状態検知回路162はクリア端子を持
つ状態保持回路163で構成され、オフ状態信号Wfを
出力する。オフ状態信号Wfは、第1のパワー増幅手段
5,6,7が比較出力信号Crの出力タイミングでオフ
したのか、強制オフ期間の開始のタイミングでオフした
のかを判別する信号である。この信号は時間切換器23
xが強制オフ時間を決定する際に使用する。オン状態検
知回路164は例えばカウンタで構成される信号であ
り、オン状態信号Wgを出力する。オン状態信号Wg
は、第1のパワー増幅手段5,6,7が比較出力信号C
rの出力タイミングでオフしたのか、強制オン期間の終
了タイミングでオフしたのかを判別する信号である。こ
の信号は時間切換器23xが強制オン時間を決定する際
に使用する。
The off-state detection circuit 162 includes a state holding circuit 163 having a clear terminal, and outputs an off-state signal Wf. The off-state signal Wf is a signal for determining whether the first power amplifying means 5, 6, 7 has been turned off at the output timing of the comparison output signal Cr or turned off at the start of the forced off period. This signal is output to the time switch 23
x is used to determine the forced off time. The on-state detection circuit 164 is a signal composed of, for example, a counter, and outputs an on-state signal Wg. ON state signal Wg
Means that the first power amplifying means 5, 6, 7 has the comparison output signal C
This signal is used to determine whether the switch has been turned off at the output timing of r or turned off at the end timing of the forced on period. This signal is used when the time switch 23x determines the forced ON time.

【0074】図18と図19を用いてオフ状態検知回路
162の動作を説明する。図18(a)〜(g)にオフ
状態信号Wfの動作波形を示す。図18(a)はトリガ
パルス信号Dpの波形、(b)は比較出力信号Crの波
形、(c)はスイッチング信号Waの波形、(d)は強
制オフタイミング信号Cyの波形、(e)はスイッチン
グ制御信号Wbの波形、(f)は指令信号Adと電流検
出パルス信号Agの波形、(g)はオフ状態信号Wfで
ある。(a)〜(f)の信号は図13で説明した実施の
形態1と同じ波形であるので詳細な説明は省略する。
The operation of the off-state detection circuit 162 will be described with reference to FIGS. 18A to 18G show operation waveforms of the off-state signal Wf. 18A shows the waveform of the trigger pulse signal Dp, FIG. 18B shows the waveform of the comparison output signal Cr, FIG. 18C shows the waveform of the switching signal Wa, FIG. 18D shows the waveform of the forced off timing signal Cy, and FIG. The waveform of the switching control signal Wb, (f) is the waveform of the command signal Ad and the current detection pulse signal Ag, and (g) is the off-state signal Wf. Since the signals (a) to (f) have the same waveforms as in the first embodiment described with reference to FIG. 13, detailed description will be omitted.

【0075】図18のTy1,Ty2,Ty3,Ty4
はトリガパルス信号Dpの出力毎に区切られた区間であ
る。図17の状態保持回路163のクリア端子CLRに
はトリガパルス信号Dpが入力され、トリガパルス信号
DpがHレベルになる毎に出力がLレベルにクリアされ
る。状態保持回路163のクロック端子CKには比較出
力信号入力Crがされ、データ入力端子DはHレベルに
プルアップしている。状態保持回路163は比較出力信
号Crの立ち上がりエッジを検知して、データ出力端子
QをHレベルにする。データ出力端子Qの出力がオフ状
態信号Wfとなる。
Ty1, Ty2, Ty3, Ty4 of FIG.
Is a section divided for each output of the trigger pulse signal Dp. The trigger pulse signal Dp is input to the clear terminal CLR of the state holding circuit 163 in FIG. 17, and the output is cleared to the L level each time the trigger pulse signal Dp goes to the H level. The comparison output signal input Cr is input to the clock terminal CK of the state holding circuit 163, and the data input terminal D is pulled up to the H level. The state holding circuit 163 detects the rising edge of the comparison output signal Cr and sets the data output terminal Q to H level. The output of the data output terminal Q becomes the off-state signal Wf.

【0076】オフ状態信号Wfは、トリガパルスDpが
Lレベル区間内に比較出力信号CrがHレベルになった
場合(電流検出パルス信号Agが指令信号Adに到達し
たことによりスイッチングがオフした場合)にHレベル
に変化し、トリガパルス信号DpがHレベルになった瞬
間にLレベルに変化し、トリガパルス信号DpがHレベ
ルになっている限りLレベルを維持する。トリガパルス
DpがLレベル区間内に比較出力信号Crが変化しなか
った場合(強制オフ信号によりスイッチングがオフされ
た場合)はLレベルのままである。このように、オフ状
態信号Wfは、第1のパワートランジスタ5,6,7が
比較出力信号Crによってオフされたのか、強制オフタ
イミング信号Cyによりオフされたのかを区別する信号
である。
The off-state signal Wf is determined when the comparison output signal Cr is at the H level during the period in which the trigger pulse Dp is at the L level (when the switching is turned off due to the current detection pulse signal Ag reaching the command signal Ad). At the moment when the trigger pulse signal Dp goes to the H level, it changes to the L level, and maintains the L level as long as the trigger pulse signal Dp is at the H level. When the comparison output signal Cr does not change within the L level section of the trigger pulse Dp (when the switching is turned off by the forced off signal), it remains at the L level. As described above, the off-state signal Wf is a signal that distinguishes whether the first power transistors 5, 6, and 7 have been turned off by the comparison output signal Cr or the forced off timing signal Cy.

【0077】図19に駆動電流波形I1とオフ状態信号
Wfの波形例を示す。図19(a)は通常状態の駆動電
流I1とオフ状態信号Wfの波形である。オフ状態信号
Wfのパルス出力抜けの頻度は非常に少ない。即ち、パ
ワー増幅器5,6,7は比較出力信号Crの出力タイミ
ングでスイッチングオフする確率が非常に高く、強制オ
フ期間の開始タイミングでスイッチングオフする確率は
低い。図19(b)はモータの限界最高回転数が近づい
てきたときの駆動電流I1とオフ状態信号Wfの波形で
ある。この場合、パワー増幅器5,6,7は強制オフ期
間の開始タイミングでスイッチングオフする確率が高く
なり、オフ状態信号Wfのパルス抜けが多く発生するよ
うになる。
FIG. 19 shows waveform examples of the drive current waveform I1 and the off-state signal Wf. FIG. 19A shows the waveforms of the drive current I1 and the off-state signal Wf in the normal state. The frequency of pulse output omission of the off-state signal Wf is very low. That is, the power amplifiers 5, 6, and 7 have a very high probability of switching off at the output timing of the comparison output signal Cr, and have a low probability of switching off at the start timing of the forced off period. FIG. 19B shows the waveforms of the drive current I1 and the off-state signal Wf when the maximum rotation speed of the motor approaches. In this case, the power amplifiers 5, 6, and 7 have a high probability of switching off at the start timing of the forced off period, and a large number of missing pulses of the off state signal Wf occur.

【0078】強制オフ時間を短くするほどモータの限界
最高回転数は高くなる。例えば、100kHzのスイッ
チング周波数(周期は10μ秒)において強制オフ時間
を3μ秒とれば、スイッチングの1周期に必ず3μ秒の
オフ期間が存在するので、オンデューティーは70%以
上にはならない。強制オフ時間を2μ秒にすればオンデ
ューティーは最高80%まで取れるようになる。モータ
の回転数を限界最高回転数近くで使用すると、速度制御
信号である指令信号Adとの比較結果により第1のパワ
ートランジスタがスイッチングをオフする確率が著しく
低くなるので、モータの制御性能も大きく低下する。
The shorter the forcible off time, the higher the maximum rotational speed of the motor. For example, if the forced off time is 3 μs at a switching frequency of 100 kHz (the cycle is 10 μs), the on-duty does not become 70% or more because an off period of 3 μs always exists in one cycle of switching. If the forced off time is set to 2 μs, the on-duty can be obtained up to 80%. When the rotation speed of the motor is used near the limit maximum rotation speed, the probability that the first power transistor turns off the switching becomes extremely low based on the comparison result with the command signal Ad which is the speed control signal, so that the control performance of the motor also increases. descend.

【0079】図20と図21を用いてオン状態検知回路
164の動作を説明する。図20(a)〜(g)にオン
状態信号Wgの動作波形を示す。図20(a)はトリガ
パルス信号Dpの波形、(b)は比較出力信号Crの波
形、(c)はスイッチング信号Waの波形、(d)は強
制オンタイミング信号Cxの波形、(e)はスイッチン
グ制御信号Wbの波形、(f)は指令信号Adと電流検
出パルス信号Agの波形、(g)はオン状態信号Wgで
ある。(a)〜(f)の信号は図13で説明した実施の
形態1と同じ波形であるので詳細な説明は省略する。
The operation of the on-state detection circuit 164 will be described with reference to FIGS. FIGS. 20A to 20G show operation waveforms of the on-state signal Wg. 20A shows the waveform of the trigger pulse signal Dp, FIG. 20B shows the waveform of the comparison output signal Cr, FIG. 20C shows the waveform of the switching signal Wa, FIG. 20D shows the waveform of the forced on-timing signal Cx, and FIG. The waveform of the switching control signal Wb, (f) is the waveform of the command signal Ad and the current detection pulse signal Ag, and (g) is the on-state signal Wg. Since the signals (a) to (f) have the same waveforms as in the first embodiment described with reference to FIG. 13, detailed description will be omitted.

【0080】図20の区間Txは強制オンによって強制
的にスイッチングがオンされた区間である。オン状態検
知回路164には比較出力信号Crが入力され、オン状
態検知回路164は比較出力信号CrのHレベルの時間
を計測する。強制的にスイッチングがオンされた区間T
xは駆動電流の合計が指令信号Adレベルに相当する電
流値よりも大きく、比較出力信号CrはHレベルとな
る。オン状態検知回路164は比較出力信号が連続的に
所定時間Trよりも長く続いた場合にパルスを1回出力
する。このように、オン状態信号Wgは、第1のパワー
トランジスタ5,6,7が比較出力信号Crによってオ
フされたのか、強制オンタイミング信号Cxの終了時点
でオフされたのかを区別する信号である。
A section Tx in FIG. 20 is a section in which switching is forcibly turned on by forcible on. The comparison output signal Cr is input to the ON state detection circuit 164, and the ON state detection circuit 164 measures the H level time of the comparison output signal Cr. Section T in which switching is forcibly turned on
x is greater than the current value corresponding to the sum of the drive currents corresponding to the command signal Ad level, and the comparison output signal Cr is at the H level. The on-state detection circuit 164 outputs a pulse once when the comparison output signal continues longer than the predetermined time Tr. As described above, the on-state signal Wg is a signal for distinguishing whether the first power transistors 5, 6, 7 are turned off by the comparison output signal Cr or turned off at the end of the forced on-timing signal Cx. .

【0081】図21に駆動電流波形I1とオン状態信号
Wgの波形例を示す。図21(a)は通常状態の駆動電
流I1とオン状態信号Wgの波形である。オン状態信号
Wgのパルス出力の頻度は非常に少ない。即ち、パワー
増幅器5,6,7は比較出力信号Crの出力タイミング
でスイッチングオフする確率が非常に高く、強制オン期
間の終了タイミングでスイッチングオフする確率は低
い。図21(b)はモータの限界最低回転数が近づいて
きたときの駆動電流I1とオン状態信号Wgの波形であ
る。この場合、パワー増幅器5,6,7は強制オン期間
の終了タイミングでスイッチングをオフする確率が高く
なり、オン状態信号Wgのパルスが多く発生するように
なる。
FIG. 21 shows a waveform example of the drive current waveform I1 and the ON state signal Wg. FIG. 21A shows the waveforms of the drive current I1 and the ON-state signal Wg in the normal state. The frequency of the pulse output of the ON state signal Wg is very low. That is, the power amplifiers 5, 6, and 7 have a very high probability of switching off at the output timing of the comparison output signal Cr, and have a low probability of switching off at the end timing of the forced on period. FIG. 21B shows the waveforms of the drive current I1 and the on-state signal Wg when the minimum rotation speed of the motor approaches. In this case, the power amplifiers 5, 6, and 7 have a high probability of switching off at the end timing of the forced ON period, and many pulses of the ON state signal Wg are generated.

【0082】強制オン時間を短くするほどモータの限界
最低回転数は低くなる。例えば、100kHzのスイッ
チング周波数(周期は10μ秒)において強制オン時間
を6μ秒とれば、スイッチングの1周期に必ず6μ秒の
オフ期間が存在するので、オンデューティーは60%以
下にはならない。強制オン時間を4μ秒にすればオンデ
ューティーは最低40%まで取れるようになる。モータ
の回転数を限界最低回転数近くで使用すると、速度制御
信号である指令信号Adとの比較結果によるスイッチン
グオフの確率が著しく低くなるので、モータの制御性能
も大きく低下する。
The shorter the forcible on-time, the lower the minimum rotational speed of the motor. For example, if the forced ON time is 6 μs at a switching frequency of 100 kHz (the cycle is 10 μs), the ON period does not become 60% or less because an OFF period of 6 μs always exists in one cycle of switching. If the forcible on-time is set to 4 μs, the on-duty can be reduced to at least 40%. When the rotation speed of the motor is used near the minimum rotation speed, the probability of switching off based on the result of comparison with the command signal Ad, which is a speed control signal, is significantly reduced, so that the control performance of the motor is greatly reduced.

【0083】図15の時間切換器23xはモータの回転
状況に応じて適切な強制オン・オフの時間を決定する例
えばワンチップマイコンのようなモード選択器を含んで
構成され、強制オン・オフ時間信号Bxを強制オン・オ
フ作成器13xに出力する。図22のフローチャートを
用いて時間切換器23xによる強制オン・オフモードの
切り換えについて具体的に説明する。本実施の形態にお
いては前述した実施の形態1と同様、トリガパルス信号
Dpにより決定されるスイッチング周波数は60kHz
としている。モータの回転指令が生じたとき、時間切換
器23xは回転指令信号Fcを出力して回転指令に応じ
た目標回転数を指令器15に設定する。さらに、強制オ
ン・オフ作成器13xに強制オン・オフ時間信号Bxを
出力して、起動用の強制オン・オフモード設定を行う。
The time switch 23x shown in FIG. 15 includes a mode selector, such as a one-chip microcomputer, for determining an appropriate forced on / off time according to the rotation state of the motor. The signal Bx is output to the forced on / off generator 13x. The switching of the forced on / off mode by the time switch 23x will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, the switching frequency determined by the trigger pulse signal Dp is 60 kHz as in the first embodiment.
And When a motor rotation command is generated, the time switch 23x outputs a rotation command signal Fc and sets a target rotation speed according to the rotation command in the command device 15. Further, a forced on / off time signal Bx is output to the forced on / off creator 13x to set a forced on / off mode for starting.

【0084】起動用の強制オン・オフモードは、強制オ
ン時間は1μ秒で、強制オフ時間は0μ秒である。この
モードは、高精度のジッタ性能が必要ない起動時は、モ
ータの動作範囲を制限しないように強制オン・オフの時
間は最小限にしている。速度設定と強制オン・オフのモ
ード設定終了後にモータの起動を開始する。モータが目
標回転数に達するまで、起動用の強制オン・オフモード
は維持される。モータが目標回転数に達したかどうかの
判断は、速度制御信号である指令信号Adの電圧値で判
断する。モータが目標回転数に達した後は初期強制オン
・オフモード設定を行う。初期強制オン・オフモード
は、強制オン時間は1μ秒で、強制オフ時間は4μ秒で
ある。初期強制オン・オフモード設定後は通常回転数が
2000rpmか4000rpmか5500rpmかで
フローが異なる。
In the forced on / off mode for starting, the forced on time is 1 μs and the forced off time is 0 μs. In this mode, at the time of start-up when high-precision jitter performance is not required, the time of forced on / off is minimized so as not to limit the operating range of the motor. After the speed setting and forced ON / OFF mode setting are completed, the motor starts to be started. Until the motor reaches the target rotation speed, the forced on / off mode for starting is maintained. The determination as to whether the motor has reached the target rotational speed is made based on the voltage value of the command signal Ad, which is a speed control signal. After the motor reaches the target rotation speed, the initial forced ON / OFF mode is set. In the initial forced on / off mode, the forced on time is 1 μs, and the forced off time is 4 μs. After the initial forced on / off mode is set, the flow differs depending on whether the normal rotation speed is 2000 rpm, 4000 rpm, or 5500 rpm.

【0085】ここで、本実施の形態のモータは前述した
実施の形態1と同様にハードディスク用のモータであ
る。モータの回転数が2000rpmの場合はハードデ
ィスクのパワーセーブ時の低回転モードであってディス
ク25へのアクセスを伴わない。回転数4000rpm
は低速動作モードであり、低消費電力が必要な場合に用
いられ、ディスクアクセスを伴う。回転数5500rp
mの場合は通常動作モードである。回転数が2000r
pmのときは、オンデューティーが小さいので、強制オ
フ時間が4μ秒程度であれば、モータ制御性能にらんら
影響は与えない。従って、強制オン・オフモードは変更
しない。回転数が5500rpmのときは、強制オフ時
間調整ルーチンを実行し、適切な強制オン・オフ時間の
設定を行った後に通常回転動作に移行する。強制オフ時
間調整ルーチンの詳細は後述する。
Here, the motor of the present embodiment is a motor for a hard disk as in the first embodiment. When the number of rotations of the motor is 2000 rpm, the mode is the low rotation mode at the time of power saving of the hard disk, and no access to the disk 25 is involved. Rotation speed 4000rpm
Is a low-speed operation mode, which is used when low power consumption is required, and involves disk access. 5,500 rpm
In the case of m, the normal operation mode is set. The rotation speed is 2000r
At pm, the on-duty is small, so that if the forced off time is about 4 μs, the motor control performance is not affected. Therefore, the forced on / off mode is not changed. When the number of rotations is 5500 rpm, a forced off time adjustment routine is executed, and after setting an appropriate forcible on / off time, the process shifts to a normal rotation operation. Details of the forced off time adjustment routine will be described later.

【0086】回転数が4000rpmのときは、400
0rpm用の初期オン・オフ時間の設定をした後に強制
オン時間調整ルーチンを実行し、適切な強制オン・オフ
時間の設定を行う。強制オン時間調整ルーチンの詳細は
後述する。4000rpm用の初期オン・オフ時間はそ
れぞれ強7μ秒、0μ秒である。以下は回転数が変化す
る毎にモードを切り換える。
When the rotation speed is 4000 rpm, 400
After setting the initial on / off time for 0 rpm, the forced on time adjustment routine is executed to set an appropriate forced on / off time. The details of the forced ON time adjustment routine will be described later. The initial on / off times for 4000 rpm are strong 7 μs and 0 μs, respectively. In the following, the mode is switched every time the rotational speed changes.

【0087】図23に強制オフ時間調整ルーチンのフロ
ーチャートを示す。前述したように、初期強制オン・オ
フモードの強制オン時間は1μ秒、強制オフ時間は4μ
秒である。時間切換器23xはオフ状態信号Wfから、
モータの回転数が限界最高回転数に近いかどうかを判定
する。その方法は、一定時間内にオフ状態信号Wfのパ
ルス数をカウントし、所定数以上あるかどうかで判定す
る。パルス数が所定数以上あるときはモータの回転数が
限界最高回転数に対して余裕があると判断し、強制オフ
時間調整ルーチンを終了する。
FIG. 23 shows a flowchart of the forced off time adjustment routine. As described above, the forced on time in the initial forced on / off mode is 1 μs, and the forced off time is 4 μs.
Seconds. The time switch 23x outputs from the OFF state signal Wf
It is determined whether or not the rotation speed of the motor is close to the maximum rotation speed limit. According to this method, the number of pulses of the off-state signal Wf is counted within a predetermined time, and it is determined whether or not the number is equal to or more than a predetermined number. If the number of pulses is equal to or greater than the predetermined number, it is determined that the motor rotational speed has a margin with respect to the limit maximum rotational speed, and the forced off time adjustment routine ends.

【0088】パルス数が所定数以下のときには、強制オ
フ時間を3μ秒に変更し、再度オフ状態信号からモータ
の回転数が限界最高回転数に近いかどうかを判定する。
パルス数が所定数以上あるときはモータの回転数が限界
最高回転数に対して余裕があると判断し、強制オフ時間
調整ルーチンを終了する。パルス数が所定数以下のとき
には、強制オフ時間を2μ秒に変更し強制オフ調整ルー
チンを終了する。
If the number of pulses is equal to or less than the predetermined number, the forcible off time is changed to 3 μs, and it is determined again from the off state signal whether the motor speed is close to the maximum speed limit.
If the number of pulses is equal to or greater than the predetermined number, it is determined that the motor rotational speed has a margin with respect to the limit maximum rotational speed, and the forced off time adjustment routine ends. If the number of pulses is equal to or less than the predetermined number, the forcible off time is changed to 2 μs, and the forcible off adjustment routine ends.

【0089】以上のようにして適切な強制オフ時間が設
定できる。5500rpmの様な高速回転時の適切な強
制オフ時間とは、モータの限界最高回転数に近づきすぎ
ない範囲でなるべく長い時間である。この強制オフ時間
はジッタ低減効果も大きいが、モータばらつきや、モー
タ付加変動、電源電圧変動を考慮するとあまり長い強制
オフの設定ができないが、しかしながら、このルーチン
をモータの起動毎及び速度変更毎に実施することによっ
て、上記ばらつきや変動に対してマージンが少なくてす
む。従って、実施の形態1と比較してより適切な強制オ
フ時間の設定ができる。
As described above, an appropriate forced off time can be set. The appropriate forced off time at the time of high-speed rotation, such as 5500 rpm, is as long as possible within a range that does not approach the limit maximum rotation speed of the motor too much. Although the forced off time has a large effect of reducing jitter, it is not possible to set an excessively long forced off in consideration of motor variation, motor additional fluctuation, and power supply voltage fluctuation. By carrying out, the margin for the above-mentioned variation and fluctuation can be reduced. Therefore, it is possible to set a more appropriate forced off time as compared with the first embodiment.

【0090】図24に強制オン時間調整ルーチンのフロ
ーチャートを示す。前述したように、4000rpm用
の初期強制オン・オフモードの強制オン時間は7μ秒、
強制オフ時間は0μ秒である。時間切換器23xはオン
状態信号Wgから、モータの回転数が限界最低回転数に
近いかどうかを判定する。その方法は、一定時間内にオ
ン状態信号Wfのパルス数をカウントし、所定数以上あ
るかどうかで判定する。
FIG. 24 shows a flowchart of the forced on-time adjustment routine. As described above, the forced on time in the initial forced on / off mode for 4000 rpm is 7 μs,
The forced off time is 0 μsec. The time switch 23x determines from the ON state signal Wg whether or not the rotational speed of the motor is close to the minimum speed limit. In this method, the number of pulses of the ON state signal Wf is counted within a predetermined time, and it is determined whether or not the number is equal to or more than a predetermined number.

【0091】パルス数が所定数以下のときはモータの回
転数が限界最低回転数に対して余裕があると判断し、強
制オン時間調整ルーチンを終了する。パルス数が所定数
以上のときには、強制オン時間を6μ秒に変更し、再度
オフ状態信号からモータの回転数が限界最高回転数に近
いかどうかを判定する。以上の動作を強制オン時間が4
μ秒になるまで行う。
If the number of pulses is equal to or less than the predetermined number, it is determined that the rotational speed of the motor has a margin relative to the minimum rotational speed, and the forced on-time adjusting routine is terminated. If the number of pulses is equal to or greater than the predetermined number, the forced ON time is changed to 6 μs, and it is again determined from the OFF state signal whether the motor speed is close to the limit maximum speed. The above operation is performed with a forced ON time of 4
Repeat until the time reaches μs.

【0092】以上のルーチンを実行することにより適切
な強制オン時間が設定できる。4000rpm程度の中
速回転における適切な強制オン時間とは、モータの限界
最低回転数に近すぎない範囲でなるべく長い時間であ
る。この強制オン時間はジッタ低減効果も大きいが、モ
ータばらつきや、モータ付加変動、電源電圧変動を考慮
するとあまり長い強制オンの設定ができない。しかしな
がら、このルーチンをモータの起動毎及び速度変更毎に
実施することにより、上記ばらつきや変動に対してマー
ジンが少なくてすむ。従って、実施の形態1と比較して
より適切な強制オン時間の設定ができる。
By executing the above routine, an appropriate forced ON time can be set. The appropriate forcible on-time at a medium speed rotation of about 4000 rpm is as long as possible within a range not too close to the minimum rotation speed of the motor. Although the forced ON time has a large effect of reducing jitter, too long forced ON cannot be set in consideration of motor variation, motor additional variation, and power supply voltage variation. However, by executing this routine every time the motor is started and every time the speed is changed, a margin for the above-mentioned variation and fluctuation can be reduced. Therefore, it is possible to more appropriately set the forced on-time as compared with the first embodiment.

【0093】本実施の形態においても、前述の実施の形
態1と同様な効果を得ることができる。
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0094】本実施の形態では、第1のパワートランジ
スタ5,6,7を高速スイッチング動作させているの
で、モータの電力損失は小さい。従って電力効率のよい
モータになる。
In this embodiment, since the first power transistors 5, 6, and 7 are operated at high speed switching, the power loss of the motor is small. Therefore, the motor has high power efficiency.

【0095】また、本実施の形態では、強制オン動作ま
たは強制オフ動作によりスイッチング動作を安定にして
いる。従って、駆動電流の乱れが少なくなり電流制御性
能が向上する。さらに、スイッチング動作が安定になる
ことにより、位置検出動作も安定となりジッタ性能が向
上する。
In this embodiment, the switching operation is stabilized by the forced ON operation or the forced OFF operation. Therefore, disturbance of the drive current is reduced, and the current control performance is improved. Further, since the switching operation is stabilized, the position detection operation is also stabilized, and the jitter performance is improved.

【0096】また、本実施の形態では、強制オフ時間調
整ルーチンと強制オン時間調整ルーチンを起動時、回転
数変動時に実施することにより、回転数、負荷、電源電
圧等の諸条件が変化しても適切な強制オン・オフ時間の
設定が可能となる。即ち、諸条件の変動に対するマージ
ンが少なくて済む為に、より低ジッタを実現できる。
Further, in this embodiment, by executing the forced off time adjustment routine and the forced on time adjustment routine at the time of startup and at the time of rotation speed fluctuation, various conditions such as the rotation speed, load, and power supply voltage change. This also makes it possible to set an appropriate forced on / off time. That is, since a margin for fluctuation of various conditions is small, a lower jitter can be realized.

【0097】なお、前述の実施の形態1と実施の形態2
の具体的な構成については、各種の変形が可能である。
例えば、各相のコイルはスター結線に限らず、デルタ結
線であってもよい。また、コイルの相数は3相に限定さ
れない。また、ロータの磁極数も2極に限定されるもの
ではなく多極にしても良い。
Note that the first embodiment and the second embodiment are described above.
Various modifications can be made to the specific configuration of.
For example, the coils of each phase are not limited to the star connection, but may be the delta connection. Further, the number of phases of the coil is not limited to three. Further, the number of magnetic poles of the rotor is not limited to two, but may be multi-pole.

【0098】また、モータの通電角も120度通電に限
定されない。150度のような広角通電でもよい。ま
た、駆動電流波形も矩形波状の波形に限らない。電流ス
ロープをつけて台形波状の波形でもよい。
Further, the energization angle of the motor is not limited to 120 degrees. Wide-angle energization such as 150 degrees may be used. Further, the drive current waveform is not limited to a rectangular waveform. A trapezoidal waveform may be provided with a current slope.

【0099】また、高周波スイッチングを下側パワート
ランジスタのみで行わなくてもよい。上側パワートラン
ジスタのみでスイッチングを行っても良いし、上側と下
側両方でスイッチングを行っても構わない。
The high-frequency switching need not be performed only by the lower power transistor. Switching may be performed by only the upper power transistor, or switching may be performed by both the upper and lower sides.

【0100】その他、本発明の主旨を変えずして種々の
変更が可能であり、本発明に含まれることはいうまでも
ない。
In addition, various changes can be made without changing the gist of the present invention, and it goes without saying that the present invention is included in the present invention.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
のモータでは、高周波スイッチング動作において強制オ
ン・オフ時間を設け、モータの回転状況に応じて強制オ
ン・オフ時間を切り換えているので、スイッチング動作
によりパワートランジスタの損失が小さくなり、さらに
適切な強制オン・オフ時間の設定によりモータのジッタ
も低減されている。その結果、ハードディスク装置等に
最適な低消費電力、低ジッタのモータ実現する高性能な
モータになる。
As is apparent from the above description, in the motor of the present invention, the forced on / off time is provided in the high frequency switching operation, and the forced on / off time is switched according to the rotation state of the motor. The switching operation reduces the loss of the power transistor, and the proper forced on / off time setting also reduces the motor jitter. As a result, a high-performance motor that realizes a low-power-consumption, low-jitter motor optimal for a hard disk device or the like is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1におけるモータの全体構
成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1における位置検出器16
の構成を示す図
FIG. 2 shows a position detector 16 according to Embodiment 1 of the present invention.
Diagram showing the configuration of

【図3】本発明の実施の形態1における位置検出器16
の動作を説明するための波形図
FIG. 3 shows a position detector 16 according to the first embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of

【図4】本発明の実施の形態1における位置検出器16
の動作を説明するための別の波形図
FIG. 4 is a diagram illustrating a position detector 16 according to the first embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of

【図5】本発明の実施の形態1における転流制御器17
の構成を示す図
FIG. 5 shows a commutation controller 17 according to the first embodiment of the present invention.
Diagram showing the configuration of

【図6】本発明の実施の形態1における転流制御器17
の動作を説明するための波形図
FIG. 6 shows a commutation controller 17 according to the first embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of

【図7】本発明の実施の形態1における転流制御器17
の動作を説明するための別の波形図
FIG. 7 shows a commutation controller 17 according to the first embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of

【図8】本発明の実施の形態1における転流制御器17
の動作及び駆動電流I1,I2,I3を説明するための
別の波形図
FIG. 8 shows a commutation controller 17 according to the first embodiment of the present invention.
Waveform diagram for explaining the operation of the device and the drive currents I1, I2, I3

【図9】本発明の実施の形態1における電流検出器11
とスイッチング信号作成器12の構成を示す図
FIG. 9 is a current detector 11 according to the first embodiment of the present invention.
Showing the configuration of the switching signal generator 12 and the switching signal generator 12

【図10】本発明の実施の形態1におけるスイッチング
動作の説明とスイッチング抜け現象の説明の為の波形図
FIG. 10 is a waveform chart for explaining a switching operation and a switching omission phenomenon according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態1における強制オン・オ
フ作成器13の構成を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a forced on / off generator 13 according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態1における強制オンの動
作を説明するための波形図
FIG. 12 is a waveform chart for explaining a forced on operation according to the first embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態1における強制オフの動
作を説明するための波形図
FIG. 13 is a waveform chart for explaining a forced off operation in the first embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態1における時間切換器2
3の動作を説明するためのフローチャート
FIG. 14 is a time switch 2 according to the first embodiment of the present invention.
Flowchart for explaining the operation 3

【図15】本発明の実施の形態2におけるモータの全体
構成を示す図
FIG. 15 is a diagram showing an overall configuration of a motor according to a second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態2における電流検出器1
1とスイッチング信号作成器12xの構成を示す図
FIG. 16 shows a current detector 1 according to the second embodiment of the present invention.
1 and the configuration of the switching signal generator 12x

【図17】本発明の実施の形態2における強制オン・オ
フ作成器13xの構成を示す図
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a forced on / off generator 13x according to the second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態2における強制オン・オ
フ作成器13xのオフ状態検知回路162の動作を説明
する波形図
FIG. 18 is a waveform chart illustrating the operation of the off-state detection circuit 162 of the forced on / off generator 13x according to the second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態2におけるオフ状態検知
回路162の出力信号であるオフ状態信号Wfの動作を
説明する波形図
FIG. 19 is a waveform chart illustrating an operation of an off-state signal Wf that is an output signal of the off-state detection circuit 162 according to the second embodiment of the present invention.

【図20】本発明の実施の形態2における強制オン・オ
フ作成器13xのオン状態検知回路164の動作を説明
する波形図
FIG. 20 is a waveform chart illustrating the operation of the on-state detection circuit 164 of the forced on / off generator 13x according to the second embodiment of the present invention.

【図21】本発明の実施の形態2におけるオン状態検知
回路164の出力信号であるオン状態信号Wgの動作を
説明する波形図
FIG. 21 is a waveform chart illustrating an operation of an on-state signal Wg which is an output signal of the on-state detection circuit 164 according to the second embodiment of the present invention.

【図22】本発明の実施の形態2における時間切換器2
3xの動作を説明するためのフローチャート
FIG. 22 is a time switcher 2 according to the second embodiment of the present invention.
Flowchart for explaining 3x operation

【図23】本発明の実施の形態2における時間切換器2
3xの動作に含まれる強制オフ調整ルーチンを説明する
ためのフローチャート
FIG. 23 is a time switch 2 according to the second embodiment of the present invention.
Flowchart for explaining a forced off adjustment routine included in the operation of 3x

【図24】本発明の実施の形態2における時間切換器2
3xの動作に含まれる強制オン調整ルーチンを説明する
ためのフローチャート
FIG. 24 is a time switch 2 according to the second embodiment of the present invention.
Flowchart for explaining a forced ON adjustment routine included in the operation of 3x

【図25】従来のモータの構成を示す図FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a conventional motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロータ 2,3,4 コイル 5,6,7 第1のパワー増幅器 8.9,10 第2のパワー増幅器 11 電流検出器 12 スイッチング信号作成器 13 強制オン・オフ作成器 14 スイッチング制御器 15 指令器 16 位置検出器 17 転流制御器 18 駆動制御器 23 時間切替器 25 ディスク REFERENCE SIGNS LIST 1 rotor 2, 3, 4 coil 5, 6, 7 first power amplifier 8.9, 10 second power amplifier 11 current detector 12 switching signal generator 13 forcible on / off generator 14 switching controller 15 command Device 16 position detector 17 commutation controller 18 drive controller 23 time switcher 25 disk

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 英明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 廣津 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H560 AA04 BB04 BB12 DA13 DB20 DC12 EB01 EC10 GG04 JJ02 JJ13 RR04 SS01 TT01 TT02 TT07 UA06 XA12 XA15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Mori 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Hirotsu 1006 Odaka Kadoma Kadoma, Osaka Pref. Terms (reference) 5H560 AA04 BB04 BB12 DA13 DB20 DC12 EB01 EC10 GG04 JJ02 JJ13 RR04 SS01 TT01 TT02 TT07 UA06 XA12 XA15

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石を有するロータと、 複数相のコイルと、 電力供給源となる直流電源手段と、 前記直流電源手段の一方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第1のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個(Qは3以上の正数)の第1のパワー増幅手段と、 前記直流電源手段の他方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第2のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個の第2のパワー増幅手段と、 前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手段
の通電を制御する通電制御手段と、 前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力パルス信号にもとづきコイルへ
の電力供給を制御する指令信号を出力する指令手段と、 前記直流電源手段の供給する通電電流に応動した信号を
出力する電流検出手段と、 前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方をオン・オフ動作させ
るスイッチング制御手段と、 前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパワー増
幅手段の一方もしくは両方を一定期間強制的にオンする
時間を切り替える時間切替手段とを具備し、前記スイッ
チング制御手段は、 所定時間毎に前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第
2のパワー増幅手段の一方もしくは両方をオン動作させ
るタイミングを発生するトリガ手段と、 前記電流検出手段の出力信号と前記指令信号とを比較し
て前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手
段の一方もしくは両方をオフするタイミングを発生する
比較手段と、 前記トリガ手段の出力信号に応動して前記第1のパワー
増幅手段もしくは前記第2のパワー増幅手段の一方もし
くは両方を一定期間強制的にオンするタイミングを決定
する強制オン作成手段とを含んで構成され、 前記強制オン作成手段は前記時間切替手段の出力信号に
応動して強制オンする時間を切り替えることを特徴とし
たモータ。
1. A rotor having a permanent magnet, a multi-phase coil, a DC power supply serving as a power supply source, and a first path forming a current path between one terminal of the DC power supply and the coil. Q (Q is a positive number of 3 or more) first power amplifying units each including a power transistor; and a second power transistor forming a current path between the other terminal side of the DC power supply unit and the coil. Q second power amplifying means, respectively, energizing control means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means, position detecting means for detecting a rotational position of the rotor, Command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on the output pulse signal of the position detecting means; and a current detecting means for outputting a signal corresponding to a current supplied by the DC power supply means. Means; switching control means for turning on or off one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means; and the first power amplifying means or the second power amplifying means. And a time switching means for switching a time for forcibly turning on one or both of the power amplifying means for a predetermined period, wherein the switching control means comprises: the first power amplifying means or the second power Trigger means for generating a timing for turning on one or both of the amplifying means; and comparing the output signal of the current detecting means and the command signal to the first power amplifying means and the second power amplifying means. Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the first power amplifying means in response to an output signal of the trigger means; Forcibly turning on one or both of the second power amplifying means for a predetermined period of time. The forcible on making means responds to an output signal of the time switching means. A motor characterized by switching the time for forcibly turning on.
【請求項2】永久磁石を有するロータと、 複数相のコイルと、 電力供給源となる直流電源手段と、 前記直流電源手段の一方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第1のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個(Qは3以上の正数)の第1のパワー増幅手段と、 前記直流電源手段の他方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第2のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個の第2のパワー増幅手段と、 前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手段
の通電を制御する通電制御手段と、 前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力パルス信号にもとづきコイルへ
の電力供給を制御する指令信号を出力する指令手段と、 前記直流電源手段の供給する通電電流に応動した信号を
出力する電流検出手段と、 前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方をオン・オフ動作させ
るスイッチング制御手段と、 前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第2のパワー増
幅手段の一方もしくは両方を一定期間強制的にオフする
時間を切り替える時間切替手段とを具備し、前記スイッ
チング制御手段は、 所定時間毎に前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第
2のパワー増幅手段の一方もしくは両方をオン動作させ
るタイミングを発生するトリガ手段と、 前記電流検出手段の出力信号と前記指令信号とを比較し
て前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手
段の一方もしくは両方をオフするタイミングを発生する
比較手段と、 前記トリガ手段の出力信号に応動して前記第1のパワー
増幅手段もしくは前記第2のパワー増幅手段の一方もし
くは両方を一定期間強制的にオフするタイミングを決定
する強制オフ作成手段とを含んで構成され、 前記強制オフ作成手段は前記時間切替手段の出力信号に
応動して強制オフする時間を切り替えることを特徴とし
たモータ。
2. A rotor having a permanent magnet, a multi-phase coil, a DC power supply serving as a power supply source, and a first path forming a current path between one terminal of the DC power supply and the coil. Q (Q is a positive number of 3 or more) first power amplifying units each including a power transistor; and a second power transistor forming a current path between the other terminal side of the DC power supply unit and the coil. Q second power amplifying means respectively including: power energizing control means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means; position detecting means for detecting a rotational position of the rotor; Command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on an output pulse signal of the position detecting means; and a current detecting means for outputting a signal corresponding to a current supplied by the DC power supply means. Means; switching control means for turning on or off one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means; and the first power amplifying means or the second power amplifying means. Time switching means for switching the time for forcibly turning off one or both of the power amplifying means for a predetermined period, wherein the switching control means comprises: the first power amplifying means or the second power Trigger means for generating a timing for turning on one or both of the amplifying means; and comparing the output signal of the current detecting means and the command signal to the first power amplifying means and the second power amplifying means. Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the first power amplifying means in response to an output signal of the trigger means; Forcibly turning off one or both of the second power amplifying means for a certain period of time. The forcible off making means responds to an output signal of the time switching means. A motor characterized by switching the time for forcibly turning off.
【請求項3】永久磁石を有するロータと、 複数相のコイルと、 電力供給源となる直流電源手段と、 前記直流電源手段の一方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第1のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個(Qは3以上の正数)の第1のパワー増幅手段と、 前記直流電源手段の他方の端子側と前記コイルとの電流
路を形成する第2のパワートランジスタをそれぞれ含む
Q個の第2のパワー増幅手段と、 前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手段
の通電を制御する通電制御手段と、 前記ロータの回転位置を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力パルス信号にもとづきコイルへ
の電力供給を制御する指令信号を出力する指令手段と、 前記直流電源手段の供給する通電電流に応動した信号を
出力する電流検出手段と、 前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパ
ワー増幅手段の一方もしくは両方をオン・オフ動作させ
るスイッチング制御手段と、 前記第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増
幅手段の一方もしくは両方を一定期間強制的にオンする
時間と一定期間強制的にオフする時間を切り替える時間
切替手段とを具備し、前記スイッチング制御手段は、 所定時間毎に前記第1のパワー増幅手段もしくは前記第
2のパワー増幅手段の一方もしくは両方をオン動作させ
るタイミングを発生するトリガ手段と、 前記電流検出手段の出力信号と前記指令信号とを比較し
て前記第1のパワー増幅手段と前記第2のパワー増幅手
段の一方もしくは両方をオフするタイミングを発生する
比較手段と、 前記トリガ手段の出力信号に応動して前記第1のパワー
増幅手段もしくは前記第2のパワー増幅手段の一方もし
くは両方を一定期間強制的にオンするタイミングを決定
する強制オン作成手段と、 一定期間強制的にオフするタイミングを決定する強制オ
フ作成手段とを含んで構成され、 前記強制オン作成手段と前記強制オフ作成手段は前記時
間切替手段の出力信号に応動して強制オンする時間と強
制オフする時間を切り替えることを特徴としたモータ。
3. A rotor having a permanent magnet, a multi-phase coil, a DC power supply serving as a power supply source, and a first path forming a current path between one terminal of the DC power supply and the coil. Q (Q is a positive number of 3 or more) first power amplifying units each including a power transistor; and a second power transistor forming a current path between the other terminal side of the DC power supply unit and the coil. Q second power amplifying means respectively including: power energizing control means for controlling energization of the first power amplifying means and the second power amplifying means; position detecting means for detecting a rotational position of the rotor; Command means for outputting a command signal for controlling power supply to the coil based on an output pulse signal of the position detecting means; and a current detecting means for outputting a signal corresponding to a current supplied by the DC power supply means. Means, switching control means for turning on or off one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means, and the first power amplifying means and the Q power amplifying means. Time switching means for switching between a time for forcibly turning on one or both of the second power amplifying means for a certain period of time and a time for forcibly turning off one of the second power amplifying means for a certain period, wherein the switching control means comprises: Trigger means for generating a timing for turning on one or both of the first power amplifying means and the second power amplifying means; and comparing the output signal of the current detecting means with the command signal to obtain the first Comparing means for generating a timing for turning off one or both of the power amplifying means and the second power amplifying means; and responding to an output signal of the trigger means. Forcible on-creating means for determining a timing for forcibly turning on one or both of the first power amplifying means and / or the second power amplifying means for a certain period, and forcible off for determining a timing for forcibly turning off for a certain period A motor comprising: a forcing means; and the forcible on creating means and the forcible off creating means switching between a forced on time and a forced off time in response to an output signal of the time switching means.
【請求項4】前記時間切換手段により、前記強制オンす
る時間をスイッチング周期の20%以上に設定できるこ
とを特徴とした請求項1または請求項3に記載のモー
タ。
4. The motor according to claim 1, wherein the time for forcibly turning on the motor is set to 20% or more of a switching cycle by the time switching means.
【請求項5】前記時間切換手段により、前記強制オフす
る時間をスイッチング周期の10%以上に設定できるこ
とを特徴とした請求項2または請求項3に記載のモー
タ。
5. The motor according to claim 2, wherein said time switching means can set the time for forcibly turning off to 10% or more of a switching cycle.
【請求項6】前記強制オン作成手段または前記強制オフ
作成手段は、強制オンする時間または強制オフする時間
の設定値を格納する時間格納レジスタを含んで構成さ
れ、 前記時間切換手段は、強制オンする時間と強制オフする
時間の組み合わせを決定するモード選択手段を含んで構
成され、前記モード選択手段により決定された強制オン
する時間と強制オフする時間情報が前記時間格納レジス
タに出力されることを特徴とした請求項1から請求項5
のいずれかに記載のモータ。
6. The forcible on creating means or the forcibly off creating means includes a time storage register for storing a set value of a forcibly on time or a forcibly off time, and the time switching means includes a forcibly on time. And a mode selection unit for determining a combination of a time to be forcibly turned off and a time to be forcibly turned off. The information on the time for forcibly turning on and the time for forcibly turning off determined by the mode selection unit are output to the time storage register. Claims 1 to 5 characterized in that:
The motor according to any one of the above.
【請求項7】前記強制オン作成手段または前記強制オフ
作成手段は、強制オンする時間または強制オフする時間
の一方もしくは両方の時間設定値の組み合わせを複数個
格納するモード格納レジスタを含んで構成され、 前記時間切替手段は、前記モード格納レジスタに格納さ
れた時間設定値の組み合わせのうちどれを使用するかを
決定するモードセレクト信号を出力するモード選択手段
を含んで構成され、前記モードセレクト信号により前記
モード格納レジスタに格納された複数個の時間設定値の
うち1個が選択されることを特徴とした請求項1から請
求項5のいずれかに記載のモータ。
7. The forced on creation means or the forced off creation means includes a mode storage register for storing a plurality of combinations of time setting values of one or both of a forced on time and a forced off time. The time switching means includes a mode selection means for outputting a mode selection signal for determining which of the combinations of time setting values stored in the mode storage register is to be used. The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein one of a plurality of time setting values stored in the mode storage register is selected.
【請求項8】前記時間切替手段は、前記ロータの回転速
度に応動して強制オンする時間もしくは強制オフする時
間を切り換えることを特徴とする請求項1から請求項7
のいずれかに記載のモータ。
8. The apparatus according to claim 1, wherein said time switching means switches a time for forcibly turning on or a time for forcibly turning off in response to a rotation speed of said rotor.
The motor according to any one of the above.
【請求項9】前記時間切替手段は、前記指令信号に応動
して強制オンする時間もしくは強制オフする時間を切り
換えることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれ
かに記載のモータ。
9. The motor according to claim 1, wherein said time switching means switches between a time for forcibly turning on and a time for forcibly turning off in response to the command signal.
【請求項10】前記時間切替手段は、起動時と定常回転
時とで異なる強制オンする時間または強制オフする時間
に切り換えることを特徴とする請求項1から請求項9の
いずれかに記載のモータ。
10. The motor according to claim 1, wherein said time switching means switches between a time for forcibly turning on and a time for forcibly turning off which are different between the time of starting and the time of steady rotation. .
【請求項11】前記強制オフ作成手段は、前記Q個の第
1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段
の一方もしくは両方がオフした時に前記比較手段の出力
タイミングでオフしたのか、強制オフ期間の開始のタイ
ミングでオフしたのかを区別するオフ状態信号を出力す
る機能を有し、前記時間切替手段は前記オフ状態信号の
出力状態に応動して強制オフする時間または強制オンす
る時間を切り替えることを特徴とする請求項2から請求
項10のいずれかに記載のモータ。
11. The forcible off generating means is turned off at an output timing of the comparing means when one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means are turned off. Or a function for outputting an off-state signal for discriminating whether the power is turned off at the start timing of the forcible off period, and the time switching means forcibly turns off or forcibly turns on in response to the output state of the off-state signal. The motor according to any one of claims 2 to 10, wherein a time for performing the operation is switched.
【請求項12】前記オフ状態信号は前記Q個の第1のパ
ワー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段の一方
もしくは両方が前記比較手段の出力信号によりオフされ
た場合のみ信号が出力され、前記時間切替手段は前記オ
フ状態信号の出力が一定時間内に所定回数以下となった
ことを検知して強制オンする時間または強制オフする時
間を切り換えることを特徴とする請求項11に記載のモ
ータ。
12. The off-state signal is output only when one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means are turned off by the output signal of the comparing means. The time switching means, which is output, detects that the output of the off-state signal has become equal to or less than a predetermined number within a predetermined time, and switches a time for forcibly turning on or a time for forcibly turning off. Motor as described.
【請求項13】前記強制オン作成手段は、前記Q個の第
1のパワー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段
の一方もしくは両方がオフした時に前記比較手段の出力
開始タイミングでオフしたのか、強制オン期間の終了タ
イミングでオフしたのかを区別するオフ状態信号を出力
する機能を有し、前記時間切替手段は前記オフ状態信号
の出力状態に応動して強制オンする時間または強制オフ
する時間を切り換えることを特徴とする請求項2から請
求項12のいずれかに記載のモータ。
13. The forcible on-generating means is turned off at the output start timing of the comparing means when one or both of the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means are turned off. Or a function for outputting an off-state signal for discriminating whether the signal has been turned off at the end timing of the forcible on-period. The motor according to any one of claims 2 to 12, wherein a time period for switching is changed.
【請求項14】前記オフ状態信号は前記Q個の第1のパ
ワー増幅手段と前記Q個の第2のパワー増幅手段の一方
もしくは両方が強制オン期間の終了タイミングでオフさ
れた場合のみ信号が出力され、前記時間切替手段は前記
オフ状態信号の出力が一定時間内に所定回数以上出力さ
れたことを検知して強制オンする時間または強制オフす
る時間に切り換えることを特徴とする請求項13に記載
のモータ。
14. The off-state signal is output only when one or both of the Q first power amplifiers and the Q second power amplifiers are turned off at the end timing of the forced on period. The time switching means, which is output, detects that the output of the OFF state signal has been output a predetermined number of times or more within a predetermined time and switches to a time for forcibly turning on or a time for forcibly turning off. Motor as described.
【請求項15】前記モータはハードディスクを回転駆動
し、前記時間切替手段は、定常回転時と回転数を落とし
て電力を低減する省電力回転時とで異なる強制オンする
時間または強制オフする時間に切り換えることを特徴と
する請求項1から請求項14のいずれかに記載のモー
タ。
15. The motor drives the hard disk to rotate, and the time switching means sets a different time for forced on or forced off between normal rotation and power saving rotation for reducing power by reducing the number of rotations. The motor according to claim 1, wherein the motor is switched.
【請求項16】前記モータはハードディスクを回転駆動
し、前記位置検出手段は前記コイルの発生する誘起電圧
が零となるゼロクロス点を検知して位置を推定するセン
サレス駆動のモータであって、ゼロクロス点の検知にお
いて前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2
のパワー増幅手段の一方もしくは両方のオン・オフのス
イッチング動作時のノイズを除去する期間であるスイッ
チングマスク期間を持ち、前記時間切替手段はハードデ
ィスクのリード・ライトを伴う定常回転時に前記スイッ
チングマスク期間よりも長い強制オンする時間に切り替
えることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれ
かに記載のモータ。
16. A sensorless drive motor for rotating a hard disk and estimating a position by detecting a zero-cross point where an induced voltage generated by the coil becomes zero, wherein the position detecting means estimates a position. Detecting the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means
A power amplifying means having a switching mask period which is a period for removing noise at the time of on / off switching operation of the power amplifying means, wherein the time switching means is more than the switching mask period at the time of steady rotation with hard disk read / write. The motor according to any one of claims 1 to 15, wherein the motor is switched to a longer forced on time.
【請求項17】前記モータはハードディスクを回転駆動
し、前記位置検出手段は前記コイルの発生する誘起電圧
が零となるゼロクロス点を検知して位置を推定するセン
サレス駆動のモータであって、ゼロクロス点の検知にお
いて前記Q個の第1のパワー増幅手段と前記Q個の第2
のパワー増幅手段の一方もしくは両方のオン・オフのス
イッチング動作時のノイズを除去する期間であるスイッ
チングマスク期間を持ち、前記時間切替手段はハードデ
ィスクのリード・ライトを伴う定常回転時に前記スイッ
チングマスク期間よりも長い強制オフする時間に切り替
えることを特徴とする請求項1から請求項16のいずれ
かに記載のモータ。
17. A motor of a sensorless drive for estimating a position by detecting a zero-cross point at which an induced voltage generated by the coil becomes zero, wherein the motor rotationally drives a hard disk. Detecting the Q first power amplifying means and the Q second power amplifying means
The power amplification means has a switching mask period which is a period for removing noise at the time of on / off switching operation of one or both of the power amplification means, and the time switching means is more than the switching mask period at the time of steady rotation with read / write of the hard disk. 17. The motor according to claim 1, wherein the motor is switched to a longer forced off time.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006197670A (en) * 2005-01-11 2006-07-27 Alps Electric Co Ltd Motor drive controller
US7274161B2 (en) 2004-05-18 2007-09-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Motor driving apparatus
WO2023105943A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 ローム株式会社 Signal transferring device, electronic equipment, and vehicle

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