JP2006074950A - センサレスモータ駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの回転信号と簡易なカウンタを用いて、外付け部品の増加やＩＣのチップ面積の増大などの負担なく、且つ回転数変化に自動的に追従するノイズマスク信号を発生することができる、センサレスモータ駆動回路を提供すること。
【解決手段】逆起比較信号に基づいて形成された合成周波数信号に同期したスロープ信号を発生し、そのスロープ信号の所定レベルや合成周波数信号の変化点などに応じてノイズマスク信号を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、センサレスモータの駆動回路に関し、特にロータの回転位置検出とノイズマスク信号の生成に関する。

ＨＤＤ、ＦＤＤのスピンドルモータやビデオカメラのシリンダモータとして、ホール素子などの回転位置検出素子を用いない、三相センサレスモータが、その構造上の簡単さやコスト低減などの特徴から、広く使用されるようになってきている。

この三相センサレスモータの駆動においては、ホール素子などの回転位置検出素子を用いないことから、通常、モータの逆起電力を利用してロータの回転位置を検出することが行われている。

三相センサレスモータの駆動時には、電流経路が順次切り替わるが、その電流経路の切り替わりに伴って電磁ノイズ（以下、ノイズ）が発生する。このノイズは、モータの逆起電力にも重畳されるから、回転位置の検出を正しく行うために、ノイズの発生時点に合わせてノイズをマスクすることが必要となる。

従来では、ノイズの発生するタイミングに合わせてノイズをマスクを行うために、外付けのコンデンサや抵抗による時定数回路や大規模なカウンタなどを用いて、ノイズマスクのための時間設定を行っていた（特許文献１参照）。

しかし、外付けのコンデンサや抵抗による時定数回路や大規模なカウンタなどを用いることにより、外付け部品の増加やＩＣのチップ面積の増大などによってコストアップの要因となっていた。また、モータの回転数の変化に応じて時定数回路やカウンタの設定を変更する必要があり、且つその回転数変化時に不連続な動作を生じるという問題もあった。
特開平８−１１６６８９号公報

そこで、本発明は、モータの回転信号と簡易なカウンタを用いて、外付け部品の増加やＩＣのチップ面積の増大などの負担なく、且つ回転数変化に自動的に追従するノイズマスク信号を発生することができる、センサレスモータ駆動回路を提供することを目的とする。

請求項１のセンサレスモータ駆動回路は、ロータと複数相の駆動コイルを有するステータとを持つセンサレスモータを駆動するためのセンサレスモータ駆動回路において、
出力トランジスタ回路を含み前記複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する出力アンプと、
前記複数相の駆動コイルの各相電圧と前記複数相の駆動コイルの中点電圧とを比較して、ロータ位置を検出するための各相毎の逆起比較信号を生成する逆起検出比較回路と、
前記逆起比較信号に含まれ得るスパイクノイズをマスクするためのマスク信号を受けて、マスクされた整形逆起比較信号を生成すると共に、該整形逆起比較信号に基づいて駆動基準信号及び合成周波数信号を生成する駆動信号合成回路と、
前記合成周波数信号に同期したスロープ状の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を有するスロープ信号を発生し、少なくとも前記スロープ信号の所定レベルに応じて前記マスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
前記駆動基準信号に基づく駆動信号を前記出力アンプに供給する相分配回路と、を有することを特徴とする。

請求項２のセンサレスモータ駆動回路は、ロータと複数相の駆動コイルを有するステータとを持つセンサレスモータを駆動するためのセンサレスモータ駆動回路において、
出力トランジスタ回路を含み前記複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する出力アンプと、
前記複数相の駆動コイルの各相電圧と前記複数相の駆動コイルの中点電圧とを比較して、ロータ位置を検出するための各相毎の逆起比較信号を生成する逆起検出比較回路と、
前記逆起比較信号に含まれ得るスパイクノイズをマスクするためのマスク信号を受けて、マスクされた整形逆起比較信号を生成すると共に、該整形逆起比較信号に基づいて駆動基準信号及び合成周波数信号を生成する駆動信号合成回路と、
前記合成周波数信号に同期したスロープ状の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を有するスロープ信号を発生するスロープ信号合成回路と、
少なくとも前記スロープ信号の所定レベルに応じて前記マスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
前記駆動基準信号及び前記スロープ信号が入力され、前記各相毎整形逆起比較信号と前記スロープ信号とに基づいて、立ち上がり部及び立ち下がり部にスロープが付された駆動信号を生成し、前記出力アンプに供給する相分配回路と、を有することを特徴とする。

請求項３のセンサレスモータ駆動回路は、請求項１または２に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記センサレスモータは三相モータであり、
前記合成周波数信号は三相の整形逆起比較信号を合成して得た、デューティ比５０％で２π／３周期の信号であり、
前記スロープ信号は、前記合成周波数信号の変化点に同期して下限値から上限値の方向に及びもしくは上限値から下限値の方向に向けて変化することを特徴とする。

請求項４のセンサレスモータ駆動回路は、請求項１〜３のいずれかに記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記マスク信号は、前記合成周波数信号の変化点と前記スロープ信号の所定レベルに応じて生成されることを特徴とする。

請求項５のセンサレスモータ駆動回路は、請求項４に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記マスク信号は、前記合成周波数信号の変化時点から、下限値方向へ変化するスロープ信号が所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする。

請求項６のセンサレスモータ駆動回路は、請求項２に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記センサレスモータは三相モータであり、
前記合成周波数信号は三相の整形逆起比較信号を合成して得た、デューティ比５０％で２π／３周期の信号であり、
前記スロープ信号合成回路は、クロックをカウントし、前記合成周波数信号の変化点に同期して下限値から上限値の方向に及びもしくは上限値から下限値の方向に向けて変化するディジタルスロープ信号を発生するカウンタと、前記ディジタルスロープ信号をアナログスロープ信号に変換して前記三相分配回路にスロープ信号として入力するディジタル・アナログ変換回路とを有し、
前記マスク信号生成回路は、少なくとも前記ディジタルスロープ信号の所定ビット以上の上位ビットを利用して、前記マスク信号を生成することを特徴とする。

請求項７のセンサレスモータ駆動回路は、請求項６に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記マスク信号生成回路は、前記ディジタルスロープ信号の所定ビット以上の上位ビットがいずれかは零でないことに基づいてマスク信号を生成することを特徴とする。

請求項８のセンサレスモータ駆動回路は、請求項６に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記マスク信号生成回路は、マスク信号を、前記合成周波数信号の変化時点から、下限値方向へ変化するスロープ信号が所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする。

請求項９のセンサレスモータ駆動回路は、請求項６〜８のいずれかに記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記カウンタは、前記合成周波数信号の立ち上がりに同期して下限値から上限値の方向へ向けてカウントアップし、その立ち下がりに同期して上限値から下限値の方向へ向けてカウントダウンする第１ディジタルスロープ信号と、前記合成周波数信号の立ち上がりに同期して上限値から下限値の方向へ向けてカウントダウンし、その立ち下がりに同期して下限値から上限値の方向へ向けてカウントアップする第２ディジタルスロープ信号とを発生する、所定ビット数のアップダウンカウンタと、
前記第１ディジタルスロープ信号を変換して第１アナログスロープ信号を発生する第１ディジタル・アナログ変換器と、
前記第２ディジタルスロープ信号を変換して第２アナログスロープ信号を発生する第２ディジタル・アナログ変換器とを備えて、
前記第１アナログスロープ信号及び前記第２アナログスロープ信号とを前記スロープ信号として、前記三相分配回路に入力することを特徴とする。

請求項１０のセンサレスモータ駆動回路は、請求項９に記載のセンサレスモータ駆動回路において、前記マスク信号は、前記第１ディジタルスロープ信号が前記合成周波数信号の変化時点から下限値方向へ変化して所定レベルに達する時点までの期間及び、前記第２ディジタルスロープ信号が前記合成周波数信号の変化時点から下限値方向へ変化して所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする。

本発明によれば、逆起比較信号に基づいて形成された合成周波数信号に同期したスロープ信号を発生し、そのスロープ信号の所定レベルや合成周波数信号の変化点などに応じてマスク信号を生成する。これにより、外付け部品の増加やＩＣのチップ面積の増大などの負担なく、且つ回転数変化時にも自動的に追従するノイズマスク信号を発生することができる。

また、センサレスモータの出力電流を穏やかに切り替えるためのスロープ信号を利用するから、新たな負担を少なくして、出力電流のスロープ切替とノイズマスクとを同時に達成することができる。

また、スロープ信号合成回路は、逆相関係のスロープ信号を発生するアップダウンカウンタとそれぞれのスロープ信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とにより構成され、マスク信号生成回路は、アップダウンカウンタのカウント値を利用するから、回路構成も共通になり、且つ回路構成もＩＣ化に好適になる。

以下、本発明のセンサレスモータ駆動回路の実施例について、図を参照して説明する。なお、以下の実施例では、センサレスモータとして三相モータを例に説明するが、その他の多相モータにも適用可能である。

図１は、本発明の実施例に係るセンサレスモータ駆動回路の構成を示す図である。また、図２は、その動作を説明するための第１のフローチャートである。

図１において、三相センサレスモータ１０は、複数極（例えば、４極）の磁極を有するマグネットロータ（回転子）と、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線（駆動コイル）を有するステータ（固定子）とを有し、各Ｕ、Ｖ、Ｗ相の端子と三相巻線の中点の端子が設けられている。

出力アンプ２０は、センサレスモータ１０の三相の駆動コイルに駆動電流を供給するものであり、出力トランジスタ回路を含んでいる。その出力トランジスタ回路は、例えばＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタなどのトランジスタを用いて三相ブリッジに構成されており、各トランジスタはそれぞれ駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌにより制御される。これにより、センサレスモータ１０への電流経路が切り替わる。

逆起検出比較回路３０は、センサレスモータ１０の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと中点電圧Ｖｃｔｒが入力され、各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを中点電圧Ｖｃｔｒとそれぞれ比較して、Ｕ相逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖ相逆起比較信号Ｖｖｃ、Ｗ相逆起比較信号Ｖｗｃを発生する。これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃに基づいてマグネットロータの位置検出が行われる。ただ、これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃには、図２に例示されるように、出力アンプ２０での電流経路の切り替わりや電流レベルの変化などに伴って発生され得るスパイクノイズＳＰが含まれている。

駆動信号合成回路４０は、入力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃからマスク信号ＭＡＳＫを用いてマスクをかけて、スパイクノイズＳＰを除去したＵ相、Ｖ相、Ｗ相整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍを得る。この整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍを用いて正しい回転位置を検出する。また、整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍに基づいて、駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌの元となる駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａを発生する。この駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａは、各相の上側及び下側用の６種類である。

また、駆動信号合成回路４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍを合成して、合成周波数信号ＦＧを発生する。この合成周波数信号ＦＧは、図２に示されるように、三相の整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍと同期し、例えばデューティ比５０％で２π／３周期の信号である。

アップダウンカウンタ６０と第１Ｄ／Ａ変換器７１、第２Ｄ／Ａ変換器７２とで、スロープ信号合成回路が構成されている。このスロープ信号合成回路は、合成周波数信号ＦＧとクロックＣＬＫが入力され、合成周波数信号ＦＧに同期したスロープ状の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を有する２つのスロープ信号Ａ１、Ａ２（Ｄ１、Ｄ２）を発生する。このスロープ信号Ａ１、Ａ２は、図２に示されるように、相補的に変化する、第１アナログスロープ信号Ａ１と第２アナログスロープ信号Ａ２とからなる。なお、クロックＣＬＫは、駆動信号合成回路４０から供給されることとしているが、所定の周波数であれば他の回路から供給されてもよく、また独立にクロック発生回路を設けても良い。

アップダウンカウンタ６０は、所定ビット数（例えば、６ビット）の出力値を持つ第１ディジタルスロープ信号Ｄ１及び第２ディジタルスロープ信号Ｄ２を発生する。第１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ１、Ｄ２は、合成周波数信号ＦＧの変化点、即ち立ち上がり及び立ち下がり、に同期して、一方（例えばＤ１）は上限値に向けてカウントアップを開始し、他方（例えばＤ２）は下限値に向けてカウントダウンを開始する。そして、次の合成周波数信号ＦＧの変化点で、一方（例えばＤ１）はその時点のカウント値から下限値に向けてカウントダウンを開始し、他方（例えばＤ２）は零値から上限値に向けてカウントアップを開始する。なお、上限値あるいは下限値に達したときは次の変化点までその状態を維持する。

第１Ｄ／Ａ変換器７１は、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１を第１アナログスロープ信号Ａ１に変換し、第２Ｄ／Ａ変換器７２は、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２を第２アナログスロープ信号Ａ２に変換する。

三相分配回路５０は、駆動信号合成回路４０からの駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａと、第１、第２アナログスロープ信号Ａ１、Ａ２とに基づいて、各相の上側及び下側用の駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌを生成し、出力アンプ２０に供給する。この各駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌは、対応する相に応じた位相を有し、立ち上がり部及び立ち下がり部にスロープが付されている。

マスク信号生成回路８０は、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２、及び合成周波数信号ＦＧが入力される。

第１ディジタルスロープ信号Ｄ１の所定ビットｂ３以上の全ビットｂ３〜ｂ５が‘０’の状態、または、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２の所定ビットｂ３以上の全ビットｂ３〜ｂ５が‘０’の状態を検出する。そして、この検出結果を用いて、図２に示されるように、プリマスク信号Ｐｍａｓｋを形成する。即ち、プリマスク信号Ｐｍａｓｋは、第１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ１、Ｄ２の所定ビットｂ３以上の上位ビットｂ３〜ｂ５がいずれかは零でないことに基づいて生成される。

このプリマスク信号Ｐｍａｓｋを、駆動信号合成回路４０へ供給するマスク信号として用いても良い。この場合には、マスク信号生成回路８０は、第１，第２スロープ信号Ｄ１、Ｄ２の所定レベルに応じてマスク信号を生成することになる。

マスク信号生成回路８０には、合成周波数信号ＦＧも入力されるから、合成周波数信号ＦＧとプリマスク信号Ｐｍａｓｋとを用いてマスク信号ＭＡＳＫを形成できる。この場合には、具体的には、合成周波数信号ＦＧの変化点からプリマスク信号Ｐｍａｓｋが高（Ｈ）レベルからＬレベルに移るまでの間だけ高レベルとなる出力信号を得るようにして、その出力信号によってマスク信号ＭＡＳＫを形成することができる。

また、マスク信号生成回路８０において、マスク信号ＭＡＳＫは、合成周波数信号ＦＧの変化時点から、下限値方向へ変化するスロープ信号が所定レベルに達する時点までの期間に発生されるように形成することができる。この場合には、具体的には、マスク信号ＭＡＳＫは、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１が合成周波数信号ＦＧの変化時点から下限値方向へ変化して所定レベル（ｂ３〜ｂ５がＬレベル）に達する時点までの期間及び、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２が合成周波数信号ＦＧの変化時点から下限値方向へ変化して所定レベル（ｂ３〜ｂ５がＬレベル）に達する時点までの期間に発生されるようにして、形成できる。このように、スロープ信号に加えて合成周波数信号ＦＧを用いる場合には、マスク信号ＭＡＳＡＫの幅をプリマスク信号Ｐｍａｓｋよりも拡げることができる。

また、マスク信号ＭＡＳＫの幅は、アップダウンカウンタ６０のフルカウントとなるカウント数の設定に応じて変更することができるし、また、所定レベルの設定を変えることによっても変更することができる。

以上のように構成される本発明のセンサレスモータの動作を、図１、図２を参照して説明する。

センサレスモータ１０の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ及び中点電圧Ｖｃｔｒが、逆起検出比較回路３０に入力されて、比較結果であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃが発生され、駆動信号合成回路４０に供給される。

これら逆起比較信号Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃには、スパイクノイズＳＰが含まれ得る。駆動信号合成回路４０において、そのスパイクノイズＳＰをマスク信号ＭＡＳＫでマスクして除去し、整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍを生成する。

駆動信号合成回路４０から、整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍに基づいて、駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌの元となる駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａを発生し、三相分配回路５０に供給する。

整形逆起比較信号Ｖｕｃｍ、Ｖｖｃｍ、Ｖｗｃｍを論理合成して合成周波数信号ＦＧを形成し、この合成周波数信号ＦＧをアップダウンカウンタ６０及びマスク信号生成回路８０に供給する。また、アップダウンカウンタ６０には、クロックＣＬＫも供給される。

アップダウンカウンタ６０からの６ビットの第１ディジタルスロープ信号Ｄ１は、合成周波数信号ＦＧの立ち上がり変化点からカウントアップを開始し上限値に向けてカウントアップを継続する一方、合成周波数信号ＦＧの立ち下がり変化点からカウントダウンを開始し下限値に向けてカウントダウンを継続する。また、６ビットの第２ディジタルスロープ信号Ｄ２は、合成周波数信号ＦＧの立ち上がり変化点からカウントダウンを開始し下限値に向けてカウントダウンを継続する一方、合成周波数信号ＦＧの立ち下がり変化点からカウントアップを開始し上限値に向けてカウントアップを継続する。この第１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ１、Ｄ２は、第１、第２Ｄ／Ａ変換器７１、７２で変換され、第１、第２アナログスロープ信号Ａ１、Ａ２になる。

駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａと、第１、第２アナログスロープ信号Ａ１、Ａ２とに基づいて、三相分配回路５０は対応する相に応じた位相で、立ち上がり部及び立ち下がり部にスロープが付されている各相の上側及び下側用の駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌを生成し、出力アンプ２０に供給する。出力アンプ２０から、駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌにしたがってセンサレスモータ１０に駆動電流を供給する。

マスク信号生成回路８０では、入力される第１ディジタルスロープ信号Ｄ１の上位ビットｂ３〜ｂ５と第２ディジタルスロープ信号Ｄ２の上位ビットｂ３〜ｂ５がいずれかは零（Ｌレベル）でないときに、プリマスク信号Ｐｍａｓｋを発生する。即ち、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１が所定値以上で且つ第２ディジタルスロープ信号Ｄ２が所定値以上のときにプリマスク信号Ｐｍａｓｋが発生する。

このプリマスク信号Ｐｍａｓｋと合成周波数信号ＦＧの変化点とを用いて、マスク信号ＭＡＳＫを発生する。即ち、マスク信号ＭＡＳＫは、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１が合成周波数信号ＦＧの変化時点から下限値方向へ変化して所定レベル（ｂ３〜ｂ５がＬレベル）に達する時点までの期間及び、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２が合成周波数信号ＦＧの変化時点から下限値方向へ変化して所定レベル（ｂ３〜ｂ５がＬレベル）に達する時点までの期間に発生される。

このように、合成周波数信号ＦＧに同期したスロープ信号Ｄ１、Ｄ２を発生し、そのスロープ信号Ｄ１、Ｄ２の所定レベルや合成周波数信号ＦＧの変化点などに応じてマスク信号ＭＡＳＫを生成する。これにより、外付け部品の増加やＩＣのチップ面積の増大などの負担なく、且つ回転数変化にも自動的に追従するマスク信号ＭＡＳＫが発生される。

また、センサレスモータの出力電流を穏やかに切り替えるためのスロープ信号Ｄ１、Ｄ２を利用するから、新たな負担を少なくして、出力電流のスロープ切替とノイズマスクとを同時に達成することができる。

図３〜図６は、センサレスモータ１０の種々の回転速度時における、マスク信号の関連について示すタイミングチャートである。

図３は、低速度の場合における例を示している。この図３の例のように、低速度の場合には、アップダウンカウンタ６０のカウント値である第１ディジタルスロープ信号Ｄ１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２が上限値や下限値に達したときに、その後合成周波数信号ＦＧの変化点が発生する時点までは、その上限値や下限値にとどまった状態になる。その後の合成周波数信号ＦＧの変化点から、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１、第２ディジタルスロープ信号Ｄ２は、上限値から下限値へ向けて、また下限値から上限値へ向けて変化していく。

図３でのマスク信号ＭＡＳＫは、合成周波数信号ＦＧの変化時点において上限値にある、第１ディジタルスロープ信号Ｄ１あるいは第２ディジタルスロープ信号Ｄ２のカウント値が減少し、所定レベル（ｂ３〜ｂ５がＬレベル）に達する時点までの期間に発生する。したがって、マスク信号ＭＡＳＫの発生している時間は、センサレスモータ１０の回転速度に応じて自動的に変更される。また、マスク信号ＭＡＳＫの幅は、設定された最大値になる。

図４は、中速度の場合における例を示している。この図４の例は、図２にて説明したと同様であるので、再度の説明は省略する。

図５は、中速度の状態から、加速して高速度になった場合の例を示している。この図５では、時点ｔ１までは中速度で回転しており、時点ｔ１で加速して高速度になった事例を示している。

時点ｔ１の次の合成周波数信号ＦＧの変化時点で、下限値の方向に減少していた第１ディジタルスロープ信号Ｄ１は下限値（零値）にセットされその後上限値に向けて上昇する一方、上限値の方向に増加していた第２ディジタルスロープ信号Ｄ２は減少方向に転じて下限値に向けて減少する。

その後は、合成周波数信号ＦＧの変化点が短い時間間隔で発生するので、それに応じてマスク信号ＭＡＳＫの幅が短くなり、その発生場所も移動する。

図６は、高速度の状態から、減速して中速度になった場合の例を示している。この図６では、時点ｔ２までは高速度で回転しており、時点ｔ２で減速して中速度になった事例を示している。

時点ｔ２の次の合成周波数信号ＦＧの変化点が、時点ｔ２以前のときよりも遅く現れるので、時点ｔ２で下限値の方向に減少していた第１ディジタルスロープ信号Ｄ１は下限値（零値）に達した後は下限値に止まっており、次の合成周波数信号ＦＧの変化点から上限値に向けて上昇する。一方、時点ｔ２で上限値の方向に増加していた第２ディジタルスロープ信号Ｄ２はそのまま増加を続け、次の合成周波数信号ＦＧの変化点で減少方向に転じて下限値に向けて減少する。

その後は、合成周波数信号ＦＧの変化点が中速度に応じた時間間隔で発生するので、それに応じてマスク信号ＭＡＳＫの幅が広くなり、その発生場所も移動する。

このように、マスク信号ＭＡＳＫの幅は１つ前の合成周波数信号ＦＧの変化点に応じて決まる。したがって、センサレスモータ１０の回転速度に応じた幅のマスク信号を発生するから、センサレスモータ１０をその回転数の変化に対しても安定して駆動することができる。

なお、以上の実施例では、駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌは立ち上がり部、立ち下がり部にスロープが付されたものについて説明したが、本発明はスロープ部分を持たない駆動信号に対しても適用することができる。この場合には、図１の第１、第２アナログスロープ信号を発生するための第１、第２Ｄ／Ａ変換器７１、７２が省略でき、また、三相分配回路５０は駆動基準信号Ｕｈａ〜Ｗｌａに基づいて、スロープ部分を持たない駆動信号Ｕｈ〜Ｗｌを形成する。

本発明の実施例に係るセンサレスモータ駆動回路の構成を示す図 本発明の動作を説明するための第１のフローチャート 低速度の場合におけるタイミングチャート 中速度の場合におけるタイミングチャート 中速度から高速度に加速する場合におけるタイミングチャート 高速度から中速度に減速する場合におけるタイミングチャート

符号の説明

１０ センサレスモータ
２０ 出力アンプ
３０ 逆起検出比較回路
４０ 駆動信号合成回路
５０ 三相分配回路
６０ アップダウンカウンタ
７１ 第１Ｄ／Ａ変換器
７２ 第２Ｄ／Ａ変換器
８０ マスク信号生成回路
Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃ 逆起比較信号
ＦＧ 合成周波数信号
Ｐｍａｓｋ プリマスク信号
ＭＡＳＫ マスク信号
Ｄ１、Ｄ２ 第１、第２ディジタルスロープ信号
Ａ１、Ａ２ 第１、第２アナログスロープ信号
Ｕｈ〜Ｗｌ 駆動信号

Claims (10)

1. ロータと複数相の駆動コイルを有するステータとを持つセンサレスモータを駆動するためのセンサレスモータ駆動回路において、
   出力トランジスタ回路を含み前記複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する出力アンプと、
   前記複数相の駆動コイルの各相電圧と前記複数相の駆動コイルの中点電圧とを比較して、ロータ位置を検出するための各相毎の逆起比較信号を生成する逆起検出比較回路と、
   前記逆起比較信号に含まれ得るスパイクノイズをマスクするためのマスク信号を受けて、マスクされた整形逆起比較信号を生成すると共に、該整形逆起比較信号に基づいて駆動基準信号及び合成周波数信号を生成する駆動信号合成回路と、
   前記合成周波数信号に同期したスロープ状の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を有するスロープ信号を発生し、少なくとも前記スロープ信号の所定レベルに応じて前記マスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
   前記駆動基準信号に基づく駆動信号を前記出力アンプに供給する相分配回路と、を有することを特徴とする、センサレスモータ駆動回路。
2. ロータと複数相の駆動コイルを有するステータとを持つセンサレスモータを駆動するためのセンサレスモータ駆動回路において、
   出力トランジスタ回路を含み前記複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する出力アンプと、
   前記複数相の駆動コイルの各相電圧と前記複数相の駆動コイルの中点電圧とを比較して、ロータ位置を検出するための各相毎の逆起比較信号を生成する逆起検出比較回路と、
   前記逆起比較信号に含まれ得るスパイクノイズをマスクするためのマスク信号を受けて、マスクされた整形逆起比較信号を生成すると共に、該整形逆起比較信号に基づいて駆動基準信号及び合成周波数信号を生成する駆動信号合成回路と、
   前記合成周波数信号に同期したスロープ状の立ち上がり部分及び立ち下がり部分を有するスロープ信号を発生するスロープ信号合成回路と、
   少なくとも前記スロープ信号の所定レベルに応じて前記マスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
   前記駆動基準信号及び前記スロープ信号が入力され、前記各相毎整形逆起比較信号と前記スロープ信号とに基づいて、立ち上がり部及び立ち下がり部にスロープが付された駆動信号を生成し、前記出力アンプに供給する相分配回路と、を有することを特徴とする、センサレスモータ駆動回路。
3. 前記センサレスモータは三相モータであり、
   前記合成周波数信号は三相の整形逆起比較信号を合成して得た、デューティ比５０％で２π／３周期の信号であり、
   前記スロープ信号は、前記合成周波数信号の変化点に同期して下限値から上限値の方向に及びもしくは上限値から下限値の方向に向けて変化することを特徴とする、請求項１または２に記載のセンサレスモータ駆動回路。
4. 前記マスク信号は、前記合成周波数信号の変化点と前記スロープ信号の所定レベルに応じて生成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のセンサレスモータ駆動回路。
5. 前記マスク信号は、前記合成周波数信号の変化時点から、下限値方向へ変化するスロープ信号が所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする、請求項４に記載のセンサレスモータ駆動回路。
6. 前記センサレスモータは三相モータであり、
   前記合成周波数信号は三相の整形逆起比較信号を合成して得た、デューティ比５０％で２π／３周期の信号であり、
   前記スロープ信号合成回路は、クロックをカウントし、前記合成周波数信号の変化点に同期して下限値から上限値の方向に及びもしくは上限値から下限値の方向に向けて変化するディジタルスロープ信号を発生するカウンタと、前記ディジタルスロープ信号をアナログスロープ信号に変換して前記三相分配回路にスロープ信号として入力するディジタル・アナログ変換回路とを有し、
   前記マスク信号生成回路は、少なくとも前記ディジタルスロープ信号の所定ビット以上の上位ビットを利用して、前記マスク信号を生成することを特徴とする、請求項２に記載のセンサレスモータ駆動回路。
7. 前記マスク信号生成回路は、前記ディジタルスロープ信号の所定ビット以上の上位ビットがいずれかは零でないことに基づいてマスク信号を生成することを特徴とする、請求項６に記載のセンサレスモータ駆動回路。
8. 前記マスク信号生成回路は、マスク信号を、前記合成周波数信号の変化時点から、下限値方向へ変化するスロープ信号が所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする、請求項６に記載のセンサレスモータ駆動回路。
9. 前記カウンタは、前記合成周波数信号の立ち上がりに同期して下限値から上限値の方向へ向けてカウントアップし、その立ち下がりに同期して上限値から下限値の方向へ向けてカウントダウンする第１ディジタルスロープ信号と、前記合成周波数信号の立ち上がりに同期して上限値から下限値の方向へ向けてカウントダウンし、その立ち下がりに同期して下限値から上限値の方向へ向けてカウントアップする第２ディジタルスロープ信号とを発生する、所定ビット数のアップダウンカウンタと、
   前記第１ディジタルスロープ信号を変換して第１アナログスロープ信号を発生する第１ディジタル・アナログ変換器と、
   前記第２ディジタルスロープ信号を変換して第２アナログスロープ信号を発生する第２ディジタル・アナログ変換器とを備えて、
   前記第１アナログスロープ信号及び前記第２アナログスロープ信号とを前記スロープ信号として、前記三相分配回路に入力することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のセンサレスモータ駆動回路。
10. 前記マスク信号は、前記第１ディジタルスロープ信号が前記合成周波数信号の変化時点から下限値方向へ変化して所定レベルに達する時点までの期間及び、前記第２ディジタルスロープ信号が前記合成周波数信号の変化時点から下限値方向へ変化して所定レベルに達する時点までの期間に発生されることを特徴とする、請求項９に記載のセンサレスモータ駆動回路。