JP2007129787A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種ＡＶ機器およびストレージ機器に使用されるモータおよびＣＤチェンジャーのように複数のモータを交互に動作させて使用する機器において、複数のモータを交互に動作させる駆動制御回路を共有化し、小型化、低価格のモータ駆動制御回路を提供することを目的とする。
【解決手段】各々の回路部の出力を切り換えるモータ切換回路１０４を有する駆動制御回路部１０１と、パワー出力回路部１０２とを１チップ半導体素子１０５に内蔵し、駆動制御回路部を共用化することで、パッケージの小型化、低価格のモータ駆動装置を実現した。
【選択図】図１

Description

本発明は複数のモータを交互に動作させて使用する機器のモータ駆動装置に関するものである。

近年各種ＡＶ機器及びＯＡ機器には１台のセットに多数のモータが用いられることが多い。また家庭用電化機器も食器洗浄機やあるいは洗濯乾燥機など複数のモータを有する機器がある。

従来、複数のモータを駆動あるいは制御するために、各々のモータに駆動用回路、制御用回路を設けていた。このため、回路が複雑となり機器の小型化、低価格化の阻害要因となっていた。この課題を解決するために、複数の駆動用回路を１チップＩＣ化する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１に記載された技術は、特に損失の大きい定電流駆動用素子をＩＣの外部に接続する構成によって複数の駆動回路を１チップ化する際に大きな課題となるＩＣ内の損失の増大による発熱の増加を軽減しようとするものである。

図７に前記特許文献１に記載された従来の技術を示す。図７において、４０１は駆動制御用ＩＣである。入力端子に入力された信号に応じて出力端子＋OUT，−OUTよりそれぞれ２極性の出力電圧＋V，−Vを出力端子に外部接続されたＤＣモータＭ１、Ｍ２に出力するプッシュ・プル駆動回路４０２と、出力端子に接続された負荷を入力端子に入力された入力信号に応じて定電流駆動する定電流駆動回路ブロック４０３とが１チップで構成されている。定電流駆動回路ブロック４０３の出力は駆動用ＩＣ４０１の外部に接続された駆動用トランジスタＴｒ1を介してプランジヤのソレノイドＳを定電流駆動する構成とすることにより、ＩＣ内の損失を軽減し、多種にわたる駆動制御ブロックを１チップＩＣ化し得るようにしたものである。

また、前記特許文献１に記載された技術とは別に、タンデム型多色画像形成装置の複数の感光体ドラムをそれぞれ独立して複数のＤＣブラシレスモータで駆動する駆動装置に関し、各ＤＣブラシレスモータ用の駆動回路を一体化する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

前記特許文献２に記載された技術は、複数の感光体ドラムそれぞれを独立して駆動する複数のＤＣブラシレスモータに対して通電コイルを切り換えて出力を可変するためのスイッチング手段以外の部分を、機能の一部を複数のモータ軸分に共用化して１チップ化することにより、構成が小型化され、コストダウンが図れるものである。

図８、９を用いて前記特許文献２に記載された従来のモータ駆動装置の回路図動作を説明する。図８は、前記特許文献２に記載された従来の技術を示す。図９は、特許文献２に記載された従来の技術の駆動部の内部構成を示す。

図８において、５００は駆動装置である。複数のＤＣブラシレスモータ５０１Ａ〜５０１Ｄを駆動する駆動部５０５は、画像形成部用回路駆動装置５０２Ａ〜５０２Ｄ及びその他の各種モータ５０３、５０４に駆動・制御信号を付与するための装置であり、１枚のプリント回路基板に搭載された各種ＩＣから構成されている。

駆動部５０５の内部構成は図９に示すように、１つの駆動用ＩＣ５０６と、４軸分のスイッチング手段（スイッチング素子）５０７とから構成される駆動回路５０８と、制御用ＩＣ５０９と、三相結線されたＤＣブラシレスモータ５０１Ａの固定子巻線の各相に誘起される逆起電力を検出し、その検出信号を駆動用ＩＣ５０６に出力するための回路である逆起電圧検出回路５１０とで構成されている。

駆動回路５０８は、制御用ＩＣ５０９から速度制御信号を付与され、さらに各回転駆動装置のモータ５０１Ａ〜５０１Ｄに三相電圧駆動信号を付与するための回路である。以上に述べたように、駆動回路５０８においてスイッチング手段５０７を除いた部分は、機能の少なくとも一部が複数のモータ軸分にまたがって１チップ化されている。この構成により、駆動部５０５の構成が小型化され、コストダウンが実現されるものである。

前記従来の技術はいずれも1チップＩＣの外部に駆動用トランジスタあるいはスイッチング主段を接続する必要があり、更なる回路構成の簡素化及び小型化あるいはコストダウンを図るためにはモータを駆動する回路の全ての構成要素を1チップＩＣ化することが要求される。しかしながら、損失によるＩＣ内部の温度上昇の問題があり、全ての構成要素を１チップＩＣ内部に組み込んで構成することは非常に困難であった。

ところで、複数のモータを有する機器の中でも、例えばＣＤオートチェンジャーのように、ディスクの装脱用、ディスクトレイの昇降、ディスク回転駆動用等に各々独立してモータが駆動源として用いられており、それぞれのモータは必ずしも同時に動作する必要がない機器がある（例えば、特許文献３参照）。また、家庭用の食器洗浄機のように洗浄用モータ、排水ポンプ用モータ、ファンモータ等の複数のモータを交互に動作させて使用する機器もある（例えば、特許文献４参照）。

そこで、前記特許文献３または特許文献４に開示されたような複数のモータを交互に動作させて使用する機器のモータ駆動装置について、駆動するモータを切り換える技術が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

前記特許文献４に記載された技術は、複数のモータを同時に駆動する必要が無い機器において、モータの駆動回路が駆動するモータを切り換えて交互に動作させることにより、モータ駆動回路とその制御回路の共用化を可能とし、これにより小型化、低価格を図るものである。

図１０に前記特許文献４に記載された従来の技術を示す。図１０において、交流電源７０１に接続された整流回路７０２の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路７０３の出力を負荷切換手段７０４により切り換えて複数のモータ７０５Ａ、７０５Ｂを順次駆動する構成とすることにより、インバータ回路７０３とモータ７０５Ａ、７０５Ｂの制御手段７０６を１つにして共用化するものである。
特許第２６６２３９７号公報（第２頁、第１図） 特開２００３−２０２７１９号公報（第５頁、図２、図３） 国際公開第０２／０８６８８３号パンフレット（第９―２６頁、図３、図８、図９、図１１） 特開２００１−２８６１７５号公報（第４−５頁、図１）

しかしながら、前記従来の技術の構成では、以下に述べる課題があった。図１１、１２を用いて図１０を参照しながら前記特許文献４に記載された従来のモータ駆動装置の回路動作を説明する。

図１１は、従来のモータ駆動装置によるモータ回転中のモータ切換タイミングを示し、８０１は運転／停止切換信号、８０２はモータ切換信号、８０３は第１のモータ瞬時切換時サージ電圧である。また図１２は、従来のモータ駆動装置によるモータ切換タイミングを示し、９０１は運転／停止切換信号、９０２はモータ切換信号、９０３は第１のモータ回転数、９０４は第２のモータ回転数である。

前記特許文献４に記載されたモータ駆動装置の構成では、複数のモータを駆動するインバータ回路７０３と制御手段７０６を共有化し負荷切換手段７０４にてモータ７０５Ａ、７０５Ｂを切り換えるものであるが、インバータ回路７０３を停止しても、第１のモータの惰性回転により逆起電力が発生し、インバータ回路７０３のパワースイッチング素子に図１１に示すサージ電圧８０４が発生する。また、負荷切換手段７０４は、大電流が流れるラインを直接切り換える必要があるので、ＩＣ内部に組み込むことが困難であり、ＩＣの外部にメカニカルリレーを接続してその機能を果たすのが妥当である。メカニカルリレーによりインバータ回路７０３を切り換える場合には前記サージ電圧の発生によってアーク放電が生じ、リレーの接点寿命を短くし信頼性を低下させる。従って、図１２に示すように所定の遅延時間９０５を設けた後に負荷切換手段７０４を動作させる方式を取らざるを得なかった。

本発明は、前記課題を解決するもので、複数のモータを交互に動作させて使用する機器のモータ駆動装置の駆動制御回路部と、前記駆動制御回路部に接続される複数のパワー出力回路部と、この前記駆動制御回路部の入出力を切り換えるモータ切換回路を１チップ半導体素子に内蔵し、駆動制御回路部を共用化することで、パッケージの小型化、低価格のモータ駆動装置を実現することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明は、モータの位置検出信号を処理する位置検出信号処理回路と、駆動すべきモータの通電切換信号を生成するプリドライブ回路と、このプリドライブ回路の出力に応じて駆動すべきモータに電流を供給するパワースイッチング回路とを備え、複数のモータを交互に駆動するモータ駆動装置であって、前記パワースイッチング回路は各々のモータ毎に独立して複数設けられており、駆動すべきモータの位置検出信号と駆動すべきモータに接続される前記パワースイッチング回路とが対応する様に前記位置検出信号処理回路とプリドライブ回路の入出力を選択して対応するパワースイッチング回路への接続切換を指示するモータ切換回路を備え、前記位置検出信号処理回路と、前記プリドライブ回路と、前記パワースイッチング回路と、前記モータ切換回路は１チップ半導体素子により構成されたモータ駆動装置である。

以上のように、本発明のモータ駆動装置によれば駆動するモータを切り換える手段にメカニカルリレーを使用しないことにより無接点化が図れ、駆動するモータが他のモータに切り換えられた瞬間にそれまで駆動していたモータの３相パワースイッチング素子が全てオフ状態になる。次に、選択されたモータが駆動されるため、モータ切り換えタイミングを気にすることなく駆動切り換えが可能となり、切換時間の大幅な短縮を図ることができる。その際に、位置検出出力切換回路から駆動しているパワー出力回路は切り離され、パワー出力回路とモータコイルによりエネルギーを消費するため、パワースイッチング回路にサージ電圧やアーク放電がなく高寿命且つ、信頼性の高いモータ駆動装置を実現することができる。

また、複数のモータを交互に動作させて使用するため、選択されたモータに接続されたパワー出力回路を切り換えることにより１回路のパワースイッチング回路のみ動作し、電
力エネルギーを消費するため発熱の増大がなく、１チップ化が可能となる。
さらに、駆動制御回路部の共有化を図ることにより通常２つの回路を１つのパッケージに搭載した際と比較すると回路規模が著しく縮小でき、回路の簡素化、パッケージの小型化、低価格でモータ駆動装置を実現することができる。

以下に、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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置を示す回路構成図である。

図２は、本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置のより具体的な回路構成図を示す。

図１ならびに図２において、モータ駆動装置は、３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の動作制御および各々の位置検出信号１２０の処理を行う駆動制御回路部１０１と、この駆動制御回路部１０１に接続され、駆動制御回路１０１の出力から駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の通電切換信号１１９を生成するプリドライブ回路１０９と、このプリドライブ回路１０９の出力に応じて駆動するモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）にそれぞれ電流を供給するパワースイッチング回路１１０により構成されたパワー出力回路部１０２と、このパワー出力回路部１０２により駆動される３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）とで構成されている。

パワースイッチング回路１１０は各々のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）毎に独立して３組設けられており、プリドライブ回路１０９もパワースイッチング回路１１０毎に独立して３組設けられている。

モータ駆動装置の外部より駆動制御回路部１０１に入力される指示に応じて、後述するモータ切換手段により３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の内、駆動すべきモータ（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）のみを選択して駆動する様に構成されている。

上記モータ切換手段は、以下のように構成され、動作する。

モータ駆動装置の外部からの指示は、駆動制御回路部１０１のモータ切換回路１０４に入力される。駆動制御回路部１０１は、モータ切換回路１０４の出力に応じて３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の各々から出力される位置検出信号１２０から、駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出信号１２０を選択して増幅する位置検出信号処理回路１０６と、この位置検出信号処理回路１０６から出力される位置検出処理信号１２１をモータ切換回路１０４の出力に応じて駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）のパワースイッチング回路１１０に接続されたプリドライブ回路１０９を選択して出力する位置検出出力切換回路１０７とを備え、以上によりモータ切換手段を構成している。

この構成により、駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出信号１２０と駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）に接続されるパワースイッチング回路１１０とを対応させて外部からの指示に応じて駆動するモータの切り換え動作が行われる。

本実施の形態においては、駆動制御回路部１０１にモータの運転／停止切換回路１１２と正転／逆転切換回路１１３とブレーキモード切換回路１１４とを有する運転モード切換
回路部１０８を備えており、以上の駆動制御回路部１０１と、パワー出力回路部１０２とは１チップ半導体素子１０５に内蔵して構成されている。

以下に上記各回路の機能と動作の詳細を説明する。

３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）にそれぞれ備えられた３個数の位置検出手段１１１により各々のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の回転子を構成する永久磁石と固定子との相対位置が検出され、位置検出手段１１１から出力された位置検出信号１２０は、位置検出信号処理回路１０６に入力される。そして位置検出信号処理回路１０６はモータ切換回路１０４の出力により３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の内、駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出手段１１１の位置検出信号１２０を選択し、その処理後の位置検出処理信号１２１が位置検出出力切換回路１０７に入力される。さらに位置検出出力切換回路１０７にもモータ切換回路１０４の出力が入力され、これにより位置検出出力切換回路１０７の出力信号が選択されて駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）のパワー出力回路部１０２に入力される。

パワー出力回路部１０２は、駆動制御回路部１０１の出力から駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の通電切換信号１１９を生成するプリドライブ回路１０９と、このプリドライブ回路１０９の出力に応じて駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）に電流を供給するパワースイッチング回路１１０により構成されている。

プリドライブ回路１０９は、位置検出出力切換回路１０７より出力される駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出処理信号１２１よりパワースイッチング回路１１０の通電パターンを生成する。また、パワースイッチング回路１１０は、６個のパワースイッチング素子１１５よりなる３相フルブリッジ回路により構成されている。パワースイッチング素子１１５にバイポーラトランジスタを用いる際には、逆並列ダイオード１１６を外部接続し、ＰＷＭ駆動を行う場合に発生する還流電流を流す必要がある。また、パワースイッチング素子１１５にＭＯＳＦＥＴを用いる際には、逆並列ダイオードが内蔵されており還流電流を流すことができる。

運転モード切換回路部１０８は、モータの運転または停止を切り換える運転／停止切換回路１１２と、モータの正転または逆転を切り換える正転／逆転切換回路１１３と、モータ停止信号により３相のパワースイッチング回路１１０を全てオフさせるフリーランモードと電磁ブレーキをかけて短時間でモータを停止させるショートブレーキモードを選択するブレーキモード切換回路１１４とにより構成されている。

３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）は、３相ブラシレスモータにより構成し、回転子を構成する永久磁石と固定子との相対位置を位置検出手段１１１により検出する。位置検出手段１１１としてホール素子を備えている。

また、位置検出手段１１１として、モータ逆起電力よりモータの回転子と固定子との相対位置を検出するセンサレス方式を用いることが可能であり、モータ駆動装置全体の価格をさらに低く抑えることができる。

以上の構成において、３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の切換動作について図１、図２を参照しながら図３を用いて説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における、３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の内の第１のモータから第２のモータへのモータ切換タイミングを示す。

図３において２０１はモータ切換信号１１８の第１のモータ選択信号、２０２はモータ切換信号１１８の第２のモータ選択信号、２０３は位置検出出力切換回路出力信号、１１９ａは第１のモータ通電切換信号、１１９ｂは第２のモータ通電切換信号、２０４は第１のモータパワースイッチング回路出力、２０５は第２のモータパワースイッチング回路出力、２０６は第１のモータ回転数、２０７は第２のモータの回転数を示す。

初期状態として、予め駆動制御回路部１０１に外部より駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）を指示するモータ切換信号１１８を第１のモータ選択信号２０１の状態で、運転／停止切換信号１２２を停止状態で入力し、正転／逆転切換信号１２３およびブレーキモード切換信号１２４は適宜必要な状態を選択してそれぞれ入力する。

以上の状態に設定した後、図３にＴ１で示すタイミングで運転／停止信号１２２の運転信号が運転／停止切換回路１１２に入力されると、モータ切換信号１１８はすでに第１のモータ選択信号２０１の状態でモータ切換回路１０４に入力されているので、モータ切換回路１０４の出力により位置検出信号処理回路１０６の入力は第１のモータの位置検出信号１２０が選択され、位置検出信号処理回路１０６により増幅処理されて位置検出処理信号１２１として出力される。位置検出処理信号１２１は位置検出出力切換回路１０７に入力され、モータ切換回路１０４の出力により第１のモータに対応するプリドライブ回路１０９を選択して位置検出出力切換回路１０７から位置検出出力切換回路出力信号２０３が出力される。そして、第１のモータに対応するプリドライブ回路１０９の出力である通電切換信号１１９ａは第１のモータのパワースイッチング回路１１０に入力され、このパワースイッチング回路１１０が第１のモータに電流（第１のモータパワースイッチング回路出力２０４）を供給して上記Ｔ１のタイミングで第１のモータが起動する。目標回転数にモータが到達した後、図３にＴ２で示すタイミングでモータ切換信号１１８を第２のモータ選択信号２０２の状態に変えてモータ切換回路１０４に入力すると、位置検出信号処理回路１０６の入力は第２のモータの位置検出信号１２０が選択され、位置検出信号処理回路１０６により増幅処理されて位置検出処理信号１２１として出力される。従ってタイミングＴ２を境に位置検出処理信号１２１は第２のモータの位置検出信号１２０と対応するようになる。そして、位置検出処理信号１２１は位置検出出力切換回路１０７に入力され、モータ切換回路１０４の出力により第２のモータに対応するプリドライブ回路１０９を選択して位置検出出力切換回路１０７から位置検出出力切換回路出力信号２０３が出力される。すなわち、タイミングＴ２を境に位置検出出力切換回路出力信号２０３は第２のモータの位置検出信号１２０と対応するようになる。そして、第２のモータに対応するプリドライブ回路１０９の出力である通電切換信号１１９ｂは第２のモータのパワースイッチング回路１１０に入力され、このパワースイッチング回路１１０が第２のモータに電流（第２のモータパワースイッチング回路出力２０５）を供給して上記Ｔ２のタイミングで第２のモータが起動する。そして、上記Ｔ２のタイミングでは、同時に位置検出出力切換回路１０７の出力が、第１のモータに対応するプリドライブ回路１０９から切り離される。そして、そのプリドライブ回路１０９の出力である通電切換信号１１９ａがハイインピーダンス状態となるので、第１のモータのパワースイッチング回路１１０の出力２０４もハイインピーダンス状態となり第１のモータの駆動は停止する。

以上のように、交互に動作させるモータ駆動装置において、駆動すべきモータを切り換える手段にメカニカルリレーを使用しないことにより無接点化が図れ、駆動すべきモータが他のモータに切り換えられた瞬間にそれまで駆動していたモータの３相パワースイッチング素子が全てオフ状態になる。

また、モータ運転中に駆動制御回路部１０１に正転／逆転切換信号１２３が入力されるか、または、目標回転数に向かう途上に駆動すべきモータを切り換えるモータ切換信号１１８が入力されると、従来例ではモータ停止信号を検知してから所定の遅延時間を設けた
後にモータ切換回路１０４を動作しなければならないが、本発明では上記した様に、位置検出出力切換回路１０７から駆動しているパワースイッチング回路１１０は切り離されてモータを駆動する電流が供給されなくなるが、パワースイッチング回路１１０とモータコイルは接続されたままであるので、モータコイルに蓄積されたエネルギーを吸収するため、パワースイッチング回路１１０にサージ電圧やアーク放電が発生することがない。

従って、モータ切り換えタイミングを気にすることなく駆動切換が可能となり、切り換え時間の大幅な短縮を図ることができる。これにより高寿命且つ、信頼性の高いモータ駆動装置を実現することができる。また、３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）を交互に動作させて使用するため、選択されたモータに接続されたパワー出力回路部１０２を切り換えるため、１組のパワースイッチング回路１１０のみ動作し、電力エネルギー消費による発熱の増大がなく１チップ化が容易となる。

さらに、駆動制御回路部１０１の共有化を図ることにより通常２つの回路を１つのパッケージに搭載した場合と比較すると回路規模が著しく縮小でき、回路の簡素化、パッケージの小型化が図れるので低価格なモータ駆動装置を実現することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置を示す回路構成図である。

図５は、本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置のより具体的な回路構成図を示す。

上記の実施の形態１と異なるのは、プリドライブ回路１０９を共用化して１つにし、モータ切換手段を、位置検出信号処理回路１０６から出力される位置検出処理信号１２１をプリドライブ回路１０９に直接入力し、このプリドライブ回路１０９の出力をモータ切換回路１０４の出力に応じて駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）のパワースイッチング回路１１０を選択して出力するプリドライブ出力切換回路１３０に入力して切り換える構成にした点である。位置検出信号処理回路１０６は上記実施の形態１と同様に、モータ切換回路１０４の出力に応じて３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の各々から出力される位置検出信号１２０から、駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出信号１２０を選択して増幅する様に構成されている。

この構成により、駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）の位置検出信号１２０と駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）に接続されるパワースイッチング回路１１０とを対応させて外部からの指示に応じて駆動するモータの切換動作が行われる。

以上の構成において、３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の切換動作について図４、図５を参照しながら図６を用いて説明する。

図６は、本発明の実施の形態２における３個のモータ１０３（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）の内の第１のモータから第２のモータへのモータ切り換えタイミングを示す。

上記の本発明の実施の形態１と同じ構成の要素は同一符号を付与して説明を省略する。

図６において、上記実施の形態１の図３と異なるのは、プリドライブ回路１０９の出力である通電切換信号１１９が、モータ切換信号１１８が第１のモータ選択信号２０１の状態でモータ切換回路１０４に入力されるタイミングＴ５からの第２のモータ選択信号２０２の状態でモータ切換回路１０４に入力されるタイミングＴ６までの間は、第１のモータ
の通電切換信号として出力され、Ｔ６以降は第２のモータの通電切換信号として出力される点である。

初期状態として、予め駆動制御回路部１０１に外部より駆動すべきモータ１０３（Ｍ１〜Ｍ３のいずれか１個）を指示するモータ切換信号１１８を第１のモータ選択信号２０１の状態で、運転／停止切換信号１２２を停止状態で入力し、正転／逆転切換信号１２３およびブレーキモード切換信号１２４は適宜必要な状態を選択してそれぞれ入力する。

以上の状態に設定した後、図６にＴ５で示すタイミングで運転／停止信号１２２の運転信号が運転／停止切換回路１１２に入力されると、モータ切換信号１１８はすでに第１のモータ選択信号２０１の状態でモータ切換回路１０４に入力されているので、モータ切換回路１０４の出力により位置検出信号処理回路１０６の入力は第１のモータの位置検出信号１２０が選択され、位置検出信号処理回路１０６により増幅処理されて位置検出処理信号１２１として出力される。位置検出処理信号１２１はプリドライブ回路１０９に入力される。その出力である通電切換信号１１９はプリドライブ出力切換回路１３０に入力され、モータ切換回路１０４の出力により第１のモータに対応するパワースイッチング回路１１０を選択してプリドライブ出力切換回路１３０から出力される。この時選択された第１のモータ以外に対応するパワースイッチング回路１１０には、プリドライブ出力切換回路１３０の出力はハイインピーダンス状態となっている。そして、このパワースイッチング回路１１０が第１のモータに電流（第１のモータパワースイッチング回路出力２０４）を供給して上記Ｔ５のタイミングで第１のモータが起動する。目標回転数にモータが到達した後、図６にＴ６で示すタイミングでモータ切換信号１１８を第２のモータ選択信号２０２の状態に変えてモータ切換回路１０４に入力すると、位置検出信号処理回路１０６の入力は第２のモータの位置検出信号１２０が選択され、位置検出信号処理回路１０６により増幅処理されて位置検出処理信号１２１として出力される。位置検出処理信号１２１はプリドライブ回路１０９に入力され、その出力である通電切換信号１１９はプリドライブ出力切換回路１３０に入力され、モータ切換回路１０４の出力により第２のモータに対応するパワースイッチング回路１１０を選択してプリドライブ出力切換回路１３０から出力される。すなわち、タイミングＴ６を境に通電切換信号１１９は第２のモータの位置検出信号１２０からプリドライブ回路１０９により生成されて出力されるとともに、プリドライブ出力切換回路１３０により対応する第２のモータのパワースイッチング回路１１０に入力されることになる。

そして、このパワースイッチング回路１１０が第２のモータに電流（第２のモータパワースイッチング回路出力２０５）を供給して上記Ｔ６のタイミングで第２のモータが起動する。

また、上記Ｔ６のタイミングでは、同時にプリドライブ出力切換回路１３０の第１のモータに対応するパワースイッチング回路１１０への出力がハイインピーダンス状態となって、パワースイッチング回路１１０の出力２０４もハイインピーダンス状態となり第１のモータの駆動は停止する。

以上により、上記本発明の実施の形態１と同様な効果を奏することができる。

本発明にかかるモータ駆動装置は、複数のモータを交互に動作させて使用する、各種ＡＶ機器及びＯＡ機器、家庭用電化機器等の用途に有用である。

本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置を示す回路構成図 本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置のより具体的な回路構成図 本発明の実施の形態１におけるモータ切換タイミングを示す図 本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置を示す回路構成図 本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置のより具体的な回路構成図 本発明の実施の形態２におけるモータ切換タイミングを示す図 特許文献１に記載された従来の技術を示す回路図 特許文献２に記載された従来の技術を示す回路図 特許文献２に記載された従来の技術の駆動部の内部構成を示す回路図 特許文献４に記載された従来の技術を示す回路図 特許文献４に記載された従来のモータ駆動装置によるモータ回転中のモータ切換タイミングを示す図 特許文献４に記載された従来のモータ駆動装置によるモータ切換タイミングを示す図

符号の説明

１０１ 駆動制御回路部
１０２ パワー出力回路部
１０３ モータ
１０４ モータ切換回路
１０５ １チップ半導体素子
１０６ 位置検出信号処理回路
１０７ 位置検出出力切換回路
１０８ 運転モード切換回路部
１０９ プリドライブ回路
１１０ パワースイッチング回路
１１１ 位置検出手段
１１２ 運転／停止切換回路
１１３ 正転／逆転切換回路
１１４ ブレーキモード切換回路
１１５ パワースイッチング素子
１１６ 逆並列ダイオード
１１７ 電源
１１８ モータ切換信号
１１９ 通電切換信号
１１９ａ 第１のモータ通電切換信号
１１９ｂ 第２のモータ通電切換信号
１２０ 位置検出信号
１２１ 位置検出処理信号
１２２ 運転／停止切換信号
１２３ 正転／逆転切換信号
１２４ ブレーキモード選択信号
１３０ プリドライブ出力切換回路
２０１ 第１のモータ選択信号
２０２ 第２のモータ選択信号
２０３ 位置検出出力切換回路出力信号
２０４ 第１のモータパワースイッチング回路出力
２０５ 第２のモータパワースイッチング回路出力
２０６ 第１のモータ回転数
２０７ 第２のモータ回転数
４０１ 駆動制御用ＩＣ
４０２ プッシュ・プル駆動回路
４０３ 定電流駆動回路ブロック
４０４ 電源制御ブロック
５００ 駆動装置
５０１Ａ、５０１Ｂ、５０１Ｃ、５０１Ｄ ＤＣブラシレスモータ
５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ、５０２Ｄ 画像形成部用回転駆動装置
５０３、５０４ モータ
５０５ 駆動部
５０６ 駆動用ＩＣ
５０７ スイッチング手段
５０８ 駆動回路
５０９ 制御用ＩＣ
５１０ 逆起電力検出回路
７０１ 交流電源
７０２ 整流回路
７０３ インバータ回路
７０４ 負荷切換手段
７０５Ａ、７０５Ｂ モータ
７０６ 制御手段
８０１ 運転／停止切換信号
８０２ モータ切換信号
８０３ 第１のモータ瞬時切換時サージ電圧
８０４ サージ電圧
９０１ 運転／停止切換信号
９０２ モータ切換信号
９０３ 第１のモータ回転数
９０４ 第２のモータ回転数
９０５ 遅延時間
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ モータ
Ｔ１ 第１のタイミング
Ｔ２ 第２のタイミング

Claims (6)

1. モータの位置検出信号を処理する位置検出信号処理回路と、駆動すべきモータの通電切換信号を生成するプリドライブ回路と、このプリドライブ回路の出力に応じて駆動すべきモータに電流を供給するパワースイッチング回路とを備え複数のモータを交互に駆動するモータ駆動装置であって、前記パワースイッチング回路は各々のモータ毎に独立して複数設けられており、駆動すべきモータの位置検出信号と駆動すべきモータに接続される前記パワースイッチング回路とが対応する様に前記位置検出信号処理回路とプリドライブ回路の入出力を選択して対応するパワースイッチング回路への接続切換を指示するモータ切換手段を備え、前記位置検出信号処理回路と、前記プリドライブ回路と、前記パワースイッチング回路と、前記モータ切換回路は１チップ半導体素子により構成されたモータ駆動装置。
2. プリドライブ回路をパワースイッチング回路毎に独立して複数備え、モータ切換手段は、複数のモータの位置検出信号から駆動すべきモータの位置検出信号を選択して位置検出信号処理回路に入力し、この位置検出信号処理回路より出力される位置検出処理信号を駆動すべきモータのプリドライブ回路を選択して出力する構成である請求項１記載のモータ駆動装置。
3. プリドライブ回路を接続パワースイッチング回路に共通して１組備え、モータ切換手段は、複数のモータの位置検出信号から駆動すべきモータの位置検出信号を選択して位置検出信号処理回路に入力し、この位置検出信号処理回路より出力される位置検出処理信号が入力されるプリドライブ回路から駆動すべきモータのパワースイッチング回路を選択して出力する構成である請求項１記載のモータ駆動装置。
4. モータの運転／停止切換回路と、正転／逆転切換回路と、ブレーキモード切換回路とを有する運転モード切換回路を備える請求項２、請求項３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
5. 複数のモータは位置検出手段を備えた３相ＤＣブラシレスモータにより構成された、請求項１記載のモータ駆動装置。
6. 複数のモータはモータ逆起電力よりモータの回転子と固定子との相対位置を検出する位置検出方式を用いた３相ＤＣブラシレスモータにより構成された、請求項１記載のモータ駆動装置。
   
   

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