JP2007267552A - Motor driving circuit, its method, and disk drive using it - Google Patents

Motor driving circuit, its method, and disk drive using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the erroneous detection of a zero cross point at the time of modulating the pulses of a motor prior to drive. <P>SOLUTION: A pulse width modulation signal generating circuit 50 generates a PWM signal Spwm whose duty ratio changes according to the target toque of the motor 110. A counterelectromotive detection circuit 20 detects a zero cross point by comparing a phase voltage Vu generated in a U-phase coil Lu with a midpoint voltage Vcom. A switching control circuit 30 receives the PWM signal Spwm and a counterelectromotive detection signal BEMF<SB>-</SB>EDGE, controls the sequence of the ON-OFF state of a switching circuit 10, and also controls the switching of at least one hand of a high-side switch and a low-side switch included in the switching circuit 10. The counterelectromotive detection circuit 20 sets the detection timing, based on the PWM signal Spwm, and outputs a specified level of counterelectromotive detection signal BEMF<SB>-</SB>EDGE at its detection timing when the comparison results between the counterelectromotive voltage Vu and the midpoint voltage Vcom fulfills specified conditions. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転子の回転を制御する技術に関し、特に、複数のコイルを有するステータと磁性を有するロータとを含むモータの回転を制御するモータ駆動回路に関する。   The present invention relates to a technique for controlling rotation of a rotor, and more particularly to a motor drive circuit that controls rotation of a motor including a stator having a plurality of coils and a magnetic rotor.

ポータブルCD(Compact Disc)装置や、DVD(Digital Versatile Disc)など、ディスク型メディアを使用した電子機器において、そのディスクを回転させるためにブラシレス直流モータが用いられる。ブラシレス直流(DC)モータは、一般に、永久磁石を備えたロータと、スター結線された複数の相のコイルを備えたステータとを備えており、コイルに供給する電流を制御することによりコイルを励磁し、ロータをステータに対して相対回転させて駆動する。ブラシレスDCモータは、ロータの回転位置を検出するために、一般に、ホール素子や光学エンコーダなどのセンサを備えており、センサにより検出された位置に応じて、各相のコイルに供給する電流を切り換えて、ロータに適切なトルクを与える。   In an electronic device using a disk-type medium such as a portable CD (Compact Disc) device or a DVD (Digital Versatile Disc), a brushless DC motor is used to rotate the disk. Brushless direct current (DC) motors generally include a rotor with a permanent magnet and a stator with a plurality of star-connected coils of a phase, and the coil is excited by controlling the current supplied to the coil. The rotor is driven by rotating relative to the stator. In order to detect the rotational position of the rotor, the brushless DC motor generally includes a sensor such as a Hall element or an optical encoder, and switches the current supplied to the coil of each phase according to the position detected by the sensor. And apply an appropriate torque to the rotor.

モータをより小型化するために、ホール素子などのセンサを利用せずにロータの回転位置を検出するセンサレスモータも提案されている(たとえば、特許文献1、2参照)。センサレスモータは、たとえばモータの中点配線の電位(以下、中点電圧という)を計測することにより、コイルに発生する逆起電圧(誘導電圧)をモニタし、中点電圧と等しくなるゼロクロス点を検出することにより位置情報を得る。   In order to further reduce the size of the motor, a sensorless motor that detects the rotational position of the rotor without using a sensor such as a Hall element has also been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2). For example, a sensorless motor monitors the counter electromotive voltage (inductive voltage) generated in the coil by measuring the potential of the midpoint wiring of the motor (hereinafter referred to as the midpoint voltage). By detecting, position information is obtained.

ここで、ある相コイルの逆起電圧をモニタするためには、ゼロクロス点の発生するタイミングに合わせて、非駆動状態を設定する必要がある。この非駆動状態においては、相コイルに接続されるドライバ(スイッチング回路)は、スイッチング駆動が停止され、ハイインピーダンス状態に設定される。モータを180度通電方式などにより駆動する場合、相コイルには常に電流が流れているため、ゼロクロス点の発生するタイミングを予測し、この予測結果に応じて、ハイインピーダンス状態を設定する必要がある。たとえば、特許文献3には、関連する技術が記載されている。   Here, in order to monitor the counter electromotive voltage of a certain phase coil, it is necessary to set the non-driving state in accordance with the timing at which the zero cross point occurs. In this non-driving state, the driver (switching circuit) connected to the phase coil stops switching driving and is set to a high impedance state. When the motor is driven by a 180-degree energization method or the like, since current always flows through the phase coil, it is necessary to predict the timing at which the zero cross point occurs and set the high impedance state according to the prediction result. . For example, Patent Document 3 describes a related technique.

特開平3−207250号公報JP-A-3-207250 特開平10−243685号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-243865 特開平11−75388号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-75388

モータのコイルに流れる電流を、正弦波状、あるいはアーチ状に連続的に変化させる目的で、モータのコイルに印加する電圧を、パルス変調により制御する場合がある。図1(a)〜(c)は、パルス変調駆動する場合のゼロクロス点の検出の様子を示すタイムチャートである。図1(a)は、パルス変調された信号PWMを、同図(b)は、ゼロクロス点の検出対象となるコイルに発生する相電圧(以下、逆起電圧Vuともいう)および中点電圧Vcomを、同図(c)は、逆起検出信号BEMF_EDGEの波形図を示す。   In some cases, the voltage applied to the motor coil is controlled by pulse modulation in order to continuously change the current flowing in the motor coil in a sine wave shape or an arch shape. FIGS. 1A to 1C are time charts showing how a zero-cross point is detected when pulse modulation driving is performed. FIG. 1A shows a pulse-modulated signal PWM, and FIG. 1B shows a phase voltage (hereinafter also referred to as a counter electromotive voltage Vu) and a midpoint voltage Vcom generated in a coil to be detected at a zero cross point. FIG. 6C shows a waveform diagram of the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE.

図1(b)に示すように、ゼロクロス点の検出対象となるコイルに発生する逆起電圧Vuには、同図(a)に示すパルス変調された信号のオフからオンへの遷移のタイミング、あるいはオンからオフのタイミングでノイズ成分が現れる。このノイズ成分によって、相電圧Vuと中点電圧Vcomを比較して得られる逆起検出信号がハイレベルとローレベルを繰り返し、ゼロクロス点が誤検出されてしまう。ゼロクロス点の誤検出は、ロータの位置の誤検出に他ならないため、回転精度の悪化や、回転不良などの問題を引き起こす。   As shown in FIG. 1B, the back electromotive voltage Vu generated in the coil that is the detection target of the zero cross point includes the timing of the transition from OFF to ON of the pulse-modulated signal shown in FIG. Alternatively, a noise component appears at the timing from on to off. Due to this noise component, the back electromotive force detection signal obtained by comparing the phase voltage Vu and the midpoint voltage Vcom repeats a high level and a low level, and the zero cross point is erroneously detected. The erroneous detection of the zero cross point is nothing but an erroneous detection of the rotor position, and causes problems such as deterioration in rotational accuracy and defective rotation.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータをパルス変調して駆動する際の、ゼロクロス点の誤検出を防止する技術の提供にある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a technique for preventing erroneous detection of a zero cross point when driving a motor by pulse modulation.

本発明のある態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路に関する。このモータ駆動回路は、多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、少なくとも多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、多相モータの少なくとも1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、パルス変調信号生成回路からのパルス変調信号と、逆起検出回路からの逆起検出信号と、を受け、逆起検出信号にもとづいて、複数のスイッチング回路のオンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御するスイッチング制御回路と、を備える。逆起検出回路は、パルス変調信号生成回路からのパルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧と中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、所定レベルの逆起検出信号を出力する。   One embodiment of the present invention relates to a motor drive circuit that drives a multiphase motor by supplying a drive current. This motor drive circuit is provided for each coil of the multiphase motor, and a plurality of switching circuits for applying a high level or low level voltage to one end of the connected coil, and at least the target torque of the multiphase motor A pulse modulation signal generation circuit that generates a pulse modulation signal whose duty ratio changes, and a counter electromotive voltage generated in at least one coil of the multiphase motor is compared with a midpoint voltage of the coil to detect a zero cross point; A back electromotive detection circuit that outputs a back electromotive detection signal, a pulse modulation signal from the pulse modulation signal generation circuit, and a back electromotive detection signal from the back electromotive detection circuit are received. High-side switch included in multiple switching circuits based on the pulse modulation signal as well as controlling the sequence of switching circuits on / off And comprising a switching control circuit for controlling switching of at least one of the low-side switch, the. The back electromotive force detection circuit sets the detection timing based on the pulse modulation signal from the pulse modulation signal generation circuit, and when the comparison result between the back electromotive voltage and the midpoint voltage satisfies a predetermined condition at the set detection timing, A back electromotive force detection signal of a predetermined level is output.

この態様によると、ゼロクロス点の検出タイミングを、逆起電圧にノイズ成分をもたらす要因となるパルス変調信号自体と同期して、ノイズの影響が少ないタイミングに設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。「パルス変調」とは、パルス幅変調、パルス周波数変調、パルス位置変調など、パルスのハイレベルとローレベルの期間の比率、すなわちデューティ比が変化する信号を利用した変調をいう。   According to this aspect, the detection timing of the zero cross point can be set to a timing with less influence of noise in synchronization with the pulse modulation signal itself that causes a noise component in the back electromotive voltage, and the zero cross point is erroneously detected. Can be prevented. “Pulse modulation” refers to modulation using a signal in which the ratio between the high-level and low-level periods of the pulse, that is, the duty ratio, such as pulse width modulation, pulse frequency modulation, and pulse position modulation.

逆起検出回路は、パルス変調信号のレベル遷移のタイミングにもとづいて、検出タイミングを設定してもよい。この場合、パルス変調信号のエッジのタイミングや、エッジを所定時間だけ遅延したタイミングを、検出タイミングに設定することができる。   The back electromotive detection circuit may set the detection timing based on the level transition timing of the pulse modulation signal. In this case, the timing of the edge of the pulse modulation signal or the timing obtained by delaying the edge by a predetermined time can be set as the detection timing.

逆起検出回路は、パルス変調信号のレベルが、複数のスイッチング回路に含まれるスイッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定してもよい。パルス変調によって逆起電圧に発生するノイズ成分は、検出対象となる逆起電圧が現れるコイルとは別のコイルに接続されるスイッチのオンオフ状態が遷移した直後にほぼ最大となり、その後、減衰していく場合が多い。そこで、スイッチのオンオフが遷移する直前のタイミングを、検出タイミングに設定することにより、ノイズ成分が小さい状態でのゼロクロス検出が可能となる。   The back electromotive force detection circuit may set the detection timing to the timing at which the level of the pulse modulation signal transitions from a level corresponding to ON of a switch included in the plurality of switching circuits to a level corresponding to OFF. The noise component generated in the back electromotive force due to pulse modulation becomes almost maximum immediately after the on / off state of the switch connected to a coil different from the coil in which the back electromotive voltage to be detected appears, and then attenuates. I often go. Thus, by setting the timing immediately before the switch on / off transition is set to the detection timing, it is possible to perform zero-cross detection with a small noise component.

逆起検出回路は、検出タイミングにおいて、前記逆起電圧が前記中点電圧の大小関係が所定の条件を満たすとき、逆起検出信号を出力してもよい。所定の条件は、モータの駆動状態に応じて、逆起電圧が中点電圧より高いとき、あるいは逆起電圧が中点電圧より低いときに設定すればよい。   The back electromotive force detection circuit may output a back electromotive force detection signal when the magnitude relationship between the back electromotive voltage and the midpoint voltage satisfies a predetermined condition at a detection timing. The predetermined condition may be set when the back electromotive voltage is higher than the midpoint voltage or when the back electromotive voltage is lower than the midpoint voltage, depending on the driving state of the motor.

逆起検出回路は、逆起電圧を中点電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの出力信号を受け、検出タイミングにおける値を出力する比較値出力部と、を含んでもよい。比較値出力部は、パルス変調信号に応じてコンパレータの出力信号をラッチするラッチ回路であってもよい。   The back electromotive force detection circuit may include a comparator that compares the back electromotive voltage with the midpoint voltage, and a comparison value output unit that receives an output signal of the comparator and outputs a value at the detection timing. The comparison value output unit may be a latch circuit that latches the output signal of the comparator in accordance with the pulse modulation signal.

モータ駆動回路は、1つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。モータ駆動回路を、1つのLSIとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。   The motor drive circuit may be integrated on a single semiconductor substrate. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. A resistor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate. By integrating the motor drive circuit as one LSI, the circuit area can be reduced.

本発明の別の態様は、ディスク装置である。この装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータを駆動する上述のモータ駆動回路と、を備える。
この態様によると、モータ駆動回路によるゼロクロス点の誤検出を好適に防止することができ、スピンドルモータを安定に回転させることができる。
Another embodiment of the present invention is a disk device. This apparatus includes a spindle motor that rotates a disk and the above-described motor drive circuit that drives the spindle motor.
According to this aspect, it is possible to suitably prevent erroneous detection of the zero cross point by the motor drive circuit, and it is possible to stably rotate the spindle motor.

本発明のさらに別の態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法である。この駆動方法は、少なくとも多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するステップと、多相モータの少なくとも1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成する逆起検出ステップと、逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、駆動対象となるコイルにハイレベルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップと、を備える。逆起検出ステップは、パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧と中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、逆起検出信号を所定レベルとする。   Yet another aspect of the present invention is a motor driving method for driving a polyphase motor by supplying a driving current. In this driving method, a step of generating a pulse modulation signal whose duty ratio changes at least according to a target torque of the multiphase motor, and a back electromotive voltage generated in at least one coil of the multiphase motor A counter-electromotive detection step for detecting a zero-cross point in comparison with the voltage and generating a counter-electromotive detection signal of a predetermined level, and controlling the sequence of the coil to be driven based on the counter-electromotive detection signal, and a pulse modulation signal And applying a high-level or low-level switching signal to the coil to be driven. In the back electromotive force detection step, the detection timing is set based on the pulse modulation signal, and when the comparison result between the back electromotive voltage and the midpoint voltage satisfies a predetermined condition at the set detection timing, the back electromotive detection signal is set to a predetermined level. And

この態様によると、ゼロクロス点の検出タイミングを、逆起電圧にノイズ成分をもたらす要因となるパルス変調信号自体と同期して、ノイズの影響が少ないタイミングに設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。   According to this aspect, the detection timing of the zero cross point can be set to a timing with less influence of noise in synchronization with the pulse modulation signal itself that causes a noise component in the back electromotive voltage, and the zero cross point is erroneously detected. Can be prevented.

本発明によれば、モータをパルス変調して駆動する際に、ゼロクロス点を正確に検出することができる。   According to the present invention, when the motor is driven by pulse modulation, the zero cross point can be accurately detected.

図2は、実施の形態に係るモータ駆動回路100の構成を示すブロック図である。モータ駆動回路100は、センサレスブラシレスDCモータ(以下、単に「モータ110」という)に駆動電流を供給して回転を制御する。本実施の形態において、駆動対象となるモータ110は、U相、V相、W相のコイルLu、Lv、Lwを含む3相DCモータである。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the motor drive circuit 100 according to the embodiment. The motor drive circuit 100 controls the rotation by supplying a drive current to a sensorless brushless DC motor (hereinafter simply referred to as “motor 110”). In the present embodiment, the motor 110 to be driven is a three-phase DC motor including U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw.

モータ駆動回路100は、スイッチング回路10と総称されるスイッチング回路10u、10v、10wと、逆起検出回路20と、スイッチング制御回路30と、ウィンドウ生成回路40と、パルス幅変調信号生成回路50を備える。モータ駆動回路100は、1つの半導体基板上に機能ICとして一体集積化される。たとえば、モータ駆動回路100は、所望のトルクが得られるように、多相のモータ110をPWM(Pulse Width Modulation)駆動する。さらに、180度通電方式により、各相のコイルに流れる電流が、アーチ状あるいは正弦波状となるようにPWM駆動のデューティ比を変化させてもよい。   The motor drive circuit 100 includes switching circuits 10u, 10v, and 10w, which are collectively referred to as a switching circuit 10, a back electromotive force detection circuit 20, a switching control circuit 30, a window generation circuit 40, and a pulse width modulation signal generation circuit 50. . The motor drive circuit 100 is integrally integrated as a functional IC on one semiconductor substrate. For example, the motor drive circuit 100 drives the multiphase motor 110 by PWM (Pulse Width Modulation) so that a desired torque can be obtained. Furthermore, the duty ratio of the PWM drive may be changed so that the current flowing through the coil of each phase becomes an arch shape or a sine wave shape by the 180-degree energization method.

スイッチング回路10u、10v、10wは、モータ110のコイルLu、Lv、Lwごとに設けられる。スイッチング回路10u、10v、10wは、たとえば電源電圧と接地電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを含んで構成され、2つのスイッチの接続点が、コイルに接続される。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの制御端子には、駆動信号DRV_H(U、V、W)および駆動信号DRV_L(U、V、W)がそれぞれ入力される。スイッチング回路10u、10v、10wは、接続されたコイルの一端に、ハイサイドスイッチがオンの状態でハイレベルの電圧を印加し、ローサイドスイッチがオンの状態でローレベルの電圧を印加する。また、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチが同時にオフすることで、ハイインピーダンス状態に設定される。   The switching circuits 10u, 10v, and 10w are provided for each of the coils Lu, Lv, and Lw of the motor 110. The switching circuits 10u, 10v, and 10w include, for example, a high-side switch and a low-side switch connected in series between a power supply voltage and a ground potential, and a connection point between the two switches is connected to the coil. The drive signal DRV_H (U, V, W) and the drive signal DRV_L (U, V, W) are input to the control terminals of the high side switch and the low side switch, respectively. The switching circuits 10u, 10v, and 10w apply a high level voltage to one end of a connected coil when the high side switch is on and a low level voltage when the low side switch is on. Further, the high-side switch and the low-side switch are simultaneously turned off to set the high impedance state.

逆起検出回路20は、モータ110の少なくとも1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号BEMF_EDGEを出力する。本実施の形態において、逆起検出回路20は、U相のコイルLuに発生する逆起電圧Vuおよび中点電圧Vcomをモニタして、逆起検出信号BEMF_EDGEを生成する。生成された逆起検出信号BEMF_EDGEは、スイッチング制御回路30、ウィンドウ生成回路40へと出力される。逆起検出回路20の詳細については後述する。   The back electromotive force detection circuit 20 compares the back electromotive voltage generated in at least one coil of the motor 110 with the midpoint voltage of the coil to detect a zero cross point, and outputs a back electromotive force detection signal BEMF_EDGE. In the present embodiment, the back electromotive force detection circuit 20 monitors the back electromotive voltage Vu and the midpoint voltage Vcom generated in the U-phase coil Lu, and generates a back electromotive force detection signal BEMF_EDGE. The generated back electromotive force detection signal BEMF_EDGE is output to the switching control circuit 30 and the window generation circuit 40. Details of the back electromotive force detection circuit 20 will be described later.

パルス幅変調信号生成回路50は、少なくともモータ110の目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス幅変調信号(以下、PWM信号Spwmという)を生成する。パルス幅変調信号生成回路50は、三角波やのこぎり波状の周期信号Soscと、トルクを指示する信号Strqのレベルを比較し、大小関係に応じてPWM信号Spwmのハイレベルとローレベルの期間を変化させる。なお、パルス幅変調信号生成回路50は、アナログ回路、デジタル回路のいずれで構成されてもよい。   The pulse width modulation signal generation circuit 50 generates a pulse width modulation signal (hereinafter referred to as a PWM signal Spwm) whose duty ratio changes at least according to the target torque of the motor 110. The pulse width modulation signal generating circuit 50 compares the level of the triangular wave or sawtooth wave periodic signal Sosc with the level of the signal Strq indicating the torque, and changes the period of the high level and low level of the PWM signal Spwm according to the magnitude relationship. . Note that the pulse width modulation signal generation circuit 50 may be configured by either an analog circuit or a digital circuit.

パルス幅変調信号生成回路50は、コイルLu、Lv、Lwに流れるコイル電流を、緩やかに変化させるために、目標トルクと、正弦波状あるいはアーチ状の制御波形を合成して、PWM信号Spwmを生成してもよい。   The pulse width modulation signal generation circuit 50 generates a PWM signal Spwm by synthesizing a target torque and a sinusoidal or arched control waveform in order to gently change the coil current flowing through the coils Lu, Lv, and Lw. May be.

スイッチング制御回路30は、パルス幅変調信号生成回路50からのPWM信号Spwmと、逆起検出回路20からの逆起検出信号BEMF_EDGEと、を受ける。スイッチング制御回路30は、逆起検出信号BEMF_EDGEにもとづいて、複数のスイッチング回路10u、10v、10wのオンオフ状態のシーケンスを制御する。さらに、スイッチング制御回路30は、PWM信号Spwmにもとづいて、複数のスイッチング回路10u、10v、10wに含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御する。   The switching control circuit 30 receives the PWM signal Spwm from the pulse width modulation signal generation circuit 50 and the back electromotive detection signal BEMF_EDGE from the back electromotive detection circuit 20. The switching control circuit 30 controls the sequence of the on / off states of the plurality of switching circuits 10u, 10v, and 10w based on the back electromotive detection signal BEMF_EDGE. Furthermore, the switching control circuit 30 performs switching control of at least one of the high-side switch and the low-side switch included in the plurality of switching circuits 10u, 10v, and 10w based on the PWM signal Spwm.

スイッチング制御回路30は、駆動タイミング生成回路32、駆動信号合成回路34を含む。駆動タイミング生成回路32には、逆起検出信号BEMF_EDGEが入力される。駆動タイミング生成回路32は、逆起検出信号BEMF_EDGEの周期Tp1の1/6の周期を有する駆動信号DRVを生成する。   The switching control circuit 30 includes a drive timing generation circuit 32 and a drive signal synthesis circuit 34. The drive timing generation circuit 32 receives the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE. The drive timing generation circuit 32 generates a drive signal DRV having a cycle that is 1/6 of the cycle Tp1 of the back electromotive detection signal BEMF_EDGE.

駆動信号合成回路34は、駆動信号DRVと、PWM信号Spwmを合成して、駆動信号DRV_H(u、v、w)、DRV_L(u、v、w)を出力し、スイッチング回路10u、10v、10wの状態を制御する。   The drive signal synthesis circuit 34 synthesizes the drive signal DRV and the PWM signal Spwm to output drive signals DRV_H (u, v, w) and DRV_L (u, v, w), and the switching circuits 10 u, 10 v, 10 w. Control the state of

ウィンドウ生成回路40は、逆起検出回路20によるゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出の対象となるコイルLuに接続されるスイッチング回路10uのスイッチングを停止してハイインピーダンスに設定するためのウィンドウ信号WINDOWを生成する。本実施の形態において、所定レベルはハイレベルである。120度通電を行う場合などにおいて、逆起検出の対象となるコイルLuに、電流が流れない期間が存在する場合には、ウィンドウ生成回路40は省略することができる。   Prior to the detection of the zero cross point by the back electromotive force detection circuit 20, the window generation circuit 40 stops the switching of the switching circuit 10u connected to the coil Lu that is the target of back electromotive force detection and sets the window signal to high impedance. WINDOW is generated. In the present embodiment, the predetermined level is a high level. The window generation circuit 40 can be omitted when there is a period in which no current flows in the coil Lu, which is the target of back electromotive force detection, when conducting 120-degree energization.

ウィンドウ信号WINDOWは、スイッチング制御回路30の駆動信号合成回路34へと出力される。駆動信号合成回路34は、ウィンドウ信号WINDOWがハイレベルである期間、ゼロクロス点の検出のためにモニタすべき逆起電圧Vuが発生する端子に接続されたスイッチング回路10uのスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定する。すなわち、ウィンドウ信号WINDOWがハイレベルとなる期間は、ゼロクロス点の検出のために、故意に駆動しない相が設定される。本実施の形態では、非駆動期間Tp3において、U相が駆動しない相に設定される。   The window signal WINDOW is output to the drive signal synthesis circuit 34 of the switching control circuit 30. During the period when the window signal WINDOW is at a high level, the drive signal synthesis circuit 34 stops switching of the switching circuit 10u connected to the terminal where the back electromotive voltage Vu to be monitored for detection of the zero cross point is generated, and the high impedance Set to state. That is, during the period in which the window signal WINDOW is at a high level, a phase that is not intentionally driven is set in order to detect the zero cross point. In the present embodiment, in the non-driving period Tp3, the U phase is set to a phase that is not driven.

次に、逆起検出回路20について詳細に説明する。本実施の形態に係る逆起検出回路20には、逆起電圧Vu、中点電圧Vcomに加えて、パルス幅変調信号生成回路50からのPWM信号Spwmが入力される。逆起検出回路20は、PWM信号Spwmにもとづいてゼロクロス点の検出タイミングを設定する。逆起検出回路20は、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧Vuと中点電圧Vcomとの比較結果が所定の条件を満たすとき、ハイレベルとなる逆起検出信号BEMF_EDGEを出力する。   Next, the back electromotive force detection circuit 20 will be described in detail. In addition to the back electromotive voltage Vu and the midpoint voltage Vcom, the back electromotive force detection circuit 20 according to the present embodiment receives the PWM signal Spwm from the pulse width modulation signal generation circuit 50. The back electromotive detection circuit 20 sets the detection timing of the zero cross point based on the PWM signal Spwm. The back electromotive force detection circuit 20 outputs a back electromotive force detection signal BEMF_EDGE that becomes a high level when the comparison result between the back electromotive voltage Vu and the midpoint voltage Vcom satisfies a predetermined condition at the set detection timing.

逆起検出回路20は、PWM信号Spwmのレベル遷移のタイミングにもとづき、検出タイミングを設定する。検出タイミングの設定方法としては、PWM信号Spwmのポジエッジやネガエッジを検出タイミングに設定する方法、ポジエッジやネガエッジを所定時間遅延して検出タイミングを設定する方法などが有効である。   The back electromotive detection circuit 20 sets the detection timing based on the level transition timing of the PWM signal Spwm. As a detection timing setting method, a method of setting the positive edge or negative edge of the PWM signal Spwm as the detection timing, a method of setting the detection timing by delaying the positive edge or the negative edge by a predetermined time, and the like are effective.

本実施の形態では、逆起検出回路20は、PWM信号Spwmのレベルが、複数のスイッチング回路10u、10v、10wに含まれるスイッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定する。たとえば、PWM信号Spwmのローレベルがスイッチのオフに、ハイレベルがスイッチのオンに対応する場合、PWM信号Spwmのネガエッジを検出タイミングに設定する。逆起検出回路20は、このようにして設定した検出タイミングにおいて、Vu>Vcomの条件を満たすとき、ハイレベルの逆起検出信号BEMF_EDGEを出力する。   In the present embodiment, the back electromotive force detection circuit 20 determines the timing at which the level of the PWM signal Spwm changes from the level corresponding to the on state of the switches included in the plurality of switching circuits 10u, 10v, and 10w to the level corresponding to the off state. Set the detection timing. For example, when the low level of the PWM signal Spwm corresponds to the switch off and the high level corresponds to the switch on, the negative edge of the PWM signal Spwm is set as the detection timing. The back electromotive force detection circuit 20 outputs a high level back electromotive force detection signal BEMF_EDGE when Vu> Vcom is satisfied at the detection timing thus set.

図3は、逆起検出回路20の構成例を示す回路図である。逆起検出回路20は、コンパレータ22、比較値出力部24を含む。逆起検出回路20は、U相コイルLuの相電圧Vuと、中点電圧Vcomを比較し、Vu>Vcomのときハイレベルとなる比較信号Scmpを出力する。   FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the back electromotive force detection circuit 20. The back electromotive detection circuit 20 includes a comparator 22 and a comparison value output unit 24. The back electromotive force detection circuit 20 compares the phase voltage Vu of the U-phase coil Lu with the midpoint voltage Vcom, and outputs a comparison signal Scmp that becomes high level when Vu> Vcom.

比較値出力部24は、コンパレータ22の出力である比較信号Scmpを受け、検出タイミングにおける値を逆起検出信号BEMF_EDGEとして出力する。比較値出力部24は、PWM信号Spwmのネガエッジに応じてコンパレータ22の出力信号をラッチするラッチ回路で構成することができる。比較値出力部24であるDラッチ回路の入力端子Dには、比較信号Scmpが入力される。   The comparison value output unit 24 receives the comparison signal Scmp that is the output of the comparator 22 and outputs the value at the detection timing as the back electromotive detection signal BEMF_EDGE. The comparison value output unit 24 can be configured by a latch circuit that latches the output signal of the comparator 22 in accordance with the negative edge of the PWM signal Spwm. The comparison signal Scmp is input to the input terminal D of the D latch circuit which is the comparison value output unit 24.

ネガエッジ検出回路26は、PWM信号Spwmのネガエッジを検出し、検出ごとにハイレベルとなるネガエッジ信号NEDGEを出力する。ネガエッジ信号NEDGEは、比較値出力部24のクロック端子に入力される。   The negative edge detection circuit 26 detects a negative edge of the PWM signal Spwm, and outputs a negative edge signal NEDGE that becomes a high level at each detection. The negative edge signal NEDGE is input to the clock terminal of the comparison value output unit 24.

以上のように構成されたモータ駆動回路100の動作を説明する。図4(a)〜(l)は、実施の形態に係るモータ駆動回路100の動作を示すタイムチャートである。同図(a)〜(l)の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。同図(a)〜(c)は、スイッチング回路10u、10v、10wにより、U相、V相、W相のコイルLu、Lv、Lwの駆動状態を示す波形である。同図(d)は、逆起検出回路20により検出される逆起検出信号BEMF_EDGEを、同図(e)は、駆動タイミング生成回路32により生成される駆動信号DRVを、同図(f)は、ウィンドウ生成回路40により生成されるウィンドウ信号WINDOWを、示す。さらに、同図(g)〜(l)は、スイッチング回路10u〜10wの、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの駆動信号DRV_H、DRV_Lを示す。   The operation of the motor drive circuit 100 configured as described above will be described. 4A to 4L are time charts showing the operation of the motor drive circuit 100 according to the embodiment. The vertical and horizontal axes in FIGS. 1A to 1L are enlarged or reduced as appropriate for easy understanding, and the waveforms shown are also simplified for easy understanding. Yes. FIGS. 4A to 4C are waveforms showing driving states of the U-phase, V-phase, and W-phase coils Lu, Lv, and Lw by the switching circuits 10u, 10v, and 10w. FIG. 6D shows the back electromotive detection signal BEMF_EDGE detected by the back electromotive detection circuit 20, FIG. 5E shows the drive signal DRV generated by the drive timing generation circuit 32, and FIG. The window signal WINDOW generated by the window generation circuit 40 is shown. Further, (g) to (l) in the figure show driving signals DRV_H and DRV_L for the high-side switch and the low-side switch of the switching circuits 10u to 10w.

図4(a)〜(c)に示すように、本実施の形態では、駆動電流がアーチ波形となるように駆動される。もっとも、本発明はこれに限定されるものではなく、正弦波であってもよいことは上述した通りである。本実施の形態において、逆起検出信号BEMF_EDGEは、同図(d)に示すように逆起電圧Vuが中点電圧Vcomと交差するゼロクロス点ごとに生成される。駆動タイミング生成回路32は、逆起検出信号BEMF_EDGEの周期Tp1を1/6倍した同図(e)に示す駆動信号DRVを生成する。駆動信号DRVは、図示のごとく、逆起検出信号BEMF_EDGEに対してある遅延Tdが与えられてもよい。この遅延Tdを調節することにより、モータ駆動が最適化される。   As shown in FIGS. 4A to 4C, in the present embodiment, the drive current is driven so as to have an arch waveform. However, the present invention is not limited to this, and may be a sine wave as described above. In the present embodiment, the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE is generated for each zero cross point where the back electromotive voltage Vu intersects the midpoint voltage Vcom as shown in FIG. The drive timing generation circuit 32 generates the drive signal DRV shown in FIG. 5E, which is 1/6 times the cycle Tp1 of the back electromotive detection signal BEMF_EDGE. As shown in the figure, the drive signal DRV may be given a delay Td with respect to the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE. By adjusting the delay Td, the motor drive is optimized.

駆動信号合成回路34は、駆動タイミング生成回路32により生成された駆動信号DRVにもとづき、スイッチング回路10u〜10wのオンオフを制御するための駆動信号DRV_H(U、V、W)、DRV_L(U、V、W)を生成する。この駆動シーケンスは、通電角などに応じて適宜設定される。   Based on the drive signal DRV generated by the drive timing generation circuit 32, the drive signal synthesis circuit 34 controls drive signals DRV_H (U, V, W), DRV_L (U, V) for controlling on / off of the switching circuits 10u to 10w. , W). This driving sequence is appropriately set according to the energization angle and the like.

図4(g)に示す駆動信号DRV_HUは、ハイレベルがスイッチング回路10uのハイサイドスイッチのオン状態に、ローレベルがオフ状態に対応する。同図(f)〜(l)に示す駆動信号DRV_H(V、W)、DRV_L(U、V、W)についても同様である。さらに、ハイサイドスイッチ、あるいはローサイドスイッチの少なくとも一方のオン状態は、同図(a)〜(c)に示す駆動波形が得られるように、パルス幅変調されており、スイッチング回路10u〜10wのハイサイドスイッチもしくはローサイドスイッチは、高い周波数でオンオフを交互に繰り返す。   In the drive signal DRV_HU shown in FIG. 4G, the high level corresponds to the on state of the high side switch of the switching circuit 10u, and the low level corresponds to the off state. The same applies to the drive signals DRV_H (V, W) and DRV_L (U, V, W) shown in FIGS. Further, the ON state of at least one of the high side switch and the low side switch is pulse width modulated so as to obtain the drive waveforms shown in FIGS. The side switch or low side switch alternately turns on and off at a high frequency.

駆動信号合成回路34は、逆起検出信号BEMF_EDGEが出力されるたびに、所定の駆動シーケンスにしたがって、スイッチング回路10u〜10wの駆動信号DRV_H、DRV_Lのオンオフ状態を遷移させる。   Each time the back electromotive detection signal BEMF_EDGE is output, the drive signal synthesis circuit 34 changes the on / off states of the drive signals DRV_H and DRV_L of the switching circuits 10u to 10w according to a predetermined drive sequence.

同図(f)に示すウィンドウ信号WINDOWは、ゼロクロス点が発生する時刻に先立ち、ウィンドウ生成回路40によりハイレベルとされる。駆動信号合成回路34は、ウィンドウ生成回路40がハイレベルの期間、スイッチング回路10uに出力する駆動信号DRV_HU、DRV_LUをローレベルとし、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチをオフして、ハイインピーダンス状態とする。同図(g)、(j)に、ゼロクロス点の検出のために、ハイインピーダンス状態に設定される期間を斜線で示す。ウィンドウ信号WINDOWがハイレベルとなり、コイルLuの一端がハイインピーダンス状態に設定されると、ゼロクロス点の検出が可能となり、逆起検出信号BEMF_EDGEが生成される。   The window signal WINDOW shown in FIG. 6F is set to the high level by the window generation circuit 40 prior to the time when the zero cross point occurs. The drive signal synthesizing circuit 34 sets the drive signals DRV_HU and DRV_LU output to the switching circuit 10u to the low level while the window generation circuit 40 is at the high level, turns off the high side switch and the low side switch, and sets the high impedance state. In the same figure (g) and (j), the period during which the high impedance state is set in order to detect the zero cross point is indicated by hatching. When the window signal WINDOW becomes high level and one end of the coil Lu is set to a high impedance state, the zero cross point can be detected, and the back electromotive detection signal BEMF_EDGE is generated.

図5(a)〜(e)は、実施の形態に係るモータ駆動回路100のゼロクロス点の検出の様子を示す波形図である。図5(a)は、PWM信号Spwmを、同図(b)は、相電圧Vuおよび中点電圧Vcomを、同図(c)は、比較信号Scmpを、同図(d)はネガエッジ信号NEDGEを、同図(e)は、逆起検出信号BEMF_EDGEを示す。   FIGS. 5A to 5E are waveform diagrams illustrating how the zero cross point is detected in the motor drive circuit 100 according to the embodiment. 5A shows the PWM signal Spwm, FIG. 5B shows the phase voltage Vu and the midpoint voltage Vcom, FIG. 5C shows the comparison signal Scmp, and FIG. 5D shows the negative edge signal NEDGE. (E) shows the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE.

PWM信号Spwmは、ハイレベルとローレベルを、トルクに応じたデューティ比で交互に繰り返す。非駆動状態に設定されたU相の相電圧Vuには、PWM信号Spwmにもとづく他の相コイルLv、Lwのスイッチング制御に応じて、パルス状の逆起電圧が発生する。同図(b)に示すように、相電圧Vuは、PWM信号Spwmがハイレベルのとき、逆起電圧が現れ、PWM信号Spwmがローレベルのとき、0V付近の電圧となる。ここで、PWM信号Spwmの信号の遷移と、相電圧Vuの変化には、信号の伝搬時間などに起因する遅延が存在する。したがって、相電圧Vuは、PWM信号Spwmのネガエッジの発生するタイミングよりも遅れて、0V付近まで低下する。なお、同図(b)に示す中点電圧Vcomは、実際には図示の電圧レベルと、ローレベルを交互に繰り返す信号であるが、ここでは簡略化のため直線で示している。   The PWM signal Spwm alternately repeats a high level and a low level with a duty ratio corresponding to the torque. In the U-phase phase voltage Vu set to the non-driven state, a pulsed counter electromotive voltage is generated according to switching control of the other phase coils Lv and Lw based on the PWM signal Spwm. As shown in FIG. 4B, the phase voltage Vu has a counter electromotive voltage when the PWM signal Spwm is at a high level, and a voltage near 0 V when the PWM signal Spwm is at a low level. Here, the signal transition of the PWM signal Spwm and the change of the phase voltage Vu have a delay due to the propagation time of the signal. Therefore, the phase voltage Vu falls to around 0 V later than the timing at which the negative edge of the PWM signal Spwm occurs. Note that the midpoint voltage Vcom shown in FIG. 2B is a signal that alternately repeats the illustrated voltage level and low level, but is shown here as a straight line for simplicity.

同図(b)に示す相電圧Vuは、PWM信号Spwmがハイレベルとなり、他の相コイルLv、Lwにパルス電圧が印加されたタイミングにおいて、ノイズ成分が現れる。このノイズ成分によって、相電圧Vuと中点電圧Vcomを比較して得られる比較信号Scmpは、同図(c)に示すようにハイレベルとローレベルを繰り返す。この比較信号Scmpは、ネガエッジ信号NEDGEが現れる検出タイミングにおいてラッチされ、同図(e)に示す逆起検出信号BEMF_EDGEとして出力される。このように生成された逆起検出信号BEMF_EDGEは、図1(c)に示す逆起検出信号BEMF_EDGEに比べて安定な信号となる。   In the phase voltage Vu shown in FIG. 5B, a noise component appears at the timing when the PWM signal Spwm is at a high level and a pulse voltage is applied to the other phase coils Lv and Lw. The comparison signal Scmp obtained by comparing the phase voltage Vu and the midpoint voltage Vcom by this noise component repeats a high level and a low level as shown in FIG. This comparison signal Scmp is latched at the detection timing at which the negative edge signal NEDGE appears, and is output as the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE shown in FIG. The back electromotive detection signal BEMF_EDGE generated in this way is a more stable signal than the back electromotive detection signal BEMF_EDGE shown in FIG.

本実施の形態に係るモータ駆動回路100では、逆起電圧Vuにノイズ成分をもたらす要因となるPWM信号Spwmと同期して、ゼロクロス点の検出タイミングを設定する。その結果、ゼロクロス点の検出タイミングを、ノイズの影響が少ない時刻に適切に設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。   In the motor drive circuit 100 according to the present embodiment, the detection timing of the zero cross point is set in synchronization with the PWM signal Spwm that causes a noise component in the counter electromotive voltage Vu. As a result, the detection timing of the zero cross point can be set appropriately at a time when the influence of noise is small, and erroneous detection of the zero cross point can be prevented.

また、パルス変調によって逆起電圧に発生するノイズ成分は、図5(c)に示すように、検出対象となる逆起電圧が現れるコイルとは別のコイルに接続されるスイッチをオンした直後にほぼ最大となり、その後、減衰していく場合が多い。本実施の形態において、逆起検出回路20は、PWM信号Spwmのレベルが、複数のスイッチング回路10u、10v、10wに含まれるスイッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定するため、ノイズ成分が小さい状態でのゼロクロス検出が可能となる。   Further, as shown in FIG. 5C, the noise component generated in the counter electromotive voltage by the pulse modulation is immediately after turning on the switch connected to a coil different from the coil in which the counter electromotive voltage to be detected appears. In many cases, it becomes almost maximum and then decays. In the present embodiment, the back electromotive force detection circuit 20 determines the timing at which the level of the PWM signal Spwm transitions from a level corresponding to ON of the switches included in the plurality of switching circuits 10u, 10v, and 10w to a level corresponding to OFF. Since the detection timing is set, zero cross detection can be performed with a small noise component.

つぎに、本実施の形態に係るモータ駆動回路100のアプリケーションの例について説明する。図6は、図2のモータ駆動回路100を搭載したディスク装置200の構成を示すブロック図である。ディスク装置200は、CDやDVDなどの光ディスクに対して記録、再生処理を行うユニットであり、CDプレイヤやDVDプレイヤ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載される。ディスク装置200は、ピックアップ210、信号処理部212、ディスク214、モータ110、モータ駆動回路100を含む。   Next, an example of application of the motor drive circuit 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a disk device 200 on which the motor drive circuit 100 of FIG. 2 is mounted. The disk device 200 is a unit that performs recording and reproduction processing on an optical disk such as a CD or a DVD, and is mounted on an electronic device such as a CD player, a DVD player, or a personal computer. The disk device 200 includes a pickup 210, a signal processing unit 212, a disk 214, a motor 110, and a motor driving circuit 100.

ピックアップ210は、ディスク214にレーザを照射して所望のデータを書き込み、あるいは、反射した光を読み込むことによりディスク214に書き込まれたデータを読み出す。信号処理部212は、ピックアップ210により読み書きするデータに対して増幅処理、A/D変換あるいはD/A変換など必要な信号処理を行う。モータ110は、ディスク214を回転させるために設けられたスピンドルモータである。図6に示すようなディスク装置200は、特に小型化が要求されるため、モータ110としてホール素子などを用いないセンサレスタイプが用いられる。本実施の形態に係るモータ駆動回路100は、このようなセンサレスのスピンドルモータを安定に駆動するために好適に用いることができる。   The pickup 210 writes desired data by irradiating the disk 214 with a laser, or reads the data written on the disk 214 by reading reflected light. The signal processing unit 212 performs necessary signal processing such as amplification processing, A / D conversion, or D / A conversion on data read and written by the pickup 210. The motor 110 is a spindle motor provided for rotating the disk 214. Since the disk device 200 as shown in FIG. 6 is particularly required to be downsized, a sensorless type that does not use a Hall element or the like is used as the motor 110. The motor drive circuit 100 according to the present embodiment can be suitably used to stably drive such a sensorless spindle motor.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

実施の形態では、3相モータを駆動する場合について説明したが、本発明は3相以外のセンサレスモータの駆動にも好適に用いることができる。たとえば、5相モータであってもよい。また、実施の形態では、U相の逆起電圧Vuを中点電圧Vcomと比較してゼロクロス点の検出を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、U相、V相、W相のそれぞれに逆起検出回路20を設け、逆起検出信号BEMF_EDGEを生成してもよい。   In the embodiment, the case of driving a three-phase motor has been described. However, the present invention can also be suitably used for driving a sensorless motor other than the three-phase motor. For example, a five-phase motor may be used. In the embodiment, the case where the zero-cross point is detected by comparing the U-phase counter electromotive voltage Vu with the midpoint voltage Vcom has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the back electromotive force detection circuit 20 may be provided for each of the U phase, the V phase, and the W phase to generate the back electromotive force detection signal BEMF_EDGE.

また、実施の形態では、相電圧Vuが上昇する過程において、Vu>Vcomとなる状態を検出することによりゼロクロス点を検出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆起検出回路20は、相電圧Vuが下降する過程において、Vu<Vcomとなる状態を検出することにより、ゼロクロス点を検出してもよい。   In the embodiment, the zero cross point is detected by detecting the state where Vu> Vcom in the process of increasing the phase voltage Vu. However, the present invention is not limited to this, and the back electromotive force detection circuit 20 may detect the zero cross point by detecting a state where Vu <Vcom in the process of decreasing the phase voltage Vu.

実施の形態では、PWM信号Spwmのネガエッジをゼロクロス点の検出タイミングに設定したが、本発明はこれには限定されず、逆起検出回路20は、パルス変調信号と同期して規定した時刻を、検出タイミングに設定すればよい。たとえば、逆起検出回路20は、ポジエッジから所定の時間経過後の時刻を、検出タイミングとして設定してもよい。この場合、所定の時間を調節することにより、適切なゼロクロス点の検出が可能となる。   In the embodiment, the negative edge of the PWM signal Spwm is set to the detection timing of the zero cross point, but the present invention is not limited to this, and the back electromotive detection circuit 20 determines the time defined in synchronization with the pulse modulation signal. What is necessary is just to set to a detection timing. For example, the back electromotive force detection circuit 20 may set the time after a predetermined time from the positive edge as the detection timing. In this case, an appropriate zero cross point can be detected by adjusting the predetermined time.

また、実施の形態では、180度通電のPWM方式によりモータを駆動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、広くパルス変調方式を採用するモータ駆動回路に使用することができる。   In the embodiment, the case where the motor is driven by the PWM method with 180 degree energization has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is widely used for a motor driving circuit that adopts a pulse modulation method. Can do.

実施の形態で説明した信号のハイレベル、ローレベルのロジックの設定は一例であって、論理回路ブロックの構成には様々な変形例が考えられ、こうした変形例も本発明の範囲に含まれる。   The high-level and low-level logic settings of the signals described in the embodiment are merely examples, and various modifications can be considered for the configuration of the logic circuit block, and such modifications are also included in the scope of the present invention.

図1(a)〜(c)は、パルス変調駆動する場合のゼロクロス点の検出の様子を示すタイムチャートである。FIGS. 1A to 1C are time charts showing how a zero-cross point is detected when pulse modulation driving is performed. 実施の形態に係るモータ駆動回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor drive circuit which concerns on embodiment. 逆起検出回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a back electromotive force detection circuit. 図4(a)〜(l)は、実施の形態に係るモータ駆動回路の動作を示すタイムチャートである。4A to 4L are time charts showing the operation of the motor drive circuit according to the embodiment. 図5(a)〜(e)は、実施の形態に係るモータ駆動回路のゼロクロス点の検出の様子を示す波形図である。FIGS. 5A to 5E are waveform diagrams showing how the zero cross point of the motor drive circuit according to the embodiment is detected. 図2のモータ駆動回路を搭載したディスク装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a disk device on which the motor drive circuit of FIG. 2 is mounted.

符号の説明Explanation of symbols

100 モータ駆動回路、 10 スイッチング回路、 20 逆起検出回路、 22 コンパレータ、 24 比較値出力部、 30 スイッチング制御回路、 32 駆動タイミング生成回路、 34 駆動信号合成回路、 40 ウィンドウ生成回路、 50 パルス幅変調信号生成回路、 110 モータ、 210 ピックアップ、 212 信号処理部、 214 ディスク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Motor drive circuit, 10 Switching circuit, 20 Back electromotive detection circuit, 22 Comparator, 24 Comparison value output part, 30 Switching control circuit, 32 Drive timing generation circuit, 34 Drive signal synthesis circuit, 40 Window generation circuit, 50 Pulse width modulation Signal generation circuit, 110 motor, 210 pickup, 212 signal processing unit, 214 disc.

Claims (9)

多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路であって、
前記多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、
少なくとも前記多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、
前記多相モータの少なくとも1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、
前記パルス変調信号生成回路からの前記パルス変調信号と、前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、を受け、前記逆起検出信号にもとづいて、前記複数のスイッチング回路のオンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御するスイッチング制御回路と、
を備え、
前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号生成回路からの前記パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、前記逆起電圧と前記中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、所定レベルの前記逆起検出信号を出力することを特徴とするモータ駆動回路。
A motor drive circuit that drives a multiphase motor by supplying a drive current,
A plurality of switching circuits that are provided for each coil of the multiphase motor and apply a high-level or low-level voltage to one end of the connected coils;
A pulse modulation signal generation circuit that generates a pulse modulation signal whose duty ratio changes according to a target torque of at least the multiphase motor;
A counter electromotive voltage generated in at least one coil of the multiphase motor is compared with a midpoint voltage of the coil to detect a zero cross point and output a counter electromotive detection signal;
A sequence of on / off states of the plurality of switching circuits based on the back electromotive detection signal, upon receiving the pulse modulation signal from the pulse modulation signal generating circuit and the back electromotive detection signal from the back electromotive detection circuit And a switching control circuit that controls switching of at least one of a high-side switch and a low-side switch included in the plurality of switching circuits based on the pulse modulation signal;
With
The back electromotive force detection circuit sets a detection timing based on the pulse modulation signal from the pulse modulation signal generation circuit, and the comparison result between the back electromotive voltage and the midpoint voltage is a predetermined value at the set detection timing. A motor drive circuit that outputs the back electromotive force detection signal at a predetermined level when the condition is satisfied.
前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号のレベル遷移のタイミングにもとづき、前記検出タイミングを設定することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。   The motor drive circuit according to claim 1, wherein the back electromotive detection circuit sets the detection timing based on a level transition timing of the pulse modulation signal. 前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号のレベルが、前記複数のスイッチング回路に含まれるスイッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、前記検出タイミングに設定することを特徴とする請求項2に記載のモータ駆動回路。   The back electromotive force detection circuit sets a timing at which the level of the pulse modulation signal transits from a level corresponding to ON of a switch included in the plurality of switching circuits to a level corresponding to OFF, as the detection timing. The motor drive circuit according to claim 2, wherein 前記逆起検出回路は、前記検出タイミングにおいて、前記逆起電圧が前記中点電圧の大小関係が所定の条件を満たすとき、前記逆起検出信号を出力することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路。   The back electromotive force detection circuit outputs the back electromotive force detection signal when the magnitude relationship between the back electromotive voltage and the midpoint voltage satisfies a predetermined condition at the detection timing. The motor drive circuit according to any one of the above. 前記逆起検出回路は、
前記逆起電圧を前記中点電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力信号を受け、前記検出タイミングにおける値を出力する比較値出力部と、
を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路。
The back electromotive detection circuit is
A comparator that compares the back electromotive voltage with the midpoint voltage;
A comparison value output unit that receives an output signal of the comparator and outputs a value at the detection timing;
The motor drive circuit according to claim 1, further comprising:
前記比較値出力部は、前記パルス変調信号に応じて前記コンパレータの出力信号をラッチするラッチ回路であることを特徴とする請求項5に記載のモータ駆動回路。   6. The motor drive circuit according to claim 5, wherein the comparison value output unit is a latch circuit that latches an output signal of the comparator in accordance with the pulse modulation signal. 1つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のモータ駆動回路。   7. The motor driving circuit according to claim 1, wherein the motor driving circuit is integrated on a single semiconductor substrate. ディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記スピンドルモータを駆動する請求項1から6のいずれかに記載のモータ駆動回路と、
を備えることを特徴とするディスク装置。
A spindle motor that rotates the disk;
The motor drive circuit according to any one of claims 1 to 6, which drives the spindle motor;
A disk device comprising:
多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法であって、
少なくとも前記多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するステップと、
前記多相モータの少なくとも1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成する逆起検出ステップと、
前記逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記駆動対象となるコイルにハイレベルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップと、
を備え、
前記逆起検出ステップは、前記パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、前記逆起電圧と前記中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、前記逆起検出信号を前記所定レベルとすることを特徴とする方法。
A motor driving method for driving by supplying a driving current to a multiphase motor,
Generating a pulse modulation signal whose duty ratio changes according to at least a target torque of the multiphase motor;
Back electromotive force generated in at least one coil of the multiphase motor is compared with a midpoint voltage of the coil to detect a zero cross point and generate a back electromotive force detection signal of a predetermined level;
Controlling a sequence of a coil to be driven based on the back electromotive detection signal, and applying a high-level or low-level switching signal to the coil to be driven based on the pulse modulation signal;
With
The counter electromotive detection step sets a detection timing based on the pulse modulation signal, and the counter electromotive force is detected when a comparison result between the counter electromotive voltage and the midpoint voltage satisfies a predetermined condition at the set detection timing. A method of setting a detection signal to the predetermined level.
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