JP2012016245A - Motor driving device and cooling device using the same, and method for generating rotational frequency signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動技術に関する。 The present invention relates to a motor driving technique.
モータを駆動する駆動装置は、モータの現在の回転数を示す回転数(FG:Frequency Generation)信号を発生する。ファンモータの分野ではこの回転数信号は、モータの1回転ごとに2回、つまり機械角(モータ角ともいう)180度ごとにアサート(レベルが遷移し、あるいはエッジが発生する)されるのが一般的である。 A drive device that drives the motor generates a rotation number (FG) signal indicating the current rotation number of the motor. In the field of fan motors, this rotational speed signal is asserted twice for each motor rotation, that is, every 180 degrees of mechanical angle (also called motor angle) (level transition or edge is generated). It is common.
3相モータは、スター結線されたU相、V相、W相のコイルを有する。3相モータの駆動装置は、U相、V相、V相コイルごとに設けられたコンパレータを備え、対応する相のコイルの一端に生ずるコイル電圧(逆起電力)VU、VV、VWを、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧VCOMと比較する。これらのコンパレータによって、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号(逆起電力検出信号ともいう)が生成される。 The three-phase motor has U-phase, V-phase, and W-phase coils that are star-connected. The driving device for the three-phase motor includes a comparator provided for each of the U-phase, V-phase, and V-phase coils, and coil voltages (back electromotive force) V U , V V , V W generated at one end of the corresponding phase coil. Is compared with the midpoint voltage V COM generated at the common connection node of the three coils. These comparators generate a rotation detection signal (also referred to as a back electromotive force detection signal) that is asserted every 60 degrees of electrical angle.
駆動対象のモータの極数は、4極、6極、8極とさまざまである。図1は、U相、V相、V相のコイルに生ずる逆起電力VU、VV、VWと回転検出信号ならびに4極、6極、8極の回転数信号を示すタイムチャートである。 The number of poles of the motor to be driven varies from 4 poles, 6 poles, and 8 poles. FIG. 1 is a time chart showing counter electromotive forces V U , V V , and V W generated in U-phase, V-phase, and V-phase coils, rotation detection signals, and 4-pole, 6-pole, and 8-pole rotation speed signals. .
回転数信号は、4極のモータでは電気角180度ごと、8極のモータでは電気角360度ごとに遷移する。したがって4極あるいは8極モータでは、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号をカウントすることにより、回転数信号を生成することができる。 The rotational speed signal changes every 180 electrical degrees for a 4-pole motor and every electrical angle 360 degrees for an 8-pole motor. Therefore, in a 4-pole or 8-pole motor, a rotation speed signal can be generated by counting rotation detection signals asserted every 60 degrees of electrical angle.
ところが6極のモータでは、回転数信号を、電気角270度ごとに遷移させる必要がある。つまり、4極や8極のように、回転検出信号をカウントすることにより回転数信号を生成することができない。従来では、6極モータの回転数信号を発生するために、モータ駆動装置の外部のマイコンにおいて、演算処理によって回転数信号と等価な信号を演算処理によって生成する必要があった。 However, in a 6-pole motor, it is necessary to change the rotational speed signal every electrical angle of 270 degrees. That is, the rotation speed signal cannot be generated by counting the rotation detection signal as in the case of 4 poles or 8 poles. Conventionally, in order to generate a rotation speed signal of a 6-pole motor, it has been necessary to generate a signal equivalent to the rotation speed signal by calculation processing in a microcomputer outside the motor driving device.
本発明はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、6極モータに適した回転数信号を生成可能なモータ駆動装置の提供にある。 The present invention has been made in such a situation, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a motor driving device capable of generating a rotation speed signal suitable for a 6-pole motor.
本発明のある態様は、3相6極モータの駆動装置に関する。モータ駆動装置は、モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成する逆起電力検出回路と、回転検出信号がアサートされるごとにリセットされ、回転検出信号の周期を測定する第1カウンタと、第1カウンタのカウント値がそれより以前に測定された周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成する比較部と、回転検出信号および第1信号を所定数カウントするたびにアサートされる回転数信号を生成する第2カウンタと、を備える。 One embodiment of the present invention relates to a driving device for a three-phase six-pole motor. The motor drive device compares the back electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils that are star-connected to the motor with the midpoint voltage that is generated at the common connection node of the three coils. A counter electromotive force detection circuit that generates a rotation detection signal that is asserted at a time, a first counter that is reset each time the rotation detection signal is asserted, and a count value of the first counter that measures the period of the rotation detection signal. A comparison unit that generates a first signal that is asserted each time it matches a value that represents a half of a previously measured period, and a rotation that is asserted each time a predetermined number of rotation detection signals and first signals are counted. A second counter for generating a number signal.
第1信号は、電気角60度周期で、かつ回転検出信号に対して電気角30度遅れた位相でアサートされる。したがって、第1信号および回転検出信号をカウントすることにより、電気角270度を検出することができ、6極モータに適した回転数信号を生成することができる。 The first signal is asserted with a period of 60 electrical degrees and a phase delayed by 30 electrical degrees with respect to the rotation detection signal. Therefore, by counting the first signal and the rotation detection signal, an electrical angle of 270 degrees can be detected, and a rotation speed signal suitable for a 6-pole motor can be generated.
比較部は、第1カウンタにより測定された最新の周期を保持するレジスタと、レジスタに格納される周期の1/2の値を、第1カウンタのカウント値と比較する比較器と、を含んでもよい。
この場合、回転検出信号を毎サイクルごとに更新することができ、モータの回転数が急激に変化した場合でも、その変化に追従して第1信号を生成することができる。
The comparison unit may include a register that holds the latest period measured by the first counter, and a comparator that compares a half value of the period stored in the register with the count value of the first counter. Good.
In this case, the rotation detection signal can be updated every cycle, and the first signal can be generated following the change even when the rotation speed of the motor changes abruptly.
第2カウンタは、回転検出信号および第1信号を受け、少なくとも一方がアサートされるとアサートされる第2信号を生成する合成部と、第2信号をカウントするカウンタと、を含んでもよい。
第2信号は、電気角30度周期でアサートされる。したがって、第2信号を9回カウントすることで、電気角270度を検出できる。
The second counter may include a combining unit that receives the rotation detection signal and the first signal and generates a second signal that is asserted when at least one is asserted, and a counter that counts the second signal.
The second signal is asserted with a period of 30 electrical degrees. Therefore, the electrical angle of 270 degrees can be detected by counting the second signal nine times.
本発明の別の態様は、3相4極、3相6極、3相8極のいずれかのモータを駆動するモータ駆動装置に関する。モータ駆動装置は、モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成する逆起電力検出回路と、モータが4極であるとき、回転検出信号を所定数カウントするたびにアサートされる第1回転数信号を生成する第1回転数信号生成部と、モータが6極であるとき、第2回転数信号を生成する第2回転数信号生成部と、モータが8極であるとき、回転検出信号を所定数カウントするたびにアサートされる第3回転数信号を生成する第3回転数信号生成部と、駆動対象のモータの極数に応じて、第1から第3回転数信号のひとつを選択して出力するセレクタと、を備える。第2回転数信号生成部は、回転検出信号がアサートされる周期を測定する第1カウンタと、第1カウンタのカウント値がそれより以前に測定された周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成する比較部と、回転検出信号および第1信号を所定数カウントするたびに、第2回転数信号をアサートする第2カウンタと、を備える。 Another aspect of the present invention relates to a motor drive device that drives any one of three-phase four-pole, three-phase six-pole, and three-phase eight-pole motors. The motor drive device compares the back electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils that are star-connected to the motor with the midpoint voltage that is generated at the common connection node of the three coils. A counter electromotive force detection circuit that generates a rotation detection signal that is asserted at a first rotation number and a first rotation number that generates a first rotation speed signal that is asserted every time a predetermined number of rotation detection signals are counted when the motor has four poles When the motor has 6 poles, the second rotation speed signal generation section that generates the second rotation speed signal when the motor has 6 poles, and when the motor has 8 poles, it is asserted every time a predetermined number of rotation detection signals are counted. And a selector that selects and outputs one of the first to third rotational speed signals according to the number of poles of the motor to be driven. . The second rotation number signal generation unit matches the first counter that measures the period in which the rotation detection signal is asserted, and the count value of the first counter coincides with a value that indicates 1/2 of the period that was measured before that. A comparator that generates a first signal that is asserted every time, and a second counter that asserts a second rotation speed signal each time a predetermined number of rotation detection signals and first signals are counted.
第1信号は、電気角60度周期で、かつ回転検出信号に対して電気角30度遅れた位相でアサートされる。したがって、第1信号および回転検出信号をカウントすることにより、電気角270度を検出することができ、6極モータに適した回転数信号を生成することができる。
この態様のモータ駆動装置によれば、4極、6極、8極のいずれが接続される場合であっても、極数に応じた適切な回転数信号を生成することができる。
The first signal is asserted with a period of 60 electrical degrees and a phase delayed by 30 electrical degrees with respect to the rotation detection signal. Therefore, by counting the first signal and the rotation detection signal, an electrical angle of 270 degrees can be detected, and a rotation speed signal suitable for a 6-pole motor can be generated.
According to the motor drive device of this aspect, it is possible to generate an appropriate rotation speed signal corresponding to the number of poles, regardless of whether 4 poles, 6 poles, or 8 poles are connected.
本発明の別の態様は、回転検出信号を監視し、当該回転検出信号が一定レベルを持続する期間が所定時間を超えるとアサートされるロックアラーム信号を生成するロックアラーム信号生成回路をさらに備えてもよい。セレクタは、第1から第3回転数信号およびロックアラーム信号のひとつを選択して出力してもよい。 Another aspect of the present invention further includes a lock alarm signal generation circuit that monitors the rotation detection signal and generates a lock alarm signal that is asserted when a period in which the rotation detection signal continues at a certain level exceeds a predetermined time. Also good. The selector may select and output one of the first to third rotation speed signals and the lock alarm signal.
本発明のさらに別の態様は、冷却装置である。この冷却装置は、ファンモータと、ファンモータを駆動する上述のいずれかの態様のモータ駆動装置と、を備える。 Yet another embodiment of the present invention is a cooling device. The cooling device includes a fan motor and the motor driving device according to any one of the above-described modes for driving the fan motor.
本発明のさらに別の態様は、3相6極モータを駆動する際の回転数信号の生成方法に関する。この方法は、モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成するステップと、第1カウンタを用いて回転検出信号がアサートされる周期を測定するステップと、第1カウンタのカウント値が周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成するステップと、第2カウンタを用いて回転検出信号および第1信号を所定数カウントするたびにアサートされる回転数信号を生成するステップと、を備える。 Yet another embodiment of the present invention relates to a method of generating a rotation speed signal when driving a three-phase six-pole motor. This method compares the back electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils that are star-connected to the motor with the midpoint voltage that is generated at the common connection node of the three coils. Generating a rotation detection signal to be asserted, measuring a cycle in which the rotation detection signal is asserted using the first counter, and a count value of the first counter matches a value indicating ½ of the cycle. Generating a first signal that is asserted every time, and generating a rotation speed signal that is asserted every time a predetermined number of rotation detection signals and first signals are counted using a second counter.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば6極モータに適した回転数信号を生成できる。 According to the present invention, a rotation speed signal suitable for a 6-pole motor can be generated.
本発明の実施の形態について、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの電子計算機に搭載され、CPUなどを冷却するためのファンモータを駆動させるためのファンモータ駆動装置を例に説明する。 An embodiment of the present invention will be described by taking as an example a fan motor drive device that is mounted on an electronic computer such as a personal computer or a workstation and drives a fan motor for cooling a CPU or the like.
はじめに、図2を参照して実施の形態に係る駆動装置100全体の構成を説明する。駆動装置100は、ファンモータを有する冷却装置に搭載され、ファンモータを駆動する。図2は、実施の形態に係る冷却装置4を備える電子機器1の構成を示すブロック図である。
First, the overall configuration of the
電子機器1は、パーソナルコンピュータ、ワークステーションなどの計算機、あるいは冷蔵庫やテレビなどの家電製品であり、冷却対象、たとえばCPU2を備える。冷却装置4は、送風によってCPU2を冷却する。
The
冷却装置4は、駆動装置100およびファンモータ6を備える。ファンモータ6は、冷却対象のCPU2に近接して配置されている。駆動装置100は、ファンモータ6のトルク(回転数)を指示するための制御入力信号(以下、単に制御信号という)S1にもとづいてファンモータ6を駆動する。冷却装置4は、モジュール化されて市販、流通される。
The
ファンモータ6は、3相交流モータであり、スター結線されたU相、V相、L相のコイルLU、LV、LWと、図示しない永久磁石を備える。本実施の形態では、ファンモータ6の極数は6である。 The fan motor 6 is a three-phase AC motor and includes star-connected U-phase, V-phase, and L-phase coils L U , L V , and L W and a permanent magnet (not shown). In the present embodiment, the number of poles of the fan motor 6 is six.
駆動装置100は、ひとつの半導体基板上に集積化された機能IC(Integrated Circuit)である。電源端子ICVDDには、電源電圧が供給され、接地端子ICGNDには接地電圧が供給される。
The
入力端子PWMには、外部からの入力信号S1が入力される。本実施の形態では、入力信号S1は、モータの目標トルクに応じてパルス幅変調されたPWM信号である。なお入力信号S1は、サーミスタなどを利用して得られる周囲温度Taに応じたアナログ電圧であってもよいし、CPUなどのホストプロセッサからのデジタル信号であってもよい。 An input signal S1 from the outside is input to the input terminal PWM. In the present embodiment, the input signal S1 is a PWM signal that is pulse width modulated in accordance with the target torque of the motor. The input signal S1 may be an analog voltage corresponding to the ambient temperature Ta obtained using a thermistor or the like, or may be a digital signal from a host processor such as a CPU.
駆動装置100は、逆起電力(BEMF:Back ElectroMotive Force)検出回路10、外部PWM入力回路12、駆動信号合成回路14、駆動回路16、回転数信号生成回路20を備える。
The
外部PWM入力回路12は、入力信号S1を受けるインタフェース回路である。外部PWM入力回路12は、入力信号S1に応じた制御信号S2を生成する。
The external
BEMF検出回路10は、スター結線されるU、V、W相のコイルLU、LV、LWそれぞれの一端に生ずる逆起電力VU、VV、VWを、3つのコイルの共通接続ノードN1に生ずる中点電圧VCOMと比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号S3を生成する。たとえばBEMF検出回路10は、U、V、W相ごとに設けられたコンパレータ(不図示)を備える。各コンパレータは、対応する相のコイルの一端に生ずるコイル電圧(逆起電力)VU、VV、VWを、中点電圧VCOMと比較し、比較結果を示す信号を生成する。各相のコンパレータから出力される信号を論理合成することにより、回転検出信号S3が生成される。なおBEMF検出回路10の構成は限定されない。
The
駆動信号合成回路14は、回転検出信号S3および制御信号S2を受け、それらを合成して、駆動制御信号S4を生成する。駆動信号合成回路14については公知技術を用いればよいため、ここでは詳細な説明は省略する。駆動回路16は、駆動制御信号S4に応じて、コイルLU、LV、LWそれぞれの一端に、駆動電圧を印加する。駆動回路16は、ファンモータ6をBTL駆動してもよいし、入力信号S1に応じてPWM駆動してもよい。
The drive
回転数信号生成回路20は、ファンモータ6の機械角(モータ角)180度ごとに、すなわちファンモータ6の1/2回転ごとに遷移する回転数信号FGを生成し、FG端子から出力する。
The rotation speed
図3は、実施の形態に係る回転数信号生成回路20の構成を示すブロック図である。
回転数信号生成回路20は、第1カウンタ22、比較部24、第2カウンタ30を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the rotation speed
The rotation speed
第1カウンタ22は、回転検出信号S3およびクロック信号CLKを受ける。第1カウンタ22は、クロック信号CLKに応じてカウントアップ(もしくはカウントダウン)するカウンタであり、カウント値D1を出力する。第1カウンタ22は、回転検出信号S3がアサートされるごとにリセットされる。リセットされる直前のカウント値D1は、回転検出信号S3の周期τを示す。つまり第1カウンタ22は、回転検出信号S3の周期τを測定する。
The
比較部24は、第1カウンタ22のカウント値D1がそれより以前に測定された周期τの1/2を示す値D2と一致するごとにアサートされる第1信号S11を生成する。
比較部24は、レジスタ26および比較器28を含む。レジスタ26は、回転検出信号S3がアサートされるタイミングにおけるカウント値D1を保持する。レジスタ26が保持するカウント値D1は、回転検出信号S3の周期τを示す。レジスタ26は、そのカウント値D1を1/2倍し、回転検出信号S3の半周期を示すデータD2を出力する。バイナリデータを1/2倍することは、そのデータを、下位に1ビットシフトすることと等価である。そこでレジスタ26は、カウント値D1をビットシフトした値を保持してもよい。
The
The
比較器28は、第1カウンタ22の現在のカウント値D1を、それより以前に測定された周期τに応じたカウント値の1/2の値、すなわちデータD2と比較し、それらが一致するごとにアサートされる第1信号S11を生成する。比較器28は、カウント値D1とデータD2のビット比較を行う論理ゲートで構成することができる。
比較部24により生成される第1信号S11は、回転検出信号S3と同じ電気角60度の周期を有し、かつ回転検出信号S3に対して電気角30度遅れた位相でアサートされる。
The
The first signal S11 generated by the
第2カウンタ30は、回転検出信号S3および第1信号S11を受ける。第2カウンタ30は、それらの信号をカウントすることにより回転数信号FGを生成する。
The
第2カウンタ30は、合成部32およびカウンタ34を含む。合成部32は、回転検出信号S3および第1信号S11を受け、少なくとも一方がアサートされるとアサートされる第2信号S12を生成する。このように生成される第2信号S12は、電気角30度の周期を有する。合成部32はたとえば論理和(OR)ゲートで構成できる。カウンタ34は、第2信号S12を9回カウントするたびに、回転数信号FGをアサートする。このように生成される回転数信号FGは、電気角270度の周期を有する。
The
以上が回転数信号生成回路20の構成である。続いてその動作を説明する。図4は、図2の回転数信号生成回路20の動作を示すタイムチャートである。コイル電圧(逆起電力)VU、VV、VWが中点電圧VCOMとクロスするごとに、回転検出信号S3がアサートされる。
The above is the configuration of the rotation speed
第1カウンタ22は、回転検出信号S3がアサートされるたびにリセットされ、カウント動作を繰り返す。リセット直前のカウント値D1は、回転検出信号S3の周期τを示す。第iサイクルにおける回転検出信号S3の周期τiを示すカウント値D1iがレジスタ26に保持され、続く第(i+1)サイクルにおいて利用されるデータD2i+1の生成に利用される。具体的には、D2i+1=D1i×1/2である。そして、第(i+1)サイクルにおいて第1カウンタ22のカウント値D1i+1が、データD2i+1と一致すると、第1信号S11がアサートされる。第1信号S11は、回転検出信号S3に対して半周期、つまり電気角30度遅れた信号となる。合成部32は、第1信号S11と回転検出信号S3を合成して、第2信号S12を生成する。第2信号S12は、電気角30度の周期を有している。カウンタ34は、第2信号S12をカウントすることにより、回転数信号FGを生成する。
The
このように図2の回転数信号生成回路20によれば、3相6極モータに適した回転数信号FGを生成することができる。
As described above, the rotation speed
図5は、変形例に係る回転数信号生成回路20aの構成を示すブロック図である。回転数信号生成回路20aは、3相4極、3相6極、3相8極のいずれかのモータを駆動するモータ駆動装置に、図2の回転数信号生成回路20の代わりに設けられる。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a rotation speed
回転数信号生成回路20aは、回転検出信号S3を受ける。回転数信号生成回路20aは、第1回転数信号生成回路42、第2回転数信号生成回路44、第3回転数信号生成回路46、ロックアラーム信号生成回路48、セレクタ50を備える。
第1回転数信号生成回路42は、駆動対象のモータが4極であるときアクティブとなり、回転検出信号S3を所定数、具体的には3回カウントするたびにレベル遷移する第1回転数信号FG1を生成する。
第2回転数信号生成回路44は、駆動対象のモータが6極であるときにアクティブとなり、第2回転数信号FG2を生成する。第2回転数信号生成回路44は、図2の回転数信号生成回路20である。
第3回転数信号生成回路46は、駆動対象のモータが8極であるときにアクティブとなり、回転検出信号S3を所定数、具体的には6回カウントするたびにレベル遷移する第3回転数信号FG3を生成する。
The rotation speed
The first rotation speed
The second speed
The third rotation speed
ロックアラーム信号生成回路48は、回転検出信号S3を監視し、回転検出信号S3が一定レベル(たとえばローレベル)を持続する期間が、所定の第1時間(ロックアラーム検出区間TALという)を超えるとアサートされるロックアラーム信号ALを生成する。ロックアラーム信号生成回路48は、所定の第2時間(モータ回転復帰確認期間TREC)、回転検出信号S3を連続して検出すると、ロックアラーム信号ALをネゲートする。
The lock alarm
図6は、ロックアラーム信号生成回路48の動作を示すタイムチャートである。時刻t1以前、モータは回転している。時刻t1にモータに異物が挟まり、モータの回転は停止する(ロック状態)。回転検出信号S3は、モータの回転数に応じた周期を有しており、モータが停止した状態では一定レベルをとる。そこでロックアラーム信号生成回路48は、回転検出信号S3を監視することにより、モータがロックした状態を検出することができる。回転検出信号S3が発生しない状態、つまり一定レベルが、ロックアラーム検出区間TAL持続すると、ロックアラーム信号ALがアサートされる(時刻t2)。
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the lock alarm
時刻t3にモータをロックさせる要因が取り除かれると、モータが再び回転し、回転検出信号S3が発生する。回転検出信号S3をモータ回転復帰確認期間TREC、連続的に検出すると、ロックアラーム信号生成回路48はロックアラーム信号ALをネゲートし、ロックアラーム状態から正常状態に復帰したことを通知する。
When the factor that locks the motor is removed at time t3, the motor rotates again, and the rotation detection signal S3 is generated. When the rotation detection signal S3 is continuously detected during the motor rotation return confirmation period TREC , the lock alarm
図5に戻る。セレクタ50は、回転数信号FG1〜FG3およびロックアラーム信号ALを受け、選択信号SEL1、SEL2に応じたひとつを選択し、FG/AL端子から駆動装置100の外部へと出力する
Returning to FIG. The selector 50 receives the rotation speed signals FG 1 to FG 3 and the lock alarm signal AL, selects one corresponding to the selection signals
回転数信号生成回路20aによれば、多様な極数のモータそれぞれに対して、適切な回転数信号FGを生成し、それを外部へと出力することができ、駆動装置100の汎用性を高めることができる。またアプリケーションによっては、回転数信号FGに代えて、モータの異常状態を示すロックアラーム信号ALが必要とされる場合もある。この場合に、セレクタ50によって、回転数信号FGとロックアラーム信号ALを切りかえることができるため、多様なアプリケーションに対応することができる。
According to the rotation speed
実施の形態において、冷却装置4を電子機器に搭載してCPUを冷却する場合について説明したが、本発明の用途はこれには限定されず、発熱体を冷却するさまざまなアプリケーションに用いることができる。さらにいえば、本実施の形態に係る駆動装置100の用途は、ファンモータの駆動に限定されるものではなく、その他の各種モータの駆動に用いることができる。
In the embodiment, the case where the
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.
100…駆動装置、1…電子機器、2…CPU、4…冷却装置、6…ファンモータ、10…BEMF検出回路、12…外部PWM入力回路、14…駆動信号合成回路、16…駆動回路、20…回転数信号生成回路、22…第1カウンタ、24…比較部、26…レジスタ、28…比較器、30…第2カウンタ、32…合成部、34…カウンタ、40…回転信号生成回路、42…第1回転数信号生成回路、44…第2回転数信号生成回路、46…第3回転数信号生成回路、48…ロックアラーム信号生成回路、50…セレクタ、FG…回転数信号、S1…入力信号、S2…制御信号、S3…回転検出信号、S11…第1信号、S12…第2信号、AL…ロックアラーム信号。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成する逆起電力検出回路と、
前記回転検出信号がアサートされるごとにリセットされ、前記回転検出信号の周期を測定する第1カウンタと、
前記第1カウンタのカウント値がそれより以前に測定された前記周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成する比較部と、
前記回転検出信号および前記第1信号を所定数カウントするたびにアサートされる回転数信号を生成する第2カウンタと、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 A driving device for a three-phase six-pole motor,
The counter electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils connected to the star of the motor is compared with the midpoint voltage generated at the common connection node of the three coils, and is asserted every 60 degrees of electrical angle. A counter electromotive force detection circuit for generating a rotation detection signal;
A first counter that is reset each time the rotation detection signal is asserted and measures a period of the rotation detection signal;
A comparator that generates a first signal that is asserted each time the count value of the first counter matches a value that represents a half of the period measured before;
A second counter that generates a rotation number signal that is asserted each time a predetermined number of the rotation detection signal and the first signal are counted;
A motor drive device comprising:
前記第1カウンタにより測定された最新の前記周期を保持するレジスタと、
前記レジスタに格納される周期の1/2を示す値を、前記第1カウンタのカウント値と比較する比較器と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 The comparison unit includes:
A register for holding the latest period measured by the first counter;
A comparator that compares a value indicating a half of the period stored in the register with a count value of the first counter;
The motor drive device according to claim 1, comprising:
前記回転検出信号および前記第1信号を受け、少なくとも一方がアサートされるとアサートされる第2信号を生成する合成部と、
前記第2信号をカウントするカウンタと、
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のモータ駆動装置。 The second counter is
A synthesis unit that receives the rotation detection signal and the first signal, and generates a second signal that is asserted when at least one is asserted;
A counter for counting the second signal;
The motor drive device according to claim 1, wherein the motor drive device includes:
前記モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成する逆起電力検出回路と、
前記モータが4極であるとき、前記回転検出信号を所定数カウントするたびにアサートされる第1回転数信号を生成する第1回転数信号生成部と、
前記モータが6極であるとき、第2回転数信号を生成する第2回転数信号生成部と、
前記モータが8極であるとき、前記回転検出信号を所定数カウントするたびにアサートされる第3回転数信号を生成する第3回転数信号生成部と、
駆動対象のモータの極数に応じて、前記第1から第3回転数信号のひとつを選択して出力するセレクタと、
を備え、
前記第2回転数信号生成部は、
前記回転検出信号がアサートされる周期を測定する第1カウンタと、
前記第1カウンタのカウント値がそれより以前に測定された前記周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成する比較部と、
前記回転検出信号および前記第1信号を所定数カウントするたびに、前記第2回転数信号をアサートする第2カウンタと、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。 A motor driving device for driving any one of three-phase four-pole, three-phase six-pole, and three-phase eight-pole motors,
The counter electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils connected to the star of the motor is compared with the midpoint voltage generated at the common connection node of the three coils, and is asserted every 60 degrees of electrical angle. A counter electromotive force detection circuit for generating a rotation detection signal;
When the motor has four poles, a first rotation number signal generation unit that generates a first rotation number signal that is asserted every time the rotation detection signal is counted a predetermined number;
When the motor has 6 poles, a second rotational speed signal generating unit that generates a second rotational speed signal;
When the motor has eight poles, a third rotation number signal generation unit that generates a third rotation number signal that is asserted every time the rotation detection signal is counted a predetermined number;
A selector that selects and outputs one of the first to third rotational speed signals according to the number of poles of the motor to be driven;
With
The second rotation speed signal generating unit is
A first counter that measures a period at which the rotation detection signal is asserted;
A comparator that generates a first signal that is asserted each time the count value of the first counter matches a value that represents a half of the period measured before;
A second counter that asserts the second rotation number signal each time a predetermined number of the rotation detection signal and the first signal are counted;
A motor drive device comprising:
前記セレクタは、前記第1から第3回転数信号および前記ロックアラーム信号のひとつを選択して出力することを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動装置。 A lock alarm signal generation circuit that monitors the rotation detection signal and generates a lock alarm signal that is asserted when a period in which the rotation detection signal continues at a certain level exceeds a predetermined time;
5. The motor drive device according to claim 4, wherein the selector selects and outputs one of the first to third rotation speed signals and the lock alarm signal. 6.
前記第1カウンタにより測定された最新の前記周期を保持するレジスタと、
前記第1カウンタのカウント値を前記レジスタに格納される周期の1/2を示す値と比較する比較器と、
を含むことを特徴とする請求項5に記載のモータ駆動装置。 The comparison unit includes:
A register for holding the latest period measured by the first counter;
A comparator that compares the count value of the first counter with a value indicating a half of the period stored in the register;
The motor drive device according to claim 5, comprising:
前記回転検出信号および前記第1信号を受け、少なくとも一方がアサートされるとアサートされる第2信号を生成する合成部と、
前記第2信号をカウントするカウンタと、
を含むことを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載のモータ駆動装置。 The second counter is
A synthesis unit that receives the rotation detection signal and the first signal, and generates a second signal that is asserted when at least one is asserted;
A counter for counting the second signal;
The motor drive device according to claim 4, comprising:
前記ファンモータを駆動する請求項1から7のいずれかに記載のモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とする冷却装置。 A fan motor,
The motor drive device according to any one of claims 1 to 7, which drives the fan motor;
A cooling device comprising:
前記モータのスター結線されるU、V、W相のコイルそれぞれの一端に生ずる逆起電力を、3つのコイルの共通接続ノードに生ずる中点電圧と比較し、電気角60度ごとにアサートされる回転検出信号を生成するステップと、
第1カウンタを用いて前記回転検出信号がアサートされる周期を測定するステップと、
前記第1カウンタのカウント値が前記周期の1/2を示す値と一致するごとにアサートされる第1信号を生成するステップと、
第2カウンタを用いて前記回転検出信号および前記第1信号を所定数カウントするたびにアサートされる回転数信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする方法。 A method of generating a rotation speed signal when driving a three-phase six-pole motor,
The counter electromotive force generated at one end of each of the U, V, and W phase coils connected to the star of the motor is compared with the midpoint voltage generated at the common connection node of the three coils, and is asserted every 60 degrees of electrical angle. Generating a rotation detection signal;
Measuring a period at which the rotation detection signal is asserted using a first counter;
Generating a first signal that is asserted each time a count value of the first counter matches a value indicating half of the period;
Generating a rotation speed signal that is asserted each time a predetermined number of the rotation detection signal and the first signal are counted using a second counter;
A method comprising the steps of:
前記第2カウンタは、前記第2信号をカウントすることを特徴とする請求項9または10に記載の方法。 Generating a second signal that is asserted when at least one of the rotation detection signal and the first signal is asserted;
The method according to claim 9 or 10, wherein the second counter counts the second signal.
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