JP2013183632A - モータ駆動回路、これを含むモータ駆動装置及びモータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、モータ駆動回路、これを含むモータ駆動装置及びモータ駆動方法に関する。
【解決手段】本発明によると、モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出するデューティ比検出部と、前記モータの速度を検出する速度検出部と、予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出し、前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、を含むモータ駆動回路により、モータの速度を正確に制御することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを所望の速度に制御することができるモータ駆動回路、これを含むモータ駆動装置及びモータ駆動方法に関する。

通常、モータ（Ｍｏｔｏｒ）は、冷蔵庫とエアコンなどの家電製品からディスクドライバー（ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅｒ）のような情報処理機器に至るまで様々な分野において使用されており、ＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータのように速度を制御することができるモータの場合、パルス−幅−変調（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＷＭ）信号のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を調節して速度を制御することができる。

一方、モータの速度制御方式は、開ループ（Ｏｐｅｎ ｌｏｏｐ）制御方式と閉ループ（Ｃｌｏｓｅ ｌｏｏｐ）制御方式とに大別され、開ループ制御方式の場合、フィードバック（Ｆｅｅｄｂａｃｋ）回路を含まないため、簡単な構造で具現することができるが、電気的な雑音（ｎｏｉｓｅ）、温度変化などの外部要因によって発生する誤差を補償することができないという問題点があった。

その反面、閉ループ制御方式は、フィードバック回路を含んでモータの現在の回転数、速度、及び周りの動作環境などを検出し、これにより入力信号を制御してモータの動作で発生する誤差を制御することができる。従って、閉ループ制御方式によると、モータの現在の回転数及び速度などを検出するための回路が必要となり、外部の動作環境に対応するための電圧検出回路及び誤差補償回路などが追加され得る。

そのため、モータを駆動するための回路の複雑度が増加し、電圧検出回路及び誤差補償回路などを回路構成から除外する場合には、モータの回転数及び速度を検出する際に外部の動作環境による変化を正確に反映することができないという問題点があった。

韓国公開特許公報第２００６−００７０２５７号 特開２００６−１３６０７７号公報

本発明の目的は、モータ駆動回路内に保存されている入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて別の回路を追加または変更しなくても外部動作環境に応じてモータの速度を正確に制御することができるモータ駆動回路、これを含むモータ駆動装置及びモータ駆動方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の一実施形態によるモータ駆動回路は、モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出するデューティ比検出部と、前記モータの速度を検出する速度検出部と、予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出し、前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、を含む。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが保存される保存部をさらに含むことができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）形式で保存されることができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数形式で保存されることができる。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数は、下記の［数式］で表されることができる。

［数式］
目標速度＝入力パルス−幅−変調信号のデューティ比×勾配（ａ）＋常数（ｂ）

ここで、常数（ｂ）は目標速度の最小値である。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データは、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の区間ごとに前記勾配が異なる複数個の一次関数が組み合わされた形式からなることができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）と、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数とが組み合わされた形式で保存されることができる。

前記駆動制御部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する目標速度を検出する検出器と、前記モータの速度と前記目標速度とを比較して前記比較結果を出力する比較器と、を含むことができる。

前記駆動制御部は、前記比較結果を用いて前記モータに印加される駆動信号のデューティ比を調節する調節器と、前記駆動信号のデューティ比を用いて前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する駆動機と、をさらに含むことができる。

前記調節器は、前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より速い場合には、前記駆動信号のデューティ比が減少されるように制御し、前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より遅い場合には、前記駆動信号のデューティ比が増加されるように制御することができる。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データは、前記速度検出部で検出される前記モータの速度または前記デューティ検出部で検出される前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の誤差を補償するための誤差情報が予め反映されて保存されることができる。

本発明の一実施形態によるモータ駆動装置は、モータを所望の速度に制御するための命令として入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を生成して出力する外部制御回路と、前記入力パルス−幅−変調信号を印加されて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出し、前記モータの速度を検出し、予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出し、前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御するモータ駆動回路と、を含む。

前記モータ駆動回路は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが保存される保存部を含むことができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）形式で保存されることができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数形式で保存されることができる。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数は、下記の［数式］で表されることができる。

［数式］
目標速度＝入力パルス−幅−変調信号のデューティ比×勾配（ａ）＋常数（ｂ）

ここで、常数（ｂ）は目標速度の最小値である。

前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データは、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の区間ごとに前記勾配が異なる複数個の一次関数が組み合わされた形式からなることができる。

前記保存部は、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）と、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数とが組み合わされた形式で保存されることができる。

本発明の一実施形態によるモータ駆動方法は、モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出する段階と、前記モータの速度を検出する段階と、予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出する段階と、前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する段階と、を含む。

前記目標速度を検出する段階の後、前記モータの速度と前記目標速度とを比較して前記比較結果を出力する段階をさらに含むことができる。

前記モータの駆動を制御する段階は、前記比較結果を用いて前記モータに印加される駆動信号のデューティ比を調節することができる。

前記駆動信号のデューティ比を調節する段階は、前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より速い場合には、前記駆動信号のデューティ比が減少するように制御し、前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より遅い場合には、前記駆動信号のデューティ比が増加するように制御することができる。

前記のように、本発明の一実施形態によるモータ駆動回路、これを含むモータ駆動装置及びモータ駆動方法によると、モータ駆動回路内に保存されている入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて別の回路を追加または変更しなくても外部動作環境（電圧及び負荷など）に応じてモータの速度を正確に制御することができるという長所がある。

また、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比またはモータの速度を検出する回路で発生する誤差を予め検出して、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データに反映するため、誤差補償回路がなくてもモータの速度を正確に制御することができるという長所がある。

これにより、モータ駆動回路及びこれを含むモータ駆動装置の構成が簡素化されて製造コストを低減することができるという長所がある。

本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の概略的な構成図である。 図１に図示したモータ駆動回路の詳細構成図である。 図２の保存部にルックアップテーブル形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する目標速度を示す図面である。 図２の保存部にルックアップテーブル形式で保存された関係データを示すものであり、アドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）に相当する目標速度を示す図面である。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフである。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、図２の保存部に保存された情報を示す図面である。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフに対する実施形態である。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフに対する実施形態である。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフに対する実施形態である。 図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示すものであり、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフに対する実施形態である。 図２の保存部にルックアップテーブル形式と一次関数形式とが組み合わされて保存された関係データを示す図面である。 図２の保存部にルックアップテーブル形式と一次関数形式とが組み合わされて保存された関係データを示す図面である。 モータを駆動する過程を示す図面である。 本発明の一実施形態によるモータ駆動過程を示す動作フローチャートである。

本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。

従って、本明細書に記載された実施形態と図面に図示された構成は本発明のもっとも好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想の全てを代弁しているわけではないため、本出願時点においてこれらを代替することができる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるモータ駆動装置の概略的な構成図であり、図２は、図１に図示したモータ駆動回路の詳細構成図である。

図１及び図２に図示したように、モータ駆動装置１は、外部制御回路５０及びモータ駆動回路１００を含んで構成される。

先ず、モータについて説明すると、モータ３０は、ＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータなどからなることができ、ＢＬＤＣモータとは、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータのうちブラシのないモータであって、回転子は永久磁石で構成され、外側の固定子は電気磁石で構成されることができるものである。

外部制御回路５０は、モータ３０を所望の速度に制御するための命令である入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を生成してこれをモータ駆動回路１００に伝送する手段であって、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）は、モータの駆動環境に独立して生成されるため、温度変化などの外部動作環境の変化の影響を受けないように構成される。

モータ駆動回路１００は、モータ３０を所望の速度に制御する手段であって、デューティ検出部１１０、速度検出部１３０、駆動制御部１５０及び保存部１７０を含んで構成される。

デューティ検出部１１０は、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出する手段であって、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）の一周期内で信号が高い（Ｈｉｇｈ）値を有するターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）時間と、信号が低い（Ｌｏｗ）値を有するターンオフ（Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）時間とを検出して、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比を検出することができる。

即ち、デューティ検出部１１０は、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）の周期と高い（Ｈｉｇｈ）値を有するタイミングから入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）の一周期内で高い（Ｈｉｇｈ）値を有するターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）時間の割合である入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比を検出することができる。

速度検出部１３０は、モータ３０の回転数からモータ３０の速度を検出するが、より具体的に、速度検出部１３０は、ホールセンサ（Ｈａｌｌ ｓｅｎｓｏｒ）などで構成され、時間の経過に伴い可変するモータ３０の回転子の回転位置を用いてモータ３０の現在速度を検出することができる。

この際、モータ３０の速度は、ユーザが指定した目標速度に維持されなければならないため、全体的なモータ駆動回路１００の動作は、モータ３０の速度を検出して検出された速度が目標速度より速い場合には、駆動制御部１５０がモータ３０に出力する駆動信号ＳＤを調節してモータ３０の速度を減少させ、検出されたモータ３０の速度が目標速度より遅い場合には、モータ３０の速度を増加させる。

駆動制御部１５０は、モータ駆動回路１００を全般的に制御するマイコンであって、検出器１５２、比較器１５４、調節器１５６及び駆動機１５８を含んで構成される。

このうち検出器１５２は、保存部１７０に保存された入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）と目標速度との関係データを用いて入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に相当する目標速度を検出する。

即ち、検出器１５２は、予めデータテーブルなどで用意された入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比とモータ３０の目標速度との対応関係を参照して、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に対応するモータ３０の目標速度を読み込んだり、または特定式に従って直接演算を行って入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に応じたモータ３０の目標速度を検出することができる。

このような検出器１５２の動作を説明する前に保存部１７０についてより具体的に説明すると、保存部１７０は、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）と目標速度との関係データが保存される手段であって、揮発性メモリまたは不揮発性メモリからなることができる。また、保存部１７０は、フリップフロップ（Ｆｌｉｐ Ｆｌｏｐ）からなることができ、ここで、フリップフロップとは、順序論理（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌｏｇｉｃ）回路に使用される記憶素子（Ｍｅｍｏｒｙ）であって、クロック（Ｃｌｏｃｋ）信号に合わせて出力が決定されるように構成されることができる。

図３ａ及び図３ｂは、図２の保存部にルックアップテーブル形式で保存された関係データを示す図面である。

図３ａを参照すると、保存部１７０には、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比と目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）形式で保存されることができる。例えば、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比が０〜１００％の１０１個が保存されていると、それぞれの入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に相当する１０１個の目標速度がＲＰＭの形式で保存されることができる。

また、図３ｂに図示したように、保存部１７０には、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比が直接保存されず、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に該当するアドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）に目標速度が保存されることもできる。

図４ａ〜図４ｆは、図２の保存部に一次関数形式で保存された関係データを示す図面であって、図４ａは、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比と目標速度との関係グラフであり、保存部１７０には、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に対する目標速度が一次関数形式で保存されることができる。

この際、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に対する目標速度の一次関数は下記の［数式］で表されることができる。

［数式］
目標速度＝入力パルス−幅−変調信号のデューティ比×勾配（ａ）＋常数（ｂ）

ここで、勾配（ａ）は、目標速度の増加量（Ｙ）／入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の増加量（Ｘ）であり、常数（ｂ）は、目標速度の最小値（ｍｉｎ＿ｒｐｍ）を示す。

このように、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する目標速度を検出するために、保存部１７０には、図４ｂに図示したように、勾配（ａ）と目標速度の最小値（ｂ）が保存されることができ、入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比が検出されると、保存部１７０に保存された勾配（ａ）と目標速度の最小値（ｂ）を用いて目標速度を検出することができる。

図４ｃ〜図４ｆは、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係グラフに対する様々な実施形態であって、図４ｃ〜図４ｆに図示したように、モータの特性などに応じて入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）に相当する目標速度の関係グラフ、即ち、一次関数を様々に設定することができる。

図５ａ及び図５ｂは、図２の保存部にルックアップテーブル形式と一次関数形式とが組み合わされて保存された関係データを示す図面であって、図５ａ及び図５ｂに図示したように、保存部１７０には、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）と目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）と入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する目標速度の一次関数とが組み合わされた形式で保存されることができる。この際、勾配と目標速度の最小値は二つ以上が保存されることができ、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に応じて異なる値を適用することができる。

より具体的に説明すると、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データは、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の区間ごとに勾配が異なる複数個の一次関数が組み合わされた形式からなることができる。例えば、入力パルス−幅−変調信号の第１デューティ比が２０である場合には、入力パルス−幅−変調信号の第１デューティ比が０〜２２の区間に該当する時に、第１勾配（Ｓｌｏｐｅ１）が適用され、入力パルス−幅−変調信号の第２デューティ比が４５である場合には、入力パルス−幅−変調信号の第２デューティ比が２２〜４５の区間に該当する時に、第２勾配（Ｓｌｏｐｅ２）が適用されることができる。このような場合、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比が２２である時に、区間１の数式と区間２の数式の結果が同一値になるようにして連続したグラフにさせることができる。

一方、保存部１７０に保存された入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）と目標速度との関係データには、速度検出部１３０で検出されるモータの速度またはデューティ検出部１１０で検出される入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）の誤差を補償するための誤差情報が予め反映されることができる。

より詳細に説明すると、モータの速度制御は、速度検出部１３０で検出されるモータの現在速度またはデューティ検出部１１０で検出される入力パルス−幅−変調信号のデューティ比からなるため、速度検出部１３０とデューティ検出部１１０に誤差がある場合には、モータの速度制御に誤差が発生する可能性がある。そのため、本発明の一実施形態では、保存部１７０に入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）と目標速度との関係データを設定して保存したり、後述する目標速度を検出する際に、速度検出部１３０及びデューティ検出部１１０で発生する誤差を反映することができる。

即ち、速度検出部１３０で検出したモータの現在速度が実際速度より１０％程度速い場合には、入力パルス−幅−変調信号のデューティ比（Ｉｐｗｍ）に相当する目標速度を１０％程度減少して設定することができる。

一方、図２に戻り、駆動制御部１５０の構成要素について再度説明すると、比較器１５４は、速度検出部１３０で検出したモータの速度と保存部１７０に保存された目標速度とを比較し、その比較結果を調節器１５６に伝達して検出されたモータの速度が目標速度より速い場合には、モータ３０に出力する駆動信号ＳＤを調節してモータ３０の速度を減少させ、検出されたモータ３０の速度が目標速度より遅い場合には、モータ３０の速度を増加させることができる。

即ち、速度検出部１３０と検出器１５２が両方ともモータ３０の速度形式（ｆｏｒｍａｔ）でデータを伝達すると、比較器１５４は、単純にこれらを比較して速度検出部１３０の検出した速度が検出器１５２の目標速度より速いか否かを調節器１５６に伝達する。

調節器１５６は、比較器１５４での比較結果を用いてモータの速度が目標速度になるように制御するためにモータ３０に印加される駆動信号ＳＤのデューティ比を調節する。この際、駆動信号ＳＤもまたパルス−幅−変調信号の形式に生成されることができる。この場合、モータ３０の現在速度は、駆動信号ＳＤのデューティ比により決定され、駆動信号ＳＤのデューティ比が増加するとモータ３０の現在速度が増加し、駆動信号ＳＤのデューティ比が減少するとモータ３０の現在速度が減少する。

即ち、調節器１５６は、前記比較結果でモータ３０の現在速度が目標速度より速い場合には、駆動信号ＳＤのデューティ比が減少されるように制御し、前記比較結果でモータ３０の現在速度が目標速度より遅い場合には、駆動信号ＳＤのデューティ比が増加されるように制御する。

駆動機１５８は、駆動信号ＳＤのデューティ比を用いてモータの駆動を制御する手段であって、より具体的には、モータ３０の駆動を制御する複数個のスィッチＰ１、Ｐ２、Ｎ１、Ｎ２のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）動作を制御する。

図６は、モータを駆動する過程を示す図面である。

図６は、単相ＢＬＤＣモータを正方向または逆方向に回転するために、第１、２ＰＭＯＳ信号と、第１、２ＮＭＯＳ信号とで構成される図面であり、第１、２ＰスィッチＰ１、Ｐ２は、入力が低い（Ｌｏｗ）値を有する時にターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）され、第１、２ＮスィッチＮ１、Ｎ２は入力が高い（Ｈｉｇｈ）値を有する時にターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）される。図６の信号波形において、第１、２ＰスィッチＰ１、Ｐ２と、第１、２ＮスィッチＮ１、Ｎ２は、高い（Ｈｉｇｈ）値を有する時にターンオンされることを基準とし、第１、２ＰＭＯＳ信号は反転されて第１、２ＰスィッチＰ１、Ｐ２に印加される。

第１、３区間ｔ１、ｔ３では第１ＰスィッチＰ１と第２ＮスィッチＮ２がターンオンされ、第２及び第４区間ｔ２、ｔ４では第２ＰスィッチＰ２と第１ＮスィッチＮ１がターンオンされ、駆動機１５８は、モータ３０が回転するように複数個のスィッチＰ１、Ｐ２、Ｎ１、Ｎ２を順にオン／オフさせる機能を行う。

即ち、第１、２ＰＭＯＳ信号は、駆動機１５８によってオン／オフされ、オンである場合には、調節器１５６で調節されたデューティ比に応じて駆動信号が出力され、デューティ比が１００％である場合には、第１、２ＰＭＯＳ信号もまた第１、２ＮＭＯＳ信号のような波形を示す。

第１区間ｔ１でデューティ比が５０％である場合には、第１ＰＭＯＳ信号のオン区間で電流が５０％のみに流れることができるため、モータ３０に流れる電流が減少してモータ３０の現在速度が減少される。即ち、第１、２ＰＭＯＳ信号に適用されるデューティ比に応じてモータ３０の現在速度を調節することができる。

以下、本発明の一実施形態によるモータの駆動過程について説明する。

図７は、本発明の一実施形態によるモータ駆動過程を示す動作フローチャート図であって、図７を参照すると、モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出する（Ｓ７００）。

次に、予め保存された入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する目標速度を検出する（Ｓ７１０）。

この際、予めデータテーブルなどで用意された入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比とモータ３０の目標速度との対応関係を参照して入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に対応するモータ３０の目標速度を読み込んだり、または特定式に従って直接演算を行って入力パルス−幅−変調信号（Ｉｐｗｍ）のデューティ比に応じたモータ３０の目標速度を検出することができる。

その後、モータの速度と目標速度とを比較（Ｓ７２０）して前記比較結果を出力し、比較結果を用いてモータ３０に印加される駆動信号ＳＤのデューティ比を調節する。

より具体的に説明すると、前記比較結果でモータの現在速度が目標速度より速い場合には（Ｓ７２０の「ＹＥＳ」）、駆動信号のデューティ比が減少されるように制御（Ｓ７３０）し、前記比較結果でモータの現在速度が前記目標速度より遅い場合には（Ｓ７２０の「ＮＯ」）、駆動信号のデューティ比が増加されるように制御（Ｓ７４０）する。

その後、モータの現在速度が目標速度になるようにモータの駆動を制御する（Ｓ７５０）。

以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、上述の内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で用いることができる。即ち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、述べた開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。上述の実施形態は本発明を実施するにおいて最善の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を用いるにおいて当業界に公知された他の状態での実施、そして発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むと解釈されるべきであろう。

１ モータ駆動装置
３０ モータ
５０ 外部制御回路
１００ モータ駆動回路
１１０ デューティ検出部
１３０ 速度検出部
１５０ 駆動制御部
１７０ 保存部
１５２ 検出器
１５４ 比較器
１５６ 調節器
１５８ 駆動機

Claims (16)

1. モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出するデューティ比検出部と、
   前記モータの速度を検出する速度検出部と、
   予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出し、前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、
   を含むモータ駆動回路。
2. 前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが保存される保存部をさらに含む請求項１に記載のモータ駆動回路。
3. 前記保存部は、
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）形式で保存される請求項２に記載のモータ駆動回路。
4. 前記保存部は、
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データが前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数形式で保存される請求項２に記載のモータ駆動回路。
5. 前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数は、下記の［数式（１）］で表される請求項４に記載のモータ駆動回路。
   ［数式（１）］
   目標速度＝入力パルス−幅−変調信号のデューティ比×勾配（ａ）＋常数（ｂ） …（１）
   （ここで、常数（ｂ）は、目標速度の最小値である。）
6. 前記保存部は、
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データがルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）と、前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数とが組み合わされた形式で保存される請求項２に記載のモータ駆動回路。
7. 前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に対する前記目標速度の一次関数は、下記の［数式（１）］で表され、
   ［数式（１）］
   目標速度＝入力パルス−幅−変調信号のデューティ比×勾配（ａ）＋常数（ｂ） …（１）
   （ここで、常数（ｂ）は、目標速度の最小値である。）
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データは、
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の区間ごとに前記勾配が異なる複数個の一次関数が組み合わされた形式からなる請求項６に記載のモータ駆動回路。
8. 前記駆動制御部は、
   前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する目標速度を検出する検出器と、
   前記モータの速度と前記目標速度とを比較して比較結果を出力する比較器と、
   を含む請求項１から７の何れか１項に記載のモータ駆動回路。
9. 前記駆動制御部は、
   前記比較結果を用いて前記モータに印加される駆動信号のデューティ比を調節する調節器と、
   前記駆動信号のデューティ比を用いて前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する駆動機と、
   をさらに含む請求項８に記載のモータ駆動回路。
10. 前記調節器は、
    前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より速い場合には、前記駆動信号のデューティ比が減少されるように制御し、
    前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より遅い場合には、前記駆動信号のデューティ比が増加されるように制御する請求項９に記載のモータ駆動回路。
11. 前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と前記目標速度との関係データは、
    前記速度検出部で検出される前記モータの速度または前記デューティ比検出部で検出される前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比の誤差を補償するための誤差情報が予め反映されて保存される請求項１から１０の何れか１項に記載のモータ駆動回路。
12. モータを所望の速度に制御するための命令として入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を生成して出力する外部制御回路と、
    請求項１から１１の何れか１項に記載のモータ駆動回路と、
    を含むモータ駆動装置。
13. モータの速度を制御するために印加される入力パルス−幅−変調信号（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のデューティ比（Ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）を検出する段階と、
    前記モータの速度を検出する段階と、
    予め保存された前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比と目標速度との関係データを用いて前記入力パルス−幅−変調信号のデューティ比に相当する前記目標速度を検出する段階と、
    前記モータの速度が前記目標速度になるように前記モータの駆動を制御する段階と、
    を含むモータ駆動方法。
14. 前記目標速度を検出する段階の後、
    前記モータの速度と前記目標速度とを比較して比較結果を出力する段階をさらに含む請求項１３に記載のモータ駆動方法。
15. 前記モータの駆動を制御する段階は、
    前記比較結果を用いて前記モータに印加される駆動信号のデューティ比を調節する請求項１４に記載のモータ駆動方法。
16. 前記駆動信号のデューティ比を調節する段階は、
    前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より速い場合には、前記駆動信号のデューティ比が減少されるように制御し、
    前記比較結果で前記モータの速度が前記目標速度より遅い場合には、前記駆動信号のデューティ比が増加されるように制御する請求項１５に記載のモータ駆動方法。

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