JP2016220521A - Motor drive circuit, driving method, vibration device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの駆動技術に関する。 The present invention relates to a motor driving technique.
ブラシレスモータ用のドライバにおいて、通常回転するロータを停止させるために、ブレーキ機能が搭載される場合がある。ブレーキには、回生ブレーキと、逆転ブレーキが存在する。回生ブレーキでは、ドライバの出力段とモータコイルとでループを形成し、ループ内に電流を流してモータコイルのエネルギーを消散させる。 In a driver for a brushless motor, a brake function may be mounted in order to stop a normally rotating rotor. There are regenerative brakes and reverse brakes. In regenerative braking, a loop is formed by the output stage of the driver and the motor coil, and current is passed through the loop to dissipate the energy of the motor coil.
回生ブレーキよりも強い制動力でロータを停止させたい場合には、逆転ブレーキが採用される。逆転ブレーキでは、通常駆動状態(正転状態)とは逆相で、言い換えれば正転方向と逆方向のトルクがロータに発生するように、モータコイルを駆動する。 When it is desired to stop the rotor with a braking force stronger than that of the regenerative brake, a reverse brake is employed. In the reverse brake, the motor coil is driven so that torque is generated in the rotor in the opposite phase to the normal drive state (forward rotation state), in other words, in the reverse direction to the forward rotation direction.
課題1. 本発明者らは、以下の逆転ブレーキの制御(検討技術という)について検討した。
検討技術では、逆転ブレーキの期間中、ホール信号の周期を監視する。そして周期が所定のしきい値を超えると、ロータが十分に減速したものとして、逆転ブレーキを終了する。 The study technique monitors the period of the hall signal during reverse braking. When the cycle exceeds a predetermined threshold value, it is assumed that the rotor has sufficiently decelerated, and the reverse brake is terminated.
ブラシレスモータをホール素子からのホール信号と同期して制御する場合、逆転ブレーキの最小時間は、ホール信号の周期により制約を受ける。したがって逆転ブレーキの直前の正転方向のロータのトルクが小さかった場合、ある最小時間以上にわたる逆転ブレーキによりロータに与えたトルクが上回り、ロータが逆回転してしまう場合がある。 When the brushless motor is controlled in synchronization with the Hall signal from the Hall element, the minimum reverse brake time is restricted by the period of the Hall signal. Therefore, when the torque of the rotor in the forward rotation direction immediately before the reverse rotation brake is small, the torque applied to the rotor by the reverse rotation brake for a certain minimum time or more may exceed, and the rotor may reversely rotate.
そして、逆回転し始めた直後において、ホール信号の周期がしきい値を超えていると、逆転ブレーキの終了条件を満たさず、逆転ブレーキから抜け出せず、ロータを逆方向にさらに加速させるおそれがある。 If the period of the Hall signal exceeds the threshold immediately after starting reverse rotation, the reverse brake termination condition is not satisfied, the reverse brake cannot be released, and the rotor may be further accelerated in the reverse direction. .
課題2. さらに本発明者らは、逆転ブレーキについて検討した結果、以下の課題を認識するに至った。ブラシレスモータをホール素子からのホール信号と同期して制御する場合、逆転ブレーキの最小時間は、ホール信号の周期により制約を受ける。したがって逆転ブレーキの直前の正転方向のロータのトルクが小さかった場合、ある最小時間以上にわたる逆転ブレーキによりロータに与えたトルクが上回り、ロータが逆回転してしまう場合がある。なおこの課題を当業者の一般的な認識として捉えてはならない。
本発明のある態様は、上述のいずれかの課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、逆転ブレーキによるロータの逆回転を防止あるいは抑制、防止可能なモータ駆動回路の提供にある。 An aspect of the present invention has been made in view of any of the above-described problems, and one of exemplary purposes thereof is a motor drive circuit capable of preventing, suppressing, or preventing reverse rotation of the rotor due to reverse brake. On offer.
1. 本発明のある態様は、モータ駆動回路に関する。モータ駆動回路は、駆動対象のモータのロータの位置を示す矩形信号にもとづいてモータのコイルへの通電を制御する駆動信号を生成する制御部と、駆動信号にもとづいてコイルを駆動する駆動部と、を備える。制御部は、逆転ブレーキの期間中、矩形信号の周期を監視し、周期が短くなると、逆転ブレーキを終了する。 1. One embodiment of the present invention relates to a motor drive circuit. The motor drive circuit includes a control unit that generates a drive signal for controlling energization of the motor coil based on a rectangular signal indicating the position of the rotor of the motor to be driven, and a drive unit that drives the coil based on the drive signal. . The control unit monitors the period of the rectangular signal during the reverse brake period, and ends the reverse brake when the period becomes shorter.
この態様によると、ロータの回転数を示す周期の相対変化にもとづいて、ロータの逆方向への回転を直ちに検出でき、これにより逆転ブレーキによるロータの逆回転を抑制できる。 According to this aspect, it is possible to immediately detect the rotation of the rotor in the reverse direction based on the relative change in the cycle indicating the rotation speed of the rotor, thereby suppressing the reverse rotation of the rotor due to the reverse brake.
制御部は、現在の周期と、過去の周期との大小関係にもとづいて逆転ブレーキを終了してもよい。 The control unit may end the reverse brake based on the magnitude relationship between the current cycle and the past cycle.
制御部は、現在の周期をTCUR、過去の周期をTPRE、0以上の補正値をTCORRとするとき、
TCUR+TCORR≦TPRE
を満たしたときに逆転ブレーキを終了してもよい。
When the current period is T CUR , the past period is T PRE , and a correction value of 0 or more is T CORR ,
T CUR + T CORR ≦ T PRE
The reverse brake may be terminated when the condition is satisfied.
制御部は、現在の周期をTCUR、過去の周期をTPREとするとき、TCUR<TPRE
を満たしたときに逆転ブレーキを終了してもよい。
When the current cycle is T CUR and the past cycle is T PRE , the control unit T CUR <T PRE
The reverse brake may be terminated when the condition is satisfied.
過去の周期は、1回前に測定された周期であってもよい。過去の周期は、直近の所定回数に渡り測定された複数の周期にもとづいてもよい。 The past cycle may be a cycle measured once before. The past cycle may be based on a plurality of cycles measured over the most recent predetermined number of times.
制御部は、逆転ブレーキの期間において、矩形信号の周期が所定のしきい値より長くなると、逆転ブレーキを終了してもよい。制御部は、逆転ブレーキの期間において、矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、エッジカウンタのカウント値が所定のしきい値を超えると、逆転ブレーキを終了してもよい。制御部は、逆転ブレーキの期間の長さを測定するタイマー回路を含み、逆転ブレーキの期間が所定時間に到達すると、逆転ブレーキを終了してもよい。逆転ブレーキの終了条件は、複数を組み合わせてもよい。 The controller may end the reverse brake when the period of the rectangular signal becomes longer than a predetermined threshold during the reverse brake period. The control unit may include an edge counter that measures the number of edges of the rectangular signal during the reverse brake period, and the reverse brake may be terminated when the count value of the edge counter exceeds a predetermined threshold value. The control unit may include a timer circuit that measures the length of the reverse brake period, and the reverse brake may be terminated when the reverse brake period reaches a predetermined time. A plurality of reverse brake termination conditions may be combined.
2. 本発明の別の態様は、モータ駆動回路に関する。モータ駆動回路は、駆動対象のモータのロータの位置を示す矩形信号にもとづいて前記モータのコイルへの通電を制御する駆動信号を生成する制御部と、矩形信号を生成するホールコンパレータと、矩形信号にもとづいてモータのコイルへの通電を制御する制御部と、制御部からの駆動信号にもとづいてコイルを駆動する駆動部と、を備える。制御部は、モータの通常駆動状態においてモータの停止指示を受けると、それまでの通常駆動状態に応じた出力で逆転ブレーキを掛ける。 2. Another aspect of the present invention relates to a motor drive circuit. The motor drive circuit includes a control unit that generates a drive signal for controlling energization to the coil of the motor based on a rectangular signal indicating the position of the rotor of the motor to be driven, a hall comparator that generates a rectangular signal, and a rectangular signal A control unit that controls energization of the coil of the motor based on the drive unit, and a drive unit that drives the coil based on a drive signal from the control unit. When receiving a motor stop instruction in the normal driving state of the motor, the control unit applies a reverse brake with an output corresponding to the normal driving state up to that time.
ある態様において制御部は、逆転ブレーキを掛ける前の通常駆動状態を監視することで、モータのロータが正転方向にどれくらいのトルクを有しているか推定できる。そこで、ロータが正転方向に十分に大きなトルクを有していると推定される場合には、大きな出力で逆転ブレーキを掛け、正転方向のトルクが小さいと推定される場合には、逆転ブレーキの出力を低下させ、あるいは出力ゼロすなわち逆転ブレーキを掛けないこととし、これによりロータが逆回転するのを防止できる。 In one aspect, the control unit can estimate how much torque the motor rotor has in the forward rotation direction by monitoring the normal driving state before applying the reverse brake. Therefore, when it is estimated that the rotor has a sufficiently large torque in the forward direction, the reverse brake is applied with a large output, and when the torque in the forward direction is estimated to be small, the reverse brake The output is reduced, or the output is zero, that is, the reverse brake is not applied, so that the rotor can be prevented from rotating in the reverse direction.
ある態様において制御部は、通常駆動状態において発生した矩形信号の切り替わり回数に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させてもよい。
矩形信号のレベル遷移の回数が小さければロータの正転方向のトルクが小さいものと推定し、逆転ブレーキの出力を低下させることができる。
In one aspect, the control unit may change the output of the reverse brake in accordance with the number of switching of the rectangular signal generated in the normal driving state.
If the number of level transitions of the rectangular signal is small, it can be estimated that the torque in the forward direction of the rotor is small, and the output of the reverse brake can be reduced.
ある態様において制御部は、通常駆動状態において、矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、エッジカウンタのカウント値に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させてもよい。 In one aspect, the control unit may include an edge counter that measures the number of edges of the rectangular signal in the normal driving state, and may change the output of the reverse brake according to the count value of the edge counter.
ある態様において制御部は、モータの停止指示を受けたときに、それまでに計測された矩形信号のエッジの個数が所定のしきい値より小さいとき、大きいときに比べて逆転ブレーキの出力を低下させてもよい。 In a certain aspect, when the control unit receives an instruction to stop the motor, when the number of edges of the rectangular signal measured so far is smaller than a predetermined threshold value, the output of the reverse brake is reduced compared to when it is large. You may let them.
ある態様において制御部は、モータの停止指示を受けたときに、それまでに計測された矩形信号のエッジの個数が所定のしきい値より小さいとき、逆転ブレーキを掛けなくてもよい。 In one aspect, the control unit does not need to apply the reverse brake when the motor stop instruction is received and the number of edges of the rectangular signal measured so far is smaller than a predetermined threshold value.
ある態様において制御部は、通常駆動状態の長さに応じて、逆転ブレーキの出力を変化させてもよい。
通常駆動状態が短ければ、ロータの正転方向のトルクが小さいものと推定し、逆転ブレーキの出力を低下させることができる。
In one aspect, the control unit may change the output of the reverse brake according to the length of the normal drive state.
If the normal driving state is short, it can be estimated that the torque in the forward direction of the rotor is small, and the output of the reverse brake can be reduced.
ある態様において制御部は、通常駆動状態の長さを測定するタイマー回路を含み、タイマー回路の測定時間に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させてもよい。 In one aspect, the control unit may include a timer circuit that measures the length of the normal driving state, and may change the output of the reverse brake according to the measurement time of the timer circuit.
ある態様において制御部は、モータの停止指示を受けたときに、測定時間が所定のしきい値より短いとき、長いときに比べて逆転ブレーキの出力を低下させてもよい。 In a certain aspect, the control unit may reduce the output of the reverse brake when the measurement time is shorter than a predetermined threshold when the motor stop instruction is received, compared to when the measurement time is longer.
ある態様において制御部は、モータの停止指示を受けたときに、測定時間が所定のしきい値より短いとき、逆転ブレーキを掛けなくてもよい。 In a certain aspect, the control unit does not have to apply the reverse brake when the measurement time is shorter than the predetermined threshold when receiving the instruction to stop the motor.
制御部は、逆転ブレーキの期間において、矩形信号の周期が所定のしきい値より長くなると、逆転ブレーキを終了してもよい。制御部は、逆転ブレーキの期間において、矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、エッジカウンタのカウント値が所定のしきい値を超えると、逆転ブレーキを終了してもよい。制御部は、逆転ブレーキの期間の長さを測定するタイマー回路を含み、逆転ブレーキの期間が所定時間に到達すると、逆転ブレーキを終了してもよい。逆転ブレーキの終了条件は、複数を組み合わせてもよい。 The controller may end the reverse brake when the period of the rectangular signal becomes longer than a predetermined threshold during the reverse brake period. The control unit may include an edge counter that measures the number of edges of the rectangular signal during the reverse brake period, and the reverse brake may be terminated when the count value of the edge counter exceeds a predetermined threshold value. The control unit may include a timer circuit that measures the length of the reverse brake period, and the reverse brake may be terminated when the reverse brake period reaches a predetermined time. A plurality of reverse brake termination conditions may be combined.
ある態様においてモータ駆動回路は、ひとつの半導体基板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。
回路を1つのチップ上に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とともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
In one embodiment, 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 circuit on one chip, the circuit area can be reduced and the characteristics of the circuit elements can be kept uniform.
本発明の別の態様は振動装置に関する。振動装置は、ロータに偏心錘が取り付けられた振動モータと、振動モータを回転させるモータ駆動回路と、を備えてもよい。 Another embodiment of the present invention relates to a vibration device. The vibration device may include a vibration motor having an eccentric weight attached to a rotor, and a motor drive circuit that rotates the vibration motor.
本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、上述の振動装置を備えてもよい。 Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. The electronic device may include the above-described vibration device.
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.
本発明のある態様によれば、逆転ブレーキにともなうロータの逆回転を抑制、防止できる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to suppress or prevent reverse rotation of the rotor accompanying reverse brake.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係るモータ駆動回路100のブロック図である。モータ駆動回路100は、単相ブラシレスモータ(以下、単にモータという)2を駆動する。ホール素子4は、モータ2のロータの位置に応じた一対のホール信号H+,H−を生成する。ホール信号H+,H−は互いに逆相である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a
モータ駆動回路100には、図示しないホストプロセッサから、モータ2の回転/停止を指示する制御指令S1が入力される。モータ駆動回路100には、ホール信号H+,H−が入力され、制御指令S1が回転を指示するとき、ホール信号H+,H−と同期してモータ2のコイルに通電する。
The
モータ駆動回路100は、ホールコンパレータ102、制御部110、駆動部130を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化された機能IC(Integrated Circuit)である。ホールコンパレータ102は、ホール素子4からのホール信号H+,H−を比較し、矩形信号(FG信号ともいう)S2を生成する。制御部110は、矩形信号S2にもとづいて、モータ2のコイルへの通電を制御する駆動信号S3を生成する。駆動部130は、制御部110からの駆動信号S3にもとづいてコイルを駆動する。駆動部130の構成は特に限定されず、公知の回路を用いればよい。
The
制御部110には、モータ2の回転/停止を指示する制御指令S1が入力される。制御部110は、モータ2をある方向(正転方向とする)に回転させている通常駆動状態において、モータ2の停止指示を受けると、逆転ブレーキを掛ける。制御部110は、逆転ブレーキの期間中、ホール信号H+,H−の周期、すなわち矩形信号S2の周期TP(本実施の形態では半周期とする)を監視し、周期TPが短くなると、逆転ブレーキを終了する。
A control command S1 for instructing rotation / stop of the
制御部110は、通電制御部112、逆転ブレーキ制御部114を含む。通電制御部112は、矩形信号S2と同期した転流制御を行う。逆転ブレーキ制御部114は、逆転ブレーキの終了を制御する。
The control unit 110 includes an
具体的には逆転ブレーキ制御部114は、逆転ブレーキの期間中、矩形信号S2の周期TPを測定し、現在の周期TCURと過去の周期TPREと比較し、現在の周期TCURが過去の周期TPREに比べて短くなると、逆転ブレーキを終了する。これが第1条件である。過去の周期TPREは、直前の周期TPであってもよい。あるいは過去の周期TPREは、過去の複数サイクルに渡り測定された複数の周期TPから計算される値であってもよい。たとえば過去の周期TPREは、過去の複数の周期TPの単純平均や移動平均であってもよい。
Reverse
また逆転ブレーキ制御部114は、逆転ブレーキを開始した後、所定時間TENDが経過すると、逆転ブレーキを終了する。これが第2条件である。逆転ブレーキ制御部114は、第1条件、第2条件のいずれかが成立すると、逆転ブレーキを終了する。
The reverse
第1の実施の形態に関連する発明は、図1のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。 The invention related to the first embodiment is understood as the block diagram and circuit diagram of FIG. 1 or extends to various devices and circuits derived from the above description, and is limited to a specific configuration. is not. Hereinafter, more specific configuration examples will be described in order not to narrow the scope of the present invention but to help understanding and clarify the essence and circuit operation of the present invention.
図2は、モータ駆動回路100の具体的な構成例を示すブロック図である。逆転ブレーキ制御部114は、周期測定部118および判定部120を含む。周期測定部118は、矩形信号S2の周期(ハイレベル区間、ローレベル区間それぞれの長さ、すなわち半周期)を測定し、測定した周期を示すデータ(周期データ)S5を判定部120に出力する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the
判定部120は、周期データS5が示す現在の周期TCURを、メモリに保持した過去の周期TPREと比較し、それらの大小関係が所定の条件(第1条件)を満たすと、終了信号S7をアサート(たとえばハイレベル)する。また判定部120は、逆転ブレーキを開始後、所定時間TENDが経過すると終了信号S7をアサートする。通電制御部112は、終了信号S7がアサートされると逆転ブレーキを終了する。
The
続いてモータ駆動回路100の動作を説明する。図3(a)、(b)は、図1のモータ駆動回路100の動作波形図である。はじめに図3(a)を参照し、第2条件による逆転ブレーキの終了を説明する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。モータ2の回転数の上昇にともない、矩形信号S2の周期が短くなっていく。
Next, the operation of the
時刻t1に制御指令S1が停止を指示するローレベルとなると、通電制御部112は逆転ブレーキを開始する。逆転ブレーキによりロータが減速し、矩形信号S2の周期が長くなっていく。そして時刻t1から所定時間TEND経過後の時刻t2に、終了信号S7がアサートされ、逆転ブレーキが終了する。
When the control command S1 becomes a low level instructing to stop at time t1, the
続いて図3(b)を参照し、第1条件による逆転ブレーキの終了を説明する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。その直後の時刻t3に、モータ2の回転数が上昇する前に制御指令S1がローレベルとなり、モータ2の停止が指示され、通電制御部112が逆転ブレーキを開始する。
Next, with reference to FIG. 3B, the end of the reverse rotation brake according to the first condition will be described. At time t0, the control command S1 becomes a high level instructing rotation. As a result, the control unit 110 starts energizing the
周期測定部118は、サイクル毎に矩形信号S2の周期TP0、TP1,TP2、TP3…を測定する。i番目のサイクルでは、現在の周期TCUR(=TPi)と過去の周期TPRE(=TPi−1)を比較する。ここでは過去の周期TPREは直前のサイクルの周期TPであるとする。
The
逆転ブレーキの開始直後の期間Taにおいては、TPi>TPi−1が成り立っている。つまり矩形信号S2の周期が徐々に長くなり、ロータが減速している。時刻t4にTP3>TP2が検出され第1条件が充足されると終了信号S7がアサートされ、逆転ブレーキが終了する。 In the period Ta immediately after the start of the reverse brake, T Pi > T Pi−1 is established. That is, the period of the rectangular signal S2 is gradually increased, and the rotor is decelerated. When T P3 > T P2 is detected at time t4 and the first condition is satisfied, the end signal S7 is asserted and the reverse brake is ended.
以上がモータ駆動回路100の動作である。短い通常駆動の後に、逆転ブレーキを掛け続けると、ロータが逆方向に加速されてしまう。これに対して第1の実施の形態に係るモータ駆動回路100によれば、矩形信号S2の周期TPを測定し、TCUR<TPREが検出されると、ロータが逆方向へと反転したものとみなし、直ちに逆転ブレーキを停止することができる。
The above is the operation of the
図4は、逆転ブレーキ制御部114の構成例を示すブロック図である。判定部120は、第1条件、第2条件それぞれを判定する第1判定部120a、第2判定部120bを含む。第2判定部120bはタイマー回路160を含み、逆転ブレーキ開始後の経過時間を測定し、所定時間TEND経過後に、終了信号S7bをアサートする。所定時間TENDは、所定のアドレスのレジスタ162の値にもとづいて設定される。所定時間TENDは、I2C(Inter IC)バスなどのインタフェースを介して、外部のホストプロセッサから設定可能とすることが望ましい。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the reverse
第1判定部120aは、メモリ150、比較器152、加算器154、レジスタ156を含む。メモリ150は、過去の周期TPREを保持する。上述のように、過去の周期TPREは、直前の周期TPであってもよいし、過去の複数の周期TPの平均値であってもよい。
The
ホール素子の取り付け位置や、磁界のばらつきによって、ロータが一定速度で回転している場合にも、矩形信号S2の周期TPは一定とはならず、変動する場合がある。このことは現在の周期TPiと1回前の周期TPi−1を単純比較した場合に、ロータの逆回転を誤検出しうることを意味する。かかる誤検出を防止するため、第1判定部120aは、周期TCURを補正する。
And mounting position of the Hall element, the variation of the magnetic field, when the rotor is rotating at a constant speed, the period T P of the rectangular signal S2 not constant, may vary. This means that the reverse rotation of the rotor can be erroneously detected when the current cycle T Pi and the previous cycle T Pi-1 are simply compared. In order to prevent such erroneous detection, the
加算器154は、現在の周期TCURに補正値TCORRを加算し、補正された周期TCUR’を生成する。補正値TCORRは0以上(≧0)であり、所定のアドレスのレジスタ156の値にもとづいて設定される。所定値TCORRは、I2C(Inter IC)バスなどのインタフェースを介して、外部のホストプロセッサから設定可能とすることが望ましい。補正値TCORRの最適値はモータ2の種類、極数や、そのロータに接続される負荷、慣性モーメントなどに応じて定めればよい。
The
比較器152は、補正された現在の周期TCUR’と、過去の周期TPREを比較し、
TCUR’≦TPRE
を満たすとき、言い換えれば
TCUR+TCORR≦TPRE
を満たすときに終了信号S7aをアサートする。
The
T CUR '≦ T PRE
When satisfying, in other words, T CUR + T CORR ≦ T PRE
When the condition is satisfied, the end signal S7a is asserted.
論理ゲート164は、終了信号S7a、S7bの少なくとも一方がアサートされると、終了信号S7をアサートする。たとえば論理ゲート164はORゲートで構成してもよい。
The
この逆転ブレーキ制御部114によれば、補正値TCORRに応じて、ロータの逆転検出の感度を調節できる。補正値TCORRをレジスタ156を利用して外部から設定可能とすることで、モータ駆動回路100が使用されるプラットフォームに最適な制御を実現できる。
According to the reverse
以上、本発明のある側面について、第1の実施の形態をもとに説明した。第1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み合わ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。以下、こうした変形例について説明する。 As described above, a certain aspect of the present invention has been described based on the first embodiment. The first embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. It is a place. Hereinafter, such modifications will be described.
(第1変形例)
図4では、現在の周期TCURを補正したが、反対に過去の周期TPREを補正してもよい。この場合、メモリ150から読み出した値から、補正値TCORRを減算し、補正された周期TPRE’を生成し、TPREとTCURを比較してもよい。
(First modification)
In FIG. 4, the current cycle T CUR is corrected, but the past cycle T PRE may be corrected. In this case, the correction value T CORR may be subtracted from the value read from the
(第2変形例)
第1の実施の形態では、逆転ブレーキを開始した後、所定時間TENDが経過すると、逆転ブレーキを終了することとしたが、本発明はそれには限定されない。図5は、第2変形例に係る逆転ブレーキ制御部114aのブロック図である。第2変形例では、逆転ブレーキの期間において発生した矩形信号S2の切り替わり回数(エッジの個数)がしきい値を超えたことを第2条件としてもよい。
(Second modification)
In the first embodiment, the reverse brake is terminated when a predetermined time TEND elapses after the reverse brake is started. However, the present invention is not limited to this. FIG. 5 is a block diagram of the reverse
第2判定部120bは、エッジカウンタ170、比較器172、レジスタ174を含む。エッジカウンタ170は、逆転ブレーキの開始後、矩形信号S2のエッジの個数をカウントする。比較器172は、エッジカウンタ170のカウント値S4を所定のしきい値Dと比較し、S4>Dとなると、終了信号S7bをアサートする。しきい値Dは、所定のアドレスのレジスタ174の値にもとづいて設定される。しきい値Dは、I2C(Inter IC)バスなどのインタフェースを介して、外部のホストプロセッサから設定可能とすることが望ましい。
The
(第3変形例)
第1の実施の形態では、第1条件、第2条件のいずれかが満たされた場合に逆転ブレーキを終了することとしたが、第2条件は省略してもよい。この場合、図4のタイマー回路160および論理ゲート164は省略してもよい。
(Third Modification)
In the first embodiment, the reverse brake is terminated when either the first condition or the second condition is satisfied, but the second condition may be omitted. In this case, the
(第4変形例)
第1の実施の形態では、現在の周期TCURと過去の周期TPREの大小関係にもとづいて、逆転ブレーキを終了したが、本発明はそれには限定されない。たとえば連続する複数(たとえば3個以上)の周期に注目し、周期に短縮傾向が見られるときに、逆転ブレーキを終了してもよい。
(Fourth modification)
In the first embodiment, the reverse brake is terminated based on the magnitude relationship between the current cycle T CUR and the past cycle T PRE , but the present invention is not limited to this. For example, paying attention to a plurality of consecutive (for example, three or more) cycles, the reverse brake may be terminated when a shortening tendency is seen in the cycle.
(第5変形例)
ホールコンパレータ102は、ホール素子4を含むホールICに内蔵されてもよい。あるいはホール素子4がモータ駆動回路100に内蔵されてもよい。
(5th modification)
The
(第6変形例)
第1の実施の形態では、ホール素子からのホール信号を利用して転流制御を行い、逆転防止の制御するモータ駆動回路100を説明したが、ホール素子からホール信号に代えて、それ以外の回転数情報を含む信号を用いてもよい。
(Sixth Modification)
In the first embodiment, the
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態について、図1を参照して説明する。基本構成については、第1の実施の形態と同様であるから、共通点に関する説明は省略し、その相違点を説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the description regarding the common points is omitted, and the differences will be described.
制御部110には、モータ2の回転/停止を指示する制御指令S1が入力される。制御部110は、モータ2をある方向(正転方向とする)に回転させている通常駆動状態において、モータ2の停止指示を受けると、それまでの通常駆動状態に応じた出力で逆転ブレーキを掛ける。
A control command S1 for instructing rotation / stop of the
制御部110は、通電制御部112、逆転ブレーキ制御部114を含む。通電制御部112は、矩形信号S2と同期した転流制御を行う。逆転ブレーキ制御部114は、逆転ブレーキの出力を制御する。具体的には逆転ブレーキ制御部114は、逆転ブレーキを掛ける前の通常駆動状態にもとづいて、逆転ブレーキの出力を変化させる。モータ駆動回路100が、PWM制御を行う場合、逆転ブレーキ制御部114は、モータ2に印加する駆動電圧Vo+/Vo−のデューティ比を変化させて、逆転ブレーキの出力を変化させることができる。
The control unit 110 includes an
以上が第2の実施の形態におけるモータ駆動回路100の構成である。続いてその動作を説明する。
制御指令S1がロータの回転を指示する間、通電制御部112は、矩形信号S2にもとづいて転流制御を行い、モータ2に目標回転数に応じたデューティ比を有する駆動電圧Vo+/Vo−を供給する。通常駆動状態におけるデューティ比は固定値であってもよく、あるいは100%であってもよい。
The above is the configuration of the
While the control command S1 instructs the rotation of the rotor, the
逆転ブレーキ制御部114は、通常駆動状態を監視する。逆転ブレーキ制御部114は、監視結果にもとづいて、モータ2のロータが正転方向にどれくらいのトルクを有しているか推定することができる。そこで、ロータが正転方向に十分に大きなトルクを有していると推定される場合には、大きな出力(定格出力)で逆転ブレーキを掛け、正転方向のトルクが小さいと推定される場合には、逆転ブレーキを定格出力よりも低下させ、あるいは出力ゼロすなわち逆転ブレーキを掛けないこととする。
The reverse
これにより、逆転ブレーキによりロータに与える逆方向トルクが、通常駆動状態に与えられた順方向トルクを上回るのを防止し、ロータが逆回転するのを防止できる。 Thereby, it is possible to prevent the reverse torque applied to the rotor by the reverse brake from exceeding the forward torque applied to the normal drive state, and to prevent the rotor from rotating backward.
第2の実施の形態に関連する発明は、図1のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。 The invention related to the second embodiment is understood as the block diagram and circuit diagram of FIG. 1 or extends to various devices and circuits derived from the above description, and is limited to a specific configuration. is not. Hereinafter, more specific configuration examples will be described in order not to narrow the scope of the present invention but to help understanding and clarify the essence and circuit operation of the present invention.
図6は、第2の実施の形態の第1実施例に係るモータ駆動回路100aのブロック図である。
モータ駆動回路100aの逆転ブレーキ制御部114aは、通常駆動状態において発生した矩形信号S2の切り替わり回数に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。逆転ブレーキ制御部114aは、エッジカウンタ116、周期測定部118、駆動部130を含む。エッジカウンタ116は、通常駆動状態において、矩形信号S2のエッジの個数を計測する。判定部120は、エッジカウンタ116のカウント値S4に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。
FIG. 6 is a block diagram of the
The reverse
たとえば制御部110(判定部120)は、(i)制御指令S1がモータの停止を指示したとき、それまでにカウントした矩形信号S2のエッジの個数を示すカウント値S4が所定のしきい値Aより大きい場合に、定格出力で逆転ブレーキを掛ける。たとえば定格出力は、70〜100%の範囲のデューティ比であってもよい。 For example, when the control command S1 instructs the motor to stop, the control unit 110 (determination unit 120) sets the count value S4 indicating the number of edges of the rectangular signal S2 counted so far to a predetermined threshold value A. If larger, apply reverse brake at rated output. For example, the rated output may be a duty ratio in the range of 70 to 100%.
たとえば、しきい値Aはロータが1回転(機械角で360°)以下となるよう定めてもよい。たとえば3極ブラシレスモータでは、ロータの1回転で、矩形信号S2のエッジが6回発生し、半回転で3回発生する。そこでA=3〜6程度としてもよい。2極ブラシレスモータでは、ロータの1回転で、矩形信号S2のエッジは2回発生し、半回転で1回発生するため、A=1〜2としてもよい。 For example, the threshold value A may be determined so that the rotor is not more than one rotation (360 ° in mechanical angle). For example, in a 3-pole brushless motor, the edge of the rectangular signal S2 is generated 6 times in one rotation of the rotor, and is generated 3 times in half rotation. Therefore, A may be about 3 to 6. In the two-pole brushless motor, the edge of the rectangular signal S2 is generated twice in one rotation of the rotor, and is generated once in half rotation.
しきい値Aは、モータ2の種類、極数や、そのロータに接続される負荷、慣性モーメントなどに応じて定めればよく、1〜20程度としてもよい。
The threshold A may be determined according to the type and number of poles of the
反対に制御部110(判定部120)は、(ii)それまでにカウントした矩形信号S2のエッジの個数が所定のしきい値Aより小さいとき、逆転ブレーキの出力を定格出力から低下させる。本実施の形態において、制御部110は、計測された矩形信号のエッジの個数が所定のしきい値Aより小さいとき、逆転ブレーキを掛けない。つまり逆転ブレーキの出力は、デューティ比=0%に設定される。 Conversely, the control unit 110 (determination unit 120) (ii) reduces the output of the reverse brake from the rated output when the number of edges of the rectangular signal S2 counted so far is smaller than the predetermined threshold A. In the present embodiment, the control unit 110 does not apply the reverse brake when the number of edges of the measured rectangular signal is smaller than the predetermined threshold A. That is, the output of the reverse brake is set to 0% duty ratio.
周期測定部118は、逆転ブレーキを掛ける間、矩形信号S2の周期(ハイレベル区間、ローレベル区間それぞれの長さ、すなわち半周期)を測定し、測定した周期を示すデータ(周期データ)S5を判定部120に出力する。判定部120は、周期データS5が示す周期が所定のしきい値Bより長くなると、逆転ブレーキを終了する。
The
しきい値Aは、あるアドレスのレジスタに格納する設定データに応じて設定可能とすることが望ましい。同様にしきい値Bも、あるアドレスのレジスタに格納する設定データに応じて設定可能とすることが望ましい。これらのしきい値A、Bは、モータ2の種類、極有や用途によって最適な値が異なるため、モータ駆動回路100を搭載する機器の設計者が、しきい値A,Bを選択できるようにすることで、さまざまなプラットフォームに最適な制御を実現できる。
The threshold A is desirably settable according to setting data stored in a register at a certain address. Similarly, it is desirable that the threshold value B can be set according to setting data stored in a register at a certain address. Since these thresholds A and B have different optimum values depending on the type, polarity, and application of the
以上がモータ駆動回路100aの構成である。続いてその動作を説明する。
図7(a)、(b)は、図6のモータ駆動回路100aの動作波形図である。本明細書における波形図やタイムチャート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、あるいは誇張もしくは強調されている。
The above is the configuration of the
FIGS. 7A and 7B are operation waveform diagrams of the
図7(a)を参照する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。モータ2の回転数の上昇にともない、矩形信号S2の周期が短くなっていく。カウント値S4は、モータ2の回転とともに増加し、時刻t1にエッジカウンタ116の上限値Nに到達する。
Reference is made to FIG. At time t0, the control command S1 becomes a high level instructing rotation. As a result, the control unit 110 starts energizing the
時刻t2に制御指令S1が停止を指示するローレベルとなる。時刻t2において、N>Aであるため、定格出力で逆転ブレーキを掛ける。逆転ブレーキによりロータが減速し、矩形信号S2の周期が長くなっていく。時刻t3に矩形信号S2の周期TPがしきい値Bを超えると、逆転ブレーキ期間が終了する。 At time t2, the control command S1 becomes a low level instructing the stop. Since N> A at time t2, reverse brake is applied at the rated output. The rotor is decelerated by the reverse brake, and the cycle of the rectangular signal S2 becomes longer. At time t3, the period T P of the rectangular signal S2 exceeds the threshold B, reverse braking period ends.
図7(b)を参照する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。その直後の時刻t1に、モータ2の回転数が上昇する前に制御指令S1がローレベルとなり、モータ2の停止が指示される。
Reference is made to FIG. At time t0, the control command S1 becomes a high level instructing rotation. As a result, the control unit 110 starts energizing the
時刻t1において、エッジのカウント値S4は2であり、しきい値A(たとえば3とする)より小さい。したがって逆転ブレーキは掛けずに、回生ブレーキによりロータを停止させ、あるいはロータを自然に停止させる。 At time t1, the edge count value S4 is 2, which is smaller than the threshold value A (for example, 3). Therefore, without applying the reverse brake, the rotor is stopped by the regenerative brake, or the rotor is naturally stopped.
以上がモータ駆動回路100aの動作である。図7(b)において、時刻t1におけるモータの正転方向のトルクは非常に小さい。したがって制御指令S1がローレベルとなったときに逆転ブレーキを掛ければ、ロータは逆方向に回転し始めてしまう。そして逆方向に回転し始めた直後に、矩形信号S2の周期TPがしきい値Bより短ければ、逆転ブレーキから抜け出せず、ロータを逆方向にさらに加速させるおそれがある。
The above is the operation of the
これに対して、図6のモータ駆動回路100aによれば、通常駆動状態で測定された矩形信号S2のエッジの個数がしきい値Aより小さい場合には、正転方向へのトルクが十分小さいものと推定し、逆転ブレーキを掛けないことで、ロータの逆転を防止できる。
On the other hand, according to the
また第1実施例は、以下で説明する第2実施例に比べて、以下の利点を有する。第2実施例では、通常駆動状態の長さにもとづいて、モータの正転方向の回転状態を推定し、逆転ブレーキを掛けるべきか否かを切り替えるが、ロータに異物が挟まるなど異常が発生したときには、通常駆動状態の長さが十分長かったとしても、正転方向のトルクが小さく、逆転ブレーキにより、ロータが反転する可能性もあり得る。これに対して、矩形信号S2のエッジの個数がしきい値Aより大きいことは、モータが正転方向に確実に回転していることの根拠となるため、異常状態でもロータが反転するのを防止できる。 Further, the first embodiment has the following advantages over the second embodiment described below. In the second embodiment, based on the length of the normal driving state, the rotational state in the forward rotation direction of the motor is estimated, and whether or not the reverse brake should be applied is switched. However, an abnormality such as a foreign object caught in the rotor has occurred. Sometimes, even if the length of the normal driving state is sufficiently long, the torque in the forward rotation direction is small, and the reverse rotation brake may cause the rotor to reverse. On the other hand, if the number of edges of the rectangular signal S2 is larger than the threshold value A, it is the basis that the motor is reliably rotating in the forward rotation direction. Can be prevented.
図8は、第2実施例に係るモータ駆動回路100bのブロック図である。
モータ駆動回路100bの逆転ブレーキ制御部114bは、通常駆動状態の長さに応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。逆転ブレーキ制御部114bは、図6のエッジカウンタ116に代えてタイマー回路122を備える。タイマー回路122は、通常駆動状態の長さを測定し、測定した長さを示す区間長データS6を生成する。タイマー回路122は、通常駆動状態中に、クロック信号をカウントアップ(あるいはカウントダウン)するデジタルタイマーであってもよい。別の実施の形態においてタイマー回路122はアナログタイマーであってもよい。判定部120は、タイマー回路122の測定時間に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。
FIG. 8 is a block diagram of a
The reverse
たとえば判定部120は、タイマー回路122の測定時間が所定のしきい値Cを超えると、定格出力で逆転ブレーキを掛け、測定時間がしきい値Cより短い状態で、停止が指示されたとき、逆転ブレーキを掛けない、もしくは逆転ブレーキの出力を低下させる。
For example, when the measurement time of the
以上が図8のモータ駆動回路100bの構成である。続いてその動作を説明する。
図9(a)、(b)は、図8のモータ駆動回路100bの動作波形図である。図9(a)を参照する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。モータ2の回転数の上昇にともない、矩形信号S2の周期が短くなっていく。通常駆動状態の長さを示す区間長データS6は、時間とともに増大していく。タイマー回路122のビット幅は有限であるため、区間長データS6がある上限値に達すると、カウントアップが停止する。
The above is the configuration of the
9A and 9B are operation waveform diagrams of the
時刻t2に制御指令S1が停止を指示するローレベルとなる。時刻t2において、S6>Cであるため、定格出力で逆転ブレーキを掛ける。逆転ブレーキによりロータが減速し、矩形信号S2の周期が長くなっていく。時刻t3に矩形信号S2の周期TPがしきい値Bを超えると、逆転ブレーキ期間が終了する。 At time t2, the control command S1 becomes a low level instructing the stop. At time t2, since S6> C, the reverse brake is applied at the rated output. The rotor is decelerated by the reverse brake, and the cycle of the rectangular signal S2 becomes longer. At time t3, the period T P of the rectangular signal S2 exceeds the threshold B, reverse braking period ends.
図9(b)を参照する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。その直後の時刻t1に、モータ2の回転数が上昇する前に制御指令S1がローレベルとなり、モータ2の停止が指示される。
Reference is made to FIG. At time t0, the control command S1 becomes a high level instructing rotation. As a result, the control unit 110 starts energizing the
時刻t1において、区間長データS6は、しきい値Cより小さい。したがって逆転ブレーキは掛けずに、回生ブレーキによりロータを停止させ、あるいはロータを自然に停止させる。 At time t1, the section length data S6 is smaller than the threshold value C. Therefore, without applying the reverse brake, the rotor is stopped by the regenerative brake, or the rotor is naturally stopped.
以上がモータ駆動回路100bの動作である。モータ駆動回路100bによっても、図6のモータ駆動回路100aと同様の効果が得られる。
The above is the operation of the
以上、本発明のある側面について、第2の実施の形態をもとに説明した。第2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み合わ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。以下、こうした変形例について説明する。 As described above, an aspect of the present invention has been described based on the second embodiment. The second embodiment is an exemplification, and it is 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. It is a place. Hereinafter, such modifications will be described.
(第7変形例)
第2の実施の形態では、反転のおそれがある場合に、逆転ブレーキの出力をゼロとしたが本発明はそれには限定されない。たとえば反転のおそれがある場合に、逆転ブレーキの出力を、ゼロより大きく、定格出力より小さい値、たとえば5〜30%程度としてもよい。
(Seventh Modification)
In the second embodiment, the output of the reverse brake is set to zero when there is a possibility of reverse rotation, but the present invention is not limited to this. For example, when there is a possibility of reversal, the output of the reverse brake may be a value larger than zero and smaller than the rated output, for example, about 5 to 30%.
(第8変形例)
あるいは、反転のおそれがある場合の逆転ブレーキの出力を、その前の通常駆動状態に応じて適応的に変化させてもよい。たとえば、通常駆動状態で測定された矩形信号S2のエッジの個数が少ないほど、逆転ブレーキの出力を低下させてもよいし、通常駆動状態の長さが短いほど、逆転ブレーキの出力を低下させてもよい。
(Eighth modification)
Alternatively, the output of the reverse brake when there is a possibility of reverse may be adaptively changed according to the previous normal driving state. For example, the smaller the number of edges of the rectangular signal S2 measured in the normal drive state, the lower the reverse brake output may be, or the shorter the normal drive state length, the lower the reverse brake output. Also good.
(第9変形例)
第2の実施の形態では、矩形信号S2の周期TPがしきい値Bを超えると、逆転ブレーキ期間を終了したが本発明はそれに限定されない。第9変形例では、逆転ブレーキの期間において発生した矩形信号S2の切り替わり回数(エッジの個数)がしきい値を超えたことを契機として、逆転ブレーキを終了する。図6の第1実施例に第9変形例を適用する場合、エッジカウンタ116を用いて、逆転ブレーキの期間中の矩形信号S2のエッジの個数をカウントすることができる。判定部120は、逆転ブレーキ中に発生したエッジの個数S4がしきい値Dを超えると、逆転ブレーキを終了する。
(Ninth Modification)
In the second embodiment, the period T P of the rectangular signal S2 exceeds the threshold B, and to complete the reverse brake period is not the invention limited thereto. In the ninth modified example, the reverse brake is terminated when the number of switching (number of edges) of the rectangular signal S2 generated during the reverse brake period exceeds a threshold value. When the ninth modification is applied to the first embodiment of FIG. 6, the
図8の第2実施例に第9変形例を適用する場合、逆転ブレーキ制御部114bに、エッジカウンタ116を追加すればよい。
When the ninth modification is applied to the second embodiment of FIG. 8, an
(第10変形例)
第10変形例では、逆転ブレーキ期間の長さが所定時間TENDに達すると、逆転ブレーキを終了する。図8の第2実施例に第10変形例を適用する場合、タイマー回路122を用いて、逆転ブレーキの期間の長さを測定すればよい。判定部120は、タイマー回路122が測定した逆転ブレーキの期間を所定時間TENDと比較する。
(10th modification)
In the tenth modification, when the length of the reverse brake period reaches a predetermined time TEND , the reverse brake is terminated. When the tenth modification is applied to the second embodiment of FIG. 8, the
図6の第1実施例に第10変形例を適用する場合、逆転ブレーキ制御部114aにタイマー回路122を追加すればよい。
When the tenth modification is applied to the first embodiment of FIG. 6, a
(第11変形例)
ホールコンパレータ102は、ホール素子4を含むホールICに内蔵されてもよい。あるいはホール素子4がモータ駆動回路100に内蔵されてもよい。
(Eleventh modification)
The
(第12変形例)
第2の実施の形態では、ホール素子からのホール信号を利用して転流制御を行い、逆転防止の制御するモータ駆動回路100を説明したが、ホール素子からホール信号に代えて、それ以外の回転数情報を含む信号を用いてもよい。
(Twelfth modification)
In the second embodiment, the
第1の実施の形態の任意の特徴と第2の実施の形態の任意の特徴とは組み合わせることが可能であり、それらの組み合わせも発明の一態様として有効である。 Any feature of the first embodiment and any feature of the second embodiment can be combined, and the combination is also effective as one aspect of the invention.
(用途)
続いて第1あるいは第2の実施の形態で説明したモータ駆動回路100の用途を説明する。図10(a)は、モータ駆動回路100を備える電子機器300aの斜視図であり、図10(b)は、振動モータユニットの断面図である。
(Use)
Next, the application of the
電子機器300は、振動機能を有するデバイスであり、たとえば携帯電話端末、スマートホン、タブレットPC、携帯ゲーム機器、ゲームコンソールのコントローラなどが例示される。図10(a)には、代表としてスマートホンが示される。 The electronic device 300 is a device having a vibration function, and examples thereof include a mobile phone terminal, a smart phone, a tablet PC, a mobile game device, a game console controller, and the like. FIG. 10A shows a smart phone as a representative.
電子機器300は、振動装置302およびホストプロセッサ304を備える。振動装置302は、モータ2およびモータ駆動回路100が一体に構成され、カバーで覆われた振動モータユニットである。図10(b)に示すように、基板310の上に、モータ駆動回路100やコイル312が実装される。またシャフト316にはワッシャー314が取り付けられており、回転自在に支持される。シャフト316の先端には、偏心した錘318aと、その内周部に埋め込まれた永久磁石318bを有するロータ318が取り付けられる。振動装置302全体はカバー320で覆われる。
The electronic device 300 includes a
モータ駆動回路100は、ホストプロセッサ304からの制御指令S1に応答して、モータ2を回転させる。ホストプロセッサ304は、ベースバンドプロセッサあるいはアプリケーションプロセッサであり得る。
The
図11は、別構成の電子機器300bの斜視図である。モータ2のロータには、偏心錘306が取り付けられる。モータ2は、ホール素子を不要とする構成である。
FIG. 11 is a perspective view of an
以上が電子機器300a、300bの構成である。振動装置302に実施の形態に係るモータ駆動回路100を採用することで、逆転ブレーキによりロータが逆回転して振動が持続するのを防止でき、振動を直ちに止めることができる。
The above is the configuration of the
実施の形態にもとづき、具体的な用語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.
2…モータ、4…ホール素子、100…モータ駆動回路、102…ホールコンパレータ、110…制御部、130…駆動部、S1…制御指令、S2…矩形信号、S3…駆動信号、S4…カウント値、S5…周期データ、S6…区間長データ、S7…終了信号、112…通電制御部、114…逆転ブレーキ制御部、116…エッジカウンタ、118…周期測定部、120…判定部、120a…第1判定部、120b…第2判定部、122…タイマー回路、150…メモリ、152…比較器、154…加算器、156…レジスタ、160…タイマー回路、162…レジスタ、164…論理ゲート、170…エッジカウンタ、172…比較器、174…レジスタ、300…電子機器、302…振動装置、304…ホストプロセッサ。
DESCRIPTION OF
Claims (33)
前記駆動信号にもとづいて前記コイルを駆動する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、逆転ブレーキの期間中、前記矩形信号の周期を監視し、前記周期が短くなると、逆転ブレーキを終了することを特徴とするモータ駆動回路。 A control unit that generates a drive signal for controlling energization of the coil of the motor based on a rectangular signal indicating the position of the rotor of the motor to be driven;
A drive unit for driving the coil based on the drive signal;
With
The control unit monitors a cycle of the rectangular signal during a reverse brake period, and terminates the reverse brake when the cycle becomes shorter.
TCUR+TCORR≦TPRE
を満たしたときに前記逆転ブレーキを終了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。 When the current period is T CUR , the past period is T PRE , and a correction value of 0 or more is T CORR ,
T CUR + T CORR ≦ T PRE
The motor drive circuit according to claim 2, wherein the reverse brake is terminated when the condition is satisfied.
TCUR<TPRE
を満たしたときに前記逆転ブレーキを終了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。 When the current period is T CUR and the past period is T PRE ,
T CUR <T PRE
The motor drive circuit according to claim 2, wherein the reverse brake is terminated when the condition is satisfied.
前記振動モータを回転させる請求項1から11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振動装置。 A vibration motor having an eccentric weight attached to the rotor;
The motor drive circuit according to any one of claims 1 to 11, wherein the vibration motor is rotated;
A vibration device comprising:
ホール素子からの互いに逆相の一対のホール信号を比較し、矩形信号を生成するステップと、
前記矩形信号と同期して前記モータのコイルへ通電するステップと、
前記モータの停止が指示されると、逆転ブレーキを掛けるステップと、
前記逆転ブレーキの期間中、前記矩形信号の周期を監視し、前記周期が短くなると、逆転ブレーキを終了するステップと、
を備えることを特徴とする駆動方法。 A motor driving method,
Comparing a pair of Hall signals of opposite phase from the Hall element to generate a rectangular signal;
Energizing the coil of the motor in synchronization with the rectangular signal;
When the stop of the motor is instructed, applying a reverse brake;
Monitoring the period of the rectangular signal during the reverse brake period, and ending the reverse brake when the period becomes shorter;
A driving method comprising:
前記駆動信号にもとづいて前記コイルを駆動する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、前記モータの通常駆動状態において前記モータの停止指示を受けると、それまでの通常駆動状態に応じた出力で逆転ブレーキを掛けることを特徴とするモータ駆動回路。 A control unit that generates a drive signal for controlling energization of the coil of the motor based on a rectangular signal indicating the position of the rotor of the motor to be driven;
A drive unit for driving the coil based on the drive signal;
With
When the control unit receives an instruction to stop the motor in a normal driving state of the motor, the control unit applies a reverse brake with an output corresponding to the normal driving state until then.
前記振動モータを回転させる請求項15から28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振動装置。 A vibration motor having an eccentric weight attached to the rotor;
The motor drive circuit according to any one of claims 15 to 28, wherein the vibration motor is rotated;
A vibration device comprising:
ホール素子からの互いに逆相の一対のホール信号を比較し、矩形信号を生成するステップと、
前記矩形信号と同期して前記モータのコイルへ通電するステップと、
前記モータの通常駆動状態において前記モータの停止指示が発生すると、それまでの通常駆動状態に応じた出力で逆転ブレーキを掛けるステップと、
を備えることを特徴とする駆動方法。 A motor driving method,
Comparing a pair of Hall signals of opposite phase from the Hall element to generate a rectangular signal;
Energizing the coil of the motor in synchronization with the rectangular signal;
When an instruction to stop the motor is generated in the normal driving state of the motor, applying a reverse brake with an output according to the normal driving state until then;
A driving method comprising:
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