JP3263556B2

JP3263556B2 - 駆動回路

Info

Publication number: JP3263556B2
Application number: JP04076095A
Authority: JP
Inventors: 良一高橋; 敦史加藤; 雅俊駒田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JPH08237976A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動回路に関し、更に詳
しく言えば、プリンタや複写機などに用いられるサーボ
モーターをディジタル制御する駆動回路の改善を目的と
する。

【０００２】

【従来の技術】以下で、従来例に係る駆動回路について
図面を参照しながら説明する。この回路は、図４に示す
ようにＣＰＵ［Central Processing Unit ：中央演算処
理装置］（１），偏差カウンタ（２），アップダウンカ
ウンタ［以下Ｕ／Ｄカウンタと称する］（３），ディジ
タル／アナログ変換器［以下Ｄ／Ａ変換器と称する］
（４），バッファアンプ（ＢＵ），モータ制御部
（５），波形逓倍回路（６）及びエンコーダ（Ｅ）を有
し、プリンタや複写機などに用いられるＤＣサーボモー
タ（Ｍ）を駆動する回路であって、ＤＣサーボモータ
（Ｍ）の実際の回転速度が予め設定された目標速度に追
従するようにＤＣサーボモータ（Ｍ）を制御する回路で
ある。

【０００３】当該回路によれば、まずＣＰＵ（１）に動
作命令が入力され、この動作命令に基づいてＣＰＵ
（１）から、駆動クロック（ｆpps ）が偏差カウンタ
（２）に入力される。この駆動クロック（ｆpps ）の周
波数は、駆動対象であるＤＣサーボモータ（Ｍ）の目標
速度を示しており、目標速度が高速な場合には駆動クロ
ック（ｆpps ）の周波数が高くなる。

【０００４】すると、偏差カウンタ（２）によって駆動
クロック（ｆpps ）と波形逓倍回路（６）の出力である
状態信号（ＪＳ）とが比較され、駆動クロック（ｆpps
）が状態信号（ＪＳ）よりも大きい場合にはサーボモ
ータの加速を指示する加速信号（＋）がＵ／Ｄカウンタ
（３）に出力され、逆に駆動クロック（ｆpps ）が状態
信号（ＪＳ）よりも小さい場合にはサーボモータの減速
を指示する減速信号（−）がＵ／Ｄカウンタ（３）に出
力される。当該回路の起動直後はＤＣサーボモータ
（Ｍ）の回転数は０なので、偏差カウンタ（２）の出力
信号は加速信号（＋）である。

【０００５】次いで、Ｕ／Ｄカウンタ（３）によって偏
差カウンタ（２）の出力信号がアップカウントされてそ
のカウント結果がＤ／Ａ変換器（４）に入力され、この
カウント結果がＤ／Ａ変換され、アナログ信号（ＡＤ）
が生成されてバッファアンプ（ＢＵ）に出力される。バ
ッファアンプ（ＢＵ）の入力には抵抗（Ｒ）と、接地さ
れた電解コンデンサ（Ｃ）が接続されており、これらの
時定数によって決定される一定時間だけ遅延されてバッ
ファアンプ（ＢＵ）に入力され、アナログ信号（ＡＤ）
がモータ制御部（５）の駆動レベルまで増幅されたのち
にモータ制御部（５）に出力される。

【０００６】このアナログ信号（ＡＤ）に応じてモータ
制御部（５）から所定の電流がＤＣサーボモータ（Ｍ）
に供給されてＤＣサーボモータ（Ｍ）が回転を開始し、
加速する。このＤＣサーボモータ（Ｍ）の回転速度は随
時ロータリエンコーダ（Ｅ）によって検出されており、
その検出結果が検出クロック（ＫＣ）として波形逓倍回
路（６）に入力され、波形逓倍回路（６）によって検出
クロック（ＫＣ）が整数倍されて駆動クロック（ｆpps
）と同じ形式のシリアル信号である状態信号（ＪＳ）
が生成され、偏差カウンタ（２）に入力される。

【０００７】すると、再び偏差カウンタ（２）によって
駆動クロック（ｆpps ）と状態信号（ＪＳ）とが比較さ
れ、駆動クロック（ｆpps ）が状態信号（ＪＳ）よりも
大きい場合には加速信号（＋）がＵ／Ｄカウンタ（３）
に出力され、サーボモータ（Ｍ）は加速される。このよ
うにして、サーボモータ（Ｍ）の実際の回転速度が目標
速度に達するまで、言い換えると状態信号（ＪＳ）が駆
動クロック（ｆpps ）に達するまでサーボモータ（Ｍ）
は加速される。

【０００８】やがて状態信号（ＪＳ）が駆動クロック
（ｆpps ）に達すると、偏差カウンタ（２）からは加速
信号（＋）も減速信号（−）も全く出力されない状態に
なるのでＵ／Ｄカウンタ（３）の出力は０になり、サー
ボモータ（Ｍ）への電流供給が停止して加速動作は停止
し、サーボモータ（Ｍ）は惰性で回転を続け、一定時間
目標速度で定速回転する。

【０００９】その後、惰性で回転していたサーボモータ
（Ｍ）は摩擦などによって回転速度が低下するので、再
び目標速度を下回り、状態信号（ＪＳ）が駆動クロック
（ｆpps ）を下回る。すると再び偏差カウンタ（２）か
ら加速信号（＋）が出力されるので、再びサーボモータ
（Ｍ）は目標速度に達成するまで加速される。上記の動
作を繰り返すことで、このサーボモータ（Ｍ）は、駆動
クロック（ｆpps ）によって予め設定された目標速度に
追従するように動作する。

【００１０】以上の動作を経て、サーボモータ（Ｍ）は
目標速度に達するが、図５のグラフに示すような当該駆
動回路が起動してから目標速度（ｎ０）に達するまでの
時間（以下でこれを起動時間と称する）Δｔは、当該回
路によって予め設定されている。この設定をするには、
バッファアンプ（ＢＵ）の入力に接続された抵抗（Ｒ）
と電解コンデンサ（Ｃ）との時定数を調整している。こ
の時定数を調整することによって、アナログ信号（Ａ
Ｄ）がバッファアンプ（ＢＵ）に入力する際に遅延され
る時間（以下でこれを遅延時間と称する）が変化する。
すなわち遅延時間が短ければ起動時間も短くなり、遅延
時間が長くなれば起動時間も長くなるので、電解コンデ
ンサ（Ｃ）の容量を変化させて遅延時間を調整すること
により、起動時間（Δｔ）を調整していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の駆動回路によると、起動時間はバッファアンプ（Ｂ
Ｕ）の入力に接続されている抵抗（Ｒ）と電解コンデン
サ（Ｃ）との時定数で設定されているが、この電解コン
デンサ（Ｃ）は経時変化によって劣化しやすく、また特
性のばらつきが大きいという信頼性の低い素子であるた
め、起動時間を精密に設定することが極めて困難である
という問題が生じていた。

【００１２】また、何らかの原因で当該回路の起動時間
を変更したい場合に、電解コンデンサを付け替えないと
起動時間が変更できないため、容易に起動時間の変更が
できないという問題も生じていた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑みて成されたもので、図１に示すように、サーボモ
ータの実際の回転速度を検出して、その検出結果を示す
ディジタルデータである速度検出データを生成する速度
検出部と、前記サーボモータの目標回転速度を示すディ
ジタルデータである目標速度データと、前記速度検出デ
ータとを比較し、該比較結果に基づいて前記サーボモー
タの実際の回転速度が前記目標回転速度に追従するよう
に前記サーボモータをディジタル制御する駆動制御部と
を有し、前記駆動制御部は、ディジタルデータである起
動時間設定データに基づいて前記サーボモータが目標回
転速度に達するまでの時間である起動時間を変化させる
ことにより、信頼性の低い電解コンデンサを用いること
なく起動時間を設定し、かつ容易に起動時間の変更をす
ることが可能になる駆動回路の提供を目的とするもので
ある。

【００１４】

【作用】本発明によれば、図１に示すように、サーボ
モータの実際の回転速度を検出して、その検出結果を示
すディジタルデータである速度検出データを生成する速
度検出部と、サーボモータの目標回転速度を示すディジ
タルデータである目標速度データと、速度検出データと
を比較し、該比較結果に基づいてサーボモータの実際の
回転速度が目標回転速度に追従するようにサーボモータ
をディジタル制御する駆動制御部とを有し、かつ駆動制
御部は、ディジタルデータである起動時間設定データに
基づいてサーボモータが目標回転速度に達するまでの時
間である起動時間を変化させている。

【００１５】このため、従来のように信頼性の低い素子
である電解コンデンサを用いて起動時間を設定するので
はなく、駆動制御部がディジタルデータである起動時間
設定データに基づいて起動時間を設定しているので、電
解コンデンサを用いて起動時間を設定していた従来に比
して起動時間を精密に設定することが可能となる。また
経時変化による起動時間の変動も殆どないという利点も
有る。

【００１６】これにより、起動時間を精度良く設定する
ことができ、また、仮にこれを変更するような場合に
も、従来のように部品を付け替えて対応することなく、
起動時間設定データを変更するだけで容易に対応するこ
とが可能になる。特に当該駆動回路をハイブリッドＩＣ
に搭載して供給するような場合、様々なユーザの要求に
応じて異なる起動時間の要望があったときにも、異なる
要望に応じて電解コンデンサなどを付け替える作業をし
なくとも、起動時間設定データを変更するだけでそれぞ
れの要望に容易に対応できるので、有効である。

【００１７】なお、本発明に係る駆動回路において、駆
動制御部は、コンパレータと、パルス発生回路と、アッ
プダウンカウンタと、ＰＷＭ回路と、プリドライバと、
スイッチングトランジスタを有し、パルス発生回路は、
起動時間設定データに基づいてパルス信号の周波数を決
定している。すなわち、目標速度データと速度検出デー
タがコンパレータによって比較され、Ｕ／Ｄパルス発生
回路からコンパレータの出力に応じたパルス信号が生成
され、アップダウンカウンタによってパルス信号がカウ
ントされ、ＰＷＭ回路でアップダウンカウンタのカウン
ト結果に基づいてデューティ比が決まる駆動パルスが生
成され、プリドライバによって、駆動パルスに基づくス
イッチングトランジスタのスイッチング駆動がなされ、
スイッチングトランジスタによってサーボモータに電流
が供給／非供給されてサーボモータが駆動制御され、か
つパルス発生回路の生成するパルス信号は、パルス発生
回路に入力される起動時間設定データに基づいてその周
波数が決定する。

【００１８】このため、起動時間設定データによってパ
ルス信号の周波数が変化し、これに基づいてサーボモー
タが目標回転速度に達するまでの回転速度（以下起動回
転速度と称する）が決定される。例えばパルス信号の周
波数が高くなれば、アップダウンカウンタのカウント数
が増大し、ＰＷＭ回路によって設定される駆動パルスの
デューティ比が増大するのでサーボモータの起動回転速
度は速くなり、逆にパルス信号のパルス周波数が低下す
るとサーボモータの起動回転速度は低下する。

【００１９】起動回転速度が速ければ目標速度に達する
までの時間である起動時間は短くなり、回転速度が遅け
れば起動時間は長くなるというように起動時間が変化す
るので、起動時間設定データを変化させることで起動時
間を調整することができる。

【００２０】

【実施例】以下で本発明の実施例に係る駆動回路につい
て図面を参照しながら説明する。本実施例に係る駆動回
路は、プリンタや複写機などのＯＡ機器に用いられるＤ
Ｃサーボモータを駆動制御するための駆動回路である。
この駆動回路は、図１に示すように、駆動制御部（２
０），速度検出部（２１），異常回転保護回路（２２）
及び過電流保護回路（３０）を有し、予め設定された回
転目標状態に追従するようにサーボモータ（Ｍ）を駆動
する回路である。

【００２１】駆動制御部（２０）はラッチ回路（１１
Ａ，１１Ｂ），コンパレータ（１２），アップダウンパ
ルス発生回路（１３），アップダウンカウンタ（１
４），ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変
調）回路（１５），プリドライバ（１６）及びスイッチ
ングトランジスタ（Ｓ１１〜Ｓ１４）を有し、目標速度
データ（ＤＤ）と検出速度データ（ＫＤ）を比較して検
出速度データ（ＫＤ）が目標速度データ（ＤＤ）に追従
するようにサーボモータ（Ｍ）を制御する回路であり、
また起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）に基づいて、目
標速度に達するまでの時間である起動時間を調整する回
路でもある。

【００２２】速度検出部（２１）はロータリエンコーダ
（Ｅ），逓倍回路（１７）及びシリアル／パラレル変換
回路（１８）を有し、ロータリエンコーダ（Ｅ）が検出
するサーボモータ（Ｍ）の回転速度を検出して、検出速
度データ（ＫＤ）を生成する回路である。異常回転保護
回路（２２）は、ロック検出回路（２３），遅延回路
（２４），保護回路（２５），クロック生成回路（２
６）及び時定数回路（２７）を有する回路であって、目
標速度データ（ＤＤ）と検出速度データ（ＫＤ）との差
を算出し、この差が一定値を超えた異常回転が生じたと
きにサーボモータ（Ｍ）の駆動を強制的に停止させる保
護回路である。

【００２３】過電流保護回路（３０）は、コンパレータ
（２９Ａ），遅延回路（２９Ｂ）を有し、サーボモータ
（Ｍ）に過電流が流れたときに、サーボモータ（Ｍ）の
回転を強制的に停止させる保護回路である。駆動制御部
（２０）においてラッチ回路（１１Ａ）は、不図示のＣ
ＰＵから出力される目標速度データ（ＤＤ）をラッチし
てコンパレータ（１２）に出力するものであって、ラッ
チ回路（１１Ｂ）は、検出速度データ（ＫＤ）をラッチ
してコンパレータ（１２）に出力するものである。

【００２４】また、コンパレータ（１２）は目標速度デ
ータ（ＤＤ）と、後述の６ビットの速度検出データ（Ｋ
Ｄ）とを比較して、その比較結果をアップダウンパルス
発生回路［以下Ｕ／Ｄパルス発生回路と称する］（１
３）に出力する回路である。具体的には、目標速度デー
タ（ＤＤ）が速度検出データ（ＫＤ）よりも大きいとき
にはハイレベル（以下“Ｈ”と称する）の信号を出力
し、逆に目標速度データ（ＤＤ）が速度検出データ（Ｋ
Ｄ）よりも小さいときにはローレベル（以下“Ｌ”と称
する）の信号を出力する。

【００２５】Ｕ／Ｄパルス発生回路（１３）はパルス信
号発生回路の一例であって、コンパレータ（１２）の出
力信号に基づいて所定のＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）を生
成してアップダウンカウンタ［以下Ｕ／Ｄカウンタと称
する］（１４）に出力する回路である。具体的には、コ
ンパレータ（１２）の出力信号が“Ｈ”のときに、時間
単位あたり最大２の６乗＝６３個のシリアルなパルス信
号であるＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）を出力している。

【００２６】このＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）は、Ｕ／Ｄ
パルス発生回路（１３）に入力される起動時間設定デー
タ（Ｔ０，Ｔ１）に基づいて、その周波数が変化する。
この設定の詳細については後述する。Ｕ／Ｄカウンタ
（１４）は、Ｕ／Ｄパルス発生回路（１３）から入力さ
れるＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）のパルス数をカウント
し、このカウント数に応じて６ビットのパラレルデータ
に変換してＰＷＭ回路（１５）に出力する。

【００２７】ＰＷＭ回路（１５）は、Ｕ／Ｄカウンタ
（１４）から出力される６ビットのパラレルデータを順
次取り込み、ＰＷＭ変調することによりサーボモータ
（Ｍ）を駆動するための駆動パルス（ＰＰ）のデューテ
ィ比を設定するＰＷＭパルス（ＰＷ）を出力するもので
ある。例えばＵ／Ｄカウンタからのデータが３Ｆつまり
６３であれば、デューティ比１００％、０であればデュ
ーティ比０％のＰＷＭパルス（ＰＷ）を生成して出力す
る。

【００２８】プリドライバ（１６）は、後述の保護回路
（２５）を介して出力されるＰＷＭパルス（ＰＷ）に基
づいてスイッチングトランジスタであるＭＯＳトランジ
スタ（Ｓ１１〜Ｓ１４）に駆動パルス（ＰＰ）を供給す
る回路である。これら４つのＭＯＳトランジスタ（Ｓ１
１〜Ｓ１４）はブリッジ回路を構成しており、これらが
ＯＮ／ＯＦＦ動作をしてサーボモータ（Ｍ）に電流が供
給／非供給されることでサーボモータ（Ｍ）が回転し、
所望の正転動作，逆転動作，停止動作ができるようにサ
ーボモータ（Ｍ）を駆動制御される。

【００２９】速度検出部（２１）において、エンコーダ
（Ｅ）はサーボモータ（Ｍ）の回転速度や、位置などを
随時検出し、それらの検出結果をディジタルデータにし
て逓倍回路（１８）に出力するロータリエンコーダであ
る。本実施例では分解能が１００パルス/rev のロータ
リエンコーダを用いている。逓倍回路（１７）はエンコ
ーダ（Ｅ）の出力である検出結果を整数倍してシリアル
／パラレル変換回路（１８）に出力する回路である。

【００３０】シリアル／パラレル変換回路（１８）は逓
倍回路（１７）の出力をシリアル／パラレル変換して、
速度検出データ（ＫＤ）を生成する回路である。以下
で、上記回路の動作について説明する。まずＣＰＵ（１
１）に動作指令が入力されると、その動作指令に応じた
目標速度データ（ＤＤ）がＣＰＵ（１１）から出力され
る。

【００３１】なお、この目標速度データ（ＤＤ）は、サ
ーボモータ（Ｍ）の目標速度を示す６ビットのディジタ
ルデータである。本実施例では目標速度データ（ＤＤ）
は６ビットのディジタルデータとしているので、“００
００００”すなわち０から、“１１１１１１”すなわち
６３までの値を設定することができる。また本実施例で
はエンコーダ回路（Ｅ）の分解能が１００パルス/rev
であるとしているため、この目標速度データ（ＤＤ）の
１ビットを１００rpm と設定することで、１００rpm き
ざみで０rpm から６３００rpm までの目標速度の設定を
することが可能になる。この場合はＣＰＵ（１１）から
“１１１１１１”が出力され、目標速度は６３００rpm
に設定されたとする。

【００３２】次に、コンパレータ（１２）によって目標
速度データ（ＤＤ）と速度検出データ（ＫＤ）との比較
がなされる。回路の起動直後はサーボモータ（Ｍ）の回
転速度は０なので速度検出データ（ＫＤ）は“００００
００”となり、“１１１１１１”である目標速度データ
（ＤＤ）の方が大きいためコンパレータ（１２）の出力
は“Ｈ”になる。

【００３３】コンパレータ（１２）から“Ｈ”が出力さ
れると、Ｕ／Ｄパルス発生回路（１３）が、時間単位
（本実施例では５０ms）あたり最大２の６乗＝６３個の
パルス信号であるＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）を出力す
る。次いでＵ／Ｄカウンタ（１４）によってＵ／Ｄパル
ス信号（ＵＰ）がカウントされ、カウント数に応じて６
ビットのパラレルデータに変換されてＰＷＭ回路（１
５）に出力される。

【００３４】次にＵ／Ｄカウンタ（１４）のカウント結
果である６ビットのパラレルデータがＰＷＭ回路（１
５）によってＰＷＭ変調され、サーボモータを駆動する
ためのＰＷＭパルス（ＰＷ）のデューティ比が設定され
る。このデューティ比は、Ｕ／Ｄカウンタ（１４）から
出力される６ビットのパラレルデータの大小によって増
減し、例えばこのデータが３Ｆつまり６３であれば、デ
ューティ比１００％，０であればデューティ比０％のＰ
ＷＭパルス（ＰＷ）を出力する。

【００３５】その後、ＰＷＭ回路（１５）から出力され
るＰＷＭパルスのデューティ比に従う駆動パルス（Ｐ
Ｐ）がプリドライバ（１６）からＭＯＳ型のスイッチン
グトランジスタ（Ｓ１１〜Ｓ１４）に出力され、これら
のスイッチングトランジスタ（Ｓ１１〜Ｓ１４）がＰＷ
Ｍ回路（１５）によって設定されたデューティ比によっ
てＯＮ／ＯＦＦ動作をし、サーボモータ（Ｍ）が所定の
回転をする。

【００３６】例えば、サーボモータを正転するような場
合には、スイッチングトランジスタのうちスイッチング
トランジスタ（Ｓ１２，Ｓ１３）を常時ＯＦＦさせ、Ｐ
ＷＭ回路（１５）によって設定されたデューティ比の駆
動パルス（ＰＰ）でスイッチングトランジスタ（Ｓ１
１，Ｓ１４）を、ＯＮ／ＯＦＦさせてサーボモータ
（Ｍ）に電流を供給し、これを正転させている。

【００３７】このサーボモータ（Ｍ）の実際の回転速度
は、エンコーダ回路（Ｅ）によって随時検出されてお
り、この検出結果が逓倍回路（１８）に出力される。逓
倍回路（１８）によってこの検出結果が整数倍され、そ
の後シリアル／パラレル変換回路（１９）によってシリ
アル／パラレル変換されることで、サーボモータ（Ｍ）
の実際の回転速度の検出結果を示し、パラレルな６ビッ
トのディジタルデータである速度検出データ（ＫＤ）が
生成されてコンパレータ（１２）に出力される。

【００３８】すると、再びコンパレータ（１２）によっ
て目標速度データ（ＤＤ）と速度検出データ（ＫＤ）と
が比較される。サーボモータ（Ｍ）の加速回転につれ
て、回転速度は上昇し、速度検出データ（ＫＤ）も増加
するが、まだ目標速度データ（ＤＤ）が速度検出データ
（ＫＤ）よりも大きい場合には“Ｈ”が出力される。こ
のようにして、サーボモータ（Ｍ）の実際の回転速度が
６３００rpm という目標速度に達するまで、言い換える
と速度検出データ（ＫＤ）が“１１１１１１”なる目標
速度データ（ＤＤ）に達するまでサーボモータ（Ｍ）は
加速される。

【００３９】やがて速度検出データ（ＫＤ）が目標速度
データ（ＤＤ）に達すると、コンパレータ（１２）から
は“Ｌ”が出力されるので、Ｕ／Ｄパルス発生回路（１
３）はＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）の生成を中止し、従っ
てＵ／Ｄカウンタ（１４）の出力は０になる。よってＰ
ＷＭ回路（１５）にはカウント結果が出力されず、デュ
ーティ比が０のＰＷＭパルスが生成されるので、サーボ
モータ（Ｍ）への電流供給が停止して加速動作は停止
し、サーボモータ（Ｍ）は惰性で回転を続け、一定時間
目標速度で定速回転する。

【００４０】その後、惰性で回転していたサーボモータ
（Ｍ）は摩擦などによって回転速度が低下するので、再
び目標速度である６３００rpm を下回り、速度検出デー
タ（ＫＤ）が目標速度データ（ＤＤ）を下回る。すると
再びコンパレータ（１２）の出力が“Ｈ”になるので、
上述の動作を繰り返して再びサーボモータ（Ｍ）は目標
速度に達成するまで加速される。上記の動作を繰り返す
ことで、このサーボモータ（Ｍ）は、目標速度データ
（ＤＤ）によって予め設定された目標速度である６３０
０rpm に追従するように動作する。

【００４１】以下で本発明の駆動回路の特徴的な動作で
ある起動時間の設定について説明する。本実施例の回路
において、上述のＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）のパルス周
波数は、２ビットのディジタルデータである起動時間設
定データ（Ｔ０，Ｔ１）によって設定される。起動時間
設定データ（Ｔ０，Ｔ１）は、２ビットのディジタルデ
ータなので２の２乗＝４種類の値を取り得る。

【００４２】従って、Ｕ／Ｄパルス信号（ＵＰ）は図２
のタイミングチャートに示すような４種類の周波数を有
するクロック（ＣＫ１〜ＣＫ４）のうちの何れかをと
る。例えば起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）が
“０”，“０”のときには４つのクロック（ＣＫ１〜Ｃ
Ｋ４）の中で最も高速なクロック（ＣＫ１）が生成さ
れ、起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）が“１”，
“１”のときには４つのクロック（ＣＫ１〜ＣＫ４）の
中で最も低速なクロック（ＣＫ４）が生成される。

【００４３】駆動制御部（２０）がサーボモータ（Ｍ）
の回転速度を決定するのはこのパルス周波数による。す
なわち、Ｕ／Ｄパルス信号（ＵＰ）のパルス周波数が高
くなると、Ｕ／Ｄカウンタ（１４）によるＵ／Ｄパルス
信号（ＵＰ）のカウント数が増大し、ＰＷＭ回路（１
５）によって設定される駆動パルス（ＰＰ）のデューテ
ィ比が増大し、プリドライバ（１６）の駆動によるスイ
ッチングトランジスタ（Ｓ１１〜Ｓ１４）のスイッチン
グ速度が速くなり、サーボモータ（Ｍ）の回転速度が上
昇する。

【００４４】同様にして、Ｕ／Ｄパルス信号（ＵＰ）の
パルス周波数が減少すると、サーボモータ（Ｍ）の回転
速度が減少することになる。このような４種類の起動時
間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）に対応するサーボモータ
（Ｍ）の回転速度の経時変化について図３のグラフを参
照しながら説明する。上述の４種類のクロック（ＣＫ１
〜ＣＫ４）に対応して、サーボモータ（Ｍ）の回転速度
は図３に示すように変化する。

【００４５】サーボモータの回転速度が速くなれば当然
速く目標速度に達するので、起動時間は短くなり、図３
に示すように最も速いクロック（ＣＫ１）に対応する起
動時間は５０msecと最も短い。またサーボモータの回転
速度が遅くなれば当然遅く目標速度に達するので、起動
時間は長くなり、最も遅いクロック（ＣＫ４）に対応す
る起動時間は４００msecと最も遅くなっている。

【００４６】以上をまとめると、起動時間設定データ
（Ｔ０，Ｔ１）によって、以下の表１に示すような４種
類の起動時間を設定することができることがわかる。

【００４７】

【表１】

【００４８】以上説明したように、本実施例に係る駆動
回路によれば、駆動制御部（２０）は、コンパレータ
（１２）と、Ｕ／Ｄパルス発生回路（１３）と、Ｕ／Ｄ
カウンタ（１４）と、ＰＷＭ回路（１５）と、プリドラ
イバ（１６）と、スイッチングトランジスタ（Ｓ１１〜
Ｓ１４）を有し、かつＵ／Ｄパルス発生回路（１３）
は、起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）に基づいてＵ／
Ｄパルス信号（ＵＰ）の周波数を決定している。

【００４９】このため、起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ
１）によってＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）のパルス周波数
が変化し、これに基づいてサーボモータ（Ｍ）が目標回
転速度に達するまでの回転速度（以下起動回転速度と称
する）が決定される。例えばＵ／Ｄパルス信号（ＵＰ）
の周波数が高くなれば、Ｕ／Ｄカウンタ（１４）のカウ
ント数が増大し、ＰＷＭ回路（１５）によって設定され
る駆動パルス（ＰＰ）のデューティ比が増大するのでサ
ーボモータ（Ｍ）の起動回転速度は速くなり、逆にＵ／
Ｄパルス信号（ＵＰ）のパルス周波数が低下するとサー
ボモータ（Ｍ）の起動回転速度は低下する。

【００５０】起動回転速度が速ければ目標速度に達する
までの時間である起動時間は短くなり、回転速度が遅け
れば起動時間は長くなる。このようにして起動時間設定
データ（Ｔ０，Ｔ１）を変化させることで起動時間を容
易に調整することができる。これにより、従来のように
信頼性の低い素子である電解コンデンサを用いて起動時
間を設定するのではなく、ディジタルデータである起動
時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）に基づいて起動時間を設
定しているので、クロックがくるわない限り起動時間が
変動することはまず有り得ないので、従来に比して起動
時間の設定の信頼性を向上させることが可能になる。

【００５１】従って、起動時間を精度良く設定すること
ができ、また、仮にこれを変更するような場合にも、従
来のように部品を付け替えて対応することなく、起動時
間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）を変更するだけで容易に対
応することが可能になる。特に当該駆動回路をハイブリ
ッドＩＣに搭載して供給するような場合、様々なユーザ
の要求に応じて異なる起動時間の要望があったときに
も、異なる要望に応じて電解コンデンサなどを付け替え
る作業をしなくとも、起動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ
１）を変更するだけでそれぞれの要望に容易に対応でき
るので、有効である。

【００５２】さらに、本実施例に係る駆動回路には、サ
ーボモータが異常回転をしたときに強制的に回路動作を
停止させる異常回転保護回路（２２）と、過電流を検出
したときに当該回路の動作を強制的に停止させる過電流
保護回路（３０）との２つの保護回路が設けられている
が、これらの保護回路（２２，３０）が異常を検出して
から回路動作を停止させるまでの時間である遅延時間
は、２ビットのディジタルデータである遅延時間規定デ
ータ（ｔ０，ｔ１）によって設定されている。

【００５３】本実施例に係る駆動回路では、この遅延時
間を設定する遅延時間規定データ（ｔ０，ｔ１）と、起
動時間設定データ（Ｔ０，Ｔ１）とを別にしているが、
両者は同じ２ビットのディジタルデータであるので、こ
れらを共用しても、同様の効果を奏する。なお、本実施
例では目標速度データ（ＤＤ）を６ビットのディジタル
データにしているが本発明はこれに限らず、例えば４ビ
ット、１０ビットなど、サーボモータの用途に合わせて
どのように設定しても、同様の効果を奏する。

【００５４】また、起動時間は２ビットの起動時間設定
データ（Ｔ０，Ｔ１）で設定して５０，１００，２０
０，４００msecの４種類の時間を設定しているが、本発
明はこれに限らず、例えば３ビットのデータを用いて８
種類の時間を設定しても、同様の効果を奏する。更に、
本実施例ではサーボモータが停止状態から回転を開始し
て目標速度に達するまでの時間を起動時間として説明し
ているが、本発明でいう起動時間はこれに限らず、例え
ば所定の目標速度で駆動していたサーボモータをそれよ
りも低速の目標速度の駆動に切り替える場合に、最初の
目標速度から、次に移行する目標速度まで切り替わるよ
うな場合にもこれを起動時間と称し、またサーボモータ
を逆転させるような場合に逆転後の目標速度に達するま
での時間も本発明でいう起動時間に含めても同様の効果
を奏する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
ーボモータの実際の回転速度を検出して、その検出結果
を示すディジタルデータである速度検出データを生成す
る速度検出部と、サーボモータの目標回転速度を示すデ
ィジタルデータである目標速度データと、速度検出デー
タとを比較し、該比較結果に基づいてサーボモータの実
際の回転速度が目標回転速度に追従するようにサーボモ
ータをディジタル制御する駆動制御部とを有し、かつ駆
動制御部は、ディジタルデータである起動時間設定デー
タに基づいてサーボモータが目標回転速度に達するまで
の時間である起動時間を変化させている。

【００５６】このため、従来のように信頼性の低い素子
である電解コンデンサを用いて起動時間を設定するので
はなく、ディジタルデータである起動時間設定データに
基づいて起動時間を設定しているので、起動時間を精度
良く設定することができ、また、仮にこれを変更するよ
うな場合にも、従来のように部品を付け替えて対応する
ことなく、起動時間設定データを変更するだけで容易に
対応することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る駆動回路の回路図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係るＵ／Ｄパルス発生回路の
動作を説明するタイミングチャートである。

【図３】本発明の実施例に係る駆動回路による起動時間
調整の動作を説明するグラフである。

【図４】従来例に係る駆動回路の回路図である。

【図５】サーボモータの駆動回路の起動時間を説明する
グラフである。

【符号の説明】

（１１Ａ）ラッチ回路（１１Ｂ）ラッチ回路（１２）コンパレータ（１３）Ｕ／Ｄパルス発生回路（１４）Ｕ／Ｄカウンタ（１５）ＰＷＭ回路（１６）プリドライバ（１７）逓倍回路（１８）シリアル／パラレル変換回路（２０）駆動制御部（２１）速度検出部（２２）異常回転検出回路（２３）過電流検出回路（Ｍ）サーボモータ（Ｓ１１〜Ｓ１４）スイッチングトランジスタ（ＤＤ）目標速度データ（ＫＤ）速度検出データ（Ｔ０，Ｔ１）起動時間設定データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭48−86021（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−109296（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 1/30 H02P 5/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータの実際の回転速度を検出し
て、その検出結果を示すディジタルデータである速度検
出データを生成する速度検出部と、前記サーボモータの目標回転速度を示すディジタルデー
タである目標速度データと前記速度検出データとを比較
し、前記目標速度データが速度検出データより大きいと
きに信号を発生するコンパレータと、起動時間設定デー
タに基いて周波数が変化するＵ/Ｄパルス信号をコンパ
レータから出力される信号により発生するＵ/Ｄパルス
発生回路と、前記Ｕ/Ｄパルス信号をカウントするＵ/Ｄ
カウンタと、該Ｕ/Ｄカウンタのカウント数に応じたＰ
ＷＭパルスを発生するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭパルス
のデューティ比に従う駆動パルスを出力するプリドライ
バと、前記駆動パルスにてＯＮ/ＯＦＦされサーボモー
タに駆動電流を供給するスイッチング素子とよりなる駆
動部とを有し、前記Ｕ/Ｄカウンタに加わる起動時間設定データに基い
て前記サーボモータが目標回転速度に達するまでの時間
である起動時間を変化させることを特徴とする駆動回
路。
【請求項２】前記起動時間設定データは多ピットディ
ジタル信号であることを特徴とする請求項１記載の駆動
回路。