JP3700301B2 - モータ駆動回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータ駆動回路に係り、特に、３相ブラシレスモータを駆動するためのモータ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＤＤ（Floppy Disk Drive ）等にはフロッピーディスクを回転させるためのモータとして、３相ブラシレスモータが搭載されている。
図９に従来の３相ブラシレスモータの一例の構成図を示す。
【０００３】
３相ブラシレスモータ６１は、ステータとして設けられた３相コイル６２、３相コイル６２で発生される磁界に作用して回転するロータマグネット６３、ロータマグネット６３の磁束を検出することによりロータマグネット６３の回転位置を検出する位置検出手段６４から構成される。
【０００４】
３相コイル６２は、Ｕ相コイル６５、Ｖ相コイル６６、Ｗ相コイル６７を星形に結線しており、一端がモータ駆動回路６８に接続される。３相コイル６２には位相のずれた駆動信号が供給され、駆動信号により３相コイル６２には回転磁界が形成される。
【０００５】
ロータマグネット６３は、３相コイル６２に対向して設けられ、３相コイル６２により形成される回転磁界に作用して回転される。
位置検出手段は６４は、Ｕ相のタイミングを検出するＵ相ホール素子６９、Ｖ相のタイミングを検出するＶ相ホール素子７０、Ｗ相のタイミングを検出するＷ相ホール素子７１から構成される。ホール素子６９，７０，７１は、検出した信号を駆動信号として使うための検出信号の位相が等間隔になるように高精度に配置される。
【０００６】
ホール素子６９，７０，７１は、モータ駆動回路６８にＵ相、Ｖ相，Ｗ相の各位相に応じた検出信号を供給する。
モータ駆動回路６８は、ホール素子６９，７０，７１から供給されたＵ相、Ｖ相，Ｗ相の各位相に応じた検出信号からＵ相コイル６５を駆動するための駆動信号、Ｖ相コイル６６を駆動するための駆動信号、Ｗ相コイル６７を駆動するための駆動信号を生成し、Ｕ相コイル６５，Ｖ相コイル６６，Ｗ相コイル６７に供給する。
【０００７】
図１０に従来の３相ブラシレスモータの動作波形図を示す。図１０（Ａ）はＵ相コイル６５を駆動するための駆動信号の波形、図１０（Ｂ）はＶ相コイル６６を駆動するための駆動信号の波形、図１０（Ｃ）はＷ相コイル６７を駆動するための駆動信号の波形図を示す。
【０００８】
モータ駆動回路６８は、図１０に示されるようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相で位相が等間隔に設定された台形状の波形の３相の駆動信号を生成し、Ｕ相コイル６５、Ｖ相コイル６６、Ｗ相コイル６７に供給し、コイル６５，６６，６７に回転磁界を発生させ、ロータマグネット６３を回転させていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のモータ駆動回路は、ホール素子によりロータマグネットの回転位置を検出し、ロータマグネットの回転位置に応じて第１〜第３のコイルに供給する第１〜第３の駆動信号を検出していたため、ホール素子の位置がずれると、第１〜第３の駆動信号の位相もずれてしまい、スムーズな回転が得られない等の問題点があった。
【００１０】
また、ホール素子の位置決めを正確に行う必要があるため、ホール素子の取付作業を慎重に行う必要があり、作業効率が悪いなどの問題点があった。
また、ホール素子を取り付けるスペースを確保する必要があり、小型化を妨げていた。また、部品点数が多く、コスト削減を妨げていた。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、必要最小限の部品で正確な回転が可能なモータ駆動回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、ロータマグネットの位置に応じて該ロータマグネットに対向して設けられ、星形に結線された第１乃至第３のコイルに位相の異なる第１乃至第３の駆動信号を供給し、該ロータマグネットを回転させるモータ駆動回路において、
前記第１乃至第３のコイルに供給する前記第１乃至第３の駆動信号に順次非駆動期間を設定する非駆動期間設定手段と、
前記非駆動期間設定手段により設定された非駆動期間に前記第１乃至第３のコイルに前記ロータマグネットにより発生する逆起電力を検出し、前記第１乃至第３のコイルに発生する逆起電力から第１乃至第３の検出信号を生成する逆起電力検出手段と、
前記逆起電力検出手段で検出された前記第１乃至第３の検出信号に応じて前記第１乃至第３のコイルに供給する前記第１乃至第３の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有し、
前記駆動信号生成手段は、前記逆起電力検出手段で検出された前記第１の検出信号から前記第２の検出信号までの間を有効期間とする第１の充電信号、前記第２の検出信号から前記第３の検出信号までを有効期間とする第２の充電信号、第３の検出信号から第１の検出信号までの間を有効期間とする第３の充電信号を生成するとともに、前記第１の検出信号の２周期を１周期とする第１の放電信号、前記第２の検出信号の２周期を１周期とする第２の放電信号、前記第３の検出信号の２周期を１周期とする第３の放電信号を生成するマトリクス回路と、
前記第２の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第２の放電信号により放電を行うことにより前記第１のコイルに供給する第１の駆動信号を生成し、前記第３の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第３の放電信号により放電を行うことにより前記第２のコイルに供給する第２の駆動信号を生成し、前記第１の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第１の放電信号により放電を行うことにより前記第３のコイルに供給する第３の駆動信号を生成する出力回路とを含む構成とされたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２は、前記逆起電力検出手段を、反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第１のコイルの他端の電位が供給された第１のコンパレータと、
反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第２のコイルの他端の電位が供給された第２のコンパレータと、
反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第３のコイルの他端の電位が供給された第３のコンパレータと、
前記第１のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第２及び第３のコイルに前記第２及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第１のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第１のスイッチ手段と、
前記第２のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第３のコイルに前記第１及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第２のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第２のスイッチ手段と、
前記第３のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第２のコイルに前記第１及び第２の駆動信号が供給されている期間、前記第３のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第３のスイッチ手段とを有する構成としてなる。
【００１４】
請求項３は、前記逆起電力検出手段を前記第１乃至第３のコイルのうち前記第２及び第３のコイルの中点電位を検出する第１の中点電位検出回路と、
前記第１乃至第３のコイルのうち前記第１及び第３のコイルの中点電位を検出する第２の中点電位検出回路と、
前記第１乃至第３のコイルのうち前記第１及び第２のコイルの中点電位を検出する第３の中点電位検出回路と、
反転入力端子に前記第１の中点電位検出回路で検出された前記第２及び第３のコイルの中点電位が供給され、非反転入力端子に前記第１のコイルの他端の電位が供給された第１のコンパレータと、
反転入力端子に前記第２の中点電位検出回路で検出された前記第１及び第３のコイルの中点電位が供給され、非反転入力端子に前記第２のコイルの他端の電位が供給された第２のコンパレータと、
反転入力端子に前記第３の中点電位検出回路で検出された前記第１及び第２のコイルの中点電位が供給され、、非反転入力端子に前記第３のコイルの他端の電位が供給された第３のコンパレータと、
前記第１のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第２及び第３のコイルに前記第２及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第１のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第１のスイッチ手段と、
前記第２のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第３のコイルに前記第１及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第２のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第２のスイッチ手段と、
前記第３のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第２のコイルに前記第１及び第２の駆動信号が供給されている期間、前記第３のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第３のスイッチ手段とを有する構成としてなる。
【００１５】
請求項４は、前記マトリクス回路を前記逆起電力検出手段で検出された前記第１の検出信号により第１のタイミング信号をリセットし、前記第２の検出信号により第１のタイミング信号をセットする第１のフリップフロップと、
前記第１のフリップフロップの出力に応じて出力をラッチする第１のラッチ回路と、
前記第１のラッチ回路の反転出力を反転させた信号を前記第１の充電信号として出力する第１の充電信号出力回路と、
前記第１のフリップフロップの出力と前記ラッチ回路の非反転出力との論理和をとり、前記第１の放電信号として出力する第１の論理和回路と、
前記第２の検出信号により第２のタイミング信号をリセットし、前記第３の検出信号により第２のタイミング信号をセットする第２のフリップフロップと、
前記第２のフリップフロップの反転出力に応じて前記第１の充電信号をラッチする第２のラッチ回路と、
前記第２のラッチ回路の出力を前記第２の充電信号として出力する第２の充電信号出力回路と、
前記第２のフリップフロップの出力と前記第２のラッチ回路の反転出力との論理和をとり、前記第２の放電信号として出力する第２の論理和回路と、
第３の検出信号により第３のタイミング信号をリセットし、前記第１の検出信号により第３のタイミング信号をセットする第３のフリップフロップと、
前記第３のフリップフロップの反転出力に応じて前記第２の充電信号の反転出力をラッチする第３のラッチ回路と、
前記第３のラッチ回路の非反転出力を前記第３の充電信号として出力する第３の充電信号出力回路と、
前記第３のフリップフロップの非反転出力と前記第３のラッチ回路の非反転出力との論理和をとり、前記第３の放電信号として出力する第３の論理和回路とを有する構成としたことを特徴とする。
請求項５は、前記出力回路を、充電信号波形と放電信号波形とを合成する波形合成回路と、
前記波形合成回路により合成された信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力をタイミング信号に応じて通過又は切断するようにスイッチングされる第１のスイッチング手段と、
前記第１のスイッチング手段を通過した信号をプッシュプル増幅し、出力するプッシュプル回路と、
前記第１のスイッチング手段を前記増幅回路の出力が通過したときに、前記プッシュプル回路がオンするように、前記タイミング信号に応じてスイッチングされる第２のスイッチング手段とを各相毎に設けた構成としたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、第１〜第３のコイルのうち非駆動期間のコイルでロータマグネットにより発生する逆起電力を検出し、ロータマグネットの位置として検出し、駆動信号を生成するので、ホール素子などのロータマグネットの位置を検出する専用の素子が不要なるため、部品点数を削減でき、したがって、モータの小型化、低コストを実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施例のブロック構成図、図２に本発明の一実施例の概略構成図を示す。
本実施例のモータ駆動回路１は、３相ブラシレスモータ２を駆動するための駆動回路で、図２に示すようにホール素子などによるロータマグネット３の回転位置の検出が不要となる回路構成とされている。
【００１８】
本実施例のモータ駆動回路１には３相ブラシレスモータ２のステータを構成するＵ相コイル４、Ｖ相コイル５、Ｗ相コイル６の３相のコイルが接続されるだけで、ロータマグネット３の回転位置を検出するセンサなどは配置されない。
３相のコイル４，５，６は星形に結線されており、各コイル４，５，６の端部がモータ駆動回路１に接続されるとともに、３相のコイル４，５，６の接続点である中点Ｏがモータ駆動回路１に接続される。
【００１９】
モータ駆動回路１は、主に、コイル４，５，６の駆動信号と中点Ｏの電位とを比較する逆起電力検出用コンパレータ７，８，９、コンパレータ７，８，９の出力を選択するスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 で選択された検出信号に応じてタイミング信号を生成するマトリクス回路１０、マトリクス回路１０で生成されたタイミング信号に応じてコイル４，５，６に供給する駆動信号を生成する出力回路１１から構成される。
【００２０】
コンパレータ７は特許請求の範囲中の第１のコンパレータに相当し、コンパレータ７の非反転端子にはＵ相コイル４の駆動信号が供給され、反転端子にはコイル４，５，６の中点Ｏの電圧Ｖ0 が供給される。コンパレータ７はＵ相コイル４の駆動信号が中点電圧Ｖ0 より大きければ、ハイレベル、小さければローレベルとなる信号を出力し、スイッチＳＷ1 に供給する。
【００２１】
また、コンパレータ８は特許請求の範囲中の第２のコンパレータに相当し、コンパレータ８の非反転端子にはＶ相コイル５の駆動信号が供給され、反転端子にはコイル４，５，６の中点Ｏの電圧Ｖ0 が供給される。コンパレータ８はＶ相コイル５の駆動信号が中点電圧Ｖ0 より大きければ、ハイレベル、小さければローレベルとなる信号を出力し、スイッチＳＷ2 に供給する。
【００２２】
さらに、コンパレータ９は特許請求の範囲中の第３のコンパレータに相当し、コンパレータ９の非反転端子にはＷ相コイル６の駆動信号が供給され、反転端子にはコイル４，５，６の中点Ｏの電圧Ｖ0 が供給される。コンパレータ９はＷ相コイル６の駆動信号が中点電圧Ｖ0 より大きければ、ハイレベル、小さければローレベルとなる信号を出力し、スイッチＳＷ3 に供給する。
【００２３】
スイッチＳＷ1 は、特許請求の範囲中の第１のスイッチ手段に相当し、コンパレータ７とマトリクス回路１０との間に設けられ、マトリクス回路１０により生成されるスイッチング制御信号Ｓ1 に応じて開閉して、コンパレータ７の出力信号のマトリクス回路１０への供給を制御し、検出信号Ｕ0 を生成する。
【００２４】
また、スイッチＳＷ2 は、特許請求の範囲中の第２のスイッチ手段に相当し、コンパレータ８とマトリクス回路１０との間に設けられ、マトリクス回路１０により生成されるスイッチング制御信号Ｓ2 に応じて開閉して、コンパレータ８の出力信号のマトリクス回路１０への供給を制御し、検出信号Ｖ0 を生成する。
【００２５】
さらに、スイッチＳＷ3 は、特許請求の範囲中の第３のスイッチ手段に相当し、コンパレータ９とマトリクス回路１０との間に設けられ、マトリクス回路１０により生成されるスイッチング制御信号Ｓ3 に応じて開閉して、コンパレータ９の出力信号のマトリクス回路１０への供給を制御し、検出信号Ｗ0 を生成する。
【００２６】
マトリクス回路１０は、特許請求の範囲中のマトリクス回路に相当し、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 により供給期間が制限されたコンパレータ７，８，９の出力が供給され、コイル４，５，６に供給する駆動信号のタイミング信号を生成するとともに、スイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 を制御するスイッチング制御信号Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を生成する。
【００２７】
図３に本発明の一実施例のマトリクス回路のブロック構成図を示す。
スイッチＳＷ1 〜ＳＷ3 からの出力パルスは、マトリクス回路１０でＲＳ（Set-Reset ）フリップフロップ２１、２２、２３に供給される。スイッチＳＷ1 の出力信号Ｕ0 はＲＳフリッププロップ２１のリセット端子及びＲＳフリップフロップ２３のセット端子に供給される。また、スイッチＳＷ2 の出力信号Ｖ0 はＲＳフリップフロップ２１のセット端子及びＲＳフロップフロップ２２のリセット端子に供給される。さらに、スイッチＳＷ3 の出力信号Ｗ0 はＲＳフリップフロップ２２のセット端子及びＲＳフリップフロップ２３のリセット端子に供給される。
【００２８】
ＲＳフリップフロップ２１は、セット端子に供給される検出信号Ｖ0 により立ち上がり、リセット端子に供給される検出信号Ｕ0 により立ち下がるタイミング信号Ｕ1 を生成する。また、ＲＳフリップフロップ２２は、セット端子に供給される検出信号Ｗ0 により立ち上がり、リセット端子に供給される検出信号Ｖ0 により立ち下がるタイミング信号Ｖ1 を生成する。さらに、ＲＳフリップフロップ２３は、セット端子に供給される検出信号Ｕ0 により立ち上がり、リセット端子に供給される検出信号Ｗ0 により立ち下がるタイミング信号Ｗ1 を生成する。
【００２９】
ＲＳフリップフロップ２１の出力タイミング信号Ｕ1 はインバータ２４，２５により波形整形された後、Ｔ（Toggle；トグル）フリップフロップ２６に供給される。Ｔフリップフロップ２６は、ＲＳフリップフロップ２１の出力タイミング信号Ｕ1 により反転される出力信号を出力する。
【００３０】
Ｔフリップフロップ２６の反転出力／Ｑは、インバータ２９を介して出力端子Ｔw1からタイミング信号Ｗ2 として出力される。
また、ＲＳフリップフロップ２１の出力タイミング信号Ｕ1 はインバータ２４及び３０により波形整形された後、ＯＲゲート３１に供給される。ＯＲゲート３１にはＲＳフリップフロップ２１の出力信号の他に、Ｔフリップフロップ２６の非反転出力信号Ｑが供給され、両信号のＯＲ論理を取る。ＯＲゲート３１の出力信号は、インバータにより波形整形された後、出力端子Ｔw2からタイミング信号Ｗ3 として出力される。
【００３１】
また、インバータ２９から出力されるタイミング信号Ｗ2 は、出力端子Ｔw1に供給されるとともに、Ｄ（Data）フリップフロップ３４のデータ入力端子に供給される。
Ｄフリップフロップ３４のクロック端子には、ＲＳフリップフロップ２２の出力信号Ｑがインバータ３５により反転されてクロックとして供給される。Ｄフリップフロップ３４は、クロック入力時のデータを保持して出力する。Ｄフリップフロップ３４の出力は、インバータ３６，３７，３８，３９を介して出力端子Ｔu1からタイミング信号Ｕ2 として出力される。
【００３２】
また、インバータ３５の出力信号はインバータ４０を介してＯＲゲート４１に供給される。ＯＲゲート４１には、Ｄフリップフロップ３４の出力がインバータ３６により反転されて供給され、両信号のＯＲ論理を取る。
ＯＲゲート４１の出力信号はインバータを介して出力端子Ｔu3かららタイミング信号Ｕ3 として出力される。
【００３３】
また、インバータ３８から出力される反転タイミング信号／Ｕ2 は、Ｄ（Data）フリップフロップ４４のデータ入力端子に供給される。
Ｄフリップフロップ４４のクロック端子には、ＲＳフリップフロップ２３の出力信号Ｑがインバータ４５により反転されてクロックとして供給される。Ｄフリップフロップ４４は、クロック入力時のデータを保持して出力する。Ｄフリップフロップ４４の出力は、インバータを介して出力端子Ｔv1からタイミング信号Ｖ2 として出力される。
【００３４】
また、インバータ４５の出力信号はインバータ４８を介してＯＲゲート４９に供給される。また、ＯＲゲート４９には、Ｄフリップフロップ４４の非反転出力信号Ｑが供給される。ＯＲゲート４９は、インバータ４５の出力信号とＤフリップフロップ４４の非反転出力信号ＱとのＯＲ論理を取り出力する。
【００３５】
ＯＲゲート４９の出力信号はインバータを介して出力端子Ｔv2かららタイミング信号Ｖ3 として出力される。
出力端子Ｔu1，Ｔu2，Ｔv1，Ｔv2，Ｔw1，Ｔw2は、出力回路１１に接続される。出力回路１１は、出力端子Ｔu1，Ｔu2，Ｔv1，Ｔv2，Ｔw1，Ｔw2から供給されるタイミング信号Ｕ2 ，Ｕ3 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｗ2 ，Ｗ3 を所定の組合せ、及び、タイミング信号Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 で合成して駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗを生成する。
【００３６】
図４に本発明の一実施例の出力回路の要部のブロック構成図を示す。
出力回路１１は、特許請求の範囲中の出力回路に相当し、３相の駆動信号毎に波形合成回路５２及び出力増幅回路５３が設けられている。ここでは、Ｕ相コイル４を駆動する駆動信号を出力するための回路について説明する。
【００３７】
Ｕ相コイル４を駆動する波形合成回路５２にはマトリクス回路１０からタイミング信号Ｕ2 ，Ｕ3 が供給される。波形合成回路５２は、コンデンサ（図示せず）に対してタイミング信号Ｕ2 の有効期間で充電を行い、タイミング信号Ｕ3 の有効期間で放電を行うことにより略三角波形の駆動信号Ｕ4 を生成し、出力増幅回路５３に供給する。
【００３８】
出力増幅回路５３は、波形合成回路５２の出力駆動信号Ｕ4 を増幅するアンプ回路５４、プッシュプル回路５５、アンプ回路５４の出力信号のプッシュプル型増幅回路５５への供給を制御するスイッチＳＷ11、プッシュプル回路５５の動作を制御するスイッチＳＷ12から構成され、スイッチＳＷ11，ＳＷ12が非駆動期間設定手段を構成してる。このスイッチＳＷ11，ＳＷ12により出力インピーダンスが高インピーダンスとされる。
【００３９】
プッシュプル回路５５は、電源電圧Ｖccから定電流を生成する定電流源５６、ＮＰＮトランジスタＱ1 〜Ｑ5 、ＰＮＰトランジスタＱ6 〜Ｑ9 、抵抗Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13から構成され、通常のシングルエンドプッシュプル回路を構成している。
【００４０】
波形合成回路５２の出力駆動信号Ｕ4 は、アンプ回路５４により増幅されてスイッチＳＷ11に供給される。スイッチＳＷ11は、マトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｕ1 によりスイッチング制御される。スイッチＳＷ11はタイミング信号Ｕ1 の有効期間にはオフにされ、駆動信号Ｕ4 のプッシュプル回路５５への供給を切断し、タイミング信号Ｕ1 の無効期間にはオンにされ、駆動信号Ｕ4 をプッシュプル回路５５に供給する。
【００４１】
また、プッシュプル回路５５には駆動用の定電流を供給する定電流源５６とトランジスタＱ1 との間にスイッチＳＷ12が接続され、スイッチＳＷ12のスイッチングにより、定電流源５６からトランジスタＱ１への供給が制御され、プッシュプル回路５５の動作が制御される。スイッチＳＷ12はスイッチＳＷ11と同様にマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｕ1 により制御され、タイミング信号Ｕ1 が有効となる期間にオフとされ、プッシュプル回路５５の動作を停止させ、タイミング信号Ｕ1 が無効となる期間にオンとされ、プッシュプル回路５５を動作させる。 プッシュプル回路５５の出力端子Ｔu は、Ｕ相コイル４に接続され、Ｕ相コイル４に磁界を発生させる。
【００４２】
図５、図６、図７に本発明の一実施例の動作波形図を示す。図５（Ａ）はＵ相コイル４の一端の波形、図５（Ｂ）はＶ相コイル５の一端の波形、図５（Ｃ）はＷ相コイル６の一端の波形を示す。図６（Ａ）はＵ相コイル４の一端の波形、図６（Ｂ）はスイッチＳＷ1 の出力信号Ｕ0 の波形、図６（Ｃ）はスイッチＳＷ2 の出力信号Ｖ0 の波形、図６（Ｄ）はスイッチＳＷ3 の出力信号Ｗ0 の波形、図６（Ｅ）はマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｕ1 の波形、図６（Ｆ）はマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｖ1 の波形、図６（Ｇ）はマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｗ1 の波形、図６（Ｈ）はマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｕ2 の波形、図６（Ｉ）はマトリクス回路１０で生成されるタイミング信号Ｕ3 の波形、図６（Ｊ）は出力回路１１の波形合成回路５２の出力波形、図７に駆動信号のコイルへの禁止区間の動作波形図を示す。
【００４３】
図４に示す回路には、図６（Ｊ）に示すような駆動波形が供給されることになる。従来はこのような波形でコイルを駆動していた。本実施例では、例えば、図６（Ｅ）に示すタイミング信号Ｕ1 のハイレベルの期間でＵ相駆動信号を出力する回路のスイッチＳＷ11及びスイッチＳＷ12をオフにし、Ｕ相駆動信号Ｕの出力禁止する。同様に、図６（Ｆ）に示すタイミング信号Ｖ1 のハイレベルの期間でＶ相駆動信号Ｖの出力を禁止し、図６（Ｇ）に示すタイミング信号Ｗ1 のハイレベルの期間でＷ相駆動信号の出力を禁止することにより、コイル４，５，６は、駆動禁止区間（出力がハイレベル）で、すなわち、タイミング信号がハイレベルの期間で、１／２Ｖccを基準に上下対称の波形で駆動される。
【００４４】
コイル４，５，６が３相のノコギリ波状の駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗにより駆動されると、コイル４，５，６に回転磁界が発生する。コイル４，５，６に発生した回転磁界がロータマグネット３に作用し、ロータマグネット３が回転する。ロータマグネット３が回転すると、コイル４，５，６の上をロータマグネット３が回転するので、ロータマグネット３の磁束がコイル４，５，６を横切りコイル４，５，６に逆起電力が発生する。
【００４５】
ロータマグネット３によりコイル４，５，６に発生する逆起電力は、図５に示すようにコイル４，５，６への駆動信号の出力禁止期間に駆動信号上に現れる。逆起電力の成分は、駆動信号の出力禁止期間にコンパレータ７，８，９によりコイル４，５，６の中点電圧Ｖ0 と比較され、図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示される信号が発生される。
【００４６】
このとき、例えば、図７がＵ相コイル４の駆動信号波形であるとすると、中点電圧Ｖ0 は駆動されているＶ相コイル５、Ｗ相コイル６の駆動信号により決定される。このとき、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにＶ相コイル５の駆動信号は一定の電位で低下し、Ｗ相コイル６の駆動信号は一定であるので、図７に一点鎖線で示すような波形となる。
【００４７】
このため、コンパレータ７は、図７に示すＵ相コイル４の駆動波形と一点鎖線に示す他の２相のコイル５，６による中点電圧と比較され、検出ポイントＰs でパルスが検出され、図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示される信号が発生される。
マトリクス回路１０では、駆動信号の出力禁止期間だけコンパレータ７，８，９からの出力を取り込み、ＲＳフリップフロップ２１，２２，２３により図６（Ｂ）〜（Ｄ）に示されるパルスによりセット・リセットすることにより、図６（Ｅ）〜（Ｇ）に示すタイミング信号Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 を生成する。
【００４８】
図６（Ｅ）〜（Ｇ）に示すタイミング信号Ｕ1 ，Ｖ1 ，Ｗ1 はコイル４，５，６に供給する駆動信号Ｕ，Ｖ，Ｗの出力禁止区間を設定する信号として用いられ、出力回路１１のスイッチＳＷ11，ＳＷ12を制御する。図６（Ｅ）〜（Ｇ）に示すタイミングでスイッチＳＷ11，ＳＷ12をオフすることにより図５に示すように出力禁止区間が設定された駆動信号が形成される。
【００４９】
以上、本実施例によれば、１／２Ｖccを基準に上下対称の波形で駆動でき、また、１／２Ｖccとの間で逆起電力を検出することで、回転ムラを抑制できるので、スムーズな回転が可能となる。
以上、本実施例によれば、コイルに順次非駆動期間を設定し、設定された非駆動区間にコイルでロータマグネットにより発生する逆起電力を検出し、ロータマグネットの位置を検出し、駆動信号を生成するので、ホール素子などのロータマグネットの位置を検出する専用の素子が不要なるため、部品点数を削減でき、したがって、モータの小型化、低コストを実現できる。
【００５０】
図８に本発明の他の実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施例は、コンパレータ７，８，９の反転入力端子に供給する電位を図１に示す実施例のように３相のコイル４，５，６の全ての中点電位ではなく、３相のうち駆動されていない２相のコイルの中点電位を供給する構成としてなる。
【００５１】
図８において５７，５８，５９は中点電位検出回路を示す。中点電位検出回路５７には、出力回路１１からＶ相コイル５に供給されるＶ相駆動信号及び出力回路１１からＷ相コイル６に供給されるＷ相駆動信号が供給される。中点電位検出回路５７は、Ｖ相駆動信号とＷ相駆動信号との中点電位を検出して、コンパレータ７の反転入力端子に供給する。
【００５２】
また、中点電位検出回路５８には、出力回路１１からＵ相コイル５に供給されるＵ相駆動信号及び出力回路１１からＷ相コイル６に供給されるＷ相駆動信号が供給される。中点電位検出回路５８は、Ｕ相駆動信号とＷ相駆動信号との中点電位を検出して、コンパレータ８の反転入力端子に供給する。
【００５３】
さらに、中点電位検出回路５９には、出力回路１１からＵ相コイル５に供給されるＵ相駆動信号及び出力回路１１からＶ相コイル６に供給されるＶ相駆動信号が供給される。中点電位検出回路５９は、Ｕ相駆動信号とＶ相駆動信号との中点電位を検出して、コンパレータ９の反転入力端子に供給する。
【００５４】
本実施例によれば、３相コイル４，５，６の中点を引き出さなくて済むので、配線を容易に行える。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、第１〜第３のコイルに順次非駆動期間を設定し、設定された非駆動区間にコイルでロータマグネットにより発生する逆起電力を検出し、ロータマグネットの位置を検出し、駆動信号を生成するので、ホール素子などのロータマグネットの位置を検出する専用の素子が不要なるため、部品点数を削減でき、したがって、モータの小型化、低コストを実現できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例の概略構成図である。
【図３】本発明の一実施例のマトリクス回路のブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施例の出力回路のブロック構成図である。
【図５】本発明の一実施例の第１〜第３のコイルの印加電圧の波形図である。
【図６】本発明の一実施例の動作波形図である。
【図７】本発明の一実施例の駆動信号の非駆動期間の動作波形図である。
【図８】本発明の他の実施例のブロック構成図である。
【図９】従来の一例のブロック構成図である。
【図１０】従来の一例の駆動信号の波形図である。
【符号の説明】
１ モータ駆動回路
２ ３相ブラシレスモータ
３ ロータマグネット
４ Ｕ相コイル
５ Ｖ相コイル
６ Ｗ相コイル
７，８，９ コンパレータ
１０ マトリクス回路
１１ 出力回路
５７，５８，５９ 中点電位検出回路

Claims (5)

1. ロータマグネットの位置に応じて該ロータマグネットに対向して設けられ、星形に結線された第１乃至第３のコイルに位相の異なる第１乃至第３の駆動信号を供給し、該ロータマグネットを回転させるモータ駆動回路において、
   前記第１乃至第３のコイルに供給する前記第１乃至第３の駆動信号に順次非駆動期間を設定する非駆動期間設定手段と、
   前記非駆動期間設定手段により設定された非駆動期間に前記第１乃至第３のコイルに前記ロータマグネットにより発生する逆起電力を検出し、前記第１乃至第３のコイルに発生する逆起電力から第１乃至第３の検出信号を生成する逆起電力検出手段と、
   前記逆起電力検出手段で検出された前記第１乃至第３の検出信号に応じて前記第１乃至第３のコイルに供給する前記第１乃至第３の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを有し、
   前記駆動信号生成手段は、前記逆起電力検出手段で検出された前記第１の検出信号から前記第２の検出信号までの間を有効期間とする第１の充電信号、前記第２の検出信号から前記第３の検出信号までを有効期間とする第２の充電信号、第３の検出信号から第１の検出信号までの間を有効期間とする第３の充電信号を生成するとともに、前記第１の検出信号の２周期を１周期とする第１の放電信号、前記第２の検出信号の２周期を１周期とする第２の放電信号、前記第３の検出信号の２周期を１周期とする第３の放電信号を生成するマトリクス回路と、
   前記第２の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第２の放電信号により放電を行うことにより前記第１のコイルに供給する第１の駆動信号を生成し、前記第３の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第３の放電信号により放電を行うことにより前記第２のコイルに供給する第２の駆動信号を生成し、前記第１の充電信号の有効期間で充電を行い、前記第１の放電信号により放電を行うことにより前記第３のコイルに供給する第３の駆動信号を生成する出力回路とを含む構成とされたことを特徴とするモータ駆動回路。
2. 前記逆起電力検出手段は、反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第１のコイルの他端の電位が供給された第１のコンパレータと、
   反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第２のコイルの他端の電位が供給された第２のコンパレータと、
   反転入力端子に前記第１乃至第３のコイルの中点の電位が供給され、非反転入力端子に前記第３のコイルの他端の電位が供給された第３のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第２及び第３のコイルに前記第２及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第１のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第１のスイッチ手段と、
   前記第２のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第３のコイルに前記第１及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第２のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第２のスイッチ手段と、
   前記第３のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第２のコイルに前記第１及び第２の駆動信号が供給されている期間、前記第３のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第３のスイッチ手段とを有することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動回路。
3. 前記逆起電力検出手段は、前記第１乃至第３のコイルのうち前記第２及び第３のコイルの中点電位を検出する第１の中点電位検出回路と、
   前記第１乃至第３のコイルのうち前記第１及び第３のコイルの中点電位を検出する第２の中点電位検出回路と、
   前記第１乃至第３のコイルのうち前記第１及び第２のコイルの中点電位を検出する第３の中点電位検出回路と、
   反転入力端子に前記第１の中点電位検出回路で検出された前記第２及び第３のコイルの中点電位が供給され、非反転入力端子に前記第１のコイルの他端の電位が供給された第１のコンパレータと、
   反転入力端子に前記第２の中点電位検出回路で検出された前記第１及び第３のコイルの中点電位が供給され、非反転入力端子に前記第２のコイルの他端の電位が供給された第２のコンパレータと、反転入力端子に前記第３の中点電位検出回路で検出された前記第１及び第２のコイルの中点電位が供給され、非反転入力端子に前記第３のコイルの他端の電位が供給された第３のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第２及び第３のコイルに前記第２及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第１のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第１のスイッチ手段と、前記第２のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第３のコイルに前記第１及び第３の駆動信号が供給されている期間、前記第２のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第２のスイッチ手段と、前記第３のコンパレータと前記駆動信号生成手段との間に設けられ、前記駆動信号生成手段で生成されたタイミングに応じてスイッチングされ、前記第１及び第２のコイルに前記第１及び第２の駆動信号が供給されている期間、前記第３のコンパレータの出力信号を前記駆動信号生成手段に供給する第３のスイッチ手段とを有することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動回路。
4. 前記マトリクス回路は、前記逆起電力検出手段で検出された前記第１の検出信号により第１のタイミング信号をリセットし、前記第２の検出信号により第１のタイミング信号をセットする第１のフリップフロップと、
   前記第１のフリップフロップの出力に応じて出力をラッチする第１のラッチ回路と、
   前記第１のラッチ回路の反転出力を反転させた信号を前記第１の充電信号として出力する第１の充電信号出力回路と、
   前記第１のフリップフロップの出力と前記ラッチ回路の非反転出力との論理和をとり、前記第１の放電信号として出力する第１の論理和回路と、
   前記第２の検出信号により第２のタイミング信号をリセットし、前記第３の検出信号により第２のタイミング信号をセットする第２のフリップフロップと、
   前記第２のフリップフロップの反転出力に応じて前記第１の充電信号をラッチする第２のラッチ回路と、
   前記第２のラッチ回路の出力を前記第２の充電信号として出力する第２の充電信号出力回路と、
   前記第２のフリップフロップの出力と前記第２のラッチ回路の反転出力との論理和をとり、前記第２の放電信号として出力する第２の論理和回路と、
   第３の検出信号により第３のタイミング信号をリセットし、前記第１の検出信号により第３のタイミング信号をセットする第３のフリップフロップと、
   前記第３のフリップフロップの反転出力に応じて前記第２の充電信号の反転出力をラッチする第３のラッチ回路と、
   前記第３のラッチ回路の非反転出力を前記第３の充電信号として出力する第３の充電信号出力回路と、
   前記第３のフリップフロップの非反転出力と前記第３のラッチ回路の非反転出力との論理和をとり、前記第３の放電信号として出力する第３の論理和回路とを有することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動回路。
5. 前記出力回路は、充電信号波形と放電信号波形とを合成する波形合成回路と、
   前記波形合成回路により合成された信号を増幅する増幅回路と、
   前記増幅回路の出力をタイミング信号に応じて通過又は切断するようにスイッチングさ れる第１のスイッチング手段と、
   前記第１のスイッチング手段を通過した信号をプッシュプル増幅し、出力するプッシュプル回路と、
   前記第１のスイッチング手段を前記増幅回路の出力が通過したときに、前記プッシュプル回路がオンするように、前記タイミング信号に応じてスイッチングされる第２のスイッチング手段とを各相毎に、有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載のモータ駆動回路。

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