JP3804019B2 - ブラシレスモータ駆動制御方法 - Google Patents
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Description
すなわち、パルス電流を流して最高振幅値を検出して通電開始相を決定する制御方式では、最高振幅値がステータの界磁コイル間の巻線ばらつきに依存しているため、製造上回避困難な僅かな巻線ばらつきによって検出誤差が発生してしまう。また、電流立上がり時定数の差異に基づいてロータの位置を検出して通電を開始する相を決定する制御方式では、磁気飽和現象を利用しているので、かなり大きな電流を流さないと時定数に差異が生じないためロータが反応しない小さな電流で時定数の差を検出することが困難であるとともに、電流の向きに応じて時定数の大小関係が反転するポイントと磁気飽和ポイントとが一致していないため判定結果に誤差が生じ易いという不具合がある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
すなわち、モータの各相の界磁コイルへロータが反応しない短いパルス電流を順方向および逆方向に順次流し、上記パルス電流により非通電相の界磁コイルに誘起される電圧を検出して上記順方向のパルス電流と上記逆方向のパルス電流によりそれぞれ生じた誘起電圧を合成し、上記合成回路による合成結果の極性を判定して記憶し、複数の通電相に関わる極性判定結果に基づいて通電開始相を決定するようにしたものである。
すなわち、本発明に従うと、ステータに対するロータの位置を少ない誤差で正確に検出して通電を開始する界磁コイルを決定して制御することでモータ起動時の逆回転を防止することが可能なブラシレスモータの駆動制御用半導体集積回路およびブラシレスモータ駆動制御装置を実現することができるという効果が得られる。
本発明の具体的な実施形態について説明する前に、本発明によるロータ位置検出方式の原理を、図1〜図3を用いて説明する。図1〜図3は、3相式多相ブラシレスモータにおけるロータの磁石MGとステータの界磁コイルLとの位置関係を、3×n(nは正の整数)個ある界磁コイルのうちいずれか3つの界磁コイルLu,Lv,Lwと磁石MGとの関係を模式的に示すものである。また、PIOは上記界磁コイルLu,Lv,Lwに電流を流す相電流出力回路で、この相電流出力回路によって、いずれか2つの界磁コイルに流す合計6種類の電流(向きの異なる電流を含む)が所定の順序で出力されることで、ロータが回転駆動される。なお、図1〜図3では、ロータの磁石MGとステータの界磁コイルLu,Lv,Lwが直線的に並んで示されているが、実際のモータでは同心円に沿うようにそれぞれ配置される。
図6において、11は三相ブラシレスモータの界磁コイルLu,Lv,Lwに電流を流す相電流出力回路(PIO)、12は該相電流出力回路11に対して通電する相の選択信号を供給する相切替制御回路、13は相電流出力回路11の出力端子u,v,wに接続され誘起電圧を検出する誘起電圧検出回路、14a,14bは界磁コイルに順方向電流を流したときと逆方向電流を流したときに相電流出力回路13により検出された誘起電圧をそれぞれサンプリングしてホールドするサンプル・ホールド回路、15はサンプル・ホールド回路14a,14bにホールドされた電圧を加算する加算回路である。
この実施例は、図6の実施例におけるサンプル・ホールド回路14a,14bおよび加算回路15の代わりに積分回路20を設けたものである。この積分回路20は、例えば容量と抵抗とからなるCR積分回路あるいはオペアンプと該オペアンプの出力端子と反転入力端子との間に接続された容量とを含む公知の積分回路により構成することができる。
このモータドライバ装置は、マイクロコンピュータからスタート信号が与えられると先ず通電開始相検出回路21によるロータ位置検出が行なわれる(ステップS21)。このロータ位置検出は、既に説明を行なった図8に示されているフローチャートのステップS1〜12に従って実行される。そして、ロータ位置が検出されるとステップS22で位置データがすべて「L」(ロウレベル)かすべて「H」(ハイレベル)かが判定され、"Yes"すなわちすべて「L」またはすべて「H」のときは、ロータ位置検出(ステップS21)を再度行なう。なお、このステップS22は図8におけるステップS13に相当する。また、ステップS22で"No"すなわち位置データがすべて「L」でもすべて「H」でもないときは、通電開始相検出回路21での検出結果に基づく出力COMMSTにより相選択回路12に対する通電開始相の設定を行なう(ステップS23)。
(ステップS24)。これによって、正常にロータが回転を始めると、非通電相には逆起電圧が発生するので、次のステップS25で逆起電圧検出回路23による逆起電圧の検出が行なわれたか否か判定される。ここで、逆起電圧が検出されていないときはモータ未起動と判定してステップS21へ戻ってロータ位置の検出をやり直す。一方、逆起電圧が検出された場合には、ステップS26で逆起電圧検出回路23で検出されたゼロクロスポイントのタイミングで通電相の切替えを行なう逆起運転とコイルへの電流増加による回転の加速が行なわれ、定速回転(ステップS27)に至ることとなる。
図12において、100は磁気ディスクのような記録媒体、110は磁気ディスク100を回転させるスピンドルモータ、120は書込みヘッドおよび読出しヘッドを有する磁気ヘッド、130は先端に磁気ヘッド120を有するアームを移動させるボイスコイルモータである。そして、210が本発明を適用したモータドライバ装置で、このモータドライバ装置210によって上記スピンドルモータ110およびボイスコイルモータ130の駆動が行なわれる。
11 相電流出力回路
12 相切替制御回路
13 誘起電圧検出回路
14a,14b サンプル・ホールド回路
15 加算回路(合成回路)
16 極性判定回路
17a,17b,17c 記憶回路
18 判別回路
19 タイミング生成回路
20 積分回路
21 通電開始相検出回路
22 電圧制御発振回路
23 逆起電圧検出回路
24 ブレーキ制御回路
25 スピンドル制御回路
26 保護回路
27 ブースト回路
28 電圧発生回路(レギュレータ)
30 ボイスコイルモータ駆動回路
Lu,Lv,Lw 界磁コイル
Claims (3)
- 磁石を含むロータと複数の界磁コイルを含むステータとを有する多相ブラシレスモータを駆動開始するための制御方法であって、
第1と第2の互いに反対の方向に順次交互に上記モータの複数の界磁コイル各々へ上記モータが反応しないような期間を有するパルス電流を導通し、
上記複数の界磁コイルペアの各々を通る第1と第2の方向の上記パルス電流によって非通電の界磁コイル各々に誘起される検出電圧によって第一と第二の誘起電圧信号が生成し、
上記非通電相の界磁コイル各々において、上記ステータに予期される上記ロータの相対位置を表す複数のロータ位置信号を生成するための第一と第二の電圧を合成し、
上記複数のロータ位置信号の極性を検出し、
上記複数のロータ位置信号の極性の検出結果を上記モータが用いて駆動開始するための電流導通のための相の界磁コイルペアを決定することを特徴とするブラシレスモータ駆動制御方法。 - 請求項1に記載の多相ブラシレスモータを駆動開始するための方法であって、
上記ロータ位置信号は上記第1と第2の誘起電圧信号を通算することによって生成されることを特徴とするブラシレスモータ駆動制御方法。 - 請求項1に記載の多相ブラシレスモータを駆動開始するための方法であって、
上記ロータ位置信号は上記積分結果が保持された状態において、上記第1の誘起電圧信号及び上記第2の誘起電圧信号を積分することによって生成されることを特徴とするブラシレスモータ駆動制御方法。
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