JP4565466B2 - モータ駆動装置及びモータ駆動用集積回路装置 - Google Patents
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tsr=Cgd2 ×VMVCM/(m×Iref ) ・・・・・・(1)
tdly =tsr+ (Cgs1 +Cgd1)×VBRK/(m×Iref) ・・・・・・(2)
Claims (24)
- 上側と下側パワーMOSFETとスピンドル出力プリドライバ部からなり多相DCモータを駆動する出力段と、
上記多相DCモータに流される電流を検出する為の電流検出部と、
電流指示信号と上記電流検出部の検出電流とが一致するように所望のPWM信号を出力する電流制御部と、
上記PWM信号に対して、上記多相DCモータにそれぞれの相の電圧を与える為の上記上側と下側のパワーMOSFETが同時にオンするのを避けるためのデッドタイムを与えた回生信号を生成するPWM信号生成部と、
上記多相DCモータの回転位相を検出するための位相検出部と、
上記位相検出部の検出結果から通電タイミング信号を生成する通電タイミング制御部と、
上記通電タイミング信号と上記PWM信号生成部の出力信号から多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号を生成する出力制御&PWM変調部と、
上記出力段が遷移している時間を測定し、かかる測定時間と指定されたスイッチング時間とが一致するようなフィードバック制御を行うスイッチング特性調整部とを備えてなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1において、
上記電流検出部の検出電流をデジタル値に変換するADCと、
上記電流指示信号及びスイッチング時間を含むパラメータを設定するためのパラメータ設定レジスタを有するシリアルポートとを更に備えてなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項2において、
上記スイッチング特性調整部は、上記スピンドル出力プリドライバ部がパワーMOSFETのゲートに伝えられる駆動信号を形成する電流源が上記フィードバック制御により可変電流源とされることにより、スピンドル出力が遷移している時間を上記指定されたスイッチング時間に一致させることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項3において、
上記スイッチング特性調整部は、上記スピンドル出力が遷移している時間を計数するカウンタの計数値と、指定されたスイッチング時間が入力されたレジスタの入力値とを比較し、かかる比較結果により上記可変電流源の電流値を制御することを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項4において、
上記スピンドル出力が遷移している時間は、パワーMOSFETのゲート電圧が特定の電圧範囲にある時間とされることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項3において、
上記スイッチング特性調整部は、上記スピンドル出力が遷移している時間を積分回路により形成された電圧として形成することを特徴とするモータ駆動装置。 - 上側と下側パワーMOSFETとスピンドル出力プリドライバ部からなり多相DCモータを駆動する出力段と、
上記多相DCモータに流される電流を検出する為の電流検出部と、
電流指示信号と上記直流検出部の検出電流とが一致するように所望のPWM信号を出力する電流制御部と、
上記PWM信号に対して、上記DC多相モータにそれぞれの相の電圧を与える為の上記上側と下側のパワーMOSFETが同時にオンするのを避けるためのデッドタイムを与えた回生信号を生成するPWM信号生成部と、
上記多相DCモータの回転位相を検出するための位相検出部と、
上記位相検出部検出結果から通電タイミング信号を生成する通電タイミング制御部と、 上記通電タイミング信号と上記PWM信号生成部の出力信号から3相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号を生成する出力制御&PWM変調部と、
上記上側と下側からなる一対のパワーMOSFETのうち一方のパワーMOSFETのゲート,ソース間電圧からオン/オフを判定した信号とかかるパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号とから、次のPWM周期での上記一対のパワーMOSFETの同時オンを避けるための他方のパワーMOSFETのオン/オフ制御のための上記デッドタイムを生成するスイッチング特性調整部を備えてなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項7において、
上記スピンドル出力が遷移している時間が第1カウンタで計数されて第1計数値が形成され、上記一対のパワーMOSFETのうち一方のパワーMOSFETのオフを指示する信号からそのゲート,ソース間電圧によりオフと判定された信号が出力されるまでの時間が第2カウンタで計数されて第2計数値が形成され、上記第1計数値と第2計数値とから他方のMOSFETのオン/オフの遷移時間を推定し、上記デッドタイムを生成することを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項7において、
上記一対のパワーMOSFETのうち一方のパワーMOSFETのゲート,ソース間電圧からオン/オフの遷移時間が第1カウンタで計数されて第1計数値が形成され、上記一方のパワーMOSFETのオフを指示する信号からそのゲート,ソース間電圧によりオフと判定された信号が出力されるまでの時間が第2カウンタで計数されて第2計数値が形成され、上記第1計数値と第2計数値とから他方のMOSFETのオン/オフの遷移時間を推定し、上記デッドタイムを生成することを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項7において、
上記スイッチング特性調整部は、更に上記第1計数値と指定されたスイッチング時間とが一致するようなフィードバック制御部を含み、
上記スピンドル出力プリドライバ部がパワーMOSFETのゲートに伝えられる駆動信号を形成する電流源が上記フィードバック制御部により制御される可変電流源とされることにより、スピンドル出力が遷移している時間を上記指定されたスイッチング時間に一致させることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項10において、
上記スイッチング特性調整部は、上記第1計数値と指定されたスイッチング時間が入力されたレジスタの入力値とを比較し、かかる比較結果により上記可変電流源の電流値を制御することを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項1又は7において、
上記出力段のスピンドル出力プリドライバ部及び上記スイッチング特性調整部が1つの半導体集積回路装置で構成されてなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項12において、
上記出力段のパワーMOSFETは、上記スイッチング特性調整部を含む半導体集積回路装置とは別の半導体集積回路装置又は単体素子で構成されてなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 多相DCモータを駆動する上側と下側パワーMOSFETの動作制御を行う出力プリドライバ部と、
上記出力プリドライバ部に駆動される上記上側と下側のパワーMOSFETの出力が遷移している時間を測定し、かかる測定時間と指定されたスイッチング時間とが一致するようなフィードバック制御を行うスイッチング特性調整部とを備え、
所望の回転速度となるような電流指令にモータ電流が一致するように形成されたPWM信号から多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号が形成されて上記出力プリドライバ部に伝えられることを特徴とするモータ駆動用半導体集積回路装置。 - 請求項14において、
上記上側と下側からなる一対のパワーMOSFETのうち一方のパワーMOSFETのゲート,ソース間電圧からオン/オフを判定した信号とかかるパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号とから、次のPWM周期での上記一対のパワーMOSFETの同時オンを避けるための他方のパワーMOSFETのオン/オフ制御のための上記デッドタイムを生成するスイッチング特性調整部を備えてなることを特徴とするモータ駆動用半導体集積回路装置。 - 請求項14において、
上記PWM信号に対してデッドタイムを与えた回生信号と、多相DCモータの回転位相の検出結果から形成された通電タイミング信号とから多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する上記信号が形成されてなることを特徴とするモータ駆動用半導体集積回路装置。 - 請求項14において、
上記スイッチング時間のパラメータを設定するためのパラメータ設定レジスタを有するシリアルポートとを更に備えてなることを特徴とするモータ駆動用半導体集積回路装置。 - 上側と下側パワーMOSFETを含んだ多相DCモータを駆動する出力段と、
上記多相DCモータに流される電流を検出する為の電流検出部と、
電流指示信号と上記電流検出部の検出電流とが一致するように所望のPWM信号を出力する電流制御部と、
上記PWM信号に対して、上記多相DCモータにそれぞれの相の電圧を与える為の上記上側と下側のパワーMOSFETが同時にオンするのを避けるためのデッドタイムを与えた回生信号を生成するPWM信号生成部と、
上記多相DCモータの回転位相を検出するための位相検出部と、
上記位相検出部の検出結果から通電タイミング信号を生成する通電タイミング制御部と、
上記通電タイミング信号と上記PWM信号生成部の出力信号から多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号を生成する出力制御&PWM変調部と、
上記出力段からモータコイルに流れる電流の向きがソースかシンクのいずれかを検出する電流極性検出部とを備え、
上記出力制御&PWM変調部は、上記出力段を構成する上記上側と下側のパワーMOSFETのうち上記電流極性検出部の検出信号に対応して回生側とされるパワーMOSFETの駆動信号にデッドタイム分を割り当ててなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 上側と下側パワーMOSFETとスピンドル出力プリドライバ部からなり多相DCモータを駆動する出力段と、
上記多相DCモータに流される電流を検出する為の電流検出部と、
電流指示信号と上記電流検出部の検出電流とが一致するように所望のPWM信号を出力する電流制御部と、
上記PWM信号に対して、上記多相DCモータにそれぞれの相の電圧を与える為の上記上側と下側のパワーMOSFETが同時にオンするのを避けるためのデッドタイムを与えた回生信号を生成するPWM信号生成部と、
上記多相DCモータの回転位相を検出するための位相検出部と、
上記位相検出部の検出結果から通電タイミング信号を生成する通電タイミング制御部と、
上記通電タイミング信号と上記PWM信号生成部の出力信号から多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号を生成する出力制御&PWM変調部と、
上記出力段が遷移している時間を測定し、かかる測定時間と指定されたスイッチング時間とが一致するようなフィードバック制御を行うスイッチング特性調整部と、
上記出力段からモータコイルに流れる電流の向きがソースかシンクのいずれかを検出する電流極性検出部とを備え、
上記出力制御&PWM変調部は、上記出力段を構成する上記上側と下側のパワーMOSFETのうち上記電流極性検出部の検出信号に対応して回生側とされるパワーMOSFETの駆動信号にデッドタイム分を割り当ててなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 上側と下側パワーMOSFETとスピンドル出力プリドライバ部からなり多相DCモータを駆動する出力段と、
上記多相DCモータに流される電流を検出する為の電流検出部と、
電流指示信号と上記直流検出部の検出電流とが一致するように所望のPWM信号を出力する電流制御部と、
上記PWM信号に対して、上記DC多相モータにそれぞれの相の電圧を与える為の上記上側と下側のパワーMOSFETが同時にオンするのを避けるためのデッドタイムを与えた回生信号を生成するPWM信号生成部と、
上記多相DCモータの回転位相を検出するための位相検出部と、
上記位相検出部の検出結果から通電タイミング信号を生成する通電タイミング制御部と、 上記通電タイミング信号と上記PWM信号生成部の出力信号から多相のパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号を生成する出力制御&PWM変調部と、
上記上側と下側からなる一対のパワーMOSFETのうち一方のパワーMOSFETのゲート,ソース間電圧からオン/オフを判定した信号とかかるパワーMOSFETのオン/オフを制御する信号とから、次のPWM周期での上記一対のパワーMOSFETの同時オンを避けるための他方のパワーMOSFETのオン/オフ制御のための上記デッドタイムを生成するスイッチング特性調整部と、
上記出力段からモータコイルに流れる電流の向きがソースかシンクのいずれかを検出する電流極性検出部とを備え、
上記出力制御&PWM変調部は、出力段を構成する上側と下側のパワーMOSFETのうち上記電流極性検出部の検出信号に対応して回生側とされるパワーMOSFETの駆動信号にデッドタイム分を割り当ててなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項18において、
上記PWM信号生成部は、出力段からモータコイルに流れる電流の向きがソースのときとシンクのときに対応した2通りのタイミング信号を生成して上記出力制御&PWM変調部に伝え、
上記出力制御&PWM変調部は、上記電流極性検出部からの検出信号に対応して上記2通りの上記タイミング信号のうちのいずれかを選択して上記駆動信号を形成してなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項19において、
上記PWM信号生成部は、出力段からモータコイルに流れる電流の向きがソースのときとシンクのときに対応した2通りのタイミング信号を生成して上記出力制御&PWM変調部に伝え、
上記出力制御&PWM変調部は、上記電流極性検出部からの検出信号に対応して上記2通りの上記タイミング信号のうちのいずれかを選択して上記駆動信号を形成してなることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項21において、
電流極性検出部は、出力電圧のハイレベルからロウレベルに変化するエッジにおける極性判定、ロウレベルからハイレベルに変化するエッジにおける極性判定のどちらかの電流極性判定において、先に駆動電流の切り替えが来るエッジでの電流極性判定結果が、ラッチに保持されて上記タイミング信号の選択に利用されることを特徴とするモータ駆動装置。 - 請求項21において、
電流極性検出部は、出力電圧のハイレベルからロウレベルに変化するエッジにおける極性判定、ロウレベルからハイレベルに変化するエッジにおける極性判定の両方の電流極性判定結果が、それぞれラッチに保持されて上記タイミング信号の選択に利用されることを特徴とするモータ駆動装置。
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