JP5177986B2 - 負荷駆動装置及びこれを用いた電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、負荷に駆動電流を供給する負荷駆動装置及びこれを用いた電気機器（例えば光ディスク駆動装置）に関するものである。

ＤＶＤ［Digital Versatile Disc］、ＣＤ［Compact Disc］、ＭＤ［Mini Disc］などの光ディスクの記録／再生を行う光ディスク駆動装置を備えたカーナビゲーションシステムやカーオーディオシステム、或いは、ポータブルナビゲーションシステムなどでは、ピックアップレンズを用いて、光ディスクの記録面上にビームスポットを形成することにより、光ディスクに対するデータの記録／再生が行われる。このとき、光ピックアップの位置を微調整するアクチュエータとしては、一般的に、フォーカスコイルやトラッキングコイル、或いは、チルトコイルなどが用いられている。

上記したピックアップレンズのアクチュエータコイルは、軽くて小さい部品ながらも、比較的大きな電流を流して駆動するものであるため、発熱が大きく焼損しやすい。

そのため、従来より、アクチュエータコイルを過電流による焼損から保護するための技術として、アクチュエータコイルの最大出力（アンプ出力が振り切った状態）が連続して一定時間（例えば３００［ｍｓ］）検出されたときにコイル出力を全てミュートさせる手法や、複数のアクチュエータコイルを駆動するドライバの電源電流を監視してピーク電流を制限する手法、ドライバの制御信号をＤＳＰでソフトウェア的に監視してピーク電流を制御する手法、或いは、コイルへの駆動電圧を検知してピーク電流を制御する手法などが用いられていた。

また、上記に関連する従来技術の一例として、特許文献１には、モータのロータ回転位置を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子の出力信号を増幅する位置信号増幅回路と、出力回路と、前記モータのステータ用コイルと、電荷を蓄えるコンデンサと、前記ロータの回転位置と同期してパルスを発生する回転検出回路と、前記回転検出回路の出力パルスによりリセットされる第１のフリップフロップ回路と、前記コンデンサに電荷を供給する充電回路と、前記充電回路の充電電流により前記コンデンサの電位が所定の第１の電位になったとき前記第１のフリップフロップ回路を反転させ充電を停止させる第１のコンパレータ回路と、主として前記回転検出回路のパルス発生が停止したモータロック時に前記コンデンサに定電流の差を利用して充電電流および放電電流を合成し供給する充電／放電回路と、前記コンデンサの充電状態および放電状態を保持させる第２のフリップフロップ回路と、放電用トランジスタと、前記コンデンサの充電状態から放電状態へ移るタイミングを検出する反転検出トランジスタと、前記コンデンサの電位が前記第１の電位より高い所定の第２の電位に上昇したとき前記出力回路を通じて前記コイルへの通電を遮断させる遮断／復帰回路と、前記コンデンサが前記第１の電位より低い所定の第３の電位に下降したときリセットパルスを発生するパルス回路と、前記コンデンサの電位が前記所定の第２の電位に上昇したこと及び前記所定の第３の電位に下降したことを検出するヒステリシス付の第２のコンパレータ回路と、インバータ回路と、前記第１のフリップフロップ回路の出力と前記第２のコンパレータ回路の出力のＯＲをとり前記遮断／復帰回路をコントロールするＯＲ回路と、を備えた速度制御可能なブラシレスモータのコイル焼損防止装置が開示・提案されている。
実開平５−５５７９８号公報

確かに、上記従来の保護技術をモータドライバＩＣに適用すれば、アクチュエータコイルの焼損を低減することが可能である。

しかしながら、アクチュエータコイルの最大出力が連続して一定時間検出されたときにコイル出力を全てミュートさせる手法では、アクチュエータコイルの最大出力直前で駆動が継続された場合に過電流が検知されないため、焼損を生じるおそれがあった。

また、複数のアクチュエータコイルを駆動するドライバの電源電流を監視してピーク電流を制限する手法では、各アクチュエータコイルの駆動電流に偏りがあった場合に過電流を検知できないおそれがあった。

また、ドライバの制御信号をＤＳＰでソフトウェア的に監視してピーク電流を制御する手法では、駆動電流を間接的に検知する形となるため、コイルのばらつきやドライバ駆動信号のばらつきによるコイルへの駆動電流のばらつきが大きくなり、過電流を高精度に検知できないおそれがあった。

また、コイルへの駆動電圧を検知してピーク電流を制御する手法では、コイルのばらつきによる駆動電流のばらつきを検知することができなかった。

なお、特許文献１の従来技術は、あくまで、モータの回転が何らかの外的要因によって停止した場合に、モータが意図しない停止状態に陥っていることを検知して、出力回路の動作を停止する技術であり、本願発明とその本質的構成を異にするものであった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、負荷の焼損を適切に防止することが可能な負荷駆動装置、及び、これを用いた電気機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る負荷駆動装置は、負荷の駆動電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、所定の第２電流を生成する第２電流生成部と、第１電流と第２電流の大小関係に応じてコンデンサの充放電を行う積分部と、前記コンデンサの端子電圧と所定の閾値電圧とを比較する比較部と、前記比較部の出力論理に基づいて保護信号を生成する出力部と、を有して成る構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る負荷駆動装置は、前記コンデンサの端子電圧が所定の下限値を下回らないようにバイアスするバイアス部を有して成る構成（第２の構成）にするとよい。

また、上記第１または第２の構成から成る負荷駆動装置において、第１電流生成部は、前記負荷の電源側または接地側に直列接続された検出器を用いて、前記駆動電流の電流値を直接的に検出する構成（第３の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る負荷駆動装置において、第２電流生成部は、定電流を生成する定電流源と、前記定電流をミラーして第２電流を生成するカレントミラー回路と、を有して成る構成（第４の構成）にするとよい。

また、本発明に係る電気機器は、上記第１〜第４いずれかの構成から成る負荷駆動装置と、前記負荷駆動装置から駆動電流の供給を受ける少なくとも一の負荷と、前記負荷駆動装置から前記保護信号の入力を受けるマイコンと、を有して成る構成（第５の構成）とされている。

なお、上記第５の構成から成る電気機器において、前記出力部は、前記比較部の出力論理に基づいて前記負荷の駆動をミュートする保護動作制御部を有して成る構成（第６の構成）にするとよい。

また、上記第６の構成から成る電気機器において、前記保護動作制御部は、前記マイコンからの解除信号に基づいて前記負荷のミュートを解除する構成（第７の構成）にするとよい。

一方、上記第５の構成から成る電気機器において、前記マイコンは、前記保護信号に基づいて、前記負荷の駆動をミュートし、或いは、その解除を行う構成（第８の構成）にしてもよい。

また、上記第５〜第８いずれかの構成から成る電気機器において、前記マイコンは、前記保護信号の入力を受けたとき、メモリに前記負荷駆動装置の異常履歴情報を格納する構成（第９の構成）にするとよい。

また、上記第５〜第９いずれかの構成から成る電気機器において、前記マイコンは、前記保護信号の入力を受けたとき、ディスプレイ及び／またはスピーカを用いて、前記負荷駆動装置の異常を報知する構成（第１０の構成）にするとよい。

本発明によれば、負荷の焼損を適切に防止することができ、延いては、システムの安全性や信頼性を向上することが可能となる。

以下では、光ディスク駆動装置に搭載されるモータドライバＩＣに本発明を適用した場合を例に挙げて詳細な説明を行う。

図１は、本発明に係る光ディスク駆動装置の一実施形態を示すブロック図である。

本図に示す通り、本実施形態の光ディスク駆動装置は、モータドライバＩＣ１と、負荷２と、ディジタル信号処理装置３（以下では、ＤＳＰ［Digital Signal Processor］３と呼ぶ）と、マイコン４と、メモリ５と、を有して成る。

モータドライバＩＣ１は、フォーカスサーボドライバ回路１１と、トラッキングサーボドライバ回路１２と、スピンドルモータドライバ回路１３と、スレッドモータドライバ回路１４と、ローディングモータドライバ回路１５と、を備えて成り、ＤＳＰ３からの駆動信号Ｎ２に基づき、複数の負荷２（フォーカスサーボコイル２１、トラッキングサーボコイル２２、スピンドルモータ２３、スレッドモータ２４、並びに、ローディングモータ２５）に対して、各々駆動電流を供給する多チャンネル負荷駆動装置である。

また、モータドライバＩＣ１は、フォーカスサーボドライバ回路１１及びトラッキングサーボドライバ回路１２のいずれかに過電流が生じたときに、双方の出力動作を制限または停止した上で、その旨を示す保護信号Ｎ４をマイコン４に対して送出するアクチュエータ保護回路１６を備えて成る。なお、アクチュエータ保護回路１６の構成及び動作については、後ほど詳細な説明を行う。

負荷２のうち、フォーカスサーボコイル２１は、ピックアップレンズ（不図示）を駆動して、光ディスク上に形成されるビームスポットのフォーカス制御を行う手段である。トラッキングサーボコイル２２は、ピックアップレンズを駆動して、光ディスク上に形成されるビームスポットのトラッキング制御を行う手段である。スピンドルモータ２３は、光ディスクが載置されるターンテーブル（不図示）を線速度一定または回転速度一定で回転駆動する手段であり、ブラシ付きＤＣモータや３相ブラシレスモータを用いることができる。スレッドモータ２４は、光ピックアップを光ディスクの半径方向に駆動する手段であり、ブラシ付きＤＣモータや２相ブラシレスステッピングモータを用いることができる。ローディングモータ２５は、光ディスクが載置されるローディングトレイ（不図示）を前後駆動する手段であり、ブラシ付きＤＣモータを用いることができる。

ＤＳＰ３は、マイコン４からの制御信号Ｎ１に基づいて、複数のドライバ回路１１〜１５に各々駆動信号Ｎ２を送出する手段である。

マイコン４は、装置各部の動作を統括制御する手段であり、特に、本発明に関連して、ＤＳＰ３に対する制御信号Ｎ１の送出、モータドライバＩＣ１から送出される保護信号Ｎ４の監視、メモリ５を用いた異常履歴情報Ｎ３の格納及び参照、並びに、モータドライバＩＣ１に対する解除信号Ｎ５の送出を行う。

メモリ５は、マイコン４のプログラム格納領域や作業領域として用いられるほか、モータドライバＩＣ１の異常履歴情報Ｎ３を格納するための記憶手段としても用いられる。

次に、アクチュエータ保護回路１６の回路構成について、図２を参照しながら詳細な説明を行う。

図２は、アクチュエータ保護回路１６の一構成例を示す回路ブロック図である。

本図に示す通り、本実施形態のアクチュエータ保護回路１６は、第１電流生成部１６１と、第２電流生成部１６２と、積分部１６３と、バイアス部１６４と、比較部１６５と、出力部１６６と、を有して成る。

第１電流生成部１６１は、モータドライバＩＣ１に内蔵されたアンプＡ１ａ〜Ａ１ｂ、及び、Ｐチャネル型電界効果トランジスタＰ１ａ〜Ｐ１ｂと、モータドライバＩＣ１に外付けされた抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｂ、及び、抵抗Ｒ２ａ〜Ｒ２ｂと、を有して成る。

アンプＡ１ａの非反転入力端（＋）は、フォーカスサーボドライバ回路１１の電源入力端に接続される一方、抵抗Ｒ１ａを介して電源電圧の印加端にも接続されている。アンプＡ１ａの反転入力端（−）は、トランジスタＰ１ａのソースに接続される一方、抵抗Ｒ２ａを介して電源電圧の印加端にも接続されている。アンプＡ１ａの出力端は、トランジスタＰ１ａのゲートに接続されている。

アンプＡ１ｂの非反転入力端（＋）は、トラッキングサーボドライバ回路１２の電源入力端に接続される一方、抵抗Ｒ１ｂを介して電源電圧の印加端にも接続されている。アンプＡ１ｂの反転入力端（−）は、トランジスタＰ１ｂのソースに接続される一方、抵抗Ｒ２ｂを介して電源電圧の印加端にも接続されている。アンプＡ１ｂの出力端は、トランジスタＰ１ｂのゲートに接続されている。

上記構成から成る第１電流生成部１６１では、トランジスタＰ１ａのドレインから、フォーカスサーボドライバ回路１１の駆動電流ＩＬに比例したモニタ電流Ｉｃ（第１電流）が引き出される。なお、駆動電流ＩＬの電流値をｉＬ、モニタ電流Ｉｃの電流値をｉｃ、抵抗Ｒ１ａの抵抗値をｒ１ａ、抵抗Ｒ２ａの抵抗値をｒ２ａとした場合、ｉｃ＝（ｒ１ａ／ｒ２ａ）×ｉＬという関係式が成立する。同様に、トランジスタＰ１ｂのドレインからは、トラッキングサーボ回路１２の駆動電流に比例したモニタ電流が引き出される。

このように、電源側または接地側に直列に設けた検出器（本実施形態では電源側に設けた抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｂ）から、駆動電流ＩＬの電流値を直接的に検出することで、駆動電流ＩＬの電流値を精度良く検出することが可能となる。

第２電流生成部１６２は、モータドライバＩＣ１に内蔵されたアンプＡ２、直流電圧源Ｅ１、Ｎチャネル型電界効果トランジスタＮ１、ｐｎｐ型バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ２、及び、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ３〜Ｑ５と、モータドライバＩＣ１に外付けされた抵抗Ｒ３と、を有して成る。

アンプＡ２の非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ１の正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ１の負極端は、接地端に接続されている。アンプＡ２の反転入力端（−）は、トランジスタＮ１のソースに接続される一方、抵抗Ｒ３を介して接地端に接続されている。アンプＡ２の出力端は、トランジスタＮ１のゲートに接続されている。トランジスタＮ１のドレインは、トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタは、いずれも電源電圧の印加端に接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のベースは、いずれもトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ３のコレクタに接続されている。トランジスタＱ３〜Ｑ５のエミッタは、いずれも接地端に接続されている。トランジスタＱ３〜Ｑ５のベースは、いずれもトランジスタＱ３のコレクタに接続されている。トランジスタＱ４のコレクタは、トランジスタＰ１ａのドレインに接続されている。トランジスタＱ５のコレクタは、トランジスタＰ１ｂのドレインに接続されている。

上記構成から成る第２電流生成部１６２では、トランジスタＱ１、Ｑ２から成る第１のカレントミラー回路と、トランジスタＱ３〜Ｑ５から成る第２のカレントミラー回路を用いることにより、抵抗Ｒ３に流れる定電流に比例したミラー電流Ｉｄ（第２電流）がトランジスタＱ４のコレクタに引き込まれる。また、上記と同様に、トランジスタＱ５のコレクタにも、抵抗Ｒ３に流れる定電流に比例したミラー電流が引き込まれる。

このように、定電流を生成する定電流源（アンプＡ２、トランジスタＮ１、直流電圧源Ｅ１、抵抗Ｒ３）と、前記定電流からミラー電流Ｉｄを生成するカレントミラー回路（トランジスタＱ１〜Ｑ５）と、を有して成る構成であれば、外付けの抵抗Ｒ３を適宜選択することで、フォーカスサーボドライバ回路１１及びトラッキングサーボドライバ回路１２の過電流検出に用いるミラー電流Ｉｄの電流値を一元的に設定することが可能となる。

積分部１６３は、モータドライバＩＣ１に外付けされたコンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂを有して成る。

コンデンサＣ１ａの一端は、トランジスタＰ１ａのドレインとトランジスタＱ４のコレクタとの接続ノードに接続されている。コンデンサＣ１ａの他端は、接地端に接続されている。コンデンサＣ１ｂの一端は、トランジスタＰ１ｂのドレインとトランジスタＱ５のコレクタとの接続ノードに接続されている。コンデンサＣ１ｂの他端は、接地端に接続されている。

上記構成から成る積分部１６３では、モニタ電流Ｉｃとミラー電流Ｉｄの大小関係に応じて、コンデンサＣ１ａの充放電が行われる。より具体的に述べると、モニタ電流Ｉｃがミラー電流Ｉｄよりも大きければ、コンデンサＣ１ａに差分電流（Ｉｃ−Ｉｄ）が流れ込む形となり、コンデンサＣ１ａが充電される。逆に、モニタ電流Ｉｃがミラー電流Ｉｄよりも小さければ、コンデンサＣ１ａから差分電流（Ｉｄ−Ｉｃ）が流れ出す形となり、コンデンサＣ１ａが放電される。なお、コンデンサＣ１ｂについても、上記と同様の充放電が行われる。すなわち、本実施形態の積分部１６３では、所定のミラー電流Ｉｄに基づいて、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂを保護側に積分（充電）するか、解除側に積分（放電）するかの閾値が設定されている。

バイアス部１６４は、モータドライバＩＣ１に内蔵されたアンプＡ３ａ〜Ａ３ｂと、Ｎチャネル型電界効果トランジスタＮ２ａ〜Ｎ２ｂと、直流電圧源Ｅ２ａ〜Ｅ２ｂと、を有して成る。

アンプＡ３ａの非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ２ａの正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ２ａの負極端は接地端に接続されている。アンプＡ３ａの反転入力端（−）は、トランジスタＮ２ａのソースに接続される一方、コンデンサＣ１ａの一端にも接続されている。アンプＡ３ａの出力端は、トランジスタＮ２ａのゲートに接続されている。トランジスタＮ２ａのドレインは、電源電圧の印加端に接続されている。

アンプＡ３ｂの非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ２ｂの正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ２ｂの負極端は接地端に接続されている。アンプＡ３ｂの反転入力端（−）は、トランジスタＮ２ｂのソースに接続される一方、コンデンサＣ１ｂの一端にも接続されている。アンプＡ３ｂの出力端は、トランジスタＮ２ｂのゲートに接続されている。トランジスタＮ２ｂのドレインは、電源電圧の印加端に接続されている。

上記構成から成るバイアス部１６４では、トランジスタＮ２ａを介して、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが所定の下限値Ｖｄｅｆ（例えば１．０６［Ｖ］）を下回らないようにバイアスされている。このような構成とすることにより、モニタ電流Ｉｃよりもミラー電流Ｉｄの方が大きい状況（すなわち、コンデンサＣ１ａが放電され、その端子電圧ＶＣが低下する状況）が長く続いた場合でも、トランジスタＱ４のコレクタ・エミッタ間電圧が不足することはないので、第２電流生成部１６２の正常動作を維持することが可能となる。なお、コンデンサＣ１ｂの端子電圧についても、トランジスタＮ２ｂを介して、上記と同様のバイアス制御が行われる。

比較部１６５は、モータドライバＩＣ１に内蔵されたコンパレータＣＭＰ１ａ、ＣＭＰ１ｂと、直流電圧源Ｅ３ａ〜Ｅ３ｂと、を有して成る。

コンパレータＣＭＰ１ａの非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ３ａの正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ３ａの負極端は、接地端に接続されている。コンパレータＣＭＰ１ａの反転入力端（−）は、コンデンサＣ１ａの一端に接続されている。

コンパレータＣＭＰ１ｂの非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ３ｂの正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ３ｂの負極端は、接地端に接続されている。コンパレータＣＭＰ１ｂの反転入力端（−）は、コンデンサＣ１ｂの一端に接続されている。

上記構成から成る比較部１６５では、コンパレータＣＭＰ１ａを用いて、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが所定の閾値電圧Ｖｔｈ１（例えば３．０［Ｖ］）に達したか否かの判定が行われる。より具体的に述べると、コンパレータＣＭＰ１ａは、端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ１に達したときに、その出力論理をハイレベルからローレベルに遷移する。また、コンパレータＣＭＰ１ａは、端子電圧ＶＣが一旦閾値電圧Ｖｔｈ１に達すると、以後、閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低い閾値電圧Ｖｔｈ２（例えば１．０６［Ｖ］）に低下するまで、その出力論理をローレベルに維持する構成とされている。このようなヒステリシス特性を与える手法としては、直流電圧源Ｅ３ａの出力電圧を閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２のいずれかに可変制御すればよい。なお、コンデンサＣ１ｂの端子電圧についても、コンパレータＣＭＰ１ｂを用いて、上記と同様の比較判定が行われる。

出力部１６６は、モータドライバＩＣ１に内蔵された保護動作制御部ＣＴＲＬ、及び、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ６と、モータドライバＩＣ１に外付けされた抵抗Ｒ４及び、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタＱ７と、を有して成る。

トランジスタＱ６のコレクタは、抵抗Ｒ４を介して電源電圧の印加端に接続されるとともに、マイコン４の保護信号入力端、トランジスタＱ７のコレクタ、及び、ロジック部ＬＧのリセット端にも、各々接続されている。トランジスタＱ６、Ｑ７のエミッタは、いずれも接地端に接続されている。トランジスタＱ６のベースは、保護動作制御部ＣＴＲＬの保護信号出力端に接続されている。トランジスタＱ７のベースは、マイコン４の解除信号出力端に接続されている。

上記構成から成る出力部１６６において、保護動作制御部ＣＴＲＬは、コンパレータＣＭＰ１ａ、ＣＭＰ１ｂの出力論理に基づいて、トランジスタＱ６の開閉制御（延いては、保護信号Ｎ４の生成制御）、並びに、ミュート信号ＭＵＴＥの生成制御（延いては、フォーカスサーボドライバ回路１１、及び、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュート制御）を行う。

次に、上記構成から成るアクチュエータ保護回路１６の動作について、図３を参照しながら詳細に説明する。

図３は、図２に示したアクチュエータ保護回路１６の動作を説明するためのタイミングチャートである。本図中の上段部分には、フォーカスサーボドライバ回路１１及びトラッキングサーボドライバ回路１２、並びに、アクチュエータ保護回路１６の動作状態が示されており、中段部分〜下段部分には、フォーカスサーボドライバ回路１１（或いはトラッキングサーボドライバ回路１２、以下同様）の駆動電流ＩＬ、モニタ電流Ｉｃとミラー電流Ｉｄとの差分電流（Ｉｃ−Ｉｄ）、コンデンサＣ１ａ（或いはコンデンサＣ１ｂ、以下同様）の端子電圧ＶＣ、保護信号Ｎ４、及び、解除信号Ｎ５の挙動が各々示されている。

駆動電流ＩＬが所定の目標値（フォーカスサーボコイル２１、或いは、トラッキングサーボコイル２２の定格に応じて設定された電流値）を上回り、モニタ電流Ｉｃがミラー電流Ｉｄよりも大きくなって、両者の差分電流（Ｉｃ−Ｉｄ）がプラス側に転じると、コンデンサＣ１ａが充電される形となり、その端子電圧ＶＣが上昇し始める。その後も、駆動電流ＩＬが所定の目標値を上回っている間は、コンデンサＣ１ａの充電が継続される。なお、駆動電流ＩＬが所定の目標値を上回った時点で、アクチュエータ保護回路１６の動作状態は、オフステートからアクティブステートに遷移される。

コンデンサＣ１ａの充電が進み、端子電圧ＶＣが所定の閾値電圧Ｖｔｈ１に達すると、保護動作制御部ＣＴＲＬは、トランジスタＱ６をオンからオフに切り替えることで、保護信号Ｎ４の出力論理をローレベルからハイレベルへ遷移させるとともに、フォーカスサーボドライバ回路１１、及び、トラッキングサーボドライバ回路１２の駆動を停止（或いは制限）すべく、ミュート信号ＭＵＴＥ（図３では不図示）の出力を行う。

このように、本実施形態のアクチュエータ保護回路１６では、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ１に達した時点で、フォーカスサーボドライバ回路１１、及びトラッキングサーボドライバ回路１２が自発的にミュート（駆動停止或いは駆動制限）され、マイコン４には、その旨の連絡（保護信号Ｎ４のハイレベル遷移）が行われる。すなわち、フォーカスサーボドライバ回路１１、及び、トラッキングサーボドライバ回路１２は、いずれも、自身に異常が生じたときだけでなく、他方に異常が生じたときにも、その駆動を停止或いは制限される。

このような構成とすることにより、一方のドライバ回路に異常が生じた場合、当該ドライバ回路について、迅速にその保護動作を発動し得るだけでなく、他方のドライバ回路についても、各々の異常が実際に生じる前の段階で、未然の保護動作を発動することが可能となる。従って、本実施形態のモータドライバＩＣ１であれば、多チャンネルのドライバ回路相互間における異常保護動作の連携を図ることで、その安全性や信頼性を向上することが可能となる。

フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２をミュートすることで駆動電流ＩＬがゼロ値となり、モニタ電流Ｉｃがミラー電流Ｉｄよりも小さくなって、両者の差分電流（Ｉｃ−Ｉｄ）がマイナス側に転じると、コンデンサＣ１ａが放電される形となり、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが低下し始める。そして、端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ２（本図では基準電圧Ｖｄｅｆ）まで低下した時点で、アクチュエータ保護回路１６の動作状態がオフステートに復帰される。ただし、この段階で保護信号Ｎ４が自発的にローレベルに復帰されることはなく、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートも継続される。

アクチュエータ保護回路１６の動作状態がオフステートに復帰された後、マイコン４が解除信号Ｎ５をハイレベルに立ち上げると、トランジスタＱ７がオフからオンに切り替えられ、保護信号Ｎ４の出力論理がハイレベルからローレベルへ復帰される。保護動作制御部ＣＴＲＬは、この保護信号Ｎ４の立ち下がりを検出して、トランジスタＱ６をオフからオンに切り替えるとともに、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートを解除する。

なお、アクチュエータ保護回路１６の動作状態がオフステートに復帰していない場合、保護動作制御部ＣＴＲＬは、マイコン４から解除信号Ｎ５が出力されたときでも、これを受け付けることなく、トランジスタＱ６をオフ状態に維持し、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートを継続する。すなわち、保護動作制御部ＣＴＲＬは、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ２まで低下しており、かつ、マイコン４から解除信号Ｎ５が出力された場合にのみ、ミュートを解除する構成とされている。このような構成とすることにより、コイル温度を十分に低下させるだけのミュート期間を確保することができるので、焼損に対してのマージンを持たせることが可能となる。

ただし、ミュートの解除動作については、必ずしも上記に限定されるものではなく、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ２まで低下した時点で、自発的にミュートを解除する構成としてもよいし、或いは、ユーザの指示に応じて適時にミュートを解除する構成としてもよい。

なお、ミュートからの復帰後については、先述と同様、駆動電流ＩＬが所定の目標値を上回った時点で、アクチュエータ保護回路１６の動作状態がオフステートからアクティブステートに遷移され、モニタ電流Ｉｃとミラー電流Ｉｄの大小関係に応じて、コンデンサＣ１ａの充放電が行われる。

このように、本実施形態のアクチュエータ保護回路１６は、所定の目標値を超えた駆動電流ＩＬの電流値を時間積分し、累積される電荷の総量（端子電圧ＶＣ）を所定の閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２と比較する構成とされているので、駆動電流ＩＬが所定の目標値を超えた場合には、その超過量に対して、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２をミュートするまでの猶予時間が反比例された形となる。従って、駆動電流ＩＬが所定の目標値を大きく上回っている場合には、即座に保護をかけることができ、逆に、僅かに上回っている程度であれば、焼損を生じない程度の猶予を持って適切に保護をかけることができるので、セット設計の信頼性や安全性を向上させることが可能となる。

例えば、１００［ｍＡ］の駆動電流ＩＬに対しては、１０［ｓ］の駆動継続を許容する一方、２００［ｍＡ］の駆動電流ＩＬに対しては、５［ｓ］の駆動継続しか許容しない、というように、保護の緊急性に応じて適切なミュート制御を行うことが可能となる。

また、本実施形態の光ディスク駆動装置において、マイコン４は、保護信号Ｎ４のハイレベル遷移を確認したとき、メモリ５にモータドライバＩＣ１の異常履歴情報Ｎ３を格納する構成とされている。このように、モータドライバＩＣ１の異常状態をマイコン４に伝達し、これを異常履歴情報Ｎ３として蓄積する構成であれば、今後の技術力向上や安全性向上に寄与することが可能となる。

また、本実施形態の光ディスク駆動装置において、マイコン４は、保護信号Ｎ４のハイレベル遷移を確認したとき、ディスプレイ及び／またはスピーカ（不図示）を用いて、モータドライバＩＣ１の異常を報知する構成とされている。このような構成とすることにより、ユーザはモータドライバＩＣ１の異常を遅滞なく認識することができるので、迅速な復旧作業が可能となり、延いては、装置の安全性や信頼性を高めることが可能となる。

次に、アクチュエータ保護回路１６の一変形例について、図４及び図５を参照しながら詳細な説明を行う。

図４は、アクチュエータ保護回路１６の一変形例を示す回路ブロック図である。また、図５は、図４に示したアクチュエータ保護回路１６の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、図４では、説明を簡単とするために、フォーカスサーボドライバ回路１１側の保護回路のみを簡略的に描写しているが、基本的な構成は図２と同様である。

図４に示すように、本変形例のアクチュエータ保護回路１６は、図２で示した保護動作制御部ＣＴＲＬを備えておらず、コンパレータＣＭＰ１ａの出力信号を用いて、直接的にトランジスタＱ６の開閉制御を行い、保護信号Ｎ４の生成を行う構成とされている。

従って、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ１に達した時点で、保護信号Ｎ４はハイレベルに立ち上げられるが、これは、あくまで過電流が生じている旨をマイコン４に報知するためのワーニングフラグであって、マイコン４からのミュート信号ＭＵＴＥによって、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートが指示されない限り、これらの駆動が自発的に停止或いは制限されることはない。そのため、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣは、保護信号Ｎ４のハイレベル遷移後も上昇し続ける形となる。

その後、マイコン４からのミュート信号ＭＵＴＥがローレベルに立ち下げられると、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２がミュートされ、コンデンサＣ１ａの端子電圧ＶＣが低下し始める。そして、端子電圧ＶＣが閾値電圧Ｖｔｈ２（本図では、基準電圧Ｖｄｅｆよりも若干高い電圧、例えば、基準電圧Ｖｄｅｆ＝１．０６［Ｖ］に対して、閾値電圧Ｖｔｈ２＝１．１［Ｖ］）まで低下した時点で、保護信号Ｎ４がローレベルに復帰される。これを確認したマイコン４は、ミュート信号ＭＵＴＥをハイレベルに立ち上げ、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートを解除する。

このように、本変形例のアクチュエータ保護回路１６は、ワーニングフラグとしての保護信号Ｎ４を出力するだけであり、フォーカスサーボドライバ回路１１、並びに、トラッキングサーボドライバ回路１２のミュートを行うか否かの判断については、マイコン４に委ねられている。従って、マイコン４では、保護信号Ｎ４のハイレベル遷移と同時にミュートを指示することもできるし、ある程度の猶予期間を持ってミュートを指示することもできる。或いは、保護信号Ｎ４に依ることなく、ユーザ操作等に基づいて、独自にミュートを指示することも可能である。

なお、上記の実施形態では、ピックアップレンズを駆動するアクチュエータに本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば、ブルーレイディスク駆動装置などに用いられる収差補正レンズの位置駆動装置や、ＤＶＤ駆動装置などに搭載されるチルトサーボドライバ回路、若しくは、ステッピングモータドライバ回路など、その他の負荷駆動装置や電気機器における負荷（例えばボイスコイルモータ）の焼損防止技術として、広く適用することが可能である。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

本発明は、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤなどの光ディスクを再生する光ディスク駆動装置を備えたカーナビゲーションシステムやカーオーディオシステム、或いは、ポータブルナビゲーションシステムなどの安全性や信頼性を高める上で有用な技術である。

は、本発明に係る光ディスク駆動装置の一実施例を示すブロック図である。 は、アクチュエータ保護回路１６の一構成例を示す回路ブロック図である。 は、図２に示したアクチュエータ保護回路１６の動作を説明するためのタイミングチャートである。 は、アクチュエータ保護回路１６の一変形例を示す回路ブロック図である。 は、図４に示したアクチュエータ保護回路１６の動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１ モータドライバＩＣ（多チャンネル負荷駆動装置）
１１ フォーカスサーボドライバ回路
１２ トラッキングサーボドライバ回路
１３ スピンドルモータドライバ回路
１４ スレッドモータドライバ回路
１５ ローディングモータドライバ回路
１６ アクチュエータ保護回路
２ 負荷
２１ フォーカスサーボコイル
２２ トラッキングサーボコイル
２３ スピンドルモータ
２４ スレッドモータ
２５ ローディングモータ
３ ディジタル信号処理装置
４ マイコン
５ メモリ
１６１ 第１電流生成部
１６２ 第２電流生成部
１６３ 積分部
１６４ バイアス部
１６５ 比較部
１６６ 出力部
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ Ｐチャネル型電界効果トランジスタ
Ｎ１、Ｎ２ａ、Ｎ２ｂ Ｎチャネル型電界効果トランジスタ
Ｑ１、Ｑ２ ｐｎｐ型バイポーラトランジスタ
Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７ ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
Ａ１ａ、Ａ１ｂ、Ａ２、Ａ３ａ、Ａ３ｂ アンプ
Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗
Ｅ１、Ｅ２ａ、Ｅ２ｂ、Ｅ３ａ、Ｅ３ｂ 直流電圧源
ＣＭＰ１ａ、ＣＭＰ１ｂ コンパレータ
ＣＴＲＬ 保護動作制御部

Claims (9)

1. 負荷の駆動電流に応じた第１電流を生成する第１電流生成部と、所定の第２電流を生成する第２電流生成部と、第１電流と第２電流の大小関係に応じてコンデンサの充放電を行う積分部と、前記コンデンサの端子電圧と所定の閾値電圧とを比較する比較部と、前記比較部の出力論理に基づいて保護信号を生成する出力部と、前記コンデンサの端子電圧が所定の下限値を下回らないようにバイアスするバイアス部と、を有して成り、
   前記バイアス部は、
   第１電極が電源電圧の印加端に接続され、第２電極が前記コンデンサの端子電圧の印加端に接続されたトランジスタと、
   非反転入力端が所定の直流電圧の印加端に接続され、反転入力端が前記トランジスタの第２電極に接続され、出力端が前記トランジスタの制御端に接続されたオペアンプと、
   を含むことを特徴とする負荷駆動装置。
2. 第１電流生成部は、前記負荷の電源側または接地側に直列接続された検出器を用いて、前記駆動電流の電流値を直接的に検出することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 第２電流生成部は、定電流を生成する定電流源と、前記定電流をミラーして第２電流を生成するカレントミラー回路と、を有して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負荷駆動装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の負荷駆動装置と、前記負荷駆動装置から駆動電流の供給を受ける少なくとも一の負荷と、前記負荷駆動装置から前記保護信号の入力を受けるマイコンと、を有して成ることを特徴とする電気機器。
5. 前記出力部は、前記比較部の出力論理に基づいて前記負荷の駆動をミュートする保護動作制御部を有して成ることを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
6. 前記保護動作制御部は、前記マイコンからの解除信号に基づいて前記負荷のミュートを解除することを特徴とする請求項５に記載の電気機器。
7. 前記マイコンは、前記保護信号に基づいて、前記負荷の駆動をミュートし、或いは、その解除を行うことを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
8. 前記マイコンは、前記保護信号の入力を受けたとき、メモリに前記負荷駆動装置の異常履歴情報を格納することを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれかに記載の電気機器。
9. 前記マイコンは、前記保護信号の入力を受けたとき、ディスプレイ及び／またはスピーカを用いて、前記負荷駆動装置の異常を報知することを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の電気機器。

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