JP5775247B2 - 集積回路、および集積回路とモータ制御回路とを有するシステム - Google Patents
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Description
この発明は、電気モータを駆動するために、逆起電力の測定などの、フィードバックを目的とした測定を行なうことができるモータドライバ用集積回路に関する。
当該技術分野は、さまざまなアプリケーション用に使用するのに十分に柔軟性のある機能をできるだけ多く同一の半導体回路上に統合する電気モータドライバ集積回路の利益を認識している。たとえば、センサの付いたモータまたはセンサの付いていないモータを制御するために同一のモータドライバ集積回路が使用され得る。モータを制御するための、当該技術分野に公知の通常のセンサは、ホールセンサまたは光学エンコーダである。柔軟性は、データのフォーマットならびにモータドライバ集積回路に外付けの回路および/またはコンポーネントが利用可能であるデータの量にも関係し得る。このようなデータは性質上アナログである可能性もあればデジタルである可能性もあり、性質上デジタルであれば、データを符号化するために使用されるビットの数は、結果として生じるモータ駆動/制御ループについての所望の特徴の機能の点でアプリケーションごとに異なっている必要があり得る。
は、モータにおける再循環電流が存在するかどうか(イエスかノーか)を示す単一ビットのフラグ(アナログダイに組込まれるアナログ比較器からの2値出力データ)である。このフラグは、再循環位相中の各PWMサイクルで発生し、第2のダイ(組込み式マイクロコントローラ)に接続して集積回路MM908E625内でさらに処理するためにアナログ出力として利用可能になる。「BEMF出力」の情報が時間領域に含まれる(すなわち、パルス「BEMF出力」の期間は再循環電流が存在する期間を示し、これはBemfの量の尺度である)ので、マイクロコントローラはパルスの期間を測定するタイマ回路を備える必要がある。このタイミング情報は次いで、他のデータに変形されることができ、BEMFピンとは別個の出力ピンを使用して、シリアルインターフェイスを介して、外部の回路、特に外部のマイクロコントローラとやり取りされることができる。
この発明の目的は、改良された機器または方法を提供することである。この発明の実施例のうちのいくつかは、できるだけ多くの異なるマイクロコントローラと接続でき、モータ制御のためにアナログ時間フィードバックループおよび離散時間フィードバックループの両方において使用でき、さまざまな精度要件(ビット解像度および/または電力損失、コンポーネントの数…)を満たし得る、より柔軟性のある集積された電気モータドライバを提供できる。
特定の実施例に関して、および特定の図面を参照してこの発明を説明するが、この発明はそれらに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。記載する図面は、単に概略的なものであり、非限定的である。図面中では、いくつかの要素の大きさは、例示の目的で、誇張されている場合があり、一定の比例に応じて描かれているわけではない。寸法および相対寸法は、この発明の実際の具体化に対応していない。
他の特徴、整数、ステップもしくは構成要素、またはそれらの群の存在または追加を除外するものではない。したがって、「手段AおよびBを備える装置」という表現の範囲は、構成要素AおよびBのみからなる装置に限定されるべきではない。この表現の範囲は、この発明に関して、単に装置の関連する構成要素がAおよびBであることを意味する。
はBEMF関連信号である)信号を符号化するために使用されるビットの数、モータ駆動装置から期待される必要な帯域幅などにかかわらず、モータ制御アプリケーションの必要性を満たすのに十分に柔軟性があるであろうモータドライバ集積回路による利点が存在し得ることが理解されてきた。
2 モータ
6 出力ピン
Claims (4)
- ステップモータ(2)の巻線を駆動するためのドライバ(12,13,14,15)を有する集積回路(1)であって、
前記集積回路(1)は、
前記ステップモータのロータ(9)の回転中に、前記ステップモータ(2)の前記巻線(10,11)の両端に生成される逆起電力を用いて測定を行なうための測定手段を備え、
前記測定手段は、複数の入出力端子および複数の駆動端子を有するステップモータドライバ回路(1)を含み、
前記ステップモータドライバ回路は、第1の巻線(10)に結合するための第1のドライバ(12)および第2のドライバ(13)と、第2の巻線(11)に結合するための第3のドライバ(14)および第4のドライバ(15)とを含み、
前記第1のドライバ(12)は、第1の信号(D0)を受信するように結合される第1の入出力端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第1の駆動端子と有し、
前記第2のドライバ(13)は、第2の信号(D1)を受信するように結合される第2の入出力端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第2の駆動端子と有し、
前記第3のドライバ(14)は、第3の信号(D2)を受信するように結合される第3の入出力端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第3の駆動端子と有し、
前記第4のドライバ(15)は、第4の信号(D3)を受信するように結合される第4の入出力端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第4の駆動端子と有し、
前記測定は、ステップモータ制御フィードバック信号として機能し、
前記集積回路はスイッチ(16)を備え、
前記スイッチ(16)は、
制御端子(VS+)と、コモン端子と、前記第1のドライバ(12)に結合された第1の導通端子(nA)と、前記第2のドライバ(13)に結合された第2の導通端子(A)と、前記第3のドライバ(14)に結合された第3の導通端子(B)と、前記第4のドライバ(15)に結合された第4の導通端子(nB)とを有する第1のスイッチと、
制御端子(VS−)と、コモン端子と、前記第1のドライバ(12)に結合された第1の導通端子(nA)と、前記第2のドライバ(13)に結合された第2の導通端子(A)
と、前記第3のドライバ(14)に結合された第3の導通端子(B)と、前記第4のドライバ(15)に結合された第4の導通端子(nB)とを有する第2のスイッチとを含み、
前記集積回路は、
第1および第2の入力と、出力とを有する増幅器(18)とをさらに備え、前記増幅器(18)の第1の入力は、前記第1のスイッチの制御端子(VS+)に結合され、前記増幅器の第2の入力は、前記第2のスイッチの制御端子(VS−)に結合され、
前記集積回路は、
制御端子と、第1および第2の導通端子とを有する第3のスイッチ(20)をさらに備え、前記第3のスイッチの制御端子は前記第3のスイッチを開閉するためのものであり、前記第3のスイッチの第1の導通端子は、前記増幅器(18)の出力に結合され、
前記集積回路は、
第1および第2の端子を有する第1のキャパシタをさらに備え、前記第1のキャパシタの第1の端子は、前記第3のスイッチ(20)の第2の導通端子に結合され、前記第1のキャパシタの第2の端子は、操作電位源(GND)を受けるために結合され、
前記集積回路は、
出力ピン(6)をさらに備え、前記出力ピンを介して前記ステップモータ制御フィードバック信号がアナログ出力信号として利用可能である、集積回路。 - 前記測定手段は、前記ステップモータ(2)のロータの回転中に、前記ステップモータ(2)の巻線(10,11)の両端に生成される逆起電力を測定する、請求項1に記載の集積回路。
- ステップモータの巻線(10,11)を駆動するためのドライバ集積回路を有するシステムであって、前記ドライバ集積回路は、
複数の入出力端子および複数の駆動端子を有するモータドライバ回路(1)を備え、
前記モータドライバ回路(1)は、
第1の巻線(10)に結合するための第1のドライバ(12)および第2のドライバ(13)と、第2の巻線(11)に結合するための第3のドライバ(14)および第4のドライバ(15)とを含み、
前記第1のドライバ(12)は、第1の信号(D0)を受信するように結合される第1の端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第1の駆動端子と有し、
前記第2のドライバ(13)は、第2の信号(D1)を受信するように結合される第2の端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第2の駆動端子と有し、
前記第3のドライバ(14)は、第3の信号(D2)を受信するように結合される第3の端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第3の駆動端子と有し、
前記第4のドライバ(15)は、第4の信号(D3)を受信するように結合される第4の端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第4の駆動端子と有し、
前記モータドライバ回路は、アナログ処理回路(30)をさらに含み、
前記アナログ処理回路(30)は、
入力および出力を有する第5のドライバと、
入力および出力を有する第6のドライバとをさらに含み、
前記第5および第6のドライバの入力はともに結合され、
前記アナログ処理回路(30)は、
制御端子と、第1および第2の導通端子とを有する第1のスイッチをさらに含み、前記第1のスイッチの第1の導通端子は、前記第5のドライバの出力に結合され、
前記アナログ処理回路(30)は、
制御端子と、第1および第2の導通端子を有する第2のスイッチをさらに含み、前記第2のスイッチの第1の導通端子は、前記第6のドライバに結合され、前記第1および第2のスイッチの第2の導通端子は互いに結合され、
前記モータドライバ回路は、
前記第1および第2のスイッチの第2の端子に結合される入力を有するバッファ回路(23)をさらに含み、前記バッファ回路はその入力における電圧をバッファリングし、
前記ドライバ集積回路は、
前記モータドライバ回路の対応する入出力端子に結合された複数の入出力端子を有するモータ制御回路(4)をさらに備え、
前記モータ制御回路(4)は、
入力および出力を有するコイル選択回路(16)と、入力および出力を有する増幅器(18)とを含み、
前記増幅器(18)の入力は、前記コイル選択回路の出力に結合され、
前記ドライバ集積回路は、
それを介してアナログ出力信号が伝達される専用出力ピン(6)をさらに備え、
前記専用出力ピン(6)は前記バッファ回路(23)に結合され、その出力信号は、前記ステップモータ(2)のロータ(9)が回転中に、前記ステップモータ(2)の巻線(10,11)の両端に生成される逆起電力の測定として機能する、システム。 - ステップモータの巻線(10,11)を駆動するための駆動回路を有する集積回路であって、
前記駆動回路は、
複数の入出力端子および複数の駆動端子を有するステップモータドライバ回路(1)を含み、
前記ステップモータドライバ回路(1)は、
第1の巻線(10)に結合するための第1のドライバ(12)および第2のドライバ(13)と、第2の巻線(11)に結合するための第3のドライバ(14)および第4のドライバ(15)とを含み、
前記第1のドライバ(12)は、第1の信号(D0)を受信するように結合される第1の入出力端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第1の駆動端子と有し、
前記第2のドライバ(13)は、第2の信号(D1)を受信するように結合される第2の入出力端子と、前記第1の巻線(10)に結合するための第2の駆動端子と有し、
前記第3のドライバ(14)は、第3の信号(D2)を受信するように結合される第3の入出力端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第3の駆動端子と有し、
前記第4のドライバ(15)は、第4の信号(D3)を受信するように結合される第4の入出力端子と、前記第2の巻線(11)に結合するための第4の駆動端子と有し、
前記ステップモータドライバ回路は、
第1および第2の入力と出力とを有する増幅器(18)と、
スイッチ(16)とをさらに含み、
前記スイッチ(16)は、
制御端子(VS+)と、コモン端子と、前記第1のドライバ(12)に結合された第1の導通端子(nA)と、前記第2のドライバ(13)に結合された第2の導通端子(A)と、前記第3のドライバ(14)に結合された第3の導通端子と(B)、前記第4のドライバ(nB)に結合された第4の導通端子とを有する第1のスイッチと、
制御端子(VS−)と、コモン端子と、前記第1のドライバ(12)に結合された第1の導通端子(nA)と、前記第2のドライバ(13)に結合された第2の導通端子(A)と、前記第3のドライバ(14)に結合された第3の導通端子と(B)、前記第4のドライバ(nB)に結合された第4の導通端子とを有する第2のスイッチをさらに含み、
前記第1のスイッチのコモン端子は、前記増幅器(18)の第1の入力に結合され、
前記第2のスイッチのコモン端子は、前記増幅器(18)の第2の入力に結合され、
前記ステップモータドライバ回路は、
制御端子と、第1および第2の導通端子とを有する第3のスイッチ(20)をさらに含み、前記第3のスイッチの制御端子は、前記第3のスイッチを開閉するためのものであり、前記第3のスイッチの第1の導通端子は、前記増幅器(18)の出力に結合され、
前記ステップモータドライバ回路は、
第1および第2の端子を有する第1のキャパシタ(19)をさらに含み、前記第1のキャパシタの第1の端子は、前記第3のスイッチ(20)の前記第2の導通端子に結合され、前記第1のキャパシタの第2の端子は、操作電位源(GND)を受けるために結合され、
前記ステップモータドライバ回路は、
制御端子と、第1および第2の導通端子とを有する第4のスイッチ(22)をさらに含み、前記第4のスイッチの制御端子は、前記第4のスイッチを開閉するためのものであり、前記第4のスイッチの第1の導通端子は、前記第3のスイッチ(20)の第2の導通端子に結合され、
前記ステップモータドライバ回路は、
第1および第2の端子を有する第2のキャパシタ(21)をさらに含み、前記第2のキャパシタの第1の端子は、前記第4のスイッチ(22)の第2の導通端子に結合され、
前記ステップモータドライバ回路は、
入力および出力を有するバッファ回路(23)をさらに含み、前記バッファ回路の入力は前記第4のスイッチ(22)の第2の導通端子に結合され、前記第2のキャパシタにかかる電圧をバッファリングするように構成され、
前記集積回路は、
それを介してアナログ出力信号が伝達される専用出力ピン(6)をさらに備え、
前記専用出力ピン(6)は前記バッファ回路(23)に結合され、その出力信号は、前記ステップモータのロータ(9)が回転中に、前記ステップモータの巻線(10,11)の両端に生成される逆起電力の測定として機能する、集積回路。
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