JP6456210B2 - Control device and drive device - Google Patents

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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

本発明は、制御装置及び駆動装置に関する。   The present invention relates to a control device and a drive device.

ステッピングモータ等の駆動装置は、モータを構成する複数(例えば、2つ)のコイルを、それぞれの配置に応じた位相差(例えば、90度)で正弦的に時間変化する励磁電流を供給して励磁することにより駆動力を発生する。ここで、2つのコイルの励磁電流のベクトル合成の大きさが常に一定であり且つ各ステッピングにおける回転角(すなわち、電気角の変位)が一定になるように制御するマイクロステップ駆動により、駆動装置は、振動及び振動に伴う音を生じることなく、スムースに変化する駆動力を発生することができる(例えば、特許文献1参照)。マイクロステップ駆動では、実際にコイルに流れる励磁電流の大きさを励磁電流の目標値に対して比較し、励磁電流が目標値より大きい場合には減衰させ、小さい場合には増大させることで、励磁電流の大きさを目標値に追従制御する(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1 特開平4−8198号公報
特許文献2 特開2008−72876号公報
A driving device such as a stepping motor supplies a plurality of (for example, two) coils constituting the motor with an excitation current that changes sinusoidally with a phase difference (for example, 90 degrees) corresponding to each arrangement. Driving force is generated by excitation. Here, the micro-step drive that controls the magnitude of the vector composition of the excitation currents of the two coils to be always constant and the rotation angle (that is, displacement of the electrical angle) in each stepping to be constant, the drive device is Smoothly changing driving force can be generated without generating vibration and sound accompanying the vibration (see, for example, Patent Document 1). In micro-step drive, the magnitude of the excitation current that actually flows through the coil is compared with the target value of the excitation current. When the excitation current is larger than the target value, it is attenuated, and when it is smaller, it is increased. The magnitude of the current is controlled to follow the target value (see, for example, Patent Document 2).
Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4-8198 Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-72876

駆動装置を制御する制御装置において、励磁電流の大きさを比較するためにコンパレータが用いられる。ここで、励磁電流は、減衰時と増大時とで、コイルを流れる向きが異なるため、コンパレータへの入力の正負が変わってしまい、減衰時と増大時とで異なる2つのコンパレータを使用しなければならなかった。   In the control device that controls the drive device, a comparator is used to compare the magnitudes of the excitation currents. Here, since the excitation current flows in different directions depending on whether it is attenuated or increased, the polarity of the input to the comparator changes, and two different comparators must be used for attenuation and increase. did not become.

本発明の第1の態様においては、コイルに流す電流を制御する制御装置であって、コイルを流れる電流が通過する経路に設けられたセンス抵抗に生じるセンス電圧を基準電圧と比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて、電源からコイルへと電流を印加する駆動モードおよびコイルから電源へと電流を回生する回生モードを含む複数の動作モードの中から、コイルの動作モードを決定する制御部と、決定された動作モードに応じて比較部が用いる基準電圧を切り替える切替部と、を備え、センス抵抗は、駆動モードおよび回生モードによって異なる向きに電流を流し、切替部は、決定された動作モードに応じた向きの電流に対応する基準電圧の値を選択する制御装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device that controls a current flowing through a coil, a comparison unit that compares a sense voltage generated in a sense resistor provided in a path through which the current flowing through the coil passes with a reference voltage; The operation mode of the coil is determined from a plurality of operation modes including a drive mode in which current is applied from the power source to the coil and a regeneration mode in which current is regenerated from the coil to the power source based on the comparison result of the comparison unit. A control unit, and a switching unit that switches a reference voltage used by the comparison unit according to the determined operation mode, the sense resistor flows current in different directions depending on the drive mode and the regeneration mode, and the switching unit is determined Provided is a control device that selects a value of a reference voltage corresponding to a current in a direction corresponding to a different operation mode.

本発明の第2の態様においては、第1の態様の制御装置と、モータと、を備える駆動装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a drive device comprising the control device of the first aspect and a motor.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

駆動装置の概略構成を示す。The schematic structure of a drive device is shown. 駆動モードにおけるドライバ部の電流経路を示す。The current path of the driver part in drive mode is shown. 循環モードにおけるドライバ部の電流経路を示す。The current path of the driver part in the circulation mode is shown. 回生モードにおけるドライバ部の電流経路を示す。The current path of the driver part in regeneration mode is shown. 準備モードにおけるドライバ部の電流経路を示す。The current path of the driver part in the preparation mode is shown. ドライバ信号生成部の構成を示す。The structure of a driver signal generation part is shown. 比較部の構成を示す。The structure of a comparison part is shown. 切替部の構成を示す。The structure of a switching part is shown. スイッチ信号及びコンパレータの動作状態の関係を表すタイミングチャートを示す。3 is a timing chart showing a relationship between a switch signal and an operation state of a comparator. 比較部及び切替部のプラス比較時におけるオートゼロ動作を示す。The auto zero operation at the time of plus comparison between the comparison unit and the switching unit is shown. 比較部及び切替部のプラス比較時における比較動作を示す。The comparison operation at the time of plus comparison of the comparison unit and the switching unit is shown. 比較部及び切替部のマイナス比較時におけるオートゼロ動作を示す。The auto-zero operation at the time of minus comparison between the comparison unit and the switching unit is shown. 比較部及び切替部のマイナス比較時における比較動作を示す。The comparison operation at the time of minus comparison of the comparison unit and the switching unit is shown. タイミング信号、比較結果(COMPOUT)、サンプル信号、動作モード信号(駆動装置の動作モード)、電流目標(基準値)、及び励磁電流の関係を表すタイミングチャートを示す。4 is a timing chart showing a relationship among a timing signal, a comparison result (COMPOUT), a sample signal, an operation mode signal (operation mode of the driving device), a current target (reference value), and an excitation current. 励磁電流がゼロに近いときのタイミング信号、駆動装置の動作モード、電流目標(基準値)、及び励磁電流の関係を表すタイミングチャートを示す。4 is a timing chart showing a relationship between a timing signal when the exciting current is close to zero, an operation mode of the driving device, a current target (reference value), and an exciting current.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、駆動装置100の概略構成を示す。駆動装置100は、ステッピングモータ等の駆動装置であり、複数のコイル6及び回転子(不図示)を有する。本明細書では、説明の便宜上、複数のコイル6を代表して1つのコイル6のみを示す。駆動装置100は、それぞれのコイルに対して励磁電流の目標波形に応じて目標値を設定し、コイルに流す電流を制御して順次変化させることによって、回転子を回転させる。駆動装置100は、コイル6を流れる励磁電流をセンス抵抗を用いて検出し、検出されたセンス電圧を基準値と比較する。駆動装置100は、その比較結果に基づいて駆動装置100の動作モードを決定し、決定された動作モードに応じて基準値を切り替える。それにより、動作モードに応じて励磁電流がセンス抵抗を異なる向きに流れ、センス電圧の正負が変わる場合においても、共通のコンパレータを使用して励磁電流の大きさを同一の基準電流と比較することを可能とする。   FIG. 1 shows a schematic configuration of the driving device 100. The drive device 100 is a drive device such as a stepping motor, and includes a plurality of coils 6 and a rotor (not shown). In the present specification, for convenience of explanation, only one coil 6 is shown as a representative of the plurality of coils 6. The driving device 100 sets a target value for each coil according to the target waveform of the excitation current, and controls the current flowing through the coil to change the coil sequentially, thereby rotating the rotor. The driving device 100 detects the excitation current flowing through the coil 6 using a sense resistor, and compares the detected sense voltage with a reference value. The driving device 100 determines the operation mode of the driving device 100 based on the comparison result, and switches the reference value according to the determined operation mode. As a result, even when the excitation current flows in different directions depending on the operation mode and the polarity of the sense voltage changes, use a common comparator to compare the magnitude of the excitation current with the same reference current. Is possible.

駆動装置100は、ドライバ部5、センス抵抗7、タイミング生成部10、比較部20、切替部30、及び制御部40を備える。   The driving device 100 includes a driver unit 5, a sense resistor 7, a timing generation unit 10, a comparison unit 20, a switching unit 30, and a control unit 40.

ドライバ部5は、コイル6に供給する励磁電流を制御する回路であり、コイル6及び4つのトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4を有する。トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4としては、一例として、n型のMOSトランジスタを採用してよい。ダイオードDi1,Di2,Di3,Di4は、トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4のそれぞれの寄生ダイオードを説明の便宜上図示したものである。トランジスタTr1のドレイン及びソースは、それぞれ、電源及びコイル6の一端に接続される。トランジスタTr2のドレイン及びソースは、それぞれ、電源及びコイル6の他端に接続される。トランジスタTr3のドレイン及びソースは、それぞれ、コイル6のトランジスタTr1側の一端及びセンス出力に接続される。トランジスタTr4のドレイン及びソースは、それぞれ、コイル6のトランジスタTr3側の他端及びセンス出力に接続される。トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4のゲートは制御部40内のドライバ制御部44に接続され、それぞれに対して、ドライバ制御部44から出力されるゲート信号SC1,SC2,SC3,SC4が入力される。   The driver unit 5 is a circuit that controls the excitation current supplied to the coil 6 and includes the coil 6 and four transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4. For example, n-type MOS transistors may be employed as the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4. Diodes Di1, Di2, Di3, Di4 are illustrated for convenience of explanation of the parasitic diodes of the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4. The drain and source of the transistor Tr1 are connected to the power source and one end of the coil 6, respectively. The drain and source of the transistor Tr2 are connected to the power supply and the other end of the coil 6, respectively. The drain and source of the transistor Tr3 are connected to one end of the coil 6 on the transistor Tr1 side and the sense output, respectively. The drain and source of the transistor Tr4 are connected to the other end of the coil 6 on the transistor Tr3 side and the sense output, respectively. The gates of the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 are connected to a driver control unit 44 in the control unit 40, and gate signals SC1, SC2, SC3, SC4 output from the driver control unit 44 are input to each of them. .

センス抵抗7は、コイル6に流れる励磁電流を検出するための検出素子である。センス抵抗7の一端及び他端は、それぞれ、ドライバ部5のセンス出力(すなわち、トランジスタTr3,Tr4のソース)及び基準電位(例えば、GND)に接続される。また、センス抵抗7の一端は、切替部30を介して、比較部20のコンパレータの非反転入力に接続される。それにより、センス抵抗7は、コイル6の励磁電流を流すことにより、センス出力と基準電位との間に励磁電流の大きさに応じた電位差を生じ、その電位差をセンス電圧ISとしてコンパレータに入力する。   The sense resistor 7 is a detection element for detecting an excitation current flowing through the coil 6. One end and the other end of the sense resistor 7 are connected to a sense output of the driver unit 5 (that is, the sources of the transistors Tr3 and Tr4) and a reference potential (for example, GND), respectively. One end of the sense resistor 7 is connected to the non-inverting input of the comparator of the comparison unit 20 via the switching unit 30. Thereby, the sense resistor 7 causes a potential difference according to the magnitude of the excitation current between the sense output and the reference potential by flowing the exciting current of the coil 6, and inputs the potential difference to the comparator as the sense voltage IS. .

ここで、図2Aから図2Dを参照して駆動装置100の動作モードを説明する。   Here, the operation mode of the driving apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 2A to 2D.

図2Aから図2Dは、それぞれ、駆動装置100が有する4つの動作モード、すなわち駆動モード、循環モード、回生モード、及び準備モードにおけるドライバ部5の動作及び励磁電流の流れを示す。なお、コイル6の図中左端から右端に向けて励磁電流を印加する方向を正の印加方向、コイル6の図中右端から左端に向けて励磁電流を印加する方向を負の印加方向とする。   2A to 2D show the operation of the driver unit 5 and the flow of excitation current in the four operation modes of the drive device 100, that is, the drive mode, the circulation mode, the regeneration mode, and the preparation mode, respectively. The direction in which the excitation current is applied from the left end to the right end of the coil 6 in the drawing is a positive application direction, and the direction in which the excitation current is applied from the right end to the left end in the drawing of the coil 6 is a negative application direction.

駆動モードでは、電源からコイル6へと励磁電流を印加する。駆動モードにおいて励磁電流を正の印加方向に印加する場合、駆動装置100は、ゲート信号SC1,SC4をアサート(一例として、ハイレベル。以下同様。)し、ゲート信号SC2,SC3をデアサート(一例として、ローレベル。以下同様。)する。それにより、図2Aに示すように、駆動装置100は、トランジスタTr1,Tr4をオン状態、トランジスタTr2,Tr3をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、電源から、図中の矢印に沿って順に、トランジスタTr1、コイル6、トランジスタTr4、及びセンス抵抗7を経由して基準電位へと流れる。これにより、駆動装置100は、コイル6に通電して、励磁電流を急速に増大させることができる。なお、駆動モードでは、センス抵抗7は、励磁電流をドライバ部5(すなわち、センス出力)から基準電位に向かって流す。このとき、センス出力の電位(すなわち、センス電圧IS)は正となる。   In the drive mode, an excitation current is applied from the power source to the coil 6. When the excitation current is applied in the positive application direction in the driving mode, the driving apparatus 100 asserts the gate signals SC1 and SC4 (as an example, high level; the same applies hereinafter) and deasserts the gate signals SC2 and SC3 (as an example). , Low level, and so on.) Thereby, as shown in FIG. 2A, the driving device 100 turns on the transistors Tr1 and Tr4 and turns off the transistors Tr2 and Tr3. At this time, the excitation current flows from the power source to the reference potential via the transistor Tr1, the coil 6, the transistor Tr4, and the sense resistor 7 in order along the arrows in the figure. Thereby, the drive device 100 can energize the coil 6 to rapidly increase the excitation current. In the drive mode, the sense resistor 7 causes an excitation current to flow from the driver unit 5 (that is, the sense output) toward the reference potential. At this time, the potential of the sense output (that is, the sense voltage IS) becomes positive.

一方、駆動モードにおいて励磁電流を負の印加方向に印加する場合、駆動装置100は、ハイレベルのゲート信号SC2,SC3をそれぞれトランジスタTr2,Tr3に出力し、ローレベルのゲート信号SC1,SC4をそれぞれトランジスタTr1,Tr4に出力する。これにより、駆動装置100は、トランジスタTr2,Tr3をオン状態、トランジスタTr1,Tr4をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、電源から、トランジスタTr2、コイル6、トランジスタTr3、センス抵抗7、そして基準電位に流れる。それにより、駆動装置100は、コイル6に通電して、負の印加方向の励磁電流を急速に増大させることができる。   On the other hand, when the excitation current is applied in the negative application direction in the driving mode, the driving device 100 outputs the high-level gate signals SC2 and SC3 to the transistors Tr2 and Tr3, respectively, and the low-level gate signals SC1 and SC4, respectively. Output to transistors Tr1 and Tr4. As a result, the driving apparatus 100 turns on the transistors Tr2 and Tr3 and turns off the transistors Tr1 and Tr4. At this time, the excitation current flows from the power source to the transistor Tr2, the coil 6, the transistor Tr3, the sense resistor 7, and the reference potential. Thereby, the drive apparatus 100 can energize the coil 6 to rapidly increase the excitation current in the negative application direction.

循環モードでは、コイル6を含むドライバ部5の閉回路内で励磁電流を循環させる。循環モードにおいて、駆動装置100は、ゲート信号SC3,SC4をそれぞれトランジスタTr3,Tr4に出力し、ローレベルのゲート信号SC1,SC2をそれぞれトランジスタTr1,Tr2に出力する。それにより、図2Bに示すように、駆動装置100は、トランジスタTr3,Tr4をオン状態、トランジスタTr1,Tr2をオフ状態にする。正方向の励磁電流が流れている状態で循環モードとすると、励磁電流は、図中の矢印に沿って順に、トランジスタTr3、コイル6、及びトランジスタTr4を循環する。また、負方向の励磁電流が流れている状態で循環モードとすると、励磁電流は、図中の矢印とは逆方向に循環する。これにより、励磁電流は、これらの回路素子のオン抵抗による損失等により、緩やかに減衰する。なお、循環モードでは、励磁電流は、センス抵抗7を流れない。   In the circulation mode, the exciting current is circulated in the closed circuit of the driver unit 5 including the coil 6. In the circulation mode, the driving device 100 outputs gate signals SC3 and SC4 to the transistors Tr3 and Tr4, respectively, and outputs low level gate signals SC1 and SC2 to the transistors Tr1 and Tr2, respectively. Thereby, as shown in FIG. 2B, the driving device 100 turns on the transistors Tr3 and Tr4 and turns off the transistors Tr1 and Tr2. When the circulation mode is set in a state where the excitation current in the positive direction is flowing, the excitation current circulates through the transistor Tr3, the coil 6, and the transistor Tr4 in order along the arrows in the drawing. Further, when the circulation mode is set in a state where the negative excitation current is flowing, the excitation current circulates in the direction opposite to the arrow in the figure. Thereby, the exciting current is gradually attenuated due to a loss due to the on-resistance of these circuit elements. In the circulation mode, the excitation current does not flow through the sense resistor 7.

回生モードでは、コイル6から電源へと励磁電流を回生する。電源は、例えばキャパシタ等の蓄電素子を有し、回生されて蓄電された電力を将来の電流供給に利用し得る。回生モードにおいて励磁電流を正の印加方向に流す場合、駆動装置100は、ハイレベルのゲート信号SC3をトランジスタTr3に出力し、ローレベルのゲート信号SC1,SC2,SC4をそれぞれトランジスタTr1,Tr2,Tr4に出力する。それにより、図2Cに示すように、駆動装置100は、トランジスタTr3のみをオン状態、トランジスタTr1,Tr2,Tr4をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、基準電位から、図中の矢印に沿って順に、トランジスタTr3、コイル6、及びトランジスタTr2のダイオード(寄生ダイオード)Di2を経由して電源へと回生させる。このとき、励磁電流は急速に減衰する。ただし、ダイオードDi2の整流作用により、励磁電流はこの経路を逆向きには流れない(すなわち、励磁電流の大きさはゼロを下回って負になることはない)。なお、回生モードでは、センス抵抗7は、励磁電流を基準電位からドライバ部5に向かって流す。このとき、センス出力の電位(すなわち、センス電圧IS)は負となる。   In the regeneration mode, the excitation current is regenerated from the coil 6 to the power source. The power source has a power storage element such as a capacitor, for example, and can use the regenerated and stored power for future current supply. When the excitation current is allowed to flow in the positive application direction in the regeneration mode, the driving device 100 outputs the high level gate signal SC3 to the transistor Tr3, and the low level gate signals SC1, SC2, SC4 to the transistors Tr1, Tr2, Tr4, respectively. Output to. Thereby, as shown in FIG. 2C, the driving apparatus 100 turns on only the transistor Tr3 and turns off the transistors Tr1, Tr2, and Tr4. At this time, the excitation current is regenerated from the reference potential to the power source in order along the arrows in the figure via the transistor Tr3, the coil 6, and the diode (parasitic diode) Di2 of the transistor Tr2. At this time, the excitation current decays rapidly. However, due to the rectifying action of the diode Di2, the exciting current does not flow in the reverse direction (that is, the magnitude of the exciting current does not fall below zero and becomes negative). In the regenerative mode, the sense resistor 7 causes an exciting current to flow from the reference potential toward the driver unit 5. At this time, the potential of the sense output (that is, the sense voltage IS) is negative.

一方、回生モードにおいて励磁電流を負の印加方向に流す場合、駆動装置100は、ゲート信号SC4をトランジスタTr4に出力し、ローレベルのゲート信号SC1,SC2,SC3をそれぞれトランジスタTr1,Tr2,Tr3に出力する。それにより、駆動装置100は、トランジスタTr4のみをオン状態、トランジスタTr1,Tr2,Tr3をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、基準電位から、トランジスタTr4、コイル6、及びトランジスタTr1のダイオード(寄生ダイオード)Di1を経由して電源へと回生させる。なお、循環モード及び回生モードはいずれも励磁電流を減衰させることから、減衰(DECAY)モードとも称する。そして、回生モードは循環モードと比較して励磁電流をより早く減衰させることから、高速減衰(FAST DECAY)モードとも称する。   On the other hand, when the excitation current is made to flow in the negative application direction in the regeneration mode, the driving device 100 outputs the gate signal SC4 to the transistor Tr4 and the low level gate signals SC1, SC2, SC3 to the transistors Tr1, Tr2, Tr3, respectively. Output. Thereby, the driving apparatus 100 turns on only the transistor Tr4 and turns off the transistors Tr1, Tr2, and Tr3. At this time, the excitation current is regenerated from the reference potential to the power supply via the transistor Tr4, the coil 6, and the diode (parasitic diode) Di1 of the transistor Tr1. Note that both the circulation mode and the regeneration mode are also referred to as a decay (DECAY) mode because the excitation current is attenuated. The regeneration mode is also referred to as a fast decay (FAST DECAY) mode because it attenuates the excitation current faster than the circulation mode.

準備モードは、励磁電流を測定するべく駆動モードとするのに先立って、励磁電流を予め駆動モードとは逆方向に増減しておくためのモードである。準備モードにおいて励磁電流を正の印加方向に印加する場合、駆動装置100は、ハイレベルのゲート信号SC2,SC3をトランジスタTr2,Tr3に出力し、ローレベルのゲート信号SC1,SC4をそれぞれトランジスタTr1,Tr4に出力する。これにより、図2Dに示すように、駆動装置100は、トランジスタTr2,Tr3をオン状態、トランジスタTr1,Tr4をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、基準電位から、トランジスタTr3、コイル6、及びトランジスタTr2を経由して電源へと流れる。これにより、励磁電流は急速に減衰する。この励磁電流の流れは、励磁電流を正の印加方向に印加した回生モードと同様である。ただし、準備モードでは、回生モードと異なり、励磁電流がダイオードDi2ではなくトランジスタTr2をオン状態としていることで、励磁電流がゼロを超えて減少し、逆方向(負の方向)へと流れ出す。この状態において、励磁電流は、電源から順に、トランジスタTr2、コイル6、トランジスタTr3、センス抵抗7、そして基準電位へ流れる。この状態は、励磁電流を負の印加方向に印加した(逆方向の)駆動モードと同様であるので、準備モードを広義の駆動モードとして含めてもよい。   The preparation mode is a mode for increasing / decreasing the excitation current in a direction opposite to the drive mode in advance before setting the drive mode to measure the excitation current. When applying the exciting current in the positive application direction in the preparation mode, the driving device 100 outputs the high-level gate signals SC2 and SC3 to the transistors Tr2 and Tr3, and the low-level gate signals SC1 and SC4 to the transistors Tr1 and Tr3, respectively. Output to Tr4. Thereby, as shown in FIG. 2D, the driving device 100 turns on the transistors Tr2 and Tr3 and turns off the transistors Tr1 and Tr4. At this time, the excitation current flows from the reference potential to the power supply via the transistor Tr3, the coil 6, and the transistor Tr2. As a result, the excitation current decays rapidly. The flow of the excitation current is the same as in the regeneration mode in which the excitation current is applied in the positive application direction. However, in the preparation mode, unlike the regeneration mode, the exciting current is not the diode Di2, but the transistor Tr2 is turned on, so that the exciting current decreases beyond zero and flows in the reverse direction (negative direction). In this state, the exciting current flows in order from the power source to the transistor Tr2, the coil 6, the transistor Tr3, the sense resistor 7, and the reference potential. Since this state is the same as the drive mode in which the excitation current is applied in the negative application direction (in the reverse direction), the preparation mode may be included as a drive mode in a broad sense.

一方、励磁電流を負の印加方向に印加する準備モードにおいて、駆動装置100は、ハイレベルのゲート信号SC1,SC4をトランジスタTr1,Tr4に出力し、ローレベルのゲート信号SC2,SC3をそれぞれトランジスタTr2,Tr3に出力する。これにより、駆動装置100は、トランジスタTr1,Tr4をオン状態、トランジスタTr2,Tr3をオフ状態にする。このとき、励磁電流は、基準電位から、トランジスタTr4、コイル6、及びトランジスタTr1を経由して電源に流れる。この場合、励磁電流は急速に減衰する。ここで、励磁電流がダイオードDi1ではなくトランジスタTr1をオン状態としていることにより、励磁電流はゼロを超えて減少し得る(すなわち、励磁電流は正の方向に増大し得る)。この状態において、励磁電流は、電源から順に、トランジスタTr1、コイル6、トランジスタTr4、センス抵抗7、そして基準電位へ流れる。   On the other hand, in the preparation mode in which the excitation current is applied in the negative application direction, the driving apparatus 100 outputs the high-level gate signals SC1 and SC4 to the transistors Tr1 and Tr4, and the low-level gate signals SC2 and SC3 to the transistor Tr2. , Tr3. As a result, the driving device 100 turns on the transistors Tr1 and Tr4 and turns off the transistors Tr2 and Tr3. At this time, the excitation current flows from the reference potential to the power supply via the transistor Tr4, the coil 6, and the transistor Tr1. In this case, the excitation current decays rapidly. Here, since the exciting current turns on the transistor Tr1 instead of the diode Di1, the exciting current can decrease beyond zero (that is, the exciting current can increase in the positive direction). In this state, the exciting current flows in order from the power source to the transistor Tr1, the coil 6, the transistor Tr4, the sense resistor 7, and the reference potential.

本実施形態において、駆動装置100は、各サイクル期間内に、動作モードを必要に応じて準備モード(図2D)として励磁電流を一旦減少させた後、駆動モード(図2A)として励磁電流を増加させつつセンス抵抗7に励起電流を流す。次に、駆動装置100は、そのサイクル期間内の予め定められた比較タイミングで、励磁電流が目標値を超えたか否かを比較する。励磁電流が目標値以下の場合、駆動装置100は、駆動モードを維持する。ここで励磁電流が目標値を超えたならば、駆動装置100は、動作モードを循環モード(図2B)として励磁電流の流れを極力維持する。   In the present embodiment, the drive device 100 temporarily decreases the excitation current as a preparation mode (FIG. 2D) as necessary in each cycle period, and then increases the excitation current as a drive mode (FIG. 2A). An excitation current is allowed to flow through the sense resistor 7. Next, the driving apparatus 100 compares whether or not the excitation current exceeds the target value at a predetermined comparison timing within the cycle period. When the exciting current is less than or equal to the target value, the driving device 100 maintains the driving mode. If the excitation current exceeds the target value, the driving apparatus 100 maintains the flow of the excitation current as much as possible with the operation mode as the circulation mode (FIG. 2B).

比較タイミングで励磁電流が目標値を超える場合、駆動装置100は、動作モードを回生モード(図2C)として励磁電流を減少させていく。駆動装置100は、励磁電流が目標値以下とならない場合、回生モードを継続し、励磁電流が目標値以下となったら動作モードを循環モード(図2B)として励磁電流の流れを極力維持する。   When the excitation current exceeds the target value at the comparison timing, the drive device 100 reduces the excitation current by setting the operation mode to the regeneration mode (FIG. 2C). When the excitation current does not become the target value or less, the driving device 100 continues the regeneration mode, and when the excitation current becomes the target value or less, the operation mode is set to the circulation mode (FIG. 2B) to maintain the excitation current flow as much as possible.

以上の動作によれば、駆動装置100は、駆動モード及び回生モードにおいて、センス抵抗7に流れる励磁電流の大きさに応じたセンス電圧ISを用いる。   According to the above operation, the driving device 100 uses the sense voltage IS corresponding to the magnitude of the excitation current flowing through the sense resistor 7 in the drive mode and the regeneration mode.

次に、図1に戻り、駆動装置100におけるドライバ部5およびセンス抵抗7以外の構成について説明を続ける。   Next, returning to FIG. 1, the description of the configuration of the driving device 100 other than the driver unit 5 and the sense resistor 7 will be continued.

タイミング生成部10は、制御部40に接続され、ドライバ部5及び切替部30を制御するための1又は複数のタイミング信号をサイクル毎に生成して、これら複数のタイミング信号を制御部40へと出力する。一例として、タイミング生成部10は、各サイクル期間内においてクロック同期カウンタを用いてカウント動作を行い、予め定められたカウント値となったことに応じてクロック同期でこれら複数のタイミング信号を生成する。   The timing generation unit 10 is connected to the control unit 40, generates one or a plurality of timing signals for controlling the driver unit 5 and the switching unit 30, and outputs the plurality of timing signals to the control unit 40. Output. As an example, the timing generation unit 10 performs a counting operation using a clock synchronization counter within each cycle period, and generates the plurality of timing signals in clock synchronization in response to a predetermined count value.

本実施形態において、ドライバ部5を制御するためのタイミング信号は、プリファースト(PFAST)信号、ブランキング(BLNK)信号、及びファーストブランキング(FAST_BLNK)信号を含む。PFAST信号、BLNK信号、及びFAST_BLNK信号は、それぞれ、励磁電流の増大時及び減衰時における比較の開始タイミング及び動作モード遷移のタイミングを規定する信号である。具体的には、PFAST信号は準備モードの期間及びタイミングを規定する信号であり、BLNK信号は準備モードの後、比較タイミングまでの間における駆動モードの期間及びタイミングを規定する信号であり、FAST_BLNK信号は比較タイミングの後に回生モードとする場合における回生モードにおける比較の開始タイミングを規定する。これらのタイミング信号において、まずPFAST信号が一定期間ハイレベルとなり、続いてBLNK信号が一定期間ハイレベルとなり、その後FAST_BLNK信号が一定期間ハイレベルとなる。これらのタイミング信号の変化は、予め定められたサイクル周期で繰り返される。   In the present embodiment, the timing signals for controlling the driver unit 5 include a pre-fast (PFAST) signal, a blanking (BLNK) signal, and a first blanking (FAST_BLNK) signal. The PFAST signal, the BLNK signal, and the FAST_BLNK signal are signals that define the comparison start timing and the operation mode transition timing when the excitation current increases and decreases, respectively. Specifically, the PFAST signal is a signal that defines the period and timing of the preparation mode, and the BLNK signal is a signal that defines the period and timing of the driving mode between the preparation mode and the comparison timing, and the FAST_BLNK signal Defines the comparison start timing in the regeneration mode when the regeneration mode is set after the comparison timing. In these timing signals, first, the PFAST signal becomes high level for a certain period, then the BLNK signal becomes high level for a certain period, and then the FAST_BLNK signal becomes high level for a certain period. These changes in the timing signal are repeated at a predetermined cycle period.

また、切替部30を制御するための1又は複数のタイミング信号signalsもまた制御部40へと供給される。タイミング信号signalsについては後述する。   In addition, one or more timing signals signals for controlling the switching unit 30 are also supplied to the control unit 40. The timing signal signals will be described later.

比較部20は、切替部30に接続され、センス出力に応じたセンス電圧ISを基準値Refと比較して比較結果COMPOUTを制御部40へと出力する。また、比較部20は、内蔵するコンパレータのオフセット補償をするオートゼロ機能を有しており、制御部40から切替部30を介して受け取るZERO信号に応じてオフセット補償動作をする。   Comparison unit 20 is connected to switching unit 30, compares sense voltage IS corresponding to the sense output with reference value Ref, and outputs comparison result COMPOUT to control unit 40. The comparison unit 20 has an auto-zero function for compensating for the offset of the built-in comparator, and performs an offset compensation operation according to the ZERO signal received from the control unit 40 via the switching unit 30.

切替部30は、制御部40及びセンス出力に接続され、制御部40が出力する1又は複数のスイッチ信号に基づいて、駆動装置100の動作モードに応じて、比較部20へと入力するセンス電圧IS及び基準値Refを比較用の値に切り替える。本実施形態において、切替部30は、1又は複数のスイッチ信号として、ZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及びSIG信号を入力する。動作モードに応じてセンス電圧IS及び基準値Refを切り替えることにより、切替部30は、センス電圧ISが正の場合と負の場合とによらず、共通のコンパレータを使用して、励磁電流の大きさを制御目標値と比較することが可能となる。   The switching unit 30 is connected to the control unit 40 and the sense output, and is input to the comparison unit 20 according to the operation mode of the driving device 100 based on one or more switch signals output from the control unit 40. The IS and the reference value Ref are switched to comparison values. In the present embodiment, the switching unit 30 inputs a ZERO signal, a COMP_SW signal, a FAST_SW signal, and a SIG signal as one or a plurality of switch signals. By switching the sense voltage IS and the reference value Ref according to the operation mode, the switching unit 30 uses a common comparator to increase the excitation current regardless of whether the sense voltage IS is positive or negative. This can be compared with the control target value.

制御部40は、タイミング生成部10及び比較部20に接続され、比較部20の比較結果COMPOUTに基づいて、上記複数の動作モードの中から駆動装置100及びコイル6の動作モードを決定して、コイル6に流れる電流の向き及び大きさ(すなわち、電流を増加させるか減少させるか)を制御する。具体的には、制御部40は、タイミング生成部10及び比較部20からの入力に応じてドライバ部5及び切替部30を制御して、コイル6の励磁電流を制御する。制御部40は、ドライバ信号生成部42、ドライバ制御部44、及びスイッチ信号生成部46を含む。   The control unit 40 is connected to the timing generation unit 10 and the comparison unit 20, and determines the operation mode of the drive device 100 and the coil 6 from the plurality of operation modes based on the comparison result COMPOUT of the comparison unit 20, The direction and magnitude of the current flowing through the coil 6 (that is, whether the current is increased or decreased) is controlled. Specifically, the control unit 40 controls the excitation current of the coil 6 by controlling the driver unit 5 and the switching unit 30 in accordance with inputs from the timing generation unit 10 and the comparison unit 20. The control unit 40 includes a driver signal generation unit 42, a driver control unit 44, and a switch signal generation unit 46.

ドライバ信号生成部42は、タイミング生成部10及び比較部20に接続され、タイミング生成部10から出力されるBLNK信号、FAST_BLNK信号、PFAST信号及び比較部20から出力される比較結果COMPOUTを入力する。ドライバ信号生成部42は、これらの信号を用いて駆動装置100の動作モードを決定するためのPFAST信号、FAST信号、及びDECAY信号を生成等し、ドライバ制御部44へと出力する。また、ドライバ信号生成部42は、ハイレベルのBLNK信号の間の比較タイミング及びハイレベルのFAST_BLNK信号の間の比較タイミングにおいて比較結果COMPOUTをサンプリングし、FAST_LAT信号をスイッチ信号生成部46に出力する。   The driver signal generation unit 42 is connected to the timing generation unit 10 and the comparison unit 20 and receives the BLNK signal, the FAST_BLNK signal, the PFAST signal output from the timing generation unit 10, and the comparison result COMPOUT output from the comparison unit 20. The driver signal generation unit 42 generates a PFAST signal, a FAST signal, and a DECAY signal for determining the operation mode of the driving apparatus 100 using these signals, and outputs them to the driver control unit 44. Further, the driver signal generation unit 42 samples the comparison result COMPOUT at the comparison timing between the high level BLNK signals and the comparison timing between the high level FAST_BLNK signals, and outputs the FAST_LAT signal to the switch signal generation unit 46.

ドライバ信号生成部42は、FAST信号、DECAY信号、及びPFAST信号の組み合わせにより、駆動装置100の動作モードを定義する。具体的には、PFAST信号がハイレベルの場合、駆動装置100は準備モードとなる。PFAST信号がローレベルの場合、駆動装置100は、DECAY信号がローレベルであれば駆動モードとなり、DECAY信号がハイレベル且つFAST信号がハイレベルの場合には回生モードとなり、DECAY信号がハイレベル且つFAST信号がローレベルの場合には循環モードとなる。   The driver signal generation unit 42 defines the operation mode of the driving device 100 by a combination of the FAST signal, the DECay signal, and the PFAST signal. Specifically, when the PFAST signal is at a high level, the driving device 100 is in a preparation mode. When the PFAST signal is at a low level, the driving device 100 is in a driving mode when the DECY signal is at a low level, and when the DECAST signal is at a high level and the FAST signal is at a high level, the driving device 100 is in a regeneration mode. When the FAST signal is at a low level, the circulation mode is set.

ドライバ制御部44は、ドライバ信号生成部42に接続され、ドライバ信号生成部42から出力されるPFAST信号、FAST信号、及びDECAY信号並びにコイル6の励磁電流の目標波形に応じて設定される励磁電流の印加方向(正の印加方向又は負の印加方向)を示す信号の組み合わせに応じてゲート信号SC1,SC2,SC3,SC4を生成して、ドライバ部5に供給する。これにより、ドライバ制御部44は、動作モードに応じて、ドライバ部5に含まれるトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4を図2A〜図2Dに示したようにスイッチングさせる。   The driver control unit 44 is connected to the driver signal generation unit 42, and the excitation current set according to the target waveform of the excitation current of the coil 6 and the PFAST signal, the FAST signal, and the DECAY signal output from the driver signal generation unit 42 The gate signals SC1, SC2, SC3, and SC4 are generated in accordance with a combination of signals indicating the application direction (positive application direction or negative application direction) and supplied to the driver unit 5. Accordingly, the driver control unit 44 switches the transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 included in the driver unit 5 as illustrated in FIGS. 2A to 2D according to the operation mode.

スイッチ信号生成部46は、タイミング生成部10及びドライバ信号生成部42に接続され、タイミング生成部10から入力されるタイミング信号signals及びドライバ信号生成部42が出力するFAST_LAT信号に基づいて、切替部30内のスイッチ素子の動作を制御するためのZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及びSIG信号を生成する。   The switch signal generation unit 46 is connected to the timing generation unit 10 and the driver signal generation unit 42, and based on the timing signal signals input from the timing generation unit 10 and the FAST_LAT signal output from the driver signal generation unit 42. A ZERO signal, a COMP_SW signal, a FAST_SW signal, and a SIG signal for controlling the operation of the switch elements are generated.

図3は、ドライバ信号生成部42の構成を示す。ドライバ信号生成部42は、2つのSRフリップフロップ(SR−FF)42a,42b、Dフリップフロップ(D−FF)42c(及びNOT回路42d)、及びAND回路42eを含む。   FIG. 3 shows the configuration of the driver signal generator 42. The driver signal generation unit 42 includes two SR flip-flops (SR-FF) 42a and 42b, a D flip-flop (D-FF) 42c (and a NOT circuit 42d), and an AND circuit 42e.

SR−FF42aのReset入力には、タイミング生成部10の出力が接続され、BLNK信号が入力される。SR−FF42aのSet入力には、比較部20の出力が接続され、比較結果COMPOUTが入力される。SR−FF42aは、BLNK信号によりリセットされて、比較結果COMPOUTによりセットされるDECAY信号を生成し、ドライバ制御部44に出力する。なお、SR−FF42aは、リセット優先である。これにより、DECAY信号は、BLNK信号がハイレベルの場合にローレベルにリセットされ、BLNK信号がローレベル且つCOMPOUTがハイレベルの場合にハイレベルにセットされ、BLNK信号がローレベル且つCOMPOUTもローレベルの場合にレベルを保持する。   The output of the timing generator 10 is connected to the Reset input of the SR-FF 42a, and the BLNK signal is input. The output of the comparison unit 20 is connected to the Set input of the SR-FF 42a, and the comparison result COMPOUT is input. The SR-FF 42 a is reset by the BLNK signal, generates a DECay signal that is set by the comparison result COMPOUT, and outputs it to the driver control unit 44. The SR-FF 42a has reset priority. As a result, the DECay signal is reset to a low level when the BLNK signal is at a high level, is set to a high level when the BLNK signal is at a low level and COMPOUT is at a high level, the BLNK signal is at a low level, and COMPOUT is also at a low level. Keep the level in case.

SR−FF42bのSetポートには、タイミング生成部10の出力が接続され、FAST_BLNK信号が入力される。SR−FF42bのResetポートには、比較部20の出力が接続され、比較結果COMPOUTが入力される。SR−FF42bは、比較結果COMPOUTによりリセットされて、FAST_BLNK信号によりセットされるFASTFALL信号を生成し、AND回路42eに出力する。FASTFALL信号は、FAST_BLNK信号の立ち上がり時から、駆動モードにおいては励磁電流が目標値より大きくなるまで(すなわち、センス電圧IS>基準値Ref)、回生モードにおいては励磁電流が目標値以下となるまで(すなわち、センス電圧IS≧基準値Ref)の期間を示す。なお、SR−FF42bも、リセット優先である。   The output of the timing generator 10 is connected to the Set port of the SR-FF 42b and the FAST_BLNK signal is input. The output of the comparison unit 20 is connected to the Reset port of the SR-FF 42b, and the comparison result COMPOUT is input. The SR-FF 42b is reset by the comparison result COMPOUT, generates a FASTFALL signal set by the FAST_BLNK signal, and outputs it to the AND circuit 42e. The FASTFALL signal is from when the FAST_BLNK signal rises until the excitation current becomes larger than the target value in the drive mode (that is, sense voltage IS> reference value Ref), and until the excitation current becomes lower than the target value in the regeneration mode ( That is, it shows a period of sense voltage IS ≧ reference value Ref). Note that the SR-FF 42b also has a reset priority.

D−FF42cのクロック入力(CK入力とも呼ぶ)には、NOT回路42dを介してタイミング生成部10の出力が接続され、BLNK信号の論理反転が入力される。D−FF42cのデータ入力(D入力とも呼ぶ)には、比較部20の出力が接続され、比較結果COMPOUTが入力される。D−FF42cは、BLNK信号の立下りで比較結果COMPOUTをサンプルしてFAST_LAT信号を生成し、AND回路42eに出力する。なお、FAST_LAT信号は、BLNK信号の立下り時において、センス電圧ISが基準値Refより大きい場合(IS>Ref)にハイレベルになる。これにより、FAST_LAT信号は、BLNK信号の立下りタイミングにおいて励磁電流が目標値を超えている場合にハイレベルになり、その後回生モードによって励磁電流が減少してBLNK信号の立下り時にCOMPOUTに等しいレベルになり、そのレベルが次のBLNK信号の立下り時まで保持される。   The output of the timing generator 10 is connected to the clock input (also referred to as CK input) of the D-FF 42c via the NOT circuit 42d, and the logical inversion of the BLNK signal is input. The output of the comparison unit 20 is connected to the data input (also referred to as D input) of the D-FF 42c, and the comparison result COMPOUT is input. The D-FF 42c samples the comparison result COMPOUT at the falling edge of the BLNK signal, generates a FAST_LAT signal, and outputs it to the AND circuit 42e. Note that the FAST_LAT signal becomes high level when the sense voltage IS is larger than the reference value Ref (IS> Ref) at the fall of the BLNK signal. As a result, the FAST_LAT signal becomes a high level when the excitation current exceeds the target value at the fall timing of the BLNK signal, and then the excitation current is reduced by the regenerative mode so that the level equal to COMPOUT when the BLNK signal falls. And the level is held until the next BLNK signal falls.

AND回路42eは、SR−FF42bの出力ポート(Qポート)及びD−FF42cの出力ポート(Qポート)が接続され、FASTFALL信号及びFAST_LAT信号の論理積をとってFAST信号を生成し、ドライバ制御部44に出力する。   The AND circuit 42e is connected to the output port (Q port) of the SR-FF 42b and the output port (Q port) of the D-FF 42c, and generates a FAST signal by taking the logical product of the FASTFALL signal and the FAST_LAT signal. 44.

上述の構成により、ドライバ信号生成部42は、比較部20から出力される比較結果COMPOUTの変化をクロック信号と非同期にSR−FF42aのセット入力及びSR−FF42bのリセット入力を用いて監視し、そのクロック非同期のタイミングで、FAST信号及びDECAY信号を生成することで、駆動装置100の動作モードをクロック非同期で切り替えることができる。   With the above configuration, the driver signal generation unit 42 monitors the change of the comparison result COMPOUT output from the comparison unit 20 using the set input of the SR-FF 42a and the reset input of the SR-FF 42b asynchronously with the clock signal. By generating the FAST signal and the DECay signal at the clock asynchronous timing, the operation mode of the driving device 100 can be switched asynchronously.

図4は、比較部20の構成を示す。比較部20は、一例として、複数のコンパレータ22a,24a,26a、複数のキャパシタ22b,24b、及びスイッチ22c,24cを含んで構成される多段コンパレータを採用することができる。多段コンパレータでは、複数のコンパレータ22a,24a,26aが直列接続される。ただし、1つめのコンパレータ22aの非反転入力には、キャパシタ22bの一端が接続される。キャパシタ22bの他端は、比較部20の入力(非反転入力とする)として、スイッチ部30に接続される。1つめのコンパレータ22aの反転入力には、別のキャパシタ22bの一端が接続される。別のキャパシタ22bの他端は、比較部20の入力(これを反転入力とする)として、スイッチ部30に接続される。また、1つめのコンパレータ22aの非反転出力には、キャパシタ24bを介して、2つめのコンパレータ24aの反転入力が接続される。1つめのコンパレータ22aの反転出力には、キャパシタ24bを介して、2つめのコンパレータ24aの非反転入力が接続される。同様に、キャパシタを介して、複数のコンパレータが直列される。最終段のコンパレータ26aの非反転出力が、比較部20の出力としてドライバ信号生成部42に接続され、比較結果COMPOUTを出力する。多段コンパレータにより、大きなゲインを得ることができる。なお、コンパレータの数は1又は複数でよく、必要とされるゲインに応じて任意に定めてよい。   FIG. 4 shows the configuration of the comparison unit 20. As an example, the comparison unit 20 may employ a multi-stage comparator including a plurality of comparators 22a, 24a, and 26a, a plurality of capacitors 22b and 24b, and switches 22c and 24c. In the multistage comparator, a plurality of comparators 22a, 24a, and 26a are connected in series. However, one end of the capacitor 22b is connected to the non-inverting input of the first comparator 22a. The other end of the capacitor 22b is connected to the switch unit 30 as an input (a non-inverted input) of the comparison unit 20. One end of another capacitor 22b is connected to the inverting input of the first comparator 22a. The other end of the other capacitor 22b is connected to the switch unit 30 as an input of the comparison unit 20 (this is an inverted input). The non-inverting output of the first comparator 22a is connected to the inverting input of the second comparator 24a via the capacitor 24b. The non-inverting input of the second comparator 24a is connected to the inverting output of the first comparator 22a via the capacitor 24b. Similarly, a plurality of comparators are connected in series via a capacitor. The non-inverted output of the comparator 26a at the final stage is connected to the driver signal generation unit 42 as the output of the comparison unit 20, and outputs the comparison result COMPOUT. A large gain can be obtained by the multistage comparator. The number of comparators may be one or more, and may be arbitrarily determined according to the required gain.

さらに、コンパレータ22a,24aの反転入力と非反転出力との間にそれぞれスイッチ22c,24cが接続され、非反転入力と反転出力との間にそれぞれスイッチ22c,24cが接続される。スイッチ22c,24cは、スイッチ信号生成部46から出力されるZERO信号により動作する。ハイレベルのZERO信号によりスイッチ22c,24cがオン状態となることで、それぞれのコンパレータの非反転入力と反転出力とが短絡し、反転入力と非反転出力とが短絡する。これと同時にスイッチ部30によって反転側及び非反転側の両方のキャパシタ22bがスイッチ部30に含まれる基準値電位(DACP又はDACN)に接続されることで、各コンパレータのオフセットが補償される。すなわち、2つの入力が同電位の時に2つの出力が同電位となるように調整される。   Further, the switches 22c and 24c are connected between the inverting input and the non-inverting output of the comparators 22a and 24a, respectively, and the switches 22c and 24c are connected between the non-inverting input and the inverting output, respectively. The switches 22c and 24c are operated by a ZERO signal output from the switch signal generation unit 46. When the switches 22c and 24c are turned on by the high level ZERO signal, the non-inverting input and the inverting output of each comparator are short-circuited, and the inverting input and the non-inverting output are short-circuited. At the same time, the switch unit 30 connects both the inverting and non-inverting capacitors 22b to the reference value potential (DACP or DACN) included in the switch unit 30, thereby compensating for the offset of each comparator. That is, the two outputs are adjusted to have the same potential when the two inputs have the same potential.

図5は、切替部30の構成を示す。切替部30は、センス側切替部32及び基準値側切替部34を含む。なお、センス側切替部32及び基準値側切替部34内のスイッチ素子の動作は、スイッチ信号生成部46から出力されるZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及びSIG信号により制御される。ここで、ZERO信号は比較部20に含まれるコンパレータをオフセット補償するタイミングを与える信号である。COMP_SW信号は、センス電圧ISを比較部20に入力するタイミングを与える信号である。FAST_SW信号は、センス電圧ISを正電圧に昇圧するとともに、基準値を切り替えるタイミングを与える信号である。SIG信号は、比較部20に入力する基準値を切り替える信号である。   FIG. 5 shows the configuration of the switching unit 30. The switching unit 30 includes a sense side switching unit 32 and a reference value side switching unit 34. The operation of the switch elements in the sense side switching unit 32 and the reference value side switching unit 34 is controlled by the ZERO signal, the COMP_SW signal, the FAST_SW signal, and the SIG signal output from the switch signal generation unit 46. Here, the ZERO signal is a signal that gives timing for offset compensation of the comparator included in the comparison unit 20. The COMP_SW signal is a signal that gives timing for inputting the sense voltage IS to the comparison unit 20. The FAST_SW signal is a signal that boosts the sense voltage IS to a positive voltage and gives timing for switching the reference value. The SIG signal is a signal for switching the reference value input to the comparison unit 20.

センス側切替部32は、スイッチ32a、キャパシタ32b、及び2つの切り替えスイッチ32cを有する。   The sense side switching unit 32 includes a switch 32a, a capacitor 32b, and two changeover switches 32c.

スイッチ32aは、センス電圧ISを比較部20に入力するためのスイッチ素子である。スイッチ32aの一端及び他端は、それぞれ、センス出力及び比較部20の非反転入力に接続される。スイッチ32aは、スイッチ信号生成部46から出力されるCOMP_SW信号により動作する。ハイレベルのCOMP_SW信号によりスイッチ32aがオン状態となることで、センス電圧ISが比較部20に入力される。   The switch 32 a is a switch element for inputting the sense voltage IS to the comparison unit 20. One end and the other end of the switch 32a are connected to the sense output and the non-inverting input of the comparison unit 20, respectively. The switch 32 a is operated by the COMP_SW signal output from the switch signal generation unit 46. The switch 32a is turned on by the high-level COMP_SW signal, whereby the sense voltage IS is input to the comparison unit 20.

キャパシタ32bは、センス電圧ISが負の場合に、これにオフセット電圧を加え、正電圧に昇圧して比較部20に入力するための容量である。これに代えて、電圧源を用いてもよい。キャパシタ32bは、2つの切り替えスイッチ32cを介して、スイッチ32aと並列に接続される。   The capacitor 32b is a capacitor for adding an offset voltage to the sense voltage IS when the sense voltage IS is negative, boosting it to a positive voltage, and inputting it to the comparison unit 20. Instead of this, a voltage source may be used. The capacitor 32b is connected in parallel with the switch 32a via the two changeover switches 32c.

2つの切り替えスイッチ32cは、キャパシタ32bを、センス出力及び比較部20の非反転入力の間と、オフセット電位DAREF及び基準電位の間と、で切換え接続するスイッチ素子である。一方の切り替えスイッチ32c(図面上側)の共通接点、H接点、及びL接点は、それぞれ、キャパシタ32bの一端、比較部20、及び電源に接続される。他方の切り替えスイッチ32c(図面下側)の共通接点、H接点、及びL接点は、それぞれ、キャパシタ32bの他端、センス出力、及び基準電位に接続される。2つの切り替えスイッチ32cは、スイッチ信号生成部46から出力されるFAST_SW信号により動作し、ハイレベルのFAST_SW信号によりキャパシタ32bをセンス出力及び比較部20の間に接続し、ローレベルのFAST_SW信号によりキャパシタ32bをオフセット電位DAREF及び基準電位の間に接続する。   The two changeover switches 32c are switch elements that switch-connect the capacitor 32b between the sense output and the non-inverting input of the comparison unit 20, and between the offset potential DAREF and the reference potential. The common contact, H contact, and L contact of one changeover switch 32c (upper side in the drawing) are connected to one end of the capacitor 32b, the comparison unit 20, and the power source, respectively. The common contact, H contact, and L contact of the other changeover switch 32c (lower side of the drawing) are connected to the other end of the capacitor 32b, the sense output, and the reference potential, respectively. The two changeover switches 32c operate according to the FAST_SW signal output from the switch signal generation unit 46, connect the capacitor 32b between the sense output and the comparison unit 20 by the high level FAST_SW signal, and connect the capacitor 32b by the low level FAST_SW signal. 32b is connected between the offset potential DAREF and the reference potential.

基準値側切替部34は、基準値生成器(不図示)、切り替えスイッチ34e、スイッチ34a、キャパシタ34b、切り替えスイッチ34c、及び2つのスイッチ34dを有する。   The reference value side switching unit 34 includes a reference value generator (not shown), a changeover switch 34e, a switch 34a, a capacitor 34b, a changeover switch 34c, and two switches 34d.

基準値生成器(不図示)は、コイル6の励磁電流の目標波形に応じて定まる制御目標値から基準値電位を生成する変換器である。本実施形態では、センス電圧ISが正の場合だけでなく負の場合においてもセンス電圧ISを基準値と比較するため、基準値生成器(不図示)は、それぞれの場合に用いる2つの基準値電位DACP及びDACNを生成する。基準値生成器(不図示)は、一例として、それぞれ基準値電位DACP,DACNを生成する2つのD/Aコンバータ(不図示)を有する。   The reference value generator (not shown) is a converter that generates a reference value potential from a control target value determined according to the target waveform of the exciting current of the coil 6. In this embodiment, in order to compare the sense voltage IS with a reference value not only when the sense voltage IS is positive but also when it is negative, the reference value generator (not shown) uses two reference values used in each case. Potentials DACP and DACN are generated. As an example, the reference value generator (not shown) has two D / A converters (not shown) that generate the reference value potentials DACP and DACN, respectively.

一方のD/Aコンバータは、励磁電流の制御目標値(すなわち、デジタル値)Targetが入力され、これをアナログ値に変換して基準値電位DACP(=Target)として出力する。   One D / A converter receives an excitation current control target value (ie, digital value) Target, converts it to an analog value, and outputs it as a reference value potential DACP (= Target).

他方のD/Aコンバータは、励磁電流の制御目標値(すなわち、デジタル値)Target及びオフセット電位DAREF(すなわち、アナログ値)に基づく差分DAREF−Targetを生成し、これを基準値電位DACN(=DAREF−Target)として出力する。   The other D / A converter generates a difference DAREF-Target based on the control target value (ie, digital value) Target of the exciting current and the offset potential DAREF (ie, analog value), and uses this as the reference value potential DACN (= DAREF). -Target).

切り替えスイッチ34eは、基準値電位DACP,DACNを切り替えて比較部20に入力するためのスイッチ素子である。切り替えスイッチ34eの共通接点は、スイッチ34aの一端、切り替えスイッチ34cのL端、及び2つのスイッチ34dのそれぞれの一端に接続される。切り替えスイッチ34eの+接点及び−接点は、それぞれ、基準値生成器(不図示)から出力される基準値電位DACP及びDACNに接続される。切り替えスイッチ34eは、スイッチ信号生成部46から出力されるSIG信号により動作し、ハイレベル(+レベル)のSIG信号により基準値電位DACPを比較部20又はキャパシタ34bに接続し、ローレベル(−レベル)のSIG信号により基準値電位DACNを比較部20に接続する。   The changeover switch 34 e is a switch element for switching the reference value potentials DACP and DACN and inputting them to the comparison unit 20. The common contact of the changeover switch 34e is connected to one end of the switch 34a, the L end of the changeover switch 34c, and one end of each of the two switches 34d. The + and − contacts of the changeover switch 34e are connected to reference value potentials DACP and DACN output from a reference value generator (not shown), respectively. The changeover switch 34e operates in response to the SIG signal output from the switch signal generation unit 46, and connects the reference value potential DACP to the comparison unit 20 or the capacitor 34b by a high level (+ level) SIG signal, and the low level (−level). ) Of the reference value potential DACN is connected to the comparison unit 20.

スイッチ34aは、基準値電位DACP又はDACNを比較部20の反転入力に入力するためのスイッチ素子である。スイッチ34aの一端及び他端は、それぞれ、基準値電位(すなわち、基準値電位を切り替える切り替えスイッチ34eの共通接点)及び比較部20に接続される。スイッチ34aは、スイッチ信号生成部46から出力されるCOMP_SW信号により動作する。ハイレベルのCOMP_SW信号によりスイッチ34aがオン状態となることで、基準値が比較部20に入力される。   The switch 34 a is a switch element for inputting the reference value potential DACP or DACN to the inverting input of the comparison unit 20. One end and the other end of the switch 34a are connected to a reference value potential (that is, a common contact of the changeover switch 34e for switching the reference value potential) and the comparison unit 20, respectively. The switch 34 a is operated by the COMP_SW signal output from the switch signal generation unit 46. The reference value is input to the comparison unit 20 when the switch 34a is turned on by the high-level COMP_SW signal.

キャパシタ34bは、センス電圧ISが負の場合に、これを正電圧に昇圧して比較部20に入力するのに対応して、基準値を切り替えるための容量である。キャパシタ34bの一端及び他端は、それぞれ、切り替えスイッチ34cの共通接点及び基準電位に接続される。   The capacitor 34b is a capacitor for switching the reference value in response to boosting the sense voltage IS to a positive voltage and inputting it to the comparison unit 20 when the sense voltage IS is negative. One end and the other end of the capacitor 34b are connected to a common contact and a reference potential of the changeover switch 34c, respectively.

切り替えスイッチ34cは、キャパシタ34bの一端を、比較部20の反転入力及び基準値電位(すなわち、基準値電位を切り替える切り替えスイッチ34eの共通接点)の間で切り替えるスイッチ素子である。切り替えスイッチ34cの共通接点、H接点、及びL接点は、それぞれ、キャパシタ34bの一端、比較部20、及び基準値電位に接続される。切り替えスイッチ34cは、スイッチ信号生成部46から出力されるFAST_SW信号により動作し、ハイレベルのFAST_SW信号によりキャパシタ34bを比較部20に接続し、ローレベルのFAST_SW信号によりキャパシタ34bを基準値電位に接続する。   The changeover switch 34c is a switch element that switches one end of the capacitor 34b between the inverting input of the comparison unit 20 and a reference value potential (that is, a common contact of the changeover switch 34e that switches the reference value potential). The common contact, the H contact, and the L contact of the changeover switch 34c are connected to one end of the capacitor 34b, the comparison unit 20, and the reference value potential, respectively. The changeover switch 34c operates according to the FAST_SW signal output from the switch signal generation unit 46, connects the capacitor 34b to the comparison unit 20 with a high-level FAST_SW signal, and connects the capacitor 34b to a reference value potential with a low-level FAST_SW signal. To do.

2つのスイッチ34dは、基準値電位DACP又はDACNを比較部20の反転入力及び非反転入力に入力するためのスイッチ素子である。一方のスイッチ34dの一端及び他端は、それぞれ、基準値電位(すなわち、基準値電位を切り替える切り替えスイッチ34eの共通接点)及び比較部20の反転入力に接続される。他方のスイッチ34dの一端及び他端は、それぞれ、基準値電位(すなわち、スイッチ34eの共通接点)及び比較部20の非反転入力に接続される。2つのスイッチ34dは、スイッチ信号生成部46から出力されるZERO信号により動作する。ハイレベルのZERO信号により2つのスイッチ34dがオン状態となることで、基準値電位が比較部20の反転入力及び非反転入力の両方に入力される。   The two switches 34 d are switch elements for inputting the reference value potential DACP or DACN to the inverting input and the non-inverting input of the comparison unit 20. One end and the other end of one switch 34d are connected to a reference value potential (that is, a common contact of the changeover switch 34e for switching the reference value potential) and an inverting input of the comparison unit 20, respectively. One end and the other end of the other switch 34d are connected to the reference value potential (that is, the common contact of the switch 34e) and the non-inverting input of the comparison unit 20, respectively. The two switches 34d are operated by a ZERO signal output from the switch signal generation unit 46. Since the two switches 34d are turned on by the high level ZERO signal, the reference value potential is input to both the inverting input and the non-inverting input of the comparison unit 20.

上述の構成の切替部30により、センス電圧ISが正の場合(IS≧0)と負の場合(IS<0)とで、比較部20に入力されるセンス電圧IS及び基準値Refを切り替えることができる。センス電圧ISが正の場合、図5に示すように、スイッチ32a,34aをオン状態とし、スイッチ34dをオフ状態とし、切り替えスイッチ32c,34cをL端に接続し、切り替えスイッチ34eを+端に接続する。それにより、センス電圧ISが比較部20の非反転入力に入力されるとともに、基準値電位DACP(=Target)が比較部20の反転入力に入力される。比較部20では、センス電圧IS(≧0)が基準値Targetに対して比較され、IS>Targetの場合にハイレベル、IS≦Targetの場合にローレベルの比較結果COMPOUTが出力される。   The switching unit 30 configured as described above switches the sense voltage IS and the reference value Ref input to the comparison unit 20 when the sense voltage IS is positive (IS ≧ 0) or negative (IS <0). Can do. When the sense voltage IS is positive, as shown in FIG. 5, the switches 32a and 34a are turned on, the switch 34d is turned off, the changeover switches 32c and 34c are connected to the L end, and the changeover switch 34e is turned to the + end. Connecting. Accordingly, the sense voltage IS is input to the non-inverting input of the comparison unit 20 and the reference value potential DACP (= Target) is input to the inverting input of the comparison unit 20. The comparison unit 20 compares the sense voltage IS (≧ 0) with the reference value Target, and outputs a high level comparison result COMPOUT when IS> Target and a low level comparison result COMPOUT when IS ≦ Target.

センス電圧ISが負の場合における比較動作に先立って、キャパシタ32b,34bが充電される。スイッチ32a,34a,34dをオフ状態とし、切り替えスイッチ32c,34cをL端に接続し、切り替えスイッチ32cを−端に接続する。それにより、キャパシタ32bがオフセット電位DAREF及び基準電位の間に接続され、充電される。同時に、キャパシタ34bが基準値電位DACNに接続され、電位DACN(=DAREF−Target)に充電される。   Prior to the comparison operation when sense voltage IS is negative, capacitors 32b and 34b are charged. The switches 32a, 34a, 34d are turned off, the changeover switches 32c, 34c are connected to the L end, and the changeover switch 32c is connected to the-end. Thereby, the capacitor 32b is connected between the offset potential DAREF and the reference potential and charged. At the same time, the capacitor 34b is connected to the reference value potential DACN and charged to the potential DACN (= DAREF-Target).

一方、センス電圧ISが負(IS<0)の場合、スイッチ32a,34a,34dをオフ状態とし、切り替えスイッチ32c,34cをH端に接続する。それにより、センス電圧ISが、キャパシタ32bを介すことで電圧DAREF昇圧されて、比較部20の非反転入力に入力されるとともに、基準値電位DACN(=DAREF−Target)が比較部20の反転入力に入力される。比較部20では、センス電圧DAREF−|IS|(≧0)が基準値DAREF−Targetに対して比較され、|IS|<Targetの場合にハイレベル、|IS|≧Targetの場合にローレベルの比較結果COMPOUTが出力される。   On the other hand, when the sense voltage IS is negative (IS <0), the switches 32a, 34a, and 34d are turned off, and the changeover switches 32c and 34c are connected to the H terminal. As a result, the sense voltage IS is boosted by the voltage DAREF through the capacitor 32b and input to the non-inverting input of the comparison unit 20, and the reference value potential DACN (= DAREF-Target) is inverted by the comparison unit 20. Input to input. The comparison unit 20 compares the sense voltage DAREF− | IS | (≧ 0) with the reference value DAREF−Target, and is high when | IS | <Target, and low when | IS | ≧ Target. The comparison result COMPOUT is output.

図6のタイミングチャートは、上段に、ドライバ部5を制御するためのPFAST信号、BLNK信号、及びFAST_BLNK信号及び切替部30を制御するためのタイミング信号signals、すなわちBLNK_SMPL信号、DAC_PLUS信号、FAST_SMPL信号、BLNK_CMP信号、及びFAST_CMP信号を示す。ここで、BLNK_SMPL信号及びFAST_SMPL信号は、それぞれ励磁電流の増大時及び減衰時において、比較部20に含まれるコンパレータをオフセット補償するタイミングを与える信号である。BLNK_CMP信号は、励磁電流の増大時において、センス電圧ISを比較部20に入力するタイミングを与える信号である。FAST_CMP信号は、励磁電流の減衰時において、センス電圧ISを正電圧に昇圧するとともに、基準値電位を切り替えるタイミングを与える信号である。DAC_PLUS信号は、励磁電流の減衰時において、比較部20に入力する基準値電位を切り替えるタイミングを与える信号である。図6の中段には、BLNK信号の立下りタイミングでCOMPOUTがローレベルの場合におけるFAST_LAT信号、ZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及び比較部20の動作を示す。図6の下段には、BLNK信号の立下りタイミングでCOMPOUTがハイレベルの場合におけるFAST_LAT信号、ZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及び比較部20の動作状態の関係を示す。   The timing chart of FIG. 6 includes, in the upper part, a PFAST signal for controlling the driver unit 5, a BLNK signal, and a FAST_BLNK signal and a timing signal signals for controlling the switching unit 30, that is, a BLNK_SMPL signal, a DAC_PLUS signal, a FAST_SMPL signal, The BLNK_CMP signal and the FAST_CMP signal are shown. Here, the BLNK_SMPL signal and the FAST_SMPL signal are signals that give timing for offset compensation of the comparator included in the comparison unit 20 when the excitation current increases and decays, respectively. The BLNK_CMP signal is a signal that gives a timing for inputting the sense voltage IS to the comparison unit 20 when the excitation current increases. The FAST_CMP signal is a signal that boosts the sense voltage IS to a positive voltage and provides timing for switching the reference value potential when the excitation current is attenuated. The DAC_PLUS signal is a signal that gives a timing for switching the reference value potential input to the comparison unit 20 when the excitation current is attenuated. The middle part of FIG. 6 shows the operation of the FAST_LAT signal, the ZERO signal, the COMP_SW signal, the FAST_SW signal, and the comparison unit 20 when COMPOUT is at the low level at the falling timing of the BLNK signal. The lower part of FIG. 6 shows the relationship among the FAST_LAT signal, the ZERO signal, the COMP_SW signal, the FAST_SW signal, and the operation state of the comparison unit 20 when COMPOUT is at the high level at the falling timing of the BLNK signal.

図6の上段に示すように、PFAST信号、BLNK信号、及びFAST_BLNK信号は、一例として、約0.1マイクロ秒(又は約0.05マイクロ秒)を1パルスとするクロックの25クロック分、24クロック分、及び24クロック分のパルス幅(ハイレベルになる期間)を有する。これらのタイミング信号において、PFAST信号は第0〜第25クロックにおいてハイレベルになり、BLNK信号は第25〜第49クロックにおいてハイレベルになり、FAST_BLNK信号は第51〜第75クロックにおいてハイレベルになる。これらのタイミング信号は、一例として300クロック分のサイクル周期で繰り返される。   As shown in the upper part of FIG. 6, as an example, the PFAST signal, the BLNK signal, and the FAST_BLNK signal are 24 clocks corresponding to 25 clocks each having about 0.1 microsecond (or about 0.05 microsecond) as one pulse. It has a pulse width for 24 clocks and a pulse width (high level period) for 24 clocks. In these timing signals, the PFAST signal becomes high level in the 0th to 25th clocks, the BLNK signal becomes high level in the 25th to 49th clocks, and the FAST_BLNK signal becomes high level in the 51st to 75th clocks. . These timing signals are repeated with a cycle period of 300 clocks as an example.

BLNK_SMPL信号、DAC_PLUS信号、FAST_SMPL信号、BLNK_CMP信号、及びFAST_CMP信号は、それぞれ、12クロック分、25クロック分、12クロック分、24クロック分、13クロック分、12クロック分、及び39クロック分のパルス幅(ただし、BLNK_CMP信号及びFAST_CMP信号については反転パルス幅)を有する。これらのタイミング信号において、BLNK_SMPL信号は第25〜第37クロックにおいてハイレベルになり、DAC_PLUS信号は第25〜第50クロックにおいてハイレベルになり、FAST_SMPL信号は第51〜第63クロックにおいてハイレベルになり、BLNK_CMP信号は第25〜第38クロックにおいてローレベルになり、FAST_CMP信号は第25〜第64クロックにおいてローレベルになる。これらのタイミング信号も、一例として300単位の周期で繰り返される。   The BLNK_SMPL signal, DAC_PLUS signal, FAST_SMPL signal, BLNK_CMP signal, and FAST_CMP signal have pulse widths of 12 clocks, 25 clocks, 12 clocks, 24 clocks, 13 clocks, 12 clocks, and 39 clocks, respectively. (However, the inversion pulse width for the BLNK_CMP signal and the FAST_CMP signal). In these timing signals, the BLNK_SMPL signal becomes high level in the 25th to 37th clocks, the DAC_PLUS signal becomes high level in the 25th to 50th clocks, and the FAST_SMPL signal becomes high level in the 51st to 63rd clocks. The BLNK_CMP signal goes low at the 25th to 38th clocks, and the FAST_CMP signal goes low at the 25th to 64th clocks. These timing signals are also repeated with a period of 300 units as an example.

スイッチ信号生成部46は、FAST_LAT信号及びタイミング信号(BLNK_SMPL信号、DAC_PLUS信号、FAST_SMPL信号、BLNK_CMP信号、及びFAST_CMP信号)から、論理積"AND"、論理和"OR"、及び否定"NOT"を用いて、一例として次のように、ZERO信号、COMP_SW信号、FAST_SW信号、及びSIG信号を生成する。
ZERO = BLNK_SMPL OR (FAST_SMPL AND FAST_LAT)
COMP_SW = BLNK_CMP AND NOT(FAST_LAT)
FAST_SW = FAST_CMP AND FAST_LAT
SIG = DAC_PLUS OR NOT(FAST_LAT)
The switch signal generation unit 46 uses the logical product “AND”, logical sum “OR”, and negative “NOT” from the FAST_LAT signal and the timing signal (BLNK_SMPL signal, DAC_PLUS signal, FAST_SMPL signal, BLNK_CMP signal, and FAST_CMP signal). As an example, the ZERO signal, the COMP_SW signal, the FAST_SW signal, and the SIG signal are generated as follows.
ZERO = BLNK_SMPL OR (FAST_SMPL AND FAST_LAT)
COMP_SW = BLNK_CMP AND NOT (FAST_LAT)
FAST_SW = FAST_CMP AND FAST_LAT
SIG = DAC_PLUS OR NOT (FAST_LAT)

駆動装置100が駆動モード、すなわちセンス電圧ISが正であり(プラス時)、励磁電流が基準値より小さい場合、FAST_LAT信号はローレベルを維持する。この場合、図6の中段に示すように、タイミング信号の1サイクルにおいて、まず、PFAST信号が立ち上がり、これに応じて駆動装置100が準備モードに設定される。   When the driving device 100 is in the driving mode, that is, when the sense voltage IS is positive (at the time of plus) and the excitation current is smaller than the reference value, the FAST_LAT signal is maintained at the low level. In this case, as shown in the middle part of FIG. 6, in one cycle of the timing signal, first, the PFAST signal rises, and the driving apparatus 100 is set to the preparation mode in response thereto.

次に、PFAST信号が立下り、これに応じて準備モードが終了する。これと同時にBLNK信号が立ち上がることで、センス電圧ISが正の時(プラス時)の励磁電流の比較手順が開始される。比較手順は、オートゼロ及び励磁電流の比較を含む。   Next, the PFAST signal falls, and the preparation mode ends accordingly. At the same time, the BLNK signal rises to start the excitation current comparison procedure when the sense voltage IS is positive (plus time). The comparison procedure includes a comparison of autozero and excitation current.

センス電圧ISが正の時(プラス時)の励磁電流の比較手順が開始されると、ZERO信号がBLNK_SMPL信号の立ち上がりに応じてハイレベルにセットされ、COMP_SW信号がBLNK_CMP信号の立下りに応じてローレベルにセットされ、FAST_SW信号がローレベルのFAST_LAT信号によりローレベルを維持し、SIG信号がハイレベルのDAC_PLUS信号又はローレベルのFAST_LAT信号によりハイレベル(+レベル)を維持する。それにより、図7Aに示すように、センス電圧ISが正の時(プラス時)のオートゼロが実行される。すなわち、ローレベルのCOMP_SW信号により切替部30のスイッチ32a,34aがオフ状態になり、ローレベルのFAST_SW信号により切り替えスイッチ32c,34cがL端に接続され、ハイレベル(+レベル)のSIG信号により切り替えスイッチ34eが+端に接続される。この状態において、さらに、ハイレベルのZERO信号により比較部20のスイッチ22c,24c及びスイッチ部30のスイッチ34dがオン状態になることで、複数のコンパレータ22a,24a,26aのそれぞれの入出力がキャパシタ22b,24bを介して基準値電位DACPに接続されて、オフセット補償される。ZERO信号がBLNK_SMPL信号の立下りに応じてローレベルにセットされ、スイッチ22c,24c,34dがオフ状態になることで、オートゼロが終了する。   When the excitation current comparison procedure when the sense voltage IS is positive (plus time) is started, the ZERO signal is set to a high level in response to the rise of the BLNK_SMPL signal, and the COMP_SW signal is in response to the fall of the BLNK_CMP signal. The FAST_SW signal is maintained at a low level by a low-level FAST_LAT signal, and the SIG signal is maintained at a high level (+ level) by a high-level DAC_PLUS signal or a low-level FAST_LAT signal. Thereby, as shown in FIG. 7A, auto zero is executed when the sense voltage IS is positive (plus time). That is, the switches 32a and 34a of the switching unit 30 are turned off by the low-level COMP_SW signal, the change-over switches 32c and 34c are connected to the L terminal by the low-level FAST_SW signal, and the high-level (+ level) SIG signal The changeover switch 34e is connected to the + end. In this state, the switches 22c and 24c of the comparison unit 20 and the switch 34d of the switch unit 30 are further turned on by the high level ZERO signal, so that the respective inputs and outputs of the plurality of comparators 22a, 24a and 26a are capacitors. The offset value is compensated by being connected to the reference value potential DACP via 22b and 24b. The ZERO signal is set to a low level in response to the fall of the BLNK_SMPL signal, and the switches 22c, 24c, and 34d are turned off, so that the auto zero is finished.

次に、COMP_SW信号がBLNK_CMP信号の立ち上がりに応じてハイレベルにセットされ、FAST_SW信号がローレベルのFAST_LAT信号によりローレベルを維持し、SIG信号がハイレベルのDAC_PLUS信号又はローレベルのFAST_LAT信号によりハイレベル(+レベル)を維持する。それにより、図7Bに示すように、センス電圧ISが正の時(プラス時)の励磁電流の比較が実行される。すなわち、ハイレベルのCOMP_SWにより切替部30のスイッチ32a,34aがオン状態になることで、センス電圧ISが比較部20の非反転入力に入力されるとともに、基準値電位DACPが比較部20の反転入力に入力される。   Next, the COMP_SW signal is set to the high level in response to the rise of the BLNK_CMP signal, the FAST_SW signal is maintained at the low level by the low-level FAST_LAT signal, and the SIG signal is set to the high level by the high-level DAC_PLUS signal or the low-level FAST_LAT signal. Maintain level (+ level). Thereby, as shown in FIG. 7B, the excitation current is compared when the sense voltage IS is positive (plus time). That is, when the switches 32a and 34a of the switching unit 30 are turned on by the high level COMP_SW, the sense voltage IS is input to the non-inverting input of the comparison unit 20, and the reference value potential DACP is inverted of the comparison unit 20. Input to input.

以降、次のサイクルに移行するまで又は循環モードに移行するまで、励磁電流の比較が継続される。   Thereafter, the excitation current comparison is continued until the next cycle or until the circulation mode is entered.

一方、駆動装置100が駆動モード、すなわちセンス電圧ISが正(プラス時)の状態において、励磁電流が基準値を超えると比較結果COMPOUTがハイレベルになり、それに伴いDECAY信号がハイレベルにセットされ、これと同時に、図6の下段に示すように、BLNK信号の立下りに応じてFAST_LAT信号がハイレベルにセットされる(すなわち、FAST信号がハイレベルにセットされる)ことで、駆動装置100は回生モードに設定される。それにより、センス抵抗7を流れる電流の向きが変わり、センス電圧ISが負になる。係る場合、FAST_BLNK信号が立ち上がることで、センス電圧ISが正の時(プラス時)の励磁電流の比較手順に続いて、センス電圧ISが負の時(マイナス時)の励磁電流の比較手順が開始される。比較手順は、オートゼロ及び励磁電流の比較を含む。   On the other hand, when the drive device 100 is in the drive mode, that is, when the sense voltage IS is positive (at the time of positive), if the excitation current exceeds the reference value, the comparison result COMPOUT becomes high level, and accordingly, the DECay signal is set to high level. At the same time, as shown in the lower part of FIG. 6, the FAST_LAT signal is set to a high level in response to the fall of the BLNK signal (that is, the FAST signal is set to a high level). Is set to regenerative mode. As a result, the direction of the current flowing through the sense resistor 7 changes and the sense voltage IS becomes negative. In such a case, when the FAST_BLNK signal rises, the excitation current comparison procedure when the sense voltage IS is negative (when minus) starts following the excitation current comparison procedure when the sense voltage IS is positive (when plus). Is done. The comparison procedure includes a comparison of autozero and excitation current.

センス電圧ISが負の時(マイナス時)の励磁電流の比較手順が開始されると、ZERO信号がBLNK_SMPL信号の立ち上がりに応じてハイレベルにセットされ、COMP_SW信号がFAST_LAT信号の立ち上がりに応じてローレベルにセットされ、FAST_SW信号がローレベルのFAST_CMP信号によりローレベルを維持し、SIG信号がローレベルのDAC_PLUS信号及びハイレベルのFAST_LAT信号よりローレベル(−レベル)にセットされる。それにより、図7Cに示すように、センス電圧ISが負の時(マイナス時)のオートゼロが実行される。すなわち、ローレベルのCOMP_SW信号により切替部30のスイッチ32a,34aがオフ状態になり、ローレベルのFAST_SW信号により切り替えスイッチ32c,34cがL端に接続し、ローレベル(−レベル)のSIG信号により切り替えスイッチ34eが−端に接続される。この状態において、さらに、ハイレベルのZERO信号により比較部20のスイッチ22c,24c及びスイッチ部30のスイッチ34dがオン状態になることで、複数のコンパレータ22a,24a,26aのそれぞれの入出力がキャパシタ22b,24bを介して基準値電位DACNに接続されて、オフセット補償される。これと同時に、キャパシタ34bは、基準値電位DACNに接続されてその電位に充電される。ZERO信号がFAST_SMPL信号の立下りに応じてローレベルにセットされ、スイッチ22c,24c,34dがオフ状態になることで、オートゼロが終了する。   When the excitation current comparison procedure when the sense voltage IS is negative (minus) is started, the ZERO signal is set to high level in response to the rise of the BLNK_SMPL signal, and the COMP_SW signal is set to low in response to the rise of the FAST_LAT signal. The FAST_SW signal is maintained at the low level by the low-level FAST_CMP signal, and the SIG signal is set at the low level (−level) by the low-level DAC_PLUS signal and the high-level FAST_LAT signal. Thereby, as shown in FIG. 7C, auto-zero is executed when the sense voltage IS is negative (minus). That is, the switches 32a and 34a of the switching unit 30 are turned off by the low-level COMP_SW signal, the change-over switches 32c and 34c are connected to the L end by the low-level FAST_SW signal, and the low-level (−level) SIG signal The changeover switch 34e is connected to the negative end. In this state, the switches 22c and 24c of the comparison unit 20 and the switch 34d of the switch unit 30 are further turned on by the high level ZERO signal, so that the respective inputs and outputs of the plurality of comparators 22a, 24a and 26a are capacitors. The offset value is compensated by being connected to the reference value potential DACN via 22b and 24b. At the same time, the capacitor 34b is connected to and charged to the reference value potential DACN. The ZERO signal is set to a low level in response to the fall of the FAST_SMPL signal, and the switches 22c, 24c, and 34d are turned off, thereby completing the auto zero.

次に、COMP_SW信号がハイレベルのFAST_LAT信号によりローレベルを維持し、FAST_SW信号がハイレベルのFAST_LAT信号及びFAST_CMP信号の立ち上がりに応じてハイレベルにセットされ、SIG信号がローレベルのDAC_PLUS信号及びハイレベルのFAST_LAT信号よりローレベル(−レベル)を維持する。それにより、図7Dに示すように、センス電圧ISが負の時(マイナス時)の励磁電流の比較が実行される。すなわち、ハイレベルのFAST_SW信号により切り替えスイッチ32c,34cがH端に接続されることで、センス電圧ISが、キャパシタ32bを介すことで電圧DAREF分昇圧されて、比較部20の非反転入力に入力されるとともに、キャパシタ34bに充電された基準値電位DACNが反転入力に入力される。   Next, the COMP_SW signal is maintained at the low level by the high level FAST_LAT signal, the FAST_SW signal is set to the high level in response to the rising of the high level FAST_LAT signal and the FAST_CMP signal, and the SIG signal is set to the low level DAC_PLUS signal and the high level. The low level (−level) is maintained from the level FAST_LAT signal. Thereby, as shown in FIG. 7D, comparison of the excitation current when the sense voltage IS is negative (minus) is executed. That is, when the changeover switches 32c and 34c are connected to the H terminal by the high-level FAST_SW signal, the sense voltage IS is boosted by the voltage DAREF via the capacitor 32b, and is supplied to the non-inverting input of the comparison unit 20. The reference value potential DACN charged in the capacitor 34b is input to the inverting input.

以降、次のサイクルに移行するまで又は循環モードに移行するまで、励磁電流の比較が継続される。   Thereafter, the excitation current comparison is continued until the next cycle or until the circulation mode is entered.

図8のタイミングチャートは、動作モード信号並びに駆動装置の動作モード、電流目標、及び励磁電流の関係を示す。図中の最上段は、電流目標(目標値)、励磁電流、及び動作モードの時間変化を示す。なお、動作モード1は駆動モード(図2A)、動作モード2は循環モード(図2B)、動作モード3は回生モード(図2C)、及び動作モード4は準備モード(図2D)を意味する。第2〜9段目は、それぞれ、比較結果COMPOUT、BLNK信号、FAST_BLNK信号、FASTFALL信号、FAST_LAT信号、DECAY信号、FAST信号、及びPFAST信号の時間変化を示す。   The timing chart of FIG. 8 shows the relationship between the operation mode signal, the operation mode of the driving device, the current target, and the excitation current. The uppermost stage in the figure shows the time change of the current target (target value), the excitation current, and the operation mode. The operation mode 1 means a drive mode (FIG. 2A), the operation mode 2 means a circulation mode (FIG. 2B), the operation mode 3 means a regeneration mode (FIG. 2C), and the operation mode 4 means a preparation mode (FIG. 2D). The second to ninth stages show temporal changes of the comparison results COMPOUT, BLNK signal, FAST_BLNK signal, FASTFALL signal, FAST_LAT signal, DECAY signal, FAST signal, and PFAST signal, respectively.

前提として、時刻t前において、励磁電流は目標値より小さいとする。また、目標値は、時刻tまで一定を維持し、時刻tにてステップ状に下がり、再度一定を維持するものとする。 Given, at time t 0 before the exciting current is set to the target value is smaller than. The target value is maintained constant until time t 4, down stepwise at time t 4, it is assumed to maintain a constant again.

時刻tにて、PFAST信号が立ち上がる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を準備モード(一例として励磁電流を正の印加方向に印加した準備モード)に設定する。それにより、励磁電流は、急速に減衰する。 At time t 0, PFAST signal rises. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to a preparation mode (a preparation mode in which an excitation current is applied in the positive application direction as an example). As a result, the excitation current decays rapidly.

時刻tにて、PFAST信号が立ち下がる。これと同時にBLNK信号が立ち上がることにより、DECAY信号がローレベルにリセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を駆動モードに設定する。それにより、励磁電流は、急速に増大する。 At time t 1, it falls PFAST signal. At the same time, the BLNK signal rises to reset the DECay signal to a low level. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the drive mode. Thereby, the excitation current increases rapidly.

このとき、FAST_LAT信号は、BLNK信号の立下りタイミングで比較結果COMPOUTをサンプルした結果、励磁電流が目標値以下であることからローレベルにセットされ、FASTFALL信号は、FAST_BLNK信号の立ち上がりによりハイレベルにセットされる。それにより、FAST信号はローレベルを維持する。この結果、BLNK信号の立下り後も駆動モードが維持される。   At this time, the FAST_LAT signal is set to the low level because the excitation current is equal to or less than the target value as a result of sampling the comparison result COMPOUT at the falling timing of the BLNK signal, and the FASTFALL signal is set to the high level by the rising of the FAST_BLNK signal. Set. Thereby, the FAST signal is maintained at a low level. As a result, the drive mode is maintained even after the BLNK signal falls.

励磁電流が増大し、時刻tにて目標値を超えると、クロック非同期のタイミングで比較結果COMPOUTが立ち上がる。それにより、DECAY信号がハイレベルにセットされる。このとき、FAST_LAT信号はローレベルであり、FASTFALL信号はローレベルにリセットされることで、FAST信号はローレベルを維持する。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を循環モードとする。この結果、励磁電流は、緩やかに減衰する。 Exciting current increases and exceeds the target value at time t 2, the comparison result COMPOUT rises at the clock asynchronous timing. As a result, the DECay signal is set to a high level. At this time, the FAST_LAT signal is at the low level, and the FASTFALL signal is reset to the low level, so that the FAST signal maintains the low level. In response to this, the driver control unit 44 puts the driving device 100 into the circulation mode. As a result, the excitation current is gradually attenuated.

次のサイクル期間における時刻tにて、PFAST信号が立ち上がり、駆動装置100は準備モード(励磁電流を正の印加方向に印加した準備モード)となる。これにより、励磁電流は、急速に減衰する。 At time t 3 in the next cycle, it rises PFAST signal, the driving device 100 becomes ready mode (ready mode of applying the excitation current in the positive application direction). As a result, the excitation current rapidly decays.

時刻tにて、PFAST信号が立ち下がり、ブランキング信号BLNKが立ち上がって、DECAY信号がローレベルにリセットされる。これに応じて、駆動装置100は駆動モードとなり、励磁電流を急速に増大させる。 At time t 4, it falls and PFAST signal, the rise of the blanking signal BLNK, DECAY signal is reset to a low level. In response to this, the driving device 100 enters the driving mode, and the excitation current is rapidly increased.

さらに、駆動モードでは、励磁電流がセンス抵抗7を正の方向に流れ、正のセンス電圧ISが生じることで、比較部20によるプラス時の励磁電流の比較が開始される。このとき、励磁電流は目標値より大きいため、比較結果COMPOUTはハイレベルになる。   Further, in the drive mode, the excitation current flows in the positive direction through the sense resistor 7 and the positive sense voltage IS is generated, so that the comparison of the excitation current at the plus time by the comparison unit 20 is started. At this time, since the exciting current is larger than the target value, the comparison result COMPOUT becomes high level.

時刻tにて、BLNK信号の立ち下がると、DECAY信号は、比較結果COMPOUTによりハイレベルにセットされる。また、FAST_LAT信号は、BLNK信号の立下りで比較結果COMPOUTをサンプルしてハイレベルにセットされ、FASTFALL信号は、FAST_BLNK信号の立ち上がりによりハイレベルにセットされる。それにより、FAST信号はハイレベルにセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を回生モードに設定する。それにより、励磁電流は、急速に減衰する。 At time t 5, when the fall of the BLNK signal, DECAY signal is set to high level by the comparison result COMPOUT. The FAST_LAT signal is set to a high level by sampling the comparison result COMPOUT at the fall of the BLNK signal, and the FASTFALL signal is set to a high level at the rise of the FAST_BLNK signal. Thereby, the FAST signal is set to a high level. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the regeneration mode. As a result, the excitation current decays rapidly.

なお、回生モードでは、励磁電流がセンス抵抗7を負の方向に流れ、負のセンス電圧ISが生じることで、比較部20によるマイナス時の励磁電流の比較が開始される。また、励磁電流の大きさが目標値を下回らない限り、回生モードが継続される。   In the regenerative mode, the excitation current flows in the negative direction through the sense resistor 7 and a negative sense voltage IS is generated, so that comparison of the excitation current at the minus time by the comparison unit 20 is started. Further, the regeneration mode is continued as long as the magnitude of the excitation current does not fall below the target value.

時刻tにて、励磁電流が目標値を下回る。このとき、センス電圧|IS|は目標値より小さいため、比較結果COMPOUTはハイレベルになる。これに応じて、FASTFALL信号がローレベルにリセットされる。それにより、FAST信号はローレベルにセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を循環モードに設定する。それにより、励磁電流は、緩やかに減衰する。 At time t 6, the exciting current is below the target value. At this time, since the sense voltage | IS | is smaller than the target value, the comparison result COMPOUT becomes a high level. In response to this, the FASTFALL signal is reset to a low level. Thereby, the FAST signal is set to a low level. In response to this, the driver control unit 44 sets the driving device 100 to the circulation mode. As a result, the exciting current is gradually attenuated.

なお、循環モードでは、先述の通り、比較部20による励磁電流の比較が停止するため、次のタイミング信号の発生(t)まで循環モードが維持される。 In the circulation mode, as described above, since the comparison of the excitation current by the comparison unit 20 is stopped, the circulation mode is maintained until the next timing signal is generated (t 7 ).

ここで、マイナス時の励磁電流の比較を実行しない場合、励磁電流はさらに減衰して目標値から大きく乖離し、次のタイミング信号の発生(t)後に駆動モードに設定して励磁電流を目標値に向けて回復することとなる。これに対して、本実施形態ではマイナス時の励磁電流の比較を実行することで、励磁電流は目標値から大きく乖離することなく、すなわち小さいリプルで、目標値に追従することとなる。 Here, when the comparison of the excitation current at minus time is not executed, the excitation current further attenuates and greatly deviates from the target value, and after the next timing signal is generated (t 7 ), the drive mode is set and the excitation current is set as the target. It will recover towards the value. On the other hand, in this embodiment, the excitation current is compared with the minus value, so that the excitation current follows the target value without greatly deviating from the target value, that is, with a small ripple.

時刻tからt10における駆動装置の動作は、時刻tからtにおける動作と同様である。 Operation of the driving apparatus in the t 10 from the time t 7 is similar to the operation in the t 3 from time t 0.

時刻t10にて、PFAST信号が立ち上がる。これに応じて、ドライバ制御部44は、先と同様に、駆動装置100を準備モード(励磁電流を正の印加方向に印加した準備モード)に設定する。それにより、励磁電流は、急速に減衰する。 At time t 10, PFAST signal rises. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the preparation mode (preparation mode in which the excitation current is applied in the positive application direction), as before. As a result, the excitation current decays rapidly.

時刻t11にて、PFAST信号が立ち下がる。これと同時にBLNK信号が立ち上がることにより、DECAY信号がローレベルにリセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を駆動モードに設定する。それにより、励磁電流は、急速に増大する。 At time t 11, it falls PFAST signal. At the same time, the BLNK signal rises to reset the DECay signal to a low level. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the drive mode. Thereby, the excitation current increases rapidly.

時刻t12にて、BLNK信号の立下り及びFAST_BLNK信号の立ち上がりと同時(或いはBLNK信号の発生中)にノイズが発生する等により、励磁電流が過度に増大して目標値を超えたとする。それにより、比較結果COMPOUTが立ち上がる。このとき、FAST_LAT信号は、BLNK信号の立下りで比較結果COMPOUTをサンプルしてハイレベルにセットされ、FASTFALL信号は、FAST_BLNK信号の立ち上がりによりハイレベルにセットされる。それにより、FAST信号はハイレベルにセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、ノイズ等により誤って、駆動装置100を回生モードに設定することとなる。それにより、励磁電流は、急速に減衰して、目標値から離れ始める。しかし、本実施形態では、回生モード、すなわち負のセンス電圧ISが生じる場合において、比較部20によるマイナス時の励磁電流の比較を実行する。 At time t 12, the like noise is generated in the rising simultaneously falling and FAST_BLNK signal (or during the occurrence of the BLNK signal) BLNK signal, the excitation current, exceed the target value is excessively increased. Thereby, the comparison result COMPOUT rises. At this time, the FAST_LAT signal is set to a high level by sampling the comparison result COMPOUT at the falling edge of the BLNK signal, and the FASTFALL signal is set to a high level at the rising edge of the FAST_BLNK signal. Thereby, the FAST signal is set to a high level. In response to this, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the regeneration mode by mistake due to noise or the like. Thereby, the excitation current decays rapidly and begins to deviate from the target value. However, in this embodiment, in the regenerative mode, that is, when the negative sense voltage IS is generated, the comparison of the excitation current at the minus time by the comparison unit 20 is executed.

それにより、時刻t13にて、DECAY信号が比較結果COMPOUTによりハイレベルにセットされる。FAST_LAT信号はハイレベルを維持し、FASTFALL信号はローレベルにリセットされることで、FAST信号はローレベルにセットされる。これに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を循環モードに設定する。従って、励磁電流は、緩やかに減衰することとなる。 Thus, at time t 13, DECAY signal is set to the high level by the comparison result COMPOUT. The FAST_LAT signal is maintained at a high level, and the FASTFALL signal is reset to a low level, whereby the FAST signal is set to a low level. In response to this, the driver control unit 44 sets the driving device 100 to the circulation mode. Therefore, the exciting current is gradually attenuated.

なお、本実施形態の駆動装置100では、動作モードの変更直後においてはノイズ等が発生し比較部20の出力が不安定になり得ることから、ドライバ信号生成部42では、BLNK信号の発生中、比較部20から出力される比較結果COMPOUTをマスク(すなわち、DECAY信号の生成に反映しない)し、駆動装置100の動作モードを駆動モードに設定することとした。それにより、BLNK信号の発生中、励磁電流は増大する。そこで、BLNK信号の発生前にPFAST信号を発生して、駆動装置100を準備モードに設定することとした。PFAST信号の発生中、励磁電流は減衰する。このように、準備モードを設定して励磁電流を減衰させることで、BLNK信号の発生時における励磁電流の増大を相殺し、励磁電流のリプルを抑えることができる。   Note that in the driving device 100 of the present embodiment, noise or the like may occur immediately after the change of the operation mode and the output of the comparison unit 20 may become unstable. Therefore, the driver signal generation unit 42 is generating the BLNK signal, The comparison result COMPOUT output from the comparison unit 20 is masked (that is, not reflected in the generation of the DECay signal), and the operation mode of the drive device 100 is set to the drive mode. Thereby, the excitation current increases during the generation of the BLNK signal. Therefore, the PFAST signal is generated before the BLNK signal is generated, and the driving apparatus 100 is set to the preparation mode. During the generation of the PFAST signal, the excitation current decays. In this way, by setting the preparation mode and attenuating the excitation current, it is possible to cancel the increase in the excitation current when the BLNK signal is generated and suppress the ripple of the excitation current.

なお、本実施形態の駆動装置100では、BLNK信号の発生中、駆動装置100の動作モードを駆動モードに設定することに対応して、BLNK信号の発生前のPFAST信号の発生中、駆動モードの励磁電流の印加方向と同じ方向に励磁電流を印加した準備モードに設定することとした。逆に、BLNK信号の発生中、駆動装置100の動作モードを回生モードに設定し、これに対応して、BLNK信号の発生前のPFAST信号の発生中、回生モードの励磁電流の印加方向と同じ方向に励磁電流を印加した準備モードに設定してもよい。   In the driving apparatus 100 of the present embodiment, during the generation of the BLNK signal, the operation mode of the driving apparatus 100 is set to the driving mode, and the driving mode is changed during the generation of the PFAST signal before the generation of the BLNK signal. It was decided to set the preparation mode in which the excitation current was applied in the same direction as the excitation current application direction. On the contrary, during the generation of the BLNK signal, the operation mode of the driving device 100 is set to the regeneration mode. Correspondingly, during the generation of the PFAST signal before the generation of the BLNK signal, the same direction as the application direction of the excitation current in the regeneration mode. You may set to the preparation mode which applied the exciting current to the direction.

また、本実施形態の駆動装置100において、励磁電流の目標がゼロ(GND)を含む予め定められた範囲内にある場合に、BLNK信号の発生前のPFAST信号の発生中、準備モード、すなわち励磁電流を負の印加方向に印加した駆動モードに設定し、BLNK信号の発生中、励磁電流を正の印加方向に印加した駆動モードに設定してもよい。同様に、PFAST信号の発生中、励磁電流を正の印加方向に印加した駆動モードに設定し、BLNK信号の発生中、励磁電流を負の印加方向に印加した駆動モードに設定してもよい。   Further, in the driving apparatus 100 of the present embodiment, when the excitation current target is within a predetermined range including zero (GND), during the generation of the PFAST signal before the generation of the BLNK signal, the preparation mode, that is, the excitation The driving mode in which the current is applied in the negative application direction may be set, and the driving mode in which the excitation current is applied in the positive application direction may be set during generation of the BLNK signal. Similarly, the drive mode in which the excitation current is applied in the positive application direction may be set during generation of the PFAST signal, and the drive mode in which the excitation current is applied in the negative application direction during generation of the BLNK signal.

図9のタイミングチャートに、励磁電流がゼロに近いときのタイミング信号、駆動装置の動作モード、電流目標(目標値)、及び励磁電流の関係を示す。ここで、目標値は、GND近傍に位置する場合を示す。PFAST信号の立ち上がりに応じて、ドライバ制御部44は、駆動装置100を準備モード(励磁電流を負の印加方向に印加した駆動モード(動作モード4))に設定する。それにより、励磁電流は、GND近傍から急速に減衰する(すなわち、負の方向に増大する)。次に、PFAST信号が立ち下がると同時にブランキング信号BLNKが立ち上がることにより、ドライバ制御部44は、駆動装置100を、駆動モード(励磁電流を正の印加方向に印加した駆動モード(動作モード1))に設定する。それにより、励磁電流は、GNDに向かって急速に増大する(すなわち、負の方向に減衰する)。この駆動モードでは、励磁電流がセンス抵抗7を正の方向に流れ、正のセンス電圧ISが生じることで、比較部20によるプラス時の励磁電流の比較が開始される。次に、BLNK信号が立ち下がることにより、比較部20から出力される比較結果COMPOUTのマスクが解除される。励磁電流が増大し、目標値を超えると、ドライバ制御部44は、駆動装置100を循環モード(動作モード2)に設定する。それにより、励磁電流は、目標値から緩やかに減衰する。以降、同様の動作を繰り返すことで、励磁電流をGND近傍にある電流目標(すなわち、微小な電流目標)に追従させることができる。   The timing chart of FIG. 9 shows the relationship between the timing signal when the exciting current is close to zero, the operation mode of the driving device, the current target (target value), and the exciting current. Here, the target value indicates a case where the target value is located in the vicinity of GND. In response to the rising edge of the PFAST signal, the driver control unit 44 sets the driving device 100 to the preparation mode (the driving mode in which the excitation current is applied in the negative application direction (operation mode 4)). As a result, the excitation current rapidly decays from the vicinity of GND (that is, increases in the negative direction). Next, when the blanking signal BLNK rises simultaneously with the fall of the PFAST signal, the driver control unit 44 causes the drive device 100 to operate in the drive mode (drive mode (operation mode 1) in which excitation current is applied in the positive application direction). ). Thereby, the excitation current increases rapidly toward GND (ie, decays in the negative direction). In this drive mode, excitation current flows in the positive direction through the sense resistor 7 and a positive sense voltage IS is generated, whereby comparison of excitation current at the plus time by the comparison unit 20 is started. Next, when the BLNK signal falls, the masking of the comparison result COMPOUT output from the comparison unit 20 is released. When the excitation current increases and exceeds the target value, the driver control unit 44 sets the drive device 100 to the circulation mode (operation mode 2). As a result, the excitation current gradually attenuates from the target value. Thereafter, by repeating the same operation, the exciting current can be made to follow a current target in the vicinity of GND (that is, a minute current target).

準備モードを利用しない場合、図中に破線を用いて示すように、ブランキング信号BLNKが立ち上がることにより(準備モードを利用しない場合、BLNK信号はPFAST信号の立ち上がりタイミングで立ち上がる)、ドライバ制御部44は、駆動装置100を、駆動モード(動作モード1)に設定する。それにより、励磁電流は、急速に増大する。同時に、比較部20によるプラス時の励磁電流の比較が開始される。次に、BLNK信号が立ち下がり、比較部20から出力される比較結果COMPOUTのマスクが解除され、励磁電流が目標値を超えていることから、ドライバ制御部44は、駆動装置100を循環モード(動作モード2)に設定する。それにより、励磁電流は、緩やかに減衰する。以降、同様の動作を繰り返す。つまり、励磁電流をGND近傍にある電流目標に追従させることはできない。   When the preparation mode is not used, as indicated by a broken line in the drawing, the blanking signal BLNK rises (when the preparation mode is not used, the BLNK signal rises at the rising timing of the PFAST signal), the driver control unit 44 Sets the driving device 100 to the driving mode (operation mode 1). Thereby, the excitation current increases rapidly. At the same time, the comparison of the exciting current at the plus time by the comparison unit 20 is started. Next, since the BLNK signal falls, the mask of the comparison result COMPOUT output from the comparison unit 20 is released, and the excitation current exceeds the target value, the driver control unit 44 causes the drive device 100 to operate in the circulation mode ( Set to operation mode 2). As a result, the exciting current is gradually attenuated. Thereafter, the same operation is repeated. That is, the excitation current cannot follow a current target in the vicinity of GND.

なお、PFAST信号のパルス幅をブランキング信号BLNKのパルス幅より長くするとよい。本実施形態では、先述の通り、PFAST信号のパルス幅を25クロック分、BLNK信号のパルス幅を24クロック分とした。それにより、励磁電流は、BLNK信号のハイレベルが終了して比較結果COMPOUTのマスクが解除された際、準備モードの開始時より低い位置にあることで、GND近傍に位置する電流目標を超えるタイミングを捉えて、駆動モード(動作モード1)から循環モード(動作モード2)へ確実に移行することが可能となる。ここで、PFAST信号のパルス幅は、BLNK信号のパルス幅より、少なくとも比較部20に含まれるコンパレータの応答時間より長くするとよい。PFAST信号のパルス幅は、BLNK信号のパルス幅より、例えば1%、好ましくは0.5%、より好ましくは0.3%長くするとよい。また、励磁電流がGND近傍に位置する電流目標を超えるタイミングを捉える目的において、PFAST信号のパルス幅は、電流目標(目標値)の大きさに応じて、例えば電流目標に比例して、或いは任意の関数を適用して短くすることとしてもよい。   Note that the pulse width of the PFAST signal may be longer than the pulse width of the blanking signal BLNK. In this embodiment, as described above, the pulse width of the PFAST signal is 25 clocks, and the pulse width of the BLNK signal is 24 clocks. Thereby, when the high level of the BLNK signal ends and the masking of the comparison result COMPOUT is released, the excitation current is at a position lower than that at the start of the preparation mode, thereby exceeding the current target located in the vicinity of GND. Thus, it is possible to reliably shift from the drive mode (operation mode 1) to the circulation mode (operation mode 2). Here, the pulse width of the PFAST signal may be longer than at least the response time of the comparator included in the comparison unit 20 than the pulse width of the BLNK signal. The pulse width of the PFAST signal may be longer than the pulse width of the BLNK signal by, for example, 1%, preferably 0.5%, more preferably 0.3%. For the purpose of capturing the timing when the excitation current exceeds the current target located near GND, the pulse width of the PFAST signal is proportional to the current target (target value), for example, proportional to the current target, or arbitrarily It is good also as shortening by applying the function of.

なお、本実施形態の駆動装置100では、駆動モードの設定に先立って、PFAST信号が立ち上がりに応じて準備モード(励磁電流を正の印加方向に印加した準備モード)に設定することとしたが、励磁電流が寄生ダイオードDi2により整流されない程度に大きい場合、言い換えると寄生ダイオードDi2に加わる電圧がその閾電圧より大きい場合、準備モードに代えて回生モードに設定することとしてもよい。   In the driving apparatus 100 of the present embodiment, prior to setting of the driving mode, the PFAST signal is set to the preparation mode (preparation mode in which the excitation current is applied in the positive application direction) according to the rising edge. When the excitation current is large enough not to be rectified by the parasitic diode Di2, in other words, when the voltage applied to the parasitic diode Di2 is larger than the threshold voltage, the regeneration mode may be set instead of the preparation mode.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

5…ドライバ部、6…コイル、7…センス抵抗、10…タイミング生成部、20…比較部、22a,24a,26a…コンパレータ、22b,24b…キャパシタ、22c,24c…スイッチ、30…切替部、32…センス側切替部、32a…スイッチ、32b…キャパシタ、32c…切り替えスイッチ、34…基準値側切替部、34a…スイッチ、34b…キャパシタ、34c,34e…切り替えスイッチ、34d…スイッチ、40…制御部、42…ドライバ信号生成部、42a,42b…SRフリップフロップ(SR−FF)、42c…Dフリップフロップ(D−FF)、42d…NOT回路、42e…AND回路、44…ドライバ制御部、46…スイッチ信号生成部、100…駆動装置、Di1,Di2,Di3,Di4…ダイオード(寄生ダイオード)、Tr1,Tr2,Tr3,Tr4…トランジスタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Driver part, 6 ... Coil, 7 ... Sense resistor, 10 ... Timing generation part, 20 ... Comparison part, 22a, 24a, 26a ... Comparator, 22b, 24b ... Capacitor, 22c, 24c ... Switch, 30 ... Switching part, 32... Sense side switching unit, 32 a... Switch, 32 b .. capacitor, 32 c... Switching switch, 34... Reference value side switching unit, 34 a. 42, driver signal generator, 42a, 42b, SR flip-flop (SR-FF), 42c, D flip-flop (D-FF), 42d, NOT circuit, 42e, AND circuit, 44, driver control unit, 46 ... Switch signal generator, 100 ... Drive device, Di1, Di2, Di3, Di4 ... Diode Parasitic diode), Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 ... transistor.

Claims (6)

コイルに流す電流を制御する制御装置であって、
前記コイルを流れる電流が通過する経路に設けられたセンス抵抗に生じるセンス電圧を基準電圧と比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、電源から前記コイルへと電流を印加する駆動モードおよび前記コイルから前記電源へと電流を回生する回生モードを含む複数の動作モードの中から、前記コイルの動作モードを決定する制御部と、
決定された前記動作モードに応じた向きの電流に対応する前記基準電圧の値を選択して前記比較部に供給する切替部と、
を備え、
前記センス抵抗は、前記駆動モードおよび前記回生モードによって異なる向きに電流
前記切替部は、予め定められたオフセット電圧を発生するためのキャパシタと、前記センス抵抗と前記比較部との間に前記キャパシタを接続するか否かを切り替えるスイッチ部と、を有し、
前記切替部は、前記回生モードにおいて、前記スイッチ部を操作して前記センス抵抗と前記比較部との間に前記キャパシタを接続することにより前記センス電圧に前記オフセット電圧を加える、
制御装置。
A control device for controlling a current flowing through a coil,
A comparison unit that compares a sense voltage generated in a sense resistor provided in a path through which a current flowing through the coil passes with a reference voltage;
The operation of the coil is selected from a plurality of operation modes including a drive mode for applying a current from a power source to the coil and a regeneration mode for regenerating a current from the coil to the power source based on the comparison result of the comparison unit. A control unit for determining the mode;
A switching unit to select a value of the reference voltage corresponding to the direction of the current corresponding to the determined said operation mode is set to supply to the comparison unit,
With
Wherein the sense resistor, current is flow in a different direction by the drive mode and the regenerative mode,
The switching unit includes a capacitor for generating a predetermined offset voltage, and a switch unit for switching whether to connect the capacitor between the sense resistor and the comparison unit,
The switching unit applies the offset voltage to the sense voltage by operating the switch unit and connecting the capacitor between the sense resistor and the comparison unit in the regeneration mode.
Control device.
前記スイッチ部は、前記センス抵抗と前記比較部との間に前記キャパシタを接続していない期間の少なくとも一部において、前記キャパシタに前記オフセット電圧を供給する
請求項に記載の制御装置。
The control device according to claim 1 , wherein the switch unit supplies the offset voltage to the capacitor during at least a part of a period in which the capacitor is not connected between the sense resistor and the comparison unit.
前記制御部は、予め定められたサイクル期間内において、
前記コイルの動作モードを前記駆動モードとして、予め定められた第1タイミングで前記比較部による第1の比較結果を取得し、
前記第1の比較結果に基づいて、前記コイルに予め定められた基準電流を超える電流が流れている場合に前記コイルの動作モードを前記回生モードに切り替え、
前記第1タイミング以降において、前記駆動モードの場合に前記コイルに前記基準電流を超える電流が流れたこと、または前記回生モードの場合に前記コイルに流れる電流が前記基準電流以下となったことを条件として、前記コイルで電流を循環させる循環モードに切り替える
請求項1または2に記載の制御装置。
The control unit, within a predetermined cycle period,
The operation mode of the coil is set as the drive mode, and a first comparison result by the comparison unit is obtained at a predetermined first timing,
Based on the first comparison result, when a current exceeding a predetermined reference current flows through the coil, the operation mode of the coil is switched to the regeneration mode,
After the first timing, it is a condition that a current exceeding the reference current flows in the coil in the drive mode, or a current flowing in the coil in the regeneration mode is equal to or less than the reference current. as a control apparatus according to claim 1 or 2 is switched to the circulation mode for circulating a current in the coil.
前記駆動モードおよび前記回生モードにおける前記比較部の比較の前に、前記比較部を較正する較正部を更に備える請求項1からのいずれか一項に記載の制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a calibration unit that calibrates the comparison unit before the comparison of the comparison unit in the driving mode and the regeneration mode. 当該制御装置は、モータの前記コイルに流す電流を制御する請求項1からのいずれか一項に記載の制御装置。 The said control apparatus is a control apparatus as described in any one of Claim 1 to 4 which controls the electric current sent through the said coil of a motor. 請求項に記載の制御装置と、
前記モータと、
を備える駆動装置。
A control device according to claim 5 ;
The motor;
A drive device comprising:
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