JP6739215B2 - モータ駆動回路、振動装置および電子機器 - Google Patents
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Description
TCUR+TCORR≦TPRE
を満たしたときに逆転ブレーキを終了してもよい。
を満たしたときに逆転ブレーキを終了してもよい。
矩形信号のレベル遷移の回数が小さければロータの正転方向のトルクが小さいものと推定し、逆転ブレーキの出力を低下させることができる。
通常駆動状態が短ければ、ロータの正転方向のトルクが小さいものと推定し、逆転ブレーキの出力を低下させることができる。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
回路を1つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図1は、第1の実施の形態に係るモータ駆動回路100のブロック図である。モータ駆動回路100は、単相ブラシレスモータ(以下、単にモータという)2を駆動する。ホール素子4は、モータ2のロータの位置に応じた一対のホール信号H+,H−を生成する。ホール信号H+,H−は互いに逆相である。
TCUR’≦TPRE
を満たすとき、言い換えれば
TCUR+TCORR≦TPRE
を満たすときに終了信号S7aをアサートする。
図4では、現在の周期TCURを補正したが、反対に過去の周期TPREを補正してもよい。この場合、メモリ150から読み出した値から、補正値TCORRを減算し、補正された周期TPRE’を生成し、TPREとTCURを比較してもよい。
第1の実施の形態では、逆転ブレーキを開始した後、所定時間TENDが経過すると、逆転ブレーキを終了することとしたが、本発明はそれには限定されない。図5は、第2変形例に係る逆転ブレーキ制御部114aのブロック図である。第2変形例では、逆転ブレーキの期間において発生した矩形信号S2の切り替わり回数(エッジの個数)がしきい値を超えたことを第2条件としてもよい。
第1の実施の形態では、第1条件、第2条件のいずれかが満たされた場合に逆転ブレーキを終了することとしたが、第2条件は省略してもよい。この場合、図4のタイマー回路160および論理ゲート164は省略してもよい。
第1の実施の形態では、現在の周期TCURと過去の周期TPREの大小関係にもとづいて、逆転ブレーキを終了したが、本発明はそれには限定されない。たとえば連続する複数(たとえば3個以上)の周期に注目し、周期に短縮傾向が見られるときに、逆転ブレーキを終了してもよい。
ホールコンパレータ102は、ホール素子4を含むホールICに内蔵されてもよい。あるいはホール素子4がモータ駆動回路100に内蔵されてもよい。
第1の実施の形態では、ホール素子からのホール信号を利用して転流制御を行い、逆転防止の制御するモータ駆動回路100を説明したが、ホール素子からホール信号に代えて、それ以外の回転数情報を含む信号を用いてもよい。
第2の実施の形態について、図1を参照して説明する。基本構成については、第1の実施の形態と同様であるから、共通点に関する説明は省略し、その相違点を説明する。
制御指令S1がロータの回転を指示する間、通電制御部112は、矩形信号S2にもとづいて転流制御を行い、モータ2に目標回転数に応じたデューティ比を有する駆動電圧Vo+/Vo−を供給する。通常駆動状態におけるデューティ比は固定値であってもよく、あるいは100%であってもよい。
モータ駆動回路100aの逆転ブレーキ制御部114aは、通常駆動状態において発生した矩形信号S2の切り替わり回数に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。逆転ブレーキ制御部114aは、エッジカウンタ116、周期測定部118、駆動部130を含む。エッジカウンタ116は、通常駆動状態において、矩形信号S2のエッジの個数を計測する。判定部120は、エッジカウンタ116のカウント値S4に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。
図7(a)、(b)は、図6のモータ駆動回路100aの動作波形図である。本明細書における波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。
モータ駆動回路100bの逆転ブレーキ制御部114bは、通常駆動状態の長さに応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。逆転ブレーキ制御部114bは、図6のエッジカウンタ116に代えてタイマー回路122を備える。タイマー回路122は、通常駆動状態の長さを測定し、測定した長さを示す区間長データS6を生成する。タイマー回路122は、通常駆動状態中に、クロック信号をカウントアップ(あるいはカウントダウン)するデジタルタイマーであってもよい。別の実施の形態においてタイマー回路122はアナログタイマーであってもよい。判定部120は、タイマー回路122の測定時間に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させる。
図9(a)、(b)は、図8のモータ駆動回路100bの動作波形図である。図9(a)を参照する。時刻t0に制御指令S1が回転を指示するハイレベルとなる。これにより制御部110はモータ2への通電を開始する。モータ2の回転数の上昇にともない、矩形信号S2の周期が短くなっていく。通常駆動状態の長さを示す区間長データS6は、時間とともに増大していく。タイマー回路122のビット幅は有限であるため、区間長データS6がある上限値に達すると、カウントアップが停止する。
第2の実施の形態では、反転のおそれがある場合に、逆転ブレーキの出力をゼロとしたが本発明はそれには限定されない。たとえば反転のおそれがある場合に、逆転ブレーキの出力を、ゼロより大きく、定格出力より小さい値、たとえば5〜30%程度としてもよい。
あるいは、反転のおそれがある場合の逆転ブレーキの出力を、その前の通常駆動状態に応じて適応的に変化させてもよい。たとえば、通常駆動状態で測定された矩形信号S2のエッジの個数が少ないほど、逆転ブレーキの出力を低下させてもよいし、通常駆動状態の長さが短いほど、逆転ブレーキの出力を低下させてもよい。
第2の実施の形態では、矩形信号S2の周期TPがしきい値Bを超えると、逆転ブレーキ期間を終了したが本発明はそれに限定されない。第9変形例では、逆転ブレーキの期間において発生した矩形信号S2の切り替わり回数(エッジの個数)がしきい値を超えたことを契機として、逆転ブレーキを終了する。図6の第1実施例に第9変形例を適用する場合、エッジカウンタ116を用いて、逆転ブレーキの期間中の矩形信号S2のエッジの個数をカウントすることができる。判定部120は、逆転ブレーキ中に発生したエッジの個数S4がしきい値Dを超えると、逆転ブレーキを終了する。
第10変形例では、逆転ブレーキ期間の長さが所定時間TENDに達すると、逆転ブレーキを終了する。図8の第2実施例に第10変形例を適用する場合、タイマー回路122を用いて、逆転ブレーキの期間の長さを測定すればよい。判定部120は、タイマー回路122が測定した逆転ブレーキの期間を所定時間TENDと比較する。
ホールコンパレータ102は、ホール素子4を含むホールICに内蔵されてもよい。あるいはホール素子4がモータ駆動回路100に内蔵されてもよい。
第2の実施の形態では、ホール素子からのホール信号を利用して転流制御を行い、逆転防止の制御するモータ駆動回路100を説明したが、ホール素子からホール信号に代えて、それ以外の回転数情報を含む信号を用いてもよい。
続いて第1あるいは第2の実施の形態で説明したモータ駆動回路100の用途を説明する。図10(a)は、モータ駆動回路100を備える電子機器300aの斜視図であり、図10(b)は、振動モータユニットの断面図である。
Claims (27)
- 駆動対象のモータのロータの位置を示す矩形信号にもとづいて前記モータのコイルへの通電を制御する駆動信号を生成する制御部と、
前記駆動信号にもとづいて前記コイルを駆動する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、逆転ブレーキの期間中、前記矩形信号の周期を監視し、現在の前記矩形信号の周期をT CUR 、過去の周期をT PRE 、0より大きい所定の補正値をT CORR とするとき、
T CUR +T CORR ≦T PRE
を満たしたときに前記逆転ブレーキを終了することを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記過去の周期は、1回前に測定された周期であることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。
- 前記過去の周期は、直近の所定回数に渡り測定された複数の周期にもとづくことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動回路。
- ホール素子からの互いに逆相の一対のホール信号を比較し、前記矩形信号を生成するホールコンパレータをさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、逆転ブレーキの期間において、前記矩形信号の周期が所定のしきい値より長くなると、逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、逆転ブレーキの期間において、前記矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、前記エッジカウンタのカウント値が所定のしきい値を超えると、逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、逆転ブレーキの期間の長さを測定するタイマー回路を含み、逆転ブレーキの期間が所定時間に到達すると、逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、
前記矩形信号の周期を測定し、測定した周期を示す周期データを生成する周期測定部と、
所定時間を保持する第1レジスタと、
逆転ブレーキ開始後の経過時間を測定し、前記所定時間の経過後に、第1終了信号をアサートするタイマー回路と、
補正値T CORR を保持する第2レジスタと、
前記周期データにもとづく過去の周期T PRE を保持するメモリと、
前記周期データが示す前記現在の周期T CUR に、前記補正値T CORR を加算する加算器と、
前記加算器の出力であるT CUR +T CORR を、前記メモリに保持される前記過去の周期T PRE と比較し、T CUR +T CORR ≦T PRE を満たすときに第2終了信号をアサートする比較器と、
前記第1終了信号および前記第2終了信号の少なくとも一方がアサートされると、アサートされる第3終了信号を生成する論理回路と、
を備え、前記第3終了信号のアサートに応じて前記逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のモータ駆動回路。 - ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- ロータに偏心錘が取り付けられた振動モータと、
前記振動モータを回転させる請求項1から9のいずれかに記載のモータ駆動回路と、
を備えることを特徴とする振動装置。 - 請求項10に記載の振動装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 駆動対象のモータのロータの位置を示す矩形信号にもとづいて前記モータのコイルへの通電を制御する駆動信号を生成する制御部と、
前記駆動信号にもとづいて前記コイルを駆動する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、通常駆動状態の開始からの前記矩形信号の累積の切り替わり回数を測定し、前記モータの通常駆動状態において前記モータの停止指示を受けると、測定した前記矩形信号の切り替わり回数に応じて、逆転ブレーキの出力を変化させることを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記制御部は、前記通常駆動状態において、前記矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、前記エッジカウンタのカウント値に応じて、前記逆転ブレーキの出力を変化させることを特徴とする請求項12に記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記モータの停止指示を受けたときに、それまでに計測された前記矩形信号のエッジの個数が所定のしきい値より小さいとき、大きいときに比べて前記逆転ブレーキの出力を低下させることを特徴とする請求項13に記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記モータの停止指示を受けたときに、それまでに計測された前記矩形信号のエッジの個数が所定のしきい値より小さいとき、逆転ブレーキを掛けないことを特徴とする請求項13に記載のモータ駆動回路。
- 駆動対象のモータのロータの位置を示す矩形信号にもとづいて前記モータのコイルへの通電を制御する駆動信号を生成する制御部と、
前記駆動信号にもとづいて前記コイルを駆動する駆動部と、
を備え、
前記制御部は、通常駆動状態の開始からの経過時間を測定し、前記モータの停止指示を受けると、測定した前記経過時間の長さに応じて、逆転ブレーキの出力を変化させることを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記制御部は、前記通常駆動状態の開始からの経過時間を測定するタイマー回路を含み、前記タイマー回路の測定時間に応じて、前記逆転ブレーキの出力を変化させることを特徴とする請求項16に記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記モータの停止指示を受けたときに、前記測定時間が所定のしきい値より短いとき、長いときに比べて前記逆転ブレーキの出力を低下させることを特徴とする請求項17に記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記モータの停止指示を受けたときに、前記測定時間が所定のしきい値より短いとき、前記逆転ブレーキを掛けないことを特徴とする請求項17または18に記載のモータ駆動回路。
- ホール素子からの互いに逆相の一対のホール信号を比較し、前記矩形信号を生成するホールコンパレータをさらに備えることを特徴とする請求項12から19のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記逆転ブレーキの期間中、前記矩形信号の周期を監視し、測定した周期が所定の第1しきい値より短くなると、前記逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項12から20のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記逆転ブレーキの期間中、前記矩形信号のエッジの個数を計測し、計測したエッジの個数が所定の第2しきい値を超えると、前記逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項12から20のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- 前記制御部は、前記通常駆動状態および前記逆転ブレーキの期間それぞれにおいて、前記矩形信号のエッジの個数を計測するエッジカウンタを含み、
前記モータの停止指示を受けたときに、前記通常駆動状態において得られた前記エッジカウンタのカウント値に応じて、前記逆転ブレーキの出力を変化させ、
前記逆転ブレーキの期間中、前記エッジカウンタのカウント値が所定の第2しきい値を超えると、前記逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項12に記載のモータ駆動回路。 - 前記制御部は、前記逆転ブレーキの期間の長さを測定し、前記逆転ブレーキの期間の長さが所定の第3しきい値を超えると、前記逆転ブレーキを終了することを特徴とする請求項12から20のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項12から24のいずれかに記載のモータ駆動回路。
- ロータに偏心錘が取り付けられた振動モータと、
前記振動モータを回転させる請求項12から25のいずれかに記載のモータ駆動回路と、
を備えることを特徴とする振動装置。 - 請求項26に記載の振動装置を備えることを特徴とする電子機器。
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