JP7249740B2 - MOTOR DRIVE DEVICE, MOTOR SYSTEM, FAN MOTOR AND MOTOR DRIVING METHOD - Google Patents

MOTOR DRIVE DEVICE, MOTOR SYSTEM, FAN MOTOR AND MOTOR DRIVING METHOD Download PDF

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Description

本発明は、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法に関する。 The present invention relates to a motor drive device, a motor system, a fan motor, and a motor drive method.

モータが異物等によりロックした場合、モータへの通電を停止するロック保護回路と、外部コントローラからの制御信号がモータの停止を所定時間以上継続して指示した場合、ロック保護回路を非アクティブとするロック制御部とを備える駆動回路が知られている。このような駆動回路によれば、モータへの通電がロック保護回路により停止していても、モータの停止を指示する制御信号が所定時間以上継続して入力されると、ロック保護回路が非アクティブとなる。したがって、ロック保護回路が非アクティブになってからモータの駆動を制御信号により指示すれば、モータを速やかに始動させることができる。このような機能は、クイックスタート機能とも称される。 A lock protection circuit that stops power supply to the motor when the motor is locked due to a foreign object, etc., and deactivates the lock protection circuit when a control signal from an external controller instructs the motor to stop continuously for a predetermined time or longer. A drive circuit with a lock control is known. According to such a drive circuit, even if the power supply to the motor is stopped by the lock protection circuit, the lock protection circuit becomes inactive when the control signal instructing to stop the motor is continuously input for a predetermined time or longer. becomes. Therefore, if the control signal instructs the motor to be driven after the lock protection circuit becomes inactive, the motor can be quickly started. Such a function is also called a quick start function.

2010-220462号公報2010-220462 publication

クイックスタート機能を備えるモータ駆動装置では、ロック保護回路が上述のように非アクティブとなってから、制御信号の大きさが所定の稼働閾値電圧をクロスすると、クイックスタートが稼働する。一方、クイックスタート機能を備えるモータ駆動装置に、所定の設定電圧によって設定される設定速度でモータを回転させる機能が備えられている場合がある。しかしながら、従来のモータ駆動装置では、モータの回転速度を設定するそのような設定電圧を調整(変更)すると、クイックスタートの稼働閾値電圧が変わってしまう場合がある。 In a motor drive having a quick start function, after the lock protection circuit is deactivated as described above, quick start is activated when the magnitude of the control signal crosses a predetermined activation threshold voltage. On the other hand, a motor driving device having a quick start function may have a function of rotating the motor at a set speed set by a predetermined set voltage. However, in a conventional motor drive device, adjusting (changing) such a set voltage that sets the rotational speed of the motor may change the operating threshold voltage for quick start.

そこで、本開示は、モータの回転速度を設定する設定電圧とクイックスタートの稼働閾値電圧とを独立に調整できる、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法を提供する。 Accordingly, the present disclosure provides a motor drive device, a motor system, a fan motor, and a motor drive method that can independently adjust a set voltage that sets the rotation speed of the motor and an operation threshold voltage for quick start.

本開示は、
モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記モータのロックが検出された場合、前記駆動部が前記モータへの通電を停止するように前記駆動制御部に対して指令するロック保護部と、
速度制御端子と、
前記速度制御端子へ入力される速度指令電圧が、前記モータの最低設定速度を任意の値に設定可能な所定の設定電圧と第1の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する速度制御部と、
前記速度指令電圧が前記第1の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記ロック保護部を非アクティブにするロック保護制御部とを備え、
クイックスタートの稼働閾値電圧を、前記設定電圧と独立に調整可能な又は前記設定電圧を調整しても不変な第2の閾値電圧とするとき、
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第1の閾値電圧との間の前記第2の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、モータ駆動装置を提供する。
This disclosure is
a drive unit that drives the motor;
a drive control unit that controls the drive unit;
a lock protection unit that instructs the drive control unit to stop the energization of the motor from the drive unit when the lock of the motor is detected;
a speed control terminal;
When the speed command voltage input to the speed control terminal has a magnitude between a predetermined set voltage capable of setting the minimum set speed of the motor to an arbitrary value and a first threshold voltage, the set voltage a speed control unit that commands the drive control unit so that the drive unit rotates the motor at a set speed set by
Lock protection control for deactivating the lock protection section when the voltage state in which the speed command voltage is opposite to the set voltage with respect to the first threshold voltage continues for a predetermined duration or longer. and
When the quick start activation threshold voltage is a second threshold voltage that can be adjusted independently of the set voltage or that is invariant when the set voltage is adjusted,
When the speed command voltage crosses the second threshold voltage between the set voltage and the first threshold voltage after the voltage state continues for the duration time or longer, the speed control unit controls the set speed. and commands the drive control unit to rotate the motor by the drive unit.

また、本開示は、
当該モータ駆動装置と、前記モータとを備える、モータシステムを提供する。
This disclosure also provides
A motor system including the motor driving device and the motor is provided.

また、本開示は、
当該モータ駆動装置と、前記モータと、前記モータにより回転するファンとを備える、ファンモータを提供する。
This disclosure also provides
A fan motor is provided that includes the motor drive device, the motor, and a fan rotated by the motor.

また、本開示は、
モータのロックが検出された場合、前記モータへの通電を停止するように指令し、
入力される速度指令電圧が、前記モータの最低設定速度を任意の値に設定可能な所定の設定電圧と第1の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記モータを回転させるように指令し、
前記速度指令電圧が前記第1の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記モータのロック検出による前記モータへの通電停止指令を非アクティブにし、
クイックスタートの稼働閾値電圧を、前記設定電圧と独立に調整可能な又は前記設定電圧を調整しても不変な第2の閾値電圧とするとき、
前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第1の閾値電圧との間の前記第2の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記モータを回転させるように指令する、モータ駆動方法を提供する。
This disclosure also provides
commanding to stop energizing the motor if lock of the motor is detected;
If the input speed command voltage has a magnitude between a predetermined set voltage capable of setting the minimum set speed of the motor to an arbitrary value and a first threshold voltage, the setting is set by the set voltage. commanding the motor to rotate at a speed;
When a voltage state in which the speed command voltage is on the opposite side of the first threshold voltage from the set voltage continues for a predetermined duration or longer, energization to the motor is stopped due to lock detection of the motor. deactivate the directive,
When the quick start activation threshold voltage is a second threshold voltage that can be adjusted independently of the set voltage or that is invariant when the set voltage is adjusted,
If the speed command voltage crosses the second threshold voltage between the set voltage and the first threshold voltage after the voltage state continues for the duration time or longer, the motor is rotated at the set speed. To provide a method for driving a motor.

本開示の技術によれば、モータの回転速度を設定する設定電圧とは別に、クイックスタートの稼働閾値電圧として第2の閾値電圧が設けられているので、モータの回転速度を設定する設定電圧とクイックスタートの稼働閾値電圧とを独立に調整できる。 According to the technology of the present disclosure, in addition to the set voltage for setting the rotation speed of the motor, the second threshold voltage is provided as the operation threshold voltage for quick start. It can be adjusted independently of the quick start activation threshold voltage.

本開示に係る実施形態のモータシステムの構成を例示するブロック図である。1 is a block diagram illustrating the configuration of a motor system according to an embodiment of the present disclosure; FIG. ロック保護機能を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining a lock protection function; 速度指令電圧とデューティ比との対応関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a correspondence relationship between a speed command voltage and a duty ratio; 速度指令電圧とデューティ比とモータの回転速度との関係を例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between a speed command voltage, a duty ratio, and the rotational speed of a motor; デューティ比の生成を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining generation of a duty ratio; クイックスタート機能を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining a quick start function;

以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態におけるモータシステムの構成を例示するブロック図である。図1に示されるモータシステム1は、モータ80の回転動作を制御するシステムの一例である。モータシステム1は、モータ80と、モータ駆動装置100とを少なくとも備える。 FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a motor system according to this embodiment. A motor system 1 shown in FIG. 1 is an example of a system that controls the rotational operation of a motor 80 . The motor system 1 includes at least a motor 80 and a motor driving device 100 .

モータ80は、少なくとも一つの電機子コイル(以下、単に「コイル」とも称する)を有する。モータ80は、例えば、一つのコイル80aを有する単相全波モータである。コイル80aの両端は、モータ駆動装置100の駆動部2に接続される。本実施形態では、コイル80aの第1のコイル端は、モータ駆動装置100の第1の駆動端子11に接続されており、第1の駆動端子11を介して駆動部2の第1の接続ノードn1に接続されている。一方、コイル80aの第2のコイル端は、モータ駆動装置100の第2の駆動端子12に接続されており、第2の駆動端子12を介して駆動部2の第2の接続ノードn2に接続されている。 The motor 80 has at least one armature coil (hereinafter also simply referred to as "coil"). Motor 80 is, for example, a single-phase full-wave motor having one coil 80a. Both ends of the coil 80 a are connected to the driving section 2 of the motor driving device 100 . In this embodiment, the first coil end of the coil 80 a is connected to the first drive terminal 11 of the motor drive device 100 , and the first connection node of the drive section 2 is connected via the first drive terminal 11 . n1. On the other hand, the second coil end of the coil 80a is connected to the second drive terminal 12 of the motor drive device 100, and is connected to the second connection node n2 of the drive section 2 via the second drive terminal 12. It is

モータ80の具体例として、送風用のファン70を回転させる直流ブラシレスモータなどが挙げられる。図1において、モータ80が送風用のファン70を回転させるモータである場合、モータシステム1は、ファン70を構成要素として備えるファンモータである。ファン70がモータ80により回転することにより発生する風力によって、例えば、機器の内部で発生する熱を機器の外部に排出し、機器の内部を冷却することができる。当該機器の具体例として、冷蔵庫等の家電製品、コピー機等のOA機器、パーソナルコンピュータなどが挙げられるが、当該機器はこれらに限られない。 A specific example of the motor 80 is a DC brushless motor that rotates the fan 70 for blowing air. In FIG. 1, when the motor 80 is a motor that rotates the fan 70 for blowing air, the motor system 1 is a fan motor that includes the fan 70 as a component. The wind force generated by the rotation of the fan 70 by the motor 80 can, for example, discharge heat generated inside the device to the outside of the device to cool the inside of the device. Specific examples of the equipment include household appliances such as refrigerators, OA equipment such as copiers, and personal computers, but the equipment is not limited to these.

モータ駆動装置100は、モータ80を駆動する。モータ駆動装置100は、例えば、複数の外部接続端子を有するIC(集積回路)である。図1には、複数の外部接続端子として、第1の駆動端子11、第2の駆動端子12、過電流設定端子13、周波数出力端子14、基準電圧出力端子15、選択端子16、速度制御端子17、速度設定端子18、電源端子19及びグランド端子20が示されている。 Motor driving device 100 drives motor 80 . The motor drive device 100 is, for example, an IC (Integrated Circuit) having a plurality of external connection terminals. FIG. 1 shows a plurality of external connection terminals including a first drive terminal 11, a second drive terminal 12, an overcurrent setting terminal 13, a frequency output terminal 14, a reference voltage output terminal 15, a selection terminal 16, and a speed control terminal. 17, a speed setting terminal 18, a power supply terminal 19 and a ground terminal 20 are shown.

モータ駆動装置100は、駆動部2、駆動制御部3、速度制御部4、位相検出部5、周波数発生器6、ロック保護部71、ロック保護制御部72、過電流検出部8、発振器9及び基準電圧生成部10を備える。 The motor drive device 100 includes a drive section 2, a drive control section 3, a speed control section 4, a phase detection section 5, a frequency generator 6, a lock protection section 71, a lock protection control section 72, an overcurrent detection section 8, an oscillator 9 and A reference voltage generator 10 is provided.

駆動部2は、駆動制御部3によって生成される複数の駆動信号に従って、モータ80のコイル80aに駆動電流Iを流すことによって、モータ80のロータを回転させる出力段である。 The drive unit 2 is an output stage that rotates the rotor of the motor 80 by causing a drive current IO to flow through the coil 80a of the motor 80 according to a plurality of drive signals generated by the drive control unit 3 .

駆動部2は、例えば、トランジスタ21~24を有する単相インバータである。トランジスタ21,23は、電源端子19に内部電源ラインを介して接続されるハイサイドのスイッチング素子である。電源端子19には、直流の電源電圧VDDが入力される。トランジスタ22,24は、GND(グランド)に接続されるローサイドのスイッチング素子である。 The drive unit 2 is, for example, a single-phase inverter having transistors 21-24. The transistors 21 and 23 are high-side switching elements connected to the power supply terminal 19 via an internal power supply line. A DC power supply voltage VDD is input to the power supply terminal 19 . The transistors 22 and 24 are low-side switching elements connected to GND (ground).

本実施形態では、トランジスタ22,24は、過電流設定端子13に接続され、過電流設定端子13に外部接続される抵抗13aを介してグランドに接続される。過電流検出部8は、抵抗13aに流れる電流の電流値が過電流検出閾値を超えたことを検出した場合、駆動部2又はコイル80aに過電流が検出されたことを示す過電流検出信号を駆動制御部3に対して出力する。過電流検出閾値は、抵抗13aの抵抗値によって調整可能である。駆動制御部3は、過電流検出信号を検知した場合、モータ80への通電が停止するように駆動部2を制御する。 In this embodiment, the transistors 22 and 24 are connected to the overcurrent setting terminal 13 and grounded via a resistor 13a externally connected to the overcurrent setting terminal 13. FIG. When the overcurrent detection unit 8 detects that the current value of the current flowing through the resistor 13a exceeds the overcurrent detection threshold value, the overcurrent detection unit 8 outputs an overcurrent detection signal indicating that an overcurrent has been detected in the drive unit 2 or the coil 80a. Output to the drive control unit 3 . The overcurrent detection threshold can be adjusted by the resistance value of the resistor 13a. The drive control unit 3 controls the drive unit 2 so as to stop the energization of the motor 80 when the overcurrent detection signal is detected.

なお、過電流検出部8及び過電流設定端子13がない場合、トランジスタ22,24は、グランド端子20に内部グランドラインを介して接続されてもよい。グランド端子20は、モータ駆動装置100の外部でGND(グランド)に接続される。 If the overcurrent detection section 8 and the overcurrent setting terminal 13 are not provided, the transistors 22 and 24 may be connected to the ground terminal 20 via an internal ground line. The ground terminal 20 is connected to GND (ground) outside the motor drive device 100 .

本実施形態において、トランジスタ21とトランジスタ22とが接続される第1の接続ノードn1は、第1の駆動端子11に接続されており、第1の駆動端子11を介してモータ80のコイル80aの一端に接続されている。一方、トランジスタ23とトランジスタ24とが接続される第2の接続ノードn2は、第2の駆動端子12に接続されており、第2の駆動端子12を介してモータ80のコイル80aの他端に接続されている。 In this embodiment, the first connection node n1 to which the transistor 21 and the transistor 22 are connected is connected to the first drive terminal 11, and the coil 80a of the motor 80 is connected via the first drive terminal 11. connected at one end. On the other hand, the second connection node n2 to which the transistor 23 and the transistor 24 are connected is connected to the second drive terminal 12, and is connected to the other end of the coil 80a of the motor 80 via the second drive terminal 12. It is connected.

トランジスタ21~24は、駆動制御部3からのそれぞれに対応する駆動信号に従って、オン又はオフとなるスイッチング素子である。トランジスタ21~24等のスイッチング素子の具体例として、MOFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が挙げられるが、これに限られない。 The transistors 21 to 24 are switching elements that are turned on or off according to corresponding drive signals from the drive control section 3 . Specific examples of switching elements such as the transistors 21 to 24 include, but are not limited to, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors).

駆動制御部3は、位相検出部5から出力されるパルス状の位相検出信号Hinに基づいてモータ80のロータの回転位置を検出する。駆動制御部3は、検出したロータの回転位置に応じてモータ80に印加する電圧の極性を駆動部2により反転させながら、モータ80の回転速度が速度制御部4により生成されるデューティ比Dに対応する目標回転速度(零を含む)になるように駆動部2を制御する。 The drive control section 3 detects the rotational position of the rotor of the motor 80 based on the pulse-like phase detection signal Hin output from the phase detection section 5 . The drive control unit 3 causes the drive unit 2 to reverse the polarity of the voltage applied to the motor 80 according to the detected rotational position of the rotor so that the rotational speed of the motor 80 reaches the duty ratio D generated by the speed control unit 4. The drive unit 2 is controlled to achieve the corresponding target rotational speed (including zero).

位相検出部5は、モータ80のロータの位相を検出し、検出した位相に応じてパルスエッジが反転するパルス信号(位相検出信号Hin)を駆動制御部3及びロック保護部71に出力する。位相検出信号Hinの周波数は、モータ80のロータの回転速度に応じて変化する。モータ80のロータの回転が停止している状態では、位相検出信号Hinは、パルス状でない一定の信号レベルとなる。 The phase detection unit 5 detects the phase of the rotor of the motor 80 and outputs a pulse signal (phase detection signal H in ) whose pulse edge is inverted according to the detected phase to the drive control unit 3 and the lock protection unit 71 . The frequency of the phase detection signal H in changes according to the rotation speed of the rotor of the motor 80 . When the rotor of the motor 80 stops rotating, the phase detection signal Hin has a constant signal level that is not pulse-like.

位相検出部5は、例えば、ホールセンサ51、アンプ52及びヒステリシスコンパレータ53を有する。ホールセンサ51は、互いに逆相の一対の位相信号を出力する。ホールセンサ51は、例えば、モータ80のロータの近傍に配置され、モータ80のロータの位相を検出するホール素子を有する。ホールセンサ51は、ロータの駆動用主磁界をホール素子により検出することで、コイル80aに対するロータの回転位置(回転位相)に対応する一対の位相信号を出力する。アンプ52は、ホールセンサ51から出力される一対の位相信号を増幅してヒステリシスコンパレータ53に供給する。ヒステリシスコンパレータ53は、アンプ52から供給される一対の位相信号をパルス状の位相検出信号Hinに変換して出力する。 The phase detector 5 has, for example, a Hall sensor 51, an amplifier 52, and a hysteresis comparator 53. The Hall sensor 51 outputs a pair of phase signals having phases opposite to each other. The Hall sensor 51 has, for example, a Hall element arranged near the rotor of the motor 80 and detecting the phase of the rotor of the motor 80 . The Hall sensor 51 outputs a pair of phase signals corresponding to the rotational position (rotational phase) of the rotor with respect to the coil 80a by detecting the main magnetic field for driving the rotor with the Hall element. The amplifier 52 amplifies the pair of phase signals output from the hall sensor 51 and supplies the amplified signals to the hysteresis comparator 53 . The hysteresis comparator 53 converts the pair of phase signals supplied from the amplifier 52 into a pulse-like phase detection signal Hin and outputs it.

周波数発生器6は、位相検出信号Hinに基づき駆動制御部3により算出されたモータ80の実回転数に応じて周波数が変化する信号(FG信号)を発生させる。周波数発生器6は、例えば、トランジスタ6aを駆動することによって、FG信号を周波数出力端子14からモータ駆動装置100の外部に出力する。 The frequency generator 6 generates a signal (FG signal) whose frequency changes according to the actual number of revolutions of the motor 80 calculated by the drive control section 3 based on the phase detection signal Hin . The frequency generator 6 outputs the FG signal from the frequency output terminal 14 to the outside of the motor driving device 100 by driving the transistor 6a, for example.

ロック保護部71は、モータ80又はモータ80に接続される負荷に付着した異物の挟まり等によってモータ80のロータの回転が停止(ロック)した場合、モータ80のコイル80aに電流が流れ続けることを防止するロック保護機能を有する。ロック保護部71は、位相検出信号Hin(又は、FG信号でもよい)に基づいて、モータ80のロータのロック(単に「モータ80のロック」ともいう)を検出する。ロック保護部71は、モータ80のロックが検出された場合、駆動部2がモータ80のコイル80aへの通電を停止するように、駆動制御部3に対して指令する。 The lock protection unit 71 prevents current from continuing to flow through the coil 80a of the motor 80 when the rotation of the rotor of the motor 80 is stopped (locked) due to, for example, being caught by a foreign object adhering to the motor 80 or the load connected to the motor 80. It has lock protection function to prevent. The lock protection unit 71 detects locking of the rotor of the motor 80 (also referred to simply as “locking of the motor 80”) based on the phase detection signal H in (or the FG signal may be used). When the lock protection unit 71 detects that the motor 80 is locked, the lock protection unit 71 instructs the drive control unit 3 so that the drive unit 2 stops energizing the coil 80 a of the motor 80 .

ロック保護制御部72は、ロック保護機能の有効と無効とを切り替えるイネーブル信号ENを生成してロック保護部71に対して出力する。イネーブル信号ENがロック保護制御部72によりアサートされている状態では、ロック保護機能はイネーブル(有効)であり、つまり、ロック保護部71はアクティブである。一方、イネーブル信号ENがロック保護制御部72によりネゲートされている状態では、ロック保護機能はディスエーブル(無効)であり、つまり、ロック保護部71は非アクティブである。 The lock protection control section 72 generates an enable signal EN for switching between enabling and disabling the lock protection function, and outputs the enable signal EN to the lock protection section 71 . When the enable signal EN is asserted by the lock protection control section 72, the lock protection function is enabled (effective), that is, the lock protection section 71 is active. On the other hand, when the enable signal EN is negated by the lock protection control section 72, the lock protection function is disabled, that is, the lock protection section 71 is inactive.

ロック保護部71は、ロック保護機能がイネーブルであるとき(ロック保護部71がアクティブであるとき)、位相検出信号Hin(又は、FG信号でもよい)に基づいて、モータ80のロックの有無を検出する。 When the lock protection function is enabled (when the lock protection unit 71 is active), the lock protection unit 71 detects whether or not the motor 80 is locked based on the phase detection signal Hin (or the FG signal). To detect.

図2は、ロック保護機能を説明するためのタイミングチャートである。ロック保護部71は、位相検出信号Hinに基づいてモータ80のロックを検出すると、モータ80の通電停止の指令信号であるシャットダウン信号SDをアサートする。 FIG. 2 is a timing chart for explaining the lock protection function. When the lock protection unit 71 detects that the motor 80 is locked based on the phase detection signal Hin , it asserts a shutdown signal SD, which is a command signal for stopping power supply to the motor 80 .

例えば、ロック保護部71は、位相検出信号Hinのエッジが所定のロック検出時間T1以上検出されない場合、モータ80がロックしたと判定し、シャットダウン信号SDをアサートする(図2の場合、シャットダウン信号SDのレベルをローレベルにする)。シャットダウン信号SDがアサートされると、駆動制御部3は、速度制御部4により生成されるデューティ比Dにかかわらず、モータ80への通電が停止するように駆動部2を制御する。 For example, when the edge of the phase detection signal Hin is not detected for a predetermined lock detection time T1 or longer, the lock protection unit 71 determines that the motor 80 is locked and asserts the shutdown signal SD (in the case of FIG. 2, the shutdown signal set the level of SD to low level). When the shutdown signal SD is asserted, the drive control section 3 controls the drive section 2 to stop energizing the motor 80 regardless of the duty ratio D generated by the speed control section 4 .

ロック保護部71は、シャットダウン信号SDをアサートしてから所定のシャットダウン時間T2の経過までに位相検出信号Hinのエッジが検出されない場合、モータ80の再起動を試みるため、シャットダウン信号SDを一旦ネゲートする。シャットダウン信号SDがネゲートされると、駆動制御部3は、トランジスタ21,24をオンし且つトランジスタ22,23をオフすることで、第1の駆動端子11の電圧O1をハイレベルとし、第2の駆動端子12の電圧O2をローレベルとする。これにより、モータ80のコイル80aに一時的に再起動電流が流れる。ロック保護部71は、位相検出信号Hinのエッジが所定のロック検出時間T3以上検出されない場合、モータ80のロックが継続していると判定し、シャットダウン信号SDを再びアサートする。 If the edge of the phase detection signal Hin is not detected within a predetermined shutdown time T2 after asserting the shutdown signal SD, the lock protection unit 71 once negates the shutdown signal SD in order to attempt to restart the motor 80. do. When the shutdown signal SD is negated, the drive control unit 3 turns on the transistors 21 and 24 and turns off the transistors 22 and 23 to set the voltage O1 of the first drive terminal 11 to a high level, and The voltage O2 of the drive terminal 12 is set to low level. As a result, a restart current temporarily flows through the coil 80 a of the motor 80 . If the edge of the phase detection signal Hin is not detected for a predetermined lock detection time T3 or longer, the lock protection unit 71 determines that the lock of the motor 80 continues, and asserts the shutdown signal SD again.

ロック保護部71は、位相検出信号Hinのエッジが検出されると、モータ80がロックしていない(回転している)と判定し、シャットダウン信号SDをネゲートする。 When the edge of the phase detection signal Hin is detected, the lock protection unit 71 determines that the motor 80 is not locked (is rotating), and negates the shutdown signal SD.

このようなロック保護機能によれば、ロックが検出されてから検出されなくなるまでコイル80aに間欠的に電流を流すことができる。よって、コイル80aの発熱を抑制でき、コイル80aの断線等の故障を防止できる。 According to such a lock protection function, it is possible to intermittently apply current to the coil 80a from the time the lock is detected until the lock is no longer detected. Therefore, heat generation of the coil 80a can be suppressed, and failures such as disconnection of the coil 80a can be prevented.

なお、シャットダウン時間T2は、ロック検出時間T1,T3よりも十分に長い。例えば、ロック検出時間T1,T3は、0.4秒程度に設定され、シャットダウン時間T2は、その10倍の4秒程度に設定される。ロック検出時間T1,T3は、時間幅が互いに同じであるが相違してもよい。ロック保護部71は、例えば、発振器9により生成されるクロック信号をカウントすることによって、時間の経過を計測する。 Note that the shutdown time T2 is sufficiently longer than the lock detection times T1 and T3. For example, the lock detection times T1 and T3 are set to about 0.4 seconds, and the shutdown time T2 is set to about 4 seconds which is ten times that. The lock detection times T1 and T3 have the same time width, but may be different. The lock protection unit 71 measures the passage of time, for example, by counting clock signals generated by the oscillator 9 .

速度制御部4は、外部回路200から速度制御端子17へ入力される速度指令電圧VPWMに対応するデューティ比Dでオンオフ時間が変化するPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成して出力する。モータ80の目標回転速度に応じた速度指令電圧VPWMが、外部回路200から速度制御端子17へ入力される。 The speed control unit 4 generates and outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal whose ON/OFF time changes with a duty ratio D corresponding to the speed command voltage V PWM input from the external circuit 200 to the speed control terminal 17 . A speed command voltage V PWM corresponding to the target rotational speed of the motor 80 is input from the external circuit 200 to the speed control terminal 17 .

設定電圧VLは、速度設定端子18への電圧入力により設定される電圧であって、モータ80の最低回転速度(以下、最低設定速度SLとも称する)を設定するための直流電圧である。図1の場合、設定電圧VLは、モータ駆動装置100外部の電圧設定回路から速度設定端子18に入力される。図1に示す電圧設定回路は、抵抗18a,18b及びキャパシタ18cを有し、基準電圧出力端子15から出力される基準電圧VREFを抵抗18a,18bによって分圧することによって一定の設定電圧VLを生成する。 The set voltage VL is a voltage set by voltage input to the speed setting terminal 18, and is a DC voltage for setting the minimum rotational speed of the motor 80 (hereinafter also referred to as minimum set speed SL). In the case of FIG. 1, the set voltage VL is input to the speed setting terminal 18 from a voltage setting circuit outside the motor driving device 100 . The voltage setting circuit shown in FIG. 1 has resistors 18a and 18b and a capacitor 18c, and divides the reference voltage VREF output from the reference voltage output terminal 15 by the resistors 18a and 18b to generate a constant set voltage VL. .

基準電圧VREFは、基準電圧生成部10によって生成される。基準電圧生成部10は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧を利用して、電源電圧VDDから一定の基準電圧VREFを生成する。 The reference voltage VREF is generated by the reference voltage generator 10 . The reference voltage generation unit 10 generates a constant reference voltage VREF from the power supply voltage VDD using, for example, a bandgap reference voltage.

速度制御部4は、速度指令電圧VPWMとデューティ比Dとの所定の対応関係に基づいて、速度指令電圧VPWMに対応するデューティ比Dを決定する。 The speed control unit 4 determines a duty ratio D corresponding to the speed command voltage V PWM based on a predetermined correspondence relationship between the speed command voltage V PWM and the duty ratio D. FIG.

図3は、速度指令電圧VPWMとデューティ比Dとの対応関係の一例を示す図である。速度制御部4は、速度指令電圧VPWMを鋸歯状波形信号VSAWと比較することによって、デューティ比DのPWM信号を生成する。図3は、0.5Vと2.5Vとの間で三角波状に変化する鋸歯状波形信号VSAW(図5参照)が使用される一例を示す。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the correspondence relationship between the speed command voltage V PWM and the duty ratio D. As shown in FIG. The speed controller 4 generates a PWM signal with a duty ratio D by comparing the speed command voltage V PWM with the sawtooth waveform signal V SAW . FIG. 3 shows an example in which a sawtooth waveform signal V SAW (see FIG. 5) is used that varies triangularly between 0.5V and 2.5V.

図3において、閾値電圧VSは、第1の閾値電圧の一例である。閾値電圧VQは、第2の閾値電圧の一例であり、設定電圧VLと閾値電圧VSとの間に設定される。閾値電圧VOは、第3の閾値電圧の一例であり、最低設定速度SLを零に設定する設定電圧VLに一致する電圧である。 In FIG. 3, the threshold voltage VS is an example of the first threshold voltage. The threshold voltage VQ is an example of a second threshold voltage and is set between the set voltage VL and the threshold voltage VS. The threshold voltage VO is an example of a third threshold voltage, and is a voltage that matches the set voltage VL that sets the lowest set speed SL to zero.

速度指令電圧VPWMが設定電圧VL未満の場合では、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが零以上閾値電圧VH以下のとき、デューティ比Dを100%に設定する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VH以上閾値電圧VO以下のとき、速度指令電圧VPWMに応じてデューティ比Dを100~0%に設定する。デューティ比Dは、速度指令電圧VPWMの漸増に伴って漸減する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上のとき、駆動部2がモータ80を停止するように、デューティ比Dを0%に設定する(停止モード)。 When the speed command voltage V PWM is less than the set voltage VL, the speed control unit 4 sets the duty ratio D to 100% when the speed command voltage V PWM is equal to or greater than zero and equal to or less than the threshold voltage VH. Further, the speed control unit 4 sets the duty ratio D to 100% to 0% according to the speed command voltage V PWM when the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the threshold voltage VH and equal to or lower than the threshold voltage VO. Duty ratio D gradually decreases as speed command voltage V PWM gradually increases. Further, the speed control unit 4 sets the duty ratio D to 0% so that the driving unit 2 stops the motor 80 when the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the threshold voltage VS (stop mode).

一方、速度指令電圧VPWMが設定電圧VL以上の場合では、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが零以上閾値電圧VS未満のとき、デューティ比Dを設定電圧VLによって設定される固定値に設定する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上のとき、駆動部2がモータ80を停止するように、デューティ比Dを0%に設定する(停止モード)。 On the other hand, when the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the set voltage VL, the speed controller 4 sets the duty ratio D to a fixed value set by the set voltage VL when the speed command voltage V PWM is equal to or greater than zero and less than the threshold voltage VS. set to Further, the speed control unit 4 sets the duty ratio D to 0% so that the driving unit 2 stops the motor 80 when the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the threshold voltage VS (stop mode).

したがって、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが設定電圧VLと閾値電圧VSとの間の大きさである場合、設定電圧VLによって設定される最低設定速度SLで駆動部2がモータ80を回転させるように駆動制御部3に対して指令する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VSに対して閾値電圧VQとは反対側の大きさである場合、駆動部2がモータ80を停止するように駆動制御部3に対して指令する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが設定電圧VLに対して第2の閾値電圧VQとは反対側の大きさである場合、最低設定速度SLよりも速く且つ速度指令電圧VPWMに応じた指令速度で駆動部2がモータ80を回転させるように駆動制御部3に対して指令する。 Therefore, when the speed command voltage V PWM is between the set voltage VL and the threshold voltage VS, the speed control unit 4 causes the drive unit 2 to drive the motor 80 at the lowest set speed SL set by the set voltage VL. The drive control unit 3 is instructed to rotate. Further, the speed control unit 4 instructs the drive control unit 3 so that the drive unit 2 stops the motor 80 when the speed command voltage V PWM is on the opposite side of the threshold voltage VS from the threshold voltage VQ. command against. Further, when the speed command voltage V PWM is on the side opposite to the second threshold voltage VQ with respect to the set voltage VL, the speed control unit 4 controls the speed command voltage V PWM faster than the lowest set speed SL and at the speed command voltage V PWM . The drive control unit 3 is commanded so that the drive unit 2 rotates the motor 80 at the commanded speed corresponding to .

なお、図3は、閾値電圧VH,VO,VSは、それぞれ、0.5ボルト、2.5ボルト、3ボルトに設定され、設定電圧VLは、2ボルトに設定されている場合を例示する。 Note that FIG. 3 illustrates a case where threshold voltages VH, VO, and VS are set to 0.5 volts, 2.5 volts, and 3 volts, respectively, and set voltage VL is set to 2 volts.

この例示の場合、図4に示されるように、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが0以上0.5ボルト未満のとき、駆動部2がモータ80を高速に回転させるように、100%のデューティ比DのPWM信号を駆動制御部3に対して出力する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが2.5ボルトのとき、設定電圧VLによって設定される最低設定速度SLで駆動部2がモータ80を回転させるように、25%のデューティ比DのPWM信号を駆動制御部3に対して出力する。また、速度制御部4は、速度指令電圧VPWMが3ボルト以上のとき、駆動部2がモータ80を停止するように、0%のデューティ比DのPWM信号を出力する。 In this example, as shown in FIG. 4, the speed control unit 4 controls the speed control unit 4 to set the speed control unit 4 to 100 so that the drive unit 2 rotates the motor 80 at a high speed when the speed command voltage V PWM is 0 or more and less than 0.5 volts. % duty ratio D is output to the drive control unit 3 . Further, when the speed command voltage V PWM is 2.5 volts, the speed control unit 4 has a duty ratio of 25% so that the drive unit 2 rotates the motor 80 at the lowest set speed SL set by the set voltage VL. D PWM signal is output to the drive control unit 3 . Further, the speed control unit 4 outputs a PWM signal with a duty ratio D of 0% so that the driving unit 2 stops the motor 80 when the speed command voltage V PWM is 3 volts or more.

なお、設定電圧VLは、速度カーブのゼロ点である閾値電圧VOの近傍(この例では、2.5ボルト近傍)に設定されると、トルクが不足してモータ80を回転させることが難しい。モータには、機械的な負荷トルクとして、軸受けの負荷(軸受けのゴロ(引っ掛かり)、グリス粘性、スリーブメタル軸受けの摩擦、オイル粘性など)があり、磁気的な負荷トルクとして、コギングトルクなどがある。最低設定速度SLを設定するための設定電圧VLは、それらの負荷トルクを超えるトルクが発生するような電圧値に設定されることが重要である。したがって、設定電圧VLは、閾値電圧VOから閾値電圧VOの20%程度離れた電圧値(この例では、閾値電圧VOよりも低い2ボルト程度の電圧値)に設定されることが好ましい。 If the set voltage VL is set near the threshold voltage VO, which is the zero point of the speed curve (near 2.5 volts in this example), the torque will be insufficient and it will be difficult to rotate the motor 80 . Motors have mechanical load torque such as bearing load (bearing rattling, grease viscosity, sleeve metal bearing friction, oil viscosity, etc.), and magnetic load torque such as cogging torque. . It is important that the set voltage VL for setting the lowest set speed SL is set to a voltage value that generates torque exceeding those load torques. Therefore, the set voltage VL is preferably set to a voltage value about 20% away from the threshold voltage VO (in this example, a voltage value about 2 volts lower than the threshold voltage VO).

図1において、ロック保護部71は、ロック保護機能がディスエーブルのとき(ロック保護部71が非アクティブのとき)、位相検出信号Hinの状態にかかわらず、シャットダウン信号SDをネゲートする。 In FIG. 1, lock protection section 71 negates shutdown signal SD when the lock protection function is disabled (when lock protection section 71 is inactive) regardless of the state of phase detection signal Hin .

ロック保護制御部72は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VSに対して設定電圧VLとは反対側の大きさである電圧状態(以下、電圧状態VCとも称する)が所定の継続時間以上継続した場合、ロック保護部71を非アクティブにする。例えば図3の場合、ロック保護制御部72は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上の大きさである電圧状態VCが所定の継続時間以上継続した場合、ロック保護部71を非アクティブにする。 The lock protection control unit 72 detects that the voltage state (hereinafter also referred to as voltage state VC) in which the speed command voltage V PWM is on the opposite side of the set voltage VL with respect to the threshold voltage VS continues for a predetermined duration or more. If so, the lock protector 71 is deactivated. For example, in the case of FIG. 3, the lock protection control unit 72 deactivates the lock protection unit 71 when the voltage state VC in which the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the threshold voltage VS continues for a predetermined duration or longer. .

図6は、クイックスタート機能を説明するためのタイミングチャートである。ロック保護制御部72は、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上の大きさである電圧状態VCが所定の継続時間T4以上継続した場合、ロック保護部71を非アクティブにする。速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上の大きさになると、デューティ比Dは速度制御部4によって0%になる。ロック保護制御部72は、デューティ比Dが0%になってからの経過時間を発振器9からのクロック信号に基づいて計測し、当該経過時間が継続時間T4以上になると、イネーブル信号ENをネゲートし、ロック保護部71を非アクティブにする。つまり、ロック保護機能は、ディスエーブルとなる。イネーブル信号ENがネゲートされ、ロック保護部71が非アクティブになると、シャットダウン信号SDもネゲートされるので、モータ80のロック検出によるモータ80への通電停止指令は非アクティブになる。シャットダウン信号SDがネゲートされても、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VS以上の大きさである電圧状態VCが継続しているため、モータ80は停止したままである。 FIG. 6 is a timing chart for explaining the quick start function. The lock protection control unit 72 deactivates the lock protection unit 71 when the voltage state VC in which the speed command voltage V PWM is equal to or higher than the threshold voltage VS continues for a predetermined duration T4 or longer. When the speed command voltage V PWM reaches or exceeds the threshold voltage VS, the duty ratio D is set to 0% by the speed controller 4 . The lock protection control unit 72 measures the elapsed time after the duty ratio D becomes 0% based on the clock signal from the oscillator 9, and negates the enable signal EN when the elapsed time reaches the duration T4 or longer. , deactivates the lock protection 71 . That is, the lock protection function is disabled. When the enable signal EN is negated and the lock protection unit 71 becomes inactive, the shutdown signal SD is also negated, so that the power supply stop command to the motor 80 due to lock detection of the motor 80 becomes inactive. Even if the shutdown signal SD is negated, the motor 80 remains stopped because the voltage state VC in which the speed command voltage V PWM is greater than or equal to the threshold voltage VS continues.

速度制御部4は、電圧状態VCが継続時間T4以上継続した後(つまり、デューティ比Dを0%にしてからの経過時間が継続時間T4以上になった後)、速度指令電圧VPWMが閾値電圧VQをクロスするか否かを判定する。閾値電圧VQは、設定電圧VLと閾値電圧VSとの間の電圧である。速度制御部4は、電圧状態VCが継続時間T4以上継続した後に速度指令電圧VPWMが閾値電圧VQをクロスした場合、設定電圧VLによって設定される最低設定速度SLで駆動部2がモータ80を回転させるように駆動制御部3に対して指令する。これにより、電圧状態VCが継続時間T4以上継続した後に速度指令電圧VPWMが閾値電圧VQをクロスすることで、シャットダウン時間T2の経過を待たずに、モータ80の回転を再起動できる。そして、クイックスタート時の回転速度を設定電圧VLによる設定速度に設定することができる。 After the voltage state VC continues for the duration T4 or longer (that is, after the time elapsed since the duty ratio D was set to 0% reaches the duration T4 or longer), the speed control unit 4 sets the speed command voltage V PWM to the threshold value. It is determined whether or not the voltage VQ is crossed. The threshold voltage VQ is a voltage between the set voltage VL and the threshold voltage VS. When the speed command voltage V PWM crosses the threshold voltage VQ after the voltage state VC continues for the duration T4 or more, the speed control unit 4 causes the driving unit 2 to drive the motor 80 at the minimum set speed SL set by the set voltage VL. The drive control unit 3 is instructed to rotate. As a result, the speed command voltage V PWM crosses the threshold voltage VQ after the voltage state VC continues for the duration T4 or longer, so that the rotation of the motor 80 can be restarted without waiting for the shutdown time T2 to elapse. Then, the rotational speed at the time of quick start can be set to the set speed by the set voltage VL.

速度制御部4は、電圧状態VCが継続時間T4以上継続した後に速度指令電圧VPWMが閾値電圧VQをクロスした場合、最低設定速度SLで駆動部2がモータ80を回転させるように、最低設定速度SLに対応するデューティ比DのPWM信号を出力する。ロック保護制御部72は、最低設定速度SLに対応するデューティ比DのPWM信号を受信することにより、イネーブル信号ENをアサートし、ロック保護部71をアクティブとする(ロック保護機能をイネーブルとする)。 The speed control unit 4 sets the minimum setting so that the driving unit 2 rotates the motor 80 at the minimum set speed SL when the speed command voltage V PWM crosses the threshold voltage VQ after the voltage state VC continues for the duration T4 or more. A PWM signal with a duty ratio D corresponding to the speed SL is output. The lock protection control unit 72 asserts the enable signal EN and activates the lock protection unit 71 (enables the lock protection function) by receiving the PWM signal with the duty ratio D corresponding to the lowest set speed SL. .

このように、本実施形態では、最低設定速度SLを設定する設定電圧VLと、クイックスタートの稼働閾値電圧である閾値電圧VQとが、図3に示すように別々に設けられているので、設定電圧VLと閾値電圧VQとを独立に調整することができる。つまり、設定電圧VLを調整(変更)しても、クイックスタートの稼働閾値電圧である閾値電圧VQは、変化しない。 Thus, in the present embodiment, the set voltage VL for setting the lowest set speed SL and the threshold voltage VQ, which is the operation threshold voltage for quick start, are provided separately as shown in FIG. Voltage VL and threshold voltage VQ can be adjusted independently. That is, even if the set voltage VL is adjusted (changed), the threshold voltage VQ, which is the operation threshold voltage for quick start, does not change.

設定電圧VLは、回路基板の抵抗器等を使って容易に任意の値に設定できるので、設定電圧VLによって設定される設定速度(回転数)も、モータ80のコイル80aの仕様を変更することなく、容易に任意の値に設定することができる。よって、停止モードからクイックスタートした後、設定電圧VLによって設定される設定速度でモータ80を回転させることが容易となる。 Since the set voltage VL can be easily set to an arbitrary value using a resistor or the like on the circuit board, the set speed (rotational speed) set by the set voltage VL can also be changed by changing the specifications of the coil 80a of the motor 80. can be easily set to any value. Therefore, after quick start from the stop mode, it becomes easy to rotate the motor 80 at the set speed set by the set voltage VL.

速度制御部4は、電圧状態VCが継続時間T4以上継続した後に速度指令電圧VPWMが設定電圧VLと閾値電圧VQとの間の電圧範囲に移行した場合、設定電圧VLによる設定速度で駆動部2がモータ80を回転させるように駆動制御部3に対して指令してもよい。 When the speed command voltage V PWM shifts to the voltage range between the set voltage VL and the threshold voltage VQ after the voltage state VC continues for the duration T4 or longer, the speed control unit 4 controls the drive unit at the set speed based on the set voltage VL. 2 may instruct the drive control unit 3 to rotate the motor 80 .

外部回路200(図1参照)は、速度指令電圧VPWMを、閾値電圧VS以上の電圧と、設定電圧VLと閾値電圧VQとの間の電圧とを含む少なくとも2つの電圧に切り替え出力可能に構成された回路であることが好適である。外部回路200は、速度指令電圧VPWMを、閾値電圧VS以上の電圧と、設定電圧VLと閾値電圧VQとの間の電圧と、設定電圧VLに対して閾値電圧VSとは反対側の大きさの電圧とを含む少なくとも3つの電圧に切り替え出力可能に構成された回路でもよい。 The external circuit 200 (see FIG. 1) is configured to switch the speed command voltage V PWM to at least two voltages including a voltage equal to or higher than the threshold voltage VS and a voltage between the set voltage VL and the threshold voltage VQ. It is preferable that the circuit is a The external circuit 200 sets the speed command voltage V PWM to a voltage equal to or higher than the threshold voltage VS, a voltage between the set voltage VL and the threshold voltage VQ, and a magnitude on the opposite side of the set voltage VL from the threshold voltage VS. A circuit configured to be capable of switching output to at least three voltages including the voltage of .

また、閾値電圧VQは、閾値電圧VOと閾値電圧VSとの間の電圧(閾値電圧VOと同じ電圧を含む)であることが好ましい。これにより、閾値電圧VQは、設定電圧VLから比較的離れた電圧値に設定されるので、速度指令電圧VPWMを設定電圧VL又は閾値電圧VQと比較する時の誤判定を低減することができる。 Also, the threshold voltage VQ is preferably a voltage between the threshold voltage VO and the threshold voltage VS (including the same voltage as the threshold voltage VO). As a result, the threshold voltage VQ is set to a voltage value relatively distant from the set voltage VL, so that it is possible to reduce erroneous determinations when comparing the speed command voltage V PWM with the set voltage VL or the threshold voltage VQ. .

以上、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法を実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。 Although the motor driving device, the motor system, the fan motor, and the motor driving method have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications and improvements such as combination or replacement with part or all of other embodiments are possible within the scope of the present invention.

例えば、図3は、速度指令電圧VPWMが小さい側から大きい側に変化するほど、モータの回転速度が高速側から低速側(停止側)に変化する場合を示す。しかしながら、速度指令電圧VPWMが小さい側から大きい側に変化するほど、モータの回転速度が低速側(停止側)から高速側に変化する場合にも本発明は適用可能である。例えば、速度指令電圧VPWMに対するデューティ比Dの変化特性が、図3に示す特性に対して、1.5ボルトの速度指令電圧VPWMを中心に左右反転した特性でもよい。 For example, FIG. 3 shows a case where the rotation speed of the motor changes from high speed to low speed (stop side) as the speed command voltage V PWM changes from low to high. However, the present invention can also be applied when the rotation speed of the motor changes from the low speed side (stop side) to the high speed side as the speed command voltage V PWM changes from the small side to the large side. For example, the change characteristic of the duty ratio D with respect to the speed command voltage V PWM may be a characteristic obtained by horizontally inverting the characteristic shown in FIG. 3 around the speed command voltage V PWM of 1.5 volts.

また、例えば、モータの用途は、上述のファンモータに限られない。また、モータの種類や相数は、上述の実施形態に限られない。 Further, for example, the application of the motor is not limited to the fan motor described above. Also, the type and number of phases of the motor are not limited to those in the above embodiment.

また、例えば、位相検出部5は、モータ駆動装置100に外付けされてもよい。また、モータ駆動装置100は、IC(集積回路)として構成される場合に限られず、ディスクリート回路として構成されてもよい。 Further, for example, the phase detector 5 may be externally attached to the motor drive device 100 . Further, the motor drive device 100 is not limited to being configured as an IC (integrated circuit), and may be configured as a discrete circuit.

例えば、モータ80は、U相コイルとV相コイルとW相コイルとを有する三相のブラシレスモータでもよい。この場合、例えば、モータ駆動装置100に外付けされた複数の位相検出部5は、モータ80のロータの周りに等間隔で配置され、モータ80のロータの位相を検出する3つのホール素子を有する。複数の位相検出部5は、ロータの駆動用主磁界を3つのホール素子により検出することで、各相のコイルに対するロータの回転位置(回転位相)に対応する三対の位相信号を出力する。駆動制御部3は、三対の位相信号に基づいて、駆動部2の駆動の制御に使用される三対の駆動波形信号を生成する。駆動制御部3は、三対の駆動波形信号に従って、モータ80のロータの回転が所望の状態になるように、三相インバータ構成の駆動部2に含まれる6つのトランジスタのゲートを制御する。 For example, the motor 80 may be a three-phase brushless motor having U-phase coils, V-phase coils, and W-phase coils. In this case, for example, the plurality of phase detection units 5 externally attached to the motor drive device 100 are arranged at equal intervals around the rotor of the motor 80 and have three Hall elements for detecting the phase of the rotor of the motor 80. . A plurality of phase detectors 5 detect the main driving magnetic field of the rotor with three Hall elements, and output three pairs of phase signals corresponding to the rotational position (rotational phase) of the rotor with respect to each phase coil. The drive control section 3 generates three pairs of drive waveform signals used for controlling the drive of the drive section 2 based on the three pairs of phase signals. The drive control unit 3 controls the gates of the six transistors included in the drive unit 2 having a three-phase inverter configuration so that the rotor of the motor 80 rotates in a desired state according to the three pairs of drive waveform signals.

1 モータシステム
2 駆動部
3 駆動制御部
4 速度制御部
5 位相検出部
17 速度制御端子
18 速度設定端子
70 ファン
71 ロック保護部
72 ロック保護制御部
80 モータ
100 モータ駆動装置
1 motor system 2 drive section 3 drive control section 4 speed control section 5 phase detection section 17 speed control terminal 18 speed setting terminal 70 fan 71 lock protection section 72 lock protection control section 80 motor 100 motor drive device

Claims (10)

モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記モータのロックが検出された場合、前記駆動部が前記モータへの通電を停止するように前記駆動制御部に対して指令するロック保護部と、
速度制御端子と、
前記速度制御端子へ入力される速度指令電圧が、前記モータの最低設定速度を任意の値に設定可能な所定の設定電圧と第1の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する速度制御部と、
前記速度指令電圧が前記第1の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記ロック保護部を非アクティブにするロック保護制御部とを備え、
クイックスタートの稼働閾値電圧を、前記設定電圧と独立に調整可能な又は前記設定電圧を調整しても不変な第2の閾値電圧とするとき、
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第1の閾値電圧との間の前記第2の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、モータ駆動装置。
a drive unit that drives the motor;
a drive control unit that controls the drive unit;
a lock protection unit that instructs the drive control unit to stop the energization of the motor from the drive unit when the lock of the motor is detected;
a speed control terminal;
When the speed command voltage input to the speed control terminal has a magnitude between a predetermined set voltage capable of setting the minimum set speed of the motor to an arbitrary value and a first threshold voltage, the set voltage a speed control unit that commands the drive control unit so that the drive unit rotates the motor at a set speed set by
Lock protection control for deactivating the lock protection section when the voltage state in which the speed command voltage is opposite to the set voltage with respect to the first threshold voltage continues for a predetermined duration or longer. and
When the quick start activation threshold voltage is a second threshold voltage that can be adjusted independently of the set voltage or that is invariant when the set voltage is adjusted,
When the speed command voltage crosses the second threshold voltage between the set voltage and the first threshold voltage after the voltage state continues for the duration time or longer, the speed control unit controls the set speed. and commanding the drive control unit so that the drive unit rotates the motor.
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第2の閾値電圧との間の電圧範囲に移行した場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、請求項1に記載のモータ駆動装置。 When the speed command voltage shifts to a voltage range between the set voltage and the second threshold voltage after the voltage state continues for the duration time or longer, the speed control unit controls the drive unit at the set speed. 2. The motor drive device according to claim 1, wherein commands the drive control unit to rotate the motor. 前記設定速度を零に設定する前記設定電圧に一致する電圧を、第3の閾値電圧とするとき、
前記第2の閾値電圧は、前記第3の閾値電圧と前記第1の閾値電圧との間の電圧であり、
前記設定電圧は、前記第3の閾値電圧が前記設定電圧と前記第2の閾値電圧との間にあるように設定された、請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。
When the third threshold voltage is a voltage that matches the set voltage that sets the set speed to zero,
the second threshold voltage is a voltage between the third threshold voltage and the first threshold voltage;
3. The motor driving device according to claim 1, wherein said set voltage is set such that said third threshold voltage is between said set voltage and said second threshold voltage.
前記設定電圧は、前記第3の閾値電圧から前記第3の閾値電圧の20%程度離れた電圧値に設定された、請求項3に記載のモータ駆動装置。4. The motor driving device according to claim 3, wherein said set voltage is set to a voltage value about 20% away from said third threshold voltage. 前記速度制御部は、前記速度指令電圧が前記設定電圧に対して前記第2の閾値電圧とは反対側の大きさである場合、前記設定速度よりも速く且つ前記速度指令電圧に応じた指令速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、請求項1からのいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 The speed control unit controls a command speed higher than the set speed and in accordance with the speed command voltage when the speed command voltage is opposite to the second threshold voltage with respect to the set voltage. 5. The motor drive device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the drive unit commands the drive control unit to rotate the motor at . 前記速度制御部は、前記速度指令電圧が前記第1の閾値電圧に対して前記第2の閾値電圧とは反対側の大きさである場合、前記駆動部が前記モータを停止するように前記駆動制御部に対して指令する、請求項1からのいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 The speed control unit controls the driving unit so that the driving unit stops the motor when the speed command voltage is opposite to the second threshold voltage with respect to the first threshold voltage. 6. The motor driving device according to any one of claims 1 to 5 , which commands a control unit. 速度設定端子を備え、
前記設定電圧は、前記速度設定端子への電圧入力により設定される、請求項1からのいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
Equipped with a speed setting terminal,
7. The motor driving device according to claim 1, wherein said set voltage is set by voltage input to said speed setting terminal.
請求項1からのいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、前記モータとを備える、モータシステム。 A motor system comprising the motor driving device according to any one of claims 1 to 7 and the motor. 請求項1からのいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、前記モータと、前記モータにより回転するファンとを備える、ファンモータ。 A fan motor comprising: the motor driving device according to any one of claims 1 to 7 ; the motor; and a fan rotated by the motor. モータのロックが検出された場合、前記モータへの通電を停止するように指令し、
入力される速度指令電圧が、前記モータの最低設定速度を任意の値に設定可能な所定の設定電圧と第1の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記モータを回転させるように指令し、
前記速度指令電圧が前記第1の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記モータのロック検出による前記モータへの通電停止指令を非アクティブにし、
クイックスタートの稼働閾値電圧を、前記設定電圧と独立に調整可能な又は前記設定電圧を調整しても不変な第2の閾値電圧とするとき、
前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第1の閾値電圧との間の前記第2の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記モータを回転させるように指令する、モータ駆動方法。
commanding to stop energizing the motor if lock of the motor is detected;
If the input speed command voltage has a magnitude between a predetermined set voltage capable of setting the minimum set speed of the motor to an arbitrary value and a first threshold voltage, the setting is set by the set voltage. commanding the motor to rotate at a speed;
When a voltage state in which the speed command voltage is on the opposite side of the first threshold voltage from the set voltage continues for a predetermined duration or longer, energization to the motor is stopped due to lock detection of the motor. deactivate the directive,
When the quick start activation threshold voltage is a second threshold voltage that can be adjusted independently of the set voltage or that is invariant when the set voltage is adjusted,
If the speed command voltage crosses the second threshold voltage between the set voltage and the first threshold voltage after the voltage state continues for the duration time or longer, the motor is rotated at the set speed. How to drive the motor to command.
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