JPH06169594A - モータ駆動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力トランジスタのスイッチング状態が不定
となることを防止し、パワーセーブモード移行後のスル
ー電流発生を防止する。 【構成】 ブレーキ指令がＳ／Ｂ２６により検出される
とホールロジック２０におけるモータ駆動論理が逆転に
係る論理となり、同時にブレーキパルス発生回路２８に
よるブレーキパルス発生が開始される。モータの逆転制
動が進みＦ／Ｒ３４によりモータの逆転が検出されると
プリドライブ１４に信号が与えられソース側出力トラン
ジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５が強制的にオフされる。最後
のブレーキパルス発生後所定時間が経過するとカウンタ
３６がカウントアップし、基準電源回路３８からホール
ロジック２０、Ｆ／Ｒ３４等への基準電圧供給が断たれ
る。カウンタ３６からプリドライブ１４に信号が与えら
れソース側出力トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５のオフ
状態が維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるパワーセーブ
モードを有するモータ駆動制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ駆動制御回路における電力消費を
抑制するためには、モータ停止時に動作の必要がない回
路への電力供給を断つよう、回路を構成すれば良い。例
えば、モータの回転位置の検出に関連する回路（ホール
アンプ、ホールロジック等）や、モータを制動するため
のブレーキ回路等は、モータが既に停止している際には
その動作の必要がない。従って、このような回路に対す
る基準電圧の供給や、当該回路に電流を供給する定電流
源等の動作を停止させれば、モータ停止時における回路
の消費電力を低減することができる。

【０００３】また、光ディスクシステム等においては、
メディアを速かに交換できるよう、スピンドルモータに
ブレーキ回路を設けている。このブレーキ回路は、制御
対象たるスピンドルモータを逆転制動し、モータが逆転
に移行したことを検出して駆動を停止する。このような
回路を用いることにより、スピンドルモータを短時間に
制動することができ、メディアの速かな交換が可能とな
る。

【０００４】図３には、一従来例に係るモータ駆動ＩＣ
４０の構成が示されている。このＩＣ１０は、例えば光
ディスクシステムのスピンドルモータとして用いられる
３相ブラシレスモータの制御用ＩＣである。

【０００５】ＩＣ１０は、ドライブ１２を備えている。
ドライブ１２は、３個の出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ３に
それぞれ対応して３対の出力トランジスタＱ１〜Ｑ６を
有している。出力トランジスタＱ１〜Ｑ６は、ドライブ
１２に前置されているプリドライブ１４の出力により駆
動される。この制御によりソース側出力トランジスタＱ
１、Ｑ３及びＱ５とシンク側出力トランジスタＱ２、Ｑ
４及びＱ６との接続点から、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ
３を介してモータの各相コイルＬ１〜Ｌ３に電流が供給
される。

【０００６】制御対象となるモータのステータには、当
該モータの角度位置を検出する所定個数（図中３個）の
ホール素子１６が互いに所定角度隔てて配置されてい
る。このホール素子１６は、それぞれ対応するホール入
力端子ＩＮ１〜ＩＮ３に接続されている。ホール素子１
６の出力は、対応するホールアンプ１８によって増幅さ
れ、位置検出信号としてホールロジック２０に入力され
る。ホールロジック２０は、各位置検出信号に基づき、
信号を生成してプリドライブ１４に供給する。プリドラ
イブ１４は、ホールロジック２０の出力に基づき出力ト
ランジスタＱ１〜Ｑ６の駆動電流又は電圧を生成する。
従って、ドライブ１２の出力は、ホール素子１６の出力
に応じてスイッチングされることとなる。

【０００７】また、プリドライブ１４には、ＣＴＬアン
プ２２を介して速度制御回路２４が接続されている。速
度制御回路２４は、モータのステータにコイルパターン
等として形成されるＦＧコイルから、図示しないＦＧ信
号入力端子を介してＦＧ信号を入力し、これを所定周波
数のクロック信号ＣＬＫと位相比較する。速度制御回路
２４は、位相比較の結果に基づき速度制御信号を生成
し、ＣＴＬアンプ２２はこれを増幅してプリドライブ１
４に供給する。すなわち、速度制御回路２４は、ＦＧ信
号として検出されるモータの回転速度に基づきプリドラ
イブ１４によるモータの駆動力を制御することにより、
当該モータの速度を制御する。なお、ＣＴＬアンプ２２
の出力側に設けられているコンデンサＦＣは、この電流
帰還閉ループの発振を防止するための外付けの積分コン
デンサである。

【０００８】さらに、この従来例の回路は、外部から与
えられるブレーキ指令に応じてモータを制動させると共
に、モータ停止後は不要な回路における電力消費を抑制
させるブレーキ回路を備えている。このブレーキ回路
は、スタートブレーキ検出回路（以下Ｓ／Ｂ）２６、ブ
レーキパルス発生回路２８、発振器３０、合成回路３
２、正転逆転検出回路（以下Ｆ／Ｒ）３４及びカウンタ
３６から構成されている。

【０００９】合成回路３２は、ホールアンプ１８の出
力、すなわちモータの回転位置を示す信号を入力してシ
ュミット回路により矩形波を生成し、さらにこれらを合
成し、ブレーキパルス発生回路２８及びＦ／Ｒ３４に出
力する。ブレーキパルス発生回路２８には、発振器３０
の発振出力が供給されている。発振器３０の発振周波数
は、外付けのコンデンサＣ１により定められている。通
常、数十〜数百Ｈｚとする。

【００１０】ブレーキパルス発生回路２８は、ＩＣ１０
の外部からの信号供給に応じ、ブレーキパルスの発生を
開始させる。すなわち、ＩＣ１０の外部に設けられたス
イッチ２７が開放し、これによりＳ／Ｂ２６に対してモ
ータを制動させる旨の指令（ブレーキ指令）が与えられ
ると、Ｓ／Ｂ２６はこれを検出し、ブレーキパルス発生
回路２８を動作させる。従って、ブレーキパルスは、図
４に示されるように、Ｓ／Ｂ２６によるブレーキ指令の
検出に応じて発生する。ブレーキパルス発生回路２８は
カウンタを内蔵しており、合成回路３２から出力される
信号のエッジをトリガとして所定期間、発振器３０の出
力をカウントする。カウントしている期間、ブレーキパ
ルスは例えばハイとなる。ブレーキパルス発生回路２８
から出力されるブレーキパルスは、ＣＴＬアンプ２２を
介してプリドライブ１４に与えられ、モータの駆動力を
発生させる。その際、Ｓ／Ｂ２６がホールロジック２０
に対しモータを逆転させる論理で動作するよう指令して
いるため、モータには逆転制動が加わり、合成回路３２
から出力される波形の周期が次第に広がっていく。モー
タが比較的高速で回転している期間においては、ある時
点で発生したブレーキパルスが消滅しないうちに次のブ
レーキパルスが発生するため、図４に示されるようにブ
レーキパルス発生回路２８の出力が一定値を維持する
が、制動に伴いモータの回転数が低下していくと、ブレ
ーキパルス発生回路２８の出力が次第に間欠的となる。

【００１１】このような制動が進むと、ある時点で、モ
ータが逆転し始める。すなわち、ホールアンプ１８から
得られる信号のエッジの発生順序が正転時と異なる順序
となる。Ｆ／Ｒ３４はこれを検出するフリップフロップ
であり、検出結果をプリドライブ１４に信号として与
え、ドライブ１２を構成する出力トランジスタＱ１〜Ｑ
６のうちソース側出力トランジスタ、すなわちＱ１、Ｑ
３及びＱ５の駆動を停止させる。すなわち、モータが逆
転し始めるとこれに応じてドライブ１２のソース側出力
トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５の駆動が停止される。
このような動作によって、モータの迅速な制動が可能と
なる。

【００１２】カウンタ３６は、発振器３０の出力を例え
ば４個、計数するカウンタである。カウンタ３６は、ブ
レーキパルス発生回路２８からのブレーキパルスをトリ
ガとして発振器３０の出力の計数を開始し、次のブレー
キパルスによりリセットされる。カウンタ３６は、少く
ともモータの逆転が検知されるまではカウントアップし
ないよう、計数値が十分大きく設定されている。Ｆ／Ｒ
３４によってモータの逆転が検出されこれに応じソース
側出力トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５がオフ状態に移
行すると、モータが停止する。モータが停止したことに
よって、ホールアンプ１８の出力が現れなくなる。これ
に伴い、ブレーキパルス発生回路２８においてもブレー
キパルスが生成されなくなる。従って、ブレーキパルス
発生回路２８において最後のブレーキパルスが発生した
後所定時間を過ぎると、カウンタ３６がカウントアップ
する。

【００１３】カウンタ３６の出力は、基準電源回路３８
のオン／オフ制御に用いられる。すなわち、図４に示さ
れるように、ソース側出力トランジスタＱ１、Ｑ３及び
Ｑ５がオフ状態となりモータが停止してからカウンタ３
６のカウント期間が経過すると、カウンタ３６の出力が
反転し、これに応じて基準電源回路３８がパワーセーブ
モードに移行する。パワーセーブモードにおいては、基
準電源回路３８からＩＣ１０中の各回路への基準電圧供
給が断たれる。例えば、ホールアンプ１８、ホールロジ
ック２０、速度制御回路２４、ＣＴＬアンプ２２、Ｆ／
Ｒ３４等、モータが停止している際に不要な各種回路に
対する基準電圧の供給が断たれる。このように回路を構
成すると、モータ停止時におけるＩＣ１０の消費電力が
低減されることとなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来のモータ駆動制御回路において
は、基準電圧の供給が断たれた後出力トランジスタのス
イッチング状態が不定となり、いわゆるスルー電流が発
生してしまうという問題点があった。

【００１５】例えば図３に示される回路においては、カ
ウンタ３６がカウントアップすると基準電源回路３８か
らの基準電圧供給が断たれ、ホールロジック２０の出力
が不定状態となる。カウンタ３６がカウントアップする
までは、Ｆ／Ｒ３４によってソース側出力トランジスタ
Ｑ１、Ｑ３及びＱ５が強制的にオフされているが、パワ
ーセーブモード時にはこのＦ／Ｒ３４への基準電圧供給
もオフされるため、Ｆ／Ｒ３４によるソース側出力トラ
ンジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５の強制オフ制御も働かな
い。従って、カウンタ３６がカウントアップし基準電源
回路３８から各部回路への基準電圧供給が断たれた後
は、出力トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッチング状態が
不定となる。

【００１６】一方、ＣＴＬアンプ２２の出力側には、前
述のように発振を防止させるべくコンデンサＦＣが設け
られている。コンデンサＦＣは、ＣＴＬアンプ２２を介
してプリドライブ１４に対し駆動力が与えられている状
態では、これを積分して電流帰還閉ループの発振を防い
でいる。ブレーキパルスが発生し始め、かつこのブレー
キパルスが間欠的になると、コンデンサＦＣの電荷はブ
レーキパルスがオフしている期間において放電する。さ
らに、ブレーキパルス発生回路２８から最後のブレーキ
パルスが出力された後は、コンデンサＦＣは放電するの
みであり、徐々にコンデンサＦＣ両端の電圧が低下して
いく。従って、カウンタ３６のカウント期間が経過した
時点においても、コンデンサＦＣの両端には電圧が残存
している。

【００１７】このように、コンデンサＦＣの両端に電圧
が残存している状態でホールロジック２０の出力が不定
状態となると、ドライブ１２を構成する出力トランジス
タＱ１〜Ｑ６がいずれもオンし得る状態となるため、例
えば出力トランジスタＱ及びＱ２を貫通して流れる電流
（スルー電流）が発生する可能性がある。この電流は、
当該出力トランジスタＱ１〜Ｑ６の破壊を引き起すおそ
れがある。

【００１８】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、パワーセーブモー
ド移行時に各出力トランジスタの制御に係る不定状態を
発生させないようにし、もってスルー電流を防止するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、複数対の出力トランジスタを有す
る駆動回路と、ブレーキ指令に応じて出力トランジスタ
を制御しモータに逆転トルクを発生させる手段と、モー
タの逆転を検出しこれに応じ出力トランジスタをオフさ
せることによりモータを停止させる回路を含みモータ回
転時に使用される論理回路と、モータが停止した後所定
時間を計数する手段と計数終了に伴い少なくとも上記論
理回路に対する電力供給を断つことにより、モータ停止
中における電力消費を抑制する手段と、を備えるモータ
駆動制御回路において、計数終了後に出力トランジスタ
のオフ状態を維持させる手段を備えることを特徴とす
る。

【００２０】

【作用】本発明のモータ駆動制御回路においては、ブレ
ーキ指令に応じて出力トランジスタが制御されモータに
逆転トルクが発生する。論理回路は、モータの逆転を検
出し、これに応じて出力トランジスタをオフさせる。出
力トランジスタがオフされ従ってモータが停止した後、
所定時間経過後に、少なくとも上記論理回路に対する電
力供給が断たれる。すると、論理回路による出力トラン
ジスタの強制オフ制御が働かなくなるが、その一方、本
発明においては、計数終了に伴い、出力トランジスタの
オフ状態を維持する動作に移行する。従って、本発明に
おいては、出力トランジスタのオフ制御に係る論理回路
への電力供給が断たれるにもかかわらず、出力トランジ
スタのオフ状態が維持され、制御に係る不定状態が防止
される。その結果、出力トランジスタを介して流れるス
ルー電流が防止される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図３及び図４に示される従来例
と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。

【００２２】図１には、本発明の一実施例に係るモータ
駆動ＩＣ４０の構成が示されている。この図に示される
ように、本実施例は、ブレーキ動作時においてカウンタ
３６の出力を用いてプリドライブ１４を制御することに
より、基準電源回路３８がパワーセーブモードに移行し
た後、ソース側出力トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５を
引き続きオフ状態とさせることを特徴としている。

【００２３】すなわち、図２に示されるように、カウン
タ３６のカウント期間が経過した後、基準電源回路３８
がこれに応じてパワーセーブモードに移行する際、Ｆ／
Ｒ３４の出力に代えてカウンタ３６の出力をソース側出
力トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５のオフ制御に用い
る。従って、基準電源回路３８によって基準電圧が断た
れホールロジック２０の出力が不定になりかつＦ／Ｒ３
４の動作が停止するにもかかわらず、ソース側出力トラ
ンジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５がオフ状態を維持する。そ
の結果、ＣＴＬアンプ２２の後段に設けられたコンデン
サＦＣに電圧が残存しているにもかかわらず、出力トラ
ンジスタＱ１〜Ｑ６にスルー電流が流れなくなる。この
ように、本実施例に係るＩＣ４０は、スルー電流による
出力トランジスタＱ１〜Ｑ６の破壊が防止されたより信
頼性の高いＩＣとして構成できることとなる。

【００２４】また、パワーセーブモード移行時にＦ／Ｒ
３４を基準電源断、電流源断の対象からはずすことによ
り、ソース側出力トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５のオ
フ状態を引続き維持することも可能である。本実施例
は、このような構成に対し、回路構成が容易で素子数を
抑制できる利点を有している。すなわち、Ｆ／Ｒ３４を
パワーセーブの対象からはずすためには、Ｆ／Ｒ３４の
電源回路と他の論理回路のそれとを別構成としなくては
ならず、そのために、素子数の増大、ひいては回路規模
の増大や設計工数が発生する。本実施例においては、こ
のような不具合も生じない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータ停止後所定時間経過後に論理回路に対する電力供
給を断つと共に、この所定時間の計数後も論理回路以外
の手段で出力トランジスタのオフ状態を維持させるよう
にしたため、論理回路の出力が不定になるにもかかわら
ず出力トランジスタにスルー電流が流れなくなり、回路
の破壊が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るモータ駆動ＩＣの構成
を示すブロック図である。

【図２】この実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】一従来例に係るモータ駆動ＩＣの構成を示すブ
ロック図である。

【図４】この従来例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１２ ドライブ １４ プリドライブ １６ ホール素子 １８ ホールアンプ ２０ ホールロジック ２２ ＣＴＬアンプ ２４ 速度制御回路 ２６ スタートブーキ検出回路（Ｓ／Ｂ） ２８ ブレーキパルス発生回路 ３０ 発振器 ３２ 合成回路 ３４ 正転逆転検出回路（Ｆ／Ｒ） ３６ カウンタ ３８ 基準電源回路 ４０ モータ駆動ＩＣ Ｑ１〜Ｑ６ 出力トランジスタ

フロントページの続き (72)発明者 中野 博充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 八十原 正浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 坪内 俊樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数対の出力トランジスタを有する駆動
   回路と、ブレーキ指令に応じて出力トランジスタを制御
   しモータに逆転トルクを発生させる手段と、モータの逆
   転を検出しこれに応じ出力トランジスタをオフさせるこ
   とによりモータを停止させる回路を含みモータ回転時に
   使用される論理回路と、モータが停止した後所定時間を
   計数する手段と、計数終了に伴い少なくとも上記論理回
   路に対する電力供給を断つことにより、モータ停止中に
   おける電力消費を抑制する手段と、を備えるモータ駆動
   制御回路において、 計数終了後に出力トランジスタのオフ状態を維持させる
   手段を備えることを特徴とするモータ駆動制御回路。