JPH08116689A

JPH08116689A - センサレスモータ駆動回路

Info

Publication number: JPH08116689A
Application number: JP6276979A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Inagaki; 衡一稲垣
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-05-07
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: CN1070659C; JP3351131B2; KR960016106A; US6196650B1; CN1132960A; KR100384682B1

Abstract

(57)【要約】【目的】モータの回転速度に関係なく常に最適な駆動コ
イルに対する駆動電流のスイッチングが行えるセンサレ
スモータ駆動回路を提供すること。【構成】励磁コイル１，２の誘起電圧に基づいて回転す
るロータＲの基準位置を検出する検出手段３と、検出手
段３の出力信号３ｓ−１，３ｓ−２より、微分パルス７
ｓを発生させる微分パルス発生手段７と、クロック８ｓ
を分周したパルス８ｐに対して、微分パルス７ｓを比較
する位相比較器４０を持つＰＬＬ回路８と、クロック８
ｓをカウントして所定カウント数の間に微分パルス７ｓ
が発生しないときに起動パルス１０ｓを発生する起動パ
ルス発生回路１０と、クロック８ｓをカウントすること
によりあるいは前記起動パルス１０ｓにより、ロータＲ
の基準位置より所定量遅延させた遅延パルス９ｓを発生
させるラッチ遅延回路９と、遅延パルス９ｓに基づいて
励磁コイルの通電切り換え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ
−４を発生する回路６，１２を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサレスモータの駆
動回路の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】センサレスモータの駆動回路としては、
たとえば２相のブラシレスモータを駆動する回路が知ら
れている。この２相のブラシレスモータを駆動する回路
は、ホール素子等の回転検出素子を用いずに、駆動コイ
ルに発生する誘起電圧（逆起電圧）を利用し、駆動コイ
ルに通電される駆動電流（通電）を切り換えるようにな
っている。この種の一般的なセンサレスモータの駆動回
路は、励磁コイルの誘起電圧を検出し、極性が反転する
タイミングに対してある遅延量を与えて通電切り換えを
行っている。

【０００３】また、一般的なセンサレスモータの駆動回
路では、通電切り換え時に発生するスパイク電圧（フラ
イバック電圧）をフィルタ等によって除去している。さ
らに、一般的なセンサレスモータの駆動回路では、モー
タのロータが制止すべき位置（基準位置ともいう）にす
でにあって駆動コイルに対して通電した直後にモータの
ロータが起動しない場合に備えて、ある時間内に駆動コ
イルにおける誘起電圧を検出できなかった時には、起動
パルスを発生して強制的にその通電パターンに切り換え
るようになっている。

【０００４】このような極性が反転するタイミングにあ
る遅延量を与えたり、スパイク電圧を除去するためのフ
ィルタを設けたり、そして起動パルスを生成する方式と
しては、アナログ式とデジタル式に大きく大別すること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アナログ式の回路で
は、ＣＲの時定数を利用して、位相の遅延量や、スパイ
ク電圧の除去および起動パルスの生成を行っている。ま
たデジタル方式の回路では、マイクロプロセッサを使用
するのがほとんどである。従って、回路規模が大きなシ
ステムでは、デジタル方式が使用可能であるが、回路が
小規模の用途では、マイクロプロセッサをコストの点で
使用できないために、必然的にデジタル式ではなくアナ
ログ式を採用せざるを得ない。

【０００６】ところがアナログ式では、ＣＲ時定数回路
の各要素の最適定数を設定する必要があるが、各要素の
互いの定数の干渉によって最適定数の設定が難しく、ま
た抵抗やコンデンサが多数必要であるために、部品点数
が多くなってしまうという欠点がある。

【０００７】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、アナログ方式で構成された回路と
比較して外付け部品が少なくなり、コストダウンが図
れ、モータの回転速度に関係なく常に最適な駆動コイル
に対する駆動電流のスイッチングが行えるセンサレスモ
ータ駆動回路を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ための手段と作用の説明では、理解を助けるために各構
成要素に符号を付けるが、各構成要素は符号を付けた実
施例に限定されるものではない。上記目的は、本発明に
あっては、ロータＲと、前記ロータＲに対して複数の励
磁コイル１，２を備えたモータを駆動するためのセンサ
レスモータ駆動回路において、励磁コイル１，２の誘起
電圧に基づいて回転する前記ロータＲの基準位置を検出
する検出手段３と、前記検出手段３の出力信号３ｓ−
１，３ｓ−２より、微分パルス７ｓを発生させる微分パ
ルス発生手段７と、クロック８ｓを生成可能なＰＬＬ回
路８であって、前記クロック８ｓを分周したパルス８ｐ
に対して、前記微分パルス７ｓを比較する位相比較器４
０を持つＰＬＬ回路８と、前記クロック８ｓをカウント
して、所定カウント数の間に微分パルス７ｓが発生しな
いときに起動パルス１０ｓを発生する起動パルス発生回
路１０と、前記クロック８ｓをカウントすることによ
り、あるいは前記起動パルス１０ｓにより、前記ロータ
Ｒの基準位置より所定量遅延させた遅延パルス９ｓを発
生させるラッチ遅延回路９と、前記遅延パルス９ｓに基
づいて前記励磁コイルの通電切り換え信号１３ｓ−１な
いし１３ｓ−４を発生する回路１２と、前記通電切り換
え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ−４に基づいて励磁コイ
ルに通電するドライバ回路６と、を具備するセンサレス
モータ駆動回路により、達成される。本発明にあって
は、好ましくは前記クロック８ｓをカウントすることに
より、前記通電切り換え時に発生する疑似パルスを抑制
する期間Ｔを発生するマスク信号発生回路１１を具備す
る。本発明にあっては、好ましくは前記ＰＬＬ回路８
は、前記ラッチ遅延回路９の遅延量および前記マスク信
号発生回路１１の疑似パルス抑制期間Ｔを、前記ロータ
Ｒの回転速度に応じて制御する。本発明にあっては、好
ましくは前記モータは、２相両方向センサレスモータで
あり、回転磁気ヘッド装置の回転ドラムの回転用に用い
られる。本発明にあっては、好ましくは前記モータは、
２相両方向センサレスモータであり、光ディスクの回転
用に用いられる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、検出手段３は、励磁コイル
１，２の誘起電圧に基づいて回転するロータＲの基準位
置を検出する。この基準位置とは、ロータＲが回転する
と、コイルに交流電圧が誘起されるが、この交流電圧が
ゼロボルトになった時のロータＲの位置のことである。
励磁コイル１，２のどちらかに通電があり、その磁力に
よりロータＲが引きつけられて回転すると、検出手段３
は逆起電圧６ｓ−２，６ｓ−４を検出する。微分パルス
発生手段７は、検出手段３の出力信号３ｓ−１，３ｓ−
２より、微分パルス７ｓを発生させる。クロック８ｓを
生成可能なＰＬＬ回路８の位相比較器４０は、クロック
８ｓを分周したパルス８ｐに対して微分パルス７ｓを比
較する。ラッチ遅延回路９は、クロック８ｓをカウント
することにより、ロータＲの基準位置より所定量遅延さ
せた遅延パルス９ｓを発生する。回路６，１２は、遅延
パルス９に基づいて励磁コイル１，２の通電切り換え信
号１３ｓ−１ないし１３ｓ−１を発生して、励磁コイル
１，２の次の通電パターンに強制的に切り換える。上述
したように、ロータＲが通電により回転する場合に対し
て、ロータＲが仮に磁力で引きつけられて制止すべき位
置（中立位置）にあるときには、ロータＲが基準位置に
あって励磁コイル１，２に通電してもロータＲが動かず
誘起電圧も生じない。この場合には、起動パルス発生回
路１０は、クロック８ｓをカウントして所定カウント数
の間に微分パルス７ｓが発生しないときに起動パルス１
０ｓを発生する。ラッチ遅延回路９は、起動パルス１０
ｓに基づいて遅延パルス９ｓを発生する。回路６，１２
は、遅延パルス９ｓに基づいて励磁コイル１，２の通電
切り換え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ−４を発生して、
励磁コイル１，２の次の通電パターンに強制的に切り換
える。マスク信号発生回路１１は、好ましくはクロック
８ｓをカウントすることにより、通電切り換え時に発生
する疑似パルスを抑制する期間Ｔを発生する。ＰＬＬ回
路８は、好ましくはラッチ遅延回路９の遅延量およびマ
スク信号発生回路１１の疑似パルス抑制期間Ｔを、ロー
タＲの回転速度に応じて制御することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１１】図１は、本発明のセンサレスモータ駆動回
路の好ましい実施例を示している。図１に示すセンサレ
スモータ駆動回路は、２相両方向通電型のセンサレスモ
ータの駆動装置を示している。図１において、２相両方
向センサレスモータ（以下、センサレスモータという）
１２０は、センサレスモータ駆動回路１００により駆動
されるようになっている。このセンサレスモータ１２０
は、たとえばＶＴＲ等に用いられる回転磁気ヘッド装置
の回転ドラムを回転するのに用いられたり、あるいは光
ディスク装置における光ディスクの回転用のモータとし
て用いることができるものである。

【００１２】センサレスモータ１２０は、２つの駆動コ
イル（励磁コイルともいう）１，２とロータＲを有して
いる。ロータＲは、Ｎ極とＳ極を有している。駆動コイ
ル１からは、誘起電圧６ｓ−１と誘起電圧（逆起電圧）
６ｓ−２が得られる。駆動コイル２側からは、誘起電圧
６ｓ−３と誘起電圧（逆起電圧）６ｓ−４を得ることが
できる。

【００１３】図１において、センサレスモータ駆動回路
１００は、次のような構成要素を有している。ロータＲ
の回転により２相の駆動コイル１または駆動コイル２に
より生じた逆起電圧６ｓ−２，６ｓ−４は、検出器３に
対して入力できるようになっていて、これにより回転す
るロータＲの基準位置を検出する。このロータＲの基準
位置とは、ロータＲが回転すると、コイルに交流電圧が
誘起されるが、この交流電圧がゼロボルトになった時の
ロータＲの位置のことである。検出器３は、これらの逆
起電圧６ｓ−２，逆起電圧６ｓ−４に基づいて、図６に
示すコンパレート信号３ｓ−１とコンパレート信号３ｓ
−２を、セレクタ４と微分回路７にそれぞれ与えるよう
になっている。セレクタ４は、スイッチング回路５およ
びデコーダ１２を介してドライバ６に接続されている。

【００１４】図１の微分回路７は、微分パルス発生手段
７であり、図４のコンパレート信号３ｓ−１，３ｓ−２
のどちらかが反転した時に１つの微分パルス７ｓを発生
するようになっている（たとえば図４の矢印Ｆ１，Ｆ２
を参照）。つまり２相の駆動コイル１，２の逆起電圧６
ｓ−２，逆起電圧６ｓ−４のどちらかが、図６に例示す
るゼロクロス点ＺＣを通過する毎に微分パルス７ｓを発
生させることになる。この微分パルス７ｓは、ＰＬＬ回
路８、ラッチ回路９、起動パルス発生回路１０、マスク
信号発生回路１１およびディレイ回路１４にそれぞれ入
力される。

【００１５】図１のＰＬＬ回路８は、図４の微分パルス
７ｓに対して、たとえば図４に示す１６倍のクロックパ
ルス信号８ｓを発生するためのものである。ＰＬＬ回路
８は、微分パルス７ｓに同期して、図４に示すようなク
ロックパルス信号８ｓを出力する。図５は、このＰＬＬ
回路８の構成の一例を示している。位相比較器４０は、
微分回路７から微分パルス７ｓが入力されるようになっ
ている。位相比較器４０は、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）４２を介して電圧制御型発振器（ＶＣＯ）４４に接
続されている。位相比較器４０は、電圧制御型発振器４
４から出力されるクロックパルス信号８ｓを分周して得
られるパルス８ｐ（図４参照）と、微分回路７からの微
分パルス７ｓ（図４参照）を比較して、図５の出力４０
ａを出力するようになっている。図５の電圧制御型発振
器４４は、１／Ｎ分周器４６を介して位相比較器４０に
接続されている。１／Ｎ分周器４６は、電圧制御型発振
器４４からのクロックパルス信号８ｓを、１／１６の周
波数に分周して位相比較器４０にパルス８ｐとして与え
る。

【００１６】出力４０ａの周波数成分のうちの一定周波
数以下の成分は、ローパスフィルタ４２を通過する。電
圧制御型発振器４４は、ローパスフィルタ４２の出力４
２ａにより制御されて、この出力４２ａに対応した周波
数のクロックパルス信号８ｓを発生するようになってい
る。これにより、電圧制御型発振器４４は、微分回路７
からの微分パルス７ｓのたとえば１６倍付近の周波数の
クロックパルス信号８ｓを発振することができる。この
際、ローパスフィルタ４２の出力４２ａの電圧が高い場
合には、高い周波数のクロックパルス信号８ｓを出力
し、出力４２ａの電圧が低い場合には、低い周波数のク
ロックパルス信号８ｓを出力する。

【００１７】図１のラッチ遅延回路（ラッチ回路）９
は、内部にカウンタを持ち、図４のクロックパルス信号
８ｓをカウントすると共に、微分回路７からの微分パル
ス７ｓからたとえば３クロック後に、図４に示す矢印Ｇ
１，Ｇ２に示すように、ラッチ遅延パルス９ｓを発生す
るようになっている。このラッチ遅延パルス９ｓは、ロ
ータＲの基準位置より所定量遅延させたパルスである。

【００１８】図１のマスク信号発生回路１１は、図４の
微分パルス７ｓの発生時からラッチ遅延パルス９ｓを通
過してさらに所定のクロック数経つまでの間、マスク信
号１１ｓをオンするようになっている。このマスク信号
発生回路１１は、図６に示すような駆動コイル１（Ｕ相
に相当）の通電波形において、駆動コイル１に流す電流
のスイッチイングに伴なう逆起電圧波形に起因するゼロ
クロス点ＺＣ１が、図１のセレクタ４の論理回路に入力
されるのを防止する回路である。このマスク信号発生回
路１１の疑似パルス抑制期間Ｔは、駆動コイル１，２を
通電切り換えする時に発生する疑似パルス（図６に示す
フライバック電圧）を抑制する期間である。マスク信号
発生回路１１は、図１の駆動コイル１，２のスイッチに
伴なうゼロクロス点ＺＣ１をマスクして、スイッチング
に伴なう逆起電圧波形（フライバック電圧）をマスクす
ることにより、フライバック電圧の除去を行っている。
なぜなら、フライバック電圧の発生に起因するゼロクロ
ス点ＺＣ１は、センサレスモータの回転によらないで発
生するゼロクロス点ＺＣ１であるからである。

【００１９】図１の起動パルス発生回路１０は、ＰＬＬ
回路８からのクロックパルス信号８ｓをカウントして、
予め設定されたクロック数の間に、微分パルス７ｓが発
生しなかった場合に、微分パルス７ｓの代わりに起動パ
ルス１０ｓを発生するためのものである。起動パルス１
０ｓは、ラッチ回路９とマスク信号発生回路１１に働き
かけて、ラッチ回路９とマスク信号発生回路１１は、こ
の駆動パルス１０ｓに基づいて微分パルス７ｓが発生し
た時と同様の働きを行う。

【００２０】ディレイ回路１４は、図４に示すディレイ
信号１４ｓを、微分回路７の微分パルス７ｓとＰＬＬ回
路８からのクロックパルス信号８ｓに基づいて、デコー
ダ１２に対して図４のディレイ信号１４ｓを出力するよ
うになっている。このディレイ回路（遅延回路）１４
は、図３のディレイ信号１４ｓを発生する。このディレ
イ信号１４ｓは、通電切り換え信号１３ｓ−１ないし通
電切り換え信号１３ｓ−４に対して、オーバラップ期間
ＴＯＲを設定して、１相（駆動コイル１または２）がオ
ンしてから他相（駆動コイル２または１）がオフになる
まで遅延を持たせて、オーバラップ通電を行うようにな
っている。次の相のオン信号とディレイ信号１４ｓの論
理積で前の相をオンし、一定時間オーバラップして通電
する。具体的には、たとえば通電切り換え信号１３ｓ−
２（Ｂ）がオンしていると、次に通電切り換え信号１３
ｓ−３（Ｃ）がオンするタイミングにおいて、通電切り
換え信号１３ｓ−３（Ｃ）とディレイ信号１４ｓの論理
積がとられ、通電切り換え信号１３ｓ−２（Ｂ）を継続
してオンしている。そして、ディレイ信号１４ｓがオフ
すると同時に通電切り換え信号１３ｓ−２（Ｂ）もオフ
になる。その間、通電切り換え信号１３ｓ−２（Ｂ）と
通電切り換え信号１３ｓ−３（Ｃ）は、オーバラップし
て通電される。オーバラップ期間ＴＯＲを含む各相の通
電電気角ＥＡは、たとえば１３５°である。このオーバ
ラップ通電は、ロータＲの起動時、加速時あるいは減速
時に行いトルクアップを図る。そして、ロータＲが規定
回転数になったらデコーダ１２に対するディレイ信号１
４ｓの供給は停止して、オーバラップ通電を止めて通常
の通電電気角が９０°の通電に切り換える。ディレイ信
号１４ｓ（Ｅ）はスイッチングの度に所定時間オンす
る。たとえばディレイ信号１４ｓ（Ｅ）は誘起電圧のゼ
ロクロス点から遅れて（理想的には４５°）出力され
る。ラッチ遅延信号９ｓは、ディレイ信号１４ｓの時間
の半分だけラッチ出力を早めるのがベストである。この
ようなオーバラップ通電は、たとえばＣＤ−ＲＯＭ装置
などで、アクセスタイムを短くするためにトルクアップ
を行うために有用である。ここまでの各要素の説明で
は、図１のセンサレスモータ駆動回路１００における内
部の制御を行うためのコントロール信号の生成方式につ
いて説明している。

【００２１】次に、駆動コイル１，２に対して、駆動電
流を通電するためのデータの流れについて説明する。図
１のセレクタ４に入った図４に示すコンパレート信号３
ｓ−１，３ｓ−２は、図１のマスク信号発生回路１１の
マスク信号１１ｓがオフの間セレクタ４を通過し、マス
ク信号１１ｓがオンの間はマスク信号１１ｓがオンする
寸前のデータがラッチされて、セレクトデータ信号４ｓ
−１，４ｓ−２としてスイッチング回路５に対して出力
される。スイッチング回路５では、ラッチ遅延パルス９
ｓのタイミングでセレクトデータ信号４ｓ−１，４ｓ−
２がラッチされる。つまり、上述したように微分パルス
７ｓからたとえば３クロック後にセレクトデータ信号４
ｓ−１，４ｓ−２がラッチされる。

【００２２】スイッチング回路５からのスイッチング出
力５ｓ−１，５ｓ−２は、デコーダ１２に入力されるよ
うになっている。デコーダ１２は、図２に示すような論
理回路になっている。図２のスイッチング出力（Ｕ相に
相当）５ｓ−１と（Ｖ相に相当）５ｓ−２は、デコーダ
１２の論理回路に基づく通電コードに従ってデコードさ
れて、通電切り換え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ−４と
して、図１のドライバ６に対して与えられる。図１のド
ライバ６は、トランジスタをスイッチングして図３に示
すように相切り換えを行って、図１の駆動コイル１，２
に通電する。このように、一連の駆動コイル１，２に対
して通電するためのデータの流れのほとんどは、ＰＬＬ
回路８から発生されるクロックパルス信号８ｓを基準と
してセンサレスモータ駆動回路１００の内部でコントロ
ールすることができる。

【００２３】次に、図１のセンサレスモータ駆動回路１
００の動作を説明する。（１）ロータＲが通電時に回転する場合センサレスモータ駆動回路１００に対して通電をして図
１のロータＲを回転する場合には、２つの駆動コイル
１，２のうちのどちらかに駆動電流の通電が行われる。
駆動コイル１，２のどちらかに通電が行われると、その
通電のあったたとえば駆動コイル１の磁力により、ロー
タＲが引き付けられて少し回転する。すると、既に述べ
たように駆動コイル１の誘起電圧（逆起電圧６ｓ−２も
しくは６ｓ−４）を検出器３が検出する。逆起電圧６ｓ
−２，６ｓ−４の波形は、図４に一例を示している。

【００２４】図１の検出器３が逆起電圧６ｓ−２，６ｓ
−４を検出すると、図１の検出器３はコンパレート信号
３ｓ−１，３ｓ−２を出力し、これに基づいて微分回路
７は図４の微分パルス７ｓを生成し、微分パルス７ｓは
ＰＬＬ回路８、ラッチ回路９、起動パルス発生回路１
０、マスク信号発生回路１１、ディレイ回路１４に与え
られる。セレクタ回路４はセレクトデータ信号４ｓ−
１，４ｓ−２を生成する。図１のＰＬＬ回路８は、最低
周波数でクロックパルス信号８ｓを発生して、このクロ
ックパルス信号８ｓを、ラッチ遅延回路９、駆動パルス
発生回路１０、マスク信号発生回路１１、ディレイ回路
１４に与える。

【００２５】ラッチ遅延回路９とマスク信号発生回路１
１は、この微分パルス７ｓに基づいて働く。ラッチ遅延
回路９は、ラッチ遅延パルス９ｓを発生する。スイッチ
ング回路５では、このラッチ遅延パルス９ｓは、微分パ
ルス７ｓから所定クロック後、たとえば３クロック後に
セレクトデータ信号４ｓ−１，４ｓ−２をラッチする。
セレクトデータ信号４ｓ−１，４ｓ−２により、スイッ
チング回路５の出力が強制的に次の相に切り換えられ
る。このラッチ遅延パルス９ｓにより、スイッチング回
路５のスイッチング出力５ｓ−１，５ｓ−２が強制的に
次の相に切り換えられた結果、デコーダ１２からドライ
バ６に対して通電切り換え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ
−４が与えられて、駆動コイル１，２に通電されて、ロ
ータＲが回転することになる。ロータＲが回転を始める
と、上述した一連の動作が繰り返されてロータＲの回転
が速くなると同時に、図４に示したような誘起電圧のゼ
ロクロス点ＺＣを通過するタイミングが速くなって、図
４に示す微分パルス７ｓの発生間隔が狭くなる。

【００２６】図１のＰＬＬ回路８は、常にこの微分パル
ス７ｓの、たとえば１６倍のクロックパルス信号８ｓを
発生し、さらには微分パルス７ｓからたとえば３クロッ
ク後に常に相切り換えを行うことができる。ＰＬＬ回路
８は、ロータＲの回転数に関係なく、常にゼロクロス点
から一定の遅延間隔でスイッチングすることができる回
路である。

【００２７】本発明のセンサレスモータの駆動回路の実
施例では、駆動装置１００の内部に励磁コイルともいう
駆動コイル１，２の誘起電圧を入力とするＰＬＬ回路８
を有している。ＰＬＬ回路８のクロックパルス信号８ｓ
を基にして、ラッチ遅延回路９により位相シフト（位相
遅れを積極的に形成）を形成してロータＲの基準位置よ
り所定量遅延させる。マスク信号発生回路１１は、クロ
ックパルス信号８ｓを基にして、マスク期間Ｔ（図６参
照）のタイミング形成して図６に示す不要なフライバッ
ク電圧を除去する。これにより、図１のモータ１２０の
ロータＲの速度が変化しても、常に最適な駆動コイル
１，２の通電を行うことができる。

【００２８】また、ディレイ回路１４は、図４に示すデ
ィレイ信号１４ｓを、微分回路７の微分パルス７ｓとＰ
ＬＬ回路８からのクロックパルス信号８ｓに基づいて、
デコーダ１２に対して出力する。このディレイ回路（遅
延回路）１４は、図３のディレイ信号１４ｓを発生す
る。このディレイ信号１４ｓは、通電切り換え信号１３
ｓ−１ないし通電切り換え信号１３ｓ−４に対して、オ
ーバラップ期間ＴＯＲを設定して、１相がオンしてから
他相がオフになるまで遅延を持たせて、オーバラップ通
電を行う。このオーバラップ通電は、ロータＲの起動
時、加速時あるいは減速時に行いトルクアップを図る。
そして、ロータＲが規定回転数になったら、デコーダ１
２に対するディレイ信号１４ｓの供給は停止して、オー
バラップ通電を止めて通常の通電電気角が９０°の通電
に切り換える。

【００２９】（２）ロータＲが通電時にすでに制止す
べき位置にあり通電によっては回転を始めない場合駆動コイル１，２に通電後に、仮に図１のロータＲが引
き付けられて、ロータＲの静止すべき位置に既にあった
場合には、ロータＲは動かないと同時に、誘起電圧６ｓ
−１，６ｓ−３と逆起電圧６ｓ−２，６ｓ−４が発生し
ないことになる。このように通電してもロータＲが静止
している場合においても、図１のＰＬＬ回路８は、最低
周波数でクロックパルス信号８ｓを発生して、このクロ
ックパルス信号８ｓを、ラッチ遅延回路９、駆動パルス
発生回路１０、マスク信号発生回路１１、ディレイ回路
１４に与える。起動パルス発生回路１０は、このクロッ
クパルス信号８ｓを受けて、このクロックパルス信号８
ｓをカウントして、予め設定された数に達すると、上述
した微分パルス７ｓに代わりに、起動パルス発生回路１
０は起動パルス１０ｓを発生して、ラッチ遅延回路９と
マスク信号発生回路１１に与える。

【００３０】ラッチ遅延回路９とマスク信号発生回路１
１は、この起動パルス１０ｓに基づいて働く。ラッチ遅
延回路９は、ラッチ遅延パルス９ｓを発生する。スイッ
チング回路５では、このラッチ遅延パルス９ｓは、セレ
クトデータ信号４ｓ−１，４ｓ−２をラッチする。セレ
クトデータ信号４ｓ−１，４ｓ−２により、スイッチン
グ回路５の出力が強制的に次の相に切り換えられる。こ
のラッチ遅延パルス９ｓにより、スイッチング回路５の
スイッチング出力５ｓ−１，５ｓ−２が強制的に次の相
に切り換えられた結果、デコーダ１２からドライバ６に
対して通電切り換え信号１３ｓ−１ないし１３ｓ−４が
与えられて、駆動コイル１，２に通電されて、ロータＲ
が回転することになる。ロータＲが回転を始めると、上
述した一連の動作が繰り返されてロータＲの回転が速く
なると同時に、図４に示したような誘起電圧のゼロクロ
ス点ＺＣを通過するタイミングが速くなって、図４に示
す微分パルス７ｓの発生間隔が狭くなる。

【００３１】図１のＰＬＬ回路８は、常にこの微分パル
ス７ｓの、たとえば１６倍のクロックパルス信号８ｓを
発生し、さらには微分パルス７ｓからたとえば３クロッ
ク後に常に相切り換えを行うことができる。ＰＬＬ回路
８は、ロータＲの回転数に関係なく、常にゼロクロス点
から一定の遅延間隔でスイッチングすることができる回
路である。

【００３２】本発明のセンサレスモータの駆動回路の実
施例では、駆動装置１００の内部に励磁コイルともいう
駆動コイル１，２の誘起電圧を入力とするＰＬＬ回路８
を有している。ＰＬＬ回路８のクロックパルス信号８ｓ
を基にして、ラッチ遅延回路９により位相シフト（位相
遅れを積極的に形成）を形成してロータＲの基準位置よ
り所定量遅延させる。マスク信号発生回路１１は、クロ
ックパルス信号８ｓを基にして、マスク期間Ｔ（図６参
照）のタイミング形成して図６に示す不要なフライバッ
ク電圧を除去する。これにより、図１のモータ１２０の
ロータＲの速度が変化しても、常に最適な駆動コイル
１，２の通電を行うことができる。

【００３３】また、ディレイ回路１４は、図４に示すデ
ィレイ信号１４ｓを、微分回路７の微分パルス７ｓとＰ
ＬＬ回路８からのクロックパルス信号８ｓに基づいて、
デコーダ１２に対して出力する。このディレイ回路（遅
延回路）１４は、図３のディレイ信号１４ｓを発生す
る。このディレイ信号１４ｓは、通電切り換え信号１３
ｓ−１ないし通電切り換え信号１３ｓ−４に対して、オ
ーバラップ期間ＴＯＲを設定して、１相がオンしてから
他相がオフになるまで遅延を持たせて、オーバラップ通
電を行う。このオーバラップ通電は、ロータＲの起動
時、加速時あるいは減速時に行いトルクアップを図る。
そして、ロータＲが規定回転数になったら、デコーダ１
２に対するディレイ信号１４ｓの供給は停止して、オー
バラップ通電を止めて通常の通電電気角が９０°の通電
に切り換える。

【００３４】以上説明した本発明の実施例は、従来のよ
うなアナログで構成された駆動回路と比較して、外付け
部品が少なくなるために、コストダウンが図れると同時
にマウント工数の削減につながる。また、本発明の実施
例では、トルクアップが必要なたとえば起動時に駆動コ
イルの１相当たり９０°以上の通電角度でオーバラップ
通電を行うことにより、たとえば３０パーセントのトル
クアップを図ることができ、本発明の実施例は、ＣＤ−
ＲＯＭ等の駆動に最適である。しかも、本発明の実施例
は、トルクアップしながら、定速時のロータ回転でトル
クリップルに影響を受けにくく、節電も可能である。

【００３５】本発明の実施例は、アナログで構成された
従来の駆動回路と比較して、各タイミングが安定してお
り、タイミングの変化がロジックで行えるので、駆動回
路セットに対して実装した後でも容易にモードに合せた
タイミングの変更が行える。本発明の実施例は、モータ
のロータＲの回転速度に関係なく、常に最適な駆動電流
のスイッチングを行うことができる。本発明の実施例で
は、ラッチ遅延回路９により位相遅れを作ることがで
き、センサレスモータ１２０の極性が反転するタイミン
グにある遅延量を与えて通電切り換えを行うことができ
る。本発明の実施例では、マスク信号発生回路１１を用
いているので、このマスク信号発生回路により、駆動コ
イル１，２に対する通電切り換え時に発生するスパイク
電圧（フライバック電圧）を発生する期間マスキングし
て除去することができ、スパイク電圧により生ずるゼロ
クロス点を誤って検出することがなくなる。

【００３６】本発明の実施例において、起動パルス発生
回路１０は、駆動コイル１，２に対して通電した直後に
ロータＲが駆動しない場合に備えて、ある時間内に誘起
電圧を検出できなかった時に、微分パルス７ｓに代え
て、起動パルス１０ｓを発生して、駆動コイル１，２に
対して強制的に次の通電パターン切り換えるようになっ
ている。このような各要素は、データ回路として１つの
センサレスモータ駆動回路１００内に構成されている。

【００３７】次に、図７は、本発明の別の実施例を示し
ている。図７の実施例では、デコーダの通電コードが異
なっている。すでに述べた図３の実施例におけるデコー
ダの論理回路における通電コードでは、ディレイ信号１
４ｓは、通電切り換え信号１３ｓ−１ないし通電切り換
え信号１３ｓ−４に対して、オーバラップ期間ＴＯＲを
設定して、１相（駆動コイル１または２）がオンしてか
ら他相（駆動コイル２または１）がオフになるまで遅延
を持たせて、オーバラップ通電を行うようになってい
る。

【００３８】これに対して、図７の実施例におけるデコ
ーダの論理回路における通電コードでは、図１のディレ
イ信号１４がなく、デコーダ１２に対してディレイ信号
１４ｓが与えられておらず、通電切り換え信号１３ｓ−
１ないし通電切り換え信号１３ｓ−４に対して、オーバ
ラップ期間ＴＯＲを設定されていない。つまり、図７に
示すように、スイッチング出力５ｓ−１，５Ｓ−２のデ
ータの組み合わせにより、４通りの通電タイミングであ
る通電切り換え信号１３ｓ−１ないし通電切り換え信号
１３ｓ−４を発生していて、オーバラップ通電を行って
いない。通電切り換え信号１３ｓ−１では、図１の駆動
コイル１の正方向に電流が流れたとすると、通電切り換
え信号１３ｓ−２では、その逆方向に流れる。また、通
電切り換え信号１３ｓ−３では、図１の駆動コイル２の
正方向に電流が流れたとすると、通電切り換え信号１３
ｓ−４では、その逆方向に流れる。

【００３９】ところで本発明は上記実施例に限定されな
い。本発明のセンサレス駆動回路は、２相モータに限ら
ず、３相のセンサレスモータに対しても適用することが
できる。また、２相モータとしては、コアレスモータや
鉄心型モータだけでなく、ＰＭ型ステッピングモータや
ＨＢ（ハイブリッド）型ステッピングモータに適用する
ことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ナログ方式で構成された回路と比較して外付け部品が少
なくなり、コストダウンが図れ、モータの回転速度に関
係なく常に最適な駆動コイルに対する駆動電流のスイッ
チングが行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンサレスモータ駆動回路の好ましい
実施例を示すブロック図。

【図２】図１のセンサレスモータ駆動回路のデコーダの
論理回路を示す図。

【図３】図２のデコーダの論理回路における通電コード
を示す図。

【図４】図１のセンサレスモータ駆動回路の各信号のタ
イムチャートを示す図。

【図５】図１のＰＬＬ回路の構成の一例を示す図。

【図６】１つの駆動回路の通電波形の例を示し、通電切
り換え時におけるフライバック電圧およびゼロクロス点
の一例を示す図。

【図７】本発明の別の実施例のおけるデコーダの論理回
路における通電コードを示す図。

【符号の説明】

１，２モータの駆動コイル（励
磁コイル）３検出器（検出手段）３ｓ−１，３ｓ−２コンパレート信号４セレクタ４ｓ−１，４ｓ−２セレクトデータ信号５スイッチング回路６ドライバ６ｓ−１ないし６ｓ−４誘起電圧（逆起電圧）７微分回路（微分パスル発
生手段）７ｓ微分パルス８ＰＬＬ回路８ｓクロックパルス信号９ラッチ遅延回路（ラッチ
回路）９ｓラッチ遅延パルス（ラッ
チパルス）１０起動パルス発生回路１０ｓ起動パルス１１マスク信号発生回路１２デコーダ１３ｓ−１ないし１３ｓ−４通電切り換え信号１４ディレイ回路１４ｓディレイ信号１００センサレスモータ駆動回
路１２０センサレスモータＲモータのロータＴ疑似パルス抑制期間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと、前記ロータに対して複数の励
磁コイルを備えたモータを駆動するためのセンサレスモ
ータ駆動回路において、励磁コイルの誘起電圧に基づいて回転する前記ロータの
基準位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号より、微分パルスを発生させる
微分パルス発生手段７と、クロックを生成可能なＰＬＬ回路であって、前記クロッ
クを分周したパルスに対して、前記微分パルスを比較す
る位相比較器を持つＰＬＬ回路と、前記クロックをカウントして、所定カウント数の間に微
分パルスが発生しないときに起動パルスを発生する起動
パルス発生回路と、前記クロックをカウントすることにより、あるいは前記
起動パルスにより、前記ロータの基準位置より所定量遅
延させた遅延パルスを発生させるラッチ遅延回路と、前記遅延パルスに基づいて前記励磁コイルの通電切り換
え信号を発生する回路と、前記通電切り換え信号に基づいて励磁コイルに通電する
ドライバ回路と、を具備することを特徴とするセンサレ
スモータ駆動回路。
【請求項２】前記クロックをカウントすることにより、
前記通電切り換え時に発生する疑似パルスを抑制する期
間を発生するマスク信号発生回路を具備する請求項１に
記載のセンサレスモータ駆動回路。
【請求項３】前記ＰＬＬ回路は、前記ラッチ遅延回路
の遅延量および前記マスク信号発生回路の疑似パルス抑
制期間を、前記ロータの回転速度に応じて制御する請求
項２に記載のセンサレスモータ駆動回路。
【請求項４】前記モータは、２相両方向センサレスモ
ータであり、回転磁気ヘッド装置の回転ドラムの回転用
に用いられる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
のセンサレスモータ駆動回路。
【請求項５】前記モータは、２相両方向センサレスモ
ータであり、光ディスクの回転用に用いられる請求項１
ないし請求項３のいずれかに記載のセンサレスモータ駆
動回路。