JPH099663A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
- Publication number
- JPH099663A JPH099663A JP7151942A JP15194295A JPH099663A JP H099663 A JPH099663 A JP H099663A JP 7151942 A JP7151942 A JP 7151942A JP 15194295 A JP15194295 A JP 15194295A JP H099663 A JPH099663 A JP H099663A
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- Japan
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- circuit
- motor
- signal
- frequency
- charge pump
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- Rotational Drive Of Disk (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外付けの時定数回路素子の値を変更すること
なく、高安定かつ高精度な制御動作を確保しながら、モ
ータの回転速度の大幅な変更を可能にする。 【構成】 モータの回転検出周波数と基準周波数間の周
波数誤差に基づいて容量素子の充放電を行なうことによ
り上記周波数誤差を直流電圧に変換し、この直流電圧を
増幅・伝達してモータ駆動回路にフィードバックさせる
とともに、上記充放電電流の大きさと上記直流電圧の伝
達利得の少なくとも一方を外部からの信号に応じて可変
設定させる。 【効果】 制御系の動作特性を半導体集積回路化が容易
な能動回路内の電気的動作状態の設定操作だけでもって
大きく変更させることができる。
なく、高安定かつ高精度な制御動作を確保しながら、モ
ータの回転速度の大幅な変更を可能にする。 【構成】 モータの回転検出周波数と基準周波数間の周
波数誤差に基づいて容量素子の充放電を行なうことによ
り上記周波数誤差を直流電圧に変換し、この直流電圧を
増幅・伝達してモータ駆動回路にフィードバックさせる
とともに、上記充放電電流の大きさと上記直流電圧の伝
達利得の少なくとも一方を外部からの信号に応じて可変
設定させる。 【効果】 制御系の動作特性を半導体集積回路化が容易
な能動回路内の電気的動作状態の設定操作だけでもって
大きく変更させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御装置、さら
にはモータの回転速度を設定速度に高安定かつ高精度に
フィードバック制御するモータ制御装置に適用して有効
な技術に関するものであって、たとえばフロッピィディ
スクドライブやハードディスクドライブなどに利用して
有効な技術に関するものである。
にはモータの回転速度を設定速度に高安定かつ高精度に
フィードバック制御するモータ制御装置に適用して有効
な技術に関するものであって、たとえばフロッピィディ
スクドライブやハードディスクドライブなどに利用して
有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フロッピィディスクドライブやハードデ
ィスクドライブなどにおいては、記憶媒体であるディス
クを回転駆動するモータの回転速度を高安定かつ高精度
に制御することが大きな課題となっている。
ィスクドライブなどにおいては、記憶媒体であるディス
クを回転駆動するモータの回転速度を高安定かつ高精度
に制御することが大きな課題となっている。
【０００３】従来のこの種のモータ制御装置では、周波
数発電機により周波数の形で検出されるモータの回転速
度信号を基準周波数信号と比較して両信号間の周波数誤
差を論理検出し、この検出に基づいて容量素子の充放電
を行なうことにより上記周波数誤差を直流電圧に変換
し、この直流電圧をモータ駆動回路に駆動量制御信号と
してフィードバックさせることにより、上記モータの回
転速度を上記基準周波数信号によって設定される速度に
制御することが行なわれていた（たとえば、特公開昭６
１−１５４４９２号公報、特公開昭６３−２９４２９０
号公報などを参照）。
数発電機により周波数の形で検出されるモータの回転速
度信号を基準周波数信号と比較して両信号間の周波数誤
差を論理検出し、この検出に基づいて容量素子の充放電
を行なうことにより上記周波数誤差を直流電圧に変換
し、この直流電圧をモータ駆動回路に駆動量制御信号と
してフィードバックさせることにより、上記モータの回
転速度を上記基準周波数信号によって設定される速度に
制御することが行なわれていた（たとえば、特公開昭６
１−１５４４９２号公報、特公開昭６３−２９４２９０
号公報などを参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。
【０００５】すなわち、上述したモータ制御装置では、
モータの回転速度を設定する基準周波数信号の周波数を
大きく変化させた場合に、モータ等の機構系での動作は
追従し得ても、制御系での動作が不安定になることによ
って安定な制御が行なえなくなるという問題が生じる。
つまり、モータ制御を安定に行なうことができる速度域
は制御系での動作特性とくにフィードバック経路での伝
達特性によって制約される。その伝達特性の最適化領域
から大きく離れた速度域では、モータを含む機構系での
応答性は確保されていても、制御系での動作の安定性は
確保されなくなる。
モータの回転速度を設定する基準周波数信号の周波数を
大きく変化させた場合に、モータ等の機構系での動作は
追従し得ても、制御系での動作が不安定になることによ
って安定な制御が行なえなくなるという問題が生じる。
つまり、モータ制御を安定に行なうことができる速度域
は制御系での動作特性とくにフィードバック経路での伝
達特性によって制約される。その伝達特性の最適化領域
から大きく離れた速度域では、モータを含む機構系での
応答性は確保されていても、制御系での動作の安定性は
確保されなくなる。
【０００６】他方、最近の大容量型のフロッピィディス
クドライブと従来型のフロッピィディスクドライブとで
は、記憶媒体であるディスクの回転速度が大きく異なっ
ている。この大容量型と従来型のどちらにも使用可能な
フロッピィディスクドライブを構成しようとすると、大
容量型と従来型のどちらのディスク回転速度にも高安定
かつ高精度に対応することができるモータ制御装置が必
要となってくる。しかし、上述したように、モータの回
転速度を大幅に変更させることは、制御系での動作の安
定性を確保する上で実現が困難であった。
クドライブと従来型のフロッピィディスクドライブとで
は、記憶媒体であるディスクの回転速度が大きく異なっ
ている。この大容量型と従来型のどちらにも使用可能な
フロッピィディスクドライブを構成しようとすると、大
容量型と従来型のどちらのディスク回転速度にも高安定
かつ高精度に対応することができるモータ制御装置が必
要となってくる。しかし、上述したように、モータの回
転速度を大幅に変更させることは、制御系での動作の安
定性を確保する上で実現が困難であった。
【０００７】本発明者等が知得したところによると、制
御系での動作特性とくにフィードバック経路での伝達特
性を大幅に変更するためには、容量素子などの時定数回
路素子の値を大幅に変更しなければならないことが判明
している。しかし、これらの時定数回路素子は半導体集
積回路化が困難であって、現実には、半導体集積回路の
外付部品の形式でしか使用することができない。したが
って、制御系での動作の安定性を確保しながら、モータ
の回転速度を大幅に変更させるためには、外付部品の交
換しかなく、非常に面倒であった。
御系での動作特性とくにフィードバック経路での伝達特
性を大幅に変更するためには、容量素子などの時定数回
路素子の値を大幅に変更しなければならないことが判明
している。しかし、これらの時定数回路素子は半導体集
積回路化が困難であって、現実には、半導体集積回路の
外付部品の形式でしか使用することができない。したが
って、制御系での動作の安定性を確保しながら、モータ
の回転速度を大幅に変更させるためには、外付部品の交
換しかなく、非常に面倒であった。
【０００８】本発明の目的は、半導体集積回路化が困難
な時定数回路素子の値を変更することなく、電気的信号
による設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御
動作を確保しつつ、モータの回転速度の大幅な変更を可
能にする、という技術を提供することにある。
な時定数回路素子の値を変更することなく、電気的信号
による設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御
動作を確保しつつ、モータの回転速度の大幅な変更を可
能にする、という技術を提供することにある。
【０００９】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１１】すなわち、周波数発電機により周波数の形
で検出されるモータの回転速度信号を基準周波数信号と
比較して両信号間の周波数誤差を論理検出し、この検出
に基づいて容量素子の充放電を行なうことにより上記周
波数誤差を直流電圧に変換し、この直流電圧をモータ駆
動回路に駆動量制御信号としてフィードバックさせるこ
とにより、上記モータの回転速度を上記基準周波数信号
によって設定される速度に制御させるとともに、上記容
量素子に対する充放電電流の大きさと上記フィードバッ
クでの伝達利得の少なくとも一方を、外部からの信号に
応じて可変設定させる、というものである。
で検出されるモータの回転速度信号を基準周波数信号と
比較して両信号間の周波数誤差を論理検出し、この検出
に基づいて容量素子の充放電を行なうことにより上記周
波数誤差を直流電圧に変換し、この直流電圧をモータ駆
動回路に駆動量制御信号としてフィードバックさせるこ
とにより、上記モータの回転速度を上記基準周波数信号
によって設定される速度に制御させるとともに、上記容
量素子に対する充放電電流の大きさと上記フィードバッ
クでの伝達利得の少なくとも一方を、外部からの信号に
応じて可変設定させる、というものである。
【００１２】
【作用】上述した手段によれば、制御系の動作特性とく
にフィードバック経路での伝達特性を、半導体集積回路
化が容易な能動回路内の電気的動作状態の設定操作（オ
ペレーション）でもって、大きく変更させることができ
る。
にフィードバック経路での伝達特性を、半導体集積回路
化が容易な能動回路内の電気的動作状態の設定操作（オ
ペレーション）でもって、大きく変更させることができ
る。
【００１３】これにより、半導体集積回路化が困難な時
定数回路素子の値を変更することなく、電気的信号によ
る設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御動作
を確保しつつ、モータの回転速度の大幅な変更を可能に
する、という目的が達成される。
定数回路素子の値を変更することなく、電気的信号によ
る設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御動作
を確保しつつ、モータの回転速度の大幅な変更を可能に
する、という目的が達成される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
ながら説明する。なお、図において、同一符号は同一あ
るいは相当部分を示すものとする。
ながら説明する。なお、図において、同一符号は同一あ
るいは相当部分を示すものとする。
【００１５】図１は本発明の技術が適用されたモータ制
御装置の一実施例を示す。
御装置の一実施例を示す。
【００１６】同図に示す実施例はフロッピィディスクド
ライブに適用されたものであって、１はモータ制御装置
の主要回路が同一半導体基板内に集積形成された半導体
集積回路、５はモータ、６はモータ５によって回転駆動
される記憶媒体としてのディスク、５３はモータ５の回
転速度を周波数の形で検出する周波数発電機（ＦＧ）で
ある。
ライブに適用されたものであって、１はモータ制御装置
の主要回路が同一半導体基板内に集積形成された半導体
集積回路、５はモータ、６はモータ５によって回転駆動
される記憶媒体としてのディスク、５３はモータ５の回
転速度を周波数の形で検出する周波数発電機（ＦＧ）で
ある。
【００１７】半導体集積回路１内には、モータ駆動回路
１０、誤差検出回路１８、チャージポンプ回路１９、可
変利得アンプ２０、制御アンプ２１などが集積形成され
ている。また、その半導体集積回路１には、外付部品と
して、容量素子Ｃ１などを含む時定数回路５４，位相補
償回路５５が外部端子を介して接続されている。
１０、誤差検出回路１８、チャージポンプ回路１９、可
変利得アンプ２０、制御アンプ２１などが集積形成され
ている。また、その半導体集積回路１には、外付部品と
して、容量素子Ｃ１などを含む時定数回路５４，位相補
償回路５５が外部端子を介して接続されている。
【００１８】モータ駆動回路１０はモータ１０の通電駆
動を行なう。誤差検出回路１８は論理回路を用いて構成
され、周波数発電機５３が周波数の形で検出したモータ
５の回転速度信号ｆｘと外部から与えられる基準周波数
信号ｆｓを位相比較して、両信号ｆｘ，ｆｓ間の周波数
誤差Δｆ（＝ｆｘ−ｆｓ）を論理検出する。この誤差検
出回路１８はディスクリ回路とも呼ばれ、後述するチャ
ージポンプ回路１９の充電と放電の時間比を制御する。
動を行なう。誤差検出回路１８は論理回路を用いて構成
され、周波数発電機５３が周波数の形で検出したモータ
５の回転速度信号ｆｘと外部から与えられる基準周波数
信号ｆｓを位相比較して、両信号ｆｘ，ｆｓ間の周波数
誤差Δｆ（＝ｆｘ−ｆｓ）を論理検出する。この誤差検
出回路１８はディスクリ回路とも呼ばれ、後述するチャ
ージポンプ回路１９の充電と放電の時間比を制御する。
【００１９】チャージポンプ回路１９は、誤差検出回路
１８での検出に基づいて容量素子Ｃ１の充放電を行なう
ことにより、上記周波数誤差Δｆを直流電圧ΔＶに変換
する。可変利得アンプ２０と制御アンプ２１は、上記直
流電圧ΔＶを上記モータ駆動回路１０に駆動量制御信号
Ａ・ΔＶとしてフィードバックさせる。
１８での検出に基づいて容量素子Ｃ１の充放電を行なう
ことにより、上記周波数誤差Δｆを直流電圧ΔＶに変換
する。可変利得アンプ２０と制御アンプ２１は、上記直
流電圧ΔＶを上記モータ駆動回路１０に駆動量制御信号
Ａ・ΔＶとしてフィードバックさせる。
【００２０】ここで、上記チャージポンプ回路１９での
充放電電流Ｉｐｃ／Ｉｐｄと上記可変利得アンプ２０で
の伝達利得は、外部から任意に設定されて与えられる速
度選択信号Ｓｘによって、それぞれに可変設定されるよ
うになっている。速度選択信号Ｓｘは、半導体集積回路
１内にて２つの制御信号Ｓ２，Ｓ３にデコード（復号）
され、一方の制御信号Ｓ２はチャージポンプ回路１９に
与えられて充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさを可変設
定し、他方の制御信号Ｓ３は可変利得アンプ２０に与え
られて伝達利得を可変設定する。
充放電電流Ｉｐｃ／Ｉｐｄと上記可変利得アンプ２０で
の伝達利得は、外部から任意に設定されて与えられる速
度選択信号Ｓｘによって、それぞれに可変設定されるよ
うになっている。速度選択信号Ｓｘは、半導体集積回路
１内にて２つの制御信号Ｓ２，Ｓ３にデコード（復号）
され、一方の制御信号Ｓ２はチャージポンプ回路１９に
与えられて充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさを可変設
定し、他方の制御信号Ｓ３は可変利得アンプ２０に与え
られて伝達利得を可変設定する。
【００２１】次に、動作について説明する。
【００２２】図１に示したモータ制御装置では、周波数
誤差Δｆを直流電圧ΔＶに変換させるための充放電電流
Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさと、可変利得アンプ２０による
伝達利得の少なくとも一方を、外部からの信Ｓｘ号に応
じて可変設定させることにより、制御系の伝達特性を、
半導体集積回路１に集積形成された能動回路内の電気的
動作状態の設定操作（オペレーション）でもって、大き
く変更させることができる。
誤差Δｆを直流電圧ΔＶに変換させるための充放電電流
Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさと、可変利得アンプ２０による
伝達利得の少なくとも一方を、外部からの信Ｓｘ号に応
じて可変設定させることにより、制御系の伝達特性を、
半導体集積回路１に集積形成された能動回路内の電気的
動作状態の設定操作（オペレーション）でもって、大き
く変更させることができる。
【００２３】すなわち、チャージポンプ回路１９での充
放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを大きくすると、周波数誤差Δ
ｆに対する容量素子Ｃ１の端子電圧すなわち直流電圧Δ
Ｖの応答が速くなって、容量素子Ｃ１の容量値を小さく
したのと同等の効果が得られるようになる。反対に、上
記充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを小さくすると、周波数誤
差Δｆに対する容量素子Ｃ１の端子電圧すなわち直流電
圧ΔＶの応答が遅くなって、容量素子Ｃ１の容量値を大
きくしたのと同等の効果が得られるようになる。
放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを大きくすると、周波数誤差Δ
ｆに対する容量素子Ｃ１の端子電圧すなわち直流電圧Δ
Ｖの応答が速くなって、容量素子Ｃ１の容量値を小さく
したのと同等の効果が得られるようになる。反対に、上
記充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを小さくすると、周波数誤
差Δｆに対する容量素子Ｃ１の端子電圧すなわち直流電
圧ΔＶの応答が遅くなって、容量素子Ｃ１の容量値を大
きくしたのと同等の効果が得られるようになる。
【００２４】同様に、可変利得アンプ２０での伝達利得
を変化させると、上記モータ駆動回路１０に伝達される
駆動量制御信号Ａ・ΔＶの応答特性が変化する。つま
り、モータ駆動（ある回転数）に対する制御量を変える
ことであり、等価的には時定数回路５４の利得を等価的
に変えることにも相当する。
を変化させると、上記モータ駆動回路１０に伝達される
駆動量制御信号Ａ・ΔＶの応答特性が変化する。つま
り、モータ駆動（ある回転数）に対する制御量を変える
ことであり、等価的には時定数回路５４の利得を等価的
に変えることにも相当する。
【００２５】以上のようにして、半導体集積回路化が困
難な容量素子Ｃ１の値を変更することなく、電気的信号
Ｓｘによる設定操作だけでもって、制御系での伝達特性
を大きく変化させることができる。これにより、高安定
かつ高精度な制御動作を確保しつつ、モータ５の回転速
度を大幅に変更させることができる。
難な容量素子Ｃ１の値を変更することなく、電気的信号
Ｓｘによる設定操作だけでもって、制御系での伝達特性
を大きく変化させることができる。これにより、高安定
かつ高精度な制御動作を確保しつつ、モータ５の回転速
度を大幅に変更させることができる。
【００２６】図２は本発明によるモータ制御装置のさら
に詳細な実施例を示す。
に詳細な実施例を示す。
【００２７】同図において、モータ駆動系は、ホールア
ンプ（ｕ，ｖ，ｗ）１１、マトリックス回路１２、通電
駆動回路１３、ＡＧＣ回路１４、保護回路１３１などに
より構成されている。
ンプ（ｕ，ｖ，ｗ）１１、マトリックス回路１２、通電
駆動回路１３、ＡＧＣ回路１４、保護回路１３１などに
より構成されている。
【００２８】ホールアンプ１１は、モータの回転位相を
検出するホール素子（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）５１の出力を
相（ｕ，ｖ，ｗ）別に予備増幅する。マトリックス回路
１２は、ホールアンプ１１の出力に基づいて３相駆動信
号を生成する。通電駆動回路１３は、マトリックス回路
１２の出力信号を相（ｕ，ｖ，ｗ）別にパワー増幅して
モータの界磁コイル５２に通電する。ＡＧＣ回路１４
は、上記ホールアンプ１１の出力レベルを一定に揃える
ための自動利得制御を行なう。保護回路１３１は、詳細
な図示は省略するが、出力短絡等による過負荷状態が生
じたときに、マトリックス回路１２を介して通電駆動回
路１３の出力動作を強制停止させることにより、その通
電駆動回路１３等の破壊を防止する。Ｖｃｃは電源電
位、ＧＮＤは接地基準電位、Ｃ１０１は電源バイパス用
の容量素子、Ｒ１０１は電流制限用の抵抗素子、Ｃ１０
２はＡＧＣ回路１４の時定数用容量素子である。ここ
で、１１〜１５は半導体集積回路１内に集積形成されて
いる。
検出するホール素子（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）５１の出力を
相（ｕ，ｖ，ｗ）別に予備増幅する。マトリックス回路
１２は、ホールアンプ１１の出力に基づいて３相駆動信
号を生成する。通電駆動回路１３は、マトリックス回路
１２の出力信号を相（ｕ，ｖ，ｗ）別にパワー増幅して
モータの界磁コイル５２に通電する。ＡＧＣ回路１４
は、上記ホールアンプ１１の出力レベルを一定に揃える
ための自動利得制御を行なう。保護回路１３１は、詳細
な図示は省略するが、出力短絡等による過負荷状態が生
じたときに、マトリックス回路１２を介して通電駆動回
路１３の出力動作を強制停止させることにより、その通
電駆動回路１３等の破壊を防止する。Ｖｃｃは電源電
位、ＧＮＤは接地基準電位、Ｃ１０１は電源バイパス用
の容量素子、Ｒ１０１は電流制限用の抵抗素子、Ｃ１０
２はＡＧＣ回路１４の時定数用容量素子である。ここ
で、１１〜１５は半導体集積回路１内に集積形成されて
いる。
【００２９】モータ制御系は、ＦＧアンプ１５、波形整
形回路１６、分周回路１７、誤差検出回路１８、チャー
ジポンプ回路１９、可変利得アンプ２０、制御アンプ２
１、デコーダ３１などにより構成されている。
形回路１６、分周回路１７、誤差検出回路１８、チャー
ジポンプ回路１９、可変利得アンプ２０、制御アンプ２
１、デコーダ３１などにより構成されている。
【００３０】ＦＧアンプ１５は、周波数発電機５３によ
って検出されるモータ回転速度信号ｆｘを予備増幅す
る。波形整形回路１６は、予備増幅されたモータ回転速
度信号ｆｘをＨ（高レベル）とＬ（低レベル）の２値論
理パルス信号に変換する。分周回路１７は、外部から与
えられるクロック信号ＣＫを分周して基準周波数信号ｆ
ｓを生成する。誤差検出回路（ディスクリ回路）１８
は、回転速度信号ｆｘと基準周波数信号ｆｓ間の周波数
誤差Δｆ（＝ｆｘ−ｆｓ）を論理検出する。チャージポ
ンプ回路１９は、上記周波数誤差Δｆを直流電圧ΔＶに
変換する。可変利得アンプ２０は、周波数誤差Δｆから
変換された直流電圧ΔＶを増幅・伝達する。制御アンプ
２１は、可変利得アンプ２０の出力を増幅し、この増幅
出力を駆動量制御信号Ａ・ΔＶとして上記通電駆動回路
１３にフィードバックさせる。Ｖｒｅｆ２はアンプ２０
の基準電圧として使用される。
って検出されるモータ回転速度信号ｆｘを予備増幅す
る。波形整形回路１６は、予備増幅されたモータ回転速
度信号ｆｘをＨ（高レベル）とＬ（低レベル）の２値論
理パルス信号に変換する。分周回路１７は、外部から与
えられるクロック信号ＣＫを分周して基準周波数信号ｆ
ｓを生成する。誤差検出回路（ディスクリ回路）１８
は、回転速度信号ｆｘと基準周波数信号ｆｓ間の周波数
誤差Δｆ（＝ｆｘ−ｆｓ）を論理検出する。チャージポ
ンプ回路１９は、上記周波数誤差Δｆを直流電圧ΔＶに
変換する。可変利得アンプ２０は、周波数誤差Δｆから
変換された直流電圧ΔＶを増幅・伝達する。制御アンプ
２１は、可変利得アンプ２０の出力を増幅し、この増幅
出力を駆動量制御信号Ａ・ΔＶとして上記通電駆動回路
１３にフィードバックさせる。Ｖｒｅｆ２はアンプ２０
の基準電圧として使用される。
【００３１】ここで、チャージポンプ回路１９には、容
量素子Ｃ１，Ｃ２と抵抗素子Ｒ２からなる外付けの時定
数回路５４が接続されている。このチャージポンプ回路
１９は、外付時定数回路５４内の容量素子Ｃ１，Ｃ２に
対し、誤差検出回路１８での検出に基づいた時間比で充
放電を行なうことにより、上記周波数誤差Δｆを直流電
圧ΔＶに変換する。制御アンプ２１には、容量素子Ｃ１
０３からなる外付けの位相補償回路５５が負帰還接続さ
れている。デコーダ３１は、外部から与えられる速度選
択信号Ｓｘに基づいて第１〜第３の３つの制御信号Ｓ１
〜Ｓ３を生成する。第１の制御信号Ｓ１は分周回路１７
の分周比を可変設定する。第２の制御信号Ｓ２はチャー
ジポンプ回路１９での充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大き
さを可変設定する。第３の制御信号Ｓ３は可変利得アン
プ２１の利得を可変設定する。これらの制御信号Ｓ１〜
Ｓ３により、分周回路１７での分周比と、チャージポン
プ回路１９での充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさと、
可変利得アンプ２０での伝達利得は、互いに連動して可
変設定されるようになっている。
量素子Ｃ１，Ｃ２と抵抗素子Ｒ２からなる外付けの時定
数回路５４が接続されている。このチャージポンプ回路
１９は、外付時定数回路５４内の容量素子Ｃ１，Ｃ２に
対し、誤差検出回路１８での検出に基づいた時間比で充
放電を行なうことにより、上記周波数誤差Δｆを直流電
圧ΔＶに変換する。制御アンプ２１には、容量素子Ｃ１
０３からなる外付けの位相補償回路５５が負帰還接続さ
れている。デコーダ３１は、外部から与えられる速度選
択信号Ｓｘに基づいて第１〜第３の３つの制御信号Ｓ１
〜Ｓ３を生成する。第１の制御信号Ｓ１は分周回路１７
の分周比を可変設定する。第２の制御信号Ｓ２はチャー
ジポンプ回路１９での充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大き
さを可変設定する。第３の制御信号Ｓ３は可変利得アン
プ２１の利得を可変設定する。これらの制御信号Ｓ１〜
Ｓ３により、分周回路１７での分周比と、チャージポン
プ回路１９での充放電電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄの大きさと、
可変利得アンプ２０での伝達利得は、互いに連動して可
変設定されるようになっている。
【００３２】これにより、分周回路１７での分周比によ
って設定されるモータの回転速度に連動して、チャージ
ポンプ回路１９およびアンプ２０，２１などによるフィ
ードバック伝達特性を自動的に最適化設定することがで
きる。したがって、モータの回転速度を大幅に変化させ
ても、常に高安定かつ高精度の速度制御を行なわせるこ
とができる。
って設定されるモータの回転速度に連動して、チャージ
ポンプ回路１９およびアンプ２０，２１などによるフィ
ードバック伝達特性を自動的に最適化設定することがで
きる。したがって、モータの回転速度を大幅に変化させ
ても、常に高安定かつ高精度の速度制御を行なわせるこ
とができる。
【００３３】図３は、上述したチャージポンプ回路１９
と可変利得アンプ２０の具体的な回路実施例を示す。
と可変利得アンプ２０の具体的な回路実施例を示す。
【００３４】同図において、チャージポンプ回路１９
は、ｎｐｎバイポーラ・トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ６
〜Ｑ９、ｐｎｐバイポーラ・トランジスタＱ４，Ｑ５、
抵抗Ｒ１〜Ｒ４などにより構成される電流可変型の定電
流充放電回路であり、外付容量素子Ｃ１，Ｃ２への充電
電流Ｉｐｃと放電電流Ｉｐｄの大きさは、トランジスタ
Ｑ１のオン／オフによって大小２段階に可変設定される
ようになっている。すなわち、トランジスタＱ１を制御
信号Ｓ２によってオンさせると、一定のベースバイアス
電圧Ｖｂが与えられているトランジスタＱ３のエミッタ
抵抗Ｒ１に今一つの抵抗Ｒ２が並列に介在させられる。
これにより、そのトランジスタＱ３に流れるコレクタ電
流が増大し、このＱ３でのコレクタ電流の増大がＱ４〜
Ｑ９間をカレントミラー伝達されることにより、充放電
電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを増大させる。
は、ｎｐｎバイポーラ・トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ６
〜Ｑ９、ｐｎｐバイポーラ・トランジスタＱ４，Ｑ５、
抵抗Ｒ１〜Ｒ４などにより構成される電流可変型の定電
流充放電回路であり、外付容量素子Ｃ１，Ｃ２への充電
電流Ｉｐｃと放電電流Ｉｐｄの大きさは、トランジスタ
Ｑ１のオン／オフによって大小２段階に可変設定される
ようになっている。すなわち、トランジスタＱ１を制御
信号Ｓ２によってオンさせると、一定のベースバイアス
電圧Ｖｂが与えられているトランジスタＱ３のエミッタ
抵抗Ｒ１に今一つの抵抗Ｒ２が並列に介在させられる。
これにより、そのトランジスタＱ３に流れるコレクタ電
流が増大し、このＱ３でのコレクタ電流の増大がＱ４〜
Ｑ９間をカレントミラー伝達されることにより、充放電
電流Ｉｐｃ，Ｉｐｄを増大させる。
【００３５】可変利得アンプ２０は、ｎｐｎバイポーラ
・トランジスタＱ２，Ｑ１４〜Ｑ１６、ｐｎｐバイポー
ラ・トランジスタＱ１０〜Ｑ１３、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０な
どにより構成される差動アンプであり、その伝達利得
は、トランジスタＱ２のオン／オフによって大小２段階
に可変設定されるようになっている。すなわち、トラン
ジスタＱ２を制御信号Ｓ３によってオンさせると、ダイ
オード接続されたトランジスタＱ１６に直列接続されて
いる抵抗Ｒ９に今一つの抵抗Ｒ１０が並列に介在させら
れる。これにより、Ｑ１６とＲ９の接続点から取り出さ
れるアンプ出力の利得が減少させられる。
・トランジスタＱ２，Ｑ１４〜Ｑ１６、ｐｎｐバイポー
ラ・トランジスタＱ１０〜Ｑ１３、抵抗Ｒ５〜Ｒ１０な
どにより構成される差動アンプであり、その伝達利得
は、トランジスタＱ２のオン／オフによって大小２段階
に可変設定されるようになっている。すなわち、トラン
ジスタＱ２を制御信号Ｓ３によってオンさせると、ダイ
オード接続されたトランジスタＱ１６に直列接続されて
いる抵抗Ｒ９に今一つの抵抗Ｒ１０が並列に介在させら
れる。これにより、Ｑ１６とＲ９の接続点から取り出さ
れるアンプ出力の利得が減少させられる。
【００３６】ここで、たとえば、モータの回転速度を下
げる場合は、上記分周回路７での分周比を大きくするな
どして基準周波数信号ｆｓの周波数を下げるとともに、
トランジスタＱ２をオンさせてアンプ２０での利得を小
さくすればよい。
げる場合は、上記分周回路７での分周比を大きくするな
どして基準周波数信号ｆｓの周波数を下げるとともに、
トランジスタＱ２をオンさせてアンプ２０での利得を小
さくすればよい。
【００３７】また、モータの回転速度をある速度から下
げる場合、速度を下げる前の状態のときにトランジスタ
Ｑ１をオンさせるようにしておく。この状態にて、基準
周波数信号ｆｓの周波数を下げるとともに、トランジス
タＱ１をオンからオフの状態に切り換えると、基準周波
数信号ｆｓによってモータの回転速度を下げたときに、
これに連動する形で、チャージポンプ回路１９での充放
電電流Ｉｐｃ／Ｉｐｄを小さくすることができる。これ
により、モータ回転速度を下げる前と後のいずれの場合
にも、チャージポンプ回路１９での動作特性を最適化さ
せることができる。
げる場合、速度を下げる前の状態のときにトランジスタ
Ｑ１をオンさせるようにしておく。この状態にて、基準
周波数信号ｆｓの周波数を下げるとともに、トランジス
タＱ１をオンからオフの状態に切り換えると、基準周波
数信号ｆｓによってモータの回転速度を下げたときに、
これに連動する形で、チャージポンプ回路１９での充放
電電流Ｉｐｃ／Ｉｐｄを小さくすることができる。これ
により、モータ回転速度を下げる前と後のいずれの場合
にも、チャージポンプ回路１９での動作特性を最適化さ
せることができる。
【００３８】以上のようにして、制御系の動作特性とく
にフィードバック経路での伝達特性を、半導体集積回路
化が容易な能動回路内の電気的動作状態の設定操作（オ
ペレーション）でもって、大きく変更させることができ
る。
にフィードバック経路での伝達特性を、半導体集積回路
化が容易な能動回路内の電気的動作状態の設定操作（オ
ペレーション）でもって、大きく変更させることができ
る。
【００３９】これにより、半導体集積回路化が困難な外
付けの時定数回路素子の値を変更することなく、電気的
信号による設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な
制御動作を確保しつつ、モータの回転速度を大幅に変更
させることができる。
付けの時定数回路素子の値を変更することなく、電気的
信号による設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な
制御動作を確保しつつ、モータの回転速度を大幅に変更
させることができる。
【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
施例にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】たとえば、アンプの利得制御は、相互コン
ダクタンスｇｍを変化させるような構成にしてもよい。
ダクタンスｇｍを変化させるような構成にしてもよい。
【００４２】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるフロ
ッピィディスクドライブに適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、たとえばハード
ディスクドライブや光ディスクドライブあるいはプリン
タやスキャナーでのモータ制御等にも適用できる。
てなされた発明をその背景となった利用分野であるフロ
ッピィディスクドライブに適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、たとえばハード
ディスクドライブや光ディスクドライブあるいはプリン
タやスキャナーでのモータ制御等にも適用できる。
【００４３】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
【００４４】すなわち、半導体集積回路化が困難な時定
数回路素子の値を変更することなく、電気的信号による
設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御動作を
確保しつつ、モータの回転速度を大幅に変更させること
ができる、という効果が得られる。
数回路素子の値を変更することなく、電気的信号による
設定操作だけでもって、高安定かつ高精度な制御動作を
確保しつつ、モータの回転速度を大幅に変更させること
ができる、という効果が得られる。
【図１】本発明の技術が適用されたモータ制御装置の一
実施例を示すブロック図
実施例を示すブロック図
【図２】本発明によるモータ制御装置の詳細な構成の実
施例を示すブロック図
施例を示すブロック図
【図３】チャージポンプ回路および可変利得アンプの具
体的な回路実施例を示す図
体的な回路実施例を示す図
１ 半導体集積回路 ５ モータ ６ 記憶媒体としてのディスク １０ モータ駆動回路 １１ ホールアンプ １２ マトリックス回路 １３ 通電駆動回路 １４ ＡＧＣ回路 １３１ 保護回路 １５ ＦＧアンプ １６ 波形整形回路 １７ 分周回路 １８ 誤差検出回路（ディスクリ回路） １９ チャージポンプ回路 ２０ 可変利得アンプ（バッファアンプ） ２１ 制御アンプ ３１ デコーダ ５３ 周波数発電機 ５４，５５ 外付けの時定数回路 ５５ 位相補償回路 Ｃ１，Ｃ２ 外付けの容量素子 Ｃ１０３ 外付けの容量素子（積分時定数） Ｒｎｆ 外付けの抵抗素子（負帰還抵抗） ｆｘ モータの回転速度信号 ｆｓ 基準周波数信号 Δｆ 周波数誤差（＝ｆｘ−ｆｓ） ΔＶ 直流電圧 Ｉｐｃ 充電電流 Ｉｐｄ 放電電流 Ｓｘ 速度選択信号
Claims (5)
- 【請求項１】 モータの通電駆動を行なうモータ駆動回
路と、周波数の形で検出される上記モータの回転速度信
号を基準周波数信号と比較して両信号間の周波数誤差を
論理検出する誤差検出回路と、この誤差検出回路での検
出に基づいて容量素子の充放電を行なうことにより上記
周波数誤差を直流電圧に変換するチャージポンプ回路
と、このチャージポンプ回路にて変換された直流電圧を
上記モータ駆動回路に駆動量制御信号としてフィードバ
ックさせる制御回路とを有するとともに、上記チャージ
ポンプ回路での充放電電流の大きさと上記制御回路での
伝達利得の少なくとも一方を外部からの信号に応じて可
変設定させるようにしたことを特徴とするモータ制御装
置。 - 【請求項２】 上記チャージポンプ回路は、容量素子へ
の充放電電流の大きさが外部からの信号に応じて変化さ
せられる電流可変型の充放電回路を有することを特徴と
する請求項１に記載のモータ制御装置。 - 【請求項３】 上記制御回路は、その伝達利得が外部か
らの信号に応じて変化させられる可変利得アンプを含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御
装置。 - 【請求項４】 基準クロック信号を周波数分周して基準
周波数信号を生成する分周回路を有するとともに、この
分周回路での分周比を、上記チャージポンプ回路におけ
る充放電電流の大きさと上記制御回路における伝達利得
の少なくとも一方と連動して可変設定させるようにした
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
ータ制御装置。 - 【請求項５】 上記制御回路は積分回路を含んでいるこ
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
タ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15194295A JP3531128B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15194295A JP3531128B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH099663A true JPH099663A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3531128B2 JP3531128B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=15529585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15194295A Expired - Lifetime JP3531128B2 (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531128B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001282046A (ja) * | 2000-04-03 | 2001-10-12 | Canon Inc | 画像形成装置及びそのモータ駆動制御回路 |
| JP2013118745A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Minebea Motor Manufacturing Corp | モータ駆動制御装置及び集積回路装置 |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP15194295A patent/JP3531128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001282046A (ja) * | 2000-04-03 | 2001-10-12 | Canon Inc | 画像形成装置及びそのモータ駆動制御回路 |
| JP4557360B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-10-06 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置及びそのモータ駆動制御回路 |
| JP2013118745A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Minebea Motor Manufacturing Corp | モータ駆動制御装置及び集積回路装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3531128B2 (ja) | 2004-05-24 |
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Legal Events
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