JPH10191684A - 多相ｄｃモータのｐｗｍ動作におけるモータ位置を検知する装置及び方法 - Google Patents
多相ｄｃモータのｐｗｍ動作におけるモータ位置を検知する装置及び方法Info
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- JPH10191684A JPH10191684A JP9324698A JP32469897A JPH10191684A JP H10191684 A JPH10191684 A JP H10191684A JP 9324698 A JP9324698 A JP 9324698A JP 32469897 A JP32469897 A JP 32469897A JP H10191684 A JPH10191684 A JP H10191684A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス幅変調（ＰＷＭ）スイッチングによる
干渉なしで逆起電力のゼロ交差を読取ることが可能であ
るように構成したＰＷＭモータ駆動回路及び方法を提供
する。 【解決手段】 本発明によれば、２つのゼロ交差の間の
間隔を測定し、且つ、次の間隔において、最後の先の間
隔の時間に基づいて、次の予定されたゼロ交差近くであ
り且つその前にＰＷＭスイッチング動作を停止させる。
期間カウンタが、第一期間の間カウントアップし、且つ
該期間カウンタによって到達された前のカウントがロー
ドされる別のカウンタが、次のゼロ交差が検知される後
までＰＷＭスイッチング動作を停止させる信号を発生さ
せるためにゼロ近くであるがその前のある数に到達する
まで第二間隔の期間中に同一の速度でカウントダウンを
行なう。
干渉なしで逆起電力のゼロ交差を読取ることが可能であ
るように構成したＰＷＭモータ駆動回路及び方法を提供
する。 【解決手段】 本発明によれば、２つのゼロ交差の間の
間隔を測定し、且つ、次の間隔において、最後の先の間
隔の時間に基づいて、次の予定されたゼロ交差近くであ
り且つその前にＰＷＭスイッチング動作を停止させる。
期間カウンタが、第一期間の間カウントアップし、且つ
該期間カウンタによって到達された前のカウントがロー
ドされる別のカウンタが、次のゼロ交差が検知される後
までＰＷＭスイッチング動作を停止させる信号を発生さ
せるためにゼロ近くであるがその前のある数に到達する
まで第二間隔の期間中に同一の速度でカウントダウンを
行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御回路技
術に関するものであって、更に詳細には、多相ＤＣモー
タのフローティングコイルからの逆ＥＭＦ信号を使用す
ることを含む制御技術に関するものである。
術に関するものであって、更に詳細には、多相ＤＣモー
タのフローティングコイルからの逆ＥＭＦ信号を使用す
ることを含む制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多相ＤＣモータ、特に三相ブラシレスセ
ンサレスＤＣモータは、例えばハードディスクドライブ
及びその他の適用場面におけるスピンドルモータ等の多
くの適用例において広く使用されている。該モータは、
通常、良好な信頼性を有しており、軽量であり、正確な
性能を有している。このようなモータは、駆動システム
によるトルクを発生させるために逐次的に付勢即ち駆動
される夫々のフェーズ（相）に対するコイルを有してお
り、夫々のフェーズへのパワーを付与するタイミングは
速度制御及び滑らかな動作における主要なファクタであ
る。動作における条件が変化するために、駆動システム
は実質的に常時制御下にあることが意図されており、且
つ例えば、駆動パルスのタイミングは必要に応じて調節
することが可能である。センサなしであっても、モータ
のロータの位置を表わすためにフローティングコイルに
おいて発生する逆起電力（逆ＥＭＦ又はＢＥＭＦ）を使
用して良好な制御を達成する技術が開発されている。
ンサレスＤＣモータは、例えばハードディスクドライブ
及びその他の適用場面におけるスピンドルモータ等の多
くの適用例において広く使用されている。該モータは、
通常、良好な信頼性を有しており、軽量であり、正確な
性能を有している。このようなモータは、駆動システム
によるトルクを発生させるために逐次的に付勢即ち駆動
される夫々のフェーズ（相）に対するコイルを有してお
り、夫々のフェーズへのパワーを付与するタイミングは
速度制御及び滑らかな動作における主要なファクタであ
る。動作における条件が変化するために、駆動システム
は実質的に常時制御下にあることが意図されており、且
つ例えば、駆動パルスのタイミングは必要に応じて調節
することが可能である。センサなしであっても、モータ
のロータの位置を表わすためにフローティングコイルに
おいて発生する逆起電力（逆ＥＭＦ又はＢＥＭＦ）を使
用して良好な制御を達成する技術が開発されている。
【０００３】三相モータを例として挙げると、「Ｙ」形
態に接続されている各フェーズ（相）のコイルの場合に
は、３番目のコイルがフローティング状態で、夫々の対
のコイルへ順番に駆動パルスが付与される。共通のセン
タータップ接続のために、その時にフローティングして
いるコイル内に逆ＥＭＦが誘起される。その逆ＥＭＦを
モニタし、且つ逆ＥＭＦの大きさにおける変動のタイミ
ングに従って制御機能を実施することが可能である。こ
の逆ＥＭＦは、一般的な形態においては、正弦波であ
る。モータロータの位置に関する情報は、該正弦波の電
気的角度位置から派生することが可能であり、特に、基
準電圧大きさに到達するか又は交差する場合に派生する
ことが可能である。例えば、逆ＥＭＦのゼロ電圧の交差
タイミングをモニタし且つ制御機能において使用する。
態に接続されている各フェーズ（相）のコイルの場合に
は、３番目のコイルがフローティング状態で、夫々の対
のコイルへ順番に駆動パルスが付与される。共通のセン
タータップ接続のために、その時にフローティングして
いるコイル内に逆ＥＭＦが誘起される。その逆ＥＭＦを
モニタし、且つ逆ＥＭＦの大きさにおける変動のタイミ
ングに従って制御機能を実施することが可能である。こ
の逆ＥＭＦは、一般的な形態においては、正弦波であ
る。モータロータの位置に関する情報は、該正弦波の電
気的角度位置から派生することが可能であり、特に、基
準電圧大きさに到達するか又は交差する場合に派生する
ことが可能である。例えば、逆ＥＭＦのゼロ電圧の交差
タイミングをモニタし且つ制御機能において使用する。
【０００４】ディスクドライブ等を動作させるモータ用
の駆動システムは、通常、容易に半導体チップ内に集積
化することが可能であり且つ高い信頼性、精度及び低い
電力消費で動作する回路として構成することが望まし
い。精密なクロック周波数で、逆ＥＭＦ信号におけるイ
ベント間の時間を測定するためのカウンタを使用するデ
ィスクリート又は集積化した形態とすることの可能な回
路が製造されている。例えば、一対のゼロ交差（それ
は、すぐに連続するゼロ交差とするか又はそれらの間に
ある数のゼロ交差だけ離隔されているものとすることが
可能）の間の時間のカウントを使用して、パワー段によ
って印加された駆動パルスのシーケンス動作が調節され
るべきであるか否かを決定し且つ補正動作を開始するこ
とが可能である。
の駆動システムは、通常、容易に半導体チップ内に集積
化することが可能であり且つ高い信頼性、精度及び低い
電力消費で動作する回路として構成することが望まし
い。精密なクロック周波数で、逆ＥＭＦ信号におけるイ
ベント間の時間を測定するためのカウンタを使用するデ
ィスクリート又は集積化した形態とすることの可能な回
路が製造されている。例えば、一対のゼロ交差（それ
は、すぐに連続するゼロ交差とするか又はそれらの間に
ある数のゼロ交差だけ離隔されているものとすることが
可能）の間の時間のカウントを使用して、パワー段によ
って印加された駆動パルスのシーケンス動作が調節され
るべきであるか否かを決定し且つ補正動作を開始するこ
とが可能である。
【０００５】特に、多相ＤＣモータ及び制御のために逆
ＥＭＦ信号を使用する集積化した駆動回路を設けるため
のモータ駆動用の性質及び適用については、更に、例え
ば、Ｒ． Ｇａｒｉｂｏｌｄｉ著「運動制御（Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）」、スマート・パワー・ＩＣ、
Ｂ． Ｍｕｒａｒｉ ｅｔ ａｌ．（Ｅｄｓ．）、スプ
リンガー、ベルリン、ハイデルベルグ、ニューヨーク、
特に、ＤＣモータ駆動及びブラシレスモータ駆動に関す
る２４８−２６０頁の文献、及び発明者Ｓｃｏｔｔ
Ｗ． Ｃａｍｅｒｏｎの１９９４年３月１５日及び１９
９４年５月３１日に夫々発行された米国特許第５，２９
４，８７７号及び第５，３１７，２４３号に記載されて
おり、これらの刊行物は引用により本明細書に取込む。
ＥＭＦ信号を使用する集積化した駆動回路を設けるため
のモータ駆動用の性質及び適用については、更に、例え
ば、Ｒ． Ｇａｒｉｂｏｌｄｉ著「運動制御（Ｍｏｔｉ
ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）」、スマート・パワー・ＩＣ、
Ｂ． Ｍｕｒａｒｉ ｅｔ ａｌ．（Ｅｄｓ．）、スプ
リンガー、ベルリン、ハイデルベルグ、ニューヨーク、
特に、ＤＣモータ駆動及びブラシレスモータ駆動に関す
る２４８−２６０頁の文献、及び発明者Ｓｃｏｔｔ
Ｗ． Ｃａｍｅｒｏｎの１９９４年３月１５日及び１９
９４年５月３１日に夫々発行された米国特許第５，２９
４，８７７号及び第５，３１７，２４３号に記載されて
おり、これらの刊行物は引用により本明細書に取込む。
【０００６】ある駆動システムは、滑らかに変化するパ
ワーを連続的にモータコイルへ印加しながら線形モード
で動作される。線形モード動作はクリーンな逆ＥＭＦ信
号を検知するために好適なものである。然しながら、あ
る条件下においては、例えばモータのコイル対の間での
駆動のコミュテーション即ち転流の場合に、不正確な信
号を発生する可能性のあるノイズが発生する。上述した
刊行物において記載されている技術では、逆ＥＭＦの基
準（例えば、ゼロ）交差の間の時間を測定するための期
間カウンタ（アップカウンタ）に加えて、トルクリップ
ルを最小とさせ且つ不正確な信号を回避することに貢献
するための遅延カウンタとマスクカウンタとを含むその
他のカウンタを設けている。このような技術は、特に線
形モード動作において効果的なものである。ある従来の
システムにおいて使用されている別のカウンタは減速又
は単調性カウンタと呼ばれる。それは、前のアップカウ
ンタにおいて到達した期間カウンタのカウントからカウ
ントダウンするものであるが、例えば期間カウンタの速
度の半分のようなより遅い速度でカウントするダウンカ
ウンタである。それが、期間カウンタがリセットする前
に例えばゼロ等の所定のカウントに到達すると、減速が
速すぎるという警告が与えられる。
ワーを連続的にモータコイルへ印加しながら線形モード
で動作される。線形モード動作はクリーンな逆ＥＭＦ信
号を検知するために好適なものである。然しながら、あ
る条件下においては、例えばモータのコイル対の間での
駆動のコミュテーション即ち転流の場合に、不正確な信
号を発生する可能性のあるノイズが発生する。上述した
刊行物において記載されている技術では、逆ＥＭＦの基
準（例えば、ゼロ）交差の間の時間を測定するための期
間カウンタ（アップカウンタ）に加えて、トルクリップ
ルを最小とさせ且つ不正確な信号を回避することに貢献
するための遅延カウンタとマスクカウンタとを含むその
他のカウンタを設けている。このような技術は、特に線
形モード動作において効果的なものである。ある従来の
システムにおいて使用されている別のカウンタは減速又
は単調性カウンタと呼ばれる。それは、前のアップカウ
ンタにおいて到達した期間カウンタのカウントからカウ
ントダウンするものであるが、例えば期間カウンタの速
度の半分のようなより遅い速度でカウントするダウンカ
ウンタである。それが、期間カウンタがリセットする前
に例えばゼロ等の所定のカウントに到達すると、減速が
速すぎるという警告が与えられる。
【０００７】線形モードに加えて、駆動システムを動作
させる別の態様は、コイルへの駆動電流の印加が非連続
的な非線形モードにおけるものである。パルス幅変調
（ＰＷＭ）は、非線形モードで駆動を動作するための公
知の技術である。ＰＷＭ動作においては、コイルへのパ
ワーは、線形モードにおけるものと全体的に同一のパタ
ーンに従うものであるが、短いセグメントのオフ時間と
短いセグメントのオン時間とが交互に発生し繰返しチョ
ッピングされるものである。例えば、２５ｋＨｚ乃至５
０ｋＨｚの間の周波数で繰返されるオン・オフサイクル
を有するＰＷＭ動作とすることが可能である。約２０ｍ
ｓ継続する典型的なオン・オフサイクルにおいて、１４
ｍｓのオン時間とそれに続く６ｍｓのオフ時間とし、こ
のようなサイクルを繰返して続けるものとすることが可
能である。
させる別の態様は、コイルへの駆動電流の印加が非連続
的な非線形モードにおけるものである。パルス幅変調
（ＰＷＭ）は、非線形モードで駆動を動作するための公
知の技術である。ＰＷＭ動作においては、コイルへのパ
ワーは、線形モードにおけるものと全体的に同一のパタ
ーンに従うものであるが、短いセグメントのオフ時間と
短いセグメントのオン時間とが交互に発生し繰返しチョ
ッピングされるものである。例えば、２５ｋＨｚ乃至５
０ｋＨｚの間の周波数で繰返されるオン・オフサイクル
を有するＰＷＭ動作とすることが可能である。約２０ｍ
ｓ継続する典型的なオン・オフサイクルにおいて、１４
ｍｓのオン時間とそれに続く６ｍｓのオフ時間とし、こ
のようなサイクルを繰返して続けるものとすることが可
能である。
【０００８】ＰＷＭ動作は低パワーであるという魅力を
有している。然しながら、ＰＷＭモードにおけるスイッ
チングは、スイッチングノイズを発生させ且つ、上述し
たマスクカウンタ及び遅延カウンタ等の現在公知の手段
にも拘らずに、不正確なＢＥＭＦ信号を発生させる蓋然
性を有している。
有している。然しながら、ＰＷＭモードにおけるスイッ
チングは、スイッチングノイズを発生させ且つ、上述し
たマスクカウンタ及び遅延カウンタ等の現在公知の手段
にも拘らずに、不正確なＢＥＭＦ信号を発生させる蓋然
性を有している。
【０００９】「ジッター」は、フェーズ毎のゼロ交差の
精密な検知及び駆動電流の精密なスイッチングが精密な
ものではない場合に不安定性の条件を特性付けるものと
してモータ制御技術分野において時々使用される用語で
ある。ＰＷＭ動作の本質的な性質は、ゼロ交差近くにお
いて変調即ちチョッピングが発生するために、ブラシレ
スセンサレスモータ駆動においてジッターを低いものと
することを困難なものとさせている。
精密な検知及び駆動電流の精密なスイッチングが精密な
ものではない場合に不安定性の条件を特性付けるものと
してモータ制御技術分野において時々使用される用語で
ある。ＰＷＭ動作の本質的な性質は、ゼロ交差近くにお
いて変調即ちチョッピングが発生するために、ブラシレ
スセンサレスモータ駆動においてジッターを低いものと
することを困難なものとさせている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、高精度で且つ例えばゼロ交差等のＢＥＭＦ
期間における顕著な基準時間において不正確なＢＥＭＦ
信号を発生させる危険性を減少させたＰＷＭモードにお
ける駆動を動作させることの可能な技術を提供すること
を目的とする。
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、高精度で且つ例えばゼロ交差等のＢＥＭＦ
期間における顕著な基準時間において不正確なＢＥＭＦ
信号を発生させる危険性を減少させたＰＷＭモードにお
ける駆動を動作させることの可能な技術を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ゼロ交
差が予測される場合にはＰＷＭモードにおけるスイッチ
ングを阻止し、且つゼロ交差が実際に発生した後になる
までＰＷＭモードにおけるオン・オフスイッチングが再
開することが許容されることはない。いつゼロ交差が発
生するかを予測し次いで向上させた検知能力（ＰＷＭス
イッチングをターンオフさせることにより）をターンオ
ンさせる回路が提供される。
差が予測される場合にはＰＷＭモードにおけるスイッチ
ングを阻止し、且つゼロ交差が実際に発生した後になる
までＰＷＭモードにおけるオン・オフスイッチングが再
開することが許容されることはない。いつゼロ交差が発
生するかを予測し次いで向上させた検知能力（ＰＷＭス
イッチングをターンオフさせることにより）をターンオ
ンさせる回路が提供される。
【００１２】本発明が取ることが可能な形態の中で、逆
ＢＥＭＦモニタ回路を設けるものがあり、該回路に対し
てフローティングフェーズからのＢＥＭＦ信号が供給さ
れ、該回路は、各所定の発生（それは、各ゼロ交差とす
るか、又は複数個のゼロ交差とすることが可能）におい
て信号を出力するゼロ（又はその他の基準電圧）交差検
知器を有している。更に、ある一定の周波数でクロック
により動作される期間カウンタとすることの可能な検知
したゼロ交差の間の時間を測定する回路部分が設けられ
ている。該期間カウンタは、各ゼロ交差の後にリセット
される。次いで、それは別のゼロ交差が発生するまでカ
ウントアップを開始し、それは再度リセットされる。
ＢＥＭＦモニタ回路を設けるものがあり、該回路に対し
てフローティングフェーズからのＢＥＭＦ信号が供給さ
れ、該回路は、各所定の発生（それは、各ゼロ交差とす
るか、又は複数個のゼロ交差とすることが可能）におい
て信号を出力するゼロ（又はその他の基準電圧）交差検
知器を有している。更に、ある一定の周波数でクロック
により動作される期間カウンタとすることの可能な検知
したゼロ交差の間の時間を測定する回路部分が設けられ
ている。該期間カウンタは、各ゼロ交差の後にリセット
される。次いで、それは別のゼロ交差が発生するまでカ
ウントアップを開始し、それは再度リセットされる。
【００１３】ダウンカウンタとすることの可能な別の回
路部分が設けられており、期間カウンタからの測定した
時間を表わす信号又はカウントが、前の一対の間の時間
に基づいて、次の予測されるゼロ交差の前の設定時間を
決定するために進行する。その設定時間において、信号
が発生されて、本発明を適用することの可能な１つの形
態におけるドライバをして強制的にオンさせ且つ次のゼ
ロ交差が実際に検知された後まで、更なるスイッチング
を行なうことなしに（時折、「フリーズ」すると言う）
継続的にオン状態とさせる。
路部分が設けられており、期間カウンタからの測定した
時間を表わす信号又はカウントが、前の一対の間の時間
に基づいて、次の予測されるゼロ交差の前の設定時間を
決定するために進行する。その設定時間において、信号
が発生されて、本発明を適用することの可能な１つの形
態におけるドライバをして強制的にオンさせ且つ次のゼ
ロ交差が実際に検知された後まで、更なるスイッチング
を行なうことなしに（時折、「フリーズ」すると言う）
継続的にオン状態とさせる。
【００１４】ダウンカウンタは、アップカウンタである
上述した期間カウンタと同一のクロック周波数で動作さ
せることが可能である。２番目のゼロ交差の後にリセッ
トされる直前に期間カウンタ内に存在しているカウント
がダウンカウンタ内にロードされる。ダウンカウンタは
ゼロに近いものであるが、ゼロ交差の検知の場合のノイ
ズによる干渉の顕著な可能性がない程度にゼロより充分
に前に選択されている数へカウントダウンする。
上述した期間カウンタと同一のクロック周波数で動作さ
せることが可能である。２番目のゼロ交差の後にリセッ
トされる直前に期間カウンタ内に存在しているカウント
がダウンカウンタ内にロードされる。ダウンカウンタは
ゼロに近いものであるが、ゼロ交差の検知の場合のノイ
ズによる干渉の顕著な可能性がない程度にゼロより充分
に前に選択されている数へカウントダウンする。
【００１５】本発明は、ゼロ交差に近くの僅かな部分を
除いて、駆動の全動作にわたって非連続的（ＰＷＭ）動
作を可能とすることに成功している。ドライブ即ち駆動
が連続的に強制的にオンされている場合、例えば、ＰＷ
Ｍオン状態と一致して完全にオンしているか、又は線形
動作モードの場合には滑らかに変化する駆動状態にある
場合に、ノイズを発生し且つゼロ交差の不正確な読みを
発生させる可能性のあるＰＷＭのオン・オフ又はオフ・
オンスイッチングが行なわれることはない。従って、Ｐ
ＷＭ動作においてそうでない場合に得られるよりも良好
なＢＥＭＦ情報が得られる。
除いて、駆動の全動作にわたって非連続的（ＰＷＭ）動
作を可能とすることに成功している。ドライブ即ち駆動
が連続的に強制的にオンされている場合、例えば、ＰＷ
Ｍオン状態と一致して完全にオンしているか、又は線形
動作モードの場合には滑らかに変化する駆動状態にある
場合に、ノイズを発生し且つゼロ交差の不正確な読みを
発生させる可能性のあるＰＷＭのオン・オフ又はオフ・
オンスイッチングが行なわれることはない。従って、Ｐ
ＷＭ動作においてそうでない場合に得られるよりも良好
なＢＥＭＦ情報が得られる。
【００１６】所要の回路は全て容易に集積化される。既
存の駆動回路は本発明を与えるために容易に修正するこ
とが可能である。逆ＥＭＦモニタ及び交差検知器回路は
不変のままとすることが可能である。又、期間カウンタ
も不変のままとすることが可能である。本発明において
使用されるダウンカウンタは、例えば、上の従来技術の
箇所において記載したような従来システムの減速又は単
調性カウンタのような従来のものを使用することが可能
である。然しながら、本発明のダウンカウンタは、好適
実施例においては、期間カウンタと同一のクロック周波
数を使用し、且つゼロカウントではなくゼロより高い所
定の低いカウントにおいて出力を供給すべく設定されて
いる。
存の駆動回路は本発明を与えるために容易に修正するこ
とが可能である。逆ＥＭＦモニタ及び交差検知器回路は
不変のままとすることが可能である。又、期間カウンタ
も不変のままとすることが可能である。本発明において
使用されるダウンカウンタは、例えば、上の従来技術の
箇所において記載したような従来システムの減速又は単
調性カウンタのような従来のものを使用することが可能
である。然しながら、本発明のダウンカウンタは、好適
実施例においては、期間カウンタと同一のクロック周波
数を使用し、且つゼロカウントではなくゼロより高い所
定の低いカウントにおいて出力を供給すべく設定されて
いる。
【００１７】本発明の幾つかの形態においては、同一の
ダウンカウンタを二重の機能を行なわせるために使用す
ることが可能であり、期間カウンタと同一クロック周波
数で動作する期間中に、それは上述した如くに作用し
て、本発明に基づいてゼロ交差近くでのＰＷＭスイッチ
ングをオーバーライド即ち無効なものとさせ、且つ期間
カウンタのクロック周波数よりも低い（例えば、半分）
のクロック周波数での動作期間中に、それは、従来の同
様のカウンタが有しているように減速又は短調性カウン
タとして機能する。これらの二重目的のために、該カウ
ンタは、駆動システムマイクロプロセサからの信号によ
って制御されるマルチプレクサを介して異なる周波数の
クロックへ適宜接続させることが可能である。例えば、
ダウンカウンタは、スタートアップ即ち始動期間中に減
速カウンタとして動作させ、且つ通常の動作期間中ゼロ
交差近くのＰＷＭスイッチングをオーバーライド即ち無
効とさせるカウンタ（「次のＺＣ」カウンタ）として動
作させることが可能である。
ダウンカウンタを二重の機能を行なわせるために使用す
ることが可能であり、期間カウンタと同一クロック周波
数で動作する期間中に、それは上述した如くに作用し
て、本発明に基づいてゼロ交差近くでのＰＷＭスイッチ
ングをオーバーライド即ち無効なものとさせ、且つ期間
カウンタのクロック周波数よりも低い（例えば、半分）
のクロック周波数での動作期間中に、それは、従来の同
様のカウンタが有しているように減速又は短調性カウン
タとして機能する。これらの二重目的のために、該カウ
ンタは、駆動システムマイクロプロセサからの信号によ
って制御されるマルチプレクサを介して異なる周波数の
クロックへ適宜接続させることが可能である。例えば、
ダウンカウンタは、スタートアップ即ち始動期間中に減
速カウンタとして動作させ、且つ通常の動作期間中ゼロ
交差近くのＰＷＭスイッチングをオーバーライド即ち無
効とさせるカウンタ（「次のＺＣ」カウンタ）として動
作させることが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の好適実施例に基づく装置
及び方法を組込むことの可能なモータ制御器１０の電気
的概略ブロック図の一部を図１に示してある。モータ制
御器１０は個別的な部品から構成することが可能なもの
であるが、好適には、モータ制御器は単一の半導体チッ
プ内に集積化された点線内に示した全ての要素を有して
いる。制御器１０は例えば、コンピュータハードディス
クドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フロッピィディス
クドライブ等のシステムにおいて、又は例えば種々のロ
ボットアーム又はフィンガ部分を駆動するためのロボッ
ト適用例における磁気又はその他のディスクを回転させ
るための三相ＤＣブラシレススピンドルモータのステー
タコイルＡ，Ｂ，Ｃへ接続すべく構成されている。この
ような三相モータは、好適には、Ｙ接続型ステータ巻線
を有しているものであるが、その他の巻線接続を使用す
ることも可能である。
及び方法を組込むことの可能なモータ制御器１０の電気
的概略ブロック図の一部を図１に示してある。モータ制
御器１０は個別的な部品から構成することが可能なもの
であるが、好適には、モータ制御器は単一の半導体チッ
プ内に集積化された点線内に示した全ての要素を有して
いる。制御器１０は例えば、コンピュータハードディス
クドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フロッピィディス
クドライブ等のシステムにおいて、又は例えば種々のロ
ボットアーム又はフィンガ部分を駆動するためのロボッ
ト適用例における磁気又はその他のディスクを回転させ
るための三相ＤＣブラシレススピンドルモータのステー
タコイルＡ，Ｂ，Ｃへ接続すべく構成されている。この
ような三相モータは、好適には、Ｙ接続型ステータ巻線
を有しているものであるが、その他の巻線接続を使用す
ることも可能である。
【００１９】該巻線は、公知の態様に従って、出力端子
ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴＣ，ＣＴＲ ＴＡＰ
（巻線のセンタータップ）へ接続させることが可能であ
る。注意すべきことであるが、本発明の好適実施例を特
に三相モータに関して説明するが、本発明の原理は一般
的に多相モータに対して効果的に適用可能なものであ
る。
ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴＣ，ＣＴＲ ＴＡＰ
（巻線のセンタータップ）へ接続させることが可能であ
る。注意すべきことであるが、本発明の好適実施例を特
に三相モータに関して説明するが、本発明の原理は一般
的に多相モータに対して効果的に適用可能なものであ
る。
【００２０】駆動電圧が、公知のタイプのトランジスタ
ブリッジとして構成することの可能なパワー段１１によ
って、出力端子ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ
供給される。パワー段１１はシーケンサ回路１３によっ
て出力端子ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ逐次
的に制御された出力信号を供給するためにコミュテーシ
ョン動作即ちシーケンス動作される。信号インターフェ
ース回路１２がシーケンサ回路１３からの出力信号をパ
ワー段１１へ供給し、且つ例えばブレーキ及び出力イネ
ーブル機能等のその他の機能をイネーブル即ち動作可能
状態とさせる。シーケンサ１３は、更に、シーケンスデ
コード及び出力スイッチ１４を介して、駆動信号を制御
器回路のその他の回路へ供給し、回路１０によって駆動
されるモータの回転の種々の側面を制御する。信号イン
ターフェース１２及びシーケンサ１３は、一体として、
信号シーケンス動作及びインターフェース装置として呼
ぶことが可能である。
ブリッジとして構成することの可能なパワー段１１によ
って、出力端子ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ
供給される。パワー段１１はシーケンサ回路１３によっ
て出力端子ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ逐次
的に制御された出力信号を供給するためにコミュテーシ
ョン動作即ちシーケンス動作される。信号インターフェ
ース回路１２がシーケンサ回路１３からの出力信号をパ
ワー段１１へ供給し、且つ例えばブレーキ及び出力イネ
ーブル機能等のその他の機能をイネーブル即ち動作可能
状態とさせる。シーケンサ１３は、更に、シーケンスデ
コード及び出力スイッチ１４を介して、駆動信号を制御
器回路のその他の回路へ供給し、回路１０によって駆動
されるモータの回転の種々の側面を制御する。信号イン
ターフェース１２及びシーケンサ１３は、一体として、
信号シーケンス動作及びインターフェース装置として呼
ぶことが可能である。
【００２１】出力端子ＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ
Ｃは、部品１４の要素を介して、本実施例において
は、逆起電力（ＢＥＭＦ）検知増幅器１５である所定の
負荷フィードバック信号を検知すべく構成されている回
路へスイッチングさせて接続される。該逆起電力検知増
幅器１５は、ゼロ交差検知器回路１６へ信号を供給し、
ゼロ交差検知器回路１６は以下に更に詳細に説明するデ
ジタルタイミング回路１７へ入力信号を供給する。
Ｃは、部品１４の要素を介して、本実施例において
は、逆起電力（ＢＥＭＦ）検知増幅器１５である所定の
負荷フィードバック信号を検知すべく構成されている回
路へスイッチングさせて接続される。該逆起電力検知増
幅器１５は、ゼロ交差検知器回路１６へ信号を供給し、
ゼロ交差検知器回路１６は以下に更に詳細に説明するデ
ジタルタイミング回路１７へ入力信号を供給する。
【００２２】モータのパルス幅変調（ＰＷＭ）動作をサ
ポートするための回路１８は、例えば信号インターフェ
ース１２等の信号シーケンス動作及びインターフェース
装置への入力端を具備している。モータ制御器回路１０
は、更に、システムクロック回路１９及びフェーズロッ
クループ（ＰＬＬ）周波数／位相検知器回路２０を有し
ており、且つ例えば停止条件からモータのスタートアッ
プ即ち始動を容易とさせるための「アライン・アンド・
ゴー（ａｌｉｇｎ ａｎｄ ｇｏ）」スタートアップ回
路、ポート制御論理、ブラシレスモータ制御器において
前に適用されたその他の特徴の中で、外部マイクロプロ
セサ（不図示）によってモータ制御器回路の制御を容易
とするための関連するシフトレジスタ回路等のその他の
種々の回路を包含することが可能である。
ポートするための回路１８は、例えば信号インターフェ
ース１２等の信号シーケンス動作及びインターフェース
装置への入力端を具備している。モータ制御器回路１０
は、更に、システムクロック回路１９及びフェーズロッ
クループ（ＰＬＬ）周波数／位相検知器回路２０を有し
ており、且つ例えば停止条件からモータのスタートアッ
プ即ち始動を容易とさせるための「アライン・アンド・
ゴー（ａｌｉｇｎ ａｎｄ ｇｏ）」スタートアップ回
路、ポート制御論理、ブラシレスモータ制御器において
前に適用されたその他の特徴の中で、外部マイクロプロ
セサ（不図示）によってモータ制御器回路の制御を容易
とするための関連するシフトレジスタ回路等のその他の
種々の回路を包含することが可能である。
【００２３】図１に示した要素の個々のものは従来技術
に基づいて適宜構成することが可能でありその詳細な説
明は割愛する。然しながら、タイミング装置１７をより
良く理解する助けとして、これら公知の特徴のうちであ
るものについては更に説明する。
に基づいて適宜構成することが可能でありその詳細な説
明は割愛する。然しながら、タイミング装置１７をより
良く理解する助けとして、これら公知の特徴のうちであ
るものについては更に説明する。
【００２４】パワー段１１は、巻線Ａ，Ｂ，Ｃへ駆動電
流を供給するために動作される例えばパワースイッチＦ
ＥＴ又はＤＭＯＳトランジスタ等のトランジスタスイッ
チからなる一般的にトリプル−１／２−Ｈ−ブリッジと
呼ばれる従来のＨブリッジとすることが可能である。
流を供給するために動作される例えばパワースイッチＦ
ＥＴ又はＤＭＯＳトランジスタ等のトランジスタスイッ
チからなる一般的にトリプル−１／２−Ｈ−ブリッジと
呼ばれる従来のＨブリッジとすることが可能である。
【００２５】コイルＡ，Ｂ，Ｃの各々の一端は共通のセ
ンタータップ２１へ接続しており、他端は、夫々、ノー
ドＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ接続してい
る。動作について説明すると、付勢フェーズ期間中に、
１つのノード（例えば、ノードＯＵＴ Ａ）がパワー段
１１におけるスイッチによって高電圧へ駆動され（上側
即ち高側駆動において）且つ別のノード（例えば、ノー
ドＯＵＴ Ｂ）はパワー段１１の別のスイッチによって
低電圧へ駆動される（低側駆動において）。これは「Ａ
Ｂフェーズ」であり、駆動電流が巻線Ａ、センタータッ
プ２１、巻線Ｂを介して流れ、その期間中に、ノードＯ
ＵＴ Ｃ及び巻線Ｃはフローティング状態とされる。次
いで、これらのコイルはシーケンサ１３によって決定さ
れコミュテーション（転流）シーケンスにおいてスイッ
チング動作され、従って各コミュテーションフェーズに
おいて、電流は３つのコイルのうちの２つにおいて流
れ、３番目のコイルはフローティング状態とされる。以
下の表Ａは三相巻線の６個の逐次的に動作されるフェー
ズの各々におけるフローティングコイルを示している。 表 Ａ フェーズ 電流（自） 電流（至） フローティングコイル １ Ａ Ｂ Ｃ ２ Ａ Ｃ Ｂ ３ Ｂ Ｃ Ａ ４ Ｂ Ａ Ｃ ５ Ｃ Ａ Ｂ ６ Ｃ Ｂ Ａ コイルＡ，Ｂ，Ｃの間でのコミュテーション即ち転流
は、ロータの所望の位置を表わす回路情報に関連して、
モータのロータの特定の位置を表わす情報に関して実行
される。より詳細に説明すると、表Ａの次の駆動シーケ
ンスを付与するためのコミュテーションは、対応するコ
イルが特定の回転位置に到達すること及びコミュテーシ
ョンが発生するべき時にモータがどこにあるべきかを表
わすシーケンサ情報との相関に応答して決定される。ロ
ータの精密な回転位置の決定は、各非駆動状態にある即
ちフローティング状態にあるコイル内のゼロ交差電圧の
発生を検知することによって連続的に決定される。更に
詳細に説明すると、コイルＡ，Ｂ，Ｃがロータのコミュ
テーションシーケンス期間中にスイッチング動作される
と、フローティングコイルの電圧が逆起電力（ＢＥＭ
Ｆ）増幅器１５によってモニタされる。
ンタータップ２１へ接続しており、他端は、夫々、ノー
ドＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ，ＯＵＴ Ｃへ接続してい
る。動作について説明すると、付勢フェーズ期間中に、
１つのノード（例えば、ノードＯＵＴ Ａ）がパワー段
１１におけるスイッチによって高電圧へ駆動され（上側
即ち高側駆動において）且つ別のノード（例えば、ノー
ドＯＵＴ Ｂ）はパワー段１１の別のスイッチによって
低電圧へ駆動される（低側駆動において）。これは「Ａ
Ｂフェーズ」であり、駆動電流が巻線Ａ、センタータッ
プ２１、巻線Ｂを介して流れ、その期間中に、ノードＯ
ＵＴ Ｃ及び巻線Ｃはフローティング状態とされる。次
いで、これらのコイルはシーケンサ１３によって決定さ
れコミュテーション（転流）シーケンスにおいてスイッ
チング動作され、従って各コミュテーションフェーズに
おいて、電流は３つのコイルのうちの２つにおいて流
れ、３番目のコイルはフローティング状態とされる。以
下の表Ａは三相巻線の６個の逐次的に動作されるフェー
ズの各々におけるフローティングコイルを示している。 表 Ａ フェーズ 電流（自） 電流（至） フローティングコイル １ Ａ Ｂ Ｃ ２ Ａ Ｃ Ｂ ３ Ｂ Ｃ Ａ ４ Ｂ Ａ Ｃ ５ Ｃ Ａ Ｂ ６ Ｃ Ｂ Ａ コイルＡ，Ｂ，Ｃの間でのコミュテーション即ち転流
は、ロータの所望の位置を表わす回路情報に関連して、
モータのロータの特定の位置を表わす情報に関して実行
される。より詳細に説明すると、表Ａの次の駆動シーケ
ンスを付与するためのコミュテーションは、対応するコ
イルが特定の回転位置に到達すること及びコミュテーシ
ョンが発生するべき時にモータがどこにあるべきかを表
わすシーケンサ情報との相関に応答して決定される。ロ
ータの精密な回転位置の決定は、各非駆動状態にある即
ちフローティング状態にあるコイル内のゼロ交差電圧の
発生を検知することによって連続的に決定される。更に
詳細に説明すると、コイルＡ，Ｂ，Ｃがロータのコミュ
テーションシーケンス期間中にスイッチング動作される
と、フローティングコイルの電圧が逆起電力（ＢＥＭ
Ｆ）増幅器１５によってモニタされる。
【００２６】この逆ＥＭＦは付勢された巻線によって発
生される磁界を介して移動する際に選択されたフローテ
ィングコイル内に発生される電圧である。この逆ＥＭＦ
増幅器１５及びゼロ交差検知器１６は、適宜公知の構成
のものであり且つ一般的には与えられた時間においてフ
ローティング状態にあるものと予定されるコイルに対応
する特定のノードＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ又はＯＵＴ
Ｃの電圧がセンタータップ電圧と比較される要素を有し
ている。そのノード電圧がセンタータップ電圧よりも大
きくなると、そのことは選択したフローティングコイル
上でのゼロ又は基準電圧の交差であることを表わす。ゼ
ロ交差信号はタイミング回路１７によって処理されて、
多様な制御機能を実行することを助ける。本システム
は、各ゼロ交差に応答して又はある所定の複数個のゼロ
交差に応答して動作すべく構成することが可能である。
後者の場合には、その数は、例えば、モータ制御器によ
って駆動されるモータの機械的な位置回転を表わすよう
に選択することが可能である。
生される磁界を介して移動する際に選択されたフローテ
ィングコイル内に発生される電圧である。この逆ＥＭＦ
増幅器１５及びゼロ交差検知器１６は、適宜公知の構成
のものであり且つ一般的には与えられた時間においてフ
ローティング状態にあるものと予定されるコイルに対応
する特定のノードＯＵＴ Ａ，ＯＵＴ Ｂ又はＯＵＴ
Ｃの電圧がセンタータップ電圧と比較される要素を有し
ている。そのノード電圧がセンタータップ電圧よりも大
きくなると、そのことは選択したフローティングコイル
上でのゼロ又は基準電圧の交差であることを表わす。ゼ
ロ交差信号はタイミング回路１７によって処理されて、
多様な制御機能を実行することを助ける。本システム
は、各ゼロ交差に応答して又はある所定の複数個のゼロ
交差に応答して動作すべく構成することが可能である。
後者の場合には、その数は、例えば、モータ制御器によ
って駆動されるモータの機械的な位置回転を表わすよう
に選択することが可能である。
【００２７】図１の実施例に示したタイミング装置１７
の要素としては、負荷及びリセットパルス発生器２２、
期間カウンタ２３、「次のＺＣカウンタ」２４、遅延カ
ウンタ２５、マスクカウンタ２６等がある。
の要素としては、負荷及びリセットパルス発生器２２、
期間カウンタ２３、「次のＺＣカウンタ」２４、遅延カ
ウンタ２５、マスクカウンタ２６等がある。
【００２８】パルス発生器２２が、タイミング装置が応
答することが意図されているゼロ交差を検知するとロー
ドパルス及びリセットパルスを順番に供給するように従
来の如くに構成されている。最初に発生するロードパル
スはカウンタ端子Ｌへ送られ、その時にカウンタ２３内
に存在するカウントを他のカウンタ２４，２５，２６の
各々の中へロードさせ、それらの夫々の機能を実行させ
る。カウンタ間の大きな矢印は、パルス発生器２２がロ
ードパルスを与える場合に期間カウンタ２３のカウント
を他のカウンタ２４，２５，２６の各々へ転送させるた
めのデータバスを表わしている。ロードパルスのすぐ後
に端子Ｒへのリセットパルスが発生し、且つそれはカウ
ンタ２３をゼロへリセットさせ且つそのカウンタは再度
ゼロからカウントアップを開始させる。
答することが意図されているゼロ交差を検知するとロー
ドパルス及びリセットパルスを順番に供給するように従
来の如くに構成されている。最初に発生するロードパル
スはカウンタ端子Ｌへ送られ、その時にカウンタ２３内
に存在するカウントを他のカウンタ２４，２５，２６の
各々の中へロードさせ、それらの夫々の機能を実行させ
る。カウンタ間の大きな矢印は、パルス発生器２２がロ
ードパルスを与える場合に期間カウンタ２３のカウント
を他のカウンタ２４，２５，２６の各々へ転送させるた
めのデータバスを表わしている。ロードパルスのすぐ後
に端子Ｒへのリセットパルスが発生し、且つそれはカウ
ンタ２３をゼロへリセットさせ且つそのカウンタは再度
ゼロからカウントアップを開始させる。
【００２９】両方ともダウンカウンタである遅延カウン
タ２５及びマスクカウンタ２６の性質及び動作は、好適
には、従来のＢＥＭＦゼロ交差検知を行なう制御器にお
いて設けられていたものと同じであり、且つその点に関
しては上に引用した従来の刊行物を参照すると良い。以
下の説明は、主に、次のＺＣカウンタ２４の構成及び動
作に焦点を合わせている。
タ２５及びマスクカウンタ２６の性質及び動作は、好適
には、従来のＢＥＭＦゼロ交差検知を行なう制御器にお
いて設けられていたものと同じであり、且つその点に関
しては上に引用した従来の刊行物を参照すると良い。以
下の説明は、主に、次のＺＣカウンタ２４の構成及び動
作に焦点を合わせている。
【００３０】図２を参照すると、カウンタ２３及び２４
が概略的に示されている。図３は３つのゼロ交差ＺＣ
１，ＺＣ２，ＺＣ３を示した時間軸を示している。これ
らのゼロ交差はモータが既に通常の動作状態で回転して
いる場合に発生する実質的に等しい間隔で発生してい
る。説明の便宜上、ＺＣ１より前のイベントを無視し、
次のＺＣカウンタ２４が顕著な役割を担う一連のイベン
トをＺＣ１が開始させる。期間カウンタ２３が、丁度Ｚ
Ｃ１においてリセットされた点においてゼロカウントか
ら開始する。カウンタ２３はそれがカウントＮに到達す
るまでクロック周波数ｆ１でカウントアップし、ＺＣ２
が発生するとそのカウントはカウントＮとなる（次い
で、その動作が再び開始される）。
が概略的に示されている。図３は３つのゼロ交差ＺＣ
１，ＺＣ２，ＺＣ３を示した時間軸を示している。これ
らのゼロ交差はモータが既に通常の動作状態で回転して
いる場合に発生する実質的に等しい間隔で発生してい
る。説明の便宜上、ＺＣ１より前のイベントを無視し、
次のＺＣカウンタ２４が顕著な役割を担う一連のイベン
トをＺＣ１が開始させる。期間カウンタ２３が、丁度Ｚ
Ｃ１においてリセットされた点においてゼロカウントか
ら開始する。カウンタ２３はそれがカウントＮに到達す
るまでクロック周波数ｆ１でカウントアップし、ＺＣ２
が発生するとそのカウントはカウントＮとなる（次い
で、その動作が再び開始される）。
【００３１】説明の便宜上、カウンタ２４がＺＣ１とＺ
Ｃ２との間で何をしているかについては無視することと
する。ＺＣ２において、パルスＬがカウンタ２３のカウ
ントＮをカウンタ２４内にロードさせる。カウンタ２４
は次のＺＣカウンタと呼ばれる。何故ならば、それは次
のゼロ交差（この例においてはＺＣ３）の正確な検知が
ＰＷＭスイッチングによって干渉されないことを確保す
る機能を有しているからである。ＺＣ３が正確に検知さ
れない場合には、制御システムは、存在しないのに機能
障害が存在すると考える場合があり、又は、多分、実際
に存在することのない異常な条件に応答する場合があ
る。
Ｃ２との間で何をしているかについては無視することと
する。ＺＣ２において、パルスＬがカウンタ２３のカウ
ントＮをカウンタ２４内にロードさせる。カウンタ２４
は次のＺＣカウンタと呼ばれる。何故ならば、それは次
のゼロ交差（この例においてはＺＣ３）の正確な検知が
ＰＷＭスイッチングによって干渉されないことを確保す
る機能を有しているからである。ＺＣ３が正確に検知さ
れない場合には、制御システムは、存在しないのに機能
障害が存在すると考える場合があり、又は、多分、実際
に存在することのない異常な条件に応答する場合があ
る。
【００３２】カウンタ２４はクロック周波数ｆ１におい
てＮからカウントダウンを行ない且つゼロより上のある
所望のカウントｘに到達するまでカウント動作を継続す
る。このカウント周波数は期間カウンタと同一のもので
あるので（それは便利な方法であるが唯一の適切な状態
というわけではない）、且つゼロ交差の間のインターバ
ル即ち期間は同一であるべきであるので、カウンタ２４
は、通常、ＺＣ３が発生する前にカウントｘに到達す
る。その時点において、数値ｘがカウンタ２４からデコ
ードされ且つ本システムの信号シーケンス動作及びイン
ターフェース装置１２−１３への制御信号を発生するた
めに使用される（又は、それは、説明の便宜上、信号シ
ーケンス動作及びインターフェース装置の一部であると
考えることの可能なＰＷＭ回路１８へ行くことが可能で
ある）。カウンタ２４からのタイミング制御信号は、カ
ウントｘにおける時点から、次のゼロ交差ＺＣ３が実際
に検知されるまで、駆動がオンであることを確保する。
てＮからカウントダウンを行ない且つゼロより上のある
所望のカウントｘに到達するまでカウント動作を継続す
る。このカウント周波数は期間カウンタと同一のもので
あるので（それは便利な方法であるが唯一の適切な状態
というわけではない）、且つゼロ交差の間のインターバ
ル即ち期間は同一であるべきであるので、カウンタ２４
は、通常、ＺＣ３が発生する前にカウントｘに到達す
る。その時点において、数値ｘがカウンタ２４からデコ
ードされ且つ本システムの信号シーケンス動作及びイン
ターフェース装置１２−１３への制御信号を発生するた
めに使用される（又は、それは、説明の便宜上、信号シ
ーケンス動作及びインターフェース装置の一部であると
考えることの可能なＰＷＭ回路１８へ行くことが可能で
ある）。カウンタ２４からのタイミング制御信号は、カ
ウントｘにおける時点から、次のゼロ交差ＺＣ３が実際
に検知されるまで、駆動がオンであることを確保する。
【００３３】カウンタ２４は、ＺＣ３が発生せんとする
ことを予測する。例えカウンタ２４において正確にゼロ
カウンタにおいてそれが発生したとしても、即ち、ＺＣ
２からＺＣ３への間隔がＺＣ１からＺＣ２への間隔と正
確に同一のものであり且つシステム内に何等異常が発生
しないものとしても、ＰＷＭスイッチング動作が何らか
の態様でＺＣ３の正確な読取りと干渉する場合がある。
カウンタ２４からの制御信号は、例えば、パワー段１１
の上側駆動部分（多分、下側駆動部分も）を強制的にオ
ンさせることによって、ＰＷＭのスイッチング動作を停
止させるために使用することが可能である。該制御信号
が発生された場合にその駆動が以前オンであった場合に
は、それはオン状態に留まる。ＰＷＭオフ時間のために
その時刻においてオフであった場合には、それはターン
オンされ且つオン状態に維持される。そうすることによ
り、明確なものとなり、従ってＢＥＭＦモニタ１５及び
ＡＣ検知器１６はＺＣ３が発生する場合に混乱すること
はない。
ことを予測する。例えカウンタ２４において正確にゼロ
カウンタにおいてそれが発生したとしても、即ち、ＺＣ
２からＺＣ３への間隔がＺＣ１からＺＣ２への間隔と正
確に同一のものであり且つシステム内に何等異常が発生
しないものとしても、ＰＷＭスイッチング動作が何らか
の態様でＺＣ３の正確な読取りと干渉する場合がある。
カウンタ２４からの制御信号は、例えば、パワー段１１
の上側駆動部分（多分、下側駆動部分も）を強制的にオ
ンさせることによって、ＰＷＭのスイッチング動作を停
止させるために使用することが可能である。該制御信号
が発生された場合にその駆動が以前オンであった場合に
は、それはオン状態に留まる。ＰＷＭオフ時間のために
その時刻においてオフであった場合には、それはターン
オンされ且つオン状態に維持される。そうすることによ
り、明確なものとなり、従ってＢＥＭＦモニタ１５及び
ＡＣ検知器１６はＺＣ３が発生する場合に混乱すること
はない。
【００３４】本回路は、ＺＣ３の後に、ＰＷＭスイッチ
ングが再開するように構成されている。更に、これらの
カウンタの動作が進行し、カウンタ２４はＺＣ２とＺＣ
３との間においてカウンタ２３が到達するカウントでロ
ードされ且つ次の予定されたゼロ交差の前にカウントｘ
へカウントダウンし、そこで駆動が再度強制されてオン
状態に維持される。このプロセスは、相次ぐゼロ交差イ
ベントに対して繰返し行なわれ、ＰＷＭスイッチング動
作は、予定されたイベントの前に停止されてそれを正確
に検知することを可能とさせる。
ングが再開するように構成されている。更に、これらの
カウンタの動作が進行し、カウンタ２４はＺＣ２とＺＣ
３との間においてカウンタ２３が到達するカウントでロ
ードされ且つ次の予定されたゼロ交差の前にカウントｘ
へカウントダウンし、そこで駆動が再度強制されてオン
状態に維持される。このプロセスは、相次ぐゼロ交差イ
ベントに対して繰返し行なわれ、ＰＷＭスイッチング動
作は、予定されたイベントの前に停止されてそれを正確
に検知することを可能とさせる。
【００３５】「ｘ」は、予測されるＺＣ３の近くである
が、ＺＣ３が最初に発生するか又はＰＷＭスイッチング
ノイズが存在する場合に発生する妥当な蓋然性を有する
程には近くないように選択されたある数のカウントであ
る。単に１つの例として、クロック期間（周波数ｆ１の
逆数）が、６．４ｍｓであり且つｘが３のカウントであ
る場合には、ｘにおける制御信号と予測されるＺＣ３と
の間の時間は１９．２ｍｓ（約７００ｍｓの全期間の中
で）である。それは殆ど全ての時間のＰＷＭ動作の利点
を享受するのに充分に短いものであると共に、多くのシ
ステムにおいて、電流制御を失う深刻な危険性に遭遇す
ることのない程度に充分に短いものである（以下に更に
詳細に説明する）。１９．２ｍｓのインターバル即ち間
隔は、又、ＢＥＭＦゼロ検知がそれと干渉する可能性の
ある何等かのスイッチングノイズから充分に離れて発生
することを確保するのに充分に長いものである。
が、ＺＣ３が最初に発生するか又はＰＷＭスイッチング
ノイズが存在する場合に発生する妥当な蓋然性を有する
程には近くないように選択されたある数のカウントであ
る。単に１つの例として、クロック期間（周波数ｆ１の
逆数）が、６．４ｍｓであり且つｘが３のカウントであ
る場合には、ｘにおける制御信号と予測されるＺＣ３と
の間の時間は１９．２ｍｓ（約７００ｍｓの全期間の中
で）である。それは殆ど全ての時間のＰＷＭ動作の利点
を享受するのに充分に短いものであると共に、多くのシ
ステムにおいて、電流制御を失う深刻な危険性に遭遇す
ることのない程度に充分に短いものである（以下に更に
詳細に説明する）。１９．２ｍｓのインターバル即ち間
隔は、又、ＢＥＭＦゼロ検知がそれと干渉する可能性の
ある何等かのスイッチングノイズから充分に離れて発生
することを確保するのに充分に長いものである。
【００３６】ＰＷＭ動作においては、コイル電流は各々
において時間通りに上昇し、次いで、次のオフ時間期間
中に減衰する。上述した数値例を使用して、本発明によ
って与えられる検知窓信号（即ち、ＰＷＭスイッチング
動作を停止させる信号）の直前において通常オン時間
（例えば、１４ｍｓ）を該駆動が有することが可能であ
る。次いで、該駆動は、その後の時間に対してオン状態
を維持し（例えば、１９．２ｍｓ）、従ってほぼ３５ｍ
ｓの連続的なオン時間に到達することが可能である。通
常望ましい条件ではないが、これは問題を発生するもの
とは思われず且つ本発明の利点は殆どの場合において発
生する可能性のある欠点よりも勝るものである。興味の
ある適用例において使用される典型的なモータは８個又
は１２個のポール（極）を有している。従って、個別的
に駆動される巻線は三相モータにおいて２４又は３６の
数である。本システムは、ゼロ交差が検知されると通常
動作状態となる。何故ならば、ＰＷＭスイッチングがオ
フされ且つ駆動が強制的にオンされる時間は短くシステ
ムの僅かな部分に影響を与えるに過ぎないからである。
において時間通りに上昇し、次いで、次のオフ時間期間
中に減衰する。上述した数値例を使用して、本発明によ
って与えられる検知窓信号（即ち、ＰＷＭスイッチング
動作を停止させる信号）の直前において通常オン時間
（例えば、１４ｍｓ）を該駆動が有することが可能であ
る。次いで、該駆動は、その後の時間に対してオン状態
を維持し（例えば、１９．２ｍｓ）、従ってほぼ３５ｍ
ｓの連続的なオン時間に到達することが可能である。通
常望ましい条件ではないが、これは問題を発生するもの
とは思われず且つ本発明の利点は殆どの場合において発
生する可能性のある欠点よりも勝るものである。興味の
ある適用例において使用される典型的なモータは８個又
は１２個のポール（極）を有している。従って、個別的
に駆動される巻線は三相モータにおいて２４又は３６の
数である。本システムは、ゼロ交差が検知されると通常
動作状態となる。何故ならば、ＰＷＭスイッチングがオ
フされ且つ駆動が強制的にオンされる時間は短くシステ
ムの僅かな部分に影響を与えるに過ぎないからである。
【００３７】本発明の変形例は、ｘのカウントに到達し
た場合にはオン条件であるかオフ条件であるかに拘らず
駆動をフリーズ即ち凍結させる。このような構成はエキ
ストラなオン時間のためにコイル電流において高過ぎる
上昇が発生することの懸念を取除き、ある適用例におい
ては好適なものである。
た場合にはオン条件であるかオフ条件であるかに拘らず
駆動をフリーズ即ち凍結させる。このような構成はエキ
ストラなオン時間のためにコイル電流において高過ぎる
上昇が発生することの懸念を取除き、ある適用例におい
ては好適なものである。
【００３８】理解すべきことであるが、ＰＷＭスイッチ
ングを停止させた後にどのような動作方法を使用するか
に拘らずに、本発明のより広い側面が適用される。即
ち、近づきつつあるゼロ交差を予測する信号が発生され
ると、ＢＥＭＦの正確な検知を可能とするような態様で
動作させる多数の異なる手段を使用することが可能であ
り、例えば、駆動を強制し且つそれをオン状態に維持す
るか又は駆動をその時に存在する状態にオン又はオフ状
態のままとさせる技術等がある。３番目の技術は、線形
モード動作へスイッチさせることである。駆動は滑らか
に変化する駆動信号と共に「オン」となるべく進行する
（駆動が完全にオンであるか又はオフであるかのいずれ
かである非線形ＰＷＭ動作を維持する上述した場合にお
いては「完全にオン」であるのとは異なる）。低ジッタ
ーＢＥＭＦ検知を線形モードにおいて使用することが可
能である。何故ならば、その場合にはチョッピングが存
在しないからである。モード間の遷移が滑らかに行なわ
れ且つ各モードが必要な場合に完全に動作状態となるべ
く注意を払われるべきである。本願出願人に譲渡されて
いる１９９５年６月７日付で出願した係属中の米国特許
出願第０８／４８８，３７０号に記載したシステムの特
徴を、モード間の滑らかな遷移を可能とする技術のため
に使用することが可能であり、尚この特許出願は引用に
より本明細書に取込む。
ングを停止させた後にどのような動作方法を使用するか
に拘らずに、本発明のより広い側面が適用される。即
ち、近づきつつあるゼロ交差を予測する信号が発生され
ると、ＢＥＭＦの正確な検知を可能とするような態様で
動作させる多数の異なる手段を使用することが可能であ
り、例えば、駆動を強制し且つそれをオン状態に維持す
るか又は駆動をその時に存在する状態にオン又はオフ状
態のままとさせる技術等がある。３番目の技術は、線形
モード動作へスイッチさせることである。駆動は滑らか
に変化する駆動信号と共に「オン」となるべく進行する
（駆動が完全にオンであるか又はオフであるかのいずれ
かである非線形ＰＷＭ動作を維持する上述した場合にお
いては「完全にオン」であるのとは異なる）。低ジッタ
ーＢＥＭＦ検知を線形モードにおいて使用することが可
能である。何故ならば、その場合にはチョッピングが存
在しないからである。モード間の遷移が滑らかに行なわ
れ且つ各モードが必要な場合に完全に動作状態となるべ
く注意を払われるべきである。本願出願人に譲渡されて
いる１９９５年６月７日付で出願した係属中の米国特許
出願第０８／４８８，３７０号に記載したシステムの特
徴を、モード間の滑らかな遷移を可能とする技術のため
に使用することが可能であり、尚この特許出願は引用に
より本明細書に取込む。
【００３９】本発明の主要な利点は、集積回路の形態で
既存のモータ制御内に容易に実現することが可能である
ということである。従来技術に関して説明したように
（又、前述した米国特許第５，２９４，８７７号参
照）、逆ＢＥＭＦモニタ１５及びＺＣ検知器１６を有す
ることは公知であり、ＺＣイベントは、アップカウンタ
２３をトリガするために使用され、該カウンタは所定の
カウントに到達すると特定した機能のために何等かのダ
ウンカウンタ、例えば２５及び２６、内にそのカウント
をロードさせる。従来技術において説明した別のダウン
カウンタは単調性又は減速カウンタである。それは、期
間カウンタより低い周波数で稼動し、且つそのカウント
がゼロ交差において期間カウンタから新たなカウントが
ロードされる前に例えばゼロ等のある数に到達すると、
モータが相当に減速されたことの警告信号が与えられ
る。
既存のモータ制御内に容易に実現することが可能である
ということである。従来技術に関して説明したように
（又、前述した米国特許第５，２９４，８７７号参
照）、逆ＢＥＭＦモニタ１５及びＺＣ検知器１６を有す
ることは公知であり、ＺＣイベントは、アップカウンタ
２３をトリガするために使用され、該カウンタは所定の
カウントに到達すると特定した機能のために何等かのダ
ウンカウンタ、例えば２５及び２６、内にそのカウント
をロードさせる。従来技術において説明した別のダウン
カウンタは単調性又は減速カウンタである。それは、期
間カウンタより低い周波数で稼動し、且つそのカウント
がゼロ交差において期間カウンタから新たなカウントが
ロードされる前に例えばゼロ等のある数に到達すると、
モータが相当に減速されたことの警告信号が与えられ
る。
【００４０】次のＺＣカウンタ２４は、このような減速
カウンタと同様に構成することが可能であるが、以下に
説明するように極めて異なった動作を行なう。制御器
は、システム内における減速カウンタを有するか又は有
することのない次のＺＣカウンタ２４を有することが可
能である。１つの好適実施例においては、同一のカウン
タ装置が設けられ、従ってそれは次のＺＣカウンタとし
てか又は減速カウンタとしてのいずれかとして選択的に
動作させることが可能である。
カウンタと同様に構成することが可能であるが、以下に
説明するように極めて異なった動作を行なう。制御器
は、システム内における減速カウンタを有するか又は有
することのない次のＺＣカウンタ２４を有することが可
能である。１つの好適実施例においては、同一のカウン
タ装置が設けられ、従ってそれは次のＺＣカウンタとし
てか又は減速カウンタとしてのいずれかとして選択的に
動作させることが可能である。
【００４１】カウンタ２４′を次のＺＣカウンタとして
使用するか又は減速カウンタとして使用するかの構成を
図４に示してある。カウンタ２４′は殆どの観点におい
て、減速カウンタとして使用される前のダウンカウンタ
と同様である。それは、例えばＦＦ０乃至ＦＦ１５の番
号が付けられた１６個のようなある数の一連のフリップ
フロップを有している。該フリップフロップは双安定要
素であり且つバイナリーカウンタ（相互接続は図示して
いない）として動作すべく相互接続されている。ＦＦ０
は２0 のカウントを有することが可能であり、ＦＦ１は
２1 のカウントを有することが可能である等である。該
カウンタは該カウンタ内にある数が存在すると出力信号
を発生する。
使用するか又は減速カウンタとして使用するかの構成を
図４に示してある。カウンタ２４′は殆どの観点におい
て、減速カウンタとして使用される前のダウンカウンタ
と同様である。それは、例えばＦＦ０乃至ＦＦ１５の番
号が付けられた１６個のようなある数の一連のフリップ
フロップを有している。該フリップフロップは双安定要
素であり且つバイナリーカウンタ（相互接続は図示して
いない）として動作すべく相互接続されている。ＦＦ０
は２0 のカウントを有することが可能であり、ＦＦ１は
２1 のカウントを有することが可能である等である。該
カウンタは該カウンタ内にある数が存在すると出力信号
を発生する。
【００４２】周波数ｆ１及びｆ２におけるクロック信号
がシステムマイクロプロセサからのシリアルビット信号
（「ＪＩＴ」）によって制御されるマルチプレクサＭＵ
Ｘへ供給され、「０」は一方のクロック周波数、例えば
ｆ１、の選択を決定し、且つ「１」は他方の選択を決定
する。ＪＩＴ信号の値はマイクロプロセサによって種々
に制御することが可能であるが、使用される１つのプロ
トコルは、スタートアップ期間中にｆ２を該カウンタへ
印加させ且つ駆動が通常動作モードにある場合にｆ１を
印加させるものである。
がシステムマイクロプロセサからのシリアルビット信号
（「ＪＩＴ」）によって制御されるマルチプレクサＭＵ
Ｘへ供給され、「０」は一方のクロック周波数、例えば
ｆ１、の選択を決定し、且つ「１」は他方の選択を決定
する。ＪＩＴ信号の値はマイクロプロセサによって種々
に制御することが可能であるが、使用される１つのプロ
トコルは、スタートアップ期間中にｆ２を該カウンタへ
印加させ且つ駆動が通常動作モードにある場合にｆ１を
印加させるものである。
【００４３】周波数ｆ１は期間カウンタ２３のものと一
致する周波数であり、ｆ２は例えば１／２ｆのようなよ
り遅い周波数である。ｆ１が選択されると、カウンタ２
４′は図２のカウンタ２４と同じく次のＺＣカウンタと
して動作する。この例においては、カウンタ２４′は該
カウンタが３のカウント、即ち二進数で「１１
０．．．」を読取る場合に次のＺＣ制御信号を出力する
論理（詳細には示していない）と共に構成される。クロ
ック周波数ｆ２が選択されると、該カウンタはゆっくり
とカウントダウンし且つそのカウントがある数、例え
ば、通常の期間のほぼ２倍にわたりゼロ交差が発生しな
いことを表わす３とすることが可能なある数に到達する
と、減速警告を発生する。
致する周波数であり、ｆ２は例えば１／２ｆのようなよ
り遅い周波数である。ｆ１が選択されると、カウンタ２
４′は図２のカウンタ２４と同じく次のＺＣカウンタと
して動作する。この例においては、カウンタ２４′は該
カウンタが３のカウント、即ち二進数で「１１
０．．．」を読取る場合に次のＺＣ制御信号を出力する
論理（詳細には示していない）と共に構成される。クロ
ック周波数ｆ２が選択されると、該カウンタはゆっくり
とカウントダウンし且つそのカウントがある数、例え
ば、通常の期間のほぼ２倍にわたりゼロ交差が発生しな
いことを表わす３とすることが可能なある数に到達する
と、減速警告を発生する。
【００４４】従って、カウンタ２４及び２４′は順序論
理に対する公知の技術に従って構成することが可能であ
る。同様に、ＰＷＭスイッチング動作を停止させるため
に次のＺＣカウンタから制御信号を印加することは簡単
な態様で構成することが可能である。例えば、次のＺＣ
制御信号は、信号インターフェース１２における論理回
路への１つの入力とすることが可能であり、該インター
フェースは、マイクロプロセサからのＪＩＴ信号各信号
が「０」又は「１」であるＰＷＭ信号を含むその他の入
力を有している。該論理回路は、１つ又はそれ以上の段
において、これらの信号を処理し、従って、基本的に、
ＰＷＭが稼動中であり且つＪＩＴビットが存在し且つ次
のＺＣ信号が与えられると（例えば、３のカウントにお
いて）、ＰＷＭチョッピング動作は、ゼロ交差の発生に
起因して次のＺＣ信号が状態を変化させるまで、ＰＷＭ
チョッピング動作は停止する。
理に対する公知の技術に従って構成することが可能であ
る。同様に、ＰＷＭスイッチング動作を停止させるため
に次のＺＣカウンタから制御信号を印加することは簡単
な態様で構成することが可能である。例えば、次のＺＣ
制御信号は、信号インターフェース１２における論理回
路への１つの入力とすることが可能であり、該インター
フェースは、マイクロプロセサからのＪＩＴ信号各信号
が「０」又は「１」であるＰＷＭ信号を含むその他の入
力を有している。該論理回路は、１つ又はそれ以上の段
において、これらの信号を処理し、従って、基本的に、
ＰＷＭが稼動中であり且つＪＩＴビットが存在し且つ次
のＺＣ信号が与えられると（例えば、３のカウントにお
いて）、ＰＷＭチョッピング動作は、ゼロ交差の発生に
起因して次のＺＣ信号が状態を変化させるまで、ＰＷＭ
チョッピング動作は停止する。
【００４５】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の１実施例を含むモータ制御器を示し
た概略ブロック図。
た概略ブロック図。
【図２】 本発明の１実施例の更に別の側面を示した概
略ブロック図。
略ブロック図。
【図３】 本発明の１実施例におけるイベントの発生を
時間軸に沿って示した説明図。
時間軸に沿って示した説明図。
【図４】 本発明に適用可能なカウンタの一例を示した
概略図。
概略図。
１０ モータ制御器 １１ パワー段 １２ 信号インターフェース回路 １３ シーケンサ回路 １４ シーケンスデコード及び出力スイッチ １５ 逆起電力検知増幅器 １６ ゼロ交差検知器回路 １７ デジタルタイミング回路 １８ パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動回路 １９ システムクロック回路 ２０ ＰＬＬ周波数／フェーズ検知器回路 ２２ ロード及びリセットパルス発生器 ２３ 期間カウンタ ２４ 次のＺＣカウンタ ２５ 遅延カウンタ ２６ マスクカウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パオロ メネゴリ アメリカ合衆国， カリフォルニア 95035， ミルピタス， ミルモント ド ライブ 1775， ナンバー エイ−308 (72)発明者 チン ニューエン アメリカ合衆国， カリフォルニア 94086， サニーベル， エブリン アベ ニュー 825， ナンバー 112
Claims (31)
- 【請求項１】 多相負荷を駆動する回路において、 前記負荷の夫々の相と接続するための複数個の出力端子
を具備するパワー段、 逐次的に転流される入力信号を前記パワー段へ送給すべ
く接続されている信号シーケンス動作及びインターフェ
ース装置、 前記パワー段のＰＷＭ動作のために前記信号装置と接続
しているパルス幅変調（ＰＷＭ）回路、 前記信号装置と接続しており且つ所定の値の発生を検知
するために負荷フィードバック信号をモニタすべく配設
されている第一回路部分と、前記負荷フィードバック信
号の前記所定値の特定した発生の間の時間間隔を決定す
るために配設されている第二回路部分と、前記第二回路
部分によって決定された前の時間間隔に従って前記所定
値の次の予定された発生の前に前記負荷フィードバック
信号の前記所定値の特定した発生の間の現在の間隔が設
定時間にある時を検知し且つ前記設定時間においてタイ
ミング制御信号を前記信号装置へ供給させる第三回路部
分とを具備するタイミング装置、を有することを特徴と
する回路。 - 【請求項２】 請求項１において、前記タイミング装
置、信号装置及びＰＷＭ回路が、前記パワー段が、前記
設定時間と前記所定値の次の実際の負荷フィードバック
信号の発生との間のオーバーライド時間セグメント期間
中に、ＰＷＭ動作による介入なしで、連続的にオンに維
持されるように配設されていることを特徴とする回路。 - 【請求項３】 請求項２において、前記信号装置が、前
記タイミング制御信号に応答して、前記オーバーライド
時間セグメント期間中に完全にオンに維持されることを
特徴とする回路。 - 【請求項４】 請求項２において、前記ＰＷＭ回路が、
前記タイミング制御信号に応答して、前記オーバーライ
ド時間セグメント期間中にディスエーブルされ、且つ本
回路が、更に、前記オーバーライド時間セグメント期間
中に前記パワー段の線形モード動作のために前記信号装
置へ接続されている線形モード回路を有することを特徴
とする回路。 - 【請求項５】 請求項１において、前記タイミング装置
の第一回路部分が前記多相負荷のフローティングフェー
ズから受取られる逆ＥＭＦ信号である負荷フィードバッ
ク信号のゼロ交差を検知するゼロ交差検知器を有してお
り、前記タイミング装置の第二回路部分は、前記ゼロ交
差信号の特定した発生の間前記時間間隔のうちの第一の
ものの期間中に前記ゼロ交差の発生よりも一層速くカウ
ントする期間カウンタを有しており、前記タイミング装
置の第三回路部分は、前記期間カウンタによって決定さ
れた第一時間間隔の期間に従って次の予定されたゼロ交
差の前の前記設定時間へ前記第一時間間隔に続く前記時
間間隔の第二のものの期間中に前記ゼロ交差の発生より
も一層速くカウントする能力を有する次のＺＣカウンタ
を有している、ことを特徴とする回路。 - 【請求項６】 請求項５において、前記期間カウンタが
前記第一の期間間隔に対するカウントに到達するアップ
カウンタであり且つ前記次のＺＣカウンタが前記期間カ
ウンタがカウントアップするのと同一の周波数でカウン
トダウンするダウンカウンタであり、前記次のＺＣカウ
ンタは前記第一時間間隔において前記期間カウンタによ
って到達されるカウントの発生近くであるがその前の第
二時間間隔におけるカウントの所定数において前記タイ
ミング制御信号を発生させるように配設されていること
を特徴とする回路。 - 【請求項７】 請求項５において、前記期間カウンタが
第一周波数ｆ１においてカウントするアップカウンタで
あり、前記次のＺＣカウンタがｆ１よりも遅い第二周波
数ｆ２におけるか又は周波数ｆ１において選択的に動作
すべく調整されている入力を有するダウンカウンタであ
り、前記タイミング装置が、更に、ｆ１とｆ２との間で
選択を行なうために前記次のＺＣカウンタと接続されて
いるマルチプレクサを有していることを特徴とする回
路。 - 【請求項８】 請求項７において、前記マルチプレクサ
が、前記次のＺＣカウンタが本回路の動作のある時間期
間中に周波数ｆ２において動作し且つその他の時間にお
いて周波数ｆ１において動作することを可能とさせるた
めの制御入力を有しており、その場合に、ｆ１において
動作している場合には、前記次のＺＣカウンタは前記タ
イミング制御信号を供給するために動作し、且つｆ２に
おいて動作している場合には、前記次のＺＣカウンタ
は、ゼロ交差の次の特定した発生の発生前にそのカウン
トが所定のカウントに到達する場合に減速出力信号を供
給すべく動作することを特徴とする回路。 - 【請求項９】 パルス幅変調（ＰＷＭ）モードにおいて
動作される多相ＤＣモータ用のドライバのタイミング制
御回路において、 モータのフローティングフェーズからの逆ＥＭＦの波形
に関連した入力信号を受取り且つ前記入力信号のゼロ交
差が発生すると出力パルスを発生すべく接続されている
ゼロ交差検知器、 ゼロ交差の発生の間でカウントアップし次いでリセット
する期間カウンタ、 前記期間カウンタの最大カウントである前記期間カウン
タからのカウントでロードされるべく構成されており、
次のゼロ交差が発生する場合に前記ドライバがオンであ
り且つＰＷＭオフセグメント内にないことを確保するた
めにタイミング制御信号を発生するゼロより上の所定の
カウントへカウントダウンするダウンカウンタ、を有す
ることを特徴とするタイミング制御回路。 - 【請求項１０】 請求項９において、前記期間カウンタ
及びダウンカウンタが実質的に同一の周波数でカウント
し、且つダウンカウンタの前記所定のカウンタがゼロか
ら約３カウント以内であることを特徴とするタイイミン
グ制御回路。 - 【請求項１１】 請求項９において、前記ダウンカウン
タがスイッチ装置を介して２つのクロック周波数へ接続
され、そのうちの第一のものは前記周期カウンタと実質
的に同一の周波数を有しており且つ第２のものは前記周
期カウンタよりも低い周波数を有しており、前記スイッ
チ装置は、前記２つのクロック周波数の間で選択的に変
化するための制御端子を具備しており、その場合に、前
記第一周波数での動作期間中に、前記ドライバがオンで
あることを確保するための前記タイミング制御信号が発
生され且つ前記第二周波数での動作期間中に、前記ダウ
ンカウンタは前記期間カウンタが新たなカウントでロー
ドされる前にそのカウントが所定のカウントに到達する
時に減速信号を与えるべく作用することを特徴とするタ
イミング制御回路。 - 【請求項１２】 モータの夫々のフェーズのコイルに対
する駆動の頻繁なオン・オフ及びオフ・オン遷移を利用
する多相モータの駆動システムにおけるモータ速度制御
に使用するモータロータの位置を表わす信号を精密に検
知する能力を維持する回路において、 他のフェーズが付勢されている期間中にそれがフローテ
ィングしている場合に各フェーズのコイルからのＢＥＭ
Ｆ信号を受取る逆ＥＭＦモニタ、 いつＢＥＭＦ信号が所定の基準電圧の大きさにあるかを
決定し且つ前記所定の基準電圧の大きさの選択した発生
で交差信号を発生する基準電圧検知器、 前記基準電圧の選択した発生の間の時間間隔を決定し、
第一及び第二の選択した発生の間の前記時間間隔のうち
の１つの後に、次の予定した選択した発生の前の時間か
ら３番目の選択した発生が前記基準電圧検知器によって
実際に決定された後まで、オン・オフ遷移なしで、駆動
オンを強制させる制御信号を同期させるために前記１つ
の時間間隔の期間を使用する能力を有しているタイミン
グ装置、を有することを特徴とする回路。 - 【請求項１３】 請求項１２において、更に、前記基準
電圧検知器が前記所定の基準電圧の大きさの発生を決定
する場合に、第一及び第二シーケンシャルパルスを前記
タイミング装置へ発生させるパルス発生器を有している
ことを特徴とする回路。 - 【請求項１４】 請求項１３において、前記タイミング
装置が、前記パルス発生器からの第二パルスによってリ
セットされるべく接続されている第一カウンタと、前記
パルス発生器からの第一パルスにおいて前記第一カウン
タ内に存在しているカウントがロードされるべく接続さ
れている第二カウンタとを有することを特徴とする回
路。 - 【請求項１５】 請求項１４において、前記タイミング
装置が、更に、周波数ｆ１においてタイミングパルスを
発生する第一クロックを有しており、前記第一クロック
パルスはカウントされるべき前記第一及び第二カウンタ
の両方へ送給されることを特徴とする回路。 - 【請求項１６】 請求項１５において、前記第一カウン
タはアップカウンタであり且つ前記第二カウンタはダウ
ンカウンタであり、前記第二カウンタは、そのカウント
が前記第一カウンタがロードされて前記第一カウンタ内
に存在するカウントとゼロのカウントとの間にある場合
に駆動オンを強制する前記制御信号を発生することを特
徴とする回路。 - 【請求項１７】 請求項１４において、前記第一カウン
タがアップカウンタであり且つ第二カウンタがダウンカ
ウンタであって、前記タイミング装置が、更に、周波数
ｆ１及びｆ１より低い周波数ｆ２の夫々においてタイミ
ングパルスを発生させる第一クロック及び第二クロック
を有しており、前記第一カウンタは前記第一クロックパ
ルスを受取り且つそれをカウントすべく構成されてお
り、前記第二カウンタは前記クロックへスイッチングし
て接続され、その場合に、選択的に第一クロックパルス
を受取り且つカウントして前記制御信号を発生し且つ前
記駆動システムの動作の選択した期間中に、第二クロッ
クパルスを受取り且つカウントして先行するものよりも
前記所定の基準電圧大きさの一対の前記選択した発生の
間においてより長い時間間隔を表わす減速信号を発生さ
せる別の使用可能な能力を有している、ことを特徴とす
る回路。 - 【請求項１８】 請求項１２において、前記基準電圧検
知器が、いつＢＥＭＦ信号がＢＥＭＦ波形のゼロ交差に
おいてゼロの所定の基準電圧大きさにあるかを決定し、
且つ前記基準電圧検知器が前記交差信号の所定の整数の
発生において前記交差信号を発生することを特徴とする
回路。 - 【請求項１９】 請求項１６において、前記第二カウン
タが一連のフリップフロップを有しており、前記フリッ
プフロップのうちの所定の１つがゼロカウントの約５０
ｍｓ内のカウントにおいて前記特定した時間において前
記制御信号を発生する第二カウンタ論理と相互に関係し
ていることを特徴とする回路。 - 【請求項２０】 請求項１７において、前記第二カウン
タが駆動システムマイクロプロセサの制御下においてマ
ルチプレクサによって第一及び第二クロックへスイッチ
ングして接続されることを特徴とする回路。 - 【請求項２１】 請求項１９において、前記駆動システ
ムが、駆動オンを強制する前記信号インターフェースへ
信号を発生するために前記第二カウンタ論理から前記制
御信号を処理するための論理へ接続されている信号イン
ターフェース回路から信号を受取るパワー段を有してい
ることを特徴とする回路。 - 【請求項２２】 請求項１６において、前記第二カウン
タが、前記第一カウンタ内に存在する前記カウントでロ
ードされる前記タイミング装置における１つ又はそれ以
上のその他のダウンカウンタに対して付加的なものであ
ることを特徴とする回路。 - 【請求項２３】 駆動システムにおける制御機能のため
に使用するために基準交差信号が与えられるように例え
ばＰＷＭモード等の不連続又は非線形モードにおいて駆
動システムによって印加される駆動パワーでのモータの
通常の動作にも拘らず、多相モータのフローティングフ
ェーズにおいて例えばゼロ交差等の所定の逆ＥＭＦ基準
電圧交差が発生する時を正確に検知する方法において、 第一組の基準交差信号の間の期間を測定し、 前に測定した期間に基づいて第二組の基準操作機能信号
の予測される終了の前に所定の間隔で交差前時間を決定
し、 前記第二組が実際に発生したことを集結させるために前
記交差前時間からその後の基準交差信号まで継続的に駆
動パワーを付与するために前記駆動システムへ付与され
る駆動信号における不連続性を停止させる、上記各ステ
ップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 請求項２３において、前記期間の測定
が、第一及び第二の相次ぐゼロ交差信号の間を測定し、
且つ前記交差前時間の測定が、前記２番目の相次ぐゼロ
交差信号に続く点であって３番目の相次ぐゼロ交差信号
の発生前の点を決定することを特徴とする方法。 - 【請求項２５】 請求項２３において、前記期間の測定
が、カウント周波数ｆにおいて、前記第一組の基準交差
信号のうちの第一のものから前記第一組の基準交差信号
の最後のものにおいて存在する期間カウントへのカウン
トアップを行ない、且つ前記交差前時間の決定が、同一
のカウント周波数ｆにおいて前記カウントアップにおい
て到達した前記期間カウントからゼロより上の交差前カ
ウントへのカウントダウンを行なうことを特徴とする方
法。 - 【請求項２６】 請求項２５において、更に、前記その
後の基準交差信号が実際に発生した後に不連続非線形モ
ード動作へ復帰し、且つその後の組の基準交差信号に対
して前記測定、決定、停止及び復帰ステップを繰返し実
施することを特徴とする方法。 - 【請求項２７】 請求項２６において、前記交差前時間
の決定が、前記駆動システムの全動作の主要な部分にわ
たって、前記非線形モードにおける動作を可能とするた
めに、後の組の基準交差信号の予測された端部に近いカ
ウントに前記交差前カウントを設定することを特徴とす
る方法。 - 【請求項２８】 請求項２７において、前記測定ステッ
プ及び決定ステップにおいて、前記組の基準交差信号が
複数個の個別的な基準交差信号を有していることを特徴
とする方法。 - 【請求項２９】 請求項２８において、前記複数個の個
別的な基準交差信号が、多相モータの１つの機械的回転
を表わすこのような信号の数を有していることを特徴と
する方法。 - 【請求項３０】 請求項２３において、前記不連続的な
駆動パワーの停止が、駆動パワーの連続的な付与の期間
中にわたり駆動パワーをその最大値に維持することを特
徴とする方法。 - 【請求項３１】 請求項２３において、前記不連続的駆
動パワーの停止が、駆動パワーの連続的な付与の期間中
にわたり線形的に変化する動作モードを維持することを
特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/756,058 US5767654A (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Apparatus and method for detecting motor position in PWM operation of a polyphase DC motor |
| US08/756058 | 1996-11-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191684A true JPH10191684A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=25041855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9324698A Pending JPH10191684A (ja) | 1996-11-26 | 1997-11-26 | 多相ｄｃモータのｐｗｍ動作におけるモータ位置を検知する装置及び方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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