JPH1084693A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動を確実に行うと共に、インデックス信号
を効率的に生成する。 【解決手段】 ホール素子４０の出力がインデックス検
知回路４２に入力される。インデックス検知回路４２
は、他相のモータコイル出力波形からホール素子４０の
出力の６０゜のタイミングを検出し、その時点のホール
素子４０の出力値に所定値加算した値をサンプルホール
ドする。そして、このサンプルホールド値と、ホール素
子４０の出力を比較することによって、インデックス信
号を得る。また、ホール素子４０の出力を起動制御回路
２２に入力し、ここで起動時の起動パターンを発生す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数相のモータコ
イルへの電流供給を制御して、モータを駆動するモータ
駆動装置、特に１つの磁界検出による位相検出センサを
有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】モータを駆動するモータドライバにおい
ては、ロータの回転位相に応じて、モータコイルへの駆
動電流の供給を制御しなければならない。そこで、ホー
ル素子などをロータが通過する位置に取り付けておき、
これによって、ロータの回転位相を検出することが行わ
れている。例えば、３相のモータであれば、３つのホー
ル素子を設け、互いに１２０゜異なる各相の回転位相信
号を得、これに基づいて、モータ駆動電流を制御してい
る。

【０００３】一方、ホール素子等の回転位相を検出する
センサを設けるとそれだけ高価になるため、これを省略
したいという要求がある。そこで、モータコイルにおい
て、ロータの回転に伴い発生する逆起電力を検出し、こ
の逆起電力から回転位相信号を得るものが知られてい
る。この方式によれば、基本的にセンサを省略でき、好
適なモータ駆動電流のモータコイルへの供給制御を行う
ことができる。

【０００４】ここで、この逆起電力を検出する方式は、
ロータの回転がある程度以上でなければ、十分な精度が
得られず、特に起動時には、回転位相は検出できない。
そこで、起動時には、モータドライバにおいて、予め定
められている起動パターンに従って、モータコイルに電
流を供給する。そして、モータが回転し始めると、モー
タ駆動電流の波形を検出して、逆起電力による駆動電流
供給制御に移行し、モータ回転数を設定回転数にまで上
昇する。通常の場合、このような制御によって、モータ
は起動され、センサなしでのモータ回転制御が行える。

【０００５】また、このようなロータ回転位相の検出で
は、モータコイルへの供給電流制御のための信号を得る
ことができるが、ロータの絶対的位置は検出できない。
例えば、磁極数が増えた場合には、磁極毎の区別は全く
できない。そこで、通常の場合、ロータ位置検出用の位
相検出センサが別に設けられる。すなわち、ロータの１
カ所にインデックス用のスポット着磁を施しておき、位
相検出センサにより、スポット着磁の位置を検出し、ロ
ータの絶対的位置を検出している。特に、フロッピーデ
ィスクや、ハードディスク等のドライブ用のモータ駆動
においては、ロータの絶対的位置検出が必要であり、こ
のようなインデックスの検出が必須である。従って、イ
ンデックス用の位相検出センサを必要とした。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、逆起電
力を検出する方式によれば、ホール素子等が不要とな
る。しかし、その起動時においては、所定の起動パター
ンによりモータ駆動電流の供給を制御しており、全くフ
ィードバックがない。従って、必ずしも確実な起動が行
えないという問題点があった。さらに、ロータの絶対的
位置検出のためには、そのために別にセンサが必要にな
るという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記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、１つの位相検出センサに
より、起動の確実性を増し、またインデックス検出を効
率的に行えるモータ駆動装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、 複数相の
モータコイルへの電流供給を制御して、モータを駆動す
るモータ駆動装置であって、各相のモータコイルにおけ
る出力波形を個別検出する出力波形検出回路と、この出
力波形検出回路において検出した各相のモータコイルの
出力波形に基づいて、各相のモータコイルへの電流供給
を制御する出力ドライブ回路と、モータの回転に伴う磁
界変化を検出し、モータ回転位相を検出する位相検出セ
ンサと、を有し、上記位相検出センサは、上記出力波形
検出回路において検出する各相の出力波形の内のいずれ
か１つの出力波形と同位相の波形が得られる位置に配置
されていることを特徴とする。

【０００９】位相検出センサは、モータの起動時におい
てもその出力が得られる。従って、起動時において、こ
の位相検出センサの出力を利用して起動時のモータコイ
ルへの電流供給制御が行える。従って、確実な起動が行
える。特に、位相検出センサの出力がモータコイルの出
力と同一位相になっているため、これに基づくモータ駆
動電流の供給制御が非常に容易である。

【００１０】また、ロータにインデックス検出用スポッ
ト着磁がなされた場合、このインデックス波形は、位相
検出センサ検出波形に重畳されている。そして、この重
畳されたインデックス信号を分離するには、そのための
タイミング信号が必要となる。本発明によれば、位相検
出センサの出力がモータコイルの出力と同一位相になっ
ているため、各種のタイミング信号が容易に作成でき、
インデックス信号の分離が非常に容易になる。３相のモ
ータであれば、６０゜おきのタイミング信号を簡単に作
成することができ、インデックス信号を６０゜おきのい
ずれかのタイミングに設定することによって、この分離
が容易に行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説
明する。モータ１０は、３相のモータコイル１０ａ，１
０ｂ，１０ｃからなっている。そして、このモータ１０
は、モータドライバ２０から所定の電力供給を受け、回
転する。なお、モータ１０は、永久磁石のロータをモー
タコイル１０ａ〜１０ｃにより生起される回転磁界によ
って回転させる形式のものである。

【００１２】モータドライバ２０には、起動制御回路２
２が設けられている。この起動制御回路２２は、起動時
において、モータ１０へ駆動電流を供給する起動パター
ンを発生する。この起動パターンの発生は、後述するホ
ール素子４０からの１相分の回転位相検出信号に基づい
て、３相分の回転位相信号を作成することにより行う。

【００１３】起動制御回路２２の出力は、タイミング制
御回路２４に供給される。このタイミング制御回路２４
は、起動時においては、起動制御回路２２から供給され
る起動パターンに基づき、３相のモータコイル１０ａ〜
１０ｃに供給するためのモータ駆動電流制御のためのタ
イミング信号を発生する。一方、モータが回転し始めて
からは、モータ１０の逆起電力、すなわち出力波形に基
づき、タイミング信号を発生する。

【００１４】すなわち、各モータコイル１０ａ〜１０ｃ
のそれぞれの一端は、例えば出力波形検出用の抵抗２８
ａ〜２８ｃをそれぞれ介し、またモータコイル１０ａ〜
１０ｃの共通端は、直接ロータ位置検出回路２６に接続
されている。従って、ロータ位置検出回路２６は、各モ
ータコイル１０ａ〜１０ｃのそれぞれに発生する逆起電
力をそれぞれ検出でき、ロータ位置を検出することがで
きる。なお、この構成において、抵抗２８ａ〜２８ｃは
必ずしも必要ではない。

【００１５】そこで、モータが回転し始めて逆起電力を
検出できるようになった場合には、タイミング制御回路
２４が、ロータ位置検出回路２６から供給されるロータ
位置に基づいて、モータコイル１０ａ〜１０ｃへのモー
タ駆動電流のタイミングを制御するタイミング制御信号
を生成する。

【００１６】タイミング制御回路２４から出力されるタ
イミング制御信号は、ソフトスイッチングドライブ回路
３０を介し、出力ドライブ回路３２に供給される。ソフ
トスイッチングドライブ回路３０は、モータ駆動電流の
切換の際のスイッチングをなめらかに行うための回路で
あり、基本的タイミング自体は変更しない。そして、出
力ドライブ回路３２は、実際にモータ駆動電流を制御す
るための制御信号を発生する。

【００１７】すなわち、出力ドライブ回路３２の出力で
ある制御信号は、６つのスイッチングトランジスタを有
する出力回路３４に供給される。そして、出力回路３４
の６つのスイッチングトランジスタが、所定の順序でオ
ンオフされることによって、モータコイル１０ａ〜１０
ｃに互いに１２０゜異なるモータ駆動電流が流され、モ
ータ１０が駆動される。そして、この回転状態が、ロー
タ位置検出回路２６で検出され、フィードバックされ、
これに応じてモータ駆動電流が制御されることで、モー
タ１０を所定の回転状態に維持することができる。

【００１８】ここで、本実施形態においては、インデッ
クス検知回路４２を有している。このインデックス検知
回路４２は、ホール素子４０の出力から、インデックス
信号を検出し、ロータの絶対位置を検出する。すなわ
ち、ロータの所定の１点には、インデックス用の着磁が
なされている。この位置は、ホール素子４０における検
出波形の１２０゜の位置に設定されている。そこで、６
０゜におけるホール素子４０の出力をサンプルホールド
しておき、サンプルホールドされた値と、ホール素子４
０の出力を比較することで、インデックス信号を得るこ
とができる。

【００１９】図２に、このインデックス信号検出のため
の回路を示す。このように、ホール素子４０の出力は、
アンプ５０に入力され、所定のレベルに増幅される。一
方、ロータ位置検出回路２６において得られたＶ相の信
号は、ゼロクロス検出器５２に入力され、ここで正から
負に向かうゼロクロスが検出される。このゼロクロス
は、Ｕ相の６０゜に対応している。ゼロクロス検出器５
２の出力は、サンプルホールド回路５６に供給され、サ
ンプルホールド回路５６は、ゼロクロス検出器５２から
の出力のタイミングで、アンプ５０からの出力をオフセ
ット回路５４において所定値だけかさあげしてサンプル
ホールドする。そして、このサンプルホールド回路５６
の出力と、アンプ５０の出力が比較器５８に入力され、
ここで比較される。

【００２０】そこで、図３に示すように、比較器５８に
おいて、スポット着磁に基づく、インデックス信号が得
られる。なお、サンプルホールド回路５６は、コンデン
サ６０を有しており、ホールド信号を徐々に自然放電す
る。そこで、比較器５８に入力する電圧は、Ｕ相の６０
゜で所定の高電圧となり、その後徐々に低下する信号に
なる。

【００２１】そして、ホール素子４０の位相がコイルの
位相と同位相になっているため、他相（この例ではＶ
相）のモータコイル出力波形を用いて、容易にインデッ
クス信号の検出が行える。

【００２２】また、このホール素子４０の出力は上述の
ように、起動時のタイミング信号の生成にも好適に利用
される。ここで、起動制御回路２２において、ホール素
子４０からの信号を受けずに、単に記憶している起動パ
ターンを出力する方式の場合には、実際にロータが回転
しているかについて、確証がない。そこで、そのような
回路において、タイミング制御回路２４、ソフトスイッ
チングドライブ回路３０、出力ドライブ回路３２、出力
回路３４、モータ１０、ロータ位置検出回路２６という
ループにおいて、自励発振が起こると、自励発振の周波
数に応じて、タイミング制御回路２４がタイミング制御
信号を出力する。従って、モータが回転していない状態
で自励発振動作がそのまま維持されてしまう。

【００２３】本実施形態によれば、ホール素子４０から
の信号に基づいて、起動制御回路２２が起動信号を作成
するため、このような問題は発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】 インデックス信号生成回路の構成を示す図で
ある。

【図３】 インデックス信号の生成を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１０ モータ、２０ モータドライバ、２２ 起動制御
回路、２４ タイミング制御回路、２６ ロータ位置検
出回路、３０ ソフトスイッチングドライブ回路、３２
出力ドライブ回路、３４ 出力回路、３６ 回転検知
回路、５０ アンプ、５２ ゼロクロス検出回路、５４
オフセット回路、５６ サンプルホールド回路、５８
比較器、６０ コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数相のモータコイルへの電流供給を制
   御して、モータを駆動するモータ駆動装置であって、 各相のモータコイルにおける出力波形を個別検出する出
   力波形検出回路と、 この出力波形検出回路において検出した各相のモータコ
   イルの出力波形に基づいて、各相のモータコイルへの電
   流供給を制御する出力ドライブ回路と、 モータの回転に伴う磁界変化を検出し、モータ回転位相
   を検出する位相検出センサと、 を有し、 上記位相検出センサは、上記出力波形検出回路において
   検出する各相の出力波形の内のいずれか１つの出力波形
   と同位相の波形が得られる位置に配置されていることを
   特徴とするモータ駆動装置。