JPWO2014174557A1 - モータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
コイルに流れる電流を0にするまでの時間が長い。モータ駆動装置は、モータのコイルに流れる電流を制御するモータ駆動装置であって、モータのコイルに流れる電流を制御するモータ駆動装置であって、前記コイルを流れる電流と入力される制御電流とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて、駆動状態、回生状態、および、制動状態のいずれかの動作状態を選択する動作選択部と、前記コイルに電流を流す通電モード、および、前記コイルに流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号を受け取り、前記通電モードを指定する指定信号を受け取ると、前記動作選択部が選択した動作状態で前記コイルを駆動し、前記停止モードを指定する指定信号を受け取ると、前記制動状態で前記コイルを駆動する駆動部と、前記停止モードを指定する指定信号の開始または前記制御電流が0の期間の開始を制御する設定部とを備える。
Description
本発明は、モータ駆動装置に関する。
ステッピングモータ等のコイルに流れる電流を制御するモータ駆動装置であって、電流の流れを切り替える間に電流をコイルで循環させて、コイルに流す電流を停止させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2008−72876号公報
特許文献1 特開2008−72876号公報
しかしながら、上述の装置では、コイルの電流を停止させる場合、コイルと電源とを遮断してコイルで電流を循環させることによって、コイルに流れる電流を減衰させるので、コイルに流れる電流を0にするまでの時間が長いといった課題がある。
本発明の第1の態様においては、モータのコイルに流れる電流を制御するモータ駆動装置であって、前記コイルを流れる電流と入力される制御電流とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に応じて、駆動状態、回生状態、および、制動状態のいずれかの動作状態を選択する動作選択部と、前記コイルに電流を流す通電モード、および、前記コイルに流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号を受け取り、前記通電モードを指定する指定信号を受け取ると、前記動作選択部が選択した動作状態で前記コイルを駆動し、前記停止モードを指定する指定信号を受け取ると、前記制動状態で前記コイルを駆動する駆動部と、前記停止モードを指定する指定信号の開始または前記制御電流が0の期間の開始を制御する設定部と、を備えるモータ駆動装置を提供する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
<実施形態1>
図1は、モータ駆動装置10の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置10は、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図1においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置10は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSOを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置10は、停止モードを指定する指定信号MSを遅延させることによって、停止モードの指定を受けた後も、しばらくの間、通電モードを継続させることにより、停止モードを指定する指定信号MSを出力してから電流を停止させるまでの時間を短縮させる。
図1は、モータ駆動装置10の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置10は、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図1においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置10は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSOを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置10は、停止モードを指定する指定信号MSを遅延させることによって、停止モードの指定を受けた後も、しばらくの間、通電モードを継続させることにより、停止モードを指定する指定信号MSを出力してから電流を停止させるまでの時間を短縮させる。
モータ駆動装置10は、クロック出力部12と、設定部14と、D/Aコンバータ16と、比較部18と、設定部14と、Hブリッジ回路22と、センス抵抗24と、制御部26とを備える。
クロック出力部12は、制御部26と接続されている。クロック出力部12は、制御部26に対してモータ駆動装置10を制御するクロックCLKを出力する。
設定部14は、D/Aコンバータ16と接続されている。設定部14は、制御電流値DINをD/Aコンバータ16に出力する。制御電流値DINは、コイル90に流す電流のデジタル値であって、いずれの動作状態にするかを判断するための値である。
D/Aコンバータ16は、比較部18と接続されている。D/Aコンバータ16は、設定部14から出力された制御電流値DINに対応する制御電圧CVをアナログ変換して、比較部18の非反転入力へと出力する。アナログ変換された制御電流値DINに対応する制御電圧CVは、一例として、一定速度で回転させる場合、sin波、または、cos波に沿って時間変化する。
設定部14は、制御部26と接続されている。設定部14は、電流モードを指定する指定信号MSOを出力する。電流モードは、正方向モード及び逆方向モードを有する通電モードと、停止モードとを含む。通電モードは、コイル90に電流を流すモードである。停止モードは、コイル90に流れる電流を停止するモードである。
比較部18の反転入力は、センス抵抗24に接続されている。比較部18は、D/Aコンバータ16によってアナログ変換されて非反転入力に入力された制御電流値DINに対応する制御電圧CV、及び、センス抵抗24に流れるセンス電流に対応するセンス電圧SVを比較する。換言すれば、比較部18は、制御電流の大きさと、センス電流の大きさとを比較する。尚、センス電流は、コイル90に流れる電流と同じ電流である。比較部18の出力側は、制御部26に接続されている。比較部18は、制御電流と、センス電流との比較結果CRを制御部26へと出力する。比較結果CRは、制御電流よりセンス電流が大きい場合、ハイレベルとなり、制御電流よりセンス電流が小さい場合、ローレベルとなる。
Hブリッジ回路22は、スイッチとして機能する4つのトランジスタTr1、Tr2、Tr3、及び、Tr4を有する。トランジスタTr1、Tr2、Tr3、及び、Tr4のオン抵抗は、一例として、数百mΩである。一方、コイル90の抵抗は、数百mΩから数Ωである。トランジスタTr1のドレインは、電源に接続されている。従って、トランジスタTr1Tr2のドレインには、電源電圧VDDが印加される。トランジスタTr1のソースは、コイル90の一端に接続されている。トランジスタTr2のドレインは、電源に接続されている。従って、トランジスタTr2のドレインには、電源電圧VDDが印加される。トランジスタTr2のソースは、コイル90の他端に接続されている。トランジスタTr3のドレインは、コイル90の一端及びトランジスタTr1のドレインに接続されている。トランジスタTr3のソースは、センス抵抗24の一端に接続されている。トランジスタTr4のドレインは、コイル90の他端及びトランジスタTr2のソースに接続されている。トランジスタTr4のソースは、センス抵抗24の一端に接続されている。尚、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、及び、Tr4に並列接続されているダイオードDi1、Di2、Di3、Di4は、構造上形成される寄生ダイオードである。
センス抵抗24の他端は、基準電位に接地されている。センス抵抗24の一端は、Hブリッジ回路22のトランジスタTr3、Tr4のソース、及び、比較部18の反転入力に接続されている。従って、比較部18の反転入力には、コイル90に流れる電流と同じセンス電流に対応するセンス電圧SVが入力される。
制御部26は、クロック出力部12から出力されたクロックCLK、比較部18から入力された比較結果CR、及び、電流モードの指定信号に基づいて、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、及び、Tr4のオン/オフを切り替える制御信号SC1、SC2、SC3、SC4を出力する。これにより、制御部26は、コイル90に流れる電流の値及び方向を制御する。
図2は、制御部26の構成を説明する図である。図2に示すように、制御部26は、動作選択部30と、駆動部34とを有する。
動作選択部30の入力側は、比較部18の出力側及びクロック出力部12の出力側に接続されている。また、動作選択部30の出力側は、駆動部34の入力側と接続されている。動作選択部30は、比較部18の比較結果CRに応じて、駆動状態(Charge Drive状態)、回生状態(Fast Decay状態)、及び、制動状態(Slow Decay状態、または、Brake状態)のいずれかの動作状態を選択して、選択結果を駆動部34に出力する。駆動状態は、電源からコイル90へと電流を供給する。回生状態は、コイル90から電源へと電流を回生して、電源を充電する。尚、回生状態は、電源に代えて、キャパシタに充電してもよい。制動状態は、電流をコイル90を含む電流経路で循環させる。
動作選択部30は、ワンショット部40と、SRラッチ部42と、NOT回路44と、D−FF部46と、AND回路48とを有する。
ワンショット部40は、クロックCLKを取得する。ワンショット部40は、取得したクロックCLKの立ち上がりパルスよりも短い立ち上がりパルスを含むブランキングパルスBPを、SRラッチ部42及びNOT回路44に出力する。
SRラッチ部42のSetポートは、比較部18に接続されている。SRラッチ部42のSetポートは、比較部18から比較結果CRを取得する。SRラッチ部42のResetポートは、ワンショット部40に接続されている。SRラッチ部42のResetポートは、ワンショット部40からブランキングパルスBPを取得する。SRラッチ部42は、リセット優先である。従って、SRラッチ部42は、ブランキングパルスBPがハイレベルの場合、ローレベルのラッチ出力LOを出力する。一方、SRラッチ部42は、比較結果CRがハイレベルであって、ブランキングパルスBPがローレベルの場合、ハイレベルのラッチ出力LOを出力する。SRラッチ部42は、比較結果CR及びブランキングパルスBPがともにローレベルの場合、駆動部34に出力しているラッチ出力LOのレベルを保持する。
NOT回路44は、ワンショット部40に接続されている。NOT回路44は、ワンショット部40からのブランキングパルスBPを取得する。NOT回路44は、取得したブランキングパルスBPを反転した反転ブランキングパルスABPをD−FF部46及びAND回路48に出力する。
D−FF部46のデータポート(=Dポート)は、比較部18に接続されている。D−FF部46のデータポートは、比較部18から比較結果CRを取得する。D−FF部46のクロックポート(=CKポート)は、NOT回路44に接続されている。D−FF部46のクロックポートは、NOT回路44から反転ブランキングパルスABPを取得する。D−FF部46は、反転ブランキングパルスABPの立ち上り、即ち、ブランキングパルスBPの立ち下がりにおける比較結果CRをFF出力FFとして出力して、次の反転ブランキングパルスABPの立ち上りまで保持する。
AND回路48は、D−FF部46、及び、NOT回路44に接続されている。AND回路48は、D−FF部46からFF出力FF、及び、NOT回路44から反転ブランキングパルスABPを取得して、論理積を出力する。即ち、AND回路48は、FF出力FF及び反転ブランキングパルスABPの両方がハイレベルの場合、ハイレベルのFast出力FOを駆動部34に出力する。AND回路48は、FF出力FF及び反転ブランキングパルスABPのいずれか一方がローレベルの場合、ローレベルのFast出力FOを駆動部34に出力する。
動作選択部30は、ラッチ出力LOのハイレベル及びローレベルと、Fast出力FOのハイレベル及びローレベルとの4つの組み合わせを動作状態の選択結果として駆動部34に出力する。ここで、ラッチ出力LOがローベルの場合、動作選択部30の出力は、駆動状態を意味している。ラッチ出力LOがハイレベルであって、Fast出力FOがハイレベルの場合、動作選択部30の出力は、回生状態を意味している。ラッチ出力LOがハイレベルであって、Fast出力FOがローレベルの場合、動作選択部30の出力は、制動状態を意味している。
駆動部34は、コイル90に電流を流す通電モード、および、コイル90に流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSOを受け取る。駆動部34は、通電モードを指定する指定信号MSOを受け取ると、動作選択部30が選択した動作状態でコイル90を駆動する。駆動部34は、停止モードを指定する指定信号MSOを受け取ると、制動状態でコイル90を駆動する。
図3は、設定部14の構成を説明する図である。図3に示すように、設定部14は、指示部36と、遅延制御部32とを有する。
指示部36は、制御電流が0になった場合、指定信号MSとは別に停止モードを遅延させる停止信号SSを出力する。指示部36は、制御電流が0になると、ハイレベルの停止信号SSを出力する。
遅延制御部32は、指示部36と接続されている。遅延制御部32は、電流モードのうち通電モードを指定する指定信号MSを受け取っている間、指定信号MSを遅延させることなく、駆動部34に出力する。遅延制御部32は、電流モードのうち停止モードを指定する指定信号MSを受け取った場合、駆動部34に対する停止モードを指定する指定信号MSを遅延させる。
指示部36は、制御電流が0になった場合、指定信号MSとは別に停止モードを遅延させる停止信号SSを出力する。指示部36は、制御電流が0になると、ハイレベルの停止信号SSを出力する。
遅延制御部32は、指示部36と接続されている。遅延制御部32は、電流モードのうち通電モードを指定する指定信号MSを受け取っている間、指定信号MSを遅延させることなく、駆動部34に出力する。遅延制御部32は、電流モードのうち停止モードを指定する指定信号MSを受け取った場合、駆動部34に対する停止モードを指定する指定信号MSを遅延させる。
遅延制御部32は、D−FF部50と、遅延部52と、NOT回路54と、AND回路56と、スイッチ58とを有する。
D−FF部50のデータポート(=Dポート)は、指示部36に接続されている。D−FF部50のデータポートは、指示部36から指定信号MSを取得する。D−FF部50のクロックポート(=CLKポート)は、指示部36に接続されている。D−FF部50のクロックポートは、指示部36から停止信号SSを取得する。D−FF部50の出力ポートは、スイッチ58に接続されている。D−FF部50の出力ポートは、クロックポートに入力する停止信号SSの立ち上がりにおけるデータポートの入力を保持して、スイッチ58に出力する。ここで、停止信号SSは、制御電流が0になった場合、立ち上がるので、D−FF部50は、常に、通電モードを指定する指定信号MSをスイッチ58に出力する。
遅延部52は、指示部36と接続されている。遅延部52は、指示部36から停止信号SSを取得する。遅延部52は、停止信号SSを予め定められた遅延時間Δtの間遅延させた遅延信号DSを、NOT回路54に出力する。遅延時間Δtは、制御電流を0とすべき時間、即ち、停止信号SSがローレベルの時間よりも短い。遅延時間Δtは、一例として、コイル90に流れる電流を回生状態により0にできる時間である。尚、遅延時間Δtは、コイル90に流れる電流を回生状態により0にできる時間に対して短いよりも長い方が好ましい。
NOT回路54は、遅延部52に接続されている。NOT回路54は、遅延部52が遅延させた遅延信号DSを取得する。NOT回路54は、遅延信号DSを反転させた反転遅延信号ADSを出力する。
AND回路56は、指示部36及びNOT回路54と接続されている。AND回路56は、設定部14から停止信号SSを取得して、NOT回路54から反転遅延信号ADSを取得して、これらの論理積を出力する。AND回路56は、停止信号SS及び反転遅延信号ADSがともにハイレベルの場合、ハイレベルの切替信号CSを出力する。従って、AND回路56は、停止信号SSを取得してから、遅延時間Δtの間、ハイレベルの切替信号CSを出力して、それ以外の時間はローレベルの切替信号CSを出力する。
スイッチ58は、AND回路56と接続されている。スイッチ58は、AND回路56から切替信号CSを取得する。スイッチ58は、切替信号CSに応じて、駆動部34の接続先を、指示部36と、D−FF部50との間で切り替える。スイッチ58は、ハイレベルの切替信号CSを取得すると、D−FF部50の出力ポートと駆動部34とを接続する。スイッチ58は、ローレベルの切替信号CSを取得すると、指示部36と駆動部34とを接続する。従って、スイッチ58は、停止信号SSが入力されてから、遅延時間Δtの間、駆動部34をD−FF部50に接続して、それ以外の時間は駆動部34を指示部36に接続する。これにより、遅延制御部32は、停止信号SSが入力されてから遅延時間Δtの間、D−FF部50が保持している通電モードの指定信号を駆動部34へと出力して、停止信号SSが入力されてから遅延時間Δtの経過後、停止モードの指定信号を駆動部34へと出力する。この結果、遅延制御部32は、停止モードを指定する指定信号MSを遅延時間Δtの間遅延させてから、駆動部34へと出力する。
図4は、設定部14が出力する指定信号MSと、制御電流との関係を示す図である。図4の横軸は、時間である。図4の上段は、設定部14が、出力する指定信号MSを示す。図4の下段は、設定部14が、出力する制御電流を示す。図4に示すように、設定部14は、制御電流が0でない場合、通電モードを指定する指定信号MSを出力する。設定部14は、制御電流が0の間、停止モードを指定する指定信号MSを出力する。
図5は、通電モードの正方向モードにおける電流経路を説明する図である。通電モードの正方向モードは、駆動状態と、回生状態と、制動状態と含む。駆動状態では、駆動部34は、トランジスタTr1、及び、Tr4をオン状態にして、トランジスタTr2、及び、Tr3をオフ状態する。これにより、駆動状態では、電流は、電源からトランジスタTr1、コイル90、トランジスタTr4、センス抵抗24の順で電流経路CP11を流れる。駆動状態では、コイル90を流れる電流が、センス抵抗24を流れるので、コイル90を流れる電流をセンス抵抗24の電圧から測定できる。回生状態では、駆動部34は、トランジスタTr3、及び、Tr2をオン状態にして、トランジスタTr1、及び、Tr4をオフ状態にする。この回生状態では、電流は、センス抵抗24、トランジスタTr3、コイル90、トランジスタTr2の順で電流経路CP12aを流れる。尚、回生状態では、駆動部34が、トランジスタTr3をオン状態にして、トランジスタTr2をオフ状態としてもよい。この回生状態では、電流は、センス抵抗24、トランジスタTr3、コイル90、トランジスタTr2の寄生ダイオードDi2の順で電流経路CP12bを流れる。これにより、回生状態では、コイル90に流れる電流が急速に減少する。尚、回生状態において、電流は、モータ等の加熱を抑制する観点から、抵抗の小さいトランジスタTr2を含む電流経路CP12aで流すことが好ましい。制動状態では、駆動部34は、トランジスタTr3、及び、Tr4をオン状態にして、トランジスタTr1、及び、Tr2をオフ状態にする。これにより、制動状態では、電流は、トランジスタTr3、コイル90、トランジスタTr4の順で、電流経路CP13を流れる。これにより、制動状態では、コイル90に流れる電流が循環に伴う損失によりゆっくりと減少する。
図6は、正方向モードの後の停止モードにおける電流経路を説明する図である。停止モードは、制動状態を含む。制動状態では、トランジスタTr3、Tr4がオン状態となる。これにより、電流は、トランジスタTr3、コイル90、トランジスタTr4の順で、電流経路CP13を流れる。これにより、制動状態では、コイル90に流れる電流が徐々に減少して0になる。
図7は、通電モードの逆方向モードにおける電流経路を説明する図である。尚、逆方向モードは、正方向モードにて正方向に電流を流した後、モータ回転方向を維持し、正方向モードと同じ方向にモータを回転させる場合において、コイル90に流れる電流が正方向モードと逆方向になるモードである。通電モードの逆方向モードは、駆動状態と、回生状態と、制動状態と含む。駆動状態では、駆動部34は、トランジスタTr2、Tr3をオン状態にする。これにより、駆動状態では、電流は、電源からトランジスタTr2、コイル90、トランジスタTr3、センス抵抗24の順で電流経路CP21を流れる。回生状態では、駆動部34は、トランジスタTr1、Tr4をオン状態にする。この回生状態では、電流は、センス抵抗24、トランジスタTr4、コイル90、トランジスタTr1の順で電流経路CP22aを流れる。尚、回生状態では、駆動部34が、トランジスタTr4をオン状態にして、トランジスタTr1をオフ状態としてもよい。この回生状態では、電流は、センス抵抗24、トランジスタTr4、コイル90、トランジスタTr1の寄生ダイオードDi1の順で電流経路CP22bを流れる。制動状態では、駆動部34は、トランジスタTr3、Tr4をオン状態にする。これにより、制動状態では、電流は、トランジスタTr4、コイル90、トランジスタTr3の順で、電流経路CP23を流れる。
図8は、逆方向モードの後の停止モードにおける電流経路を説明する図である。図8に示すように、停止モードは、制動状態を含む。制動状態では、トランジスタTr3、Tr4がオン状態となる。これにより、電流は、トランジスタTr4、コイル90、トランジスタTr3の順で、電流経路CP23を流れる。
図9は、通電モードにおけるタイミング図である。尚、図9に示す通電モードは、正方向モードである。図9の最上段は、動作状態のうち、駆動状態、回生状態、制動状態のいずれかの動作状態を示す。上から2段目は、クロック出力部12が出力するクロックCLKを示す。上から3段目は、ワンショット部40が出力するブランキングパルスBPを示す。上から4段目は、実線で示すセンス抵抗24に流れるセンス電流(実線)、設定部14が出力する制御電流値に対応する制御電流(太点線)を示す。また、上から4段目は、回生状態でコイル90に流れる回生電流(一点鎖線)、制動状態でコイル90に流れる制動電流(二点鎖線)を示す。上から5段目は、比較部18が出力する比較結果CRを示す。上から6段目は、SRラッチ部42が出力するラッチ出力LOを示す。上から7段目は、AND回路48が出力するFast出力FOを示す。
図9に示すように、クロック出力部12がクロックCLKを出力すると、クロックCLKの立ち上がりに合わせて、ワンショット部40が、クロックCLKのハイレベルよりも短いハイレベルを有するブランキングパルスBPを出力する。
ブランキングパルスBPがハイレベルの状態である時刻t1からt2の間は、SRラッチ部42は、ローレベルのラッチ出力LOを出力する。これにより、駆動部34は、トランジスタTr1からTr4を駆動状態で駆動する。この結果、図5に示すように、電流が、コイル90を含む電流経路CP11に沿って流れる。これにより、センス抵抗24の電圧によりコイル90を流れる電流を測定することができる。
ここで、ブランキングパルスBPがハイレベルを終了した時刻t2以後も、ラッチ出力LOがローレベルを維持することは、ブランキングパルスBPがハイレベルの間、駆動状態にして電流を流しても、センス電流が制御電流よりも小さい状態であったことを示す。この場合、駆動部34は、ブランキングパルスBPのハイレベル終了後も、トランジスタTr1からTr4を駆動状態に制御して、コイル90に電流を流す。
この後、時刻t3では、駆動状態によって増加したセンス電流が制御電流以上となり、SRラッチ部42のSetポートが取得する比較結果CRがハイレベルとなる。時刻t3では、SRラッチ部42のResetポートが取得するブランキングパルスBPがローレベルなので、SRラッチ部42は、ハイレベルのラッチ出力LOを出力する。また、時刻t3では、AND回路48は、ローベルのFast出力FOを出力しているので、駆動部34は、トランジスタTr1からTr4を制動状態で駆動する。このように、駆動部34は、クロックCLKとは非同期で駆動状態から制動状態へ切り替える。この結果、図5に示すように、電流が、コイル90を含む電流経路CP13に沿って流れる。これにより、制御電流以上となったセンス電流が、徐々に減少する。この後、次のブランキングパルスBPがSRラッチ部42に入力される時刻t4まで、ラッチ出力LOがハイレベルに維持され、Fast出力FOがローレベルに維持されるので、駆動部34は、制動状態を維持する。尚、制動状態ではセンス電流を計測できないので、センス電流は0となる。
時刻t4において、SRラッチ部42のResetポートがブランキングパルスBPを取得すると、ラッチ出力LOがリセットされてローレベルとなる。これにより、駆動部34は、トランジスタTr1からTr4を駆動状態で駆動する。
時刻t5において、反転ブランキングパルスABPが立ち上がると、即ち、ブランキングパルスBPが立ち下がると、D−FF部46がデータポートに入力されているハイレベルの比較結果CRをFF出力FFとしてAND回路48に出力する。尚、比較結果CRは、時刻t5から微小時間の間、ハイレベルを保持する。また、時刻t5では、反転ブランキングパルスABPはハイレベルなので、AND回路48はハイレベルのFast出力FOを出力する。これにより、駆動部34は、トランジスタTr1からTr4を回生状態に制御する。この結果、図5に示すように、電流が、コイル90を含む電流経路CP12aに沿って流れる。尚、駆動部34は、電流を電流経路CP12bに沿って流すように制御してもよい。
ここで、一点鎖線で示すように、センス電流が制御電流よりも大きい時刻t5以降、駆動部34が、回生状態で制御することによって、コイルの電流の減少を大きくすることができる。これにより、駆動部34は、迅速にコイルの電流を制御電流以下にすることができる。一方、二点鎖線で示すように、センス電流が制御電流よりも大きい時刻t5以降、駆動部34が、制動状態で制御した場合、コイルの電流の減少が小さいので、コイルの電流を制御電流以下になるまでの時間が長くなる。
この後、時刻t7において、駆動部34は、ブランキングパルスBPの立ち上がりとともに、ラッチ出力LOがローレベルにリセットされて、駆動状態に制御する。次に、反転ブランキングパルスABPの立ち下がる時刻t8において、比較結果CRがローレベルなので、ラッチ出力LOがローレベルに維持される。これにより、駆動部34は、ブランキングパルスBPがローレベルになった後も、駆動状態を維持する。この結果、コイルの電流が徐々に増加する。
時刻t9において、センス電流が制御電流以上になると、比較結果CRがハイレベルになり、ラッチ出力LOがハイレベルにセットされるので、駆動部34は、トランジスタTr1からTr4を制動状態に制御する。
この後、通電モードでは、上述の制御が繰り返される。
図10は、停止モードにおけるタイミング図である。図10の最上段は、制御電流を示す。上から2段目は、指示部36が出力する指定信号MSを示す。上から3段目は、指示部36が出力する停止信号SSを示す。上から4段目は、遅延部52が出力する遅延信号DSを示す。上から5段目は、NOT回路54が出力する反転遅延信号ADSを示す。上から6段目は、AND回路56が出力する切替信号CSを示す。上から7段目は、設定部14が出力する指定信号MSOを示す。
制御電流が0になるまで、停止信号SSはローレベルなので、AND回路56は、ローレベルの切替信号CSを出力する。これにより、スイッチ58は、指示部36と、駆動部34とを直接接続する。従って、制御電流が0になるまで、指示部36は、駆動部34へ直接指定信号MSを出力する。
指示部36は、制御電流が0になると、停止モードを指定する指定信号MSを出力するとともに、図10の上から3段目に示すように、ハイレベルの停止信号SSをD−FF部50のクロックポートに出力する。停止信号SSが立ち上がるときは、まだ、D−FF部50のデータポートに通電モードを指定する指定信号MSが入力されているので、D−FF部50は、停止信号SSの立ち上がり以後、保持している通電モードを指定する指定信号MSを出力する。
遅延部52は、指示部36から停止信号SSを取得すると、図10の上から4段目に示すように、当該停止信号SSを遅延時間Δt遅延させた遅延信号DSをNOT回路54に出力する。NOT回路54は、遅延部52から遅延信号DSを取得すると、図10の上から5段目に示すように、遅延信号DSを反転させた反転遅延信号ADSをAND回路56の一方の入力に入力する。AND回路56の他方の入力は、指示部36から直接、停止信号SSを取得する。従って、AND回路56の両入力は、停止信号SSがハイレベルになってから遅延時間Δtの間ハイレベルになる。従って、AND回路56の出力が、停止信号SSがハイレベルになってから遅延時間Δtの間、ハイレベルになる。これにより、スイッチ58が、遅延時間Δtの間、駆動部34とD−FF部50とを接続する。
これにより、制御電流が0になり、指示部36が、停止モードを指定する指定信号MSを出力しても、駆動部34は、D−FF部50が保持して出力している指定信号MSであって、停止モードの指定前の通電モードを指定する指定信号MSの取得を遅延時間Δtの間、継続する。従って、駆動部34は、停止モードの指定前に指定されている通電モードを継続してコイル90を駆動するので、例えば、図5に示す駆動状態、回生状態、制動状態のいずれかによって、コイル90の電流を制御する。特に、制御電流が0なので、駆動部34は、遅延時間Δtが経過するまで、回生状態で制御する。これにより、駆動部34は、コイル90に流れる電流を急速に0に近づけることができる。
遅延時間Δtが経過すると、遅延部52が、ハイレベルの遅延信号DSを出力するので、NOT回路54は、ローレベルの反転遅延信号ADSを出力する。これにより、AND回路56の一方の入力が、ローレベルとなるので、AND回路56は、ローレベルの切替信号CSを出力する。従って、スイッチ58が、指示部36と駆動部34とを直接接続するので、駆動部34は、指示部36が出力する停止モードを指定する指定信号MSを取得する。これにより、駆動部34は、通電モードから停止モードに切り換えるので、図6に示す制動状態によってコイル90の電流を制御する。この後、駆動部34は、指示部36が出力する指定信号MSを遅延することなく取得するので、停止モードを指定する指定信号MSの終了も遅延することなく取得する。これにより、駆動部34は、指示部36が停止モードを指定する指定信号MSを終了すると、停止モードを遅延することなく終了する。
図11は、電流モードと、コイル90に流れる電流との関係を示す図である。図11の最上段は、指示部36が出力する制御電流を示す。上から2段目は、指示部36が出力する指定信号MSを示す。上から3段目は、駆動部34が取得する指定信号MSを示す。上から4段目は、本実施形態による停止モードを指定する指定信号MSを遅延させた場合のコイル90に流れる電流を示す。上から5段目は、本実施形態と比較するために、停止モードを指定する指定信号MSを遅延させなかった場合のコイル90に流れる電流を示す。
図11に示すように、制御電流が0になると、指示部36は、停止モードを指定する指定信号MSを出力するが、駆動部34は、遅延時間Δt経過してから停止モードを指定する指定信号MSを取得する。従って、駆動部34は、制御電流が0になってから遅延時間Δtが経過するまで、通電モードの回生状態でコイル90に電流を流す。これにより、図11の上から4段目に示すように、駆動部34は、迅速にコイルの電流を0にすることができる。
一方、駆動部34が、指示部36が出力した停止モードを指定する指定信号MSを遅延することなく取得すると、制御電流が0になると同時に、通電モードから停止モードに切り換える。従って、停止モードでは、制動状態でコイル90に電流を流すので、本実施形態のように停止モードを遅延させた場合に比べて、コイル90に流れる電流を0にするまでの時間が、遅延させる場合に比べて時間T長くなる。
また、遅延時間Δtが長い場合、遅延時間Δt内における回生状態で流れる回生電流の経路を図5のCP12a、または、図7のCP22aとすると、コイル電流が逆流して、マイナスになる場合がある。そこで、駆動部34は、停止モードを指定する指定信号を受け取ると、遅延時間Δt内に選択される回生状態において回生電流の経路以外のトランジスタをオフとして、回生電流の経路の電源側のトランジスタをオフとして、回生電流の経路の電源側のトランジスタに並列接続された寄生ダイオードをもって回生電流の経路の一部をなす回生状態とすればよい。例えば、正方向モードで停止モードを指定する指定信号を受け取った後の回生状態では、回生電流の経路以外のトランジスタTr1、Tr4をオフとして、トランジスタTr3をオンとするとともに、回生電流の経路の電源側のトランジスタTr2をオフとして、回生電流の経路の電源側のトランジスタTr2に並列接続された寄生ダイオードDi2をもって回生電流の経路の一部をなす回生状態とすればよい。
一方、駆動部34は、通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される回生状態において、回生電流の経路の全てのトランジスタをオンとして、回生電流の経路以外のトランジスタをオフとする回生状態とすればよい。例えば、正方向モードで通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される回生状態では、回生電流の経路の全てのトランジスタTr2、Tr3をオンとして、回生電流の経路以外のトランジスタTr1、Tr4をオフとする回生状態とすればよい。
また、駆動部34は、停止モードを指定する指定信号を受け取った場合、遅延時間Δt内に選択される回生状態において流れる回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタをオフとして、回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタに並列接続されたダイオードをもって回生電流の経路の一部をなす回生状態として、通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される回生状態において、回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタをオンとして回生状態としてもよい。尚、電源と逆側のトランジスタは、一例として、コイル90を挟み電源と反対側のトランジスタのことである。例えば、駆動部34は、正方向モードで停止モードを指定する指定信号を受け取った後の回生状態では、トランジスタTr2をオンとするとともに、遅延時間Δt内に選択される回生状態において流れる回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタTr3をオフとして、回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタTr3に並列接続された寄生ダイオードDi3をもって回生電流の経路の一部をなす回生状態とすればよい。また、駆動部34は、通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される回生状態において、回生電流の経路の電源と逆側のトランジスタTr3、及び、トランジスタTr2をオンとして回生状態としてもよい。
これにより、遅延時間Δt内に選択される回生状態において、例えば、回生電流の経路がそれぞれCP12b、CP22bとなるので、トランジスタTr1、Tr2の寄生ダイオードDi1、Di2を通じて電流を回生させることができる。この結果、モータ駆動装置10は、逆流を防止することができる。さらに、遅延時間Δtの期間は回生状態の電流経路をCP12b、CP22bとして、遅延時間Δt以外、例えば、通電モードでの回生状態の電流経路をCP12a、CP22aとすることにより、遅延時間Δtの期間の逆流を防止し、また遅延時間Δt以外の期間の回生時の電力ロスを最小化できる。尚、ここでいうトランジスタは、スイッチの一例である。
<実施形態2>
図12は、モータ駆動装置60の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置60は、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図12においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置60は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置60は、制御電流値DINを所定時間早めることによって、停止モードの指定を受ける前に、制御電流を0にすることにより、電流を停止させるまでの時間を短縮させる。
図12は、モータ駆動装置60の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置60は、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図12においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置60は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置60は、制御電流値DINを所定時間早めることによって、停止モードの指定を受ける前に、制御電流を0にすることにより、電流を停止させるまでの時間を短縮させる。
設定部62は、D/Aコンバータ16と接続されている。設定部62は、制御電流値DINOをD/Aコンバータ16に出力する。制御電流値DINOは、コイル90に流す電流のデジタル値であって、いずれの動作状態にするかを判断するための値である。
また、設定部62は、制御部26と接続されている。設定部62は、電流モードを指定する指定信号MSを出力する。電流モードは、正方向モード及び逆方向モードを有する通電モードと、停止モードとを含む。通電モードは、コイル90に電流を流すモードである。停止モードは、コイル90に流れる電流を停止するモードである。
図13は、設定部62の構成を説明する図である。図13に示すように、設定部62は、指示部36と、シフト部64とを有する。
指示部36は、制御電流が0になる前に、制御電流値DINとは別に制御電流値DINを早めるシフト信号FSを出力する。指示部36は、制御電流が0になる前に、ハイレベルのシフト信号FSを出力する。
シフト部64は、指示部36と接続されている。シフト部64は、0でない制御電流値DINを受け取っている間、制御電流値DINを早めることなく、D/Aコンバータ16に出力する。シフト部64は、0の制御電流を受け取る直前に、制御電流値DINを早める。
指示部36は、制御電流が0になる前に、制御電流値DINとは別に制御電流値DINを早めるシフト信号FSを出力する。指示部36は、制御電流が0になる前に、ハイレベルのシフト信号FSを出力する。
シフト部64は、指示部36と接続されている。シフト部64は、0でない制御電流値DINを受け取っている間、制御電流値DINを早めることなく、D/Aコンバータ16に出力する。シフト部64は、0の制御電流を受け取る直前に、制御電流値DINを早める。
シフト部64は、指示部36と接続されている。シフト部64は、指示部36からシフト信号FSを取得する。シフト部64は、制御電流値DINの0となる区間が予め定められた早期時間Δtだけ早く0となる制御電流値DINOを、D/Aコンバータ16に出力する。換言すれば、シフト部64は、制御電流が0の期間の開始を早める。尚、シフト部64は、制御電流が0である期間の終了を早めない。早期時間Δtは、制御電流を0とすべき時間よりも短い。早期時間Δtは、一例として、コイル90に流れる電流を回生状態により0にできる時間である。尚、早期時間Δtは、コイル90に流れる電流を回生状態により0にできる時間に対して短いよりも長い方が好ましい。シフト部64は、制御電流が0の期間の開始を早める早期時間Δtを変化させてもよい。
この結果、設定部62は、停止モードを指定する指定信号MSよりも早期時間Δtの前に制御電流を0とした制御電流値DINOをD/Aコンバータ16へと出力する。
図14は、停止モードにおけるタイミング図である。図14の最上段は、制御電流を示す。上から2段目は、指示部36が出力する指定信号MSを示す。上から3段目は、指示部36が出力するシフト信号FSを示す。上から4段目は、シフト部64が出力する制御電流を示す。
制御電流が0になる直前まで、シフト信号FSはローレベルである。従って、シフト部64は、図14の上から4段目に示すように、D/Aコンバータ16へ直接制御電流値DINを出力する。
制御電流が0になるより早期時間Δt前になると、シフト信号FSはハイレベルとなる。駆動部側制御電流が0になる時間は、図14の上から1段目に示す制御電流よりも早期時間Δtだけシフトされる。従って、図14の上から4段目に示すように、シフト部64は、D/Aコンバータ16へ0の駆動部側制御電流を出力する。
指示部36は、制御電流が0になると、停止モードを指定する指定信号MSを出力する。従って、シフト部64は、図14の上から4段目に示すように、D/Aコンバータ16へ制御電流を直接駆動部側制御電流として出力する。
指示部36は、制御電流が0になると、停止モードを指定する指定信号MSを出力する。従って、シフト部64は、図14の上から4段目に示すように、D/Aコンバータ16へ制御電流を直接駆動部側制御電流として出力する。
これにより、制御電流値DINが0になり、指示部36が、停止モードを指定する指定信号MSを出力するよりも早期時間Δtだけ早く制御電流が0になる制御電流値DINOをD/Aコンバータ16へ出力する。従って、駆動部34は、停止モードの指定前に制御電流を0としてコイル90を駆動するので、例えば、図5に示す駆動状態、回生状態、制動状態のいずれかによって、コイル90の電流を制御する。特に、制御電流が0なので、駆動部34は、早期時間Δtの間は、回生状態で制御する。これにより、駆動部34は、コイル90に流れる電流を急速に0に近づけることができる。
早期時間Δtが経過すると、駆動部34は、指示部36が出力する停止モードを指定する指定信号MSを取得する。これにより、駆動部34は、通電モードから停止モードに切り換えるので、図6に示す制動状態によってコイル90の電流を制御する。この後、駆動部34は、指示部36が出力する指定信号MSを取得するので、停止モードを指定する指定信号MSの終了も取得する。これにより、駆動部34は、指示部36が停止モードを指定する指定信号MSを終了すると、停止モードを終了する。
図15は、電流モードと、コイル90に流れる電流との関係を示す図である。図15の最上段は、指示部36が出力する制御電流を示す。上から2段目は、シフト部64が出力する駆動部側の制御電流を示す。上から3段目は、指示部36が出力する指定信号MSを示す。上から4段目は、本実施形態による制御電流が0となる区間をシフトさせた場合のコイル90に流れる電流を示す。上から5段目は、本実施形態と比較するために、制御電流が0となる区間をシフトさせなかった場合のコイル90に流れる電流を示す。
図15に示すように、制御電流が0になると、指示部36は、停止モードを指定する指定信号MSを出力するが、シフト部64は、停止モードを指定する指定信号MSを出力するより早期時間Δt前に、0となるような制御電流を取得する。従って、駆動部34は、停止モードを指定する指定信号MSを出力するより早期時間Δt前に、制御電流が0になり、通電モードの回生状態でコイル90に電流を流す。これにより、図15の上から4段目に示すように、駆動部34は、迅速にコイルの電流を0にすることができる。
一方、駆動部34が、指示部36が出力した制御電流をシフトすることなく取得すると、制御電流が0になると同時に、通電モードから停止モードに切り換える。従って、停止モードでは、制動状態でコイル90に電流を流すので、本実施形態のように制御電流をシフトさせた場合に比べて、コイル90に流れる電流を0にするまでの時間が、遅延させる場合に比べて時間T長くなる。
<実施形態3>
図16は、モータ駆動装置70の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置70、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図16においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置70は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置70は、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を受けることによって、しばらくの間、通電モードを継続させることにより、電流を停止させるまでの時間を短縮させる。逆の通電モードを指定する指定信号を受けることとは、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受ける、あるいは、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けることを含む。
図16は、モータ駆動装置70の全体構成を説明する図である。モータ駆動装置70、ステッピングモータ等の駆動用のコイル90に流れる電流を制御する。ここでモータは、複数のコイル90を有するが、図16においては、説明の便宜上、代表として1個のコイル90のみを記載する。モータ駆動装置70は、コイル90に電流を流す通電モード、及び、コイル90へ流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号MSを受けて取って、コイル90の電流を制御する。ここで、モータ駆動装置70は、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を受けることによって、しばらくの間、通電モードを継続させることにより、電流を停止させるまでの時間を短縮させる。逆の通電モードを指定する指定信号を受けることとは、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受ける、あるいは、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けることを含む。
マイコン(マイクロコンピュータ)72は、D/Aコンバータ16と接続されている。マイコン72は、制御電流値DINをD/Aコンバータ16に出力する。制御電流値DINは、コイル90に流す電流のデジタル値であって、いずれの動作状態にするかを判断するための値である。
また、マイコン72は、制御部26と接続されている。マイコン72は、電流モードを指定する指定信号MSを出力する。電流モードは、正方向モード及び逆方向モードを有する通電モードと、停止モードとを含む。通電モードは、コイル90に電流を流すモードである。停止モードは、コイル90に流れる電流を停止するモードである。
マイコン72は、予め設定された設定時間に基づいて、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する。例えば、マイコン72は、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を設定する。または、マイコン72は、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を設定する。尚、マイコン72は、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する設定時間を変化させてもよい。
図17は、電流モードと、コイル90に流れる電流との関係を示す図である。図17の最上段は、マイコン72が出力する制御電流を示す。上から2段目は、本実施形態と比較するために、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を受けなかった場合のマイコン72が出力する指定信号MSを示す。上から3段目は、駆動部34が取得する指定信号MSを示す。上から4段目は、本実施形態による停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を受けた場合のコイル90に流れる電流を示す。上から5段目は、本実施形態と比較するために、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を受けなかった場合のコイル90に流れる電流を示す。
図17に示すように、制御電流が0になると、マイコン72は、停止モードを指定する指定信号MSを出力する前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する。これにより、駆動部34は、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を取得する。従って、駆動部34は、制御電流が0になってから設定時間Δtが経過するまで、通電モードの回生状態または駆動状態でコイル90に電流を流す。これにより、図17の上から4段目に示すように、駆動部34は、迅速にコイルの電流を0にすることができる。
一方、駆動部34が、マイコン72が出力した停止モードを指定する指定信号MSを逆の通電モードを追加設定することなく取得すると、制御電流が0になると同時に、通電モードから停止モードに切り換える。従って、停止モードでは、制動状態でコイル90に電流を流すので、本実施形態のように停止モードを遅延させた場合に比べて、コイル90に流れる電流を0にするまでの時間が、遅延させる場合に比べて時間T長くなる。
上述の実施形態の各構成の機能、接続関係、個数等の数値は、適宜変更してよい。
例えば、上述の実施形態では、予め定められた遅延時間Δtによって、停止モードを指定する指定信号MSの開始を遅延させたが、遅延制御部32は遅延時間Δtを変化させてもよい。例えば、遅延制御部32は、停止モードを指定する指定信号MSを受け付けたときのコイル90に流れる電流、即ち、センス抵抗24に流れる電流に基づいて、遅延時間Δtを設定してもよい。具体的には、遅延制御部32は、コイル90に流れる電流が大きいほど、遅延時間Δtを長くすればよい。また、遅延制御部32は、遅延時間Δtの間に、コイル90に流れる電流、即ち、センス抵抗24に流れる電流が基準電流以下となったら、遅延時間Δtを終了させてもよい。
上述した実施形態では、コイル90に流れる電流を0にする制御を対象として説明したが、モータの回転を停止する場合の制御に対して上述の実施形態を適用してもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10、60、70 モータ駆動装置
12 クロック出力部
14、62 設定部
16 D/Aコンバータ
18 比較部
22 Hブリッジ回路
24 センス抵抗
26 制御部
30 動作選択部
32 遅延制御部
34 駆動部
36 指示部
40 ワンショット部
42 SRラッチ部
44 NOT回路
46 D−FF部
48 AND回路
50 D−FF部
52 遅延部
54 NOT回路
56 AND回路
58 スイッチ
64 シフト部
72 マイコン
90 コイル
12 クロック出力部
14、62 設定部
16 D/Aコンバータ
18 比較部
22 Hブリッジ回路
24 センス抵抗
26 制御部
30 動作選択部
32 遅延制御部
34 駆動部
36 指示部
40 ワンショット部
42 SRラッチ部
44 NOT回路
46 D−FF部
48 AND回路
50 D−FF部
52 遅延部
54 NOT回路
56 AND回路
58 スイッチ
64 シフト部
72 マイコン
90 コイル
Claims (22)
- モータのコイルに流れる電流を制御するモータ駆動装置であって、
前記コイルを流れる電流と入力される制御電流とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に応じて、駆動状態、回生状態、および、制動状態のいずれかの動作状態を選択する動作選択部と、
前記コイルに電流を流す通電モード、および、前記コイルに流す電流を停止させる停止モードを含む電流モードを指定する指定信号を受け取り、前記通電モードを指定する指定信号を受け取ると、前記動作選択部が選択した動作状態で前記コイルを駆動し、前記停止モードを指定する指定信号を受け取ると、前記制動状態で前記コイルを駆動する駆動部と、
前記停止モードを指定する指定信号の開始または前記制御電流が0の期間の開始を制御する設定部と、
を備えるモータ駆動装置。 - 前記設定部は、前記電流モードのうち前記停止モードを指定する指定信号を受け取った場合、前記駆動部に対する前記停止モードを指定する指定信号の開始を遅延させる遅延制御部と、
を備える
請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記通電モードは、前記コイルに正方向の電流を流す正方向モード、及び、前記コイルに前記正方向と逆方向の電流を流す逆方向モードを含む
請求項2に記載のモータ駆動装置。 - 前記遅延制御部が、前記停止モードを指定する指定信号を受け付けて前記停止モードの指定する指定信号を遅延させている間、前記駆動部は、前記停止モードの指定前に指定されている前記電流モードで前記コイルを駆動する
請求項3に記載のモータ駆動装置。 - 前記遅延制御部は、前記停止モードの終了を遅延させない
請求項2から4のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記遅延制御部は、予め定められた遅延時間に基づいて、前記停止モードを指定する指定信号の開始を遅延させる
請求項2から5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記遅延制御部は、前記停止モードを指定する指定信号の開始を遅延させる遅延時間を変化させる
請求項2から5のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記遅延制御部は、前記停止モードを指定する指定信号を受け付けたときの前記コイルに流れる電流に基づいて、前記遅延時間を設定する
請求項7に記載のモータ駆動装置。 - 前記駆動部は、
前記停止モードを指定する指定信号を受け取った場合、前記遅延時間内に選択される前記回生状態において流れる回生電流の経路の電源側のスイッチをオフとして、前記回生電流の経路の電源側の前記スイッチに並列接続されたダイオードをもって前記回生電流の経路の一部をなす回生状態として、
前記通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される前記回生状態において、前記回生電流の経路の前記電源側の前記スイッチをオンとして前記回生状態とする
請求項2から8のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記駆動部は、
前記停止モードを指定する指定信号を受け取った場合、前記遅延時間内に選択される前記回生状態において流れる回生電流の経路の電源と逆側のスイッチをオフとして、前記回生電流の経路の電源と逆側の前記スイッチに並列接続されたダイオードをもって前記回生電流の経路の一部をなす回生状態として、
前記通電モードを指定する指定信号を受け取った場合に選択される前記回生状態において、前記回生電流の経路の前記電源と逆側の前記スイッチをオンとして前記回生状態とする
請求項2から8のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、前記制御電流が0の期間の開始を早めるシフト部と、
を備える
請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記通電モードは、前記コイルに正方向の電流を流す正方向モード、及び、前記コイルに前記正方向と逆方向の電流を流す逆方向モードを含む
請求項11に記載のモータ駆動装置。 - 前記シフト部が、前記制御電流が0の期間の開始を早めた期間、前記駆動部は、前記停止モードの指定前に指定されている前記電流モードで前記コイルを駆動する
請求項12に記載のモータ駆動装置。 - 前記シフト部は、前記制御電流が0の期間の終了を早めない
請求項11から13のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記シフト部は、予め定められた早期時間に基づいて、前記制御電流が0の期間の開始を早める
請求項11から14のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記シフト部は、前記制御電流が0の期間の開始を早める早期時間を変化させる
請求項11から14のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、マイクロコンピュータであって、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する
請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記通電モードは、前記コイルに正方向の電流を流す正方向モード、及び、前記コイルに前記正方向と逆方向の電流を流す逆方向モードを含む
請求項17に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を設定する
請求項18に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、逆方向モードの通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、正方向モードの通電モードを指定する指定信号を設定する
請求項18に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、予め定められた設定時間に基づいて、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する
請求項17から20のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記設定部は、通電モードを指定する指定信号を受けた後に、停止モードを指定する指定信号MSを受ける前に、逆の通電モードを指定する指定信号を設定する設定時間を変化させる
請求項17から21のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。
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US9998038B1 (en) * | 2017-01-15 | 2018-06-12 | Asia Vital Components Co., Ltd. | Fan motor power-off automatic braking circuit |
JP7206975B2 (ja) * | 2019-02-05 | 2023-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電子時計、ムーブメントおよび時計用モーター制御回路 |
US10931216B1 (en) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | Texas Instruments Incorporated | Motor stepper driver having a sine digital-to-analog converter |
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US11296622B2 (en) * | 2020-06-23 | 2022-04-05 | Asia Vital Components (Shen Zhen) Co., Ltd. | Active brake circuit for fan with backup power |
US11973450B2 (en) * | 2021-04-13 | 2024-04-30 | Jiangmen Jinlong High Technology Industrial Co., Ltd. | Current detection circuit and garbage can |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1184268A (ja) * | 1997-07-05 | 1999-03-26 | Lumonics Ltd | シャッター作動方法及び装置 |
JP2003230293A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-15 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導機駆動用インバータ装置 |
JP2009005460A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Tokai Rika Co Ltd | 負荷駆動制御回路 |
JP2010283951A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Mitsuba Corp | モータ制御装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6013994A (en) * | 1996-10-01 | 2000-01-11 | Nsk Ltd. | Controller of electric power-steering system |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1184268A (ja) * | 1997-07-05 | 1999-03-26 | Lumonics Ltd | シャッター作動方法及び装置 |
JP2003230293A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-15 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導機駆動用インバータ装置 |
JP2009005460A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Tokai Rika Co Ltd | 負荷駆動制御回路 |
JP2010283951A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Mitsuba Corp | モータ制御装置 |
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