KR100329723B1 - 모터를 갖는 디스크 장치 및 모터 - Google Patents
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Abstract
진동이나 소음이나 소비전력을 저감한 모터를 갖는 디스크 장치 및 모터를 제공한다.
제 1 파워증폭기(11∼13)의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터와 제 2 파워증폭기(15∼17)의 제 2 전계효과형 파워트랜지스터 중 어느 하나를 디스크(1b)의 회전속도에 대응하여 고주파스위칭을 동작시키면서, 직류전원(50)으로부터 3상의 코일(2∼4)로의 전류통로를 부드럽게 전환한다. 이에 따라 파워트랜지스터의 전력손실을 저감하여 소비전력을 작게 하며, 코일로의 구동전류를 부드럽게 하여 구동력의 맥동을 작게 한다. 그 결과, 디스크(1b)를 저진동·저소음·저소비전력으로 회전구동하여, 디스크(1b)로부터의 재생신호의 불안정을 작게 한다.
Description
본 발명은 회전하는 디스크의 신호재생이나 신호기록을 행하는 디스크 장치와, 디스크 장치 등에 사용에 적합한 모터에 관한 것이다.
광디스크 장치(DVD장치, CD장치 등)나 자기디스크 장치(HDD장치, FDD장치 등)등과 같은 디스크 장치에서는, 여러 개의 트랜지스터에 의해 전자적으로 전류통로(current path)를 바꾸는 모터를 포함하고 구성되어 있다.
도 40에 디스크 장치 등에 사용되는 종래의 모터를 나타내어, 그 동작에 관해서 간단히 설명한다. 회전자(2011)는 영구자석에 의한 계자부를 갖고 있고, 회전자(2011)의 회전에 대응하고, 위치검출기(2041)는 2조의 3상의 전압신호(K1, K2, K3과 K4, K5, K6)를 발생한다. 제 1 분배기(2042)는 전압신호(K1, K2, K3)에 대응하는 3상의 아래쪽 통전제어신호(L1, L2, L3)를 만들어내고, 아래쪽의 NPN형 파워트랜지스터(2021, 2022, 2023)의 베이스에 공급하고, NPN형 파워트랜지스터(2021, 2022, 2023)의 통전을 제어한다.
제 2 분배기(2043)는 전압신호(K4, K5, K6)에 대응하는 3상의 위쪽 통전제어신호(M1, M2, M3)를 만들어내어 위쪽의 PNP형 파워트랜지스터(2025, 2026, 2027)의 베이스에 공급하여, PNP형 파워트랜지스터(2025, 2026, 2027)의 통전을 제어한다. 이에 따라, 3상의 코일(2012, 2013, 2014)에 3상의 구동전압을 공급한다.
상기의 종래의 구성에서는, 하기의 각종의 문제가 있었다.
우선 종래의 구성에서는, NPN형 파워트랜지스터(2021, 2022, 2023)및 PNP형 파워트랜지스터(2025, 2026, 2027)는, 그 에미터 콜렉터사이의 전압을 아날로그적으로 제어하고, 코일(2012, 2013, 2014)에 필요한 진폭의 구동전류를 공급하고 있다. 각 파워트랜지스터의 잔류전압이 크고, 이 잔류전압과 파워트랜지스터의 통전전류의 곱에 의해서, 큰 전력손실이 생기고 있었다. 특히, 코일로의 구동전류가 크기 때문에, 전력손실은 현저히 컸다. 그 때문에, 디스크 장치나 모터의 전력효율은 지극히 나빴다.
비용절감을 위해서는, 트랜지스터나 저항류를 1칩의 집적회로(IC)에 모으는 것이 유효하다. 그러나 파워트랜지스터의 전력손실·발열이 크고, 집적회로화가 어려웠다. 특히, 코일로의 구동전류가 크므로, 파워트랜지스터의 발열에 의해 집적회로의 열파괴를 생기게 할 우려도 크다. 또한, 열파괴를 방지하기 위해서 방열판을 부착한 경우에는, 비용과 부피의 증가가 컸다.
또한, 최근의 디스크 장치에서는, 고밀도 디스크의 재생이나 기록을 하기 위해서, 디스크의 진동이나 소음을 작게 하는 것이 강하게 요구되어왔다. 그러나 종래의 구성에서는, 파워트랜지스터의 급준한 전환에 따라 코일에 스파이크 전압이 생기고, 구동전류의 맥동을 발생시켜, 그에 따른 발생구동력의 맥동으로, 디스크의 진동이나 소음이 크게 되고 있었다.
DVD-ROM이나 CD-ROM과 같은 광디스크 장치나, HDD나 FDD와 같은 자기디스크 장치에서는, 특히, 진동이나 소음 및 발열을 작게 하는 것이 요구되고 있다. 고품위의 음성·영상신호를 디지털로 기록된 광디스크 또는 자기디스크로부터 정보신호를 재생하는 디스크 장치에서는, 재생기구로부터 발생하는 진동이 디스크 회전속도의 지터가 생겨, 디지털 재생신호의 비트에 많은 오류를 일으킨다는 문제가 있다. 재생기구의 소음이 크면, 음성·영상재생신호의 감상(예를 들면, 재생된 영화의 감상)을 방해한다는 문제가 있다. 또한, 기록가능디스크는 열에 약하기 때문에, 기록가능한 디스크의 기록시 또는 재생시의 디스크 온도를 내릴 필요가 있고, 디스크 장치의 발열·소비전력을 극히 작게 해야 한다.
이상의 여러 가지의 문제를 해결하는 것이, 이러한 종류의 디스크 장치 및 모터에 있어서의 과제이었다.
본 발명의 목적은, 상기의 과제를 각각 또는 동시에 해결한 디스크 장치나 모터를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 2는 실시예1에 있어서의 전환신호작성기(34)의 회로도,
도 3은 실시예1에 있어서의 전류공급기(30)의 회로도,
도 4는 실시예1에 있어서의 분배작성기(36)의 구성을 나타낸 도면,
도 5는 실시예1에 있어서의 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)의 회로도,
도 6은 실시예1에 있어서의 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)와 고전압출력기 (51)의 회로도,
도 7은 실시예1에 있어서의 지령변형기(23)의 구성을 나타낸 도면,
도 8은 실시예1에 있어서의 스위칭제어기(22)와 전류검출기(21)의 회로도,
도 9는 실시예1에 있어서의 집적회로의 일부의 단면도,
도 10은 실시예1에 있어서의 전환신호와 제 1 분배전류신호와 제 2 분배전류신호와 제 1 증폭전류신호와 제 2 증폭전류신호의 신호파형을 나타낸 도면,
도 11은 실시예1의 지령변형기(23)의 동작을 설명하기 위한 신호파형을 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 있어서의 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 있어서의 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 14는 본 발명의 실시예에 있어서의 스위칭펄스회로의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 실시예2에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 16은 실시예2에 있어서의 보조공급기(500)의 회로도,
도 17은 실시예2에 있어서의 보조전환신호작성부(510)의 회로도,
도 18은 실시예2에 있어서의 보조전환신호작성부(510)의 신호파형을 나타낸 도면,
도 19는 실시예2에 있어서의 제 1 보조전류신호와 제 2 보조전류신호와 제 1 증폭전류신호와 제 2 증폭전류신호와 제 1 합성전류신호와 제 2 합성전류신호의 신호파형을 나타낸 도면,
도 20은 본 발명의 실시예3에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 21은 실시예3에 있어서의 파워증폭기의 회로도,
도 22는 본 발명의 실시예에 있어서의 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 23은 본 발명의 실시예4에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 24는 실시예4에 있어서의 스위칭제어기(700)의 회로도,
도 25는 실시예4에 있어서의 스위칭펄스회로(340)의 신호파형의 일례를 나타낸 도면,
도 26은 실시예4에 있어서의 스위칭펄스회로(340)의 신호파형의 별도의 예를 나타내는 도면,
도 27은 본 발명의 실시예5에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 28은 실시예5에 있어서의 스위칭제어기(800)의 회로도,
도 29는 실시예5에 있어서의 보조공급기(810)의 회로도,
도 30은 실시예5에 있어서의 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)의 회로도,
도 31은 실시예5에 있어서의 제 2 파워증폭기의 회로도,
도 32는, 본 발명의 실시예에 있어서의 제 2 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 33은 본 발명의 실시예6에 있어서의 전체구성을 나타낸 도면,
도 34는 실시예6에 있어서의 오프동작기(1000)의 회로도,
도 35는 본 발명의 실시예에 있어서의 분배작성기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 36은 본 발명의 실시예에 있어서의 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 37은 본 발명의 실시예에 있어서의 파워증폭기의 별도의 구성을 나타낸 도면,
도 38은 본 발명의 디스크 장치의 재생동작 및 기록동작을 설명하기 위한 도면,
도 39는 본 발명의 실시예에 있어서의 지령기(20)의 구성을 나타낸 도면,
도 40은 종래의 모터의 구성을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 이동체 1b : 디스크
1c : 재생헤드 1d : 정보처리기
2, 3, 4 : 코일
11, 12, 13, 611, 612, 613 : 제 1 파워증폭기
15, 16, 17, 615, 616, 617, 815, 816, 817 : 제 2 파워증폭기
20 : 지령기 21 : 전류검출기
22, 700, 800 : 스위칭제어기 23 : 지령변형기
3O : 전류공급기 34 : 전환신호작성기
36, 1036 : 분배작성기 37, 1037 : 제 1 분배기
38, 1038 : 제 2 분배기 41, 42, 43 : 제 1 전류증폭기
45, 46, 47, 845, 846, 847 : 제 2 전류증폭기
50 : 직류전원 51 : 고전압출력기
81, 82, 83 : 제 1 합성기 85, 86, 87 : 제 2 합성기
500, 810 : 보조공급기 1000 : 오프동작기
본 발명의 디스크장치의 구성에서는, 디스크로부터 신호재생을 하는 헤드수단과, 상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과, 상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하고 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급하는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 작성하고, 상기 제1의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 로터의 회전속도(디스크의 회전속도)에 대응하여 고주파스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 디스크장치의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 제 1 파워증폭수단의 제 1 파워트랜지스터를 전계효과형 파워트랜지스터에 의해서 구성하여, 상승 경사부분이나 평탄부분이나 하강 경사부분 내에서, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 공급함으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다.
이에 따라, 계자자속을 발생시키는 계자부를 부착시킨 로터에 의해서 회전구동되는 디스크는, 그 진동이 대폭 작아지며, 디스크부터의 정보신호의 재생오류를 대폭 저감하였다. 또한, 디스크진동에 의해서 발생하는 디스크소음이 작아지며, 디스크부터의 재생신호감상시의 음향방해를 대폭 작게 하였다. 또한, 디스크를 회전구동하기 위한 소비전력을 대폭 저감하여, 디스크나 헤드수단의 온도상승을 작게 하였기 때문에, 디스크의 신호재생이 안정된다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작고, 안정된 신호재생을 하는 고성능인 디스크장치를 실현시킨다.
본 발명의 별도의 관점의 디스크장치의 구성으로서는, 디스크로부터 신호재생을 하는 헤드수단과, 상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과, 상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응하다 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태로 만드는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 로터의 회전속도(디스크의 회전속도)에 대응하여 고주파스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 디스크장치의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하여, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하고 있다. 전압공급수단으로부터 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻어, 전류검출신호와 지령신호에 대응하여 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시킴으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다.
이에 따라, 계자자속을 발생시키는 계자부를 부착시킨 로터에 의해서 회전구동되는 디스크는, 그 진동이 대폭 작아지며, 디스크부터의 정보신호의 재생오류를 대폭 저감하였다. 또한, 디스크진동에 의해서 발생하는 디스크소음이 작아지며, 디스크부터의 재생신호감상시의 음향방해를 대폭 작게 하였다. 또한, 디스크를 회전구동하기 위한 소비전력을 대폭 저감하여, 디스크나 헤드수단의 온도상승을 작게 하였기 때문에, 디스크의 신호재생이 안정된다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작고, 안정된 신호재생을 하는 고성능인 디스크장치를 실현시킨다.
본 발명의 별도의 관점의 디스크장치의 구성에서는, 디스크로부터 신호재생을 하는 헤드수단과, 상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과, 상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되고, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 스위칭제어신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 분배제어수단은, 2개의 상기 제 1 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 한쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시키도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 로터의 회전속도(디스크의 회전속도)에 대응하여 고주파스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 디스크장치의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하여, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하고 있다. 전압공급수단으로부터 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻어, 전류검출신호와 지령신호에 대응하여 3개의 제 1 파워증폭수단과 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키었다. 또한, 2개의 제 1 파워증폭수단에 의해서 3상의 코일로의 전류통로의 전환동작을 하는 경우에, 한쪽의 제 1 파워증폭수단의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 제 1 파워증폭수단의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시킴으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다.
이에 따라, 계자자속을 발생시키는 계자부를 부착시킨 로터에 의해서 회전구동되는 디스크는, 그 진동이 대폭 작아지며, 디스크부터의 정보신호의 재생오류를 대폭 저감하였다. 또한, 디스크진동에 의해서 발생하는 디스크소음이 작아지며, 디스크부터의 재생신호감상시의 음향방해를 대폭 작게 하였다. 또한, 디스크를 회전구동하기 위한 소비전력을 대폭 저감하여, 디스크나 헤드수단의 온도상승을 작게 하였기 때문에, 디스크의 신호재생이 안정된다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작고, 안정된 신호재생을 하는 고성능인 디스크장치를 실현시킨다.
본 발명의 모터의 구성에서는, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급하는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제1의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 로터의 회전속도에 대응하여 고주파 스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 모터의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 제 1 파워증폭수단의 제 1 파워트랜지스터를 전계효과형 파워트랜지스터에 의해서 구성하여, 상승 경사부분이나 평탄부분이나 하강 경사부분의 내에서, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 공급함으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다. 이에 따라, 발생구동력의 진동을 대폭 저감하여, 모터진동이나 소음을 작게 하였다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작은, 고성능인 모터를 실현된다.
본 발명의 별도의 관점의 모터의 구성에서는, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시키는 스위칭제어수단을 포함하고 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 모터의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하여, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하고 있다. 전압공급수단으로부터 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻어, 전류검출신호와 지령신호에 대응하여 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시킴으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다. 이에 따라, 발생구동력의 진동을 대폭 저감하여, 모터진동이나 소음을 작게 하였다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작고, 고성능인 모터를 실현시킨다.
본 발명의 별도의 관점의 모터의 구성에서는, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과, 2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과, 상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과, 상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과, 전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과, 상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 스위칭제어신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되어, 상기 제 1 분배제어수단은, 2개의 상기 제 1 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 한쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시키도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 제 1 파워증폭수단과 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 지령신호에 대응하여 고주파스위칭동작시켜, 파워증폭수단에 있어서의 전력손실을 대폭 저감하여, 모터의 소비전력을 각별히 작게 하였다. 또한, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하여, 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭의 통전구간이 되도록 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하고 있다. 전압공급수단으로부터 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻어, 전류검출신호와 지령신호에 대응하여 3개의 제 1 파워증폭수단과 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파스위칭동작시키었다. 또한, 2개의 제 1 파워증폭수단에 의해서 3상의 코일로의 전류통로의 전환동작을 하는 경우에, 한쪽의 제 1 파워증폭수단의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 제 1 파워증폭수단의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시킴으로써, 3상의 코일로의 전류통로의 매끄러운 전환을 가능하게 하였다. 이에 따라, 발생구동력의 진동을 대폭 저감하여, 모터진동이나 소음을 작게 하였다. 즉, 소음과 진동과 소비전력이 작다, 고성능인모터를 실현된다.
이들 및 그 밖의 구성이나 동작에 있어서는, 발명의 실시의 형태에 있어서 상세히 설명한다.
「발명의 실시형태」
본 발명이 바람직한 몇 개의 실시예를 첨부의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시예1)
도 1에서 도 9에는 본 발명의 실시예1의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와 모터를 나타낸다. 도 1에는 전체 구성을 나타낸다. 이동체(1)는, 예를 들면, 영구자석의 발생자속에 의해 복수극의 계자자속을 발생하는 영구자석 계자부가 부착된 로터이다. 여기서는, 이동체(1)의 계자부를 2극착자된 영구자석으로 나타내고 있다. 변형예로서는, 다극이어도 좋고, 다수의 자극편에 의해서 구성하여도 좋다. 3상코일(2, 3, 4)은 고정체인 스테이터에 배설되고, 이동체(1)와의 상대관계에 관해서, 전기적으로 120도 상당 어긋나게 하여 배치되어 있다. 3상코일(2, 3, 4)은 3상의 구동전류(I1, I2, I3)에 의해 3상의 자석, 다발을 발생하고, 이동체 (1)의 계자부와의 상호작용에 의해서 구동력을 발생하여 이동체(1)에 구동력을 준다. 디스크(1b)는 이동체(1)인 회전자에 일체적으로 고정하여 부착되고, 이동체 (1)에 의해서 직접 회전구동되어 있다.
디스크(1b)에는 디지털적인 정보신호(예컨대, 고품위 음향·영상신호)가 기록되어 있고, 광학헤드 또는 자기헤드에 의해서 구성되는 헤드(1c)에 의해, 디스크(1b)로부터의 신호재생을 하고 있다. 정보처리기(1d)는 헤드(1c)로부터의 출력신호를 처리하여, 재생정보신호(예컨대, 고품위 음향·영상신호)를 출력한다.
또는, 디스크(1b)에는 디지털적인 정보신호가 기록가능하며, 광학헤드 또는 자기헤드에 의해서 구성되는 헤드(1c)에 의해, 디스크(1b)에 신호기록하고 있다. 정보처리기(1d)는 입력된 기록정보신호(예컨대, 고품위 음향·영상신호)를 신호처리한 기록용 신호를 헤드(1c)에 공급하여, 헤드(1c)에 의해서 디스크(1b)에 기록시키고 있다.
도 38(a)에 신호재생동작을 하는 디스크 장치가 예를 나타낸다. 디스크(1b)는 이동체(1)의 회전축(1a)에 직접 고정되어, 로터인 이동체(1)와 일체로 직접 회전구동된다. 디스크(1b)에는 고밀도로 디지털정보신호가 기록되어 있다. 헤드 (1c)는 회전하고 있는 디스크(1b) 상의 정보신호를 신호재생하여, 재생용 신호(Pf)를 출력한다. 정보처리기(1d)는, 헤드(1c)로부터의 재생용 신호(Pf)를 디지털적으로 처리하여, 재생정보신호(Pg)를 출력한다. 또한, 정보처리기(1d)는, 디스크(1b)의 재생신호(Pf)에서 헤드(1c)의 재생반경위치에 대응한 위치정보를 얻어, 헤드 위치정보신호(Pt)를 출력한다. 또 여기서는 고정체나 코일의 도시는 생략하였다.
도 38(b)에 신호기록동작을 하는 디스크 장치가 예를 나타낸다. 디스크(1b)는 이동체(1)의 회전축(1(Pg))에 직접 고정되어, 회전자인 이동체(1)와 일체로 되어 직접 회전구동된다. 디스크(1b)는 기록가능디스크이며, 고밀도에 디지털정보신호를 기록할 수 있다. 정보처리기(1d)는, 입력된 기록정보신호(Rg)를 디지털적으로 처리하여, 기록용 신호(Rf)를 헤드(1c)에 출력한다. 헤드(1c)는 회전하고 있는디스크(1b)상에 기록용 신호(Rf)를 고밀도로 기록하여, 새로운 정보신호를 디스크 (1b) 상으로 형성하여 간다. 또한, 디스크 장치는 간헐적 또는 연속적으로 재생동작을 하여, 정보처리기(1d)는 디스크(1b)의 재생신호로부터 헤드(1c)의 재생반경위치에 대응한 헤드위치정보신호(Pt)를 얻고 있다. DVD-RAM이나 DVD-R이나 CD-R이나 CD-RW 등과 같은 기록가능디스크로서는, 기록용 트랙의 사행(蛇行)에 의해서 워블 (wobble)신호를 미리 갖고 있다. 이 워블신호는 기록동작 중에 재생되어, 헤드의 반경위치를 포함한 헤드위치정보신호를 얻고 있다.
또 상기 헤드(1c)로서는, 상황에 따라서 재생전용헤드, 기록재생겸용헤드, 또는 기록전용헤드가 사용된다. 즉, 재생전용디스크 장치에서는 재생전용헤드가 사용되고 기록재생디스크 장치에서는 기록재생겸용헤드나 기록전용헤드가 사용된다.
도 1의 전압공급부인 직류전원(50)은, 그 음극단자측(-) 을 어스전위로 되게 하여 양극단자측(+)에 소요의 직류전압(Vcc) 및 직류전류를 공급하고 있다. 직류전원(50)의 음극단자측에는, 전류검출기(21)를 통해 3개의 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 전류유출단자측이 공통접속되어 있다. 제 1 파워증폭기(11)는, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)와, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)에 병렬로 역접속된 제 1 파워다이오드(61d)를 포함하고 구성되어 있다. 여기서 NMOS형 트랜지스터는 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터를 의미한다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)의 전류유출단자측은 직류전원(50)의 음극단자측에 전류검출기(21)를 통해 접속되고, 전류유입단자측은 코일(2)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 1 파워다이오드(61d)의 전류유입단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 1 파워증폭기(11)는 제 1 NMOS형 파워트랜지스터 (61)와 NMOS형 트랜지스터(71)에 의해 제 1 전계효과형 파워부 커런트미러(current mirror)회로를 형성하여, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여, 출력한다. 여기서 전계효과형 파워부 커런트미러회로에서는, 전계효과형 파워트랜지스터를 사용한 전계효과형 커런트미러회로를 의미한다.
제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)와 NMOS형 트랜지스터(71)의 셀면적비를 100배로 하여, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)가 능동영역에서 하프온(half-on)동작을 하고 있는 경우의 제 1 파워부 커런트미러회로의 전류증폭율을 100배로 하고 있다. 여기서 전계효과형 트랜지스터의 동작상태에는, 3가지의 상태: 풀온상태(full -on state), 하프온상태(half-on), 오프(off)상태가 있다. 하프온상태로서는, 전계효과형 트랜지스터는 능동영역의 증폭동작을 하고 있다. 또한, 풀온상태와 하프온상태일 때에, 전계효과형 트랜지스터는 활성상태 또는 능동상태에 있다. 또 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)는, 예를 들면 2중확산 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되어, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)의 전류유출단자측에서 전류유입단자측에 향하여 기생다이오드소자가 등가회로적으로 역접속된다. 이 기생다이오드소자를 제 1 파워다이오드(61d)로서 사용하고 있다.
마찬가지로 제 1 파워증폭기(12)는, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)와, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)에 병렬로 역접속된 제 1 파워다이오드(62d)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)의 전류유출단자측은 직류전원 (50)의 음극단자측에 전류검출기(21)를 통해 접속되고, 전류유입단자측은 코일(3)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 1 파워다이오드(62d)의 전류유입단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 1 파워증폭기 (12)는 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)와 NMOS형 트랜지스터(72)에 의해 제 1 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하여, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다(양 NMOS형 파워트랜지스터의 셀면적비는 100배). 또 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)는, 예를 들면 2중확산 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되고, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)의 기생다이오드소자를 제 1 파워다이오드(62d)로서 사용하고 있다.
마찬가지로, 제 1 파워증폭기(13)는, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)와, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)에 병렬로 역접속된 제 1 파워다이오드(63d)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)의 전류유출단자측은 직류전원 (50)의 음극단자측에 전류검출기(21)를 통해 접속되고, 전류유입단자측은 코일(4)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 1 파워다이오드(63d)의 전류유입단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 1 파워증폭기(13)는, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)와 NMOS형 트랜지스터(73)에 의해 제 1 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다(양 NMOS형 파워트랜지스터의 셀면적비는 100배). 또, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)는, 예를 들면 2중확산 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되며, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(63)의 기생다이오드소자를 제 1 파워다이오드(63d)로서 사용하고 있다.
182제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 각 제 1 파워부 커런트미러회로는, 각각 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다. 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)는 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)를 온·오프제어하여 고주파스위칭을 동작시킨다. 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는 코일(2, 3, 4)의 각 전력공급단자로 구동전압(V1, V2, V3)을 고주파스위칭하여 전력공급하고, 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측 전류를 공급한다. 이 동작에 있어서는, 후술한다.
직류전원(50)의 양극단자측에는, 3개의 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 전류유입단자측이 공통접속되어 있다. 제 2 파워증폭기(15)는 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)와, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)에 병렬로 역접속된 제 2 파워다이오드(65d)를 포함되어 구성되어 있다. 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)의 전류유입단자측은 직류전원(50)의 양극단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 코일(2)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 2 파워다이오드(65d)의 전류유입단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 2 파워증폭기 (15)는, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)와 NMOS형 트랜지스터(75)에 의해 제 2 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다. 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)와 NMOS형 트랜지스터 (75)의 셀면적비를 100배로 하고, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)가 능동영역에서 동작하고 있는 경우의 제 2 파워부 커런트미러회로의 전류증폭율을 101배로 하고 있다. 또 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)는, 예를 들면 2중확산형 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되어, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65)의 전류유출단자측에서 전류유입단자측으로 향하여 기생다이오드소자가 등가회로적으로 역접속된다. 이 기생다이오드소자를 제 2 파워다이오드(65d)로서 사용하고 있다.
마찬가지로 제 2 파워증폭기(16)는, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)와, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)에 병렬로 역접속된 제 2 파워다이오드(66d)를 포함하고 구성되어 있다. 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)의 전류유입단자측은 직류전원 (50)의 양극단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 코일(3)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 2 파워다이오드(66d)의 전류유입단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 2 파워증폭기(16)는, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)와 NMOS형 트랜지스터(76)에 의해 제 2 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하여, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다(셀면적비는 100배). 또 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)는, 예를 들면 2중확산형 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되고, 제 2 NMOS형파워트랜지스터(66)의 기생다이오드소자를 제 2 파워다이오드(66d)로서 사용하고 있다.
마찬가지로 제 2 파워증폭기(17)는 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)와, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)에 병렬로 역접속된 제 2 파워다이오드(67d)를 포함하고 구성되어 있다. 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)의 전류유입단자측은 직류전원 (50)의 양극단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 코일(4)의 전력공급단자에 접속되어 있다. 제 2 파워다이오드(67d)의 전류유입단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 (67)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 (67)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 제 2 파워증폭기(17)는, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)와 NMOS형 트랜지스터(77)에 의해 제 2 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고, 통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력한다(셀면적비는 100배). 또 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)는, 예를 들면 2중확산형 N 채널 MOS 구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되어, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)의 기생다이오드소자를 제 2 파워다이오드(67d)로서 사용하고 있다.
제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 각 제 2 파워부 커런트미러회로는, 각각 각통전제어단자측으로 입력전류신호를 전류증폭하여 출력하고, 코일(2, 3, 4)로 구동전류(I1, I2, I3)의 양극측 전류를 공급한다. 이 동작에 있어서는 후술한다.
이와 같이 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는, 직류전원(50)의 음극단자측과 양극단자측의 사이에 병렬로 접속되고, 직류전원(50)의 음극단자측에서 코일(2, 3,4)로 전류통로를 전자적으로 바꾸고 있다. 마찬가지로 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)는, 직류전원(50)의 음극단자측과 양극단자측의 사이에 병렬로 접속되어, 직류전원(50)의 양극단자측에서 코일(2, 3, 4)로 전류통로를 전자적으로 바꾸고 있다.
도 1의 지령기(20)는 예를 들면, 이동체(1)나 디스크(1b)의 회전이동속도를 소정치로 제어하는 속도제한블록을 포함하여 구성되며, 지령신호(Ad)를 전류공급기 (30)와 지령변형기(23)에 출력한다. 도 39에 지령기(20)의 구성을 나타낸다. 지령기(20)는, 속도지령기(20a)와 속도제한기(20b)를 포함하여 구성되어 있다. 속도지령기(20a)는 헤드위치정보신호(Pt)에 근거하여 속도지령신호(Sv)를 출력하고, 속도지령신호(Sv)는 헤드(1c)의 반경위치에 대응하여 스텝적으로 또는 연속적으로 변화한다. 속도제한기(20b)는 전환신호작성기(34)의 전환신호(Ja1)의 주파수 또는 주기로부터 이동체(1)나 디스크(1b)의 회전이동속도를 검출하고, 이 검출이동속도와 속도지령신호(Sv)의 차에 대응하여 지령신호(Ad)를 출력한다. 지령신호(Ad)는 코일 (2, 3, 4)로 구동전류나 구동전압을 제어하여, 코일로의 공급전력을 변화시킨다. 이에 따라 디스크(1b)의 회전이동속도를 속도지령신호(Sv)에 일치시키도록 속도제한된다. 속도지령기(20a)와 속도제한기(20b)는, 헤드(1c)의 반경위치에 반비례 또는 약 반비례하며, 디스크(1b)의 회전속도를 제어한다. 즉, 헤드(1c)의 반경위치가 커지면, 디스크(1b)의 회전속도를 느리게 하여 간다. 그 결과 재생디스크 장치의 경우에는, 헤드(1c)의 반경위치가 변화하더라도 디스크(1b)의 재생신호의 비트율은 일정 또는 대략 일정하게 된다. 또한, 기록디스크 장치의 경우에는, 헤드(1c)의 반경위치가 변화하더라도 디스크(1b)상으로 기록밀도는 일정 또는 대략일정하게 된다.
도 1의 전류공급기(30)는, 지령신호(Ad)에 대응하는 제 1 공급전류신호(C1)와 제 2 공급전류신호(C2)를 출력한다. 도 3에 전류공급기(30)가 구체적인 구성을 나타낸다. 전압전류변환회로(151)는 지령신호(Ad)에 비례한 변환전류신호(Bj)를 출력한다. 전압전류변환회로(151)의 변환전류신호(Bj)는 트랜지스터(171, 172, 173)와 저항(174, 175, 176)에 의한 커런트미러회로에 공급되어, 변환전류신호(Bj)에 비례한 2개의 전류신호를 트랜지스터(172, 173)의 컬렉터측에 만들어낸다. 트랜지스터(172)의 컬렉터전류는 트랜지스터(181, 182)의 커런트미러회로를 통해 출력할 수 있다. 트랜지스터(182)의 컬렉터전류(Bpl)와 정전류원(183)의 제 1 소정전류 (Qq1)를 가산하여, 제 1 공급전류신호(C1)로서 출력한다. 즉, C1=Bp1+Qq1. 또한, 트랜지스터(173)의 컬렉터전류(BP2)와 정전류원(184)의 제 2 소정전류(Qq2)를 가산하여, 제 2 공급전류신호(C2)로서 출력한다. 즉, C2=Bp2+Qq2. 이에 따라 제 1 공급전류신호(C1)와 제 2 공급전류신호(C2)는 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례한 전류신호가 된다. 또한, 제 1 공급전류신호(C1)와 제 2 공급전류신호(C2)는, 정전류원(183, 184)의 전류치(Qq1, Qq2)에 의한 소정의 바이어스전류를 포함하고 있다. 또 정전류원(183, 184)의 전류치(Qql, Qq2)는 필요에 따라 설정하면 되고, 영으로 하는 경우도 있다.
도 1의 전환신호작성기(34)는 부드럽게 변화하는 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)를 출력한다. 도 2에 전환신호작성기(34)의 구체적인 구성을 나타낸다. 이 예로서는, 전환신호작성기(34)는 위치검출부(100)와 전환신호부(101)에 의해서구성되어 있다.
위치검출부(100)는, 이동체(1)의 발생자속을 검지하는 자전변환소자(예컨대, 홀소자)로 이루어지는 위치검출소자(111, 112)를 포함하고 구성되어 있다. 위치검출소자(111, 112)는, 전기적으로 120도의 위상차를 갖고, 이동체(1)의 이동에 따라 매끄러운 정현파 형상으로 변화하는 2상의 위치검출신호(Ja1과 Jb1 및 Ja2와 Jb2)를 출력한다. 여기서 Ja1과 Ja2는 역상의 관계에 있고(전기적으로 180도의 위상차), Jb1과와 Jb2는 역상의 관계에 있다. 또 역상의 신호는 새로운 상수(相數)로 세지 않는다. 위치검출신호(Ja2와 Jb2)는 저항(113, 114)에 의해 합성되어 3상째의 위치검출신호(Jc1)를 만들어내어, 위치검출신호(Ja1 와 Jb1)는 저항(115, 116)에 의해 합성되어 3상째의 위치검출신호(Jc2)를 만들어낸다. 이에 따라, 위치검출부(100)는 전기적으로 120도의 위상차를 갖고 정현파 형상으로 변화하는 3상의 위치검출신호「Ja1, Jb1, Jc1(Ja2, Jb2, Jc2)」를 얻고 있다. 또 3개의 위치검출소자를 사용하여 3상의 위치검출신호를 만들어내어도 좋다.
전환신호부(101)는 3상의 위치검출신호에 대응하여 부드럽게 변화하는 정현파 형상의 전환전류신호(D1, D2, D3)를 만들어낸다. 트랜지스터(122와 123)는, 1상째의 위치검출신호(Ja1과 Ja2)의 차전압에 따라 움직이지 정전류원(121)의 전류를 컬렉터측에 분류한다. 트랜지스터(123)의 컬렉터전류는 트랜지스터(124, 125)의 커런트미러회로에 의해서 2배에 증폭되며, 트랜지스터(125)의 컬렉터에서 출력할 수 있다. 트랜지스터(125)의 컬렉터전류는 정전류원(126)의 전류치와 비교되고, 양자의 차전류가 1상째의 전환전류신호(D1)로서 출력된다. 따라서 전환전류신호(D1)는, 위치검출신호(Ja1)에 대응하여 부드럽게 변화하고, 전기각으로 180도 구간은 전류가 유출하여(양극성의 전류), 다음 180도구간은 전류가 유입한다(음극성의 전류). 마찬가지로 전환전류신호(D2)는, 위치검출신호(Jb1)에 대응하여 부드럽게 변화하여, 전기각으로 180도구간은 전류가 유출하고(양극성의 전류), 다음 180도 구간은 전류가 유입한다(음극성의 전류). 마찬가지로 전환전류신호(D3)는, 위치검출신호 (Jc1)에 대응하여 부드럽게 변화하고, 전기각으로 180도 구간은 전류가 유출하며(양극성의 전류), 다음 180도구간은 전류가 유입한다(음극성의 전류). 이에 따라, 전환전류신호(D1, D2, D3)는 소정의 위상차를 갖는 정현파 형상의 3상의 전류신호가 된다. 도 10(a)에 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)의 파형을 나타낸다. 그리고, 도 10의 횡축은 이동체(1)의 회전이동위치이다.
도 1의 분배작성기(36)는 제 1 분배기(37)와 제 2 분배기(38)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 분배기(37)는, 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)를 실질적으로 분배하고, 부드럽게 변화하는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 만들어낸다. 제 2 분배기(38)는 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 2 공급전류신호(C2)를 실질적으로 분배하고, 부드럽게 변화하는 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 만들어낸다.
도 4에 분배작성기(36)가 구체적인 구성을 나타낸다. 제 1 분배기(37)의 제 1 분리회로(216)는, 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D1)의 음극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 1 분리신호(D1n)를 출력한다. 제 1 분리회로(217)는, 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D2)의 음극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 1 분리신호(D2n)를 출력한다. 제 1 분리회로(218)는, 전환신호작성기 (34)의 전환전류신호(D3)의 음극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 1 분리신호(D3n)를 출력한다. 이에 따라 제 1 분배기(37)의 제 1 분리회로(216, 217, 218)는, 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)의 음극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 3상의 제 1 분리신호(D1n, D2n, D3n)를 얻고 있다.
제 1 분배기(37)의 제 1 승산회로(211)는, 제 1 분리회로(216)의 제 1 분리신호(D1n)와 제 1 귀환회로(215)의 제 1 귀환신호(Eb)를 승산하여, 승산결과에 비례한 제 1 분배전류신호(E1)를 출력한다. 마찬가지로, 제 1 분배기(37)의 제 1 승산회로(212)는, 제 1 분리회로(217)의 제 1 분리신호(D2n)와 제 1 귀환회로(215)의 제 1 귀환신호(Eb)를 승산하고, 승산결과에 비례한 제 1 분배전류신호(E2)를 출력한다. 마찬가지로 제 1 분배기(37)의 제 1 승산회로(213)는, 제 1 분리회로(218)의 제 1 분리신호(D3n)와 제 1 귀환회로(215)의 제 1 귀환신호(Eb)를 승산하고, 승산결과에 비례한 제 1 분배전류신호(E3)를 출력한다.
제 1 합성회로(214)는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)의 가산합성치에 대응하는 제 1 합성신호(Ea)를 출력한다. 제 1 귀환회로(215)는, 제 1 합성회로 (214)의 제 1 합성신호(Ea)와 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)의 차신호에 대응하여 제 1 귀환신호(Eb)를 얻고 있다. 이에 따라 제 1 승산회로(211, 212, 213)와 제 1 합성회로(214)와 제 1 귀환회로(215)는 귀환루프를 구성하여, 제 1 합성신호(Ea)를 제 1 공급전류신호(C1)에 대응한 값으로 하고 있다. 제 1 합성신호(Ea)는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)의 가산치에 대응하여, 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)는 각각 3상의 제 1 분리신호(D1n, D2n, D3n)에 비례하고 있다. 그 결과 제 1 분배기(37)의 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)는, 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)의 음극측전류에 대응하여 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)를 실질적으로 분배한 3상의 전류신호가 된다. 즉 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)의 크기는, 제 1 공급전류신호(C1)에 비례하여 변화한다. 도 10(b)에 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)의 파형을 나타낸다. 제 1 분배기(37)는, 제 1 공급전류신호(C1)를 이동체(1)의 회전이동에 따라 1상분 혹은 2상분으로 교대로 분배하여, 전기적으로 120도의 위상차를 갖는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 출력한다. 또 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)는, 양극성전류(유출방향전류)로 되어 있다.
제 2 분배기(38)의 제 2 분리회로(226)는, 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D1)의 양극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 2 분리신호(D1p)를 출력한다. 제 2 분리회로(227)는 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D2)의 양극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 2 분리신호(D2p)를 출력한다. 제 2 분리회로 (228)는, 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D3)의 양극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 제 2 분리신호(D3p)를 출력한다. 이에 따라 제 2 분배기(38)의 제 2 분리회로(226, 227, 228)는, 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)의 양극측전류에 상당하거나 또는 따라 움직이는 3상의 제 2 분리신호(D1p, D2p, D3p)를 얻고 있다.
제 2 분배기(38)의 제 2 승산회로(221)는, 제 2 분리회로(226)의 제 2 분리신호(D1p)와 제 2 귀환회로(225)의 제 2 귀환신호(Gb)를 승산하여, 승산결과에 비례한 제 2 분배전류신호(G1)를 출력한다. 마찬가지로, 제 2 분배기(38)의 제 2 승산회로(222)는, 제 2 분리회로(227)의 제 2 분리신호(D2p)와 제 2 귀환회로(225)의 제 2 귀환신호(Gb)를 승산하여, 승산결과에 비례한 제 2 분배전류신호(G2)를 출력한다. 마찬가지로 제 2 분배기(38)의 제 2 승산회로(223)는, 제 2 분리회로(228)의 제 2 분리신호(D3p)와 제 2 귀환회로(225)의 제 2 귀환신호(Gb)를 승산하여, 승산결과에 비례하는 제 2 분배전류신호(G3)를 출력한다.
제 2 합성회로(224)는, 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)의 가산합성치에 대응하는 제 2 합성신호(Ga)를 출력한다. 제 2 귀환회로(225)는, 제 2 합성회로(224)의 제 2 합성신호(Ga)와 전류공급기(30)의 제 2 공급전류신호(C2)의 차신호에 대응하여 제 2 귀환신호(Gb)를 얻고 있다. 이에 따라 제 2 승산회로(221, 222, 223)와 제 2 합성회로(224)와 제 2 귀환회로(225)는 귀환루프를 구성하여, 제 2 합성신호(Ga)를 제 2 공급전류신호(C2)에 대응한 값으로 하고 있다. 제 2 합성신호 (Ga)는 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)의 가산치에 대응하고, 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)는 각각 3상의 제 2 분리신호(D1p, D2p, D3p)에 비례하고 있다. 그 결과, 제 2 분배기(38)의 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)는, 전환신호작성기(34)의 전환전류신호(D1, D2, D3)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 2 공급전류신호(C2)를 실질적으로 분배한 3상의 전류신호가 된다. 즉 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)의 크기는, 제 2 공급전류신호(C2)에 비례하여 변화한다. 도 10(c)에 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)의 파형을 나타낸다. 제 2 분배기(38)는, 제 2 공급전류신호(C2)를 이동체(1)의 회전이동에 따라 1상분 또는 2상분으로 교대로 분배하여, 전기적으로 120도의 위상차를 갖는 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 출력한다. 또 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)는, 실제에서는 음극성전류(유입방향전류)로 되어 있다.
또한, 제 1 분배전류신호(E1)와 제 2 분배전류신호(G1)는 180도의 위상차를 가지며, 상보적으로 부드럽게 변화한다(E1과 G1은 반드시 한쪽이 영이 된다). 마찬가지로 제 1 분배전류신호(E2)와 제 2 분배전류신호(G2)는 180도의 위상차를 갖고, 상보적으로 부드럽게 변화한다(E2와 G2는 반드시 한쪽이 영이 된다). 마찬가지로, 제 1 분배전류신호(E3)와 제 2 분배전류신호(G3)는 180도의 위상차를 가지며, 상보적으로 부드럽게 변화한다(E3과 G3은 반드시 한쪽이 영이 된다).
도 1의 제 1 분배기(37)의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)는, 각각 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)에 입력된다. 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)는, 각각 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 소정배의 전류증폭하여 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 만들어낸다.
도 5에 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)가 구체적인 구성을 나타낸다. 제 1 전류증폭기(41)는 트랜지스터(231, 232)에 의한 초단의 커런트미러회로와, 트랜지스터(233, 234)와 저항(235, 236)에 의한 다음단의 커런트미러회로를 세로 접속한 제 1 증폭부 커런트미러회로에 의해 구성하고 있다. 트랜지스터(231)와 (232)의 에미터면적은 동등하게 되고, 초단의 커런트미러회로의 전류증폭율은 1배로 되어 있다.또한, 트랜지스터(233)와 (234)의 에미터 면적비를 50배, 저항(236)과 (235)의 저항비를 50배, 다음단의 커런트미러회로에서는 전류증폭율로 50배의 소정의 증폭을 한다. 마찬가지로, 제 1 전류증폭기(42)는, 트랜지스터(241, 242, 243, 244)와 저항(245, 246)에 의한 제 1 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되고, 전류증폭율로 50배의 소정의 증폭을 한다. 마찬가지로 제 1 전류증폭기(43)는 트랜지스터 (251, 252, 253, 254)와 저항(255, 256)에 의한 제 1 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되고, 전류증폭율로 50배의 소정의 증폭을 한다. 이에 따라 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 각각 50배의 증폭하여, 3상의 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 출력한다. 도 10(d)에 3상의 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)의 파형을 나타낸다.
도 1의 제 2 분배기(38)의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)는 각각 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)에 입력된다. 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)는 각각 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)에 관하여 소정배의 전류증폭율로 증폭을 하여 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 만들어내어, 그것들을 고전압출력기(51)의 고전위점(Vu)에서 각 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)에 공급한다. 고전압출력기(51)는 고주파펄스신호에 대응하여 승압용콘덴서에 충전·축적시킴으로써, 직류전원(50)의 양극단자측전위(Vcc)보다도 높은 고전위점(Vu)을 만들어낸다. 고전압출력기(51)의 고전위점 (Vu)에서 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제 2 전계효과형 파워부 커런트미러회로의 각 통전제어단자측에 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 공급하고, 제 2 전류증폭기 (45, 46, 47)의 출력용 트랜지스터의 포화를 막아, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 (65, 66, 67)를 충분한 통전상태로 한다.
도 6에 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)와 고전압출력기(51)가 구체적인 구성을 나타낸다. 제 2 전류증폭기(45)는 트랜지스터(261, 262)와 저항(263, 264)에 의한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해 구성되어 있다. 트랜지스터(261)와 (262)의 에미터면적비를 50배, 저항(264)과 (263)의 저항비를 50배, 제 2 전류증폭기(45)는 전류증폭율로 50배의 소정의 증폭을 한다. 마찬가지로 제 2 전류증폭기(46)는 트랜지스터(271, 272)와 저항(273, 274)에 의한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되어, 전류증폭율로 50배의 증폭을 한다. 마찬가지로 제 2 전류증폭기(47)는, 트랜지스터(281, 282)와 저항(283, 284)에 의한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되고, 전류증폭율로 50배의 증폭을 한다. 이에 따라 제 2 전류증폭기 (45, 46, 47)는, 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 각각 50배의 증폭하여, 3상의 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 출력한다. 도 10(e)에 3상의 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)의 파형을 나타낸다.
고전압출력기(51)는, 100kHz 정도의 고주파펄스신호(Pa)를 출력하는 펄스발생회로(421)와, 제 1 승압용 콘덴서(411)와, 제 2 승압용콘덴서(412)와, 다이오드 (425∼428)로 이루어지는 제 1 전압제한회로와, 다이오드(429)로 이루어지는 제 2 전압제한회로를 포함하고 구성되어 있다. 펄스발생회로(421)의 펄스신호 (Pa)에 대응하여 인버터회로(422)가 디지털적으로 변화한다. 인버터회로(422)가 "L"(직류전원(50)의 음극단자측전위)일 때 다이오드(423)를 통해 제 1 승압용콘덴서(411)가 충전된다. 인버터회로(422)가 "H"(직류전원(50)의 양극단자측전위)로 변하면, 제1 승압용콘덴서(411)에 축적된 전하는, 다이오드(424)를 통해 제 2 승압용콘덴서 (412)에 옮겨지고 제 2 승압용콘덴서(412)를 충전·축적한다. 그 결과, 제 2 승압용콘덴서(412)의 단자에는, 직류전원(50)의 양극단자측전위(Vcc)보다도 고전위가 되는 고전위점전위(Vu)로 출력할 수 있다. 고전위점전위 (Vu)는 제 2 전류증폭기 (45, 46, 47)에 접속되어 있다.
또한, 제 2 승압용 콘덴서(412)로의 충전을 계속하면, 고전위점의 전압(Vu)이 대단히 비싸게 되고, 집적회로화된 트랜지스터나 다이오드의 내압파괴를 일으킬 우려가 있다. 따라서, 다이오드(425∼428)에 의한 제 1 전압제한회로를 설치하고, 고전위점전압(Vu)이 소정치 이상으로 되지 않도록 제한하였다. 또 내압파괴의 우려가 없으면, 제 1 전압제한회로를 없애도 좋다.
또한, 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)는 제 2 승압용콘덴서(412)의 전하를 방전시키도록 작용한다. 모터의 기동시 등의 대전류동작이 장시간 계속되면, 제 2 승압용콘덴서(412)의 방전량이 많아져, 고전압출력기(51)의 출력전압점의 전위(Vu)가 현저히 저하하는 경우도 있다. 그래서 다이오드(429)에 의한 제 2 전압제한회로를 설치하고, 고전압출력기(51)의 고전위점전압(Vu)이 직류전원(50)의 양극단자측전위(Vcc)보다 대폭 작아지지 않도록 제한하였다. 또 전류레벨이 작은 통상제어상태에서는, 제 2 전압제한회로는 동작하지 않는다. 또한, 전위(Vu)의 변동이 작은 경우에는, 제 2 전압제한회로를 없애도 좋다.
도 1의 지령변형기(23)는, 지령기(20)의 지령신호(Ad)가 입력되어, 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응 또는 연동하여 변화시킨 변형지령신호(Af)를 출력한다. 도 7에 지령변형기(23)가 구체적인 구성을 나타낸다. 절대치회로(361)는, 전환신호작성기(34)의 위치검출신호(Ja1)의 절대치에 대응한 절대치신호(Ma)를 출력한다. 절대치회로(362)는, 전환신호작성기(34)의 위치검출신호(Jb1)의 절대치에 대응한 절대치신호(Mb)를 출력한다. 절대치회로(363)는 전환신호작성기(34)의 위치검출신호(Jc1)의 절대치에 대응한 절대치신호(Mc)를 출력한다. 최소치회로(364)는, 3상의 절대치신호(Ma, Mb, Mc)의 안에서 최소의 값에 대응하는 최소치신호(Mn)를 얻고 있다. 승산회로(365)는 지령신호(Ad)와 최소치신호(Mn)의 승산결과에 대응하는 승산지령신호(An)를 만들어낸다. 이에 따라 승산지령신호(An)는, 지령신호 (Ad)에 비례 또는 대략 비례한 진폭을 가지며, 전환신호작성기(34)의 출력신호 (Ja1, Jb1, Jc1)에 대응 또는 연동하여 변화하는 고조파성분신호가 된다. 연산회로(366)는 지령신호(Ad)와 승산지령신호(An)를 가산연산 또는 감산연산하여 합성하고, 변형지령신호(Af)를 얻고 있다. 이에 따라 변형지령신호(Af)는, 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례한 진폭을 가지며, 전환신호작성기(34)의 출력신호(Ja1, Jb1, Jc1)에 대응 또는 연동하여 변화하는 고조파성분신호를 포함한 신호가 된다.
변형지령신호(Af)가 갖는 고조파성분신호는, 전환신호작성기(34)의 위치검출신호(Ja1) 또는 전환신호(D1)의 6배의 고차의 신호가 되어, 코일로 전류통로의 전환동작에 대응하여 변화하는 고조파성분이 된다. 즉 변형지령신호(Af)는, 지령신호 (Ad)에 비례한 진폭을 갖고, 코일로 전류통로의 전환동작에 대응 또는 연동하여 변화하는 신호성분을 포함한 것이 된다. 또 변형지령신호(Af)에서의 고조파성분의 함유율은, 연산회로(366)에 있어서의 지령신호(Ad)와 승산지령신호(An)의 합성동작에 의해서 결정되며, 적정한 값으로 설정되고 있다. 또한, 변형지령신호(Af)는, 이동체(1)의 이동동작에 대응 또는 연동하여 변화하는 고조파성분을 포함한 신호로도 되고 있다. 도 11에 신호파형의 관계를 나타낸다. 도 11(a)는 전환신호작성기 (34)의 출력신호(Ja1, Jb1, Jc1)를 나타내고, 도 11(b)은 3상의 절대치신호(Ma, Mb, Mc)를 나타내고, 도 11(c)은 최소치신호(Mn)를 나타내어, 도 11(d)은 변형지령신호 (Af)를 나타내고 있다[지령신호(Ad)가 일정한 경우].또한, 도 11의 종축은 이동체 (1)의 회전이동위치에 대응하고 있다.
도 1의 전류검출기(21)는, 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 통전전류(Ig)를 검출하고, 통전전류(Ig)에 대응하는 전류검출신호(Ag)를 출력한다. 스위칭제어기(22)는 변형지령신호(Af)와 전류검출신호(Ag)를 비교하여, 비교결과에 대응하여 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)를 온·오프하고, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)를 고주파스위칭을 동작시킨다. 또 스위칭제어기(22)와 전류검출기(21)와 지령변형기(23)에 의해서 스위칭동작블록을 구성하고 있다.
도 8에 전류검출기(21)와 스위칭제어기(22)가 구체적인 구성을 나타낸다. 전류검출기(21)는 직류전원(50)의 전류공급통로에 삽입된 전류검출용의 저항(311)에 의해서 구성되며, 저항(311)에 생기는 전압강하에 의해 직류전원(50)의 통전전류 (Ig)[직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 합성전류]를 검출하며, 전류검출신호(Ag)를 출력한다.
스위칭제어기(22)는 스위칭제어신호(W1)를 얻는 스위칭펄스회로(330)를 포함하여 구성되어 있다. 스위칭펄스회로(330)의 비교회로(331)는, 변형지령신호(Af)와 전류검출신호(Ag)를 비교한 비교출력신호(Cr)를 얻는다. 트리거발생회로(332)는 100kHz 정도의 고주파의 트리거 펄스신호(Dp)를 출력하고, 소정시간간격마다 되풀이하여 상태유지회로(333)를 트리거한다. 상태유지회로(333)는 트리거펄스신호 (Dp)의 상승 에지에 있어서 스위칭제어신호(W1)를 "Lb"(저전위상태)로 변화시키고, 비교출력신호(Cr)의 상승에지에 있어서 스위칭제어신호(W1)를 "Hb"(고전위상태)로 변화시킨다. 스위칭제어신호(W1)가 "Lb"일 때에는 제어트랜지스터(341, 342, 343)는 동시에 오프가 되어, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)는 오프(비전류통전상태)가 된다. 이 때, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는 각각 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 전류증폭하도록 동작하고, 코일(2, 3, 4)에 음극성전류를 공급하는 전류통로를 형성한다.
스위칭제어신호(W1)가 "Hb"일 때에는, 제어트랜지스터(341, 342, 343)는 동시에 온이 되어, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)를 온(전류통전상태)으로 하고, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측으로 입력전류를 바이패스한다. 따라서 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 전부 동시에 오프가 된다. 이렇게 하여, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는 단일의 스위칭제어신호(W1)에 의해 통전상태와 차단상태를 고주파로 스위칭제어되고, 코일(2, 3, 4)로의 구동전압(V1, V2, V3)을 펄스식인 전압으로 하여, 코일(2, 3, 4)로 구동전류 (I1, I2, I3)를 변형지령신호(Af)에 따라 움직이도록 제어하고 있다. 이에 관해서 설명한다.
트리거 펄스신호(Dp)의 상승에지에 의해서 상태유지회로(333)의 스위칭제어신호(W1)가 "Lb"에 변화하였을 때에는, 제 1 분배기(37)에 의해서 선택분배되는 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3) 및 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)에 대응하여, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NM0S형 파워트랜지스터가 통전상태가 된다. 예를 들면, 제 1 분배전류신호(E1) 및 제 1 증폭전류신호(F1)만이 선택되어 있는 경우를 생각하면, 제 1 파워증폭기(11)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)가 통전상태가 된다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)는 풀온상태가 되고, 코일(2)에 구동전류 (I1)의 음극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 여기에 전계효과형 트랜지스터의 풀온상태란, 전류유입단자측과 전류유출단자측의 사이가 온저항에 의한 대단히 작은 전압강하만의 동작이다.
코일의 인덕턴스작용에 의해서, 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류치는 서서히 증가한다. 따라서 직류전원(50)이 공급하는 통전전류(Ig)도 증가하여, 전류검출기(21)의 전류검출신호(Ag)는 커진다. 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호 (Af)보다 커지는 순간에, 비교회로(331)의 비교출력신호(Cr)가 상승 에지를 발생하여, 상태유지회로(333)의 스위칭제어신호(Wl)는 "Hb"로 변화한다. 스위칭제어신호 (W1)가 "Hb"가 되면, 제어트랜지스터(341, 342, 343)가 온이 된다. 그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측은 동시에 직류전원(50)의 음극단자측에 접속되고, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 전부 동시에 오프상태가 된다. 따라서 통전전류(Ig)는 영이 된다. 여기에, 전계효과형 트랜지스터의 오프상태란, 전류유입단자측에서 전류유출단자측에 걸쳐서 트랜지스터전류를 흘리지 않는상태이다.
이 때, 코일(2)의 인덕턴스작용에 의해서 전력공급단자측의 구동전압(V1)이 펄스식으로 커지고, 제 2 파워증폭기(15)의 제 2 파워다이오드(65d)를 지나는 전류통로를 형성하여, 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류를 연속적으로 계속 흘린다. 그 결과 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류치는 서서히 작아진다. 시간이 조금 경과한 뒤에, 트리거 펄스신호(Dp)의 다음 상승 에지가 도래하고, 상술의 스위칭동작을 되풀이한다. 이에 따라 소정의 시간간격마다 되풀이하여 발생하는 트리거 펄스신호(Dp)에 의해서, 제 1 파워증폭기를 고주파스위칭을 동작시키고 있다. 또, 100kHz 정도의 고주파스위칭동작을 행하고 있기 때문에, 코일의 구동전류의 고주파 리플분은 매우 작다.
이렇게 하여, 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 통전전류(Ig)를 변형지령신호(Af)에 대응하는 값에 펄스식으로 제어한다. 이에 따라, 코일(2, 3, 4)로의 합성공급전류를 변형지령신호(Af)에 대응하는 값으로 제어하고, 코일(2, 3, 4)로의 연속적인 구동전류를 제어한다. 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 온일 때의 통전전류는, 직류전원(50)의 통전전류(Ig)를 넘는 경우는 없다. 변형지령신호(Af)는 지령신호(Ad)에 비례하고 있기 때문에, 지령신호(Ad)에 대응하여 제 1 공급전류신호(C1)를 분배증폭하여 제 1 파워증폭기에 공급함으로써, 제 1 파워증폭기의 제 1 파워트랜지스터를 확실히 온인 상태의 스위칭동작을 시킬 수 있다.
또한, 제 1 분배기(37)는 이동체(1)의 이동에 따라 제 1 분배전류신호를 1상분 또는 2상분으로 교대로 부드럽게 분배하고 있기 때문에, 전류통로의 전환은 부드럽게 이루어진다. 예를 들면 제 1 분배전류신호(E1, E2) 및 제 1 증폭전류신호 (F1, F2)가 통전되어 있는 경우를 생각한다. 트리거 펄스신호(Dp)의 상승에지에 의해서 상태유지회로(333)의 스위칭제어신호(W1)가 "Lb"에 변화하였을 때에는, 제 1 파워증폭기(11)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)와 제 1 파워증폭기(12)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)가 통전상태가 된다. 제 1 증폭전류신호(F1)에 대응하여 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61)는 온상태(풀온상태 또는 하프온상태)가 되어, 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다.
제 1 증폭전류신호(F2)에 대응하여 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(62)는 온상태(풀온상태 또는 하프온상태)가 되어, 코일(3)의 구동전류(I2)의 음극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61과 62)는, 적어도 어느 한쪽은 풀온상태로 이루어지고 있다. 여기에, 전계효과형 트랜지스터의 하프온상태란, 능동영역에서 증폭동작을 하고 있는 상태이다. 특히, 파워트랜지스터가 하프온상태로 동작하고 있는 경우에는, 파워증폭기의 전계효과형 커런트미러회로는 통전제어단자측으로의 입력전류신호를 소정의 전류증폭율로 전류증폭동작한다. 코일(2, 3, 4)에 공급되는 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류의 합성전류치가, 직류전원(50)의 통전전류(Ig)가 된다.
코일의 인덕턴스작용에 의해서, 통전전류(Ig)는 서서히 커진다. 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호(Af)보다 커지면, 비교출력신호(Cr)가 상승에지를 발생하여, 스위칭제어신호(W1)가 "Hb"로 변화하여, 제어트랜지스터(341, 342, 343)가 온이 된다. 그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측은 동시에 직류전원 (50)의 음극단자측에 접속되어, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 전부 동시에 오프상태가 된다. 따라서, 통전전류(Ig)는 영이 된다. 코일(2)의 인덕턴스작용에 의해서, 전력공급단자측의 구동전압(V1)이 펄스식으로 커져, 제 2 파워증폭기(15)의 제 2 파워다이오드(65d)를 지나는 전류통로를 형성하고, 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류를 계속 흘린다. 그 결과, 코일(2)의 구동전류(I1)의 음극측전류치는 서서히 작아진다.
또한, 코일(3)의 인덕턴스작용에 의해서, 전력공급단자측의 구동전압(V2)이 펄스식으로 커져, 제 2 파워증폭기(16)의 제 2 파워다이오드(66d)를 지나는 전류통로를 형성하고, 코일(3)의 구동전류(I2)의 음극측전류를 계속 흘린다. 그 결과, 코일(3)의 구동전류(I2)의 음극측전류치는 서서히 작아진다. 시간이 조금 경과한 뒤에, 트리거 펄스신호(Dp)의 다음 상승 에지가 도래하고, 상술의 스위칭동작을 되풀이한다. 이렇게 하여, 이동체(1)의 이동동작에 따라, 제 1 분배전류신호(E1, E2) 및 제 1 증폭전류신호(F1, F2)를 변화시켜, 코일(2, 3)의 구동전류(I1, I2)의 음극측전류치를 부드럽게 변화한다. 다른 상의 전류통로의 전환동작도 같다. 여기서, 3상의 제 1 증폭전류신호를 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례하여 변화시키고 있기 때문에, 지령신호(Ad)가 변화한 경우에도 항상 부드러운 전류통로의 전환을 행할 수 있다.
또한, 제 2 분배기(38)에 의해서 선택분배된 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3) 및 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)에 대응하여, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제2 NMOS형 파워트랜지스터가 통전상태가 된다. 예를 들면, 제 2 분배전류신호(G2)및 제 2 증폭전류신호(H2)만이 선택되어 있는 경우를 생각한다. 제 2 파워증폭기 (16)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)가 통전상태가 된다. 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)는 풀온상태가 되고, 코일(3)에 구동전류(I2)의 양극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 직류전원(50)의 통전전류(Ig) 및 코일로의 합성공급전류는 이미 설명한 바와 같이, 변형지령신호(Af)에 대응하는 값으로 제어되어 있으므로, 코일 (3)의 구동전류(I2)의 양극측전류도 변형지령신호(Af)에 대응하는 값이 된다. 따라서, 지령신호(Ad)에 대응하여 변화하는 제 2 공급전류신호(C2)를 분배증폭한 제 2 증폭전류신호를 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급함에 의해, 제 2 파워증폭기의 제 2 파워트랜지스터를 확실히 풀온상태로 할 수 있다.
또한, 제 2 분배기(38)는 이동체(1)의 이동에 따라 제 2 분배전류신호를 1상분 또는 2상분으로 교대로 부드럽게 분배하고 있기 때문에, 전류통로의 전환은 부드럽게 된다. 예를 들면, 제 2 분배전류신호(G2, G3) 및 제 2 증폭전류신호(H2, H3)가 통전되어 있는 경우를 생각한다. 제 2 파워증폭기(16)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)와 제 2 파워증폭기(17)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(67)가 통전상태가 된다. 제 2 증폭전류신호(H2)에 대응하여 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)는 온상태(풀온상태 또는 하프온상태)가 되고, 코일(3)의 구동전류(I2)의 양극측전류를 공급한다. 제 2 증폭전류신호(H3)에 대응하여 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 (67)는 온상태(풀온상태 또는 하프온상태)가 되고, 코일(4)의 구동전류(I3)의 양극측전류를 공급한다.
제 2 NMOS형 파워트랜지스터(66)와 (67)는, 적어도 어느 한쪽이 풀온상태가 되도록 되어 있다. 이렇게 하여, 이동체(1)의 이동동작에 따라 제 2 분배전류신호 (G2, G3) 및 제 2 증폭전류신호(H2, H3)를 변화시키고, 코일(3, 4)의 구동전류(I2, I3)의 양극측전류치를 부드럽게 변화시킨다. 다른 상의 전류통로의 전환동작도 같다. 여기서, 3상의 제 2 증폭전류신호를 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례하여 변화시키고 있기 때문에, 지령신호(Ad)가 변화한 경우에도 항상 매끄러운 전류통로의 바꿔 동작을 할 수 있다.
도 1의 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)와 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65, 66, 67)는, 지령기(20)나 전류검출기(21)나 스위칭제어기(22)나 지령변형기(23)나 전류공급기 (30)나 전환신호작성기(34)나 분배작성기(36)나 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)나 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)나 고전압출력기(51)의 소요의 트랜지스터나 저항 등의 반도체소자와 함께 단일의 실리콘 기판상에 접합분리하고 집적회로화되어 있다. 도 9에 집적회로의 구조의 일례를 나타낸다. P형 실리콘 기판상에 소요의 N+층이나 N-층이나 P+층이나 P-층 등을 확산시켜 각종의 트랜지스터를 형성하고 있다. 번호 191은, 2중 확산된 NMOS형 트랜지스터의 예이며, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터나 제 2 NMOS형 파워트랜지스터로서 사용한다. 이 2중확산 NMOS형 트랜지스터의 기생다이오드소자는, 제 1 파워다이오드나 제 2 파워다이오드로서 사용된다.
번호 192는, NPN형 바이폴라 트랜지스터의 예이며, 신호증폭트랜지스터로서 사용한다. 번호 193은, PNP형 바이폴라 트랜지스터의 예이며, 신호증폭트랜지스터로서 사용한다. 번호 194는, P 채널 및 N 채널의 CMOS형 전계효과 트랜지스터의 예이며, 논리신호처리에 사용한다. 또한, 각 트랜지스터의 사이는, 어스전위(OV)로 접속된 실리콘 기판과 동전위가 되는 P층에 의해서 접합분리된다. 접합분리된 집적회로는, 유전분리된 집적회로와 비교하여, 저비용의 제조 프로세스를 사용하고, 작은 1칩 기판상에 다수의 파워용 트랜지스터소자나 신호용 트랜지스터를 고밀도로 집적화할 수 있다. 즉, 염가에 집적회로화할 수 있다. 또 구체적인 마스크배치는 설계사항이며, 상세한 설명을 생략한다.
다음에 실시예1의 전체적인 동작에 관해서 설명한다. 전환신호작성기(34)는, 부드럽게 변화하는 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)를 만들어내고, 분배작성기 (36)의 제 1 분배기(37)와 제 2 분배기(38)에 공급한다. 제 1 분배기(37)는, 3상의 제 1 분리신호(D1n, D2n, D3n)에 대응하여, 제 1 공급전류신호(C1)에 비례한 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 출력한다. 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)는, 각각 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 전류증폭한 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 출력하고, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 각 통전제어단자측에 공급한다. 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는, 스위칭제어기(22)의 스위칭제어신호(W1)에 대응하여 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)에 의해서 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 스위칭제어신호(W1)가 "Lb"일 때에는, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는 각각 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 전류증폭동작하여, 3상의 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다.
스위칭제어신호(W1)가 "Hb"일 때에는, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 전부 오프가 된다. 이 때, 3상의 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류를 연속적으로 공급하는 전류에서는, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제 2 파워다이오드(65d, 66d, 67d)에 의해서 형성된다. 그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)가 고주파스위칭동작을 행하고 있음에도 불구하고, 코일로의 구동전류를 부드럽게 변화시킬 수 있다. 그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)에 의한 전류통로의 전환동작이 부드럽게 행해진다.
전류검출기(21)는 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 통전전류 (Ig)를 검출하여, 통전전류(Ig)에 대응하여 전류검출신호(Ag)를 출력한다. 스위칭제어기(22)는 지령변형기(23)의 변형지령신호(Af)와 전류검출기(21)의 전류검출신호(Ag)의 양자를 비교하고, 그 비교결과에 대응하여 스위칭제어신호(W1)를 변화시켜, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)(및 제 1 파워부 커런트미러회로)를 동시에 오프시킨다. 그 결과, 제 1 파워증폭기 (11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63) 중에서 1개 또는 2개의 전계효과형 파워트랜지스터가 단일의 펄스신호(W1)에 대응하여 온·오프의 고주파스위칭동작을 행하고, 직류전원(50)의 통전전류(Ig) 및 코일로 합성공급전류를 변형지령신호(Af)에 대응하는 값으로 제어한다. 또한, 전류공급기(30)와 제 1 분배기(37)와 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)는 제 1 분배제어블록을 형성하고, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)의 통전구간을 제어하고 있다. 또한, 스위칭제어기(22)와 전류검출기(21)와 지령변형기 (23)는 스위칭동작 블록을 형성하여, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)의 스위칭동작을 제어하고 있다.
230한편 제 2 분배기(38)는, 3상의 제 2 분리신호(D1p, D2p, D3p)에 대응하여, 제 2 공급전류신호(C2)에 비례한 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 출력한다. 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)는, 각각 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 전류증폭한 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 출력하고, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 각 통전제어단자측에 공급한다. 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)가 온·오프의 고주파스위칭동작을 행하고 있음에도 불구하고, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)는 각각 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 증폭하여 출력하고, 3상의 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 양극측전류를 공급한다. 그 결과, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)에 의한 전류통로의 전환동작은 부드럽게 된다. 또 전류공급기(30)와 제 2 분배기(38)와 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)는 제 2 분배제어블록을 형성하고, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65, 66, 67)의 통전구간을 제어하고 있다.
이와 같이, 상승 경사부분 및 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화하는 3상의 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)를 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측에 공급하고, 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)에 의해서 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측을 온. 오프의 스위칭하였다. 이에 따라 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)를 단일의 스위칭제어신호(W1)에 대응하여 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키면서도, 코일(2, 3, 4)에 공급하는 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류를 매끄럽게 변화시킬 수 있다.
또한, 상승 경사부분 및 하강 경사부분에 있어서 매끄럽게 변화하는 3상의 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 통전제어단자측에 공급하였다. 이에 따라, 코일(2, 3, 4)로의 양극측전류를 부드럽게 변화시킬 수 있다.
그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)와 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)에 의한 코일(2, 3, 4)로의 구동전류(I1, I2, I3)는 맥동이 적은 매끄러운 전류파형이 된다. 이에 따라, 발생구동력의 맥동은 작아지며, 디스크(1b)의 진동·소음이 작은 고성능인 디스크 장치 및 모터를 실현할 수 있다.
또한, 스위칭동작 블록의 지령변형기(23)에 있어서, 지령신호(Ad)에 비례한 진폭을 갖고, 전환신호작성기(34)의 출력신호 또는 이동체(1)의 이동동작에 대응하여 변형된 변형지령신호(Af)를 얻고 있다. 즉, 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 변화하는 고조파성분을 포함한 변형지령신호(Af)를 만들어내었다. 스위칭제어기(22)는, 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 통전전류(Ig)를 펄스식으로 하여, 통전전류(Ig)의 피크값을 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시킨다. 3상의 코일(2, 3, 4)로의 구동전류(I1, I2, I3)는, 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화하고, 변형지령신호(Af)가 갖는 고조파성분을 포함하게 된다. 이에 따라 구동전류(I1, I2, I3)는, 휘어짐이 감소되고, 매끄러운 정현파 형상의 3상전류통로로 할 수 있다. 그 결과, 발생구동력의 맥동이나 변동을 대폭 작게 할 수 있고, 진동이나 소음을 더욱 작게 할 수 있다. 이와 같이, 코일로의 전류통로의 전환동작에 대응 또는 연동하여, 직류전원(50)의 통전전류(Ig)의 피크값을 변화시킴으로써 전력손실이 적고, 진동·소음이 더욱 작은 디스크 장치나 모터를 실현할 수 있다.
또한, 3상의 제 1 증폭전류신호를 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례하게 변화시켜, 항상 적절한 입력전류가 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급되도록 하였다. 이에 따라 지령신호(Ad)에 대응하여 코일로의 구동전류가 변화한 경우라도, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급할 수 있고, 항상 매끄러운 전류통로의 전환동작이 실현된다.
또한, 3상의 증폭전류신호를 지령신호(Ad)에 비례 또는 대략 비례하게 변화시켜, 항상 적절한 입력전류가 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급되도록 하였다. 이에 따라, 지령신호(Ad)에 대응하여 코일로의 구동전류가 변화한 경우라도, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급할 수 있고, 항상 매끄러운 전류통로의 전환동작을 실현된다.
또한, 제 1 분배기(37)와 제 2 분배기(38)의 동작에 의해서, 동일상의 제 1 분배전류신호와 제 2 분배전류신호는 상보적으로 흐르기 때문에, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터와 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터도 상보적으로 동작한다. 따라서 부드럽게 연속적으로 변화하는 양방향의 구동전류가 코일에 공급되며, 또한, 동일상의 제 1 파워트랜지스터와 제 2 파워트랜지스터에 의한 단락전류는 생기지 않는다.
본 실시예에서는, 코일에 전력을 공급하는 파워증폭기를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키면서, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기를 전류통로의 전환동작을 매끄럽게 하고 있다. 그 결과, 디스크(1b)의 회전구동력의 맥동이 작아지며, 소음이나 진동은 대폭 저감된다. 또한, 파워증폭기의 전력손실이 작고, 손실·발열을 대폭 작게 하고 있다. 따라서 디스크(1b)로부터의 신호재생시(예를 들면, 고품위의 음성·영상신호의 감상시)에 있어서도, 재생기구로부터 발생하는 소음이나 진동이 작고, 신호재생이나 신호감상이 방해가 되는 경우가 없다. 즉 디스크의 진동이 작아지는 점에서, 헤드의 재생신호의 지터가 작아지며, 재생오류에 의한 신호장해가 지극히 적어진다.
또한, 디스크재생에 따르는 소음이 작고, 재생신호의 감상방해가 되는 불쾌한 음이 발생하지 않게 된다. 또한, 발열이 작다는 점에서, 디스크(1b)를 고속회전할 수 있고, 재생신호의 데이터율을 높게 할 수 있다. 또한, 기록가능디스크의 사용이 용이하게 되고, 기록가능디스크에의 기록동작이나 재생동작을 안정하게 행할 수 있다. 예를 들면, 기록가능디스크에의 신호기록장소의 변동을 작게 할 수 있고, 정확하고 또한, 안정된 기록이 실현된다. 또한, 전력손실·발열이 적다는 점에서, 디스크(1b)의 온도상승을 작게 할 수 있게 되고, 기록가능디스크에의 기록·재생을 안정하게 할 수 있다. 이와 같이 소음과 진동과 소비전력을 대폭 작게 한, 고품위·고성능인 디스크 장치를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 CLV(Constant Line Velocity)동작 혹은 ZCLV (Zone Constant Line Velocity)동작을 하여, 헤드의 반경위치에 대응하여 연속적 또는 스텝적으로 디스크의 회전속도를 변화시켜, 디스크로부터의 재생신호의 비트율을 일정 또는 대략 일정하게 하고 있다. 또한, 기록디스크인 경우에는, 헤드의 반경위치에 대응하여 연속적 또는 스텝적으로 디스크의 회전속도를 변화시켜, 디스크상으로의 기록밀도를 일정 또는 대략 일정하게 하고 있다. 또한, 본 실시예의 디스크 장치에 있어서 검색을 하는 경우에는, 디스크진동이나 소음이나 소비전력이 작기 때문에, 디스크의 회전이동속도를 단시간에 가속·감속하는 것이 가능하며, 디스크 장치의 검색시간을 대폭 단축할 수 있다는 이점도 있다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키고 있기 때문에, 제 1 파워증폭기의 전력손실은 작다. 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 온으로 작동시키고 있기 때문에, 제 2 파워증폭기의 전력손실은 작다. 따라서 전력효율의 대단히 좋은 모터가 된다. 또한, 제 1 증폭전류신호나 제 2 증폭전류신호를 지령신호(Ad)에 대응하여 변화시키고 있기 때문에, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기에서의 입력전류에 의한 전력손실도 작게 하고 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상승 경사부분이나 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화하는 3상의 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)(제 1의 3상의 전류신호)를 3개의 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급하였다. 이에 따라 제 1 파워증폭기 (11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63) 중에 1개 또는 2개의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키면서도, 코일(2, 3, 4)로의 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류를 부드럽게 변화시키었다.
마찬가지로, 상승 경사부분이나 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화하는3상의 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)(제 2의 3상의 전류신호)를 3개의 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급하였다. 이에 따라, 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65, 66, 67) 중에 1개 또는 2개의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 온 동작시키면서도 코일(2, 3, 4)로의 구동전류(I1, I2, I3)의 양극측 전류를 부드럽게 변화시키었다.
이에 따라 전류통로의 전환동작을 부드럽게 할 수 있고, 구동전류의 맥동을 작게 하여, 발생구동력의 맥동이나 디스크진동을 현저히 저감하였다. 또한, 제 1의 3상의 전류신호나 제 2의 3상의 전류신호의 적어도 경사부분을 지령신호(Ad)에 대응하여 변화시킴으로써, 디스크회전수의 변화에 대응하여 지령신호(Ad)가 변화한 경우라도, 항상 매끄러운 전류통로의 전환동작을 실현할 수 있다. 또, 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급하는 전류신호는, 실질적으로 부드럽게 변화하는 전류신호이면 되고, 예를 들어 계단형상의 스텝적 또는 단계형상의 디지털적으로 값을 변화시키는 전류신호라도 상관없다. 또한, 상승 경사부분과 하강 경사부분과 평탄부분 중에서, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 실질적으로 부드럽게 변화하는 전류신호를 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급함으로써, 전류통로의 전환동작을 부드럽게 할 수 있다.
본 실시예에서는 전류검출기(21)는 직류전원(50)의 통전전류(Ig), 즉, 코일로의 합성공급전류에 대응하여 전류검출신호(Ag)를 얻고 있다. 즉, 전류검출기 (21)의 전류검출신호(Ag)는 3상의 코일로의 합성공급전류「구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류 또는 양극측전류의 합성치」에 대응하여 변화한다. 스위칭제어기(22)는 지령변형기(23)의 변형지령신호(Af)와 전류검출기(21)의 출력신호(Ag)를 비교하여, 그 비교결과에 대응하여 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1의 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)를 온·오프의 펄스식인 고주파스위칭을 동작시킨다. 즉, 트리거 펄스신호(Dp)의 반복타이밍에 있어서 스위칭제어기(22)의 스위칭제어신호(W1)를 "Lb"로 변화시켜, 제 1의 3상 전류신호(F1, F2, F3)에 대응하여 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 통전상태로 변화시킨다. 전류검출기(21)의 출력신호 (Ag)가 변형지령신호(Af)보다도 크게 된 순간에, 스위칭제어기(22)의 스위칭제어신호(W1)를 "Hb"에 변화시켜, 3개의 제 1 파워증폭기 (11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)를 동시에 오프상태로 한다. 이에 따라, 1상 또는 2상의 코일에 음극측의 구동전류를 공급하면서도, 펄스식인 통전전류(Ig)의 피크값을 변형지령신호(Af)에 대응하여 제어할 수 있고, 모터의 발생구동력을 지령신호(Ad) 및 변형지령신호(Af)에 대응하는 값으로 정확히 제어할 수 있다.
또한, 변형지령신호(Af)와 전류검출기(21)의 출력신호(Ag)의 비교결과에 대응하여 단일의 펄스신호(스위칭제어신호(W1)에 의해, 3개의 제 1 파워증폭기를 동시에 온·오프의 고주파스위칭을 동작시킬 수 있었다. 이에 따라 지극히 간소한 구성에 의해서, 3상 코일로의 구동전류가 정확한 제어를 실현하였다. 즉, 전체구성이 지극히 간소하게 된다. 또한, 고주파스위칭의 타이밍을 정하는 펄스신호가 1개이기 때문에, 검출타이밍의 관리가 간단하고, 전류검출동작 및 전류제어동작이 안정된다. 또, 스위칭제어기(22)와 전류검출기(21)와 지령변형기(23)는 파워증폭기의 스위칭동작을 제어하는 스위칭동작블록을 형성하고 있다.
본 실시예에서는, 집적회로화에 알맞는 모터구성으로 되어 있다. 파워소자로서 파워트랜지스터와 그 기생소자로서 형성되는 파워다이오드를 사용하여 구성하고 있기 때문에 부품점수가 적고, 이들 파워소자를 작은 칩상에 집적회로화하는 것이 가능하다. 또한, 지령기(20), 전류검출기(21), 스위칭제어기(22), 지령변형기 (23), 전류공급기(30), 전환신호작성기(34), 분배작성기(36)(제 1 분배기(37)와 제 2 분배기(38)), 3개의 제 1 전류증폭기(41, 42, 43), 3개의 제 2 전류증폭기(45, 46, 47), 고전압출력기(51)의 소요의 트랜지스터나 저항 등의 반도체소자를 파워트랜지스터와 동일 칩상에서 집적회로화할 수 있다.
각 파워소자에 있어서의 발열을 지극히 작게 하고 있기 때문에, 집적회로화에 알맞은 구성으로 되어 있다. 즉, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 온. 오프의 고주파스위칭을 동작시켜, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 온동작시키고 있기 때문에, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터나 제 2 NMOS형 파워트랜지스터나 제 1 파워다이오드나 제 2 파워다이오드에 있어서의 전력손실·발열이 지극히 작다. 따라서, 이들 파워소자를 1칩에 집적회로화하더라도, 열파괴가 생기는 일은 없다. 또한, 방열판 등의 발열대책은 불필요하다.
본 실시예에서는, 접합분리부분에 형성되는 기생트랜지스터소자의 동작을 방지하고, 집적회로화에 알맞은 구성으로 하고 있다. 도 9에 나타낸 바와 같은 접합분리기술을 사용한 집적회로는, 고밀도집적에 알맞은 저비용의 IC가 실현된다. 그러나, 직류전원의 음극단자측(어스전위)에 접속된 접합분리부분을 베이스단자로 하는 다수의 기생트랜지스터소자가 형성되는 결점이 있다. 통상, 이들 기생트랜지스터가 동작하지 않도록, 역바이어스되어 있다. 그러나, 집적된 트랜지스터의 단자전위가 어스전위보다도 다이오드의 순방향전압만큼 낮아지면, 기생트랜지스터가 동작하고 다른 집적된 트랜지스터로부터 전류를 빼내는 현상이 생긴다. 모터와 같이 인덕턴스 작용을 갖는 코일에 대전류를 공급하는 용도로서는, 기생트랜지스터가 동작하면, 집적트랜지스터의 움직임을 현저히 방해할 우려가 있다. 특히 코일에 전류를 공급하는 파워트랜지스터를 온·오프의 고주파스위칭을 하게 하는 경우에는, 코일전압이 펄스식으로 쉽게 난폭해지며, 기생트랜지스터가 동작하기 쉽다.
이에 대하여 본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터만을 온·오프의 고주파스위칭을 동작시켜, 코일에 전류를 공급하는 구성으로 하였다. 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 전류유출단자측은 직류전원의 음극단자측에 접속되어 있기 때문에, 고주파스위칭동작을 행하게 하더라도 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 전류유입단자측전위 및 전류유출단자측전위는 어스전위 이하가 되지 않는다. 또한, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 전류유입단자측전위는 직류전원(50)의 양극단자전위이상으로 되지만, 집적트랜지스터의 동작을 방해하는 기생트랜지스터의 동작은 일어나지 않는다. 따라서 제 1 NMOS형 파워트랜지스터가 고주파스위칭을 하더라도, 안정된 회로동작을 얻을 수 있다.
제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터는 전류통로를 부드럽게 전환하고 있다. 따라서 제 2 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작을 하더라도, 코일의 각 전력공급단자측전위는 직류전원(50)의 음극단자측전위 이하로 되지 않는다.
따라서, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터나 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작이나 고주파스위칭동작을 행하더라도, 기생트랜지스터에 의한 방해동작은 생기지 않는다. 그 결과, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터나 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 다른 트랜지스터와 함께 1 칩의 집적회로화하더라도, 집적회로내의 트랜지스터를 안정적으로 회로동작시킬 수 있다. 이에 따라 3상의 코일로의 전류통로를 전자적으로 부드럽게 전환하는 모터의 회로부분을, 기생트랜지스터소자에 의한 방해동작이 우려되는 일없이, 1 칩의 실리콘 기판상에 집적회로화하는 것이 가능하게 된다.
본 실시예에서는 제 1 파워증폭기를 제 1 전계효과형 파워부 커런트미러회로에 의해서 구성하고, 제 2 파워증폭기를 제 2 전계효과형 파워부 커런트미러회로에 의해서 구성하여, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)와 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 전류증폭율의 격차를 대폭 작게 하였다. 또한, 전환신호에 대응하여 부드럽게 변화하는 제 1의 3상 전류신호(F1, F2, F3)를 만들어내어, 상승 경사부분과 하강 경사부분과 평탄부분 중에서, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 실질적으로 부드럽게 변화하는 제 1의 3상 전류신호(F1, F2, F3)를 3개의 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측에 공급하였다.
또한, 전환신호에 대응하여 부드럽게 변화하는 제 2의 3상 전류신호(H1, H2, H3)를 만들어내고, 상승 경사부분과 하강 경사부분과 평탄부분 중에서 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 실질적으로 부드럽게 변화하는 제 2의 3상 전류신호(H1, H2, H3)를 3개의 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 통전제어단자측에 공급하였다. 이에 따라, 제 1 파워증폭기의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터 (61, 62, 63)를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키면서도 3개의 제 1 전계효과형 파워트랜지스터(61, 62, 63) 및 3개의 제 2 전계효과형 파워트랜지스터(65, 66, 67)에 의한 전류통로의 전환동작을 부드럽게 행하게 하였다. 그 결과, 구동전류의 맥동이나 디스크진동이나 소음은 현저하고 작게 할 수 있다. 또 전계효과형 파워트랜지스터를 집적회로화함으로써, 회로이득의 격차를 또한, 저감할 수 있다. 또한, 제 1 파워증폭기와 제 1 분배제어블록의 합성전달이득 및 제 2 파워증폭기와 제 2 분배제어블록의 합성전달이득의 불균일이 작아진다는 이점도 있다.
본 실시예에서는 스위칭동작블록의 동작에 의해서, 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 통전전류(Ig)를 펄스식으로 하여, 통전전류(Ig)의 피크값을 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 변화시키었다. 이에 따라, 통전전류 (Ig)의 피크값은 이동체(1)나 디스크(1b)의 이동동작에 대응하여 변화하고, 3상의 코일(2, 3, 4)로의 구동전류(I1, I2, I3)는, 매끄러운 정현파 형상의 3상전류가 된다. 그 결과, 디스크진동을 대폭 작게 할 수 있고, 진동·소음의 현저하고 작은 고성능인 디스크 장치를 실현된다.
전환신호(D1)의 6배의 다음수의 최소치신호(Mn)와 같은 고조파신호를 전환신호작성기(34)내에서 직접 만들어내고, 그 고조파신호를 사용하여 변형지령신호(Af)를 만들도록 하여도 좋다. 예를 들면, 도 7의 절대치회로(361, 362, 363)와 최소치회로(364)를 전환신호작성기(34)내에 포함시키는 것에 의해, 전환신호작성기(34)의 출력신호로서 최소치신호(Mn)를 지령변형기(23)에 입력하여 전환신호작성기(34)의 하나의 출력신호에 대응하여 변형지령신호(Af)를 만들어낼 수 있다.
또한, 직류전원(50)의 통전전류(Ig)의 피크값을, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기에 의한 전류통로의 전환동작에 대응 또는 연동하여 변화시킴으로써, 매끄러운 3상의 구동전류를 얻고 있다. 따라서, 예를 들면, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기에 의한 전류통로의 전환동작을 직접 검출하고, 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 최소치신호(Mn)와 같은 고조파신호를 만들어내고, 그 고조파신호를 사용하여 변형지령신호(Af)를 만드는 것으로도 가능하다.
본 실시예에서는, 지령신호(Ad)에 대응하여 변형지령신호(Af)를 만들어내고 변형지령신호(Af)에 대응하여 통전전류(Ig)의 피크값을 변화시키었다. 이에 따라 간단한 구성으로, 휘어짐이 적은 정현파 형상의 구동전류를 코일에 공급하도록 하였다. 그러나 디스크진동이나 디스크소음을 저감하는 구성은 이러한 경우에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면 변형지령변형기(23)를 없애고, 지령신호(Af)의 대신에 지령신호(Ad)를 이용한 경우라도 매끄러운 사다리꼴파 형상의 구동전류를 코일에 공급하는 것이 가능하게 되며, 디스크진동이나 디스크소음을 매우 작게 할 수가 있다. 이와 같이 본 실시예에서는, 매끄러운 사다리꼴파 형상 또는 정현파 형상의 3상의 구동전류를 코일에 공급하는 구성을 실현하고 있고, 소비전력이나 진동이나 소음이 적은 고성능인 디스크 장치가 실현된다.
본 실시예에서는 지령신호(Ad)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)나 제 2 공급전류신호(C2)를 변화시킴으로써, 제 1의 3상 전류신호나 제 2의 3상 전류신호를 지령신호(Ad)에 대응하여 변화시키었다. 이에 따라 3개의 제 1NMOS형 파워트랜지스터 중에서 적어도 1개의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 풀온상태와 오프상태의 고주파스위칭을 동작시키면서도, 부드럽게 전류통로의 전환동작을 할 수 있었다. 또한, 3개의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 중에서 적어도 1개의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 확실히 풀온동작시키면서도, 부드럽게 전류통로의 전환동작을 할 수 있었다. 이와 같이 구성함에 의해, 기동시의 대전류공급시라도 정상제어시의 소전류공급시이더라도 지령신호(Ad)에 대응하여, 실질적으로 부드럽게 변화하는 적절한 경사부분을 가진 제 1의 3상 전류신호를 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급할 수 있다. 또한, 지령신호(Ad)에 대응하여, 실질적으로 부드럽게 변화하는 적절한 경사부분을 가진 제 2의 3상 전류신호를 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급할 수 있다. 그 결과, 맥동이 적은 구동전류를 코일에 공급할 수 있고, 발생구동력의 맥동은 현저히 작아진다.
매끄러운 전류통로의 전환을 행하기 위해서는, 제 1의 3상 전류신호(F1, F2, F3)의 각각의 각도폭을 전기각으로 120도보다도 널리 하는 것이 중요하며, 150도 이상이면 상당한 효과가 있어, 180도 또는 약 180도로 하는 것이 가장 바람직하다. 즉 상술한 바와 같이, 제 1 분배제어블록의 동작에 의해서 3개의 제 1 파워증폭기의 각각의 통전구간을 전기각으로 (360/3)도보다도 큰 각도폭으로 하고, 3개의 제 1 파워증폭기에 의해 2상분의 코일에 통전하는 기간을 설치하는 것이 중요하다. 이 때, 통전구간을 180도로 하는 것이 가장 바람직하지만 실질적으로 (360/3+10)도 이상이면 효과가 있어, 150도 이상이면 상당한 효과가 있다.
매끄러운 전류통로의 전환을 하기 위해서는, 제 2의 3상 전류신호(H1, H2,H3)의 각각의 각도폭을 전기각으로 120도보다도 넓게 하는 것이 중요하고, 150도 이상이면 상당한 효과가 있어, 180도 또는 약 180도로 하는 것이 가장 바람직하다. 즉 상술한 바와 같이, 제 2 분배제어블록의 동작에 의해서 3개의 제 2 파워증폭기의 각각의 통전구간을 전기각으로 (360/3)도보다도 큰 각도폭으로 하고, 3개의 제 2 파워증폭기에 의해 2상분의 코일에 통전하는 기간을 설치하는 것이 중요하다. 이 때 통전구간을 180도로 하는 것이 가장 바람직하지만, 실질적으로 (360/3+10)도 이상이면 효과가 있어, 150도 이상이면 상당한 효과가 있다.
또, 변형지령신호(Af)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)나 제 2 공급전류신호(C2)를 변화시켜, 제 1의 3상 전류신호나 제 2의 3상 전류신호를 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시켜도 좋다.
본 실시예에서는, 제1상째를 형성하는 제 1의 3상 전류신호(F1)와 제 2의 3상 전류신호(H1)는 전기각으로 180도의 위상차를 가지며, 상보적으로 흐르게 되어 있다. 제2상째를 형성하는 제 1의 3상 전류신호(F2)와 제 2의 3상 전류신호(H2)에 관해서도 동일하게 상보적으로 흘러, 제3상째를 형성하는 제 1의 3상 전류신호(F3)와 제 2의 3상 전류신호(H3)에 관해서도 동일하게 상보적으로 흐른다. 이에 따라, 동일상의 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기가 동시에 통전상태가 되는 일이 생기지 않는다. 그 결과 단락전류가 발생하지 않기 때문에, 파워트랜지스터의 전류파괴나 열파괴는 생기지 않는다.
이와 같이 본 실시예에서는, 상술한 많은 효과의 각각 또는 전부에 의해서, 소음이나 진동이나 소비전력이 대폭 저감되고, 고품위·고성능의 디스크 장치가 실현된다. 또 이러한 효과를 발휘하는 구성에는, 각종의 변형이 가능하다. 예를 들면, 변형지령신호(Af)를 지령신호(Ad)와 같이 하여도 좋다.
본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)와 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)와 지령기(20)와 전류검출기(21)와 스위칭제어기(22)와 지령변형기(23)와 전류공급기(30)와 전환신호작성기(34)와 분배작성기(36)(제 1 분배기(37)와 제 2 분배기(38))와 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)와 제 2 전류증폭기(45, 46, 47)와 고전압출력기(51)에 의해서, 3상의 부하(코일(2, 3, 4))로의 구동전류를 공급하는 구동회로를 형성하고 있다.
또한, 본 실시예의 전환신호작성기(34)는, 2개의 자전변환(磁電變換)소자를 사용하여 3상의 위치검출신호를 얻는 위치검출부(100)를 포함하여 구성하였다. 그러나, 3개의 자전변환소자를 사용하여도 구성할 수 있다. 또한, 그와 같은 검출소자를 사용하는 일없이, 예를 들면 코일(2, 3, 4)에 생기는 역기전력을 이용하여 전환신호(D1, D2, D3)를 만들어내어도 좋다. 이 때, 전환신호에 대응 또는 연동한 고조파신호를 얻는 것에 의해, 이동체의 이동동작에 대응 또는 연동한 변형지령신호 (Af)를 만들어낼 수 있다.
제 1의 3상 전류신호(F1, F2, F3)또는 제 2의 3상 전류신호(H1, H2, H3)는, 상승 경사부분이나 하강 경사부분에 있어서 실질적으로 시간적으로 경사를 가지고 전환하면 된다. 이에 따라, 구동전류(I1, I2, I3)도 상승 경사부분이나 하강 경사부분에 있어서 시간적으로 경사를 가지고 부드럽게 전류통로를 전환해 간다. 또한, 구동전류의 극성이 변화할 때에 연속적으로 전류치를 변화시키는 것이 바람직하지만, 동일상의 제 1의 3상 전류신호와 제 2의 3상 전류신호가 동시에 영이 되는 기간이 있어, 그 상의 구동전류를 영으로 하는 시간이 존재하여도 상관없다. 그러나 각 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 통전각도폭을 전기각으로 120도보다도 크게 하고(바람직하게는 150도 이상), 2개의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터가 동시에 통전상태가 되는 기간을 설치함으로써, 진동·소음은 작아진다. 각 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 통전각도폭을 전기각으로 120도보다도 크게 하고(바람직하게는 150도 이상), 2개의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터가 동시에 통전상태가 되는 기간을 설치함으로써, 진동·소음은 작아진다. 이 때, 각 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 통전각도폭을 180도와 같게 또는 대략 같게 하는 것이, 가장 바람직하다. 또한, 각 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 통전각도폭을 180도와 같게 또는 대략 같게 하는 것이, 가장 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)나 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)는 도 1에 표시된 구성에 한하지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)나 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 각각의 대신에, 도 12에 나타낸 구성의 파워증폭기(450)를 사용하여도 좋다. 파워증폭기(450)는 전계효과형 파워트랜지스터(451)와 파워다이오드(451d)와 전계효과형 트랜지스터(452)와 저항(453)을 갖고, 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 포함하여 구성되어 있다.
이 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 전계효과형 파워트랜지스터(451)의 제어단자측이 전계효과형 트랜지스터(452)의 제어단자측에(직접 혹은 예컨대 저항등의 어떠한 요소를 통해) 접속되고, 전계효과형 트랜지스터(452)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측이 전계효과형 파워트랜지스터(451)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측에 저항(453)을 통해 접속되고, 전계효과형 트랜지스터(452)의 전류통로단자쌍의 또 한쪽의 단자측이 파워증폭기(450)의 통전제어단자측에(직접 혹은 어떠한 요소를 통해) 접속되며, 또한, 전계효과형 트랜지스터(452)의 제어단자측이 파워증폭기(452)의 통전제어단자측에(직접 혹은 어떠한 요소를 통해) 접속되도록 구성되어 있다. 이 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측으로의 입력전류가 작을 때부터 큰 전류증폭율을 가지며, 파워증폭기로의 입력전류를 작게 할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 예를 들면, 도 13에 나타낸 구성의 파워증폭기(460)를 사용하여도 좋다.
파워증폭기(460)는 NMOS형 파워트랜지스터(461)와 파워다이오드(461d )와 NMOS형 트랜지스터(462)와 저항(463)을 가지며, 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 포함하여 구성되어 있다. 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 전계효과형 파워트랜지스터(461)의 제어단자측이 전계효과형 트랜지스터(462)의 제어단자측에(직접 혹은 어떠한 요소를 통해) 접속되고, 전계효과형 트랜지스터(462)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측이 파워증폭기(460)의 통전제어단자측에 저항(463)을 통해 접속되며, 전계효과형 트랜지스터(462)의 전류통로단자쌍의 또 한쪽의 단자측이 전계효과형 파워트랜지스터(461)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측에(직접 혹은 어떠한 요소를 통해) 접속되고, 또한, 전계효과형 트랜지스터(462)의 제어단자측이 파워증폭기(460)의 통전제어단자측에(직접 혹은 어떠한 요소를 통해) 접속되도록 구성되어 있다. 이 전계효과형 파워부 커런트미러회로는 통전제어단자측으로의 입력전류가 작은 동안은 소정의 전류증폭율을 가지며, 입력전류가 커지면 그 전류증폭율이 급격히 커진다. 이에 따라 모터의 기동시와 같이 대전류를 코일에 공급하는 경우에, 파워증폭기로의 입력전류를 작게 할 수 있다는 장점이 있다.
본 실시예에 있어서 스위칭제어기(22)의 스위칭펄스회로(330)에는, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 스위칭펄스회로(330)의 대신에 도 14에 나타낸 구성의 스위칭펄스회로(480)가 사용가능하다. 스위칭펄스회로(480)의 비교회로 (481)는, 변형지령신호(Af)와 전류검출신호(Ag)를 비교한 비교출력신호(Cr)를 출력한다. 즉, 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호(Af)보다도 작을 때에 비교출력신호 (Cr)는 "Lb"가 되며, 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호(Af)보다도 커지면 비교출력신호 (Cr)는 "Hb"로 변한다. 시정수회로(482)는, 비교회로(481)의 비교출력신호 (Cr)의 상승 에지("Lb"로부터 "Hb"로의 변화시점)을 트리거로서, 소정의 시간폭 (Wp)만큼 "Hb"가 되는 스위칭제어신호(W1)를 발생한다. 이 시간폭(Wp)은 콘덴서 (483)로의 충방전에 의해서 정해진다.
스위칭제어신호(W1)가 "Lb"일 때는, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)를 오프(비통전상태)로 하고, 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)에 따라서 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)가 온상태(풀온상태 또는 하프온상태)가 되며, 코일(2, 3, 4)로의 전류통로를 형성한다. 스위칭제어신호(W1)가 "Hb"가 되면, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)가 온(전류통전상태)이 되고, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 동시에 오프가 된다.
이에 따라 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호(Af)보다도 작을 때에 스위칭제어신호(W1)가 "Lb"가 되고, 제 1 파워증폭기는 온상태가 된다. 직류전원(50)의 통전전류(Ig)가 증가하고, 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호(Af)보다도 커진 타이밍에서, 비교출력신호(Cr)는 "Hb"로 변화한다. 비교회로(481)의 비교출력신호(Cr)의 상승에지에 의해서 시정수회로(482)가 트리거되어, 스위칭제어기신호(W1)는 소정시간폭(Wp)만큼 "Hb"가 된다. 그 결과, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)는 소정의 시간폭(Wp) 사이는 동시에 오프상태가 된다. 제 1 파워증폭기가 오프로 되고나서 소정시간폭(Wp)을 경과 후에, 스위칭제어신호(W1)는 "Lb"에 변하고, 다시 제 1 파워증폭기는 온상태가 된다. 이렇게 하여, 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 또한, 이동체(1)의 이동동작에 따라, 코일(2, 3, 4)로의 전류에서는 부드럽게 전환되어 간다.
(실시예2)
도 15에서 도 17에 본 발명의 실시예2의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와, 모터를 나타낸다. 도 15에 전체구성을 나타낸다. 본 실시예는, 전술한 실시예1에 있어서, 보조공급기(500)와 제 1 합성기(81, 82, 83)와 제 2 합성기(85, 86, 87)를 더 설치한 것이다. 그 밖의 구성에 있어서, 전술의 실시예1과 마찬가진 것에는 동일한 번호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다.
도 15의 보조공급기(500)는 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 3상의 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)와 3상의 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)를 공급한다. 도 16에 보조공급기(500)가 구체적인 구성을 나타낸다. 보조공급기(500)는 보조전환신호작성부(510)와 보조전류전환부(520)에 의해서 구성되어 있다.
보조전환신호작성부(510)는, 전환신호작성기(34)의 3상의 위치검출신호(Ja1, Jb1, Jc1)가 입력되어, 이들 위치검출신호에 대응하여 보조전환신호(J4∼J9)를 출력한다.
도 17에 보조전환신호작성부(510)가 구체적인 구성예를 나타낸다. 보조전환신호작성부(510)의 컴퍼레이터회로(541, 542, 543)는 각각, 3상의 위치검출신호 (Ja1, Jb1, Jc1) 중의 2상의 신호를 비교하여, 비교결과에 대응하여 3상의 디지털신호(Jd, Je, Jf)를 출력한다. 도 18(a)∼(c)에 디지털신호(Jd, Je, Jf)의 파형관계를 나타낸다. 이들 3상의 디지털신호(Jd, Je, Jf)는 반전회로(551, 552, 553)와 AND회로(561∼567)에 의해서 논리합성되어, 보조전환신호(J4∼J9)를 만들어낸다. 도 18(d)∼(i)에 보조전환신호(J4∼J9)의 파형관계를 나타낸다. 또 도 18의 각 횡축은 이동체(1)의 회전이동위치에 대응하고 있다. 디지털신호(Jd, Je, Jf)는 각각 전기각으로 180도 또는 약 180도의 각도폭에 걸쳐 "Hb", 나머지 180도의 각도폭에 걸쳐서 "Lb"가 된다. 또한, 디지털신호(Jd, Je, Jf)는, 120도의 위상차를 갖는 3상의 신호가 된다. 보조전환신호(J4, J5, J6)는 각각 전기각으로 120도 또는 약120도의 각도폭에 걸쳐 "Hb"가 되고, 나머지 240도의 각도폭에 걸쳐 "Lb"가 된다. 이들 보조전환신호(J4, J5, J6)는 차례로 변화하는 3상의 디지털신호이다. 또한, 보조전환신호(J7, J8, J9)는, 각각 전기각에서 120도 또는 약120도의 각도폭에 걸쳐 "Hb"가 되고, 나머지 240도의 각도폭에 걸쳐 "Lb"가 된다. 이들 보조전환신호(J7, J8, J9)는, 차례로 변화하는 3상의 디지털신호이다.
도 16의 보조전환신호작성부(510)의 보조전환신호(J4∼J9)는, 보조전류전환부(520)에 입력된다. 보조전류전환부(520)는 3개의 제 1 전류원(521, 522, 523)과 3개의 제 2 전류원(525, 526, 527)과 3개의 제 1스위치회로(531, 532, 533)와 3개의 제 2스위치회로(535, 536, 537)를 갖고 있다. 제 1 전류원(521, 522, 523)과 제 2 전류원(525, 526, 527)은, 고전압출력기(51)의 고전위점전위(Vu)에서 유출하는 방향으로 접속되어 있다.
제 1 스위치회로(531, 532, 533)는, 보조전환신호작성부(510)의 보조전환신호(J4, J5, J6)가 "Hb"가 되면 스위치를 온으로 한다. 이에 따라, 제 1 전류원 (521, 522, 523)의 전류를 보조전환신호(J4, J5, J6)에 대응하여 출력하여, 3상의 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)를 만들어낸다. 또한, 제 2 스위치회로(535, 536, 537)는, 보조전환신호작성부(510)의 보조전환신호(J7, J8, J9)가 "Hb"가 되면 스위치를 온으로 한다. 이에 따라 제 2 전류원(525, 526, 527)의 전류를 보조전환신호 (J7, J8, J9)에 대응하여 출력하여, 3상의 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)를 만들어낸다. 도 19(a), (b), (c)에 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)의 파형을 나타내고, 도 19(d), (e), (f)에 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)의 파형을 나타낸다. 또 도 19의 각 횡축은 이동체(1)의 회전이동위치에 대응하고 있다.
도 15의 제 1 합성기(81)는 단순히 결절점(node)으로 구성되어, 제 1 전류증폭기(41)의 제 1 증폭전류신호(F1)와 제 1 보조전류신호(F4)를 가산합성하여, 제 1합성전류신호(F1+F4)를 출력한다. 제 1 합성기(82)는 단순히 결절점에서 구성되어, 제 1 전류증폭기(42)의 제 1 증폭전류신호(F2)와 제 1 보조전류신호(F5)를 가산합성하고, 제 1 합성전류신호(F2+F5)를 출력한다. 제 1 합성기(83)는 단순히 결절점에서 구성되어, 제 1 전류증폭기(43)의 제 1 증폭전류신호(F3)와 제 1 보조전류신호(F6)를 가산합성하여, 제 1 합성전류신호(F3+F6)를 출력한다.
제 2 합성기(85)는 단순히 결절점으로 구성되고, 제 2 전류증폭기(45)의 제 2 증폭전류신호(H1)와 제 2 보조전류신호(H4)를 가산합성하여, 제 2 합성전류신호 (H1+H4)를 출력한다. 제 2 합성기(86)는 단순히 결절점으로 구성되고, 제 2 전류증폭기(46)의 제 2 증폭전류신호(H2)와 제 2 보조전류신호(H5)를 가산합성하여, 제 2 합성전류신호(H2+H5)를 출력한다. 제 2 합성기(87)는 단순히 결절점으로 구성되고, 제 2 전류증폭기(47)의 제 2 증폭전류신호(H3)와 제 2 보조전류신호(H6)를 가산합성하여, 제 2 합성전류신호(H3+H6)를 출력한다.
도 19(g)에 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)의 파형을 나타내고, 도 19(h)에 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)의 파형을 나타낸다. 또한, 도 19(i)에 제 1 합성전류신호(F1+F4, F2+F5, F3+F6)의 파형을 나타내고, 도 19(j)에 제 2 합성전류신호 (H1+H4, H2+H5, H3+H6)의 파형을 나타낸다.
제 1 합성전류신호(F1+F4, F2+F5, F3+F6)는, 영부터의 상승 경사부분 및 영으로의 하강경사부분에 있어서, 약 30도의 각도폭(전기각)에 걸쳐 부드럽게 변화하는 제 1의 3상 전류신호로 되어 있다. 마찬가지로, 제 2 합성전류신호(H1+H4, H2+H5, H3+H6)는, 영부터의 상승 경사부분 및 영으로의 하강경사부분에 있어서, 약30도의 각도폭(전기각)에 걸쳐 부드럽게 변화하는 제 2의 3상 전류신호로 되어 있다.
제 1 합성전류신호(F1+F4, F2+F5, F3+F6)는, 각각 제 1 파워증폭기(11, 12, 13)의 통전제어단자측에 공급되고, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)의 통전을 분배제어하여, 코일(2, 3, 4)로의 전류통로를 부드럽게 전환한다. 실제에서는, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터(61, 62, 63)는 스위칭제어기(22)에 의해서 온·오프의 고주파스위칭동작을 제어하면서, 제 1 합성전류신호에 대응하여 코일로의 통전의 분배제어를 하고 있다. 마찬가지로, 제 2 합성전류신호(H1+H4, H2+H5, H3+H6)는, 각각 제 2 파워증폭기(15, 16, 17)의 통전제어단자측에 공급되고, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터(65, 66, 67)의 통전을 분배제어하여, 코일(2, 3, 4)로의 전류통로를 부드럽게 전환한다.
그 밖의 구성 및 동작은, 전술의 실시예1과 동일하며, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급되는 3상의 제 1 합성전류신호(제 1의 3상 전류신호)를 각각, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화시켜, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작을 부드러운 모양으로 하여, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급하였다. 이 때, 제 1 합성전류신호에 제 1 보조전류신호를 포함하게 함으로써, 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하여, 전력손실을 저감하였다. 또한, 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측을 스위칭제어기의 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)에 의해 온·오프시켜, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 고주파스위칭을 동작시켜, 전력손실을 대폭 저감시키었다.
마찬가지로, 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측에 공급되는 3상의 제 2 합성전류신호(제 2의 3상 전류신호)를 각각, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강경사부분에 있어서 부드럽게 변화시켜, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작을 매끄러운 모양으로 하여, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급하였다. 이 때, 제 2 합성전류신호에 제 2 보조전류신호를 포함하게 하는 것에 의해, 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하여, 전력손실을 저감하였다.
이에 따라, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터와 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 전력손실을 대폭 저감할 수 있고, 모터의 전력효율은 대폭 개선된다. 또한, 코일로의 구동전류의 맥동이 저감되며, 진동이나 소음을 대폭 작게 할 수 있다.
전술의 실시예의 구체적인 구성에서는, 제 1 합성전류신호의 통전폭을 180도 또는 약 180도로 하고, 제 1 보조전류신호의 통전폭을 120도 또는 약 120도로 하였다. 그 결과, 제 1 합성전류신호는 상승 경사부분의 30도 또는 약 30도의 각도폭을 부드럽게 변화하고, 하강 경사부분의 30도 또는 약 30도의 각도폭을 부드럽게 변화한다. 이에 따라, 매끄러운 전류통로의 전환동작과 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항에 의한 전력손실의 저감을 동시에 실현하였다. 또한, 3상의 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)를 순서에 바꿔 공급하여, 어느 하나의 제 1 보조전류신호를 공급하도록 하였다. 또한, 동일기간에 2개 이상의 제 1 보조전류신호가 중복하여 흐르지 않도록 하였다.
또한, 제 2 합성전류신호의 통전폭을 180도 또는 약 180도로 하고, 제 2 보조전류신호의 통전폭을 120도 또는 약 120도로 하였다. 그 결과, 제 2 합성전류신호는, 상승 경사부분의 30도 또는 약 30도의 각도폭을 부드럽게 변화하여, 하강 경사부분의 30도 또는 약 30도의 각도폭을 부드럽게 변화한다. 이에 따라, 매끄러운 전류통로의 전환동작과 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항에 의한 전력손실의 저감을 동시에 실현하였다. 또한, 3상의 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)를 순서에 바꿔 공급하고, 어느 하나의 제 2 보조전류신호를 공급하도록 하였다. 또한, 동일기간에 2개 이상의 제 2 보조전류신호가 중복하여 흐르지 않도록 하였다.
그러나 이들 각도폭은 적시, 변경이 가능하다. 제 1 합성전류신호나 제 2 합성전류신호의 각도폭은 예를 들면, 150도로 하여도 좋다. 또한, 제 1 보조전류신호나 제 2 보조전류신호의 각도폭도 120도와 다르게 하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예에서도, 전술의 실시예1과 같은 각종 이점을 얻을 수 있다.
(실시예3)
도 20과 도 21에 본 발명의 실시예3의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와 모터를 나타낸다. 도 20에 전체구성을 나타낸다. 본 실시예는, 전술의 실시예 2에 있어서, 보조공급기(500)의 출력전류신호를 파워증폭기의 통전제어단자측에 직접 공급하도록 한 것이다. 그 밖의 구성에 있어서, 전술의 실시예1 또는 실시예2와 같은 것에는 동일한 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다.
도 20에 있어서 제 1 파워증폭기(611)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(41)의 제 1 증폭전류신호(F1)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F4)가 입력되며, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y1)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 1 파워증폭기(612)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(42)의 제 1 증폭전류신호(F2)가 입력되어, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F5)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기 (22)의 제어펄스신호(Y2)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 1 파워증폭기(613)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(43)의 제 1 증폭전류신호(F3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F6)가 입력되며, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y3)가 입력되어 있다.
또한, 제 2 파워증폭기(615)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(45)의 제 2 증폭전류신호(H1)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H4)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 2 파워증폭기(616)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(46)의 제 2 증폭전류신호(H2)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H5)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 2 파워증폭기(617)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(47)의 제 2 증폭전류신호(H3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H6)가 입력되어 있다.
도 21에 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)나 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)가 구체적인 구성에 해당하는 파워증폭기(620)를 나타낸다. 여기서는, 파워증폭기 (620)를 제 1 파워증폭기(611)로서 사용하는 경우를 보이고 있다. 파워증폭기 (620)는, NMOS형 파워트랜지스터(621)와 NMOS형 파워트랜지스터(621)에 병렬로 역접속된 파워다이오드(621d)를 포함하고 구성되어 있다. 파워다이오드(621d)의 전류유입단자측은 NMOS형 파워트랜지스터(621)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 NMOS형 파워트랜지스터(621)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 파워증폭기 (620)는, NMOS형 파워트랜지스터(621)와 NMOS형 트랜지스터(622)에 의해 전계효과형 파워부커런트미러회로를 형성하고 있다(셀면적비는 100배).
파워증폭기(620)의 통전제어단자측의 제 1 단자와 NMOS형 트랜지스터(622)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측 사이에 저항(623)이 접속되어, 통전제어단자측의 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 저항(624)이 접속되고, 통전제어단자측의 제 3 단자는 NMOS형 파워트랜지스터(621)의 제어단자측에 접속되어 있다. 이에 따라 파워증폭기(620)의 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 1 단자로의 제 1 증폭전류신호(F1)가 작은 동안은 소정의 전류증폭율을 가지며, 제 1 증폭전류신호(F1)가 커지면 그 전류증폭율이 급격히 커진다. 또한, 통전제어단자측의 제 2 단자로의 제 1 보조전류신호(F4)에 의해서 NMOS형 파워트랜지스터(621)의 온저항을 저감하고 있다. 또한, 파워증폭기(620)의 NMOS형 파워트랜지스터(621) 및 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 3 단자로의 제어펄스신호(Y1)에 의해서 온·오프의 고주파스위칭동작을 행하고 있다.
또 NMOS형 파워트랜지스터(621)는, 예를 들면 2중확산 N채널MOS구조의 전계효과형 트랜지스터에 의해서 구성되며, NMOS형 파워트랜지스터(621)의 기생다이오드소자를 파워다이오드(621d)로서 사용하고 있다. 또, 파워증폭기(620)의 저항 (623) 또는/및 저항(624)은, 영으로도 동작상 문제는 없다. 또한, 제 1 증폭전류신호(F1)와 제 1 보조전류신호(F4)는 파워증폭기(620)의 내부에서 합성되고, NMOS형 파워트랜지스터(621)나 파워부 커런트미러회로에 공급되어 있다.
파워증폭기(620)를 제 1 파워증폭기(612, 613)로서 사용하는 경우는, 도 21에 나타낸 구성과 같다. 또한, 파워증폭기(620)를 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)로서 사용하는 경우에는, 통전제어단자측의 제 3 단자를 접속하지 않으면 된다.
그 밖의 구성 및 동작은, 전술한 실시예2 또는 실시예1과 마찬가지로, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측의 제 1 단자에 공급되는 3상의 제 1 증폭전류신호(제 1의 3상 전류신호)를 각각, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화시켜, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작을 매끄러운 모양으로 하고, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급하였다. 또한, 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측의 제 2 단자에 제 1 보조전류신호를 공급하고, 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하도록 하였다. 여기에 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 1 NMOS형 파워트랜지스터란, 3개의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터 중에 가장 큰 구동전류를 공급하는 파워트랜지스터를 의미한다. 또한, 제 1 파워증폭기의 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기의 제어펄스신호를 공급하여, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키도록 하였다.
마찬가지로, 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측의 제 2 단자에 공급되는 3상의 제 2 증폭전류신호(제 2의 3상 전류신호)를 각각, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화시켜, 제 2 NMOS형 파워트랜지스터에 의한 전류통로의 전환동작을 매끄러운 모양으로 하여, 부드럽게 변화하는 구동전류를 코일에 공급하였다. 또한, 제 2 파워증폭기의 통전제어단자측의 제 2 단자에 제 2 보조전류신호를 공급하고, 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하도록 하였다. 여기에 지배적으로 전류통로를 형성하는 제 2 NMOS형 파워트랜지스터란, 3개의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터 중에 가장 큰 구동전류를 공급하는 파워트랜지스터를 의미한다.
또한, 본 실시예라도, 전술한 실시예와 같은 각종 이점을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)나 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)는 도 21에 표시된 구성의 파워증폭기(620)에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 도 22에 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)나 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)에 사용가능한 별도의 구성의 파워증폭기(640)를 나타낸다. 여기서는, 파워증폭기(640)를 제 1 파워증폭기(611)로서 사용하는 경우를 나타내고 있다. 파워증폭기(640)는, NMOS형 파워트랜지스터(641)와, NMOS형 파워트랜지스터(641)에 병렬로 역접속된 파워다이오드(641d)를 포함하고 구성되어 있다. 파워다이오드(641d)의 전류유입단자측은 NMOS형 파워트랜지스터(641)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 NMOS형 파워트랜지스터(641)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 파워증폭기(640)는 NMOS형 파워트랜지스터(641)와 NMOS형 트랜지스터(642)에 의해 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고 있다(셀면적비는 100배).
파워증폭기(640)의 통전제어단자측의 제 1 단자는 NMOS형 트랜지스터(622)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측에 접속되고, NMOS형 트랜지스터(622)의 전류통로단자쌍의 다른쪽의단자측과 NMOS형 파워트랜지스터(641)의 전류통로단자쌍의 한편의 단자측의 사이에 저항(643)이 접속되고, 통전제어단자측의 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 저항(644)이 접속되며, 통전제어단자측의 제 3 단자는 NMOS형 파워트랜지스터(641)의 제어단자측에 접속되어 있다. 이에 따라, 파워증폭기(640)의 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 1 단자에서의 제 1 증폭전류신호(F1)가 작을 때부터 큰 전류증폭동작을 하게 된다. 또한, 통전제어단자측의 제 2 단자에서의 제 1 보조전류신호(F4)에 의해서 NMOS형 파워트랜지스터(641)의 온저항을 저감하고 있다. 또한, 파워증폭기(640)의 NMOS형 파워트랜지스터 (641) 및 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 3 단자에서의 제어펄스신호(Y1)에 의해서 온·오프의 고주파스위칭동작을 행하고 있다. 또 파워증폭기 (640)의 저항(643) 또는/및 저항(644)은, 영으로 하여도 동작상문제는 없다.
(실시예4)
도 23과 도 24에 본 발명의 실시예4의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와, 모터를 나타낸다. 도 23에 전체구성을 나타낸다. 본 실시예는, 전술의 실시예3에 있어서, 제 1 파워증폭기의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터와 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키는 스위칭제어기(700)를 설치한 것이다. 그 밖의 구성에 있어서, 전술의 실시예1 또는 실시예 2 또는 실시예3과 같은 것에는 동일한 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다.
도 23의 스위칭제어기(700)는 변형지령신호(Af)와 전류검출기(21)의 전류검출신호(Ag)의 비교결과에 대응하여, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3, Y4, Y5)를 만들고, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)와 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시킨다. 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)및 제 2 파워증폭기 (615, 616, 617)가 구체적인 구성은, 전술의 도 21의 파워증폭기(620) 또는 도 22의 파워증폭기(640)와 동일하며, 상세한 설명은 생략한다.
도 24에 스위칭제어기(700)가 구체적인 구성을 나타낸다. 스위칭제어기 (700)의 스위칭펄스회로(340)의 비교회로(341)는, 변형지령신호(Af)와 전류검출신호(Ag)를 비교한 비교출력신호(Cr)를 얻는다. 트리거발생회로(342)는, 100kHz 정도의 고주파의 트리거 펄스신호(Dp)를 출력한다. 트리거 펄스신호(Dp)는 짧은 시간폭의 사이만 "Hb"가 되는 펄스신호이다. 상태유지회로(343)는, 트리거 펄스신호 (Dp)의 상승에지에 있어서 유지출력신호(Wq)를 "Lb"로 변화시키고, 비교출력신호 (Cr)의 상승에지에 있어서 유지출력신호(Wq)를 "Hb"로 한다. OR회로(344)는 유지출력신호(Wq)와 트리거 펄스신호(Dp)를 합성하고, 스위칭제어신호(W1)를 만들어낸다. 도 25(a)∼(c)에 트리거 펄스신호(Dp)와 유지출력신호(Wq)와 스위칭제어신호 (W1)의 파형관계의 일례를 나타낸다. 또 도 25의 횡축은 시간에 대응하고 있다.
스위칭제어신호(W1)가 "Lb"일 때는, 제어트랜지스터(731, 732, 733, 734, 735, 736)는 동시에 오프가 되고 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3, Y4, Y5)는 오프(무통전상태)가 된다. 이 때, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)는 각각 제 1 증폭전류신호 (F1, F2, F3)를 전류증폭하고, 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 음극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 또한, 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)는 각각 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 전류증폭하고, 코일(2, 3, 4)에 구동전류(I1, I2, I3)의 양극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 스위칭제어신호(W1)가 "Hb"일 때는, 제어트랜지스터(731, 732, 733, 734, 735, 736)는 동시에 온이 되고, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3, Y4, Y5)는 온(통전상태)이 된다. 이 때, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터는 전부 동시에 오프가 되고, 또한, 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터는 전부 동시에 오프가 된다. 이렇게 하여, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613) 및 제 2 파워증폭기 (615, 616, 617)는 단일의 스위칭제어신호(W1)에 의해 온상태와 오프상태를 고주파스위칭제어되고, 코일로의 구동전류를 변형지령신호(Af)에 대응하도록 되어 있다. 이것에 관해서 설명한다.
트리거 펄스신호(Dp)의 상승에지에 의해서 상태유지회로(343)의 유지출력신호(Wq)가 "Lb"로 변화하고, 그 후에 트리거 펄스신호(Dp)가 "Lb"로 변화한 때에는,스위칭제어신호(W1)는 "Lb"이 된다. 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)가 영이 아닌 상의 제 1 파워증폭기가 통전상태가 되고, 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)가 영이 아닌 상의 제 2 파워증폭기가 통전상태가 된다. 예를 들면, 제 1 증폭전류신호 (F1)만이 선택되고, 제 2 증폭전류신호(H2)만이 선택된 경우를 생각한다. 제 1 증폭전류신호(F1)에 대응하여 제 1 파워증폭기(611)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터가 통전상태가 되고, 코일(2)로의 구동전류(I1)의 음극측 전류를 공급하는 전류통로를 형성한다. 제 2 증폭전류신호(H2)에 대응하여 제 2 파워증폭기 (616)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터가 통전상태가 되고, 코일(3)로의 구동전류 (I2)의 양극측전류를 공급하는 전류통로를 형성한다.
코일(2, 3)에 충분한 구동전류를 공급하기 위해서, 제 1 파워증폭기(611)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터 및 제 2 파워증폭기(616)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터는 풀온상태가 된다. 코일의 인덕턴스작용에 의해서, 코일(2, 3)로의 구동전류치는 서서히 증가한다. 따라서 직류전원(50)이 공급하는 통전전류(Ig)가 증가하고, 전류검출기(21)의 전류검출신호(Ag)는 커진다. 전류검출신호(Ag)가 변형지령신호 (Af)보다 크게 된 순간에, 비교회로(341)의 비교출력신호(Cr)가 상승에지를 발생한다. 비교출력신호(Cr)의 상승에지에 의해서 상태유지회로(343)의 유지출력신호(Wq)는 "Hb"로 변화하고, 스위칭제어신호(W1)는 "Hb"로 변화한다. 스위칭제어신호(W1)가 "Hb"가 되면 제어펄스신호(Y1∼Y6)가 온이 되고, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터 및 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터는 전부 동시에 오프상태에 변한다. 이 때, 코일(2)의 인덕턴스작용에 의해서, 코일(2)의 전력공급단자측의 구동전압을 급격히 크게 하여, 제 2 파워증폭기(615)의 제 2 파워 다이오드를 지나는 전류통로를 형성한다. 그 결과, 코일(2)로의 구동전류(I1)의 음극측전류는 연속적으로 계속 흐른다.
또한, 코일(3)의 인덕턴스작용에 의해서, 코일(3)의 전력공급단자측의 구동전압을 급격히 작게 하여, 제 1 파워증폭기(612)의 제 1 파워다이오드를 지나는 전류통로를 형성한다. 그 결과, 코일(3)로의 구동전류(I2)의 양극측전류는 연속적으로 계속 흐른다. 이에 따라, 코일(2, 3)의 구동전류치는 서서히 작아진다. 조금의 시간을 경과한 뒤에, 트리거 펄스신호(Dp)의 다음 펄스가 도래하여, 상술의 스위칭동작을 되풀이한다. 이렇게 하여 직류전원(50)의 통전전류(Ig)의 피크값을 변형지령신호(Af)에 대응하는 값으로 제어하고, 코일(2, 3, 4)로의 구동전류를 제어한다. 또한, 제 1 보조전류신호(F4)가 제 1 파워증폭기(611)의 통전제어단자측에 공급되어 있는 경우에는, 제 1 파워증폭기(611)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하는 효과가 있다. 또한, 제 2 보조전류신호(H5)가 제 2 파워증폭기(616)의 통전제어단자측에 공급되어 있는 경우에는, 제 2 파워증폭기(616)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하는 효과가 있다.
이 예에서는, 이동체(1)의 이동에 따라 제 1 증폭전류신호를 1상분 또는 2상분으로 교대로 순조롭게 분배하고 있기 때문에, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)에 의한 전류통로의 전환은 부드럽게 된다. 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터의 고주파스위칭동작은, 전술의 설명과 마찬가지다. 또한, 이동체(1)의 이동에 따라 제 2 증폭전류신호를 1상분 또는 2상분에 교대로 부드럽게 분배하고 있기 때문에, 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)에 의한 전류통로의 전환은 부드럽게 이루어진다. 제 2 파워증폭기(615, 616, 617)의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터의 고주파스위칭동작은, 전술한 설명과 동일하다. 이에 따라 구동전류가 부드럽게 변화하여, 전류맥동이나 디스크진동이 현저히 작아진다. 또 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)나 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 지령신호(Ad)에 대응하는 필요최소한의 값으로 작게 하고 있기 때문에, 지령신호(Ad)가 변화한 경우라도 항상 매끄러운 전류통로의 전환동작이 가능하다. 또한, 제 1 증폭전류신호나 제 2 증폭전류신호에 의한 전력손실을 저감할 수 있다. 또, 제 1 증폭전류신호 (F1, F2, F3)나 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시키도록 하여도 좋다.
다음에 트리거 펄스신호(Dp)의 상승 에지의 도래 전에 비교출력신호(Cr)의 상승 에지가 발생하지 않은 경우의 동작에 관해서 설명한다. 비교출력신호(Cr)의 상승 에지가 발생하지 않는 동안은, 유지출력신호(Wq)는 "Lb"상태가 계속된다. OR회로(344)는, 유지출력신호(Wq)와 트리거 펄스신호(Dp)를 OR합성하여, 스위칭제어신호(W1)를 출력한다. 따라서 유지출력신호(Wq)가 계속 "Lb"이더라도 스위칭제어신호(W1)는 트리거 펄스신호(Dp)에 대응하여 짧은 펄스 폭의 사이 "Hb"가 되는 신호가 된다. 그 결과, 스위칭제어신호(W1)는 트리거 펄스신호(Dp)와 같은 주파수의 펄스신호가 된다. 즉, 스위칭제어신호(W1)는 펄스가 빠지는 일이 없어지고, 고정된 주파수의 펄스신호가 된다. 이에 따라, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기는 고정된 주파수의 안정된 스위칭동작이 되어, 스위칭이 빠짐에 따라 생기는 스위칭소음을 없앨 수 있다. 도 26(a)∼(c)에 트리거 펄스신호(Dp)와 유지출력신호(Wq)와 스위칭제어신호(W1)의 파형관계의 일예를 나타낸다. 또한, 도 26의 횡축은 시간에 대응하고 있다.
그 밖의 구성 및 동작은, 전술의 실시예1과 동일하며, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기의 제 1 또는 실시예2 또는 실시예3의 NMOS형 파워트랜지스터 및 제 2 파워증폭기의 제 2 NMOS형 파워트랜지스터를 고주파스위칭동작하고 있기 때문에, 이들 파워트랜지스터에 있어서의 전력손실은 대폭 저감된다. 이 때, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기는 단일의 스위칭제어신호 (W1)에 대응하여 동시에 온·오프하기 때문에, 고주파스위칭을 동작시키는 구성이나 코일로의 구동전류를 제어하는 구성을 지극히 간단히 할 수 있다.
또한, 스위칭제어기(700)는, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기의 적어도 한편의 파워증폭기를 소정시간간격마다 확실히 실질적으로 동시에 오프상태가 되도록 스위칭시키고 있다. 이에 따라, 고주파스위칭이 빠지는 것을 방지하고 스위칭소음을 저감하였다. 또한, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기의 적어도 한편의 파워증폭기가 소정시간간격마다 확실히 스위칭의 오프상태가 되기 때문에, 이 오프기간을 이용하여 코일의 역기전력의 변화를 정확히 검출할 수 있다. 이에 따라, 코일의 역기전력의 영크로스를 검출하여 전환신호를 작성하는 구성으로 하여도 모터동작은 안정된다.
또한, 본 실시예에서도 전술의 실시예1 또는 실시예2 또는 실시예3과 동일한각종 이점을 얻을 수 있다.
(실시예5)
도 27에서 도 31에 본 발명의 실시예5의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와 모터를 나타낸다. 도 27에 전체구성을 나타낸다. 본 실시예5에서는 전술한 실시예4에 있어서, 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)를 제 2 PMOS형 파워트랜지스터를 사용하여 구성한 것이다. 또한, 스위칭제어기(800), 보조공급기(810), 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)를 변경하고 있다. 그 밖의 구성에 있어서 전술의 실시예 1, 실시예2, 실시예3 또는 실시예4와 동일한 것에는 동일한 번호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다.
도 27에 있어서, 제 1 파워증폭기(611)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(41)의 제 1의 증폭전류신호(F1)가 입력되어, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(810)의 제 1 보조전류신호(F4)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(800)의 제어펄스신호(Y1)가 입력되어 있다. 마찬가지로, 제 1 파워증폭기(612)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(42)의 제 1 증폭전류신호(F2)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기 (810)의 제 1 보조전류신호(F5)가 입력되며, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기 (800)의 제어펄스신호(Y2)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 1 파워증폭기 (613)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(43)의 제 1 증폭전류신호 (F3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(810)의 제 1 보조전류신호(F6)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(800)의 제어펄스신호 (Y3)가 입력되어 있다.
도 21에 나타낸 전술의 파워증폭기(620)를 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)로서 사용한다. 도 21의 파워증폭기(620)를 제 1 파워증폭기(611)로서 사용하는 경우는, 이미 설명한 바와 같다. 또한, 제 1 파워증폭기(612, 613)의 경우도 동일한 구성이다.
도 27에 있어서, 제 2 파워증폭기(815)는 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(845)의 제 2 증폭전류신호(H1)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(810)의 제 2 보조전류신호(H4)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(800)의 제어펄스신호(Y4)가 입력되어 있다. 마찬가지로, 제 2 파워증폭기(816)는 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(846)의 제 2 증폭전류신호(H2)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기 (810)의 제 2 보조전류신호(H5)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(800)의 제어펄스신호(Y5)가 입력되어 있다. 마찬가지로, 제 2 파워증폭기 (817)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(847)의 제 2 증폭전류신호(H3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(810)의 제 2 보조전류신호(H6)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(800)의 제어펄스신호(Y6)가 입력되어 있다.
도 31에 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)가 구체적인 구성에 해당하는 파워증폭기(900)를 나타낸다. 여기서는, 파워증폭기(900)를 제 2 파워증폭기(815)로서 사용하는 경우를 나타내고 있다. 파워증폭기(900)는, PMOS형 파워트랜지스터(905)와, PMOS형 파워트랜지스터(905)에 병렬로 역접속된 파워다이오드(905d)를 포함하고 구성되어 있다. 파워다이오드(905d)의 전류유입단자측은 PMOS형 파워트랜지스터 (905)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 PMOS형 파워트랜지스터 (905)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 파워증폭기(900)는, PMOS형 파워트랜지스터(905)와 PMOS형 트랜지스터(906)에 의해 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고 있다(셀면적비는 100배).
파워증폭기(900)의 통전제어단자측의 제 1 단자와 PMOS형 트랜지스터(906)의 전류통로단자쌍의 한편의 단자측의 사이에 저항(907)이 접속되어, 통전제어단자측의 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 저항(908)이 접속되고, 통전제어단자측의 제 3 단자는 PMOS형 파워트랜지스터(905)의 제어단자측에 접속되어 있다. 이에 따라, 파워증폭기(900)의 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 1 단자로의 제 2 증폭전류신호(H1)가 작은 동안은 소정의 전류증폭율을 갖고, 제 2 증폭전류신호(H1)가 커지면, 그 전류증폭율이 급격히 커진다. 또한, 통전제어단자측의 제 2 단자로의 제 2 보조전류신호(H4)에 의해서 PMOS형 파워트랜지스터(905)의 온저항을 저감한다. 또한, 파워증폭기(900)의 PMOS형 파워트랜지스터(905)및 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 3 단자로의 제어펄스신호 (Y4)가 온·오프의 고주파스위칭을 행하는 경우에, 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 또 파워증폭기(900)의 저항(907) 또는/및 저항(908)은, 영으로 해도 동작상 문제는 없다.
도 27의 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)는, 제 1 분배전류신호(G1, G2, G3)를 전류증폭한 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 만들어낸다. 제 2 증폭전류신호 (H1, H2, H3)는, 각각 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)의 통전제어단자측의 제 1 단자에 공급되어 있다.
도 30에 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)가 구체적인 구성을 나타낸다. 제 2 전류증폭기(845)는 트랜지스터(951, 952)에 의한 초단의 커런트미러회로와, 트랜지스터(953, 954)와 저항(955, 956)에 의한 다음단의 커런트미러회로를 세로 접속한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되어 있다. 제 2 전류증폭기(845)는 전류증폭율에서 50배의 소정의 증폭을 한다. 마찬가지로 제 2 전류증폭기(846)는, 트랜지스터(961, 962, 963, 964)와 저항(965, 966)에 의한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되어, 전류증폭율에서 50배의 소정의 증폭을 한다. 마찬가지로, 제 2 전류증폭기(847)는, 트랜지스터(971, 972, 973, 974)와 저항(975, 976)에 의한 제 2 증폭부 커런트미러회로에 의해서 구성되어, 전류증폭율에서 50배의 소정의 증폭을 한다. 이에 따라 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)는, 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 각각 50배의 증폭하여, 3상의 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 출력한다.
도 27의 스위칭제어기(800)는, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613) 또는/및 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시킨다. 도 28에 스위칭제어기(800)가 구체적인 구성을 나타낸다. 스위칭제어기(800)의 스위칭펄스회로(340)는, 전술의 도 24에 나타낸 구성과 마찬가지고, 스위칭제어신호(W1)를 출력한다.
선택스위치회로(840)의 선택스위치신호(Sf)가 "Lb"의 경우에는, AND회로 (830)의 출력은 "Lb"이 되어, 제어트랜지스터(835, 836, 837)는 오프가 된다. 따라서 제어펄스신호(Y4, Y5, Y6)는 오프상태가 된다. 또한, AND회로(828)의 출력은 스위칭제어신호(W1)가 된다. 따라서 스위칭제어신호(W1)에 대응하여 제어트랜지스터 (831, 832, 833)가 온·오프동작하여, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)는 온·오프출력할 수 있다. 그 결과, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)에 대응하여 제 1 파워증폭기 (611, 612, 613)의 제 1 NMOS형 파워트랜지스터가 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 또 제어펄스신호(Y4, Y5, Y6)는 오프이므로 제 2 파워증폭기 (815, 816, 817)는 제 2 전류증폭기(845, 846, 847)의 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)에 대응하여 통전이 분배제어된다(고주파스위칭동작은 하지 않는다). 즉, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)가 고주파스위칭동작을 행하고, 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)는 고주파스위칭동작을 행하지 않는다.
선택스위치회로(840)의 선택스위치신호(Sf)가 "Hb"인 경우에는, AND회로 (828)의 출력은 "Lb"이 되고, 제어트랜지스터(831, 832, 833)는 오프가 된다. 따라서 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)는 오프상태가 된다. 또한, AND회로(830)의 출력은 스위칭제어신호(W1)가 된다. 따라서, 스위칭제어신호(W1)에 대응하여 제어트랜지스터(835, 836, 837)가 온·오프동작하고, 제어펄스신호(Y4, Y5, Y6)는 온·오프출력할 수 있다. 그 결과, 제어펄스신호(Y4, Y5, Y6)에 대응하여 제 2 파워증폭기 (815, 816, 817)의 제 2 PMOS형 파워트랜지스터가 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 또, 제어펄스신호(Y1, Y2, Y3)는 오프이므로 제 1 파워증폭기(611, 612,613)는 제 1 전류증폭기(41, 42, 43)의 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)에 대응하여 통전을 분배제어한다(고주파스위칭동작은 행하지 않는다). 즉, 제 2 파워증폭기 (815, 816, 817)가 고주파스위칭동작을 행하고, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)는 고주파스위칭동작을 행하지 않는다.
선택스위치회로(840)의 선택스위치신호(Sf)는, 전환신호작성기(34)의 출력신호 또는 이동체(1)의 이동동작에 대응하여 변화한다. 여기서는 전환신호작성기 (34)의 3상의 위치검출신호(Ja1, Jb1, Jc1)가 선택스위치회로(840)에 입력된다. 파형정형회로(841, 842, 843)는 각각의 위치검출신호(Ja1, Jb1, Jc1)를 정전압원 (848)의 소정전압과 비교하여, 3상의 디지털신호(Jk, Jl, Jm)을 만들어낸다. 제 1 배타적 논리화회로(844)(Excluslve OR)는, 이 3상의 디지털신호(Jk, Jl, Jm)의 배타적 논리화를 취하여 디지털신호(Jp)를 얻는다. 따라서 디지털신호(Jp)는, 3상의 디지털신호(Jk, Jl, Jm)중에 홀수개가 "Hb"인 경우에 "Hb"가 되고, 그 밖의 경우에 "Lb"가 된다. 제 2 배타적 논리화회로(845)는, 디지털신호(Jp)와 설정신호(Sg)의 배타적 논리화를 취하여, 선택스위치신호(Sf)를 출력한다. 따라서 설정신호(Sg)를 "Lb"로 하면 디지털신호(Jp)는 그대로 선택스위치신호(Sf)가 되고, 설정신호(Sg)를 "Hb"로 하면 디지털신호(Jp)의 부정신호가 선택스위치신호(Sf)가 된다.
이에 따라, 선택스위치회로(840)의 선택스위치신호(Sf)는 전환신호작성기 (34)의 출력신호 또는 전류통로의 전환동작에 대응하여 전기각으로 60도 또는 약 60도마다 그 극성을 변화시킨다. 그 결과, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기는, 전기각으로 60도 또는 약 60도마다 교대로 교체하면서 고주파스위칭동작을 행하게된다.
즉, 설정신호(Sg)를 소정극성으로 설정함에 의해, 3개의 제 1 파워증폭기와 3개의 제 2 파워증폭기 중에, 전류통로의 전환동작을 하는 측의 파워증폭기를 선택적으로 고주파스위칭을 동작시킬 수 있다. 그 결과, 확실한 전류통로의 전환동작이 실현된다.
설정신호(Sg)를 반대극성으로 설정함으로써, 3개의 제 1 파워증폭기와 3개의 제 2 파워증폭기 중에, 전류통로의 전환동작을 하지 않은 측의 파워증폭기를 선택적으로 고주파스위칭을 동작시킬 수 있다. 그 결과, 고주파스위칭동작을 행하는 파워트랜지스터의 수가 적어져, 스위칭손실이 작아진다. 이러한 설정신호(Sg)에 의한 선택방법은, 필요에 따라서 적시변경가능하다.
도 27의 보조공급기(810)는, 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 3상의 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)를 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)의 통전제어단자측에 공급하고, 전환신호작성기(34)의 출력신호에 대응하여 3상의 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)를 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)의 통전제어단자측에 공급한다. 도 29에 보조공급기(810)이 구체적인 구성을 나타낸다. 보조공급기(810)의 보조전환신호작성부(510)는 전술의 도 17에 나타낸 구성과 마찬가지고, 상세한 설명은 생략한다. 보조전류전환부(850)는 3개의 제 1 전류원(871, 872, 873)과 3개의 제 2 전류원(875, 876, 877)과 3개의 제 1스위치회로(881, 882, 883)와 3개의 제 2스위치회로(885, 886, 887)를 갖고 있다. 제 1 전류원(871, 872, 873)은 직류전원(50)의 양극단자측보다 유출하는 방향으로 접속되고, 제 2 전류원(875, 876,877)은 직류전원(50)의 음극단자측에 유입하는 방향으로 접속되어 있다.
제 1 스위치회로(881, 882, 883)는, 보조전환신호작성부(510)의 보조전환신호(J4, J5, J6)가 "Hb"가 되면 스위치를 온으로 하여 제 1 전류원(871, 872, 873)의 전류를 3상의 제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)로서 출력한다. 제 2스위치회로 (885, 886, 887)는, 보조전환신호작성부(510)의 보조전환신호(J7, J8, J9)가 "Hb"가 되면 스위치를 온으로 하여, 제 2 전류원(875, 876, 877)의 전류를 3상의 제 2 보조전류신호(H4, H5, H6)로서 출력한다.
제 1 보조전류신호(F4, F5, F6)와 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)의 파형관계는, 전술의 도 19(a)∼(c), (g)에 나타낸 것과 같다. 또한, 제 2 보조전류신호 (H4, H5, H6)와 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)의 파형관계는 전술의 도 19(d)∼ (f), (h)에 나타낸 것과 같다.
또한, 지령변형기(23)의 변형지령신호(Af)를 전류공급기(30)에 입력하여, 제 1 증폭전류신호(F1, F2, F3)나 제 2 증폭전류신호(H1, H2, H3)를 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시키고 있다. 이에 따라, 지령신호(Ad)가 변화한 경우에도, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기에 의해 매끄러운 전류통로의 전환동작을 할 수 있다.
그 밖의 구성 및 동작은, 전술의 실시예1이나 실시예2나 실시예3이나 실시예4와 동일하며, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 제 1 파워증폭기 또는 제 2 파워증폭기를 온·오프의 고주파스위칭을 동작시키고 있기 때문에, 파워증폭기의 전력손실은 작다.
따라서, 전력효율이 좋은 디스크 장치나 모터가 된다. 또한, 제 1 증폭전류신호나 제 2 증폭전류신호를 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시켜, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기의 입력전류에 의한 전력손실도 작게 하고 있다. 또한, 직류전원(50)으로부터 코일(2, 3, 4)에 공급하는 펄스식인 통전전류(Ig)의 피크값을 이동체(1)의 이동동작 또는 전류통로의 전환동작에 대응하여 변화시킴으로써, 매끄러운 정현파 형상의 구동전류를 코일에 공급할 수 있고, 진동·소음을 현저하고 작게 할 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 파워증폭기에 제 1 NMOS형 파워트랜지스터를 사용하고, 제 2 파워증폭기에 제 2 PMOS형 파워트랜지스터를 사용하여, 제 1 NMOS형 파워트랜지스터나 제 2 PMOS형 파워트랜지스터를 통전제어하기 위한 구성을 대폭 간소하게 하였다. 즉, 고전압출력기를 없애고, 파워트랜지스터를 구동제어하기 위해서 직류전원(50)이외의 전압원을 없앴다. 이에 따라, 전체의 구성은 현저하고 간소하게 되었다.
본 실시예에서는, 비선형인 전압증폭이득을 갖는 NMOS형 파워트랜지스터와 PM0S형 파워트랜지스터를 사용하면서도, 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 구성하고, 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기의 전류증폭율의 격차를 대폭 저감하였다. 이에 따라 전류통로의 전환동작을 매끄러운 모양으로 하였다.
또한, 본 실시예에서는, 제 1 증폭전류신호(제 1의 3상 전류신호)나 제 2 증폭전류신호(제 2의 3상 전류신호)를 변형지령신호(Af)에 대응하여 변화시키고, 지령신호(Ad)가 변화한 경우이더라도 항상 매끄러운 전류통로의 전환동작을 실현하였다.
또한, 본 실시예에서도, 전술의 실시예와 동일한 각종 이점을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)는 도 21에 표시된 구성의 파워증폭기(620)에 한하지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면 도 22에 나타낸 파워증폭기(640)를 제 1 파워증폭기(611, 612, 613)로서 사용가능하다.
본 실시예에 있어서, 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)는 도 31에 표시된 구성의 파워증폭기(900)에 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 도 32에 제 2 파워증폭기(815, 816, 817)에 사용가능한 별도의 구성의 파워증폭기(920)를 나타낸다. 여기서는, 파워증폭기(920)를 제 2 파워증폭기(815)로서 사용하는 경우를 나타내고 있다. 파워증폭기(920)는, PMOS형 파워트랜지스터(925)와, PMOS형 파워트랜지스터(925)에 병렬로 역접속된 파워다이오드(925d)를 포함하고 구성되어 있다. 파워다이오드(925d)의 전류유입단자측은 PMOS형 파워트랜지스터(925)의 전류유출단자측에 접속되고, 전류유출단자측은 PMOS형 파워트랜지스터(925)의 전류유입단자측에 접속되어 있다. 파워증폭기(920)는, PMOS형 파워트랜지스터(925)와 PMOS형 트랜지스터(926)에 의해 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 형성하고 있다(셀면적비는 100배).
파워증폭기(920)의 통전제어단자측의 제 1 단자는 PMOS형 트랜지스터(926)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측에 접속되고, PMOS형 트랜지스터(926)의 전류통로단자쌍의 다른쪽의단자측과 PMOS형 파워트랜지스터(925)의 전류통로단자쌍의 한쪽의 단자측의 사이에 저항(927)이 접속되며, 통전제어단자측의 제 1 단자와 제 2 단자의 사이에 저항(928)이 접속되고, 통전제어단자측의 제 3 단자는 PMOS형 파워트랜지스터(925)의 제어단자에 접속되어 있다. 이에 따라, 파워증폭기(920)의 전계효과형 파워부 커런트미러회로는 통전제어단자측의 제 1 단자에서의 제 2 증폭전류신호(H1)가 작을 때부터, 상당히 큰 전류증폭동작을 하게 된다. 또한, 통전제어단자측의 제 2 단자에서의 제 2 보조전류신호(H4)에 의해서 PMOS형 파워트랜지스터 (925)의 온저항에 의한 전력손실을 저감하고 있다. 또한, 파워증폭기(920)의 PMOS형 파워트랜지스터(925) 및 전계효과형 파워부 커런트미러회로는, 통전제어단자측의 제 3 단자에서의 제어펄스신호(Y4)가 온·오프동작하고 있는 경우에, 온·오프의 고주파스위칭동작을 행한다. 또 파워증폭기(920)의 저항(927) 또는/및 저항 (928)은 영에게도 동작상문제는 없다.
(실시예6)
도 33과 도 34에 본 발명의 실시예6의 모터를 포함하여 구성된 디스크 장치와, 모터를 나타낸다. 도 33에 전체구성을 나타낸다. 본 실시예는 전술한 실시예 3에 있어서, 또한, 오프동작기(1000)를 설치한 것이다. 그 밖의 구성에 있어서, 전술의 실시예1, 실시예2, 실시예3, 실시예4 또는 실시예5와 같은 것에는 동일한 번호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다.
도 33에 있어서, 제 1 파워증폭기(611)는 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(41)의 제 1 증폭전류신호(F1)가 입력되어, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F4)가 입력되고, 통전제어단자측의 제3 단자에 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y1)가 입력되어 있다. 마찬가지로, 제 1 파워증폭기(612)는 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(42)의 제 1 증폭전류신호(F2)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F5)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기 (22)의 제어펄스신호(Y2)가 입력되어 있다. 마찬가지로, 제 1 파워증폭기(613)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 1 전류증폭기(43)의 제 1 증폭전류신호(F3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 1 보조전류신호(F6)가 입력되며, 통전제어단자측의 제 3 단자에 스위칭제어기(22)의 제어펄스신호(Y3)가 입력되어 있다.
제 2 파워증폭기(615)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기 (45)의 제 2 증폭전류신호(H1)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H4)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z4)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 2 파워증폭기 (616)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(46)의 제 2 증폭전류신호 (H2)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H5)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z5)가 입력되어 있다. 마찬가지로 제 2 파워증폭기(617)는, 통전제어단자측의 제 1 단자에 제 2 전류증폭기(47)의 제 2 증폭전류신호(H3)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 2 단자에 보조공급기(500)의 제 2 보조전류신호(H6)가 입력되고, 통전제어단자측의 제 3 단자에 오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z6)가 입력되어 있다.
오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z4)는, 적어도 제 1 파워증폭기(611)가 통전상태의 고주파스위칭동작을 행하고 있는 경우에, 같은 상의 제 2 파워증폭기 (615)의 통전제어단자측에서 전류를 유출시키고, 제 2 파워증폭기(615)를 확실히 오프동작시킨다. 또한, 제 2 파워증폭기(615)가 통전상태가 될 때에는, 오프전류신호(Z4)는 무신호상태(영전류)가 되고, 제 2 파워증폭기(615)는 통전제어단자측으로의 입력전류에 대응하여 통전제어된다. 마찬가지로, 오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z5)는, 적어도 제 1 파워증폭기(612)가 통전상태의 고주파스위칭동작을 행하고 있는 경우에, 같은 상의 제 2 파워증폭기(616)의 통전제어단자측에서 전류를 유출시켜 제 2 파워증폭기(616)를 확실히 오프동작시킨다. 또한, 제 2 파워증폭기 (616)가 통전상태가 되는 때에는, 오프전류신호(Z5)는 무신호상태(영전류)가 되어, 제 2 파워증폭기(616)는 통전제어단자측으로의 입력전류에 대응하여 통전제어된다. 마찬가지로, 오프동작기(1000)의 오프전류신호(Z6)는, 적어도 제 1 파워증폭기 (613)가 통전상태의 고주파스위칭동작을 행하고 있는 경우에, 같은 상의 제 2 파워증폭기(617)의 통전제어단자측에서 전류를 유출시켜 제 2 파워증폭기(617)를 확실히 오프동작시킨다. 또한, 제 2 파워증폭기(617)가 통전상태가 되는 때에는, 오프전류신호(Z6)는 무신호상태(영전류)가 되고, 제 2 파워증폭기(617)가 통전제어단자측으로 입력전류에 대응하여 통전제어된다.
도 34에 오프동작기(1000)의 구체적인 구성을 나타낸다. 오프동작기(1000)의 컴퍼레이터(1010)는, 전환신호작성기(34)의 출력신호(Ja1)와 소정전압을 비교하여, 그 비교결과에 대응하여 전계효과형 트랜지스터(1012)를 온·오프시킨다. 그 결과, 오프전류신호(Z4)를 출력하고 제 2 파워증폭기(615)를 확실히 오프동작시킨다. 마찬가지로, 컴퍼레이터(1020)는 전환신호작성기(34)의 출력신호(Jb1)와 소정전압을 비교하여, 그 비교결과에 대응하여 전계효과형 트랜지스터(1022)를 온·오프시킨다. 그 결과, 오프전류신호(Z5)를 출력하고, 제 2 파워증폭기(616)를 확실히 오프동작시킨다. 마찬가지로 컴퍼레이터(1030)는, 전환신호작성기(34)의 출력신호(Jc1)와 소정전압을 비교하여, 그 비교결과에 대응하여 전계효과형 트랜지스터 (1032)를 온·오프시킨다. 그 결과, 오프전류신호(Z6)를 출력하여 제 2 파워증폭기(617)를 확실히 오프동작시킨다.
그 밖의 구성 및 동작은, 전술의 실시예3, 실시예2 또는 실시예1과 동일하며, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에서는, 통전상태에 있는 제 1 파워증폭기가 고주파스위칭동작을 행하고 있는 경우에, 오프동작기의 오프신호에 의해서 같은 상의 제 2 파워증폭기를 오프로 하고 있기 때문에, 구동전압이 대진폭의 고주파펄스전압으로 되어도, 제 2 파워증폭기가 불필요한 전류통전을 방지할 수가 있다. 특히 제 2 파워증폭기를 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성하고 있는 경우에, 전계효과형 파워트랜지스터의 특성인 불균일에 의해서 이러한 불필요한 전류가 발생하기 쉽기 때문에, 오프동작기에 의해서 완전히 오프해야 한다.
전술의 구성에서는, 제 1 파워증폭기만을 고주파스위칭을 동작시키도록 하였지만, 그와 같은 경우에 한정되지 않고 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기를 고주파스위칭을 동작시키도록 하여도 좋다. 또한, 제 1 증폭전류신호가 영으로 되어 제 1 파워증폭기가 오프상태가 되는 기간에, 오프동작기가 새로운 오프신호에 의해서 제 1 파워증폭기를 강제적으로 오프동작시키도록 하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서도, 전술의 실시예와 동일한 각종 이점을 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 디스크 장치에서는 소음이나 진동이나 전력손실을 각각 또는 동시에 대폭 저감할 수 있고, 고성능인 DVD 장치나 CD 장치나 HDD 장치나 FDD 장치 등을 구성할 수 있다. 예를 들면, 디스크진동이 작은 점에서, 디스크부터의 재생신호의 지터가 대폭 작아지며, 재생오류율이 작아진다. 디스크에의 기록에 있어서는, 기록장소의 변동이 대폭 작아진다. 또한, 디스크의 소음이 작은 점에서, 디스크로부터 재생한 음성·영상신호의 감상에 있어서 소음방해가 생기지 않는다. 또한, 전력손실이 작은 점에서, 디스크 장치의 전기절약화가 도모되며, 디스크의 온도상승도 작아진다. 또한, 열에 약한 기록가능디스크를 사용하여, 기록가능디스크의 재생 또는 기록을 안정적으로 행할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 디스크 장치는, 디스크의 사용방법을 대폭 확대하는 것이다. 그 중에서도 본 발명에 따라, DVD 장치나 HDD 장치 등과 같은 디스크 장치를 구성한 경우에는, 고품위의 음성·영상신호를 고밀도로 기록된 디스크를 소음방해 없이 안정적으로 재생감상하는 것, 또는/및 고품위의 음성·영상신호를 디스크에 고밀도로 기록하는 것 등이 용이하게 되고, 고성능·고품위 디스크 장치를 실현할 수 있다.
CLV(Constant Line Velocity)동작 혹은 ZCLV(Zone Constant Line Velocity)동작을 하여, 헤드의 반경위치에 대응하여 연속적 또는 스텝적으로 디스크의 회전속도를 변화시킴으로써, 디스크로부터의 재생신호의 비트율을 일정 또는 대략 일정하게 할 수 있다. 또한, 기록디스크의 경우에는, 헤드의 반경위치에 대응하여 연속적 또는 스텝적으로 디스크의 회전속도를 변화시킴으로써, 디스크상에의 기록밀도를 일정 또는 대략 일정히 할 수 있다. 또한, 검색 등으로 재생위치를 바꾸는 경우에는, 디스크진동이나 소음이나 소비전력이 작기 때문에, 디스크의 회전이동속도를 단시간에 가속·감속하는 것이 가능하게 되고, 디스크 장치의 검색시간을 대폭 단축가능하다는 이점도 있다. 또 디스크의 회전수를 일정히 제어하는 것도 가능하다.
전술한 각 실시예의 구체적인 구성에 있어서는, 각종의 변형이 가능하다. 예를 들면, 분배작성기(36)는 전술의 구성에 한정되는 것이 아니다. 도 35에 다른 구성의 분배작성기(1136)를 나타낸다. 이에 관해서 설명한다. 분배작성기(1136)는, 제 1 분배기(1137)와 제 2 분배기(1138)를 포함하여 구성되어 있다. 제 1 분배기(1137)는 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 1 공급전류신호(C1)를 분배하여, 부드럽게 변화하는 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 만들어낸다. 제 2 분배기(1138)는, 전환신호작성기 (34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)에 대응하여 전류공급기(30)의 제 2 공급전류신호(C2)를 분배하고, 부드럽게 변화하는 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 만들어낸다.
제 1 분배기(1137)는, 3개의 제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)와 3개의 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)에 의해서 구성되어 있다. 각각의 제 1입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)의 통전제어단자와 전류통로단자쌍의 신호입력단자는, 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)가 각각 공급되는 전류유입유출단자측에 접속되어 있다. 제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)의 전류통로단자쌍의 신호출력단자는 공통접속되어 있다. 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)의 전류신호입력단자측은 공통접속되고, 공통접속단자측에 전류공급기 (30)의 제 1 공급전류신호(C1)가 입력된다. 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)는 각각의 통전제어단자측을 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)가 각각 공급되는 전류유입유출단자측에 접속되어 있다. 이에 따라 3개의 제 1 분배트랜지스터 (1205, 1206, 1207)는, 그 전류신호출력단자측에서 3상의 제 1 분배전류신호 (E1, E2, E3)를 출력한다.
제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)와 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)는 같은 형의 트랜지스터를 사용하고 있다. 여기서는, 제 1 입력트랜지스터 (1201, 1202, 1203)와 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)에 PNP형 바이폴라 트랜지스터를 사용하고 있다. 제 1 입력트랜지스터의 통전제어단자는 베이스단자, 전류통로단자쌍의 신호입력단자는 컬렉터단자, 전류통로단자쌍의 신호출력단자는 에미터단자로 하고 있다. 제 1 분배트랜지스터의 통전제어단자는 베이스단자, 전류신호입력단자는 에미터단자, 전류신호출력단자는 컬렉터단자로 하고 있다.
제 2 분배기(1138)는, 3개의 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)와 3개의 제 2 분배트랜지스터(1215, 1216, 1217)에 의해서 구성되어 있다. 각각의 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)의 통전제어단자와 전류통로단자쌍의 신호입력단자는, 전환신호작성기(34)의 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)가 각각 공급되는 전류유입유출단자측에 접속되어 있다. 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)의 전류통로단자쌍의 신호출력단자는 공통접속되어 있다. 제 2 분배트랜지스터(1215, 1216, 1217)의 전류신호입력단자측은 공통접속되어, 공통접속단자측에 전류공급기 (30)의 제 2 공급전류신호(C2)가 입력된다. 제 2 분배트랜지스터(1215, 1216, 1217)는, 각각의 통전제어단자측을 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)가 각각 공급되는 전류유입유출단자측에 접속되어 있다. 이에 따라, 3개의 제 2 분배트랜지스터 (1215, 1216, 1217)는, 그 전류신호출력단자측에서 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 출력한다. 또한, 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)와 제 2 분배트랜지스터(1215, 1216, 1217)는 같은 형의 트랜지스터를 사용하고 있다.
또한, 제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)의 트랜지스터의 형을 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)의 트랜지스터의 형과는 극성이 다르도록 되어 있다. 여기서는, 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)와 제 2 분배트랜지스터 (1215, 1216, 1217)에 NPN형 바이폴라 트랜지스터를 사용하고 있다. 제 2 입력트랜지스터의 통전제어단자는 베이스단자, 전류통로단자쌍의 신호입력단자는 컬렉터단자, 전류통로단자쌍의 신호출력단자는 에미터단자로 하고 있다. 제 2 분배트랜지스터의 통전제어단자는 베이스단자, 전류신호입력단자는 에미터단자, 전류신호출력단자는 컬렉터단자로 하고 있다. 또한, 기준전압원(1220), 트랜지스터(1221, 1222)는 소정전압공급부를 구성하고, 제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)의 공통접속단에 제 1 직류전압을 공급하여, 제 2 입력트랜지스터(1211, 1212, 1213)의공통접속단에 제 2 직류전압을 공급하고 있다.
이에 따라 전환전류신호(D1)가 음극측전류일 때는, 제 1 입력트랜지스터 (1201)에 전류를 통전하고, 제 2 입력트랜지스터(1211)에는 전류가 흐르지 않는다. 또한, 전환전류신호(D1)가 양극측전류일 때는, 제 2 입력트랜지스터(1211)에 전류를 통전하고, 제 1 입력트랜지스터(1201)에는 전류가 흐르지 않는다. 즉 전환전류신호(D1)의 극성에 따라서 제 1 입력트랜지스터(1201)와 제 2 입력트랜지스터 (1211)에 상보적으로 매끄러운 전류를 공급하며, 제 1 입력트랜지스터(1201)와 제 2 입력트랜지스터(1211)에 동시에 전류가 흐르는 일은 없다. 마찬가지로, 전환전류신호(D2)가 음극측전류의 시에 제 1 입력트랜지스터(1202)에 전류를 통전하고, 양극측 전류시에 제 2 입력트랜지스터(1212)에 전류를 통전한다. 마찬가지로, 전환전류신호(D3)가 음극측전류시에 제 1 입력트랜지스터(1203)에 전류를 통전하여, 양극측전류의 시에 제 2 입력트랜지스터(1213)에 전류를 통전한다.
제 1 분배기(1137)의 제 1 분배트랜지스터(1205, 1206, 1207)는, 제 1 입력트랜지스터(1201, 1202, 1203)에 흐르는 3상전류에 대응하여, 제 1 공급전류신호 (C1)를 각각의 전류신호출력단자측에 분배하여, 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)를 만들어낸다. 따라서 3상의 제 1 분배전류신호(E1, E2, E3)는 3상의 전환전류신호(D1, D2, D3)의 음극측전류에 대응하여 부드럽게 변화하고, 분배전류신호 (E1, E2, E3)의 합성치는 제 1 공급전류신호(C1)와 같게 된다. 마찬가지로, 제 2 분배기(1138)의 제 2 분배트랜지스터(1215, 1216, 1217)는 제 2 입력트랜지스터 (1211, 1212, 1213)에 흐르는 3상전류에 대응하여 제 2 공급전류신호(C2)를 그 각각의 전류신호출력단자측으로 분배하여, 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)를 만들어낸다. 따라서 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)는 3상의 전환전류신호 (D1, D2, D3)의 양극측전류에 대응하여 부드럽게 변화하고, 분배전류신호(G1, G2, G3)의 합성치는 제 2 공급전류신호(C2)와 같게 된다. 3상의 제 1 분배전류신호 (E1, E2, E3)나 3상의 제 2 분배전류신호(G1, G2, G3)의 파형은, 도 10에 나타낸 것과 동일한 것이 된다. 이들 전류신호는, 상승 경사부분 및 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화한다.
집적회로화에 있어서, 주지의 반도체 프로세스에 의한 각종의 1 칩 집적회로기술이 사용가능하다. 예를 들면, 2중확산 MOS형 전계효과 트랜지스터나 CMOS형 전계효과 트랜지스터나 바이폴라 트랜지스터를 단독종류 또는 복수종류 사용할 수 있는 각종의 1 칩 집적회로기술이 있다. 집적회로의 서브 스트레이트를 직류전원의 음극단자측의 전위(어스전위)에 접속하여 사용하고, 접합분리기술에 의해 고밀도의 집적회로화가 가능하다. 그러나 유전분리기술을 사용하여 트랜지스터나 저항을 1 칩에 형성하는 집적회로기술을 사용하여도 좋다. 또 1칩 속의 구체적인 트랜지스터배치는, 개개의 집적회로설계에 따라서 다르기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
파워증폭기의 파워다이오드는 파워트랜지스터와 함께 집적회로내에 형성하는 것이 가능하지만 필요에 따라서 집적회로에 외부부착에도 좋다. 예를 들면, 파워트랜지스터에 병렬로 쇼트키형의 파워다이오드를 역접속하여도 좋다. 또한, 제 1 전류증폭기의 제 1 증폭부 커런트미러회로나 제 2 전류증폭기의 제 2 증폭부 커런트미러회로는, 전류가 커지면 전류증폭율이 커지는 것 같은 나선형인 전류증폭특성을 갖고 있어도 좋다.
스위칭제어기는 전류검출신호와 변형지령신호(또는 지령신호)의 비교결과에 대응하여 파워증폭기의 스위칭동작을 제어하고, 고정밀도인 전류제어를 실현하였다. 그러나 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않고, 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 스위칭제어기가 단일의 스위칭제어신호에 대응하여 제 1 파워증폭기와 제 2 파워증폭기중의 적어도 1개의 파워증폭기를 스위칭동작시켜도 좋다. 또한, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기의 한쪽 또는 양쪽을 복수상의 스위칭제어신호로 스위칭동작시키도록 하여도 좋다. 또 3개의 제 1 파워증폭기만을 고주파스위칭을 동작시키는 경우, 3개의 제 2 파워증폭기만을 고주파스위칭을 동작시키는 경우, 3개의 제 1 파워증폭기와 3개의 제 2 파워증폭기의 양쪽을 고주파스위칭을 동작시키는 경우, 3개의 제 1 파워증폭기의 고주파스위칭동작과 3개의 제 2 파워증폭기의 고주파스위칭동작을 적시 전환동작시키는 경우 등, 각종 스위칭동작이 행해지는 방법이 있다. 또한, 전류검출기의 삽입장소는, 직류전원의 양극단자측일지라라도 좋다. 또한, 전류검출기는, 직류전원의 공급전류를 직접 검출하는 방법에 한정되는 것이 아니라, 공지의 각종 방법이 적용가능하다. 예를 들면, 전계효과형 파워트랜지스터의 통전전류에 대응하는 신호를 얻도록 하여도 좋다.
374스위칭동작블록은, 직류전원의 통전전류를 펄스식으로 하여, 상기 전환신호작성수단의 출력신호 또는 이동체의 이동동작 또는 파워증폭기의 전류통로의 전환동작에 대응 또는 연동하고, 직류전원으로부터 코일로의 통전전류의 피크값을 변화시키었다. 전술한 실시예에서는, 전류검출기나 지령변형기나 스위칭제어기를 사용하였지만, 구체적인 구성에는 각종의 변형이 가능하다.
또한, 보조공급기는 보조전류신호를 출력하는 구성에 한정되는 것이 아니라, 파워증폭기의 통전제어단자측에 보조전압신호를 공급하도록 하여도 좋다. 보조공급기의 보조신호에 의해서, 파워증폭기의 전계효과형 파워트랜지스터의 온저항을 작게 하고, 전류통로의 매끄러운 전환동작을 저해하는 일없이, 온저항에 의한 전력손실을 작게 할 수 있다.
코일에 양방향의 전류를 공급하는 경우에 한하지 않고, 한쪽 방향의 전류를 공급하도록 구성하는 것도 가능하며, 양방향의 전류공급과 한쪽 방향의 전류공급을 적시 전환하도록 하여도 좋다.
또한, 제 1 파워증폭기나 제 2 파워증폭기는 전술의 실시예에 나타낸 구성에 한정되지 않고, 실질적으로 본 발명의 주지에 따른 동작을 하면, 각종 변형이 가능하다. 전술의 형태에서는 바람직한 예로서, 전계효과형 파워트랜지스터를 사용한 파워부 커런트미러회로를 갖는 파워증폭기를 나타내었지만, 이러한 구성에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, IGBT 트랜지스터(Insulated Gate bipolar Transistor )또는 C0MFET 트랜지스터(Conductivity modulated Field Effect Transistor)는 비선형인 전압증폭특성을 갖는 복합 파워트랜지스터이며, 그 증폭특성의 격차가 큰 점에서 온·오프의 스위칭소자로서 이용되어 있다. 그러나 IGBT 트랜지스터는 입력측에 전계효과형 트랜지스터를 갖는 복합전계효과형 파워트랜지스터인 것부터, IGBT 트랜지스터를 사용한 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 구성할 수가 있고,IGBT 트랜지스터를 사용하여 전류증폭특성을 갖는 파워증폭기를 구성하는 것이 가능하게 된다.
이러한 파워증폭기의 통전제어단자측에, 적어도 상승 경사부분 및/또는 하강 경사부분에 있어서 부드럽게 변화하는 전류신호를 공급하는 것에 의해서, 부드럽게 전류통로를 전환하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 복합전계효과형 파워트랜지스터는 많은 결점(온전압이 크고, 증폭이득격차가 크다)을 갖고 있지만, 복합전계효과형 파워트랜지스터를 포함한 파워증폭기를 사용하여, 본 발명에 나타낸 각종의 효과를 얻는 것으로도 가능하게 된다. 따라서 본 발명의 전계효과형 파워트랜지스터에는, IGBT 트랜지스터 또는 전계효과형 트랜지스터를 입력측에 갖는 복합전계효과형 트랜지스터도 포함하고 있다. 도 36에 IGBT 트랜지스터와 같은 입력측에 전계효과형 트랜지스터를 갖는 복합전계효과형 파워트랜지스터(1910)를 사용한 파워증폭기(1900)의 구성예를 나타낸다.
이 예에서는, 파워증폭기(1900)를 제 1 파워증폭기(611)에 사용한 것이다. 복합전계효과형 트랜지스터(1910)와 전계효과형 트랜지스터(1911)와의 접속에 의해 등가적으로 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 구성하고 있다. 이에 따라, 파워증폭기(1900)의 통전제어단자측으로의 입력전류를 전류증폭하여 복합전계효과형 트랜지스터(1910)의 통전전류통로에 구동전류를 출력한다. 파워다이오드(1910d)는 복합전계효과형 트랜지스터(1910)의 통전전류통로에 병렬로 역접속되어 있다. 이 파워다이오드(1910d)는, 복합전계효과형 트랜지스터(1910)의 기생다이오드이어도 좋다. 또한, 풀온시의 복합전계효과형 트랜지스터(1910)는, 소요전압의 바이어스치를 포함한 풀온동작을 하고 있다. 또, 저항(1912) 또는/및 (1913)은 영이더라도 좋다.
도 37에 IGBT 트랜지스터와 같은 입력측에 전계효과형 트랜지스터를 갖는 복합전계효과형 파워트랜지스터(1960)를 사용한 파워증폭기(1950)의 별도의 구성예를 나타낸다. 복합전계효과형 트랜지스터(1960)와 전계효과형 트랜지스터(1961)와의 접속에 의해, 등가적으로 전계효과형 파워부 커런트미러회로를 구성하고 있다. 이에 따라, 파워증폭기(1950)의 통전제어단자측에서의 입력전류를 전류증폭하여, 복합전계효과형 트랜지스터(1960)의 통전전류통로에 구동전류를 출력한다. 파워다이오드(1960d)는 복합전계효과형 트랜지스터(1960)의 통전전류통로에 병렬로 역접속되어 있다. 이 파워 다이오드(1960d)는, 복합전계효과형 트랜지스터(1960)의 기생다이오드이어도 좋다. 또 저항(1962) 또는/및 (1963)은 영이어도 좋다.
또한, 전술의 실시예에 나타낸 직류전원(50)은, 직류전압이나 직류전류를 공급할 수 있는 것이면 각종 구성이 가능하다. 예를 들면, 전지전원이나 SW 레귤레이터전원이나 AC라인의 교류전압을 다이오드 정류한 전원 등이 사용된다.
본 발명의 디스크 장치에 사용한 모터는, 다른 각종의 장치의 구동용 모터로서도 사용가능하며, 그 모터구성에는 각종의 변형이 가능하다. 예를 들면, 각 상의 코일은 여러개의 부분코일을 직렬 또는 병렬로 접속하여 구성하더라도 좋다. 3상의 코일은 스타결선에 한하지 않고, 델타결선이더라도 좋다. 또한, 일반적으로, 다상의 코일을 사용한 구성이 가능하다. 또한, 이동체의 계자부는 도시한 것에 한정되는 것이 아니다. 일반적으로 계자부는 다극구성이 가능하다. 또한, 이동체의이동동작에 따라 변화하는 자속을 코일에 공급하는 계자부는 용이하게 사용가능하며, 공지의 각종의 구성이 가능하다. 또한, 본 발명의 모터는, 이동체 또는 계자부의 구성에 한정되는 것이 아니라, 일반적으로 복수상의 코일에 매끄러운 구동전류를 공급하는 모터를 구성할 수 있다.
본 발명에 따라서 각종 모터가 구성할 수 있다. 예를 들면, 브러시레스 (brushless) 모터나 영구자석계자형(permanent magnet) 스텝핑모터나 리럭턴스 (reluctance)형 스텝핑모터나 하이브리드형 스텝핑모터나 그외 각종 모터가 구성가능하며, 본 발명에 포함되는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명의 모터를 사용하고, 각종 모터 응용기기가 구성가능하다. 흔히, 이동체는 회전이동에 한정되지 않고, 직진이동하여도 좋다. 또한, 스위칭제어기나 전류검출기나 분배작성기나 제 1 전류증폭기나 제 2 전류증폭기 등은 전술한 구성에 한정되는 것이 아니다. 또한, 스위칭제어기의 기능이나 그 외 소요 기능의 전부 또는 일부를, 마이크로프로세서에 의해서 디지털적으로 실행하여도 좋다.
기타, 본 발명의 주지를 바꾸지 않고 여러가지의 변형이 가능하며, 본 발명에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명의 모터를 사용한 디스크 장치, 및 모터로서는, 파워증폭기를 디스크의 회전속도에 대응하여 고주파스위칭을 동작시키면서도, 전류통로의 전환동작을 매끄러운 모양으로 하여, 매끄러운 구동전류에 의해서 원활한 구동력을 얻고 있다. 이에 따라, 소음과 진동과 소비전력을 동시에 작게 한 디스크 장치, 및 모터의 실현을 가능하게 하였다.
Claims (28)
- 디스크로부터 신호재생을 하는 헤드수단과,상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과,상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와,스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 갖고, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급하는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파스위칭 동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고,상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되고,상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제1의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성된 디스크장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제 1의 Q 상의 전류신호를 변화시키도록 구성된 디스크장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어, 상기 제 2 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제2의 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제2의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성된 디스크장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제2의 3상의 전류신호를 변화시키도록 구성된 디스크장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태가 되도록 구성된 디스크장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에서 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 동시에 고주파스위칭동작시키도록 구성된 디스크장치.
- 디스크에서 신호재생을 하는 헤드수단과,상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과,상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와,스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 갖고, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파스위칭 동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며,상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되며,상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성된 디스크장치.
- 제 7 항에 있어서, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터는 각각, 상기 전압공급수단의 음극출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하도록 접속된 디스크장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에서 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 동시에 고주파 스위칭동작시키도록 구성된 디스크장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 분배제어수단은, 2개의 상기 제 2 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 상기 2개의 상기 제 2 파워증폭수단의 상기 제 2 파워트랜지스터를 풀온상태 또는 하프온상태로써 온동작시키도록 구성된 디스크장치.
- 디스크로부터 신호재생을 하는 헤드수단과,상기 헤드수단의 출력신호를 처리하여 재생정보신호를 출력하는 정보처리수단과,상기 디스크를 회전구동하여, 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와,스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 디스크장치이며,상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되고,상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되며,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 스위칭제어신호에 대응하고 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고,상기 제 1 분배제어수단은, 2개의 상기 제 1 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 한쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시키도록 구성된 디스크장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 상기 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에서 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 구성에 된 디스크장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제 1 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제1의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 공급하도록 구성된 디스크장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제1의 3상의 전류신호를 변화시키도록 구성된 디스크장치.
- 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급하는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고,상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되며,상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제1의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성된 모터.
- 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제1의 Q 상의 전류신호를 변화시키도록 구성된 모터.
- 제 15 항에 있어서, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되고,상기 제 2 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중의 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제2의 3상의 전류신호를 작성하여, 상기 제2의 3상의 전류신호를 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 통전제어단자측에 각각 공급하도록 구성된 모터.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 2 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제2의 3상의 전류신호를 변화시키도록 구성된 모터.
- 제 15 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시키도록 구성된 모터.
- 제 15 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 동시에 고주파 스위칭동작시키도록 구성된 모터.
- 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와 스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서,상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단을 펄스식으로 동시에 오프상태에 시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성된 모터.
- 제 21 항에 있어서, 3개의 상기 제 1 파워트랜지스터는 각각, 상기 전압공급수단의 음극출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하도록 접속된 모터.
- 제 21 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에서 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 동시에 고주파 스위칭동작시키도록 구성된 모터.
- 제 21 항에 있어서, 상기 제 2 분배제어수단은, 2개의 상기 제 2 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 상기 2개의 상기 제 2 파워증폭수단의 상기 제 2 파워트랜지스터를 풀온상태 또는 하프온상태로써 온동작시키도록 구성된 모터.
- 영구자석자속을 발생하는 계자부를 부착시킨 로터와, 스테이터에 배설된 3상의 코일과,2개의 출력단자를 가지며, 직류전압을 공급하는 전압공급수단과,상기 전압공급수단의 한쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 1 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 1 파워증폭수단과,상기 전압공급수단의 다른쪽의 출력단자측과 상기 3상의 코일의 하나로의 전류통로를 형성하는 제 2 파워트랜지스터를 각각 포함하는 3개의 제 2 파워증폭수단과,전환신호를 만들어내는 전환신호작성수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 1 분배제어수단과,상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 제 2 분배제어수단과,상기 로터의 회전속도에 대응한 지령신호를 출력하는 지령수단과,3개의 상기 제 1 파워트랜지스터와 3개의 상기 제 2 파워트랜지스터중에서 적어도 1개의 파워트랜지스터를 상기 지령신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 스위칭동작수단을 구비하는 모터로서,상기 제 1 분배제어수단은, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 제 2 분배제어수단은, 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 각 통전구간이 전기각으로 120도보다도 큰 각도폭이 되도록, 상기 전환신호작성수단의 출력신호에 대응하여 상기 3개의 제 2 파워증폭수단의 동작을 제어하는 구성이 되고,상기 3개의 제 1 파워증폭수단은 각각, 상기 제 1 파워트랜지스터로서 제1의 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되어,상기 3개의 제 2 파워증폭수단은 각각, 상기 제 2 파워트랜지스터로서 제 2 전계효과형 파워트랜지스터를 포함하여 구성되고,상기 스위칭동작수단은, 상기 전압공급수단으로부터 상기 3상의 코일에 공급되는 합성공급전류에 대응한 전류검출신호를 얻는 전류검출수단과, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호에 대응한 펄스식인 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 스위칭제어신호에 대응하여 상기 3개의 제 1 파워증폭수단과 상기 3개의 제 2 파워증폭수단중에서 적어도 1개의 파워증폭수단을 고주파 스위칭동작시키는 스위칭제어수단을 포함하여 구성되고,상기 제 1 분배제어수단은, 2개의 상기 제 1 파워증폭수단에 의해서 상기 3상의 코일로의 전류통로를 전환하는 기간에 있어서, 한쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를 풀온상태로써 온동작시키고 있는 사이에, 다른쪽의 상기 제 1 파워증폭수단의 상기 제 1 전계효과형 파워트랜지스터를하프온상태 또는 풀온상태로써 온동작시키도록 구성된 모터.
- 제 25 항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은, 상기 전류검출신호와 상기 지령신호의 비교결과에 대응한 상기 스위칭제어신호를 작성하여, 상기 3개의 제 1 파워증폭수단중에 상기 제 1 분배제어수단에 의해 선택된 1개 또는 2개의 상기 제 1 파워증폭수단을 상기 스위칭제어신호에 대응하여 고주파 스위칭동작시키는 구성된 모터.
- 제 25 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상승 경사부분과 하강 경사부분중 한쪽 또는 양쪽의 경사부분에 있어서 실질적으로 매끄럽게 변화하는 제1의 3상의 전류신호를 작성하고, 상기 제1의 3상 전류신호를 상기 3개의 제 1 파워증폭수단의 통전제어단자측으로 공급하도록 구성된 모터.
- 제 27 항에 있어서, 상기 제 1 분배제어수단은, 상기 지령수단의 출력신호에 대응하여 상기 제1의 3상 전류신호를 변화시키도록 구성된 모터.
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