KR20040021542A

KR20040021542A - 모터 구동 제어 회로 및 모터 구동 장치

Info

Publication number: KR20040021542A
Application number: KR1020030060989A
Authority: KR
Inventors: 간도리다이수케
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2004-03-10
Also published as: TW200405648A; CN1489279A; KR100552444B1; JP2004104846A; US20040056628A1; US6946808B2; TWI230501B; JP4010912B2; CN1489279B

Abstract

종래 위치-센서가 없는 모터 구동 제어 회로는 모터가 항상 정회전방향으로 시동되지 않는 문제점이 있는 방법, 또는 전류 검출 저항이 전력 손실을 발생시키는 문제점이 있는 방법으로 모터를 시동해왔다. 본 발명에 따른, 모터 구동 제어 회로에 있어서，모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부를 구동 신호로 제어하는 모터 구동 제어 회로는 로터 위치 검출 구동 신호를 모터 시동전에 상기 구동부로 출력하는 구동 신호 출력 회로와，상기 구동 신호 출력 회로가 상기 로터 위치 검출 구동 신호를 출력하고 있을 때 상기 스테이터 코일의 공통-단자(common-terminal) 전압을 수용하고, 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 검출 회로를 구비한다.

Description

모터 구동 제어 회로 및 모터 구동 장치{MOTOR DRIVE CONTROL CIRCUIT AND MOTOR DRIVE APPARATUS}

본 발명은 위치-센서가 없는 모터 구동 제어 회로 및 이 회로가 제공된 모터 구동 장치에 관한 것이다．

종래 위치-센서가 없는 방식의 모터 구동 제어 회로에 있어서, 모터 시동 방법으로는 로터 위치와 무관하게 사전결정된 순서로 모터를 강제적으로 진동시키는 방법(이하，"방법 I"라 칭함)이 있다. 다른 방법으로는 전류 검출 저항을 제공하고 모터 시동전에 모터의 스테이터 코일에 전류 펄스를 공급함으로써 전류 검출 저항으로 스테이터 코일의 통전 상태를 검출하고, 그 검출 결과에 따라, 모터를 정회전방향으로 시동시키는 시동 논리를 결정하도록 하는 방법(이하，"방법 II"이라 칭함)이 있다．

도 11은 상술된 방법 II으로 모터를 시동하는 위치-센서가 없는 모터 구동 장치의 한 구성예를 나타낸다. 전류 검출 저항 R5는 구동부(1)의 통전 상태를 검출한다. 모터 구동 제어 회로(3')는 모터(2)가 시동되기 전에 전류 검출 저항 R5이 흐르는 전류를 검출하고，이 검출된 전류에 따라, 모터를 정회전방향으로 시동시키는 시동 논리를 결정하여，그 시동 논리를 근거로 생성된 구동 신호로 구동부(1)를 제어한다．

그러나, 상술된 방법 I에서, 상기 모터는 로터 위치와 무관한 시동 논리를 근거로 생성된 3-상 전압을 공급받기 때문에, 모터가 항상 정회전방향으로 시동되지 않는 문제점이 있다．또한，상기 방법 II에서는，전류 검출 저항이 전력 손실을 발생시키는 문제점이 있다. 따라서，디스크가 빈번히 회전 및 정지되는 휴대용 MD(minidisk) 장치와 같은 휴대 기기에 적합한 모터 구동 장치가 종래 없었다.

또한，특개평 H5-268791호에 공지된 모터 구동 장치에서，로터 위치는 플로팅 상태에 있는 코일에 있어서 제로-교차 전압을 모니터함으로써 검출된다. 그러나, 이 검출 방법에서 모터가 회전하지 않는다면 로터 위치를 검출할 수 없다. 이에 따라, 이 검출 방법으로는 동기성이 순간적으로 상실된 후 복원되는 경우 로터 위치를 검출할 수 있으나, 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 것이 불가능하다.

본 발명의 목적은 안정된 시동 특성으로 작동하며 전력 소모가 적은 모터 구동 제어 회로와，이 모터 구동 제어 회로를 이용하는 모터 구동 장치와，이 모터 구동 장치를 이용하는 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다．

상기의 목적을 달성하기 위해서，본 발명의 일면에 따르면, 모터 구동 제어 회로는，모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부를 구동 신호로 제어하는 모터 구동 제어 회로는: 로터 위치 검출 구동 신호를 모터 시동전에 상기 구동부에 출력하는 구동 신호 출력 회로; 및 상기 구동 신호 출력 회로가 로터 위치 검출 구동 신호를 출력하는 경우 상기 스테이터 코일의 공통-단자(common-terminal) 전압을 수용하며, 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 검출 회로를 구비한다.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 모터 구동 장치는: 모터; 상기 모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부; 및 상기 구동부를 구동 신호로 제어하는 상술된 구성의 모터 구동 제어 회로를 구비한다.

본 발명의 또다른 일면에 따르면, 전기 기기는: 상술된 구성의 모터 구동 장치; 및 상기 모터 구동 장치에 의해 구동된 회전 부재를 구비한다.

도 1은 본 발명를 구현하는 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 모터 시동전의 로터 위치 검출 구동 신호의 역할을 하는 신호의 타임 차트를 나타내는 도면.

도 3은 모터 시동전의 로터 위치 검출시에 있어서 모터 전압의 타임 차트를 나타내는 도면.

도 4는 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 레지스터에 저장된 레지스터값과 모터 시동전의 로터 위치와의 관계를 나타내는 도면.

도 5는 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 디코더(decoder)로부터 출력된 시동 논리 상태와 모터 시동전의 로터 위치와의 관계를 나타내는 도면.

도 6은 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 코일 공통-단자(common-terminal) 변동 검출 비교기 및 검출 레벨 생성 회로의 구성예를 나타내는 도면.

도 7은 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 코일 공통-단자 변동 검출 비교기 및 검출 레벨 생성 회로의 다른 구성예를 나타내는 도면.

도 8은 스테이터 코일의 공통-단자 전압과 모터 시동전의 로터 위치와의 관계를 나타내는 도면．

도 9a는 모터 시동전의 로터 위치가 전기각 240°~ 270°의 범위내에 있는 경우 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 신호의 파형 및 도 6에 도시된 회로의 각 부분에서 관찰된 전압 파형에 대한 타임 차트를 나타내는 도면.

도 9b는 모터 시동전의 로터 위치가 전기각 0°~ 30°의 범위내에 있는 경우 도 1의 모터 구동 장치에 제공된 펄스 발생기로부터 출력된 펄스 신호의 파형 및 도 6에 도시된 회로의 각 부분에서 관찰된 전압 파형에 대한 타임 차트을 나타내는 도면.

도 10은 본 발명을 구현하는 광디스크 재생 장치의 구성을 나타내는 도면.

도 11은 종래 위치-센서가 없는 모터 구동 장치의 한 구성예를 나타내는 도면.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명를 구현하는 모터 구동 장치의 한 구성예를 나타낸다．여기서, 도 11에도 도시된 동일한 부분은 동일한 참조번호 및 부호를 갖는다. 도 1에 도시된 모터 구동 장치는 3-상 모터로 설계되며, 구동부(1)와，모터(2)와，모터 구동 제어 회로(3)로 구성된다.

상기 구동부(1)는 3-상 구동 회로이며，n-채널 MOS FETs (Metal-0xide-Semiconductor Field-Effect Transistors)인 파워 트랜지스터 Q1 ~ Q6으로 구성된다．상기 파워 트랜지스터 Q1 ~ Q3의 드레인은 상호 연결되며, 구동 전압 V_D이 인가된 단자와 연결된다．상기 파워 트랜지스터 Q1의 소스는 파워 트랜지스터 Q4의 드레인과 연결된다. 상기 파워 트랜지스터 Q2의 소스는 파워 트랜지스터 Q5의 드레인과 연결된다. 상기 파워 트랜지스터 Q3의 소스는 파워 트랜지스터 Q6의 드레인과 연결된다. 상기 파워 트랜지스터 Q4 ~ Q6의 소스는 상호 연결되며, 접지와 연결된다.

상기 모터(2)는 3개의 스테이터 코일 Lu, Lv, Lw을 포함한다. 상기 스테이터 코일 Lu의 한 단부는 파워 트랜지스터 Q1와 Q4 사이의 노드와 연결된다. 상기 스테이터 코일 Lv의 한 단부는 파워 트랜지스터 Q2와 Q5 사이의 노드와 연결된다. 상기 스테이터 코일 Lw의 한 단부는 파워 트랜지스터 Q3와 Q6 사이의 노드와 연결된다. 상기 스테이터 코일 Lu，Lv，Lw의 다른 단부는 상호 연결된다.

상기 모터 구동 제어 회로(3)는 구동부(1)와 모터(2) 사이의 각 노드와 연결되며，상기 모터(2)의 스테이터 코일 Lu，Lv，Lw의 (상호 연결된) 다른 단부와 연결되며, 구동 신호 D₁~ D₆가 출력된 단자를 이용하고 구동부(1)내에 제공된 파워트랜지스터 Q1 ~ Q6의 각 게이트와 연결된다.

상기 구동부(1)는 모터 구동 제어 회로(3)로부터 출력된 구동 신호 D₁~ D₆에 의해 제어된다．그 다음, 구동부(1)는 모터(2)에 구동 전류를 공급하여 모터(2)를 회전시킨다.

그 다음，상기 모터 구동 제어 회로(3)를 상술할 것이다. 상기 모터 구동 제어 회로(3)는 펄스 발생기(4)와，시퀀스 회로(5)와，모드 셀렉터 회로(6)와，코일 공통-단자 변동 검출 비교기(7)와, 검출 레벨 생성 회로(8)와, 레지스터(9))와，디코더(10)와，프리셋 회로(11)와，역기전력 검출 비교기(12)와, 스위치 노이즈 마스크 회로(13)와，구동 파형 생성 회로(14)로 구성된다. 이같은 구성에서는 모터의 스테이터 코일의 전도 상태를 검출하는 전류 검출 저항을 제공할 필요가 없기 때문에，전류 검출 저항에서의 전력 손실이 감소된다.

상기 펄스 발생기(4)는 도시되지 않은 제어 회로등으로부터 외부 신호(모터 시동 명령 신호)를 입력하면, 단-주기 펄스 신호 T_₁(예를 들면 50[kHz]펄스의 펄스 신호)를 소정 주기동안 시퀀스 회로(5) 및 레지스터(9)에 출력한다．

상기 시퀀스 회로(5)는 단-주기 펄스 신호 T₁가 입력되는 때만 작동한다. 상기 주기동안, 단-주기 펄스 신호 T₁를 근거로 하여, 상기 시퀀스 회로(5)는 시간 포인트 t₁, t₂,...t₆를 나타내는 주기 스위치 타이밍 신호 T₂와 신호 S₁~ S₆(모든 신호와 시간 포인트는 도 2의 타임 차트에 도시됨)를 생성하고, 신호 S₁~ S₆와 시동 신호 K를 모드 셀렉터 회로(6)에 출력한다．

상기 신호 S₁~ S₆는 모터가 시동되지 않는 매우 짧은 주기동안만 출력된다. 본 실시형태에서, t₀∼t₁，t₁∼t₂..., 및 t₅~t₆의 주기는 각각 600㎲이다. 상기 신호 S₁~ S₆각각은 하이(high)상태로 있는 동안인 하이-레벨 구간과, 로우(low)상태로 있는 동안인 로우-레벨 구간과，단-주기 펄스 신호 T₁와 동일한 파형을 갖는 동안인 펄스 구간을 포함한다. 예를 들면 신호 S₁는 t₀∼t₂구간이 로우-레벨 구간，t₂∼t₃구간이 하이-레벨 구간，t₃∼t₄구간이 펄스 구간，t₄∼t₅구간이 하이-레벨 구간，t₅∼t₆구간이 로우-레벨 구간이다.

상기 모드 셀렉터 회로(6)는 시동 신호 K가 입력되는 경우, 로터 위치 검출 모드로 작동하고; 특히, 상기 신호 S₁~ S₆을 선택하고，이 신호를 구동 신호 D₁∼D₆로 구동부(1)에 출력하여，구동부(1)에 제공된 파워 트랜지스터 Q1∼Q6을 온, 오프(ON, OFF)시킨다. 구체적으로，t₀∼t₁의 구간에서, 파워 트랜지스터 Q1，Q5，Q6는 오프상태이고, 파워 트랜지스터 Q2，Q3는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q4는 스위칭 작동을 수행하고; t₁∼t₂의 구간에서, 파워 트랜지스터 Q1，Q2，Q6는 오프상태이고，파워 트랜지스터 Q4，Q5는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q3는 스위칭 작동을 수행하고; t₂∼t₃의 구간에서, 파워 트랜지스터 Q2，Q4，Q6는 오프상태이고, 파워 트랜지스터 Q1，Q3는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q5는 스위칭 작동을 수행한다．마찬가지로，t₃∼t₄의 구간에서, 파워 트랜지스터 Q2，Q3，Q4는 오프상태이고, 파워 트랜지스터 Q5，Q6는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q1는 스위칭 작동을 수행하고; t4∼t5의 구간에서, 파워 트랜지스터 Q3，Q4，Q5는 오프상태이고，파워 트랜지스터 Q1，Q2는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q6는 스위칭 작동을 수행하고; ts∼t6 구간에서 파워 트랜지스터 Q1，Q3，Q5는 오프상태이고，파워 트랜지스터 Q4，Q6는 온상태이고，파워 트랜지스터 Q2는 스위칭 동작을 수행한다．따라서, t₀∼t₆의 구간에서, 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout은, 즉 구동부(1)와 모터(2) 사이의 각 노드에서의 전압은 도 3의 타임 차트에 도시된 바와 같은 파형을 갖는다. 이에 따라, 단-주기 펄스 신호 T₁와 동일한 주기를 갖는 단-주기 전류 펄스는 스테이터 코일 Lu, Lv, Lw 중 하나에 공급된다．

상기 모터(2)의 로터는 자성체와 끼워맞춰져 설치되고, 상기 자성체에 의해 발생되는 자장은 스테이터 코일의 임피던스를 변동시킨다. 이에 따라, 스테이터 코일의 임피던스는 로터 위치에 의해 변동된다. 따라서 단-주기 전류 펄스가 스테이터 코일에 제공되는 경우, 공통-단자 전압 CT는 로터 위치에 의해 변동된다．또한, 스테이터 코일에 공급된 전류 펄스에 단-주기를 부가하는 것은，스테이터 코일의 임피던스를 증가시켜서, 공통-단자 전압 CT의 변동폭을 크게 하기 위해서이다.

상기 코일 공통-단자 변동 검출 비교기(7)는 스테이터 코일의 공통-단자 전압 CT와 검출 레벨 신호 생성 회로(8)로부터 출력된 검출 레벨을 비교하고，그 신호차 Co를 레지스터(9)에 출력한다．

상기 검출 레벨 신호 생성 회로(8)는 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout과, 시퀀스 회로(5)로부터 출력된 주기 전환 타이밍 신호 T₂를 입력받고，각 구간(즉 t₀∼t₁，t₁∼t₂,...,t₅∼t₆의 구간)에 대응하는 상이한 검출 레벨을 생성한다．또한，단-주기 전류 펄스의 공급 횟수, 단-주기 전류 펄스의 주파수，및 검출 레벨은 적절한 모터(2)에 설정된다．

상기 레지스터(9)는 단-주기 펄스 신호 T₁를 입력받고，단-주기 펄스 신호 T₁의 모든 후미 엣지마다 신호차 Co를 래치한다. 또한，레지스터(9)는 구간 전환 타이밍 신호 T₂를 입력받고，시간 포인트 t₁~ t₆에서 래치된 신호차 Co를 각각 레지스터값 R₁~ R₆으로 연속 저장한다. 그 다음 상기 레지스터(9)는 레지스터값 R₁~ R₆을 디코더(10)에 출력한다. 또한, 하이레벨의 신호차 Co가 저장되는 경우, 레지스터값 "1"이 시간 포인트에 대응하는 레지스터값으로 저장된다. 또한 로우레벨의 신호차 Co가 저장되는 경우, 레지스터값 "0"이 시간 포인트에 대응하는 레지스터값으로 저장된다.

본 실시형태에서, 상기 레지스터값 R₁∼R₆과 모터 시동전의 로터 위치 사이의 관계는 도 4에 도시된 바와 같다. 도 4에서, 로터 위치 "1" ~ "12"는 전기각 0° ~ 30°。전기각 30°~ 60°,...,전기각 330°~ 360°의 범위에 각각 대응한다. 상기 디코더(10)에는, 도 4에 도시된 레지스터값 R₁~R₆과 모터 시동전의 로터 위치 사이의 관계가 사전에 저장됨에 따라, 디코더(10)는 레지스터(9)로부터 출력된 레지스터값 R₁~R₆을 근거로 모터 시동전의 로터 위치를 검출하게 된다. 또한, 디코더(10)는 도 5에 도시된 로터 위치마다 상이한 시동 논리 상태가 사전 저장됨으로써, 상기 디코더(10)는 모터 시동전에 검출된 로터 위치에 대응하는 각 시동 논리 Y₁∼Y₃의 조합으로 형성된 시동 논리 상태의 프리셋 회로(11)를 송출한다．도 5에서, 로터 위치 "1" ~ "12"는 도 4에 도시된 바와 동일하고; 또한，"H"는 대응하는 모터 전압이 하이-레벨(전압=V_D) 구간에 있다는 것을 의미하고, "M"은 대응하는 모터 전압이 하이- 임피던스 구간에 있다는 것을 의미하고, "L"은 대응하는 모터 전압이 로우-레벨(=접지 전위) 구간에 있다는 것을 의미한다; 또한, 각 논리 상태 Y₁, Y₂, Y₃는 각 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout의 논리 상태를 나타낸다.

상기 시퀀스 회로(5)는 작동 순서가 완료되면, 프리셋 회로(11)에 프리셋 신호 PR을 공급한다．프리셋 신호 PR이 입력되면, 상기 프리셋 회로(11)는 구동 파형 생성 회로(14)에 시동 논리 상태 Y₁∼Y₃를 공급한다．

상기 시동 논리 상태 Y₁∼Y₃에 따라, 상기 구동 파형 생성 회로(14)는 신호 MTX1 ~ MTX6를 생성하고，이 신호를 모드 셀렉터 회로(6)에 공급한다．상기 모드 셀렉터 회로(6)는 시퀀스 회로(5)로부터 시동 신호 K가 입력되지 않는 경우, 센서가 없는 구동 모드로 작동하기 시작한다; 특히, 신호 MTX1∼MTX6을 선택하고，이 신호 MTX1∼MTX6를 구동 신호 D₁∼D₆로서 구동부(1)에 공급한다．

상술된 작동은 모터를 정회전방향으로 확실하게 시동시킬 수 있도록 한다. 상기 모터가 시동된 후, 역기전력 검출 비교기(12)는 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout및 스테이터 코일의 공통-단자 전압 CT를 근거로 하여, 플로팅 상태에 있는 스테이터 코일에 발생하는 역기전력을 검출하고，이 역기전력의 검출 신호를 스위치 노이즈 마스크 회로(13)에 출력한다．상기 역기전력의 검출 신호가 입력되면, 상기 스위치 노이즈 마스크 회로(13)는 파워 트랜지스터 Q1 ~ Q6의 스위칭 작동에 의해 발생되는 스위칭 노이즈를 제거하고, 그 다음 이 노이즈를 구동 파형 생성 회로(14)에 출력한다. 상기 구동 파형 생성 회로(14)는 이 역기전력의 검출 신호를 근거로 하여, 이미 검출된 모터 회전중의 로터 위치를 포함하고 이 로터 위치에 따른 신호 MTX1∼MTX6를 생성한다．여기서, 모드 셀렉터 회로(6)는 센서가 없는 구동 모드로 작동하므로，신호 MTX1∼MTX6를 구동 신호 D₁∼D₆로서 구동부(1)에 출력한다．

도 6은 코일 공통-단자 변동 검출 비교기(7) 및 검출 레벨 생성 회로(8)의 한 구성예를 나타낸다．모터 전압 V_uout는 저항 R1의 한 단부에 공급되고, 모터 전압 V_vout는 저항 R2의 한 단부에 공급되고, 모터 전압 V_wout는 저항 R3의 한 단부에 공급된다. 상기 저항 R₁∼R₃의 다른 단부는 상호 연결되며, 차동 증폭기(15)의 비-반전 입력 단자와 연결된다. 상기 차동 앰프(15)의 출력 단자 및 반전 입력단자는 저항 R4의 한 단부와 연결된다. 정전압 V_cc가 인가된 단자는 정전류원(16)을 통해 저항 R4의 다른 단부 및 비교기(18)의 반전 입력 단자와 연결되고, 그 다음정전류원(17)을 통해 접지와 연결된다. 상기 비교기(18)는 비-반전 입력 단자에서 스테이터 코일의 공통-단자 전압 CT를 수용한다. 상기 비교기(18)는 신호차 Co를 출력한다．

이같은 구성의 회로는 이하와 같이 작동한다．상기 저항 R1∼R3은 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout으로부터 가상의 공통-단자 전압을 생성한다．상기 차동 앰프(15)는 상기 가상 공통-단자 전압을 버퍼한다．

상기 저항 R4，정전류원(16)，및 정전류원(17)은 상기 가상 공통-단자 전압을 오프셋하여 검출 레벨을 생성한다．상기 정전류원(16, 17)은 구간 전환 타이밍 신호 T₂에 근거한 신호 T₂'에 의해 온/오프 제어된다．t₀∼t₁, t₂∼t₃, t₄∼t₅의 구간에 있어서，정전류원(16)은 오프상태이고, 정전류원(17)은 온상태이다. 이 상태는 전류 I₂를 저항 R4로부터 추출하여, 이에 따라 상기 공통-단자 전압의 레벨이 하향으로 시프트되도록 한다. 또한，본 실시형태에서, 상기 레벨은 -40mV만큼 시프트된다．또한，t₁-t₂, t₃∼t₄, t₅∼t₆의 구간에 있어서，상기 정전류원(16)은 온상태이고，정전류원(17)은 오프상태이다. 이 상태는 상기 전류 I₁를 저항 R4에 공급하여, 이에 따라 상기 공통-단자 전압의 레벨이 상향으로 시프트되도록 한다．또한，본 실시 형태에서 상기 레벨은 +40mV만큼 시프트된다．

상기 비교기(18)는 도 1의 코일 공통-단자 변동 검출 비교기(7)에 대응한다. 상기 비교기(18)는, 모터 코일 공통-단자 전압 CT이 검출 레벨보다 큰 경우 신호차Co를 하이 레벨로 하고, 모터 코일 공통-단자 전압 CT이 검출 레벨보다 크지 않는 경우 신호차 Co를 로우 레벨로 한다.

도 9a 및 도 9b는 시간 포인트 t₁전후에 있어서의 상기 펄스 발생기(4)로부터 출력되는 단-주기 펄스 신호 T₁및 도 6에 도시된 회로의 각 부분에서 관찰된 전압의 파형을 나타내는 타임 차트이다. 여기서, CT_o는 저항 R1∼R3 사이의 노드에서의 전압, 즉 상기 가상 공통-단자 전압을 나타내고, 상기 LV는 비교기(18)의 반전 입력 단자에 입력되는 전압, 즉 시프트된 레벨을 갖는 가상 공통-단자 전압을 나타낸다. 도 9a는 모터 시동전의 로터 위치가 "9"(전기각 240°∼270°의 범위내)인　경우에 관찰된 전압 파형을 나타낸다. 또한, 도 9b는 모터 시동전의 로터 위치가 "1"(전기각 O°∼30°의 범위내)인 경우에 관찰된 전압 파형을 나타낸다.

여기서，상기 가상 공통-단자 전압의 레벨이 시프트된 이유가 기술될 것이다. 도 8은 도 3의 t₅∼t₆구간동안 모터에 인가된 모터 전압 V_uout, V_vout, V_wout을 갖는 단-주기 펄스 신호 T₁의 후미 엣지상에서 검출된 스테이터 코일의 공통-단자 전압 CT와 모터 시동전의 로터 위치의 전기각 사이의 관계를 나타낸다．상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압 CT는 전기각 45°부근에서 작은 피크를 가지고，전기각 225°부근에서 큰 피크를 갖는다. 상기 검출 레벨이 전기각 45°부근의 작은 피크보다 작아지면, 로터 위치를 정확하게 검출하는 것이 불가능하다. 이러한 이유로 인해, 상기 가상 공통-단자 전압의 레벨을 시프트하여 검출 레벨이 전기각 45°부근의 작은 피크보다 작아지지 않도록 한다.

도 6에 도시된 구성 대신, 도 7에 도시된 구성이 사용되기도 있다. 도 7의 회로는 차동 앰프(15) 및 저항 R4가 생략되고, 대신 저항 R1∼R3의 사이의 노드가 정전류원(16)，정전류원(17)과 비교기(18) 사이의 노드와 직접 연결된다는 점에서 도 7의 회로와 다르다.

도 6 및 도 7의 회로는 각각 두 정전류원이 직렬로 연결된 두쌍의 직렬형 정전류원이 추가로 제공될 것이다. 이 경우, 직렬형 정전류원의 각 쌍은 상이한 전류를 출력하도록 설정되고, 3쌍의 정전류원에서 하나의 정전류원을 선택하는 선택 회로가 제공된다. 이러한 구성은 레벨을 t₀~t₁, t₁~t₂,...,t₅~t₆의 구간마다 다르게 시프트하는 것을 가능하게 한다. 이 구성은 도 6 및 도 7의 회로에서 2개인 레벨 시프트 패턴의 수를 6개로 증가시킨다.

또한，상기 레벨 시프트의 패턴 수는 구동에 사용되는 모터의 타입에 따라 결정된다.

그 다음，본 발명을 구현하는 전기 기기의 일례로서, 광디스크 재생 장치가 도 10을 참조하여 기술될 것이다. 상기 광픽업(pickup) 장치(22)는 미니 디스크와 같은 광디스크(23)를 레이저(laser)광으로 조사하고, 그 다음 광디스크(23)로부터 반사된 레이저광에서 신호를 판독하고, 그 판독 신호를 마이크로 컴퓨터(20)에 송출한다．

상기 구동 회로(21)는 마이크로 컴퓨터(20)로부터의 명령에 따라 광픽업 장치(22)를 구동한다．상기 광픽업 장치(22)는 내장된 스테핑 모터(stepping motor)(미도시)에 의해 광디스크(23)의 반경 방향으로 단계적으로 이동되어, 신호를 판독 할 트랙에 위치되도록 한다.

또한，구동 회로(24)는 마이크로 컴퓨터(20)로부터의 명령에 따라 스핀들 모터(25)를 구동한다．상기 광디스크(23)는 스핀들을 이용하여 스핀들 모터(25)에 의해 회전된다．

여기서，구동 회로(24) 및 스핀들 모터(25)로서 도 1의 모터 구동 장치가 사용된다．특히，스핀들 모터(25)로서 모터(2)가 사용되고, 구동 회로(24)로서 구동부(1) 및 모터 구동 제어 회로(3)로 구성된 회로가 사용된다．도 1의 모터 구동 장치는 역방향으로 모터를 시동하지 않으며, 이에 따라 스핀들 모터(25)를 장시간 과도하게 시동할 필요가 없어진다. 또한，도 1의 모터 구동 장치는 전력 절약화를 도모하며, 배터리에 의해 작동하는 휴대용 관디스크 재생 장치에 적절하게 사용된다.

또한, 상술된 실시예와 같이 모터 시동전의 로터 위치를 검출하고，이 검출 결과에 따라 모터를 시동시키는 것을 "센싱 스타트"라 칭한다．이상의 실시예는 구동부(1)와 모터 구동 제어 회로(3)가 별개의 IC로 형성되는 경우에 관한 것이지만. 구동부(1)와 모터 구동 제어 회로(3)가 단일 IC로 형성될 수도 있다.

본 발명에 따라, 안정된 시동 특성으로 작동하며 전력 소모가 적은 모터 구동 제어 회로와，이 모터 구동 제어 회로를 이용하는 모터 구동 장치와，이 모터 구동 장치를 이용하는 전기 기기를 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부를 구동 신호로 제어하는 모터 구동 제어 회로는:

구동 신호 출력 회로; 및

검출 회로를 포함하되,

상기 구동 신호 출력 회로는 로터 위치 검출 구동 신호를 모터 시동전에 상기 구동부에 출력하고,

상기 검출 회로는 상기 구동 신호 출력 회로가 상기 로터 위치 검출 구동 신호를 출력하고 있을 때 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 수용하고，상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 회로.
제1항에 있어서,

상기 로터 위치 검출 구동 신호는, 상기 모터의 시동전에 상기 로터 위치에 따라 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 변동시키고 상기 모터를 회전시키지 않는 로터 위치 검출 구동 전류를 상기 구동부가 상기 스테이터 코일에 공급하도록 상기 구동부를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 회로.
제1항에 있어서,

상기 검출 회로는 복수의 저항과，검출 레벨 생성 회로와, 비교기를 구비하고，상기 비교기의 출력에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하고,

상기 복수의 저항은 각각의 한 단부에서 상기 모터와 상기 구동부 사이의 노드의 전압을 수용하고, 각각의 다른 단부에서 상호 연결되고,

상기 검출 레벨 생성 회로는 상기 복수의 저항의 다른 단부의 전압을 상기 로터 위치 검출 구동 신호에 대응하는 레벨에 시프트하여 검출 레벨을 생성하고,

상기 비교기는 상기 검출 레벨과 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 회로.
제3항에 있어서,

상기 검출 레벨 생성 회로는 직렬 연결된 2개의 정전류원을 구비하고，상기 복수의 저항의 다른 단부는 상기 2개의 정전류원 사이의 노드와 직접 또는 버퍼 및 저항을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 제어 회로.
모터;

상기 모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부; 및

상기 구동부를 구동 신호로 제어하는 모터 구동 제어 회로를 포함하되,

상기 모터 구동 제어 회로는 구동 신호 출력 회로 및 검출 회로를 포함하고,

상기 구동 신호 출력 회로는 로터 위치 검출 구동 신호를 모터 시동전에 상기 구동부에 출력하고,

상기 검출 회로는 상기 구동 신호 출력 회로가 상기 로터 위치 검출 구동 신호를 출력하고 있을 때 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 수용하고，상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
제5항에 있어서,

상기 로터 위치 검출 구동 신호는 상기 모터의 시동전에 상기 로터 위치에 따라 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 변동시키고 상기 모터를 회전시키지 않는 로터 위치 검출 구동 전류를 상기 구동부가 상기 스테이터 코일에 공급하도록 상기 구동부를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
제5항에 있어서,

상기 검출 회로는 복수의 저항과，검출 레벨 생성 회로와, 비교기를 구비하고，상기 비교기의 출력에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하고,

상기 복수의 저항은 각각의 한 단부에서 상기 모터와 상기 구동부 사이의 노드의 전압을 수용하고, 다른 단부에서 상호 연결되고,

상기 검출 레벨 생성 회로는 상기 복수의 저항의 다른 단부의 전압을 상기 로터 위치 검출 구동 신호에 대응하는 레벨에 시프트하여 검출 레벨을 생성하고,

상기 비교기는 상기 검출 레벨과 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치．
제7항에 있어서,

상기 검출 레벨 생성 회로는 직렬 연결된 2개의 정전류원을 구비하고，상기 복수의 저항의 다른 단부는 상기 2개의 정전류원 사이의 노드와 직접 또는 버퍼 및 저항을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치．
모터;

상기 모터의 스테이터 코일에 구동 전류를 공급하는 구동부;

상기 구동부를 구동 신호로 제어하는 모터 구동 제어 회로;

상기 모터 구동 장치에 의해 구동되는 회전 부재를 포함하되,

상기 모터 구동 제어 회로는 구동 신호 출력 회로 및 검출 회로를 포함하고,

상기 구동 신호 출력 회로는 로터 위치 검출 구동 신호를 모터 시동전에 상기 구동부에 출력하고,

상기 검출 회로는 상기 구동 신호 출력 회로가 상기 로터 위치 검출 구동 신호를 출력하고 있을 때 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 수용하고, 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 전기 기기.
제9항에 있어서,

상기 로터 위치 검출 구동 신호는 상기 모터의 시동전에 상기 로터 위치에따라 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 변동시키고 상기 모터를 회전시키지 않는 로터 위치 검출 구동 전류를 상기 구동부가 상기 스테이터 코일에 공급하도록 상기 구동부를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제9항에 있어서,

상기 검출 회로는 복수의 저항과，검출 레벨 생성 회로와, 비교기를 구비하고，상기 비교기의 출력에 따라 모터 시동전의 로터 위치를 검출하고,

상기 복수의 저항은 각각의 단부에서 상기 모터와 상기 구동부 사이의 노드의 전압을 수용하고, 각각의 다른 단부에서 상호 연결되고,

상기 검출 레벨 생성 회로는 상기 복수의 저항의 다른 단부의 전압을 상기 로터 위치 검출 구동 신호에 대응하는 레벨에 시프트함으로써 검출 레벨을 생성하고,

상기 비교기는 상기 검출 레벨과 상기 스테이터 코일의 공통-단자 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제11항에 있어서,

상기 검출 레벨 생성 회로는 직렬 연결된 2개의 정전류원을 구비하고，상기 복수의 저항의 다른 단부는 상기 2개의 정전류원 사이의 노드와 직접 또는 버퍼 및 저항을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제9항에 있어서,

상기 전기 기기는 광디스크 재생 장치이고，상기 모터는 스핀들 모터인 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제10항에 있어서,

상기 전기 기기는 광디스크 재생 장치이고，상기 모터는 스핀들 모터인 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제11항에 있어서,

상기 전기 기기는 광디스크 재생 장치이고，상기 모터는 스핀들 모터인 것을 특징으로 하는 전기 기기．
제12항에 있어서,

상기 전기 기기는 광디스크 재생 장치이고，상기 모터는 스핀들 모터인 것을 특징으로 하는 전기 기기．