KR20090004566A - 전동기의 구동 제어 회로 - Google Patents

전동기의 구동 제어 회로 Download PDF

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KR20090004566A
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게사또시 다께우찌
다까후미 스즈끼
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 전동기의 구동 부분의 속도에 따라서 여자 구간을 임의로 변화시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
전동기의 구동 제어 회로는 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 위치를 나타내는 위치 신호(SSA)를 기초로 하여 원구동 신호를 생성하는 원구동 신호 생성부(530 내)와, 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도를 나타내는 속도 신호를 기초로 하여 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간의 비율을 나타내는 여자 비율 신호(Er)를 생성하는 여자 비율 신호 생성부(700)와, 위치 신호와 여자 비율 신호를 기초로 하여 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간을 정하는 두 개의 값의 여자 구간 신호(Ea)를 생성하는 여자 구간 신호 생성부(590)와, 원구동 신호를, 여자 구간 신호를 기초로 하여 마스크함으로써 전동기를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 마스크 회로(530 내)를 구비한다.
전동기, 구동 제어 회로, 여자 비율 신호 생성부, 마스크 회로, 여자 구간 신호 생성부

Description

전동기의 구동 제어 회로{DRIVE CONTROL CIRCUIT OF ELECTRIC MOTOR}
본 발명은 전동기의 코일의 여자 구간의 제어에 관한 것이다.
전동기의 구동 신호를 마스크하여, 소비 전력의 저감 등을 목적으로 한 기술로서는 이하의 것이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 국제 공개 번호 WO 2005/112230 A1
그러나, 모터의 초동 시부터 여자 구간을 제한하면, 모터를 시동할 수 없는 경우가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로, 전동기의 구동 부분의 속도에 따라서 여자 구간을 임의로 변화시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해, 이하의 형태를 취하는 것이 가능하다.
[제1 형태]
전동기의 구동 제어 회로이며,
전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 위치를 나타내는 위치 신호를 기초로 하여 원(原)구동 신호를 생성하는 원구동 신호 생성부와,
상기 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도를 나타내는 속도 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간의 비율을 나타내는 여자 비율 신호를 생성하는 여자 비율 신호 생성부와,
상기 위치 신호와 상기 여자 비율 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간을 정하는 두 개의 값의 여자 구간 신호를 생성하는 여자 구간 신호 생성부와,
상기 원구동 신호를 상기 여자 구간 신호를 기초로 하여 마스크함으로써, 상기 전동기를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 마스크 회로를 구비하는 구동 제어 회로.
제1 형태의 전동기의 구동 제어 회로에 따르면, 전동기의 구동 부분의 속도 신호를 기초로 하여 여자 구간의 비율을 설정하고 있으므로, 전동기의 구동 부분의 속도에 따라서 여자 구간을 임의로 변화시킬 수 있다.
[제2 형태]
제1 형태에 기재된 구동 제어 회로이며,
상기 여자 비율 신호 생성부는, 상기 전동기의 시동 시에는 상기 여자 구간이 소정의 최대값이 되도록 상기 여자 비율 신호를 설정하고, 상기 전동기의 시동 후에는 상기 속도 신호가 나타내는 상기 상대적 속도가 커짐에 따라서 상기 여자 구간이 작아지도록 상기 여자 비율 신호를 설정하는 구동 제어 회로.
제2 형태의 전동기의 구동 제어 회로에 따르면, 큰 출력이 요구되는 시동 시에는 여자 구간이 소정의 최대값이 되도록 여자 비율 신호를 설정하므로, 시동을 원활하게 할 수 있다. 그리고, 시동 후에는 속도 신호가 나타내는 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도가 커짐에 따라서 상기 여자 구간이 작아지도록 여자 비율 신호를 설정하므로, 전동기의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
[제3 형태]
제1 또는 제2 형태에 기재된 구동 제어 회로이며,
상기 속도 신호는 상기 위치 신호에 동기한 주기적인 두 개의 값의 타이밍 신호를 포함하고,
상기 여자 비율 신호 생성부는,
상기 타이밍 신호가 제1 레벨을 나타내고 있는 시간적 길이인 제1 레벨 기간을 측정하는 기간 측정부와,
상기 측정된 제1 레벨 기간을 기초로 하여 상기 여자 비율 신호를 설정하는 여자 비율 설정부를 구비하는 구동 제어 회로.
제3 형태의 전동기의 구동 제어 회로에 따르면, 전동기의 구동 부분의 속도와 상관이 있는 타이밍 신호의 제1 레벨 기간을 기초로 하여 여자 구간의 비율을 설정하고 있으므로, 제1 형태와 마찬가지로 전동기의 구동 부분의 속도에 따라서 여자 구간을 임의로 변화시킬 수 있다.
[제4 형태]
제1 내지 제3 형태 중 어느 하나에 기재된 구동 제어 회로이며,
상기 원구동 신호 생성부는 상기 위치 신호를 기초로 하여 PWM 신호를 상기 원구동 신호로서 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함하는 구동 제어 회로.
제4 형태의 전동기의 구동 제어 회로에 따르면, 원구동 신호로서 PWM 신호를 채용할 수 있으므로, 보다 구동 효율이 좋게 전동기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하다. 예를 들어, 전동기의 구동 제어 방법 및 장치, 구동 제어 반도체 장치, 구동 제어 시스템, 이들의 방법 또는 장치의 기능을 실현하기 위한 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체, 그 컴퓨터 프로그램을 포함하여 반송파 내에 구현화된 데이터 신호, 구동 제어 회로를 구비한 전동기, 그 전동기를 구비한 프로젝터, 휴대 기기, 로봇, 이동체 등의 형태로 실현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전동기의 구동 부분의 속도에 따라서 여자 구간을 임의로 변화시킬 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
다음에, 본 발명의 실시 형태를, 실시예를 기초로 하여 이하의 순서로 설명한다.
A. 제1 실시예 :
A1. 모터의 구성과 동작의 개요 :
A2. 구동 제어 회로의 구성 :
B. 제2 실시예 :
C. 제3 실시예 :
D. 변형예 :
E. 다른 실시예 :
A. 제1 실시예
A1. 모터의 구성과 동작의 개요 :
도1의 (A), 도1의 (B)는 본 발명의 일 실시예로서의 단상 브러시리스 모터의 모터 본체의 구성을 도시하는 단면도이다. 이 모터 본체(100)는 외형이 각각 대략 원통 형상인 스테이터부(10) 및 로터부(30)를 갖고 있다. 스테이터부(10)는 대략 십자 형상으로 배열된 4개의 코일(11 내지 14)과, 2개의 코일(11, 12) 사이의 중앙의 위치에 배치된 자기 센서(40)를 갖고 있다. 자기 센서(40)는 로터부(30)의 위치(즉, 모터의 위상)를 검출하기 위한 것이다. 각 코일(11 내지 14)에는 자성체 재료로 형성된 자기 요크(20)가 설치되어 있다. 코일(11 내지 14)과 자기 센서(40)는 회로 기판(120)[도1의 (B)] 상에 고정되어 있다. 회로 기판(120)은 케이싱(102)에 고정되어 있다. 또한, 케이싱(102)의 덮개는 도시가 생략되어 있다.
로터부(30)는 4개의 영구 자석(31 내지 34)을 갖고 있고, 로터부(30)의 중심축이 회전축(112)을 구성하고 있다. 이 회전축(112)은 베어링부(114)[도1의 (B)]로 지지되어 있다. 각 자석의 자화 방향은 회전축(112)으로부터 외측으로 방사 형상을 향하는 방향이다. 자석(31 내지 34)의 외주에는 자기 요크(36)가 설치되어 있다. 단, 이 자기 요크(36)는 생략해도 좋다.
도2는 자석열과 코일열의 위치 관계 및 자기 센서 출력과 코일의 역기전력 파형과의 관계를 나타내는 설명도이다. 도2의 (A)에 도시한 바와 같이, 4개의 자석(31 내지 34)은 일정한 자극 피치(Pm)로 배치되어 있고, 인접하는 각 자석이 역방향으로 자화되어 있다. 또한, 코일(11 내지 14)은 일정한 피치(Pc)로 배치되어 있고, 인접하는 각 코일이 역방향으로 여자된다. 본 예에서는, 자극 피치(Pm)는 코일 피치(Pc)와 동등하게 전기각으로 π에 상당한다. 또한, 전기각의 2 π는 구동 신호의 위상이 2 π만큼 변화되었을 때에 이동하는 기계적인 각도 또는 거리에 대응된다. 본 실시예에서는 구동 신호의 위상이 2 π만큼 변화되면, 로터부(30)가 자극 피치(Pm)의 2배만큼 이동한다.
4개의 코일(11 내지 14) 중, 제1, 제3 코일(11, 13)은 동일한 위상의 구동 신호로 구동되고, 제2, 제4 코일(12, 14)은 제1 및 제3 코일(11, 13)의 구동 신호로부터 180도(＝π)만큼 위상이 어긋난 구동 신호로 구동된다. 통상의 2상 구동은 2개의 상(A상과 B상)의 구동 신호의 위상이 90도(＝π/2) 어긋나 있고, 위상의 어긋남이 180도(＝π)인 경우는 없다. 또한, 모터의 구동 방법에 있어서, 위상이 180도(＝π) 어긋난 2개의 구동 신호는 동일한 위상으로 간주되는 경우가 많다. 따라서, 본 실시예의 모터에 있어서의 구동 방법은 단상 구동이라고 생각할 수 있다.
도2의 (A)는 모터 정지 시에 있어서의 자석(31 내지 34)과 코일(11 내지 14)의 위치 관계를 나타내고 있다. 본 실시예의 모터에서는 각 코일(11 내지 14)에 설치된 자기 요크(20)가 각 코일의 중심보다도 로터부(30)의 정회전 방향으로 약간 어긋난 위치에 설치되어 있다. 따라서, 모터 정지 시에는 각 코일의 자기 요크(20)가 자석(31 내지 34)에 의해 끌어 당겨져, 자기 요크(20)가 각 자석(31 내지 34)의 중심과 마주 보는 위치에서 로터부(30)가 정지된다. 이 결과, 각 코일(11 내지 14)의 중심이 각 자석(31 내지 34)의 중심으로부터 어긋난 위치에서 모터가 정지되게 된다. 또한, 이때, 자기 센서(40)도 인접하는 자석의 경계로부터 약간 어긋난 위치에 있다. 이 정지 위치에 있어서의 위상은 α이다. 위상(α)은 0은 아니지만, 0에 가까운 작은 값(예를 들어, 약 5도 내지 10도)이다.
도2의 (B)는 코일에 발생하는 역기전력의 파형의 예를 나타내고 있고, 도2의 (C)는 자기 센서(40)의 출력 파형의 예를 나타내고 있다. 자기 센서(40)는 모터 운전 시의 코일의 역기전력과 대략 상사 형상의 센서 출력(SSA)을 발생할 수 있다. 단, 자기 센서(40)의 출력(SSA)은 모터의 정지 시에도 0이 아닌 값을 나타낸다(위상이 π의 정수배일 때에는 제외함). 또한, 코일의 역기전력은 모터의 회전수와 함께 상승하는 경향이 있으나, 파형 형상(정현파)은 대략 상사 형상으로 유지된다. 자기 센서(40)로서는, 예를 들어 홀 효과를 이용한 홀(IC)을 채용할 수 있다. 본 예에서는, 센서 출력(SSA)과 역기전력(Ec)은 모두 정현파이거나, 정현파에 가까운 파형이다. 후술하는 바와 같이, 이 모터의 구동 제어 회로는 센서 출력(SSA)을 이용하여 역기전력(Ec)과 대략 상사 파형의 전압을 각 코일(11 내지 14)에 인가한다.
그런데, 전동 모터는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 상호 변환하는 에너지 변환 장치로서 기능하는 것이다. 그리고, 코일의 역기전력은 전동 모터의 기계 적 에너지가 전기적 에너지로 변환된 것이다. 따라서, 코일에 인가하는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 경우(즉, 모터를 구동하는 경우)에는 역기전력과 상사 파형의 전압을 인가함으로써, 가장 효율적으로 모터를 구동하는 것이 가능하다. 또한, 이하에 설명하는 바와 같이, 「역기전력과 상사 파형의 전압」은 역기전력과 역방향의 전류를 발생하는 전압을 의미하고 있다.
도3은 코일의 인가 전압과 역기전력의 관계를 나타내는 모식도이다. 여기서, 코일은 역기전력(Ec)과 저항으로 모의되어 있다. 또한, 이 회로에서는 인가 전압(E1) 및 코일과 병렬로 전압계(V)가 접속되어 있다. 코일에 전압(E1)을 인가하여 모터를 구동하면, 인가 전압(E1)과 반대의 전류를 흐르게 하는 방향으로 역기전력(Ec)이 발생한다. 모터가 회전하고 있는 상태에서 스위치(SW)를 개방하면, 전압계(V)로 역기전력(Ec)을 측정할 수 있다. 스위치(SW)를 개방한 상태에서 측정되는 역기전력(Ec)의 극성은 스위치(SW)를 닫은 상태에서 측정되는 인가 전압(E1)과 동일한 극성이다. 상술한 설명에 있어서 「역기전력과 대략 상사 파형의 전압을 인가한다」라는 문언은 이와 같은 전압계(V)로 측정된 역기전력(Ec)과 동일한 극성을 갖는 대략 상사 형상의 파형을 갖는 전압을 인가하는 것을 의미하고 있다.
상술한 바와 같이, 모터를 구동하는 경우에는 역기전력과 상사 파형의 전압을 인가함으로써 가장 효율적으로 모터를 구동하는 것이 가능하다. 또한, 정현파 형상의 역기전력 파형의 중위점 근방(전압 0의 근방)에서는 에너지 변환 효율이 비교적 낮고, 반대로 역기전력 파형의 피크 근방에서는 에너지 변환 효율이 비교적 높은 것을 이해할 수 있다. 역기전력과 상사 파형의 전압을 인가하여 모터를 구동 하면, 에너지 변환 효율이 높은 기간에 있어서 비교적 높은 전압을 인가하게 되므로, 모터 효율이 향상된다. 한편, 예를 들어 단순한 구형파로 모터를 구동하면, 역기전력이 대략 0이 되는 위치(중위점)의 근방에 있어서도 상당한 전압이 인가되므로, 모터 효율이 저하된다. 또한, 이와 같이 에너지 변환 효율이 낮은 기간에 있어서 전압을 인가하면, 와전류에 의해 회전 방향 이외의 방향의 진동이 발생하고, 이에 의해 소음이 발생한다는 문제도 발생한다.
상술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 역기전력과 상사 파형의 전압을 인가하여 모터를 구동하면, 모터 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 진동이나 소음을 저감시킬 수 있다는 이점이 있다.
도4의 (A) 내지 (E)는 모터 본체(100)의 정회전 동작의 모습을 도시하는 설명도이다. 도4의 (A)는 정지 시의 자석(31 내지 34)과 코일(11 내지 14)의 위치 관계를 나타내고 있고, 도2의 (A)와 동일한 도면이다. 도4의 (A)의 상태에 있어서 코일(11 내지 14)을 여자하면, 파선의 화살표로 나타내는 반발력이 코일(11 내지 14)과 자석(31 내지 34) 사이에 발생한다. 이 결과, 로터부(30)는 정회전 방향(도면의 우측 방향)으로 시동된다.
도4의 (B)는 위상이 π/2까지 진행된 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서는 흡인력(실선의 화살표)과 반발력(파선의 화살표)이 발생하여 큰 구동력이 발생한다. 도4의 (C)는 위상이 (π － α)까지 진행된 상태를 나타내고 있다. 위상이 π가 되는 타이밍에서 코일의 여자 방향이 역회전하여 도4의 (D)의 상태로 된다. 도4의 (D)의 상태의 근방에서 모터가 정지되면, 도4의 (E)에 도시한 바와 같이, 자 기 요크(20)가 각 자석(31 내지 34)에 끌어 당겨진 위치에서 로터부(30)가 정지된다. 이 위치는 위상이 (π ＋ α)인 위치가 된다. 이와 같이, 본 실시예의 모터는 위상이 α±nπ(n은 정수)인 위치에서 정지되는 것을 이해할 수 있다.
도5의 (A) 내지 (E)는 모터 본체(100)의 역회전 동작의 모습을 도시하는 설명도이다. 도5의 (A)는 정지 시의 상태를 나타내고 있고, 도4의 (A)와 동일한 것이다. 이 정지 상태로부터 역회전하므로, 가령 도4의 (A)와 역방향으로 코일(11 내지 14)을 여자하면, 자석(31 내지 34)과 코일(11 내지 14) 사이에 흡인력(도시하지 않음)이 작용하게 된다. 이 흡인력은 로터부(30)를 역회전시키는 방향으로 작용한다. 그러나, 이 흡인력은 매우 약하기 때문에, 자석(31 내지 34)과 자기 요크(20) 사이의 흡인력을 물리쳐 로터부(30)를 역회전시킬 수 없는 경우가 있다.
본 실시예에서는, 역회전 동작을 행하는 경우에도 시동 시에는 도5의 (A)에 도시한 바와 같이 정회전 방향으로 동작시킨다. 그리고, 로터부(30)가 소정량만큼 회전한 후에(예를 들어, 위상이 약 π/2 진행된 후), 도5의 (B)와 같이 구동 신호를 반전하여 역회전 동작을 개시시킨다. 이와 같이 하여, 로터부(30)가 일단 역회전하기 시작하면, 그 후, 로터부(30)의 관성에 의해 최초의 정지 위치(위상 ＝ α)를 통과할 수 있다[도5의 (C)]. 그 후, 위상이 0이 되는 타이밍에서 코일의 여자 방향이 역회전한다. 도5의 (D)는 위상이 ―π/2인 상태를 나타내고 있고, 도5의 (E)는 위상이 ―π ＋ α인 상태를 나타내고 있다. 도5의 (E)의 상태의 근방에서 모터가 정지되면, 자기 요크(20)가 각 자석(31 내지 34)에 끌어 당겨진 위치(위상 ＝ -π ＋ α)에서 로터부(30)가 정지한다.
도6은 모터의 이동 방향의 제어 순서를 나타내는 흐름도이다. 이 순서는 후술하는 구동 제어 회로에 의해 실행된다. 스텝 S10에서는, 우선 정방향으로 구동 제어를 개시한다. 스텝 S20에서는 목적으로 하는 이동 방향이 정방향인지 여부가 판정된다. 또한, 이동 방향은 스텝 S10 전에 조작원에 의해 구동 제어 회로에 입력되어 있다. 목적으로 하는 이동 방향이 정방향인 경우에는 그대로 정방향의 구동 제어가 계속된다. 한편, 목적으로 하는 이동 방향이 역방향인 경우에는 스텝 S30에 있어서, 역회전해야 할 소정의 타이밍에 도달할 때까지 대기한다. 그리고, 역회전해야 할 타이밍에 도달하면, 스텝 S40에 있어서 역방향의 구동 제어가 개시된다.
이상과 같이, 본 실시예의 모터에서는 위상이 α±nπ(α는 0 및 nπ가 아닌 소정의 값, n은 정수)인 위치에서 모터가 정지되므로, 데드 로크 포인트가 발생하지 않는다. 따라서, 시동 코일을 필요로 하지 않고, 항상 시동하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예의 모터에서는 정지 상태로부터 소정량만큼 정회전시킨 후에 역회전시킴으로써 역회전 동작을 실현하는 것이 가능하다.
A2. 구동 제어 회로의 구성 :
도7의 (A)는 본 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 회로의 구성을 도시하는 블럭도이다. 구동 제어 회로(200)는 CPU(220)와, 구동 신호 생성부(240)와, 드라이버 회로(250)를 구비하고 있다. 구동 신호 생성부(240)는 모터 본체(100) 내의 자기 센서(40)의 출력 신호(SSA)를 기초로 하여 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)를 생성한다. 드라이버 회로(250)는 이 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)에 따 라서 모터 본체(100) 내의 전자기 코일(11 내지 14)을 구동한다.
도7의 (B)는 자기 센서(40)의 내부 구성의 일례를 나타내고 있다. 이 자기 센서(40)는 홀 소자(42)와, 바이어스 조정부(44)와, 게인 조정부(46)를 갖고 있다. 홀 소자(42)는 자속 밀도(X)를 측정한다. 바이어스 조정부(44)는 홀 소자(42)의 출력(X)에 바이어스 값(b)을 가산하고, 게인 조정부(46)는 게인값(a)을 곱한다. 자기 센서(40)의 출력(SSA)(＝Y)은, 예를 들어 이하의 식1 또는 식2로 주어진다.
[식1]
Y ＝ aㆍX ＋ b
[식2]
Y ＝ a(X ＋ b)
자기 센서(40)의 게인값(a)과 바이어스값(b)은 CPU(220)에 의해 자기 센서(40) 내에 설정된다. 게인값(a)과 바이어스값(b)을 적절한 값으로 설정함으로써 센서 출력(SSA)을 바람직한 파형 형상으로 교정하는 것이 가능하다.
도8은 드라이버 회로(250)의 내부 구성을 도시하고 있다. 이 드라이버 회로(250)는 H형 브리지 회로를 구성하는 4개의 트랜지스터(251 내지 254)를 갖고 있다. 상부 아암의 트랜지스터(251, 253)의 게이트 전극의 전방에는 레벨 시프터(311, 313)가 설치되어 있다. 단, 레벨 시프터는 생략해도 좋다. 드라이버 회로(250)의 트랜지스터(251 내지 254)는 스위칭 신호로서 기능하는 구동 신호(DRVA1, DRVA2)에 따라서 온/오프되고, 이 결과, 전자기 코일(11 내지 14)에 공급 전압(VSUP)이 단속적으로 공급된다. 부호 IA1, IA2가 붙여진 화살표는 구동 신 호(DRVA1, DRVA2)가 H 레벨인 경우에 흐르는 전류 방향을 각각 나타내고 있다. 또한, 드라이버 회로로서는, 복수의 스위칭 소자로 구성되는 다양한 구성의 회로를 이용 가능하다.
도9는 드라이버 회로의 다른 구성을 도시하는 설명도이다. 이 드라이버 회로는 1조째의 전자기 코일(11, 13)용 제1 브리지 회로(250a)와, 2조째의 전자기 코일(12, 14)용 제2 브리지 회로(250b)로 구성되어 있다. 브리지 회로(250a, 250b)의 각각은 4개의 트랜지스터(251 내지 254)로 구성되어 있고, 이 구성은 도10에 도시한 것과 동일하다. 제1 브리지 회로(250a)에 있어서는, 제1 구동 신호(DRVA1)가 트랜지스터(251, 254)에 공급되어 있고, 제2 구동 신호(DRVA2)가 다른 트랜지스터(252, 253)에 공급되어 있다. 한편, 제2 브리지 회로(250b)에 있어서는, 반대로, 제1 구동 신호(DRVA1)가 트랜지스터(252, 253)에 공급되어 있고, 제2 구동 신호(DRVA2)가 트랜지스터(251, 254)에 공급되어 있다. 이 결과, 도9의 (B), (C)에 도시한 바와 같이, 제1 브리지 회로(250a)와 제2 브리지 회로(250b)에서는 동작이 역회전하고 있다. 따라서, 제1 브리지 회로(250a)에서 구동되는 1조째의 코일(11, 13)과, 제2 브리지 회로(250b)에서 구동되는 2조째의 코일(12, 14)은 서로 위상이 π만큼 어긋나 있다. 한편, 도8에 도시한 회로에서는 1조째의 코일(11, 13)의 권취 방법과, 2조째의 코일(12, 14)의 권취 방법이 반대로 되어 있고, 이 권취 방법에 의해 2조의 위상을 π만큼 어긋나게 하고 있다. 이와 같이, 도8의 드라이버 회로와 도9의 드라이버 회로 중 어느 것을 이용해도 2조의 코일의 위상이 서로 π만큼 어긋나는 점은 동일하고, 양자 모두 1상 모터를 실현하고 있는 점에 변화는 없 다.
도10은 전자기 코일(11 내지 14)의 각종 권취 방법을 나타내고 있다. 본 예와 같이, 권취 방법을 고안함으로써, 인접하는 코일을 항상 역방향으로 여자시키는 것이 가능하다.
도11은 구동 신호 생성부(240)[도7의 (A)]의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도이다. 구동 신호 생성부(240)는 기본 클록 생성 회로(510)와, 1/N 분주기(520)와, PWM부(530)와, 정역 방향 지시값 레지스터(540)와, 승산기(550)와, 부호화부(560)와, AD 변환부(570)와, 전압 지령값 레지스터(580)와, 여자 구간 신호 생성부(590)와, 여자 비율 신호 생성부(700)를 구비하고 있다.
기본 클록 생성 회로(510)는 소정의 주파수를 갖는 클록 신호(PCL)를 발생하는 회로이고, 예를 들어 PLL 회로로 구성된다. 분주기(520)는 이 클록 신호(PCL)의 1/N의 주파수를 갖는 클록 신호(SDC)를 발생한다. N의 값은 소정의 일정값으로 설정된다. 이 N의 값은 미리 CPU(220)에 의해 분주기(520)에 설정된다. PWM부(530)는 클록 신호(PCL, SDC)와, 승산기(550)로부터 공급되는 승산값(Ma)과, 정역 방향 지시값 레지스터(540)로부터 공급되는 정역 방향 지시값(RI)과, 부호화부(560)로부터 공급되는 정부 부호 신호(Pa)와, 여자 구간 신호 생성부(590)로부터 공급되는 여자 구간 신호(Ea)에 따라서, 교류 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)[도7의 (A)]를 생성한다. 또한, 여자 구간 신호 생성부(590)는 여자 비율 신호 생성부(700)로부터 공급되는 여자 비율 신호(Er)를 기초로 하여 여자 구간 신호(Ea)를 생성한다. 이들 동작에 대해서는 후술한다.
정역 방향 지시값 레지스터(540) 내에는 모터의 회전 방향을 나타내는 값(RI)이 CPU(220)에 의해 설정된다. 본 실시예에서는 정역 방향 지시값(RI)이 로우 레벨일 때에 모터가 정회전하고, 하이 레벨일 때에 역회전한다. PWM부(530)에 공급되는 다른 신호(Pa, Ma, Ea)는 이하와 같이 결정된다.
자기 센서(40)의 출력(SSA)은 AD 변환부(570)에 공급된다. 이 센서 출력(SSA)의 레인지는, 예를 들어 GND(접지 전위)로부터 VDD(전원 전압)까지이고, 그 중위점(＝VDD/2)이 출력 파형의 중위점(정현파의 원점을 통과하는 점)이다. AD 변환부(570)는 이 센서 출력(SSA)을 AD 변환하여 센서 출력의 디지털값을 생성한다. AD 변환부(570)의 출력의 레인지는, 예를 들어 FFh 내지 0h(어미의 "h"는 16 진수인 것을 나타냄)이고, 중앙값(80h)이 센서 파형의 중위점에 상당한다.
부호화부(560)는 AD 변환 후의 센서 출력값의 레인지를 변환하는 동시에, 센서 출력값의 중위점의 값을 0으로 설정한다. 이 결과, 부호화부(560)에서 생성되는 센서 출력값(Xa)은 정측의 소정의 범위(예를 들어, ＋127 내지 0)와 부측의 소정의 범위(예를 들어, 0 내지 －127)의 값을 취한다. 단, 부호화부(560)로부터 승산기(550)로 공급되는 것은 센서 출력값(Xa)의 절대값이고, 그 정부 부호는 정부 부호 신호(Pa)로서 PWM부(530)에 공급된다.
전압 지령값 레지스터(580)는 CPU(220)에 의해 설정된 전압 지령값(Ya)을 저장한다. 이 전압 지령값(Ya)은 후술하는 여자 구간 신호(Ea)와 함께 모터의 인가 전압을 설정하는 값으로서 기능하는 것으로, 예를 들어 0 내지 1.0의 값을 취한다. 가령, 비여자 구간을 형성하지 않고 전체 구간을 여자 구간으로 하도록 여자 구간 신호(Ea)를 설정한 경우에는, Ya ＝ 0은 인가 전압을 0으로 하는 것을 의미하고, Ya ＝ 1.0은 인가 전압을 최대값으로 하는 것을 의미한다. 승산기(550)는 부호화부(560)로부터 출력된 센서 출력값(Xa)과, 전압 지령값(Ya)을 승산하여 정수화하여, 그 승산값(Ma)을 PWM부(530)에 공급한다.
도11의 (B) 내지 (E)는 승산값(Ma)이 다양한 값을 취하는 경우에 있어서의 PWM부(530)의 동작을 도시하고 있다. 여기서는, 전체 기간이 여자 구간이고 비여자 구간이 없는 것으로 가정하고 있다. PWM부(530)는 클록 신호(SDC)의 1주기 동안에 듀티가 Ma/N인 펄스를 1개 발생시키는 회로이다. 즉, 도11의 (B) 내지 (E)에 도시한 바와 같이, 승산값(Ma)이 증가함에 따라서 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)의 펄스의 듀티가 증가한다. 또한, 제1 구동 신호(DRVA1)는 정부 부호 신호(Pa)가 정일 때에만 펄스를 발생하는 신호이고, 제2 구동 신호(DRVA2)는 정부 부호 신호(Pa)가 부일 때에만 펄스를 발생하는 신호이지만, 도11의 (B) 내지 (E)에서는 이들을 합쳐서 기재하고 있다. 또한, 편의상, 제2 구동 신호(DRVA2)를 부측의 펄스로서 도시하고 있다.
도12의 (A) 내지 (C)는 센서 출력의 파형과 PWM부(530)에서 생성되는 구동 신호의 파형의 대응 관계를 나타내는 설명도이다. 도면 중, 「Hiz」는 전자기 코일을 미여자 상태로 한 하이 임피던스 상태를 의미하고 있다. 도11에서 설명한 바와 같이, 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)는 센서 출력(SSA)의 아날로그 파형을 이용한 PWM 제어에 의해 생성된다. 따라서, 이들 단상 구동 신호(DRVA1, DRVA2)를 이용하여 각 코일에 센서 출력(SSA)의 변화와 대응하는 레벨 변화를 나타내는 실효 전압을 공급하는 것이 가능하다.
PWM부(530)는 또한, 여자 구간 신호 생성부(590)로부터 공급되는 여자 구간 신호(Ea)로 나타나는 여자 구간에만 구동 신호(DRVA1, DRVA2)를 출력하고, 여자 구간 이외의 구간(비여자 구간)에서는 구동 신호(DRVA1, DRVA2)를 출력하지 않도록 구성되어 있다. 도12의 (C)는 여자 구간 신호(Ea)에 의해 여자 구간(EP)과 비여자 구간(NEP)을 설정한 경우의 구동 신호(DRVA1, DRVA2)의 파형을 도시하고 있다. 여자 구간(EP)에서는 도12의 (B)의 구동 신호(DRVA1, DRVA2)가 그대로 발생하고, 비여자 구간(NEP)에서는 구동 신호(DRVA1, DRVA2)가 발생하지 않는다. 이와 같이, 여자 구간(EP)과 비여자 구간(NEP)을 설정하도록 하면, 역기전력 파형의 중위점 근방(즉, 센서 출력의 중위점 근방)에 있어서 코일에 전압을 인가하지 않으므로, 모터의 효율을 더욱 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 여자 구간(EP)은 역기전력 파형의 피크를 중심으로 하는 대칭인 구간에 설정되는 것이 바람직하고, 비여자 구간(NEP)은 역기전력 파형의 중위점(중심점)을 중심으로 하는 대칭인 구간에 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와 같이 전압 지령값(Ya)을 1 미만의 값으로 설정하면, 승산값(Ma)이 전압 지령값(Ya)에 비례하여 작아진다. 따라서, 전압 지령값(Ya)에 의해서도 실행적인 인가 전압을 조정하는 것이 가능하다.
상술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 모터에서는 전압 지령값(Ya)과, 여자 구간 신호(Ea)의 양쪽을 이용하여 인가 전압을 조정하는 것이 가능하다. 바람직한 인가 전압과, 전압 지령값(Ya) 및 여자 구간 신호(Ea)와의 관계는 미리 구동 제어 회로(200)[도7의 (A)] 내의 메모리에 테이블로서 저장되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 구동 제어 회로(200)가 외부로부터 바람직한 인가 전압의 목표값을 수신했을 때에 CPU(220)가 그 목표값에 따라서 전압 지령값(Ya)을 지령값 레지스터(580)에 설정하는 것이 가능하다. 또한, 인가 전압의 조정에는 전압 지령값(Ya)과, 여자 구간 신호(Ea)의 양쪽을 이용할 필요는 없고, 어느 한쪽만을 이용하도록 해도 좋다.
도13은 PWM부(530)(도11)의 내부 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. PWM부(530)는 카운터(531)와, EXOR 회로(533)와, PWM 신호 생성부(535)와, 마스크 회로(537)를 구비하고 있다. 이들은 이하와 같이 동작한다.
도14는 모터 정회전 시의 PWM부(530)의 동작을 도시하는 타이밍차트이다. 이 도14에는 2개의 클록 신호(PCL, SDC)와, 승산값(Ma)과, 카운터(531) 내의 카운터값(CM1)과, 카운터(531)의 출력(S1)과, 정부 부호 신호(Pa)와, 정역 방향 지시값(RI)과, EXOR 회로(533)의 출력(S2)과, PWM 신호 생성부(535)의 출력 신호(PWM1, PWM2)와, 여자 구간 신호(Ea)와, 마스크 회로(537)의 출력 신호(DRVA1, DRVA2)가 도시되어 있다. 카운터(531)는 클록 신호(SDC)의 1 기간마다 클록 신호(PCL)에 동기하여 카운트값(CM1)을 0까지 다운 카운트하는 동작을 반복한다. 카운트값(CM1)의 초기값은 승산값(Ma)으로 설정된다. 또한, 도14에서는 도시의 편의상, 승산값(Ma)으로서 부의 값도 도시되어 있으나, 카운터(531)에서 사용되는 것은 그 절대값(│Ma│)이다. 카운터(531)의 출력(S1)은, 카운트값(CM1)이 0이 아닌 경우에는 하이 레벨로 설정되고, 카운트값(CM1)이 0이 되면 로우 레벨로 내려간다.
EXOR 회로(533)는 정부 부호 신호(Pa)와 정역 방향 지시값(RI)의 배타적 논리화를 나타내는 신호(S2)를 출력한다. 모터가 정회전하는 경우에는 정역 방향 지시값(RI)이 로우 레벨이다. 따라서, EXOR 회로(533)의 출력(S2)은 정부 부호 신호(Pa)와 동일한 신호가 된다. PWM 신호 생성부(535)는 카운터(531)의 출력(S1)과, EXOR 회로(533)의 출력(S2)으로부터 PWM 신호(PWM1, PWM2)를 생성한다. 즉, 카운터(531)의 출력(S1) 중, EXOR 회로(533)의 출력(S2)이 로우 레벨인 기간의 신호를 제1 PWM 신호(PWM1)로서 출력하고, 출력(S2)이 하이 레벨인 기간의 신호를 제2 PWM 신호(PWM2)로서 출력한다. 마스크 회로(537)는 2개의 AND 회로를 구비하고 있고, 여자 구간 신호(Ea)와 PWM 신호(PWM1)의 논리곱을 나타내는 구동 신호(DRVA1)를 출력하고, 여자 구간 신호(Ea)와 PWM 신호(PWM2)의 논리곱을 나타내는 구동 신호(DRVA2)를 출력한다. 또한, 도14의 우측 단부 부근에서는 여자 구간 신호(Ea)가 로우 레벨로 내려가고, 이에 의해 비여자 구간(NEP)이 설정되어 있다. 따라서, 이 비여자 구간(NEP)에서는 어떠한 구동 신호(DRVA1, DRVA2)도 출력되지 않고, 하이 임피던스 상태로 유지된다.
또한, PWM 신호 생성부(535)(도13)는 본 발명에 있어서의 원구동 신호 생성부에 상당하고, 2개의 PWM 신호(PWM1, PWM2)는 본 발명에 있어서의 원구동 신호에 상당한다.
도15는 모터 역회전 시의 PWM부(530)의 동작을 도시하는 타이밍차트이다. 모터 역회전 시에는 정역 방향 지시값(RI)이 하이 레벨로 설정된다. 이 결과, 2개의 구동 신호(DRVA1, DRVA2)가 도14로부터 교체되어 있고, 이 결과, 모터가 역회전 하는 것을 이해할 수 있다.
도16은 여자 구간 신호 생성부(590)의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도이다. 여자 구간 신호 생성부(590)는 오프셋 저항기(591)와, 전자 가변 저항기(592)와, 서로 저항값이 동등한 2개의 저항기(593, 594)와, 2개의 전압 비교기(595, 596)와, OR 회로(598)를 구비하고 있다. 전자 가변 저항기(592)의 저항값(Rv)은 후술하는 여자 비율 신호 생성부(700)로부터 공급되는 여자 비율 신호(Er)를 기초로 하여 설정된다. 오프셋 저항기(591)와 전자 가변 저항기(592)의 직렬 접속의 양단부에 있어서의 전압값(V1, V2)은 전압 비교기(595, 596)의 한쪽 입력 단자에 공급되어 있다. 전압 비교기(595, 596)의 다른 방면의 입력 단자에는 센서 출력(SSA)이 공급되어 있다. 전압 비교기(595, 596)의 출력 신호(Sp, Sn)는 OR 회로(598)에 공급되어 있다. OR 회로(598)의 출력인 여자 구간 신호(Ea)는 여자 구간(EP)과 비여자 구간(NEP)을 구별하기 위한 신호이다.
도16의 (B)는 여자 구간 신호 생성부(590)의 동작을 도시하고 있다. 전자 가변 저항기(592) 및 오프셋 저항기(591)의 양단부에 있어서의 전압값(V1, V2)은 전자 가변 저항기(592)의 가변 저항값(Rv)을 조정함으로써 변경된다. 구체적으로는, 전압값(V1, V2)은 센서 출력(SSA)의 전압 레인지의 중앙값(＝VDD/2)으로부터의 차분이 동등한 값으로 설정된다. 이는, 2개의 저항기(593, 594)의 저항값(R1과 R2)의 크기가 동등하므로 실현할 수 있다. 센서 출력(SSA)이 제1 전압(V1)보다도 높은 경우에는 제1 전압 비교기(595)의 출력(Sp)이 하이 레벨이 되고, 한편 센서 출력(SSA)이 제2 전압(V2)보다도 낮은 경우에는 제2 전압 비교기(596)의 출력(Sn) 이 하이 레벨이 된다. 여자 구간 신호(Ea)는 이들 출력 신호(Sp, Sn)의 논리화를 취한 신호이다. 따라서, 도16의 (B)의 하부에 도시한 바와 같이, 여자 구간 신호(Ea)는 여자 구간(EP)과 비여자 구간(NEP)을 나타내는 신호로서 사용할 수 있다. 그리고, 여자 구간(EP)과 비여자 구간(NEP)의 설정은 여자 비율 신호 생성부(700)로부터 공급되는 여자 비율 신호(Er)가 가변 저항값(Rv)을 조정함으로써 행해진다.
도17의 (A)는 모터의 시동 시에 있어서의 각종 신호 파형을 도시하고 있다. 모터를 정지 상태로부터 시동시키기 위해서는, 회전 속도가 일정한 정상 상태에 비해 큰 출력을 필요로 한다. 따라서, 모터 시동 시에는 가변 저항값(Rv)을 0 Ω로 설정하여 오프셋 저항기(591)에 의해 발생하는 비여자 기간(이하, 「오프셋 영역(OF)」이라고도 칭함)을 제외한 모든 기간을 여자 구간(EP)으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 오프셋 영역(OF)은 자기 센서(40)의 출력(SSA)이 불균일한 경우에, 전압 레인지의 중앙값 근방에서 구동 전류가 역방향으로 흘러 버리는 것을 방지하기 위해 형성되어 있다. 가변 저항값(Rv)은 모터 시동 후, 회전 속도를 정상 상태의 속도에 가깝게 하는 과정에 있어서 서서히 크게 해 가는 것이 바람직하다. 그와 같이 하면, 비여자 구간(NEP)을 서서히 확장시켜갈 수 있기 때문이다. 가변 저항값(Rv)을 조정하는 여자 비율 신호(Er)에 대해서는 후술한다.
도17의 (B)는 모터의 정속 회전 시에 있어서의 각종 신호 파형을 도시하고 있다. 모터가 정속 회전 시에 필요로 하는 출력은, 시동시로부터 가속 시에 필요로 하는 출력에 비해 작게 해도 좋다. 따라서, 모터의 정속 회전 시에는 가변 저항값(Rv)을 큰 값으로 설정함으로써 비여자 구간(NEP)을 확장시켜도 모터의 회전에 영향을 미치지 않아, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 코일(11 내지 14)에 흐르는 구동 전류는, 도17의 (A) 및 (B)에 도시한 바와 같이 회전 속도가 커짐에 따라서 쇠퇴한다.
도18은 여자 비율 신호 생성부(700)의 내부 구성을 도시하는 설명도이다. 이 도18에는 여자 비율 신호 생성부(700) 외에, 자기 센서(40)와, 기본 클록 생성 회로(510)가 도시되어 있다. 여자 비율 신호 생성부(700)는 전압 비교기(702)와, 카운터부(704)와, 카운터값 기억부(706)와, 테이블부(708)를 구비하고 있다. 이들은 이하와 같이 동작한다.
도19는 여자 비율 신호 생성부(700)의 동작을 도시하는 타이밍차트이다. 전압 비교기(702)는 자기 센서(40)로부터의 신호(SSA)(아날로그)를 기준 신호와 비교하여 디지털 신호인 전압 비교기 신호(SC)를 생성한다. 이 기준 신호의 레벨은 센서 신호(SSA)가 취할 수 있는 레벨의 중앙값으로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 카운터부(704)는 기본 클록 생성 회로(510)로부터 공급되는 클록 신호(PCL)를 기초로 하여 전압 비교기 신호(SC)가 하이 레벨을 나타내고 있는 기간에 있어서의 클록수를 카운트한다. 카운터부(704)는 전압 비교기 신호(SC)의 하이 레벨 기간이 종료되면, 그때의 카운터값(Ni)(i는 주기의 번호)을 카운터값 기억부(706)에 기억시킨다. 또한, 카운터부(704)는 카운트 중의 카운터값(N)이 소정의 값(예를 들어, N ＝ 1000)을 넘은 경우에는, 그 하이 레벨 기간에 있어서의 카운트를 종료하도록 설정하는 것도 가능하다. 이는, 후술하는 테이블부(708)에 있어서, 카운터값(Ni)의 값에 따라서 대응하는 여자 비율 신호(Er)의 값이 결정되지만, 이 카운터값(Ni)이 소정의 값을 초과하고 있는 경우에는, 그 소정의 값 이상을 카운트해도 대응하는 여자 비율 신호(Er)의 값이 변하지 않기 때문이다.
테이블부(708)(도18)는 카운터값 기억부(706)에 기억된 카운터값(Ni)에 따라서 여자 비율 신호(Er)의 값을 결정하여 여자 비율 신호(Er)를 출력한다. 본 실시예에서는, 여자 비율 신호(Er)의 값은, Ni ＜ 10인 경우에는 Er ＝ 3, 10 ≤ Ni ＜ 100인 경우에는 Er ＝ 2, 100 ≤ Ni ＜ 1000인 경우에는 Er ＝ 1, 1000 ≤ Ni인 경우에는 Er ＝ 0이 되도록 설정된다. 테이블부(708)에 의해 생성된 여자 비율 신호(Er)는 여자 구간 신호 생성부(590)[도16의 (A)]의 전자 가변 저항기(592)에 공급된다. 그리고, 전자 가변 저항기(592)의 가변 저항값(Rv)이 변화됨으로써 여자 구간(EP) 및 비여자 구간(NEP)이 결정된다.
도20은 모터의 회전수[rpm]와 여자 비율 신호(Er)의 관계를 나타내고 있다. 모터의 회전수와 카운터값(Ni)은 상관이 있고, 모터의 회전수와 카운터값(Ni)은 일대 일로 대응한다. 여자 비율 신호(Er)의 값은 여자 구간비(EPR)에 대응된다. 여자 구간비(EPR)라 함은, 가변 저항값(Rv) ＝ 0 Ω으로 한 경우에 있어서의 여자 구간(NEP)에 대한, 가변 저항값(Rv)을 변화시킨 경우에 있어서의 여자 구간(NEP)의 비율이다. 여자 비율 신호(Er) ＝ 0인 경우에는, 가변 저항값(Rv)은 0 Ω으로 설정되어 여자 구간비(EPR)는 100 ％가 된다. 전자 가변 저항기(592)의 가변 저항값(Rv)의 값은 여자 비율 신호 생성부(700)로부터 공급되는 여자 비율 신호(Er)의 값이 1, 2, 3으로 커짐에 따라서 여자 구간비(EPR)가 80 ％, 60 ％, 50 ％로 작아지도록 설정된다. 즉, 가변 저항값(Rv)은 모터의 회전수가 커지고, 정상 상태에 근접함에 따라서 여자 구간비가 작아지도록 설정된다.
도21은 여자 구간비(EPR)를 변화시킨 경우에 있어서의 효과를 나타내는 그래프이다. 15 [V]일 때, 12 [V]일 때, 10 [V]일 때는 코일에 인가되는 PWM 신호의 피크 전압[도8의 드라이버 회로(250)의 전원 전압(VSUP)]을 나타내고 있다. 또한, 도21에 있어서의 각종 수치는 모터에 동일 부하를 가하여 토크 일정, 회전수 일정인 정상 상태로 측정하고 있다. 도21의 (A)는 여자 구간비(EPR)와 소비 전력의 관계를 나타내고 있다. 여자 구간비(EPR)를 작게 해 가면, 소비 전력을 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 도21의 (B)는 여자 구간비(EPR)와 회전수의 관계를 나타내고 있다. 여자 구간비(EPR)를 작게 해 가면, 정상 상태에서의 회전수도 작아지는 것을 알 수 있다. 단, 여자 구간비(EPR)가 70 ％ 근방까지는 여자 구간비(EPR)를 작게 해도 회전수를 유지할 수 있다. 도21의 (C)는 여자 구간 신호 생성부(590)를 설치하여 여자 구간비(EPR)를 임의로 설정한 모터와, 전체 구간을 여자 구간으로 한 모터를, 회전수를 동일하게 한 경우에 있어서의 소비 전력을 비교하여, 여자 구간비(EPR)를 설정한 모터는 전체 구간을 여자 구간으로 한 모터에 비해 어느 정도의 전력 삭감 효과가 있는 것인지를 나타내고 있다. 이 도21의 (C)에 따르면, 여자 구간비(EPR)가 70 ％ 내지 90 ％인 영역에 있어서 전력 삭감률이 높아지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제1 실시예에서는, 모터의 시동 시에는 오프셋 영역(OF)을 제외한 전체 구간을 여자 구간(EP)으로 설정하고, 모터가 정상 상태에 근접함에 따라서 여자 구간(EP)이 작아지도록 설정하고 있다. 따라서, 모터의 소비 전력을 억제하 면서 모터를 원활하게 시동, 가속시키는 것이 가능하다. 또한, 전력 삭감 효과에 의해 모터의 저소음화와, 저진동화와, 저발열화를 실현하는 것이 가능하다.
B. 제2 실시예 :
도22는 제2 실시예에 있어서의 여자 비율 신호 생성부(700b)의 내부 구성을 도시하는 설명도이다. 도18에 나타낸 제1 실시예와의 차이는 자기 센서 출력(SSA) 대신에, 여자 구간 신호(Ea)가 카운터부(704)에 공급되어 있는 점과, 전압 비교기(702)가 생략되어 있다는 점뿐이고, 다른 구성은 제1 실시예와 동일하다.
여자 구간 신호(Ea)에 있어서, 하이 레벨 기간의 개시점인 상승 엣지로부터 다음의 상승 엣지까지의 시간적 길이는 모터의 회전 속도와 상관이 있다. 따라서, 여자 구간 신호(Ea)의 상승 엣지간의 시간적 길이를 카운터부(704)에서 측정해도, 제1 실시예와 마찬가지로 모터의 여자 구간(EP)을 모터의 회전수에 따라서 임의로 제어하는 것이 가능하다. 이 경우, 여자 구간 신호(Ea)는 디지털 신호이므로, 전압 비교기(702)는 생략할 수 있다. 마찬가지로, 여자 구간 신호(Ea)의 하이 레벨 기간의 종료점인 하강 엣지로부터 다음의 하강 엣지까지의 시간적 길이도 모터의 회전 속도와 상관이 있으므로, 하강 엣지간의 시간적 길이를 측정함으로써도 여자 구간(EP)을 제어하는 것이 가능하다. 또한, 여자 구간 신호(Ea) 대신에, 여자 구간 신호(Ea)의 정극 신호(Sp) 또는 부극 신호(Sn)의 상승 엣지간 또는 하강 엣지간의 시간적 길이를 기준으로 하여 여자 구간(EP)을 제어하는 것도 가능하다.
이와 같이, 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도를 나타내는 임의의 속도 신호를 기초로 하여 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간의 비율을 나타 내는 여자 비율 신호(Er)를 생성하여 여자 구간(EP)을 제어하는 것이 가능하다.
C. 제3 실시예 :
도23은 모터의 회전수[rpm]와 여자 비율 신호(Er)와의 관계의 다른 예를 나타내고 있다. 상기 실시예에서는, 여자 비율 신호(Er)는 테이블부(708)(도18)에 의해 4개의 값(Er ＝ 0, 1, 2, 3)이 부여되어 있었으나, 이 여자 비율 신호(Er)가 취할 수 있는 값은 4개로 한정되지 않고, 임의의 수로 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도23의 (A)에서는, 여자 비율 신호(Er)는 0으로부터 255인 256 단계의 값을 취할 수 있고, 모터의 회전수에 따라서 치밀하게 여자 구간(EP)을 설정하는 것이 가능해진다. 또한, 도23의 (B)에서는, 여자 비율 신호(Er)는 0과 1의 2단계의 값을 취할 수 있어, 팬 모터 등의 간이한 것에 이용할 수 있다. 이 경우에는, 테이블부(708)는 불필요하고, 카운터부가 소정의 카운터값을 초과하고 있는지 여부를 판정함으로써 실현할 수 있다.
이와 같이, 전동기의 시동 시에는 여자 구간(EP)이 소정의 최대값이 되도록 여자 비율 신호(Er)를 설정하고, 전동기의 시동 후에는 속도 신호가 나타내는 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도가 커짐에 따라서 여자 구간(EP)이 작아지도록 여자 비율 신호(Er)를 설정할 수 있다.
D. 변형예 :
또한, 본 발명은 상기한 실시예나 실시예로 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 형태에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들어 다음과 같은 변형도 가능하다.
D1. 제1 변형예 :
상기 실시예에서는, 여자 구간 신호 생성부(5, 90)는 아날로그 회로로 실현되어 있으나, 이 대신에, 디지털 회로로 구성된 여자 구간 신호 생성부(590b)(도시하지 않음)를 이용하는 것도 가능하다.
D2. 제2 변형예 :
상기 실시예에서는 원구동 신호 생성부로서, PWM 신호 생성부(535)를 이용하고, 원구동 신호로서 PWM 신호(PWM1, PWM2)를 이용하고 있었으나, 이 대신에, 원구동 신호 생성부로서, 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 위치를 나타내는 위치 신호를 기초로 하여 구형 신호를 생성하는 구형 신호 생성부를 이용하고, 원구동 신호로서 구형 신호를 이용할 수도 있다.
D3. 제3 변형예 :
본 발명은 각종 장치에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 팬 모터, 시계(바늘 구동), 드럼식 세탁기(단일 회전), 제트 코스터, 진동 모터 등의 다양한 장치의 모터에 적용 가능하다. 본 발명을 팬 모터에 적용한 경우에는, 상술한 다양한 효과(저소비 전력, 저진동, 저소음, 저회전 불균일, 저발열, 고수명)가 특히 현저하다. 이와 같은 팬 모터는, 예를 들어 디지털 표시 장치나, 차량 탑재 기기, 연료 전지식 퍼스널 컴퓨터, 연료 전지식 디지털 카메라, 연료 전지식 비디오 카메라, 연료 전지식 휴대 전화 등의 연료 전지 사용 기기, 프로젝터 등의 각종 장치의 팬 모터로서 사용할 수 있다. 본 발명의 모터는, 또한 각종 가전 기기나 전자 기기의 모터로서도 이용 가능하다. 예를 들어, 광기억 장치나, 자기 기억 장치, 다 각형 미러 구동 장치 등에 있어서, 본 발명에 의한 모터를 스핀들 모터로서 사용하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 의한 모터는 이동체나 로봇용 모터로서도 이용 가능하다.
도24는 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 프로젝터를 도시하는 설명도이다. 이 프로젝터(1100)는 적, 녹, 청 3색의 색광을 발광하는 3개의 광원(1110R, 1110G, 1110B)과, 이들 3색의 색광을 각각 변조하는 3개의 액정 라이트 밸브(1140R, 1140G, 1140B)와, 변조된 3색의 색광을 합성하는 크로스 다이크로익 프리즘(1150)과, 합성된 3색의 색광을 스크린(SC)에 투사하는 투사 렌즈계(1160)와, 프로젝터 내부를 냉각하기 위한 냉각 팬(1170)과, 프로젝터(1100)의 전체를 제어하는 제어부(1180)를 구비하고 있다. 냉각 팬(1170)을 구동하는 모터로서는, 상술한 각종 브러시리스 모터를 이용할 수 있다.
도25의 (A) 내지 (C)는 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 연료 전지식 휴대 전화를 도시하는 설명도이다. 도25의 (A)는 휴대 전화(1200)의 외관을 도시하고 있고, 도25의 (B)는 내부 구성의 예를 나타내고 있다. 휴대 전화(1200)는 휴대 전화(1200)의 동작을 제어하는 MPU(1210)와, 팬(1220)과, 연료 전지(1230)를 구비하고 있다. 연료 전지(1230)는 MPU(1210)나 팬(1220)에 전원을 공급한다. 팬(1220)은 연료 전지(1230)로의 공기 공급을 위해 휴대 전화(1200)의 외부로부터 내부로 송풍하기 위해, 혹은 연료 전지(1230)에서 생성되는 수분을 휴대 전화(1200)의 내부로부터 외부로 배출하기 위한 것이다. 또한, 팬(1220)을 도25의 (C)와 같이 MPU(1210) 상에 배치하여 MPU(1210)를 냉각하도록 해도 좋다. 팬(1220)을 구동하는 모터로서는, 상술한 각종 브러시리스 모터를 이용할 수 있다.
도26은 본 발명의 실시예에 의한 모터/발전기를 이용한 이동체의 일례로서의 전동 자전거(전동 어시스트 자전거)를 도시하는 설명도이다. 이 자전거(1300)는 전륜에 모터(1310)가 설치되어 있고, 새들의 하방의 프레임에 제어 회로(1320)와 충전지(1330)가 설치되어 있다. 모터(1310)는 충전지(1330)로부터의 전력을 이용하여 전륜을 구동함으로써 주행을 어시스트한다. 또한, 브레이크 시에는 모터(1310)로 회생된 전력이 충전지(1330)에 충전된다. 제어 회로(1320)는 모터의 구동과 회생을 제어하는 회로이다. 이 모터(1310)로서는, 상술한 각종 브러시리스 모터를 이용하는 것이 가능하다.
도27은 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 로봇의 일례를 나타내는 설명도이다. 이 로봇(1400)은 제1과 제2 아암(1410, 1420)과, 모터(1430)를 갖고 있다. 이 모터(1430)는 피구동 부재로서의 제2 아암(1420)을 수평 회전시킬 때에 사용된다. 이 모터(1430)로서는, 상술한 각종 브러시리스 모터를 이용하는 것이 가능하다.
E. 다른 실시예 :
도28은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200b)와 모터 본체(100)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 구동 제어 반도체 장치(200b)는 구동 신호 생성부(240)와, 드라이버 회로(250)와, CPU(220)와, 보호 회로(210)를 구비하고 있다. 구동 신호 생성부(240)와, 드라이버 회로(250)와, CPU(220)는 도7에서 도시한 동일한 부호의 것과 동일하다. 보호 회로(210)는 구동 제어 반도체 장치(200b)를 이용한 전동기의 불량을 검지하여 보호하기 위한 회로이다. 보호 회로(210)의 예로서는, 파워계의 회로를 보호하기 위한 과열 보호 회로, 과전압 보호 회로, 과전류 보호 회로 등이나, 제어계의 회로를 보호하기 위한 저전압 동작 보호 회로 등이 있다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는 도28에서 도시하는 구동 제어 반도체 장치(200b)와 같이, 구동 신호 생성부(240)와, 드라이버 회로(250)와, CPU(220)와, 보호 회로(210)를 포함한 구성으로 할 수 있다. 단, 보호 회로(210)는 생략하는 것도 가능하다.
도29는 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200c)와 모터 본체(100)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 구동 제어 반도체 장치(200c)와, 도28에서 도시한 구동 제어 반도체 장치(200b)의 차이는, CPU(220)가 구동 제어 반도체 장치(200c)에는 포함되어 있지 않은 점이다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는 도29에서 도시하는 구동 제어 반도체 장치(200c)와 같이 CPU(220)를 포함하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 보호 회로(210)는 생략하는 것도 가능하다.
도30은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200d)와 모터 본체(100)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 구동 제어 반도체 장치(200d)와, 도28에서 도시한 구동 제어 반도체 장치(200b)의 차이는, 드라이버 회로(250)가 구동 제어 반도체 장치(200d)에는 포함되어 있지 않은 점이다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는 도30에서 도시하는 구동 제어 반도체 장치(200d)와 같이 드라이버 회로(250)를 포함하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하 다. 이 경우에는, 보호 회로(210)는 저전압 동작 보호 회로 등의 제어계의 회로를 보호함으로써 구성하는 것이 바람직하다. 단, 보호 회로(210)는 생략하는 것도 가능하다.
도31은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200e)와 모터 본체(100)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 구동 제어 반도체 장치(200e)와, 도28에서 도시한 구동 제어 반도체 장치(200b)의 차이는, 구동 제어 반도체 장치(200e) 내에는 CPU(220)와 드라이버 회로(250)가 포함되어 있지 않은 점이다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는 도31에서 도시하는 구동 제어 반도체 장치(200e)와 같이 CPU(220)와 드라이버 회로(250)를 포함하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다. 즉, 드라이버 회로(250)를 다른 IC로서 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 드라이버 회로(250) 대신에, 범용품의 드라이버 IC를 사용할 수 있다. 또한, 도30의 경우와 마찬가지로, 보호 회로(210)는 저전압 동작 보호 회로 등의 제어계의 회로를 보호하는 것으로 구성하는 것이 바람직하다. 단, 보호 회로(210)는 생략하는 것도 가능하다.
도32의 (A) 내지 (E)는 다른 실시예의 구동 신호 생성부(240f)의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도이다. 구동 신호 생성부(240f)와, 도11에서 도시한 구동 신호 생성부(240)의 차이는, 구동 신호 생성부(240f) 내에는 기본 클록 생성 회로(510)(PLL 회로)의 전단에 자체 주행 발진 회로(508)가 설치되어 있는 점이다. 자체 주행 발진 회로(508)는 기본 클록 생성 회로(510)에 공급되는 기초 클록 신호(FCLK)를 생성한다. 기본 클록 생성 회로(510)는 이 기초 클록 신호(FCLK)를 기 초로 하여 클록 신호(PCL)를 생성한다. 자체 주행 발진 회로(508)는, 예를 들어 링 발전기 등의 다양한 발진 회로로 실현할 수 있다. 이상과 같이, 구동 신호 생성부(240)(도11) 대신에, 구동 신호 생성부(240f)(도32)를 사용하는 것이 가능하다. 즉, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치 내에 자체 주행 발진 회로(508)를 설치하는 것으로 해도 좋다.
도33은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200g)와 모터 본체(100g)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 구동 제어 반도체 장치(200g)와, 도28에서 도시한 구동 제어 반도체 장치(200b)의 차이는, 구동 제어 반도체 장치(200g) 내에는 증폭 회로(212)가 설치되어 있는 점이다. 이 경우, 모터 본체(100g) 내에는 홀 소자(42)가 설치되어 있다. 홀 소자(42)로부터 출력되는 신호는 구동 제어 반도체 장치(2009) 내의 증폭 회로(212)에 의해 증폭되어 센서 신호(SSA)가 된다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는 도33에서 도시하는 구동 제어 반도체 장치(200g)와 같이 증폭 회로(212)를 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
도34는 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치(200b)와 모터 본체(100g)의 구성을 도시하는 블럭도이다. 이 도34의 구성에서는, 증폭 회로(212)는 구동 제어 반도체 장치(200b)의 외측에 설치되어 있다. 이상과 같이, 브러시리스 모터를 구동하기 위한 반도체 장치는, 도34에서 도시한 바와 같이 증폭 회로(212)를 포함하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 각종 실시예에 있어서의 반도체 장치의 구성은 일례를 나타낸 것으로, 반도체 장치의 구성으로서는 다른 다양한 구성을 채용할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예로서의 단상 브러시리스 모터의 모터 본체의 구성을 도시하는 단면도.
도2는 자석열과 코일열의 위치 관계 및 자기 센서 출력과 코일의 역기전력 파형과의 관계를 나타내는 설명도.
도3은 코일의 인가 전압과 역기전력과의 관계를 나타내는 모식도.
도4는 모터 본체의 정회전 동작의 모습을 도시하는 설명도.
도5는 모터 본체의 역회전 동작의 모습을 도시하는 설명도.
도6은 모터의 이동 방향의 제어 순서를 도시하는 흐름도.
도7은 본 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 회로의 구성을 도시하는 블럭도.
도8은 드라이버 회로의 내부 구성을 도시하고 있는 도면.
도9는 드라이버 회로의 다른 구성을 도시하는 설명도.
도10은 전자기 코일의 각종 권취 방법을 나타내는 도면.
도11은 구동 신호 생성부의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도.
도12는 센서 출력의 파형과 PWM부에서 생성되는 구동 신호의 파형의 대응 관계를 나타내는 설명도.
도13은 PWM부의 내부 구성의 일례를 나타내는 블럭도.
도14는 모터 정회전 시의 PWM부의 동작을 도시하는 타이밍차트.
도15는 모터 역회전 시의 PWM부의 동작을 도시하는 타이밍차트.
도16은 여자 구간 신호 생성부의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도.
도17은 모터의 시동 시에 있어서의 각종 신호 파형을 도시하는 도면.
도18은 여자 비율 신호 생성부의 내부 구성을 도시하는 설명도.
도19는 여자 비율 신호 생성부의 동작을 도시하는 타이밍차트.
도20은 모터의 회전수[rpm]와 여자 비율 신호(Er)의 관계를 나타내는 도면.
도21은 여자 구간비(EPR)를 변화시킨 경우에 있어서의 효과를 나타내는 그래프.
도22는 제2 실시예에 있어서의 여자 비율 신호 생성부의 내부 구성을 도시하는 설명도.
도23은 모터의 회전수[rpm]와 여자 비율 신호(Er)와의 관계의 다른 예를 나타내는 도면.
도24는 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 프로젝터를 도시하는 설명도.
도25는 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 연료 전지식 휴대 전화를 도시하는 설명도.
도26은 본 발명의 실시예에 의한 모터/발전기를 이용한 이동체의 일례로서의 전동 자전거(전동 어시스트 자전거)를 도시하는 설명도.
도27은 본 발명의 실시예에 의한 모터를 이용한 로봇의 일례를 나타내는 설명도.
도28은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본 체의 구성을 도시하는 블럭도.
도29는 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본체의 구성을 도시하는 블럭도.
도30은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본체의 구성을 도시하는 블럭도.
도31은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본체의 구성을 도시하는 블럭도.
도32는 다른 실시예의 구동 신호 생성부의 내부 구성과 동작을 도시하는 설명도.
도33은 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본체의 구성을 도시하는 블럭도.
도34는 다른 실시예의 브러시리스 모터의 구동 제어 반도체 장치와 모터 본체의 구성을 도시하는 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 스테이터부
11 내지 14 : 전자기 코일
20 : 자기 요크
30 : 로터부
31 : 영구 자석
36 : 자기 요크
40 : 자기 센서
42 : 홀 소자
44 : 바이어스 조정부
46 : 게인 조정부
80h : 중앙값
100, 100g : 모터 본체
102 : 케이싱
112 : 회전축
114 : 베어링부
120 : 회로 기판
200 : 구동 제어 회로
200b, 200c, 200d, 200e, 200g : 구동 제어 반도체 장치
220 : CPU
240, 240f : 구동 신호 생성부
250 : 드라이버 회로
250a : 제1 브리지 회로
250b : 제2 브리지 회로
251, 252 : 트랜지스터
510 : 기본 클록 생성 회로
520 : 분주기
531 : 카운터
537 : 마스크 회로
540 : 정역 방향 지시값 레지스터
550 : 승산기
560 : 부호화부
580 : 전압 지령값 레지스터
590 : 여자 구간 신호 생성부
591 : 오프셋 저항기
592 : 전자 가변 저항기
593, 594 : 저항기
595, 596, 702 : 전압 비교기
700, 700b : 여자 비율 신호 생성부
704 : 카운터부
706 : 카운터값 기억부
708 : 테이블부
1100 : 프로젝터
1110R : 광원
1140R : 액정 라이트 밸브
1150 : 크로스 다이크로익 프리즘
1160 : 투사 렌즈계
1170 : 냉각 팬
1180 : 제어부
1200 : 휴대 전화
1220 : 팬
1230 : 연료 전지
1300 : 자전거
1310, 1430 : 모터
1320 : 제어 회로
1330 : 충전지
1400 : 로봇
1410 : 제1 아암
1420 : 제2 아암

Claims (14)

  1. 전동기의 구동 제어 회로이며,
    전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 위치를 나타내는 위치 신호를 기초로 하여 원구동 신호를 생성하는 원구동 신호 생성부와,
    상기 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도를 나타내는 속도 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간의 비율을 나타내는 여자 비율 신호를 생성하는 여자 비율 신호 생성부와,
    상기 위치 신호와 상기 여자 비율 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간을 정하는 두 개의 값의 여자 구간 신호를 생성하는 여자 구간 신호 생성부와,
    상기 원구동 신호를 상기 여자 구간 신호를 기초로 하여 마스크함으로써, 상기 전동기를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 마스크 회로를 구비하는 구동 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 여자 비율 신호 생성부는, 상기 전동기의 시동 시에는 상기 여자 구간이 소정의 최대값이 되도록 상기 여자 비율 신호를 설정하고, 상기 전동기의 시동 후에는 상기 속도 신호가 나타내는 상기 상대적 속도가 커짐에 따라서 상기 여자 구간이 작아지도록 상기 여자 비율 신호를 설정하는 구동 제어 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 속도 신호는 상기 위치 신호에 동기한 주기적인 두 개의 값의 타이밍 신호를 포함하고,
    상기 여자 비율 신호 생성부는,
    상기 타이밍 신호가 제1 레벨을 나타내고 있는 시간적 길이인 제1 레벨 기간을 측정하는 기간 측정부와,
    상기 측정된 제1 레벨 기간을 기초로 하여 상기 여자 비율 신호를 설정하는 여자 비율 설정부를 구비하는 구동 제어 회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원구동 신호 생성부는 상기 위치 신호를 기초로 하여 동기한 PWM 신호를 상기 원구동 신호로서 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함하는 구동 제어 회로.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 구동 제어 회로를 구비하는 전동기.
  6. 제5항에 기재된 전동기와, 상기 전동기에 의해 구동되는 피구동 부재를 구비하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 장치는 프로젝터인 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 장치는 휴대 기기인 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 장치는 로봇인 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 장치는 이동체인 장치.
  11. 전동기를 구동하기 위한 반도체 장치이며,
    전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 위치를 나타내는 위치 신호를 기초로 하여 원구동 신호를 생성하는 원구동 신호 생성부와,
    상기 전동기의 제1과 제2 구동 부재의 상대적 속도를 나타내는 속도 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간의 비율을 나타내는 여자 비율 신호를 생성하는 여자 비율 신호 생성부와,
    상기 위치 신호와 상기 여자 비율 신호를 기초로 하여 상기 전동기의 코일의 여자 구간과 비여자 구간을 정하는 두 개의 값의 여자 구간 신호를 생성하는 여자 구간 신호 생성부와,
    상기 원구동 신호를 상기 여자 구간 신호를 기초로 하여 마스크함으로써, 상기 전동기를 구동하기 위한 구동 신호를 생성하는 마스크 회로를 구비하는 반도체 장치.
  12. 제11항에 있어서, 클록 신호를 생성하는 클록 신호 생성부를 더 구비하고,
    상기 원구동 신호 생성부는 상기 클록 신호를 이용함으로써 상기 원구동 신호를 생성하고,
    상기 여자 비율 신호 생성부는 상기 클록 신호를 이용함으로써 상기 여자 비율 신호를 생성하는 반도체 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 위치 신호를 디지털값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로를 더 구비하고,
    상기 원구동 신호 생성부는 상기 디지털값으로 변환된 위치 신호를 기초로 하여 상기 원구동 신호를 생성하는 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 위치 신호를 증폭하는 증폭 회로를 더 구비하고,
    상기 아날로그-디지털 변환 회로는 상기 증폭된 위치 신호를 디지털값으로 변환하는 반도체 장치.
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