KR20100124810A - 모터 구동 장치, 집적 회로 장치, 모터 장치, 및 모터 구동 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모터 구동 장치는, 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인과 클럭 신호를 전송하는 클럭 라인을 포함하는 시리얼 통신 버스를 통하여 통신을 행하는 시리얼 통신부와, 모터의 동작을 구동 제어하는 구동 제어부를 구비한다. 이 시리얼 통신 버스로부터 수취한 클럭 신호를, 구동 제어부의 기준 클럭 신호로서 이용하도록 구성한다.

Description

모터 구동 장치, 집적 회로 장치, 모터 장치, 및 모터 구동 시스템{MOTOR DRIVING DEVICE, INTEGRATED CIRCUIT DEVICE, MOTOR DEVICE AND MOTOR DRIVING SYSTEM}

본 발명은, 공조 기기, 급탕기, 공기 청정기, 복사기, 프린터 등에 탑재되는 브러시리스 DC모터를 구동하는데 적합한 모터 구동 장치, 이 모터 구동 장치를 구비한 집적 회로 장치, 이 모터 구동 장치를 구비한 모터 장치, 및 이 모터 장치를 복수개 구비한 모터 구동 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 시리얼 데이터를 이용한 시리얼 통신에 의해 제어되는 모터 구동 장치, 이 모터 구동 장치를 구비한 집적 회로 장치, 이 모터 구동 장치를 구비한 모터 장치, 또한, 이 모터 장치를 복수개 구비한 모터 구동 시스템에 관한 것이다.

예를 들면, 복사기나 레이저 프린터 등의 정보 기기에서는, 통상, 복수의 모터가 탑재되어 있다. 특히, 최근, 이러한 문서를 취급하는 정보 기기는, 컬러화, 다기능화나 고정밀화가 진행되어, 1대의 기기에 탑재되는 모터의 개수도 증가하는 경향이다. 이 때문에, 각 모터의 제어 방법 등이 복잡화함과 함께, 각 모터를 제어하기 위한 신호선도 증가하고 있다.

또, 상기 서술한 브러시리스 DC모터는, 용이하게 회전 제어를 할 수 있기 때문에 최근 많이 이용되게 되었으며, 모터 본체와 이 모터의 구동 제어 회로를 포함하는 모터 구동 장치를 일체화하여 모터 장치로 하고, 마이컴 등과 모터 구동 장치를 신호선으로 접속하여 모터의 회전 제어를 행하는 구성이 일반적이 되고 있다. 이 때, 마이컴과 모터 구동 장치의 사이에서는, 예를 들면, 기동/정지, 브레이크 동작/해제, 정전/역전, 회전수 지령, 회전수 모니터, 회전수 위상 로크 검지, 제어 게인 전환 등 많은 신호선이 접속된다. 이 때문에, 모터의 개수가 증가하면, 그에 수반하여 이러한 신호선도 증가하여, 배선 스페이스의 증대에 의한 기기의 소형화의 저해, 기기측에 설치되는 마이컴 등의 메인 콘트롤러의 포트 부담이나 제어 부담의 증가, 이들에 수반하는 시스템 코스트의 증가 등을 초래하게 된다.

그런데, 최근, 이러한 신호선의 증가를 억제하기 위해, 각종의 기기에 있어서 시리얼 통신을 이용하여 제어 대상을 제어하는 수법이 널리 이용되고 있다. 기기에 있어서의 시리얼 통신은, 기기 내에 있어서, 마이컴 등과 각 제어 대상을 시리얼 통신 버스로 접속함으로써 실현된다. 여기서, 시리얼 통신 버스는, 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인과 이 시리얼 데이터에 동기한 클럭 신호를 전송하는 클럭 라인을 포함한 몇 개의 신호선으로 구성되는 데이터 버스가 일반적으로 이용되고 있다. 이 때, 각 제어 대상은, 각각이 식별되도록 하기 위해, 각각에 어드레스와 같은 식별 번호가 할당된다. 그리고, 마이컴이 클럭 신호와 함께, 식별 번호를 지정하면서 필요한 시리얼 데이터를 송수신함으로써, 각 제어 대상과 개별적으로 데이터 통신할 수 있다. 이와 같이 하여, 신호선의 증가를 억제하면서, 복수의 제어 대상과 각종 데이터의 수도(受渡)가 가능하게 되어, 마이컴은 이 데이터를 이용하여 각 제어 대상을 제어할 수 있다.

그래서, 상기 서술한 바와 같은 복수의 모터를 구비한 기기에 있어서도 마찬가지로, 이러한 시리얼 통신을 이용한 기술이 제안되어 있다.

이러한 기술의 하나로서, 종래, 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 대해, 시리얼 통신 버스가 종속(縱續) 접속이 되도록 순차 시리얼 접속하고, 이것에 의해 배선 효율을 향상시키는 복수 모터의 구동 시스템이 제안되어 있다. 이 내용은, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

이러한 종래의 구동 시스템은, 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 시리얼 통신 버스를 통하여 복수의 모터를 각각 구동하기 위한 데이터가 시리얼 데이터로서 송출된다. 모터 마다 설치한 모터 구동 장치는, 시리얼 통신 버스를 통하여 순차 시리얼 접속되어 있다. 또, 각 모터 구동 장치에는, 비트 스위치 등에 의해, 각각을 특정하기 위한 어드레스가 설정되어 있다. 그리고, 우선, 복수의 모터 구동 장치 중 제1 모터 구동 장치가 데이터를 수신한다. 이 때, 제1 모터 구동 장치는, 시리얼 통신 버스를 통하여 송출된 어드레스를 참조하여, 자기앞으로 보내진 제1 모터 구동 장치의 데이터만을 추출하고, 레지스터에 저장한다. 또, 제1 모터 구동 장치는, 자기앞이 아닌 데이터를, 다음단(段)의 모터 구동 장치에 전송한다. 이후, 제1 모터 구동 장치와 동일한 처리를 행해 감으로써, 복수의 모터를 구동 제어한다. 종래의 구동 시스템은, 이러한 구성으로 함으로써, 적은 배선수로 간소한 구성을 가능하게 하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 공개 특허 2001-161095호 공보

그런데, 이 종래의 구동 시스템과 같이 복수개의 모터 장치를 대상으로 하여 제어하는 경우, 각각의 모터 장치 간에 있어서 회전 속도 등의 기준을 결정하는 신호에 편차가 있어, 간이한 구성으로 각 모터 장치의 속도 정밀도를 높이기에는 한계가 있었다. 즉, 예를 들면, 모터의 속도를 검출하는 속도 검출기로부터의 펄스 기간에 있어서 내부 클럭 신호의 펄스수를 계수하고, 이 계수값을 이용하여 속도 검출값으로 하는 구성의 경우, 모터 장치 간에 내부 클럭 신호의 주파수의 편차가 있으면, 모터 장치에 있어서 속도의 편차가 생긴다.

이러한 구체적인 일례로서, 다음과 같이 하여 속도의 편차가 생기게 된다. 우선, 표준의 모터 장치가 있다고 하고, 내부 클럭 신호가 1MHz이며, 지령값 1000이 부여되면, 속도 검출기로부터의 펄스 기간에, 1MHz의 내부 클럭 신호의 클럭수가 1000개가 되도록 속도 제어되는 것으로 한다. 즉, 지령값과 이 클럭수가 일치하도록 속도 제어되는 것으로 한다. 이에 반해, 표준에서 벗어난 모터 장치의 내부 클럭 신호가 1.1MHz이었다고 한다. 그리고, 표준에서 벗어난 모터 장치에도 지령값 1000이 부여되면, 속도 검출기로부터의 펄스 기간에, 1.1MHz의 내부 클럭 신호의 클럭수가 1000개가 되도록 속도 제어된다. 즉, 표준에서 벗어난 모터 장치의 경우, 속도 검출기로부터의 펄스 기간은 표준의 모터 장치보다도 짧아진다. 바꾸어 말하면, 동일한 지령값 1000이 부여되었다고 해도, 표준에서 벗어난 모터 장치는, 표준의 모터 장치보다도 고속으로 회전하도록 속도 제어되게 된다. 종래의 시리얼 통신을 사용한 모터의 구동 시스템에서는, 이상과 같은 과제가 있었다.

본 발명의 모터 구동 장치는, 다음의 구성을 가진다. 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인과 클럭 신호를 전송하는 클럭 라인을 포함하는 시리얼 통신 버스를 통하여 통신을 행하는 시리얼 통신부와, 이 모터의 동작을 구동 제어하는 구동 제어부를 구비한다. 이 시리얼 통신 버스로부터 수취한 클럭 신호를, 구동 제어부의 기준 클럭 신호로서 이용하도록 구성한다.

본 발명은, 또한 이 모터 구동 장치를 구비한 집적 회로 장치를 포함한다. 본 발명은, 또한 이 모터 구동 장치와 모터와, 모터의 속도를 검출하는 속도 검출기를 구비한 모터 장치를 포함한다. 본 발명은, 또한, 이 모터 장치를 복수개 구비하고, 또한 이 모터 장치를 제어하는 호스트 장치를 구비하고, 이 호스트 장치와 복수개의 모터 장치를 시리얼 통신 버스로 접속한 모터 구동 시스템을 포함한다.

이 구성에 의해, 본 발명은, 시리얼 통신 버스를 이용하여, 모터 장치를 탑재한 기기 내의 선 절약화를 도모함과 함께, 고정밀의 속도 제어가 가능한 모터 구동 장치, 집적 회로 장치, 모터 장치, 및 모터 구동 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 시스템의 구성도이다.
도 2는 이 모터 구동 시스템의 모터 장치의 상세한 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 이 모터 장치의 속도 제어부의 블럭도이다.
도 4는 모터 장치의 속도 제어부의 다른 구성예를 나타낸 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 장치의 블럭도이다.
도 6은 이 모터 장치의 내부 클럭 발생부의 블럭도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다.

(실시의 형태 1)

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 모터 구동 시스템은, 모터(29)와 모터(29)를 구동 제어하는 모터 구동 장치(21)를 포함하는 모터 장치(20)를 복수개 배치함과 함께, 각 모터 장치(20)를 제어하는 호스트 장치(10)를 구비하고 있다. 그리고, 호스트 장치(10)와 복수개의 모터 장치(20)의 모터 구동 장치(21)는, 시리얼 통신 버스(11)를 통하여 버스 접속되어 있다. 도 1에서는, 호스트 장치(10)가, 3개의 모터 장치(20)를 제어하는 일례를 나타내고 있다.

호스트 장치(10)는, 예를 들면, 모터 장치(20)가 탑재되는 기기에 구비되고, 마이컴(마이크로 컴퓨터) 혹은 DSP(Digital Signal Processor) 등으로 구성된다. 이러한 호스트 장치(10)로부터, 시리얼 통신 버스(11)를 통하여, 모터 장치(20)를 제어하기 위한 각종 데이터가 각 모터 장치(20)에 통지된다. 또, 역으로, 모터(29)의 회전수에 관한 데이터 등이 각 모터 장치(20)로부터, 시리얼 통신 버스(11)를 통하여, 호스트 장치(10)에 통지된다.

본 실시의 형태에서는, 시리얼 통신 버스(11)가, 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인으로서의 데이터 출력 라인 SO 및 데이터 입력 라인 SI와, 클럭 신호 Clk를 전송하는 클럭 라인 CLK의 3개의 신호선으로 구성되는 일례를 들고 있다. 데이터 출력 라인 SO에는, 호스트 장치(10)로부터 각 모터 장치(20)로의 시리얼 데이터가 전송된다. 데이터 입력 라인 SI에는, 모터 장치(20)로부터 호스트 장치(10)로의 시리얼 데이터가 전송된다. 그리고, 클럭 라인 CLK에는, 호스트 장치(10)로부터 시리얼 데이터에 동기한 클럭 신호 Clk가 전송된다.

또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 호스트 장치(10)에는, 클럭 발진기(19)가 접속되어 있다. 클럭 발진기(19)는, 클럭 신호 Clk나 시리얼 데이터의 타이밍을 생성하기 위한 기초가 되는 원(原)클럭 신호 Osc를 생성하여 호스트 장치(10)에 공급한다. 호스트 장치(10)는, 공급된 원클럭 신호 Osc를 이용하여 클럭 신호 Clk나 시리얼 데이터를 생성하고, 이와 같이 하여 생성한 클럭 신호 Clk나 시리얼 데이터를 시리얼 통신 버스(11)에 전송한다. 또, 클럭 발진기(19)는, 호스트 장치(10)의 제어에 따른 주파수의 원클럭 신호 Osc를 생성한다. 이러한 주파수 제어를 행하기 위해, 호스트 장치(10)로부터 클럭 발진기(19)에 대해, 주파수 제어를 위한 원클럭 제어 신호 Vf가 공급된다.

본 실시의 형태의 모터 구동 시스템은, 이와 같이 호스트 장치(10)가 클럭 발진기(19)의 주파수를 제어하고, 호스트 장치(10)가 제어한 원클럭 신호 Osc에 기초하는 주파수의 클럭 신호 Clk가 시리얼 통신 버스(11)에 전송된다. 호스트 장치(10)는, 이러한 구성에 의해, 클럭 신호 Clk를 시리얼 데이터 전송을 위해 이용하는데 더하여, 속도 제어에 있어서의 기준 클럭 신호로서, 모터(29)에 대해 지령하는 속도에 따른 주파수의 클럭 신호 Clk를 클럭 라인 CLK에 전송한다. 또, 시리얼 데이터도 이러한 클럭 신호 Clk의 주파수에 동기한 타이밍의 시리얼 데이터로서 전송된다.

각 모터 장치(20)에 있어서, 모터 구동 장치(21)는, 시리얼 통신 버스(11)에 접속된 시리얼 통신부(23), 모터 장치(20)를 동작시키기 위한 각종 파라미터가 설정된 파라미터 설정부(24), 모터(29)의 회전을 제어하는 등의 제어부(25), 및 모터(29)를 구동하는 구동부(26)를 구비하고 있다. 이 시리얼 통신부(23)는, 이하, 간단히, 통신부(23)로 칭한다.

통신부(23)는, 호스트 장치(10)로부터, 각각이 시리얼 통신 버스(11)를 통하여 순차 직렬 접속이 되도록 접속되어 있다. 통신부(23)는, 이러한 시리얼 통신 버스(11)로 버스 접속된 구성에 의해, 호스트 장치(10)와의 시리얼 통신을 행한다.

파라미터 설정부(24)는, 시리얼 통신 버스(11)를 통하여 통신부(23)에 전송되는 시리얼 데이터로부터 취득한 각종 데이터를, 제어 파라미터나 구동 파라미터 등으로 구분하여 메모리 등의 기억부에 기억한다. 이와 같이 하여, 파라미터 설정부(24)에는, 각종 파라미터 등의 데이터가 설정된다.

제어부(25)는, 모터 장치(20) 내에 있어서의 각종 제어나 처리 등을 행한다. 예를 들면, 제어부(25)는, 파라미터 설정부(24)로부터의 제어 게인 등의 파라미터가 설정되고, 회전을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여, 이 제어 신호에 의해 모터(29)의 회전 동작을 제어한다. 그리고, 구동부(26)는, 제어부(25)로부터의 제어 신호에 기초하여 모터(29)를 구동한다. 또, 제어부(25)와 구동부(26)에 의해, 모터(29)의 동작을 구동 제어하는 구동 제어부가 구성된다.

또한, 모터 구동 장치(21)에 있어서, 클럭 라인 CLK에 전송되는 클럭 신호 Clk가 제어부(25)에 공급된다. 상기 서술한 바와 같이, 호스트 장치(10)로부터 전송되는 클럭 신호 Clk는, 모터(29)에 대해 지령하는 속도에 따른 주파수로 전송된다. 이 때문에, 호스트 장치(10)로부터 시리얼 통신 버스(11)를 통하여, 모터 구동 장치(21)에 대해 속도를 변경하는 지령이 이루어지면, 모터 구동 장치(21)는, 클럭 신호 Clk를 이용하여 모터(29)의 속도 제어를 실행한다. 본 실시의 형태에서는, 이와 같이, 클럭 신호 Clk가 제어부(25)에 공급되는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 본 실시의 형태에서는, 클럭 신호 Clk를 모터(29)의 속도 제어를 위한 기준 클럭 신호에도 활용하고 있다.

이러한 시리얼 통신 버스(11)의 구성에 있어서, 호스트 장치(10)가 클럭 신호 Clk와 함께 시리얼 데이터를 송출하면, 호스트 장치(10)와 직접 시리얼 통신 버스(11)로 접속된 최상류측이 되는 모터 장치(20)의 통신부(23)에 클럭 신호 Clk와 시리얼 데이터가 전송된다. 이 최상류측의 통신부(23)는, 수취한 클럭 신호 Clk와 시리얼 데이터를 중계하여, 다음단의 통신부(23)로 전송한다. 이와 같이 하여, 호스트 장치(10)로부터, 한쪽 끝이 되는 최상류측의 통신부(23), 그 후단의 통신부(23)와, 다른쪽 끝이 되는 최하류측의 통신부(23)를 향해 차례로, 각 통신부(23)를 통하면서, 데이터 출력 라인 SO를 통과하여 시리얼 데이터가 전송된다. 또, 역으로, 예를 들면, 최하류측의 통신부(23)로부터 호스트 장치(10)에 통지하는 데이터는, 최하류측의 통신부(23)로부터, 그 전단의 통신부(23)로, 호스트 장치(10)까지 차례로, 각 통신부(23)를 통하면서, 데이터 입력 라인 SI를 통과하여 시리얼 데이터가 전송된다.

그리고, 클럭 라인 CLK에는, 호스트 장치(10)로부터, 모터 장치(20)에 대해 지령하는 속도에 따른 주파수의 클럭 신호 Clk가 전송된다.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(21)를 구비한 모터 장치(20)의 상세한 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 2에 나타낸 바와 같은 구성에 의해, 모터 구동 장치(21)가 모터(29)를 구동 제어한다. 본 실시의 형태에서는, 모터(29)가 모터 구동 장치(21)에 의해 정현파 구동이나 구형파(矩形波) 구동되는 브러시리스 DC모터인 일례를 들어 설명한다. 또, 모터 구동 장치(21)의 기능의 일부 혹은 전부는, 1개 또는 복수의 집적 회로 장치에 의해 실현된다. 도 2에서는, 모터 구동 장치(21)의 기능 전부가 1개의 집적 회로 장치(22)에 의해 실현된 일례를 나타내고 있다. 또, 모터 구동 장치(21)의 기능을 실현하는 회로 소자가 프린트 기판 상에 형성된다. 그리고, 모터 장치(20)는, 이러한 프린트 기판이, 모터(29)에 내장 또는 일체화되어 있다.

모터(29)는, 가동자와, U상, V상 및 W상으로 하는 3상의 구동 권선(도시하지 않음)을 가지고 있다. 각 구동 권선에는, 모터 구동 장치(21)로부터, 각각 구동 전압 U, V 및 W가 공급된다. 또, 모터(29)의 부근에는, 모터(29)의 속도를 검출하는 속도 검출기(91), 및 모터(29)의 가동자의 위치를 검출하는 위치 검출기(92)가 배치되어 있다. 속도 검출기(91)는, 검출한 속도를 나타내는 속도 검출 신호 FG를 모터 구동 장치(21)에 통지한다. 위치 검출기(92)는, 검출한 위치를 나타내는 위치 검출 신호 CS를 모터 구동 장치(21)에 통지한다.

그런데, 이와 같이 정현파 구동되는 브러시리스 DC모터는, 회전 속도 불균일의 저감이나, 저소음·고효율 구동 등의 높은 성능이, 넓은 회전 속도 범위에서 요구되는 일이 많아지게 되어, 이들 요구를 실현하기 위해서는, 각 회전속도 마다 세밀하고 많은 제어 파라미터나 구동 파라미터를 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 시리얼 통신 버스를 이용하여 브러시리스 DC모터를 제어함으로써, 속도 제어, 정현파 구동시의 각종 제어 파라미터나 구동 파라미터를 섬세하게 설정할 수 있어, 제어 성능, 저소음·고효율 구동 성능을 한층 더 높이는 것이 가능하게 된다.

한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 장치(21)의 클럭 입력 단자 CI에는, 호스트 장치(10) 혹은 전단의 모터 장치(20)인 상류측으로부터, 클럭 라인 CLK를 통과하여, 클럭 신호 Clk가 공급된다. 또, 데이터 입력 단자 SIH에는, 데이터 출력 라인 SO를 통과하여, 시리얼 데이터가 공급된다. 그리고, 데이터 출력 단자 SOH는, 데이터 입력 라인 SI를 통과하여, 상류측에 대한 시리얼 데이터를 출력한다.

또, 모터 구동 장치(21)의 클럭 출력 단자 CO는, 클럭 라인 CLK를 통과하여, 하류측이 되는 후단의 모터 장치(20)로, 호스트 장치(10)로부터의 클럭 신호 Clk를 출력한다. 또, 데이터 출력 단자 SOL는, 데이터 출력 라인 SO를 통과하여, 호스트 장치(10)로부터의 시리얼 데이터를 출력한다. 그리고, 데이터 입력 단자 SIL에는, 하류측으로부터, 데이터 입력 라인 SI를 통과하여, 후단의 모터 장치(20)로부터의 시리얼 데이터가 공급된다.

다음에, 통신부(23)는, 데이터 입력 단자 SIH에 공급된 시리얼 데이터의 처리를 행하는 입력 처리부(31), 및 호스트 장치(10)에 시리얼 데이터를 통지하는 처리를 행하는 출력 처리부(32)를 구비하고 있다.

입력 처리부(31)는, 클럭 입력 단자 CI에 공급된 클럭 신호 Clk에 따라, 데이터 입력 단자 SIH에 공급되는 시리얼 데이터를 도입한다. 입력 처리부(31)는, 도입한 시리얼 데이터를 패러렐 변환하고, 패러렐 변환한 데이터를 입력 데이터로서 우선 도입한다. 또한, 입력 처리부(31)는, 입력 데이터에 포함되는 어드레스 정보를 참조하여, 자기앞으로 보내진 데이터인지 아닌지를 판정한다. 입력 처리부(31)는, 자기앞으로 보내진 데이터라고 판정하면 그 데이터를 파라미터 설정부(24)에 전송한다.

또, 출력 처리부(32)에는, 호스트 장치(10)에 통지하기 위한 데이터가 제어부(25)로부터 공급된다. 출력 처리부(32)는, 자기의 어드레스 데이터와 함께 호스트 장치(10)에 통지하기 위한 데이터를 시리얼 데이터로 변환하고, 변환한 시리얼 데이터를 클럭 입력 단자 CI에 공급된 클럭 신호 Clk에 따라 호스트 장치(10)에 전송한다. 또, 출력 처리부(32)는, 데이터 입력 단자 SIL에 공급된 시리얼 데이터를 중계하여 데이터 출력 단자 SOH로부터 출력한다. 이와 같이, 출력 처리부(32)는, 하류측으로부터 전송된 시리얼 데이터를 호스트 장치(10)로 전송하는 처리도 행한다.

다음에, 파라미터 설정부(24)는, 예를 들면, 호스트 장치(10)로부터 설정되는 파라미터 등을 기억하는 설정 메모리를 구비하고 있다. 설정 메모리에는, 입력 처리부(31)에 의해 저장되는 각종 동작을 설정하기 위한 데이터가 기억된다. 설정 메모리가 기억하는 데이터로서는, 제어 동작을 설정하기 위한 제어 동작 설정 데이터, 구동 동작을 설정하기 위한 구동 동작 설정 데이터, 인버터 등의 파워부의 동작을 설정하기 위한 파워부 동작 설정 데이터, 기동시의 지연 시간을 설정하기 위한 기동 지연 설정 데이터, 보호 동작을 설정하기 위한 보호 동작 설정 데이터, 일련의 동작을 설정하기 위한 일련 동작 설정 데이터, 및 에너지 절약에 관한 동작을 설정하기 위한 에너지 절약 설정 데이터 등이 포함된다. 또한, 제어 동작 설정 데이터로서는, 회전 속도에 대응한 제어 게인 등의 제어 파라미터에 관한 데이터, 지령한 회전 속도에 다다른 것을 나타내는 회전 정보에 대한 그 검출 범위를 나타내는 데이터 등이 포함된다. 구동 동작 설정 데이터로서는, 회전 속도에 대응한 진각(進角)값, 모터(29)를 구동하는 파형이나 펄스폭 변조의 방식을 나타내는 데이터 등이 포함된다. 파워부 동작 설정 데이터로서는, 데드 타임, 펄스폭 변조의 주파수, 파워 트랜지스터의 스위치 속도를 나타내는 데이터 등이 포함된다. 보호 동작 설정 데이터는, 보호 기능의 유효/무효, 동작 임계값 등의 파라미터 설정을 나타내는 데이터 등이 포함된다. 일련 동작 설정 데이터로서는, 예를 들면 「기동→소망 속도로의 회전→브레이크 감속→정지→재기동」과 같은 일련 동작을 지령하는 데이터 등이 포함된다.

다음에, 제어부(25)는, 모터(29)의 회전 속도에 관한 제어를 행하는 속도 제어부(51), 및 모터 장치(20)의 각 부의 제어나 처리 등을 행하는 전체 제어부(52)를 구비하고 있다. 전체 제어부(52)는, 모터 장치(20)의 기본 동작에 관한 처리, 출력 처리부(32)를 통하여 호스트 장치(10)에 대해 데이터의 송출을 요구하는 피드백 요구의 처리 등을 행한다.

속도 제어부(51)는, 파라미터 설정부(24)에 기억된 구동 동작 설정 데이터로부터, 제어 파라미터로서의 각 데이터를 도입한다. 이것에 의해, 속도 제어부(51)에는, 속도 제어 신호 VSP를 생성하기 위해 필요한 제어 게인 등의 회전 제어를 위한 제어 파라미터가 설정된다. 속도 제어부(51)는, 이와 같이 하여 제어 파라미터가 설정된 상태로, 속도 제어 신호 VSP를 생성하고, 생성한 속도 제어 신호 VSP에 의해 모터(29)의 회전 속도를 제어한다.

다음에, 구동부(26)는, 속도 제어부(51)로부터의 속도 제어 신호 VSP에 따라 모터(29)를 정현파 구동하기 위한 정현파 구동 신호를 생성하는 정현파 구동부(61), 정현파 구동 신호에 기초하여 모터(29)의 각 구동 권선에 구동 전압 U, V 및 W를 공급하는 인버터(62)를 구비하고 있다. 정현파 구동부(61)는, 정현파 구동 신호를 생성하기 위한 펄스폭 변조(PWM) 회로를 가지고 있다. 그리고, 인버터(62)는, 정현파 구동부(61)로부터의 구동 신호에 의해, 직류 전력을 교류의 구동 전력으로 변환하여, 모터(29)를 구동한다.

정현파 구동부(61)는, 속도 제어부(51)로부터의 속도 제어 신호 VSP에 따른 진폭, 및 위치 검출기(92)로부터의 위치 검출 신호 CS에 따른 위상의 정현파 형상의 파형 신호를 생성한다. 또한, 정현파 구동부(61)는, 생성한 파형 신호에 의해 펄스폭 변조한 구동 펄스 신호를 생성한다. 생성된 구동 펄스 신호는 정현파 구동 신호로서 인버터(62)에 공급된다.

인버터(62)는, 직류 전력을 교류의 구동 전력으로 변환하고, 모터(29)를 구동하는 구동 전압 U, V 및 W를 생성한다. 이것에 의해, 인버터(62)로부터, 정현파 구동 신호에 따른 펄스 형상의 구동 전압 U, V 및 W가 출력된다. 정현파 구동 신호는, 정현파 형상의 파형 신호에 의해 펄스폭 변조한 신호이다. 이 때문에, 펄스폭 변조의 원리로부터, 평균값적으로는, 이 파형 신호에 따른 정현파 형상의 전압이 되는 구동 전압 U, V 및 W가, 각각의 구동 권선에 공급되게 된다.

또, 내부 클럭 발생부(27)는, 모터 구동 장치(21) 내부에 있어서의 디지털 처리의 내부 클럭 신호 Ck를 발생시키고, 모터 구동 장치(21) 내의 각 부에 공급한다. 예를 들면, 내부 클럭 신호 Ck는, 정현파 구동부(61)에 있어서의 펄스폭 변조의 기준 클럭 펄스 등에 이용된다.

그리고, 본 실시의 형태에서는, 클럭 라인 CLK로부터 제어부(25)의 속도 제어부(51)에 클럭 신호 Clk가 공급된다. 즉, 본 실시의 형태의 모터 구동 장치(21)는, 호스트 장치(10)로부터 전송되는 클럭 신호 Clk를, 모터(29)에 대해 지령하는 속도에 따른 주파수의 속도 지령 신호로서 도입하여, 모터(29)의 속도 제어를 행하고 있다.

도 3은, 속도 제어부(51)의 상세한 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 속도 제어부(51)는, 속도 검출기(91)로부터의 속도 검출 신호 FG의 파형 정형을 행하고, 파형 정형한 속도 검출 신호 FG＇로서 출력하는 파형 정형부(513)를 구비하고 있다. 또한 속도 제어부(51)는, 속도 지령 신호로서의 클럭 신호 Clk와 파형 정형부(513)로부터의 속도 검출 신호 FG＇의 위상 비교를 행하여, 위상 비교 신호를 출력하는 위상 비교부(511)를 구비하고 있다. 또한 속도 제어부(51)는, 파라미터 설정부(24)로부터의 제어 파라미터 Prv가 설정되고, 위상 비교부(511)로부터의 위상 비교 신호에 대해, 제어 게인 처리 등을 행하는 게인 설정부(512)를 구비하고 있다.

속도 제어부(51)는, 이러한 구성에 의해, 우선, 위상 비교부(511)가 호스트 장치(10)로부터 전송되는 클럭 신호 Clk의 위상과 속도 검출 신호 FG＇의 위상의 위상차에 상당하는 위상 비교 신호를 출력한다. 이 위상 비교 신호는, 게인 설정부(512)에 의해 적절한 게인 처리가 행해지고, 게인 설정부(512)로부터 속도 제어 신호 VSP가 출력된다. 모터(29)는, 이 속도 제어 신호 VSP에 따른 속도로 회전하도록, 구동부(26)에 의해 구동된다. 또, 이 회전 속도는, 속도 검출기(91)에 의해 검출되며, 파형 정형부(513)를 통하여, 속도 검출 신호 FG＇로서 위상 비교부(511)에 피드백된다. 또한, 위상 비교부(511)에 의한 클럭 신호 Clk와 속도 검출 신호 FG＇의 위상 비교 대신에 주파수 비교를 하는 구성이어도 된다. 속도 제어부(51)는, 이러한 피드백 루프에 의해, 호스트 장치(10)로부터 전송되는 클럭 신호 Clk의 주파수에 따른 속도로 모터(29)가 회전하도록 제어한다.

이와 같이, 본 실시의 형태에서는, 클럭 신호 Clk를 시리얼 데이터 전송을 위해 이용하는데 더하여, 속도 제어에 있어서의 기준 클럭 신호로서 이용하고 있다. 이 때문에, 본 모터 구동 시스템과 같이 복수의 모터 장치(20)를 구동하는 경우, 각 모터 장치(20)의 속도 정밀도가 안정되어, 각 모터 장치(20) 간의 속도차를 억제할 수 있다.

또한, 예를 들면, 클럭 신호 Clk의 통상의 주파수가 1MHz, 최대 회전수일 때의 속도 검출 신호 FG의 주파수가 10KHz라는 식으로, 각각의 주파수가 크게 상이한 구성으로 하는 경우가 있다. 이와 같이, 클럭 신호 Clk가 속도 검출 신호 FG의 주파수보다도 높은 경우에는 클럭 신호 Clk를 분주하거나, 또 역으로, 클럭 신호 Clk가 속도 검출 신호 FG의 주파수보다도 낮은 경우에는 클럭 신호 Clk를 체배(遞倍)하거나 해도 된다. 즉, 클럭 라인 CLK로부터의 클럭 신호 Clk를 분주기나 체배기에 공급하고, 클럭 신호 Clk를 분주나 체배한 신호를 속도 지령 신호로서, 도 3의 위상 비교부(511)에 공급하는 구성으로 하면 된다.

또, 클럭 신호 Clk를 분주하는 분주비나 체배하는 체배율이 시리얼 통신 버스(11)를 통하여 설정되는 구성을 더 더해도 된다. 특히, 본 모터 구동 시스템과 같이 복수의 모터 장치(20)를 제어하는 경우, 이러한 구성으로 함으로써, 모터 장치(20)마다 개별적으로 회전 속도 범위를 설정할 수 있다. 또한, 클럭 신호 Clk를 분주하는 구성으로 한 경우, 클럭 신호 Clk의 주파수를 속도 검출 신호 FG의 주파수보다도 비교적 높게 설정하게 되기 때문에, 모터(29)의 속도 설정에 얽매이는 일 없이, 시리얼 통신의 통신 레이트를 높게 할 수 있다. 또, 클럭 신호 Clk를 체배하는 구성으로 한 경우, 클럭 신호 Clk의 주파수를 속도 검출 신호 FG의 주파수보다도 비교적 낮게 설정하게 되기 때문에, 모터(29)의 속도 설정에 얽매이는 일 없이, 시리얼 통신의 통신 에러의 리스크를 저감할 수 있다.

또, 시리얼 통신 버스(11)는, 시리얼 데이터의 전송에 맞추어 그 기간만 클럭 신호 Clk도 전송하는 수법이 널리 이용되고 있다. 즉, 이러한 구성에서는, 클럭 신호 Clk는 연속하여 송출되지 않고, 시리얼 데이터의 전송시만 동일 주기의 클럭 펄스가 예를 들면 수십 펄스만 송출되고, 다른 기간은 송출을 휴지하고 있다. 이와 같이, 클럭 신호 Clk가 단속적으로 송출되게 된다.

도 4는, 이러한 단속적으로 클럭 신호 Clk를 전송하는 시리얼 통신 버스(11)에도 적합한, 속도 제어부(51)의 다른 구성예를 나타낸 블럭도이다.

도 4에 있어서, 클럭 검출부(514)는, 호스트 장치(10)로부터 클럭 신호 Clk가 송출된 것을 검출한다. 클럭 검출부(514)가 클럭 신호 Clk의 송출을 검출하면, 그에 응답하여, 클럭 펄스 발취부(515)는, 클럭 신호 Clk로부터 그 펄스를 발취하여, 발취 펄스의 기간을 검출한다. 즉, 예를 들면, 클럭 신호 Clk의 펄스에 대해, 그 상승부터 다음의 상승까지의 기간이 되는 발취 펄스 Pref를 출력한다.

클럭 주기 계측부(516)에는, 클럭 펄스 발취부(515)로부터의 발취 펄스 Pref와, 내부 클럭 발생부(27)로부터의 내부 클럭 신호 Ck가 공급된다. 클럭 주기 계측부(516)는, 발취 펄스 Pref의 펄스 기간에 있어서의 내부 클럭 신호 Ck의 펄스수를 계측한다. 클럭 주기 계측부(516)는, 계측한 펄스수를 속도 지령 신호에 상당하는 속도 지령값 Nref로서 출력한다. 또, 클럭 주기 계측부(516)는, 계측한 결과를 주기 계측값으로서 기억해 둔다.

한편, FG주기 계측부(517)는, 속도 검출 신호 FG＇의 펄스에 대해, 예를 들면, 그 상승부터 다음의 상승까지의 기간을 검출하고, 그 펄스 기간에 있어서의 내부 클럭 신호 Ck의 펄스수를 계측한다. FG주기 계측부(517)는, 계측한 펄스수를 속도 검출 신호에 상당하는 속도 검출값 Nfg로서 출력한다.

감산기(518)는, 속도 지령값 Nref와 속도 검출값 Nfg의 차분 연산을 행하고, 그 연산 결과를 속도 편차값으로서 출력한다. 게인 설정부(512)는 속도 편차값에 대해 적절한 게인을 설정하여, 속도 제어 신호 VSP로서 출력한다.

이와 같이, 클럭 신호 Clk의 펄스 주기와 내부 클럭 신호 Ck를 이용하여 속도 지령 신호로 할 수 있다. 또, 이러한 구성으로 함으로써, 클럭 신호 Clk의 최저 1개의 펄스에 기초하여 속도 지령 신호를 생성할 수 있기 때문에, 클럭 신호 Clk가 호스트 장치(10)로부터 단속적으로 송출되는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 클럭 신호 Clk의 복수의 펄스로부터 복수의 발취 펄스 Pref를 생성하고, 각각 검출한 속도 지령값 Nref의 평균값을 속도 지령 신호로 하는 구성이어도 된다.

또, 특히, 속도 제어부(51)를 도 4에 나타낸 바와 같은 구성으로 함으로써, 본 모터 구동 시스템과 같이 복수의 모터 장치(20)를 제어하는 경우에 다음과 같은 효과를 발휘한다.

즉, 모터 장치(20)가 구비하는 내부 클럭 발생부(27)는, 통상, 간이한 발진기이기 때문에, 내부 클럭 신호 Ck의 주파수 정밀도는 낮다. 이 때문에, 복수의 모터 장치(20) 간의 내부 클럭 신호 Ck의 주파수에 편차가 생긴다. 이에 반해, 모터 장치(20)의 속도 제어부(51)를 도 4에 나타낸 바와 같은 구성으로 함으로써, 각 모터 장치(20)는, 모터 장치(20) 간에서 공통이 되는 클럭 신호 Clk의 펄스 주기로 속도 제어되게 된다. 그 때문에, 모터 장치(20) 간의 내부 클럭 신호 Ck에 있어서 주파수에 편차가 있어도, 그 편차를 흡수할 수 있기 때문에, 모터 장치(20) 간의 속도의 편차도 억제할 수 있다. 또, 내부 클럭 발생부(27)는, 예를 들면 CR발진기와 같은 간이한 발진기이면 되기 때문에, 고가의 수정 발진기 등을 설치할 필요도 없다.

모터 장치(20) 간에서의 편차를 흡수하는 구체적인 일례로서, 모터 장치(20)의 한쪽의 내부 클럭 신호가 1MHz이고, 다른쪽의 클럭 신호를 1.1MHz로 한 경우를 든다. 또, 모터가 1000회전/초인 경우, 내부 클럭 신호의 편차에 의해, 한쪽의 모터 장치(20)의 속도 검출값 Nfg는 1000인데 반해, 다른쪽의 속도 검출값 Nfg는 1100으로 한다. 또, 클럭 신호 Clk의 펄스 주기에 기초하는 발취 펄스 Pref의 주기가, 1000회전을 지령하는 1m초로 한 경우, 한쪽의 모터 장치(20)의 속도 지령값 Nref는 1000이며, 다른쪽의 모터 장치(20)의 속도 지령값 Nref는 1100이 된다. 그 결과, 모터 장치(20) 내부에 있어서, 속도 검출값 Nfg나 속도 지령값 Nref의 값으로서는 모터 장치(20) 간에서 상이하지만, 각각의 모터 장치(20)는, 1000회전으로 하는 지령에 대응한 회전수, 즉 회전 속도로 회전한다. 이와 같이, 클럭 주기 계측부(516)가 클럭 신호 Clk의 주기에 대해 내부 클럭 신호 Ck를 이용하여 계측하고, 계측한 결과를 속도 지령 신호로 함으로써, 내부 클럭 발생부(27)가 간이한 발진기여도, 모터 장치(20) 간에서의 속도차를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 클럭 신호 Clk를 휴지시킬 수 있기 때문에, 호스트 장치(10)의 제어 부하를 경감할 수 있다. 또, 호스트 장치(10)의 지령에 의해 클럭 신호 Clk의 주기의 도입이나 기억을 제어할 수 있도록 구성함으로써, 단속적으로 송출되는 클럭 신호 Clk에도 유연하게 대응할 수 있음과 함께, 호스트 장치(10)는, 클럭 신호 Clk를 시리얼 통신용으로 특화할 수 있기 때문에, 통신 속도의 자유도를 향상할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 모터 구동 장치(21)는, 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인과 클럭 신호 Clk를 전송하는 클럭 라인 CLK를 포함하는 시리얼 통신 버스(11)를 통하여 통신을 행하는 통신부(23)를 구비하고, 모터(29)를 구동한다. 또한, 모터(29)의 동작을 구동 제어하는 제어부(25) 및 구동부(26)를 구비하고, 시리얼 통신 버스(11)로부터 수취한 클럭 신호 Clk를, 속도 기준으로서의 기준 클럭 신호로서 이용하고 있다.

또한, 속도 지령 신호와 속도 검출 신호 FG에 기초하여 속도 제어 신호 VSP를 생성하는 속도 제어부(51)는, 시리얼 통신 버스(11)로부터 수취한 클럭 신호 Clk를 이용하여 속도 지령 신호를 생성하고 있다.

또한, 속도 지령 신호는 클럭 신호 Clk이며, 속도 제어부(51)는, 클럭 신호 Clk인 속도 지령 신호와 속도 검출 신호 FG의 위상 비교에 기초하여, 속도 제어 신호 VSP를 생성하고 있다.

이 때문에, 본 실시의 형태에 있어서의 모터 구동 장치, 집적 회로 장치, 모터 장치, 및 모터 구동 시스템에 의하면, 시리얼 통신 버스의 클럭 신호의 주파수나 주기에 기초하여, 모터의 속도 제어를 행할 수 있다. 즉, 시리얼 통신 버스의 클럭 신호를 속도 제어를 위한 기준 클럭 신호로 할 수 있어, 모터 장치를 복수 제어하는 경우, 고정밀의 속도 제어를 할 수 있음과 함께, 간이한 회로로 속도 제어를 실현할 수 있다.

또한, 도 4에 나타내는 클럭 주기 계측부(516)가 계측한 주기 계측값을 다음과 같이 이용할 수도 있다. 즉, 주기 계측값은, 클럭 신호 Clk를 기준으로 한 내부 클럭 신호 Ck의 편차 정도를 나타낸 값이다. 이 때문에, 주기 계측값을 이용하여, 구동부(26)에 있어서의 내부 클럭 신호 Ck의 편차에 기인하는 표준으로부터의 어긋남을 보정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 파라미터 설정에서 지정되는 기동 시간의 지연 시간, 보호 동작의 설정 시간, 펄스폭 변조의 주파수의 설정, 데드 타임 시간 등, 내부 클럭 신호 Ck를 이용한 시간에 관한 설정에 대해, 주기 계측값을 이용하여 보정함으로써 구동 제어부에 있어서의 구동부(26)의 각 구동 동작의 정밀도도 높일 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는, 속도 제어부가 속도 지령 신호와 속도 검출 신호에 기초하여 속도 제어 신호를 생성하는 구성예를 들어 설명했지만, 간단히, 속도 제어부가 속도 지령 신호에 기초하여 속도 제어 신호를 생성하는 구성이어도 된다. 즉, 속도 제어 신호를 클럭 신호, 클럭 신호를 분주한 신호, 혹은 클럭 신호를 체배한 신호로 하는 구성으로 해도 된다. 또, 클럭 신호 Clk의 주기에 대해 내부 클럭 신호 Ck를 이용하여 계측하고, 계측한 결과를 속도 제어 신호로 하는 구성으로 해도 된다. 공조 기기용의 팬 모터 구동이나 연소용 팬 모터를 탑재한 급탕기, 공기 청정기 등에서는, 이러한 직접 모터를 구동하는 제어 방식이 이용되고 있어, 이들 기기에 있어서 복수의 모터를 사용하는 경우 등에도, 본 발명을 적용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 시리얼 통신 버스로부터 수취한 클럭 신호를, 모터 구동 장치의 기준 클럭 신호로서 이용하는 구성으로 하고 있다. 따라서, 시리얼 통신 버스를 이용하여, 모터 장치를 탑재한 기기 내의 선 절약화를 도모함과 함께, 고정밀의 속도 제어가 가능한 모터 구동 장치, 집적 회로 장치, 모터 장치, 및 모터 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또, 상기 서술한 문서 기기에 사용되는 모터는, 최근, 회전 속도 불균일의 저감이나, 저소음·고효율 구동 등, 보다 높은 성능이 넓은 회전 속도 범위에서 요구된다. 본 발명에 의하면, 시리얼 통신을 이용하여, 회전 속도 마다 세밀하고 많은 제어 파라미터나 구동 파라미터를 설정할 수 있기 때문에, 이러한 요구에 대응하는 것이 가능해진다.

(실시의 형태 2)

도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 구동 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.

본 모터 구동 장치(21)는, 실시의 형태 1과의 비교에 있어서, 도 5에 나타내는 바와 같이 클럭 라인 CLK에 전송되는 클럭 신호 Clk가 내부 클럭 발생부(27)에 공급되는 구성인 것이 상이하다. 또, 내부 클럭 발생부(27)에도 파라미터 설정부(24)로부터 내부 클럭 발생에 관한 파라미터 Prc가 통지된다. 또한, 실시의 형태 1과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있으며 상세한 설명은 생략한다.

또, 도 6은, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 내부 클럭 발생부(27)의 상세한 구성을 나타낸 블럭도이다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하면서 본 실시의 형태의 모터 구동 장치(21)의 구성에 대해서 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 내부 클럭 발생부(27)는, 내부 클럭 신호 Ck를 분주하는 분주기(273)와, 클럭 라인 CLK에 전송되는 클럭 신호 Clk와 분주기(273)의 출력 신호의 위상 비교를 행하는 위상 비교부(271)를 구비하고 있다. 또, 분주기(273)의 분주비는, 파라미터 설정부(24)로부터의 파라미터 Prc로서 통지되어, 분주기(273)에 설정된다. 내부 클럭 발생부(27)는, 또한, 이 위상 비교부(271)의 출력 신호에 따른 주파수가 되는 위상 제어에 의해, 위상 제어에 따른 주파수의 내부 클럭 신호 Ck를 생성하는 발진부(272)를 구비하고 있다. 이와 같이, 내부 클럭 발생부(27)는, 내부 클럭 신호 Ck를 클럭 신호 Clk에 로크시키는 페이즈 로크 루프(PLL)를 구성하고 있다. 이러한 PLL를 구성함으로써, 내부 클럭 발생부(27)는, 체배기로서 기능하고, 클럭 신호 Clk의 주파수에 대해, 분주기(273)의 분주비에 따른 높은 주파수가 되는 내부 클럭 신호 Ck를 출력한다. 또, 이 때의 체배율은, 다음과 같이 하여 설정된다. 시리얼 통신 버스(11)나 파라미터 설정부(24)를 통하여 분주기(273)의 분주비가 설정되고, 이것에 의해, 체배율의 설정이 적절히 행해진다.

즉, 본 모터 구동 장치(21)는, 제어부(25)나 구동부(26)인 구동 제어부에 공급하는 내부 클럭 신호 Ck를, 시리얼 통신 버스(11)로부터 수취한 클럭 신호 Clk에 기초하여 생성하고 있다. 이와 같이, 본 실시의 형태의 모터 구동 장치(21)는, 클럭 신호 Clk에 기초하여 내부 클럭 신호 Ck를 클럭 재생하고, 모터 구동 장치(21) 내부의 기준 클럭 신호로 하고 있다.

본 모터 구동 장치(21)는, 이러한 구성이기 때문에, 호스트 장치(10)가 구비한 클럭 발진기(19)와 동등한 정밀도의 내부 클럭 신호 Ck를 얻을 수 있다. 또, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이 복수의 모터 장치(20)를 구동하는 경우, 각 모터 장치(20) 내부의 내부 클럭 발생부(27)는, 각각 호스트 장치(10)로부터의 클럭 신호 Clk에 동기하기 때문에, 각각의 모터 장치(20) 간의 내부 클럭 신호 Ck의 정밀도를 동등하게 할 수 있다. 이 때문에, 모터 장치(20) 간에서 속도에 편차가 생기는 등의 문제를 억제할 수 있다.

예를 들면, 모터 구동 시스템을 구성하는 모터 장치(20)에 있어서, 모터 장치(20)의 한쪽의 내부 클럭 발생부(27)의 자주 주파수가 1MHz이며, 다른쪽의 자주 주파수가 1.1MHz와 같은 편차가 있어도, 클럭 신호 Clk의 주파수에 로크시킴으로써, 각각의 내부 클럭 발생부(27)로부터 출력되는 내부 클럭 신호 Ck의 주파수가 일치한다. 이 때문에, 모터 장치(20) 간의 속도의 편차도 억제할 수 있다.

또한, 내부 클럭 신호 Ck의 주파수 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 예를 들면, 파라미터 설정에서 지정되는 기동 시간의 지연 시간, 보호 동작의 설정 시간, 펄스폭 변조의 주파수의 설정, 데드 타임 시간 등, 내부 클럭 신호 Ck를 이용한 시간에 관한 설정의 정밀도도 높일 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 클럭 신호 Clk로부터 내부 클럭 신호 Ck를 클럭 재생하는 체배 기능을 가진 구성예를 들었지만, 클럭 신호 Clk 자신을 내부 클럭 신호 Ck로 하는 구성이어도 되고, 또 클럭 신호 Clk를 분주한 신호를 내부 클럭 신호 Ck로 하는 구성이어도 된다. 클럭 신호 Clk를 분주하는 경우, 클럭 신호 Clk를 분주기(273)에 공급하고, 분주한 출력을 내부 클럭 신호 Ck로 하는 구성으로 하면 된다. 또, 클럭 신호 Clk를 버퍼나 증폭기를 통하여 내부 클럭 신호 Ck로서 출력하는 구성이어도 되는 것은 말할 필요도 없다.

또, 클럭 신호 Clk를 이용하여 내부 클럭 신호 Ck를 생성하는 수법으로서, 도 4에서 설명한 클럭 주기 계측부(516)를 이용하는 구성으로 할 수도 있다. 즉, 클럭 신호 Clk의 주기를 계측하고, 계측한 결과를 주기 계측값으로서 기억하는 클럭 주기 계측부를 구비하고, 내부 클럭 발생부(27)가 주기 계측값에 따른 주기의 내부 클럭 신호 Ck를 발생하는 구성으로 할 수도 있다. 또, 호스트 장치(10)의 지령에 의해 클럭 신호 Clk의 주기의 도입이나 기억을 제어할 수 있도록 더 구성해도 된다. 이상과 같이, 클럭 신호 Clk를 이용하여 내부 클럭 신호 Ck를 생성하는 구성이면 된다.

<산업상의 이용가능성>

본 발명의 모터 구동 장치, 모터 장치나 모터 구동 시스템은, 모터 장치를 탑재한 기기 내의 선 절약화를 도모함과 함께, 고정밀의 속도 제어가 가능하며, 또한, 이러한 시리얼 통신을 이용하여, 회전 속도 마다 세밀하고 많은 제어 파라미터나 구동 파라미터를 설정할 수 있다. 이 때문에, 보다 높은 성능이 넓은 회전 속도 범위에서 요구되는 프린터, 복사기, 또한, 하드 디스크, 광미디어 기기 등의 정보 기기 등에 사용되는 모터 구동 시스템이나 모터 장치에 적합하다. 또, 공조 기기용의 팬 모터 구동이나 연소용 팬 모터를 탑재한 급탕기, 공기 청정기 등에도 적합하다.

10 호스트 장치 11 시리얼 통신 버스
19 클럭 발진기 20 모터 장치
21 모터 구동 장치 22 집적 회로 장치
23 시리얼 통신부(통신부) 24 파라미터 설정부
25 제어부 26 구동부
27 내부 클럭 발생부 29 모터
31 입력 처리부 32 출력 처리부
51 속도 제어부 52 전체 제어부
61 정현파 구동부 62 인버터
91 속도 검출기 92 위치 검출기
272 발진부 273 분주기
511, 271 위상 비교부 512 게인 설정부
513 파형 정형부 514 클럭 검출부
515 클럭 펄스 발취부 516 클럭 주기 계측부
517 FG주기 계측부 518 감산기

Claims (21)

1. 시리얼 데이터를 전송하는 시리얼 데이터 라인과 클럭 신호를 전송하는 클럭 라인을 포함하는 시리얼 통신 버스를 통하여 통신을 행하는 시리얼 통신부를 구비하고, 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서,
   상기 모터의 동작을 구동 제어하는 구동 제어부를 구비하고,
   상기 시리얼 통신 버스로부터 수취한 상기 클럭 신호를, 상기 구동 제어부의 기준 클럭 신호로서 이용한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동 제어부는, 상기 모터의 속도를 지령하는 속도 지령 신호와, 상기 모터의 속도를 검출하는 속도 검출기로부터의 속도 검출 신호에 기초하여, 상기 모터의 속도를 제어하기 위한 속도 제어 신호를 생성하는 속도 제어부를 구비하고,
   상기 시리얼 통신 버스로부터 수취한 상기 클럭 신호를 이용하여, 속도 지령의 기준이 되는 상기 속도 지령 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 제어부는, 상기 속도 지령 신호와 상기 속도 검출 신호의 위상 비교 및 주파수 비교 중 어느 하나에 기초하여, 상기 속도 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동 제어부는, 상기 모터의 속도를 지령하는 속도 지령 신호에 기초하여, 상기 모터의 속도를 제어하기 위한 속도 제어 신호를 생성하는 속도 제어부를 구비하고,
   상기 시리얼 통신 버스로부터 수취한 상기 클럭 신호를 이용하여, 속도 지령의 기준이 되는 상기 속도 지령 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 지령 신호를 상기 클럭 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 지령 신호를, 상기 클럭 신호를 분주한 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 클럭 신호를 분주하는 분주비는, 시리얼 통신 버스를 통하여 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 지령 신호를, 상기 클럭 신호를 체배(遞倍)한 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 클럭 신호를 체배하는 체배율은, 상기 시리얼 통신 버스를 통하여 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
10. 청구항 2에 있어서,
    내부 클럭 신호를 발생시키는 내부 클럭 발생부와,
    상기 클럭 신호의 주기를 계측하고, 계측한 결과를 주기 계측값으로서 기억하는 클럭 주기 계측부를 더 구비하고,
    상기 클럭 주기 계측부는, 상기 내부 클럭 신호를 이용하여 상기 클럭 신호의 주기를 계측하고, 계측한 결과를 상기 구동 제어부에 공급하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 클럭 주기 계측부가 계측한 상기 결과는, 속도 지령 신호로서 상기 속도 제어부에 공급되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 클럭 신호의 주기의 계측 및 기억은, 상기 시리얼 통신 버스를 통하여 지령되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 시리얼 통신 버스로부터 수취한 상기 클럭 신호 또는 상기 클럭 신호로부터 클럭 재생한 신호를, 상기 구동 제어부의 기준 클럭 신호인 내부 클럭 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 시리얼 통신 버스로부터 수취한 상기 클럭 신호를 체배하고, 상기 클럭 신호를 체배한 신호를, 상기 구동 제어부의 기준 클럭 신호인 내부 클럭 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 클럭 신호를 체배하는 체배율은, 상기 시리얼 통신 버스를 통하여 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
16. 청구항 1에 있어서,
    내부 클럭 신호를 발생시키는 내부 클럭 발생부와,
    상기 클럭 신호의 주기를 계측하고, 계측한 결과를 주기 계측값으로서 기억하는 클럭 주기 계측부를 더 구비하고,
    상기 내부 클럭 발생부는, 상기 주기 계측값에 따른 주기의 내부 클럭 신호를 발생시키고, 발생한 상기 내부 클럭 신호를 상기 구동 제어부의 기준 클럭 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 클럭 신호의 주기의 계측 및 기억은, 상기 시리얼 통신 버스를 통하여 지령되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
18. 청구항 1에 있어서,
    위상 제어에 따른 위상의 내부 클럭 신호를 발생시키는 내부 클럭 발생부와,
    상기 클럭 신호와 상기 내부 클럭 신호의 위상 비교를 행하여, 위상 비교 신호를 출력하는 위상 비교부를 더 구비하고,
    상기 내부 클럭 발생부는, 상기 위상 비교 신호에 기초하여 상기 클럭 신호와 상기 내부 클럭 신호의 위상이 일치하도록 제어되며,
    상기 내부 클럭 신호를 상기 구동 제어부의 기준 클럭 신호로 한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 장치.
20. 모터와,
    상기 모터의 속도를 검출하는 속도 검출기와,
    청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 장치.
21. 청구항 20에 기재된 모터 장치를 복수개 구비하고, 또한 상기 모터 장치를 제어하는 호스트 장치를 구비하며, 상기 호스트 장치와 복수개의 상기 모터 장치를 상기 시리얼 통신 버스로 접속한 것을 특징으로 하는 모터 구동 시스템.
    

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