WO2004109919A1 - デジタル差動増幅制御装置 - Google Patents

デジタル差動増幅制御装置 Download PDF

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magnetic body
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differential amplification
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Kesatoshi Takeuchi
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Seiko Epson Corporation
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/351—Pulse width modulation being used in an amplifying circuit

Definitions

  • the present invention relates to a digital differential amplification control device, and more particularly to a digital drive control device improved to solve the problem of energy loss.
  • This digital drive control device is applicable to PWM drive devices, PWM display devices, digital transmission devices (DVI etc.).
  • Differential amplification is a transmission method that drives two signal lines and determines the “0” or “1” by the voltage (potential difference) between them. It enables high-speed transmission.
  • this differential amplifier circuit for example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-298886 exists.
  • a first differential amplifier circuit receiving complementary input data at the gate of a first conductivity type MOS transistor and transmitting internal data complementary to each other;
  • a second differential amplifier circuit receiving at the gate of the second conductivity type MOS transistor having a conductivity type opposite to that of the second conductivity type and transmitting output data complementary to each other.
  • differential amplification control is applied to drive of a load.
  • FIG. 10 shows a control device showing this, and reference numeral 200 denotes a drive circuit portion of a load driven by a drive control signal (A-phase signal) 202 of the load.
  • the drive control signal 202 is composed of a square wave.
  • Reference numeral 204 denotes an inverter (differential driver) which outputs a B-phase signal obtained by inverting the A-phase signal to the load drive circuit.
  • This differential amplification control circuit includes switching transistors TR1 to TR4 when applying the drive current to the load !.
  • FIG. 11 shows the waveform at this time, and (1) is a differential control waveform consisting of A-phase signal and B-phase signal, and A-phase rectangular wave signal a and B-phase rectangular wave signal b changes each pattern alternately.
  • An object of the present invention is to provide a digital differential amplification control device which is excellent in energy efficiency by reducing such loss and which does not require a protection circuit of an active element.
  • the present invention provides a digital data forming means for differential amplification control, an A-phase signal consisting of a rectangular wave transmitted from the data transmitting means, and an inversion of the A-phase signal.
  • a differential control means for dividing and transmitting to the B-phase signal, and a correction means for correcting at least one of the A-phase signal and the B-phase signal so that the cross point between the A-phase signal and the B-phase signal disappears
  • a digital differential amplification control device According to the present invention, in the differential control waveform, since the cross points of a plurality of signals are masked, the problem of the aforementioned loss can be solved.
  • the differential amplification control device further includes a drive circuit of a load, and the correction means is configured to output an A-phase signal and a B-phase signal to the drive circuit.
  • the differential amplification control digital data forming means forms a drive control signal of the load and outputs it as digital data to the drive circuit.
  • the receiver further comprises differential receiver means for receiving the A-phase signal and the B signal and recovering and outputting the digital data.
  • the correction means masks at least one of the A-phase signal and the B-phase signal such that the cross point disappears.
  • the correction means is configured to correct at least one of the A-phase signal and the B-phase signal such that the cross point is eliminated based on a clock signal.
  • the correction means masks at least one of the rising point and the falling point of at least one of the A-phase signal and the B-phase signal.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram and an operation principle of a motor as a load to be subjected to differential amplification control.
  • FIG. 2 shows the principle of operation following FIG.
  • FIG. 3 shows the principle of operation following FIG.
  • FIG. 4 shows the principle of operation following FIG.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing the connection state of the electromagnetic coil.
  • 6 (1) is a perspective view of the motor, (2) is a schematic plan view of the mouth, (3) is a side view thereof, and (4) is a phase A electromagnetic coil (first magnetic body), (5) Is a side view of a B-phase electromagnetic coil (second magnetic body).
  • FIG. 7 is a control block diagram of a differential amplification control device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of the circuit.
  • Figure 9 is the control waveform diagram.
  • FIG. 10 is a block diagram of a conventional digital differential amplification controller.
  • FIG. 11 is a control waveform characteristic diagram thereof.
  • FIGS. 1 to 4 show a schematic view of a motor serving as a load in the present invention and a rotation principle.
  • This motor has a configuration in which a third magnetic body 14 (permanent magnet) is interposed between a first magnetic body (first phase coil) 10 and a second magnetic body (second phase coil) 12. It is.
  • These magnetic materials may be annular (arcuate, circular) or linear.
  • the magnetic body 10 When the magnetic body is formed in an annular shape, it functions as either the third magnetic body or the first and second magnetic bodies, and when the magnetic body is formed linearly, either one is a slider. It becomes.
  • the first magnetic body 10 has a configuration in which coils 16 which can be excited to different polarities alternately are sequentially arranged at a predetermined interval, preferably, an equal interval.
  • An equivalent circuit diagram of this first magnetic body is shown in FIG. Figure 1 According to Figure 4, as will be described later, during the starting rotation (2 ⁇ ), the two-phase exciting coils are always excited with all the coils with the previously described polarity. Therefore, it is possible to rotate and drive the driven means such as the rotor and the slider with high torque.
  • a plurality of electromagnetic coils 16 are connected in series at equal intervals.
  • Reference numeral 18A is a block of an excitation circuit (load drive circuit) for applying a frequency pulse signal to the magnetic coil.
  • an excitation signal for exciting the coil is supplied to the excitation circuit coil or the electromagnetic coil 16, it is preset that each coil is excited so that the direction of the magnetic pole changes alternately between adjacent coils. ing.
  • electromagnetic coils 16 may be connected in parallel.
  • the direction of the polarity of the excitation current supplied from the excitation circuit 18A to the electromagnetic coil 16 of the first magnetic body 10 and the excitation coil 18 of the second magnetic body 12 is alternately switched at a predetermined cycle.
  • a signal having a desired frequency is applied, as shown in FIGS. 1 to 4, a magnetic pattern is formed in which the polarity on the third magnetic body 14 alternates with the pole ⁇ S pole ⁇ pole.
  • the frequency pulse signal has the reverse polarity, a magnetic pattern is generated in which the polarity of the first magnetic body on the third magnetic body side changes alternately from S pole to ⁇ pole to S pole.
  • the excitation pattern appearing on the first magnetic body 10 changes periodically.
  • the structure of the second magnetic body 12 is the same as that of the first magnetic body 10, but the electromagnetic coil 18 of the second magnetic body is positionally offset with respect to the electromagnetic coil 16 of the first magnetic body. They are arranged differently. That is, the arrangement pitch of the coils of the first magnetic body and the arrangement pitch of the coils of the second magnetic body are set to have a predetermined pitch difference (angular difference).
  • This pitch difference is the distance by which the permanent magnet (third magnetic body) 14 moves relative to the coils 16, 18 corresponding to one period (2.pi.) of the frequency of the excitation current, ie, one pair of poles.
  • the total distance of S and S pole the distance corresponding to ⁇ 2 which is its 1Z 4 is preferred.
  • the third magnetic body 14 is disposed between the first magnetic body and the second magnetic body, and has a plurality of permanent magnets alternately having opposite polarities. 20 (filled in black) in a line (straight or arc), They are arranged at predetermined intervals, preferably at equal intervals.
  • the circular arc shape includes a closed loop such as a complete circle and an oval, as well as an unspecified annular structure, a semicircle, and a fan shape.
  • the first magnetic body 10 and the second magnetic body 12 are disposed, for example, in parallel via an equal distance, and the third magnetic body 10 and the second magnetic body 12 are disposed at the center position of the first magnetic body and the second magnetic body.
  • the magnetic body 14 is disposed.
  • the arrangement pitch of the individual permanent magnets is almost the same as the arrangement pitch of the magnetic coils in the first magnetic body 10 and the second magnetic body 12.
  • each coil 16 of the surface of the first magnetic body 10 facing the third magnetic body 14 magnetic poles are generated in a pattern of ⁇ S ⁇ N ⁇ S ⁇ N ⁇ S ⁇
  • the second magnetic body 12 In the coil 18 of the surface facing the magnetic body 14 side, magnetic poles are generated in a pattern of ⁇ N ⁇ S ⁇ N ⁇ S ⁇ N ⁇ .
  • the arrow indicated by a solid line in the figure indicates an attractive force
  • the arrow indicated by an alternate long and short dash line indicates a reaction force.
  • the first magnetic material of (1) is The repulsive force is generated between the magnetic pole generated in the coil 16 of the body 10 and the magnetic pole of the permanent magnet 20 on the surface of the third magnetic body 14, and is generated in the coil 18 of the second magnetic body 12.
  • attractive force is generated between the magnetic pole and the magnetic pole of the surface of the permanent magnet of the third magnetic body 14, as shown in (1) to (5), the third magnetic body has a right direction in the drawing.
  • the coil 18 of the second magnetic body 12 is applied with a pulse that is out of phase with the exciting current of the first magnetic body, as shown in (6) to (8),
  • the magnetic pole of the coil 18 of the second magnetic body 12 and the magnetic pole of the surface of the permanent magnet 20 of the third magnetic body 14 repel each other to move the third magnetic body 14 further to the right.
  • (1) to (8) show cases where the permanent magnet moves a distance corresponding to ⁇ , and (9) to (16) move a distance corresponding to the remaining ⁇ , ie, (1) ) Through (16), the distance corresponding to one period (2.pi.) of the frequency signal supplied to the electromagnetic coils 16, 18 is relative to the first and second magnetic bodies with respect to the first and second magnetic bodies. Moving.
  • the third magnetic body 14 can be slid linearly by supplying the number signal respectively, or the third magnetic body 14 can be rotated as a rotor.
  • the magnetic structure shown in FIG. 1 constitutes a rotary motor, and these magnetic bodies are linearly shaped. Once formed, this magnetic structure constitutes a linear motor. That is, by the structure of these magnetic bodies, a rotary drive body such as a motor can be realized.
  • the third magnetic body can be moved by receiving the magnetic force of the first magnetic body and the second magnetic body, torque when moving the third magnetic body As the torque Z weight balance becomes excellent, it becomes possible to provide a small motor that can be driven with high torque.
  • FIG. 6 is a concrete view of the magnetic body structure described above as a synchronous motor, (1) is a perspective view of the motor, and (2) is a schematic plan view of a rotor (third magnetic body). The figure (3) shows the side view, (4) shows the A-phase electromagnetic coil (first magnetic body), and (5) shows the B-phase electromagnetic coil (second magnetic body).
  • the reference numerals in FIG. 6 are the same as the corresponding components in the previously described figures.
  • the motor includes a pair of first phase magnetic bodies 10 and a second phase magnetic body 12 corresponding to a stator, and the above-described third magnetic body 14 constituting a rotor.
  • the rotor 14 is rotatably disposed about the shaft 37 between the phase magnetic body and the second phase magnetic body.
  • the rotary shaft 37 is pressed into a rotary shaft opening hole at the center of the rotor so that the rotor and the rotary shaft rotate integrally.
  • the rotor is provided with six permanent magnets 20 equally in the circumferential direction, and the polarities of the permanent magnets are alternately reversed.
  • the stator is provided with six electromagnetic coils evenly in the circumferential direction.
  • FIG. 7 is a control block diagram of the differential amplification control device according to the present invention
  • FIG. 8 is a circuit diagram of its driver 200
  • FIG. 9 is a control waveform diagram.
  • A-phase signal correction unit 214 and B-phase signal correction unit 216 are provided to correct both phase signals so as to exclude the cross point between the A phase signal and B phase signal.
  • the correction clock signal generation unit 212 is provided to correct both phase signals so as to exclude the cross point between the A phase signal and B phase signal.
  • T1 Is the A-phase control signal before correction
  • ⁇ is the A-phase control signal after correction
  • T2 is the B-phase control signal before correction
  • the B-phase control signal after ⁇ 2 correction
  • a load 200A is a first phase coil or a second phase coil of the motor described above. The control signals for the A and B phases described above are supplied to the drive control circuit 200 of each phase coil.
  • (1) is an output waveform diagram of the correction clock signal
  • (2) is an A-phase signal output waveform before correction
  • (3) is a B-phase signal output waveform before correction.
  • the output waveform before correction is formed and output in the differential amplification control signal formation unit 202.
  • the correction units 214 and 216 described above correct each phase signal based on the correction clock signal.
  • the differential amplification control signal formation unit 212 of FIG. 7 corresponds to the digital data formation means for differential amplification control in the claims, and the inverter (differential driver) 204 is the differential amplification means. 214 and 216 correspond to the correction means.
  • the present invention uses differential amplification control to drive a load
  • the present invention can also be applied to data transmission if the load is an impedance in the data transmission unit.
  • the present invention is a digital differential that is excellent in low power consumption and energy efficiency by eliminating such loss and does not require the protection circuit of the active element.
  • a control device can be provided. Furthermore, it is possible to reduce the radiation noise and to improve the consumption efficiency of the storage battery by eliminating the waste of energy as in the portable device, the car and the like.

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Description

明 細 書
デジタル差動増幅制御装置
技術分野
[0001] 本発明はデジタル差動増幅制御装置に係わり、特に、エネルギ損失の問題を解消 するための改良が施されたデジタル駆動制御装置に関するものである。このデジタル 駆動制御装置は、 PWM駆動装置、 PWM表示装置、デジタル伝送装置 (DVI等）に 適用可能である。
背景技術
[0002] 差動増幅 (差動伝送)とは、 2本の信号線を駆動してその間の電圧 (電位差)で、「0 」か「1」を決める伝送方式で、ノイズ耐性に優れ、より高速な伝送を可能とするもので ある。この差動増幅回路として、例えば、特開平 5— 298886号公報に記載されたもの が存在する。この従来技術は、互いに相補な入力データを第 1の導電型 MOSトラン ジスタのゲートで受け、互いに相補な内部データを送信する第 1の差動増幅回路と、 前記互いに相補な内部データを第 1の導電型とは反対の導電型を持つ第 2の導電 型 MOSトランジスタのゲートで受け、互いに相補な出力データを送信する第 2の差 動増幅回路を備えて構成されて ヽる。
[0003] また、負荷の駆動にも差動増幅制御が応用されている。図 10はこれを示す制御装 置であり、符号 200は負荷の駆動制御信号 (A相信号) 202によって駆動される負荷 の駆動回路部である。駆動制御信号 202は、矩形波から構成される。符合 204は、 A 相信号を反転させた B相信号を負荷駆動回路に出力するインバータ (差動ドライバ） である。この差動増幅制御回路は、負荷に駆動電流を印加する際のスイッチングトラ ンジスタ TR1乃至 TR4を含んで!/、る。
[0004] 今、 A相信号 202として「H」が回路に印加されると、 TR1がオフ、 TR2がオン、 TR 3がオン、 TR4がオフになり、 lbの向きを持った駆動電流が負荷のドライバ 200に印 加される。
[0005] 一方、 A相信号として「L」が回路に印加されると、 TR1がオン、 TR2がオフ、 TR3が オフ、 TR4がオンとなり、 lbとは反対の laの向きを持った電流が負荷のドライバに印 カロされる。図 11は、この時の波形図を示すものであり、（1)は A相信号と B相信号とか らなる差動制御波形であり、 A相の矩形波信号 aと B相の矩形波信号 bがそれぞれの パターンを交互に変化する。
発明の開示
[0006] デジタル差動増幅では、ポジティブ側 (A相信号）とネガティブ側（B相信号)の切替 点で能動素子による短絡が生じるという問題がある。図 11 (2) , (3)に示すように、 A 相信号と B相信号とのクロス点（黒く塗り潰されている。： (3)の tL期間）においては、 エネルギ電圧損失損 VLppによって短絡電流 Ishによる損失が発生する。そこで、図 10の回路において、短絡電流 Ishから能動素子 (スイッチングトランジスタ）を保護す る回路 206が設けられている。この短絡電流と損失電圧によって電力の損失が発生 する。この電力の損失は、次のように計算される。
Psh = f *VLpp*Ish* (tL/2) 単位
このような損失にっ 、て、通信分野ではデータ伝送の高速性を要求するために格 別な配慮はされておらず、また、 PWM制御を用いた駆動制御分野では負荷電力容 量が大きい為に駆動素子保護として電流制限回路が設けられていた。すなわち、ェ ネルギ効率向上の点力もも係る損失への対策は十分ではな力つた。
[0007] 本発明は、係る損失を低減することによりエネルギ効率に優れ、かつ能動素子の保 護回路を不要にするデジタル差動増幅制御装置を提供することを目的とするもので める。
[0008] 前記目的を達成するために、本発明は、差動増幅制御用デジタルデータ形成手段 と、このデータ送信手段から送信された矩形波からなる A相信号と、この A相信号を 反転させた B相信号とに分けて送信する差動制御手段と、前記 A相信号と B相信号と のクロス点が無くなるように、前記 A相信号及び B相信号の少なくとも一つを補正する 補正手段と、を備えてなるデジタル差動増幅制御装置であることを特徴とする。本発 明によれば、差動制御波形において、複数の信号のクロス点がマスクされるために、 既述の損失の問題を解消可能である。
[0009] 本発明の形態において、差動増幅制御装置は、さらに、負荷の駆動回路を備え、 前記補正手段は A相信号と B相信号とを当該駆動回路に出力するように構成されて いる。前記差動増幅制御用デジタルデータ形成手段は、前記負荷の駆動制御信号 を形成してこれをデジタルデータとして前記駆動回路に出力するものである。前記 A 相信号と B信号を受信し、これら両信号力 前記デジタルデータを復元して出力する 差動レシーバ手段をさらに備えている。前記補正手段は、前記 A相信号及び B相信 号の少なくとも一つを前記クロス点が無くなるようにマスクした。前記補正手段は、クロ ック信号に基づ 、て前記クロス点が無くなるように、前記 A相信号及び B相信号の少 なくとも一つを補正するように構成された。前記補正手段は、前記 A相信号及び B相 信号の少なくとも一つの立ち上がり点及び立下り点の少なくとも片側をマスクした。 図面の簡単な説明
[0010] 図 1は、差動増幅制御対象となる負荷としてのモータの模式図と動作原理を示したも のである。図 2は、図 1に続く動作原理を示したものである。図 3は、図 2に続く動作原 理を示したものである。図 4は、図 3に続く動作原理を示したものである。図 5は、電磁 コイルの接続状態を示す等価回路図である。図 6の（1)はモータの斜視図、（2)は口 ータの概略平面図、（3)はその側面図、（4)は A相電磁コイル (第 1磁性体)、（5)は B相電磁コイル (第 2磁性体)の側面図である。図 7は、本発明に係わる差動増幅制 御装置の制御ブロック図である。図 8は、その回路ブロック図である。図 9は、その制 御波形図である。図 10は、従来のデジタル差動増幅制御装置のブロック図である。 図 11は、その制御波形特性図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 次に本発明の実施の形態について説明する。先ず、差動増幅制御の対象となる負 荷の具体例について図 1から図 4を用いて説明する。これらの図は、本発明において 負荷となるモータの模式図と回転原理を示したものである。このモータは、第 1の磁性 体 (第 1相コイル） 10及び第 2の磁性体 (第 2相コイル） 12の間に第 3の磁性体 14 (永 久磁石)を介在させた構成を備えて 、る。
[0012] これら磁性体は環状（円弧状、円状)或いは直線状のいずれに構成されても良い。
磁性体が環状に形成された場合は、第 3の磁性体又は第 1 ·第 2磁性体のいずれか 力 ータとして機能し、磁性体がリニアに形成された場合には、いずれかがスライダと なる。 [0013] 第 1の磁性体 10は、交互に異極に励磁可能なコイル 16が、所定間隔、好適には、 均等間隔を介して順番に配列された構成を備えて ヽる。この第 1の磁性体の等価回 路図を図 5に示す。図 1 図 4によれば、後述のとおり、 2相の励磁コイルには、始動 回転中（2 π )中常時全コイルを既述した極性で励磁させている。したがって、ロータ ゃスライダ等の被駆動手段を高トルクで回転 ·駆動することが可能となる。
[0014] 図 5 (1)に示すように、複数の電磁コイル 16 (磁性単位）が等間隔に直列に接続さ れて 、る。符号 18Aはこの磁気コイルに周波数パルス信号を印加する励磁回路 (負 荷の駆動回路）のブロックである。この励磁回路カゝら電磁コイル 16にコイルを励磁さ せるための励磁信号を流したとき、隣接するコイル間で交互に磁極の向きが変わるよ うに、各コイルが励磁されるように予め設定されている。図 5 (2)に示すように、電磁コ ィル 16が並列に接続されていても良い。
[0015] この励磁回路 18Aから第 1の磁性体 10の電磁コイル 16、及び第 2の磁性体 12の 励磁コイル 18に、供給される励磁電流の極性の方向を所定の周期で交互に切り替 えるための周波数を持った信号を印加すると、図 1乃至図 4に示すように、第 3磁性体 14の側の極性が Ν極→S極→Ν極と交互に変化する磁気パターンが形成される。周 波数パルス信号が逆極性になると、第 1磁性体の第 3磁性体側の極性が S極→Ν極 →S極と交互に変化する磁気パターンが発生する。この結果、第 1の磁性体 10に現 れる励磁パターンは周期的に変化する。
[0016] 第 2の磁性体 12の構造は、第 1磁性体 10と同様であるが、第 2磁性体の電磁コィ ル 18は第 1磁性体の電磁コイル 16に対して位置的にずれて配列されている点が異 なる。すなわち、第 1磁性体のコイルの配列ピッチと第 2磁性体のコイルの配列ピッチ とが所定のピッチ差 (角度差)を持つように設定されている。このピッチ差は、永久磁 石 (第 3の磁性体） 14がコイル 16, 18に対して励磁電流の周波数の 1周期（2 π )に対 応して動く距離、すなわち、 1対の Ν極と S極の合計距離、それの 1Z4である π Ζ2 に対応する距離が好適である。
[0017] 次に第 3磁性体 14について説明する。図 1乃至図 4に示されるように、この第 3磁性 体 14は、第 1の磁性体及び第 2の磁性体の間に配置されており、交互に逆の極性を 持った複数の永久磁石 20 (黒く塗り潰されている。）が線状 (直線或いは円弧状）に、 所定間隔、好適には均等間隔を介して配列されている。円弧状とは、完全な円、楕 円など閉じられたループの他、不特定環状構造や、半円、扇型をも包含する。
[0018] 第 1の磁性体 10と第 2の磁性体 12とは等距離を介して、例えば平行に配置されて おり、第 1の磁性体と第 2の磁性体との中心位置に第 3の磁性体 14が配置されている 。第 3の磁性体において個々の永久磁石の配列ピッチは、殆ど第 1磁性体 10及び第 2磁性体 12における磁気コイルの配列ピッチと同じである。
[0019] 次に第 1磁性体 10と第 2磁性体 12との間に既述の第 3磁性体 14が配置された磁 気体構造の動作を、図 1乃至図 4を利用して説明する。既述の励磁回路（図 5の 18) によって、ある瞬間において第 1磁性体及び第 2磁性体の電磁コイル 16, 18には、図 1の（1)に示すような励磁パターンが発生する。
この時、第 1磁性体 10の第 3磁性体 14側に臨む表面の各コイル 16には、→S→N→ S→N→S→のパターンで磁極が生じ、第 2磁性体 12の第 3磁性体 14側に臨む表面 のコイル 18には、→N→S→N→S→N→のパターンで磁極が生じる。ここで、図中 実線で表示される矢印は引力を示し、一点鎖線で表示される矢印は反力を示す。
[0020] 次の瞬間、（2)に示すように、第 1の磁性体に駆動回路 18 (図 5)を介して印加され るパルス波の極性が反転すると、 (1)の第 1の磁性体 10のコイル 16に発生する磁極 と第 3の磁性体 14の表面の永久磁石 20の磁極との間に反発力が発生し、一方、第 2 の磁性体 12のコイル 18に発生している磁極と第 3の磁性体 14の永久磁石の表面の 磁極との間に引力が発生しているために、（1)乃至（5)に示すように、第 3の磁性体 は、図示右方向に順次移動する。
[0021] 第 2の磁性体 12のコイル 18に、第 1の磁性体の励磁電流とは位相がずれたノ ルス 波が印加されており、（6)乃至（8)に示すように、第 2の磁性体 12のコイル 18の磁極 と第 3の磁性体 14の永久磁石 20の表面の磁極とが反発して第 3の磁性体 14をさら に右方向に移動させる。（1)乃至 (8)は永久磁石が πに対応する距離を移動した場 合を示しており、（9)乃至（16)が残りの πに対応する距離を移動した場合、すなわち 、 （1)乃至（16)で電磁コイル 16,18に供給される周波数信号の 1周期分 (2 π )に相 当する距離を第 3の磁性体が第 1 ·第 2磁性体に対して相対的に移動する。
[0022] このように、第 1の磁性体 (Α相）と第 2の磁性体 (Β相）とに互いに位相が異なる周波 数信号をそれぞれ供給することにより、第 3の磁性体 14をリニアにスライドさせること ができるか、或 、は第 3の磁性体 14をロータとして回転させることができる。
[0023] 第 1の磁性体、第 2の磁性体、及び第 3の磁性体を円弧状にすると、図 1に示す磁 気構造は回転モータを構成するものとなり、これら磁性体を直線状に形成すると、こ の磁気構造はリニアモータを構成するものとなる。すなわち、これら磁性体の構造に よって、モータ等の回転駆動体を実現できる。
[0024] この磁気構造によれば、第 3の磁性体には第 1の磁性体及び第 2の磁性体力 磁 力を受けて動くことができるために、第 3の磁性体を動かす際のトルクが大きくなり、ト ルク Z重量バランスが優れたものになるので、高トルクで駆動可能な小型モータを提 供することが可能となる。
[0025] 図 6は、既述の磁性体構造をシンクロナスモータとして具体ィ匕したものであり、 (1) は当該モータの斜視図、（2)はロータ (第 3磁性体)の概略平面図、（3)はその側面 図、（4)は A相電磁コイル (第 1磁性体)、（5)は B相電磁コイル (第 2磁性体)を示した ものである。図 6に付された符号は、既述の図において対応する構成部分と同じもの である。
[0026] このモータは、ステータに相当する一対の第 1相磁性体 10と第 2相磁性体 12を備 え、そしてロータを構成する既述の第 3の磁性体 14とを備え、第 1相磁性体と第 2相 磁性体との間にロータ 14が軸 37を中心に回転自在に配置されている。ロータと回転 軸は一体に回転するように、回転軸 37はロータの中心にある回転軸用開口孔に圧 入されている。図 6の（2)、 （4)、 （5)に示すように、ロータには 6つの永久磁石 20が 円周方向に均等に設けられ、そして永久磁石の極性は交互に反対になるようになつ ており、ステータには 6つの電磁コイルが円周方向に均等に設けられて 、る。
[0027] 既述の駆動回路が第 1相コイル及び第 2相コイルにそれぞれ設けられており、各駆 動回路には 2相の A相信号及び B相信号が供給される。図 7は、本発明に係わる差 動増幅制御装置の制御ブロック図であり、及び図 8はそのドライバ 200の回路図であ り、図 9は制御波形図である。従来の構成と異なる点は、 A相信号と B相信号とのクロ ス点を除くように、両相信号を補正する A相信号補正部 214と B相信号補正部 216が 設けられていること、係る補正用クロック信号生成部 212とを備えている点である。 T1 は補正前の A相制御信号、 ΤΓは補正後の A相制御信号、 T2は補正前の B相制御 信号、 Τ2Ίま補正後の B相制御信号である。 200Aは負荷であり、既述のモータの第 1相コイル又は第 2相コイルである。各相のコイルの駆動制御回路 200に既述の A, B2相の制御信号が供給される。
[0028] 図 9において（1)は補正用クロック信号の出力波形図であり、（2)は補正前の A相 信号出力波形、（3)は補正前の B相信号出力波形である。補正前の出力波形は、差 動増幅制御信号形成部 202において形成出力される。既述の補正部 214, 216は、 各相信号を補正用クロック信号に基づいて補正する。
[0029] (4)は補正後の A相信号を示すものであり、補正前信号と比較すると分力るように、 A相信号補正部 214は補正前 A相信号の立ち上がりを補正クロック 2パルス分マスク させている。 B相信号の補正制御 216も同様である。（5)は補正後の B相信号波形パ ターンである。
[0030] (6)に示すように、補正後での A相 ZB相との極切替時において、各相信号のクロ ス点がマスクされて 、るために、電圧損失の発生が無く電流損失も発生しな 、 (7)。 したがって、図 8において、短絡電流保護回路も省略できる。
[0031] 以上の説明において、図 7の差動増幅制御信号形成部 212が特許請求の範囲の 差動増幅制御用デジタルデータ形成手段に該当し、インバータ (差動ドライバ） 204 が差動増幅手段に相当し、 214, 216が補正手段に相当する。
[0032] 以上説明しように本発明は差動増幅制御を負荷の駆動に用いたが、負荷をデータ 伝送部におけるインピーダンスとすれば、本願発明をデータ伝送に適用することも可 能である。
[0033] 以上説明したように、本発明によれば、本発明は、係る損失を低減することにより低 消費電力化及びエネルギ効率に優れ、かつ能動素子の保護回路を不要にするデジ タル差動制御装置を提供するができる。更に、携帯機器ゃェコカーなどのようにエネ ルギの無駄を無くすことにより輻射ノイズを低減させ、蓄電池の消費効率を向上させ ることが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 差動増幅制御用デジタルデータ形成手段と、このデータ形成手段から送信された矩 形波からなる A相信号と、この A相信号を反転させた B相信号とに分けて送信する差 動制御手段と、前記 A相信号と B相信号とのクロス点が無くなるように、前記 A相信号 及び B相信号の少なくとも一つを補正する補正手段と、を備えてなるデジタル差動増 幅制御装置。
[2] 負荷の駆動回路を備え、前記補正手段は A相信号と B相信号とを当該駆動回路に 出力するように構成されてなる請求項 1記載の装置。
[3] 前記差動増幅制御用デジタルデータ形成手段は、前記負荷の駆動制御信号を形成 してこれをデジタルデータとして前記駆動回路に出力するものである請求項 2記載の
[4] 前記 A相信号と B信号を受信し、これら両信号カゝら前記デジタルデータを復元して出 力する差動レシーバ手段をさらに備えてなる請求項 1記載の装置。
[5] 前記補正手段は、前記 A相信号及び B相信号の少なくとも一つを前記クロス点が無く なるように、これら信号をマスクするように構成した請求項 1乃至 4の何れか 1項記載
[6] 前記補正手段は、前記 A相信号及び B相信号の少なくとも一つの立ち上がり点及び 立下り点の少なくとも片側をマスクしてなる請求項 5記載の装置。
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