WO2007122784A1

WO2007122784A1 - モータ駆動回路および方法ならびにそれを用いたディスク装置

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Publication number: WO2007122784A1
Application number: PCT/JP2007/000245
Authority: WO
Inventors: Yoshito Otaguro
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US8093847B2; KR20080110627A; KR101322985B1; US20100177626A1; EP2003772A9; EP2003772A2

Description

明細書

モータ駆動回路および方法ならびにそれを用いたディスク装置技術分野

[0001] 本発明は、回転子の回転を制御する技術に関し、特に、複数のコイルを有するステータと磁性を有するロータとを含むモータの回転を制御するモータ駆動回路に関する。

背景技術

[0002] ポータブル C D (Comp a c t D i s c) 装置や、 D V D ( D i g i t a I Ve r s a t i l e D i s c) など、ディスク型メディアを使用した電子機器において、そのディスクを回転させるためにブラシレス直流モータが用いられる。ブラシレス直流（DC) モータは、一般に、永久磁石を備えたロータと、スター結線された複数の相のコイルを備えたステータとを備えておリ、コイルに供給する電流を制御することによりコイルを励磁し、ロータをステータに対して相対回転させて駆動する。ブラシレス D Cモータは、ロータの回転位置を検出するために、一般に、ホール素子や光学ェンコーダなどのセンサを備えており、センサにより検出された位置に応じて、各相のコイルに供給する電流を切り換えて、ロータに適切なトルクを与える。

[0003] モータをより小型化するために、ホール素子などのセンサを利用せずに口ータの回転位置を検出するセンサレスモータも提案されている（たとえば、特許文献 1、 2参照）。センサレスモータは、たとえばモータの中点配線の電位（以下、中点電圧という）を計測することにより、コイルに発生する逆起電圧（誘導電圧）をモニタし、中点電圧と等しくなるゼロクロス点を検出することにより位置情報を得る。

[0004] こうしたセンサレスモータの駆動において、ある相コイルの逆起電圧をモニタするためには、ゼロクロス点の発生するタイミングに合わせて、非駆動状態を設定する必要がある。この非駆動状態においては、相コイルに接続されるドライバは、スイッチング駆動が停止され、ハイインピーダンス状態に設定される。特に、 1 80度通電方式などによる駆動では、相コイルには常に電流が流れているため、ゼロクロス点の発生するタイミングを予測し、この予測結果に応じて、ハイインピーダンス状態を設定する必要がある。

[0005] 1. たとえば、特許文献 5には、ハイインピーダンス状態に設定するタイミングを、 P L L (P h a s e L o c k e d L o o p) 方式により実現する方法が開示される。

2. また、特許文献 3にも、関連する技術が記載されている。

[0006] 3. また、センサレスモータの駆動において、パルス幅変調（P u l s e

W i d t h Mo d u l a t i o n :以下、 PWMともいう）方式によつて、相コイルに流れる電流を、正弦波状やアーチ状となるように緩やかに制御する技術が知られている（たとえば特許文献 3、 4参照等）。

[0007] 特許文献 1 ：特開平 3 _ 207250号公報

特許文献 2：特開平 1 0— 243685号公報

特許文献 3：特開平 1 1 —75388号公報

特許文献 4：特開平 1 1 —34 1 870号公報

特許文献 5：特開 200 1 _ 1 90085号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 1. ここで非駆動状態を設定する場合、ハイインピーダンス状態に設定する非駆動期間を長く設定すると、ゼロクロスを確実に検出できる反面、モータのコイルに流れる電流が不連続となるため、モータから発生する騒音の増大につながる。したがって、非駆動期間は極力短い方が望ましいが、短くしすぎると、ゼロクロス点と非駆動期間のタイミングが合わない状況が発生しうる。こうした状況が発生すると、モータの回転ムラや、最悪の場合にはモータの停止などの問題を引き起こす。したがって、非駆動期間の設定は、モータの回転数や、負荷の変動に追従させて、適応的に実行する必要がある。

[0009] 2. また、モータのコイルに流れる電流を、正弦波状、あるいはアーチ状に連続的に変化させる目的で、モータのコイルに印加する電圧を、パルス変調により制御する場合がある。図 7 (a) 〜（c) は、パルス変調駆動する場合のゼロクロス点の検出の様子を示すタイムチャートである。図 7 (a) は、パルス変調された信号 PWMを、同図（b) は、ゼロクロス点の検出対象となるコイルに発生する相電圧（以下、逆起電圧 V uともいう）および中点電圧 V c omを、同図（c) は、逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳の波形図を示す。

[0010] 図 7 (b) に示すように、ゼロクロス点の検出対象となるコイルに発生する逆起電圧 V uには、同図（a) に示すパルス変調された信号のオフからォンへの遷移のタイミング、あるいはオンからオフのタイミングでノイズ成分が現れる。このノイズ成分によって、相電圧 V uと中点電圧 V c omを比較して得られる逆起検出信号がハイレベルとローレベルを繰り返し、ゼロクロス点が誤検出されてしまう。ゼロクロス点の誤検出は、ロータの位置の誤検出に他ならないため、回転精度の悪化や、回転不良などの問題を引き起こす

[0011] 3. また、 PWM方式によって相コイルに流れる電流を制御するためには、モータの回転状態、すなわち、ロータとステータの位置関係と同期して、正弦波状の駆動電流を制御する必要がある。もし、駆動電流の制御が、モータの回転状態と同期しない場合、騒音が発生したり、モータの回転が停止するという問題が発生する。

[0012] 1. 本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的のひとつは、非駆動期間の長さやタイミングを、モータの回転状態に応じて適応的に設定可能なモータ駆動回路の提供にある。

2. また、本発明の別の目的のひとつは、モータをパルス変調して駆動する際の、ゼロクロス点の誤検出を防止する技術の提供にある。

3. 本発明のさらに別の目的のひとつは、モータの回転状態に応じて、適切に正弦波駆動することが可能なモータ駆動回路の提供にある。

課題を解決するための手段

[0013] 1. 本発明のある態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路に関する。この駆動回路は、多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、逆起検出回路から出力される逆起検出信号にもとづき、複数のスイッチング回路のスイッチング状態を制御し、多相モータのコイルに流れる電流を調節するスイッチング制御回路と、逆起検出回路によるゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出回路から出力される逆起検出信号の周期に所定の係数を乗じた期間、所定レベルとなるゥインドウ信号を出力するウィンドウ生成回路と、を備える。スイッチング制御回路は、ウィンドウ生成回路からのウィンドウ信号が、所定レベルである期間、スイッチング回路のスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定する。

[0014] 逆起検出信号は、モータの回転数に比例した頻度で生成される。したがつて、ゼロクロス点の検出のために、スイッチング回路をハイインピーダンス状態とする非駆動期間を、逆起検出信号の周期にほぼ比例して、すなわち、モータの回転数に反比例して、適応的に設定することができる。

[0015] ウィンドウ生成回路は、所定の係数を of ( ofは、 0 < α < 1を満たす実数 ) とするとき、逆起検出回路から、ある逆起検出信号が出力されてから、逆起検出信号の周期に係数（1 _ α を乗じた期間の経過後に、ウィンドウ信号を所定レベルとし、その後、逆起検出回路から、次の逆起検出信号が出力されたことを契機として、ウィンドウ信号を、所定レベルと異なるレベルとしてもよい。

この場合、逆起検出信号の周期に比例した期間、スイッチング回路をハイインピーダンス状態に設定することができ、さらに、ハイインピーダンス状態とするタイミングを、ゼロクロス点の検出に先立ち、確実に設定することができる。

[0016] ウィンドウ生成回路は、逆起検出回路から出力される逆起検出信号を受け、当該逆起検出信号の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、逆起検出回路からの逆起検出信号と、パルス信号生成回路からのパルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、ウィンドウ信号を所定レベルとし、その後、次の逆起検出信号を検出すると、ウィンドゥ信号を所定レベルと異なるレベルとするタイミング設定部と、を含んでもよい。

[0017] タイミング設定部は、整数 mの調節手段を備えてもよい。この場合、整数 mを、本モータ駆動回路に接続されるモータの種類などに応じて変更することができるため、安定したモータ駆動が実現される。

[0018] パルス信号生成回路は、逆起検出信号の周波数を測定する周波数カウンタと、周波数カウンタにより測定された周波数の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するクロック信号生成部と、を含んでもよい。周波数カウンタは、ある逆起検出信号が入力されてから、次の逆起検出信号が入力されるまでの期間に、所定の周波数のクロック信号をカウントし、逆起検出信号の周期を測定してもよい。

[0019] クロック信号生成部は、周波数カウンタにより測定された過去 K回分（K は 1以上の整数）の周波数値を演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定してもよい。

[0020] クロック信号生成部は、整数 Kの調節手段を備えてもよい。この場合、 K を小さくするほど、帰還ループの利得が上がるため、モータの回転数の変動に対する追従性を高く設定することができ、 Kを大きくするほど、帰還ループの利得が下がるため、ループの安定度を高めることができる。したがって、モータの種類や、回転数、駆動方式に応じて、 Kの値を設定することによリ、最適なモータ駆動を実現することができる。

[0021 ] パルス信号生成回路は、過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値を保持する記憶部と、記憶部に保持された周波数値にもとづき、所定の演算を実行する演算部と、をさらに含んでもよい。クロック信号生成部は、演算部の演算結果に応じた周波数のパルス信号を生成してもよい。記憶部は、 L段のシフトレジスタであってもよい。

[0022] 演算部は、記憶部に保持された L回分の周波数値のうち、最新の K回の周波数値を演算して、パルス信号の周波数を決定してもよい。

[0023] タイミング設定部は、逆起検出回路から出力される逆起検出信号と、パルス信号生成回路から出力されるパルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、パルス信号を m個カウントすると、所定レベルとなるオープンェッジ信号を出力する力ゥンタと、カウンタから所定レベルのオープンェッジ信号が出力されると所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号出力部と、を含んでもよい。

[0024] モータ駆動回路は、 1つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。モータ駆動回路を、 1つの L S Iとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。

[0025] 本発明の別の態様は、ディスク装置である。この装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータを駆動する上述のモータ駆動回路と、を備える。

[0026] この態様によると、モータのコイルに接続されるスイッチング回路がハイインピーダンスとなる期間を、極力短く設定することができるため、モータのコイルに流れる電流が不連続となる期間を短縮でき、スピンドルモータから発生する騒音を低減することができる。

[0027] 本発明のさらに別の態様は、方法である。この方法は、多相モータに駆動電流を供給するモータ駆動方法であって、多相モータの少なくとも 1つのコィルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出ステップと、逆起検出信号に応じて、多相モータの各コイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加し、多相モータのコイルに流れる電流を調節するステップと、逆起検出ステツプにおけるゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出信号の周期に所定の係数を乗じた期間、コイルに接続される回路をハイィンピーダンス状態に設定するステップと、を備える。

[0028] 2 . 本発明のある態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路に関する。このモータ駆動回路は、多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、少なくとも多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、パルス変調信号生成回路からのパルス変調信号と、逆起検出回路からの逆起検出信号と、を受け、逆起検出信号にもとづいて、複数のスイッチング回路のオンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御するスイッチング制御回路と、を備える。逆起検出回路は、パルス変調信号生成回路からのパルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧と中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、所定レベルの逆起検出信号を出力する。

[0029] この態様によると、ゼロクロス点の検出タイミングを、逆起電圧にノイズ成分をもたらす要因となるパルス変調信号自体と同期して、ノイズの影響が少ないタイミングに設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。「パルス変調」とは、パルス幅変調、パルス周波数変調、パルス位置変調など、パルスのハイレベルとローレベルの期間の比率、すなわちデューティ比が変化する信号を利用した変調をいう。

[0030] 逆起検出回路は、パルス変調信号のレベル遷移のタイミングにもとづいて、検出タイミングを設定してもよい。この場合、パルス変調信号のエッジのタイミングや、エッジを所定時間だけ遅延したタイミングを、検出タイミングに設定することができる。

[0031 ] 逆起検出回路は、パルス変調信号のレベルが、複数のスイッチング回路に含まれるスィッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定してもよい。パルス変調によって逆起電圧に発生するノイズ成分は、検出対象となる逆起電圧が現れるコイルとは別のコイルに接続されるスィッチのオンオフ状態が遷移した直後にほぼ最大となり、その後、減衰していく場合が多い。そこで、スィッチのオンォフが遷移する直前のタイミングを、検出タイミングに設定することにより、ノィズ成分が小さい状態でのゼ口クロス検出が可能となる。

[0032] 逆起検出回路は、検出タイミングにおいて、前記逆起電圧が前記中点電圧の大小関係が所定の条件を満たすとき、逆起検出信号を出力してもよい。所定の条件は、モータの駆動状態に応じて、逆起電圧が中点電圧より高いとき、あるいは逆起電圧が中点電圧より低いときに設定すればよい。

[0033] 逆起検出回路は、逆起電圧を中点電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの出力信号を受け、検出タイミングにおける値を出力する比較値出力部と、を含んでもよい。比較値出力部は、パルス変調信号に応じてコンパレータの出力信号をラッチするラッチ回路であってもよい。

[0034] モータ駆動回路は、 1つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。モータ駆動回路を、 1つの L S Iとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。

[0035] 本発明の別の態様は、ディスク装置である。この装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータを駆動する上述のモータ駆動回路と、を備える。

この態様によると、モータ駆動回路によるゼロクロス点の誤検出を好適に防止することができ、スピンドルモータを安定に回転させることができる。

[0036] 本発明のさらに別の態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法である。この駆動方法は、少なくとも多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するステップと、多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成する逆起検出ステップと、逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、駆動対象となるコイルにハイレベルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップと、を備える。逆起検出ステップは、パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧と中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、逆起検出信号を所定レベルとする。

[0037] この態様によると、ゼロクロス点の検出タイミングを、逆起電圧にノイズ成分をもたらす要因となるパルス変調信号自体と同期して、ノイズの影響が少ないタイミングに設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。

[0038] 3 . 本発明のある態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路に関する。このモータ駆動回路は、多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、逆起検出信号を受け、当該逆起検出信号と同期し、かつ周波数が逆起検出信号の n倍（nは 2 以上の整数）となるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、パルス信号生成回路からのパルス信号を受け、当該パルス信号に応じて正弦波状の制御信号を出力する正弦波信号生成回路と、正弦波信号生成回路からの制御信号を、多相モータの目標トルクを指示するトルク信号と合成し、パルス変調したパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、逆起検出回路からの逆起検出信号と、パルス変調信号生成回路からのパルス変調信号と、を受け、逆起検出信号にもとづいて、複数のスイッチング回路のオンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御するスイッチング制御回路と、を備える

[0039] この態様によると、逆起検出信号と同期したパルス信号を生成し、このパルス信号に応じて、正弦波状の制御信号を生成してパルス変調を実行するため、回転状態に応じた適切な正弦波駆動が実現できる。「パルス変調」とは、パルス幅変調、パルス周波数変調、パルス位置変調など、パルスのハイレベルとローレベルの期間の比率、すなわちデューティ比が変化する信号を利用した変調をいう。また、本明細書において、「正弦波状」とは、正弦波の他、台形状の波形等の、コイル電流を緩やかに変化させることが可能な波形ョ'む概芯 ^ある。

[0040] 正弦波信号生成回路は、正弦波状の制御信号を保持する記憶部を含み、正弦波状の制御信号をパルス信号に応じて順次読み出して出力してもよい。この場合、正弦波状の制御信号の周波数を、パルス信号の周波数に正確に比例させることができる。

[0041 ] パルス変調信号生成回路は、制御信号と、トルク信号と、を乗算により合成した合成信号を出力する合成部と、合成部からの合成信号を所定の周期信号と比較し、大小関係に応じてデューティ比が変化するパルス変調信号を生成するパルス変調器と、を含んでもよい。

[0042] パルス信号生成回路は、逆起検出信号の周波数を測定する周波数カウンタと、周波数カウンタにより測定された周波数の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するクロック信号生成回路と、を含んでもよい。

[0043] クロック信号生成回路は、周波数カウンタにより測定された過去 K回分（ Kは 1以上の整数）の周波数値を演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定してもよい。

[0044] クロック信号生成回路は、整数 Kの調節手段を備えてもよい。この場合、 Kを小さくするほど、帰還ループの利得が上がるため、モータの回転数の変動に対する追従性を高く設定することができ、 κを大きくするほど、帰還ループの利得が下がるため、ループの安定度を高めることができる。したがつて、モータの種類や、回転数、駆動方式に応じて、 Κの値を設定することにより、最適なモータ駆動を実現することができる。

[0045] パルス信号生成回路は、過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値を保持する記憶部と、記憶部に保持された周波数値にもとづき、所定の演算を実行する演算部と、をさらに含んでもよい。クロック信号生成回路は、演算部の演算結果に応じた周波数のパルス信号を生成してもよい。記憶部は、 L段のシフトレジスタであってもよい。

[0046] 演算部は、記憶部に保持された L回分の周波数値のうち、最新の K回の周波数値を演算して、パルス信号の周波数を決定してもよい。

[0047] ある態様のモータ駆動回路は、逆起検出回路からの逆起検出信号と、パルス信号生成回路からのパルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、所定レべルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号生成回路を、さらに備えてもよい。スイッチング制御回路は、ウィンドウ信号生成回路からのウインドウ信号を受け、当該ウィンドウ信号が所定レベルである期間、逆起検出回路により逆起電圧がモニタされるコイルに接続されるスイッチング回路のスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定してもよい。

[0048] この場合、ゼロクロス点の検出のために、逆起電圧の検出対象となるコィルに接続されるスイッチング回路をハイインピーダンスとする非駆動期間を、正弦波駆動のために生成されるパルス信号を用いて設定するため、正弦波駆動と、非駆動期間の設定を同期させることができる。

[0049] ウィンドウ信号生成回路は、整数 mの調節手段を備えてもよい。この場合、整数 mを、本モータ駆動回路に接続されるモータの種類などに応じて変更することができるため、安定したモータ駆動が実現される。 [0050] ウィンドウ信号生成回路は、逆起検出回路からの逆起検出信号と、パルス信号生成回路からのパルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、パルス信号を m個カウントすると、所定レベルとなるオープンエッジ信号を出力するカウンタと、カウンタから所定レベルのオープンエッジ信号が出力されると所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号出力部と、を含んでもよい。

[0051 ] モータ駆動回路は、 1つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。モータ駆動回路を、 1つの L S Iとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。

[0052] 本発明の別の態様は、ディスク装置である。この装置は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータを駆動する上述のモータ駆動回路と、を備える。

この態様のディスク装置によれば、コイルに流れる電流を、スピンドルモータの回転と同期して制御することができる。

[0053] 本発明のさらに別の態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法に関する。このモータ駆動方法は、多相モータの少なくとも 1 つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成するステップと、逆起検出信号と同期し、かつ周波数が逆起検出信号の n倍（nは 2以上の整数）となるパルス信号を生成するステップと、パルス信号に応じて正弦波状の制御信号を生成するステップと、制御信号を、多相モータの目標トルクを指示する卜ルク信号と合成し、パルス変調したパルス変調信号を生成するステップと、逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、パルス変調信号にもとづいて、駆動対象となるコイルにハイレべルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップと、を備える。

[0054] この態様の駆動方法によれば、回転状態に応じた適切な正弦波駆動が実現できる。 [0055] ある態様のモータ駆動方法は、ある逆起検出信号を検出した後、パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、所定レベルと異なるレベルとなるゥィンドウ信号を生成するステップと、ウィンドウ信号が所定レベルである期間、ゼロクロス点の検出のために逆起電圧がモニタされるコイルに接続されるスイッチング回路をハイインピーダンス状態に設定するステップと、をさらに備えてもよい。

[0056] この駆動方法によれば、ゼロクロス点の検出のために、逆起電圧の検出対象となるコイルに接続されるスイッチング回路をハイインピーダンスとする非駆動期間を、正弦波駆動のために生成されるパルス信号を用いて設定するため、正弦波駆動と、非駆動期間の設定を同期させることができる。

発明の効果

[0057] 1 . 本発明のある態様によれば、非駆動期間の長さやタイミングを、モータの回転状態に応じて適応的に設定することができる。

2 . 本発明の別の態様によれば、モータをパルス変調して駆動する際に、ゼロクロス点を正確に検出することができる。

3 . 本発明のさらに別の態様によれば、モータの回転状態に応じて、適切に正弦波駆動することができる。

図面の簡単な説明

[0058] [図 1 ]第 1の実施の形態に係るモータ駆動回路の構成を示すブロック図である

[図 2]モータ駆動回路の一部の構成例を示すブロック図である。

[図 3]パルス信号生成回路およびタイミング設定部の構成例を示すブロック図である。

[図 4]図 4 ( a ) 〜（ I ) は、実施の形態に係るモータ駆動回路の動作を示すタイムチヤ一卜である。

[図 5]図 5 ( a ) 〜（d ) は、ウィンドウ信号 W I N D OWが生成される様子を示すタイムチヤ一卜である。 [図 6]図 1、図 8、図 1 2のモータ駆動回路を搭載したディスク装置の構成を示すブロック図である。

[図 7]図 7 (a) 〜（c) は、パルス変調駆動する場合のゼロクロス点の検出の様子を示すタイムチヤ一卜である。

[図 8]第 2の実施の形態に係るモータ駆動回路の構成を示すブロック図である

[図 9]図 8の逆起検出回路の構成例を示す回路図である。

[図 10]図 1 0 (a) 〜（ I ) は、第 2の実施の形態に係るモータ駆動回路の動作を示すタイムチヤ一卜である。

[図 11]図 1 1 (a) 〜（e) は、第 2の実施の形態に係るモータ駆動回路のゼロクロス点の検出の様子を示す波形図である。

[図 12]第 3の実施の形態に係るモータ駆動回路の構成を示すブロック図である。

[図 13]図 1 2の正弦波信号生成回路および PWM信号生成回路の構成を示す回路図である。

[図 14]図 1 2のパルス信号生成回路の構成を示すブロック図である。

[図 15]図 1 2のウィンドウ信号生成回路の構成を示す回路図である。

[図 16]図 1 6 (a) 〜（ I ) は、第 3の実施の形態に係るモータ駆動回路の動作を示すタイムチヤ一卜である。

[図 17]図 1 7 (a) 〜（e) は、ウィンドウ信号 W I N D OWおよび正弦波状の制御信号 C NTが生成される様子を示すタイムチヤ一卜である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない [0060] (第 1の実施の形態）

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00の構成を示すブロック図である。モータ駆動回路 1 00は、センサレスブラシレス D Cモータ（以下、単に「モータ 1 1 0」という）に駆動電流を供給して回転を制御する。本実施の形態において、駆動対象となるモータ 1 1 0は、 U相、 V相、 W相のコイル L u、 L v、 Lwを含む 3相 DCモータである。

[0061] モータ駆動回路 1 00は、スイッチング回路 1 0と総称されるスィッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Ow、と、逆起検出回路 20と、スイッチング制御回路 30と、ウィンドウ生成回路 40と、を備える。モータ駆動回路 1 0 0は、 1つの半導体基板上に機能 I Cとして一体集積化される。たとえば、モータ駆動回路 1 00は、 1 80度通電方式により、各相のコイルに流れる電流が、アーチ状あるいは正弦波状となるように、 PWM (P u l s e W i d t h Mo d u l a t i o n) 馬区動する。

[0062] スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 0 wは、モータ 1 1 0のコイル L u 、 L v、 Lwごとに設けられる。スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Ow は、たとえば電源電圧と接地電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを含んで構成され、 2つのスィッチの接続点が、コイルに接続される。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの制御端子には、駆動信号 DRV_H (U、 V、 W) および駆動信号 DRV_L ( U、 V、 W) がそれぞれ入力される。スイッチング回路 1 O u、 1 O v、 1 Owは、接続されたコイルの一端に、ハイサイドスイッチがオンの状態でハィレベルの電圧を印加し、ローサイドスイッチがオンの状態でローレベルの電圧を印加する。また、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチが同時にオフすることで、ハイインピーダンス状態に設定される。

[0063] 逆起検出回路 20は、モータ 1 1 0の少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号 BEMF_EDGEを出力する。本実施の形態において、逆起検出回路 20は、 U相のコイル L uに発生する逆起電圧 Vuおよび中点電圧 Vc om をモニタし、 V u >V c omのときハイレベルとなる逆起検出信号 B EM F _EDGEを生成する。生成された逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳は、スイッチング制御回路 30およびウィンドウ生成回路 40へと出力される。

[0064] スイッチング制御回路 30は、逆起検出回路 20から出力される逆起検出信号 BEMF_EDGEにもとづき、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owのオンオフ状態のシーケンス、すなわちスイッチング状態を制御し、モータ 1 1 0のコイルに流れる電流を調節する。スイッチング制御回路 30は、駆動タイミング生成回路 32および駆動信号合成回路 34を含む。

[0065] 駆動タイミング生成回路 32には、逆起検出信号 BEMF_EDGEが入力される。駆動タイミング生成回路 32は、逆起検出信号 BEMF_EDG Eの周期 T p 1の 1Ζ6の周期を有する駆動信号 DRVを生成する。駆動信号合成回路 34は、駆動信号 DRVに応じて、スイッチング回路 1 O u、 1 O v、 1 Owの駆動状態を制御する。たとえば、駆動信号合成回路 34は、正弦波をパルス幅変調して得られるパルス信号を、駆動信号 DRVと合成して、スイッチング回路 1 0 u， 1 0 v. 1 Owへと出力する。

[0066] ウィンドウ生成回路 40は、逆起検出回路 20によるゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出回路 20から出カされる逆起検出信号8巳!\1「_巳00 Eの周期 T p 1に所定の係数 Of (Ofは、 0< Qf< 1を満たす実数）を乗じた期間（T p 3 = T p 1 X Q?) 、所定レベルとなるウィンドウ信号 W I NDO Wを出力する。本実施の形態において、所定レベルはハイレベルである。

[0067] ウィンドウ生成回路 40には、逆起検出回路 20からの逆起検出信号 BE MF_EDGEが入力される。ウィンドウ生成回路 40は、逆起検出回路 2 0から、ある逆起検出信号 BEMF_EDGEが出力されてから、逆起検出信号3巳!\1「_巳00巳の周期丁 p 1に係数（1—ひ）を乗じた期間の経過後に、ウィンドウ信号 W I N DOWをハイレベルとする。ウィンドウ生成回路 40は、その後、逆起検出回路 20から、次の逆起検出信号 BEMF_E DGEが出力されたことを契機として、ウィンドウ信号 W I N DOWを、所定レベルと異なるレベル、すなわちローレベルとする。 [0068] ウィンドウ信号 W I N DOWは、スィツチング制御回路 30の駆動信号合成回路 34へと出力される。駆動信号合成回路 34は、ウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルである期間、ゼロクロス点の検出のためにモニタすベき逆起電圧 Vuが発生する端子に接続されたスイッチング回路 1 0 uのスィツチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定する。すなわち、ウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルとなる期間は、ゼロクロス点の検出のために、故意に駆動しない相が設定される。本実施の形態では、非駆動期間 T P 3において、 U相が駆動しない相に設定される。

[0069] 図 2は、モータ駆動回路 1 00の一部の構成例を示すブロック図である。

逆起検出回路 20は、コンパレータであって、コイル L uに現れる逆起電圧 Vuと、中点電圧 V c omを比較し、 V u >V c omのときハイレベル、 V u <V c omのときローレベルとなる逆起検出信号 B EM F_E DG Eを出力する。

[0070] ウィンドウ生成回路 40は、パルス信号生成回路 42、タイミング設定部

44を含む。パルス信号生成回路 42は、逆起検出回路 20から出力される逆起検出信号 B EM F_E DGEを受け、当該逆起検出信号 B E M F_E D 0巳の倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号 PU LS Eを生成する。

[0071] タイミング設定部 44は、逆起検出回路 20からの逆起検出信号 BEMF _EDGEと、パルス信号生成回路 42からのパルス信号 PU LS巳と、を受ける。タイミング設定部 44は、ある逆起検出信号 BEMF_EDGEを検出した後、パルス信号 PU LSEを m個（mは、 m< nを満たす整数）力ゥントすると、ウィンドウ信号 W I N DOWをハイレベルとする。その後、次の逆起検出信号 BEMF_EDGEを検出すると、ウィンドウ信号 WI N DOWをローレベルとする。

[0072] 整数 mは、調節可能であることが望ましい。たとえば、モータ駆動回路 1 00は、整数 mを保持するためのレジスタを備えてもよく、外部から整数 m を設定できるように構成する。 [0073] 図 3は、パルス信号生成回路 42およびタイミング設定部 44の構成例を示すブロック図である。パルス信号生成回路 42は、周波数カウンタ 50、ク口ック信号生成部 56を備える。

[0074] 周波数カウンタ 50は、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周波数、すなわち周期 T p 1を測定する。たとえば、周波数カウンタ 50には、所定の周波数のクロック信号（図示せず）が入力される。周波数カウンタ 50は、ある逆起検出信号 B EM F_E D G Eが入力されてから、次の逆起検出信号 B EM F_EDGEが入力されるまでの期間の、クロック信号をカウントし、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周期 T p 1を測定する。周波数カウンタ 50は、測定したカウント値 COUNTを、周波数値として、順次、出力する。

[0075] クロック信号生成部 56は、周波数カウンタ 50により測定された周波数の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号 PU LSEを生成する。すなわち、パルス信号 PU LS Eの周期 T p 2は、逆起検出信号 BEMF_ EDGEの周期 T p 1の、 1Ζηに設定される。

[0076] クロック信号生成部 56は、周波数カウンタ 50により測定された過去 Κ 回分（Κは 1以上の整数）の周波数値 COUNTを演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定する。演算対象とする周波数値の個数に対応する整数 Kは、調節可能であることが好ましい。

[0077] この機能を実現するために、パルス信号生成回路 42は、クロック信号生成部 56の前段に、記憶部 52、演算部 54を備える。記憶部 52は、過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値 COUNTを保持する。記憶部 52は、たとえば、 L段のシフトレジスタであってもよい。演算部 54 は、記憶部 52に保持された周波数値にもとづき、所定の演算を実行する。演算処理は、単純平均であってもよいし、重みづけ平均であってもよい。

[0078] クロック信号生成部 56は、演算部 54の演算結果に応じた周波数のパルス信号 PU LSEを生成する。たとえば、演算部 54は、記憶部 52に保持された L回分の周波数値のうち、最新の K回の周波数値を演算して、パルス信号 PU LSEの周波数を決定する。演算処理は、 K個のカウント値を単純平均してもよいし、重みづけ平均してもよい。整数 κは、上述のように、可変であって、外部から設定可能に構成されるのが望ましい。 K= 1の場合は、直前の逆起検出信号BEMF_EDGEの周期T p 1に応じて、パルス信号 PU LS Εの周期 Τ ρ 2が設定される。

[0079] タイミング設定部 44は、逆起検出回路 20から出力される逆起検出信号 BEMF_EDGEと、パルス信号生成回路 42から出力されるパルス信号 PU LSEと、を受ける。タイミング設定部 44は、カウンタ 60、ウィンドウ信号出力部 62を含む。カウンタ 60は、ある逆起検出信号 BEMF_ EDGEを検出した後、パルス信号 PU LS Eを m個カウントすると、ハイレベルとなるオープンエッジ信号 OP EN_EDGEを出力する。ウィンドゥ信号出力部 62は、カウンタ 60からハイレベルのオープンエッジ信号 O PEN_EDGEが出力されるとハイレベルとなり、その後、次の逆起検出信号 BEM F_EDGEを検出すると、ローレベルとなるウィンドウ信号 W I N DOWを出力する。

[0080] 以上のように構成されたモータ駆動回路 1 00の動作を説明する。図 4 ( a) 〜（ I ) は、実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00の動作を示すタイムチャートである。同図（a) 〜（ I ) の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。同図（a) 〜（c) は、スイッチング回路 1 O u、 1 O v、 1 Owにより、 U相、 V相、 W相のコイル L u、 L v、 L wの駆動状態を示す波形である。同図（d) は、逆起検出回路 20によリ検出される逆起検出信号 BEMF_EDGEを、同図（e) は、駆動タイミング生成回路 32により生成される駆動信号 DRVを、同図（f ) は、ウィンドウ生成回路 40により生成されるウィンドウ信号 W I NDOWを、示す。さらに、同図（g) 〜（ I ) は、スイッチング回路 1 0 u〜 1 Owの、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの駆動信号 DRV_H、 DRV_ Lを示す。 [0081] 図 4 (a) 〜（c) に示すように、本実施の形態では、駆動電流がアーチ波形となるように駆動される。もっとも本発明はこれに限定されるものではなく、正弦波であってもよい。本実施の形態において、逆起検出信号 BEM F_EDGEは、同図（d) に示すように逆起電圧 Vuが中点電圧 Vc om と交差するゼロクロス点ごとに生成される。駆動タイミング生成回路 32は、逆起検出信号BEMF_EDGEの周期T p 1を 1Z6倍した同図（e) に示す駆動信号 DRVを生成する。駆動信号 DRVは、図示のごとく、逆起検出信号 BEM F_EDGEに対してある遅延 T dが与えられてもよい。この遅延 Tdを調節することにより、モータ駆動が最適化される。

[0082] 駆動信号合成回路 34は、駆動タイミング生成回路 32により生成された駆動信号 DRVにもとづき、スイッチング回路 1 O u〜1 Owのオンオフを制御するための駆動信号 D RV_H (U、 V、 W) 、 D RV_L (U、 V、 W) を生成する。この駆動シーケンスは、通電角などに応じて適宜設定される。

[0083] 図 4 (g) に示す駆動信号 DRV_H Uは、ハイレベルがスイッチング回路 1 O uのハイサイドスイッチのオン状態に、ローレベルがオフ状態に対応する。同図（h) 〜（ I ) に示す駆動信号 DRV_H (V、 W) 、 DRV_ L (U、 V、 W) についても同様である。さらに、ハイサイドスィッチ、あるいはローサイドスィッチの少なくとも一方のオン状態は、同図（a) 〜（ c) に示す駆動波形が得られるように、パルス幅変調されており、スィッチング回路 1 0 u〜1 Owのハイサイドスイッチもしくはローサイドスイッチは、高い周波数でオンオフを交互に繰り返す。

[0084] 駆動信号合成回路 34は、逆起検出信号 BEMF_EDGEが出力されるたびに、所定の駆動シーケンスにしたがって、スイッチング回路 1 O u〜1 0 wの駆動信号 DRV_H、 DRV_Lのオンオフ状態を遷移させる。

[0085] 同図（f ) に示すウィンドウ信号 W I N DOWは、ゼロクロス点が発生する時刻に先立ち、ウィンドウ生成回路 40によリハイレベルとされる。駆動信号合成回路 34は、ウィンドウ生成回路 40がハイレベルの期間、スイツチング回路 1 0 uに出力する駆動信号 D RV_H U、 DRV_LUをローレベルとし、ハイサイドスィッチおよびローサイドスィッチをオフして、ハイインピーダンス状態とする。同図（g) 、 ( j ) に、ゼロクロス点の検出のために、ハイインピーダンス状態に設定される期間を斜線で示す。ウィンドゥ信号 W I N D OWがハイレベルとなリ、コイル L uの一端がハイィンピーダンス状態に設定されると、ゼロクロス点の検出が可能となり、逆起検出信号 B EM F_E D G Eが生成される。逆起検出信号 B EM F_E D G Eがハィレベルとなると、ウィンドウ生成回路 40は、ウィンドウ信号 WI NDO Wをローレベルとする。

[0086] 図 5 (a) 〜（d) は、ウィンドウ信号 W I N DOWが生成される様子を示すタイムチャートである。同図（a) は、逆起検出信号 BEMF_EDG Eを、同図（b) は、パルス信号生成回路 42により生成されるパルス信号 PU LSEを、同図（c) は、カウンタ 60により生成されるオープンエツジ信号 O P E N_E DG Eを、同図（d) は、ウィンドウ信号 W I N D OW を示す。

[0087] 逆起検出信号 BEMF_EDGEがハイレベルとなると、図 3の周波数力ゥンタ 50は、カウントを開始し、次に逆起検出信号 BEMF_EDGEがハイレベルとなる時刻までにカウントしたカウント値 CO U N Tを、記憶部 52へと出力する。記憶部 52には、少なくとも過去 1回分のカウント値 C OU N Tが保持される。周波数カウンタ 50のカウントに用いたクロックの周期を T c kとすると、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周期 T p 1は、 T c k X COU N Tとなる。演算部 54は、過去 K回分のカウント値を用いて、パルス信号 PU LS Eの周期 T p 2を T p 2 = T p 1Znとなるように決定する。その結果、図 5 (b) に示すように、パルス信号生成回路 42から出力されるパルス信号 P U L S Eの周期 T p 2は、逆起検出信号 B EM F _巳り0巳の周期丁卩 1の 1Znとなる。

[0088] 図 3のカウンタ 60は、時刻 t Oに、ぁる逆起検出信号8巳1\1「_巳00 Eがハイレベルとなると、パルス信号生成回路 42からのパルス信号 P U L S Eのカウントを開始する。時刻 t 1に、カウンタ 60は、 m個のパルス信号 PU LSEをカウントすると、ハイレベルのオープンエッジ信号 OP EN _EDGEを出力する。

[0089] ウィンドウ信号出力部 62は、時刻 t 1にオープンエッジ信号 OPE N_ EDG Eがハイレベルとなつてから、次に逆起検出信号 B EM F_E DGE がハイレベルとなる時刻 t 2までの期間、ウィンドウ信号 W I N DOWをハィレベルとする。

[0090] このように、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00では、ゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出回路 20から出力される逆起検出信号 BEMF _巳00巳の周期丁 p 1に所定の係数（1—mZn) を乗じた期間、ハイレベルとなるウィンドウ信号 W I NDOWを生成し、このウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルとなる期間を、ゼロクロス点検出用の非駆動期間 T p 3に設定する。その結果、非駆動期間 T p 3を、モータの回転数に応じて適応的に設定することができる。さらに、従来のように非駆動期間を固定した場合では、予め長い非駆動時間を設定する必要があつたが、本実施の形態によれば、必要以上に長く設定する必要がなくなるため、モータの駆動電流を滑らかにすることができ、モータから発生する騒音を低減することができる

[0091] さらに、ウィンドウ生成回路 40は、ある逆起検出信号 BEMF_EDG Eが出力されてから、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周期 T p 1に係数 ( 1 _mZn) を乗じた期間（T p 2 Xm) の経過後に、ウィンドウ信号 W I N DOWをハイレベルとし、その後、逆起検出回路 20から、次の逆起検出信号3巳!\1「_巳00巳が出カされたことを契機として、ウィンドウ信号 WI NDOWを、ローレベルとした。その結果、スイッチング回路 1 0 uをハイインピーダンス状態とするタイミングを、ゼロクロス点の検出に先立ち、確実に設定することができる。

[0092] さらに、実施の形態では、タイミング設定部 44において、カウントするパルス信号 PU LSEの個数 mを調節可能とした。その結果、非駆動期間 T P 3の長さを、駆動対象のモータの種類などに応じて変更することができ、安定したモータ駆動が実現される。

[0093] さらに、実施の形態では、パルス信号生成回路 4 2において、整数 Kを調節可能とした。その結果、整数 Kを小さく設定した場合には、帰還ループの利得が上がるため、モータの回転数の変動に対する追従性を高く設定することができ、逆に、 Kを大きく設定した場合には、帰還ループの利得が下がるため、ループの安定度を高めることができる。したがって、モータの種類や、回転数、駆動方式に応じて、 Kの値を設定することにより、最適なモータ駆動を実現することができる。

[0094] つぎに、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0のアプリケーションの例について説明する。図 6は、図 1のモータ駆動回路 1 0 0を搭載したディスク装置 2 0 0の構成を示すブロック図である。ディスク装置 2 0 0は、 C Dや D V Dなどの光ディスクに対して記録、再生処理を行うュニッ卜であり、 C Dプレイヤや D V Dプレイヤ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載される。ディスク装置 2 0 0は、ピックアップ 2 1 0、信号処理部 2 1 2、ディスク 2 1 4、モータ 1 1 0、モータ駆動回路 1 0 0を含む。

[0095] ピックアップ 2 1 0は、ディスク 2 1 4にレーザを照射して所望のデータを書き込み、あるいは、反射した光を読み込むことによりディスク 2 1 4に書き込まれたデータを読み出す。信号処理部 2 1 2は、ピックアップ 2 1 0 により読み書きするデータに対して増幅処理、 AZ D変換あるいは DZA変換など必要な信号処理を行う。モータ 1 1 0は、ディスク 2 1 4を回転させるために設けられたスピンドルモータである。図 6に示すようなディスク装置 2 0 0は、特に小型化が要求されるため、モータ 1 1 0としてホール素子などを用いないセンサレスタイプが用いられる。本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0は、このようなセンサレスのスピンドルモータを安定に駆動するために好適に用いることができる。

[0096] (第 2の実施の形態）

図 8は、第 2の実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0 aの構成を示すブロック図である。モータ駆動回路 1 00 aは、センサレスブラシレス DCモータ（以下、単に「モータ 1 1 0」という）に駆動電流を供給して回転を制御する。本実施の形態において、駆動対象となるモータ 1 1 0は、 U相、 V 相、 W相のコイル L u、 L v、 Lwを含む 3相 DCモータである。

[0097] モータ駆動回路 1 00 aは、スイッチング回路 1 0と総称されるスィッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owと、逆起検出回路 20 aと、スイッチング制御回路 30 aと、ウィンドウ生成回路 40 aと、パルス幅変調信号生成回路 90を備える。モータ駆動回路 1 00 aは、 1つの半導体基板上に機能 I Cとして一体集積化される。たとえば、モータ駆動回路 1 00 aは、所望のトルクが得られるように、多相のモータ 1 1 0を PWM (P u l s e W i d t h Mo d u l a t i o n) 駆動する。さらに、 1 80度通電方式によリ、各相のコイルに流れる電流が、アーチ状あるいは正弦波状となるように PWM駆動のデューティ比を変化させてもよい。

[0098] スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 0 wは、モータ 1 1 0のコイル L u 、 L v、 Lwごとに設けられる。スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Ow は、たとえば電源電圧と接地電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを含んで構成され、 2つのスィッチの接続点が、コイルに接続される。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの制御端子には、駆動信号 DRV_H (U、 V、 W) および駆動信号 DRV_L ( U、 V、 W) がそれぞれ入力される。スイッチング回路 1 O u、 1 O v、 1 Owは、接続されたコイルの一端に、ハイサイドスイッチがオンの状態でハィレベルの電圧を印加し、ローサイドスイッチがオンの状態でローレベルの電圧を印加する。また、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチが同時にオフすることで、ハイインピーダンス状態に設定される。

[0099] 逆起検出回路 20 aは、モータ 1 1 0の少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号 BEMF_EDGEを出力する。本実施の形態において、逆起検出回路 20 aは、 U相のコイル L uに発生する逆起電圧 Vuおよび中点電圧 Vc omをモニタして、逆起検出信号 BEMF_EDGEを生成する。生成された逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳は、スイッチング制御回路 30 a、ウインドウ生成回路 40 aへと出力される。逆起検出回路 20 aの詳細については後述する。

[0100] パルス幅変調信号生成回路 90は、少なくともモータ 1 1 0の目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス幅変調信号（以下、 PWM信号 S pwmという）を生成する。パルス幅変調信号生成回路 90は、三角波やのこぎり波状の周期信号 S o s cと、トルクを指示する信号 S t r qのレベルを比較し、大小関係に応じて PWM信号 S p wmのハイレベルとローレベルの期間を変化させる。なお、パルス幅変調信号生成回路 90は、アナログ回路、デジタル回路のいずれで構成されてもよい。

[0101] パルス幅変調信号生成回路 90は、コイル L u、 L v、 Lwに流れるコィル電流を、緩やかに変化させるために、目標トルクと、正弦波状あるいはァーチ状の制御波形を合成して、 PWM信号 S p wmを生成してもよい。

[0102] スイッチング制御回路 30 aは、パルス幅変調信号生成回路 90からの P WM信号 S pwmと、逆起検出回路 20 aからの逆起検出信号 BEMF_E DGEと、を受ける。スイッチング制御回路 30 aは、逆起検出信号 BE M F_EDGEにもとづいて、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 0 wのオンオフ状態のシーケンスを制御する。さらに、スイッチング制御回路 30 aは、 PWM信号 S pwmにもとづいて、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owに含まれるハイサイドスィッチおよびローサイドスイツチの少なくとも一方をスイッチング制御する。

[0103] スイッチング制御回路 30 aは、駆動タイミング生成回路 32 a、駆動信号合成回路 34 aを含む。駆動タイミング生成回路 32 aには、逆起検出信号 BEMF_EDGEが入力される。駆動タイミング生成回路 32 aは、逆起検出信号 B EM F_E DG Eの周期 T p 1の 1 Z6の周期を有する駆動信号 DRVを生成する。

[0104] 駆動信号合成回路 34 aは、駆動信号 DRVと、 PWM信号 S pwmを合成して、駆動信号 DRV_H (u、 v、 w) 、 D RV_L (u、 v、 w) を出力し、スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owの状態を制御する。

[0105] ウィンドウ生成回路 40 aは、逆起検出回路 20 aによるゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出の対象となるコイル L uに接続されるスイッチング回路 1 0 uのスイッチングを停止してハイインピーダンスに設定するためのウィンドウ信号 WI NDOWを生成する。本実施の形態において、所定レべルはハイレベルである。 1 20度通電を行う場合などにおいて、逆起検出の対象となるコイル L uに、電流が流れない期間が存在する場合には、ウィンドウ生成回路 40 aは省略することができる。

[0106] ウィンドウ信号 W I N DOWは、スイッチング制御回路 30 aの駆動信号合成回路 34 aへと出力される。駆動信号合成回路 34 aは、ウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルである期間、ゼロクロス点の検出のためにモニタすべき逆起電圧 Vuが発生する端子に接続されたスイッチング回路 1 0 u のスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定する。すなわち、ウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルとなる期間は、ゼロクロス点の検出のために、故意に駆動しない相が設定される。本実施の形態では、非駆動期間 T p 3において、 U相が駆動しない相に設定される。

[0107] 次に、逆起検出回路 20 aについて詳細に説明する。本実施の形態に係る逆起検出回路 20 aには、逆起電圧 Vu、中点電圧 Vc omに加えて、パルス幅変調信号生成回路 90からの PWM信号 S p wmが入力される。逆起検出回路 20 aは、 PWM信号 S pwmにもとづいてゼロクロス点の検出タイミングを設定する。逆起検出回路 20 aは、設定した検出タイミングにおいて、逆起電圧 Vuと中点電圧 Vc omとの比較結果が所定の条件を満たすとき、ハイレベルとなる逆起検出信号 B EM F_E DG Eを出力する。

[0108] 逆起検出回路 20 aは、 PWM信号 S pwmのレベル遷移のタイミングにもとづき、検出タイミングを設定する。検出タイミングの設定方法としては、 PWM信号 S pwmのポジエッジやネガエッジを検出タイミングに設定する方法、ポジェッジゃネガエッジを所定時間遅延して検出タイミングを設定する方法などが有効である。

[0109] 本実施の形態では、逆起検出回路 20 aは、 PWM信号 S p wmのレベルが、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owに含まれるスィッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定する。たとえば、 PWM信号 S p wmのローレベルがスィッチのオフに、ハイレベルがスィッチのオンに対応する場合、 PWM信号 S pwmのネガエッジを検出タイミングに設定する。逆起検出回路 20 a は、このようにして設定した検出タイミングにおいて、 Vu>Vc omの条件を満たすとき、ハイレべルの逆起検出信号3巳1\1「_巳00巳を出カする

[0110] 図 9は、逆起検出回路 20 aの構成例を示す回路図である。逆起検出回路

20 aは、コンパレータ 22、比較値出力部 24を含む。逆起検出回路 20 aは、 U相コイル L uの相電圧 V uと、中点電圧 V c omを比較し、 Vu> V c omのときハイレベルとなる比較信号 S cm pを出力する。

[0111] 比較値出力部 24は、コンパレータ 22の出力である比較信号 S cmpを受け、検出タイミングにおける値を逆起検出信号 B EMF_EDGEとして出力する。比較値出力部 24は、 PWM信号 S p wmのネガエッジに応じてコンパレータ 22の出力信号をラッチするラッチ回路で構成することができる。比較値出力部 24である Dラッチ回路の入力端子 Dには、比較信号 S c m p力《入力される。

[0112] ネガエッジ検出回路 26は、 PWM信号 S p wmのネガエッジを検出し、検出ごとにハイレベルとなるネガエッジ信号 N EDGEを出力する。ネガエッジ信号 N E DG Eは、比較値出力部 24のク口ック端子に入力される。

[0113] 以上のように構成されたモータ駆動回路 1 00 aの動作を説明する。図 1 0 (a) 〜（ I ) は、実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00 aの動作を示すタイムチャートである。同図（a) 〜（ I ) の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。同図（a) 〜（c) は、スィッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owにより、 U相、 V相、 W相のコイル L u、 L v、 Lwの駆動状態を示す波形である。同図（d) は、逆起検出回路 20 a により検出される逆起検出信号 BEMF_EDGEを、同図（e) は、駆動タイミング生成回路 32 aにより生成される駆動信号 DRVを、同図（ f ) は、ウィンドウ生成回路 40 aにより生成されるウィンドウ信号 W I N DO Wを、示す。さらに、同図（g) 〜（ I ) は、スイッチング回路 1 0 u〜 1 Owの、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの駆動信号 DRV_ H、 DRV_Lを示す。

[0114] 図 1 0 (a) 〜（c) に示すように、本実施の形態では、駆動電流がァーチ波形となるように駆動される。もっとも、本発明はこれに限定されるものではなく、正弦波であってもよいことは上述した通りである。本実施の形態において、逆起検出信号 BEMF_EDGEは、同図（d) に示すように逆起電圧 V uが中点電圧 V c omと交差するゼロクロス点ごとに生成される。駆動タイミング生成回路 32 aは、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周期 T p 1を 1Z6倍した同図（e) に示す駆動信号 DRVを生成する。駆動信号 DRVは、図示のごとく、逆起検出信号 BEMF_EDGEに対してある遅延 Tdが与えられてもよい。この遅延 Tdを調節することにより、モータ駆動が最適化される。

[0115] 駆動信号合成回路 34 aは、駆動タイミング生成回路 32 aにより生成された駆動信号 DRVにもとづき、スイッチング回路 1 O u〜1 Owのオンォフを制御するための駆動信号 DRV_H (U、 V、 W) 、 DRV_L (U、 V、 W) を生成する。この駆動シーケンスは、通電角などに応じて適宜設定される。

[0116] 図 1 0 (g) に示す駆動信号 DRV_H Uは、ハイレベルがスイッチング回路 1 O uのハイサイドスイッチのオン状態に、ローレベルがオフ状態に対応する。同図（f ) 〜（ I ) に示す駆動信号 DRV_H (V、 W) 、 DRV _L (U、 V、 W) についても同様である。さらに、ハイサイドスィッチ、あるいはローサイドスィッチの少なくとも一方のオン状態は、同図（a) 〜 (c) に示す駆動波形が得られるように、パルス幅変調されており、スイツチング回路 1 0 u〜1 Owのハイサイドスイッチもしくはローサイドスイツチは、高い周波数でオンオフを交互に繰り返す。

[0117] 駆動信号合成回路 34 aは、逆起検出信号 B E M F_E D G Eが出力されるたびに、所定の駆動シーケンスにしたがって、スイッチング回路 1 O u〜 1 Owの駆動信号 DRV_H、 DRV_Lのオンオフ状態を遷移させる。

[0118] 同図（f ) に示すウィンドウ信号 W I N DOWは、ゼロクロス点が発生する時刻に先立ち、ウィンドウ生成回路 40 aによリハイレベルとされる。駆動信号合成回路 34 aは、ウィンドウ生成回路 40 aがハイレベルの期間、スイッチング回路 1 0 uに出力する駆動信号 DRV_H U、 DRV_LUをローレベルとし、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチをオフして、ハイインピーダンス状態とする。同図（g) 、 ( j ) に、ゼロクロス点の検出のために、ハイインピーダンス状態に設定される期間を斜線で示す。ゥインドウ信号 W I N DOWがハイレベルとなり、コイル L uの一端がハイインピーダンス状態に設定されると、ゼロクロス点の検出が可能となり、逆起検出信号 B EM F_E D G Eが生成される。

[0119] 図 1 1 (a) 〜（e) は、実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00 aのゼ口クロス点の検出の様子を示す波形図である。図 1 1 (a) は、 PWM信号 S pwmを、同図（b) は、相電圧 V uおよび中点電圧 V c omを、同図（ c) は、比較信号 S cm pを、同図（d) はネガエッジ信号 N EDGEを、同図（e) は、逆起検出信号 BEM F_EDGEを示す。

[0120] PWM信号 S p wmは、ハイレベルとローレベルを、トルクに応じたデュ一ティ比で交互に繰り返す。非駆動状態に設定された U相の相電圧 V uには、 PWM信号 S p wmにもとづく他の相コイル L v、 Lwのスイッチング制御に応じて、パルス状の逆起電圧が発生する。同図（b) に示すように、相電圧 V uは、 PWM信号 S p wmがハイレベルのとき、逆起電圧が現れ、 P WM信号 S p wmがローレベルのとき、 OV付近の電圧となる。ここで、 P WM信号 S p wmの信号の遷移と、相電圧 V uの変化には、信号の伝搬時間などに起因する遅延が存在する。したがって、相電圧 V uは、 PWM信号 S pwmのネガエッジの発生するタイミングよりも遅れて、 OV付近まで低下する。なお、同図（b) に示す中点電圧 V c omは、実際には図示の電圧レベルと、ローレベルを交互に繰り返す信号であるが、ここでは簡略化のため直線で示している。

[0121] 同図（b) に示す相電圧 V uは、 PWM信号 S pwmがハイレベルとなり、他の相コイル L v、 Lwにパルス電圧が印加されたタイミングにおいて、ノイズ成分が現れる。このノイズ成分によって、相電圧 V uと中点電圧 V c omを比較して得られる比較信号 S cm pは、同図（c) に示すようにハイレベルとローレベルを繰り返す。この比較信号 S cmpは、ネガエッジ信号 N EDGEが現れる検出タイミングにおいてラッチされ、同図（e) に示す逆起検出信号 BEM F_EDGEとして出力される。このように生成された逆起検出信号 BEM F_EDGEは、図 7 (c) に示す逆起検出信号 BEM F_E D G Eに比べて安定な信号となる。

[0122] 本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00 aでは、逆起電圧 V uにノイズ成分をもたらす要因となる PWM信号 S pwmと同期して、ゼロクロス点の検出タイミングを設定する。その結果、ゼロクロス点の検出タイミングを、ノイズの影響が少ない時刻に適切に設定することができ、ゼロクロス点の誤検出を防止することができる。

[0123] また、パルス変調によって逆起電圧に発生するノイズ成分は、図 1 1 (c ) に示すように、検出対象となる逆起電圧が現れるコイルとは別のコイルに接続されるスィッチをオンした直後にほぼ最大となり、その後、減衰していく場合が多い。本実施の形態において、逆起検出回路 20 aは、 PWM信号 S pwmのレベルが、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 0wに含まれるスィッチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、検出タイミングに設定するため、ノイズ成分が小さい状態でのゼロクロス検出が可能となる。

[0124] つぎに、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00 aのアプリケーションの例について説明する。図 6は、図 8のモータ駆動回路 1 0 0 aを搭載したディスク装置 2 0 0の構成を示すブロック図である。ディスク装置 2 0 0は、 C Dや D V Dなどの光ディスクに対して記録、再生処理を行うユニットであり、 C Dプレイヤや D V Dプレイヤ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載される。ディスク装置 2 0 0は、ピックアップ 2 1 0、信号処理部 2 1 2、ディスク 2 1 4、モータ 1 1 0、モータ駆動回路 1 0 0 aを含む

[0125] ピックアップ 2 1 0は、ディスク 2 1 4にレーザを照射して所望のデータを書き込み、あるいは、反射した光を読み込むことによりディスク 2 1 4に書き込まれたデータを読み出す。信号処理部 2 1 2は、ピックアップ 2 1 0 により読み書きするデータに対して増幅処理、 AZ D変換あるいは DZA変換など必要な信号処理を行う。モータ 1 1 0は、ディスク 2 1 4を回転させるために設けられたスピンドルモータである。図 6に示すようなディスク装置 2 0 0は、特に小型化が要求されるため、モータ 1 1 0としてホール素子などを用いないセンサレスタイプが用いられる。本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0 aは、このようなセンサレスのスピンドルモータを安定に駆動するために好適に用いることができる。

[0126] (第 3の実施の形態）

図 1 2は、第 3の実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0 bの構成を示すブロック図である。モータ駆動回路 1 0 0 bは、センサレスブラシレス D C モータ（以下、単に「モータ 1 1 0」という）に駆動電流を供給して回転を制御する。本実施の形態において、駆動対象となるモータ 1 1 0は、 U相、 V相、 W相のコイル L u、 L v、 L wを含む 3相 D Cモータである。

[0127] モータ駆動回路 1 0 0 bは、スイッチング回路 1 0と総称されるスィッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 O w、と、逆起検出回路 2 0 bと、スィッチング制御回路 3 0 bと、ウィンドウ信号生成回路 4 0 bと、パルス信号生成回路 4 2 bと、正弦波信号生成回路 7 0と、 PWM信号生成回路 8 0と、を備える。モータ駆動回路 1 0 0 bは、 1つの半導体基板上に機能 I Cとして一体集積化される。たとえば、モータ駆動回路 1 OO bは、 1 80度通電方式により、各相のコイルに流れる電流が、アーチ状あるいは正弦波状となるように、 P WM (P u l s e W i d t h Mo d u l a t i o n) 駆動する

[0128] スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 0 wは、モータ 1 1 0のコイル L u 、 L v、 Lwごとに設けられる。スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Ow は、たとえば電源電圧と接地電位間に直列に接続されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを含んで構成され、 2つのスィッチの接続点が、コイルに接続される。ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの制御端子には、駆動信号 DRV_H (U、 V、 W) および駆動信号 DRV_L ( U、 V、 W) がそれぞれ入力される。スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owは、接続されたコイルの一端に、ハイサイドスイッチがオンの状態でハィレベルの電圧を印加し、ローサイドスイッチがオンの状態でローレベルの電圧を印加する。また、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチが同時にオフすることで、ハイインピーダンス状態に設定される。

[0129] 逆起検出回路 20 bは、モータ 1 1 0の少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号 BEMF_EDGEを出力する。逆起検出回路 20 bは、通常、コンパレータを含んで構成される。本実施の形態において、逆起検出回路 2 O b は、 U相のコイル L uに発生する逆起電圧 Vu (以下、相電圧 Vuともいう ) および中点電圧 V c omをモニタし、 V u >V c omのときハイレベルとなる逆起検出信号 B EM F_E DGEを生成する。生成された逆起検出信号 BEMF_EDGEは、スイッチング制御回路 30 b、ウィンドウ信号生成回路 40 b、パルス信号生成回路 42 bへと出力される。

[0130] パルス信号生成回路 42 bは、逆起検出回路 20 bから出力される逆起検出信号 B E M F_E D G Eを受け、当該逆起検出信号 B EMF_EDGEと同期し、かつ周波数が n倍（nは 2以上の整数）のパルス信号 PU LSEを生成する。パルス信号 PU LSEは、正弦波信号生成回路 70およびウィンドウ信号生成回路 40 bへと出力される。

[0131] 正弦波信号生成回路 70は、パルス信号生成回路 42 bからのパルス信号 PU LS Eを受け、当該パルス信号 PU LS Eに応じて正弦波状の制御信号 CNTを出力する。 PWM信号生成回路 80は、正弦波信号生成回路 70からの制御信号 C NTを、モータ 1 1 0の目標トルクを指示するトルク信号 S t r qと合成し、パルス幅変調したパルス幅変調信号（以下、 PWM信号 S pwmという）を生成する。

[0132] スイッチング制御回路 30 bは、逆起検出回路 20 bから出力される逆起検出信号 BEMF_EDGEと、 PWM信号生成回路 80から出力される P WM信号 S pwmと、を受ける。スイッチング制御回路 30 bは、逆起検出信号 BEMF_EDGEにもとづいて、複数のスイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owのオンオフ状態のシーケンスを制御し、モータ 1 1 0のコイル L u、 L v、 Lwに流れる電流を調節する。また、スイッチング制御回路 3 O bは、 PWM信号 S pwmにもとづいて、複数のスイッチング回路 1 O u 、 1 0 v、 1 Owに含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスイッチング制御する。スイッチング制御回路 30 bは、駆動タイミング生成回路 32 bおよび駆動信号合成回路 34 bを含む。

[0133] 駆動タイミング生成回路 32 bには、逆起検出信号 BEMF_EDGEが入力される。駆動タイミング生成回路 32 bは、逆起検出信号 BEMF_E DGEの周期 T p 1の 1 Z6の周期を有する駆動信号 DRVを生成する。

[0134] 駆動信号合成回路 34 bは、駆動信号 DRVと、 PWM信号生成回路 80 から出力される PWM信号 S pwmとを合成して、スイッチング回路 1 O u ， 1 0 V , 1 Owへと出力する。

[0135] ウィンドウ信号生成回路 40 bは、逆起検出回路 20 bによるゼロクロス点の検出に先立ち、ハイレベルとなるウィンドウ信号 W I NDOWを出力する。ウィンドウ信号生成回路 40 bには、逆起検出回路 2 O bからの逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳と、パルス信号生成回路 42 bからのパルス信号 PU LSEと、が入力される。ウィンドウ信号生成回路 40 bは、ある逆起検出信号 BEMF_EDGEを検出した後、パルス信号 P U L S Eを m個（ mは、 m<nを満たす整数）検出すると、ハイレベルとなり、その後、次の逆起検出信号 BEM F_EDGEを検出すると、ローレベルとなるウィンドゥ信号 W I N DOWを出力する。

[0136] 整数 mは、調節可能であることが望ましい。たとえば、モータ駆動回路 1 OO bは、整数 mを保持するためのレジスタを備えてもよく、外部から整数 mを設定できるように構成する。

[0137] スイッチング制御回路 30 bは、ウィンドウ信号生成回路 40 bからのゥインドウ信号 W I N DOWを受ける。スイッチング制御回路 30 bは、ウインドウ信号 W I N DOWがハイレベルである期間、逆起検出回路 20 bによリ逆起電圧がモニタされるコイル L uに接続されるスイッチング回路 1 0 u のスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定する。すなわち、ウィンドウ信号 WI N DOWがハイレベルとなる期間は、ゼロクロス点の検出のために、故意に駆動しない相が設定される。本実施の形態では、非駆動期間 T p 3において、 U相が駆動しない相に設定される。

[0138] 図 1 3は、正弦波信号生成回路 70および PWM信号生成回路 80の構成を示す回路図である。正弦波信号生成回路 70は、正弦波パターンメモリ 7 2を含む。正弦波パターンメモリ 72には、正弦波状の制御信号 C NTをデジタル値として保持されている。正弦波信号生成回路 70は、正弦波状の制御信号 C NTをパルス信号 PU LSEに応じて順次読み出して出力する。なお、正弦波信号生成回路 70は、制御信号 CNTを、アナログ値として保持してもよい。

[0139] PWM信号生成回路 80は、合成部 82と、パルス幅変調器 84を含む。

合成部 82は、正弦波信号生成回路 70から出力される制御信号 CN丁と、外部からのトルク信号 S t r qと、を乗算して合成する。乗算結果は、合成信号 S cm bとして合成部 82からパルス幅変調器 84へと出力される。パルス幅変調器 84は、合成部 82からの合成信号 S cm bを所定の周期信号 S o s cと比較し、 PWM信号 S p wmを生成する。周期信号 S o s cは、信号レベルが三角波あるいはのこぎり波状に変化する周期的な信号である。このように生成される PWM信号 S p wmのパルス幅は、合成信号 S cm b と周期信号 S o s cの大小関係に応じて変化する。

[0140] 図 1 4は、パルス信号生成回路 42 bの構成を示すブロック図である。パルス信号生成回路 42 bは、周波数カウンタ 50 b、クロック信号生成回路 56 bを備える。

[0141] 周波数カウンタ 50 bは、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周波数、すなわち周期 T p 1を測定する。たとえば、周波数カウンタ 5 O bには、所定の周波数のクロック信号（図示せず）が入力される。周波数カウンタ 5 O b は、ある逆起検出信号 BEMF_EDGEが入力されてから、次の逆起検出信号 B EM F_E D G Eが入力されるまでの期間に入力されたク口ック信号をカウントし、逆起検出信号 BEMF_EDGEの周期 T p 1を測定する。周波数カウンタ 5 O bは、測定したカウント値 COUNTを、周波数値として、順次、出力する。

[0142] クロック信号生成回路 56 bは、周波数カウンタ 5 O bにより測定された周波数の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号 PU LSEを生成する。すなわち、パルス信号 PU LS Eの周期 T p 2は、逆起検出信号 BE MF_EDGEの周期 T p 1の、 1Znに設定される。

[0143] クロック信号生成回路 56 bは、周波数カウンタ 5 O bにより測定された過去 K回分（Kは 1以上の整数）の周波数値 COUNTを演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定する。演算対象とする周波数値の個数に対応する整数 Kは、調節可能であることが好ましい。

[0144] この機能を実現するために、パルス信号生成回路 42 bは、クロック信号生成回路 56 bの前段に、記憶部 52 b、演算部 54 bを備える。記憶部 5 2 bは、過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値 COUNTを保持する。記憶部 52 bは、たとえば、 L段のシフトレジスタであってもよい。演算部 54 bは、記憶部 52 bに保持された周波数値にもとづき、所定の演算を実行する。演算処理は、単純平均であってもよいし、重みづけ平均であってもよい。

[0145] クロック信号生成回路 56 bは、演算部 54 bの演算結果に応じた周波数のパルス信号 PU LS Eを生成する。たとえば、演算部 54 bは、記憶部 5 2 bに保持された L回分の周波数値のうち、最新の K回の周波数値を演算して、パルス信号 PU LSEの周波数を決定する。演算処理は、 K個のカウント値を単純平均してもよいし、重みづけ平均してもよい。整数 Kは、上述のように、可変であって、外部から設定可能に構成されるのが望ましい。 K = 1の場合は、直前の逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳の周期丁 ρ 1に応じて、パルス信号 PU LS Εの周期 Τ ρ 2が設定される。

[0146] 図 1 5は、ウィンドウ信号生成回路 40 bの構成を示す回路図である。ゥインドウ信号生成回路 40 bは、カウンタ 60 b、ウィンドウ信号出力部 6 2 bを含み、逆起検出回路 20 bから出力される逆起検出信号 B E M F_ E DGEと、パルス信号生成回路 42 bから出力されるパルス信号 P U LS E と、が入力される。

[0147] カウンタ 60 bは、ある逆起検出信号 BEMF_EDGEを検出した後、パルス信号 PU LS Eを m個カウントすると、ハイレベルとなるオープンェッジ信号0卩巳1\1_巳00巳を出カする。ウィンドウ信号出力部 62 bは、カウンタ 60 bからハイレベルのオープンエッジ信号 OP EN_EDGEが出力されるとハイレベルとなり、その後、次の逆起検出信号 BEMF_ED GEを検出すると、ローレベルとなるウィンドウ信号 W I NDOWを出力する。

[0148] 以上のように構成されたモータ駆動回路 1 OO bの動作を説明する。図 1 6 (a) 〜（ I ) は、実施の形態に係るモータ駆動回路 1 OO bの動作を示すタイムチャートである。同図（a) 〜（ I ) の縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。同図（a) 〜（c) は、スィッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owにより、 U相、 V相、 W相のコイル L u、 L v、 Lwの駆動状態を示す波形である。同図（d) は、逆起検出回路 2 O b により検出される逆起検出信号 BEMF_EDGEを、同図（e) は、駆動タイミング生成回路 32 bにより生成される駆動信号 DRVを、同図（f ) は、ウィンドウ信号生成回路 40 bにより生成されるウィンドウ信号 WI N DOWを、示す。さらに、同図（g) 〜（ I ) は、スイッチング回路 1 0 u 〜1 Owの、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの駆動信号 DR V_H、 DRV_Lを示す。

[0149] 図 1 6 (a) 〜（c) に示すように、本実施の形態では、正弦波状の制御信号 CNTを利用して、駆動電流が互いに 1 20度シフトした正弦波となるように駆動される。もっとも本発明はこれに限定されるものではなく、制御信号 C N Tを利用して、駆動電流がアーチ状の波形となるように駆動してもよい。本実施の形態において、逆起検出信号3巳1\1「_巳00巳は、同図（ d) に示すように逆起電圧 Vuが中点電圧 Vc omと交差するゼロクロス点ごとに生成される。

[0150] 駆動タイミング生成回路 32 bは、逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳の周期 T p 1を 1Z6倍した同図（e) に示す駆動信号 DRVを生成する。また、パルス信号生成回路 42 bは、逆起検出信号 BEMF_EDGEと同期して、周波数を遲倍したパルス信号 PU LSEを生成する。正弦波信号生成回路 70は、パルス信号 PU LS Eに応じて、正弦波状の制御信号 CN Tを生成する。したがって、同図（a) 〜（c) に示すように、各コイル L u、 L v、 Lwに流れる電流は、逆起検出信号 BEMF_EDGEと同期して制御されることになる。

[0151] なお、駆動信号 DRVには、図示のごとく、逆起検出信号 BEMF_ED G Eに対してある遅延 T dが与えられてもよい。この遅延 T dを調節することにより、モータ駆動が最適化される。この場合、逆起検出回路 2 O bの後段に、遅延回路を設ければよい。

[0152] 駆動信号合成回路 34 bは、駆動タイミング生成回路 32 bにより生成された駆動信号 DRVにもとづき、スイッチング回路 1 O u〜1 Owのオンォフを制御するための駆動信号 DRV H (U、 V、 W) 、 DRV L (U、 V、 W) を生成する。この駆動シーケンスは、通電角などに応じて適宜設定される。

[0153] 図 1 6 (g) に示す駆動信号 DRV_H Uは、ハイレベルがスイッチング回路 1 O uのハイサイドスイッチのオン状態に、ローレベルがオフ状態に対応する。同図（g) 〜（ I ) に示す駆動信号 DRV_H (V、 W) 、 DRV _L (U、 V、 W) についても同様である。さらに、ハイサイドスィッチ、あるいはローサイドスィッチの少なくとも一方のオン状態は、同図（a) 〜 (c) に示す駆動波形が得られるように、 PWM信号 S pwmにもとづいて制御される。

[0154] 同図（f ) に示すウィンドウ信号 W I N DOWは、ゼロクロス点が発生する時刻に先立ち、ウィンドウ信号生成回路 40 bによリハイレベルとされる。駆動信号合成回路 34 bは、ウィンドウ信号生成回路 40 bがハイレベルの期間、スイッチング回路 1 0 uに出力する駆動信号 DRV_H U、 DRV _LUをローレベルとし、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチをオフして、ハイインピーダンス状態とする。同図（g) 、 ( j ) に、ゼロクロス点の検出のために、ハイインピーダンス状態に設定される期間を斜線で示す。ウィンドウ信号 W I N DOWがハイレベルとなり、コイル L uの一端がハイィンピーダンス状態に設定されると、ゼロクロス点の検出が可能となリ、逆起検出信号 BEM F_EDGEが生成される。逆起検出信号 BEM F _EDGEがハイレベルとなると、ウィンドウ信号生成回路 40 bは、ウインドウ信号 W I N DOWをローレベルとする。同図（a) に示すように、スイッチング回路 1 0がハイインピーダンスに設定されると、コイル電流は不連続となる。

[0155] 図 1 7 (a) 〜（e) は、ウィンドウ信号 W I N DOWおよび正弦波状の制御信号 C N Tが生成される様子を示すタイムチャートである。同図（a) は、逆起検出信号 BEM F_EDGEを、同図（b) は、パルス信号生成回路 42 bにより生成されるパルス信号 PU LS Eを、同図（c) は、カウンタ 60 bにより生成されるオープンエッジ信号 OP EN EDGEを、同図 (d) は、ウィンドウ信号 W I NDOWを、同図（e) は、正弦波信号生成回路 70により生成される制御信号 C NTを示す。

[0156] 逆起検出信号 BEMF_EDGEがハイレベルとなると、図 1 4の周波数カウンタ 5 O bは、カウントを開始し、次に逆起検出信号8巳1\1「_巳00 Eがハイレベルとなる時刻までにカウントしたカウント値 CO U N Tを、記憶部 52 bへと出力する。記憶部 52 bには、少なくとも過去 1回分のカウン卜値 COU N Tが保持される。周波数カウンタ 50 bのカウントに用いたクロックの周期を T c kとすると、逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳の周期 T p 1は、 T c k X COU N Tとなる。演算部 54 bは、過去 K回分のカウント値を用いて、パルス信号 PU LS Eの周期 T p 2を T p 2 = T p 1 Zn となるように決定する。その結果、図 1 6 (b) に示すように、パルス信号生成回路 42 bから出力されるパルス信号 PU LS Eの周期 T p 2は、逆起検出信号BEMF_EDGEの周期T p 1の 1Znとなる。

[0157] 図 1 5のカウンタ 60 bは、時刻 t Oに、ある逆起検出信号 BEMF_E DG Eがハイレベルとなると、パルス信号生成回路 42 bからのパルス信号 PU LS Eのカウントを開始する。時刻 t 1に、カウンタ 6 O bは、 m個のパルス信号 PU LS Eをカウントすると、図 1 7 (c) に示すように、ハイレベルのオープンエツジ信号 O P E N_E D G Eを出力する。

[0158] ウィンドウ信号出力部 62 bは、時刻 t 1にオープンエッジ信号 OP EN _EDGEがハイレベルとなつてから、次に逆起検出信号 BEM F_EDG Eがハイレベルとなる時刻 t 2までの期間、ウィンドウ信号 W I N DOWをハイレベルとする。

[0159] また、図 1 7 (e) に示すように、正弦波信号生成回路 70は、パルス信号 PU LSEに応じて、正弦波状の制御信号 CN Tを出力する。こうして生成された制御信号 CN丁が、 PWM信号生成回路 80においてパルス幅変調され、スイッチング回路 1 0 u、 1 0 v、 1 Owを介してコイル L u、 L V 、 Lwへと供給される。

[0160] このように、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 00 bでは、逆起検出信号 BEMF_EDGEと同期したパルス信号 PU LSEを生成し、このパルス信号 PU LS Eにもとづいて、コイル L u、 L v、 Lwに供給する電力を PWM制御する。正弦波信号生成回路 70は、パルス信号 PU LSEに応じて、正弦波状の制御信号 C NTを生成するため、制御信号 C NTの周波数を、モータの回転数に比例させることができる。その結果、モータ 1 1 0のロータの位置に応じて、正弦波状の電力をコイルに供給することができるため、安定した正弦波駆動が実現され、モータ 1 1 0を安定して所望のトルクで回転させることができる。

[0161] このように、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 OO bでは、ゼロクロス点の検出に先立ち、逆起検出回路 20 bから出力される逆起検出信号 BE !\1「_巳00巳の周期丁 p 1に所定の係数（1—mZn) を乗じた期間、ハィレベルとなるウィンドウ信号 W I NDOWを生成し、このウィンドウ信号 W I N DOWがハイレベルとなる期間を、ゼロクロス点検出用の非駆動期間 T p 3に設定する。その結果、非駆動期間 Τ ρ 3を、モータの回転数に応じて適応的に設定することができる。さらに、従来のように非駆動期間を固定した場合では、予め長い非駆動時間を設定する必要があつたが、本実施の形態によれば、必要以上に長く設定する必要がなくなるため、モータの駆動電流を滑らかにすることができ、モータから発生する騒音を低減することがでさる。

[0162] 本実施の形態において、ウィンドウ信号 WI NDOWは、制御信号 CNT の生成に使用されるパルス信号 PU LS Εと共通の信号となっている。したがって、ウィンドウ信号 W I N DOWがハイレベルとなるタイミングと、正弦波状の制御信号 C Ν Τのレベルが 0となるタイミングを揃えることができるため、ゼロクロス点をより正確に検出できることになる。

[0163] さらに、ウィンドウ信号生成回路 40 bは、ある逆起検出信号 BEMF_ EDGEが出力されてから、逆起検出信号8巳1\1「_巳00巳の周期丁 p 1 に係数（1 _mZn) を乗じた期間（T _P 2 Xm) の経過後に、ウィンドウ信号 W I N DOWをハイレベルとし、その後、逆起検出回路 20 bから、次の逆起検出信号 B E M F_ E D G Eが出力されたことを契機として、ウィンドウ信号 W I N D OWを、ローレベルとした。その結果、スイッチング回路 1 0 uをハイインピーダンス状態とするタイミングを、ゼロクロス点の検出に先立ち、確実に設定することができる。

[0164] さらに、実施の形態では、ウィンドウ信号生成回路 4 0 bにおいて、カウン卜するパルス信号 P U L S Eの個数 mを調節可能とした。その結果、非駆動期間 T p 3の長さを、駆動対象のモータの種類などに応じて変更することができ、安定したモータ駆動が実現される。

[0165] さらに、実施の形態では、パルス信号生成回路 4 2 bにおいて、整数 Kを調節可能とした。その結果、整数 Kを小さく設定した場合には、帰還ループの利得が上がるため、モータの回転数の変動に対する追従性を高く設定することができ、逆に、 Kを大きく設定した場合には、帰還ループの利得が下がるため、ループの安定度を高めることができる。したがって、モータの種類や、回転数、駆動方式に応じて、 Kの値を設定することにより、最適なモータ駆動を実現することができる。

[0166] つぎに、本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 O O bのアプリケーションの例について説明する。図 6は、図 1 2のモータ駆動回路 1 O O bを搭載したディスク装置 2 0 0の構成を示すブロック図である。ディスク装置 2 0 0 は、 C Dや D V Dなどの光ディスクに対して記録、再生処理を行うユニットであり、 C Dプレイヤや D V Dプレイヤ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載される。ディスク装置 2 0 0は、ピックアップ 2 1 0、信号処理部 2 1 2、ディスク 2 1 4、モータ 1 1 0、モータ駆動回路 1 0 0 bを含む。

[0167] ピックアップ 2 1 0は、ディスク 2 1 4にレーザを照射して所望のデータを書き込み、あるいは、反射した光を読み込むことによりディスク 2 1 4に書き込まれたデータを読み出す。信号処理部 2 1 2は、ピックアップ 2 1 0 により読み書きするデータに対して増幅処理、 AZ D変換あるいは DZA変換など必要な信号処理を行う。モータ 1 1 0は、ディスク 2 1 4を回転させるために設けられたスピンドルモータである。図 6に示すようなディスク装置 2 0 0は、特に小型化が要求されるため、モータ 1 1 0としてホール素子などを用いないセンサレスタイプが用いられる。本実施の形態に係るモータ駆動回路 1 0 0 bは、このようなセンサレスのスピンドルモータを安定に駆動するために好適に用いることができる。

[0168] 以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であリ、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0169] 第 1の実施の形態では、 3相モータを駆動する場合について説明したが、本発明は 3相以外のセンサレスモータの駆動にも好適に用いることができる。たとえば、 5相モータであってもよい。また、第 1の実施の形態では、 U 相の逆起電圧 V uを中点電圧 V c o mと比較してゼロクロス点の検出を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、 U相、 V相、 W相のそれぞれに逆起検出回路 2 0 aを設け、逆起検出信号 B E M F_ E D G Eを生成してもよい。

[0170] また、第 1の実施の形態では、相電圧 V uが上昇する過程において、 V u > V c o mとなる状態を検出することによリゼ口クロス点を検出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆起検出回路 2 0 aは、相電圧 V u が下降する過程において、 V u < V c o mとなる状態を検出することにより、ゼロクロス点を検出してもよい。

[0171 ] 第 1の実施の形態では、 PWM信号 S p w mのネガエッジをゼロクロス点の検出タイミングに設定したが、本発明はこれには限定されず、逆起検出回路 2 0 aは、パルス変調信号と同期して規定した時刻を、検出タイミングに設定すればよい。たとえば、逆起検出回路 2 0 aは、ポジエッジから所定の時間経過後の時刻を、検出タイミングとして設定してもよい。この場合、所定の時間を調節することにより、適切なゼロクロス点の検出が可能となる。

[0172] また、第 1の実施の形態では、 1 8 0度通電の PWM方式によりモータを駆動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、広くパルス変調方式を採用するモータ駆動回路に使用することができる。

[0173] 第 2の実施の形態では、 3相モータを駆動する場合について説明したが、本発明は 3相以外のセンサレスモータの駆動にも好適に用いることができる。たとえば、 5相モータであってもよい。また、第 2の実施の形態では、 U 相の逆起電圧 V uを中点電圧 V c o mと比較してゼロクロス点の検出を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、 U相、 V相、 W相のそれぞれに逆起検出回路 2 0 aを設け、逆起検出信号 B E M F_ E D G Eを生成してもよい。

[0174] また、第 2の実施の形態では、相電圧 V uが上昇する過程において、 V u > V c o mとなる状態を検出することによリゼ口クロス点を検出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆起検出回路 2 0 aは、相電圧 V u が下降する過程において、 V u < V c o mとなる状態を検出することにより、ゼロクロス点を検出してもよい。

[0175] 第 2の実施の形態では、 PWM信号 S p w mのネガエッジをゼロクロス点の検出タイミングに設定したが、本発明はこれには限定されず、逆起検出回路 2 0 aは、パルス変調信号と同期して規定した時刻を、検出タイミングに設定すればよい。たとえば、逆起検出回路 2 0 aは、ポジエッジから所定の時間経過後の時刻を、検出タイミングとして設定してもよい。この場合、所定の時間を調節することにより、適切なゼロクロス点の検出が可能となる。

[0176] また、第 2の実施の形態では、 1 8 0度通電の PWM方式によりモータを駆動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、広くパルス変調方式を採用するモータ駆動回路に使用することができる。

[0177] 第 3の実施の形態では、 3相モータを駆動する場合について説明したが、本発明は 3相以外のセンサレスモータの駆動にも好適に用いることができる。たとえば、 5相モータであってもよい。また、実施の形態では、 U相の逆起電圧 V uを中点電圧 V c o mと比較してゼロクロス点の検出を行い、さらに非駆動期間において、 U相のスイッチング回路 1 O uをハイインピーダンスとする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、 U相、 V相、 W相のそれぞれに逆起検出回路 20 bを設け、逆起検出信号 B EMF_EDGEを生成し、それぞれのゼロクロス点の検出に先立って、非駆動期間を設定してもよい。この場合でも、逆起検出信号 BE MF_EDGEと同期し、さらに遲倍したパルス信号 PU LS Eを生成することにより、本発明の効果を得ることができる。

[0178] 各実施の形態で説明した信号のハイレベル、ローレベルのロジックの設定は一例であって、論理回路ブロックの構成には様々な変形例が考えられ、こうした変形例も本発明の範囲に含まれる。

[0179] 実施の形態にもとづき、本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を離脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

産業上の利用可能性

[0180] 本発明は、モータの駆動に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路であって、前記多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハィレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、

前記逆起検出回路から出力される逆起検出信号にもとづき、前記複数のスイッチング回路のスイッチング状態を制御し、前記多相モータのコイルに流れる電流を調節するスィツチング制御回路と、

前記逆起検出回路によるゼロクロス点の検出に先立ち、前記逆起検出回路から出力される逆起検出信号の周期に所定の係数を乗じた期間、所定レベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ生成回路と、

を備え、

前記スィツチング制御回路は、前記ウィンドウ生成回路からのウィンドウ信号が、前記所定レベルである期間、前記スイッチング回路のスイッチングを停止し、前記スィッチング回路をハイィンピーダンス状態に設定することを特徴とするモータ駆動回路。

[2] 前記ゥィンドウ生成回路は、

前記所定の係数を Qf ( Qfは、 0 < α < 1を満たす実数）とするとき、前記逆起検出回路から、ある逆起検出信号が出力されてから、前記逆起検出信号の周期に係数（1 _ α を乗じた期間の経過後に、前記ウィンドウ信号を前記所定レベルとし、

その後、前記逆起検出回路から、次の逆起検出信号が出力されたことを契機として、前記ウィンドウ信号を、前記所定レベルと異なるレベルとすることを特徴とする請求項 1に記載のモータ駆動回路。

[3] 前記ゥィンドウ生成回路は、

前記逆起検出回路から出力される前記逆起検出信号を受け、当該逆起検出信号の n倍（nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、

前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、前記パルス信号生成回路からの前記パルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、前記パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、前記ウィンドウ信号を前記所定レベルとし、その後、次の逆起検出信号を検出すると、前記ゥインドウ信号を前記所定レベルと異なるレベルとするタイミング設定部と、を含むことを特徴とする請求項 2に記載のモータ駆動回路。

[4] 前記タイミング設定部は、前記整数 mの調節手段を備えることを特徴とする請求項 3に記載のモータ駆動回路。

[5] 前記パルス信号生成回路は、

前記逆起検出信号の周波数を測定する周波数力ゥンタと、

前記周波数力ゥンタにより測定された周波数の n倍（ nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するク口ック信号生成部と、

を含むことを特徴とする請求項 3または 4に記載のモータ駆動回路。

[6] 前記ク口ック信号生成部は、

前記周波数カウンタにより測定された過去 K回分（Kは 1以上の整数）の周波数値を演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定することを特徴とする請求項 5に記載のモータ駆動回路。

[7] 前記クロック信号生成部は、前記整数 Kの調節手段を備えることを特徴とする請求項 6に記載のモータ駆動回路。

[8] 前記パルス信号生成回路は、

過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値を保持する記憶部と前記記憶部に保持された周波数値にもとづき、前記所定の演算を実行する演算部と、

をさらに含み、

前記ク口ック信号生成部は、前記演算部の演算結果に応じた周波数のパルス信号を生成することを特徴とする請求項 6に記載のモータ駆動回路。前記記憶部は、 L段のシフトレジスタであることを特徴とする請求項 8に記載のモータ駆動回路。

前記演算部は、前記記憶部に保持された L回分の周波数値のうち、最新の

K回の周波数値を演算して、前記パルス信号の周波数を決定することを特徴とする請求項 8に記載のモータ駆動回路。

前記タイミング設定部は、

前記逆起検出回路から出力される逆起検出信号と、前記パルス信号生成回路から出力されるパルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、前記パルス信号を m個カウントすると、所定レベルとなるオープンエッジ信号を出力するカウンタと、

前記カウンタから前記所定レベルのオープンエッジ信号が出力されると前記所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、前記所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号出力部を含むことを特徴とする請求項 3に記載のモータ駆動回路。

1つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項 1から 1 1のいずれかに記載のモータ駆動回路。

ディスクを回転させるスピンドルモータと、

前記スピンドルモータを駆動する請求項 1から 1 1のいずれかに記載のモータ駆動回路と、

を備えることを特徴とするディスク装置。

多相モータに駆動電流を供給するモータ駆動方法であって、

前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出ステップと、

前記逆起検出信号に応じて、前記多相モータの各コイルの一端に、ハイレベルまたはローレベルの電圧を印加し、前記多相モータのコイルに流れる電流を調節するステップと、

前記逆起検出ステップにおけるゼロクロス点の検出に先立ち、前記逆起検出信号の周期に所定の係数を乗じた期間、前記コイルに接続される回路をハィインピーダンス状態に設定するステップと、

を備えることを特徴とする方法。

多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路であって、前記多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハィレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、少なくとも前記多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、

前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、

前記パルス変調信号生成回路からの前記パルス変調信号と、前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、を受け、前記逆起検出信号にもとづいて、前記複数のスィッチング回路のォンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスィツチング制御するスイッチング制御回路と、

を備え、

前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号生成回路からの前記パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、前記逆起電圧と前記中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、所定レベルの前記逆起検出信号を出力することを特徴とするモータ駆動回路前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号のレベル遷移のタイミングにもとづき、前記検出タイミングを設定することを特徴とする請求項 1 5に記載のモータ駆動回路。 [17] 前記逆起検出回路は、前記パルス変調信号のレベルが、前記複数のスイツチング回路に含まれるスィツチのオンに対応したレベルからオフに対応したレベルへ遷移するタイミングを、前記検出タイミングに設定することを特徴とする請求項 1 6に記載のモータ駆動回路。

[18] 前記逆起検出回路は、前記検出タイミングにおいて、前記逆起電圧が前記中点電圧の大小関係が所定の条件を満たすとき、前記逆起検出信号を出力することを特徴とする請求項 1 5から 1 7のいずれかに記載のモータ駆動回路

[19] 前記逆起検出回路は、

前記逆起電圧を前記中点電圧と比較するコンパレータと、

前記コンパレータの出力信号を受け、前記検出タイミングにおける値を出力する比較値出力部と、

を含むことを特徴とする請求項 1 5から 1 7のいずれかに記載のモータ駆動回路。

[20] 前記比較値出力部は、前記パルス変調信号に応じて前記コンパレータの出力信号をラッチするラッチ回路であることを特徴とする請求項 1 9に記載のモータ駆動回路。

[21 ] 1つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項 1 5から

1 7のいずれかに記載のモータ駆動回路。

[22] ディスクを回転させるスピンドルモータと、

前記スピンドルモータを駆動する請求項 1 5から 1 7のいずれかに記載のモータ駆動回路と、

を備えることを特徴とするディスク装置。

[23] 多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法であって、少なくとも前記多相モータの目標トルクに応じて、デューティ比が変化するパルス変調信号を生成するステップと、

前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成する逆起検出ステップと、

前記逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記駆動対象となるコィルにハイレベルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップを備え、

前記逆起検出ステップは、前記パルス変調信号にもとづいて検出タイミングを設定し、設定した検出タイミングにおいて、前記逆起電圧と前記中点電圧との比較結果が所定の条件を満たすとき、前記逆起検出信号を前記所定レベルとすることを特徴とする方法。

多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路であって、前記多相モータのコイルごとに設けられ、接続されたコイルの一端に、ハィレベルまたはローレベルの電圧を印加する複数のスイッチング回路と、前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を出力する逆起検出回路と、

前記逆起検出信号を受け、当該逆起検出信号と同期し、かつ周波数が前記逆起検出信号の n倍（nは 2以上の整数）となるパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、

前記パルス信号生成回路からの前記パルス信号を受け、当該パルス信号に応じて正弦波状の制御信号を出力する正弦波信号生成回路と、

前記正弦波信号生成回路からの前記制御信号を、前記多相モータの目標卜ルクを指示するトルク信号と合成し、パルス変調したパルス変調信号を生成するパルス変調信号生成回路と、

前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、前記パルス変調信号生成回路からの前記パルス変調信号と、を受け、前記逆起検出信号にもとづいて、前記複数のスィッチング回路のォンオフ状態のシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記複数のスイッチング回路に含まれるハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチの少なくとも一方をスィツチング制御するスイッチング制御回路と、

を備えることを特徴とするモータ駆動回路。

[25] 前記正弦波信号生成回路は、前記正弦波状の制御信号を保持する記憶部を含み、前記正弦波状の制御信号を前記パルス信号に応じて順次読み出して出力することを特徴とする請求項 2 4に記載のモータ駆動回路。

[26] 前記パルス変調信号生成回路は、

前記制御信号と、前記トルク信号と、を乗算により合成した合成信号を出力する合成部と、

前記合成部からの前記合成信号を所定の周期信号と比較し、大小関係に応じてデューティ比が変化する前記パルス変調信号を生成するパルス変調器とを含むことを特徴とする請求項 2 4または 2 5に記載のモータ駆動回路。

[27] 前記パルス信号生成回路は、

前記逆起検出信号の周波数を測定する周波数力ゥンタと、

前記周波数力ゥンタにより測定された周波数の n倍（ nは 2以上の整数）の周波数のパルス信号を生成するク口ック信号生成回路と、

を含むことを特徴とする請求項 2 4または 2 5に記載のモータ駆動回路。

[28] 前記クロック信号生成回路は、

前記周波数カウンタにより測定された過去 K回分（Kは 1以上の整数）の周波数値を演算し、演算の結果に応じて、生成すべきパルス信号の周波数を設定することを特徴とする請求項 2 7に記載のモータ駆動回路。

[29] 前記クロック信号生成回路は、前記整数 Kの調節手段を備えることを特徴とする請求項 2 8に記載のモータ駆動回路。

[30] 前記パルス信号生成回路は、

過去 L回（Lは、 L≥Kを満たす整数）分の周波数値を保持する記憶部と前記記憶部に保持された周波数値にもとづき、所定の演算を実行する演算部と、

をさらに含み、

前記ク口ック信号生成回路は、前記演算部の演算結果に応じた周波数のパルス信号を生成することを特徴とする請求項 2 8に記載のモータ駆動回路。

[31 ] 前記記憶部は、 L段のシフトレジスタであることを特徴とする請求項 3 0 に記載のモータ駆動回路。

[32] 前記演算部は、前記記憶部に保持された L回分の周波数値のうち、最新の K回の周波数値を演算して、前記パルス信号の周波数を決定することを特徴とする請求項 3 0に記載のモータ駆動回路。

[33] 前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、前記パルス信号生成回路からの前記パルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、前記パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、前記所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号生成回路を、さらに備え、前記スィッチング制御回路は、前記ゥィンドウ信号生成回路からの前記ゥインドウ信号を受け、当該ウィンドウ信号が前記所定レベルである期間、前記逆起検出回路により逆起電圧がモニタされるコイルに接続される前記スィツチング回路のスイッチングを停止し、ハイインピーダンス状態に設定することを特徴とする請求項 2 4または 2 5に記載のモータ駆動回路。

[34] 前記ウィンドウ信号生成回路は、前記整数 mの調節手段を備えることを特徴とする請求項 3 3に記載のモータ駆動回路。

[35] 前記ゥィンドウ信号生成回路は、

前記逆起検出回路からの前記逆起検出信号と、前記パルス信号生成回路からの前記パルス信号と、を受け、ある逆起検出信号を検出した後、前記パルス信号を m個カウントすると、所定レベルとなるオープンエッジ信号を出力するカウンタと、

前記カウンタから前記所定レベルのオープンエッジ信号が出力されると前記所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、前記所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を出力するウィンドウ信号出力部を含むことを特徴とする請求項 3 3に記載のモータ駆動回路。

[36] 1つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項 2 4または 2 5に記載のモータ駆動回路。

[37] ディスクを回転させるスピンドルモータと、

前記スピンドルモータを駆動する請求項 2 4または 2 5に記載のモータ駆動回路と、

を備えることを特徴とするディスク装置。

[38] 多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動方法であって、前記多相モータの少なくとも 1つのコイルに発生する逆起電圧を、コイルの中点電圧と比較してゼロクロス点を検出し、所定レベルの逆起検出信号を生成するステップと、

前記逆起検出信号と同期し、かつ周波数が前記逆起検出信号の n倍（nは 2以上の整数）となるパルス信号を生成するステップと、

前記パルス信号に応じて正弦波状の制御信号を生成するステップと、前記制御信号を、前記多相モータの目標トルクを指示するトルク信号と合成し、パルス変調したパルス変調信号を生成するステップと、

前記逆起検出信号にもとづいて、駆動対象となるコイルのシーケンスを制御するとともに、前記パルス変調信号にもとづいて、前記駆動対象となるコィルにハイレベルまたはローレベルのスイッチング信号を印加するステップを備えることを特徴とする方法。

[39] ある逆起検出信号を検出した後、前記パルス信号を m個（mは、 m < nを満たす整数）検出すると、所定レベルとなり、その後、次の逆起検出信号を検出すると、前記所定レベルと異なるレベルとなるウィンドウ信号を生成するステップと、

前記ウィンドウ信号が前記所定レベルである期間、ゼロクロス点の検出のために逆起電圧がモニタされるコイルに接続されるスイッチング回路をハイインピーダンス状態に設定するステップと、

をさらに備えることを特徴とする請求項 3 8に記載の方法。