JP3114800B2 - モータ駆動回路 - Google Patents
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Description
し、特にスピンドル・モータおよびブラッシュレズ・モ
ータ等に対する回転速度制御機能を有するモータ駆動回
路に関する。
して、例えばスピンドル・モータ等の回転速度制御用と
して、パルス幅変調信号を用いるPWM制御方式による
モータ駆動回路のブロック図が図5に示される。図5に
示されるように、本従来例は、モータ入力端子47およ
び48を含むモータ45に対応して、モータ45の回転
制御用のPWM制御信号を出力する励磁パルス発生回路
40と、当該PWM制御信号によりON/OFF制御さ
れるスイッチ(S1 )41、スイッチ(S2 )42、ス
イッチ(S3 )43およびスイッチ(S4 )44と、V
M端子46とを備えて構成される。
には、論理回路として形成される励磁パルス発生回路4
0を稼働させることにより、所定のデューティ比のパル
ス信号として形成されるPWM制御信号501、50
2、503および504が、当該励磁パルス発生回路4
0より出力され、それぞれ対応するスイッチ41、4
2、43および44に入力される。このPWM制御信号
501〜504の入力を受けて、各スイッチは、当該P
WM制御信号501〜504が“H”レベルにて入力さ
れる場合に「ON」となり、“L”レベルにて入力され
る場合に「OFF」となる。これらのスイッチ41、4
2、43および44のON/OFFに対応する、モータ
45におけるモータ入力端子47および48における駆
動電位レベル状態が、図6(a)の動作波形図に示され
る。図6(a)において、Tとして示されるのはPWM
制御信号の周期である。即ち、図6(a−1)には、モ
ータ入力端子47における駆動電位レベル状態が示され
ており、また図6(a−2)には、モータ入力端子48
における駆動電位レベル状態が示されている。また、図
6(b)は、図6(a)のモータ入力端子47および4
8における駆動電位レベル状態に対応する期間A、期間
B、期間Cおよび期間Dと、各スイッチ41、42、4
3および44のON/OFF状態との対応関係を表に示
した図であり、図6(c−1)、(c−2)、(c−
3)および(c−4)は、それぞれ前記各期間A、B、
CおよびD等において、VM端子46から、モータ45
を通して接地点に対して流れるモータ駆動電流の経路を
示した模式図である。
り明らかなように、モータ入力端子48における期間A
(図6(a−2)参照)においては、図6(b)におい
て、スイッチ(S1 )41およびスイッチ(S4 )44
がONとなり、スイッチ(S2 )42およびスイッチ
(S3 )43はOFFとなる。これにより、図6(c−
1)において矢印にて示される経路に沿って、モータ4
5には、VM端子46より接地点に向けてモータ駆動電
流が流れ、モータ45が回転駆動される。この場合に、
当該モータ駆動電流がモータ45内を流れる時間が長い
程、当該モータ45を駆動する電機子力が大となり、モ
ータ45の回転速度は加速される。また、一方、モータ
入力端子48における期間B(図6(a−2)参照)に
おいては、スイッチ(S1 )41はONとなり、スイッ
チ(S2 )42、スイッチ(S3 )43およびスイッチ
(S4 )44はOFFとなっている。これにより、図6
(c−2)に示されるように、VM端子46から接地点
に向けて、モータ駆動電流がモータ45を駆動して流れ
る電流経路が遮断され、モータ入力端子48の電位は不
定状態となって、モータ45には電流が一切流れ込むこ
とがなく、駆動されないままの動作状態となるが、モー
タ45自体は慣性力により回転が継続されている。
においては、図6(b)において、スイッチ(S1 )4
1およびスイッチ(S4 )44がOFFとなり、スイッ
チ(S2 )42およびスイッチ(S3 )43はONとな
る。これにより、図6(c−3)において矢印にて示さ
れる経路に沿って、モータ45には、VM端子46より
接地点に向けてモータ駆動電流が流れ、モータ45は、
逆方向に向って回転駆動される。この場合においても、
当該モータ駆動電流がモータ45内を流れる時間が長い
程、当該モータ45を駆動する電機子力が大となり、モ
ータ回転速度が加速されることは云うまでもない。ま
た、モータ入力端子47における期間Dにおいては、ス
イッチ(S1 )41、スイッチ(S2 )42およびスイ
ッチ(S4)44はOFFとなり、スイッチ(S3 )4
3はONとなる。これにより、図6(c−4)に示され
るように、VM端子46から接地点に向けて、モータ駆
動電流がモータ45を駆動して流れる電流経路が遮断さ
れ、モータ入力端子47の電位は不定状態となり、モー
タ45には電流が流れ込むことがなく、駆動されずに慣
性力により回転し続ける状態となる。
ータ駆動回路においては、スイッチ41およびスイッチ
44におけるON時間が長いPWM制御信号のデューテ
ィ変化に対しては、或はまたスイッチ42およびスイッ
チ43におけるON時間が長いPWM制御信号のデュー
ティ変化に対しては、モータの回転速度が大となり加速
追随性について良好な特性が得られてはいるが、これら
のスイッチ41および44、またはスイッチ42および
43におけるON時間が短かいPWM制御信号のデュー
ティ比変化に対しては、モータの慣性力による回転によ
り、減速追随性についての特性が悪化するという問題が
ある。
駆動回路においては、モータ回転速度を減速しようとし
て、PWM制御信号のON時間の短かいデューティ比変
化により減速制御しようとしても、スイッチOFFによ
り、モータの電機子に流れる全ての電流経路が遮断され
るために、当該モータの慣性力によりモータの回転が継
続されており、これにより、モータの減速追随性が極め
て悪いという欠点がある。
タ駆動回路として、CD−ROMのスピンドル・モータ
に適用される場合のように、殊特にモータの減速追随性
を高く要求される場合には、スイッチOFF後におい
て、慣性力により回転し続けるモータの回転速度を減速
させるためには、ショート・ブレーキ動作または反転動
作等を含む別個の減速手段を用いることがか必要とな
り、モータの回転速度制御シーケンスが複雑化するとい
う欠点がある。
の回転速度の減速時に、PWM制御信号のデューティ比
を変えることのみにより、極めて容易に、当該モータの
減速追随性を改善向上させることのできるモータ駆動回
路を実現することにある。
回路は、第1および第2のモータ入力端子を有するモー
タの回転駆動制御を行うPWM制御方式によるモータ駆
動回路において、第1、第2、第3および第4のPWM
制御信号を生成して出力する励磁パルス発生手段と、所
定の高電位電源と低電位電源との間に直列に接続され、
それぞれ前記第1および第2のPWM制御信号の入力を
受けて、ON/OFFを切替制御される第1および第2
のスイッチ手段と、前記高電位電源と前記低電位電源と
の間に直列に接続され、それぞれ前記第3および第4の
PWM制御信号の入力を受けて、ON/OFFを切替制
御される第3および第4のスイッチ手段と、を少なくと
も備えて構成され、前記第1および第2のスイッチ手段
の接続点と、前記第1のモータ入力端子が接続されると
ともに、前記第3および第4のスイッチ手段の接続点
と、前記第2のモータ入力端子が接続されて、前記第
1、第2、第3および第4のPWM制御信号によるスイ
ッチ切替制御作用が、PWMの周期を回転駆動動作期間
とショートブレーキ動作期間とに分けて前記モータを駆
動するように、下記の規定手順により行われることを特
徴としている。
→第2のモータ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 2.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF なお、前記第1の発明において、前記第1、第2、第3
および第4のスイッチ手段は、それぞれ前記PWM制御
信号をゲートに入力して、ON/OFFを切替制御され
るMOSトランジスタにより形成してもよい。
1、第2および第3のモータ入力端子を有するモータの
回転駆動制御を行うPWM制御方式によるモータ駆動回
路において、第1、第2、第3、第4、第5および第6
のPWM制御信号を生成して出力する励磁パルス発生手
段と、前記第1、第2、第3、第4、第5および第6の
PWM制御信号の入力を受けて、それぞれ所定時間遅延
させて出力する第1、第2、第3、第4、第5および第
6の遅延回路手段と、所定の高電位電源と電流検知用の
抵抗との間に直列に接続され、それぞれ前記第1および
第2のPWM制御信号の入力を受けて、ON/OFFを
切替制御される第1および第2のスイッチ手段と、前記
高電位電源と前記電流検知用の抵抗との間に直列に接続
され、それぞれ前記第3および第4のPWM制御信号の
入力を受けて、ON/OFFを切替制御される第3およ
び第4のスイッチ手段と、前記高電位電源と前記電流検
知用の抵抗との間に直列に接続され、それぞれ前記第5
および第6のPWM制御信号の入力を受けて、ON/O
FFを切替制御される第5および第6のスイッチ手段
と、前記各スイッチ手段を通して接地点に流れる電流に
より、前記電流検知用の抵抗の端子間に発生する電圧を
入力とする電流検知手段と、を少なくとも備えて構成さ
れ、前記第1および第2のスイッチ手段の接続点と前記
第1のモータ入力端子が接続され、前記第3および第4
のスイッチ手段の接続点と前記第2のモータ入力端子が
接続されるとともに、前記第5および第6のスイッチ手
段の接続点と前記第3のモータ入力端子が接続されて、
前記第1、第2、第3、第4、第5および第6のPWM
制御信号によるスイッチ切替制御作用が、PWMの周期
を回転駆動動作期間とショートブレーキ動作期間とに分
けて前記モータを駆動するように、逐次下記の規定によ
り行われることを特徴としている。
→第3のモータ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 2.駆動電流方向:第1のモータ入力端子→第2のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF 3.駆動電流方向:第3のモータ入力端子→第2のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 4.駆動電流方向:第3のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 5.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF 6.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第3のモー
タ入力端子の場合 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF なお、前記第2の発明においては、それぞれ前記第1、
第2、第3、第4、第5および第6の遅延回路手段より
出力されるPWM制御信号の入力を受けて、対応する前
記第1、第2、第3、第4、第5および第6のスイッチ
手段を駆動する第1、第2、第3、第4、第5および第
6のPWM制御信号駆動手段を併せ備えるようにしても
よく、また、前記第1、第3および第5のスイッチ手段
としては、それぞれソースが前記高電位電源に接続さ
れ、ゲートに対応するPWM制御信号の入力を受けて、
ドレインが対応する第1、第2および第3のモータ入力
端子に接続される第1、第2および第3のPMOSトラ
ンジスタにより形成し、前記第2、第4および第6のス
イッチ手段は、ドレインがそれぞれ対応する第1、第2
および第3のモータ入力端子に接続され、ゲートに対応
するPWM制御信号の入力を受けて、ソースが共に前記
電流検知用の抵抗に接続される第1、第2および第3の
NMOSトランジスタにより形成するようにしてもよ
い。
して説明する。
図である。図1に示されるように、本実施形態は、モー
タ入力端子8および9を含むモータ6に対応して、当該
モータ6の回転制御用のPWM制御信号を生成出力する
論理回路として形成される励磁パルス発生回路1と、そ
れぞれMOSトランジスタまたはBipトランジスタに
より形成され、前記PWM制御信号によりON/OFF
制御されるスイッチ(S1 )2、スイッチ(S2 )3、
スイッチ(S3 )4およびスイッチ(S4 )5と、電源
電圧が印加されるVM端子7とを備えて構成される。本
実施形態の構成は、前述の従来例と同様であるが、本実
施形態においては、励磁パルス発生回路1より出力され
るPWM制御信号による、スイッチ(S1 )2、スイッ
チ(S2)3、スイッチ(S3 )4およびスイッチ(S4
)5に対するON/OFF制御のシーケンスの内容に
顕著な差異がある。
は、励磁パルス発生回路1を稼働させることにより、所
定デューティ比のPWM制御信号101、102、10
3および104が出力され、それぞれ対応するスイッチ
2、3、4および5に入力される。このPWM制御信号
101〜104の入力を受けて、各スイッチは、従来例
の場合と同様に、PWM制御信号101〜104が
“H”レベルにて入力される場合に「ON」となり、
“L”レベルにて入力される場合に「OFF」となる。
これらのスイッチ2、3、4および5のON/OFFに
対応する、モータ6におけるモータ入力端子8および9
における駆動電位レベル状態が、図2(a)の動作波形
図に示される。図2(a)において、Tとして示される
のは、PWM制御信号の周期である。即ち、図2(a−
1)には、モータ入力端子8における駆動電位レベル状
態が示されており、また図2(a−2)には、モータ入
力端子9における駆動電位レベル状態が示されている。
また、図2(b)は、図2(a)のモータ入力端子8お
よび9における駆動電位レベル状態に対応する期間A、
期間B、期間Cおよび期間Dと、各スイッチ2、3、4
および5のON/OFF状態との対応関係を表に示した
図であり、図2(c−1)、(c−2)、(c−3)お
よび(c−4)は、それぞれ前記各期間A、B、Cおよ
びDにおいて、VM端子7から、モータ6を通して接地
点に対して流れるモータ駆動電流の経路を示した模式図
である。
り明らかなように、モータ入力端子9における期間Aに
おいては、図2(b)において、スイッチ(S1 )2お
よびスイッチ(S4 )5がONとなり、スイッチ(S
2 )3およびスイッチ(S3 )4はOFFとなる。これ
により、モータ6内には、図2(c−1)において矢印
にて示される電流経路に沿って、VM端子7より接地点
に向けてモータ駆動電流が流れ、この駆動電流によりモ
ータ6の回転が駆動される。この場合に、当該モータ駆
動電流がモータ6を流れる時間が長い程、当該モータ6
を駆動する電機子力が大となり、モータ回転速度が加速
される。また、モータ入力端子9における期間Bにおい
ては、スイッチ(S1 )2およびスイッチ(S3 )4は
ONとなり、スイッチ(S2 )3およびスイッチ(S
4 )5はOFFとなる。この状態においては、VM端子
7より接地点に向けて流れるモータ駆動電流の経路が遮
断されるが、慣性力により回転しているモータからの電
磁誘導により、図2(c−2)において矢印にて示され
るように、モータ入力端子9からモータ入力端子8に向
けて回生電流が生じ、この回生電流により、モータ6の
回転エネルギーが熱損失等に変換されて低減され、モー
タの回転速度が減速されて減速追随性が改善される。
おいては、図2(b)において、スイッチ(S1 )2お
よびスイッチ(S4 )5がOFFとなり、スイッチ(S
2 )3およびスイッチ(S3 )4はONとなる。これに
より、図2(c−3)において矢印にて示される電流経
路に沿って、モータ6内には、VM端子7より接地点に
向けてモータ駆動電流が流れ、この駆動電流によりモー
タ6は逆方向に回転駆動される。この場合においても、
当該モータ駆動電流がモータ6内を流れる時間が長い
程、当該モータ6を駆動する電機子力が大となり、モー
タ回転速度が大となることは前述の場合と同様である。
また、図2(b)において、モータ入力端子8における
期間Dにおいては、スイッチ(S1 )2およびスイッチ
(S3 )4はONとなり、スイッチ(S2 )3およびス
イッチ(S4 )5はOFFとなっている。この状態にお
いては、慣性力により、回転しているモータからの電磁
誘導により、図2(c−4)において矢印にて示される
ように、モータ入力端子8からモータ入力端子9に向け
て回生電流が生じ、この回生電流により、回転エネルギ
ーが熱損失等に変換されて低減され、モータの回転速度
が減速されて、逆回転方向の減速追随性が改善される。
明する。図3は当該第2の実施形態を示すブロック図で
ある。本案実施形態は、3相スピンドルモータを駆動制
御の対象とする実施形態であり、図3に示されるよう
に、モータ入力端子(U)39、モータ入力端子(V)
40およびモータ入力端子(W)41を含むモータ35
に対応して、増幅器11と、基準発振器12と、PWM
パルス信号を生成して出力するPWMコンパレータ13
と、論理回路として形成されて、当該PWMパルス信号
およびモータの位置検知信号308の入力を受けて、モ
ータ35に対する回転制御用のPWM制御信号302〜
307を生成して出力する励磁パルス発生回路10と、
当該回転制御用のPWM制御信号302〜307を遅延
させることにより、スイッチの同時ONに起因する貫通
電流の発生を防止する遅延回路14〜19と、遅延回路
14〜19の出力を受けて、スイッチを駆動する駆動バ
ッファ20〜25と、当該駆動バッファ20〜25によ
るゲート入力を受けて、それぞれスイッチS1 、S2 、
S3 、S4 、S5 およびS6 として機能するPMOSト
ランジスタ26、NMOSトランジスタ27、PMOS
トランジスタ28、NMOSトランジスタ29、PMO
Sトランジスタ30およびNMOSトランジスタ31
と、これらのPMOSトランジスタまたはNMOSトラ
ンジスタを介して、接地点に流入する電流を検出する抵
抗32と、基準電圧を出力する基準電源33と、抵抗3
2の電流検出に対応する電圧レベルと基準電源33の基
準電圧レベルとを比較照合することにより得られる電流
検知電圧を入力して、スイッチとして機能する各MOS
トランジスタの過大電流発生時においては、所定の回転
制御停止信号309を生成して励磁パルス発生回路10
に入力することにより、PWM制御信号302〜307
の出力を停止させるように機能する電流検知コンパレー
タ34と、VM端子36〜38とを備えて構成される。
場合には、外部から入力される差動信号301は、増幅
器11により所定レベルに増幅され、PWMコンパレー
タ13に入力される。PWMコンパレータ13において
は、基準発振器12より出力される基準信号と、増幅器
11より出力される前記差動信号のレベル比較照合が行
われて、所定デューティ比のPWMパルス信号が生成さ
れ、励磁パルス発生回路10に入力される。励磁パルス
発生回路10は論理回路(図示されない)により形成さ
れており、前記PWMパルス信号の入力を受けて、所定
デューティ比のPWM制御信号302、303、304
および305が出力され、それぞれ対応する遅延回路1
4、15、16、17、18および19に入力される。
これらのPWM制御信号302〜307は、遅延回路1
4〜19により遅延されて、それぞれ駆動バッファ20
〜25を介して対応するPMOSトランジスタ26、N
MOSトランジスタ27、PMOSトランジスタ28、
NMOSトランジスタ29、PMOSトランジスタ30
およびNMOSトランジスタ31のゲートに入力され
る。なお、遅延回路14〜19を挿入する目的は、前記
スイッチS1 およびスイッチS2 の同時ON、スイッチ
S3 およびスイッチS4 の同時ON、またはスイッチS
5 およびスイッチS6 の同時ONに起因する貫通電流の
発生を防止することにある。
スタ26のドレインおよびNMOSトランジスタの27
のドレインは、モータ入力端子39に接続されており、
PMOSトランジスタ28のドレインおよびNMOSト
ランジスタ29のドレインは、モータ入力端子40に接
続され、PMOSトランジスタ30のドレインおよびN
MOSトランジスタの31のドレインは、モータ入力端
子41に接続されている。これらのPMOSトランジス
タおよびNMOSトランジスタによるスイッチは、それ
ぞれ対応する駆動バッファ20〜25より出力されるP
WM制御信号のゲート入力を受けて、ON/OFF制御
される。モータ35に対する駆動制御の手順としては、
例えば、スイッチS1 として機能するPMOSトランジ
スタ26がONの状態において、モータ入力端子(U)
39からモータ入力端子(V)40に対してモータ駆動
電流を発生させる場合には、スイッチS3 として機能す
るPMOSトランジスタ28をOFFとし、スイッチS
4 として機能するNMOSトランジスタ29はONとす
るとともに、モータ入力端子(V)40からモータ入力
端子(U)39に対する回生電流を発生させて、モータ
35の回転速度の減速を図るために、スイッチS3 とし
て機能する当該PMOSトランジスタ28をOFFに切
替えるとともに、スイッチS4 として機能する当該NM
OSトランジスタ29をOFFに切替え制御することが
必要となる。また、スイッチS3 として機能するPMO
Sトランジスタ28がONの状態において、モータ入力
端子(V)40からモータ入力端子(U)39に対して
モータ駆動電流を発生させる場合には、スイッチS1 と
して機能するPMOSトランジスタ26をOFFとし、
スイッチS2 として機能するNMOSトランジスタ27
はONとするとともに、モータ入力端子(U)39から
モータ入力端子(V)40に対する回生電流を発生させ
て、モータ35の回転速度の減速を図るために、スイッ
チS1 として機能する当該PMOSトランジスタ26を
ONに切替えるとともに、スイッチS2 として機能する
NMOSトランンジスタ27をONに切替え制御するこ
とが必要となる。
モータ駆動電流ならびに回転速度減速のための回生電流
を発生させて、当該モータ35を駆動するための回転制
御を行う際の、モータ35の各モータ入力端子39、4
0および41における駆動電位レベル状態が、図4
(a)の動作波形図に示される。即ち、図4(a−1)
には、モータ入力端子(U)39における駆動電位レベ
ル状態が示されており、図4(a−2)には、モータ入
力端子(V)40における駆動電位レベル状態が示さ
れ、図4(a−3)には、モータ入力端子(W)41に
おける駆動電位レベル状態が示されている。図4(a)
において、TS として示されるのは、通電方向が、モー
タ入力端子(W)41からモータ入力端子(U)39に
向うタイミングを示しており、当該通電方向が「W→
U」として記載されている。以降、「V→U」、「V→
W」、「U→W」、「U→V」および「W→V」の記載
内容についても同様である。即ち、各モータ入力端子に
対する3駆動入力の内、2駆動入力の組合わせによる6
種類の通電方向による駆動入力が繰返して行われる。
TS における、モータ入力端子(U)39およびモータ
入力端子(W)41における駆動電位レベル状態がピッ
クアップされて示されている。図4(b−1)は、PW
M周期Tに対応する期間AおよびBにおけるモータ入力
端子(U)39の駆動電位レベル状態であり、図4(b
−2)は、同じくPWM周期Tにおけるモータ入力端子
(W)41の駆動電位レベル状態である。更に、図4
(c−1)および図4(c−2)は、それぞれ前記期間
AおよびBにおいて、各VM端子から、モータ35を通
して接地点に対して流れるモータ駆動電流の経路を示し
た模式図である。
において、例えば、モータ入力端子(W)41から、モ
ータ入力端子(U)39に対する通電方向「W→U」の
場合には、図4(a)、(b)および(c)に示される
ように、期間Aにおいては、NMOSトランジスタ27
により形成されるスイッチ(S2 )、PMOSトランジ
スタ30により形成されるスイッチ(S5 )がONとな
り、PMOSトランジスタ26により形成されるスイッ
チ(S1 )、PMOSトランジスタ28により形成され
るスイッチ(S3 )、NMOSトランジスタ29により
形成されるスイッチ(S4 )およびNMOSトランジス
タ31により形成されるスイッチ(S6)はOFFとな
る。これにより、モータ35内には、図4(c−1)に
おいて矢印にて示される電流経路に沿って、VM端子よ
り接地点に向けて駆動電流が流れ、この駆動電流により
モータ35は回転駆動される。次いで期間Bにおいて
は、PMOSトランジスタ26により形成されるスイッ
チ(S1 )、PMOSトランジスタ30により形成され
るスイッチ(S5 )がONとなり、PMOSトランジス
タ28により形成されるスイッチ(S3 )、NMOSト
ランジスタ29により形成されるスイッチ(S4 )およ
びNMOSトランジスタ31により形成されるスイッチ
(S6 )はOFFとなる。これにより、モータ35内に
は、図4(c−2)において矢印にて示される電流経路
に沿って、VM端子間に回生電流を発生され、これによ
り第1の実施形態の場合と同様に、モータ35の回転速
度が減速される。このように、通電方向「W→U」に対
応して、PWM周期Tにおいて、回転駆動および回転減
速作用を含む回転速度の安定した回転制御動作が行わ
れ、次いで、同様の回転制御作用を介して、通電方向
「W→U」に対応する回転制御動作が行われる。即ち、
本実施形態においては、以下同様に、「V→W」、「U
→W」、「U→V」および「W→V」の各通電方向に対
する回転制御動作が順次行われて、オンデューティ(期
間A・PWM周期T)に対応する安定した回転速度が維
持されるとともに、減速追随性が改善された3相スピン
ドルモータのモータ駆動回路が実現される。
周期内において、モータの回転駆動に対応して回転減速
作用を並行して行う回転制御を繰返して行うことによっ
て、PWM制御信号のデューティ比により、安定した回
転速度を維持することができるとともに、減速追随性の
優れたのモータ回転駆動回路を実現することができると
いう効果がある。
とするCD−RO等を内蔵する装置においては、余分の
反転動作制御を行うことなく、PWM周期における駆動
期間に対応するオンデューティ調整のみにより、モータ
の回転制御を行うことができるために、回転速度制御が
極めて容易になるという効果がある。
る。
ッチON/OFF対照表および各期間の電流経路を示す
図である。
る。
の電流経路を示す図である。
/OFF対照表および各期間の電流経路を示す図であ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1および第2のモータ入力端子を有す
るモータの回転駆動制御を行うPWM制御方式によるモ
ータ駆動回路において、第1、第2、第3および第4の
パルス幅変調(以下、PWMと略称する)制御信号を生
成して出力する励磁パルス発生手段と、所定の高電位電
源と低電位電源との間に直列に接続され、それぞれ前記
第1および第2のPWM制御信号の入力を受けて、ON
/OFFを切替制御される第1および第2のスイッチ手
段と、前記高電位電源と前記低電位電源との間に直列に
接続され、それぞれ前記第3および第4のPWM制御信
号の入力を受けて、ON/OFFを切替制御される第3
および第4のスイッチ手段と、を少なくとも備えて構成
され、前記第1および第2のスイッチ手段の接続点と、
前記第1のモータ入力端子が接続されるとともに、前記
第3および第4のスイッチ手段の接続点と、前記第2の
モータ入力端子が接続されて、前記第1、第2、第3お
よび第4のPWM制御信号によるスイッチ切替制御作用
が、PWMの周期を回転駆動動作期間とショートブレー
キ動作期間とに分けて前記モータを駆動するように、下
記の規定手順により行われることを特徴とするモータ駆
動回路。 1.駆動電流方向:第1のモータ入力端子→第2のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 2.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF - 【請求項2】 前記第1、第2、第3および第4のスイ
ッチ手段が、それぞれ前記PWM制御信号をゲートに入
力して、ON/OFFを切替制御されるMOSトランジ
スタにより形成される請求項1記載のモータ駆動回路。 - 【請求項3】 第1、第2および第3のモータ入力端子
を有するモータの回転駆動制御を行うPWM制御方式に
よるモータ駆動回路において、第1、第2、第3、第
4、第5および第6のPWM制御信号を生成して出力す
る励磁パルス発生手段と、前記第1、第2、第3、第
4、第5および第6のPWM制御信号の入力を受けて、
それぞれ所定時間遅延させて出力する第1、第2、第
3、第4、第5および第6の遅延回路手段と、所定の高
電位電源と電流検知用の抵抗との間に直列に接続され、
それぞれ前記第1および第2のPWM制御信号の入力を
受けて、ON/OFFを切替制御される第1および第2
のスイッチ手段と、前記高電位電源と前記電流検知用の
抵抗との間に直列に接続され、それぞれ前記第3および
第4のPWM制御信号の入力を受けて、ON/OFFを
切替制御される第3および第4のスイッチ手段と、前記
高電位電源と前記電流検知用の抵抗との間に直列に接続
され、それぞれ前記第5および第6のPWM制御信号の
入力を受けて、ON/OFFを切替制御される第5およ
び第6のスイッチ手段と、前記各スイッチ手段を通して
接地点に流れる電流により、前記電流検知用の抵抗の端
子間に発生する電圧を入力とする電流検知手段と、 を少なくとも備えて構成され、前記第1および第2のス
イッチ手段の接続点と前記第1のモータ入力端子が接続
され、前記第3および第4のスイッチ手段の接続点と前
記第2のモータ入力端子が接続されるとともに、前記第
5および第6のスイッチ手段の接続点と前記第3のモー
タ入力端子が接続されて、前記第1、第2、第3、第
4、第5および第6のPWM制御信号によるスイッチ切
替制御作用が、PWMの周期を回転駆動動作期間とショ
ートブレーキ動作期間とに分けて前記モータを駆動する
ように、逐次下記の規定により行われることを特徴とす
るモータ駆動回路。 1.駆動電流方向:第1のモータ入力端子→第3のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 2.駆動電流方向:第1のモータ入力端子→第2のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF 3.駆動電流方向:第3のモータ入力端子→第2のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 ON 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 4.駆動電流方向:第3のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 OFF 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF 5.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第1のモー
タ入力端子 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 ON 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 ON 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 OFF 6.駆動電流方向:第2のモータ入力端子→第3のモー
タ入力端子の場合 (1)回転駆動動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 OFF 第6のスイッチ手段 ON (2)ショートブレーキ動作時: 第1のスイッチ手段 OFF 第2のスイッチ手段 OFF 第3のスイッチ手段 ON 第4のスイッチ手段 OFF 第5のスイッチ手段 ON 第6のスイッチ手段 OFF - 【請求項4】 それぞれ前記第1、第2、第3、第4、
第5および第6の遅延回路手段より出力されるPWM制
御信号の入力を受けて、対応する前記第1、第2、第
3、第4、第5および第6のスイッチ手段を駆動する第
1、第2、第3、第4、第5および第6のPWM制御信
号駆動手段を併せ備えることを特徴とする請求項3記載
のモータ駆動回路。 - 【請求項5】 前記第1、第3および第5のスイッチ手
段が、それぞれソースが前記高電位電源に接続され、ゲ
ートに対応するPWM制御信号の入力を受けて、ドレイ
ンが対応する第1、第2および第3のモータ入力端子に
接続される第1、第2および第3のPMOSトランジス
タにより形成され、前記第2、第4および第6のスイッ
チ手段が、ドレインがそれぞれ対応する第1、第2およ
び第3のモータ入力端子に接続され、ゲートに対応する
PWM制御信号の入力を受けて、ソースが共に前記電流
検知用の抵抗に接続される第1、第2および第3のNM
OSトランジスタにより形成されることを特徴とする請
求項3または請求項4記載のモータ駆動回路。
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