JP3282537B2 - Motor drive - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ関連
機器のディスクドライブ装置又はビデオテープレコーダ
ーのドライブ装置等に使用されるモータ駆動装置に関す
るものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a motor drive device used for a disk drive device of a computer-related device or a drive device of a video tape recorder.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のモータ駆動装置には、主に２相又
は３相の半波駆動方式又は全波駆動方式が採用されてい
る。2. Description of the Related Art A conventional motor driving apparatus mainly employs a two-phase or three-phase half-wave driving method or a full-wave driving method.
【０００３】以下図４の従来の３相全波駆動方式を示す
モータ駆動装置の回路図を用いて、その構成及び動作を
説明する。図４において、１、２、３は、モータを駆動
するためのコイルであり、４〜９は、コイル１、２、３
に電流を供給するためのトランジスタである。ここで、
トランジスタ４とトランジスタ５のコレクタ、トランジ
スタ６とトランジスタ７のコレクタ及びトランジスタ８
とトランジスタ９のコレクタの接続部がコイル１、２、
３の一端と個々に接続されている。この各接続部にてト
ランジスタ４乃至９からコイル１、２、３の一端に電流
が吐出され又は吸引される。１１は、コイル１の両端に
発生した電圧差を比較して、この電圧差に応じた信号を
出力する比較器であり、同様に１２は、コイル２の両
端、１３はコイル３の両端の電圧差を比較して信号を出
力する比較器である。この比較器１１〜１３の入力イン
ピーダンスはコイルのインピーダンスに対して非常に高
い値である。１４は、比較器１１〜１３で検出された電
圧を取り入れて信号処理を行い各トランジスタを順次駆
動する信号をトランジスタ４〜９のベースに供給するた
めのコントローラである。このコントローラ１４は、モ
ータ起動時にはクロック信号に同期して駆動信号を所定
の期間にトランジスタ４〜９に電流を供給する。駆動信
号の供給が停止されてコイルへの電流の供給が停止され
た後もコイルは慣性によって回転するため、この回転に
よってコイル１〜３の両端に電圧差が発生する。この電
圧差が比較器１１〜１３で個々に比較され、比較された
結果が検出信号として比較器１１〜１３の出力端子に出
力され、この検出信号がコントローラ１４に入力され
る。コントローラ１４は、この検出信号に応じてトラン
ジスタ４〜９を順次駆動する駆動信号を出力する。[0003] The configuration and operation of the motor driving device will be described below with reference to a circuit diagram of a conventional three-phase full-wave driving system shown in FIG. 4, reference numerals 1, 2, and 3 denote coils for driving the motor, and reference numerals 4 to 9 denote coils 1, 2, and 3.
Is a transistor for supplying a current to the transistor. here,
Collectors of transistors 4 and 5, collectors of transistors 6 and 7, and transistor 8
And the collector of transistor 9 are connected to coils 1, 2,
3 are individually connected to one end. At each connection, current is discharged or sucked from the transistors 4 to 9 to one end of the coils 1, 2, and 3. Reference numeral 11 denotes a comparator which compares a voltage difference generated between both ends of the coil 1 and outputs a signal corresponding to the voltage difference. Similarly, 12 indicates a voltage between both ends of the coil 2 and 13 indicates a voltage between both ends of the coil 3. This is a comparator that compares the difference and outputs a signal. The input impedances of the comparators 11 to 13 are very high with respect to the coil impedance. Reference numeral 14 denotes a controller for taking in the voltages detected by the comparators 11 to 13 and performing signal processing to supply signals for sequentially driving the transistors to the bases of the transistors 4 to 9. The controller 14 supplies a drive signal to the transistors 4 to 9 for a predetermined period in synchronization with the clock signal when the motor is started. Even after the supply of the drive signal is stopped and the supply of the current to the coil is stopped, the coil rotates by inertia, and this rotation causes a voltage difference between both ends of the coils 1 to 3. The voltage differences are individually compared by the comparators 11 to 13, and the comparison result is output to the output terminals of the comparators 11 to 13 as a detection signal. The detection signal is input to the controller 14. The controller 14 outputs a drive signal for sequentially driving the transistors 4 to 9 according to the detection signal.
【０００４】図５は、この従来のモータ駆動装置のコイ
ルの出力波形を示す図である。ここで、ｅは、トランジ
スタ４とトランジスタ５のコレクタの共通接続部の波形
を、ｆは、トランジスタ６とトランジスタ７のコレクタ
の共通接続部の波形を、ｇは、トランジスタ８とトラン
ジスタ９のコレクタの共通接続部の波形を示すものであ
る。また、ｈは、コイル１〜３の共通接続部の波形を示
すものであり、このｈの波形はモータ中点の波形を示し
ている。FIG. 5 is a diagram showing an output waveform of a coil of the conventional motor driving device. Here, e is the waveform of the common connection of the collectors of the transistors 4 and 5, f is the waveform of the common connection of the collectors of the transistors 6 and 7, and g is the waveform of the collector of the transistors 8 and 9. 9 shows a waveform of a common connection portion. Further, h indicates a waveform of the common connection portion of the coils 1 to 3, and the waveform of h indicates a waveform of the motor midpoint.
【０００５】トランジスタ４〜９が動作しているとコイ
ルの共通接続部の電圧は各コイルに発生する電圧の平均
電圧で与えられる。しかし、トランジスタ４〜９が全て
動作を停止した時には各トランジスタのコレクタ端のイ
ンピーダンスが無限大となるためにこの共通接続部の電
圧は不定となっている。この不定となった電圧波形を図
５の停止期間に示した。この共通接続部の電圧は、例え
ばコイルを駆動するトランジスタのリーク電流又は比較
器の入力インピーダンスによって影響を受け易い。When the transistors 4 to 9 are operating, the voltage at the common connection of the coils is given by the average voltage of the voltages generated in each coil. However, when all of the transistors 4 to 9 stop operating, the voltage at the common connection is indefinite because the impedance at the collector end of each transistor becomes infinite. This unstable voltage waveform is shown in the stop period of FIG. The voltage at the common connection is likely to be affected by, for example, the leakage current of the transistor driving the coil or the input impedance of the comparator.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】このようにトランジス
タの動作を停止させることによってコイル両端の電圧差
を測定するにあたって、コイルの共通接続部の電圧が不
安定となり比較器に入力される電圧がこの比較器の入力
ダイナミックレンジを越えてしまうことがある。入力ダ
イナミックレンジを越えると比較器は正しい比較動作が
できなくなり、誤った信号を出力する。特に、反転入力
端子に与える電圧が不安定であると、コイル両端の電圧
差が一定であったとしても、比較器の入力ダイナミック
レンジの範囲を越えた場合、入力ダイナミックレンジの
範囲内で比較がされた結果と異なる場合が生じる。When the voltage difference between both ends of the coil is measured by stopping the operation of the transistor in this way, the voltage at the common connection portion of the coil becomes unstable and the voltage input to the comparator is The input dynamic range of the comparator may be exceeded. If the input dynamic range is exceeded, the comparator cannot perform a correct comparison operation and outputs an erroneous signal. In particular, if the voltage applied to the inverting input terminal is unstable, even if the voltage difference between both ends of the coil is constant, if the voltage exceeds the range of the input dynamic range of the comparator, the comparison cannot be performed within the range of the input dynamic range. In some cases, the result may differ from the result.
【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、コイルを駆動するトランジスタの動作が停止
したときにおいて、コイル両端の電圧差を安定に比較す
ることができるモータ駆動装置を提供することを目的と
する。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a motor drive device capable of stably comparing a voltage difference between both ends of a coil when the operation of a transistor for driving the coil is stopped. The purpose is to do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のモータ駆動装置は、各一端が共通接続され
た複数個のコイルと、この複数個のコイルの他端と電源
端子との間に挿入され接続された第１のスイッチング素
子と、前記複数個のコイルの前記他端と接地との間に挿
入され接続された第２のスイッチング素子と、前記複数
個のコイル両端の電圧差に応じた検出信号を出力する複
数個の比較器と、前記第１、第２のスイッチング素子を
駆動する信号を所定の期間供給した後に供給を停止して
前記比較器で検出される前記検出信号に応じて前記第
１、第２のスイッチング素子を駆動する信号を出力する
コントローラとを備え、前記コイルの共通接続部に抵抗
器を介して安定化された電圧を印加する構成を有する。
この安定化された電圧を供給する電圧源は、共通接続部
のインピーダンスに対して十分高いインピーダンスを備
え、例えば比較器の電源電圧値の１／２の値の電圧を与
える構成を有する。この構成を有することによって、ト
ランジスタ４〜９の動作が停止したとき比較器の反転入
力端子には電源電圧値の１／２の値の電圧が印加され、
この電圧を基準としてコイルの他端に発生した電圧を検
出する。このようにしてコイル両端の電圧差を検出する
ことで比較器の入力ダイナミックレンジを越えない範囲
でコイル両端の電圧差を検出することができ、比較器の
出力端には安定に検出信号を出力することができる。In order to achieve the above object, a motor driving apparatus according to the present invention comprises a plurality of coils each having one end connected in common, the other ends of the plurality of coils and a power supply terminal. A first switching element inserted and connected between the second coil, a second switching element inserted and connected between the other end of the plurality of coils and ground, and a voltage across the plurality of coils. A plurality of comparators for outputting a detection signal corresponding to the difference; and a signal for driving the first and second switching elements being supplied for a predetermined period of time, and then stopped and the detection is detected by the comparator. A controller for outputting a signal for driving the first and second switching elements in response to a signal, and applying a stabilized voltage to a common connection portion of the coils via a resistor.
The voltage source that supplies the stabilized voltage has a sufficiently high impedance with respect to the impedance of the common connection portion, and has a configuration that applies, for example, a voltage that is １ ／ of the power supply voltage value of the comparator. With this configuration, when the operation of the transistors 4 to 9 is stopped, a voltage of a half of the power supply voltage is applied to the inverting input terminal of the comparator,
The voltage generated at the other end of the coil is detected based on this voltage. By detecting the voltage difference between both ends of the coil in this manner, the voltage difference between both ends of the coil can be detected within a range not exceeding the input dynamic range of the comparator, and a detection signal is stably output to the output terminal of the comparator. can do.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
係るモータ駆動装置を示す回路図である。ここで、図４
の構成と同一の構成を有するものについては同一の番号
を付して示した。図１において、コイル１、２、３の各
一端とトランジスタ４、６、８の各コレクタが接続さ
れ、このコイル１、２、３の他端は共通接続されてい
る。トランジスタ４、６、８の各ベースはコントローラ
１４に接続され、各エミッタは電源端子２０（Ｖｃｃ）
に接続される。一方、トランジスタ５、７、９の各コレ
クタが、コイル１、２、３とトランジスタ４、６、８と
の各接続部にそれぞれ接続されている。トランジスタ
５、７、９のベースはコントローラ１４に接続され、ま
た、各エミッタの共通接続部は検出抵抗１０の一端に接
続されている。この検出抵抗１０の他端はＧＮＤに接続
される。比較器１１、１２、１３の入力端子対が各コイ
ルの両端に接続され、この比較器の出力端子から得られ
る信号がコントローラ１４に入力される。コントローラ
１４の出力端子からトランジスタ４〜９のベースにトラ
ンジスタを駆動する駆動信号が供給される。ここで、ト
ランジスタ４〜９の動作を停止した後もモータは慣性に
よって回転する。このときコイル１の両端に発生する電
圧（逆起電圧）が比較器１１の反転、非反転入力端子に
入力される。同様にして、コイル２の両端の電圧が比較
器１２、コイル３の両端の電圧が比較器１３の反転、非
反転入力端子に入力される。比較器１１、１２、１３に
よって比較されて出力された検出信号がコントローラ１
４に入力される。FIG. 1 is a circuit diagram showing a motor driving device according to an embodiment of the present invention. Here, FIG.
Components having the same configuration as the above are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, one end of each of the coils 1, 2, and 3 is connected to each of the collectors of the transistors 4, 6, and 8, and the other ends of the coils 1, 2, and 3 are commonly connected. Each base of the transistors 4, 6, 8 is connected to the controller 14, and each emitter is connected to a power supply terminal 20 (Vcc).
Connected to. On the other hand, the collectors of the transistors 5, 7, and 9 are connected to the respective connections between the coils 1, 2, and 3 and the transistors 4, 6, and 8, respectively. The bases of the transistors 5, 7, and 9 are connected to the controller 14, and the common connection of the emitters is connected to one end of the detection resistor 10. The other end of the detection resistor 10 is connected to GND. Input terminal pairs of the comparators 11, 12, and 13 are connected to both ends of each coil, and a signal obtained from an output terminal of the comparator is input to the controller 14. A drive signal for driving the transistors is supplied from the output terminal of the controller 14 to the bases of the transistors 4 to 9. Here, even after the operation of the transistors 4 to 9 is stopped, the motor rotates by inertia. At this time, a voltage (back electromotive voltage) generated at both ends of the coil 1 is input to the inverting and non-inverting input terminals of the comparator 11. Similarly, the voltage at both ends of the coil 2 is input to the comparator 12, and the voltage at both ends of the coil 3 is input to the inverted and non-inverted input terminals of the comparator 13. The detection signals output from the comparators 11, 12, and 13 are output from the controller 1.
4 is input.
【００１０】１５は、コイル１、２、３の共通接続部に
固定化された電圧を入力するための電圧発生器である。
この電圧発生器１５のインピーダンス値は、コイルのイ
ンピーダンス又はトランジスタ４〜９が飽和したときの
抵抗値よりも大きな値とする必要がある。この飽和時の
抵抗値はトランジスタのコレクタ、エミッタ間の電圧値
とコレクタに流れる電流値の比で与えられる。具体的に
は、コレクタ、エミッタ間の電圧値が１ボルトであり、
流れる電流値が１アンペアであるとすると１Ωの値を有
する。このようにして、反転入力端子には固定化された
電圧が印加され、入力ダイナミックレンジの中で設定さ
れた所定の電圧値を反転入力端子に印加し、この電圧を
基準としてトランジスタ４〜９の動作が停止したときの
比較が可能となる。尚、比較器の入力ダイナミックレン
ジは回路構成等によって制約を受けるために、反転入力
端子の電圧値はその制約に応じて最適な値に設定させる
必要がある。例えばこの反転入力端子の電圧値を比較器
１１、１２、１３の入力ダイナミックレンジの最低電圧
値近傍の値に設定することもできる。Reference numeral 15 denotes a voltage generator for inputting a fixed voltage to the common connection of the coils 1, 2, and 3.
The impedance value of the voltage generator 15 needs to be larger than the impedance of the coil or the resistance value when the transistors 4 to 9 are saturated. The resistance value at the time of saturation is given by the ratio between the voltage value between the collector and the emitter of the transistor and the current value flowing through the collector. Specifically, the voltage value between the collector and the emitter is 1 volt,
If the value of the flowing current is 1 amp, it has a value of 1Ω. In this manner, a fixed voltage is applied to the inverting input terminal, a predetermined voltage value set in the input dynamic range is applied to the inverting input terminal, and the transistors 4 to 9 are referenced with respect to this voltage. It is possible to make a comparison when the operation stops. Since the input dynamic range of the comparator is restricted by the circuit configuration and the like, it is necessary to set the voltage value of the inverting input terminal to an optimum value according to the restriction. For example, the voltage value of the inverting input terminal can be set to a value near the lowest voltage value of the input dynamic range of the comparators 11, 12, and 13.
【００１１】図２は、電圧発生器１５の一実施の形態を
示す具体的な回路構成を示す図である。電源端子２０と
接地間に抵抗１６と抵抗１７を直列に接続し、抵抗１６
と抵抗１７の共通接続部に出力インピーダンスが３ｋΩ
であり、出力電圧値が電源電圧値の１／２の値を有する
電圧発生器を形成したものである。図２の場合の出力イ
ンピーダンスは、コイルのインピーダンス及び飽和トラ
ンジスタのインピーダンスの１０００倍乃至３０００倍
の値であるため、コイルの駆動に与える影響は微少であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration showing one embodiment of the voltage generator 15. As shown in FIG. A resistor 16 and a resistor 17 are connected in series between the power supply terminal 20 and the ground,
The output impedance is 3kΩ at the common connection between the resistor and the resistor 17.
And a voltage generator having an output voltage value that is １ ／ of the power supply voltage value is formed. Since the output impedance in the case of FIG. 2 is 1000 to 3000 times the impedance of the coil and the impedance of the saturation transistor, the effect on the driving of the coil is very small.
【００１２】図３に図１の出力波形を示す。ａは、トラ
ンジスタ４のコレクタとトランジスタ５のコレクタの接
続部の波形を、ｂは、トランジスタ６のコレクタとトラ
ンジスタ７のコレクタの接続部の波形を、ｃは、トラン
ジスタのコレクタ８とトランジスタ９のコレクタの接続
部の波形を、ｄは、コイル１、２、３の共通接続部の波
形を示したものである。トランジスタ４〜９が動作して
いるときには、共通接続部の電圧値はコイル両端の電圧
の平均値として与えられ、トランジスタ４〜９が動作を
停止したときには電源電圧値の１／２の値に設定され
る。この値が比較器の反転入力端子に入力されるため、
トランジスタ４〜９の動作が停止したときに比較器の動
作が正常に行われる。FIG. 3 shows the output waveform of FIG. a represents the waveform of the connection between the collector of the transistor 4 and the collector of the transistor 5, b represents the waveform of the connection between the collector of the transistor 6 and the collector of the transistor 7, and c represents the collector of the collector of the transistor 8 and the collector of the transistor 9. And d indicates the waveform of the common connection of the coils 1, 2, and 3. When the transistors 4 to 9 are operating, the voltage value of the common connection is given as the average value of the voltage between both ends of the coil. When the transistors 4 to 9 stop operating, the voltage value is set to １ ／ of the power supply voltage value. Is done. Since this value is input to the inverting input terminal of the comparator,
When the operation of the transistors 4 to 9 stops, the operation of the comparator is performed normally.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明のモータ駆動装置によれば、コイ
ルの共通接続部に抵抗器を介して所定の電圧を印加した
ことにより接続部の電圧を安定化させて比較器の動作を
安定させることができる。According to the motor driving device of the present invention, a predetermined voltage is applied to the common connection portion of the coil via the resistor, thereby stabilizing the voltage of the connection portion and stabilizing the operation of the comparator. be able to.
【図１】本発明の一実施の形態に係るモータ駆動装置を
示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a motor drive device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の電圧発生器の一実施の形態を示す回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of the voltage generator of FIG. 1;
【図３】図１の各部の出力波形を示す図FIG. 3 is a diagram showing output waveforms of respective units in FIG. 1;
【図４】従来のモータ駆動装置を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional motor driving device.
【図５】図４の各部の出力波形を示す図FIG. 5 is a diagram showing output waveforms of respective units in FIG. 4;
１、２、３ コイル ４〜９ トランジスタ １０ 抵抗 １１〜１３ 比較器 １４ コントローラ １５ 電圧発生器 １６、１７ 抵抗 ２０ 電源端子 1, 2, 3 coil 4-9 transistor 10 resistor 11-13 comparator 14 controller 15 voltage generator 16, 17 resistor 20 power supply terminal
フロントページの続き (72)発明者 坂井 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−93979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 6/00 - 6/24 Continuation of front page (72) Inventor Hirofumi Sakai 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-9-93979 (JP, A) (58) Fields investigated .Cl. 7 , DB name) H02P 6/00-6/24
Claims (2)
と、この複数個のコイルの他端と電源端子との間に挿入
され接続された第１のスイッチング素子と、前記複数個
のコイルの前記他端と接地との間に挿入され接続された
第２のスイッチング素子と、前記複数個のコイル両端の
電圧差に応じた検出信号を出力する複数個の比較器と、
前記第１、第２のスイッチング素子を駆動する信号を所
定の期間供給した後に供給を停止して前記比較器で検出
される前記検出信号に応じて前記第１、第２のスイッチ
ング素子を駆動する信号を出力するコントローラとを備
えたモータ駆動装置において、 前記コイルの共通接続部に抵抗器を介して所定の電圧を
印加する電圧発生器を備えたモータ駆動装置。1. A plurality of coils each having one end connected in common, a first switching element inserted and connected between the other end of the plurality of coils and a power supply terminal, and the plurality of coils A second switching element inserted and connected between the other end and ground, a plurality of comparators that output a detection signal according to a voltage difference between both ends of the plurality of coils,
After the signals for driving the first and second switching elements are supplied for a predetermined period, the supply is stopped, and the first and second switching elements are driven according to the detection signal detected by the comparator. A motor driving device comprising: a controller that outputs a signal; and a voltage generator that applies a predetermined voltage to a common connection portion of the coils via a resistor.
を直列に接続し、第１及び第２の抵抗の共通接続部と前
記コイルの共通接続部とを接続したことを特徴とする請
求項１記載のモータ駆動装置。2. A first and a second resistor are connected in series between a power supply terminal and a ground, and a common connection of the first and second resistors and a common connection of the coil are connected. The motor drive device according to claim 1.
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| JP11073597A JP3282537B2 (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Motor drive |
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| JP11073597A JP3282537B2 (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Motor drive |
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| JPH10304693A JPH10304693A (en) | 1998-11-13 |
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| JP2006121798A (en) | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Motor driving device |
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- 1997-04-28 JP JP11073597A patent/JP3282537B2/en not_active Expired - Fee Related
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