JP3681094B2 - モータ駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数相のモータ巻線を備えたモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータ駆動装置の駆動方式として同期整流方式（特開平５―２１１７８０）が知られている。
【０００３】
以下に図面を参照しながら従来のモータ駆動装置における同期整流方法を説明する。図１３は従来のモータ駆動装置の構成図であり、８７は通電制御回路、８８は同期整流制御回路、８９は２相非重畳型クロック、４〜６および１０〜１２は駆動トランジスタである上側駆動トランジスタおよび下側駆動トランジスタ、７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオード、８３〜８４はコンパレータ、１９は電源端子、８５はＲＣ放電回路、８１はフリップフロップ、８０はインバータ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２１は電流検出抵抗である。
【０００４】
図１３に示されているモータ駆動装置についての動作を以下に説明する。
付勢された相期間中、１つのノード（例えば、ノードＡ）が上部トランジスタ４〜６のうちの１つ（例えば、上部トランジスタ４）により高状態へ駆動される。１つのノード（例えば、ノードＢ）が下部トランジスタ１０〜１２のうちの１つ（例えば、下部トランジスタ１１）により低状態へ駆動され、且つ他のノード（例えば、ノードＣ）は上部トランジスタ６及び下部トランジスタ１２の両方がオフの状態でフローティング状態とされる。この状態を本文において以下に「ＡＢ相」と記す。次いで、コイルがスイッチング期間中に１つのコイルに電流を維持するコミュテーションシーケンスでスイッチ動作される。
【０００５】
パルス幅変調（以下、ＰＷＭと略記する）期間中、電流が電流検出抵抗２１において検出され、且つコイル１６、１７、１８内に発生可能な最大電流を決定する基準電圧ＶREFと比較される。電流がＶREFに到達すると、コンパレータ８３がその出力を変化させて、フリップフロップ８１をリセットする。これによりインバータ８０、２相非重畳型クロック８９、通電制御回路８７を介して上部トランジスタ４、５、６をスイッチング制御し、全てのノードＡ、Ｂ、Ｃに亘り上部トランジスタ４、５、６をシャットオフする。同時に、スイッチ９０を開放することによりＲＣ放電回路８５がイネーブル即ち動作可能状態とされ、ＲＣ放電回路８５は時間遅延を発生し、その期間中は上部トランジスタ４、５、６はオフが維持される。ＲＣ放電回路８５のコンデンサ上の電圧が基準電圧ＶREF以下に降下すると、コンパレータ８４の出力が反転してフリップフロップ８１をトグル動作し、駆動中の相に対応する上側駆動トランジスタを再度ターンオンさせる。この結果、電流がランプアップ、即ち傾斜上に上昇する。この一連のサイクルが繰り返して行われる。
【０００６】
ＡＢ相の例を使用して説明を続ける。
まず、オン期間中において、ノードＡ及びＢの間のコイル１７及び１８を介して電流がランプアップし、オン選択されている上部トランジスタ４を流れる。
【０００７】
次いで、ＰＷＭチョップサイクル動作において上部トランジスタ４がシャットオフされると、ノードＡの電位を高状態に保ち、コイル１７、及び１８内に電流を維持する為に、下部トランジスタ１０と並列な、フライホイールダイオード１３は、順方向にバイアスせねばならない。また下部トランジスタ１１はノードＢを低状態に保つためオン状態を維持せねばならない。一方、ＰＷＭチョップサイクルが上部トランジスタ４をシャットオフすると、コイル１７及び１８が減衰性の電流源となり且つそれらに格納されているエネルギーが散逸されなければならない。それは活性駆動コイルへの電圧が前記ＰＷＭモードにおいてターンオフされる場合に、活性駆動コイル内のフライバックエネルギーに対し、非整流性接地帰還経路からの下部トランジスタ１０への駆動電流の印加により与えられる。すなわち上部トランジスタ４がシャットオフする場合に、下部トランジスタ１０がターンオンされると該回路は、あたかもコイル１７及び１８が２つの抵抗を介して短絡されダイオードが存在しないかのような様相を呈する。下部トランジスタ１０、１１、１２のスイッチング動作は、以下に説明する如く、通電制御回路８７により発生する信号と同期して同期整流制御回路８８により達成される。
【０００８】
図１４は、図１３の９２内に設けられる制御回路９２の一部を詳細化したブロック構成図を示している。図１４は、制御回路９２の一部としてモータ駆動回路の１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。制御回路９２は、上側駆動トランジスタ駆動回路及び下側駆動トランジスタ駆動回路をライン１０９及び１１０の通電切替信号に従って駆動させるように構成された論理回路である。制御回路９２に入力されるその他の信号は図１３に示したように、フリップフロップ８１からのライン１０８の信号である。上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタが同時に活性状態とならないことを確保する為に、専用的に位相ずれクロック信号を担持する２つの出力信号Ｖ１０３及びＶ１０４をもった２相クロック８９が設けられている。２相クロック８９は上部トランジスタをターンオンしたときには下部トランジスタをターンオフし、上部トランジスタをターンオフしたときは下部トランジスタをターンオンするように動作する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成ではＰＷＭ制御時の同期整流において、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタスタに直列接続された駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わる迄の時間及び、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間を決定する回路がＮＡＮＤゲートの遅延時間を利用している為、精度の高い時間制御が困難なうえ、ばらつきが大きいものとなる問題があった。
【００１０】
また、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時のタイミングにもＮＡＮＤゲートの遅延が生じる為、電流帰還制御が不安定になる恐れがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、精度の高い時間制御および安定した電流帰還制御を可能とした、特にＮＡＮＤゲートの遅延の影響が及びやすい低消費電力駆動の携帯用のディスクメディア向けモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、ＰＷＭ基準信号の発生部と、前記ＰＷＭ基準信号をセット信号とし、前記モータ巻線に通電する電流とトルク指令信号との比較論理をリセット信号としてＰＷＭチョッピング信号を生成するフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号を遅延させる遅延回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号と前記遅延回路の出力信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対して通電相のスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記フリップフロップ回路のリセット信号により、前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記リセット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記フリップフロップ回路のセット信号により、前記オンとなっている上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記セット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記オフとなっている上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、モータ駆動装置のＰＷＭ時の同期整流において、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。同期整流制御部分の構成が簡単かつその設定が容易なものとすることができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１４】
次に、基準クロックのパルスを基に前記遅延時間を制御するパルス遅延回路であることが好ましい。
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンとするタイミングを基準クロックのパルスを基に遅延制御するため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１５】
次に、前記遅延回路が、ＣＲ遅延回路であることが好ましい、
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンとするタイミングをＣＲ時定数を基に遅延制御するため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１６】
次に、本発明のモータ駆動装置は、前記上側および下側駆動トランジスタに並列にそれぞれ接続されたフライホイルダイオードと、前記フライホイルダイオードの出力信号を検出するフライホイルダイオード出力検出部を備え、前記同期整流制御回路は、前記上側および下側駆動トランジスタの一方のオフによってモータ巻線に生じる逆起電力により前記上側および下側駆動トランジスタの他方と並列接続されたフライホイルダイオードに発生する電圧を前記フライホイルダイオード出力検出部が検知した後、前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンすることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオフをフライホイールダイオード出力検出部により検知した後、他方の駆動トランジスタをオンとするため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明のモータ駆動装置は、電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、三角波発振器の出力信号とトルク指令信号とを比較して第１のＰＷＭチョッピング信号を出力する第１のコンパレータと、前記三角波発振器の出力信号とオフセット量を加算したトルク指令信号とを比較して第２のＰＷＭチョッピング信号を出力する第２のコンパレータと、前記第１のＰＷＭチョッピング信号と前記第２のＰＷＭチョッピング信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対してスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、前記オフセット量のため、前記第２のＰＷＭチョッピング信号は前記第１のＰＷＭチョッピング信号より早く立ち上がり、遅延して立ち下がる信号であり、前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記第１のコンパレータからの第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記第２のコンパレータからの第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンオフとするタイミングを、三角波信号とトルク指令オフセット電圧により設定しているので、オンとするとき確実に他方の駆動トランジスタより遅く、また、オフとするとき確実に他方の駆動トランジスタより早くすることができ、上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１のモータ駆動装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、２は基準クロック、２５は分周回路、２６は両エッジ検出微分パルス形成回路、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２４は第１の同期整流制御回路、２７はパルス遅延回路である。
【００２２】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、以下その動作を説明する。通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。前記通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第１の同期整流制御回路２４に入力され、第１の同期整流制御回路２４の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００２３】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第１の同期整流制御回路２４によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態１は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００２４】
次に、図２は図１のブロック図のうち、特に、第１の同期整流制御回路２４とパルス遅延回路２７の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動トランジスタ回路に対するもののみを示したものである。１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００２５】
１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、２は基準クロック、２５は分周回路、２６は両エッジ検出微分パルス形成回路、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２４は第１の同期整流制御回路、２７はパルス遅延回路である。
【００２６】
以上の図２のように構成された本実施形態１のモータ駆動制御装置の動作について、図３を用いて説明する。
基準クロック２の出力信号は図３のＶ２である。Ｖ２の信号が分周回路２５に入力され、Ｖ２５が出力される。Ｖ２５の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを両エッジ検出微分パルス形成回路２６が検出し微分パルスＶ２６を出力する。このＶ２６がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００２７】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００２８】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はパルス遅延回路２７に入力され、基準クロック２の出力であるＶ２の１周期分の遅延パルスＶ３５を出力する。
次に、前記パルス遅延回路２７の出力信号Ｖ３５と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第１の同期整流制御回路２４に入力される。まず、Ｖ２３とＶ３５は第１の同期整流制御回路２４内のＡＮＤ３１によりＶ３１が出力される。このＶ３１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ３１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ３２によりＶ３２が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングでありフリップフロップ２３のリセット信号に同期したものである。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ２６から基準クロックの１周期遅延したタイミングである。
【００２９】
次に、Ｖ２３とＶ３５は第１の同期整流制御回路２４内のＮＯＲ２９によりＶ２９が出力される。このＶ２９と下側駆動トランジスタ回路の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ３０に入力される。ＮＡＮＤ３０出力信号と上側駆動トランジスタ回路の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ２８に入力されてＶ２８が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態へと変化させる。
【００３０】
以上、図３の出力信号Ｖ３２、Ｖ２８、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または、非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時の上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。ここで、下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ２６に同期しており、上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングはＶ３５に同期しており、これはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングであるフリップフロップ２３のリセット信号Ｖ２２から基準クロック１周期遅延したタイミングである。よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側トランジスタ回路それぞれの状態切替は、基準クロックに従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００３１】
（実施形態２）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態２について、図４、５、６に基づき説明する。
【００３２】
図４は本発明の実施形態２におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、３７は第２の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路である。
【００３３】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものの動作は実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。前記通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第２の同期整流制御回路３７に入力され、第２の同期整流制御回路３７の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００３４】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第２の同期整流制御回路３７によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態２は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００３５】
次に、図５は図４のブロック図のうち特に第２の同期整流制御回路３７とＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００３６】
図５において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、３７は同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路である。
【００３７】
以上、図５のように構成された本実施形態２のモータ駆動制御装置の動作について図６を用いて説明する。
ＰＷＭ基準信号３９の出力信号は図６のＶ３９である。Ｖ３９の信号がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００３８】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００３９】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はＣＲ遅延回路３８に入力され、ＣＲの時定数で決まる遅延パルスＶ４６を出力する。
次に、ＣＲ遅延回路３８の出力信号Ｖ４６と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第２の同期整流制御回路３７に入力される。まず、Ｖ２３とＶ４６は第２の同期整流制御回路３７内のＡＮＤ４１によりＶ４１が出力される。このＶ４１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ４１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ４２でＶ４２が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングであり、フリップフロップ２３のリセット信号に同期したものとなる。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ３９からＣＲ遅延回路３８のＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００４０】
次にＶ２３とＶ４６は第２の同期整流制御回路３７内のＮＯＲ４７によりＶ４７が出力される。このＶ４７と下側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ４０に入力される。ＮＡＮＤ４０出力信号と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ４９に入力されてＶ４９が出力され、上側駆動トランジスタ４を、導通状態または非導通状態へと変化させる。
【００４１】
以上、図６の出力信号Ｖ４２、Ｖ４９、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ３９に同期しており、上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングであるフリップフロップ２３のリセット信号Ｖ２２からＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００４２】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタ回路それぞれの状態切替時は、ＣＲ時定数分の遅延に従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００４３】
（実施形態３）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態３について、図７、８、９に基づいて説明する。
【００４４】
図７は本発明の実施形態３におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、５０は第３の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路、５１は出力電圧検出回路、５２は出力電圧検出用電源である。
【００４５】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものは実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第３の同期整流制御回路５０に入力され、第３の同期整流制御回路５０の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００４６】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第３の同期整流制御回路５０によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態３は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００４７】
次に、図８は図７のブロック図のうち、特に、第３の同期整流制御回路５０、出力電圧検出回路５１、ＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００４８】
図８において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、５０は第３の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路、５１は出力電圧検出回路である。
【００４９】
以上、図８のように構成された本実施形態３のモータ駆動制御装置の動作について図９を用いて説明する。
ＰＷＭ基準信号３９の出力信号は図９のＶ３９である。Ｖ３９の信号がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００５０】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００５１】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はＣＲ遅延回路３８に入力され、ＣＲの時定数で決まる遅延パルスＶ６１を出力する。
次に、ＣＲ遅延回路３８の出力信号Ｖ６１と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第３の同期整流制御回路５０に入力される。まず、Ｖ２３とＶ６１は第３の同期整流制御回路５０内のＡＮＤ６２によりＶ６２が出力される。このＶ６２はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ６２と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ６３でＶ６３が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングであり、フリップフロップ２３のリセット信号に同期したものとなる。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ３９からＣＲ遅延回路３８のＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００５２】
次にＶ３９は第３の同期整流制御回路５０内のフリップフロップ回路５５にセット信号として入力される。そして下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作において非導通状態となったＶ１８に逆起電力が生じ、フライホイールダイオード７に電流が流れる。
【００５３】
出力電圧検出回路５１内のコンパレータ６６が、Ｖ１８に生じる電圧を電源１９の電圧に加算した電圧Ｖ６５と比較し、Ｖ１８がＶ６５を超えるとフリップフロップ５５に対してリセットパルスを出力する。
【００５４】
フリップフロップ５５の出力の反転出力と下側駆動トランジスタ１０の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ５７に入力されＶ５７を出力する。ＮＡＮＤ５７の出力信号Ｖ５７と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ５４に入力されてＶ５４が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態と変化させる。
【００５５】
以上、図９の出力信号Ｖ５７、Ｖ５４、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ３９に同期している。上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングは、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態となり、Ｖ１８に逆起電力が生じ、フライホイールダイオード７に電流が流れ、このＶ１８の電圧を電源１９の電圧に加算した電圧Ｖ６５と比較し、Ｖ１８がＶ６５を超えるタイミングである。
【００５６】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタそれぞれの状態切替時は、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００５７】
（実施形態４）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態４について、図１０、１１、１２に基づいて説明する。
【００５８】
図１０は本発明の実施形態４におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。３はトルク指令信号、６８は三角波発振器、６９はトルク指令オフセット電圧、７０〜７１はコンパレータ、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、６７は第４の同期整流制御回路である。
【００５９】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものは実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８が接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第４の同期整流制御回路６７に入力され、第４の同期整流制御回路６７の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００６０】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第４の同期整流制御回路６７によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態３は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００６１】
次に、図１１は図１０のブロック図のうち、特に、第４の同期整流制御回路６７の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００６２】
図１１において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、３はトルク指令信号、６８は三角波発振器、６９はトルク指令オフセット電圧、７０〜７１はコンパレータ、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、６７は第４の同期整流制御回路である。
【００６３】
以上、図１１のように構成された本実施形態４のモータ駆動制御装置の動作について図１２を用いて説明する。
三角波発振器６８の出力信号Ｖ６８とトルク指令信号３の出力信号Ｖ３がコンパレータ７１に入力されＶ７１が出力される。このＶ７１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ４１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ７５でＶ７５が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態、または、非導通状態へと変化させる。この時の下側駆動トランジスタ１０における導通状態のデューティは三角波発振器の出力信号Ｖ６８に対するトルク指令信号の出力電圧値Ｖ３によって決まる。また、三角波発振器６８の出力信号Ｖ６８とトルク指令信号３の出力信号Ｖ３にオフセット電圧６９が加算された電圧Ｖ６９がコンパレータ７０に入力され、Ｖ７０が出力される。下側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂが第４の同期整流制御回路６７内のフリップフロップ８０のリセット信号として入力され、前記下側駆動トランジスタ１０の駆動信号であるＶ７５の反転出力Ｖ７６がフリップフロップ８０のセット信号として入力される。フリップフロップの出力信号Ｖ８０は、同期整流制御において、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している期間中のみ、上側駆動トランジスタ４が駆動できるというマスク信号である。このＶ８０と前記Ｖ７０の反転出力がＮＡＮＤ７９に入力されＶ７９が出力される。ＮＡＮＤ７９の出力信号Ｖ７９と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ７８に入力されＶ７８が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態と変化させる。
【００６４】
以上、図１１の出力信号Ｖ７５、Ｖ７８、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。
【００６５】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタそれぞれの状態切替時は、三角波発振器６８の発振周波数とオフセット電圧６９に従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。
【００６６】
なお、上記説明したそれぞれの実施形態において、下側駆動トランジスタ回路側をＰＷＭチョップ側回路として説明したが、上側駆動トランジスタ回路側をＰＷＭチョップ側回路として構成しても良いことはいうまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のモータ駆動装置によれば、上記第１〜第４の構成により、ＰＷＭによる同期整流において、低消費電力駆動を実現しつつ、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間制御を精度良く行うことができる。また、本発明のモータ駆動装置によれば、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間制御を精度良く行うことができる。
【００６８】
本発明のモータ駆動装置によれば、上記時間制御において、従来問題となっていたＮＡＮＤ回路による遅延処理を用いる必要がなく、クロック、ＣＲ時定数、出力電圧検出、三角波周波数によりタイミングを設定することができ、時間設定を容易かつ精度良く行うことができ、バラツキを小さくすることができる。また、上記第１〜第３の構成によってモータ巻線の最大電流を基準電圧と比較処理する時間にも遅延が生じないため、電流帰還が安定で一定の電流をモータに通電させることができ、モータの高精度回転制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図２】 図１のブロック図のうち、特に、第１の同期整流制御回路２４とパルス遅延回路２７の構成を詳細化したブロック構成図
【図３】 本発明の実施形態１の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図４】 本発明の実施形態２の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図５】 図４のブロック図のうち特に第２の同期整流制御回路３７とＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック構成図
【図６】 本発明の実施形態２の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図７】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図８】 図７のブロック図のうち、特に、第３の同期整流制御回路５０、出力電圧検出回路５１、ＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック構成図
【図９】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図１０】 本発明の実施形態４の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図１１】 図１０のブロック図のうち、特に、第４の同期整流制御回路６７の構成を詳細化したブロック構成図
【図１２】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図１３】 従来技術の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図１４】 図１４の９２内に設けられる制御回路９２の一部を詳細化したブロック構成図
【符号の説明】
１，８７ 通電制御回路
２ 基準クロック
３ トルク指令信号
４〜６ 上側駆動トランジスタ
１０〜１２ 下側駆動トランジスタ
７〜９，１３〜１５ フライホイールダイオード
１６〜１８ モータ巻線
１９ 電源
２０ モータ巻線中点
２１ 電流検出抵抗
２２，７０，７１，８３，８４ コンパレータ
２３，８１ フリップフロップ回路
２４ 第１の同期整流制御回路
３７ 第２の同期整流制御回路
５０ 第３の同期整流制御回路
６７ 第４の同期整流制御回路
８８ 同期整流制御回路
２５ 分周回路
２６ 両エッジ検出微分パルス形成回路
２７ パルス遅延回路
３８，８５ ＣＲ遅延回路
３９ ＰＷＭ基準信号
５１ 出力電圧検出回路
５２ 出力電圧検出用電源
６８ 三角波発振器
６９ オフセット電圧
８９ ２相クロック発生器
９０ スイッチ
９１ ＣＲ充電用電源
【発明の属する技術分野】
本発明は複数相のモータ巻線を備えたモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータ駆動装置の駆動方式として同期整流方式（特開平５―２１１７８０）が知られている。
【０００３】
以下に図面を参照しながら従来のモータ駆動装置における同期整流方法を説明する。図１３は従来のモータ駆動装置の構成図であり、８７は通電制御回路、８８は同期整流制御回路、８９は２相非重畳型クロック、４〜６および１０〜１２は駆動トランジスタである上側駆動トランジスタおよび下側駆動トランジスタ、７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオード、８３〜８４はコンパレータ、１９は電源端子、８５はＲＣ放電回路、８１はフリップフロップ、８０はインバータ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２１は電流検出抵抗である。
【０００４】
図１３に示されているモータ駆動装置についての動作を以下に説明する。
付勢された相期間中、１つのノード（例えば、ノードＡ）が上部トランジスタ４〜６のうちの１つ（例えば、上部トランジスタ４）により高状態へ駆動される。１つのノード（例えば、ノードＢ）が下部トランジスタ１０〜１２のうちの１つ（例えば、下部トランジスタ１１）により低状態へ駆動され、且つ他のノード（例えば、ノードＣ）は上部トランジスタ６及び下部トランジスタ１２の両方がオフの状態でフローティング状態とされる。この状態を本文において以下に「ＡＢ相」と記す。次いで、コイルがスイッチング期間中に１つのコイルに電流を維持するコミュテーションシーケンスでスイッチ動作される。
【０００５】
パルス幅変調（以下、ＰＷＭと略記する）期間中、電流が電流検出抵抗２１において検出され、且つコイル１６、１７、１８内に発生可能な最大電流を決定する基準電圧ＶREFと比較される。電流がＶREFに到達すると、コンパレータ８３がその出力を変化させて、フリップフロップ８１をリセットする。これによりインバータ８０、２相非重畳型クロック８９、通電制御回路８７を介して上部トランジスタ４、５、６をスイッチング制御し、全てのノードＡ、Ｂ、Ｃに亘り上部トランジスタ４、５、６をシャットオフする。同時に、スイッチ９０を開放することによりＲＣ放電回路８５がイネーブル即ち動作可能状態とされ、ＲＣ放電回路８５は時間遅延を発生し、その期間中は上部トランジスタ４、５、６はオフが維持される。ＲＣ放電回路８５のコンデンサ上の電圧が基準電圧ＶREF以下に降下すると、コンパレータ８４の出力が反転してフリップフロップ８１をトグル動作し、駆動中の相に対応する上側駆動トランジスタを再度ターンオンさせる。この結果、電流がランプアップ、即ち傾斜上に上昇する。この一連のサイクルが繰り返して行われる。
【０００６】
ＡＢ相の例を使用して説明を続ける。
まず、オン期間中において、ノードＡ及びＢの間のコイル１７及び１８を介して電流がランプアップし、オン選択されている上部トランジスタ４を流れる。
【０００７】
次いで、ＰＷＭチョップサイクル動作において上部トランジスタ４がシャットオフされると、ノードＡの電位を高状態に保ち、コイル１７、及び１８内に電流を維持する為に、下部トランジスタ１０と並列な、フライホイールダイオード１３は、順方向にバイアスせねばならない。また下部トランジスタ１１はノードＢを低状態に保つためオン状態を維持せねばならない。一方、ＰＷＭチョップサイクルが上部トランジスタ４をシャットオフすると、コイル１７及び１８が減衰性の電流源となり且つそれらに格納されているエネルギーが散逸されなければならない。それは活性駆動コイルへの電圧が前記ＰＷＭモードにおいてターンオフされる場合に、活性駆動コイル内のフライバックエネルギーに対し、非整流性接地帰還経路からの下部トランジスタ１０への駆動電流の印加により与えられる。すなわち上部トランジスタ４がシャットオフする場合に、下部トランジスタ１０がターンオンされると該回路は、あたかもコイル１７及び１８が２つの抵抗を介して短絡されダイオードが存在しないかのような様相を呈する。下部トランジスタ１０、１１、１２のスイッチング動作は、以下に説明する如く、通電制御回路８７により発生する信号と同期して同期整流制御回路８８により達成される。
【０００８】
図１４は、図１３の９２内に設けられる制御回路９２の一部を詳細化したブロック構成図を示している。図１４は、制御回路９２の一部としてモータ駆動回路の１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。制御回路９２は、上側駆動トランジスタ駆動回路及び下側駆動トランジスタ駆動回路をライン１０９及び１１０の通電切替信号に従って駆動させるように構成された論理回路である。制御回路９２に入力されるその他の信号は図１３に示したように、フリップフロップ８１からのライン１０８の信号である。上側駆動トランジスタ及び下側駆動トランジスタが同時に活性状態とならないことを確保する為に、専用的に位相ずれクロック信号を担持する２つの出力信号Ｖ１０３及びＶ１０４をもった２相クロック８９が設けられている。２相クロック８９は上部トランジスタをターンオンしたときには下部トランジスタをターンオフし、上部トランジスタをターンオフしたときは下部トランジスタをターンオンするように動作する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成ではＰＷＭ制御時の同期整流において、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタスタに直列接続された駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わる迄の時間及び、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間を決定する回路がＮＡＮＤゲートの遅延時間を利用している為、精度の高い時間制御が困難なうえ、ばらつきが大きいものとなる問題があった。
【００１０】
また、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時のタイミングにもＮＡＮＤゲートの遅延が生じる為、電流帰還制御が不安定になる恐れがあるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、精度の高い時間制御および安定した電流帰還制御を可能とした、特にＮＡＮＤゲートの遅延の影響が及びやすい低消費電力駆動の携帯用のディスクメディア向けモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、ＰＷＭ基準信号の発生部と、前記ＰＷＭ基準信号をセット信号とし、前記モータ巻線に通電する電流とトルク指令信号との比較論理をリセット信号としてＰＷＭチョッピング信号を生成するフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号を遅延させる遅延回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号と前記遅延回路の出力信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対して通電相のスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記フリップフロップ回路のリセット信号により、前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記リセット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記フリップフロップ回路のセット信号により、前記オンとなっている上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記セット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記オフとなっている上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、モータ駆動装置のＰＷＭ時の同期整流において、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。同期整流制御部分の構成が簡単かつその設定が容易なものとすることができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１４】
次に、基準クロックのパルスを基に前記遅延時間を制御するパルス遅延回路であることが好ましい。
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンとするタイミングを基準クロックのパルスを基に遅延制御するため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１５】
次に、前記遅延回路が、ＣＲ遅延回路であることが好ましい、
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンとするタイミングをＣＲ時定数を基に遅延制御するため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１６】
次に、本発明のモータ駆動装置は、前記上側および下側駆動トランジスタに並列にそれぞれ接続されたフライホイルダイオードと、前記フライホイルダイオードの出力信号を検出するフライホイルダイオード出力検出部を備え、前記同期整流制御回路は、前記上側および下側駆動トランジスタの一方のオフによってモータ巻線に生じる逆起電力により前記上側および下側駆動トランジスタの他方と並列接続されたフライホイルダイオードに発生する電圧を前記フライホイルダイオード出力検出部が検知した後、前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンすることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオフをフライホイールダイオード出力検出部により検知した後、他方の駆動トランジスタをオンとするため、確実に上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないよう同期整流制御することができる。また、上記構成によれば、モータ巻線の最大電流を基準電圧と比較する時の時間に遅延がない為、電流帰還が安定である。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明のモータ駆動装置は、電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、三角波発振器の出力信号とトルク指令信号とを比較して第１のＰＷＭチョッピング信号を出力する第１のコンパレータと、前記三角波発振器の出力信号とオフセット量を加算したトルク指令信号とを比較して第２のＰＷＭチョッピング信号を出力する第２のコンパレータと、前記第１のＰＷＭチョッピング信号と前記第２のＰＷＭチョッピング信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対してスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、前記オフセット量のため、前記第２のＰＷＭチョッピング信号は前記第１のＰＷＭチョッピング信号より早く立ち上がり、遅延して立ち下がる信号であり、前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記第１のコンパレータからの第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記第２のコンパレータからの第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、上側および下側駆動トランジスタの一方のオンオフとするタイミングを、三角波信号とトルク指令オフセット電圧により設定しているので、オンとするとき確実に他方の駆動トランジスタより遅く、また、オフとするとき確実に他方の駆動トランジスタより早くすることができ、上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態１のモータ駆動装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態１におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、２は基準クロック、２５は分周回路、２６は両エッジ検出微分パルス形成回路、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２４は第１の同期整流制御回路、２７はパルス遅延回路である。
【００２２】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、以下その動作を説明する。通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。前記通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第１の同期整流制御回路２４に入力され、第１の同期整流制御回路２４の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００２３】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第１の同期整流制御回路２４によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態１は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００２４】
次に、図２は図１のブロック図のうち、特に、第１の同期整流制御回路２４とパルス遅延回路２７の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動トランジスタ回路に対するもののみを示したものである。１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００２５】
１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、２は基準クロック、２５は分周回路、２６は両エッジ検出微分パルス形成回路、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、２４は第１の同期整流制御回路、２７はパルス遅延回路である。
【００２６】
以上の図２のように構成された本実施形態１のモータ駆動制御装置の動作について、図３を用いて説明する。
基準クロック２の出力信号は図３のＶ２である。Ｖ２の信号が分周回路２５に入力され、Ｖ２５が出力される。Ｖ２５の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを両エッジ検出微分パルス形成回路２６が検出し微分パルスＶ２６を出力する。このＶ２６がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００２７】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００２８】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はパルス遅延回路２７に入力され、基準クロック２の出力であるＶ２の１周期分の遅延パルスＶ３５を出力する。
次に、前記パルス遅延回路２７の出力信号Ｖ３５と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第１の同期整流制御回路２４に入力される。まず、Ｖ２３とＶ３５は第１の同期整流制御回路２４内のＡＮＤ３１によりＶ３１が出力される。このＶ３１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ３１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ３２によりＶ３２が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングでありフリップフロップ２３のリセット信号に同期したものである。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ２６から基準クロックの１周期遅延したタイミングである。
【００２９】
次に、Ｖ２３とＶ３５は第１の同期整流制御回路２４内のＮＯＲ２９によりＶ２９が出力される。このＶ２９と下側駆動トランジスタ回路の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ３０に入力される。ＮＡＮＤ３０出力信号と上側駆動トランジスタ回路の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ２８に入力されてＶ２８が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態へと変化させる。
【００３０】
以上、図３の出力信号Ｖ３２、Ｖ２８、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または、非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時の上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。ここで、下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ２６に同期しており、上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングはＶ３５に同期しており、これはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングであるフリップフロップ２３のリセット信号Ｖ２２から基準クロック１周期遅延したタイミングである。よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側トランジスタ回路それぞれの状態切替は、基準クロックに従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００３１】
（実施形態２）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態２について、図４、５、６に基づき説明する。
【００３２】
図４は本発明の実施形態２におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、３７は第２の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路である。
【００３３】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものの動作は実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。前記通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第２の同期整流制御回路３７に入力され、第２の同期整流制御回路３７の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００３４】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第２の同期整流制御回路３７によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態２は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００３５】
次に、図５は図４のブロック図のうち特に第２の同期整流制御回路３７とＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。１相に対するもののみを示しているが、残りの相に対しても同様の回路が設けられている。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００３６】
図５において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、３７は同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路である。
【００３７】
以上、図５のように構成された本実施形態２のモータ駆動制御装置の動作について図６を用いて説明する。
ＰＷＭ基準信号３９の出力信号は図６のＶ３９である。Ｖ３９の信号がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００３８】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００３９】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はＣＲ遅延回路３８に入力され、ＣＲの時定数で決まる遅延パルスＶ４６を出力する。
次に、ＣＲ遅延回路３８の出力信号Ｖ４６と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第２の同期整流制御回路３７に入力される。まず、Ｖ２３とＶ４６は第２の同期整流制御回路３７内のＡＮＤ４１によりＶ４１が出力される。このＶ４１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ４１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ４２でＶ４２が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングであり、フリップフロップ２３のリセット信号に同期したものとなる。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ３９からＣＲ遅延回路３８のＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００４０】
次にＶ２３とＶ４６は第２の同期整流制御回路３７内のＮＯＲ４７によりＶ４７が出力される。このＶ４７と下側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ４０に入力される。ＮＡＮＤ４０出力信号と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ４９に入力されてＶ４９が出力され、上側駆動トランジスタ４を、導通状態または非導通状態へと変化させる。
【００４１】
以上、図６の出力信号Ｖ４２、Ｖ４９、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ３９に同期しており、上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線に流れた時のタイミングであるフリップフロップ２３のリセット信号Ｖ２２からＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００４２】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタ回路それぞれの状態切替時は、ＣＲ時定数分の遅延に従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００４３】
（実施形態３）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態３について、図７、８、９に基づいて説明する。
【００４４】
図７は本発明の実施形態３におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、５０は第３の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路、５１は出力電圧検出回路、５２は出力電圧検出用電源である。
【００４５】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものは実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８と接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第３の同期整流制御回路５０に入力され、第３の同期整流制御回路５０の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００４６】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第３の同期整流制御回路５０によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態３は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００４７】
次に、図８は図７のブロック図のうち、特に、第３の同期整流制御回路５０、出力電圧検出回路５１、ＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００４８】
図８において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、２１は電流検出抵抗、３はトルク指令信号、３９はＰＷＭ基準信号、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、２３はフリップフロップ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、５０は第３の同期整流制御回路、３８はＣＲ遅延回路、５１は出力電圧検出回路である。
【００４９】
以上、図８のように構成された本実施形態３のモータ駆動制御装置の動作について図９を用いて説明する。
ＰＷＭ基準信号３９の出力信号は図９のＶ３９である。Ｖ３９の信号がフリップフロップ回路２３のセット信号となる。
【００５０】
次に、モータ巻線１８に流れている電流は電流検出抵抗２１に流れ、電流検出抵抗２１にＶ２１の電圧を発生させる。このＶ２１とトルク指令信号３の出力信号であるＶ３が比較器であるコンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、Ｖ２１がＶ３を越えた時、つまりトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時に、Ｖ２２に示すようにフリップフロップ２３に対しリセット信号を出力する。
【００５１】
フリップフロップ２３の出力Ｖ２３はＣＲ遅延回路３８に入力され、ＣＲの時定数で決まる遅延パルスＶ６１を出力する。
次に、ＣＲ遅延回路３８の出力信号Ｖ６１と前記フリップフロップ２３の出力信号Ｖ２３が第３の同期整流制御回路５０に入力される。まず、Ｖ２３とＶ６１は第３の同期整流制御回路５０内のＡＮＤ６２によりＶ６２が出力される。このＶ６２はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ６２と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ６３でＶ６３が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態または、非導通状態と変化させる。この時、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態に変化するタイミングはトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングであり、フリップフロップ２３のリセット信号に同期したものとなる。また、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態から導通状態に変化するタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号であるＶ３９からＣＲ遅延回路３８のＣＲ時定数遅延したタイミングである。
【００５２】
次にＶ３９は第３の同期整流制御回路５０内のフリップフロップ回路５５にセット信号として入力される。そして下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作において非導通状態となったＶ１８に逆起電力が生じ、フライホイールダイオード７に電流が流れる。
【００５３】
出力電圧検出回路５１内のコンパレータ６６が、Ｖ１８に生じる電圧を電源１９の電圧に加算した電圧Ｖ６５と比較し、Ｖ１８がＶ６５を超えるとフリップフロップ５５に対してリセットパルスを出力する。
【００５４】
フリップフロップ５５の出力の反転出力と下側駆動トランジスタ１０の１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂがＮＡＮＤ５７に入力されＶ５７を出力する。ＮＡＮＤ５７の出力信号Ｖ５７と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ５４に入力されてＶ５４が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態と変化させる。
【００５５】
以上、図９の出力信号Ｖ５７、Ｖ５４、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。さらに上側駆動トランジスタ４が導通状態から非導通状態に変わるタイミングは、フリップフロップ２３のセット信号Ｖ３９に同期している。上側駆動トランジスタ４が非導通状態から導通状態に変わるタイミングは、下側駆動トランジスタ１０が導通状態から非導通状態となり、Ｖ１８に逆起電力が生じ、フライホイールダイオード７に電流が流れ、このＶ１８の電圧を電源１９の電圧に加算した電圧Ｖ６５と比較し、Ｖ１８がＶ６５を超えるタイミングである。
【００５６】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタそれぞれの状態切替時は、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。さらにトルク指令出力信号に相当するモータ駆動電流がモータ巻線１８に流れた時のタイミングでＰＷＭ動作させることができるため、電流帰還制御を安定なものにすることができる。
【００５７】
（実施形態４）
次に本発明のモータ駆動装置の実施形態４について、図１０、１１、１２に基づいて説明する。
【００５８】
図１０は本発明の実施形態４におけるモータ駆動装置の構成を示し、三相全波モータを駆動するモータ駆動装置を示すものである。１は通電制御回路、４〜１５は駆動スイッチング回路であり、４〜６は上側駆動トランジスタ、１０〜１２は下側駆動トランジスタである。７〜９および１３〜１５はフライホイルダイオードである。３はトルク指令信号、６８は三角波発振器、６９はトルク指令オフセット電圧、７０〜７１はコンパレータ、Ｖ１Ｕ〜Ｗは通電切替信号、１９は電源、１６〜１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、６７は第４の同期整流制御回路である。
【００５９】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を説明する。
通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗ、通電制御回路１、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２など同じ番号で引用されているものは実施形態１で説明したものと同様である。つまり、通電切替信号Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通常ホール素子等のセンサーを用い、モータの回転軸に対して互いに電気角で１２０度の位置に配置され、モータの回転磁界を検出し、通電切替信号を出力する。また、コイルに発生する逆起電圧を通電切替信号として利用する場合もある。通電制御回路１はモータの回転磁界の変化を検知した通電切替信号に応じて、巻線１６〜１８の各相ごとに通電を切り替え、上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに対して１２０度の通電角で切り替えられた信号を与える。上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２はそれぞれ、モータ巻線１６〜１８が接続されており、通電制御回路１から１２０度の通電角ごとに順次通電する為の信号が出力される。通電制御回路１の出力信号が、ＰＷＭ動作と同期整流動作とを制御する第４の同期整流制御回路６７に入力され、第４の同期整流制御回路６７の出力信号が上側駆動トランジスタ４〜６および下側駆動トランジスタ１０〜１２の各ベースに入力される。
【００６０】
次に、上側駆動トランジスタ４〜６と、下側駆動トランジスタ１０〜１２のスイッチング制御について説明する。
下側駆動トランジスタ１０〜１２のうち、前記通電切替回路により通電された下側駆動トランジスタ（例えば１０）が第４の同期整流制御回路６７によりＰＷＭチョップで非導通状態になった時、上側駆動トランジスタ４〜６のうち、ＰＷＭチョップ動作している上側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が導通状態となる。次に、非導通状態となっている下側駆動トランジスタに電流が流れ、再びＰＷＭチョップ側の下側駆動トランジスタ１０〜１２（ここでは１０）が導通状態となる時に、下側駆動トランジスタ（１０）に対応して直列接続されている上側駆動トランジスタ（ここでは４）が非導通状態となる。本実施形態３は下側駆動トランジスタ１０〜１２をチョッピングしているが、上側駆動トランジスタ４〜６をチョッピングし、下側駆動トランジスタ１０〜１２を同期整流制御すれば同様の動作をする。
【００６１】
次に、図１１は図１０のブロック図のうち、特に、第４の同期整流制御回路６７の構成を詳細化したブロック図であり、１相のモータ駆動回路に対するもののみを示したものである。例として上側駆動トランジスタ４、下側駆動トランジスタ１０、モータ巻線１８に対する相のものを示す。
【００６２】
図１１において、１は通電制御回路、４と１０は駆動トランジスタ、７と１３はフライホイルダイオード、３はトルク指令信号、６８は三角波発振器、６９はトルク指令オフセット電圧、７０〜７１はコンパレータ、Ｖ１Ｕ〜Ｖ１Ｗは通電切替信号、１９は電源、２２はコンパレータ、１８はモータ巻線、２０はモータ巻線の中点、６７は第４の同期整流制御回路である。
【００６３】
以上、図１１のように構成された本実施形態４のモータ駆動制御装置の動作について図１２を用いて説明する。
三角波発振器６８の出力信号Ｖ６８とトルク指令信号３の出力信号Ｖ３がコンパレータ７１に入力されＶ７１が出力される。このＶ７１はＰＷＭチョッピングの信号であり、このＶ４１と通電制御回路１の出力信号で１２０度通電の信号であるＶ１ｂとを入力信号とするＡＮＤ７５でＶ７５が出力され、下側駆動トランジスタ１０を導通状態、または、非導通状態へと変化させる。この時の下側駆動トランジスタ１０における導通状態のデューティは三角波発振器の出力信号Ｖ６８に対するトルク指令信号の出力電圧値Ｖ３によって決まる。また、三角波発振器６８の出力信号Ｖ６８とトルク指令信号３の出力信号Ｖ３にオフセット電圧６９が加算された電圧Ｖ６９がコンパレータ７０に入力され、Ｖ７０が出力される。下側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ｂが第４の同期整流制御回路６７内のフリップフロップ８０のリセット信号として入力され、前記下側駆動トランジスタ１０の駆動信号であるＶ７５の反転出力Ｖ７６がフリップフロップ８０のセット信号として入力される。フリップフロップの出力信号Ｖ８０は、同期整流制御において、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している期間中のみ、上側駆動トランジスタ４が駆動できるというマスク信号である。このＶ８０と前記Ｖ７０の反転出力がＮＡＮＤ７９に入力されＶ７９が出力される。ＮＡＮＤ７９の出力信号Ｖ７９と上側駆動トランジスタの１２０度通電信号である通電制御回路１の出力信号Ｖ１ａの反転出力がＮＡＮＤ７８に入力されＶ７８が出力され、上側駆動トランジスタ４を導通状態または非導通状態と変化させる。
【００６４】
以上、図１１の出力信号Ｖ７５、Ｖ７８、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂより明らかなように、下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作していない時は、上側駆動トランジスタ４はＶ１ａの１２０度通電信号により通電状態または非通電状態となる。下側駆動トランジスタ１０がＶ１ｂの１２０度通電信号を受け、ＰＷＭチョップ動作している時は、上側駆動トランジスタ４は同期整流制御される。下側駆動トランジスタ１０が導通状態の時、上側駆動トランジスタ４は非導通状態にあり、下側駆動トランジスタ１０が非導通状態の時には、上側駆動トランジスタ４は導通状態になる。
【００６５】
よって下側駆動トランジスタ１０がＰＷＭチョップ動作している時に上側駆動トランジスタ４は同期整流動作し、上側駆動または下側駆動トランジスタそれぞれの状態切替時は、三角波発振器６８の発振周波数とオフセット電圧６９に従った遅延処理による時間制御を行うことができ、同時に導通状態が存在しないことを確実にすることができる。
【００６６】
なお、上記説明したそれぞれの実施形態において、下側駆動トランジスタ回路側をＰＷＭチョップ側回路として説明したが、上側駆動トランジスタ回路側をＰＷＭチョップ側回路として構成しても良いことはいうまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のモータ駆動装置によれば、上記第１〜第４の構成により、ＰＷＭによる同期整流において、低消費電力駆動を実現しつつ、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間制御を精度良く行うことができる。また、本発明のモータ駆動装置によれば、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタに直列接続された駆動トランジスタが導通状態から非導通状態に状態が変化した時点から、ＰＷＭチョップ側の駆動トランジスタが非導通状態から導通状態に変わるまでの時間制御を精度良く行うことができる。
【００６８】
本発明のモータ駆動装置によれば、上記時間制御において、従来問題となっていたＮＡＮＤ回路による遅延処理を用いる必要がなく、クロック、ＣＲ時定数、出力電圧検出、三角波周波数によりタイミングを設定することができ、時間設定を容易かつ精度良く行うことができ、バラツキを小さくすることができる。また、上記第１〜第３の構成によってモータ巻線の最大電流を基準電圧と比較処理する時間にも遅延が生じないため、電流帰還が安定で一定の電流をモータに通電させることができ、モータの高精度回転制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図２】 図１のブロック図のうち、特に、第１の同期整流制御回路２４とパルス遅延回路２７の構成を詳細化したブロック構成図
【図３】 本発明の実施形態１の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図４】 本発明の実施形態２の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図５】 図４のブロック図のうち特に第２の同期整流制御回路３７とＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック構成図
【図６】 本発明の実施形態２の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図７】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図８】 図７のブロック図のうち、特に、第３の同期整流制御回路５０、出力電圧検出回路５１、ＣＲ遅延回路３８の構成を詳細化したブロック構成図
【図９】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図１０】 本発明の実施形態４の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図１１】 図１０のブロック図のうち、特に、第４の同期整流制御回路６７の構成を詳細化したブロック構成図
【図１２】 本発明の実施形態３の三相全波モータ駆動装置の動作を説明するタイミングチャート
【図１３】 従来技術の三相全波モータ駆動装置のブロック構成図
【図１４】 図１４の９２内に設けられる制御回路９２の一部を詳細化したブロック構成図
【符号の説明】
１，８７ 通電制御回路
２ 基準クロック
３ トルク指令信号
４〜６ 上側駆動トランジスタ
１０〜１２ 下側駆動トランジスタ
７〜９，１３〜１５ フライホイールダイオード
１６〜１８ モータ巻線
１９ 電源
２０ モータ巻線中点
２１ 電流検出抵抗
２２，７０，７１，８３，８４ コンパレータ
２３，８１ フリップフロップ回路
２４ 第１の同期整流制御回路
３７ 第２の同期整流制御回路
５０ 第３の同期整流制御回路
６７ 第４の同期整流制御回路
８８ 同期整流制御回路
２５ 分周回路
２６ 両エッジ検出微分パルス形成回路
２７ パルス遅延回路
３８，８５ ＣＲ遅延回路
３９ ＰＷＭ基準信号
５１ 出力電圧検出回路
５２ 出力電圧検出用電源
６８ 三角波発振器
６９ オフセット電圧
８９ ２相クロック発生器
９０ スイッチ
９１ ＣＲ充電用電源
Claims (5)
- 電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、
ＰＷＭ基準信号の発生部と、前記ＰＷＭ基準信号をセット信号とし、前記モータ巻線に通電する電流とトルク指令信号との比較論理をリセット信号としてＰＷＭチョッピング信号を生成するフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号を遅延させる遅延回路と、前記フリップフロップ回路の出力信号と前記遅延回路の出力信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対して通電相のスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、
前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記フリップフロップ回路のリセット信号により、前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記リセット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記フリップフロップ回路のセット信号により、前記オンとなっている上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記セット信号に対して遅延時間を有する前記遅延回路の出力信号により前記オフとなっている上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記遅延回路が、基準クロックのパルスを基に前記遅延時間を制御するパルス遅延回路である請求項１に記載のモータ駆動装置。
- 前記遅延回路が、ＣＲ遅延回路である請求項１に記載のモータ駆動装置。
- 前記上側および下側駆動トランジスタに並列にそれぞれ接続されたフライホイルダイオードと、前記フライホイルダイオードの出力信号を検出するフライホイルダイオード出力検出部を備え、前記同期整流制御回路は、前記上側および下側駆動トランジスタの一方のオフによってモータ巻線に生じる逆起電力により前記上側および下側駆動トランジスタの他方と並列接続されたフライホイルダイオードに発生する電圧を前記フライホイルダイオード出力検出部が検知した後、前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンする請求項１に記載のモータ駆動装置。
- 電源から接地側に向けて上側駆動トランジスタ、モータ巻線接続点、下側駆動トランジスタの順に直列に接続された回路を複数相備えた駆動スイッチング回路と、一端が共通接続され、他端がそれぞれの相の前記モータ巻線接続点に接続された複数相のモータ巻線と、モータ駆動通電相を制御する通電制御回路を備えたモータ駆動装置において、
三角波発振器の出力信号とトルク指令信号とを比較して第１のＰＷＭチョッピング信号を出力する第１のコンパレータと、前記三角波発振器の出力信号とオフセット量を加算したトルク指令信号とを比較して第２のＰＷＭチョッピング信号を出力する第２のコンパレータと、前記第１のＰＷＭチョッピング信号と前記第２のＰＷＭチョッピング信号と前記通電制御回路の出力信号を基に前記駆動スイッチング回路に対してスイッチング信号を与える同期整流制御回路を備え、
前記オフセット量のため、前記第２のＰＷＭチョッピング信号は前記第１のＰＷＭチョッピング信号より早く立ち上がり、遅延して立ち下がる信号であり、
前記通電相において、前記同期整流制御回路は、前記第１のコンパレータからの第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオフに切り替えた後、前記第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオンに切り替え、前記第２のコンパレータからの第２のＰＷＭチョッピング信号の反転信号により前記上側および下側駆動トランジスタの他方をオフに切り替えた後、前記第１のＰＷＭチョッピング信号により前記上側および下側駆動トランジスタの一方をオンに切り替え、前記上側および下側駆動トランジスタが同時にオンにならないように同期整流制御することを特徴とするモータ駆動装置。
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