JP3700208B2

JP3700208B2 - Motor drive circuit

Info

Publication number: JP3700208B2
Application number: JP22859795A
Authority: JP
Inventors: 敦菊池
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-14
Filing date: 1995-08-14
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2015-08-14
Also published as: JPH0956190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）のテープ走行系に用いられるキャプスタンモータのようなモータを駆動するためのモータの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダは、テープ状記録媒体であるビデオテープを送るためにキャプスタンモータを用いる。このキャプスタンモータはモータの駆動力をビデオテープに伝えるキャプスタン軸を備えていて、このキャプスタン軸とキャプスタンローラがビデオテープを所定方向に摩擦力で送るようになっている。
従来のキャプスタンモータの駆動回路では、モータのトルクリップルを低減するために、モータに与える出力電圧波形を精度良く制御する必要がある。このように出力電圧波形を精度良く制御するためには、駆動回路の出力段のトランジスタは、制御の容易な活性領域で使用することになる。出力段のトランジスタを活性領域で使用するために、トランジスタのＶＣＥ電圧（コレクタ−エミッタ間電圧，ドロップ電圧ともいう）が大きくなってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
つまり各トランジスタのＶＣＥ電圧が大きくなってしまうと、駆動回路の消費電力が増大するので、その結果例えばポータブル型のビデオテープレコーダは、そのバッテリーでモータを駆動するためにそのモータの動作時間が短くなってしまうとともに、ポータブル型のビデオテープレコーダの筐体内の発熱を増やしてしまい、ビデオテープレコーダの他の部品の性能や寿命に悪影響を与えてしまうという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消するためになされたものであり、消費電力を削減することができるモータの駆動回路を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られるモータ駆動出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の最大電圧及び最小電圧の電圧差の検出を行い、電圧差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧との間に負帰還させる定振幅回路と、モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路との間に負帰還させるトルクリップル補正回路と、を備えたモータの駆動回路により達成される。
【０００５】
本発明では、波形合成手段が、モータからの位置検出信号を台形波合成して出力段側にフィードバックする。定振幅回路は、この出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の電位差の検出を行って、その電位差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧の間に負帰還させる。また、トルクリップル回路は、モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行う。そしてこのトルクリップル補正回路は、リップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路の間に負帰還させる。
【０００６】
これにより、位置検出信号と、モータに対して入力するモータ駆動出力電圧と、モータからの出力電流の情報を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧を、モータのトルクリップルが小さくなるように制御する。従って、モータの駆動回路の出力段におけるトルクリップルの低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果出力段のドロップ電圧の設定を小さくすることができ、駆動回路の消費電力を削減する。
【０００７】
また、上記目的は、本発明にあっては、入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られるモータ駆動出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の最大電圧及び最小電圧の電圧差の検出を行い、電圧差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧との間に負帰還させる定振幅回路と、出力段からのモータ駆動出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路との間に負帰還させるトルクリップル補正回路と、を備えたモータの駆動回路により、達成される。
【０００８】
本発明では、波形合成手段が、モータからの位置検出信号を台形波合成して出力段側にフィードバックする。定振幅回路は、この出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の電位差の検出を行って、その電位差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧の間に負帰還させる。また、トルクリップル回路は、モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行う。そしてこのトルクリップル補正回路は、リップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路の間に負帰還させる。
これにより、位置検出信号と、モータに対して入力するモータ駆動出力電圧を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧を、モータのトルクリップルが小さくなるように制御する。従って、モータの駆動回路の出力段におけるトルクリップルの低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果出力段のドロップ電圧の設定を小さくすることができ、駆動回路の消費電力を削減する。
【０００９】
さらに、上記目的は、本発明にあっては、入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られる出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧側に負帰還させるトルクリップル補正回路と、を備えたモータの駆動回路により、達成される。
【００１０】
本発明では、波形合成手段が、モータからの位置検出信号を台形波合成して出力段にフィードバックする。トルクリップル補正回路は、モータからの出力電流を出力電圧に変換して、出力電圧のリップル成分の検出を行う。そしてこのトルクリップル補正回路は、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧側に負帰還させるようになっている。
これにより、モータからの出力電流と位置検出信号の情報を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧をモータのトルクリップルが小さくなるように制御する。従って、モータ駆動回路の出力段のトルクリップルの低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果出力段のドロップ電圧の設定を小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
発明の実施の形態１
図１は、本発明のモータの駆動回路の発明の実施の形態１を示している。
図１において、このモータの駆動回路は、一例としてビデオテープレコーダのキャプスタンモータの駆動回路である。モータＭは、例えば３相両方向駆動型ブラシレスモータである。
コンピュータ１は、Ｂ点１ａにサーボ制御用の制御信号電圧ＣＳＥを供給する。Ｂ点１ａは、Ａ点１ｂに接続されており、Ａ点１ｂはスイッチングレギュレータ２と駆動回路出力段３を介してモータＭに接続されている。
スイッチングレギュレータ２は、制御信号電圧と電力を供給するための出力電圧ＯＥを、駆動回路出力段３に出力する。駆動回路出力段３は出力電圧ＯＥに基づいてモータ駆動出力電圧ＤＥをモータに供給するようになっている。
【００１２】
モータＭは、位置検出装置４を有している。この位置検出装置４は、例えば３つのホール素子などを有しており、位置検出装置４は、モータＭにおけるロータの位置検出信号ＰＳを台形波形合成手段５に供給するようになっている。台形波形合成手段５は、この位置検出信号ＰＳに基づいて、駆動回路出力段３のモータ駆動出力電圧ＤＥの出力電圧波形（図３参照）を決めるための出力電圧波形決定信号ＤＳを駆動回路出力段３にフィードバックするようになっている。
【００１３】
駆動回路出力段３は、定振幅回路６に接続されている。駆動回路出力段３のモータ駆動出力電圧ＤＥは、定振幅回路６に与えられると、定振幅回路６は、振幅信号ＷＳをＡ点１ｂに与えるようになっている。
また、モータＭの出力電流検出抵抗Ｒ１は、トルクリップル補正回路７に接続されている。トルクリップル補正回路７は、出力電流検出抵抗Ｒ１から検出されるモータ電流検出信号ＡＳに基づいて、補正出力電圧ＣＥをＢ点１ａに供給するようになっている。
【００１４】
図２は、図１の定振幅回路６、トルクリップル補正回路７、駆動回路出力段３などをより詳しく示している。
図１と図２において、定振幅回路６は、駆動回路出力段３から得られるモータ駆動出力電圧ＤＥを基にして、モータＭのトルクリップルを補正しやすいように電圧波形を整形するための回路である。トルクリップル補正回路７は、モータ電流検出抵抗Ｒ１で検出されるモータ電流検出信号ＡＳに基づいて、モータＭのトルクリップルを補正するための回路である。
【００１５】
駆動回路出力段３は、６つのトランジスタＴ１乃至Ｔ６を備えていて、３つのトランジスタＴ１乃至Ｔ３のコレクタは駆動電圧ＶＳに接続され、３つのトランジスタＴ１乃至Ｔ３のエミッタは、残りの３つのトランジスタＴ４乃至Ｔ６のコレクタにそれぞれ接続されている。トランジスタＴ４乃至Ｔ６のエミッタは、モータ電流検出抵抗Ｒ１を介してグラウンド側に設置されている。
モータＭは、３つの駆動コイル（励磁コイル）ＣＵ，ＣＶ，ＣＷを有している。コイルＣＵは、トランジスタＴ１とＴ４の間に接続され、駆動コイルＣＶはトランジスタＴ２とＴ５の間に接続され、駆動コイルＣＷはトランジスタＴ３とＴ６の間に接続されている。モータ駆動出力電圧ＤＥは、モータＭの各駆動コイルＣＵ，ＣＶ，ＣＷに供給されるとともに、定振幅回路６の最小電圧検出回路６ａと最大電圧検出回路６ｂ側に供給される。
【００１６】
定振幅回路６は、上述したようにモータ駆動出力電圧ＤＥに基づいて、モータＭのトルクリップルを補正しやすいように、スイッチングレギュレータ２から出される出力電圧ＯＥを整形するための回路である。定振幅回路６は、最小電圧検出回路６ａ、最大電圧検出回路６ｂ、２つの定電流源ＣＣ１，ＣＣ２、および出力振幅演算回路６Ｃを有している。
【００１７】
最小電圧検出回路６ａの３つのダイオードＤ１乃至Ｄ３のカソードは、最大電圧検出回路６ｂのダイオードＤ４乃至Ｄ６のアノードに対してそれぞれ接続されている。モータ駆動出力電圧ＤＥは、ダイオードＤ１乃至Ｄ３のカソード側とダイオードＤ４乃至Ｄ６の接続点ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３にそれぞれ供給されるようになっている。
定電流源ＣＣ１は、回路電圧ＶＣＣに接続され、もう一つの定電流源ＣＣ２は、グラウンド側に接続されている。この最小電圧検出回路６ａ、最大電圧検出回路６ｂ、２つの定電流源ＣＣ１，ＣＣ２は、モータ駆動出力電圧ＤＥの最大電圧と最小電圧の検出を行うようになっている。
この最大電圧値ＭＡＸＥと最小電圧値ＭＩＮＥは、図３に例示している。この最大電圧値ＭＡＸＥと最小電圧値ＭＩＮＥの電圧差（出力振幅）ＥＤは、図２の出力振幅演算回路６ｃの演算増幅器ＯＰ１で演算することにより、振幅信号ＷＳとして信号の負帰還生成部８の演算増幅器ＯＰ２のマイナス入力端子側に入力できるようになっている。
【００１８】
次に、図２のトルクリップル補正回路７は、リップル成分抽出（検出）部７ａとリップル成分の帰還部７ｂを有している。リップル成分抽出部７ａの演算増幅器ＯＰ３のマイナス入力端子と、リップル成分の帰還部７ｂの演算増幅器ＯＰ４のプラス入力端子には、コンピュータ１（図１参照）からの制御信号電圧ＣＳＥが入力できるようになっている。
演算増幅器ＯＰ３のプラス入力端子は、駆動回路出力段３のトランジスタＴ４乃至Ｔ６のエミッタとモータ電流検出抵抗Ｒ１の間に接続されており、モータ電流検出抵抗Ｒ１が検出したモータ電流検出信号ＡＳが与えられるようになっている。つまりモータ電流検出抵抗Ｒ１で検出した出力電流を電圧値であるモータ電流検出信号ＡＳに変換して、そのモータ電流検出信号ＡＳが演算増幅器ＯＰ３のプラス入力端子に入力される。
【００１９】
これにより、演算増幅器ＯＰ３はモータＭのトルクリップル成分の検出を行う。そして演算増幅器ＯＰ３の出力が演算増幅器ＯＰ４のマイナス入力端子側に接続されているので、演算増幅器ＯＰ４はそのトルクリップル成分を図１と図２のＢ点１ａに対して補正出力電圧ＣＥを負帰還する。
ただし、このトルクリップルの補正の負帰還ループは、通常の負帰還ループと違い、帰還ゲインを低くすることで、定常偏差を利用してトルクリップルの補正を図るものである。
信号の負帰還生成部８の演算増幅器ＯＰ２のマイナス入力端子には振幅信号ＷＳが入力され、プラス入力端子には補正出力電圧ＣＥが入力される。
スイッチングレギュレータ２は、定振幅回路６の振幅信号ＷＳとトルクリップル回路７の補正出力電圧ＣＥが負帰還され、これによりスイッチングレギュレータ２を制御して、モータＭの滑らかな回転を確保し、かつ駆動回路の出力段３における消費電力を大幅に削減するようになっている。
【００２０】
なお、リップル成分の帰還部７ｂの演算増幅器ＯＰ４は、演算増幅器ＯＰ３が検出したリップル成分を制御信号電圧ＣＳＥに負帰還させ、補正出力電圧ＣＥを演算増幅器ＯＰ２のプラス入力端子側に出力するようになっている。
【００２１】
次に、上述したモータの駆動回路の作用を説明する。
図１のコンピュータ１は制御信号電圧ＣＳＥをＢ点１ａに与える。この制御信号電圧ＣＳＥはモータＭをサーボ制御するための制御信号電圧である。制御信号電圧ＣＳＥはＢ点１ａとＡ点１ｂを通りスイッチングレギュレータ２に入る。スイッチングレギュレータ２は、制御信号電圧ＣＳＥに基づいて出力電圧ＯＥを駆動回路出力段３に与える。
一方、モータＭの位置検出装置４は、位置検出信号ＰＳを台形波形合成手段５に与えている。これにより台形波形合成手段５は出力電圧波形決定信号ＤＳを駆動回路出力段３に与える。
【００２２】
まず図１の定振幅回路６の振幅信号ＷＳがＡ点１ｂにフィードバックされず、かつトルクリップル補正回路７の補正出力電圧ＣＥがそれぞれフィードバックされない状態では、駆動回路出力段３のモータ駆動出力電圧ＤＥは図３のような波形になる。つまり定振幅回路６とトルクリップル補正回路７のフィードバックが制御信号電圧ＣＳＥにかかってない状態では、Ａ点１ａを定電圧にしたときに駆動回路出力段３のモータ駆動出力電圧ＤＥは、図３に示すような３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）となる。この場合３相は、電気角１８０゜ごとに生成される。
【００２３】
次に、図１の定振幅回路６のみを作動させると、図４に示すモータ駆動出力電圧波形が得られる。つまり、図２の定振幅回路６の最小電圧検出回路６ａと最大電圧検出回路６ｂとそして２つの定電流源ＣＣ１，ＣＣ２が、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の出力電圧の中で、最大電圧値ＭＡＸＥと最小電圧値ＭＩＮＥを検出して、その電位差ＥＤを演算増幅器ＯＰ１で演算して振幅信号ＷＳを作る。
この振幅信号ＷＳは、図２のＡ点１ｂの電圧と同電位になるように演算増幅器ＯＰ２を介して負帰還することにより、Ｂ点１ｂを定電圧としたとき図４に示すような振幅Ｗの一定な出力電圧波形を作る。このようにすることにより、トルクリップル補正回路７がモータＭのトルクリップルを補正しやすいように、図４に示すように定振幅回路６が電圧波形を整形している。
【００２４】
次に、図２のトルクリップル補正回路７は、モータ電流検出信号ＡＳに基づいて、モータＭのトルクリップルを補正する。すなわち、制御信号電圧ＣＳＥを一定電圧とした時に、モータ駆動出力電圧波形は図５のようになる。この時には、モータ電流検出抵抗Ｒ１が検出した出力電流は、モータ電流検出信号ＡＳとして電圧に変換されて、演算増幅器ＯＰ３がそのモータ電流検出信号ＡＳのリップル成分の検出を行う。得られたリップル成分は、演算増幅器ＯＰ４を介して、制御信号電圧ＣＳＥに対して負帰還することで補正出力電圧ＣＥを生成する。
【００２５】
この得られた図５のモータ駆動出力電圧波形は、定振幅回路６とトルクリップル補正回路７をともに作用させた場合の波形であるが、この波形は図６の通常用いられている駆動方式のモータ駆動出力電圧波形と近似させている。図６の通常のモータ駆動出力電圧は各相に窪み部分３０が形成されている。図５の本発明で得られるモータ駆動出力電圧波形においては、図６の窪み３０に対応するへこみ３５が形成されることになる。つまり、本発明の実施の形態で得られる図５のモータの出力電圧波形と通常の図６のモータ駆動出力電圧波形はほぼ同じにすることができる。つまり定振幅回路６とトルクリップル補正回路７を用いることにより、図２の駆動回路出力段３のトランジスタＴ１乃至Ｔ６のＶＣＥドロップ電圧を制御の容易な活性領域で使用しなくても図５の波形で示すように図６の通常の出力電圧波形に近づけることができ、これによりトランジスタのＶＣＥ電圧（ドロップ電圧）を大きくせずに小さくすることができる。
【００２６】
このように、本発明の実施の形態１では、コンピュータ１から入力される制御信号電圧ＣＳＥを基にスイッチングレギュレータ２を作動させて、その出力電圧ＯＥを用いて、モータＭの位置検出装置４から作られた電圧波形の振幅を決定する。このことによりモータＭに対して入力するモータ駆動出力電圧の波形を作るとともにモータＭに電力の供給を行う。
【００２７】
この場合に、モータＭの位置検出信号と、モータＭに入力するモータ駆動出力電圧波形ＤＥと、そしてモータ電流検出信号ＡＳの情報を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧ＯＥを、モータのトルクリップルが小さくなるように制御するようになっている。これにより、モータ駆動回路の出力段３の各トランジスタＴ１〜Ｔ６は、従来と異なりモータのトルクリップルの低減のために微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果各トランジスタＴ１〜Ｔ６のＶＣＥドロップ電圧の設定を小さくすることができる。このことから、駆動回路の消費電力が大幅に低減する。また駆動回路から発生する熱を少なくすることができることから、放熱のための特別なパッケージやフィンなどを必要とせず、発熱による他の部品への性能劣化や寿命を縮める悪影響を小さくすることができる。
さらに、モータに対してより高い電圧を加える余裕が生まれることから、モータの回転数やトルクをより大きくすることができる。
【００２８】
ところで、図２の実施の形態１の回路では、電流源ＣＣ２がグラウンドに接続されているために、出力段３のモータ駆動出力電圧ＤＥの最小出力電圧がダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６の電圧降下と電流源ＣＣ２の電圧降下を加算した電圧以上でなければ、最大電圧検出回路６ｂが作動しないことになる。このため、使用する最小出力電圧の最大値が上述した加算した降下電圧より小さくなる場合には、電流源ＣＣ２はマイナス電源に接続するのが好ましい。
【００２９】
あるいは図７に示すように、出力段３のトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベースエミッタ電圧ＶＢＥ電圧による電圧降下分で、最大電圧検出回路６ｂの電圧降下分を補うことも可能である。この場合、出力段３のトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベース側が、最大電圧検出回路６ｂの各ダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６のアノードに接続することになる。
【００３０】
実施の形態２
次に、本発明のモータの駆動回路の実施の形態２を、図８と図９を参照して説明する。
図８と図９の実施の形態２が、図１と図２の実施の形態１と異なるのは、トルクリップル補正回路１０７がモータ駆動出力電圧ＤＥに基づいて、補正出力電圧ＣＥをＢ点１ａに対して負帰還するようになっていることである。
台形波形合成手段５は、モータＭからの位置検出信号ＰＳを台形波合成して出力段３にフィードバックするようになっている。定振幅回路６は、出力段３から出力されるモータ駆動出力電圧の最大電圧および最小電圧の電位差の検出を行い、電位差を振幅信号ＷＳとしてスイッチングレギュレータ２と制御信号電圧ＣＳＥとの間に負帰還させるようになっている。これらの台形波形合成手段５と定振幅回路６は、実施の形態１のものと同様である。
【００３１】
しかし、トルクリップル補正回路１０７は、実施の形態１のものとは異なって、出力段３からのモータ駆動出力電圧ＤＥのリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧ＣＥを、制御信号電圧ＣＳＥと定振幅回路６の間に負帰還させるようになっている。
実施の形態２のその他の構成や作用効果は、実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３２】
実施の形態３
次に、本発明のモータの駆動回路の実施の形態３を、図１０と図１１を参照して説明する。
実施の形態３が、上述した実施の形態１と異なるのは、定振幅回路６が省かれている点である。台形波形合成手段５は、モータからの位置検出信号ＰＳを台形波合成して出力段３にフィードバックする。そしてトルクリップル補正回路７は、モータＭからの出力電流を出力電圧に変換してモータ電流検出信号ＡＳを得て、モータの出力電圧のリップル成分検出を行い、そのリップル成分検出に基づいて補正出力電圧ＣＥを制御信号電圧ＣＳＥ側に負帰還させるようになっている。つまりトルクリップル補正回路７は、電流検出抵抗Ｒ１から得られるモータ電流検出信号ＡＳに基づいて、そのモータ電流検出信号ＡＳのリップル成分の検出を行い、そのリップル成分検出に基づいて補正出力電圧ＣＥを出力するようになっている。
【００３３】
定振幅回路６を省くことにより、次のようなメリットがある。すなわち、回路規模が小さくなり、コストが下がる。
【００３４】
上述した実施の形態１では、モータＭから得られる位置検出信号ＰＳ、出力段３から得られるモータ駆動出力電圧ＤＥ、そしてモータＭから得られるモータ電流検出信号ＡＳを利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧をモータのトルクリップルが小さくなるように制御をするようになっている。このために、モータ駆動回路の出力段３のトランジスタにおいて、トルクリップル低減のために微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果出力段トランジスタを制御の可能な活性領域で使用しなくて済むので、トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧ＶＣＥ（ドロップ電圧）の設定を小さくすることができる。
【００３５】
また実施の形態２では、図８に示すようにモータＭからの位置検出信号ＰＳと、出力段３から得られるモータ駆動出力電圧ＤＥの情報を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧をモータのトルクリップルが小さくなるように制御している。このために、同様にモータ駆動回路の出力段トランジスタにおけるトルクリップル低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果コレクタ−エミッタ電圧ＶＣＥ（ドロップ電圧）の設定を小さくすることができる。
さらに図１０の実施の形態３では、モータＭからの位置検出信号ＰＳとモータＭからのモータ電流検出信号ＡＳの情報を利用して、スイッチングレギュレータの出力電圧を、モータのトルクリップルが小さくなるように制御することができる。従って、モータ駆動回路出力段トランジスタにおけるトルクリップル低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果コレクタ−エミッタ電圧ＶＣＥ（ドロップ電圧）の設定を小さくすることができる。
【００３６】
このようなことから駆動回路の消費電力を大幅に削減することができ、駆動回路から発生する熱を小さくすることができることから放熱のための特別なパッケージやフィンを必要としない。さらに発熱による他の部品の性能劣化や寿命を縮める悪影響を小さくすることができる。
そしてモータにより高い電圧を加える余裕ができるために、回転数やトルクをより大きくすることができる。
本発明にあっては、入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを作動させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られるモータ駆動出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、モータからの位置検出信号と、モータに入力する電圧波形、またはモータから出力される電流波形、または両方を組合せた情報により、スイッチングレギュレータの出力電圧を制御する手段を備えている。このため、位置検出信号と、電圧波形または電流波形、または電圧波形と電流波形の両方の情報を用いることにより、スイッチングレギュレータの出力電圧を、モータのトルクリップルが小さくなるように制御する。従って、モータの駆動回路の出力段におけるトルクリップルの低減のための微妙な電圧制御をする必要がなくなり、その結果出力段のドロップ電圧の設定を小さくすることができ、駆動回路の消費電力を削減する。
【００３７】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されない。
例えば、上述した実施の形態は、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータに適応する駆動回路の例を示しているが、これに限らず、他の分野のモータの駆動回路としても本発明を適用することができる。またモータＭは、３相両方向駆動型のモータに限らず、２相の両方向駆動モータなどの他の形式のモータにも適用することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ駆動回路の実施の形態１を示すブロック図。
【図２】図１の実施の形態１の定振幅回路やトルクリップル補正回路などを詳しく示す回路図。
【図３】図１のＡ点を定電圧にした時のモータ駆動出力電圧波形を示す図。
【図４】図１のＢ点を定電圧にした時のモータ駆動出力電圧波形を示す図。
【図５】制御信号電圧を一定にした時のモータ駆動出力電圧波形を示す図。
【図６】通常の駆動方式のモータ駆動出力電圧波形を示す図。
【図７】図２の実施の形態１の回路図の別の例を示す図。
【図８】本発明の実施の形態２を示すブロック図。
【図９】図８の実施の形態２を詳しく示す回路図。
【図１０】本発明の実施の形態３を示すブロック図。
【図１１】本発明の実施の形態３を詳しく示す回路図。
【符号の説明】
１ａＡ点
１ｂＢ点
２スイッチングレギュレータ
３駆動回路出力段
４モータの位置検出装置
５台形波合成手段（波形合成手段）（スイッチングレギュレータの出力電圧を制御する手段）
６定振幅回路（スイッチングレギュレータの出力電圧を制御する手段）
７トルクリップル補正回路（スイッチングレギュレータの出力電圧を制御する手段）
ＡＳモータ電流検出信号
ＣＥ補正出力電圧
ＣＳＥ制御信号電圧
ＤＥモータ駆動出力電圧
ＯＥ出力電圧
ＰＳ位置検出信号
ＷＳ振幅信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor drive circuit for driving a motor such as a capstan motor used in a tape running system of a video tape recorder (VTR), for example.
[0002]
[Prior art]
A video tape recorder uses a capstan motor to feed a video tape which is a tape-like recording medium. The capstan motor is provided with a capstan shaft that transmits the driving force of the motor to the video tape, and the capstan shaft and the capstan roller feed the video tape in a predetermined direction with a frictional force.
In a conventional capstan motor drive circuit, it is necessary to accurately control an output voltage waveform applied to the motor in order to reduce torque ripple of the motor. Thus, in order to control the output voltage waveform with high accuracy, the transistor in the output stage of the drive circuit is used in an active region that is easy to control. Since the transistor in the output stage is used in the active region, the VCE voltage (also referred to as collector-emitter voltage or drop voltage) of the transistor increases.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In other words, if the VCE voltage of each transistor increases, the power consumption of the drive circuit increases. As a result, for example, a portable video tape recorder uses a battery to drive the motor, so that the operation time of the motor is short. In addition, there is a problem in that heat generation in the casing of the portable video tape recorder is increased, and the performance and life of other parts of the video tape recorder are adversely affected.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motor drive circuit capable of reducing power consumption.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the above object is achieved by operating the switching regulator based on the input control signal voltage, and using the motor drive output voltage obtained via the output stage connected to the switching regulator, A motor drive circuit for determining the amplitude of a voltage waveform generated from a detection device, comprising a waveform synthesis means for synthesizing a trapezoidal wave of a position detection signal from the motor and feeding it back to the output stage, and a motor output from the output stage A constant amplitude circuit that detects the voltage difference between the maximum voltage and the minimum voltage of the drive output voltage and negatively feeds back the voltage difference between the switching regulator and the control signal voltage as an amplitude signal, and the output current from the motor as the output voltage The ripple component of the output voltage is detected by conversion, and the corrected output voltage is converted to the control signal voltage and constant amplitude circuit based on this ripple component detection. A torque ripple correction circuit for negative feedback between is achieved by a motor drive circuit which includes a.
[0005]
In the present invention, the waveform synthesizing means synthesizes the position detection signal from the motor with a trapezoidal wave and feeds it back to the output stage side. The constant amplitude circuit detects the potential difference of the motor drive output voltage output from the output stage, and negatively feeds back the potential difference between the switching regulator and the control signal voltage as an amplitude signal. The torque ripple circuit converts the output current from the motor into an output voltage and detects a ripple component of the output voltage. The torque ripple correction circuit negatively feeds back the corrected output voltage between the control signal voltage and the constant amplitude circuit based on the ripple component detection.
[0006]
As a result, the output voltage of the switching regulator is controlled so as to reduce the torque ripple of the motor, using the position detection signal, the motor drive output voltage input to the motor, and the output current information from the motor. . This eliminates the need for delicate voltage control to reduce torque ripple at the output stage of the motor drive circuit. As a result, the drop voltage setting of the output stage can be reduced, thereby reducing the power consumption of the drive circuit. To do.
[0007]
In the present invention, the switching regulator is operated based on the input control signal voltage, and the motor drive output voltage obtained through the output stage connected to the switching regulator is used to Drive circuit for determining the amplitude of the voltage waveform generated from the position detecting device of the motor, and a waveform synthesizing means for synthesizing the trapezoidal wave of the position detection signal from the motor and feeding back to the output stage, and output from the output stage A constant amplitude circuit that detects the voltage difference between the maximum and minimum voltage of the motor drive output voltage and negatively feeds back the voltage difference as an amplitude signal between the switching regulator and the control signal voltage, and the motor drive output from the output stage The ripple component of the voltage is detected, and the correction output voltage is negatively fed back between the control signal voltage and the constant amplitude circuit based on this ripple component detection. A torque ripple correction circuit for, by a motor drive circuit with, is achieved.
[0008]
In the present invention, the waveform synthesizing means synthesizes the position detection signal from the motor with a trapezoidal wave and feeds it back to the output stage side. The constant amplitude circuit detects the potential difference of the motor drive output voltage output from the output stage, and negatively feeds back the potential difference between the switching regulator and the control signal voltage as an amplitude signal. The torque ripple circuit converts the output current from the motor into an output voltage and detects a ripple component of the output voltage. The torque ripple correction circuit negatively feeds back the corrected output voltage between the control signal voltage and the constant amplitude circuit based on the ripple component detection.
Thereby, the output voltage of the switching regulator is controlled using the position detection signal and the motor drive output voltage input to the motor so that the torque ripple of the motor becomes small. This eliminates the need for delicate voltage control to reduce torque ripple at the output stage of the motor drive circuit. As a result, the drop voltage setting of the output stage can be reduced, thereby reducing the power consumption of the drive circuit. To do.
[0009]
Furthermore, the object of the present invention is to operate the switching regulator based on the input control signal voltage and use the output voltage obtained through the output stage connected to the switching regulator to position the motor. This is a motor drive circuit that determines the amplitude of the voltage waveform generated from the detection device, and combines the position detection signal from the motor with a trapezoidal waveform and feeds it back to the output stage, and outputs the output current from the motor This is achieved by a motor drive circuit having a torque ripple correction circuit that converts the voltage into voltage and detects the ripple component of the output voltage and negatively feeds back the corrected output voltage to the control signal voltage side based on this ripple component detection. The
[0010]
In the present invention, the waveform synthesis means synthesizes the position detection signal from the motor with a trapezoidal wave and feeds it back to the output stage. The torque ripple correction circuit converts the output current from the motor into an output voltage and detects a ripple component of the output voltage. The torque ripple correction circuit negatively feeds back the corrected output voltage to the control signal voltage side based on the ripple component detection.
Thus, the output current of the motor and the information of the position detection signal are used to control the output voltage of the switching regulator so that the torque ripple of the motor becomes small. Therefore, it is not necessary to perform delicate voltage control for reducing torque ripple in the output stage of the motor drive circuit, and as a result, the setting of the drop voltage in the output stage can be reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 shows a first embodiment of the motor drive circuit according to the present invention.
In FIG. 1, this motor drive circuit is, for example, a drive circuit for a capstan motor of a video tape recorder. The motor M is, for example, a three-phase bidirectionally driven brushless motor.
The computer 1 supplies a control signal voltage CSE for servo control to the B point 1a. The B point 1a is connected to the A point 1b, and the A point 1b is connected to the motor M via the switching regulator 2 and the drive circuit output stage 3.
The switching regulator 2 outputs a control signal voltage and an output voltage OE for supplying power to the drive circuit output stage 3. The drive circuit output stage 3 supplies a motor drive output voltage DE to the motor based on the output voltage OE.
[0012]
The motor M has a position detection device 4. The position detection device 4 has, for example, three Hall elements, and the position detection device 4 supplies a rotor position detection signal PS in the motor M to the trapezoidal waveform synthesis means 5. Based on the position detection signal PS, the trapezoidal waveform synthesis means 5 outputs an output voltage waveform determination signal DS for determining an output voltage waveform (see FIG. 3) of the motor drive output voltage DE of the drive circuit output stage 3 to the drive circuit. Feedback to stage 3 is made.
[0013]
The drive circuit output stage 3 is connected to the constant amplitude circuit 6. When the motor drive output voltage DE of the drive circuit output stage 3 is given to the constant amplitude circuit 6, the constant amplitude circuit 6 gives the amplitude signal WS to the A point 1b.
The output current detection resistor R1 of the motor M is connected to the torque ripple correction circuit 7. The torque ripple correction circuit 7 supplies the corrected output voltage CE to the B point 1a based on the motor current detection signal AS detected from the output current detection resistor R1.
[0014]
FIG. 2 shows the constant amplitude circuit 6, the torque ripple correction circuit 7, the drive circuit output stage 3 and the like of FIG. 1 in more detail.
1 and 2, the constant amplitude circuit 6 is a circuit for shaping a voltage waveform so that the torque ripple of the motor M can be easily corrected based on the motor drive output voltage DE obtained from the drive circuit output stage 3. It is. The torque ripple correction circuit 7 is a circuit for correcting the torque ripple of the motor M based on the motor current detection signal AS detected by the motor current detection resistor R1.
[0015]
The drive circuit output stage 3 includes six transistors T1 to T6, the collectors of the three transistors T1 to T3 are connected to the drive voltage VS, and the emitters of the three transistors T1 to T3 are the remaining three transistors T4. To T6 collectors, respectively. The emitters of the transistors T4 to T6 are installed on the ground side via the motor current detection resistor R1.
The motor M has three drive coils (excitation coils) CU, CV, and CW. The coil CU is connected between the transistors T1 and T4, the drive coil CV is connected between the transistors T2 and T5, and the drive coil CW is connected between the transistors T3 and T6. The motor drive output voltage DE is supplied to the drive coils CU, CV, and CW of the motor M, and is also supplied to the minimum voltage detection circuit 6a and the maximum voltage detection circuit 6b side of the constant amplitude circuit 6.
[0016]
The constant amplitude circuit 6 is a circuit for shaping the output voltage OE output from the switching regulator 2 so as to easily correct the torque ripple of the motor M based on the motor drive output voltage DE as described above. The constant amplitude circuit 6 includes a minimum voltage detection circuit 6a, a maximum voltage detection circuit 6b, two constant current sources CC1 and CC2, and an output amplitude calculation circuit 6C.
[0017]
The cathodes of the three diodes D1 to D3 of the minimum voltage detection circuit 6a are connected to the anodes of the diodes D4 to D6 of the maximum voltage detection circuit 6b, respectively. The motor drive output voltage DE is supplied to the cathodes of the diodes D1 to D3 and the connection points CP1, CP2 and CP3 of the diodes D4 to D6, respectively.
The constant current source CC1 is connected to the circuit voltage VCC, and the other constant current source CC2 is connected to the ground side. The minimum voltage detection circuit 6a, the maximum voltage detection circuit 6b, and the two constant current sources CC1 and CC2 detect the maximum voltage and the minimum voltage of the motor drive output voltage DE.
The maximum voltage value MAXE and the minimum voltage value MINE are illustrated in FIG. The voltage difference (output amplitude) ED between the maximum voltage value MAXE and the minimum voltage value MINE is calculated by the operational amplifier OP1 of the output amplitude calculation circuit 6c in FIG. Input can be made to the negative input terminal side of the operational amplifier OP2.
[0018]
2 has a ripple component extraction (detection) unit 7a and a ripple component feedback unit 7b. The control signal voltage CSE from the computer 1 (see FIG. 1) can be input to the negative input terminal of the operational amplifier OP3 of the ripple component extracting unit 7a and the positive input terminal of the operational amplifier OP4 of the ripple component feedback unit 7b. It has become.
The positive input terminal of the operational amplifier OP3 is connected between the emitters of the transistors T4 to T6 of the drive circuit output stage 3 and the motor current detection resistor R1, and is supplied with the motor current detection signal AS detected by the motor current detection resistor R1. It is supposed to be. That is, the output current detected by the motor current detection resistor R1 is converted into a motor current detection signal AS that is a voltage value, and the motor current detection signal AS is input to the plus input terminal of the operational amplifier OP3.
[0019]
Thereby, the operational amplifier OP3 detects the torque ripple component of the motor M. Since the output of the operational amplifier OP3 is connected to the negative input terminal side of the operational amplifier OP4, the operational amplifier OP4 negatively feeds back the corrected output voltage CE to the point B in FIG. 1 and FIG. To do.
However, unlike the normal negative feedback loop, the negative feedback loop for correcting the torque ripple is intended to correct the torque ripple using a steady deviation by lowering the feedback gain.
The amplitude signal WS is input to the negative input terminal of the operational amplifier OP2 of the negative feedback generator 8 of the signal, and the corrected output voltage CE is input to the positive input terminal.
The switching regulator 2 negatively feeds back the amplitude signal WS of the constant amplitude circuit 6 and the corrected output voltage CE of the torque ripple circuit 7, thereby controlling the switching regulator 2 to ensure smooth rotation of the motor M and driving. The power consumption in the output stage 3 of the circuit is greatly reduced.
[0020]
The operational amplifier OP4 of the ripple component feedback section 7b negatively feeds back the ripple component detected by the operational amplifier OP3 to the control signal voltage CSE, and outputs the corrected output voltage CE to the positive input terminal side of the operational amplifier OP2. It has become.
[0021]
Next, the operation of the motor drive circuit described above will be described.
The computer 1 in FIG. 1 gives a control signal voltage CSE to the B point 1a. This control signal voltage CSE is a control signal voltage for servo-controlling the motor M. The control signal voltage CSE enters the switching regulator 2 through B point 1a and A point 1b. The switching regulator 2 provides the output voltage OE to the drive circuit output stage 3 based on the control signal voltage CSE.
On the other hand, the position detection device 4 of the motor M supplies the position detection signal PS to the trapezoidal waveform synthesis means 5. As a result, the trapezoidal waveform synthesis means 5 gives the output voltage waveform determination signal DS to the drive circuit output stage 3.
[0022]
First, in the state where the amplitude signal WS of the constant amplitude circuit 6 of FIG. 1 is not fed back to the point A 1b and the correction output voltage CE of the torque ripple correction circuit 7 is not fed back, respectively, the motor drive output voltage DE of the drive circuit output stage 3 is obtained. Has a waveform as shown in FIG. That is, in the state where the feedback of the constant amplitude circuit 6 and the torque ripple correction circuit 7 is not applied to the control signal voltage CSE, the motor drive output voltage DE of the drive circuit output stage 3 when the point A is set to a constant voltage is as shown in FIG. 3 phases (U phase, V phase, W phase). In this case, three phases are generated every electrical angle of 180 °.
[0023]
Next, when only the constant amplitude circuit 6 of FIG. 1 is operated, the motor drive output voltage waveform shown in FIG. 4 is obtained. That is, the minimum voltage detection circuit 6a and the maximum voltage detection circuit 6b of the constant amplitude circuit 6 of FIG. 2 and the two constant current sources CC1 and CC2 are among the three-phase (U, V, W phase) output voltages. The maximum voltage value MAXE and the minimum voltage value MINE are detected, and the potential difference ED is calculated by the operational amplifier OP1 to generate the amplitude signal WS.
This amplitude signal WS is negatively fed back through the operational amplifier OP2 so as to have the same potential as the voltage at the point A 1b in FIG. 2, so that when the point B is a constant voltage, the amplitude W as shown in FIG. Make a constant output voltage waveform. By doing so, the constant amplitude circuit 6 shapes the voltage waveform as shown in FIG. 4 so that the torque ripple correction circuit 7 can easily correct the torque ripple of the motor M.
[0024]
Next, the torque ripple correction circuit 7 in FIG. 2 corrects the torque ripple of the motor M based on the motor current detection signal AS. That is, when the control signal voltage CSE is a constant voltage, the motor drive output voltage waveform is as shown in FIG. At this time, the output current detected by the motor current detection resistor R1 is converted into a voltage as the motor current detection signal AS, and the operational amplifier OP3 detects the ripple component of the motor current detection signal AS. The obtained ripple component is negatively fed back to the control signal voltage CSE via the operational amplifier OP4 to generate a corrected output voltage CE.
[0025]
The obtained motor drive output voltage waveform in FIG. 5 is a waveform when both the constant amplitude circuit 6 and the torque ripple correction circuit 7 are operated, and this waveform is that of the drive system normally used in FIG. It approximates the motor drive output voltage waveform. The normal motor drive output voltage of FIG. 6 has a recessed portion 30 in each phase. In the motor drive output voltage waveform obtained by the present invention in FIG. 5, a dent 35 corresponding to the recess 30 in FIG. 6 is formed. That is, the motor output voltage waveform of FIG. 5 obtained in the embodiment of the present invention and the normal motor drive output voltage waveform of FIG. 6 can be made substantially the same. That is, by using the constant amplitude circuit 6 and the torque ripple correction circuit 7, even if the VCE drop voltage of the transistors T1 to T6 of the drive circuit output stage 3 of FIG. 2 is not used in the active region where control is easy, the waveform of FIG. As shown in FIG. 6, the normal output voltage waveform of FIG. 6 can be brought close to, so that the VCE voltage (drop voltage) of the transistor can be reduced without increasing.
[0026]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the switching regulator 2 is operated based on the control signal voltage CSE input from the computer 1, and the output voltage OE is used to detect the position of the motor M from the position detection device 4. Determine the amplitude of the created voltage waveform. As a result, a waveform of a motor drive output voltage input to the motor M is generated and power is supplied to the motor M.
[0027]
In this case, using the information of the position detection signal of the motor M, the motor drive output voltage waveform DE input to the motor M, and the motor current detection signal AS, the output voltage OE of the switching regulator is converted into the torque ripple of the motor. Is controlled to be small. As a result, the transistors T1 to T6 in the output stage 3 of the motor drive circuit do not need to be subjected to delicate voltage control to reduce the torque ripple of the motor unlike the conventional case, and as a result, the VCE drop of each transistor T1 to T6. The voltage setting can be reduced. For this reason, the power consumption of the drive circuit is significantly reduced. In addition, since the heat generated from the drive circuit can be reduced, there is no need for special packages or fins for heat dissipation, and it is possible to reduce the adverse effects of heat generation on performance degradation and shortening the life of other components. .
Furthermore, since a margin for applying a higher voltage to the motor is created, the rotational speed and torque of the motor can be further increased.
[0028]
In the circuit of the first embodiment shown in FIG. 2, since the current source CC2 is connected to the ground, the minimum output voltage of the motor drive output voltage DE of the output stage 3 is the voltage drop of the diodes D4, D5, and D6. If the voltage is not equal to or higher than the sum of the voltage drops of the current source CC2, the maximum voltage detection circuit 6b does not operate. For this reason, when the maximum value of the minimum output voltage to be used is smaller than the added drop voltage described above, the current source CC2 is preferably connected to a negative power source.
[0029]
Alternatively, as shown in FIG. 7, the voltage drop of the maximum voltage detection circuit 6b can be compensated by the voltage drop caused by the base emitter voltage VBE voltage of the transistors T1, T2, and T3 of the output stage 3. In this case, the base sides of the transistors T1, T2, T3 in the output stage 3 are connected to the anodes of the diodes D4, D5, D6 of the maximum voltage detection circuit 6b.
[0030]
Embodiment 2
Next, a second embodiment of the motor drive circuit of the present invention will be described with reference to FIGS.
The second embodiment shown in FIGS. 8 and 9 differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that the torque ripple correction circuit 107 sets the corrected output voltage CE to the point B 1a based on the motor drive output voltage DE. It is to be negatively fed back against.
The trapezoidal waveform synthesizing means 5 synthesizes the position detection signal PS from the motor M with a trapezoidal wave and feeds it back to the output stage 3. The constant amplitude circuit 6 detects the potential difference between the maximum voltage and the minimum voltage of the motor drive output voltage output from the output stage 3, and uses the potential difference as an amplitude signal WS to negative feedback between the switching regulator 2 and the control signal voltage CSE. It is supposed to let you. These trapezoidal waveform synthesizing means 5 and constant amplitude circuit 6 are the same as those in the first embodiment.
[0031]
However, unlike the first embodiment, the torque ripple correction circuit 107 detects the ripple component of the motor drive output voltage DE from the output stage 3, and based on this ripple component detection, the corrected output voltage CE is Negative feedback is performed between the control signal voltage CSE and the constant amplitude circuit 6.
Since other configurations and operational effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0032]
Embodiment 3
Next, a third embodiment of the motor drive circuit of the present invention will be described with reference to FIGS.
The third embodiment differs from the first embodiment described above in that the constant amplitude circuit 6 is omitted. The trapezoidal waveform synthesizing means 5 synthesizes the position detection signal PS from the motor with a trapezoidal wave and feeds it back to the output stage 3. The torque ripple correction circuit 7 converts the output current from the motor M into an output voltage to obtain a motor current detection signal AS, detects a ripple component of the output voltage of the motor, and outputs a correction output based on the detected ripple component. The voltage CE is negatively fed back to the control signal voltage CSE side. That is, the torque ripple correction circuit 7 detects the ripple component of the motor current detection signal AS based on the motor current detection signal AS obtained from the current detection resistor R1, and calculates the corrected output voltage CE based on the ripple component detection. It is designed to output.
[0033]
Omitting the constant amplitude circuit 6 has the following advantages. That is, the circuit scale is reduced and the cost is reduced.
[0034]
In the first embodiment described above, the output of the switching regulator is obtained using the position detection signal PS obtained from the motor M, the motor drive output voltage DE obtained from the output stage 3, and the motor current detection signal AS obtained from the motor M. The voltage is controlled so as to reduce the torque ripple of the motor. This eliminates the need for delicate voltage control to reduce torque ripple in the output stage 3 transistor of the motor drive circuit, and as a result, it is not necessary to use the output stage transistor in the controllable active region. The setting of the collector-emitter voltage VCE (drop voltage) of the transistor can be reduced.
[0035]
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the position detection signal PS from the motor M and the information on the motor drive output voltage DE obtained from the output stage 3 are used to convert the output voltage of the switching regulator to the torque of the motor. The ripple is controlled to be small. For this reason, it is no longer necessary to perform delicate voltage control for reducing torque ripple in the output stage transistor of the motor drive circuit, and as a result, the setting of the collector-emitter voltage VCE (drop voltage) can be reduced.
Further, in the third embodiment of FIG. 10, the output voltage of the switching regulator is reduced by using the information of the position detection signal PS from the motor M and the motor current detection signal AS from the motor M so that the torque ripple of the motor becomes small. Can be controlled. Therefore, it is not necessary to perform delicate voltage control for reducing torque ripple in the motor drive circuit output stage transistor, and as a result, the setting of the collector-emitter voltage VCE (drop voltage) can be reduced.
[0036]
For this reason, the power consumption of the drive circuit can be greatly reduced, and the heat generated from the drive circuit can be reduced, so that no special package or fin for heat dissipation is required. Furthermore, it is possible to reduce the adverse effect of deterioration of performance and life of other parts due to heat generation.
Since the motor can afford to apply a higher voltage, the number of rotations and torque can be increased.
In the present invention, the switching regulator is operated based on the input control signal voltage, and the motor drive output voltage obtained through the output stage connected to the switching regulator is used to produce the switching regulator. This is a motor drive circuit that determines the amplitude of the voltage waveform that has been detected, and is a switching regulator based on information that combines the position detection signal from the motor and the voltage waveform input to the motor, the current waveform output from the motor, or both. Means for controlling the output voltage. For this reason, the output voltage of the switching regulator is controlled so as to reduce the torque ripple of the motor by using the position detection signal and information on the voltage waveform or current waveform, or both the voltage waveform and current waveform. Therefore, it is not necessary to perform delicate voltage control to reduce torque ripple in the output stage of the motor drive circuit. As a result, the drop voltage setting of the output stage can be reduced, and the power consumption of the drive circuit is reduced. To do.
[0037]
By the way, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the embodiment described above shows an example of a drive circuit adapted to a capstan motor of a video tape recorder. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a drive circuit of a motor in other fields. Can do. Further, the motor M is not limited to a three-phase bidirectional drive type motor, but can be applied to other types of motors such as a two-phase bidirectional drive motor.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a motor drive circuit of the present invention.
2 is a circuit diagram illustrating in detail a constant amplitude circuit, a torque ripple correction circuit, and the like according to the first embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a motor drive output voltage waveform when a point A in FIG. 1 is a constant voltage.
FIG. 4 is a diagram showing a motor drive output voltage waveform when a point B in FIG. 1 is a constant voltage.
FIG. 5 is a diagram showing a motor drive output voltage waveform when the control signal voltage is made constant.
FIG. 6 is a diagram showing a motor drive output voltage waveform of a normal drive method.
7 is a diagram showing another example of the circuit diagram of the first embodiment shown in FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing in detail Embodiment 2 of FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram showing in detail Embodiment 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1a A point
1b B point
2 Switching regulator
3 Drive circuit output stage
4 Motor position detector
5 Trapezoidal wave synthesis means (waveform synthesis means) (means for controlling the output voltage of the switching regulator)
6 Constant amplitude circuit (means to control output voltage of switching regulator)
7 Torque ripple correction circuit (means to control output voltage of switching regulator)
AS motor current detection signal
CE correction output voltage
CSE control signal voltage
DE Motor drive output voltage
OE output voltage
PS position detection signal
WS amplitude signal

Claims

入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られるモータ駆動出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、
モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、
出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の最大電圧及び最小電圧の電圧差の検出を行い、電圧差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧との間に負帰還させる定振幅回路と、
モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路との間に負帰還させるトルクリップル補正回路と、
を備えたことを特徴とするモータの駆動回路。The switching regulator is operated based on the input control signal voltage, and the motor drive output voltage obtained via the output stage connected to the switching regulator is used to calculate the amplitude of the voltage waveform generated from the motor position detection device. A motor drive circuit to be determined,
A waveform synthesis means for synthesizing a trapezoidal wave of a position detection signal from the motor and feeding it back to the output stage;
A constant amplitude circuit that detects the voltage difference between the maximum voltage and the minimum voltage of the motor drive output voltage output from the output stage, and negatively feeds back the voltage difference as an amplitude signal between the switching regulator and the control signal voltage;
Torque ripple correction circuit that detects the ripple component of the output voltage by converting the output current from the motor into the output voltage and negatively feeds back the corrected output voltage between the control signal voltage and the constant amplitude circuit based on this ripple component detection When,
A motor drive circuit comprising:

入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られるモータ駆動出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、
モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、
出力段から出力されるモータ駆動出力電圧の最大電圧及び最小電圧の電圧差の検出を行い、電圧差を振幅信号としてスイッチングレギュレータと制御信号電圧との間に負帰還させる定振幅回路と、
出力段からのモータ駆動出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧と定振幅回路との間に負帰還させるトルクリップル補正回路と、
を備えたことを特徴とするモータの駆動回路。The switching regulator is operated based on the input control signal voltage, and the motor drive output voltage obtained via the output stage connected to the switching regulator is used to calculate the amplitude of the voltage waveform generated from the motor position detection device. A motor drive circuit to be determined,
A waveform synthesis means for synthesizing a trapezoidal wave of a position detection signal from the motor and feeding it back to the output stage;
A constant amplitude circuit that detects the voltage difference between the maximum voltage and the minimum voltage of the motor drive output voltage output from the output stage, and negatively feeds back the voltage difference as an amplitude signal between the switching regulator and the control signal voltage;
A torque ripple correction circuit that detects a ripple component of the motor drive output voltage from the output stage and negatively feeds back the correction output voltage between the control signal voltage and the constant amplitude circuit based on the ripple component detection;
A motor drive circuit comprising:

入力の制御信号電圧をもとにスイッチングレギュレータを動作させ、このスイッチングレギュレータに接続された出力段を介し得られる出力電圧を用いて、モータの位置検出装置から作られた電圧波形の振幅を決めるモータの駆動回路であって、
モータからの位置検出信号を台形波合成して前記出力段にフィードバックする波形合成手段と、
モータからの出力電流を出力電圧に変換して出力電圧のリップル成分検出を行い、このリップル成分検出に基づいて補正出力電圧を制御信号電圧側に負帰還させるトルクリッフル補正回路と、
を備えたことを特徴とするモータの駆動回路。A motor that operates a switching regulator based on an input control signal voltage and determines an amplitude of a voltage waveform generated from a motor position detection device using an output voltage obtained through an output stage connected to the switching regulator. Drive circuit,
A waveform synthesis means for synthesizing a trapezoidal wave of a position detection signal from the motor and feeding it back to the output stage;
A torque converter that detects the ripple component of the output voltage by converting the output current from the motor to the output voltage, and negatively feeds back the corrected output voltage to the control signal voltage side based on this ripple component detection; and
A motor drive circuit comprising: