JP4890796B2 - Motor drive circuit and disk device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、回転子の回転を制御する技術に関し、特に、複数のコイルを有するステータと磁性を有するロータとを含むモータの回転を制御するモータ駆動回路に関する。   The present invention relates to a technique for controlling rotation of a rotor, and more particularly to a motor drive circuit that controls rotation of a motor including a stator having a plurality of coils and a magnetic rotor.

ポータブルＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）装置や、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）など、ディスク型メディアを使用した電子機器において、そのディスクを回転させるためにブラシレス直流モータが用いられる。ブラシレス直流（ＤＣ）モータは、一般に、永久磁石を備えたロータと、スター結線された複数の相のコイルを備えたステータとを備えており、コイルに供給する電流を制御することによりコイルを励磁し、ロータをステータに対して相対回転させて駆動する。ブラシレスＤＣモータは、ロータの回転位置を検出するために、一般に、ホール素子や光学エンコーダなどのセンサを備えており、センサにより検出された位置に応じて、各相のコイルに供給する電流を切り換えて、ロータに適切なトルクを与える。   In an electronic device using a disk-type medium such as a portable CD (Compact Disc) device or a DVD (Digital Versatile Disc), a brushless DC motor is used to rotate the disk. Brushless direct current (DC) motors generally include a rotor with a permanent magnet and a stator with a plurality of star-connected coils of a phase, and the coil is excited by controlling the current supplied to the coil. The rotor is driven by rotating relative to the stator. In order to detect the rotational position of the rotor, the brushless DC motor generally includes a sensor such as a Hall element or an optical encoder, and switches the current supplied to the coil of each phase according to the position detected by the sensor. And apply an appropriate torque to the rotor.

モータをより小型化するために、ホール素子などのセンサを利用せずにロータの回転位置を検出するセンサレスモータも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。センサレスモータは、たとえばモータの中点配線の電位を計測することにより、コイルに発生する誘導電圧を検出して位置情報を得る。   In order to further reduce the size of the motor, a sensorless motor that detects the rotational position of the rotor without using a sensor such as a Hall element has also been proposed (for example, see Patent Document 1). The sensorless motor obtains position information by detecting the induced voltage generated in the coil, for example, by measuring the potential of the midpoint wiring of the motor.

特許文献２において、発明が解決しようとする課題として説明されるように、こうしたセンサレスモータにおいては、逆起ノイズなどによって各コイルに発生する逆起電圧にスパイク状のノイズが発生し、モータの回転が不安定となるという問題がある。
特開平３−２０７２５０号公報 特開平１０−２４３６８５号公報 In Patent Document 2, as described as a problem to be solved by the invention, in such a sensorless motor, spike-like noise is generated in the counter electromotive voltage generated in each coil due to counter electromotive noise or the like, and rotation of the motor is performed. There is a problem that becomes unstable.
JP-A-3-207250 Japanese Patent Laid-Open No. 10-243865

こうした逆起ノイズによる影響を低減するために、本出願人は上述の特許文献２において、逆起ノイズが発生する所定期間の間、逆起ノイズによる信号レベルの遷移をマスクして当該逆起ノイズがモータの駆動に影響を低減する技術を提案した。特許文献２で提案した技術では、逆起ノイズをマスクする期間を所定の値に固定しているため、モータの回転数が大きく変化するアプリケーションにおいては、モータの安定性に改善の余地があった。   In order to reduce the influence of the back electromotive noise, the applicant of the above-mentioned Patent Document 2 masks signal level transitions caused by the back electromotive noise during a predetermined period in which the back electromotive noise is generated. Proposed a technique to reduce the impact on motor drive. In the technique proposed in Patent Document 2, since the period for masking back electromotive noise is fixed to a predetermined value, there is room for improvement in the stability of the motor in an application in which the rotational speed of the motor changes greatly. .

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの回転数が変化しても、ノイズを除去して回転を安定化可能なモータ駆動回路の提供にある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor drive circuit capable of removing noise and stabilizing the rotation even when the rotation speed of the motor changes.

本発明のある態様は、多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路に関する。このモータ駆動回路は、多相モータの各相のコイルに発生する逆起電圧を多相の中点電圧とそれぞれ比較し、各相の第１矩形波信号を生成する逆起検出コンパレータと、逆起検出コンパレータから出力される各相の第１矩形波信号のノイズ成分を除去するマスキング処理を行い、各相の第２矩形波信号として出力するマスク回路と、各相の第２矩形波信号にもとづき、多相モータの各相のコイルに駆動電流を供給する出力回路と、各相の第２矩形波信号のエッジを検出し、検出したエッジ毎にレベルが切り替わる周波数発生信号を生成する周波数発生回路と、周波数発生信号のレベル遷移後、周波数発生信号のパルス幅に所定の係数を乗じた期間、所定レベルとなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、を備える。マスク回路は、マスク信号が所定レベルの期間、第１矩形波信号のレベル変動を無効化するマスキング処理を行う。   One embodiment of the present invention relates to a motor drive circuit that drives a multiphase motor by supplying a drive current. The motor drive circuit compares a back electromotive voltage generated in each phase coil of a multiphase motor with a multiphase midpoint voltage, and generates a first rectangular wave signal for each phase. A masking process for removing the noise component of the first rectangular wave signal of each phase output from the occurrence detection comparator and outputting as a second rectangular wave signal of each phase, and a second rectangular wave signal of each phase Based on the output circuit that supplies the drive current to the coils of each phase of the multiphase motor and the frequency generation that detects the edge of the second rectangular wave signal of each phase and generates a frequency generation signal that switches the level for each detected edge A circuit, and a mask signal generation circuit that generates a mask signal having a predetermined level for a period obtained by multiplying the pulse width of the frequency generation signal by a predetermined coefficient after the level transition of the frequency generation signal. The mask circuit performs a masking process for invalidating the level fluctuation of the first rectangular wave signal during a period in which the mask signal is at a predetermined level.

この態様によると、マスク信号により規定される第１矩形波信号の変動を無効化する期間は、周波数発生信号のパルス幅、すなわちモータの回転数に応じて変化することになるため、モータの回転数が変動した場合においても、第１矩形波信号から逆起ノイズなどを好適に除去し、モータを安定に回転させることができる。   According to this aspect, the period for invalidating the fluctuation of the first rectangular wave signal defined by the mask signal changes according to the pulse width of the frequency generation signal, that is, the rotational speed of the motor. Even when the number fluctuates, the back electromotive noise and the like can be suitably removed from the first rectangular wave signal, and the motor can be rotated stably.

マスク信号生成回路は、周波数発生信号のレベル遷移ごとにリセットされ、カウントを開始するカウンタと、カウンタによりカウントされたリセット時のカウント値を保持するレジスタと、レジスタに保持されたカウント値に所定の係数を乗じて得られる数値に応じたパルス幅を有するマスク信号を出力するマスク幅設定部と、を含んでもよい。   The mask signal generation circuit is reset at each level transition of the frequency generation signal, and starts counting, a register that holds a count value at the time of reset counted by the counter, and a count value held in the register A mask width setting unit that outputs a mask signal having a pulse width corresponding to a numerical value obtained by multiplying by a coefficient.

レジスタは、出力すべきマスク信号に対して１つ前の周波数発生信号のカウント値を保持してもよい。この場合、マスク時間には、直前のモータの回転数が反映されるため、モータの回転数を急激に変化させる場合にも、安定に駆動することができる。   The register may hold the count value of the previous frequency generation signal with respect to the mask signal to be output. In this case, since the rotation speed of the immediately preceding motor is reflected in the mask time, even when the rotation speed of the motor is rapidly changed, the mask can be driven stably.

マスク信号生成回路は、多相モータの駆動開始時において、所定の固定値をパルス幅として有するマスク信号を出力してもよい。
モータの駆動開始時において、マスク信号のパルス幅を固定することにより、周波数信号を固定することができる。 The mask signal generation circuit may output a mask signal having a predetermined fixed value as a pulse width at the start of driving of the multiphase motor.
At the start of driving the motor, the frequency signal can be fixed by fixing the pulse width of the mask signal.

モータ駆動回路は、１つの半導体基板上に一体集積化されてもよい。なお、ここでの集積化とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。   The motor drive circuit may be integrated on a single semiconductor substrate. The integration here includes a case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and a case where the main components of the circuit are integrally integrated. Part of the resistors, capacitors, and the like may be provided outside the semiconductor substrate.

本発明の別の態様は、電子機器である。この電子機器は、ディスクを回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータを駆動する上述のモータ駆動回路と、を備える。   Another embodiment of the present invention is an electronic device. This electronic apparatus includes a spindle motor that rotates a disk and the above-described motor drive circuit that drives the spindle motor.

この態様によると、逆起ノイズの影響御抑え、ディスクの回転数を安定化することができる。   According to this aspect, it is possible to suppress the influence of back electromotive noise and stabilize the rotational speed of the disk.

本発明によれば、モータの回転数が変化しても、ノイズを除去して回転を安定化可能なモータ駆動回路を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the rotation speed of a motor changes, the motor drive circuit which can remove a noise and can stabilize rotation can be provided.

図１は、実施の形態に係るモータ駆動回路１００の構成を示す回路図である。モータ駆動回路１００は、センサレスブラシレスＤＣモータ５０（以下、単に「モータ５０」という）に駆動電流を供給して回転を制御する。モータ５０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイル５０ａ〜５０ｃを含む３相ＤＣモータである。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a motor drive circuit 100 according to the embodiment. The motor drive circuit 100 supplies a drive current to a sensorless brushless DC motor 50 (hereinafter simply referred to as “motor 50”) to control rotation. The motor 50 is a three-phase DC motor including U-phase, V-phase, and W-phase coils 50a to 50c.

モータ駆動回路１００は、逆起検出コンパレータ１０、マスク回路１２、出力回路１４、周波数発生回路２０、マスク信号生成回路３０を含む。モータ駆動回路１００は、１つの半導体基板上に一体集積化された機能ＩＣである。   The motor drive circuit 100 includes a back electromotive force detection comparator 10, a mask circuit 12, an output circuit 14, a frequency generation circuit 20, and a mask signal generation circuit 30. The motor drive circuit 100 is a functional IC integrated on a single semiconductor substrate.

逆起検出コンパレータ１０は、モータ５０の各相のコイル５０ａ〜５０ｃに発生する逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗを多相のコイルの中点電圧Ｖｎとそれぞれ比較し、各相の第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗを生成する。第１矩形波信号Ｐｕは、Ｖｕ＞Ｖｎのときハイレベル、Ｖｕ＜Ｖｎのときローレベルとなる。同様に、第１矩形波信号Ｐｖは、Ｖｖ＞Ｖｎのときハイレベル、Ｖｖ＜Ｖｎのときローレベルとなり、第１矩形波信号Ｐｗは、Ｖｗ＞Ｖｎのときハイレベル、Ｖｗ＜Ｖｎのときローレベルとなる。   The back electromotive force detection comparator 10 compares the back electromotive voltages Vu to Vw generated in the coils 50a to 50c of each phase of the motor 50 with the midpoint voltage Vn of the multiphase coils, respectively, and the first rectangular wave signal Pu of each phase. ~ Pw is generated. The first rectangular wave signal Pu is at a high level when Vu> Vn, and is at a low level when Vu <Vn. Similarly, the first rectangular wave signal Pv is high when Vv> Vn, and low when Vv <Vn. The first rectangular wave signal Pw is high when Vw> Vn, and low when Vw <Vn. Become a level.

マスク回路１２は、逆起検出コンパレータ１０から出力される各相の第１矩形波信号Ｐｖ〜Ｐｗのノイズ成分を除去するマスキング処理を行い、各相の第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗとして出力する。出力回路１４は、各相の第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗにもとづき、モータ５０の各相のコイル５０ａ〜５０ｃに駆動電流を供給する。   The mask circuit 12 performs a masking process for removing noise components of the first rectangular wave signals Pv to Pw of each phase output from the back electromotive force detection comparator 10, and outputs the second rectangular wave signals Mu to Mw of each phase. . The output circuit 14 supplies a drive current to the coils 50a to 50c of each phase of the motor 50 based on the second rectangular wave signals Mu to Mw of each phase.

周波数発生回路２０は、ロータの位置を検出するための位置検出回路であって、各相の第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗの信号の遷移エッジを検出し、検出したエッジ毎にレベルがハイレベルとローレベルとで切り替わる周波数発生信号ＳｉｇＦＧを生成する。たとえば、周波数発生信号ＳｉｇＦＧは、第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗの排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ）を演算することにより生成することができる。   The frequency generation circuit 20 is a position detection circuit for detecting the position of the rotor, detects the transition edge of the second rectangular wave signals Mu to Mw of each phase, and the level is high for each detected edge. And a frequency generation signal SigFG that switches between low level and low level. For example, the frequency generation signal SigFG can be generated by calculating the exclusive OR of the second rectangular wave signals Mu to Mw.

マスク信号生成回路３０は、周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐに所定の係数を乗じた期間、ハイレベルとなるマスク信号ＭＳＫを生成する。周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐとは、信号レベルが遷移してから、次に遷移するまでの時間をいう。マスク信号ＭＳＫは、マスク回路１２へと出力される。   The mask signal generation circuit 30 generates a mask signal MSK that is at a high level during a period obtained by multiplying the pulse width Tp of the frequency generation signal SigFG by a predetermined coefficient. The pulse width Tp of the frequency generation signal SigFG refers to the time from the transition of the signal level to the next transition. The mask signal MSK is output to the mask circuit 12.

マスク信号生成回路３０は、カウンタ３２、レジスタ３４、マスク幅設定回路３６を含む。カウンタ３２には、外部から入力されるクロック信号ＣＫをカウントする。カウンタ３２には、周波数発生信号ＳｉｇＦＧが入力されており、その信号レベルが切り替わるごとにカウント値ＣＮＴがリセットされ、再びカウントを開始する。レジスタ３４は、カウンタ３２がリセットされるごとに、リセット時のカウント値ＣＮＴを逐次保持する。マスク幅設定回路３６は、レジスタ３４に保持されたカウント値ＣＮＴに所定の係数αを乗じて得られる数値に対応する期間、ハイレベルとなるマスク信号ＭＳＫを出力する。   The mask signal generation circuit 30 includes a counter 32, a register 34, and a mask width setting circuit 36. The counter 32 counts a clock signal CK input from the outside. The frequency generation signal SigFG is input to the counter 32, and the count value CNT is reset each time the signal level is switched, and counting is started again. Each time the counter 32 is reset, the register 34 sequentially holds the count value CNT at the time of reset. The mask width setting circuit 36 outputs a mask signal MSK that is at a high level for a period corresponding to a numerical value obtained by multiplying the count value CNT held in the register 34 by a predetermined coefficient α.

マスク回路１２は、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗのいずれかが遷移してから、マスク信号ＭＳＫがハイレベルの期間、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗのレベル変動を無効化するマスキング処理を行う。すなわち、マスク信号ＭＳＫがハイレベルの期間は、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗの信号レベルが変動しても、その変動は第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗには反映されない。一方、マスク信号ＭＳＫがローレベルの期間は、第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗは、それぞれ第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗと等しくなる。   The mask circuit 12 performs a masking process for invalidating the level fluctuations of the first rectangular wave signals Pu to Pw during a period when the mask signal MSK is at a high level after any of the first rectangular wave signals Pu to Pw transitions. . That is, even when the signal level of the first rectangular wave signals Pu to Pw varies during the period when the mask signal MSK is at the high level, the variation is not reflected in the second rectangular wave signals Mu to Mw. On the other hand, during the period when the mask signal MSK is at a low level, the second rectangular wave signals Mu to Mw are equal to the first rectangular wave signals Pu to Pw, respectively.

出力回路１４は、モータ５０のステータを構成する３相のコイル５０ａ〜５０ｃに供給する電流を制御する。出力回路１４は、ドライブ信号合成回路１６、パワートランジスタ回路１８を含む。パワートランジスタ回路１８は、６個のスイッチング用のトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を備え、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオンオフによりコイル５０ａ〜５０ｃに供給される電流がオンオフされる。トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のオンオフは、ドライブ信号合成回路１６により制御される。   The output circuit 14 controls the current supplied to the three-phase coils 50 a to 50 c constituting the stator of the motor 50. The output circuit 14 includes a drive signal synthesis circuit 16 and a power transistor circuit 18. The power transistor circuit 18 includes six switching transistors Tr1 to Tr6, and currents supplied to the coils 50a to 50c are turned on and off by turning on and off the transistors Tr1 to Tr6. On / off of the transistors Tr1 to Tr6 is controlled by the drive signal synthesis circuit 16.

ドライブ信号合成回路１６は、マスク回路１２から出力される第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗにもとづき、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲートに印加すべきドライブ信号Ｄｕｕ〜Ｄｕｌを生成する。   The drive signal synthesis circuit 16 generates drive signals Duu to Dul to be applied to the gates of the transistors Tr1 to Tr6 based on the second rectangular wave signals Mu to Mw output from the mask circuit 12.

以上のように構成されたモータ駆動回路１００の動作について説明する。図２（ａ）〜（ｍ）は、モータ駆動回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図２（ａ）〜（ｃ）は、モータ５０の各相のコイル５０ａ〜５０ｃに発生する逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗを、同図（ｄ）はコイル５０ａ〜５０ｃの中点電圧Ｖｎを、同図（ｅ）〜（ｇ）は第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗを、同図（ｈ）〜（ｊ）は第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗを、同図（ｋ）は周波数発生信号ＳｉｇＦＧを、同図（ｌ）はレジスタ３４に保持されるカウント値ＣＮＴを、同図（ｍ）はマスク信号ＭＳＫを表す。   The operation of the motor drive circuit 100 configured as described above will be described. 2A to 2M are time charts showing operation states of the motor drive circuit 100. FIG. 2A to 2C show the back electromotive voltages Vu to Vw generated in the coils 50a to 50c of each phase of the motor 50, and FIG. 2D shows the midpoint voltage Vn of the coils 50a to 50c. (E)-(g) shows the first rectangular wave signals Pu-Pw, (h)-(j) shows the second rectangular wave signals Mu-Mw, and (k) shows the frequency generation signal SigFG. (L) shows the count value CNT held in the register 34, and (m) shows the mask signal MSK.

コイル５０ａ〜５０ｃには、出力回路１４によって駆動電流が供給され、その結果生じる逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗは、互いに１２０°づつ位相がずれた周期信号となる。逆起検出コンパレータ１０は、逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗと中点電圧Ｖｎをそれぞれ比較し、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗを生成する。逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗには、スパイク状の逆起ノイズＮｖ１〜Ｎｖ３が発生しており、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗにも、この逆起ノイズがＮｐ１〜Ｎｐ３として現れる。   A drive current is supplied to the coils 50a to 50c by the output circuit 14, and the resulting back electromotive force voltages Vu to Vw are periodic signals whose phases are shifted from each other by 120 °. The back electromotive force detection comparator 10 compares the back electromotive force voltages Vu to Vw and the midpoint voltage Vn, respectively, and generates first rectangular wave signals Pu to Pw. Spike-like counter electromotive noises Nv1 to Nv3 are generated in the counter electromotive voltages Vu to Vw, and these counter electromotive noises appear as Np1 to Np3 also in the first rectangular wave signals Pu to Pw.

時刻Ｔ０に第２矩形波信号Ｍｕがローレベルからハイレベルへと遷移すると、周波数発生回路２０は、この立ち上がりエッジ（ポジエッジ）を検出し、周波数発生信号ＳｉｇＦＧをローレベルに切り替える。マスク信号生成回路３０のカウンタ３２は、周波数発生信号ＳｉｇＦＧが遷移すると同時にリセットされ、あらたなカウントを開始する。   When the second rectangular wave signal Mu transitions from the low level to the high level at time T0, the frequency generation circuit 20 detects this rising edge (positive edge) and switches the frequency generation signal SigFG to the low level. The counter 32 of the mask signal generation circuit 30 is reset simultaneously with the transition of the frequency generation signal SigFG and starts a new count.

逆起ノイズＮｖ１が現れる時刻Ｔ１において、マスク信号ＭＳＫはハイレベルである。上述のように、マスク回路１２は、マスク信号ＭＳＫがハイレベルの期間、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗのレベル変動を無効化する。したがって、Ｗ相に着目すると、第２矩形波信号Ｍｗに第１矩形波信号Ｐｗに現れるノイズ成分Ｎｐ１は現れず、逆起ノイズの影響が除去された平坦な信号が得られる。   At time T1 when the back electromotive noise Nv1 appears, the mask signal MSK is at a high level. As described above, the mask circuit 12 invalidates the level fluctuations of the first rectangular wave signals Pu to Pw while the mask signal MSK is at a high level. Therefore, focusing on the W phase, the noise component Np1 appearing in the first rectangular wave signal Pw does not appear in the second rectangular wave signal Mw, and a flat signal from which the influence of back electromotive noise has been removed is obtained.

時刻Ｔ２にマスク信号ＭＳＫがローレベルとなり、時刻Ｔ３に第１矩形波信号Ｐｗがローレベルとなる。時刻３において、マスク信号ＭＳＫはローレベルであって、マスク回路１２は、第１矩形波信号Ｐｗのレベル変動に追従した第２矩形波信号Ｍｗを出力するため、第２矩形波信号Ｍｗもローレベルとなる。周波数発生回路２０は、第２矩形波信号Ｍｗの立ち下がりエッジ（ネガエッジ）を検出し、周波数発生信号ＳｉｇＦＧをローレベルからハイレベルに切り替える。カウンタ３２は、時刻Ｔ３に再度リセットされ、それまでのカウント値ｃｎｔ１をレジスタ３４に書き込む。このカウント値ｃｎｔ１は、図中Ｔｐ１で示す周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐ１に応じた値となる。すなわち、カウンタ３２に入力されるのクロック信号ＣＫの周期時間をＴｃｋとすると、ｃｎｔ１＝Ｔｐ１／Ｔｃｋとなる。   At time T2, the mask signal MSK becomes low level, and at time T3, the first rectangular wave signal Pw becomes low level. At time 3, the mask signal MSK is at a low level, and the mask circuit 12 outputs the second rectangular wave signal Mw following the level fluctuation of the first rectangular wave signal Pw, so that the second rectangular wave signal Mw is also low. Become a level. The frequency generation circuit 20 detects a falling edge (negative edge) of the second rectangular wave signal Mw and switches the frequency generation signal SigFG from the low level to the high level. The counter 32 is reset again at time T3, and the count value cnt1 up to that time is written in the register 34. The count value cnt1 is a value corresponding to the pulse width Tp1 of the frequency generation signal SigFG indicated by Tp1 in the drawing. In other words, if the period of the clock signal CK input to the counter 32 is Tck, cnt1 = Tp1 / Tck.

マスク幅設定回路３６は、マスク幅設定回路３６に書き込まれたカウント値ｃｎｔ１に所定の係数αを乗じて得られる値（α×ｃｎｔ１）に対応したマスク期間Ｔｍｓｋ１＝α×ｃｎｔ１×Ｔｃｋの間、マスク信号ＭＳＫをハイレベルとする。たとえば、所定の係数αは１３／１６程度に設定してもよい。時刻Ｔ４に逆起ノイズＮｖ２が発生し、第１矩形波信号Ｐｖに逆起ノイズＮｐ２が現れる。逆起ノイズＮｖ２が現れる時刻Ｔ４は、マスク信号ＭＳＫがハイレベルであるため、第２矩形波信号Ｍｖにノイズ成分は現れない。時刻Ｔ５にマスク信号ＭＳＫはローレベルであるため、マスク回路１２は、第１矩形波信号Ｐｖがハイレベルとなると同時に第２矩形波信号Ｍｖをハイレベルとする。周波数発生回路２０は、第２矩形波信号Ｍｖのポジエッジを検出し、周波数発生信号ＳｉｇＦＧをローレベルに切り替える。   The mask width setting circuit 36 has a mask period Tmsk1 = α × cnt1 × Tck corresponding to a value (α × cnt1) obtained by multiplying the count value cnt1 written in the mask width setting circuit 36 by a predetermined coefficient α. The mask signal MSK is set to high level. For example, the predetermined coefficient α may be set to about 13/16. Back electromotive noise Nv2 is generated at time T4, and back electromotive noise Np2 appears in the first rectangular wave signal Pv. At time T4 when the back electromotive noise Nv2 appears, the mask signal MSK is at a high level, so no noise component appears in the second rectangular wave signal Mv. Since the mask signal MSK is at the low level at time T5, the mask circuit 12 sets the second rectangular wave signal Mv to the high level at the same time as the first rectangular wave signal Pv becomes the high level. The frequency generation circuit 20 detects the positive edge of the second rectangular wave signal Mv and switches the frequency generation signal SigFG to a low level.

このように、本実施の形態に係るモータ駆動回路１００によれば、マスク信号ＭＳＫによるマスク時間Ｔｍｓｋを、周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐ、すなわちモータ５０の回転数に応じて変化させる。その結果、モータ５０の回転数が変動した場合においても、第１矩形波信号Ｖｕ〜Ｖｗから逆起ノイズなどを好適に除去し、モータを安定に回転させることができる。   As described above, according to the motor drive circuit 100 according to the present embodiment, the mask time Tmsk based on the mask signal MSK is changed according to the pulse width Tp of the frequency generation signal SigFG, that is, the rotational speed of the motor 50. As a result, even when the rotational speed of the motor 50 fluctuates, back electromotive noise and the like can be suitably removed from the first rectangular wave signals Vu to Vw, and the motor can be rotated stably.

さらに、マスク信号生成回路３０において、レジスタ３４は、出力すべきマスク信号ＭＳＫに対して１つ前の周波数発生信号ＳｉｇＦＧに対するカウント値ＣＮＴを保持し、このカウント値にもとづいてマスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋを設定する。その結果、マスク時間Ｔｍｓｋには、直前のモータ５０の回転数が反映されるため、モータの回転数を急激に変化させる場合にも、安定に駆動することができる。   Further, in the mask signal generation circuit 30, the register 34 holds the count value CNT for the frequency generation signal SigFG immediately before the mask signal MSK to be output, and the mask time of the mask signal MSK based on this count value. Set Tmsk. As a result, since the previous rotation speed of the motor 50 is reflected in the mask time Tmsk, stable driving can be achieved even when the rotation speed of the motor is rapidly changed.

図３（ａ）〜（ｍ）は、モータ５０の加速時におけるモータ駆動回路１００の動作状態を示すタイムチャートである。図３（ａ）〜（ｍ）は、図２（ａ）〜（ｍ）とそれぞれ対応した波形を示している。
モータ５０の回転数が上昇するにしたがって、各相のコイル５０ａ〜５０ｃに駆動電流を供給する時間は短くなっていく。その結果、逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗおよび第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗ、第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗの周期時間は徐々に短くなっていく。第２矩形波信号Ｍｕ〜Ｍｗの周期時間が短くなると、周波数発生信号ＳｉｇＦＧの信号レベルが遷移する時間Ｔｐも短くなり、レジスタ３４に保持されるカウンタ３２のカウント値ＣＮＴは小さくなっていく。その結果、マスク幅設定回路３６により設定されるマスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋは、モータ５０の回転数の上昇にともない、徐々に短くなっていく。 3A to 3M are time charts showing operation states of the motor drive circuit 100 when the motor 50 is accelerated. FIGS. 3A to 3M show waveforms corresponding to FIGS. 2A to 2M, respectively.
As the rotational speed of the motor 50 increases, the time for supplying the drive current to the coils 50a to 50c of each phase becomes shorter. As a result, the cycle times of the counter electromotive voltages Vu to Vw, the first rectangular wave signals Pu to Pw, and the second rectangular wave signals Mu to Mw are gradually shortened. When the cycle time of the second rectangular wave signals Mu to Mw is shortened, the time Tp for transitioning the signal level of the frequency generation signal SigFG is also shortened, and the count value CNT of the counter 32 held in the register 34 is decreased. As a result, the mask time Tmsk of the mask signal MSK set by the mask width setting circuit 36 gradually decreases as the rotational speed of the motor 50 increases.

マスク信号生成回路３０は、モータ５０の駆動開始時において、マスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋを、周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐにかかわらず、所定の固定値に設定してもよい。モータ５０の駆動開始直後においては、レジスタ３４にはいかなるカウント値も保持されていない。そこで、あらかじめ定めた固定値を初期値としてマスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋを決定し、このマスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋにもとづき、第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗから逆起ノイズを除去する。その後、上述のように周波数発生信号ＳｉｇＦＧのパルス幅Ｔｐに応じてマスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋを設定することにより、駆動開始から所定の回転数に達するまでの期間、安定にモータ５０を回転させることができる。   The mask signal generation circuit 30 may set the mask time Tmsk of the mask signal MSK to a predetermined fixed value regardless of the pulse width Tp of the frequency generation signal SigFG at the start of driving of the motor 50. Immediately after the start of driving of the motor 50, no count value is held in the register 34. Therefore, the mask time Tmsk of the mask signal MSK is determined with a predetermined fixed value as an initial value, and the back electromotive noise is removed from the first rectangular wave signals Pu to Pw based on the mask time Tmsk of the mask signal MSK. Thereafter, by setting the mask time Tmsk of the mask signal MSK according to the pulse width Tp of the frequency generation signal SigFG as described above, the motor 50 is stably rotated during the period from the start of driving to the predetermined rotation speed. be able to.

同様に、モータ５０の減速時においても、同様の動作によって、マスク信号ＭＳＫのマスク時間Ｔｍｓｋが徐々に長くなっていき、逆起ノイズを好適に除去することができる。   Similarly, even when the motor 50 is decelerated, the mask time Tmsk of the mask signal MSK is gradually increased by the same operation, and the back electromotive noise can be suitably removed.

つぎに、本実施の形態に係るモータ駆動回路１００のアプリケーションについて説明する。図４は、図１のモータ駆動回路１００を搭載したディスク装置２００の構成を示すブロック図である。ディスク装置２００は、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクに対して記録、再生処理を行うユニットであり、ＣＤプレイヤやＤＶＤプレイヤ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に搭載される。ディスク装置２００は、ピックアップ２１０、信号処理部２１２、ディスク２１４、モータ５０、モータ駆動回路１００を含む。
ピックアップ２１０は、ディスク２１４にレーザを照射して所望のデータを書き込み、あるいは、反射した光を読み込むことによりディスク２１４に書き込まれたデータを読み出す。信号処理部２１２は、ピックアップ２１０により読み書きするデータに対して増幅処理、Ａ／Ｄ変換あるいはＤ／Ａ変換など必要な信号処理を行う。モータ５０は、ディスク２１４を回転させるために設けられたスピンドルモータである。図４に示すようなディスク装置２００は、特に小型化が要求されるため、モータ５０としてホール素子などを用いないセンサレスタイプが用いられる。本実施の形態に係るモータ駆動回路１００は、このようなセンサレスのスピンドルモータを安定に駆動するために好適に用いることができる。 Next, an application of the motor drive circuit 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a disk device 200 on which the motor drive circuit 100 of FIG. 1 is mounted. The disk device 200 is a unit that performs recording and reproduction processing on an optical disk such as a CD or a DVD, and is mounted on an electronic device such as a CD player, a DVD player, or a personal computer. The disk device 200 includes a pickup 210, a signal processing unit 212, a disk 214, a motor 50, and a motor driving circuit 100.
The pickup 210 writes desired data by irradiating the disk 214 with a laser, or reads the data written on the disk 214 by reading reflected light. The signal processing unit 212 performs necessary signal processing such as amplification processing, A / D conversion, or D / A conversion on data read and written by the pickup 210. The motor 50 is a spindle motor provided for rotating the disk 214. Since the disk device 200 as shown in FIG. 4 is particularly required to be downsized, a sensorless type that does not use a Hall element or the like is used as the motor 50. The motor drive circuit 100 according to the present embodiment can be suitably used to stably drive such a sensorless spindle motor.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.

実施の形態では、３相モータを駆動する場合について説明したが、本発明は３相以外のセンサレスモータの駆動にも好適に用いることができる。   In the embodiment, the case of driving a three-phase motor has been described. However, the present invention can also be suitably used for driving a sensorless motor other than the three-phase motor.

また、実施の形態において、逆起検出コンパレータ１０は、モータ５０の各相のコイル５０ａ〜５０ｃに発生する逆起電圧Ｖｕ〜Ｖｗを各相のコイルの中点電圧Ｖｎとそれぞれ比較したが、必要に応じて抵抗を用いて分圧し、分圧された電圧を比較することにより第１矩形波信号Ｐｕ〜Ｐｗを生成してもよい。   In the embodiment, the counter electromotive detection comparator 10 compares the counter electromotive voltages Vu to Vw generated in the coils 50a to 50c of each phase of the motor 50 with the midpoint voltage Vn of each phase coil. Accordingly, the first rectangular wave signals Pu to Pw may be generated by dividing the voltage using resistors and comparing the divided voltages.

実施の形態で説明した信号のハイレベル、ローレベルのロジックの設定は一例であって、論理回路ブロックの構成には様々な変形例が考えられ、こうした変形例も本発明の範囲に含まれる。   The high-level and low-level logic settings of the signals described in the embodiment are merely examples, and various modifications can be considered for the configuration of the logic circuit block, and such modifications are also included in the scope of the present invention.

実施の形態に係るモータ駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the motor drive circuit which concerns on embodiment. 図２（ａ）〜（ｍ）は、図１のモータ駆動回路の動作状態を示すタイムチャートである。2A to 2M are time charts showing operation states of the motor drive circuit of FIG. 図３（ａ）〜（ｍ）は、図１のモータ駆動回路のモータの加速時における動作状態を示すタイムチャートである。FIGS. 3A to 3M are time charts showing operation states of the motor drive circuit of FIG. 1 during acceleration of the motor. 図１のモータ駆動回路を搭載したディスク装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the disc apparatus carrying the motor drive circuit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１００ モータ駆動回路、 １０ 逆起検出コンパレータ、 １２ マスク回路、 １４ 出力回路、 ２０ 周波数発生回路、 ３０ マスク信号生成回路、 ３２ カウンタ、 ３４ レジスタ、 ５０ モータ、 ２００ ディスク装置、 ２１４ ディスク。   100 motor drive circuit, 10 back electromotive force detection comparator, 12 mask circuit, 14 output circuit, 20 frequency generation circuit, 30 mask signal generation circuit, 32 counter, 34 register, 50 motor, 200 disk device, 214 disk.

Claims (5)

多相モータに駆動電流を供給して駆動するモータ駆動回路であって、
前記多相モータの各相のコイルに発生する逆起電圧を前記各相の中点電圧とそれぞれ比較し、各相の第１矩形波信号を生成する逆起検出コンパレータと、
前記逆起検出コンパレータから出力される前記各相の第１矩形波信号のノイズ成分を除去するマスキング処理を行い、各相の第２矩形波信号として出力するマスク回路と、
複数のトランジスタを含み、前記各相の第２矩形波信号にもとづき、前記複数のトランジスタのゲートに印加すべきドライブ信号を生成する出力回路と、
前記各相の第２矩形波信号のエッジを検出し、検出したエッジ毎にレベルが切り替わる周波数発生信号を生成する周波数発生回路と、
前記周波数発生信号のレベル遷移後、前記周波数発生信号のパルス幅に所定の係数を乗じた期間、所定レベルとなるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
を備え、前記マスク回路は、前記マスク信号が前記所定レベルの期間、前記第１矩形波信号のレベル変動を無効化するマスキング処理を行うことを特徴とするモータ駆動回路。 A motor drive circuit that drives a multiphase motor by supplying a drive current,
A back electromotive force detection comparator that compares the back electromotive voltage generated in each phase coil of the multiphase motor with the midpoint voltage of each phase and generates a first rectangular wave signal of each phase;
A mask circuit that performs a masking process to remove a noise component of the first rectangular wave signal of each phase output from the back electromotive detection comparator, and outputs a second rectangular wave signal of each phase;
Includes a plurality of transistors, based on the second rectangular wave signal of the phase, an output circuit for generating a drive signal to be applied to the gates of the plurality of transistors,
A frequency generation circuit for detecting an edge of the second rectangular wave signal of each phase and generating a frequency generation signal whose level is switched for each detected edge;
A mask signal generation circuit that generates a mask signal that has a predetermined level after a level transition of the frequency generation signal, a period obtained by multiplying a pulse width of the frequency generation signal by a predetermined coefficient;
And the mask circuit performs a masking process for invalidating a level fluctuation of the first rectangular wave signal during a period in which the mask signal is at the predetermined level. 前記マスク信号生成回路は、
前記周波数発生信号のレベル遷移ごとにリセットされ、カウントを開始するカウンタと、
前記カウンタによりカウントされたリセット時のカウント値を保持するレジスタと、
前記レジスタに保持されたカウント値に前記所定の係数を乗じて得られる数値に応じたパルス幅を有するマスク信号を出力するマスク幅設定部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。 The mask signal generation circuit includes:
A counter that is reset at each level transition of the frequency generation signal and starts counting;
A register that holds a count value at reset counted by the counter;
A mask width setting unit that outputs a mask signal having a pulse width corresponding to a numerical value obtained by multiplying the count value held in the register by the predetermined coefficient;
The motor drive circuit according to claim 1, comprising: 前記マスク信号生成回路は、
前記多相モータの駆動開始時において、所定の固定値をパルス幅として有する前記マスク信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。 The mask signal generation circuit includes:
2. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the mask signal having a predetermined fixed value as a pulse width is output at the start of driving of the multiphase motor. １つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動回路。   4. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the motor drive circuit is integrated on a single semiconductor substrate. ディスクを回転させるスピンドルモータと、
前記スピンドルモータを駆動する請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動回路と、
を備えることを特徴とするディスク装置。 A spindle motor that rotates the disk;
The motor drive circuit according to any one of claims 1 to 3, which drives the spindle motor;
A disk device comprising:
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