JP6361428B2 - 電圧レベル検出装置及び方法、モータ駆動制御装置、及びモータ装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態1に係る電圧レベル検出装置1の構成を示すブロック図である。図1において、電圧レベル検出装置1は、比較器3と、可変電圧源4と、しきい値レベル切り替え回路5とを備えて構成される。しきい値レベル切り替え回路5は、比較結果保持回路50と、エンコーダ51とを備える。本実施形態では、1つの比較器3を用いて入力信号を所定のしきい値レベルと比較して、比較器3のしきい値レベルを入力信号に追従するように切り替えることで、入力信号の電圧レベルを検出する。
図7は、実施形態1の変形例1におけるしきい値レベル切り替え回路5Aの構成を示す回路図である。実施形態1においては、図4の比較結果保持回路50による、単調増加する入力信号Xの電圧レベル検出動作を説明した。電圧レベル検出装置1は、単調減少する入力信号Xの電圧レベルを検出してもよい。実施形態1の変形例1では、単調減少する入力信号Xの電圧レベルを検出するための比較結果保持回路50Aについて説明する。
図9は、実施形態1の変形例2に係る電圧レベル検出装置1aの構成を示すブロック図である。比較器3のしきい値電圧Vthは、複数のしきい値レベルLV(1)〜LV(N)においてスイッチのオン/オフ制御によって切り替えられてもよい。実施形態1の変形例2に係る電圧レベル検出装置1aは、実施形態1に係る電圧レベル検出装置1と比較して、可変電圧源4に代えてしきい値レベル生成回路4Aを備えることを特徴とする。
図10は、本発明の実施形態2に係る電圧レベル検出装置1Aの構成を示すブロック図である。実施形態1では、1つの比較器を用いてしきい値レベルを入力信号に追従させたが、複数の比較器を用いてもよい。実施形態2に係る電圧レベル検出装置1Aは、2つの比較器を用いて入力信号の電圧レベルを2つのしきい値レベルで挟むように追従させて、電圧レベルを検出する。電圧レベル検出装置1Aは、電圧レベル検出装置1と比較して、比較器3及び可変電圧源4に代えて比較器31,32及び可変電圧源4a,4bを備え、しきい値レベル切り替え回路5に代えてしきい値レベル切り替え回路5aを備える。しきい値レベル切り替え回路5aは、比較結果保持回路50aを備える。
図15は、実施形態2の変形例1に係る電圧レベル検出装置1bの構成を示すブロック図である。実施形態2の変形例1に係る電圧レベル検出装置1bは、実施形態2に係る電圧レベル検出装置1aと比較して、可変電圧源4a,4bに代えてしきい値レベル生成回路4Bを備えることを特徴とする。実施形態2の変形例1に係るしきい値レベル生成回路4Bは、図9のしきい値レベル生成回路4Aと比較して、2つの比較器31,32にそれぞれしきい値レベルLV(2m±1),LV(2m)を出力する。この相違点について、以下説明する。
図16は、実施形態2の変形例2に係る電圧レベル検出装置1Bの構成を示すブロック図である。実施形態2に係る電圧レベル検出装置1Aでは、2つの比較器31,32を用いたが、任意の複数の比較器を用いてもよい。電圧レベル検出装置1Bでは3つの比較器を用いて、入力信号の電圧レベルを検出する。3つの比較器を用いることにより、より変動速度の大きい入力信号の電圧レベルを検出できる。この相違点について、以下説明する。
図19は、実施形態2の変形例3における電圧レベル検出動作を示す各信号のタイミングチャートである。図19において、4個の比較器を有する電圧レベル検出装置の電圧レベル検出動作を示す。
図20は、本発明の実施形態3に係る位相情報検出装置6の構成を、モータM1及びセンサ回路2とともに示すブロック図である。実施形態1,2及び変形例に係る電圧レベル検出装置は、例えばモータの回転位相を検出する位相情報検出装置に用いることができる。本実施形態では、実施形態2に係る電圧レベル検出装置1Aを用いた位相情報検出装置6について説明する。
図24は、本発明の実施形態4に係るモータ装置の構成を示すブロック図である。図24において、実施形態4に係るモータ装置は、モータM1と、センサ回路2と、モータ駆動制御装置7とを備えて構成される。モータ駆動制御装置7は、実施形態3に係る位相情報検出装置6と、モータコントローラ100と、モータ駆動部110とを備えて構成される。モータコントローラ100は、位相情報信号Phsynに基づいて、PWM信号を発生してモータ駆動部110に出力する。モータ駆動部110は、モータコントローラ100のPWM信号に基づいて、駆動電流を複数のモータコイルに選択的に流してモータM1の回転子を回転駆動させる。
実施形態1,2に係る電圧レベル検出装置を、保持レベル信号LV(n)を電圧レベル情報信号PhCとして出力するように構成したが、本発明はこれに限らない。例えば、電圧レベル検出装置を、比較器出力信号Sco,しきい値レベル切り替え信号Sthを電圧レベル情報信号PhCとして出力するように構成してもよい。各実施形態における比較器出力信号、及び電圧レベル情報信号は、上記入力信号が上記しきい値レベルに到達したことを示す電圧レベル検出信号の一例である。そのため、各実施形態における比較器出力信号を電圧レベル情報信号PhCとして用いることができる。
本発明の第1の態様に係る電圧レベル検出装置は、
増加又は減少する入力信号の電圧レベルを所定のしきい値レベルと比較して、入力信号がしきい値レベルに到達したことを示す電圧レベル検出信号を発生して出力する比較手段と、
電圧レベル検出信号に基づいて、入力信号が単調増加しているときに比較手段のしきい値レベルを引き上げ、入力信号が単調減少しているときに比較手段のしきい値レベルを引き下げるように、比較手段のしきい値レベルを変更させるしきい値レベル変更手段と
を備えたことを特徴とする。
互いに異なる複数のしきい値レベルを有する複数の比較器であって、
変化する入力信号の電圧レベルを、各しきい値レベルとそれぞれ比較して、入力信号が各しきい値レベルにそれぞれ到達したことを示す電圧レベル検出信号をそれぞれ発生して出力する複数の比較器と、
電圧レベル検出信号に基づいて、入力信号が増加して各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより小さいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、
入力信号が減少して各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより大きいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げるように、
各比較器のしきい値レベルを変更させるしきい値レベル変更手段とを備えたことを特徴とする。
複数の比較器は、互いに異なりかつ昇順で上昇するしきい値レベルを有する、少なくとも第1、第2及び第3の比較器を含み、
しきい値レベル変更手段は、入力信号が増加して第2の比較器のしきい値レベルに到達したときに、第2の比較器のしきい値レベルよりも小さい第1の比較器のしきい値レベルを、第3の比較器のしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げる。
複数の比較器は、互いに異なりかつ昇順で上昇するしきい値レベルを有する、少なくとも第1、第2、第3及び第4の比較器を含み、
しきい値レベル変更手段は、
入力信号が増加して第3の比較器のしきい値レベルに到達したときに、第1の比較器のしきい値レベルを、第4の比較器のしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、
入力信号が減少して第2の比較器のしきい値レベルに到達したときに、第4の比較器のしきい値レベルを、第1の比較器のしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げることを特徴とする。
しきい値レベル変更手段は、
複数の比較器のうちのいずれか1つの比較器に接続され、接続された比較器からの電圧レベル検出信号を取り込んで保持する複数のラッチ回路と、
各ラッチ回路に保持された電圧レベル検出信号を、各比較器のしきい値レベルを変更するためのしきい値レベル変更信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする。
互いに異なる複数のしきい値レベルを有する複数の比較器が変化する入力信号の電圧レベルを各しきい値レベルとそれぞれ比較して、入力信号が各しきい値レベルにそれぞれ到達したことを示す電圧レベル検出信号をそれぞれ発生して出力するステップと、
しきい値レベル変更手段が、
電圧レベル検出信号に基づいて、入力信号が増加して各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより小さいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、
入力信号が減少して各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより大きいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げるように、
各比較器のしきい値レベルを変更させるステップとを含むことを特徴とする。
3,31,32,33…比較器、
4,4a,4b,4c…可変電圧源、
4A…しきい値レベル生成回路
41…定電圧源、
42−1〜42−(N+1)…分圧抵抗、
5…しきい値レベル切り替え回路、
50…比較結果保持回路(しきい値レベル保持回路、比較結果保持回路)、
51…エンコーダ、
52…NOTゲート、
53−n、56−n、57−n…ラッチ回路、
54−1〜54−(N−2)、55−1〜55−(N−1)…論理ゲート、
6…位相情報検出装置、
7…モータ駆動制御装置、
63…定電圧源、
Claims (7)
- 互いに異なる複数のしきい値レベルを有する複数の比較器であって、変化する入力信号の電圧レベルを、上記各しきい値レベルとそれぞれ比較して、上記入力信号が上記各しきい値レベルにそれぞれ到達したことを示す電圧レベル検出信号をそれぞれ発生して出力する複数の比較器と、
上記電圧レベル検出信号に基づいて、上記入力信号が増加して上記各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより小さいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、上記入力信号が減少して上記各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより大きいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げるように、上記各比較器のしきい値レベルを変更させるしきい値レベル変更手段とを備えたことを特徴とする電圧レベル検出装置。 - 上記複数の比較器は、互いに異なりかつ昇順で上昇するしきい値レベルを有する、少なくとも第1、第2及び第3の比較器を含み、
上記しきい値レベル変更手段は、上記入力信号が増加して上記第2の比較器のしきい値レベルに到達したときに、上記第2の比較器のしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルを有する上記第1の比較器のしきい値レベルを、上記第2の比較器のしきい値レベルより大きい上記第3の比較器のしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げることを特徴とする請求項1記載の電圧レベル検出装置。 - 上記複数の比較器は、互いに異なりかつ昇順で上昇するしきい値レベルを有する、少なくとも第1、第2、第3及び第4の比較器を含み、
上記しきい値レベル変更手段は、
上記入力信号が増加して上記第3の比較器のしきい値レベルに到達したときに、上記第1の比較器のしきい値レベルを、上記第4の比較器のしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、
上記入力信号が減少して上記第2の比較器のしきい値レベルに到達したときに、上記第4の比較器のしきい値レベルを、上記第1の比較器のしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げることを特徴とする請求項1記載の電圧レベル検出装置。 - 上記しきい値レベル変更手段は、
上記複数の比較器のうちのいずれか1つの比較器に接続され、接続された比較器からの電圧レベル検出信号を取り込んで保持する複数のラッチ回路と、
上記各ラッチ回路に保持された電圧レベル検出信号を、上記各比較器のしきい値レベルを変更するためのしきい値レベル変更信号に変換するエンコーダとを備えることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の電圧レベル検出装置。 - 請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載の電圧レベル検出装置を備え、上記電圧レベル検出装置からの電圧レベル検出信号に基づいてモータを駆動制御することを特徴とするモータ駆動制御装置。
- 請求項5に記載のモータ駆動制御装置と、
上記モータ駆動制御装置によって駆動制御されるモータとを備えることを特徴とするモータ装置。 - 互いに異なる複数のしきい値レベルを有する複数の比較器が、変化する入力信号の電圧レベルを、上記各しきい値レベルとそれぞれ比較して、上記入力信号が上記各しきい値レベルにそれぞれ到達したことを示す電圧レベル検出信号をそれぞれ発生して出力するステップと、
しきい値レベル変更手段が、上記電圧レベル検出信号に基づいて、上記入力信号が増加して上記各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより小さいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも大きいしきい値レベルに引き上げ、上記入力信号が減少して上記各比較器のしきい値レベルに到達したときに、到達したしきい値レベルより大きいしきい値レベルを有する比較器のしきい値レベルを当該到達したしきい値レベルよりも小さいしきい値レベルに引き下げるように、上記各比較器のしきい値レベルを変更させるステップとを含むことを特徴とする電圧レベル検出方法。
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