モータ駆動回路
【課題】起動時のモータの脱調や逆回転を抑制する。
【解決手段】モータの駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタと、駆動コイルの各相の電圧と中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいてモータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、回転子の位置に基づいてモータが目標回転速度以下の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、モータが基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、モータが目標回転速度で回転するように駆動電流を第１の電流値に制限し、モータが基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、駆動電流を第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、を有する。
【解決手段】モータの駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタと、駆動コイルの各相の電圧と中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいてモータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、回転子の位置に基づいてモータが目標回転速度以下の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、モータが基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、モータが目標回転速度で回転するように駆動電流を第１の電流値に制限し、モータが基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、駆動電流を第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数相（例えば３相）の駆動コイルを備えたブラシレス直流モータの駆動方式として、ホール素子などの位置検出素子を必要としない、センサレス方式が知られている。当該センサレス方式は、駆動コイルに発生する逆起電圧を利用しており、各相の駆動コイルの電圧を中性点の電圧と比較することによって、ロータ（回転子）の位置を検出することができる。
【０００３】
また、駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタの制御方式としては、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）方式のほか、例えば特許文献１ないし特許文献３に開示されているＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation：パルス振幅変調）方式が知られている。当該ＰＡＭ方式では、パルス振幅変調されたスイッチング信号が出力トランジスタに供給される。
【０００４】
ここで、センサレス方式の３相モータをＰＡＭ方式で駆動する、一般的なモータ駆動回路の構成の一例を図４に示す。
【０００５】
図４に示されているモータ駆動回路１ｂにおいて、コンパレータ回路２１は、駆動コイル６１ないし６３の各相の電圧Ｕ、Ｖ、Ｗと中性点の電圧ＣＯＭとを比較する。また、位置検出回路１１は、比較結果信号ＣＭＰに基づいてモータ６のロータの位置を検出する。さらに、スイッチング制御回路１２は、ロータ位置信号ＲＰに応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３を生成し、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３に供給する。そして、各出力トランジスタは、駆動コイル６１ないし６３に駆動電流を供給し、当該駆動電流の電流値は、電圧ＲＦとして検出される。
【０００６】
モータ駆動回路１ｂにおいて、コンパレータ回路１４は、電圧ＲＦと電圧Ｖ１とを比較し、電流制限信号ＬＭＴを出力する。また、スイッチング制御回路１２は、電流制限信号ＬＭＴに応じて各スイッチング信号の振幅を制限し、駆動電流を所定の電流値に制限する。したがって、コンパレータ回路１４は、駆動電流を制限する電流制限回路として機能し、モータ駆動回路１ｂは、モータ６を目標回転速度で回転させることができる。
【０００７】
このようにして、センサレス方式の３相モータをＰＡＭ方式で駆動し、目標回転速度で回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３５０４９０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２４８４号公報
【特許文献３】特開２００８−２５９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、センサレス方式のモータ駆動回路は、起動時にロータの位置を検出することができないため、スイッチング制御回路は、駆動電流として所定の起動電流が供給されるように、予め定められたスイッチング信号を生成する。そして、当該起動電流によってモータが回転を開始すると、ロータの位置を検出することができるようになるため、スイッチング制御回路は、当該ロータの位置に応じてスイッチング信号を生成する。
【００１０】
しかしながら、モータの目標回転速度が高速に設定されている場合には、大きな起動電流が駆動コイルに供給され、スイッチング信号の切り替えのタイミングより速くモータが回転してしまう場合がある。そのため、起動時にモータが脱調したり、逆回転したりする場合もある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する主たる本発明は、モータの複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する複数の出力トランジスタと、前記複数相の駆動コイルの各相の電圧と前記複数相の駆動コイルの中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、前記第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいて前記モータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、前記回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、前記複数の出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、前記回転子の位置に基づいて前記モータが目標回転速度以下の所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記モータが前記目標回転速度で回転するように前記駆動電流を第１の電流値に制限し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流を前記第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、を有することを特徴とするモータ駆動回路である。
【００１２】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起動時のモータの脱調や逆回転を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電流制限回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態における電流制限回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】電流制限回路を備えた一般的なモータ駆動回路全体の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１６】
＜第１実施形態＞
＝＝＝モータ駆動回路全体の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成について説明する。
【００１７】
図１に示されているモータ駆動回路１ａは、３相の駆動コイル６１ないし６３を備えたセンサレス方式のモータ６をＰＡＭ方式で駆動するための回路であり、端子３１ないし３８を備えた集積回路として構成されている。また、モータ駆動回路１ａは、位置検出回路１１、スイッチング制御回路１２、電流制限回路１３、コンパレータ回路２１、選択回路２２、および出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３を含んで構成されている。さらに、モータ駆動回路１ａには、モータ６のほか、抵抗７、およびコンデンサ８が接続されている。
【００１８】
なお、以下においては、出力トランジスタの一例として、それぞれダイオードが逆並列に接続されたＮＰＮトランジスタを用いる場合について説明する。また、駆動コイル６１ないし６３の各相を、それぞれＵ相、Ｖ相、およびＷ相とする。
【００１９】
ハイサイドの出力トランジスタ４１ないし４３のコレクタは、いずれも端子３５を介して電源電位ＶＣＣに接続されている。また、ローサイドの出力トランジスタ５１ないし５３のエミッタは、いずれも端子３６に外部接続される抵抗７を介してグランド電位に接続されている。さらに、出力トランジスタ４１ないし４３は、それぞれ出力トランジスタ５１ないし５３と直列に接続され、各接続点は、端子３１ないし３３に接続されている。そして、端子３１ないし３３には、それぞれ駆動コイル６１ないし６３が接続され、駆動コイル６１ないし６３の中性点は、端子３４に接続されている。
【００２０】
選択回路２２には、端子３１ないし３４のそれぞれの電圧Ｕ、Ｖ、Ｗ、およびＣＯＭが入力されている。また、選択回路２２から（第１の）コンパレータ回路２１には、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。さらに、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆの信号線間には、端子３７および３８を介して、コンデンサ８が外部接続されている。そして、コンパレータ回路２１からは、比較結果信号ＣＭＰが出力されている。
【００２１】
位置検出回路１１には、比較結果信号ＣＭＰが入力され、位置検出回路１１からは、ロータ位置信号ＲＰが出力されている。また、電流制限回路１３には、ロータ位置信号ＲＰおよび端子３６の電圧ＲＦが入力され、電流制限回路１３からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。なお、電流制限回路１３の構成についての詳細な説明は後述する。
【００２２】
スイッチング制御回路１２には、ロータ位置信号ＲＰおよび電流制限信号ＬＭＴが入力されている。そして、スイッチング制御回路１２から出力されるスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３は、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、および５１ないし５３のベースに入力されている。
【００２３】
＝＝＝モータ駆動回路全体の動作＝＝＝
次に、本実施形態におけるモータ駆動回路全体の動作について説明する。
出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３は、スイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３に応じてスイッチング制御され、モータ６の駆動コイル６１ないし６３に駆動電流を供給する。
【００２４】
例えば、出力トランジスタ４１および５２がオンとなっている場合、電源電位ＶＣＣから、出力トランジスタ４１、駆動コイル６１、６２、出力トランジスタ５２、および抵抗７を介して、グランド電位へと駆動電流が流れる。したがって、この場合には、Ｕ相からＶ相へと駆動電流が流れることとなる。また、例えば、出力トランジスタ４３および５２がオンとなっている場合には、Ｗ相からＶ相へと駆動電流が流れることとなる。なお、駆動電流の電流値は、電圧ＲＦとして検出される。
【００２５】
選択回路２２は、端子３１ないし３３（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のそれぞれの電圧Ｕ、Ｖ、およびＷのうちの何れか１つを順次選択し、入力電圧Ｖｉｎとしてコンパレータ回路２１に入力する。また、選択回路２２は、端子３４（駆動コイル６１ないし６３の中性点）の電圧ＣＯＭを、基準電圧Ｖｒｅｆとしてコンパレータ回路２１に入力する。さらに、コンデンサ８は、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆの信号線間に接続されることによって、コンパレータ回路２１の入力信号のノイズを除去するフィルタとして機能する。そして、コンパレータ回路２１は、入力電圧Ｖｉｎと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、当該比較結果を２値信号である比較結果信号ＣＭＰとして出力する。
【００２６】
位置検出回路１１は、比較結果信号ＣＭＰに基づいてモータ６のロータの位置を検出し、ロータが１回転する間の１つ以上の所定の位置を示すロータ位置信号ＲＰを出力する。また、電流制限回路１３は、ロータ位置信号ＲＰから求められるモータ６の回転速度、および電圧ＲＦが示す駆動電流の電流値に応じて電流制限信号ＬＭＴを出力する。なお、電流制限回路１３の動作についての詳細な説明は後述する。
【００２７】
スイッチング制御回路１２は、ロータ位置信号ＲＰに応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３を生成し、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３に供給する。また、スイッチング制御回路１２は、電流制限信号ＬＭＴに応じて各スイッチング信号の振幅を制限し、駆動電流を制限する。
【００２８】
このようにして、モータ駆動回路１ａは、各スイッチング信号の振幅を制限することによって、駆動電流を制限し、モータ６を目標回転速度で回転させることができる。
【００２９】
＝＝＝電流制限回路の構成＝＝＝
以下、図２を参照して、本実施形態における電流制限回路の構成について説明する。
図２に示されている電流制限回路１３ａは、回転判定回路１３１、コンパレータ回路１３２、およびスイッチ回路１３３、１３４を含んで構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ回路１３３および１３４が、電圧出力回路に相当する。
【００３０】
回転判定回路１３１には、ロータ位置信号ＲＰが入力されている。また、回転判定回路１３１から出力される起動モード信号ＳＴＲおよびその反転信号は、それぞれスイッチ回路１３３および１３４をオン・オフ制御するための制御信号となっている。さらに、スイッチ回路１３３および１３４の一端は、いずれも（第２の）コンパレータ回路１３２の反転入力に接続され、他端には、それぞれ（第１の）電圧Ｖ１および（第２の）電圧Ｖ２が印加されている。そして、コンパレータ回路１３２の非反転入力には、電圧ＲＦが印加され、コンパレータ回路１３２からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。
【００３１】
＝＝＝電流制限回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態における電流制限回路の動作について説明する。
回転判定回路１３１は、ロータ位置信号ＲＰから求められるモータ６の回転速度に基づいて、モータ６が所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定する。ここで、基準回転速度は、モータ６の目標回転速度以下の範囲で設定され、モータ６が正常に回転しているか否かの判定基準となる。
【００３２】
なお、モータ６の回転速度は、例えば、積分回路（低域通過フィルタ）などを用いて、ロータ位置信号ＲＰを平滑化することによって、電圧として検出することができる。また、例えば、当該電圧によって制御されるＶＣＯ（Voltage-Controlled Oscillator：電圧制御発振回路）を用いて、周波数として検出することもできる。そして、回転判定回路１３１は、モータ６が正常に（基準回転速度以上で）回転している場合には、起動モード信号ＳＴＲをロー・レベルとし、起動時など、モータ６が正常に回転していない場合には、起動モード信号ＳＴＲをハイ・レベルとする。
【００３３】
起動モード信号ＳＴＲがロー・レベルの場合には、スイッチ回路１３３はオンとなり、スイッチ回路１３４はオフとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ１以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。そして、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、モータ６が目標回転速度で回転するように、電圧Ｖ１に対応する第１の電流値に制限される。
【００３４】
一方、起動モード信号ＳＴＲがハイ・レベルの場合には、図２に示されているように、スイッチ回路１３３はオフとなり、スイッチ回路１３４はオンとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ２以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。ここで、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１より低い電圧に設定される。したがって、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、電圧Ｖ２に対応する、第１の電流値より小さい第２の電流値に制限される。
【００３５】
このようにして、本実施形態の電流制限回路１３ａは、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合には、正常に回転している場合より小さい電流値に駆動電流を制限する。そのため、起動時には、実質的にモータ６の目標回転速度が低速に抑えられ、脱調や逆回転を抑制することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
＝＝＝電流制限回路の構成＝＝＝
本発明の第２の実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成および動作は、第１実施形態のモータ駆動回路全体の構成および動作と略同様である。しかしながら、本実施形態のモータ駆動回路では、さらに、スイッチング制御回路から電流制限回路にスイッチング周期信号ＣＹＣが入力されている。
【００３７】
以下、図３を参照して、本実施形態における電流制限回路の構成について説明する。
図３に示されている電流制限回路１３ｂは、回転判定回路１３１、コンパレータ回路１３２、スイッチ回路１３３、１３４、カウンタ回路１３５、選択回路１３６、および抵抗Ｒ０ないしＲ３を含んで構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ回路１３３、１３４、カウンタ回路１３５、選択回路１３６、および抵抗Ｒ０ないしＲ３が、電圧出力回路に相当する。
【００３８】
カウンタ回路１３５は、４進カウンタとして構成されており、ＣＫ入力（クロック入力）には、スイッチング周期信号ＣＹＣが入力され、ＣＬ入力（クリア入力）には、起動モード信号ＳＴＲの反転信号が入力されている。また、カウンタ回路１３５からは、カウント値ＣＮＴが出力されている。
【００３９】
抵抗Ｒ０ないしＲ３は、当該順序で直列に接続され、抵抗Ｒ０およびＲ３の一端が、それぞれグランド電位および電位Ｖ２に接続されている。ここで、抵抗Ｒ０ないしＲ３の抵抗値は等しく、各抵抗の接続点の電圧は、それぞれ電圧Ｖ２に対して２５％、５０％、７５％の電圧であるものとする。
【００４０】
選択回路１３６は、４入力１出力のマルチプレクサとして構成されており、選択制御入力には、カウンタ回路１３５のカウント値ＣＮＴが入力されている。また、ＣＮＴ＝０ないし２に対応するデータ入力は、上記の各抵抗の接続点に接続され、ＣＮＴ＝３に対応するデータ入力は、電位Ｖ２に接続されている。
【００４１】
第１実施形態の電流制限回路１３ａと同様に、回転判定回路１３１には、ロータ位置信号ＲＰが入力されている。また、回転判定回路１３１から出力される起動モード信号ＳＴＲおよびその反転信号は、それぞれスイッチ回路１３３および１３４をオン・オフ制御するための制御信号となっている。さらに、スイッチ回路１３３および１３４の一端は、いずれも（第２の）コンパレータ回路１３２の反転入力に接続されている。
【００４２】
スイッチ回路１３３の他端には、（第１の）電圧Ｖ１が印加されている。一方、スイッチ回路１３４の他端は、選択回路１３６の出力に接続されている。したがって、本実施形態では、選択回路１３６の出力電圧が第２の電圧に相当する。そして、コンパレータ回路１３２の非反転入力には、電圧ＲＦが印加され、コンパレータ回路１３２からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。
【００４３】
＝＝＝電流制限回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態における電流制限回路の動作について説明する。
第１実施形態の電流制限回路１３ａと同様に、回転判定回路１３１は、モータ６が正常に回転している場合には、起動モード信号ＳＴＲをロー・レベルとし、モータ６が正常に回転していない場合には、起動モード信号ＳＴＲをハイ・レベルとする。また、起動モード信号ＳＴＲがロー・レベルの場合には、スイッチ回路１３３はオンとなり、スイッチ回路１３４はオフとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ１以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。そして、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、モータ６が目標回転速度で回転するように、電圧Ｖ１に対応する第１の電流値に制限される。
【００４４】
一方、起動モード信号ＳＴＲがハイ・レベルの場合には、図３に示されているように、スイッチ回路１３３はオフとなり、スイッチ回路１３４はオンとなる。また、カウンタ回路１３５は、スイッチング周期信号ＣＹＣでカウントを開始し、カウント値ＣＮＴは、０から３まで順次増加する。
【００４５】
なお、スイッチング周期信号ＣＹＣは、各スイッチング信号の周期を示す信号であり、例えばモータ６のロータを１回転させるための６ステップの周期ごとのパルス信号である。この場合、カウンタ回路１３５のカウント値ＣＮＴは、当該６ステップの周期ごとに順次増加し、選択回路１３６の出力電圧は、当該カウント値ＣＮＴに応じて、電圧Ｖ２に対して２５％から１００％の電圧まで２５％刻みで順次上昇する。
【００４６】
そして、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが、このようにスイッチング信号の周期に応じて徐々に上昇する選択回路１３６の出力電圧（第２の電圧）以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。したがって、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、当該第２の電圧の上昇に対応して徐々に大きくなる第２の電流値に制限される。
【００４７】
前述したように、第１実施形態の電流制限回路１３ａは、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合に駆動電流を所定の電流値に制限することによって、モータ６の回転速度を低速に抑えている。そのため、起動時の負荷によっては、モータ６が十分に回転することができない場合もあり得る。また、重負荷での起動に対応するため、駆動電流を制限する電流値を大きくすると、軽負荷での起動時に脱調や逆回転を抑制することができなくなってしまう。
【００４８】
一方、本実施形態の電流制限回路１３ｂでは、モータ６が正常に回転していない場合に駆動電流を制限する電流値が徐々に大きくなる。そのため、軽負荷から重負荷までの広い範囲の負荷に対応することができ、重負荷での起動時にモータ６を確実に回転させつつ、軽負荷での起動時に脱調や逆回転を抑制することができる。
【００４９】
前述したように、センサレス方式の３相モータ６をＰＡＭ方式で駆動するためのモータ駆動回路１ａにおいて、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合には、正常に回転している場合より小さい第２の電流値に駆動電流を制限することによって、起動時には、実質的にモータ６の目標回転速度が低速に抑えられ、脱調や逆回転を抑制することができる。
【００５０】
また、駆動電流の電流値を示す電圧ＲＦが第１の電圧または第２の電圧に達したことを検出して各スイッチング信号の振幅を制限することによって、駆動電流を制限することができる。
【００５１】
また、モータ６が所定の基準回転速度以上で回転しているか否かの判定結果に応じて電圧ＲＦと第１の電圧または第２の電圧とを比較することによって、当該比較結果に応じて各スイッチング信号の振幅を制限することができる。
【００５２】
また、第２の電圧を徐々に上昇させることによって、軽負荷から重負荷までの広い範囲の負荷に対応することができる。
【００５３】
さらに、スイッチング信号の周期に応じて第２の電圧を徐々に上昇させることによって、起動時のスイッチング制御に対して十分にゆっくりと第２の電圧を上昇させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５５】
例えば、コンデンサ８は、ノイズを除去するために設けられたものであるが、ノイズの発生状況によっては不要となる場合がある。
【００５６】
また、コンパレータ２１は、選択回路２２を介さずにモータ６と接続されてもよい。この場合には、コンパレータは、各相に対応するように設けられる。
【００５７】
また、上記第２実施形態では、第２の電圧を２５％刻みで順次上昇させているが、これに限定されるものではない。例えば、コンデンサを一定の電流値で充電することによって、第２の電圧を一定の傾きで徐々に上昇させてもよい。なお、図３に示した電流制限回路１３ｂの電圧出力回路の構成は、コンデンサを用いないため、回路面積を抑えつつ、起動時のスイッチング制御に対して十分にゆっくりと第２の電圧を上昇させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ、１ｂ モータ駆動回路
６ モータ
７ 抵抗
８ コンデンサ
１１ 位置検出回路
１２ スイッチング制御回路
１３（１３ａ、１３ｂ） 電流制限回路
１４ コンパレータ回路（電流制限回路）
２１ コンパレータ回路
２２ 選択回路
３１〜３８ 端子
４１〜４３ 出力トランジスタ
５１〜５３ 出力トランジスタ
６１〜６３ 駆動コイル
１３１ 回転判定回路
１３２ コンパレータ回路
１３３、１３４ スイッチ回路
１３５ カウンタ回路
１３６ 選択回路
Ｒ０〜Ｒ３ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数相（例えば３相）の駆動コイルを備えたブラシレス直流モータの駆動方式として、ホール素子などの位置検出素子を必要としない、センサレス方式が知られている。当該センサレス方式は、駆動コイルに発生する逆起電圧を利用しており、各相の駆動コイルの電圧を中性点の電圧と比較することによって、ロータ（回転子）の位置を検出することができる。
【０００３】
また、駆動コイルに駆動電流を供給する出力トランジスタの制御方式としては、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）方式のほか、例えば特許文献１ないし特許文献３に開示されているＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation：パルス振幅変調）方式が知られている。当該ＰＡＭ方式では、パルス振幅変調されたスイッチング信号が出力トランジスタに供給される。
【０００４】
ここで、センサレス方式の３相モータをＰＡＭ方式で駆動する、一般的なモータ駆動回路の構成の一例を図４に示す。
【０００５】
図４に示されているモータ駆動回路１ｂにおいて、コンパレータ回路２１は、駆動コイル６１ないし６３の各相の電圧Ｕ、Ｖ、Ｗと中性点の電圧ＣＯＭとを比較する。また、位置検出回路１１は、比較結果信号ＣＭＰに基づいてモータ６のロータの位置を検出する。さらに、スイッチング制御回路１２は、ロータ位置信号ＲＰに応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３を生成し、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３に供給する。そして、各出力トランジスタは、駆動コイル６１ないし６３に駆動電流を供給し、当該駆動電流の電流値は、電圧ＲＦとして検出される。
【０００６】
モータ駆動回路１ｂにおいて、コンパレータ回路１４は、電圧ＲＦと電圧Ｖ１とを比較し、電流制限信号ＬＭＴを出力する。また、スイッチング制御回路１２は、電流制限信号ＬＭＴに応じて各スイッチング信号の振幅を制限し、駆動電流を所定の電流値に制限する。したがって、コンパレータ回路１４は、駆動電流を制限する電流制限回路として機能し、モータ駆動回路１ｂは、モータ６を目標回転速度で回転させることができる。
【０００７】
このようにして、センサレス方式の３相モータをＰＡＭ方式で駆動し、目標回転速度で回転させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３５０４９０号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２４８４号公報
【特許文献３】特開２００８−２５９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、センサレス方式のモータ駆動回路は、起動時にロータの位置を検出することができないため、スイッチング制御回路は、駆動電流として所定の起動電流が供給されるように、予め定められたスイッチング信号を生成する。そして、当該起動電流によってモータが回転を開始すると、ロータの位置を検出することができるようになるため、スイッチング制御回路は、当該ロータの位置に応じてスイッチング信号を生成する。
【００１０】
しかしながら、モータの目標回転速度が高速に設定されている場合には、大きな起動電流が駆動コイルに供給され、スイッチング信号の切り替えのタイミングより速くモータが回転してしまう場合がある。そのため、起動時にモータが脱調したり、逆回転したりする場合もある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する主たる本発明は、モータの複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する複数の出力トランジスタと、前記複数相の駆動コイルの各相の電圧と前記複数相の駆動コイルの中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、前記第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいて前記モータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、前記回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、前記複数の出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、前記回転子の位置に基づいて前記モータが目標回転速度以下の所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記モータが前記目標回転速度で回転するように前記駆動電流を第１の電流値に制限し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流を前記第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、を有することを特徴とするモータ駆動回路である。
【００１２】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、起動時のモータの脱調や逆回転を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電流制限回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態における電流制限回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】電流制限回路を備えた一般的なモータ駆動回路全体の構成の一例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１６】
＜第１実施形態＞
＝＝＝モータ駆動回路全体の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成について説明する。
【００１７】
図１に示されているモータ駆動回路１ａは、３相の駆動コイル６１ないし６３を備えたセンサレス方式のモータ６をＰＡＭ方式で駆動するための回路であり、端子３１ないし３８を備えた集積回路として構成されている。また、モータ駆動回路１ａは、位置検出回路１１、スイッチング制御回路１２、電流制限回路１３、コンパレータ回路２１、選択回路２２、および出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３を含んで構成されている。さらに、モータ駆動回路１ａには、モータ６のほか、抵抗７、およびコンデンサ８が接続されている。
【００１８】
なお、以下においては、出力トランジスタの一例として、それぞれダイオードが逆並列に接続されたＮＰＮトランジスタを用いる場合について説明する。また、駆動コイル６１ないし６３の各相を、それぞれＵ相、Ｖ相、およびＷ相とする。
【００１９】
ハイサイドの出力トランジスタ４１ないし４３のコレクタは、いずれも端子３５を介して電源電位ＶＣＣに接続されている。また、ローサイドの出力トランジスタ５１ないし５３のエミッタは、いずれも端子３６に外部接続される抵抗７を介してグランド電位に接続されている。さらに、出力トランジスタ４１ないし４３は、それぞれ出力トランジスタ５１ないし５３と直列に接続され、各接続点は、端子３１ないし３３に接続されている。そして、端子３１ないし３３には、それぞれ駆動コイル６１ないし６３が接続され、駆動コイル６１ないし６３の中性点は、端子３４に接続されている。
【００２０】
選択回路２２には、端子３１ないし３４のそれぞれの電圧Ｕ、Ｖ、Ｗ、およびＣＯＭが入力されている。また、選択回路２２から（第１の）コンパレータ回路２１には、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。さらに、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆの信号線間には、端子３７および３８を介して、コンデンサ８が外部接続されている。そして、コンパレータ回路２１からは、比較結果信号ＣＭＰが出力されている。
【００２１】
位置検出回路１１には、比較結果信号ＣＭＰが入力され、位置検出回路１１からは、ロータ位置信号ＲＰが出力されている。また、電流制限回路１３には、ロータ位置信号ＲＰおよび端子３６の電圧ＲＦが入力され、電流制限回路１３からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。なお、電流制限回路１３の構成についての詳細な説明は後述する。
【００２２】
スイッチング制御回路１２には、ロータ位置信号ＲＰおよび電流制限信号ＬＭＴが入力されている。そして、スイッチング制御回路１２から出力されるスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３は、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、および５１ないし５３のベースに入力されている。
【００２３】
＝＝＝モータ駆動回路全体の動作＝＝＝
次に、本実施形態におけるモータ駆動回路全体の動作について説明する。
出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３は、スイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３に応じてスイッチング制御され、モータ６の駆動コイル６１ないし６３に駆動電流を供給する。
【００２４】
例えば、出力トランジスタ４１および５２がオンとなっている場合、電源電位ＶＣＣから、出力トランジスタ４１、駆動コイル６１、６２、出力トランジスタ５２、および抵抗７を介して、グランド電位へと駆動電流が流れる。したがって、この場合には、Ｕ相からＶ相へと駆動電流が流れることとなる。また、例えば、出力トランジスタ４３および５２がオンとなっている場合には、Ｗ相からＶ相へと駆動電流が流れることとなる。なお、駆動電流の電流値は、電圧ＲＦとして検出される。
【００２５】
選択回路２２は、端子３１ないし３３（Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相）のそれぞれの電圧Ｕ、Ｖ、およびＷのうちの何れか１つを順次選択し、入力電圧Ｖｉｎとしてコンパレータ回路２１に入力する。また、選択回路２２は、端子３４（駆動コイル６１ないし６３の中性点）の電圧ＣＯＭを、基準電圧Ｖｒｅｆとしてコンパレータ回路２１に入力する。さらに、コンデンサ８は、入力電圧Ｖｉｎおよび基準電圧Ｖｒｅｆの信号線間に接続されることによって、コンパレータ回路２１の入力信号のノイズを除去するフィルタとして機能する。そして、コンパレータ回路２１は、入力電圧Ｖｉｎと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、当該比較結果を２値信号である比較結果信号ＣＭＰとして出力する。
【００２６】
位置検出回路１１は、比較結果信号ＣＭＰに基づいてモータ６のロータの位置を検出し、ロータが１回転する間の１つ以上の所定の位置を示すロータ位置信号ＲＰを出力する。また、電流制限回路１３は、ロータ位置信号ＲＰから求められるモータ６の回転速度、および電圧ＲＦが示す駆動電流の電流値に応じて電流制限信号ＬＭＴを出力する。なお、電流制限回路１３の動作についての詳細な説明は後述する。
【００２７】
スイッチング制御回路１２は、ロータ位置信号ＲＰに応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号Ｓ４１ないしＳ４３、およびＳ５１ないしＳ５３を生成し、それぞれ出力トランジスタ４１ないし４３、５１ないし５３に供給する。また、スイッチング制御回路１２は、電流制限信号ＬＭＴに応じて各スイッチング信号の振幅を制限し、駆動電流を制限する。
【００２８】
このようにして、モータ駆動回路１ａは、各スイッチング信号の振幅を制限することによって、駆動電流を制限し、モータ６を目標回転速度で回転させることができる。
【００２９】
＝＝＝電流制限回路の構成＝＝＝
以下、図２を参照して、本実施形態における電流制限回路の構成について説明する。
図２に示されている電流制限回路１３ａは、回転判定回路１３１、コンパレータ回路１３２、およびスイッチ回路１３３、１３４を含んで構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ回路１３３および１３４が、電圧出力回路に相当する。
【００３０】
回転判定回路１３１には、ロータ位置信号ＲＰが入力されている。また、回転判定回路１３１から出力される起動モード信号ＳＴＲおよびその反転信号は、それぞれスイッチ回路１３３および１３４をオン・オフ制御するための制御信号となっている。さらに、スイッチ回路１３３および１３４の一端は、いずれも（第２の）コンパレータ回路１３２の反転入力に接続され、他端には、それぞれ（第１の）電圧Ｖ１および（第２の）電圧Ｖ２が印加されている。そして、コンパレータ回路１３２の非反転入力には、電圧ＲＦが印加され、コンパレータ回路１３２からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。
【００３１】
＝＝＝電流制限回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態における電流制限回路の動作について説明する。
回転判定回路１３１は、ロータ位置信号ＲＰから求められるモータ６の回転速度に基づいて、モータ６が所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定する。ここで、基準回転速度は、モータ６の目標回転速度以下の範囲で設定され、モータ６が正常に回転しているか否かの判定基準となる。
【００３２】
なお、モータ６の回転速度は、例えば、積分回路（低域通過フィルタ）などを用いて、ロータ位置信号ＲＰを平滑化することによって、電圧として検出することができる。また、例えば、当該電圧によって制御されるＶＣＯ（Voltage-Controlled Oscillator：電圧制御発振回路）を用いて、周波数として検出することもできる。そして、回転判定回路１３１は、モータ６が正常に（基準回転速度以上で）回転している場合には、起動モード信号ＳＴＲをロー・レベルとし、起動時など、モータ６が正常に回転していない場合には、起動モード信号ＳＴＲをハイ・レベルとする。
【００３３】
起動モード信号ＳＴＲがロー・レベルの場合には、スイッチ回路１３３はオンとなり、スイッチ回路１３４はオフとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ１以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。そして、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、モータ６が目標回転速度で回転するように、電圧Ｖ１に対応する第１の電流値に制限される。
【００３４】
一方、起動モード信号ＳＴＲがハイ・レベルの場合には、図２に示されているように、スイッチ回路１３３はオフとなり、スイッチ回路１３４はオンとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ２以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。ここで、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１より低い電圧に設定される。したがって、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、電圧Ｖ２に対応する、第１の電流値より小さい第２の電流値に制限される。
【００３５】
このようにして、本実施形態の電流制限回路１３ａは、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合には、正常に回転している場合より小さい電流値に駆動電流を制限する。そのため、起動時には、実質的にモータ６の目標回転速度が低速に抑えられ、脱調や逆回転を抑制することができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
＝＝＝電流制限回路の構成＝＝＝
本発明の第２の実施形態におけるモータ駆動回路全体の構成および動作は、第１実施形態のモータ駆動回路全体の構成および動作と略同様である。しかしながら、本実施形態のモータ駆動回路では、さらに、スイッチング制御回路から電流制限回路にスイッチング周期信号ＣＹＣが入力されている。
【００３７】
以下、図３を参照して、本実施形態における電流制限回路の構成について説明する。
図３に示されている電流制限回路１３ｂは、回転判定回路１３１、コンパレータ回路１３２、スイッチ回路１３３、１３４、カウンタ回路１３５、選択回路１３６、および抵抗Ｒ０ないしＲ３を含んで構成されている。なお、本実施形態では、スイッチ回路１３３、１３４、カウンタ回路１３５、選択回路１３６、および抵抗Ｒ０ないしＲ３が、電圧出力回路に相当する。
【００３８】
カウンタ回路１３５は、４進カウンタとして構成されており、ＣＫ入力（クロック入力）には、スイッチング周期信号ＣＹＣが入力され、ＣＬ入力（クリア入力）には、起動モード信号ＳＴＲの反転信号が入力されている。また、カウンタ回路１３５からは、カウント値ＣＮＴが出力されている。
【００３９】
抵抗Ｒ０ないしＲ３は、当該順序で直列に接続され、抵抗Ｒ０およびＲ３の一端が、それぞれグランド電位および電位Ｖ２に接続されている。ここで、抵抗Ｒ０ないしＲ３の抵抗値は等しく、各抵抗の接続点の電圧は、それぞれ電圧Ｖ２に対して２５％、５０％、７５％の電圧であるものとする。
【００４０】
選択回路１３６は、４入力１出力のマルチプレクサとして構成されており、選択制御入力には、カウンタ回路１３５のカウント値ＣＮＴが入力されている。また、ＣＮＴ＝０ないし２に対応するデータ入力は、上記の各抵抗の接続点に接続され、ＣＮＴ＝３に対応するデータ入力は、電位Ｖ２に接続されている。
【００４１】
第１実施形態の電流制限回路１３ａと同様に、回転判定回路１３１には、ロータ位置信号ＲＰが入力されている。また、回転判定回路１３１から出力される起動モード信号ＳＴＲおよびその反転信号は、それぞれスイッチ回路１３３および１３４をオン・オフ制御するための制御信号となっている。さらに、スイッチ回路１３３および１３４の一端は、いずれも（第２の）コンパレータ回路１３２の反転入力に接続されている。
【００４２】
スイッチ回路１３３の他端には、（第１の）電圧Ｖ１が印加されている。一方、スイッチ回路１３４の他端は、選択回路１３６の出力に接続されている。したがって、本実施形態では、選択回路１３６の出力電圧が第２の電圧に相当する。そして、コンパレータ回路１３２の非反転入力には、電圧ＲＦが印加され、コンパレータ回路１３２からは、電流制限信号ＬＭＴが出力されている。
【００４３】
＝＝＝電流制限回路の動作＝＝＝
次に、本実施形態における電流制限回路の動作について説明する。
第１実施形態の電流制限回路１３ａと同様に、回転判定回路１３１は、モータ６が正常に回転している場合には、起動モード信号ＳＴＲをロー・レベルとし、モータ６が正常に回転していない場合には、起動モード信号ＳＴＲをハイ・レベルとする。また、起動モード信号ＳＴＲがロー・レベルの場合には、スイッチ回路１３３はオンとなり、スイッチ回路１３４はオフとなる。そのため、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが電圧Ｖ１以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。そして、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、モータ６が目標回転速度で回転するように、電圧Ｖ１に対応する第１の電流値に制限される。
【００４４】
一方、起動モード信号ＳＴＲがハイ・レベルの場合には、図３に示されているように、スイッチ回路１３３はオフとなり、スイッチ回路１３４はオンとなる。また、カウンタ回路１３５は、スイッチング周期信号ＣＹＣでカウントを開始し、カウント値ＣＮＴは、０から３まで順次増加する。
【００４５】
なお、スイッチング周期信号ＣＹＣは、各スイッチング信号の周期を示す信号であり、例えばモータ６のロータを１回転させるための６ステップの周期ごとのパルス信号である。この場合、カウンタ回路１３５のカウント値ＣＮＴは、当該６ステップの周期ごとに順次増加し、選択回路１３６の出力電圧は、当該カウント値ＣＮＴに応じて、電圧Ｖ２に対して２５％から１００％の電圧まで２５％刻みで順次上昇する。
【００４６】
そして、コンパレータ回路１３２は、電圧ＲＦが、このようにスイッチング信号の周期に応じて徐々に上昇する選択回路１３６の出力電圧（第２の電圧）以上の間ハイ・レベルとなる電流制限信号ＬＭＴを出力する。したがって、駆動コイル６１ないし６３に供給される駆動電流は、当該第２の電圧の上昇に対応して徐々に大きくなる第２の電流値に制限される。
【００４７】
前述したように、第１実施形態の電流制限回路１３ａは、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合に駆動電流を所定の電流値に制限することによって、モータ６の回転速度を低速に抑えている。そのため、起動時の負荷によっては、モータ６が十分に回転することができない場合もあり得る。また、重負荷での起動に対応するため、駆動電流を制限する電流値を大きくすると、軽負荷での起動時に脱調や逆回転を抑制することができなくなってしまう。
【００４８】
一方、本実施形態の電流制限回路１３ｂでは、モータ６が正常に回転していない場合に駆動電流を制限する電流値が徐々に大きくなる。そのため、軽負荷から重負荷までの広い範囲の負荷に対応することができ、重負荷での起動時にモータ６を確実に回転させつつ、軽負荷での起動時に脱調や逆回転を抑制することができる。
【００４９】
前述したように、センサレス方式の３相モータ６をＰＡＭ方式で駆動するためのモータ駆動回路１ａにおいて、起動時のようにモータ６が正常に回転していない場合には、正常に回転している場合より小さい第２の電流値に駆動電流を制限することによって、起動時には、実質的にモータ６の目標回転速度が低速に抑えられ、脱調や逆回転を抑制することができる。
【００５０】
また、駆動電流の電流値を示す電圧ＲＦが第１の電圧または第２の電圧に達したことを検出して各スイッチング信号の振幅を制限することによって、駆動電流を制限することができる。
【００５１】
また、モータ６が所定の基準回転速度以上で回転しているか否かの判定結果に応じて電圧ＲＦと第１の電圧または第２の電圧とを比較することによって、当該比較結果に応じて各スイッチング信号の振幅を制限することができる。
【００５２】
また、第２の電圧を徐々に上昇させることによって、軽負荷から重負荷までの広い範囲の負荷に対応することができる。
【００５３】
さらに、スイッチング信号の周期に応じて第２の電圧を徐々に上昇させることによって、起動時のスイッチング制御に対して十分にゆっくりと第２の電圧を上昇させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５５】
例えば、コンデンサ８は、ノイズを除去するために設けられたものであるが、ノイズの発生状況によっては不要となる場合がある。
【００５６】
また、コンパレータ２１は、選択回路２２を介さずにモータ６と接続されてもよい。この場合には、コンパレータは、各相に対応するように設けられる。
【００５７】
また、上記第２実施形態では、第２の電圧を２５％刻みで順次上昇させているが、これに限定されるものではない。例えば、コンデンサを一定の電流値で充電することによって、第２の電圧を一定の傾きで徐々に上昇させてもよい。なお、図３に示した電流制限回路１３ｂの電圧出力回路の構成は、コンデンサを用いないため、回路面積を抑えつつ、起動時のスイッチング制御に対して十分にゆっくりと第２の電圧を上昇させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ａ、１ｂ モータ駆動回路
６ モータ
７ 抵抗
８ コンデンサ
１１ 位置検出回路
１２ スイッチング制御回路
１３（１３ａ、１３ｂ） 電流制限回路
１４ コンパレータ回路（電流制限回路）
２１ コンパレータ回路
２２ 選択回路
３１〜３８ 端子
４１〜４３ 出力トランジスタ
５１〜５３ 出力トランジスタ
６１〜６３ 駆動コイル
１３１ 回転判定回路
１３２ コンパレータ回路
１３３、１３４ スイッチ回路
１３５ カウンタ回路
１３６ 選択回路
Ｒ０〜Ｒ３ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する複数の出力トランジスタと、
前記複数相の駆動コイルの各相の電圧と前記複数相の駆動コイルの中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、
前記第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいて前記モータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、
前記回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、前記複数の出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、
前記回転子の位置に基づいて前記モータが目標回転速度以下の所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記モータが前記目標回転速度で回転するように前記駆動電流を第１の電流値に制限し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流を前記第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記電流制限回路は、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記駆動電流の電流値を示す電圧が前記第１の電流値を示す第１の電圧に達したことを検出して電流制限信号を出力し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流の電流値を示す電圧が前記第２の電流値を示す第２の電圧に達したことを検出して前記電流制限信号を出力し、
前記スイッチング制御回路は、前記電流制限信号に応じて前記スイッチング信号の振幅を制限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。
【請求項３】
前記電流制限回路は、
前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定する回転判定回路と、
前記回転判定回路の判定結果に応じて前記第１の電圧または前記第２の電圧を出力する電圧出力回路と、
前記駆動電流の電流値を示す電圧と前記電圧出力回路の出力電圧とを比較する第２のコンパレータ回路と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記電圧出力回路は、前記第２の電圧を出力する場合に、当該第２の電圧を徐々に上昇させることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記電圧出力回路は、前記第２の電圧を出力する場合に、前記スイッチング信号の周期に応じて当該第２の電圧を徐々に上昇させることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動回路。
【請求項１】
モータの複数相の駆動コイルに駆動電流を供給する複数の出力トランジスタと、
前記複数相の駆動コイルの各相の電圧と前記複数相の駆動コイルの中性点の電圧とを比較する第１のコンパレータ回路と、
前記第１のコンパレータ回路の比較結果に基づいて前記モータの回転子の位置を検出する位置検出回路と、
前記回転子の位置に応じてパルス振幅変調されたスイッチング信号を生成し、前記複数の出力トランジスタに供給するスイッチング制御回路と、
前記回転子の位置に基づいて前記モータが目標回転速度以下の所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記モータが前記目標回転速度で回転するように前記駆動電流を第１の電流値に制限し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流を前記第１の電流値より小さい第２の電流値に制限する電流制限回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記電流制限回路は、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していると判定した場合には、前記駆動電流の電流値を示す電圧が前記第１の電流値を示す第１の電圧に達したことを検出して電流制限信号を出力し、前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転していないと判定した場合には、前記駆動電流の電流値を示す電圧が前記第２の電流値を示す第２の電圧に達したことを検出して前記電流制限信号を出力し、
前記スイッチング制御回路は、前記電流制限信号に応じて前記スイッチング信号の振幅を制限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。
【請求項３】
前記電流制限回路は、
前記モータが前記所定の基準回転速度以上で回転しているか否かを判定する回転判定回路と、
前記回転判定回路の判定結果に応じて前記第１の電圧または前記第２の電圧を出力する電圧出力回路と、
前記駆動電流の電流値を示す電圧と前記電圧出力回路の出力電圧とを比較する第２のコンパレータ回路と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記電圧出力回路は、前記第２の電圧を出力する場合に、当該第２の電圧を徐々に上昇させることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記電圧出力回路は、前記第２の電圧を出力する場合に、前記スイッチング信号の周期に応じて当該第２の電圧を徐々に上昇させることを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１７６９１８（Ｐ２０１１−１７６９１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７７９１（Ｐ２０１０−３７７９１）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（３１１００３７４３）オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド (166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（３１１００３７４３）オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド (166)
【Ｆターム（参考）】
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