モータ駆動装置及びこれを用いた電気機器
【課題】モータの急減速時や正転／逆転切換時における電源電圧の上昇を抑制する。
【解決手段】モータ駆動装置１０は、電源端とモータ３０との間に接続された上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及びモータ３０と接地端との間に接続された下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路１２と、電源端に印加される電源電圧ＶＣＣと所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成してロジック回路１２に送出する過電圧保護回路１８とを有し、ロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが保護設定値を上回ったときに上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンとする。
【解決手段】モータ駆動装置１０は、電源端とモータ３０との間に接続された上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及びモータ３０と接地端との間に接続された下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路１２と、電源端に印加される電源電圧ＶＣＣと所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成してロジック回路１２に送出する過電圧保護回路１８とを有し、ロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが保護設定値を上回ったときに上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置及びこれを用いた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの急制動時（急減速時やモータ駆動中の正転／逆転切替時など）に生じる電源電圧の上昇は、モータ駆動装置の出力段から電源端に逆流する回生電流が原因である。第１の従来技術では、モータ駆動装置の出力段に流れる回生電流やモータへの出力電圧を監視することで、電源電圧の上昇を間接的に監視することにより、回生電流の逆流を防止して電源電圧の上昇を抑制する構成が採用されていた。また、第２の従来技術では、一般的な同期整流ＰＷＭ［pulse width modulation］駆動方式を用いずにモータの駆動制御を行うモータ駆動装置も提案されていた。
【０００３】
上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１〜５を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１２１９０号明細書
【特許文献２】特開２００２−２７２１６２号公報
【特許文献３】特開２００３−４７２５５号公報
【特許文献４】特開２００３−１３４８７８号公報
【特許文献５】特開２００７−１１０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記第１の従来技術では、モータ駆動装置の出力段に流れる回生電流やモータへの出力電圧を監視するために、専用の監視回路が必要となるため、モータ駆動装置の回路規模増大やコストアップを招くという問題があった。また、上記第１の従来技術では、電源電圧の上昇を直接的に監視しているわけではないので、検出精度の面でも向上の余地が残されていた。
【０００６】
また、モータ駆動装置の出力段を形成する上側ＦＥＴと下側ＦＥＴの駆動信号には、貫通電流を防止する目的で、同時オン防止区間（同時オフ区間）を設けることが一般的である。そのため、同期整流ＰＷＭ駆動方式を用いない上記第２の従来技術であっても、上側ＦＥＴと下側ＦＥＴが同時にオフするタイミングはあり得るので、電源ラインに回生電流が逆流して電源電圧が上昇する危険性を完全に払拭することはできなかった。
【０００７】
本発明は、本願の発明者らにより見出された上記の問題点に鑑み、モータの急制動時における電源電圧の上昇を抑制することが可能なモータ駆動装置、及び、これを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、電源端とモータとの間に接続された上側トランジスタ及び前記モータと接地端との間に接続された下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路と、前記電源端に印加される電源電圧と所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成して前記ロジック回路に送出する過電圧保護回路と、を有し、前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ったときに前記上側トランジスタをオフして前記下側トランジスタをオンする構成（第１の構成）とされている。
【０００９】
なお、上記第１の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、ブレーキ信号が入力されたときにも前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする構成（第２の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第１または第２の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記電源電圧が所定の保護解除値を下回ったときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させる構成（第３の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第１または第２の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ってから所定時間が経過したときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させる構成（第４の構成）にするとよい。
【００１２】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、モード切替信号に応じて、前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする第１過電圧保護モードと、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタをいずれもオフとする第２過電圧保護モードと、を切り替える構成（第５の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第５の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記モータの急制動時に第１過電圧保護モードとなり、その余の場合に第２過電圧保護モードとなる構成（第６の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第６の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記モータの回転方向を切り替えるためのモータ回転方向切替信号、前記モータの回転速度を可変制御するためのモータ回転速度制御信号、または、前記モータの回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号に基づいて、前記モード切替信号を生成する構成（第７の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記過電圧保護回路には、複数の電源電圧に対応して複数の保護設定値が設定されている構成（第８の構成）にするとよい。
【００１６】
また、本発明に係る電気機器は、モータと、前記モータに接続された出力段と、前記出力段を形成する上側トランジスタと下側トランジスタのオン／オフ制御を行う上記第１〜第８いずれかの構成から成るモータ駆動装置を有する構成（第９の構成）とされている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータの急制動時における電源電圧の上昇を抑制することが可能なモータ駆動装置、及び、これを用いた電気器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】モータ駆動装置を用いた電気機器の一構成例を示すブロック図
【図２】モータ駆動装置の通電ロジックを示す真理値表
【図３】モータ駆動装置の動作を示すタイムチャート
【図４】ロジック回路の第１構成例を示すブロック図
【図５】第１構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図６】ロジック回路の第２構成例を示すブロック図
【図７】第２構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図８】ロジック回路の第３構成例を示すブロック図
【図９】第３構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図１０】ロジック回路の第４構成例を示すブロック図
【図１１】第４構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図１２】複数電源への対応例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜全体構成＞
図１は、モータ駆動装置を用いた電気機器の一構成例を示すブロック図である。本構成例の電気機器１は、モータ駆動装置１０と、出力段２０と、モータ３０と、ホールセンサ４０を有する。電気機器１としては、モータ３０を急減速させたり、モータ３０の正転／逆転を切り換えたりする可能性のある電気機器全般（ＯＡ機器、家電製品、産業機器、その他一般民生機器など）が想定される。
【００２０】
モータ駆動装置１０は、ホールセンサ４０から入力される３相（Ｕ相／Ｖ相／Ｗ相）の正／負ホールセンサ信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）に応じて各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を生成し、これらを出力段２０に出力する半導体集積回路装置である。
【００２１】
出力段２０は、電源端（電源電圧ＶＣＣの印加端）とモータ３０との間に接続された上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと、モータ３０と接地端（接地電圧ＧＮＤの印加端）との間に接続された下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを含む。上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗとしては、いずれもＮチャネル型のパワーＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタが用いられている。Ｕ相の上側トランジスタ２１Ｕと下側トランジスタ２２Ｕ、Ｖ相の上側トランジスタ２１Ｖと下側トランジスタ２２Ｖ、及び、Ｗ相の上側トランジスタ２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｗは、各々、電源端と接地端との間に直列接続されており、各トランジスタ間の接続ノードから各相のモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が出力される。
【００２２】
モータ３０は、出力段２０からのモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）によって回転駆動される３相ブラシレスモータである。
【００２３】
ホールセンサ４０は、ホール効果を利用してモータ３０のロータ位置を検出するセンサであり、３相のホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗを含む。
【００２４】
＜モータ駆動装置＞
本構成例のモータ駆動装置１０には、ホールアンプ回路１１と、ロジック回路１２と、プリドライバ回路１３と、内部電源回路１４と、チャージポンプ回路１５と、過熱保護回路１６と、不足電圧保護回路１７と、過電圧保護回路１８と、が集積化されている。
【００２５】
ホールアンプ回路１１は、３相のホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗを含み、ホールセンサ４０から入力される各相の正／負ホールセンサ信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）を各相毎に差動増幅することで各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）を生成し、これらをロジック回路１２に出力する。ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗには、ノイズによる誤動作を防止するためのヒステリシス（例えば±１５ｍＶ）が設けられているので、このヒステリシスを考慮してホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへのバイアス電流を設定することが望ましい。なお、ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗの差動入力端子間には、１００ｐＦ〜０．０１μＦ程度のセラミックコンデンサを接続することが望ましい。また、ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗには、同相入力電圧範囲が設けられているので、この同相入力電圧範囲を考慮してホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへのバイアス電流を設定することが望ましい。
【００２６】
ロジック回路１２は、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に基づいて、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を生成し、これらをプリドライバ回路１３に出力することにより、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗのオン／オフ制御を行う。なお、ロジック回路１２は、外部入力されるモータ回転方向切替信号ＣＷに応じてモータ３０の回転方向（ＣＷ［clock wise］／ＣＣＷ［counter clock wise］）を切り替える機能も備えている。また、ロジック回路１２は、外部入力されるブレーキ信号ＢＲＫに応じてモータ３０を急速に停止させる機能も備えている。また、ロジック回路１２は、外部入力されるモータ回転速度制御信号ＰＷＭに応じてモータ３０の回転速度（トルク）を可変制御する機能も備えている。また、ロジック回路１２は、モータ３０の回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号（例えばＵ相のホールセンサ信号ＨＵの波形整形信号や、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）の３相合成信号）を生成する機能も備えている。また、ロジック回路１２は、過熱保護回路１６、不足電圧保護回路１７、及び、過電圧保護回路１８の各種保護信号に応じて各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。また、ロジック回路１２は、ホールアンプ回路１１の出力が全て同一の論理レベルとなったときに、ホール入力異常と判断して各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。また、ロジック回路１２は、昇圧電圧ＶＧが所定の閾値電圧を下回ったときに、昇圧異常と判断して各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。
【００２７】
プリドライバ回路１３は、ロジック回路１２から入力される各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）に所定の信号処理（レベルシフト処理、波形整形処理、同時オン禁止処理など）を施すことにより、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を生成して、これを外付けの出力段２０に出力する。なお、上側ドライバ駆動信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ）の電位は、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電位を基準として決定される。
【００２８】
内部電源回路１４は、電源電圧ＶＣＣから内部電源電圧ＶＲＥＧを生成し、これをモータ駆動装置１０各部（ロジック回路１２など）に供給する。
【００２９】
チャージポンプ回路１５は、電源電圧ＶＣＣから昇圧電圧ＶＣＰを生成し、これをプリドライバ回路１３に供給する。チャージポンプ回路１５を備えた構成であれば、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗとして、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタを用いることが可能となる。
【００３０】
過熱保護回路１６（いわゆるＴＳＤ［thermal shutdown］回路）は、モータ駆動装置１０のチップ温度を監視して過熱保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。モータ駆動装置１０のチップ温度が保護設定値（例えば１７５℃）以上まで上昇すると、過熱保護信号が異常時の論理レベル（例えばハイレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする。一方、モータ駆動装置１０のチップ温度が保護解除値（例えば１５０℃）以下まで低下すると、過熱保護信号が正常時の論理レベル（例えばローレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は通常動作に移行する。
【００３１】
不足電圧保護回路１７（いわゆるＵＶＬＯ［under voltage lock out］回路）は、電源電圧ＶＣＣを監視して不足電圧保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。電源電圧ＶＣＣが保護設定値（例えば６Ｖ）以下まで低下すると、不足電圧保護信号が異常時の論理レベル（例えばハイレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする。一方、電源電圧ＶＣＣが保護解除値（例えば７Ｖ）以上まで上昇すると、不足電圧保護信号が正常時の論理レベル（例えばローレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は通常動作に移行する。
【００３２】
過電圧保護回路１８（いわゆるＯＶＬＯ［over voltage lock out］回路）は、電源電圧ＶＣＣを監視して過電圧保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。過電圧保護信号に応じたロジック回路１２の保護動作については、後ほど詳細に説明する。
【００３３】
なお、図１では明示されていないが、モータ駆動装置１０には、その他の保護回路として、過電流保護回路やモータ拘束保護回路などを組み込むことも可能である。
【００３４】
上記構成から成るモータ駆動装置１０では、１２０°通電方式によってモータ３０の駆動制御が行われる。図２は、モータ駆動装置１０の通電ロジックを示す真理値表であり、図３は、モータ駆動装置１０の動作を示すタイムチャートである。なお、図２において、「ＰＷＭ」は、モータ回転速度制御信号ＰＷＭがハイレベルであるときにハイレベルとなり、モータ回転速度制御信号ＰＷＭがローレベルであるときにローレベルとなる。
【００３５】
＜過電圧保護機能＞
［第１構成例］
図４は、ロジック回路１２の第１構成例を示すブロック図である。第１構成例のロジック回路１２は、ＯＲゲート１２１と、ＰＷＭ信号生成部１２２と、を含む。
【００３６】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。すなわち、内部ショートブレーキ信号ＳＢは、ブレーキ信号ＢＲＫがハイレベルである場合、及び、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルである場合にハイレベルとなり、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであって過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルである場合にローレベルとなる。
【００３７】
ＰＷＭ信号生成部１２２は、内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルである場合には、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じて各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を生成し、内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルである場合には、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に依らず、各相の上側プリドライバ駆動信号（ｕｈ、ｖｈ、ｗｈ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ）を全てハイレベルとする。
【００３８】
過電圧保護回路１８は、コンパレータ１８１と、抵抗１８２及び１８３と、直流電圧源１８４と、を含む。抵抗１８２及び１８３は、電源端（電源電圧ＶＣＣの印加端）と接地端（接地電圧ＧＮＤの印加端）との間に直列接続されている。コンパレータ１８１の非反転入力端（＋）は、抵抗１８２と抵抗１８３との接続ノードに接続されている。コンパレータ１８１の反転入力端（−）は、直流電圧源１８４の正極端に接続されている。直流電圧源１８４の負極端は、接地端に接続されている。コンパレータ１８１の出力端は、過電圧保護信号ＯＶＰの出力端に接続されている。
【００３９】
コンパレータ１８１は、電源電圧ＶＣＣ（より正確にはその分圧電圧）と所定の閾値電圧とを比較して過電圧保護信号ＯＶＰを生成する。コンパレータ１８１には、ヒステリシス特性が付与されている。すなわち、過電圧保護信号ＯＶＰは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵ以上まで上昇したときにハイレベルとなり、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬ以下まで低下したときにローレベルとなる（ただしＶｔｈＵ＞ＶｔｈＬ）。
【００４０】
図５は、第１構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、電源電圧ＶＣＣ、過電圧保護信号ＯＶＰ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００４１】
時刻ｔ１１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モータ３０のコイルに蓄積されているエネルギの放出により、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００４２】
時刻ｔ１２において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらに内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側プリドライバ駆動信号（ｕｈ、ｖｈ、ｗｈ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ）を全てハイレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側ドライバ駆動信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ）を全てハイレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗは全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオンとなる。従って、モータ３０から接地端に電流を逃がすための低インピーダンスな放電経路が形成されるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲを速やかに減少させることが可能となり、延いては、電源電圧ＶＣＣを引き下げることが可能となる。
【００４３】
時刻ｔ１３において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらに内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。なお、時刻ｔ１３において、モータ３０のコイルにエネルギが残存している場合には、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが再び逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００４４】
時刻ｔ１４において、電源電圧ＶＣＣが再び保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、先述の時刻ｔ１２と同じく、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。
【００４５】
時刻ｔ１５において、電源電圧ＶＣＣが再び保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、先述の時刻ｔ１３と同じく、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作が再開される。このとき、モータ３０のコイルにエネルギが残存していなければ、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲの逆流は生じないので、以後、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた通常のモータ駆動制御が継続される。
【００４６】
上記動作を総括すると、第１構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが所定の保護設定値ＶｔｈＵを上回ったときに、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンする構成であると言える。このように電源電圧ＶＣＣの上昇が検知されたときに、モータ３０のコイルに蓄積されたエネルギが消費されるまで、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを全てオンさせる構成であれば、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に向けて逃がすことができるので、モータ３０の急制動時における電源電圧ＶＣＣの上昇を極めて効果的に抑制することが可能となり、延いては、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００４７】
また、上記の過電圧保護動作を実現する際には、モータ駆動装置１０の保護機能として一般的に利用されている過電圧保護回路１８を流用することができる。従って、回生電流ＩＲやモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を監視する従来構成と異なり、専用の監視回路を別途設ける必要がないので、回路構成を非常に簡素化することが可能となる。また、上記の過電圧保護動作では、電源電圧ＶＣＣを直接的に監視することができるので、誤検出や誤動作の可能性も極めて低いと言える。
【００４８】
なお、図５では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電流保護動作の説明を行ったが、ロジック回路１２は、ブレーキ信号ＢＲＫがハイレベルとされたときにも、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗを全てオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを全てオンとする。このようなオン／オフ制御により、外部からの指示によってモータ３０を急速に停止させることが可能となる。
【００４９】
［第２構成例］
図６は、ロジック回路１２の第２構成例を示すブロック図である。第２構成例のロジック回路１２は、先出の第１構成例とほぼ同様の構成であり、ＲＳフリップフロップ１２３とカウンタ１２４が追加されている点に特徴を有する。そこで、第１構成例と同様の構成要素については、図４と同一の符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第２構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００５０】
ＲＳフリップフロップ１２３のセット端（Ｓ）は、過電圧保護回路１８の出力端に接続されている。ＲＳフリップフロップ１２３のリセット端（Ｒ）は、カウンタ１２４の出力端に接続されている。ＲＳフリップフロップ１２３の出力端（Ｑ）は、ＯＲゲート１２１の入力端とカウンタ１２４の入力端に各々接続されている。
【００５１】
ＲＳフリップフロップ１２３は、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）の立上がりエッジをトリガとして出力信号Ｑをハイレベルにセットし、リセット信号Ｒ（カウンタ１２４の出力信号）をトリガとして出力信号Ｑをローレベルにリセットする。
【００５２】
カウンタ１２４は、出力信号Ｑの立上がりエッジをトリガとして所定時間Ｔ（例えば４ｍｓ）のカウント動作を開始し、所定時間Ｔが経過した時点でリセット信号Ｒにパルスを立ち上げる。
【００５３】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫとＲＳフリップフロップ１２３から入力される出力信号Ｑとの論理和演算を行うことにより内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００５４】
図７は、第２構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、電源電圧ＶＣＣ、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）、出力信号Ｑ、リセット信号Ｒ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００５５】
時刻ｔ２１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モータ３０のコイルに蓄積されているエネルギの放出により、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００５６】
時刻ｔ２２において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がローレベルからハイレベルに立ち上がる。その結果、出力信号Ｑがハイレベルにセットされて内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。また、時刻ｔ２２では、出力信号Ｑの立上がりエッジをトリガとして、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が開始される。
【００５７】
時刻ｔ２３において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がハイレベルからローレベルに立ち下がる。ただし、この時点では、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了していないので、リセット信号Ｒはローレベルに維持されている。
【００５８】
時刻ｔ２４において、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了すると、リセット信号Ｒにパルスが立ち上げられて、出力信号Ｑがローレベルにリセットされる。その結果、内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、先述の第１構成例と同様、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。なお、時刻ｔ２４において、モータ３０のコイルにエネルギが残存している場合には、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが再び逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００５９】
時刻ｔ２５において、電源電圧ＶＣＣが再び保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、先述の時刻ｔ２２と同じく、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。
【００６０】
時刻ｔ２６において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がハイレベルからローレベルに立ち下がる。ただし、この時点では、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了していないので、リセット信号Ｒはローレベルに維持されている。
【００６１】
時刻ｔ２７において、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了すると、先述の時刻ｔ２４と同じく、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）が再開される。このとき、モータ３０のコイルにエネルギが残存していなければ、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲの逆流は生じないので、以後、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた通常のモータ駆動制御が継続される。
【００６２】
上記したように、第２構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ってから所定時間Ｔが経過したときに、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗのオン／オフ制御を通常時の状態に自動復帰させる構成とされている。このような構成とすることにより、先述の第１構成例と同様、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。また、第２構成例のロジック回路１２であれば、モータ３０の特性に応じて所定時間Ｔを適宜調整することにより、電源電圧ＶＣＣの上昇抑制とモータ３０の停止回避との最適化を図ることが可能となる。なお、第２構成例のロジック回路１２を採用する場合、過電圧保護回路１８に含まれるコンパレータ１８１には、ヒステリシス特性を付与しなくても構わない。
【００６３】
［第３構成例］
図８は、ロジック回路１２の第３構成例を示すブロック図である。第３構成例のロジック回路１２は、先出の第１構成例とほぼ同様の構成（第１構成例を基礎としてモード切替機能を付加した構成）であり、ＡＮＤゲート１２５及び１２６が追加されている点に特徴を有する。そこで、第１構成例と同様の構成要素については図４と同一の符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第３構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００６４】
ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことで出力信号Ｘを生成し、これをＯＲゲート１２１に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰが出力信号Ｘとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、出力信号Ｘがローレベルに固定される。
【００６５】
ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から反転入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことでシャットダウン信号ＳＤＮを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰがシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに固定される。
【００６６】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、ＡＮＤゲート１２５から入力される出力信号Ｘとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００６７】
図９は、第３構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、モード切替信号ＭＯＤＥ、電源電圧ＶＣＣ、過電圧保護信号ＯＶＰ、シャットダウン信号ＳＤＮ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ（出力信号Ｘ）、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下ではブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００６８】
時刻ｔ３１では、モータ３０の急制動とは異なる原因により、電源電圧ＶＣＣに異常な上昇が生じている。このとき、モード切替信号ＭＯＤＥはローレベルとされているので、ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく出力信号Ｘをローレベルに固定する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰをシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力する状態となる。
【００６９】
従って、時刻ｔ３１において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を全てローレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を全てローレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオフとなる。このようなシャットダウン動作を行うことにより、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をいずれもハイインピーダンス状態とすることができるので、モータ３０を安全に停止させることが可能となる。
【００７０】
時刻ｔ３２において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、外部からの復帰信号を待つことなく、モータ３０の駆動制御を自発的に再開することが可能となる。
【００７１】
一方、時刻ｔ１１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルからハイレベルに立ち上げられる。その結果、時刻ｔ１１以降、ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護信号ＯＶＰを出力信号Ｘとしてスルー出力する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなくシャットダウン信号ＳＤＮをローレベルに固定する状態となる。従って、時刻ｔ１１〜ｔ１５では、先出の図５と同様の過電圧保護動作が実施されるので、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に逃がして電源電圧ＶＣＣの上昇を抑制し、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００７２】
上記のように、第３構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが過電圧状態となったときの保護動作として、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンとする第１過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｈ）と、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをいずれもオフとする第２過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｌ）と、を切り替える構成とされている。より具体的に述べると、第３構成例のロジック回路１２は、モータ３０の急制動時に第１過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｈ）となり、その余の場合に第２過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｌ）となる。このような構成とすることにより、電源電圧ＶＣＣが過電圧状態に至った原因に応じて最適な保護動作を実施することができるので、モータ駆動装置１０の信頼性を高めることが可能となる。
【００７３】
なお、モード切替信号ＭＯＤＥについては、モータ駆動装置１０の外部に設けられたメインコントローラ（マイコンなど）から外部入力を受ける構成としてもよいし、ロジック回路１２の内部で独自に生成する構成としてもよい。後者の構成を採用する場合、ロジック回路１２は、モータ回転方向切替信号ＣＷ、モータ回転速度制御信号ＰＷＭＢ、またはＦＧ信号に基づいてモータ３０の急制動の有無を監視し、その監視結果に応じたモード切替信号ＭＯＤＥを生成する構成にするとよい。また、モード切替信号ＭＯＤＥをハイレベルに立ち上げた後、これをローレベルに復帰させるタイミングについては、例えば、モード切替信号ＭＯＤＥの立上がりエッジから所定時間のカウント完了時点とすればよい。
【００７４】
［第４構成例］
図１０は、ロジック回路１２の第４構成例を示すブロック図である。第４構成例のロジック回路１２は、先出の第２構成例とほぼ同様の構成（第２構成例を基礎としてモード切替機能を付加した構成）であり、ＡＮＤゲート１２５及び１２６が追加されている点に特徴を有する。そこで、第２構成例と同様の構成要素については図６と同一符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第４構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００７５】
ＡＮＤゲート１２５は、ＲＳフリップフロップ回路１２３から入力される出力信号Ｑと、モード切替信号生成部（不図示）から入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことで出力信号Ｘを生成し、これをＯＲゲート１２１に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、出力信号Ｑが出力信号Ｘとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、出力信号Ｑの論理レベルに依ることなく、出力信号Ｘがローレベルに固定される。
【００７６】
ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から反転入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことでシャットダウン信号ＳＤＮを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰがシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに固定される。
【００７７】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、ＡＮＤゲート１２５から入力される出力信号Ｘとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００７８】
なお、ＲＳフリップフロップ１２３及びカウンタ１２４は、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルであるときに、各々の動作を停止する構成にするとよい。このような構成とすることにより、ロジック回路１２の消費電力を低減することが可能となる。
【００７９】
図１１は、第４構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであって、上から順番に、モード切替信号ＭＯＤＥ、電源電圧ＶＣＣ、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）、出力信号Ｑ、リセット信号Ｒ、シャットダウン信号ＳＤＮ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ（出力信号Ｘ）、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００８０】
時刻ｔ３１では、モータ３０の急制動とは異なる原因により、電源電圧ＶＣＣに異常な上昇が生じている。このとき、モード切替信号ＭＯＤＥはローレベルとされているので、ＡＮＤゲート１２５は、出力信号Ｑの論理レベルに依ることなく出力信号Ｘをローレベルに固定する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰをシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力する状態となる。
【００８１】
従って、時刻ｔ３１において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を全てローレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を全てローレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオフとなる。このようなシャットダウン動作を行うことにより、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をいずれもハイインピーダンス状態とすることができるので、モータ３０を安全に停止させることが可能となる。
【００８２】
時刻ｔ３２において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、外部からの復帰信号を待つことなく、モータ３０の駆動制御を自発的に再開することが可能となる。
【００８３】
一方、時刻ｔ２１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルからハイレベルに立ち上げられる。その結果、時刻ｔ２１以降、ＡＮＤゲート１２５は、出力信号Ｑを出力信号Ｘとしてスルー出力する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなくシャットダウン信号ＳＤＮをローレベルに固定する状態となる。従って、時刻ｔ２１〜ｔ２７では、先出の図７と同様の過電圧保護動作が実施されるので、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に逃がして電源電圧ＶＣＣの上昇を抑制し、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００８４】
第４構成例のロジック回路１２であれば、先述した第１〜第３構成例の作用効果をいずれも享受することができるので、モータ駆動装置１０の信頼性をより一層向上させることが可能となる。
【００８５】
＜複数電源への対応＞
図１２は、複数電源への対応例を示す説明図である。先の説明では、電源電圧ＶＣＣと比較参照される保護設定値及び保護解除値を一つずつ設定した構成を例に挙げたが、複数の電源電圧に対応する場合には、保護設定値及び保護解除値を複数設定してもよい。
【００８６】
例えば、モータ駆動装置１０が搭載されるアプリケーションに応じて、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖまたは２４Ｖのいずれかが印加される場合、１２Ｖ電源用の保護設定値Ｖｔｈ１Ｕ（例えば１６Ｖ）、１２Ｖ電源用の下側保護解除値Ｖｔｈ１Ｌ（例えば１５Ｖ）、１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２（例えば１９Ｖ）、２４Ｖ電源用の保護設定値Ｖｔｈ３Ｕ（例えば２８．５Ｖ）、及び、２４Ｖ電源用の保護解除値Ｖｔｈ２Ｌ（例えば２７．５Ｖ）を設定しておけばよい。
【００８７】
例えば、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値Ｖｔｈ１Ｕを上回った時点で過電圧保護動作が発動される。また、電源電圧ＶＣＣとして２４Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値Ｖｔｈ３Ｕを上回った時点で過電圧保護動作が発動される。
【００８８】
なお、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２を上回るおそれはないものとし、また、電源電圧ＶＣＣとして２４Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２を下回るおそれはないものとする。
【００８９】
＜その他の変形例＞
上記の実施形態では、３相ブラシレスモータの駆動制御を行うモータ駆動装置に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他方式のモータ駆動装置にも広く適用することが可能である。
【００９０】
また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、各種信号の論理レベル反転は任意である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係るモータ駆動装置は、モータを急減速させたり、モータの正転／逆転を切り換えたりする可能性のある電気機器全般（ＯＡ機器、家電製品、産業機器、その他一般民生機器など）に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 電気機器
１０ モータ駆動装置
１１ ホールアンプ回路
１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ ホールアンプ
１２ ロジック回路
１２１ ＯＲゲート
１２２ ＰＷＭ信号生成部
１２３ ＲＳフリップフロップ
１２４ カウンタ
１２５、１２６ ＡＮＤゲート
１３ プリドライバ回路
１４ 内部電源回路
１５ チャージポンプ回路
１６ 過熱保護回路
１７ 不足電圧保護回路
１８ 過電圧保護回路
１８１ コンパレータ
１８２、１８３ 抵抗
１８４ 直流電圧源
２０ 出力段
２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ 上側トランジスタ
２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ 下側トランジスタ
３０ モータ
４０ ホールセンサ
４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗ ホール素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置及びこれを用いた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの急制動時（急減速時やモータ駆動中の正転／逆転切替時など）に生じる電源電圧の上昇は、モータ駆動装置の出力段から電源端に逆流する回生電流が原因である。第１の従来技術では、モータ駆動装置の出力段に流れる回生電流やモータへの出力電圧を監視することで、電源電圧の上昇を間接的に監視することにより、回生電流の逆流を防止して電源電圧の上昇を抑制する構成が採用されていた。また、第２の従来技術では、一般的な同期整流ＰＷＭ［pulse width modulation］駆動方式を用いずにモータの駆動制御を行うモータ駆動装置も提案されていた。
【０００３】
上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１〜５を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１２１９０号明細書
【特許文献２】特開２００２−２７２１６２号公報
【特許文献３】特開２００３−４７２５５号公報
【特許文献４】特開２００３−１３４８７８号公報
【特許文献５】特開２００７−１１０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記第１の従来技術では、モータ駆動装置の出力段に流れる回生電流やモータへの出力電圧を監視するために、専用の監視回路が必要となるため、モータ駆動装置の回路規模増大やコストアップを招くという問題があった。また、上記第１の従来技術では、電源電圧の上昇を直接的に監視しているわけではないので、検出精度の面でも向上の余地が残されていた。
【０００６】
また、モータ駆動装置の出力段を形成する上側ＦＥＴと下側ＦＥＴの駆動信号には、貫通電流を防止する目的で、同時オン防止区間（同時オフ区間）を設けることが一般的である。そのため、同期整流ＰＷＭ駆動方式を用いない上記第２の従来技術であっても、上側ＦＥＴと下側ＦＥＴが同時にオフするタイミングはあり得るので、電源ラインに回生電流が逆流して電源電圧が上昇する危険性を完全に払拭することはできなかった。
【０００７】
本発明は、本願の発明者らにより見出された上記の問題点に鑑み、モータの急制動時における電源電圧の上昇を抑制することが可能なモータ駆動装置、及び、これを用いた電気機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動装置は、電源端とモータとの間に接続された上側トランジスタ及び前記モータと接地端との間に接続された下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路と、前記電源端に印加される電源電圧と所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成して前記ロジック回路に送出する過電圧保護回路と、を有し、前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ったときに前記上側トランジスタをオフして前記下側トランジスタをオンする構成（第１の構成）とされている。
【０００９】
なお、上記第１の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、ブレーキ信号が入力されたときにも前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする構成（第２の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第１または第２の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記電源電圧が所定の保護解除値を下回ったときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させる構成（第３の構成）にするとよい。
【００１１】
また、上記第１または第２の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ってから所定時間が経過したときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させる構成（第４の構成）にするとよい。
【００１２】
また、上記第１〜第４いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、モード切替信号に応じて、前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする第１過電圧保護モードと、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタをいずれもオフとする第２過電圧保護モードと、を切り替える構成（第５の構成）にするとよい。
【００１３】
また、上記第５の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記モータの急制動時に第１過電圧保護モードとなり、その余の場合に第２過電圧保護モードとなる構成（第６の構成）にするとよい。
【００１４】
また、上記第６の構成から成るモータ駆動装置において、前記ロジック回路は、前記モータの回転方向を切り替えるためのモータ回転方向切替信号、前記モータの回転速度を可変制御するためのモータ回転速度制御信号、または、前記モータの回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号に基づいて、前記モード切替信号を生成する構成（第７の構成）にするとよい。
【００１５】
また、上記第１〜第７いずれかの構成から成るモータ駆動装置において、前記過電圧保護回路には、複数の電源電圧に対応して複数の保護設定値が設定されている構成（第８の構成）にするとよい。
【００１６】
また、本発明に係る電気機器は、モータと、前記モータに接続された出力段と、前記出力段を形成する上側トランジスタと下側トランジスタのオン／オフ制御を行う上記第１〜第８いずれかの構成から成るモータ駆動装置を有する構成（第９の構成）とされている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、モータの急制動時における電源電圧の上昇を抑制することが可能なモータ駆動装置、及び、これを用いた電気器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】モータ駆動装置を用いた電気機器の一構成例を示すブロック図
【図２】モータ駆動装置の通電ロジックを示す真理値表
【図３】モータ駆動装置の動作を示すタイムチャート
【図４】ロジック回路の第１構成例を示すブロック図
【図５】第１構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図６】ロジック回路の第２構成例を示すブロック図
【図７】第２構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図８】ロジック回路の第３構成例を示すブロック図
【図９】第３構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図１０】ロジック回路の第４構成例を示すブロック図
【図１１】第４構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャート
【図１２】複数電源への対応例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜全体構成＞
図１は、モータ駆動装置を用いた電気機器の一構成例を示すブロック図である。本構成例の電気機器１は、モータ駆動装置１０と、出力段２０と、モータ３０と、ホールセンサ４０を有する。電気機器１としては、モータ３０を急減速させたり、モータ３０の正転／逆転を切り換えたりする可能性のある電気機器全般（ＯＡ機器、家電製品、産業機器、その他一般民生機器など）が想定される。
【００２０】
モータ駆動装置１０は、ホールセンサ４０から入力される３相（Ｕ相／Ｖ相／Ｗ相）の正／負ホールセンサ信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）に応じて各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を生成し、これらを出力段２０に出力する半導体集積回路装置である。
【００２１】
出力段２０は、電源端（電源電圧ＶＣＣの印加端）とモータ３０との間に接続された上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと、モータ３０と接地端（接地電圧ＧＮＤの印加端）との間に接続された下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを含む。上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗとしては、いずれもＮチャネル型のパワーＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタが用いられている。Ｕ相の上側トランジスタ２１Ｕと下側トランジスタ２２Ｕ、Ｖ相の上側トランジスタ２１Ｖと下側トランジスタ２２Ｖ、及び、Ｗ相の上側トランジスタ２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｗは、各々、電源端と接地端との間に直列接続されており、各トランジスタ間の接続ノードから各相のモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）が出力される。
【００２２】
モータ３０は、出力段２０からのモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）によって回転駆動される３相ブラシレスモータである。
【００２３】
ホールセンサ４０は、ホール効果を利用してモータ３０のロータ位置を検出するセンサであり、３相のホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗを含む。
【００２４】
＜モータ駆動装置＞
本構成例のモータ駆動装置１０には、ホールアンプ回路１１と、ロジック回路１２と、プリドライバ回路１３と、内部電源回路１４と、チャージポンプ回路１５と、過熱保護回路１６と、不足電圧保護回路１７と、過電圧保護回路１８と、が集積化されている。
【００２５】
ホールアンプ回路１１は、３相のホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗを含み、ホールセンサ４０から入力される各相の正／負ホールセンサ信号（ＨＵ＋／ＨＵ−、ＨＶ＋／ＨＶ−、ＨＷ＋／ＨＷ−）を各相毎に差動増幅することで各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）を生成し、これらをロジック回路１２に出力する。ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗには、ノイズによる誤動作を防止するためのヒステリシス（例えば±１５ｍＶ）が設けられているので、このヒステリシスを考慮してホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへのバイアス電流を設定することが望ましい。なお、ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗの差動入力端子間には、１００ｐＦ〜０．０１μＦ程度のセラミックコンデンサを接続することが望ましい。また、ホールアンプ１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗには、同相入力電圧範囲が設けられているので、この同相入力電圧範囲を考慮してホール素子４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗへのバイアス電流を設定することが望ましい。
【００２６】
ロジック回路１２は、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に基づいて、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を生成し、これらをプリドライバ回路１３に出力することにより、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗのオン／オフ制御を行う。なお、ロジック回路１２は、外部入力されるモータ回転方向切替信号ＣＷに応じてモータ３０の回転方向（ＣＷ［clock wise］／ＣＣＷ［counter clock wise］）を切り替える機能も備えている。また、ロジック回路１２は、外部入力されるブレーキ信号ＢＲＫに応じてモータ３０を急速に停止させる機能も備えている。また、ロジック回路１２は、外部入力されるモータ回転速度制御信号ＰＷＭに応じてモータ３０の回転速度（トルク）を可変制御する機能も備えている。また、ロジック回路１２は、モータ３０の回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号（例えばＵ相のホールセンサ信号ＨＵの波形整形信号や、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）の３相合成信号）を生成する機能も備えている。また、ロジック回路１２は、過熱保護回路１６、不足電圧保護回路１７、及び、過電圧保護回路１８の各種保護信号に応じて各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。また、ロジック回路１２は、ホールアンプ回路１１の出力が全て同一の論理レベルとなったときに、ホール入力異常と判断して各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。また、ロジック回路１２は、昇圧電圧ＶＧが所定の閾値電圧を下回ったときに、昇圧異常と判断して各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする機能も備えている。
【００２７】
プリドライバ回路１３は、ロジック回路１２から入力される各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）に所定の信号処理（レベルシフト処理、波形整形処理、同時オン禁止処理など）を施すことにより、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を生成して、これを外付けの出力段２０に出力する。なお、上側ドライバ駆動信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ）の電位は、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の電位を基準として決定される。
【００２８】
内部電源回路１４は、電源電圧ＶＣＣから内部電源電圧ＶＲＥＧを生成し、これをモータ駆動装置１０各部（ロジック回路１２など）に供給する。
【００２９】
チャージポンプ回路１５は、電源電圧ＶＣＣから昇圧電圧ＶＣＰを生成し、これをプリドライバ回路１３に供給する。チャージポンプ回路１５を備えた構成であれば、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗとして、Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタを用いることが可能となる。
【００３０】
過熱保護回路１６（いわゆるＴＳＤ［thermal shutdown］回路）は、モータ駆動装置１０のチップ温度を監視して過熱保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。モータ駆動装置１０のチップ温度が保護設定値（例えば１７５℃）以上まで上昇すると、過熱保護信号が異常時の論理レベル（例えばハイレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする。一方、モータ駆動装置１０のチップ温度が保護解除値（例えば１５０℃）以下まで低下すると、過熱保護信号が正常時の論理レベル（例えばローレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は通常動作に移行する。
【００３１】
不足電圧保護回路１７（いわゆるＵＶＬＯ［under voltage lock out］回路）は、電源電圧ＶＣＣを監視して不足電圧保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。電源電圧ＶＣＣが保護設定値（例えば６Ｖ）以下まで低下すると、不足電圧保護信号が異常時の論理レベル（例えばハイレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を強制的にミュートする。一方、電源電圧ＶＣＣが保護解除値（例えば７Ｖ）以上まで上昇すると、不足電圧保護信号が正常時の論理レベル（例えばローレベル）となり、これを受けたロジック回路１２は通常動作に移行する。
【００３２】
過電圧保護回路１８（いわゆるＯＶＬＯ［over voltage lock out］回路）は、電源電圧ＶＣＣを監視して過電圧保護信号を生成し、これをロジック回路１２に出力する。過電圧保護信号に応じたロジック回路１２の保護動作については、後ほど詳細に説明する。
【００３３】
なお、図１では明示されていないが、モータ駆動装置１０には、その他の保護回路として、過電流保護回路やモータ拘束保護回路などを組み込むことも可能である。
【００３４】
上記構成から成るモータ駆動装置１０では、１２０°通電方式によってモータ３０の駆動制御が行われる。図２は、モータ駆動装置１０の通電ロジックを示す真理値表であり、図３は、モータ駆動装置１０の動作を示すタイムチャートである。なお、図２において、「ＰＷＭ」は、モータ回転速度制御信号ＰＷＭがハイレベルであるときにハイレベルとなり、モータ回転速度制御信号ＰＷＭがローレベルであるときにローレベルとなる。
【００３５】
＜過電圧保護機能＞
［第１構成例］
図４は、ロジック回路１２の第１構成例を示すブロック図である。第１構成例のロジック回路１２は、ＯＲゲート１２１と、ＰＷＭ信号生成部１２２と、を含む。
【００３６】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。すなわち、内部ショートブレーキ信号ＳＢは、ブレーキ信号ＢＲＫがハイレベルである場合、及び、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルである場合にハイレベルとなり、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであって過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルである場合にローレベルとなる。
【００３７】
ＰＷＭ信号生成部１２２は、内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルである場合には、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じて各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を生成し、内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルである場合には、各相のホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に依らず、各相の上側プリドライバ駆動信号（ｕｈ、ｖｈ、ｗｈ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ）を全てハイレベルとする。
【００３８】
過電圧保護回路１８は、コンパレータ１８１と、抵抗１８２及び１８３と、直流電圧源１８４と、を含む。抵抗１８２及び１８３は、電源端（電源電圧ＶＣＣの印加端）と接地端（接地電圧ＧＮＤの印加端）との間に直列接続されている。コンパレータ１８１の非反転入力端（＋）は、抵抗１８２と抵抗１８３との接続ノードに接続されている。コンパレータ１８１の反転入力端（−）は、直流電圧源１８４の正極端に接続されている。直流電圧源１８４の負極端は、接地端に接続されている。コンパレータ１８１の出力端は、過電圧保護信号ＯＶＰの出力端に接続されている。
【００３９】
コンパレータ１８１は、電源電圧ＶＣＣ（より正確にはその分圧電圧）と所定の閾値電圧とを比較して過電圧保護信号ＯＶＰを生成する。コンパレータ１８１には、ヒステリシス特性が付与されている。すなわち、過電圧保護信号ＯＶＰは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵ以上まで上昇したときにハイレベルとなり、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬ以下まで低下したときにローレベルとなる（ただしＶｔｈＵ＞ＶｔｈＬ）。
【００４０】
図５は、第１構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、電源電圧ＶＣＣ、過電圧保護信号ＯＶＰ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００４１】
時刻ｔ１１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モータ３０のコイルに蓄積されているエネルギの放出により、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００４２】
時刻ｔ１２において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらに内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側プリドライバ駆動信号（ｕｈ、ｖｈ、ｗｈ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ｕｌ、ｖｌ、ｗｌ）を全てハイレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側ドライバ駆動信号（ＵＨ、ＶＨ、ＷＨ）を全てローレベルとし、各相の下側プリドライバ駆動信号（ＵＬ、ＶＬ、ＷＬ）を全てハイレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗは全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオンとなる。従って、モータ３０から接地端に電流を逃がすための低インピーダンスな放電経路が形成されるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲを速やかに減少させることが可能となり、延いては、電源電圧ＶＣＣを引き下げることが可能となる。
【００４３】
時刻ｔ１３において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらに内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。なお、時刻ｔ１３において、モータ３０のコイルにエネルギが残存している場合には、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが再び逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００４４】
時刻ｔ１４において、電源電圧ＶＣＣが再び保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、先述の時刻ｔ１２と同じく、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。
【００４５】
時刻ｔ１５において、電源電圧ＶＣＣが再び保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、先述の時刻ｔ１３と同じく、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作が再開される。このとき、モータ３０のコイルにエネルギが残存していなければ、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲの逆流は生じないので、以後、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた通常のモータ駆動制御が継続される。
【００４６】
上記動作を総括すると、第１構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが所定の保護設定値ＶｔｈＵを上回ったときに、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンする構成であると言える。このように電源電圧ＶＣＣの上昇が検知されたときに、モータ３０のコイルに蓄積されたエネルギが消費されるまで、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを全てオンさせる構成であれば、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に向けて逃がすことができるので、モータ３０の急制動時における電源電圧ＶＣＣの上昇を極めて効果的に抑制することが可能となり、延いては、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００４７】
また、上記の過電圧保護動作を実現する際には、モータ駆動装置１０の保護機能として一般的に利用されている過電圧保護回路１８を流用することができる。従って、回生電流ＩＲやモータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を監視する従来構成と異なり、専用の監視回路を別途設ける必要がないので、回路構成を非常に簡素化することが可能となる。また、上記の過電圧保護動作では、電源電圧ＶＣＣを直接的に監視することができるので、誤検出や誤動作の可能性も極めて低いと言える。
【００４８】
なお、図５では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電流保護動作の説明を行ったが、ロジック回路１２は、ブレーキ信号ＢＲＫがハイレベルとされたときにも、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗを全てオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗを全てオンとする。このようなオン／オフ制御により、外部からの指示によってモータ３０を急速に停止させることが可能となる。
【００４９】
［第２構成例］
図６は、ロジック回路１２の第２構成例を示すブロック図である。第２構成例のロジック回路１２は、先出の第１構成例とほぼ同様の構成であり、ＲＳフリップフロップ１２３とカウンタ１２４が追加されている点に特徴を有する。そこで、第１構成例と同様の構成要素については、図４と同一の符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第２構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００５０】
ＲＳフリップフロップ１２３のセット端（Ｓ）は、過電圧保護回路１８の出力端に接続されている。ＲＳフリップフロップ１２３のリセット端（Ｒ）は、カウンタ１２４の出力端に接続されている。ＲＳフリップフロップ１２３の出力端（Ｑ）は、ＯＲゲート１２１の入力端とカウンタ１２４の入力端に各々接続されている。
【００５１】
ＲＳフリップフロップ１２３は、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）の立上がりエッジをトリガとして出力信号Ｑをハイレベルにセットし、リセット信号Ｒ（カウンタ１２４の出力信号）をトリガとして出力信号Ｑをローレベルにリセットする。
【００５２】
カウンタ１２４は、出力信号Ｑの立上がりエッジをトリガとして所定時間Ｔ（例えば４ｍｓ）のカウント動作を開始し、所定時間Ｔが経過した時点でリセット信号Ｒにパルスを立ち上げる。
【００５３】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫとＲＳフリップフロップ１２３から入力される出力信号Ｑとの論理和演算を行うことにより内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００５４】
図７は、第２構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、電源電圧ＶＣＣ、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）、出力信号Ｑ、リセット信号Ｒ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００５５】
時刻ｔ２１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モータ３０のコイルに蓄積されているエネルギの放出により、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００５６】
時刻ｔ２２において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がローレベルからハイレベルに立ち上がる。その結果、出力信号Ｑがハイレベルにセットされて内部ショートブレーキ信号ＳＢがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。また、時刻ｔ２２では、出力信号Ｑの立上がりエッジをトリガとして、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が開始される。
【００５７】
時刻ｔ２３において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がハイレベルからローレベルに立ち下がる。ただし、この時点では、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了していないので、リセット信号Ｒはローレベルに維持されている。
【００５８】
時刻ｔ２４において、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了すると、リセット信号Ｒにパルスが立ち上げられて、出力信号Ｑがローレベルにリセットされる。その結果、内部ショートブレーキ信号ＳＢがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、先述の第１構成例と同様、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。なお、時刻ｔ２４において、モータ３０のコイルにエネルギが残存している場合には、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲが再び逆流し、電源電圧ＶＣＣが上昇する。
【００５９】
時刻ｔ２５において、電源電圧ＶＣＣが再び保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、先述の時刻ｔ２２と同じく、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗが全てオフとなり、下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗが全てオンとなるので、電源端に向けて逆流する回生電流ＩＲが減少して電源電圧ＶＣＣが下降に転じる。
【００６０】
時刻ｔ２６において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）がハイレベルからローレベルに立ち下がる。ただし、この時点では、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了していないので、リセット信号Ｒはローレベルに維持されている。
【００６１】
時刻ｔ２７において、カウンタ１２４による所定時間Ｔのカウント動作が完了すると、先述の時刻ｔ２４と同じく、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）が再開される。このとき、モータ３０のコイルにエネルギが残存していなければ、出力段２０から電源端に向けて回生電流ＩＲの逆流は生じないので、以後、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた通常のモータ駆動制御が継続される。
【００６２】
上記したように、第２構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ってから所定時間Ｔが経過したときに、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗのオン／オフ制御を通常時の状態に自動復帰させる構成とされている。このような構成とすることにより、先述の第１構成例と同様、モータ３０の急制動時において、電源電圧ＶＣＣの上昇を適切に抑制しつつ、モータ３０が完全に停止してしまう事態を回避することができる。また、第２構成例のロジック回路１２であれば、モータ３０の特性に応じて所定時間Ｔを適宜調整することにより、電源電圧ＶＣＣの上昇抑制とモータ３０の停止回避との最適化を図ることが可能となる。なお、第２構成例のロジック回路１２を採用する場合、過電圧保護回路１８に含まれるコンパレータ１８１には、ヒステリシス特性を付与しなくても構わない。
【００６３】
［第３構成例］
図８は、ロジック回路１２の第３構成例を示すブロック図である。第３構成例のロジック回路１２は、先出の第１構成例とほぼ同様の構成（第１構成例を基礎としてモード切替機能を付加した構成）であり、ＡＮＤゲート１２５及び１２６が追加されている点に特徴を有する。そこで、第１構成例と同様の構成要素については図４と同一の符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第３構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００６４】
ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことで出力信号Ｘを生成し、これをＯＲゲート１２１に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰが出力信号Ｘとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、出力信号Ｘがローレベルに固定される。
【００６５】
ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から反転入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことでシャットダウン信号ＳＤＮを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰがシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに固定される。
【００６６】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、ＡＮＤゲート１２５から入力される出力信号Ｘとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００６７】
図９は、第３構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであり、上から順番に、モード切替信号ＭＯＤＥ、電源電圧ＶＣＣ、過電圧保護信号ＯＶＰ、シャットダウン信号ＳＤＮ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ（出力信号Ｘ）、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下ではブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００６８】
時刻ｔ３１では、モータ３０の急制動とは異なる原因により、電源電圧ＶＣＣに異常な上昇が生じている。このとき、モード切替信号ＭＯＤＥはローレベルとされているので、ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく出力信号Ｘをローレベルに固定する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰをシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力する状態となる。
【００６９】
従って、時刻ｔ３１において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を全てローレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を全てローレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオフとなる。このようなシャットダウン動作を行うことにより、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をいずれもハイインピーダンス状態とすることができるので、モータ３０を安全に停止させることが可能となる。
【００７０】
時刻ｔ３２において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、外部からの復帰信号を待つことなく、モータ３０の駆動制御を自発的に再開することが可能となる。
【００７１】
一方、時刻ｔ１１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルからハイレベルに立ち上げられる。その結果、時刻ｔ１１以降、ＡＮＤゲート１２５は、過電圧保護信号ＯＶＰを出力信号Ｘとしてスルー出力する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなくシャットダウン信号ＳＤＮをローレベルに固定する状態となる。従って、時刻ｔ１１〜ｔ１５では、先出の図５と同様の過電圧保護動作が実施されるので、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に逃がして電源電圧ＶＣＣの上昇を抑制し、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００７２】
上記のように、第３構成例のロジック回路１２は、電源電圧ＶＣＣが過電圧状態となったときの保護動作として、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗをオフとして下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをオンとする第１過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｈ）と、上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗと下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗをいずれもオフとする第２過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｌ）と、を切り替える構成とされている。より具体的に述べると、第３構成例のロジック回路１２は、モータ３０の急制動時に第１過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｈ）となり、その余の場合に第２過電圧保護モード（ＭＯＤＥ＝Ｌ）となる。このような構成とすることにより、電源電圧ＶＣＣが過電圧状態に至った原因に応じて最適な保護動作を実施することができるので、モータ駆動装置１０の信頼性を高めることが可能となる。
【００７３】
なお、モード切替信号ＭＯＤＥについては、モータ駆動装置１０の外部に設けられたメインコントローラ（マイコンなど）から外部入力を受ける構成としてもよいし、ロジック回路１２の内部で独自に生成する構成としてもよい。後者の構成を採用する場合、ロジック回路１２は、モータ回転方向切替信号ＣＷ、モータ回転速度制御信号ＰＷＭＢ、またはＦＧ信号に基づいてモータ３０の急制動の有無を監視し、その監視結果に応じたモード切替信号ＭＯＤＥを生成する構成にするとよい。また、モード切替信号ＭＯＤＥをハイレベルに立ち上げた後、これをローレベルに復帰させるタイミングについては、例えば、モード切替信号ＭＯＤＥの立上がりエッジから所定時間のカウント完了時点とすればよい。
【００７４】
［第４構成例］
図１０は、ロジック回路１２の第４構成例を示すブロック図である。第４構成例のロジック回路１２は、先出の第２構成例とほぼ同様の構成（第２構成例を基礎としてモード切替機能を付加した構成）であり、ＡＮＤゲート１２５及び１２６が追加されている点に特徴を有する。そこで、第２構成例と同様の構成要素については図６と同一符号を付すことで重複した説明を省略し、以下では第４構成例の特徴部分について重点的な説明を行う。
【００７５】
ＡＮＤゲート１２５は、ＲＳフリップフロップ回路１２３から入力される出力信号Ｑと、モード切替信号生成部（不図示）から入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことで出力信号Ｘを生成し、これをＯＲゲート１２１に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、出力信号Ｑが出力信号Ｘとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、出力信号Ｑの論理レベルに依ることなく、出力信号Ｘがローレベルに固定される。
【００７６】
ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護回路１８から入力される過電圧保護信号ＯＶＰと、モード切替信号生成部（不図示）から反転入力されるモード切替信号ＭＯＤＥとの論理積演算を行うことでシャットダウン信号ＳＤＮを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。従って、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰがシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力され、モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルの場合には、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなく、シャットダウン信号ＳＤＮがローレベルに固定される。
【００７７】
ＯＲゲート１２１は、モータ駆動装置１０の外部から入力されるブレーキ信号ＢＲＫと、ＡＮＤゲート１２５から入力される出力信号Ｘとの論理和演算を行うことにより、内部ショートブレーキ信号ＳＢを生成し、これをＰＷＭ信号生成部１２２に送出する。
【００７８】
なお、ＲＳフリップフロップ１２３及びカウンタ１２４は、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルであるときに、各々の動作を停止する構成にするとよい。このような構成とすることにより、ロジック回路１２の消費電力を低減することが可能となる。
【００７９】
図１１は、第４構成例における過電圧保護動作を示すタイムチャートであって、上から順番に、モード切替信号ＭＯＤＥ、電源電圧ＶＣＣ、セット信号Ｓ（過電圧保護信号ＯＶＰ）、出力信号Ｑ、リセット信号Ｒ、シャットダウン信号ＳＤＮ、内部ショートブレーキ信号ＳＢ（出力信号Ｘ）、及び、回生電流ＩＲ（モータ３０の急制動時に出力段２０から電源端に逆流する回生電流）が描写されている。以下では、ブレーキ信号ＢＲＫがローレベルであることを前提として過電圧保護動作の説明を行う。
【００８０】
時刻ｔ３１では、モータ３０の急制動とは異なる原因により、電源電圧ＶＣＣに異常な上昇が生じている。このとき、モード切替信号ＭＯＤＥはローレベルとされているので、ＡＮＤゲート１２５は、出力信号Ｑの論理レベルに依ることなく出力信号Ｘをローレベルに固定する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰをシャットダウン信号ＳＤＮとしてスルー出力する状態となる。
【００８１】
従って、時刻ｔ３１において、電源電圧ＶＣＣが保護設定値ＶｔｈＵを上回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがローレベルからハイレベルに立ち上がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがローレベルからハイレベルに立ち上がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、各相の上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）を全てローレベルとする。そして、これを受けたプリドライバ回路１３は、各相の上側／下側ドライバ駆動信号（ＵＨ／ＵＬ、ＶＨ／ＶＬ、ＷＨ／ＷＬ）を全てローレベルとする。その結果、出力段２０を形成する上側トランジスタ２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ及び下側トランジスタ２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗは全てオフとなる。このようなシャットダウン動作を行うことにより、モータ駆動電圧（Ｕ、Ｖ、Ｗ）をいずれもハイインピーダンス状態とすることができるので、モータ３０を安全に停止させることが可能となる。
【００８２】
時刻ｔ３２において、電源電圧ＶＣＣが保護解除値ＶｔｈＬを下回ると、過電圧保護信号ＯＶＰがハイレベルからローレベルに立ち下がり、さらにはシャットダウン信号ＳＤＮがハイレベルからローレベルに立ち下がる。このとき、ＰＷＭ信号生成部１２２は、ホールセンサ信号（ＨＵ、ＨＶ、ＨＷ）に応じた上側／下側プリドライバ駆動信号（ｕｈ／ｕｌ、ｖｈ／ｖｌ、ｗｈ／ｗｌ）の生成動作（通常時のオン／オフ制御）を再開する。このような構成とすることにより、外部からの復帰信号を待つことなく、モータ３０の駆動制御を自発的に再開することが可能となる。
【００８３】
一方、時刻ｔ２１において、モータ３０の急制動（急減速やモータ駆動中の正転／逆転切替など）が生じると、モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルからハイレベルに立ち上げられる。その結果、時刻ｔ２１以降、ＡＮＤゲート１２５は、出力信号Ｑを出力信号Ｘとしてスルー出力する状態となり、ＡＮＤゲート１２６は、過電圧保護信号ＯＶＰの論理レベルに依ることなくシャットダウン信号ＳＤＮをローレベルに固定する状態となる。従って、時刻ｔ２１〜ｔ２７では、先出の図７と同様の過電圧保護動作が実施されるので、出力段２０に流れる回生電流ＩＲを接地端に逃がして電源電圧ＶＣＣの上昇を抑制し、モータ駆動装置１０や出力段２０の破壊を防止することが可能となる。
【００８４】
第４構成例のロジック回路１２であれば、先述した第１〜第３構成例の作用効果をいずれも享受することができるので、モータ駆動装置１０の信頼性をより一層向上させることが可能となる。
【００８５】
＜複数電源への対応＞
図１２は、複数電源への対応例を示す説明図である。先の説明では、電源電圧ＶＣＣと比較参照される保護設定値及び保護解除値を一つずつ設定した構成を例に挙げたが、複数の電源電圧に対応する場合には、保護設定値及び保護解除値を複数設定してもよい。
【００８６】
例えば、モータ駆動装置１０が搭載されるアプリケーションに応じて、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖまたは２４Ｖのいずれかが印加される場合、１２Ｖ電源用の保護設定値Ｖｔｈ１Ｕ（例えば１６Ｖ）、１２Ｖ電源用の下側保護解除値Ｖｔｈ１Ｌ（例えば１５Ｖ）、１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２（例えば１９Ｖ）、２４Ｖ電源用の保護設定値Ｖｔｈ３Ｕ（例えば２８．５Ｖ）、及び、２４Ｖ電源用の保護解除値Ｖｔｈ２Ｌ（例えば２７．５Ｖ）を設定しておけばよい。
【００８７】
例えば、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値Ｖｔｈ１Ｕを上回った時点で過電圧保護動作が発動される。また、電源電圧ＶＣＣとして２４Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが保護設定値Ｖｔｈ３Ｕを上回った時点で過電圧保護動作が発動される。
【００８８】
なお、電源電圧ＶＣＣとして１２Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２を上回るおそれはないものとし、また、電源電圧ＶＣＣとして２４Ｖが印加されるべきアプリケーションでは、電源電圧ＶＣＣが１２Ｖ電源用の上側保護解除値Ｖｔｈ２を下回るおそれはないものとする。
【００８９】
＜その他の変形例＞
上記の実施形態では、３相ブラシレスモータの駆動制御を行うモータ駆動装置に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、他方式のモータ駆動装置にも広く適用することが可能である。
【００９０】
また、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、各種信号の論理レベル反転は任意である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係るモータ駆動装置は、モータを急減速させたり、モータの正転／逆転を切り換えたりする可能性のある電気機器全般（ＯＡ機器、家電製品、産業機器、その他一般民生機器など）に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 電気機器
１０ モータ駆動装置
１１ ホールアンプ回路
１１Ｕ、１１Ｖ、１１Ｗ ホールアンプ
１２ ロジック回路
１２１ ＯＲゲート
１２２ ＰＷＭ信号生成部
１２３ ＲＳフリップフロップ
１２４ カウンタ
１２５、１２６ ＡＮＤゲート
１３ プリドライバ回路
１４ 内部電源回路
１５ チャージポンプ回路
１６ 過熱保護回路
１７ 不足電圧保護回路
１８ 過電圧保護回路
１８１ コンパレータ
１８２、１８３ 抵抗
１８４ 直流電圧源
２０ 出力段
２１Ｕ、２１Ｖ、２１Ｗ 上側トランジスタ
２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｗ 下側トランジスタ
３０ モータ
４０ ホールセンサ
４０Ｕ、４０Ｖ、４０Ｗ ホール素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端とモータとの間に接続された上側トランジスタ及び前記モータと接地端との間に接続された下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路と、
前記電源端に印加される電源電圧と所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成して前記ロジック回路に送出する過電圧保護回路と、
を有し、
前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ったときに前記上側トランジスタをオフして前記下側トランジスタをオンすることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ロジック回路は、ブレーキ信号が入力されたときにも前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとすることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ロジック回路は、前記電源電圧が所定の保護解除値を下回ったときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ってから所定時間が経過したときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ロジック回路は、モード切替信号に応じて、前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする第１過電圧保護モードと、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタをいずれもオフとする第２過電圧保護モードと、を切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記ロジック回路は、前記モータの急制動時に第１過電圧保護モードとなり、その余の場合に第２過電圧保護モードとなることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記ロジック回路は、前記モータの回転方向を切り替えるためのモータ回転方向切替信号、前記モータの回転速度を可変制御するためのモータ回転速度制御信号、または、前記モータの回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号に基づいて、前記モード切替信号を生成することを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記過電圧保護回路には、複数の電源電圧に対応して複数の保護設定値が設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
モータと、
前記モータに接続された出力段と、
前記出力段を形成する上側トランジスタと下側トランジスタのオン／オフ制御を行う請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、
を有することを特徴とする電気機器。
【請求項１】
電源端とモータとの間に接続された上側トランジスタ及び前記モータと接地端との間に接続された下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を行うロジック回路と、
前記電源端に印加される電源電圧と所定の保護設定値との比較結果に応じた過電圧保護信号を生成して前記ロジック回路に送出する過電圧保護回路と、
を有し、
前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ったときに前記上側トランジスタをオフして前記下側トランジスタをオンすることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ロジック回路は、ブレーキ信号が入力されたときにも前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとすることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記ロジック回路は、前記電源電圧が所定の保護解除値を下回ったときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記ロジック回路は、前記電源電圧が前記保護設定値を上回ってから所定時間が経過したときに前記上側トランジスタ及び前記下側トランジスタ各々のオン／オフ制御を通常時の状態に復帰させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記ロジック回路は、モード切替信号に応じて、前記上側トランジスタをオフとして前記下側トランジスタをオンとする第１過電圧保護モードと、前記上側トランジスタと前記下側トランジスタをいずれもオフとする第２過電圧保護モードと、を切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記ロジック回路は、前記モータの急制動時に第１過電圧保護モードとなり、その余の場合に第２過電圧保護モードとなることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記ロジック回路は、前記モータの回転方向を切り替えるためのモータ回転方向切替信号、前記モータの回転速度を可変制御するためのモータ回転速度制御信号、または、前記モータの回転速度に応じた発振周波数を持つＦＧ信号に基づいて、前記モード切替信号を生成することを特徴とする請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記過電圧保護回路には、複数の電源電圧に対応して複数の保護設定値が設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
モータと、
前記モータに接続された出力段と、
前記出力段を形成する上側トランジスタと下側トランジスタのオン／オフ制御を行う請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、
を有することを特徴とする電気機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０２６５８（Ｐ２０１３−１０２６５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６０８４（Ｐ２０１１−２４６０８４）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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