リニアモータ用ブレーキ回路
【課題】 スイッチング動作時の消費電力を少なくしかつリニアモータの制動力を外部から制御することが可能なリニアモータ用ブレーキ回路を提供する。
【解決手段】 リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路２０と、この整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗３（Ｒ１１〜Ｒ１４）と、電流制限抵抗Ｒ１１、Ｒ１３に接続された第１のトランジスタＭ０、Ｍ２とこれらのトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路６ａ、６ｂを有する定電流回路４ａ、４ｂと、各定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタＭ１１、Ｍ１４を有するスイッチ回路５ａ、５ｂと、これらのトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路７を有する。
【解決手段】 リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路２０と、この整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗３（Ｒ１１〜Ｒ１４）と、電流制限抵抗Ｒ１１、Ｒ１３に接続された第１のトランジスタＭ０、Ｍ２とこれらのトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路６ａ、６ｂを有する定電流回路４ａ、４ｂと、各定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタＭ１１、Ｍ１４を有するスイッチ回路５ａ、５ｂと、これらのトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路７を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージなどを駆動するリニアモータの制動力を外部から制御することが可能なリニアモータ用ブレーキ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置（例えば投影露光装置や検査装置）においては、非露光部材（例えばガラス基板）などを搭載したステージを所定の位置まで高速で移動させるために、ステージを非接触で（例えば静圧軸受で）ステージの両側に設けられたリニアガイドに沿ってリニア同期モータ（以下単にリニアモータという）により駆動することが行われている
【０００３】
上記のリニアモータの駆動回路の概略を図６に示す。同図に示すように、リニアモータの負荷（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に駆動電流を供給するための駆動回路は、直流電源１０から供給された直流を交流に変換するためにブリッジ接続した３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路１１と、各スイッチング素子をその制御位相を１２０°ずつずらして（ＵＶ−ＵＷ−ＶＷ−ＶＵ−ＷＵ−ＷＶ）オンオフさせるＰＷＭ制御回路１２を有する。また、リニアモータは、コイルに供給する電流の向きを変えるために可動子（例えば３相コイル）の位置を検出する位置センサ１４を備えている。この駆動回路からリニアモータの負荷（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に正弦波電流が供給されることにより、電流の値に応じた推力で可動コイル部材を移動することができ、またコイルに供給する電流の向きを変えることにより、可動子（コイル部材）の移動方向を切り替えることができる。なお、図示を省略するが、直流電源１０は、例えば商用交流電源（通常は３相交流電源）を全波整流して直流電圧に変換する整流回路とこの直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば昇圧チョッパ回路）で構成することができる。
【０００４】
上記のステージを非常時に速やかに停止させるために、３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の下アームＱ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオンとし、各相のコイルを短絡することにより、制動（ダイナミックブレーキ）を掛けることが一般的である。しかるにエア浮上タイプのＸＹステージでは、左右の静圧軸受の浮上力が一致せず、ステージの重心位置が中央からずれることがある。この状態で、左右のリニアモータに同じ制動力を掛けると、慣性力の強い側に回転力が働き、ステージのねじれ現象が発生する。
【０００５】
上述したように、ステージの重心が一対のリニアモータの中心位置からずれている状態でダイナミックブレーキを働かせると、モーメントが発生してステージは重心周りに回転（ヨーイング）しようとする。これを解消するために、特許文献１には、緊急時にはリニアモータが備える少なくとも１つのコイルを含む閉回路を構成してダイナミックブレーキを働かせることによって前記移動体を減速させるステージ装置において、ダイナミックブレーキ時にコイルに流れる電流を制限する制限手段を設けることが提案されている。
【０００６】
また特許文献２には、半導体投影露光装置のウエハステージやレチクルステージ等において移動ストロークの長いステージに使用されているリニアモータにおいて、駆動中に停電が生じた場合、ステージを確実に停止させるために、停電時にダイナミックブレーキを働かせる半導体リレースイッチ２０２と、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、コイルＬ２、Ｌ３とが閉回路を構成し、停電が生じると、コイルＬ２、Ｌ３の位置に対応して位置する可動子の永久磁石が慣性で移動しようとするのを、コイルＬ２、Ｌ３に逆起電力を生じさせ、可動子の移動を妨げる向きに閉回路内で電流を流すことにより、可動子にはダイナミックブレーキが働くことによりリニアモータを停止させることが記載されている。
【０００７】
この他にも、特許文献３には、モータ（直流モータや交流モータ等）の駆動電源装置の障害発生時に、モータを回生制動するために、障害検出時にオンとするトランジスタ等から構成されたスイッチ回路と、このスイッチ回路をオンとした時に、モータと並列に接続し、モータの回生電圧を印加して、予め設定した定電流が流れる特性とした定電流回路とを設けることが記載されている。
【０００８】
さらに、特許文献４には、インバータ制御装置の減速時の電力制御を行う回生制御回路において、インバータに直流電力を供給する直流電源部を前記インバータから切り離すと共に、前記モータから回生される交流電力を直流に変換するモータ回生電力変換部と、前記モータ回生電力変換部の直流出力に接続され、予め設定された直流定電流によって通電制御する定電流制御部とを設けることが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２３７０６９号公報（第４−５頁、図１、２、４）
【特許文献２】特開２００２−１４２４９１号公報（第４―６頁、図４、５，６）
【特許文献３】特開２００７−２５２１２６号公報（第４―５頁、図１、３）
【特許文献４】特開平１１−２０６１８４号公報（第３頁、図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されたブレーキ回路では、全ての負荷（コイル）が短絡状態となるので、速度に比例して急激な制動力が発生し、リニアモータには機械的なストレスが加わり、位置決め精度が低下するという問題がある。
【００１１】
特許文献２に記載されたブレーキ回路は、逆起電力を利用して制動を掛けるので、ステージのバランスが崩れた場合には、安定した制動を掛けることができないという問題がある。
【００１２】
また特許文献３及び特許文献４に記載されているように、モータと並列に定電流回路を設けて回生制動を掛ける場合、定電流回路を構成するトランジスタのゲートに直流電圧が印加される（ターンオンする）と大きな電流が流れる。このため、ブレーキ電流の調整範囲を広げるために、モータに複数の電流制限抵抗を接続し、各抵抗毎に定電流回路を設けると、トランジスタのスイッチング動作時の消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１３】
従って本発明の目的は、少ない消費電力でスイッチング動作が可能でかつステージバランスに応じて制動力を外部から制御することができるリニアモータ用ブレーキ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のリニアモータ用ブレーキ回路は、リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路と、前記３相全波整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗に接続された第１のトランジスタと前記第１のトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路を有する定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタを有するスイッチ回路と、前記第２のトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明において、前記定電流回路は、前記第１のトランジスタのゲート電圧を制御するオペアンプを含む反転増幅回路と、前記オペアンプの基準電圧を与える基準抵抗を有するとともに、前記制御信号発生回路は、指令電圧を増幅して制御信号を生成する演算回路を有し、前記ベース駆動回路は前記第２のトランジスタのゲートを駆動するインバータを有する構成とすることができる。第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは各々、１つでもよいしあるいは複数個でもよい。
【００１６】
本発明において、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電流制限抵抗に第１のトランジスタを有する定電流回路を接続するとともに、この定電流回路に流れる電流を第２のトランジスタをオンオフさせることにより２段階に調整するので、少ない消費電力で制動力を外部（モータの制御回路とは別の回路）から制御することができる。したがって複数の駆動軸（例えば２軸）を有するステージにおいて、ステージバランスに応じて各リニアモータの制動力を外部から制御することにより、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【００１８】
本発明によれば、単軸のステージにおいても、リニアモータの制動力を外部から制御できるので、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の対象とするＸＹステージの平面図、図２は図１をＡ方向からみた矢視図、図３はリニアモータの駆動回路を示すブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図、図５は本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【００２０】
［ＸＹステージ］
ＸＹステージの構成を図１及び図２により説明する。ＸＹステージ１００は、ベース１１０と、その上にＹ方向に伸長するリニアガイド１２０ａ、１２０ｂと、空気軸受を形成するためにこのリニアガイドの外周面に設けられたエアーパッド１３０ａ、１３０ｂと、Ｘステージ１６０（図中破線で示す）を搭載したキャリッジ１４０と、キャリッジ１４０を駆動するリニアモータ１５０ａ、１５０ｂを備えている。エアーパッド１３０ａ、１３０ｂから圧縮エアを噴出すことにより、静圧軸受が形成されて、キャリッジは非接触でガイドに支持される。なお図示を省略するが、エアーパッド１３０ａ、１３０ｂは各々、Ｙ軸方向に沿って所定間隔をおいて複数個配置されている。
【００２１】
リニアモータ１５０ａは、強磁性体からなり断面コ字状のヨーク１５２ａの内側にその伸長方向に沿って異なる極性の磁極が現出しかつ異なる極性の磁極が対向するように複数の永久磁石１５３ａを固着し、正弦波状の磁束密度分布が現出する磁気空隙を有する固定子１５１ａと、磁気空隙内に位置する有効導体部を有する３相コイル（例えば空心コイル）１５４ａを有する可動コイル部材１５５ａを備えている。
【００２２】
リニアモータ１５０ｂは、リニアモータ１５０ａと同様に、強磁性体からなり断面コ字状のヨーク１５２ｂの内側にその伸長方向に沿って異なる極性の磁極が現出しかつ異なる極性の磁極が対向するように複数の永久磁石１５３ｂを固着し、正弦波状の磁束密度分布が現出する磁気空隙を有する固定子１５１ｂと、磁気空隙内に位置する有効導体部を有する３相コイル（例えば空心コイル）１５４ｂを有する可動コイル部材１５５ｂを備えている。
【００２３】
図３に示すように、負荷１（図２に示す３相コイル１５４ａ、１５４ｂ）に駆動電流を供給する駆動回路は、直流電源１０から供給された直流を交流に変換するためにブリッジ接続した３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路１１と、スイッチング素子をその制御位相を１２０°ずつずらして（ＵＶ−ＵＷ−ＶＷ−ＶＵ−ＷＵ−ＷＶ）オンオフさせるＰＷＭ制御回路１２とを有する。負荷１に接続されたブレーキ回路２は、整流後の電流を制限する複数の電流制限抵抗３と、一方の電流制限抵抗３を流れる電流を一定にする、第１のトランジスタ（不図示）を有する定電流回路４と、第１のトランジスタの駆動を制御する制御信号発生回路６を有する。また他方の電流制限抵抗３には、第２のトランジスタ（不図示）を有するスイッチ回路５と、第２のトランジスタをオンオフするベース駆動回路６が接続されて定電流回路４に流れる制限電流を２段階に調整するように構成されている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、図示したＮＰＮ形トランジスタに限定されず、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを使用することができる。インバータ回路１１は、主回路を電圧源にする電圧形インバータ又は主回路を電流源にする電流形インバータのいずれでもよい。
【００２４】
［ブレーキ回路例１］
上記のブレーキ回路２は、図４に示すように構成することができる。すなわちブレーキ回路２は、負荷１（例えば３相コイル）に並列に接続された、ブリッジ接続されたダイオードＤ１〜Ｄ６を有する３相全波整流回路２０と、整流後の電流を制限する複数の電流制限抵抗３（Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４）を有する。また電流制限抵抗Ｒ１１（Ｒ１３）には、これらの抵抗を流れる電流を一定にする定電流回路４ａ（４ｂ）が接続されるとともに、定電流回路４ａ（４ｂ）の駆動を制御する制御信号発生回路６ａ（６ｂ）が設けられる。また電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）と定電流回路４ａ（４ｂ）の間には、定電流回路４ａ（４ｂ）に流れる電流を２段階に切り替えるために第２のトランジスタ５ａ（５ｂ）を有するスイッチ回路５ａ（５ｂ）が接続されている。
【００２５】
（定電流回路の構成）
定電流回路４ａは、負荷から供給される電流ｉ１が変化しても常に一定のブレーキ電流ｉａが流れるようにするために、第１のトランジスタＭ１１と、基準抵抗Ｒａを有するとともに、基準抵抗Ｒａにかかる電圧を入力電圧に比例した電圧となるように第１のトランジスタＭ１１のゲート電圧を制御するためにオペアンプＯＰ１１を含む差動増幅回路４０ａを有する。またオペアンプＯＰ１１の反転入力端子に例えばコンデンサＣ１を接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。
【００２６】
定電流回路４ｂは、定電流回路４ａと同様に、第１のトランジスタＭ１３と、基準抵抗Ｒｂを有するとともに、基準抵抗Ｒｂにかかる電圧を入力電圧に比例した電圧となるようにトランジスタＭ１３のゲート電圧を制御するためにオペアンプＯＰ１２を含む差動増幅回路４０ｂを有する。またオペアンプＯＰ１２の反転入力端子に例えばコンデンサＣ２を接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）は、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のためにオペアンプＯＰ１１（ＯＰ１２）に負帰還されている。
【００２７】
本発明においては、第１及び第２のトランジスタＭ１１〜１４としてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することが好ましい。このＭＯＳＦＥＴを使用することにより、ドレイン電流とソース電流が高い精度で一致するので、高い定電流精度が得られるとともに、スイッチング時のピーク電力に対する安全動作領域を広く取ることができる。但しパワーＭＯＳＦＥＴは１０００ｐＦ程度の寄生容量をもつので、負荷インダクタンスとの共振を防止することが必要となる。そこで図４に示すようにオペアンプＯＰ１１（ＯＰ１２）の反転入力端子に例えばコンデンサＣ１（Ｃ２）を接続して位相補償を行うことが好ましい。
【００２８】
（スイッチ回路）
ブレーキ電流を広い範囲で調整するために、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）にも上記の定電流回路を接続することは可能であるが、定電流回路に含まれる第１のトランジスタの消費電力が増大する。特にパワーＭＯＳＦＥＴはドレイン・ソース間に大きな電流が流れる。
【００２９】
そこで、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）には、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）を有するスイッチ回路５ａ（５ｂ）を接続し、各トランジスタに論理ゲート（インバータＡ１、Ａ２）を含むベース駆動回路７を接続し、制御電源Ｖｃｃから供給された直流電圧（例えば６〜１０Ｖ）をＡＤＣ（ＡＤコンバータ）７０によりディジタル信号[「１」（Ｈレベル）又は「０」（Ｌレベル）]に変換することにより、各トランジスタをオンオフできるように構成する。この回路構成により、第２のトランジスタ５ａ（５ｂ）をオンさせると、定電流回路４ａ（４ｂ）には回生電流ｉ１（ｉ３）に加えて回生電流ｉ２（ｉ４）が流入するので、少ない消費電力でもブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）を２段階に調整することができる。
【００３０】
（ブレーキ回路の動作）
本実施の形態のブレーキ回路２の動作は、次の通りである。まず、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）のゲートにＬレベル（例えば３Ｖ以下）の電圧を印加し、トランジスタッチＭ１２（Ｍ１４）をオフとした場合、上記の定電流回路５ａ（５ｂ）においては、ソースに対してドレインが正電圧になるようにゲート電圧をスレショールド電圧よりも高い正電圧を加えることで、ドレイン−ソース間が導通し（オン状態）、ゲート−ソース間にかかる電圧によりドレイン−ソース間電圧が変化して、電圧制御電流源として作用する。ここで負荷からのブレーキ電流が変動しても入力信号に比例した電流を出力するために、基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）にかかる電圧を入力電圧に比例した値となるように第１のトランジスタを制御する。また反転増幅形式の負帰還を行うので、入力信号が負の領域において、基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）に比例した電流が電流制限抵抗Ｒ１１（Ｒ１３）を流れる。したがって定電流回路４ａ（４ｂ）を流れる電流がブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）となる。
【００３１】
次いで第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）のゲートにＨレベル（例えば５Ｖ以上）の電圧を印加することにより、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）はターンオンするので、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）を流れる電流ｉ２（ｉ４）が定電流回路４ａ（４ｂ）の基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）に流入する。したがってブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）が増加する。したがって第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）を選択的にオン又はオフすることにより、ブレーキ電流を調整することができる。
【００３２】
（ステージバランスの調整）
ステージバランスは、レーザ干渉計などによりキャリッジの浮上量を監視し、その出力信号に基づいて、例えば、図１及び２においてリニアモータ１５０ａ側にキャリッジ１４０が傾いた場合には、リニアモータ１５０ａのブレーキ電流が小さくなるように、電流制限抵抗を流れる電流を調整すればよい。これにより、ステージを正常な姿勢を保持した状態でリニアモータを所定位置に位置決めすることができる。このようにステージを駆動する例えば一対のリニアモータに加えられる制動力を、個別に（リニアモータのドライバとは無関係に）調整することにより、ステージに機械的なアンバランスが生じた場合でも、ステージにかかる機械的なストレスを軽減することができる。
【００３３】
［ブレーキ回路例２］
本発明のブレーキ回路を２軸のステージに適用する場合は、図５に示す構成とすることもできる。
【００３４】
このブレーキ回路２は、回生電圧源ＶＨＶ（負荷から供給される電流を３相全波整流して得られる直流電圧に相当）から供給されるブレーキ電流を可変調整できるようにするために、電流制限抵抗Ｒ、Ｒ８と直列に接続された定電流回路４ａ、４ｂと、制御信号（推力分配指令）を生成する制御信号発生回路６ａ、６ｂを有する。
【００３５】
定電流回路４ａは、電流制限抵抗Ｒと、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のために負帰還された基準抵抗Ｒ１０との中間に駆動用トランジスタＭ０を設けたものである。この定電流回路４ａは、反転増幅形式の負帰還を行い、入力信号が負の領域において、基準抵抗に比例した電流が電流制限抵抗Ｒを矢印方向に流れるように構成される。またトランジスタＭ０としてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用するとともに、オペアンプＯＰ０の反転入力端子にコンデンサＣを接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。
【００３６】
定電流回路４ｂは、電流制限抵抗Ｒ２と、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のために負帰還された基準抵抗Ｒ１との中間に駆動用トランジスタＭを設けたものである。この定電流回路４ｂも、反転増幅形式の負帰還を行い、入力信号が負の領域において、基準抵抗に比例した電流が電流制限抵抗Ｒ２を矢印方向に流れるように構成される。また駆動用トランジスタＭとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用するとともに、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に例えばコンデンサＣ０を接続して発振防止のための位相補償を行うようにしている。
【００３７】
差動増幅回路６ａは、ゲインを下げて出力のオーバーフローを防止するために抵抗Ｒ１０が負帰還接続されたオペアンプＯＰと、反転入力端子に接続された抵抗Ｒ１１と、非反転入力端子に接続された抵抗Ｒ４を含み、正のバイアス電圧Ｖ０と負のバイアス電圧Ｖ２の差を増幅して定電流回路４ａに制御信号を出力するように構成される。反転増幅回路６ｂは、ゲインを下げて出力のオーバーフローを防止するために抵抗Ｒ３が負帰還接続されたオペアンプＯＰ３と、反転入力端子に接続された抵抗Ｒ５を含み、入力電圧を反転増幅して、定電流回路４ｂに制御信号を出力するように構成される。またＶ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、オペアンプＯＰ、ＯＰ２のバイアス電源を示し、ＶＡｍ、ＶＡｍ０は電流計を示す。
【００３８】
上記の構成を有するブレーキ回路２は、図４と同様の動作で、ブレーキ電流を外部から制御することができるので、その説明を省略する。
【００３９】
（ブレーキ電流の波形）
図５に示すブレーキ回路において、推力分配指令を±１０Ｖの振幅を有する正弦波電流とした場合、図示を省略するが、ブレーキ電流ＶＡｍ、ＶＡｍ０はいずれも推力分配指令に対して位相が同じ正弦波電流であり、ブレーキ電流を制御信号に対応した電流値に調整できることが確認された。ここで、抵抗値及びコンデンサ容量を例えば、Ｒ０＝Ｒ１＝１Ω、Ｒ＝Ｒ２＝Ｒ６＝Ｒ８＝６６Ω、Ｒ３＝２５０Ω、Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ１１＝１０ＫΩ、Ｒ１０＝２．５Ω、Ｃ＝Ｃ０＝１００ｐＦに設定すればよい。
【００４０】
上述したように本発明のブレーキ回路は、アナログ信号で作動するトランジスタを有する定電流回路と、ディジタル信号で作動するトランジスタを有するスイッチ回路を組合わせることにより、スイッチング動作時の消費電力を低減することができしかもリニアモータの制動力を外部（リニアモータの制御回路から電気的に独立した回路）から制御することが可能となる。したがってエア浮上型ステージにおいて、ステージの重心が一方のリニアモータ側にずれた場合でも、ステージのねじれに起因する機械的なストレスを軽減することができる。
【００４１】
本発明のブレーキ回路は、図１に示すような複数軸のステージに限らず、単軸のステージに使用することが可能であり、その場合にも、リニアモータの制動力を外部から制御できるので、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＸＹステージを示す平面図である。
【図２】図１をＡ方向からみた矢視図である。
【図３】本発明のブレーキ回路を備えたリニアモータの駆動回路を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【図６】従来の駆動回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：負荷、２：ブレーキ回路、２０：全波整流回路、３、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４：電流制限抵抗、４、４ａ、４ｂ：定電流回路、５、５ａ、５ｂ：スイッチ回路、６、６ａ、６ｂ：制御信号発生回路、７：ベース駆動回路、７０：ＡＤコンバータ、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４：第１のトランジスタ、Ｍ１２、Ｍ１４：第２のトランジスタ、ＯＰ１１、ＯＰ１２：オペアンプ、Ｒａ、Ｒｂ：基準抵抗、Ａ１、Ａ２：インバータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージなどを駆動するリニアモータの制動力を外部から制御することが可能なリニアモータ用ブレーキ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置（例えば投影露光装置や検査装置）においては、非露光部材（例えばガラス基板）などを搭載したステージを所定の位置まで高速で移動させるために、ステージを非接触で（例えば静圧軸受で）ステージの両側に設けられたリニアガイドに沿ってリニア同期モータ（以下単にリニアモータという）により駆動することが行われている
【０００３】
上記のリニアモータの駆動回路の概略を図６に示す。同図に示すように、リニアモータの負荷（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に駆動電流を供給するための駆動回路は、直流電源１０から供給された直流を交流に変換するためにブリッジ接続した３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路１１と、各スイッチング素子をその制御位相を１２０°ずつずらして（ＵＶ−ＵＷ−ＶＷ−ＶＵ−ＷＵ−ＷＶ）オンオフさせるＰＷＭ制御回路１２を有する。また、リニアモータは、コイルに供給する電流の向きを変えるために可動子（例えば３相コイル）の位置を検出する位置センサ１４を備えている。この駆動回路からリニアモータの負荷（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に正弦波電流が供給されることにより、電流の値に応じた推力で可動コイル部材を移動することができ、またコイルに供給する電流の向きを変えることにより、可動子（コイル部材）の移動方向を切り替えることができる。なお、図示を省略するが、直流電源１０は、例えば商用交流電源（通常は３相交流電源）を全波整流して直流電圧に変換する整流回路とこの直流電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ（例えば昇圧チョッパ回路）で構成することができる。
【０００４】
上記のステージを非常時に速やかに停止させるために、３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の下アームＱ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオンとし、各相のコイルを短絡することにより、制動（ダイナミックブレーキ）を掛けることが一般的である。しかるにエア浮上タイプのＸＹステージでは、左右の静圧軸受の浮上力が一致せず、ステージの重心位置が中央からずれることがある。この状態で、左右のリニアモータに同じ制動力を掛けると、慣性力の強い側に回転力が働き、ステージのねじれ現象が発生する。
【０００５】
上述したように、ステージの重心が一対のリニアモータの中心位置からずれている状態でダイナミックブレーキを働かせると、モーメントが発生してステージは重心周りに回転（ヨーイング）しようとする。これを解消するために、特許文献１には、緊急時にはリニアモータが備える少なくとも１つのコイルを含む閉回路を構成してダイナミックブレーキを働かせることによって前記移動体を減速させるステージ装置において、ダイナミックブレーキ時にコイルに流れる電流を制限する制限手段を設けることが提案されている。
【０００６】
また特許文献２には、半導体投影露光装置のウエハステージやレチクルステージ等において移動ストロークの長いステージに使用されているリニアモータにおいて、駆動中に停電が生じた場合、ステージを確実に停止させるために、停電時にダイナミックブレーキを働かせる半導体リレースイッチ２０２と、スイッチＳＷ２、ＳＷ３、コイルＬ２、Ｌ３とが閉回路を構成し、停電が生じると、コイルＬ２、Ｌ３の位置に対応して位置する可動子の永久磁石が慣性で移動しようとするのを、コイルＬ２、Ｌ３に逆起電力を生じさせ、可動子の移動を妨げる向きに閉回路内で電流を流すことにより、可動子にはダイナミックブレーキが働くことによりリニアモータを停止させることが記載されている。
【０００７】
この他にも、特許文献３には、モータ（直流モータや交流モータ等）の駆動電源装置の障害発生時に、モータを回生制動するために、障害検出時にオンとするトランジスタ等から構成されたスイッチ回路と、このスイッチ回路をオンとした時に、モータと並列に接続し、モータの回生電圧を印加して、予め設定した定電流が流れる特性とした定電流回路とを設けることが記載されている。
【０００８】
さらに、特許文献４には、インバータ制御装置の減速時の電力制御を行う回生制御回路において、インバータに直流電力を供給する直流電源部を前記インバータから切り離すと共に、前記モータから回生される交流電力を直流に変換するモータ回生電力変換部と、前記モータ回生電力変換部の直流出力に接続され、予め設定された直流定電流によって通電制御する定電流制御部とを設けることが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２３７０６９号公報（第４−５頁、図１、２、４）
【特許文献２】特開２００２−１４２４９１号公報（第４―６頁、図４、５，６）
【特許文献３】特開２００７−２５２１２６号公報（第４―５頁、図１、３）
【特許文献４】特開平１１−２０６１８４号公報（第３頁、図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されたブレーキ回路では、全ての負荷（コイル）が短絡状態となるので、速度に比例して急激な制動力が発生し、リニアモータには機械的なストレスが加わり、位置決め精度が低下するという問題がある。
【００１１】
特許文献２に記載されたブレーキ回路は、逆起電力を利用して制動を掛けるので、ステージのバランスが崩れた場合には、安定した制動を掛けることができないという問題がある。
【００１２】
また特許文献３及び特許文献４に記載されているように、モータと並列に定電流回路を設けて回生制動を掛ける場合、定電流回路を構成するトランジスタのゲートに直流電圧が印加される（ターンオンする）と大きな電流が流れる。このため、ブレーキ電流の調整範囲を広げるために、モータに複数の電流制限抵抗を接続し、各抵抗毎に定電流回路を設けると、トランジスタのスイッチング動作時の消費電力が大きくなるという問題がある。
【００１３】
従って本発明の目的は、少ない消費電力でスイッチング動作が可能でかつステージバランスに応じて制動力を外部から制御することができるリニアモータ用ブレーキ回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のリニアモータ用ブレーキ回路は、リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路と、前記３相全波整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗に接続された第１のトランジスタと前記第１のトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路を有する定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタを有するスイッチ回路と、前記第２のトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明において、前記定電流回路は、前記第１のトランジスタのゲート電圧を制御するオペアンプを含む反転増幅回路と、前記オペアンプの基準電圧を与える基準抵抗を有するとともに、前記制御信号発生回路は、指令電圧を増幅して制御信号を生成する演算回路を有し、前記ベース駆動回路は前記第２のトランジスタのゲートを駆動するインバータを有する構成とすることができる。第１のトランジスタ及び第２のトランジスタは各々、１つでもよいしあるいは複数個でもよい。
【００１６】
本発明において、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電流制限抵抗に第１のトランジスタを有する定電流回路を接続するとともに、この定電流回路に流れる電流を第２のトランジスタをオンオフさせることにより２段階に調整するので、少ない消費電力で制動力を外部（モータの制御回路とは別の回路）から制御することができる。したがって複数の駆動軸（例えば２軸）を有するステージにおいて、ステージバランスに応じて各リニアモータの制動力を外部から制御することにより、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【００１８】
本発明によれば、単軸のステージにおいても、リニアモータの制動力を外部から制御できるので、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の対象とするＸＹステージの平面図、図２は図１をＡ方向からみた矢視図、図３はリニアモータの駆動回路を示すブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図、図５は本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【００２０】
［ＸＹステージ］
ＸＹステージの構成を図１及び図２により説明する。ＸＹステージ１００は、ベース１１０と、その上にＹ方向に伸長するリニアガイド１２０ａ、１２０ｂと、空気軸受を形成するためにこのリニアガイドの外周面に設けられたエアーパッド１３０ａ、１３０ｂと、Ｘステージ１６０（図中破線で示す）を搭載したキャリッジ１４０と、キャリッジ１４０を駆動するリニアモータ１５０ａ、１５０ｂを備えている。エアーパッド１３０ａ、１３０ｂから圧縮エアを噴出すことにより、静圧軸受が形成されて、キャリッジは非接触でガイドに支持される。なお図示を省略するが、エアーパッド１３０ａ、１３０ｂは各々、Ｙ軸方向に沿って所定間隔をおいて複数個配置されている。
【００２１】
リニアモータ１５０ａは、強磁性体からなり断面コ字状のヨーク１５２ａの内側にその伸長方向に沿って異なる極性の磁極が現出しかつ異なる極性の磁極が対向するように複数の永久磁石１５３ａを固着し、正弦波状の磁束密度分布が現出する磁気空隙を有する固定子１５１ａと、磁気空隙内に位置する有効導体部を有する３相コイル（例えば空心コイル）１５４ａを有する可動コイル部材１５５ａを備えている。
【００２２】
リニアモータ１５０ｂは、リニアモータ１５０ａと同様に、強磁性体からなり断面コ字状のヨーク１５２ｂの内側にその伸長方向に沿って異なる極性の磁極が現出しかつ異なる極性の磁極が対向するように複数の永久磁石１５３ｂを固着し、正弦波状の磁束密度分布が現出する磁気空隙を有する固定子１５１ｂと、磁気空隙内に位置する有効導体部を有する３相コイル（例えば空心コイル）１５４ｂを有する可動コイル部材１５５ｂを備えている。
【００２３】
図３に示すように、負荷１（図２に示す３相コイル１５４ａ、１５４ｂ）に駆動電流を供給する駆動回路は、直流電源１０から供給された直流を交流に変換するためにブリッジ接続した３組のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有するインバータ回路１１と、スイッチング素子をその制御位相を１２０°ずつずらして（ＵＶ−ＵＷ−ＶＷ−ＶＵ−ＷＵ−ＷＶ）オンオフさせるＰＷＭ制御回路１２とを有する。負荷１に接続されたブレーキ回路２は、整流後の電流を制限する複数の電流制限抵抗３と、一方の電流制限抵抗３を流れる電流を一定にする、第１のトランジスタ（不図示）を有する定電流回路４と、第１のトランジスタの駆動を制御する制御信号発生回路６を有する。また他方の電流制限抵抗３には、第２のトランジスタ（不図示）を有するスイッチ回路５と、第２のトランジスタをオンオフするベース駆動回路６が接続されて定電流回路４に流れる制限電流を２段階に調整するように構成されている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、図示したＮＰＮ形トランジスタに限定されず、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを使用することができる。インバータ回路１１は、主回路を電圧源にする電圧形インバータ又は主回路を電流源にする電流形インバータのいずれでもよい。
【００２４】
［ブレーキ回路例１］
上記のブレーキ回路２は、図４に示すように構成することができる。すなわちブレーキ回路２は、負荷１（例えば３相コイル）に並列に接続された、ブリッジ接続されたダイオードＤ１〜Ｄ６を有する３相全波整流回路２０と、整流後の電流を制限する複数の電流制限抵抗３（Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４）を有する。また電流制限抵抗Ｒ１１（Ｒ１３）には、これらの抵抗を流れる電流を一定にする定電流回路４ａ（４ｂ）が接続されるとともに、定電流回路４ａ（４ｂ）の駆動を制御する制御信号発生回路６ａ（６ｂ）が設けられる。また電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）と定電流回路４ａ（４ｂ）の間には、定電流回路４ａ（４ｂ）に流れる電流を２段階に切り替えるために第２のトランジスタ５ａ（５ｂ）を有するスイッチ回路５ａ（５ｂ）が接続されている。
【００２５】
（定電流回路の構成）
定電流回路４ａは、負荷から供給される電流ｉ１が変化しても常に一定のブレーキ電流ｉａが流れるようにするために、第１のトランジスタＭ１１と、基準抵抗Ｒａを有するとともに、基準抵抗Ｒａにかかる電圧を入力電圧に比例した電圧となるように第１のトランジスタＭ１１のゲート電圧を制御するためにオペアンプＯＰ１１を含む差動増幅回路４０ａを有する。またオペアンプＯＰ１１の反転入力端子に例えばコンデンサＣ１を接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。
【００２６】
定電流回路４ｂは、定電流回路４ａと同様に、第１のトランジスタＭ１３と、基準抵抗Ｒｂを有するとともに、基準抵抗Ｒｂにかかる電圧を入力電圧に比例した電圧となるようにトランジスタＭ１３のゲート電圧を制御するためにオペアンプＯＰ１２を含む差動増幅回路４０ｂを有する。またオペアンプＯＰ１２の反転入力端子に例えばコンデンサＣ２を接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）は、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のためにオペアンプＯＰ１１（ＯＰ１２）に負帰還されている。
【００２７】
本発明においては、第１及び第２のトランジスタＭ１１〜１４としてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することが好ましい。このＭＯＳＦＥＴを使用することにより、ドレイン電流とソース電流が高い精度で一致するので、高い定電流精度が得られるとともに、スイッチング時のピーク電力に対する安全動作領域を広く取ることができる。但しパワーＭＯＳＦＥＴは１０００ｐＦ程度の寄生容量をもつので、負荷インダクタンスとの共振を防止することが必要となる。そこで図４に示すようにオペアンプＯＰ１１（ＯＰ１２）の反転入力端子に例えばコンデンサＣ１（Ｃ２）を接続して位相補償を行うことが好ましい。
【００２８】
（スイッチ回路）
ブレーキ電流を広い範囲で調整するために、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）にも上記の定電流回路を接続することは可能であるが、定電流回路に含まれる第１のトランジスタの消費電力が増大する。特にパワーＭＯＳＦＥＴはドレイン・ソース間に大きな電流が流れる。
【００２９】
そこで、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）には、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）を有するスイッチ回路５ａ（５ｂ）を接続し、各トランジスタに論理ゲート（インバータＡ１、Ａ２）を含むベース駆動回路７を接続し、制御電源Ｖｃｃから供給された直流電圧（例えば６〜１０Ｖ）をＡＤＣ（ＡＤコンバータ）７０によりディジタル信号[「１」（Ｈレベル）又は「０」（Ｌレベル）]に変換することにより、各トランジスタをオンオフできるように構成する。この回路構成により、第２のトランジスタ５ａ（５ｂ）をオンさせると、定電流回路４ａ（４ｂ）には回生電流ｉ１（ｉ３）に加えて回生電流ｉ２（ｉ４）が流入するので、少ない消費電力でもブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）を２段階に調整することができる。
【００３０】
（ブレーキ回路の動作）
本実施の形態のブレーキ回路２の動作は、次の通りである。まず、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）のゲートにＬレベル（例えば３Ｖ以下）の電圧を印加し、トランジスタッチＭ１２（Ｍ１４）をオフとした場合、上記の定電流回路５ａ（５ｂ）においては、ソースに対してドレインが正電圧になるようにゲート電圧をスレショールド電圧よりも高い正電圧を加えることで、ドレイン−ソース間が導通し（オン状態）、ゲート−ソース間にかかる電圧によりドレイン−ソース間電圧が変化して、電圧制御電流源として作用する。ここで負荷からのブレーキ電流が変動しても入力信号に比例した電流を出力するために、基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）にかかる電圧を入力電圧に比例した値となるように第１のトランジスタを制御する。また反転増幅形式の負帰還を行うので、入力信号が負の領域において、基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）に比例した電流が電流制限抵抗Ｒ１１（Ｒ１３）を流れる。したがって定電流回路４ａ（４ｂ）を流れる電流がブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）となる。
【００３１】
次いで第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）のゲートにＨレベル（例えば５Ｖ以上）の電圧を印加することにより、第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）はターンオンするので、電流制限抵抗Ｒ１２（Ｒ１４）を流れる電流ｉ２（ｉ４）が定電流回路４ａ（４ｂ）の基準抵抗Ｒａ（Ｒｂ）に流入する。したがってブレーキ電流ｉａ（ｉｂ）が増加する。したがって第２のトランジスタＭ１２（Ｍ１４）を選択的にオン又はオフすることにより、ブレーキ電流を調整することができる。
【００３２】
（ステージバランスの調整）
ステージバランスは、レーザ干渉計などによりキャリッジの浮上量を監視し、その出力信号に基づいて、例えば、図１及び２においてリニアモータ１５０ａ側にキャリッジ１４０が傾いた場合には、リニアモータ１５０ａのブレーキ電流が小さくなるように、電流制限抵抗を流れる電流を調整すればよい。これにより、ステージを正常な姿勢を保持した状態でリニアモータを所定位置に位置決めすることができる。このようにステージを駆動する例えば一対のリニアモータに加えられる制動力を、個別に（リニアモータのドライバとは無関係に）調整することにより、ステージに機械的なアンバランスが生じた場合でも、ステージにかかる機械的なストレスを軽減することができる。
【００３３】
［ブレーキ回路例２］
本発明のブレーキ回路を２軸のステージに適用する場合は、図５に示す構成とすることもできる。
【００３４】
このブレーキ回路２は、回生電圧源ＶＨＶ（負荷から供給される電流を３相全波整流して得られる直流電圧に相当）から供給されるブレーキ電流を可変調整できるようにするために、電流制限抵抗Ｒ、Ｒ８と直列に接続された定電流回路４ａ、４ｂと、制御信号（推力分配指令）を生成する制御信号発生回路６ａ、６ｂを有する。
【００３５】
定電流回路４ａは、電流制限抵抗Ｒと、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のために負帰還された基準抵抗Ｒ１０との中間に駆動用トランジスタＭ０を設けたものである。この定電流回路４ａは、反転増幅形式の負帰還を行い、入力信号が負の領域において、基準抵抗に比例した電流が電流制限抵抗Ｒを矢印方向に流れるように構成される。またトランジスタＭ０としてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用するとともに、オペアンプＯＰ０の反転入力端子にコンデンサＣを接続して位相補償（発振防止）を行うようにしている。
【００３６】
定電流回路４ｂは、電流制限抵抗Ｒ２と、一端が接地されかつ他端が制御信号との比較照合のために負帰還された基準抵抗Ｒ１との中間に駆動用トランジスタＭを設けたものである。この定電流回路４ｂも、反転増幅形式の負帰還を行い、入力信号が負の領域において、基準抵抗に比例した電流が電流制限抵抗Ｒ２を矢印方向に流れるように構成される。また駆動用トランジスタＭとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用するとともに、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に例えばコンデンサＣ０を接続して発振防止のための位相補償を行うようにしている。
【００３７】
差動増幅回路６ａは、ゲインを下げて出力のオーバーフローを防止するために抵抗Ｒ１０が負帰還接続されたオペアンプＯＰと、反転入力端子に接続された抵抗Ｒ１１と、非反転入力端子に接続された抵抗Ｒ４を含み、正のバイアス電圧Ｖ０と負のバイアス電圧Ｖ２の差を増幅して定電流回路４ａに制御信号を出力するように構成される。反転増幅回路６ｂは、ゲインを下げて出力のオーバーフローを防止するために抵抗Ｒ３が負帰還接続されたオペアンプＯＰ３と、反転入力端子に接続された抵抗Ｒ５を含み、入力電圧を反転増幅して、定電流回路４ｂに制御信号を出力するように構成される。またＶ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、オペアンプＯＰ、ＯＰ２のバイアス電源を示し、ＶＡｍ、ＶＡｍ０は電流計を示す。
【００３８】
上記の構成を有するブレーキ回路２は、図４と同様の動作で、ブレーキ電流を外部から制御することができるので、その説明を省略する。
【００３９】
（ブレーキ電流の波形）
図５に示すブレーキ回路において、推力分配指令を±１０Ｖの振幅を有する正弦波電流とした場合、図示を省略するが、ブレーキ電流ＶＡｍ、ＶＡｍ０はいずれも推力分配指令に対して位相が同じ正弦波電流であり、ブレーキ電流を制御信号に対応した電流値に調整できることが確認された。ここで、抵抗値及びコンデンサ容量を例えば、Ｒ０＝Ｒ１＝１Ω、Ｒ＝Ｒ２＝Ｒ６＝Ｒ８＝６６Ω、Ｒ３＝２５０Ω、Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ１１＝１０ＫΩ、Ｒ１０＝２．５Ω、Ｃ＝Ｃ０＝１００ｐＦに設定すればよい。
【００４０】
上述したように本発明のブレーキ回路は、アナログ信号で作動するトランジスタを有する定電流回路と、ディジタル信号で作動するトランジスタを有するスイッチ回路を組合わせることにより、スイッチング動作時の消費電力を低減することができしかもリニアモータの制動力を外部（リニアモータの制御回路から電気的に独立した回路）から制御することが可能となる。したがってエア浮上型ステージにおいて、ステージの重心が一方のリニアモータ側にずれた場合でも、ステージのねじれに起因する機械的なストレスを軽減することができる。
【００４１】
本発明のブレーキ回路は、図１に示すような複数軸のステージに限らず、単軸のステージに使用することが可能であり、その場合にも、リニアモータの制動力を外部から制御できるので、非常停止時にステージに作用する機械的なストレスを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ＸＹステージを示す平面図である。
【図２】図１をＡ方向からみた矢視図である。
【図３】本発明のブレーキ回路を備えたリニアモータの駆動回路を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るブレーキ回路を示す回路図である。
【図６】従来の駆動回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：負荷、２：ブレーキ回路、２０：全波整流回路、３、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４：電流制限抵抗、４、４ａ、４ｂ：定電流回路、５、５ａ、５ｂ：スイッチ回路、６、６ａ、６ｂ：制御信号発生回路、７：ベース駆動回路、７０：ＡＤコンバータ、Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４：第１のトランジスタ、Ｍ１２、Ｍ１４：第２のトランジスタ、ＯＰ１１、ＯＰ１２：オペアンプ、Ｒａ、Ｒｂ：基準抵抗、Ａ１、Ａ２：インバータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路と、前記３相全波整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗に接続された第１のトランジスタと前記第１のトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路を有する定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタを有するスイッチ回路と、前記第２のトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路とを有することを特徴とするリニアモータ用ブレーキ回路。
【請求項２】
前記定電流回路は、前記第１のトランジスタのゲート電圧を制御するオペアンプを含む反転増幅回路と、前記オペアンプの基準電圧を与える基準抵抗を有するとともに、前記制御信号発生回路は、指令電圧を増幅して制御信号を生成する演算回路を有し、前記ベース駆動回路は前記第２のトランジスタのゲートを駆動するインバータを有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用ブレーキ回路。
【請求項３】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ用ブレーキ回路。
【請求項１】
リニアモータの負荷に並列に接続された３相全波整流回路と、前記３相全波整流回路から出力されるブレーキ電流を制限する電流制限抵抗と、前記電流制限抵抗に接続された第１のトランジスタと前記第１のトランジスタに制御信号を出力する制御信号発生回路を有する定電流回路と、前記定電流回路に流れる電流を２段階に調整する第２のトランジスタを有するスイッチ回路と、前記第２のトランジスタをオンオフさせるベース駆動回路とを有することを特徴とするリニアモータ用ブレーキ回路。
【請求項２】
前記定電流回路は、前記第１のトランジスタのゲート電圧を制御するオペアンプを含む反転増幅回路と、前記オペアンプの基準電圧を与える基準抵抗を有するとともに、前記制御信号発生回路は、指令電圧を増幅して制御信号を生成する演算回路を有し、前記ベース駆動回路は前記第２のトランジスタのゲートを駆動するインバータを有することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用ブレーキ回路。
【請求項３】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタとしてｎチャンネル型パワーＭＯＳＦＥＴを使用することを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ用ブレーキ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３０３３９５（Ｐ２００９−３０３３９５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５５４７７（Ｐ２００８−１５５４７７）
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【出願人】（３９３０２７３８３）ＮＥＯＭＡＸエンジニアリング株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【出願人】（３９３０２７３８３）ＮＥＯＭＡＸエンジニアリング株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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