単相ブラシレスモータ制御装置

【課題】単相コイルで構成されるモータにおいても、追加部品を必要とせず、駆動回路や電源回路などの耐圧破壊を防ぐ過電圧保護回路を備えた単相ブラシレスモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータコイル１３を駆動するドライバ回路１１と、ロータの位置を検出した信号と、ドライバ回路１１の出力とに基づいて、ドライバ回路１１を構成するドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４の制御信号を生成するプリドライバ１０と、ドライバ回路１１の出力の電位が電源電圧から予め設定されたしきい値以上の電位に上昇したとき、回生経路を形成する過電圧検出回路１２と、回生経路を構成する回生経路用スイッチング素子とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単相ブラシレスモータ駆動回路の過電圧保護に関するもので、特に通電方向切り替え時の回生電流の経路を確保することによって、回生電流が電源回路に逆流するのを回避することで過電圧保護をできるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータの駆動回路は、図７に示すような構成が一般的である。この駆動回路は、ホール素子の出力に代表されるようなロータ位置検出信号Ｓ５０〜Ｓ５２を基に、モータコイル５３を駆動する出力ドライバ５１と、その制御信号を生成するプリドライバ５０とからなる。出力ドライバ５１は、ＭＯＳトランジスタＭ５１〜５４からなる。
また、図７の構成の場合の各ノードの出力状態は図８のように、ロータ位置検出信号Ｓ５０〜Ｓ５２に基づいて、ＭＯＳトランジスタＭ５１〜５４の制御信号Ｐ５１〜Ｐ５３，Ｎ５１〜Ｎ５３が生成され、これら制御信号によってモータコイル５３のＵ，Ｖ，Ｗ相の信号が変化することは周知の通りである。
【０００３】
以下の各図では説明の便宜上、端子Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電位を同じ符号Ｕ，Ｖ，Ｗを用いて表すことにする。
上述した一般的な駆動回路において、図９に示すようなＰＷＭ（Pulse-Width-Modulation）制御を行った場合を説明する。
ＰＷＭ制御によるＭＯＳトランジスタＭ５１，Ｍ５３，Ｍ５５のＯＦＦ期間となる時に、それまでＯＮしていたＭＯＳトランジスタＭ５２，Ｍ５４，Ｍ５６のいずれかがＯＦＦした場合、コイル電流の回生経路が絶たれてしまうため、同図中に示すように、モータコイル５３の端子Ｕ，Ｖ，Ｗの電位は急上昇して過電圧状態となる。この過電圧状態は駆動回路や電源回路などを耐圧破壊させることもある。
【０００４】
図９中では時刻Ｔ５，Ｔ７，Ｔ９，Ｔ１１の時に、回生経路が絶たれ、時刻Ｔ５〜Ｔ６，Ｔ７〜Ｔ８，Ｔ９〜Ｔ１０，Ｔ１１〜Ｔ１２の間は過電圧状態となっている。
この対策としては、電源間に容量の大きなコンデンサやツェナーダイオードを追加して過電圧から保護する方式が一般的である。しかし、この対策はコストアップを伴う難点がある。また、小型のモータの場合、実装する面積が確保できない場合もある。
【０００５】
上述したような過電圧保護を容量の大きいコンデンサ、ツェナーダイオードなどを用いずに実施可能な方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
回生電流の経路が絶たれるときは必ず、モータコイル５３の端子Ｕ，Ｖ，Ｗのうち、任意の２端子の一方が電源電圧（ＶDD）以上、他方がグランドレベル（ＧＮＤ）以下の電位となっている（状態Ｘ）。
【０００６】
図１０、図１１に示すように、容量の大きなコンデンサ、ツェナーダイオードなどを用いない従来方式の過電圧検出回路５２を説明する。
この回路は、状態Ｘを過電圧検出回路５２で検出し、電源電圧以上に上昇したローサイド側ＭＯＳトランジスタ（Ｍ５２，Ｍ５４，Ｍ５６）や、グランドレベル以下またはグランドレベルに対し所定のレベル以下に下降したハイサイド側ＭＯＳトランジスタ（Ｍ５１，Ｍ５３，Ｍ５５）を強制的にＯＮ制御する。
【０００７】
これにより、絶たれていた回生経路を形成し、コイル端子電位の上昇を抑制する。図１１に示す動作は、ローサイド側のＭＯＳトランジスタを強制的にＯＮ制御した場合の各ノードの出力状態である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−４７２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の容量の大きなコンデンサ、ツェナーダイオードなどを用いない方式の過電圧検出回路は、以下の問題がある。
すなわち、従来技術は、上述したような三相または複数相のモータコイルで構成されるモータの場合には適用することができるが、単相コイルで構成されるモータの場合は過電圧検出が行えず、回生電流経路が絶たれることによる過電圧状態となる場合がある。
【００１０】
また、単相コイルで構成されるモータの場合、ＰＷＭ制御の有無に関わらずコイル電流の通電方向切り替え時には回生電流経路が絶たれるため、過電圧保護が必要となる場合が多い。
単相コイルで構成されるモータ駆動回路にて従来技術を適用させようとした場合の構成例を図１２で説明する。図１３はこのときの各ノードの出力状態を示し、図１４は図１２中のプリドライバ１２０の一般的な構成例を示す。
【００１１】
図１４に示すプリドライバ１２０は、ロータ位置検出信号Ｓ１０と、インバータ３１で反転された信号とのデッドタイムをデッドタイム生成回路３２，３３で生成し、その出力信号Ｓ１１〜１４をバッファ３４〜３７を介して制御信号Ｐ１１，Ｎ１１，Ｐ１２，Ｎ１２を生成する。
図１３に示すように、図１２中の出力端子ＯＵＴ１から出力端子ＯＵＴ２方向へのコイル電流の通電状態から時刻Ｔ１において、通電方向を出力端子ＯＵＴ２から出力端子ＯＵＴ１方向へと通電方向を切り替える際、回生電流の経路が絶たれ、出力端子ＯＵＴ２の電位は上昇する。
【００１２】
このとき、過電圧検出回路１２２は、出力端子ＯＵＴ２の電位が電源電圧以上まで上昇したことを検知し、ＭＯＳトランジスタＭ１２４を強制的にＯＮ制御し、回生経路を形成するため、出力端子ＯＵＴ２の電位の上昇を抑制できる。
しかしながら、図１４に示す一般的なプリドライバ１２０の構成の場合、通電方向切り替え開始時刻Ｔ１からデッドタイム生成回路３２，３３で設定された時間Ｔdead（図１３参照）経過後となる時刻Ｔ２には、ＯＵＴ２側ハイサイドＭＯＳトランジスタＭ１３がＯＮ制御される。
【００１３】
このため、出力端子ＯＵＴ２と電源はＭＯＳトランジスタＭ１３を介してショートされることでほぼ同電位となる。
したがって、過電圧検出回路１２２は、出力端子ＯＵＴ２の過電圧状態を検出することが不可能となり、時刻Ｔ２〜Ｔ３の間、出力端子ＯＵＴ２および電源の電位は過電圧状態となり、駆動回路や電源回路などを耐圧破壊させる可能性がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、単相コイルで構成されるモータにおいても、容量の大きなコンデンサやツェナーダイオードなどの追加部品を必要とせず、回生経路を形成することで駆動回路や電源回路などの耐圧破壊を防ぐ過電圧保護回路を具備した単相ブラシレスモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の単相ブラシレスモータ制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
本発明の単相ブラシレスモータ制御装置は、回転するロータの位置を検出した信号に基づいて、モータコイルに通電する方向を制御する単相ブラシレスモータ制御装置であって、前記モータコイルを駆動するドライバ回路と、前記ロータの位置を検出した信号と、前記ドライバ回路の出力とに基づいて、前記ドライバ回路を構成するドライバ回路用スイッチング素子の制御信号を生成するプリドライバと、前記ドライバ回路の出力の電位が電源電圧から予め設定されたしきい値以上の電位に上昇したとき、回生経路を形成する過電圧検出回路と、前記回生経路を構成する回生経路用スイッチング素子とを備えるものである。
【００１６】
上記構成によれば、通電方向切り替え時に過電圧状態となった場合、回生経路を形成して電源への電流の逆流を抑制し、過電圧から各素子を保護できる。
前記ドライバ回路は、前記モータコイルの駆動時に同時にＯＮになる第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、前記過電圧検出回路は、過電圧を検出するための検出信号を生成する検出用スイッチング素子と、前記回生経路用スイッチング素子とを有し、前記回生経路用スイッチング素子と、前記第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子のうち、ローサイドのドライバ回路用スイッチング素子との間で前記回生経路を形成してもよい。
【００１７】
この構成によれば、実装面積が小さい小型モータに用いるときでも、通電方向切り替え時に過電圧状態となった場合、回生経路を形成すると共に、回生電流が十分に消費するまで回生経路を維持することで、電源への電流の逆流を抑制し、過電圧から各素子を保護できる。
前記ドライバ回路は、前記モータコイルの駆動時に同時にＯＮになる第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、前記過電圧検出回路は、過電圧を検出するための検出信号を生成する検出用スイッチング素子と、その検出用スイッチング素子と前記回生経路用スイッチング素子との間に接続されて前記検出信号が流れるダイオードとを有し、前記ダイオードを流れる検出信号によって、前記第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子のうち、ローサイドの前記ドライバ回路用スイッチング素子をＯＮし、そのローサイドの前記ドライバ回路用スイッチング素子によって前記回生経路を形成してもよい。
【００１８】
この構成によれば、過電圧検出回路を小型にできるため、単相ブラシレスモータ制御装置の小型化が図れる。
前記プリドライバは、前記ドライバ回路の出力に基づいて、前記回生経路を必要時間維持してもよい。
この構成によれば、回生経路を必要時間だけ維持することで、デッドタイムを越えても回生電流を確実に消費させることができる。
【００１９】
前記プリドライバは、前記ドライバ回路の出力をモニタするヒステリシス付インバータと、その出力と前記ドライバ回路の出力に基づいて、データを所定の時間保持するラッチ回路と、そのラッチ回路の出力と前記ロータの位置を検出した信号との論理和をとるＯＲ回路とを有するとよい。
この構成によれば、実装面積が小さい小型のモータに用いるときでも、プリドライバを小型化しつつ、所望の時間だけ回生経路を維持できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コストアップ因となる容量の大きなコンデンサやツェナーダイオードなどの追加部品を必要とせず、回生電流の経路が絶たれることによる過電圧状態を抑制でき、駆動回路や電源回路などの耐圧破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適な第１の実施形態を示す単相ブラシレスモータ制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示したドライバ回路と過電圧検出回路の回路図である。
【図３】図１に示したプリドライバの回路図である。
【図４】図４（ａ）は、図１に示した単相ブラシレスモータ制御装置の動作を説明するためのタイミングチャート図、図４（ｂ）はそのＡ部分の拡大図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、図１に示した単相ブラシレスモータ制御装置の動作（コイル電流の経路）を説明するための概略図である。
【図６】本発明の好適な第２の実施形態を示すドライバ回路と過電圧検出回路の回路図である。
【図７】一般的なモータ駆動回路のブロック図である。
【図８】図７に示したモータ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図９】図７に示したモータ駆動回路のＰＷＭ制御動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図１０】従来方式のモータ駆動回路のブロック図である。
【図１１】図１０に示したモータ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図１２】一般的な単相モータ駆動回路のブロック図である。
【図１３】図１２に示した単相モータ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図１４】図１２に示したプリドライバの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の好適な第１の実施形態を示す単相ブラシレスモータ制御装置のブロック図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係る単相ブラシレスモータ制御装置１は、回転するロータや、ステータに巻かれたモータコイル１３で構成される単相ブラシレスモータを制御するために使用される。
【００２３】
この単相ブラシレスモータ制御装置１により、ロータの位置を図示しないホール素子などの回転センサで検出したロータ位置検出信号Ｓ１０に基づいて、モータコイル１３に通電する方向を制御する。
単相ブラシレスモータ制御装置１は、モータコイル１３への通電制御を行ってモータコイル１３を駆動するドライバ回路（ドライバ）１１と、ドライバ回路１１を制御する制御信号を生成するプリドライバ１０と、ドライバ回路１１の出力の電位が電源電圧から予め設定されたしきい値以上の電位に上昇したとき、ドライバ回路１１の過電圧状態を検出して回生経路（過電圧保護回路）を形成する過電圧検出回路１２とを備える。
【００２４】
ドライバ回路１１は、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４で構成される。スイッチング素子としては、ＭＯＳトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタを用いるとよい。
ドライバ回路１１は、モータコイル１３の駆動時に同時にＯＮする２対で合計４個のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４を含むブリッジ回路からなる。
【００２５】
ドライバ回路１１の一方の出力端子ＯＵＴ１と接続されるラインＬ１に、ハイサイドとローサイドの上下２段のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１，Ｍ１２が接続され、ドライバ回路１１の他方の出力端子ＯＵＴ２と接続されるラインＬ２に、ハイサイドとローサイドの上下２段のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３，Ｍ１４が接続される。
ブリッジ回路の対角線上に位置するドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２，Ｍ１３が一方の対になるスイッチング素子であり、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１，Ｍ１４が他方の対になるスイッチング素子である。
【００２６】
本実施の形態では、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４として、ＭＯＳトランジスタを用いた。ｐチャネルＭＯＳトランジスタを上段に、ｎチャネルＭＯＳトランジスタを下段にする。
プリドライバ１０は、ロータ位置検出信号Ｓ１０とドライバ回路１１の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の出力に基づいて、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜１４の制御信号を生成する。
【００２７】
スイッチング素子としてＭＯＳトランジスタを用いる場合、プリドライバ１０は、ＧＡＴＥ制御信号Ｐ１１，Ｎ１１，Ｐ１２，Ｎ１２を生成し、各ＭＯＳトランジスタのゲートを開閉してスイッチング制御を行う。ドライバ回路１１は、プリドライバ１０が出力するＧＡＴＥ制御信号Ｐ１１，Ｎ１１，Ｐ１２，Ｎ１２に基づいて、モータコイル１３への通電制御を行う。
【００２８】
過電圧検出回路１２は、一方の入力端子がドライバ回路１１の出力端子ＯＵＴ１を介してラインＬ１に接続され、他方の入力端子がドライバ回路１１の出力端子ＯＵＴ２を介してラインＬ２に接続される。また、過電圧検出回路１２は、プリドライバ１０の入力端子にも接続される。
ここで、過電圧検出回路１２について、ドライバ回路１１の他方の出力端子ＯＵＴ２に接続された側の構成をより詳細に説明する。
【００２９】
図２に示すように、過電圧検出回路１２は、ドライバ回路１１と共用電源１４に接続されて過電圧を検出する検出信号としての検出電流Ｉcrmp２を生成する検出用スイッチング素子Ｍ２２と、検出電流Ｉcrmp２で制御される回生経路用スイッチング素子Ｍ２４とを有する。
検出用スイッチング素子Ｍ２２のドレインには、検出電流Ｉcrmp２を電流／電圧変換する抵抗Ｒ２２が接続される。これら検出用スイッチング素子Ｍ２２と抵抗２２の間に、回生経路用スイッチング素子Ｍ２４のゲートが接続される。検出用スイッチング素子Ｍ２２のソースと回生経路用スイッチング素子Ｍ２４のドレイン間に、出力端子ＯＵＴ２が接続される。
【００３０】
過電圧検出回路１２について、ドライバ回路１１の一方の出力端子ＯＵＴ１に接続された側の構成は、上述と同様である。この場合、検出信号は検出電流Ｉcrmp１であり、抵抗Ｒ２２に代えて抵抗Ｒ２１を用いる。
プリドライバ１０は、図３に示すように、ロータ位置検出信号Ｓ１０の反転信号を生成するインバータ回路３１と、ロータ位置検出信号Ｓ１０とその反転信号のデッドタイムをそれぞれ生成するデッドタイム生成回路３２，３３と、これらデッドタイム生成回路３２，３３の出力ｄ１，ｄ３とドライバ回路１１の出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の信号のデッドタイムを引き延ばす延長回路３４ａ，３４ｂと、これら延長回路３４ａ，３４ｂの出力とデッドタイム生成回路３２，３３の出力ｄ１〜ｄ４にそれぞれ接続されるバッファ回路３４〜３７からなる。
【００３１】
延長回路３４ａは、ドライバ回路１１の出力端子ＯＵＴ１の信号をモニタするヒステリシス付インバータ３５ａと、そのヒステリシス付インバータ３５ａのモニタ結果に応じて、データ更新または保持を選択するラッチ回路３６ａと、そのラッチ回路３６ａの出力とデッドタイム生成回路３２の出力の論理和を演算するＯＲ回路３７ａとからなる。
ラッチ回路３６ａには、Ｄ−ラッチ回路を用いる。Ｄ−ラッチ回路のＧ入力にヒステリシス付インバータ３５ａの出力が接続され、Ｄ入力にデッドタイム生成回路３２の出力ｄ１が接続され、Ｑ出力にＯＲ回路３７ａが接続される。延長回路３４ｂも延長回路３４ａと同じ構成である。
【００３２】
プリドライバ１０は、ロータ位置検出信号Ｓ１０、出力端子ＯＵＴ１の信号、出力端子ＯＵＴ２の信号に基づいて、図４（ａ）に示すように、ヒステリシス付インバータ３５ａ，３５ｂの出力ＩＮ１，ＩＮ２、デッドタイム生成回路３２，３３の出力ｄ１，ｄ３、ラッチ回路３６ａ，３６ｂの出力ｄＬ１，ｄＬ２の各信号を生成する。ヒステリシス付インバータ３５ｂの出力ＩＮ２の信号は、時刻Ｔ４において、信号レベルが瞬間的に上がる。
【００３３】
さらにプリドライバ１０は、これらの信号とＯＲ回路３７ａ，３７ｂおよびバッファ回路３４〜３７により、スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４の制御信号Ｐ１１，Ｐ１２（Ｐ１２中の点線は、従来方式の場合を示す），Ｎ１１，Ｎ１２を生成し、これら制御信号Ｐ１１，Ｐ１２，Ｎ１１，Ｎ１２によってモータコイル１３を通電制御する。
【００３４】
次に、単相ブラシレスモータ制御装置１の動作を説明する。
図４中、時刻Ｔ１までは図５（ａ）に示すようなモータ正転時である。
プリドライバ１０は、出力端子ＯＵＴ１から出力端子ＯＵＴ２に向かってコイル電流Ｉａを通電するべく、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１，Ｍ１４をＯＮ、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２，Ｍ１３をＯＦＦする。
この状態から時刻Ｔ１において、コイル電流Ｉａの通電方向切り替え時となるモータ回生時には、プリドライバ１０により、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４が全てＯＦＦ状態となる。
【００３５】
したがって、モータコイル１３に流れていた電流は回生経路を失い、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３のボディダイオードを介して電源に逆流しようとする。このとき、電源装置の電流シンク能力がない場合、電源電圧ＶDDおよび出力端子ＯＵＴ２の電位は上昇する。
さて、出力端子ＯＵＴ２の電位が電源より予め設定された検出用スイッチング素子Ｍ２２のしきい値Ｖthを超える
｜ＯＵＴ２−ＶDD｜＝｜Ｖgs｜＞｜Ｖth｜
と、図５（ｂ）に示すように、検出用スイッチング素子Ｍ２２はＯＮするため、検出電流Ｉcrmp２が抵抗Ｒ２２に向かって流れる。
【００３６】
この検出電流Ｉcrmp２の電流値と抵抗Ｒ２２の抵抗値との積の値がしきい値Ｖthを超える
Ｉcrmp２×Ｒ２２＝Ｖgs＞Ｖth
と、回生経路用スイッチング素子Ｍ２４がＯＮし、このローサイド側の回生経路用スイッチング素子Ｍ２４、グランド、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２、モータコイル１３間でループ状の回生経路Ｃ１が形成される。
【００３７】
このようにプリドライバ１０は、しきい値Ｖｔｈを用いて、ドライバ回路４や電源回路が過電圧保護動作状態であるか否かを判断し、回生経路Ｃ１を形成することで、電源の電位の上昇を抑制できる。
また、図５（ｂ）では、図４（ａ）中の時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２および時刻Ｔ２〜時刻Ｔ４間の状態を示しているが、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２間であるデッドタイムＴdead間、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１１〜Ｍ１４はＯＦＦしており、回生経路としてはドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２のボディダイオードとなる。
【００３８】
図４（ａ）中、デッドタイムＴdeadを経過した時刻Ｔ２において、プリアンプ１０により、デッドタイム生成回路３２，３３の出力を、出力端子ＯＵＴ２から出力端子ＯＵＴ１に向かってコイル電流Ｉｃを通電するように、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３，Ｍ１２がＯＮ、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１４，Ｍ１１がＯＦＦとなるようにする。
【００３９】
ここで、図４（ａ）に示すように、デッドタイムＴdead内に回生電流を消費できない場合、つまり出力端子ＯＵＴ２の電位がしきい値Ｖthより高い場合、図３で説明したプリドライバ１０のヒステリシス付インバータ３５ｂの出力はローレベル出力となっており、ラッチ回路３６ｂはデータ保持の状態となる。
したがって、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３のゲートに入力される制御信号Ｐ１２は、時刻Ｔ１以前の値であるハイレベル出力のままとなり、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３がＯＦＦ状態を維持することで、必要時間だけ回生経路Ｃ１を維持できる。
【００４０】
このように、回生経路Ｃ１を必要時間だけ維持することで、デッドタイムＴdeadを越えても回生電流を確実に消費させることができる。
図５（ｂ）においては、図４中の時刻Ｔ２〜Ｔ４の状態も示しているが、時刻Ｔ２〜Ｔ４間、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２はＯＮしており、その回生経路としてはドライバ回路用スイッチング素子自身のチャネルとなる。
【００４１】
図４（ａ）中、時刻Ｔ４は回生電流を十分に消費して過電圧状態が終了した時刻である。
回生電流を消費して出力端子ＯＵＴ２の電位がしきい値以下に低くなると、図３で説明したプリアンプ１０により、ヒステリシス付インバータ３５ｂの出力はハイレベル出力となり、ラッチ回路３６ｂはデータ更新の状態となる。したがって、ラッチ回路３６ｂの出力はデッドタイム生成回路３２ｂの出力と同じロー出力となる。
【００４２】
よって、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１３はＯＮ状態となり、図５（ｃ）に示すように、出力端子ＯＵＴ２側から出力端子ＯＵＴ１側に向かってモータコイル１３に電流が流れる。これにより、通電方向切り替えが完了し、モータ逆転時になる。
このように、単相ブラシレスモータ制御装置１によれば、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１〜時刻Ｔ４までの間、出力端子ＯＵＴ２の電位を電源電圧ＶDDより少しだけ高い状態のまま、所定の時間だけ保つことができる。
さらに、単相ブラシレスモータ制御装置１では、時刻Ｔ４において、出力端子ＯＵＴ２の電位を瞬間的に下げるため、従来のような出力端子ＯＵＴ２の電位の急激な上昇も防止できる。
【００４３】
以上のように、単相ブラシレスモータ制御装置１は、実装面積が小さい小型モータに用いるときでも、通電方向切り替え時に過電圧状態となった場合、回生経路Ｃ１を形成すると共に、回生電流が流れなくなるまで回生経路Ｃ１を維持することで、電源への電流の逆流を抑制し、過電圧から各素子を保護できる。
上述の説明では、出力端子ＯＵＴ１側から出力端子ＯＵＴ２方向の通電状態から出力端子ＯＵＴ２側から出力端子ＯＵＴ１方向への通電切り替え時を用いて説明したが、同様の動作により、出力端子ＯＵＴ２側から出力端子ＯＵＴ１方向への通電状態からの通電切り替えも行う。
【００４４】
（第２の実施形態）
図６に示すように、第２の実施形態に係る単相ブラシレスモータ制御装置６０は、図１で説明した過電圧検出回路１２の回生経路用スイッチング素子Ｍ２３，Ｍ２４を省略し、さらに抵抗Ｒ２１，Ｒ２２をドライバ回路１１のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２，Ｍ１４のゲートにそれぞれ直列接続すると共に、検出用スイッチング素子２１，２２の各ドレインと、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２，Ｍ１４と抵抗Ｒ２１，Ｒ２２間に、それぞれ検出電流Ｉcrmp２が流れるダイオードＤ６１，Ｄ６２を接続したものである。
【００４５】
すなわち、単相ブラシレスモータ制御装置６０は、図１の単相ブラシレスモータ制御装置１のようにドライバ回路１１を構成するスイッチング素子と、回生経路を構成するスイッチング素子を別々に設けるのではなく、上述のようにドライバ回路６１と過電圧検出回路６２を構成することで、ドライバ回路６１を構成するローサイドのドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２，Ｍ１４を駆動・回生経路用として使用するものである。
【００４６】
単相ブラシレスモータ制御装置６０では、出力端子ＯＵＴ２の電位が電源より予め設定された検出用スイッチング素子Ｍ２２のしきい値Ｖthを超えると、検出用スイッチング素子Ｍ２２はＯＮするため、検出電流Ｉcrmp２がＤ６２を介して抵抗Ｒ２２に向かって流れる。
この検出電流Ｉcrmp２の電流値と抵抗Ｒ２２の抵抗値との積の値がしきい値Ｖthを超えると、ドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１４がＯＮし、このローサイド側のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１４、グランド、ローサイド側のドライバ回路用スイッチング素子Ｍ１２、モータコイル１３間でループ状の回生経路Ｃ６が形成される。
【００４７】
単相ブラシレスモータ制御装置６０のそのほかの動作は、単相ブラシレスモータ制御装置１と同様である。
この単相ブラシレスモータ制御装置６０では、単相ブラシレスモータ制御装置１と同様の作用、効果が得られるほかに、過電圧検出回路をより小型にできるため、単相ブラシレスモータ制御装置６０の小型化が図れる。
【００４８】
上記実施の形態で説明した単相ブラシレスモータ制御装置は、例えば、比較的小型の音響機器、映像機器、携帯機器、情報機器などが備える単相ブラシレスモータの制御に用いると、特に有用である。
【符号の説明】
【００４９】
１単相ブラシレスモータ制御装置
１０プリドライバ
１１ドライバ回路
１２過電圧検出回路
１３モータコイル
Ｍ１１〜Ｍ１４ドライバ回路用スイッチング素子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するロータの位置を検出した信号に基づいて、モータコイルに通電する方向を制御する単相ブラシレスモータ制御装置であって、
前記モータコイルを駆動するドライバ回路と、
前記ロータの位置を検出した信号と、前記ドライバ回路の出力とに基づいて、前記ドライバ回路を構成するドライバ回路用スイッチング素子の制御信号を生成するプリドライバと、
前記ドライバ回路の出力の電位が電源電圧から予め設定されたしきい値以上の電位に上昇したとき、回生経路を形成する過電圧検出回路と、
前記回生経路を構成する回生経路用スイッチング素子と
を備えることを特徴とする単相ブラシレスモータ制御装置。
【請求項２】
前記ドライバ回路は、前記モータコイルの駆動時に同時にＯＮになる第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、
前記過電圧検出回路は、過電圧を検出するための検出信号を生成する検出用スイッチング素子と、前記回生経路用スイッチング素子とを有し、
前記回生経路用スイッチング素子と、前記第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子のうち、ローサイドのドライバ回路用スイッチング素子との間で前記回生経路を形成する請求項１記載の単相ブラシレスモータ制御装置。
【請求項３】
前記ドライバ回路は、前記モータコイルの駆動時に同時にＯＮになる第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子を含むブリッジ回路を有し、
前記過電圧検出回路は、過電圧を検出するための検出信号を生成する検出用スイッチング素子と、その検出用スイッチング素子と前記回生経路用スイッチング素子との間に接続されて前記検出信号が流れるダイオードとを有し、
前記ダイオードを流れる検出信号によって、前記第１、第２のドライバ回路用スイッチング素子のうち、ローサイドの前記ドライバ回路用スイッチング素子をＯＮし、そのローサイドの前記ドライバ回路用スイッチング素子によって前記回生経路を形成する請求項１記載の単相ブラシレスモータ制御装置。
【請求項４】
前記プリドライバは、前記ドライバ回路の出力に基づいて、前記回生経路を必要時間維持する請求項１〜３いずれかに記載の単相ブラシレスモータ制御装置。
【請求項５】
前記プリドライバは、前記ドライバ回路の出力をモニタするヒステリシス付インバータと、その出力と前記ドライバ回路の出力に基づいて、データを所定の時間保持するラッチ回路と、そのラッチ回路の出力と前記ロータの位置を検出した信号との論理和をとるＯＲ回路とを有する請求項４記載の単相ブラシレスモータ制御装置。

【図１】