(57)【要約】【課題】モータの回転速度を設定する設定電圧とクイックスタートの稼働閾値電圧とを独立に調整すること。【解決手段】モータのロックが検出された場合、前記モータへの通電を停止するように指令し、入力される速度指令電圧が所定の設定電圧と第１の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記モータを回転させるように指令し、前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記モータのロック検出による前記モータへの通電停止指令を非アクティブにし、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第１の閾値電圧との間の第２の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記モータを回転させるように指令する、モータ駆動装置。【選択図】図１
2020010579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記モータのロックが検出された場合、前記駆動部が前記モータへの通電を停止するように前記駆動制御部に対して指令するロック保護部と、
速度制御端子と、
前記速度制御端子へ入力される速度指令電圧が所定の設定電圧と第１の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する速度制御部と、
前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記ロック保護部を非アクティブにするロック保護制御部とを備え、
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第１の閾値電圧との間の第２の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、モータ駆動装置。
【請求項２】
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第２の閾値電圧との間の電圧範囲に移行した場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記設定速度を零に設定する前記設定電圧に一致する電圧を、第３の閾値電圧とするとき、
前記第２の閾値電圧は、前記第３の閾値電圧と前記第１の閾値電圧との間の電圧である、請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記速度制御部は、前記速度指令電圧が前記設定電圧に対して前記第２の閾値電圧とは反対側の大きさである場合、前記設定速度よりも速く且つ前記速度指令電圧に応じた指令速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記速度制御部は、前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記第２の閾値電圧とは反対側の大きさである場合、前記駆動部が前記モータを停止するように前記駆動制御部に対して指令する、請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
速度設定端子を備え、
前記設定電圧は、前記速度設定端子への電圧入力により設定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、前記モータとを備える、モータシステム。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ駆動装置と、前記モータと、前記モータにより回転するファンとを備える、ファンモータ。
【請求項９】
モータのロックが検出された場合、前記モータへの通電を停止するように指令し、
入力される速度指令電圧が所定の設定電圧と第１の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記モータを回転させるように指令し、
前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記モータのロック検出による前記モータへの通電停止指令を非アクティブにし、
前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第１の閾値電圧との間の第２の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記モータを回転させるように指令する、モータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータが異物等によりロックした場合、モータへの通電を停止するロック保護回路と、外部コントローラからの制御信号がモータの停止を所定時間以上継続して指示した場合、ロック保護回路を非アクティブとするロック制御部とを備える駆動回路が知られている。このような駆動回路によれば、モータへの通電がロック保護回路により停止していても、モータの停止を指示する制御信号が所定時間以上継続して入力されると、ロック保護回路が非アクティブとなる。したがって、ロック保護回路が非アクティブになってからモータの駆動を制御信号により指示すれば、モータを速やかに始動させることができる。このような機能は、クイックスタート機能とも称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２０１０−２２０４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クイックスタート機能を備えるモータ駆動装置では、ロック保護回路が上述のように非アクティブとなってから、制御信号の大きさが所定の稼働閾値電圧をクロスすると、クイックスタートが稼働する。一方、クイックスタート機能を備えるモータ駆動装置に、所定の設定電圧によって設定される設定速度でモータを回転させる機能が備えられている場合がある。しかしながら、従来のモータ駆動装置では、モータの回転速度を設定するそのような設定電圧を調整（変更）すると、クイックスタートの稼働閾値電圧が変わってしまう場合がある。
【０００５】
そこで、本開示は、モータの回転速度を設定する設定電圧とクイックスタートの稼働閾値電圧とを独立に調整できる、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
モータを駆動する駆動部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記モータのロックが検出された場合、前記駆動部が前記モータへの通電を停止するように前記駆動制御部に対して指令するロック保護部と、
速度制御端子と、
前記速度制御端子へ入力される速度指令電圧が所定の設定電圧と第１の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する速度制御部と、
前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記ロック保護部を非アクティブにするロック保護制御部とを備え、
前記速度制御部は、前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第１の閾値電圧との間の第２の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記駆動部が前記モータを回転させるように前記駆動制御部に対して指令する、モータ駆動装置を提供する。
【０００７】
また、本開示は、
当該モータ駆動装置と、前記モータとを備える、モータシステムを提供する。
【０００８】
また、本開示は、
当該モータ駆動装置と、前記モータと、前記モータにより回転するファンとを備える、ファンモータを提供する。
【０００９】
また、本開示は、
モータのロックが検出された場合、前記モータへの通電を停止するように指令し、
入力される速度指令電圧が所定の設定電圧と第１の閾値電圧との間の大きさである場合、前記設定電圧によって設定される設定速度で前記モータを回転させるように指令し、
前記速度指令電圧が前記第１の閾値電圧に対して前記設定電圧とは反対側の大きさである電圧状態が所定の継続時間以上継続した場合、前記モータのロック検出による前記モータへの通電停止指令を非アクティブにし、
前記電圧状態が前記継続時間以上継続した後に前記速度指令電圧が前記設定電圧と前記第１の閾値電圧との間の第２の閾値電圧をクロスした場合、前記設定速度で前記モータを回転させるように指令する、モータ駆動方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の技術によれば、モータの回転速度を設定する設定電圧とは別に、クイックスタートの稼働閾値電圧として第２の閾値電圧が設けられているので、モータの回転速度を設定する設定電圧とクイックスタートの稼働閾値電圧とを独立に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示に係る実施形態のモータシステムの構成を例示するブロック図である。
【図２】ロック保護機能を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】速度指令電圧とデューティ比との対応関係の一例を示す図である。
【図４】速度指令電圧とデューティ比とモータの回転速度との関係を例示する図である。
【図５】デューティ比の生成を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】クイックスタート機能を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態におけるモータシステムの構成を例示するブロック図である。図１に示されるモータシステム１は、モータ８０の回転動作を制御するシステムの一例である。モータシステム１は、モータ８０と、モータ駆動装置１００とを少なくとも備える。
【００１４】
モータ８０は、少なくとも一つの電機子コイル（以下、単に「コイル」とも称する）を有する。モータ８０は、例えば、一つのコイル８０ａを有する単相全波モータである。コイル８０ａの両端は、モータ駆動装置１００の駆動部２に接続される。本実施形態では、コイル８０ａの第１のコイル端は、モータ駆動装置１００の第１の駆動端子１１に接続されており、第１の駆動端子１１を介して駆動部２の第１の接続ノードｎ１に接続されている。一方、コイル８０ａの第２のコイル端は、モータ駆動装置１００の第２の駆動端子１２に接続されており、第２の駆動端子１２を介して駆動部２の第２の接続ノードｎ２に接続されている。
【００１５】
モータ８０の具体例として、送風用のファン７０を回転させる直流ブラシレスモータなどが挙げられる。図１において、モータ８０が送風用のファン７０を回転させるモータである場合、モータシステム１は、ファン７０を構成要素として備えるファンモータである。ファン７０がモータ８０により回転することにより発生する風力によって、例えば、機器の内部で発生する熱を機器の外部に排出し、機器の内部を冷却することができる。当該機器の具体例として、冷蔵庫等の家電製品、コピー機等のＯＡ機器、パーソナルコンピュータなどが挙げられるが、当該機器はこれらに限られない。
【００１６】
モータ駆動装置１００は、モータ８０を駆動する。モータ駆動装置１００は、例えば、複数の外部接続端子を有するＩＣ（集積回路）である。図１には、複数の外部接続端子として、第１の駆動端子１１、第２の駆動端子１２、過電流設定端子１３、周波数出力端子１４、基準電圧出力端子１５、選択端子１６、速度制御端子１７、速度設定端子１８、電源端子１９及びグランド端子２０が示されている。
【００１７】
モータ駆動装置１００は、駆動部２、駆動制御部３、速度制御部４、位相検出部５、周波数発生器６、ロック保護部７１、ロック保護制御部７２、過電流検出部８、発振器９及び基準電圧生成部１０を備える。
【００１８】
駆動部２は、駆動制御部３によって生成される複数の駆動信号に従って、モータ８０のコイル８０ａに駆動電流ＩＯを流すことによって、モータ８０のロータを回転させる出力段である。
【００１９】
駆動部２は、例えば、トランジスタ２１〜２４を有する単相インバータである。トランジスタ２１，２３は、電源端子１９に内部電源ラインを介して接続されるハイサイドのスイッチング素子である。電源端子１９には、直流の電源電圧ＶＤＤが入力される。トランジスタ２２，２４は、ＧＮＤ（グランド）に接続されるローサイドのスイッチング素子である。
【００２０】
本実施形態では、トランジスタ２２，２４は、過電流設定端子１３に接続され、過電流設定端子１３に外部接続される抵抗１３ａを介してグランドに接続される。過電流検出部８は、抵抗１３ａに流れる電流の電流値が過電流検出閾値を超えたことを検出した場合、駆動部２又はコイル８０ａに過電流が検出されたことを示す過電流検出信号を駆動制御部３に対して出力する。過電流検出閾値は、抵抗１３ａの抵抗値によって調整可能である。駆動制御部３は、過電流検出信号を検知した場合、モータ８０への通電が停止するように駆動部２を制御する。
【００２１】
なお、過電流検出部８及び過電流設定端子１３がない場合、トランジスタ２２，２４は、グランド端子２０に内部グランドラインを介して接続されてもよい。グランド端子２０は、モータ駆動装置１００の外部でＧＮＤ（グランド）に接続される。
【００２２】
本実施形態において、トランジスタ２１とトランジスタ２２とが接続される第１の接続ノードｎ１は、第１の駆動端子１１に接続されており、第１の駆動端子１１を介してモータ８０のコイル８０ａの一端に接続されている。一方、トランジスタ２３とトランジスタ２４とが接続される第２の接続ノードｎ２は、第２の駆動端子１２に接続されており、第２の駆動端子１２を介してモータ８０のコイル８０ａの他端に接続されている。
【００２３】
トランジスタ２１〜２４は、駆動制御部３からのそれぞれに対応する駆動信号に従って、オン又はオフとなるスイッチング素子である。トランジスタ２１〜２４等のスイッチング素子の具体例として、ＭＯＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor Field  Effect  Transistor）が挙げられるが、これに限られない。
【００２４】
駆動制御部３は、位相検出部５から出力されるパルス状の位相検出信号Ｈｉｎに基づいてモータ８０のロータの回転位置を検出する。駆動制御部３は、検出したロータの回転位置に応じてモータ８０に印加する電圧の極性を駆動部２により反転させながら、モータ８０の回転速度が速度制御部４により生成されるデューティ比Ｄに対応する目標回転速度（零を含む）になるように駆動部２を制御する。
【００２５】
位相検出部５は、モータ８０のロータの位相を検出し、検出した位相に応じてパルスエッジが反転するパルス信号（位相検出信号Ｈｉｎ）を駆動制御部３及びロック保護部７１に出力する。位相検出信号Ｈｉｎの周波数は、モータ８０のロータの回転速度に応じて変化する。モータ８０のロータの回転が停止している状態では、位相検出信号Ｈｉｎは、パルス状でない一定の信号レベルとなる。
【００２６】
位相検出部５は、例えば、ホールセンサ５１、アンプ５２及びヒステリシスコンパレータ５３を有する。ホールセンサ５１は、互いに逆相の一対の位相信号を出力する。ホールセンサ５１は、例えば、モータ８０のロータの近傍に配置され、モータ８０のロータの位相を検出するホール素子を有する。ホールセンサ５１は、ロータの駆動用主磁界をホール素子により検出することで、コイル８０ａに対するロータの回転位置（回転位相）に対応する一対の位相信号を出力する。アンプ５２は、ホールセンサ５１から出力される一対の位相信号を増幅してヒステリシスコンパレータ５３に供給する。ヒステリシスコンパレータ５３は、アンプ５２から供給される一対の位相信号をパルス状の位相検出信号Ｈｉｎに変換して出力する。
【００２７】
周波数発生器６は、位相検出信号Ｈｉｎに基づき駆動制御部３により算出されたモータ８０の実回転数に応じて周波数が変化する信号（ＦＧ信号）を発生させる。周波数発生器６は、例えば、トランジスタ６ａを駆動することによって、ＦＧ信号を周波数出力端子１４からモータ駆動装置１００の外部に出力する。
【００２８】
ロック保護部７１は、モータ８０又はモータ８０に接続される負荷に付着した異物の挟まり等によってモータ８０のロータの回転が停止（ロック）した場合、モータ８０のコイル８０ａに電流が流れ続けることを防止するロック保護機能を有する。ロック保護部７１は、位相検出信号Ｈｉｎ（又は、ＦＧ信号でもよい）に基づいて、モータ８０のロータのロック（単に「モータ８０のロック」ともいう）を検出する。ロック保護部７１は、モータ８０のロックが検出された場合、駆動部２がモータ８０のコイル８０ａへの通電を停止するように、駆動制御部３に対して指令する。
【００２９】
ロック保護制御部７２は、ロック保護機能の有効と無効とを切り替えるイネーブル信号ＥＮを生成してロック保護部７１に対して出力する。イネーブル信号ＥＮがロック保護制御部７２によりアサートされている状態では、ロック保護機能はイネーブル（有効）であり、つまり、ロック保護部７１はアクティブである。一方、イネーブル信号ＥＮがロック保護制御部７２によりネゲートされている状態では、ロック保護機能はディスエーブル（無効）であり、つまり、ロック保護部７１は非アクティブである。
【００３０】
ロック保護部７１は、ロック保護機能がイネーブルであるとき（ロック保護部７１がアクティブであるとき）、位相検出信号Ｈｉｎ（又は、ＦＧ信号でもよい）に基づいて、モータ８０のロックの有無を検出する。
【００３１】
図２は、ロック保護機能を説明するためのタイミングチャートである。ロック保護部７１は、位相検出信号Ｈｉｎに基づいてモータ８０のロックを検出すると、モータ８０の通電停止の指令信号であるシャットダウン信号ＳＤをアサートする。
【００３２】
例えば、ロック保護部７１は、位相検出信号Ｈｉｎのエッジが所定のロック検出時間Ｔ１以上検出されない場合、モータ８０がロックしたと判定し、シャットダウン信号ＳＤをアサートする（図２の場合、シャットダウン信号ＳＤのレベルをローレベルにする）。シャットダウン信号ＳＤがアサートされると、駆動制御部３は、速度制御部４により生成されるデューティ比Ｄにかかわらず、モータ８０への通電が停止するように駆動部２を制御する。
【００３３】
ロック保護部７１は、シャットダウン信号ＳＤをアサートしてから所定のシャットダウン時間Ｔ２の経過までに位相検出信号Ｈｉｎのエッジが検出されない場合、モータ８０の再起動を試みるため、シャットダウン信号ＳＤを一旦ネゲートする。シャットダウン信号ＳＤがネゲートされると、駆動制御部３は、トランジスタ２１，２４をオンし且つトランジスタ２２，２３をオフすることで、第１の駆動端子１１の電圧Ｏ１をハイレベルとし、第２の駆動端子１２の電圧Ｏ２をローレベルとする。これにより、モータ８０のコイル８０ａに一時的に再起動電流が流れる。ロック保護部７１は、位相検出信号Ｈｉｎのエッジが所定のロック検出時間Ｔ３以上検出されない場合、モータ８０のロックが継続していると判定し、シャットダウン信号ＳＤを再びアサートする。
【００３４】
ロック保護部７１は、位相検出信号Ｈｉｎのエッジが検出されると、モータ８０がロックしていない（回転している）と判定し、シャットダウン信号ＳＤをネゲートする。
【００３５】
このようなロック保護機能によれば、ロックが検出されてから検出されなくなるまでコイル８０ａに間欠的に電流を流すことができる。よって、コイル８０ａの発熱を抑制でき、コイル８０ａの断線等の故障を防止できる。
【００３６】
なお、シャットダウン時間Ｔ２は、ロック検出時間Ｔ１，Ｔ３よりも十分に長い。例えば、ロック検出時間Ｔ１，Ｔ３は、０．４秒程度に設定され、シャットダウン時間Ｔ２は、その１０倍の４秒程度に設定される。ロック検出時間Ｔ１，Ｔ３は、時間幅が互いに同じであるが相違してもよい。ロック保護部７１は、例えば、発振器９により生成されるクロック信号をカウントすることによって、時間の経過を計測する。
【００３７】
速度制御部４は、外部回路２００から速度制御端子１７へ入力される速度指令電圧ＶＰＷＭに対応するデューティ比Ｄでオンオフ時間が変化するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成して出力する。モータ８０の目標回転速度に応じた速度指令電圧ＶＰＷＭが、外部回路２００から速度制御端子１７へ入力される。
【００３８】
設定電圧ＶＬは、速度設定端子１８への電圧入力により設定される電圧であって、モータ８０の最低回転速度（以下、最低設定速度ＳＬとも称する）を設定するための直流電圧である。図１の場合、設定電圧ＶＬは、モータ駆動装置１００外部の電圧設定回路から速度設定端子１８に入力される。図１に示す電圧設定回路は、抵抗１８ａ，１８ｂ及びキャパシタ１８ｃを有し、基準電圧出力端子１５から出力される基準電圧ＶＲＥＦを抵抗１８ａ，１８ｂによって分圧することによって一定の設定電圧ＶＬを生成する。
【００３９】
基準電圧ＶＲＥＦは、基準電圧生成部１０によって生成される。基準電圧生成部１０は、例えば、バンドギャップリファレンス電圧を利用して、電源電圧ＶＤＤから一定の基準電圧ＶＲＥＦを生成する。
【００４０】
速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭとデューティ比Ｄとの所定の対応関係に基づいて、速度指令電圧ＶＰＷＭに対応するデューティ比Ｄを決定する。
【００４１】
図３は、速度指令電圧ＶＰＷＭとデューティ比Ｄとの対応関係の一例を示す図である。速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭを鋸歯状波形信号ＶＳＡＷと比較することによって、デューティ比ＤのＰＷＭ信号を生成する。図３は、０．５Ｖと２．５Ｖとの間で三角波状に変化する鋸歯状波形信号ＶＳＡＷ（図５参照）が使用される一例を示す。
【００４２】
図３において、閾値電圧ＶＳは、第１の閾値電圧の一例である。閾値電圧ＶＱは、第２の閾値電圧の一例であり、設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＳとの間に設定される。閾値電圧ＶＯは、第３の閾値電圧の一例であり、最低設定速度ＳＬを零に設定する設定電圧ＶＬに一致する電圧である。
【００４３】
速度指令電圧ＶＰＷＭが設定電圧ＶＬ未満の場合では、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが零以上閾値電圧ＶＨ以下のとき、デューティ比Ｄを１００％に設定する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＨ以上閾値電圧ＶＯ以下のとき、速度指令電圧ＶＰＷＭに応じてデューティ比Ｄを１００〜０％に設定する。デューティ比Ｄは、速度指令電圧ＶＰＷＭの漸増に伴って漸減する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上のとき、駆動部２がモータ８０を停止するように、デューティ比Ｄを０％に設定する（停止モード）。
【００４４】
一方、速度指令電圧ＶＰＷＭが設定電圧ＶＬ以上の場合では、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが零以上閾値電圧ＶＳ未満のとき、デューティ比Ｄを設定電圧ＶＬによって設定される固定値に設定する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上のとき、駆動部２がモータ８０を停止するように、デューティ比Ｄを０％に設定する（停止モード）。
【００４５】
したがって、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＳとの間の大きさである場合、設定電圧ＶＬによって設定される最低設定速度ＳＬで駆動部２がモータ８０を回転させるように駆動制御部３に対して指令する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳに対して閾値電圧ＶＱとは反対側の大きさである場合、駆動部２がモータ８０を停止するように駆動制御部３に対して指令する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが設定電圧ＶＬに対して第２の閾値電圧ＶＱとは反対側の大きさである場合、最低設定速度ＳＬよりも速く且つ速度指令電圧ＶＰＷＭに応じた指令速度で駆動部２がモータ８０を回転させるように駆動制御部３に対して指令する。
【００４６】
なお、図３は、閾値電圧ＶＨ，ＶＯ，ＶＳは、それぞれ、０．５ボルト、２．５ボルト、３ボルトに設定され、設定電圧ＶＬは、２ボルトに設定されている場合を例示する。
【００４７】
この例示の場合、図４に示されるように、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが０以上０．５ボルト未満のとき、駆動部２がモータ８０を高速に回転させるように、１００％のデューティ比ＤのＰＷＭ信号を駆動制御部３に対して出力する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが２．５ボルトのとき、設定電圧ＶＬによって設定される最低設定速度ＳＬで駆動部２がモータ８０を回転させるように、２５％のデューティ比ＤのＰＷＭ信号を駆動制御部３に対して出力する。また、速度制御部４は、速度指令電圧ＶＰＷＭが３ボルト以上のとき、駆動部２がモータ８０を停止するように、０％のデューティ比ＤのＰＷＭ信号を出力する。
【００４８】
なお、設定電圧ＶＬは、速度カーブのゼロ点である閾値電圧ＶＯの近傍（この例では、２．５ボルト近傍）に設定されると、トルクが不足してモータ８０を回転させることが難しい。モータには、機械的な負荷トルクとして、軸受けの負荷（軸受けのゴロ（引っ掛かり）、グリス粘性、スリーブメタル軸受けの摩擦、オイル粘性など）があり、磁気的な負荷トルクとして、コギングトルクなどがある。最低設定速度ＳＬを設定するための設定電圧ＶＬは、それらの負荷トルクを超えるトルクが発生するような電圧値に設定されることが重要である。したがって、設定電圧ＶＬは、閾値電圧ＶＯから閾値電圧ＶＯの２０％程度離れた電圧値（この例では、閾値電圧ＶＯよりも低い２ボルト程度の電圧値）に設定されることが好ましい。
【００４９】
図１において、ロック保護部７１は、ロック保護機能がディスエーブルのとき（ロック保護部７１が非アクティブのとき）、位相検出信号Ｈｉｎの状態にかかわらず、シャットダウン信号ＳＤをネゲートする。
【００５０】
ロック保護制御部７２は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳに対して設定電圧ＶＬとは反対側の大きさである電圧状態（以下、電圧状態ＶＣとも称する）が所定の継続時間以上継続した場合、ロック保護部７１を非アクティブにする。例えば図３の場合、ロック保護制御部７２は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上の大きさである電圧状態ＶＣが所定の継続時間以上継続した場合、ロック保護部７１を非アクティブにする。
【００５１】
図６は、クイックスタート機能を説明するためのタイミングチャートである。ロック保護制御部７２は、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上の大きさである電圧状態ＶＣが所定の継続時間Ｔ４以上継続した場合、ロック保護部７１を非アクティブにする。速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上の大きさになると、デューティ比Ｄは速度制御部４によって０％になる。ロック保護制御部７２は、デューティ比Ｄが０％になってからの経過時間を発振器９からのクロック信号に基づいて計測し、当該経過時間が継続時間Ｔ４以上になると、イネーブル信号ＥＮをネゲートし、ロック保護部７１を非アクティブにする。つまり、ロック保護機能は、ディスエーブルとなる。イネーブル信号ＥＮがネゲートされ、ロック保護部７１が非アクティブになると、シャットダウン信号ＳＤもネゲートされるので、モータ８０のロック検出によるモータ８０への通電停止指令は非アクティブになる。シャットダウン信号ＳＤがネゲートされても、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＳ以上の大きさである電圧状態ＶＣが継続しているため、モータ８０は停止したままである。
【００５２】
速度制御部４は、電圧状態ＶＣが継続時間Ｔ４以上継続した後（つまり、デューティ比Ｄを０％にしてからの経過時間が継続時間Ｔ４以上になった後）、速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＱをクロスするか否かを判定する。閾値電圧ＶＱは、設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＳとの間の電圧である。速度制御部４は、電圧状態ＶＣが継続時間Ｔ４以上継続した後に速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＱをクロスした場合、設定電圧ＶＬによって設定される最低設定速度ＳＬで駆動部２がモータ８０を回転させるように駆動制御部３に対して指令する。これにより、電圧状態ＶＣが継続時間Ｔ４以上継続した後に速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＱをクロスすることで、シャットダウン時間Ｔ２の経過を待たずに、モータ８０の回転を再起動できる。そして、クイックスタート時の回転速度を設定電圧ＶＬによる設定速度に設定することができる。
【００５３】
速度制御部４は、電圧状態ＶＣが継続時間Ｔ４以上継続した後に速度指令電圧ＶＰＷＭが閾値電圧ＶＱをクロスした場合、最低設定速度ＳＬで駆動部２がモータ８０を回転させるように、最低設定速度ＳＬに対応するデューティ比ＤのＰＷＭ信号を出力する。ロック保護制御部７２は、最低設定速度ＳＬに対応するデューティ比ＤのＰＷＭ信号を受信することにより、イネーブル信号ＥＮをアサートし、ロック保護部７１をアクティブとする（ロック保護機能をイネーブルとする）。
【００５４】
このように、本実施形態では、最低設定速度ＳＬを設定する設定電圧ＶＬと、クイックスタートの稼働閾値電圧である閾値電圧ＶＱとが、図３に示すように別々に設けられているので、設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＱとを独立に調整することができる。つまり、設定電圧ＶＬを調整（変更）しても、クイックスタートの稼働閾値電圧である閾値電圧ＶＱは、変化しない。
【００５５】
設定電圧ＶＬは、回路基板の抵抗器等を使って容易に任意の値に設定できるので、設定電圧ＶＬによって設定される設定速度（回転数）も、モータ８０のコイル８０ａの仕様を変更することなく、容易に任意の値に設定することができる。よって、停止モードからクイックスタートした後、設定電圧ＶＬによって設定される設定速度でモータ８０を回転させることが容易となる。
【００５６】
速度制御部４は、電圧状態ＶＣが継続時間Ｔ４以上継続した後に速度指令電圧ＶＰＷＭが設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＱとの間の電圧範囲に移行した場合、設定電圧ＶＬによる設定速度で駆動部２がモータ８０を回転させるように駆動制御部３に対して指令してもよい。
【００５７】
外部回路２００（図１参照）は、速度指令電圧ＶＰＷＭを、閾値電圧ＶＳ以上の電圧と、設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＱとの間の電圧とを含む少なくとも２つの電圧に切り替え出力可能に構成された回路であることが好適である。外部回路２００は、速度指令電圧ＶＰＷＭを、閾値電圧ＶＳ以上の電圧と、設定電圧ＶＬと閾値電圧ＶＱとの間の電圧と、設定電圧ＶＬに対して閾値電圧ＶＳとは反対側の大きさの電圧とを含む少なくとも３つの電圧に切り替え出力可能に構成された回路でもよい。
【００５８】
また、閾値電圧ＶＱは、閾値電圧ＶＯと閾値電圧ＶＳとの間の電圧（閾値電圧ＶＯと同じ電圧を含む）であることが好ましい。これにより、閾値電圧ＶＱは、設定電圧ＶＬから比較的離れた電圧値に設定されるので、速度指令電圧ＶＰＷＭを設定電圧ＶＬ又は閾値電圧ＶＱと比較する時の誤判定を低減することができる。
【００５９】
以上、モータ駆動装置、モータシステム、ファンモータ及びモータ駆動方法を実施形態により説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００６０】
例えば、図３は、速度指令電圧ＶＰＷＭが小さい側から大きい側に変化するほど、モータの回転速度が高速側から低速側（停止側）に変化する場合を示す。しかしながら、速度指令電圧ＶＰＷＭが小さい側から大きい側に変化するほど、モータの回転速度が低速側（停止側）から高速側に変化する場合にも本発明は適用可能である。例えば、速度指令電圧ＶＰＷＭに対するデューティ比Ｄの変化特性が、図３に示す特性に対して、１．５ボルトの速度指令電圧ＶＰＷＭを中心に左右反転した特性でもよい。
【００６１】
また、例えば、モータの用途は、上述のファンモータに限られない。また、モータの種類や相数は、上述の実施形態に限られない。
【００６２】
また、例えば、位相検出部５は、モータ駆動装置１００に外付けされてもよい。また、モータ駆動装置１００は、ＩＣ（集積回路）として構成される場合に限られず、ディスクリート回路として構成されてもよい。
【００６３】
例えば、モータ８０は、Ｕ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを有する三相のブラシレスモータでもよい。この場合、例えば、モータ駆動装置１００に外付けされた複数の位相検出部５は、モータ８０のロータの周りに等間隔で配置され、モータ８０のロータの位相を検出する３つのホール素子を有する。複数の位相検出部５は、ロータの駆動用主磁界を３つのホール素子により検出することで、各相のコイルに対するロータの回転位置（回転位相）に対応する三対の位相信号を出力する。駆動制御部３は、三対の位相信号に基づいて、駆動部２の駆動の制御に使用される三対の駆動波形信号を生成する。駆動制御部３は、三対の駆動波形信号に従って、モータ８０のロータの回転が所望の状態になるように、三相インバータ構成の駆動部２に含まれる６つのトランジスタのゲートを制御する。
【符号の説明】
【００６４】
１  モータシステム
２  駆動部
３  駆動制御部
４  速度制御部
５  位相検出部
１７  速度制御端子
１８  速度設定端子
７０  ファン
７１  ロック保護部
７２  ロック保護制御部
８０  モータ
１００  モータ駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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