(57)【要約】【課題】モータの回転数を安定化する。【解決手段】目標回転数判定部６０は、駆動対象のブラシレスの振動モータ１の目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号ＣＴＬを受ける。目標回転数判定部６０は制御信号ＣＴＬのデューティ比にもとづき目標回転数を判定し、目標回転数に応じた回転数設定信号Ｓ１を発生する。制御部２０は、回転数設定信号Ｓ１と振動モータ１の回転数を示すＦＧ信号とにもとづき駆動信号を生成する。Ｈブリッジ回路１０は、振動モータ１のコイルに接続され、駆動信号にもとづきコイルの導通状態を制御する。制御部２０は、振動モータ１の駆動開始から、ＦＧ信号が示す現在の回転数が回転数設定信号Ｓ１が示す目標回転数に達するまでの期間、振動モータ１をフルトルクで回転させる。【選択図】図１
2010283908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象のブラシレスモータの目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号を受け、前記制御信号のデューティ比にもとづき前記目標回転数を判定し、前記目標回転数に応じた回転数設定信号を発生する目標回転数判定部と、
前記回転数設定信号と前記ブラシレスモータの回転数を示す周波数発生信号とにもとづき駆動信号を生成する制御部と、
前記ブラシレスモータのコイルに接続され、前記駆動信号にもとづき前記コイルの導通状態を制御するブリッジ出力回路と、
を備え、
前記制御部は、前記ブラシレスモータの駆動開始から、前記周波数発生信号が示す前記ブラシレスモータの回転数が前記回転数設定信号が示す前記目標回転数に達するまでの期間、前記ブラシレスモータをフルトルクで回転させる前記駆動信号を生成することを特徴とするブラシレスモータ駆動回路。
【請求項２】
前記回転数設定信号は、前記目標回転数に応じた周波数を有しており、
前記制御部は、
駆動開始から前記回転数設定信号と前記周波数発生信号それぞれの周波数が一致するまでの期間、アサートされる起動期間設定信号を生成する回転検出部と、
前記ブラシレスモータの回転数が前記目標回転数に近づくようにデューティ比が調節されるパルス幅変調信号を生成する速度制御部と、
前記起動期間設定信号、前記パルス幅変調信号、前記周波数発生信号にもとづき、前記駆動信号を生成するロジック部と、
を含み、
前記ロジック部は、前記起動期間設定信号がアサートされる期間、１００％のデューティ比を有する前記駆動信号を生成し、前記起動期間設定信号がネゲートされる期間、前記パルス幅変調信号に応じたデューティ比を有する前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項３】
前記制御部は、停止状態において前記制御信号がハイレベルである期間が所定の第１期間持続すると起動状態に遷移し、前記ブラシレスモータの駆動を開始することを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じた回転数で回転させる通常駆動状態において、前記制御信号がローレベルである期間が第２期間持続すると、逆転ブレーキ状態に遷移し、当該逆転ブレーキ状態において前記ブリッジ出力回路は、所定の逆転ブレーキ期間の間、前記ブラシレスモータに逆転ブレーキをかけることを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ駆動回路。
【請求項５】
ブラシレスの振動モータと、
前記振動モータのロータの位置情報を示すホール信号を出力するホール素子と、
前記ホール信号にもとづき前記振動モータを駆動する請求項１から４のいずれかに記載のブラシレスモータ駆動回路と、
外部から前記制御信号が入力され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される制御端子と、
外部から電源電圧が印加され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される電源端子と、
外部から接地電圧が印加され、前記ブラシレスモータ駆動回路と接続される接地端子と、
を備えることを特徴とするモータユニット。
【請求項６】
基地局と通信し、前記制御信号を生成する通信部と、
請求項５に記載のモータユニットと、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
ブラシレスモータの駆動方法であって、
前記ブラシレスモータの目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号をモニタし、前記制御信号のデューティ比にもとづき前記目標回転数を判定し、前記目標回転数に応じた回転数設定信号を発生するステップと、
ホール素子からのホール信号にもとづき、前記ブラシレスモータの回転数を示す周波数発生信号を生成するステップと、
前記ブラシレスモータの駆動開始から、前記周波数発生信号が示す前記ブラシレスモータの回転数が前記回転数設定信号が示す前記目標回転数に達するまでの期間、前記ブラシレスモータをフルトルクで回転させるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記回転数設定信号は、前記目標回転数に応じた周波数を有しており、
前記方法は、
駆動開始から前記回転数設定信号と前記周波数発生信号それぞれの周波数が一致するまでの期間、アサートされる起動期間設定信号を生成するステップと、
前記ブラシレスモータの回転数が前記目標回転数に近づくようにデューティ比が調節されるパルス幅変調信号を生成するステップと、
をさらに備え、
前記起動期間設定信号がアサートされる期間、１００％のデューティ比で前記ブラシレスモータを駆動し、前記起動期間設定信号がネゲートされる期間、前記パルス幅変調信号のデューティ比で前記ブラシレスモータを駆動することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
停止状態において前記制御信号を監視するステップをさらに備え、
前記制御信号がハイレベルである期間が所定の第１期間持続すると、前記ブラシレスモータの駆動を開始することを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ブラシレスモータを前記制御信号のデューティ比に応じた回転数で回転させる通常駆動状態において、前記制御信号を監視するステップをさらに備え、
前記制御信号がローレベルである期間が第２期間持続すると、逆転ブレーキ状態に遷移し、前記ブラシレスモータに、所定の逆転ブレーキ期間の間、逆転ブレーキをかけることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータの駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末やポケットベル（ページャ）などの電子機器には、ユーザに着信を知らせるために、振動モータが搭載される。この振動モータは、回転軸に偏芯したおもりが接続され、ロータを回転させることにより、電子機器を振動させる。こうした振動モータは、負荷として接続されるおもりが偏芯しているため、振動モータ専用の駆動回路が利用される。
【０００３】
振動モータには、ブラシ付きモータとブラシレスモータが存在する。ブラシレス型の振動モータを駆動する場合、ロータが重いため起動時間や停止時間が長くなるという問題があった。特許文献１に記載される高速起動モード等のシーケンス制御を行うと、起動時間を短縮することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０８／０２６３１９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の高速起動は、モータの駆動開始から一定期間の間、フルトルクで回転させる制御となっている。したがって、インピーダンスをはじめとするモータの諸特性のばらつきによって、モータの個体ごとに目標とする回転数をオーバーしたり、あるいは目標回転数に達しない状況が生じうる。つまり同じ制御信号を与えた場合であっても、モータの回転数がモータユニットごとにばらついてしまうため、振動量が不安定となり、ひいては歩留まりを低下させる要因となっていた。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、安定した回転数を得ることができるモータ駆動技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、ブラシレスモータ駆動回路に関する。このブラシレスモータ駆動回路は、駆動対象のブラシレスモータの目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号を受け、制御信号のデューティ比にもとづき目標回転数を判定し、目標回転数に応じた回転数設定信号を発生する目標回転数判定部と、回転数設定信号とブラシレスモータの回転数を示す周波数発生信号とにもとづき駆動信号を生成する制御部と、ブラシレスモータのコイルに接続され、駆動信号にもとづきコイルの導通状態を制御するブリッジ出力回路と、を備える。制御部は、ブラシレスモータの駆動開始から、周波数発生信号が示すブラシレスモータの回転数が回転数設定信号が示す目標回転数に達するまでの期間、ブラシレスモータをフルトルクで回転させる駆動信号を生成する。
【０００８】
この態様によると、制御信号のデューティ比に応じて、モータの目標回転数を設定することができ、起動時において、制御信号によって規定される目標回転数まで、モータを素早く回転せせることができる。つまり、起動時間の短縮と回転数の安定化が実現できる。
【０００９】
回転数設定信号は、目標回転数に応じた周波数を有してもよい。制御部は、駆動開始から回転数設定信号と周波数発生信号それぞれの周波数が一致するまでの期間、アサートされる起動期間設定信号を生成する回転検出部と、ブラシレスモータの回転数が目標回転数に近づくようにデューティ比が調節されるパルス幅変調信号を生成する速度制御部と、起動期間設定信号、パルス幅変調信号、周波数発生信号にもとづき、駆動信号を生成するロジック部と、を含んでもよい。ロジック部は、起動期間設定信号がアサートされる期間、１００％のデューティ比を有する前記駆動信号を生成し、起動期間設定信号がネゲートされる期間、パルス幅変調信号に応じたデューティ比を有する駆動信号を生成してもよい。
【００１０】
制御部は、停止状態において制御信号がハイレベルである期間が所定の第１期間持続すると起動状態に遷移し、ブラシレスモータの駆動を開始してもよい。
この場合、停止状態において、瞬間的に制御信号がハイレベルとなった場合に、モータが意図せずに回転し始めるのを防止できる。
【００１１】
制御部は、ブラシレスモータを制御信号のデューティ比に応じた回転数で回転させる通常駆動状態において、制御信号がローレベルである期間が第２期間持続すると、逆転ブレーキ状態に遷移し、当該逆転ブレーキ状態においてブリッジ出力回路は、所定の逆転ブレーキ期間の間、ブラシレスモータに逆転ブレーキをかけてもよい。
この場合、モータを短時間で停止させることができる。
【００１２】
本発明の別の態様は、モータユニットである。このモータユニットは、ブラシレスの振動モータと、振動モータのロータの位置情報を示すホール信号を出力するホール素子と、ホール信号にもとづき振動モータを駆動する上述のいずれかの態様のブラシレスモータ駆動回路と、外部から制御信号が入力され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される制御端子と、外部から電源電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される電源端子と、外部から接地電圧が印加され、ブラシレスモータ駆動回路と接続される接地端子と、を備える。
【００１３】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、基地局と通信し、制御信号を生成する通信部と、上述のモータユニットと、を備える。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、ブラシレスモータの駆動方法に関する。この方法は、ブラシレスモータの目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号をモニタし、制御信号のデューティ比にもとづき目標回転数を判定し、目標回転数に応じた回転数設定信号を発生するステップと、ホール素子からのホール信号にもとづき、ブラシレスモータの回転数を示す周波数発生信号を生成するステップと、ブラシレスモータの駆動開始から、周波数発生信号が示すブラシレスモータの回転数が回転数設定信号が示す目標回転数に達するまでの期間、ブラシレスモータをフルトルクで回転させるステップと、を備える。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のある態様によれば、ブラシレスモータの回転数を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係るモータユニットを備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図２】図１のモータユニットの動作例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において本発明に係る実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１９】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２０】
本発明の実施の形態は、携帯電話端末等の通信機能を備える電子機器に搭載されるブラシレスの振動モータの駆動回路に関する。こうした電子機器には、基地局と通信する通信部が搭載され、たとえば基地局から着信を検知すると振動モータの回転させて、ユーザに着信を報知する。
【００２１】
図１は、実施の形態に係るモータユニット２を備える電子機器６の構成を示す回路図である。電子機器６は、モータユニット２、通信部４、アンテナ５を備える。通信部４は、アンテナ５と接続され、基地局と通信する。通信部４は、着信時に振動モータ１を回転させ、停止するための制御信号ＣＴＬを生成して、モータユニット２へと出力する。
【００２２】
モータユニット２は、３端子デバイスであり、具体的には、電源電圧ＶＤＤを受ける電源端子Ｐ３、接地電圧ＶＧＮＤを受ける接地端子Ｐ４、制御信号ＣＴＬを受ける制御端子Ｐ５を備える。
モータユニット２は、振動モータ１と、モータ駆動回路１００とを備え、ひとつのパッケージを構成する。
【００２３】
振動モータ１は、ロータ軸に偏芯したおもりが付けられたブラシレスモータであり、コイルの両端子Ｐ１、Ｐ２に、外部から駆動電圧ＯＵＴ１、ＯＵＴ２を印加可能に形成される。
【００２４】
モータ駆動回路１００は、制御信号ＣＴＬにもとづいて、振動モータ１の回転を制御する。以下、モータ駆動回路１００の構成を説明する。
【００２５】
モータ駆動回路１００は、Ｈブリッジ回路１０、制御部２０（２０ａ〜２０ｃ）、ホール信号処理部４０、目標回転数判定部６０を備え、ひとつの半導体基板上に集積化された機能ＩＣである。
【００２６】
ホール信号処理部４０は、振動モータ１のロータの位置（極性）を示すホール信号Ｈ＋、Ｈ−を処理するために設けられる。ホール信号処理部４０は、ホール素子３、オフセットキャンセル回路４２、アンプ４４、サンプルホールド回路４６、コンパレータ４８を含む。本実施の形態において、ホール素子３は、モータ駆動回路１００に集積化されている。ホール素子３をＩＣに内蔵する場合、ディスクリート素子を用いる場合に比べて、ホール信号の振幅が小さく、またオフセットが大きくなる。
【００２７】
ホール素子３は、４つの端子を有し、それらはオフセットキャンセル回路４２と接続される。オフセットキャンセル回路４２は、ホール素子３のオフセットをキャンセルし、振動モータ１のロータの位置を示す互いに逆相のホール信号Ｈ＋、Ｈ−を生成する。このホール信号Ｈ＋、Ｈ−はモータの回転数に応じた周波数を有する。オフセットキャンセル回路４２から出力されるホール信号は微弱であるため、アンプ４４によって増幅され、サンプルホールド回路４６によりサンプルホールドされる。コンパレータ４８はサンプルホールドされたホール信号Ｈ＋、Ｈ−を比較して矩形波状のいわゆるＦＧ（Frequency Generation）信号に変換し、制御部２０へと出力する。
【００２８】
なお、ホール素子３からオフセットキャンセル回路４２、アンプ４４、サンプルホールド回路４６を経てコンパレータ４８に至るブロックの構成は公知技術を用いればよく、本発明において特に限定されない。また、ホール素子３をディスクリート素子で構成する場合、アンプ４４、サンプルホールド回路４６は省略してもよい。
【００２９】
Ｈブリッジ回路１０は、駆動対象となる振動モータ１の端子Ｐ１、Ｐ２に接続される複数のスイッチを含む。具体的にＨブリッジ回路１０は、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ローサイドトランジスタＭＬ２を含む。このＨブリッジ回路１０は、振動モータ１を駆動するためのブリッジ出力回路に相当する。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１は、電源端子Ｐ３と接地端子Ｐ４間に直列に接続される。同様に、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２も、電源端子Ｐ３と接地端子Ｐ４間に直列に接続される。本実施の形態において、ハイサイドトランジスタＭＨ１、ＭＨ２は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴであり、ローサイドトランジスタＭＬ１、ＭＬ２は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。これらのトランジスタは、すべてＮチャンネルＭＯＳＦＥＴであってもよいし、あるいは、バイポーラトランジスタであってもよい。
【００３０】
第１ハイサイドトランジスタＭＨ１と第１ローサイドトランジスタＭＬ１の接続点の第１駆動電圧ＯＵＴ１は、振動モータ１の第１端子Ｐ１に印加される。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１のオンオフ状態は、各トランジスタのゲートに印加される第１ハイサイド駆動信号ＳＨ１、第１ローサイド駆動信号ＳＬ１によって制御される。第１ハイサイドトランジスタＭＨ１がオンのとき、第１駆動電圧ＯＵＴ１は電源電圧ＶＤＤとなり、第１ローサイドトランジスタＭＬ１がオンのとき、第１駆動電圧ＯＵＴ１は接地電位ＶＧＮＤとなる。２つのトランジスタＭＨ１、ＭＬ１が両方オフのとき、振動モータ１の第１端子Ｐ１はハイインピーダンス状態となる。
【００３１】
同様に、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２と第２ローサイドトランジスタＭＬ２の接続点の第２駆動電圧ＯＵＴ２は、振動モータ１の第２端子Ｐ２と接続される。第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２のオンオフ状態は、各トランジスタのゲートに印加される第２ハイサイド駆動信号ＳＨ２、第２ローサイド駆動信号ＳＬ２によって制御される。
【００３２】
本実施の形態では、ハイサイドトランジスタＭＨ１およびローサイドトランジスタＭＬ２を一対、ハイサイドトランジスタＭＨ２およびローサイドトランジスタＭＬ１を他の一対とし、それらの対を交互にオンオフすることによって振動モータ１を駆動する。その際、パルス信号ＰＷＭにもとづいてオン期間の長さを調節する。
【００３３】
モータユニット２は、以下の状態を遷移する。
【００３４】
停止状態φ１
振動モータ１が停止している状態。制御信号ＣＴＬはローレベルに固定されている。
【００３５】
起動状態φ２
振動モータ１をフルトルク（１００％のデューティ比）で回転させる。
【００３６】
通常駆動状態φ３
振動モータ１を制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた目標回転数で回転させる。
【００３７】
逆転ブレーキ状態φ４
振動モータ１に逆転ブレーキをかける。
【００３８】
目標回転数判定部６０は、振動モータ１の目標回転数に応じたデューティ比を有するパルス変調された制御信号ＣＴＬを受ける。目標回転数判定部６０は、制御信号ＣＴＬのデューティ比を検出し、通信部４によって設定された目標回転数を判定し、目標回転数に応じた回転数設定信号Ｓ１を発生する。
【００３９】
制御部２０は、回転数設定信号Ｓ１と振動モータ１の現在の回転数を示すＦＧ信号とにもとづき駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成し、Ｈブリッジ回路１０へと供給する。
【００４０】
制御部２０は、振動モータ１の駆動開始から、ＦＧ信号が示す振動モータ１の現在の回転数が、回転数設定信号Ｓ１が示す目標回転数に達するまでの期間、上述の起動状態φ２となり、振動モータ１がフルトルクで回転するような駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成する。
【００４１】
以上の機能を実現するために、モータユニット２は具体的には以下の特徴を有する。
【００４２】
目標回転数判定部６０が生成する回転数設定信号Ｓ１は、目標回転数に応じた周波数を有している。たとえば、目標回転数判定部６０は、エッジ検出部６２およびカウンタ６４
含んでいる。エッジ検出部６２は、制御信号ＣＴＬのポジティブエッジおよびネガティブエッジを検出する。カウンタ６４は、エッジ検出部６２によって検出されたエッジとエッジの時間間隔（つまりハイ期間とロー期間）を、基準クロック信号ＣＫを利用してカウントする。このカウント動作によって、制御信号ＣＴＬのデューティ比が測定される。モータユニット２には、デューティ比ごとに目標回転数が定められている。たとえば、デューティ比７０％は１００００ｒｐｍに、８０％は１２０００ｒｐｍに対応する。カウンタ６４は、基準クロック信号ＣＫを利用して、その目標回転数に応じた周波数を有する回転数設定信号Ｓ１を発生する。
【００４３】
また、制御部２０は、ロジック部２０ａ、回転検出部２０ｂおよび速度制御部２０ｃを含む。
【００４４】
回転検出部２０ｂは、回転数設定信号Ｓ１およびＦＧ信号を受け、起動期間設定信号Ｓ２を生成する。具体的には、回転検出部２０ｂは、振動モータ１の駆動開始から、回転数設定信号Ｓ１の周波数とＦＧ信号の周波数が一致するまでの期間、起動期間設定信号Ｓ２をアサート（ハイレベル）し、その後ネゲート（ローレベル）する。つまり、起動期間設定信号Ｓ２がアサートされる期間が、起動状態φ２となる。
【００４５】
速度制御部２０ｃは、回転数設定信号Ｓ１およびＦＧ信号を受け、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発生する。速度制御部２０ｃ、ＦＧ信号が示す振動モータ１の回転数が、回転数設定信号Ｓ１が示す目標回転数に近づくように、ＰＷＭ信号のデューティ比を調節する。速度制御部２０ｃは、たとえば位相検出部５０、オシレータ５２、ＰＷＭコンパレータ５４を含む。位相検出部５０は、回転数設定信号Ｓ１のエッジ（たとえばポジティブエッジ）と、ＦＧ信号のエッジ（たとえばポジティブエッジ）のタイミングを監視し、２つのタイミングの前後に応じてしきい値電圧Ｖｔｈを上下させる。たとえば位相検出部５０は、位相比較の結果に応じたアップ・ダウン信号を発生するブロックと、アップ・ダウン信号に応じて充放電されるキャパシタを含んでもよい。
【００４６】
オシレータ５２、三角波あるいはのこぎり波の周期信号ＯＳＣを発生する。ＰＷＭコンパレータ５４は、周期信号ＯＳＣを、しきい値電圧Ｖｔｈのレベルでスライスし、２つの信号の交点ごとにレベルが遷移するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号のデューティ比は、しきい値電圧Ｖｔｈのレベルに応じて変化し、回転数設定信号Ｓ１のエッジと、ＦＧ信号のエッジの位相が一致した値で安定化される。なお速度制御部２０ｃの構成は図１のそれに限定されず、その他の公知技術を用いてもよい。
【００４７】
ロジック部２０ａは、起動期間設定信号Ｓ２、ＰＷＭ信号、ＦＧ信号にもとづき、駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成する。具体的には、ロジック部２０ａは、起動期間設定信号Ｓ２がアサートされる起動状態φ２において、１００％のデューティ比を有する駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成する。その後、起動期間設定信号Ｓ２がネゲートされると、通常駆動状態φ３に遷移し、ＰＷＭ信号に応じたデューティ比を有する駆動信号ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＬ１、ＳＬ２を生成する。
【００４８】
また制御部２０は、停止状態φ１（制御信号ＣＴＬがローレベルに固定されている）において制御信号ＣＴＬがハイレベルである期間が所定の第１期間ＴＲＩＳＥ持続すると、起動状態φ２に遷移し、振動モータ１の駆動を開始する。
【００４９】
制御部２０は、振動モータ１を制御信号ＣＮＴのデューティ比に応じた目標回転数で回転させる通常駆動状態φ３において、制御信号ＣＴＬがローレベルである期間が、第２期間ＴＦＡＬＬ持続すると、逆転ブレーキ状態φ４に遷移する。逆転ブレーキ状態φ４において、逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫが経過すると、停止状態φ１に遷移する。逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫはモータの回転数がある値まで低下するまでの期間、もしくは予め定められた一定時間である。
【００５０】
第１期間ＴＲＩＳＥおよび第２期間ＴＦＡＬＬ、言い換えればフィルタ３２の時定数は、パルス幅変調される制御信号ＣＴＬの周期よりも長く設定される。
【００５１】
状態遷移の際に参照される、制御信号ＣＴＬのレベルおよび期間の監視は、目標回転数判定部６０のエッジ検出部６２およびカウンタ６４を利用して実行することができる。
【００５２】
以上がモータユニット２の構成である。続いてその動作を説明する。図２は、図１のモータユニット２の動作例を示すタイムチャートである。
【００５３】
時刻ｔ０より前、電源電圧ＶＤＤが供給されており、モータ駆動回路１００は停止状態φ１となっている。時刻ｔ０に、制御信号ＣＴＬがハイレベルとなり、振動モータ１の回転開始が指示される。制御信号ＣＴＬのハイレベルが、第１期間ＴＲＩＳＥ持続したタイミングｔ１において、起動状態φ２に遷移する。
【００５４】
起動状態φ２の間、起動期間設定信号Ｓ２がアサートされ、振動モータ１はフルトルク（１００％デューティ）で駆動され、その回転数が急激に上昇する。その後、時刻ｔ２に、振動モータ１の回転数が目標回転数に達すると、起動期間設定信号Ｓ２がネゲートされて、通常駆動状態φ３に遷移する（時刻ｔ３）。図２は、インピーダンスが異なる振動モータ１を駆動する際の波形を示している。
【００５５】
通常駆動状態φ３に遷移すると、振動モータ１は、ＰＷＭ信号を利用することにより、制御信号ＣＴＬのデューティ比に応じた目標回転数で駆動される。
【００５６】
時刻ｔ４に、制御信号ＣＴＬがローレベルとなり（デューティ比０％）、振動モータ１の停止が指示される。時刻ｔ４から第２期間ＴＦＡＬＬ経過後の時刻ｔ５に、逆転ブレーキ状態φ４に遷移する。逆転ブレーキ期間ＴＢＲＫの間、振動モータ１に回転方向と逆向きのトルクが与えられ、振動モータ１の回転数が急速に減少し、振動モータ１が停止する。
【００５７】
時刻ｔ６に、停止状態φ１となる。この状態において、あるパルス幅を有する制御信号ＣＴＬが入力されているが、ハイレベルを第１期間ＴＲＩＳＥ持続しないため、起動状態φ２には遷移せずに、停止状態φ１を維持し続ける。
【００５８】
以上がモータユニット２の動作である。
【００５９】
実施の形態に係るモータユニット２は、以下の利点を有する。
１．  制御信号ＣＴＬは、従来のブラシ付き振動モータのプラットフォームの信号をそのまま流用することができるため、電子機器６の設計者は、従来のブラシ付き振動モータユニットを、実施の形態に係るモータユニット２に置換することにより、簡易にブラシレス振動モータを利用できる。
【００６０】
２．  ブラシ付き振動モータは、振動モータ１の両端に同相の信号が印加されても回転しない。したがって従来のブラシ付き振動モータのプラットフォームでは、モータの停止時において、制御信号ＣＴＬのデューティ比やレベルが非ゼロに変動することが許容されていた。
一方、ブラシレスモータはその両端に同相の信号が印加された場合でも、回転してしまうため、デューティ比やレベルが非ゼロである制御信号ＣＴＬによる誤動作が問題となる。実施の形態に係るモータユニット２は、停止状態において、第１期間ＴＲＩＳＥより短い期間、制御信号ＣＴＬがハイレベルとなっても、振動モータ１は回転しないため、ブラシ付き振動モータのプラットフォームに搭載しても、誤動作しない（タイムチャートの時刻ｔ６以降）。
【００６１】
３．  起動時においては、ＦＧ信号を参照することで現在の振動モータ１の回転数を監視し、その回転数が目標値と一致するまでの期間、フルトルクで回転させるため、モータの起動時間が短縮できる。また、図２に示すようにモータの特性（インピーダンス）がばらついた場合であっても、制御信号ＣＴＬによって指定される目標回転数まで上昇させることができ、モータユニット２の性能、歩留まりを高めることができる。
【００６２】
４．  さらに実施の形態に係るモータユニット２は、制御信号ＣＴＬのデューティ比が第２状態（Ｌレベル）となると、逆転ブレーキをかけるため、短期間で回転を停止させることができる（タイムチャートの時刻ｔ５〜ｔ６）。
【００６３】
５．  実施の形態に係るモータユニット２は、従来の２線式、すなわち電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＶＧＮＤのみが与えられて動作するブラシレスモータ用のプラットフォームにも搭載できる。この場合、図１の制御端子Ｐ５を電源端子Ｐ３とショートすればよい。この場合、電源電圧ＶＤＤが供給されると、起動状態φ２に遷移し、続いて通常駆動状態φ３に遷移する。制御信号ＣＴＬが電源電圧ＶＤＤである場合、そのデューティ比は１００％であるから、通常駆動状態φ３では、１００％のデューティ比に対応する目標回転数が設定され、その目標回転数が得られるＰＷＭ信号が生成される。電源電圧ＶＤＤの供給が停止されると、逆転ブレーキ状態φ４に遷移し、短時間で振動モータ１の回転が停止する。
【００６４】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００６５】
実施の形態では、ブレーキ期間ＴＢＲＫにおいて１００％のデューティ比で回転とは逆向きのトルクをかける場合について説明したが、これに限られない。たとえば制御部２０はブレーキをかける際、ロータの回転数を監視し、その減少の速さが所望の速さになるようデューティ比を調節してもよい。この場合、駆動するブラシレス振動モータの特性、たとえば内部摩擦、によらないブレーキ特性を得ることができる。
【００６６】
実施の形態では、第１期間ＴＲＩＳＥ、第２期間ＴＦＡＬＬを、カウンタ６４によって計測する構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえばアナログあるいはデジタルのフィルタを用いて、第１期間ＴＲＩＳＥ、第２期間ＴＦＡＬＬを測定してもよい。
【００６７】
実施の形態においては、振動モータ１を駆動する場合について説明したが、本発明は超小型のファンモータやゲーム機等のリモコンに搭載される小型モータの駆動にも適用することができる。
【００６８】
実施の形態で説明した回路において、信号のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。また、これに応じて、ＡＮＤゲートやＯＲゲートを置換することは、当業者が容易に想到することができるものである。
【符号の説明】
【００６９】
１…振動モータ、２…モータユニット、３…ホール素子、４…通信部、５…アンテナ、６…電子機器、１０…Ｈブリッジ回路、２０…制御部、２０ａ…ロジック部、２０ｂ…回転検出部、２０ｃ…速度制御部、４０…ホール信号処理部、４２…オフセットキャンセル回路、４４…アンプ、４６…サンプルホールド回路、４８…コンパレータ、５０…位相検出部、５２…オシレータ、５４…ＰＷＭコンパレータ、６０…目標回転数判定部、６２…エッジ検出部、６４…カウンタ、１００…モータ駆動回路、Ｐ３…電源端子、Ｐ４…接地端子、Ｐ５…制御端子、Ｐ１…第１端子、Ｐ２…第２端子、Ｓ１…回転数設定信号、Ｓ２…起動期間設定信号、ＦＧ…周波数発生信号。
【図１】
2010283908.tif 000003
【図２】
2010283908.tif 000004