(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相ＤＣモータのロータの順方向回転の制動方法において、
制動信号が印加されると、コミュテーションシーケンスに基づいて複数個のステータコイルを選択的に付勢するパワーステージにおいて発生する再循環電流のモニタを開始し、
前記再循環電流が消失した後に、前記ロータの磁極に遅れる磁束ベクトルを発生するために前記コミュテーションシーケンスを所定数の位相だけインクリメントさせ、
前記インクリメントさせたコミュテーションシーケンスにしたがって前記パワーステージを介して前記ステータコイルへ駆動電流を印加する、
上記各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、前記コミュテーションシーケンスをインクリメントさせるステップが、三相ＤＣモータにおいて３相だけ前記コミュテーションシーケンスをインクリメントさせることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記再循環電流の消失が、前記ステータコイルの出力をチェックして前記出力の各々が供給電圧以下に降下したことにより判別することを特徴とする方法。
【請求項４】
ブラシレス・センサレスＤＣモータのロータの順方向回転を制動する方法において、前記ＤＣモータは前記ロータと、少なくとも３個のコイルを具備するステータと、半Ｈブリッジ形態に接続されている３個の上側トランジスタスイッチ及び３個の下側トランジスタスイッチを制御するシーケンサを具備する回路とを有しており、前記回路は前記ロータ上に正のトルクを形成する前記少なくとも３個のコイルを介して流れる電流を制御するものであり、本制動方法が、
前記３個の下側トランジスタスイッチを開成して前記コイルを介して流れる電流を停止させ、
前記３個の上側トランジスタスイッチ内に形成される再循環電流をモニタし、
前記再循環電流が消失した後に、前記少なくとも３個のコイルを介して流れる電流が負のトルクを発生させるように前記シーケンサを所定数の位相だけ変化させ、
前記ロータへ負のトルクが印加されるように前記３個の上側トランジスタスイッチのうちの１つ及び前記３個の下側トランジスタスイッチのうちの１つを閉成させるために前記シーケンサの出力を印加する、
上記各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４において、前記シーケンサを変化させるステップが、６個の極を具備するＤＣモータにおいて３相だけ変化させることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４において、前記３個の下側トランジスタスイッチを開成するステップが、前記３個の下側トランジスタスイッチのパワーを非反転入力へ接続した電圧制御信号を有するオペアンプの出力へ接続し且つ前記３個の下側トランジスタスイッチのソースを反転入力へ接続することによって実施し、前記電圧制御信号の電圧は、前記３個の下側トランジスタスイッチがターンオフされるまで、低下されることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項４において、前記再循環電流の消失が、前記少なくとも３個のコイルの出力をチェックし且つ前記出力の各々がＶcc以下へ降下したことにより判別することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項４において、前記シーケンサの出力を印加するステップが、前記再循環電流が消失した後にトルク方向信号を発生し且つそれを制御回路へ印加することによって実施されることを特徴とする方法。
【請求項９】
複数個のステータコイルを具備する多相ＤＣモータのロータの回転を制動する回路において、
前記ロータを回転させるために付勢するためのステータコイルを選択するためのコミュテーションシーケンスを発生させるシーケンサ、
前記コミュテーションシーケンスにしたがって前記選択されたステータコイルを付勢するために前記コミュテーションシーケンスが印加されるパワーステージ、
前記選択されたステータコイルの付勢を中断する回路、
前記ステータコイルの付勢を中断した後に、前記パワーステージにおいて発生する再循環電流をモニタする回路、
前記再循環電流が消失した後に、前記ロータ上に負のトルクを発生する変更コミュテーションシーケンスを発生するために前記コミュテーションシーケンスを所定数の位相だけ変更する回路、
を有することを特徴とする制動回路。
【請求項１０】
請求項９において、前記ロータを制動するための信号に応答して前記パワーステージから入力電圧を取除き、且つ前記変更コミュテーションシーケンスが印加された後に前記入力電圧を再印加する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１１】
請求項１０において、前記入力電圧の減少に応答して前記ステータコイルによって発生される前記パワーステージにおける再循環電流が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１２】
請求項１０において、前記選択されたステータコイルの付勢を中断する回路の動作の後に、前記パワーステージと基準電圧との間の検知抵抗上の電圧が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１３】
請求項１０において、入力電圧の減少に応答するステータコイルによって発生される前記パワーステージにおける再循環電流が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられており、且つ前記選択されたステータコイルの付勢を中断する回路の動作の後、前記パワーステージと基準電圧との間の検知抵抗上の電圧が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１４】
請求項９において、変更コミュテーションシーケンスを発生するための前記コミュテーションシーケンスを変更する回路が、逆トルク信号の不存在下において第一の順番でコミュテーション信号の組を出力し且つ逆トルク信号の存在下において第二の順番でコミュテーション信号の組を出力すべく接続された複数個のマルチプレクサを有することを特徴とする制動回路。
【請求項１５】
請求項９において、前記変更コミュテーションシーケンスが元のコミュテーションシーケンスと１８０度位相が異なることを特徴とする制動回路。
【請求項１６】
請求項９において、前記ステータコイルのうちの少なくとも１つからの逆起電力信号に応答して前記シーケンサをインクリメントさせる回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１７】
複数個のステータコイルを具備する多相ＤＣモータのロータの回転の制動回路において、
選択されたステータコイルを付勢するパワーステージが設けられており、
前記ロータを回転させるために付勢すべきステータコイルを選択するために前記パワーステージへ印加するコミュテーションシーケンスを発生するシーケンサが設けられており、
前記コミュテーションシーケンスは前記ロータを順方向に回転させるために前記ロータの極の前方において移動する磁束ベクトルを発生すべく選択されており、
前記ステータコイルの付勢を中断する回路が設けられており、
前記ステータコイルの付勢を中断した後に、前記パワーステージにおいて発生する再循環電流をモニタする回路が設けられており、
前記再循環電流が消失した後に、前記ロータに対して負のトルクを印加するために前記ロータの極から遅れて移動する磁束ベクトルを発生する変更コミュテーションシーケンスを発生するために前記コミュテーションシーケンスを所定数の位相だけ変更する回路が設けられている、
ことを特徴とする制動回路。
【請求項１８】
請求項１７において、前記ロータへ印加される負のトルクの大きさを制御するために前記パワーステージへの供給電圧を調節する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項１９】
請求項１７において、前記ロータを制動するための信号に応答して前記パワーステージからの入力電圧を減少させ且つ前記変更コミュテーションシーケンスが印加された後に前記入力電圧を再印加する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項２０】
請求項１９において、前記入力電圧の減少に応答して前記ステータコイルによって発生される前記パワーステージにおける再循環電流が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項２１】
請求項１９において、前記選択されたステータコイルの付勢を中断する回路動作の後に、前記パワーステージと基準電圧との間の検知抵抗上の電圧が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項２２】
請求項１９において、前記入力電圧の減少に応答して前記ステータコイルによって発生される前記パワーステージにおける再循環電流が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられており、且つ前記選択されたステータコイルの付勢を中断する回路の動作の後に前記パワーステージと基準電圧との間の検知抵抗上の電圧が所定レベル以下に降下するまで前記変更コミュテーションシーケンスの印加を禁止する回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項２３】
請求項１７において、前記変更コミュテーションシーケンスを発生するために前記コミュテーションシーケンスを変更する回路が、逆トルク信号の不存在下において第一の順番でコミュテーション信号の組を出力し且つ逆トルク信号の存在下において第二の順番でコミュテーション信号の組を出力すべく接続された複数個のマルチプレクサを有することを特徴とする制動回路。
【請求項２４】
請求項１７において、前記変更コミュテーションシーケンスが元のコミュテーションシーケンスと１８０度位相が異なることを特徴とする制動回路。
【請求項２５】
請求項１７において、前記ステータコイルのうちの少なくとも１つからの逆起電力信号に応答して前記シーケンサをインクリメントさせる回路が設けられていることを特徴とする制動回路。
【請求項２６】
ロータと少なくとも３個のコイルを具備するステータとを有するブラシレス・センサレスＤＣモータのロータの順方向回転を制動する制御回路において、
逐次的なコミュテーションシーケンスにしたがって前記少なくとも３個のコイルを付勢する付勢手段、
前記少なくとも３個のコイルの付勢を中断する中断手段、
前記中断手段が前記少なくとも３個のコイルの付勢を中断させた後に前記付勢手段に発生する再循環電流をモニタするモニタ手段、
前記再循環電流が消失した後に、前記ロータ上に負のトルクを発生するために前記コミュテーションシーケンスを所定数の位相だけ変更した変更コミュテーションシーケンスを発生する変更手段、
を有することを特徴とする制御回路。
【請求項２７】
請求項２６において、前記付勢手段がトランスコンダクタンス回路であることを特徴とする制御回路。
【請求項２８】
請求項２６において、前記逐次的なコミュテーションシーケンスを発生するシーケンサが設けられていることを特徴とする制御回路。
【請求項２９】
請求項２６において、制動信号によって制御されるマルチプレクサが設けられており、且つ前記シーケンサは前記マルチプレクサへ供給される６個の出力信号を有しており、前記マルチプレクサは前記付勢手段へ接続される６個の出力を有しており、前記マルチプレクサは制動信号が存在しない場合には第一の順番でコミュテーション信号の組を出力し且つ制動信号が存在する場合には第二の順番でコミュテーション信号の組を出力すべく接続されていることを特徴とする制御回路。
【請求項３０】
請求項２６において、前記変更コミュテーションシーケンスが元のコミュテーションシーケンスと１８０度位相が異なることを特徴とする制御回路。
【請求項３１】
請求項２６において、前記マルチプレクサが、
前記シーケンサの第六出力へ接続した入力を具備する第一伝達ゲート、
前記シーケンサの第三出力へ接続した入力及び前記第一伝達ゲートの出力へ接続した出力を具備する第二伝達ゲート、
前記シーケンサの第一出力へ接続した入力を具備する第三伝達ゲート、
前記シーケンサの第四出力へ接続した入力及び前記第三伝達ゲートの出力へ接続した出力を具備する第四伝達ゲート、
前記シーケンサの第二出力へ接続した入力を具備する第五伝達ゲート、
前記シーケンサの第五出力へ接続した入力及び前記第五伝達ゲートの出力へ接続した出力を具備する第六伝達ゲート、
前記シーケンサの第三出力へ接続した入力を具備する第七伝達ゲート、
前記シーケンサの第六出力へ接続した入力及び前記第七伝達デートの出力へ接続した出力を具備する第八伝達ゲート、
前記シーケンサの第四出力へ接続した入力を具備する第九伝達ゲート、
前記シーケンサの第一出力へ接続した入力及び前記第九伝達デートの出力へ接続した出力を具備する第十伝達ゲート、
前記シーケンサの第五出力へ接続した入力を具備する第十一伝達ゲート、
前記シーケンサの第二出力へ接続した入力及び前記第十一伝達デートの出力へ接続した出力を具備する第十二伝達ゲート、
制動信号を受取り且つ前記第二伝達ゲートの制御入力、前記第四伝達ゲートの制御入力、前記第六伝達ゲートの制御入力、前記第八伝達ゲートの制御入力、前記第十伝達ゲートの制御入力、前記第十二伝達ゲートの制御入力、前記第一伝達ゲートの相補的制御入力、前記第三伝達ゲートの相補的制御入力、前記第五伝達ゲートの相補的制御入力、前記第七伝達ゲートの相補的制御入力、前記第九伝達ゲートの相補的制御入力、前記第十一伝達ゲートの相補的制御入力を出力すべく接続されているインバータ、
を有しており、前記制動信号が前記第二伝達ゲートの相補的制御入力、前記第四伝達ゲートの相補的制御入力、前記第六伝達ゲートの相補的制御入力、前記第八伝達ゲートの相補的制御入力、前記第十伝達ゲートの相補的制御入力、前記第十二伝達ゲートの相補的制御入力、前記第一伝達ゲートの制御入力、前記第三伝達ゲートの制御入力、前記第五伝達ゲートの制御入力、前記第七伝達ゲートの制御入力、前記第九伝達ゲートの制御入力、前記第十一伝達ゲートの制御入力へ供給されることを特徴とする制動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多相モータの制動方法及び回路の改良に関するものであって、更に詳細には、多相ＤＣモータにおいて負のトルクを発生する方法及び回路における改良に関するものである。更に詳細には、本発明は、ロータを迅速にスローダウンさせるために多相ＤＣモータの回転ロータ上に負のトルクを発生させる方法及び回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は一般的には多相ＤＣモータに関するものであるが、本発明は、特に三相ＤＣモータに関連する技術分野に関するものであり、特に例えばハードディスクドライブ、ＣＤＲＯＭドライブ、フロッピィディスク等を包含するコンピュータ関連適用場面において見出されるようなデータ媒体を回転するために使用されるブラシレス・センサレスタイプのＤＣモータに関するものである。コンピュータ適用場面においては、三相ブラシレス・センサレスＤＣモータは、その信頼性、軽量性及び正確性のためにますますポピュラーなものとなっている。
【０００３】
このタイプのモータは、実際上は、多数のモータ極と共に通常多数のステータコイルを使用するものであるが、典型的には、「Ｙ」形態に接続した３個のコイルを具備するステータを有するものと考えることが可能である。典型的には、このような適用場面においては、８極モータが使用され、それは１２個のステータ巻線を有しており、且つロータ上に４個のＮ−Ｓ磁極組を有しており、従ってロータの回転当たり４つの電気サイクルが与えられる。然しながら、ステータコイルは、各々が物理的に９０度だけ分離された４個のコイルからなる３つの組の形態で接続された３個の「Ｙ」接続型コイルによって解析を行なうことが可能である。
【０００４】
動作について説明すると、これらのコイルは逐次的に付勢され、各シーケンスにおいて、「Ｙ」形態のうちの２つのコイルを介して電流経路が確立され、３番目のコイルはフローティング状態とされる。これらのシーケンスは、電流経路が変化される、即ちコミュテーションが行なわれると、電流経路を構成するコイルのうちの１つがフローティング状態へスイッチされ、且つ前にフローティング状態にあったコイルが電流経路に取込まれるべくスイッチされるように設定されている。更に、そのシーケンスは、フローティングコイルが電流経路に取込まれる様にスイッチされる場合に、前の電流経路を構成していたコイルにおいて電流は同一の方向に流れるように設定されている。このように、三相モータにおける各電気サイクルに対して６個のコミュテーションシーケンスが画定されている。
【０００５】
従来、多相ＤＣモータは、通常、２つの異なる方法によって制動即ち停止されていた。第一の方法は、ステータコイルを介して電流が流れないようにステータコイルをトライステート状態とさせるものである。この場合、ロータは自由に回転し、且つモータ内に存在する摩擦力によってスローダウンする。第二の方法は、全てのコイルを抵抗へ接続するものであって、その場合には、該抵抗を介してコイル内の電磁エネルギを迅速に散逸させる。この場合には、ロータをスロダウンさせるために単に摩擦力を使用する場合と比較し、ロータはより迅速に停止する。これらの方法は比較的遅いものであってオペレータによって制御可能なものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的とするところは、多相ＤＣモータの回転ロータを制動する改良した装置及び方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的とするところは、センサレス多相ＤＣモータの回転ロータのドラッグ制動を行なう改良した装置及び方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の広義の側面によれば、複数個の「Ｙ」接続させたステータコイルと可動ロータとを有するタイプの多相ＤＣモータの動作回路が提供される。ロータの実際的な瞬間的位置を決定し、且つ所望のコミュテーションシーケンスを実行する前に所望のロータ位置を決定する回路が設けられている。ロータの実際的な瞬間的位置を決定する回路がロータが実際に所望のロータ位置にあることを検知する場合に所望のコミュテーションシーケンスを実行する回路が設けられている。駆動コイルへの駆動信号を禁止するための所定の負のトルク信号に応答し、ロータの位置を所望のコミュテーションシーケンスに対して同期させるためのドラッグ制動ルーチンを開始させ且つモータのロータ上に負のトルクを形成するために前記コイルへ駆動信号を再印加する回路が設けられている。
【０００９】
モータのロータの実際的な瞬間的位置を決定する回路が、所望のコミュテーションシーケンス前に少なくとも１個のコイルの逆起電力を受取る回路と、前記逆起電力を受取る回路によって受取られた逆起電力がいつ所望の方向からゼロ交差を行なうかを決定する回路とを有している。コミュテーションを開始させ、且つ、更に、コミュテーションの後所定時間の間、マスク回路が前記逆起電力回路が前記逆起電力を受取る回路によって受取られる逆起電力がいつゼロ交差を行なうかを決定することを禁止することを可能とするために、逆起電力が所定の方向からゼロ交差を行なった後遅延を測定する回路が設けられている。これらの回路及びそれらがどのように多相ＤＣモータを制御するかについての詳細な情報は米国特許第５，１７２，０３６号に記載されている。
【００１０】
本発明の別の広義の側面によれば、複数個の駆動コイル及び可動ロータを有する多相ＤＣモータの制動方法が提供される。本方法は、ステータコイルへエネルギが印加されることがないようにステータコイルを先ずトライステート状態とすることによって制動シーケンスを開始するステップを有している。次に、再循環電流が最小となるまで再循環電流をモニタする。最後に、ロータ上に負のトルクが形成されるシーケンスで電流をコイルへ再印加させる。この負のトルクはロータが所望の速度に低速化されるまで、または、所望により、最終的に停止されるまで、継続して印加させることが可能である。
【００１１】
【実施例】
本発明を実施可能なタイプの三相ブラシレス・センサレスＤＣモータ５を図１（Ａ）及び（Ｂ）に示してある。注意すべきことであるが、本発明の好適実施例を特に三相モータについて説明するが、本発明原理は一般的に多相モータに適用可能なものである。モータ５は少なくとも３個のコイルＡ，Ｂ，Ｃを具備するステータ１０を有すると共に、Ｎ極とＳ極とを具備するロータ１４を有している。
これらのコイルＡ，Ｂ，Ｃの各々は、以下に詳細に説明する如く、一度に２つのコイルを付勢し且つ３番目のコイルをフローティング状態とさせるパワーステージ３２（図６参照）へ接続している。前述した如く、このタイプのモータは、典型的に、「Ｙ」形態に接続した３個のコイルを具備するステータを有するものと考えることが可能であるが、実際には、多数のモータ極と共に多数のステータコイルが使用される。例えば、１２個のステータ巻線及びロータ上に４個のＮ−Ｓ磁極組を有する８極モータが一般的に使用される。
【００１２】
「Ｙ」形態のステータコイルは、概略図２に示した如く、磁束ベクトルを発生する。図２の例においては、電流６がノードＡからノードＢへ流れる。コイルＡ及びＢにおける電流は、磁束［Ｂtotal ］を発生し、それはベクトル成分［ＢA+］及び［ＢB-］を有している。尚、本明細書において、英文字記号の前後を［］で括ったものはその英文字記号がベクトルであることを表わしている。発生されるベクトル［Ｂtotal ］は、これらのベクトル成分の和を表わしている。電流が１つのノードから別のノードへコミュテーション即ち変化すると、磁束［Ｂtotal ］も変化する。従って、図３に示した如く、種々のインクリメントされるコミュテーションシーケンスによって発生される全ての異なる方向における２つのコイル内を流れる電流に対する磁束方向は６個のベクトル［Ｂ1 ］乃至［Ｂ6 ］によって表わすことが可能である。この形態においては、コイルの付勢動作が通過する６個のフェーズ即ち位相が存在している。これらのフェーズ即ち位相の各々は、種々のコイルを介しての電流の流れ方向を示したラインの横に示した数字によって表わしてある。例えば、フェーズ（位相）１においては、電流Ｉ1 がコイルＡ及びＢを介して流れ、且つ電流矢印１によって表わされている。コイルＡとコイルＢにおいて形成される磁束は結合して全体的な磁束ベクトル［Ｂ1 ］を形成する。同様に、他のコミュテーションシーケンスの各々に対しても同様の磁束ベクトルが発生される。
【００１３】
三相システムにおいては、コミュテーション動作によってスイッチされるコイル電流に関係して６個のフェーズ（位相）の各々においての順方向回転ロータ位置を図４に示してある。ロータ及びコミュテーション動作によってスイッチされる電流は、ロータが３６０度の１回転を完了する前に、６個の位相１乃至６の各々を介して通過する。更に詳細には、図４において、位相１は、ノードＡからノードＢへ電流が流れる場合を示している。この場合には、磁束［Ｂ1］が発生される。位相２は電流を変化させ、従って電流はノードＡからノードＣへ流れる。この場合には磁束［Ｂ2］が発生される。位相３は電流を変化させ、従って電流はノードＢからノードＣへ流れ、それによって磁束［Ｂ3］が発生される。位相４は電流を変化させ、従って電流はノードＢからノードＡへ流れ、磁束［Ｂ4］が発生される。位相５は電流を変化させ、従って電流はノードＣからノードＡへ流れ、磁束［Ｂ5］が発生される。最後の位相６は電流の流れを変化させ、従って電流はノードＣからノードＢへ流れ、磁束［Ｂ6］が発生される。
【００１４】
図４を吟味することによって幾つかの一般原則が明らかとなる。第一に、ノードＡ，Ｂ，Ｃを介して流れる電流は一度に１つのノードにおいてのみ変化され、且つ同一のノードは継続して電流を導通させ且つ同一の方向に流れる電流を有している。第二に、磁束［Ｂ1 ］−［Ｂ6 ］は秩序だった態様で反時計方向に移動する。このことは、モータが滑らかに稼動するために必要なことである。第三に、これらの図面中において、ロータのＳ極は磁束ベクトル［Ｂ］に遅れて整合した関係に維持される。このことは、電流が一定に維持される場合に発生する。何故ならば、それは１つの位相から次の位相へ適切にコミュテーション即ち変化されるからである。従って、モータが動作すると、ロータのＳ極はＳ極をリードするために方向を変化させる磁束ベクトル［Ｂ］に追従する。
【００１５】
ステータに関してのロータの種々の位置は、図４の各位相の開始、中間、終了のそれぞれの時点において示されている。Ｓ極が磁束ベクトル［Ｂ］へ向かって反時計方向に移動するので、ロータの磁束線は付勢されていない即ちフローティング状態にあるコイルを介して通過する。Ｓ極がフローティングコイルの中心線に近付くと、より多くのロータの磁束線がそれを介して通過し、それを横断しての逆起電力を増加させる。例えば、位相１の開始時において、ノードＣにおいて逆起電力は正である（図１１参照）。Ｓ極が継続して磁束［Ｂ1 ］へ向かって移動すると、コイルＣにおける逆起電力が増加するが、それは負の方向である。従って、ロータのＳ極がフローティングコイルＣを超えて移動すると、コイルＣの逆起電力は符号を変化させる。このことは、本明細書においては、ゼロ交差（ＺＣ）と呼ぶ。このゼロ交差は、ロータの速度及び方向を決定する上で有用である。注意すべきことであるが、Ｎ極はコイル内に同様の逆起電力を発生するが、それは反対の方向である。
【００１６】
三相システムにおいては、フローティングコイルの逆起電力のゼロ交差が実質的に発生する場合に最大トルクが存在する。このことを図５に示してあり、その場合には、各コイルに対するトルク貢献部分はグラフ２０，２１，２２によって示されており、全体的なトルクはグラフ２４によって示されている。コイルＡに対するトルク貢献部分は左下から右上へ伸びる斜線によって表わされており、コイルＢに対するトルク貢献部分は左上から右下への斜線によって表わされている。コイルＣに対するトルク貢献部分は円によって表わされている。これらのトルクは加算されて図の下側に示したトルクリップルを形成する。各位相は、フローティングコイルのゼロ交差時において最大トルクを有する。
【００１７】
従って、位相１においてはＳ極が磁束ベクトル［Ｂ1 ］へ向かっている場合に、Ｓ極はノードＣを超えて通過する。Ｓ極が磁束ベクトル［Ｂ1 ］に到達する直前に、位相２が開始する。位相２においては、電流がノードＡからノードＣへ流れるように変化され、それによって磁束ベクトル［Ｂ1 ］は消失され且つ磁束ベクトル［Ｂ2 ］が形成される。従って、コイルＢがフローティング状態となる。コイルＢにおける逆起電力をモニタして、いつゼロ交差が発生するかを判別する（この場合には、Ｎ極がノードＢを通り過ぎる）。ゼロ交差が発生すると、次のコミュテーションのタイミングが開始される。このプロセスは位相１乃至６の全てを介して継続して行なわれ、位相６の終了時が発生すると、再度位相１が開始されてサイクルが継続して行なわれる。
【００１８】
多相ＤＣモータ用のモータ制御器３０の電気的概略ブロック図の一部を図６に示してある。このモータ制御器は個別的な部品によって構成することが可能であるが、好適には、モータ制御器３０は三相ＤＣブラシレスモータのステータコイルへ接続すべく適合された単一の半導体チップ３１上に集積化させる。図１に示したモータのコイル巻線は、出力端子ＯＵＴ  Ａ，  ＯＵＴ  Ｂ，  ＯＵＴ  Ｃ及びＣＴＲ  ＴＡＰへ接続させることが可能である。
【００１９】
図７を参照して以下に詳細に説明するシーケンサ３６は、図４に示したコミュテーションフェーズ（位相）を確立するためのコミュテーションシーケンス用信号を発生する。従って、シーケンサ３６は６個の信号を発生し、それらの信号は１つの位相から次の位相へのコミュテーションを発生させる。これらの信号は信号インターフェース回路３４へ印加され、回路３４は、その信号を直接的にパワーステージ３２へ通過させるか、又は以下に詳細に説明するように、ロータを制動させるために負のトルクを発生させるようにその信号を変化させる。信号インターフェース回路３４からのコミュテーション信号は、図８を参照して以下に詳細に説明するパワーステージ３２へ印加される。パワーステージ３２は、例えばバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、またはステータコイルＡ，Ｂ，Ｃを付勢させるために公知のその他の適宜の装置等のパワースッチング装置によってコミュテーション信号を変化させる。
【００２０】
更に、シーケンサ３６によって発生されるコミュテーション信号はシーケンスデコード回路４０へ印加される。シーケンスデコード回路４０は、フローティングコイルの逆起電力の実際的なゼロ交差を見つけ出すために、ステータ巻線の中央タップを基準にした３つのコイルからの逆起電力信号を受取る。ゼロ交差は、前掲の米国特許第５，１７２，０３６号に記載されるように、シーケンサをインクリメント動作させ且つコミュテーションノイズをマスクするために、周期カウンタ、遅延カウンタ及びマスクカウンタ４６の動作のための負荷パルス及び合成パルスを形成するために使用される。フェーズロックループ（ＰＬＬ）周波数／位相検知器回路３８がパワーステージ３２への信号を供給し、コイル内の電流を制御する。
【００２１】
ドラッグ制動機能を与えるために、制動回路３９が設けられている。制動回路３９はロータ１４に対して負のトルクを印加すべく作用し、それは「制動」信号（それはオペレータが発生する信号とすることが可能であり、又は例えば過剰温度、過剰電流等の異常な条件に応答して発生されるエラー信号とすることが可能である）によって開始され、且つパワーステージ３２における再循環電流及びステータ巻線におけるコイル電流をモニタするための情報を受取る。制動回路３９は、更に、以下に説明するトランスコンダクタンスループへの入力電圧ＶINを制御するためにパワーステージ３２への入力を有している。
【００２２】
シーケンサ３６及び信号インターフェース回路３４は図７に示してある。シーケンサ３６は、例えば６個のＤ型フリップフロップ５０−５５によって構成されるシフトレジスタから形成されている。夫々のＤ型フリップフロップ５０−５５の出力状態Ｑ1 −Ｑ6 は、任意の特定の時刻において活性化される特定の上側及び下側出力線上のコミュテーション信号の状態を決定する。フリップフロップ５０−５５は、ライン５６上に印加される初期化信号によって初期化される。初期化された後に、フリップフロップ５０及び５１は、両方とも、出力として論理「１」を有し、一方フリップフロップ５２−５５は出力として論理「０」を有しており、出力シーケンス「１１００００」を形成する。ライン４８上の信号は、モータを１つのフェーズ即ち位相から次のフェーズ即ち位相へ変化させるために、各コミュテーションからのシーケンスを相次いでインクリメントさせる。インクリメント信号が、上述したゼロ交差検知に応答して、遅延カウンタ（図６及び１１参照）から供給される。シーケンサ３６のシフトレジスタ内において初期化され且つ循環されるコミュテーションシーケンスにおける２つの論理「１」即ちセット状態は、使用される特定のインターフェース回路配置と結合して、以下に説明するパワーステージ３２における上側及び下側ドライバトランジスタの選択した組合わせを活性化させるべく機能する。
【００２３】
図７の回路のシーケンスデコーダ４０は、ＮＡＮＤゲート６０乃至６３及びインバータ６４を有しており、ライン１７０上に「ｐｎｓｌｏｐｅ」信号を形成すると共にライン１７１上にその補元（相補的信号）を形成する。この「ｐｎｓｌｏｐｅ」信号は、シーケンサ３６のコミュテーション信号から派生され、従って、フローティングコイルＡ，Ｂ，Ｃの逆起電力の実際の勾配ではないが、次にゼロ交差を発生すべき逆起電力の勾配を表わすに過ぎない。ＮＯＲゲート６５，６７，６９及びインバータ６６，６８，７０は、次のゼロ交差を発生することが予定されているフローティングコイルを識別する信号をライン７２−７４上に発生する。
【００２４】
信号インターフェース３４も図７に示されている。信号インターフェース回路３４は、１２個の伝達ゲート８０−９１を有しており、それらのゲートはシーケンサ３６からコミュテーション信号を受取り且つこれらの信号を、ライン９３上における「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」として示されている信号が正であるか又は負であるかに依存して、パワーステージ３２へこれらの信号を送信する。負又は正のトルクのいずれがロータ１４へ印加されるべきであるか表わすライン９３上の「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」信号は、「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」信号が論理１であるか、又は論理０であるかに依存して伝達ゲートを活性化させるか又は脱活性化させることによって伝達ゲート８０−９１を制御し、コミュテーション信号がパワーステージ３２のスイッチへ印加される順番を変化させる。次いで信号インターフェース回路３４の出力端子ｕＣ，ｌＢ，ｕＡ，ｌＣ，ｕＢ，ｌＡから出力される６個の信号が次に説明するパワーステージ３２へ印加される（尚、ｕＣ，ｌＢ，ｕＡ，ｌＣ，ｕＢ，ｌＡは、パワーステージ３２のコイルＡ，Ｂ，又はＣを駆動する「ｕ」（上側）又は「ｌ」（下側）パワースイッチを表わしている）。
【００２５】
モータ制御回路３０のパワーステージ３２は、通常、トリプル１／２Ｈブリッジと呼ばれる従来のＨブリッジであり、図８に示してある。「Ｙ」接続したステータ巻線Ａ，Ｂ，Ｃも図８に示してあり、モータ制御回路３０のパワーステージ３２によって供給されるスイッチ動作される駆動電流を選択的に受取るべく接続されている。信号ｕＡ，ｕＢ，ｕＣはパワースイッチ１００，１０２，１０４を夫々制御するために供給される。
【００２６】
高状態即ち論理「１」がコミュテーションスイッチ１００，１０２，１０４へ印加されると、それらのスイッチはＭＯＳＦＥＴ１０１，１０３，１０５のゲートを夫々接続させて夫々のＭＯＳＦＥＴをターンオンさせる。低コミュテーション状態が印加されると、それらのスイッチはそれらの夫々のＭＯＳＦＥＴのゲートを基準電圧、即ち接地電圧へ接続し、関連するＭＯＳＦＥＴをターンオフさせる。同様に、信号ｌＡ，ｌＢ，ｌＣは夫々の下側ドライバスイッチ１０６，１０８，１１０を制御する。スイッチ１０６，１０８又は１１０の１つへ印加される論理「１」状態は、そのスイッチを動作させて、オペアンプ１１３の出力を夫々のＭＯＳＦＥＴスイッチングトランジスタ１０７，１０９又は１１１のゲートへ接続させる。オペアンプ１１３はその出力において、入力電圧ＶINと外部検知抵抗１１２を横断しての電圧との差を表わす電圧を供給する。一方、スイッチ１０６，１０８又は１１０へ印加される論理「０」状態は、それらのスイッチをして、ＭＯＳＦＥＴ装置１０７，１０９又は１１１の夫々のベースを外部基準電圧即ち接地電圧へ接続させる。トランジスタ１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１は、公知のパワーＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ又はその他のスイッチ装置とすることが可能である。
【００２７】
図８に示した如く、ステータコイルＡ，Ｂ，Ｃの各々の一端は共通の中央タップ１９において共通接続しており、他端は夫々の対のスッチングトランジスタ１０１−１０７，１０３−１０９，１０５−１１１の間の夫々のノードＯＵＴ  Ａ，  ＯＵＴ  Ｂ，  ＯＵＴ  Ｃへ接続している。
【００２８】
動作について説明すると、付勢フェーズ（位相）期間中、１つのノード（例えば、ノードＯＵＴ  Ａ）が上側スイッチのうちの１つ、例えばスイッチ１００及びそれと関連するＭＯＳＦＥＴ１０１によって高状態へ駆動される。１つのノード（例えば、ノードＯＵＴ  Ｂ）が下側スイッチのうちの１つ、例えばスイッチ１０８及びそれと関連するＭＯＳＦＥＴ１０９によって低状態へ駆動される。残りのノード（例えば、ノードＯＵＴ  Ｃ）は両方のスイッチ１０４及び１１０がオフした状態でフローティング状態とされる。これは、通常、「ＡＢ位相」と呼ばれ、上述した図４における位相１として示されている。次いで、シーケンス回路３６によって決定されるコミュテーションシーケンスにしたがってコイルがスイッチ動作される。即ち、そのコミュテーションシーケンスにおいては、各コミュテーション位相において、電流が常に３つのコイルのうちの２つのコイル内を流れ、３番目のコイルはフローティング状態にあり、従ってスイッチングの後に、電流は、前の位相において流れていた２つのコイルのうちの１つにおけるものと同一の方向に継続して流れる。更に詳細に説明すると、図３に示した如く、三相モータにおいては、６個の動作位相が存在する。電流は、以下の表Ａに示した如く、これらの６個の位相のうちの各々において流れる。
【００２９】
0003703506.tif 000002
各位相に対する電流のスイッチングを行なうためのパワーステージ３２のドライバトランジスタのスイッチング動作は、図７に関して上述したシーケンサ回路３６によって達成され、それは、上側ドライバ出力ｕＡ，ｕＢ，ｕＣ及び下側ドライバ出力ｌＡ，ｌＢ，ｌＣへ信号を供給し、表Ａにおいて示したスイッチングシーケンスを実行する。
【００３０】
検知抵抗１１２を横断しての電圧を基準電圧１２１と比較するために、検知抵抗１１２を横断して比較器１２０が接続されている。ライン１２２上の出力はコイル電流を表わし、該コイル電流は、以下に詳細に説明する如く、モータのブレーキング即ち制動動作において使用することが可能である。更に、比較器１２５が設けられており、それは、スイッチ１２６，１２７，１２８によって、夫々のノードＡ，Ｂ，Ｃへスイッチング動作によって接続され、ノードＡ，Ｂ，Ｃ上の電圧を供給電圧ＶCCと比較する。スイッチ１２６，１２７，１２８は信号ｌＡ，ｌＢ，ｌＣによって動作され、従ってライン１２９上の出力は、以下に説明する如く、回路３２内に存在する再循環電流を表わす。
【００３１】
次に図９を参照すると、ロータの所望の位置を表わす回路情報と関連してモータのロータの特定の位置を表わす情報に応答して、コイルＡ，Ｂ，Ｃの間でのコミュテーションが行なわれる。更に詳細に説明すると、表Ａの次の駆動シーケンスを付与するためのコミュテーションは、フローティングコイルのうちの１つが特定の回転位置に到達すること及びそれとコミュテーションが発生すべき場合にモータがどこにあるべきかを表わすシーケンサ情報との相関関係に応答して決定される。ロータの実際の回転位置の決定は、各非駆動状態にある即ちフローティング状態にあるコイルにおけるゼロ交差電圧をモニタすることによって継続的に行なわれる。更に詳細に説明すると、コイルＡ，Ｂ，Ｃがロータのコミュテーションシーケンス期間中にスイッチ動作されると、フローティングコイルの電圧が図９に示した逆起電力増幅器回路１４０によってモニタされる。
【００３２】
逆起電力増幅器回路１４０は、モータドライバ出力ＯＵＴ  Ａ，  ＯＵＴ  Ｂ，  ＯＵＴ  Ｃ（図８参照）へ夫々接続されているスイッチ１４１，１４２，１４３を有しており、出力ＯＵＴ  Ａ，  ＯＵＴ  Ｂ又はＯＵＴ  Ｃのうちの選択した１つを比較器１４５の非反転入力へ印加する。比較器１４５へ印加されるモータドライバ出力ＯＵＴ  Ａ，  ＯＵＴ  Ｂ又はＯＵＴ  Ｃのうちの特定の１つは、フローティングとなることが予定されているコイルＡ，Ｂ又はＣのどれかに対応している（それは、必ずしも実際にフローティングしているコイルではない）。本明細書においては、「フローティング」という用語は瞬間的な電流経路の一部を構成するものでないコイルのことを表わすものであるが、そのコイルは実際に「フローティング」状態となるものではなく、トライステートインピーダンス状態へ接続される。スイッチ１４１，１４２，１４３は、図７に示したシーケンサ３６からのライン７２，７３，７４上の信号によって動作され、丁度説明したように、フローティングとなることが予定されているコイルのスイッチング動作を行なう。
【００３３】
ロータの中央タップ接続部は比較器１４５の反転入力へ接続しており、従って、選択されたフローティングコイル上の電圧が中央タップ電圧よりも大きくなると、比較器１４５は、選択したフローティングコイル上の電圧のゼロ電圧交差を表わす出力を発生する（尚、比較器１４５の入力へ印加される電圧はコイルのいわゆる「逆起電力」であり、それは、モータのステータによって発生されるモータ内の磁界を介して選択されたコイルが移動する場合に選択されたコイル内に発生する電圧である）。比較器１４５は、ヒステリシスを有するように構成されている。何故ならば、ゼロ交差電圧を超える電圧の発生が、比較器１４５の出力信号を有用なものとさせるのに充分な長い時間にわたって存在しない場合があるからである。又、比較器１４５は、所望により、実際的なゼロ交差の前又は後における電圧においてのゼロ交差を検知するためのバイアスを与えるために電圧オフセットを有することが可能である。
【００３４】
比較器１４５からの出力は、伝達ゲート１４９を介してシフトレジスタ１４８へ接続している。マスクカウンタ（図６参照）によって発生されるマスク信号は、伝達ゲート１４９のイネーブル入力へ印加され、従って比較器１４５からの出力は、シーケンサ回路３６の位相コミュテーションに続くマスク期間中にシフトレジスタ１４８へ印加されることが禁止される。然しながら、比較器１４５からの出力信号が伝達ゲート１４９を通過することがイネーブル即ち動作可能な状態とされると、それはシフトレジスタ１４８を構成する４個のＤ型フリップフロップ１５０，１５１，１５２，１５３のうちの第一のもののＤ入力へ印加される。フリップフロップ１５０，１５１，１５２，１５３の種々の出力は出力論理回路１５５へ供給され、該回路１５５は、ＮＡＮＤゲート１５６，１５７，１５８，１５９を有している。フリップフロップ１５０，１５１，１５２，１５３の各々は、例えば、システムクロックからのクロック入力を受取り、且つ各々は反転（Ｑ＿）及び非反転（Ｑ）出力を発生する。尚、本明細書において英文字記号の後にアンダーラインを付したものはその英文字記号の反転した信号であることを表わしている。フリップフロップ１５０，１５１，１５２のＱ出力は、夫々の次の段のフリップフロップのＤ入力へ印加され、且つ最後の段のフリップフロップ１５３のＱ出力は出力論理回路１５５のＮＡＮＤゲート１５８へ接続している。フリップフロップ１５０及び１５２のＱ出力は、夫々、上側ＮＡＮＤゲート１５６及び１５７の入力へ接続しており、一方、フリップフロップ１５１及び１５３のＱ出力は夫々下側ＮＡＮＤゲート１５９及び１５８の入力へ接続している。一方、フリップフロップ１５０及び１５２のＱ＿出力は夫々下側ＮＡＮＤゲート１５９及び１５８の入力へ接続しており、一方フリップフロップ１５１及び１５３のＱ＿出力は夫々上側ＮＡＮＤゲート１５６及び１５７の入力へ接続している。
【００３５】
更に、本明細書において「ｐｎｓｌｏｐｅ」として示した信号を担持する予定された正から負へ移行するゼロ交差勾配に対応する予定された勾配ライン１７１はＮＡＮＤゲート１５６及び１５７の入力へ接続しており、且つ予定された負から正へ移行するゼロ交差勾配に対応する予定された勾配ライン１７０はＮＡＮＤゲート１５８及び１５９の入力へ接続している。予定されたゼロ交差の方向を表わすライン１７０及び１７１上の信号は、図７の回路において発生される位相情報から発生され、尚、その情報はシーケンサ回路３６内のシフトレジスタの出力から派生される。
【００３６】
最後に、論理回路１５５からの出力はＮＡＮＤゲート１７２及び１７３へ供給され、それらのゲートの出力は特定したフローティングコイルの実際のゼロ交差の検知に応答して発生されるものであり、そのゼロ交差は、負から正へ移行するゼロ交差遷移か又は正から負へ移行するゼロ交差遷移のいずれかの特定した予定された方向における遷移を有している。
【００３７】
出力ＮＡＮＤゲート１７２及び１７３への接続は、上側ＮＡＮＤゲート１５６及び下側ＮＡＮＤゲート１５９の出力を出力ＮＡＮＤゲート１７３の入力へ接続し且つ上側ＮＡＮＤゲート１５７の出力及び下側ＮＡＮＤゲート１５８の出力を出力ＮＡＮＤゲート１７２の入力へ接続することによって確立される。正の勾配のゼロ交差が予定されている場合に信号が発生するライン１７０は上側ＮＡＮＤゲート１５６及び１５７の入力へ接続しており、且つ負の勾配のゼロ交差が予定されている場合に信号が発生するライン１７１は下側ＮＡＮＤゲート１５８及び１５９の入力へ接続している。従って、上側ＮＡＮＤゲート１５６及び１５７は、予定されている正の勾配のゼロ交差の実際な発生に応答し、且つ下側ＮＡＮＤゲート１５８及び１５９は予定されている負の勾配のゼロ交差の実際的な発生に応答する。
【００３８】
正及び負の検知経路の各々に対する４段シフトレジスタ１４８における段接続のために、出力ＮＡＮＤゲート１７２及び１７３からの出力は図１０に曲線１７９及び１７８で示した如く、時間的にずれた２つの非重畳型のパルスであり、それは正から負へのゼロ交差１７６又は負から正へのゼロ交差１７７のいずれかによって発生される。従って、ＮＡＮＤゲート１７３の出力において発生するパルスは、１つのクロックサイクルだけ、ＮＡＮＤゲート１７２の出力において発生するパルスに対して先行する。ライン１７４上のＮＡＮＤゲート１７３の出力は位相コミュテーションの後に必要とされるマスク及び遅延時間を測定するカウンタへ「負荷」信号を供給するために使用される。ライン１７５上のＮＡＮＤゲート１７２の出力は、周期カウンタへ「リセット」信号を供給するために使用される。
【００３９】
本発明によれば、モータは、ロータの極の位置に関して磁束ベクトル［Ｂ］の位置を変化させることによって、ロータ上に負のトルクを形成することによって制動動作が行なわれる。更に詳細に説明すると、磁束ベクトル［Ｂ］は、ロータの極に対して先行する位置から、ロータの極に対して遅れる位置へ変化される。注意すべきことであるが、磁束ベクトルの回転方向は不変のままである。このことは、他の方法と比較してロータを非常に迅速にブレーキ動作即ち制動動作を行なわせる。何故ならば、磁束ベクトル［Ｂ］の位置の変化は、ロータ上に正のトルクを発生する方向と反対の方向においてロータの極に関して動作するからである。従って、例えば、ロータが自由に回転することを許容される場合や摩擦力によってスローダウンされる場合と比較して、ロータは極めて迅速にスローダウンする。
【００４０】
本発明によれば、ブレーキング即ち制動期間中に、ロータが継続して前方向に回転すると、負のトルクが印加されてモータをスローダウンし、一方コミュテーションシーケンスは継続して順方向にインクリメントされる。このことを行なうために、コミュテーションシーケンスを３つの位相だけ前進させることによって、コミュテーションシーケンスを図５に示した正のトルク位置と相対的に１８０度だけ瞬間的に位相シフトさせる。このように、位相シフトが発生した後に、フローティングコイル及びゼロ交差勾配の符号は変化されることはない。例えば、通常の順方向回転コミュテーションにおける如く、位相１は未だに、コイルＣ上の負の勾配によって表わされる。同一のことはその他の全ての位相についても成立する。
【００４１】
従って、ゼロ交差を選択するために使用される。コミュテーションバス情報（ｕＡ，ｌＡ，ｕＢ，ｌＢ，ｕＣ，ｌＣ）をコイルを付勢するために使用されるバス情報から分離することが必要である。その変換を達成するために最も効率的な回路は、シーケンサの出力（マルチプレクサの前）がゼロ交差情報を選択することを許容しながら、正しいパワースイッチを駆動するためにシーケンサの出力をマルチプレクス即ち多重化する。
【００４２】
再度、図７を参照すると、信号インターフェース回路３４はトルクを正から負へスイッチさせるための簡単な単一信号（「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」）方法である。負のトルク期間中、コイル内の電流はロータのＳ極の後ろ側に磁束ベクトル［Ｂ］を形成する。Ｓ極は磁束ベクトル［Ｂ］に吸引されスローダウンを開始する。逆起電力は未だモニタされており且つ周期カウンタ、遅延カウンタ及びマスクカウンタを制御し、従ってロータがスローダウンするに従い、コミュテーションも比例的にスローダウンする。更に、ゼロ交差を選択するために使用される情報は変化してはならない。
【００４３】
検討すべき最後のステップは負のトルクへのスイッチングのプロセスである。コイルのインダクタンスのために、電流方向は瞬間的に逆にすることはできない。電流方向が急激に逆転される場合には、パワー回路３２内に不所望の大きな再循環スパイクが発生される場合がある。
【００４４】
従って、本発明によれば、ステータコイルＡ，Ｂ，Ｃ内の電流は、最初、トランスコンダクタンス回路上のＶINを減少させることによって、アナログ形態でランプダウン即ち傾斜勾配にしたがって下降させる。従って、モータが通常の動作で回転している間に、ＶINは、最初にゼロへ降下される。次いで、検知電圧が比較器１２０によってモニタされ、いつ検知抵抗１１２を介しての電流がゼロとなるかを決定する。第二に、出力ノードＡ，Ｂ，Ｃが比較器１２５によってモニタされ、ＶIN（基本的に下側ドライバをフローティングとさせている）の急激なるランプダウンによって発生される再循環電流が完全に消失したことを確保する。このことは、ノードＡ，Ｂ，Ｃ上の出力電圧がＶCCよりも低い電圧であり且ついずれの内在的ダイオードも順方向バイアスされることがないことを確保することによって行なわれる。これらの条件の全てが満足されると、「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」信号は図７において論理１（正のトルク）から論理０（負のトルク）へ変化されロータをブレーキ即ち制動させることが可能である。
【００４５】
更に詳細に説明すると、例えば、位相１コミュテーションサイクル期間中に、トルクを正のトルクから負のトルクへ変化させるプロセスについて考える。図１２を参照すると、ロータが順方向に移動しており且つ正のトルクが印加されると、電流Ｉcoilがトランジスタ１０１及び１０９を介して流れる。検知抵抗１１２を介しての電流は電圧Ｖsense を発生し、該電圧は検知抵抗１１２を横断しての電圧のために接地電圧よりも高い値である。
【００４６】
先ず、ＶINに急峻なランプダウンを印加すると、下側トランジスタ１０９上のゲート電圧を低下させ、トランジスタ１０９をターンオフさせる。このことは、Ｖsenseをゼロへ降下させ、且つ比較器１２０の出力を論理「０」へスイッチさせる。何故ならば、Ｖsenseは基準電圧１２１よりも低いからである。然しながら、このランプダウンは充分に遅いものではなく（即ちスリューレートによる制限）、コイルＡ及びＢにおける電圧は出力ＢをＶCCを超えて上昇させる。ノードＢ上の出力がＶCCより高いので、トランジスタ１０３の内在的ダイオード１２４は順方向バイアスされる。従って、図１３に示した如く、電流Ｉcoilが内在的ダイオード１２４を介して流れる。端子ｌＢにおける信号は未だに高い状態にあり、従ってスイッチ１２７は閉成される。比較器１２５の出力は論理「１」であり、一方ノードＢの出力はＶCCより高い。再循環電流が消失すると、即ちノードＢにおける出力がＶCCより低くなると、比較器１２５の出力は論理「０」となる。
【００４７】
これら２つの条件が充足されると、「ｐｎｔｏｒｑｕｅ」信号は、不所望の結果を発生することなしに、変化させることが可能である。コミュテーションシーケンスが変化されて磁束ベクトルを整合させた後に、所望の大きさの負のトルクをロータへ印加させるためにＶINを増加させることが可能である。このように、正のトルクを低下させ且つロータをスローダウンさせるために次第に負のトルクを印加させることによって、滑らかな遷移が達成される。
【００４８】
下側のドライバ上でビルトインされているスリューレート制御を使用する場合に使用することの可能なトルクを逆転させる第二の方法は、単に、ロータをドラッグ制動モードに瞬間的にスイッチさせることである。この方法において、出力は全てターンオフされ且つトライステート状態とされる。スリューレート制御のために、下側のドライバはリサーキュレーション即ち再循環状態となるべきではなく、検知電圧比較器が必要とされるに過ぎない。
【００４９】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）は本発明を実施することが可能なロータ及びステータを具備するＤＣモータの１つのタイプを示した概略図、（Ｂ）は本明細書において使用する角度及び簡略化したコイルの表示方法を示した（Ａ）のモータの電気的及び物理的構成を示した概略図。
【図２】  磁束ベクトルを形成するために２つのコイルを介して流れる電流を有する「Ｙ」接続型コイル配列を示した概略図。
【図３】  図１のモータの動作の異なる位相において形成される種々の磁束を示した「Ｙ」接続型コイル配列を示した概略図。
【図４】  三相モータが１サイクルにおいて通過する６個の位相の各々における種々の部分においてのロータの位置を示した概略図。
【図５】  トルクリップル線図を示した説明図。
【図６】  本発明の好適実施例に基づいて構成された装置を組込んだモータドライバシステムの電気的ブロック図。
【図７】  図６に示したモータドライバシステムにおいて使用されるシーケンサ及び信号インターフェース回路の電気的概略図。
【図８】  図６に示したモータドライバシステムにおいて使用される本発明に基づいて構成されたパワーステージを示した電気的概略図。
【図９】  図６に示したモータドライバシステムにおいて使用される逆起電力増幅器及びゼロ交差検知器回路を示した電気的概略図。
【図１０】  図９の回路において発生するゼロ交差波形及びＮＡＮＤゲート出力を示した説明図。
【図１１】  各ステータコイル上の逆起電力と、ステータコイルからの出力信号と、回路全体における種々の正制御信号とを包含する図６の回路において発生する種々の波形を示した波形線図。
【図１２】  通常動作におけるコイルを介しての電流の流れを示した図８のパワーステージを示した電気的概略図。
【図１３】  再循環動作においてのコイルを介しての電流の流れを示した図８のパワーステージを示した電気的概略図。
【符号の説明】
５  ＤＣモータ
１０  ステータ
１４  ロータ
３０  モータ制御回路
３１  半導体チップ
３２  パワーステージ
３４  信号インターフェース回路
３６  シーケンサ
３９  制動回路
４０  シーケンスデコード回路
４６  カウンタ
１１２  検知抵抗
１４０  逆起電力増幅器回路
１４８  シフトレジスタ
１４９  伝達ゲート
【図１】
0003703506.tif 000003
【図２】
0003703506.tif 000004
【図３】
0003703506.tif 000005
【図４】
0003703506.tif 000006
【図５】
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【図６】
0003703506.tif 000008
【図７】
0003703506.tif 000009
【図８】
0003703506.tif 000010
【図９】
0003703506.tif 000011
【図１０】
0003703506.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0003703506.tif 000014
【図１３】
0003703506.tif 000015