(57)【要約】【課題】本発明は、モータに印加される電流とモータから検出された電圧間の位相差を調整し、また、ＰＷＭ信号のデューティーが設定されたデューティーのとき、位相差調整を行って駆動効率を最適化することができるモータ駆動装置に関する。【解決手段】駆動制御によりモータを駆動させる駆動部と、調整された位相補正信号に基づいて上記駆動部のモータ駆動を制御する駆動制御部と、上記モータを駆動するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーが予め設定された基準デューティーを満たすと、上記モータの回転速度情報を有するモータ検出信号と上記モータに流れる電流の検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正し、上記位相補正信号を上記駆動制御部に提供する位相補正部とを含むモータ駆動装置を提案する。【選択図】図３
2014033599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動制御によりモータを駆動させる駆動部と、
調整された位相補正信号に基づいて上記駆動部のモータ駆動を制御する駆動制御部と、
前記モータを駆動するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーが予め設定された基準デューティーを満たすと、前記モータの回転速度情報を有するモータ検出信号と前記モータに流れる電流の検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正し、前記位相補正信号を前記駆動制御部に提供する位相補正部と、を含むモータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータの回転速度情報は、前記モータに隣接するホールセンサーのホール電圧または前記モータ駆動時に発生する逆起電力に基づいて獲得される請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
駆動制御によりモータを駆動させる駆動部と、
調整された位相補正信号に基づいて前記駆動部のモータ駆動を制御する駆動制御部と、
前記モータを駆動するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーが予め設定された基準デューティーを満たすと、前記モータの位置情報を有するモータ検出信号と前記モータに流れる電流の検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正し、前記位相補正信号を前記駆動制御部に提供する位相補正部と、を含むモータ駆動装置。
【請求項４】
前記モータの位置情報は、前記モータに隣接するホールセンサーのホール電圧または前記モータ駆動時に発生する逆起電力に基づいて獲得される請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記位相補正部は、前記ＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％オンデューティーを満たすと、前記モータ検出信号と前記電流検出信号間の位相差を補正する請求項１から４の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記位相補正部は、
前記ＰＷＭ信号のデューティーが前記基準デューティーを満たすか否かを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果により前記モータ検出信号と前記電流検出信号間の位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差検出部の位相情報により前記モータ検出信号の位相を遅延させる遅延部と
を含む請求項１から５の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
電源が供給される電源供給端と接地との間に電気的に連結された第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及び前記第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴと接地との間に電気的に連結された第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴを有する第１トランジスターユニットと、
前記電源供給端に前記第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴと並列連結され、前記電源供給端と接地との間に電気的に連結された第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ及び前記第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴと接地との間に電気的に連結された第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴを有する第２トランジスターユニットと、を含む請求項１から６の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記モータに流れる電流を検出する検出部をさらに含む請求項１から７の何れか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記検出部により検出された検出情報をローパスフィルタリングするローパスフィルタ部をさらに含む請求項８に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動において動作が最適化されたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ブラシレス直流モータ（ＢｒｕｓｈＬｅｓｓ  ＤＣ  ｍｏｔｏｒ）とは、直流モータにおいて、ブラシ及び整流子など機械的な接触部を用いず、非接触の位置検出器と半導体素子により電流が通じるようにしたり、電流方向を調整する機能を有する直流（ＤＣ）モータのことである。
【０００３】
該ブラシレス直流モータを駆動するために駆動装置を採用することができる。
【０００４】
図１は一般的なモータ駆動装置の構成図である。
【０００５】
図１を参照すると、一般的なモータ駆動装置１０は、制御部１１と駆動部１２を含むことができる。
【０００６】
制御部１１はモータの駆動を制御し、駆動部１２は制御部１１の駆動信号により４個のＦＥＴをターンオンまたはターンオフさせてモータを駆動させることができる。
【０００７】
図２はモータ駆動装置の駆動信号である。
【０００８】
図２を参照すると、制御部１１から駆動部１２に伝達される駆動信号は、計４種類に区分され、識別符号Ｉ、II、III、IVの順に駆動信号が伝達されることができる。
【０００９】
即ち、識別符号Ｉの駆動信号により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）がターンオンし、識別符号IIの駆動信号により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）はターンオフし、第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）がターンオンされることができる。
【００１０】
また、識別符号IIIの駆動信号により第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）はターンオフし、第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）がターンオンして、識別符号IVの駆動信号により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）はターンオフし、第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）がターンオンされることができる。
【００１１】
このような駆動方式により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）がターンオンするとき、ＰＷＭ信号（図２の斜線部分）を発生させてモータの速度を調節することができる。
【００１２】
このようなモータ駆動装置は、下記先行技術文献のようにＰＷＭ信号でモータを駆動するにおいて、駆動効率を重視するが、モータに印加される電流とモータから検出された電圧間の位相差により駆動効率が最適化されないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許開公報２００８−０９９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は上記の問題点を解決するためのもので、本発明はモータに印加される電流とモータから検出された電圧間の位相差を調整し、また、ＰＷＭ信号のデューティーが設定されたデューティーのとき、位相差調整を行って駆動効率を最適化することができるモータ駆動装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した本発明の課題を解決するため、本発明の一つの技術的な側面では、駆動制御によりモータを駆動させる駆動部と、調整された位相補正信号に基づいて上記駆動部のモータ駆動を制御する駆動制御部と、上記モータを駆動するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーが予め設定された基準デューティーを満たすと、上記モータの回転速度情報を有するモータ検出信号と上記モータに流れる電流の検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正し、上記位相補正信号を上記駆動制御部に提供する位相補正部とを含むモータ駆動装置を提案する。
【００１６】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記モータの回転速度情報は、上記モータに隣接するホールセンサーのホール電圧または上記モータ駆動時に発生する逆起電力に基づいて獲得することができる。
【００１７】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記位相補正部は、上記ＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％オンデューティーを満たすと、上記モータ検出信号と上記電流検出信号間の位相差を補正することができる。
【００１８】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記位相補正部は上記ＰＷＭ信号のデューティーが上記基準デューティーを満たすか否かを比較する比較部と、上記比較部の比較結果により上記モータ検出信号と上記電流検出信号間の位相差を検出する位相差検出部と、上記位相差検出部の位相情報により上記モータ検出信号の位相を遅延させる遅延部とを含んでよい。
【００１９】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記駆動部は電源が供給される電源供給端と接地との間に電気的に連結された第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ及び上記第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴと接地との間に電気的に連結された第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴを有する第１トランジスターユニットと、上記電源供給端に上記第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴと並列連結され、上記電源供給端と接地との間に電気的に連結された第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ及び上記第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴと接地との間に電気的に連結された第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴを有する第２トランジスターユニットとを含んでよい。
【００２０】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記モータに流れる電流を検出する検出部をさらに含んでよい。
【００２１】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記検出部により検出された検出情報をローパスフィルタリングするローパスフィルタ部をさらに含んでよい。
【００２２】
上述した本発明の課題を解決するため、本発明の他の一つの技術的な側面では、駆動制御によりモータを駆動させる駆動部と、調整された位相補正信号に基づいて上記駆動部のモータ駆動を制御する駆動制御部と、上記モータを駆動するＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーが予め設定された基準デューティーを満たすと、上記モータの位置情報を有するモータ検出信号と上記モータに流れる電流の検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正し、上記位相補正信号を上記駆動制御部に提供する位相補正部とを含むモータ駆動装置を提案する。
【００２３】
本発明の一つの技術的な側面によると、上記モータの位置情報は、上記モータに隣接するホールセンサーのホール電圧または上記モータ駆動時に発生する逆起電力に基づいて獲得することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、モータに印加される電流とモータから検出された電圧間の位相差を調整し、また、ＰＷＭ信号のデューティーが設定されたディーティーのとき、位相差調整を行って駆動効率を最適化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一般的なモータ駆動装置の構成図である。
【図２】モータ駆動装置の駆動信号である。
【図３】本発明のモータ駆動装置の概略的な構成図である。
【図４】本発明のモータ駆動装置により発生する電気的な特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２７】
図３は本発明のモータ駆動装置の概略的な構成図である。
【００２８】
図３を参照すると、本発明のモータ駆動装置１００は駆動部１１０、駆動制御部１２０、位相補正部１３０を含むことができ、検出部１４０及びローパスフィルタ部１５０をさらに含んでよい。
【００２９】
駆動部１１０は、駆動制御部１２０からの制御信号によりスイッチングオノフ動作をするトランジスターを備えることができ、上記トランジスターのスイッチングオン／オフ動作によりモータが駆動されることができる。
【００３０】
より詳細には、駆動部１１０は２個のトランジスターユニットを有することができ、トランジスターユニットのそれぞれは２個のトランジスターを含むことができ、駆動部１１０は計４個のトランジスターを備えることができる。上記４個のトランジスターは二つのＰＭＯＳ  ＦＥＴ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（Ｐ１，Ｐ２）と二つのＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１、Ｎ２）で構成されることができる。
【００３１】
第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）は電源ＶＤＤが供給される電源供給端と接地との間に電気的に連結されることができ、第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）は第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と接地との間に電気的に連結されることができる。
【００３２】
第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）は上記電源供給端に第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と並列連結され、上記電源供給端と接地との間に電気的に連結されることができ、第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）は第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と接地との間に電気的に連結されることができる。
【００３３】
また、第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）の連結点及び第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）の連結点にはモータが連結され、第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）及び第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）と、第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）及び第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）のスイッチング動作によりモータが駆動されることができる。
【００３４】
モータ駆動動作について簡単に説明すると、駆動制御部１２０からの制御信号ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＮＯＵＴ１、ＮＯＵＴ２により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）及び第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）と、第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）及び第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）が交番にターンオン／ターンオフすることができる。
【００３５】
即ち、駆動制御部１２０からの制御信号ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＮＯＵＴ１、ＮＯＵＴ２により第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）はターンオフし、第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）がターンオンすることができ、また、駆動制御部１２０からの制御信号ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＮＯＵＴ１、ＮＯＵＴ２により第２ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ２）と第１ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ１）はターンオフし、第１ＰＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｐ１）と第２ＮＭＯＳ  ＦＥＴ（Ｎ２）がターンオンすることができる。
【００３６】
駆動制御部１２０は、上述した制御信号ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＮＯＵＴ１、ＮＯＵＴ２を提供してモータの駆動を制御することができる。このとき、モータの回転速度を制御することができ、これはスイッチングを制御する制御信号に含まれるＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のデューティーにより制御されることができ、ＰＷＭ信号のオンデューティーが長くなると、モータの回転速度が増加し、オンデューティーが短くなると、回転速度が減少することがある。
【００３７】
しかし、ＰＷＭ信号のオンデューティーが設定されたオンデューティーでも、モータの回転速度がそれに合わせて増加しなかったり、特に、ＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％オンデューティーでもモータの回転速度がそれに合わせて増加しないこともある。これは駆動効率に起因することがある。よって、モータの回転速度情報とモータに流れる電流を検出した検出情報に基づいて位相補正を行うことができる。
【００３８】
位相補正部１３０は、モータの回転速度情報またはモータの位置情報を有するモータ検出信号と、抵抗からなる検出部１４０により検出されたモータ電流検出情報を有する電流検出信号間の位相差を補正して駆動制御部１２０に伝達することができる。
【００３９】
このために、位相補正部１３０は比較部１３１、位相差検出部１３２及び遅延部１３３を含んでよい。
【００４０】
比較部１３１はＰＷＭ信号のデューティーと予め設定された基準デューティーを比較し、その比較結果を位相差検出部１３２に伝達することができ、上記比較結果は位相差検出部１３２の動作をイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）させる信号であることができる。
【００４１】
即ち、比較部１３１はＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％オンデューティーであれば、位相差検出部１３２の位相差検出動作をイネーブルさせることができ、ＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％オンデューティーでなければ、位相差検出部１３２の位相差検出動作をディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）させることができる。
【００４２】
例えば、比較部１３１はＰＷＭ信号のデューティー、より詳細には、ＰＷＭ信号のオンデューティーが基準デューティーを満たすと、位相差検出部１３２の位相差検出動作をイネーブルさせることができ、ＰＷＭ信号のオンデューティーが基準デューティーを満たさなければ、位相差検出部１３２の位相差検出動作をディセーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）させることができる。
【００４３】
位相差検出部１３２は、上記モータ検出信号の位相と上記電流検出信号の位相間の位相差を検出することができる。
【００４４】
上記モータ検出信号は、モータの回転速度情報またはモータの位置情報を含むことができ、一例として、モータに隣接するホールセンサー（ａ）からのホール電圧に基づいて形成されることができ、他の例として、モータの駆動時に発生する逆起電力（ＢＥＭＦ）に基づいて形成されることができる。
【００４５】
位相差検出部１３２により検出された位相差情報は、遅延部１３３に伝達されることができる。
【００４６】
遅延部１３３は少なくとも一つのディレイセル（Ｄｅｌａｙ  ｃｅｌｌ）を含むことができ、位相差検出部１３２からの位相差情報によって、上記モータ検出信号の位相を遅延させることができる。
【００４７】
遅延部１３３により位相が補正されたモータ検出信号は、駆動制御部１２０に伝達されることができ、駆動制御部１２０は位相が補正されたモータ検出信号に基づいてモータの駆動を制御することができる。
【００４８】
これにより、モータ検出信号と電流検出信号間の同期が形成されて駆動効率が増加することができ、駆動部１１０はＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％の状況でもモータの速度をさらに増加させることができる。
【００４９】
検出部１４０は駆動部１１０と接地との間に連結されることができ、検出抵抗からなってよい。
【００５０】
ローパスフィルタ部１５０は、検出部１４０からの検出信号を予め設定された低周波数帯域にフィルタリングして位相補正部１３０に伝達することができる。
【００５１】
図４は本発明のモータ駆動装置により発生する電気的な特性を示すグラフである。
【００５２】
図３及び図４を参照すると、位相補正部１３０の位相補正動作によりモータ検出信号の位相が遅延されることが分かる。
【００５３】
即ち、本発明のモータ駆動装置はモータ検出信号の位相と電流検出信号間の位相差を補正し、モータ検出信号と電流検出信号間の同期を形成させることで、ＰＷＭ信号のオンデューティーが１００％の状況でもモータの速度をさらに増加させることができる。
【００５４】
上述のように、本発明によると、モータに印加される電流とモータから検出された電圧間の位相差を調整し、また、ＰＷＭ信号のデューティーが設定されたデューティーのとき、位相差調整を行って駆動効率を最適化することができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００５６】
１００  モータ駆動装置
１１０  駆動部
１２０  駆動制御部
１３０  位相補正部
１３１  比較部
１３２  位相差検出部
１３３  遅延部
１４０  検出部
１５０  ローパスフィルタ部
【図１】
2014033599.tif 000003
【図２】
2014033599.tif 000004
【図３】
2014033599.tif 000005
【図４】
2014033599.tif 000006