(57)【要約】【課題】  高効率に、かつ、正確にモータの位相制御を行う低コストなモータ駆動装置。【解決手段】  モータ駆動装置は、モータ駆動部と、ロータ位置検出部と、電流位相検出部と、電圧信号生成部と、駆動信号生成部とを含む。モータ駆動部は、直列接続された高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとの組を有する、複数のハーフブリッジ回路を有する。ロータ位置検出部は、モータのロータ位置を検出し、ロータ位置信号を出力する。電流位相検出部は、ステータコイル駆動端子を流れる相電流の位相を検出する。電圧信号生成部は、相電流とロータ位置信号の位相差が所定の電気角に維持されるように、電圧プロファイル信号を制御して生成する。駆動信号生成部は、電圧プロファイル信号に応じて、各相の駆動トランジスタを駆動するＰＷＭ信号を生成する。【選択図】  図１
2006034086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有するモータ駆動部と、
前記モータのロータ位置を検出し、ロータ位置信号を出力するためのロータ位置検出部と、
前記ステータコイル駆動端子を流れる相電流の位相を検出するための電流位相検出部と、
前記相電流の位相と前記ロータ位置信号の位相との差である第１の位相差が所定の電気角に維持されるように、電圧プロファイル信号を制御して生成する電圧信号生成部と、
前記電圧プロファイル信号に応じて、前記各相の駆動トランジスタを駆動するＰＷＭ信号を生成する駆動信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記電圧信号生成部は、
前記ロータ位置信号に基づいて、モータ相電流のゼロクロスタイミングの目標値である電流エッジ目標値を生成する電流エッジ目標信号生成部と、
実測されたモータ相電流のゼロクロスタイミングである電流エッジと前記電流エッジ目標値との差である第２の位相差を検出するための位相差検出部と、
前記ロータ位置信号の位相に対して所定量だけ進んだ位相を有する電圧プロファイル信号を生成し、前記所定量が一定量を前記第２の位相差に応じて補正した値である電圧形成部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
位相を制御するための前記位相差の帰還が行われない状態において、前記電圧信号生成部は、電流位相信号の位相が前記所定量よりも第１の所定期間だけ更にロータ位置信号の位相に対して進んだ位相に初期設定して、前記電圧プロファイル信号を生成し通電開始する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記電圧信号生成部は、前記第１の所定期間だけ進んだ位相をもつ駆動電圧を出力しても前記第１の位相差が前記所定の電気角に保たれずに前記所定の電気角以上に前記相電流の位相が遅れている場合は、
前記電圧プロファイル信号の通電開始位相を前記第１の所定期間より更に進めた第２の所定期間を基準とするとともに、
前記電圧プロファイル信号が前記ロータ位置信号に対して進んだ位相である位相差を補正するための値を、直前の位相補正値から前記第１の所定期間と前記第２の所定期間の差に等しい位相分だけ更に遅れた位相である補正値に置き換え、前記置き換えられた補正値を用いて前記電圧プロファイル信号を生成する、
モード切替を行うことによって、通電開始時の位相調整範囲をシフトする
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記電圧信号生成部は、前記第１の位相差と前記所定の電気角との差を電圧プロファイル信号の位相または開始タイミングに帰還して制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記電流位相検出部は、前記モータの少なくとも１つの相の電流位相を検出するものである
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
モータの各相のステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードと、を複数組有するモータ駆動部と、
前記回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの１端の電位又は両端の電位差を所定閾値と比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出し、出力する電流位相検出部と、
前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項８】
高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、
高電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位及び低電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位を、それぞれ異なる所定電圧分だけシフトさせる電位シフト回路と、前記電位シフト回路の出力信号を所定閾値と比較するための比較器と、前記比較器の出力信号を入力し相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する電流位相検出部と、
前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項９】
高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、
少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と所定閾値とを比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出して出力する電流位相検出部と、
前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１０】
高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、
少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と第１の閾値とを比較した第１の比較結果と、前記ステータコイル駆動端子の電圧に第２のオフセット電圧を与えて得られた電位と第２の閾値とを比較した第２の比較結果と、に基づいて相電流の位相を導出して出力する電流位相検出部と、
前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１１】
モータの各相のステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードと、を複数組有するモータ駆動部と、
前記回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの両端の電位を、少なくとも一方の電位にオフセット電圧を与えた後比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出し、出力する電流位相検出部と、
前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
電流位相検出部は、
高電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのアノード電位を入力し、前記アノード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位降下させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記高電位側駆動トランジスタの高電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
電流位相検出部は、
高電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのアノード電位を入力し、前記アノード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位降下させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記高電位側駆動トランジスタの高電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動装置。
【請求項１４】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
電流位相検出部は、
低電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのカソード電位を入力し、前記カソード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位上昇させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記低電位側駆動トランジスタの低電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１５】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
電流位相検出部は、
低電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのカソード電位を入力し、前記カソード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位上昇させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記低電位側駆動トランジスタの低電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動装置。
【請求項１６】
前記モータ駆動部は、モータの各相のステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードと、を複数組有し、
前記電流位相検出部は、前記回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの１端の電位又は両端の電位差を所定閾値と比較し、比較結果に基づいて前記相電流の位相を導出し、出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項１７】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
前記電流位相検出部は、高電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位及び低電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位を、それぞれ異なる所定電圧分だけシフトさせる電位シフト回路と、前記電位シフト回路の出力信号を所定閾値と比較するための比較器と、前記比較器の出力信号を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項１８】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
前記電流位相検出部は、少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と所定閾値とを比較し、比較結果に基づいて前記相電流の位相を導出して出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項１９】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
前記電流位相検出部は、少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と第１の閾値とを比較した第１の比較結果と、前記ステータコイル駆動端子の電圧に第２のオフセット電圧を与えて得られた電位と第２の閾値とを比較した第２の比較結果と、に基づいて前記相電流の位相を導出して出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項２０】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
前記電流位相検出部は、
高電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのアノード電位を入力し、前記アノード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位降下させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記高電位側駆動トランジスタの高電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項２１】
前記モータ駆動部は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続され、
前記電流位相検出部は、
低電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードのカソード電位を入力し、前記カソード電位から前記回生ダイオードの順方向降下電圧より低い所定電圧だけ電位上昇させた電位を出力する電位シフト回路と、
前記電位シフト回路の出力電位と前記低電位側駆動トランジスタの低電位側共通接続端子の電位とを比較するための比較器と、
前記比較器の比較結果を入力し前記相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項２２】
請求項１に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２３】
請求項７に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２４】
請求項８に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２５】
請求項９に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２６】
請求項１０に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２７】
請求項１１に記載のモータ駆動装置を有する電子装置。
【請求項２８】
モータのロータ位置を検出し、ロータ位置信号を出力するステップと、
モータのステータコイルを流れる相電流の位相を検出するステップと、
所定の電圧プロファイル信号の電圧信号を生成し、前記相電流の位相と前記ロータ位置信号の位相との差が所定の電気角に維持されるように制御するステップと、
前記電圧信号に応じて、各相の前記ステータコイルを駆動するＰＷＭ信号を生成するステップと、
を有することを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項２９】
モータのステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの１端の電位又は両端の電位差を所定閾値と比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出し、出力するステップと、
前記相電流の位相に基づいて、モータ駆動部に印加する電圧を出力するステップと、
を有することを特徴と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、概して、モータ駆動装置、モータ駆動方法、及びモータ駆動装置を備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスモータの駆動装置は、制御対象であるモータのロータの位置を検出し、その位置信号に基づいてステータコイルに通電する。しかし、位置信号の位相は、モータの回転数や負荷トルクなどの要因によりずれることがある。その影響により通電位相がずれ、モータの駆動効率が低下し、消費電力が増大する。又、モータが１回転する間に数回得られるロータ位置情報に基づいて矩形波状の電圧でモータを駆動すると、モータ回転時に振動やノイズが発せられる。
【０００３】
特開２００１−０３７２７９号公報に従来例１及び２のモータ駆動装置が開示されている。図１４及び１５を参照して従来例１及び２のモータ駆動装置を説明する。図１４及び１５はそれぞれ従来例１及び２のモータ駆動装置のブロック図を示す。
【０００４】
図１４に示す従来例１のモータ駆動装置を説明する。図１４において、直流電源１はモータ駆動装置に電力を供給する。電流検出部４はモータ駆動部２を流れる電源電流を検出する。ロータ位置検出部１３は、永久磁石モータ３のロータの回転位置に応じ、複数相のステータコイルに発生する誘起電圧に対して一定の位相関係を有する位置信号を出力する。周期測定部１４０１は位置信号の変化周期を測定する。パルス発生部１４０２は変化周期内に複数個のクロックパルスを発生する。
【０００５】
ピークホールド部１４０８は電流検出部４の検出信号のピーク値を保持する。回転数検出部１４０５は、位置信号の何れか１つについて、例えば１秒当たりの立上がりエッジの出力回数を永久磁石モータ３の回転数としてカウントする。回転数検出部１４０５は次に、その回転数に応じたレベルの電圧信号Ｖf を加算部１４０９に出力することでＦ／Ｖ変換を行う。加算部１４０９は回転数検出部１４０５及びピークホールド部１４０８より夫々出力される電圧信号レベルをアナログ的に加算する。Ａ／Ｄ変換部１４０６は加算部１４０９より与えられるアナログ電圧信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータを出力する。
【０００６】
位相推定部１４０３はクロックパルスの発生数をカウントするカウンタを備え、位置信号の変化するタイミングを基準とするカウンタのカウント値に基づいてロータの位相を推定する。位相補正部１４０７は、位置信号の変化するタイミングにおいて、Ａ／Ｄ変換部１４０６の出力信号に基づいて導出した補正値をカウンタにセットしてロータの位相を補正する。具体的には、位相補正部１４０７は、例えばモータ３の負荷トルクの上昇に応じて、ステータコイルでの転流タイミングを進めるように位相を補正する。電圧信号生成部１４０４はロータの位相に応じて所定の電圧信号を生成する。三角波発生部８はＰＷＭ信号の搬送波を発生するための三角波を発生する。駆動信号生成部９は、電圧信号の信号レベルと搬送波の信号レベルとを比較して、駆動信号を生成する。モータ駆動部２は駆動信号に基づいて、複数相のステータコイルに通電する。
【０００７】
従来例１のモータ駆動装置は、電流検出部４からのトルク電流情報とロータ位置検出部１３からの回転数情報及び位相情報とに基づいて、モータ３の各ステータコイルに通電する。
【０００８】
図１５に示す従来例２のモータ駆動装置を説明する。従来例２のモータ駆動装置は、従来例１のモータ駆動装置と類似する構成を有する。図１５において、従来例１と同一又は均等な構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。以下、従来例１と異なる部分についてのみ説明する。
【０００９】
図１５に示すように、従来例２のモータ駆動装置は、従来例１の構成より加算部１４０９、電流検出部４及びピークホールド部１４０８を削除し、速度制御部１５０１及び位相制御部１５０２を加えたものである。速度制御部１５０１は、外部より与えられる速度指令と回転数検出部１４０５が検出した回転数とを比較し、その差分に応じた電圧指令を出力する。位相制御部１５０２は、電圧指令と回転数検出部１４０５からの電圧信号Ｖf との差を差動増幅して位相指令を生成する。そして、位相補正部１４０７は、位相指令がＡ／Ｄ変換されたデジタルデータを位相補正値ＰＣとする。
【００１０】
従来例２のモータ駆動装置は、速度指令とロータ位置検出部１３からの回転数情報及び位相情報とに基づいて、モータの各ステータコイルに通電する。
【００１１】
従来例１及び２のモータ駆動装置は、カウンタのカウント値に基づいてロータの位相を推定する。これにより、従来例１及び２のモータ駆動装置は、ロータの位相を位置信号の変化周期よりも詳細な分解能で得、その詳細なロータの位相情報に基づいてモータ３を正弦波状の電圧で駆動する。これにより、従来例１及び２のモータ駆動装置は、モータに発生する振動及び騒音等を減少させて高効率でモータを駆動。
【００１２】
従来例１及び２のモータ駆動装置において、各相の誘起電圧とロータ位置検出部１３からの位相情報との位相差は、各モータの特性から固有に決まる。各ステータコイルに通電される電圧の位相は、モータの回転数に応じた所定値である。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０３７２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記に説明した従来例のモータ駆動装置は、各モータの特性で個々に定まる所定値に基づいて位相制御を行う。このためモータの抵抗及びインダクタンスの電気定数に依存して所定値を決める必要がある。マイクロコンピュータによってモータを制御するモータ駆動装置においては、これらの所定値を変更することは容易である。 例えば洗濯機やエアコン等の高価で大型のモータを有する機器のためのモータ制御装置は、マイクロコンピュータを用いて正確な位相制御を行う。しかし、比較的小型のモータを制御するモータ駆動装置においては、低コストと、モータの構造及び／又は特性に依存しない汎用性とが求められる。
【００１５】
従来例１及び２のモータ駆動装置では、低コストと汎用性とを実現出来なかった。 モータの回転数や負荷トルクの増減によって変化する位相補正量はモータ毎の特性に依存する。従来例１及び２のモータ駆動装置は、ある特定のモータを駆動する目的で構成される。それ故に、従来例１及び２のモータ駆動装置は、そのモータと異なる電気定数（抵抗及びインダクタンスなど）を有するモータを駆動する場合には、最適な位相補正を行えない。
【００１６】
本発明は、高効率で正確にモータの位相制御を行う低コストなモータ駆動装置及びモータ駆動方法を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明は、モータの特性に依存しないで高効率で正確にモータの位相制御を行う低コストなモータ駆動装置及びモータ駆動方法を提供することを目的とする。
本発明は、高効率で低コストな電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記問題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
本発明の一つの観点によるモータ駆動装置は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有するモータ駆動部と、前記モータのロータ位置を検出し、ロータ位置信号を出力するためのロータ位置検出部と、前記ステータコイル駆動端子を流れる相電流の位相を検出するための電流位相検出部と、前記相電流の位相と前記ロータ位置信号の位相との差である第１の位相差が所定の電気角に維持されるように、電圧プロファイル信号を制御して生成する電圧信号生成部と、前記電圧プロファイル信号に応じて、前記各相の駆動トランジスタを駆動するＰＷＭ信号を生成する駆動信号生成部と、を有する。
本発明は、小型で低コストな上記の構成により、高効率で正確にモータの位相制御を行うモータ駆動装置を実現する。
【００１９】
また、本発明の別の観点によるモータ駆動装置は、上記のモータ駆動装置において、位相を制御するための前記位相差の帰還が行われない状態において、前記電圧信号生成部は、電流位相信号の位相が前記所定量よりも第１の所定期間だけ更にロータ位置信号の位相に対して進んだ位相に初期設定して、前記電圧プロファイル信号を生成し通電開始する。
モータが起動状態から定常状態に達するまでに途中で制御外れを生じることなく、確実に相電流の位相と前記ロータ位置信号の位相との差を目標値にロックできる。
【００２０】
また、本発明の更に別の観点によるモータ駆動装置は、モータの各相のステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードと、を複数組有するモータ駆動部と、前記回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの１端の電位又は両端の電位差を所定閾値と比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出し、出力する電流位相検出部と、前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する。
本発明は、小型で低コストな上記の構成により、高効率で正確にモータの位相制御を行うモータ駆動装置を実現する。
【００２１】
また、本発明の更に別の観点によるモータ駆動装置は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、高電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位及び低電位側の前記回生ダイオードの１端又は両端の電位を、それぞれ異なる所定電圧分だけシフトさせる電位シフト回路と、前記電位シフト回路の出力信号を所定閾値と比較するための比較器と、前記比較器の出力信号を入力し相電流の位相を導出して出力する相電流位相検出回路と、を有する電流位相検出部と、前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する。
本発明は、小型で低コストな上記の構成によりゼロクロス点を検出し、モータの特性に依存しないで高効率で正確にモータの位相制御を行うモータ駆動装置を実現する。
【００２２】
また、本発明の更に別の観点によるモータ駆動装置は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と所定閾値とを比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出して出力する電流位相検出部と、前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する。
本発明は、小型で低コストな上記の構成によりゼロクロス点を検出し、モータの特性に依存しないで高効率で正確にモータの位相制御を行うモータ駆動装置を実現する。
【００２３】
また、本発明の更に別の観点によるモータ駆動装置は、高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとが直列接続され、その接続点をモータの各相のステータコイル駆動端子とする複数のハーフブリッジ回路を有し、回生ダイオードが前記駆動トランジスタのそれぞれに並列接続されたモータ駆動部と、少なくとも１相のステータコイル駆動端子の電圧に第１のオフセット電圧を与えて得られた電位と第１の閾値とを比較した第１の比較結果と、前記ステータコイル駆動端子の電圧に第２のオフセット電圧を与えて得られた電位と第２の閾値とを比較した第２の比較結果と、に基づいて相電流の位相を導出して出力する電流位相検出部と、前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する。
本発明は、小型で低コストな上記の構成によりゼロクロス点を検出し、モータの特性に依存しないで高効率で正確にモータの位相制御を行うモータ駆動装置を実現する。
【００２４】
また、本発明の更に別の観点によるモータ駆動装置は、モータの各相のステータコイルを流れる相電流を駆動する駆動トランジスタと、前記駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードと、を複数組有するモータ駆動部と、前記回生ダイオードに順方向に回生電流が流れることによって生じる前記回生ダイオードの両端の電位を、少なくとも一方の電位にオフセット電圧を与えた後比較し、比較結果に基づいて相電流の位相を導出し、出力する電流位相検出部と、前記相電流の位相に基づいて、前記モータ駆動部に印加する電圧を出力する電圧信号生成部と、を有する。
【００２５】
本発明の１つの観点による電子装置は、上記のモータ駆動装置を有する。本発明は、高効率で正確にモータの位相制御を行う小型で低コストな電子装置を実現する。
【００２６】
本発明は、上記と同様の効果を奏するモータ制御方法を実現する。
発明の新規な特徴は添付の請求の範囲に特に記載したものに他ならないが、構成及び内容の双方に関して本発明は、他の目的や特徴と共に、図面と協働して理解されるところの以下の詳細な説明から、より良く理解され評価されるであろう。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、相電流の位相とロータ位置信号とを常に所定の位相差を維持することにより、高効率で低コストなモータ駆動装置及びモータ駆動方法を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、モータの特性に依存しないで高効率で低コストなモータ駆動装置及びモータ駆動方法を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、高効率で低コストな電子装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【００２９】
≪実施の形態≫
【００３０】
以下、図１〜図１３を参照して本発明の実施の形態のモータ駆動装置及びモータ駆動方法を説明する。図１は本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態のモータ駆動装置は、光ディスクのスピンドルモータの駆動装置である。
【００３１】
直流電源１はモータ駆動装置に電力を供給する。電流検出部４は、モータ駆動部２に流れる電源電流を検出する。電流信号整形部５は、電流検出部４が検出した電源電流のピーク値に応じた電流信号を生成する。 誤差増幅部６は、電流信号整形部５が出力する電流信号と、トルク指令信号入力端子７を介して外部から入力されたトルク指令信号（電流値の指令信号）とを入力し、トルク指令信号から電流信号を差し引いた値である誤差信号を出力する。
【００３２】
ロータ位置検出部１３は、モータ３の複数相のステータコイルに発生する誘起電圧に対して一定の位相関係を有するロータ位置信号を出力する。 実施の形態において、ロータ位置検出部１３は各ステータコイルに対して所定の電気角を隔てた位置に配置された３個のホール素子である。 ロータ位置検出部１３からのロータ位置信号は位相差検出部１２及び電圧信号生成部１０に入力される。
【００３３】
電圧信号生成部１０は、ロータ位置検出部１３が検出するモータ３のロータの電気角位相に従って周期的に電圧値が変化する正弦波信号を生成する。 電圧信号生成部１０は、誤差増幅部６が出力する誤差信号に基づいて、正弦波の振幅を定める。電圧信号生成部１０は、互いに１２０度の位相差を有する３相の正弦波信号を出力する。
電流位相検出部１１は、ステータコイルを流れる相電流の位相を検出し、電流位相信号を出力する。位相差検出部１２は、ロータ位置信号と電流位相信号との位相差を検出し、検出した位相差を電圧信号生成部１０に入力する。 電圧信号生成部１０は、位相差検出部１２からの位相差信号に基づいて、ロータ位置信号の位相に対する、生成する正弦波信号の位相を補正する。
【００３４】
三角波発生部８は、ＰＷＭ信号を発生するための三角波を発生する。駆動信号生成部９は三角波発生部８からの三角波を電圧信号生成部１０からの出力値でスライスしてＰＷＭ信号を生成する。 駆動信号生成部９は、ＰＷＭ信号である３相の通電信号を出力する。駆動信号生成部９は、レベルシフト段を含んでも良い。レベルシフト段は、駆動信号生成部９の電源電圧と次のモータ駆動部２の電源電圧との間に電圧差が存在する場合に、レベルシフト段に入力された信号のレベルをモータ駆動部２の電源電圧のレベルに対応したレベルに変換して伝達する。
モータ駆動部２は、高電位側駆動トランジスタ５６ａ〜５６ｃ及び低電位側駆動トランジスタ５７ａ〜５７ｃ及び電流回生用ダイオード５８ａ〜５８ｆを有する。
モータ駆動部２は駆動信号生成部９からＰＷＭ信号である３相の通電信号を入力し、これを増幅してモータ３を駆動する。
【００３５】
本発明の実施の形態のモータ駆動装置は、ステータコイルを流れる相電流とロータ位置信号とが所定の位相関係になるようにモータを駆動する。ロータ位置信号とステータコイルの誘起電圧とは、モータの構造によって定まる一定の位相差を持つ。 本発明の実施の形態のモータ駆動装置は、ステータコイルを流れる相電流とステータコイルの誘起電圧とが最適の位相差になるように、ステータコイルを流れる相電流とロータ位置信号との位相差を一定に保って、モータを駆動する。 これにより、本発明の実施の形態のモータ駆動装置は、モータの電気定数に関わらずステータコイルの電流と誘起電圧とを最適の位相関係に保つことを可能とし、モータを高効率で駆動することができる。
【００３６】
図１において電流検出部４は駆動トランジスタ５７ａ〜５７ｃの低電位側共通接続端子と低電位側電源との間に設けられた。 それに代えて、駆動トランジスタ５６ａ〜５６ｃの高電位側共通接続端子と高電位側電源との間に設けられてもよいし、モータ３への３相給電線に直列に設けられてもよいし、高電位側駆動トランジスタ５６ａ、５６ｂ、５６ｃのいずれかと高電位側共通接続端子との間に介在させて設けられてもよい。 また、低電位側駆動トランジスタ５７ａ、５７ｂ、５７ｃのいずれかと低電位側共通接続端子との間に介在させて設けられてもよいし、高電位側駆動トランジスタ５６ａ、５６ｂ、５６ｃのいずれかに並列接続した電流ミラー回路（図示しない）に設けられてもよいし、低電位側駆動トランジスタ５７ａ、５７ｂ、５７ｃのいずれかに並列接続した電流ミラー回路（図示しない）に設けられてもよい。
【００３７】
図２は本実施の形態のモータ駆動装置による位相補正の一例を示す。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は夫々１相のステータコイルについての駆動電圧、相電流（駆動電流）、ロータ位置信号を示す。図２（ａ）において１４は電圧信号生成部１０が出力する３相の駆動電圧のうちの１相の波形である。１５ａ及び１５ｂは正弦波である駆動電圧がＡＣ成分０レベル（ＡＣの基準電位）とクロスするゼロクロス点を示している。
図２（ｂ）には３つの相電流信号１００、１０１、１０２が示されている。相電流信号１００、１０１、１０２の位相は、駆動電圧１４の位相に対して遅れる。相電流信号１００は相電流の位相が高効率化のための最適条件にある場合の電流波形である。相電流信号１０１は最適位相よりもやや進相状態にある場合の電流波形である。 相電流信号１０２は最適位相よりもやや位相が遅れた状態にある場合の電流波形である。ロータ位置検出部１３を構成するホール素子の取り付け位置に応じて、図２（ｃ）に示すロータ位置信号の位相は異なる。
【００３８】
多くのモータにおいて、ロータ位置信号のＡＣ成分０レベルに対するクロス位置（ゼロクロス位置）から３０度進んだ位置又は３０度遅れた位置で、相電流信号がゼロクロスするようにモータを駆動するとモータの駆動効率が最大になる。 各信号波形の一例を示す図２（ａ）〜（ｃ）において、相電流のゼロクロス位置（図２（ｂ））がロータ位置信号のゼロクロス位置（図２（ｃ））より３０度遅れていれば、モータの駆動効率が最大になる。
【００３９】
位相差検出部１２が入力する相電流信号が図２（ｂ）の信号１００であれば、そのゼロクロス点は点１８ａ及び１８ｂと一致する。点１８ａ及び１８ｂは、図２（ｃ）のロータ位置信号のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂを３０度だけ遅らせた点である。位相差検出部１２は、位相差の情報を電圧信号生成部１０に送る。このとき電圧信号生成部１０が出力する駆動電圧波形１４は適切である。電圧信号生成部１０は、出力する駆動電圧の位相の修正をしない。
【００４０】
実施の形態の位相差検出部１２は、ホール素子が出力するロータ位置信号と相電流との適切な位相差を記憶しており、測定したロータ位置信号と相電流との位相差から、記憶する適切な位相差を差し引いた値を算出し、電圧信号生成部１０に送る。適切な位相差はホール素子の取り付け位置で定まる。 実施の形態の構成に代えて、電圧信号生成部１０が、ホール素子が出力するロータ位置信号と相電流との適切な位相差を記憶し、測定したロータ位置信号と相電流との位相差から、記憶する適切な位相差を差し引いた値を算出しても良い。
【００４１】
位相差検出部１２が入力する相電流信号が図２（ｂ）の信号１０１であれば、そのゼロクロス点は、点１８ａ及び１８ｂより２０で示す位相分だけ進んでいることになる。点１８ａ及び１８ｂは、図２（ｃ）のロータ位置信号のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂを３０度だけ遅らせた点である。このとき電圧信号生成部１０が出力する駆動電圧波形１４の位相は最適値よりも進んでいることになる。 位相差検出部１２は期間２０をカウントし、カウントした値である位相差の情報を電圧信号生成部１０に送る。電圧信号生成部１０は、駆動電圧プロファイルの角度情報を補正し、又は駆動電圧プロファイルの開始タイミングを補正する（詳細は後述）。
【００４２】
位相差検出部１２が入力する相電流信号が図２（ｂ）の信号１０２であれば、そのゼロクロス点は、点１８ａ及び１８ｂより２１で示す位相分だけ遅れていることになる。点１８ａ及び１８ｂは、図２（ｃ）のロータ位置信号のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂを３０度だけ遅らせた点である。このとき電圧信号生成部１０が出力する駆動電圧波形１４の位相は最適値よりも遅れていることになる。位相差検出部１２は期間２１をカウントし、カウントした値である位相差の情報を電圧信号生成部１０に送る。電圧信号生成部１０は、出力する駆動電圧の位相を補正し、又は駆動電圧の開始タイミングを補正する。
【００４３】
電圧信号生成部１０の位相補正制御が位相ロックを外れた状態になって、相電流の位相が過度に遅れた状態又は過度に進んだ状態となると、制御系が不安定になる。これを防止するために、電圧信号生成部１０は、駆動電圧波形１４におけるゼロクロス点１５ａ及び１５ｂが、点１８ａ及び１８ｂ（モータ３が適切に制御された場合の相電流のゼロクロス点）よりも遅れないように、ロータ位置信号に対する相電流の位相遅延量の上限値を定める。点１８ａ及び１８ｂは、ロータ位置信号１６のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂから適切な位相差を遅らせた点である。さらに、電圧信号生成部１０は、ゼロクロス点１５ａ及び１５ｂが点１８ａ及び１８ｂより第１の所定期間以上位相が進まないように、ロータ位置信号に対する相電流の位相遅延量の下限値を定める。
【００４４】
ロータ位置信号と相電流との位相差を所定の範囲内に制限することにより、回転数が高い領域での過度の位相進みや位相遅れを防止することができる。位相を進ませる上限値である第１の所定値を、回転数の上昇に応じて小さくなるように変化させることにより、高回転域での位相進みによる制御のロック外れが防止できる。
【００４５】
また図２（ｂ）の相電流においてはそのゼロクロスのタイミングを検出することが重要であり後述する方法で簡便に検出可能である。なお電圧信号形成回路１０から出力される互いに位相が１２０度ずつシフトした三相の駆動電圧それぞれが独立に位相補正されるものであってもよい。また、位相補正によって、一相の駆動電圧を生成し、一相の駆動電圧をそれぞれ１２０度及び２４０度シフトすることによって、他の二相の駆動電圧を生成し、三相の駆動電圧を出力することもできる。
【００４６】
実施の形態の電圧信号生成部１０は、図２（ａ）に示す正弦波の駆動電圧１４を生成し出力する。これに代えて電圧信号生成部１０は、図３に示すように電気角３６０度を３等分して、各相の駆動電圧がそれぞれ１２０度の区間でゼロレベルになる波形２２を出力することも可能である。 図３の各相の駆動電圧２２の２つの上ピークは互いに６０度位相がずれている。図３の各相の駆動電圧２２の２つの上ピークは互いに６０度位相がずれている。 電圧信号生成部１０は、ゼロクロス点１５ａ及び１５ｂについて、上記と同様の方法で位相補正する。
【００４７】
図４は実施の形態の電圧信号生成部１０の構成を示すブロック図である。電圧信号生成部１０は、図２（ａ）の駆動電圧１４及びそれを１２０度、２４０度ずつそれぞれ位相をシフトした駆動電圧を生成する。図４において、誤差増幅部６が出力する誤差信号の入力端子４０１、ロータ位置信号の入力端子４０２、位相差検出部１２が出力する位相差信号の入力端子４０３、制御部４０５、複数の抵抗を直列に接続した抵抗接続体４０６、スイッチ４０７〜４０９、最高電位線４１０、最低電位線４１１、第１相の駆動電圧の出力端子４１２、第２相の駆動電圧の出力端子４１３、及び、第３相の駆動電圧の出力端子４１４が図示される。
【００４８】
制御部４０５は誤差増幅部６からの誤差信号を入力して、正弦波駆動電圧正弦波駆動電圧の最高電位及び最低電位を最高電位線４１０及び最低電位線４１１に出力する。また、制御部４０５は、ロータ位置信号及び位相差信号を入力して、各相の駆動電圧の位相を示す第１相、第２相、第３相の位相信号をスイッチ４０７〜４０９の制御端子４１７〜４１９に出力する。 抵抗接続体４０６は、最高電位線４１０の電圧と最低電位線４１１の電圧とを分圧して、２つの電圧を上下のピークとする擬似的な正弦波の種々の位相での電圧を生成し、スイッチ４０７〜４０９の各接点に出力する。 スイッチ４０７〜４０９の各接点に入力された電圧群が形成する電圧の関数を電圧プロファイルと呼ぶ。実施の形態においては電圧プロファイルは擬似的な正弦波電圧である。電圧プロファイルは、例えば図３に示す波形であっても良い。 スイッチ４０７〜４０９は、それぞれの制御端子４１７〜４１９に入力された第１相、第２相、第３相の位相信号に従って接点を切り換え、各接点に入力された電圧を順次出力して、それぞれ第１相、第２相、第３相の正弦波駆動電圧を生成する。 出力端子４１２〜４１４は、第１相、第２相、第３相の正弦波駆動電圧を駆動信号生成部９に出力する。図４に示すように、スイッチ４０７〜４０９は、それぞれ１２接点を有し、電気角３０度を単位として駆動電圧を出力する。
【００４９】
制御部４０５は、モータ起動時に、駆動電圧波形１４におけるゼロクロス点１５ａ及び１５ｂが点１８ａ及び１８ｂよりも遅れることなく、且つ点１８ａ及び１８ｂより第１の所定期間以上位相が進まないように、ロータ位置信号に対する相電流の位相遅延量を、上記の上限値から下限値までの範囲の値に初期設定する。点１８ａ及び１８ｂは、ロータ位置信号１６のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂから適切な位相差を遅らせた点（モータ３が適切に制御された場合の相電流のゼロクロス点）である。
制御部４０５は、位相差検出部１２が入力する相電流信号のゼロクロス点の位相が点１８ａ及び１８ｂより進んでいれば、出力する位相信号（制御端子４１７〜４１９に出力される）の位相を遅らせる。 また、制御部４０５は、位相差検出部１２が入力する相電流信号のゼロクロス点の位相が点１８ａ及び１８ｂより遅れていれば、出力する位相信号（制御端子４１７〜４１９に出力される）の位相を進める。点１８ａ及び１８ｂは、ロータ位置信号のゼロクロス点１７ａ及び１７ｂを３０度だけ遅らせた点である。
【００５０】
図５は、本発明の実施形態におけるモータ駆動装置の更に具体的な構成を示すブロック図である。 図５において、モータ駆動部である三相パワー段２、３相直流モータ３、電流検出部である抵抗４、電流信号整形部である増幅器５、誤差増幅部６、トルク指令信号入力端子７、三角波発生部８、駆動信号生成部９、電圧信号生成部１０、電流位相検出部である電流エッジ検出部１１、位相差検出部１２、ロータ位置検出部１３が図示されている。各ブロックは、図１に対応している。
【００５１】
ロータ位置検出部１３は、ホール素子であるロータ位置センサ５２１と、ロータ位置センサ５２１の出力信号のエッジを検出してロータ位置信号を出力するロータ位置エッジ検出部５２２と、を有する。
【００５２】
位相差検出部１２は、電流エッジ目標信号生成部５３１と、位相差検出器５３２と、を有する。電流エッジ目標信号生成部５３１は、ロータ位置信号を入力し、ロータ位置信号から一定量位相をシフトさせた電流エッジ目標信号６４５を生成する。 電流エッジ目標信号６４５は電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）の制御目標位置である。一定量の位相とは、ロータ位置信号と相電流との適切な位相差である。実施の形態において電流エッジ目標信号６４５は、ロータ位置信号から３０度だけ位相を遅らせた信号である。 位相差検出器５３２は、電流エッジ目標信号６４５と、電流位相検出部１１が出力する実測した相電流のエッジ信号と、の位相差を検出し、位相差信号を出力する。
【００５３】
電圧信号生成部１０は、制御部４０５、抵抗接続体である直列抵抗段４０６、スイッチマトリックス４０７、４０８、４０９を有する。 制御部４０５は、電圧波高値生成部５０１、周期カウンタ５０２、電気角クロック生成部５０３、判定部５０４、５０５、ラッチ回路５０６、ゼロ遅延量５０７、電圧トリガ基準間遅延量５０８、電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９、電圧指令トリガ第２基準信号生成部５１０、スイッチ５１１、５１２、加算器５１３、遅延部５１４、角度送りカウンタ５１５、デコーダ５１６を有する。
【００５４】
電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９は、ロータ位置信号を入力し、電流エッジ目標信号６４５よりも一定量位相を進めた電圧指令トリガ第１基準信号６４２を生成する。位相を進める量は、一定電気角である。 電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９は、カウンタと、演算部と、遅延回路と、を有する。電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９のカウンタは、クロックを入力してロータ位置エッジ信号の周期（又はそれを分割した期間の周期）をカウントする。 電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９の演算部は、ロータ位置エッジ信号の周期のカウント値を所定の値で割って位相進み量（実際には先行するロータ位置信号からの位相遅れ量）のカウント値を算出する。 電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９の遅延回路は、算出したカウント値に基づいて、ロータ位置信号から一定電気角だけ位相が進んだ（先行するロータ位置信号から一定電気角だけ位相が遅れた）電圧指令トリガ第１基準信号６４２を生成する。
【００５５】
電圧指令トリガ第２基準信号生成部５１０は、ロータ位置信号を入力し、電流エッジ目標信号６４５よりも一定量位相を進めた電圧指令トリガ第２基準信号６４３を生成する。 電圧指令トリガ第２基準信号生成部５１０が位相を進める量は、一定電気角であって、電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９が位相を進める量よりも大きい。 電圧指令トリガ第２基準信号生成部５１０の構成は、位相進み量が異なる点を除いて、電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９と同様である。
【００５６】
スイッチ５１２は、電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９が出力する電圧指令トリガ第１基準信号６４２及び電圧指令トリガ第２基準信号生成部５１０が出力する電圧指令トリガ第２基準信号６４３を入力し、いずれか一方を選択して出力する。
【００５７】
スイッチ５１１は、ゼロ遅延量５０７及び電圧トリガ基準間遅延量５０８を入力し、いずれか一方を選択して出力する。電圧トリガ基準間遅延量５０８は、電圧指令トリガ第１基準信号６４２と電圧指令トリガ第２基準信号６４３との差分時間（図６の６５１）である。 加算器５１３は、電流エッジ目標信号６４５と電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）との位相差（位相差検出部１２が出力する位相差信号）と、スイッチ５１１が出力する遅延時間とを入力し、両者を加算した時間を出力する。
【００５８】
遅延部５１４は、スイッチ５１２が出力する電圧指令トリガ第１又は第２基準信号（基準信号）を入力し、基準信号から所定時間遅延させた電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）を生成する。遅延部５１４の遅延量は、加算器５１３が出力する遅延時間である。
【００５９】
電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）は、電圧指令トリガ第１基準信号６４２又は電圧指令トリガ第２基準信号６４３を遅延させて生成される。そのため、電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）が電圧指令トリガ第１基準信号６４２又は電圧指令トリガ第２基準信号６４３より位相が進むことはない。 従って、電圧指令トリガ第１基準信号６４２又は電圧指令トリガ第２基準信号６４３は、電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）が最も位相の進んだ場合の限界として利用可能である。
【００６０】
なお上記説明では電圧指令トリガ第１基準信号６４２及び電圧指令トリガ第２基準信号６４３は、電流エッジ目標信号６４５よりも一定電気角だけ進んだものとした。これに代えて、周期情報を利用して電流エッジ目標信号６４５から一定時間だけ位相を進めた信号を電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）とすることも可能である。
電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９は、ロータ位置信号を入力し、電流エッジ目標信号６４５よりも一定量位相を進めた電圧指令トリガ第１基準信号６４２を生成する。位相を進める量は、一定時間である。 電圧指令トリガ第１基準信号生成部５０９は、カウンタと、遅延回路と、を有する。電圧指令トリガ第1基準信号生成部509のカウンタは、クロックを入力してロータ位置エッジ信号の周期（又はそれを分割した期間の周期）をカウントする。電圧指令トリガ第1基準信号生成部509の遅延回路は、ロータ位置信号から一定時間だけ位相が進んだ（先行するロータ位置信号から一定時間だけ位相が遅れた）電圧指令トリガ第1基準信号642を生成する。電圧指令トリガ第２基準信号についても同様である。
【００６１】
モータ３が、電圧指令トリガ第１基準信号６４２を用いて制御されているとする。スイッチ５１１は、ゼロ遅延量５０７を選択して有効化する。スイッチ５１２は、電圧指令トリガ第１基準信号６４２を選択して有効化する。 この状態において、電圧指令トリガ信号６４４を電圧指令トリガ第１基準信号６４２より位相を進める必要がある場合、即ち電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）が電圧指令トリガ第１基準信号６４２からの遅延時間がゼロの状態において、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）が電流エッジ目標信号６４５よりも遅れている場合には以下のようにして対応する。
【００６２】
判定部５０４は、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）が電流エッジ目標信号６４５からの遅延を有するか否かを判定する。 判定部５０５は、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）の電流エッジ目標信号６４５（電圧指令トリガ第１基準信号６４２と同位相になっている。）からの遅延時間（位相差検出部１２が出力する位相差信号）が、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差６５１）より小さいか否かを判定する。
【００６３】
ラッチ回路５０６は、判定部５０４、５０５の判定結果を入力する。次にラッチ回路５０６は、電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）の電圧指令トリガ第１基準信号６４２からの遅延時間がゼロの状態において、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）が電流エッジ目標信号６４５よりも遅れている場合には、スイッチ５１１及び５１２を切り換える。 ラッチ回路５０６は、スイッチ５１２を切り換えて次の電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）の基準信号として電圧指令トリガ第２基準信号６４３を有効化する。 それと共に、ラッチ回路５０６は、スイッチ５１１を切り換えるので、加算器５１３は、位相差検出部１２が出力する位相差と、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第１基準信号６４２と電圧指令トリガ第２基準信号６４３との差分時間６５１）とを加算して出力する。
【００６４】
判定部５０５の判定結果が、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）の電流エッジ目標信号６４５からの遅延時間（位相差検出部１２が出力する位相差信号が、電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差（図６の６５１））より小さい場合、加算器５１３の出力信号は正値である。
【００６５】
遅延部５１４は、スイッチ５１２が出力する電圧指令トリガ第２基準信号６４３と加算器５１３の出力信号とを入力し、電圧指令トリガ第２基準信号６４３から所定時間遅延させた電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）を生成し、出力する。
【００６６】
次に、電圧指令トリガ第２基準信号６４３を用いてモータ３を制御しているとする。スイッチ５１１は、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第１基準信号６４２と電圧指令トリガ第２基準信号６４３との差分時間６５１）を選択して有効化する。スイッチ５１２は、電圧指令トリガ第２基準信号６４３を選択して有効化する。
【００６７】
判定部５０４は、電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）が電流エッジ目標信号６４５より位相が進んでいるか否かを判定する。 判定部５０５は、電圧指令トリガ第２基準信号６４３に対する電圧指令トリガ信号６４４の遅延時間（加算器５１３の出力信号）が、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差６５１）以上か否かを判定する。
ラッチ回路５０６が、判定部５０４、５０５の動作を切り換える。
【００６８】
ラッチ回路５０６は、判定部５０４、５０５の判定結果を入力し、電圧指令トリガ第２基準信号６４３に対する電圧指令トリガ信号６４４の遅延時間（加算器５１３の出力信号）が、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差６５１）に等しい状態において電流エッジ信号６４６（６４６ａ又は６４６ｂ）が電流エッジ目標信号６４５よりも進んでいる場合には、スイッチ５１１及び５１２を切り換える。 ラッチ回路５０６は、スイッチ５１２を切り換えて次の電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）の基準信号として電圧指令トリガ第１基準信号６４２を有効化する。 それと共に、ラッチ回路５０６は、スイッチ５１１を切り換えるので、加算器５１３は、位相差検出部１２が出力する位相差と、ゼロ遅延量５０７とを加算して出力する。
【００６９】
判定部５０５の判定結果が、電圧指令トリガ第２基準信号６４３に対する電圧指令トリガ信号６４４の遅延時間（加算器５１３の出力信号）が、電圧トリガ基準間遅延量５０８（電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差６５１）以上である場合、加算器５１３の出力信号は正値である。
【００７０】
遅延部５１４は、スイッチ５１２が出力する電圧指令トリガ第２基準信号６４３と加算器５１３の出力信号とを入力し、電圧指令トリガ第２基準信号６４３から所定時間遅延させた電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）を生成し、出力する。
【００７１】
周期カウンタ５０２は、ロータ位置エッジ信号６４１と所定のクロックとを入力し、その周期をカウントする。 電気角クロック生成部５０３は、ロータ位置エッジ信号６４１の周期のカウント値に基づいて、所定の電気角度当たりのカウント値を算出し、ロータ位置エッジ信号のカウント値を用いて推定ロータ角度を歩進させる。
角度送りカウンタ５１５は、電気角クロック生成部５０３が出力する現在の推定ロータ角度と、遅延部５１４が出力する電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）とを入力し、現在の推定ロータ角度に対して電圧指令トリガ信号６４４（６４４ａ又は６４４ｂ）が指示する角度だけ位相が進んだ電気角を出力する。
デコーダ５１６は、角度送りカウンタ５１５が出力する電気角に基づいて、スイッチ４０７、４０８、４０９の制御信号を生成し、出力する。
【００７２】
電圧波高値生成部５０１は、誤差増幅部６が出力する誤差信号を入力し、正弦波駆動電圧の最高電位及び最低電位を最高電位線４１０及び最低電位線４１１に出力する。
直列抵抗段４０６は、スイッチ４０７、４０８、４０９の各接点における電圧を生成する。ＳＷマトリックス４０７、４０８、４０９は、３相の電圧プロファイル信号を生成する。
【００７３】
駆動信号生成部９は、三相比較器５３３と、貫通電流を防止するための論理回路５３４と、を有する。三相比較器５３３は、三角波発生部８が出力する三角波を、電圧信号生成部１０が出力する３相の電圧プロファイル信号を用いてスライスして、ＰＷＭ信号を生成する。論理回路５３４は、直列接続された高電位側の駆動トランジスタと低電位側の駆動トランジスタとを通じて貫通電流が流れることを防止するための回路である。
３相パワー段２は、３相のＰＷＭ信号を入力して、モータ３を駆動する。
【００７４】
図６は、図５の各部波形を示す図である。図６において、差６５１は、電圧指令トリガ第２基準信号６４３と電圧指令トリガ第１基準信号６４２との位相差を示す。 波形６４４ａは、電圧指令トリガ第１基準信号６４２を用いてモータ３を制御している時の電圧指令トリガ信号を示す。差６５２は、電圧指令トリガ信号６４４ａが、電圧指令トリガ第１基準信号６４２からの遅延量の可変量（遅延量が減る方向の可変量）を示す。
【００７５】
波形６４６ａ、６４６ｂは、電圧指令トリガ第１基準信号６４２を用いてモータ３を制御している時の電流エッジ信号を示す。差６５３は、モータ系の電圧指令トリガ信号６４４ａに対する電流エッジ目標信号６４５の遅延量である。 差６５５は、モータ系の電圧指令トリガ信号６４４ａに対する電流エッジ信号６４６ｂの遅延量である。
差６５４は、電流エッジ信号６４６ａが電流エッジ目標信号６４５より遅延していることを示す。差６５４は遅延量である故に、加算器５１３は、制御によりこの遅延量６５４を小さくするため、出力する遅延時間を遅延量６５４だけ短くする。
差６５６は、電流エッジ信号６４６ｂが電流エッジ目標信号６４５より位相が進んでいることを示す。差６５６は進み量である故に、加算器５１３は、制御によりこの遅延量６５６を小さくするため、出力する遅延時間を遅延量６５６だけ長くする。
【００７６】
波形６４４ｂは、電圧指令トリガ第２基準信号６４３を用いてモータ３を制御している時の電圧指令トリガ信号を示す。
【００７７】
図７を参照して、位相を遅らせる制御及び位相を進める制御について更に詳しく説明する。図７（ａ）は、位相を遅らせる制御を行う場合の電圧指令波形７６、図７（ｂ）は、位相を進める制御を行う場合の電圧指令波形８０を示す。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、制御端子４１７〜４１９を介してスイッチ４０７〜４０９を切り替えることによって、１周期を単位角度７９で等分割した擬似的な正弦波状の電圧指令波形７６及び８０が形成される。ロータ位置エッジ信号７１、前回の位相制御量７２が図示される。図示しない電流エッジ目標信号に対して、電流エッジ信号が位相差７３だけ進んでいる場合、新たな電圧指令波形７６のゼロクロス点を前回のゼロクロス点７４よりも位相差７３だけ遅らせた点７５に設定し、電圧指令波形７６を形成する。 また、図示しない目標信号に対して、電流エッジ信号が位相差７７だけ遅れている場合、新たな電圧指令波形８０のゼロクロス点を前回のゼロクロス点７４よりも位相差７７だけ進めた点７８に設定し、電圧指令波形８０を形成する。
【００７８】
上記の位相制御は、単位角度７９よりも十分小さい単位で行われる（スイッチ４０７〜４０９の切り替えタイミングは単位角度７９に相当する時間よりも十分短い時間を単位として制御される）。 図８は、単位角度７９で制御した場合の電圧指令波形８３を示す。図８において、電圧指令波形８３は開始タイミングを制御するための最小単位角度７９が大きいため、新たな電圧指令波形８４（破線で示される。）のゼロクロス点を点８１と点８２の中間に設定できない。 電圧指令波形８４の開始タイミングは点８２となり、ジッタが大きくなる。本実施の形態においては、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、単位角度７９よりも十分小さい単位で位相制御を行うため、ジッタが小さい。
【００７９】
次に電流位相検出部１１の構成を説明する。図９は、本発明の実施の形態の電流位相検出部１１（電流エッジ検出部）の構成を示すブロック図である。モータを最大効率で駆動するために、図２（ｂ）の相電流におけるゼロクロス点を正確に検出することが重要である。 実施の形態の電流位相検出部１１は、下記の構成により低コストで小型の回路で正確にゼロクロス点を検出する。
図９において、電流位相検出部１１は、第１の電位シフト部２３、第２の電位シフト部２４、第３の電位シフト部２５、第４の電位シフト部２６、比較器２７、比較器２８、及び処理部２９を有する。
第１の電位シフト部２３は、モータ駆動部２の高電位側共通接続端子電位を入力し第１の電圧分だけシフトする。 第２の電位シフト部２４は、ステータコイル駆動端子電位を入力し第２の電圧分だけシフトする。第３の電位シフト部２５は、ステータコイル駆動端子電位を入力し第３の電圧分だけシフトする。 第４の電位シフト部２６は、モータ駆動部２の低電位側共通接続端子電位を入力し第４の電圧分だけシフトする。 比較器２７は、第１の電位シフト部２３の出力電圧と第２の電位シフト部２４の出力電圧とを入力し比較結果を出力する。比較器２８は、第３の電位シフト部２５の出力電圧と第４の電位シフト部２６の出力電圧とを入力し比較結果を出力する。
【００８０】
実施の形態において、第１の電位シフト部２３は、高電位側共通接続端子電位を電圧Ｖ１（＞０）だけ降下させる。第２の電位シフト部２４は、ステータコイル駆動端子電位をＶ１＋Ｖ２（＞０）だけ降下させる。 第４の電位シフト部２６は、低電位側共通接続端子電位を電圧Ｖ３（＞０）だけ高くする。第３の電位シフト部２５は、ステータコイル駆動端子電位をＶ３＋Ｖ４（＞０）だけ高くする。
例えば高電位側共通接続端子電位と低電位側共通接続端子電位とを電源とする比較器は、非反転入力端子及び反転入力端子に入力する信号の電位が、高電位側共通接続端子電位より所定電圧Ｖ５（＞０）以上低く、且つ低電位側共通接続端子電位より所定電圧Ｖ６（＞０）以上高くなければ、正常に比較結果を出力できない。 したがって、Ｖ５＜Ｖ１＜Ｖ１＋Ｖ２、Ｖ６＜Ｖ３＜Ｖ３＋Ｖ４の式を満たすようにＶ１〜Ｖ４を定める。Ｖ２及びＶ４の値については後に説明する。
【００８１】
ＰＷＭ駆動によってステータコイル駆動端子電位は高電位から低電位まで大きく変化し、電流回生時においては高電位側共通接続端子電位よりも高くまたは低電位側共通接続端子電位よりも低くスイングする。 モータにおいてはこのようにステータコイル駆動端子電位が高電位側共通接続端子電位よりも高くなる時間領域の端及び低電位側共通接続端子電位よりも低くなる時間領域の端が相電流のゼロクロス位置に一致することに発明者は着目した。 これら領域の端を検出することにより、相電流のゼロクロス点を検出できる。しかし小型モータにおいてはオン抵抗と回生電流値との積が小さい。 それ故、単純にモータ駆動端子電位と高電位側共通接続端子電位とを比較器で比較したのでは、又は単純にモータ駆動端子電位と低電位側共通接続端子電位とを比較器で比較したのでは、精度良く相電流のゼロクロス位置を検出することは困難であった。 ステータコイル駆動端子電位に重畳されるノイズ及び後段の比較器のオフセット電位のばらつき等の要因によって、比較器が出力する比較結果がチャタリングするからである。
【００８２】
実施の形態の電流位相検出部１１は、回生電流発生時に数１００ｍＶの電位差を生じる回生ダイオードの順方向降下電圧を利用して、ステータコイル駆動端子電位が高電位側共通接続端子電位よりも高くなる時間領域の端及びステータコイル駆動端子電位が低電位側共通接続端子電位よりも低くなる時間領域の端を精度よく検出する。電流位相検出部１１の動作を図１０を参照して説明する。
【００８３】
図１０（ａ）において、波形３０はステータコイル駆動端子電圧の信号を、破線３１は高電位側共通接続端子電位を、破線３２は低電位側共通接続端子電位を示す。駆動端子電圧３０が高電位側共通接続端子電位よりも高くなるピーク３３、及び駆動端子電圧３０が低電位側共通接続端子電位よりも低くなるピーク３５に基づいて、ステータコイルの相電流の方向の切り換わりタイミングを検出する。
【００８４】
期間１０３は、この相の低電位側駆動トランジスタがこの相のステータコイルから電流を吸い込んで低電位側共通接続端子に流し込む期間である。期間１０４は、この相の高電位側駆動トランジスタまたは高電位側回生ダイオードがこの相のステータコイルから電流を吸い込んで高電位側共通接続端子に流し込む期間である。 期間１０５は、この相の高電位側駆動トランジスタが高電位側共通接続端子から電流を吸い込んでこの相のステータコイルに流し込む期間である。期間１０６は、この相の低電位側駆動トランジスタまたは低電位側回生ダイオードが低電位側共通接続端子から電流を吸い込んでこの相のステータコイルに電流を流し込む期間である。
【００８５】
ピーク３３は高電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードに回生電流が流れたことによるステータコイル駆動端子の電位上昇のピークを示す。電圧３４はピーク３３から高電位側共通接続端子電位３１までの順方向降下電圧を示す。 ピーク３５は低電位側駆動トランジスタに並列接続された回生ダイオードに回生電流が流れたことによるステータコイル駆動端子の電位降下のピークを示す。電圧３６はピーク３５から低電位側共通接続端子電位３２までの順方向降下電圧を示す。本図では同期整流駆動を適用した事例を示している。 
電圧３７はエネルギ蓄積時の高電位側駆動トランジスタによる降下電圧であり、電圧３８は回生時の高電位側駆動トランジスタによる上昇電圧である。 電圧３９はエネルギ蓄積時の低電位側駆動トランジスタによる上昇電圧であり、電圧４０は回生時の低電位側駆動トランジスタによる降下電圧である。電位３７〜４０は、いずれも電圧３４及び３６に比べて小さく、とりわけ小電流時には極めて小さなオン電圧となる。
【００８６】
前述のようにノイズ及び比較器のオフセットのばらつき等の影響のため小さな電圧３７、３８、３９、４０を安定に検出することは困難である。 これに対して上ピーク３３と高電位側共通接続端子電位３１との電位差３４、及び下ピーク３５と低電位側共通接続端子電位３２との電位差３６は、ステータコイルに流れる電流に対して対数特性を示す。したがって、ステータコイルに流れる電流が非常に小さくても、電位差３４及び３６は、数１００ｍＶに達する。 実施の形態の電流位相検出部１１は、これらの上下のピークを検出し、これらのピークに基づいて相電流のゼロクロス点を検出する。
【００８７】
図１０（ｂ）において、破線４１は図１０（ａ）に示す高電位側共通接続端子電位３１を図９の第１の電位シフト部２３を通して得られる電位である。 波形４２は図１０（ａ）に示すステータコイル駆動端子電圧３０を図９の第２の電位シフト部２４を通して得られる信号である。図１０（ｂ）は高電位側共通接続端子電位３１の近傍のみでの波形を示す。
【００８８】
図１０（ｃ）において、波形４３は図１０（ａ）に示したステータコイル駆動端子電圧３０を図９の第３の電位シフト部２５を通して得られる信号である。破線４４は図１０（ａ）に示した低電位側共通接続端子電位３２を図９の第４の電位シフト部２６を介して得られる電位である。 図１０（ｃ）は低電位側共通接続端子電位３２の近傍のみでの波形を示す。電圧５９及び６０は、それぞれ図１０（ａ）における電圧３４及び３６を各電位シフト部２４及び２５を通して得られる電圧である。
【００８９】
実施の形態において、第１の電位シフト部２３で電圧Ｖ１だけ電圧が降下した高電位側共通接続端子電位４１は、第２の電位シフト部２４で電圧（Ｖ１＋Ｖ２）だけ電圧が降下したステータコイル駆動端子電位４２の電圧５９のほぼ真中に位置する。即ち、電圧Ｖ２は、電圧５９のほぼ１／２の値に定められる。
第４の電位シフト部２６で電圧Ｖ３だけ電圧が上昇した低電位側共通接続端子電位４４は、第３の電位シフト部２５で電圧（Ｖ３＋Ｖ４）だけ電圧が上昇したステータコイル駆動端子電位４３の電圧６２のほぼ真中に位置する。 即ち、電圧Ｖ４は、電圧６０のほぼ１／２の値に定められる。
比較器２７及び２８はノイズ等の影響を受けることなく、正確にステータコイル駆動端子電位の上ピーク３３及び下ピーク３５を検出する。 図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示す電位差６１（＝Ｖ２）及び６２（＝Ｖ４）は、ピーク３３及び３５の順方向降下電圧５９及び６０の５％から８０％の範囲内に設定される。
【００９０】
図１０（ｄ）は、比較器２７が図１０（ｂ）の電圧４１と４２とを比較した比較結果を表す信号である。図１０（ｅ）は、比較器２８が図１０（ｃ）の電圧４３と４４とを比較した比較結果を表す信号である。図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）に示すように、チャタリングのない比較結果を得ることができる。
処理部２９は、比較器２７、２８が出力する図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）の信号を入力し、相電流のゼロクロス点の情報を含む電流位相信号を出力する。
【００９１】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）を説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、ステータコイル駆動トランジスタのＰＷＭデューティ比が常に１００％未満で駆動される場合における図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）を、モータ電気角の１周期より長い時間について示したものである。 処理部２９は、Ｒ−Ｓフリップフロップを有する。処理部２９は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の信号をそれぞれセット入力信号及びリセット入力信号として入力されて、図１１（ｃ）に示す電流位相信号を出力する。 処理部２９は、相電流が流れる方向が切り替わる時点でゼロクロスする電流位相信号を出力する。
【００９２】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）はステータコイル駆動トランジスタのＰＷＭデューティ比が１００％駆動になる期間を含む場合における図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）を、モータ電気角の１周期より長い時間について示したものである。処理部２９は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の信号を入力されて、図１２（ｃ）に示す電流位相信号を出力する。
処理部２９は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の信号を入力し、低域フィルタをかけて電流位相信号を生成しても良い。 あるいは、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の信号をクロック信号として用いて、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の信号をシングルショット等を介してラッチすることによって電流位相信号を生成しても良い。この場合、比較器２７及び２８の一方だけで回路を構成することも出来る。
【００９３】
モータの回転速度が低い場合、図１１（ａ）のパルス発生区間の最後のパルスと図１１（ｂ）のパルス発生区間の最初のパルスとの間の区間１１０３、及び、図１１（ｂ）のパルス発生区間の最後のパルスと図１１（ａ）のパルス発生区間の最初のパルスとの間の区間１１０４の期間が３６０度区間に比べて無視できない場合がある。 処理部２９は、区間１１０３の中間点１１０５及び区間１１０４の中間点１１０６でゼロクロスする電流位相信号を生成する。処理部２９は、区間１１０３及び区間１１０４の長さを測定し、中間点１１０５及び中間点１１０６のタイミングを割り出す。 処理部２９は、中間点１１０５及び中間点１１０６でゼロクロスする電流位相信号を生成する。図１１（ｄ）に、中間点１１０５及び中間点１１０６でゼロクロスする電流位相信号を示す。
【００９４】
図１２（ａ）〜図１２（ｄ）においても、同様に処理部２９は、区間１１０３の中間点１１０５及び区間１１０４の中間点１１０６でゼロクロスする電流位相信号を生成する。図１２（ｄ）に、中間点１１０５及び中間点１１０６でゼロクロスする電流位相信号を示す。
【００９５】
図１３は図９の電圧信号生成部１０の電位シフト部の構成をより具体的に示す図である。図９における第１の電位シフト部２３及び第４の電位シフト部２６は省略している（Ｖ１＝Ｖ３＝０としている。）。 第２の電位シフト部２４は抵抗器４５と電流源４６との組合せによって、ステータコイル駆動端子電圧３０をＶ２（＝Ｖ１＋Ｖ２）だけ電圧降下させ、図１０（ｂ）に示す信号を出力する。 第３の電位シフト部２５は抵抗器４７と電流源４８との組合せによって、ステータコイル駆動端子電圧３０をＶ４（＝Ｖ３＋Ｖ４）だけ電圧上昇させ、図１０（ｃ）に示す信号を出力する。
実施の形態の図１３において、要素４５及び４７は抵抗器であった。しかしこれに限らず、要素４５及び４７は電流を与えると電位差を発生する任意の回路要素であっても良い。
【００９６】
図９の各電位シフト部２３〜２６の具体的構成は図１３の構成に限るものではない。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）の電位関係を実現するものであれば任意の構成を取り得る。例えば２つの電位シフト部２３、２６は削除されても良い。 後段の比較器２７及び２８が予め所定のオフセット電圧を内包していても良い。この場合、電位シフト部２３〜２６の全部又は幾つかは削除されても良い。 ＰＷＭデューティ比が必ず１００％未満であれば、回路が比較器２７及び２８のいずれか一方で構成されていても良い。
【００９７】
本発明の説明において電流波形としては正弦波形状となることを説明してきたが本発明は正弦波でなくとも有効である。もっとも正弦波駆動と本発明を組み合わせることによって騒音や振動が少なく且つ高効率なモータ駆動を実現することができる。
実施の形態のモータ駆動装置は、光ディスクのスピンドルモータの駆動装置であった。実施の形態のモータ駆動装置を、光ディスク以外の任意のディスク装置、又は他の装置のモータの駆動装置に適用することが出来る。
【００９８】
発明をある程度の詳細さをもって好適な形態について説明したが、この好適形態の現開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、各要素の組合せや順序の変化は請求された発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。
図面の一部又は全部は、図示を目的とした概要的表現により描かれており、必ずしもそこに示された要素の実際の相対的大きさや位置を忠実に描写しているとは限らないことは考慮願いたい。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のモータ駆動装置及びモータ駆動方法は、例えば光ディスク装置等のモータ駆動装置及びモータ駆動方法として利用可能である。本発明のディスク装置及びディスク制御方法は、例えば光ディスク装置及び光ディスクの制御方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における駆動電圧の波形、相電流信号の波形、ロータ位置信号の波形を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態における別の駆動電圧の波形を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態における電圧信号生成部の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態におけるモータ駆動装置の更に具体的な構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態におけるモータ駆動装置の各部波形を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態における駆動電圧の位相を遅らせる場合、及び位相を進める場合の位相の変化を示す図である。
【図８】図８は、従来例において駆動電圧の位相を遅らせる場合の位相の変化を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における電流位相検出部の構成の概略を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態における電流位相検出部の各点の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態における電流位相検出部の各点の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態における電流位相検出部の各点の他の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態における電流位相検出部の構成を具体的に示す図である。
【図１４】図１４は、従来例１のモータ駆動装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、従来例２のモータ駆動装置の構成の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  直流電源
２  モータ駆動部
３  モータ
４  電流検出部
５  電流信号整形部
６  誤差増幅部
７  トルク指令入力端子
８  三角波発生部
９  駆動信号生成部
１０  電圧信号生成部
１１  電流位相検出部
１２  位相差検出部
１３  ロータ位置検出部
２３〜２６  電位シフト部
２７、２８  比較器
２９  処理部
５６ａ〜５６ｃ、５７ａ〜５７ｃ  トランジスタ
５８ａ〜５８ｆ  回生ダイオード
４０５  制御部
４０６  抵抗接続体
４０７、４０８、４０９  スイッチ
４１０  最高電位線
４１１  最低電位線
４１２、４１３、４１４  出力端子
【図１】
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【図２】
2006034086.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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