(57)【要約】【課題】素子が破損するという致命的な事故が生じた場合でも、その原因を究明することが可能なモータ駆動装置を提供する。【解決手段】各種の素子の温度を検出する温度検出手段（２０）と、モータを駆動する電圧及び電流を検出する電圧・電流検出手段（８、７）と、温度検出手段が検出した各種の素子の温度データと電圧・電流検出手段が検出したモータを駆動する電圧データ及び電流データを格納する記憶媒体（１８）とを備えたモータ駆動装置。【選択図】  図１
2006006090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の素子を動作させてモータに電力を供給するモータ駆動装置において、
前記各種の素子の温度を検出する温度検出手段と、
前記モータを駆動する電圧及び電流を検出する電圧・電流検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記各種の素子の温度データと前記電圧・電流検出手段が検出した前記モータを駆動する電圧データ及び電流データを格納する記憶媒体と
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
前記記憶媒体が、前記各種の素子の温度データと前記モータを駆動する電圧データ及び電流データを格納する契機は、前記各種の素子の温度データと前記モータを駆動する電圧データ及び電流データの少なくとも１つの変動幅が大きくなるほど短くなることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータ駆動装置において、
前記記憶媒体は、不揮発性メモリであることを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ駆動装置に関するものであり、例えば半導体露光装置のステージ（レクチル用ステージ、及びウェハ用ステージ）等に使用されるモータを駆動するモータ駆動装置において、モータ駆動装置を構成している駆動素子等を含む各素子（以下、各素子と称する）が破損された場合、その原因を突き止め、同種の事故の再発を防止するのに好適なモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ駆動装置では、高電圧、大電流、ＰＷＭ制御異常等が発生し、モータ駆動装置を構成する駆動素子等を含む各素子が破損することがないように、各種の異常検出保護回路を設け、異常を検出したときには、モータ駆動装置の動作を停止するようにしている。
例えば、モータに出力する電流が予め定められた最大電流値を超えた場合には、過電流を検出して、動作を停止させる。また、モータからの逆起電力等によって、電源電圧が上昇しすぎた場合には、過電圧を検出して、動作を停止させる。また、モータ駆動装置を構成する素子の温度が規定温度より上昇した場合には、素子の過熱を検出して、動作を停止させる。また、モータコイルが断線したり、内部のヒューズが溶断して電源から電圧が印加されなかったり、素子が破損した場合には、モータ駆動装置のパワーアンプ異常として検出し、動作を停止させていた。
【特許文献１】特開２００３−１６４１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記各種の異常検出保護回路は、基本的には、モータ駆動装置を構成する素子を含めて、破損を防止することを目的として設けられている。
しかし、実際のモータ駆動装置では、予期しないシステムエラーや誤動作が発生し、また予め設定した仕様値以上の値で運転されたり、モータコイルへの出力が短絡する等の原因により、異常検出保護回路の動作が間に合わず、素子が破損することがあった。
【０００４】
さらに、素子が破損してしまうと、異常検出保護回路は役に立たないため、素子の破損という事実だけが残り、素子が破損した原因を特定することは困難であった。その結果、同種の事故が繰り返されるという問題点があった。
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑み為されたもので、素子が破損するという致命的な事故が生じた場合でも、その原因を究明することが可能なモータ駆動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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、各種の素子を動作させてモータに電力を供給するモータ駆動装置において、各種の素子の温度を検出する温度検出手段と、モータを駆動する電圧及び電流を検出する電圧・電流検出手段と、温度検出手段が検出した各種の素子の温度データと電圧・電流検出手段が検出したモータを駆動する電圧データ及び電流データを格納する記憶媒体とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のモータ駆動装置において、記憶媒体が、各種の素子の温度データとモータを駆動する電圧データ及び電流データを格納する契機は、各種の素子の温度データと前記モータを駆動する電圧データ及び電流データの少なくとも１つの変動幅が大きくなるほど短くなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動装置において、記憶媒体は、不揮発性メモリであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、素子が破損するという致命的な事故が起きた場合でも、その前の各種の素子の温度データと前記モータを駆動する電圧データ及び電流データが記憶されているため、容易にその原因を究明することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付の図面に示す実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す回路図である。なお、図１に示す実施形態は、全ての請求項に対応する。
図１において、１はＤ／Ａ変換器、２は積分回路、３はＰＷＭ発生回路、４はＰＷＭドライバ、５は駆動素子、６はローパスフィルタ（図中、ＬＰＦと示す）、７は電流検出抵抗、８は電圧検出用分圧抵抗、９はモータコイル、１０は電流検出回路、１１〜１３はバッファ、１４〜１６はＡ／Ｄ変換器、１７は異常検出保護回路、１８はメモリ、１９はマイクロコンピュータ、２０は温度センサである。ここで、請求項に記載する記憶媒体は、メモリ１８に相当する。
【０００９】
図１では、三相モータ駆動用のモータ駆動装置のうち一相分だけを示しているが、他の相についても同様である。また、図１では、ＰＷＭ方式のモータ駆動装置を例にしているが、例えばリニア方式のモータ駆動回路や、他の方式のモータ駆動装置でもよい。
以下、図１に示す実施形態の動作について説明する。
図示しない上位装置（半導体露光装置の場合はステージコントローラが相当する）から指令データが、Ｄ／Ａ変換器１に入力される。指令データは、例えばモータの推力を指示する１６ビット（ここで、ビット数は任意でよい）のデータである。
【００１０】
Ｄ／Ａ変換器１は、デジタルデータをアナログデータに変換して、積分回路２に出力する。積分回路２は、図示するように、ＯＰアンプと抵抗とコンデンサとから構成される。
積分回路２の出力は、ＰＷＭ発生回路３に入力され、ＰＷＭ変調される。図示するように、ＰＷＭ発生回路３は、三角波発生回路とコンパレータ（ＯＰアンプ）とから構成される。
【００１１】
ＰＷＭ発生回路３の出力は、ＰＷＭドライバ４に入力される。ＰＷＭドライバ４は、図示するように、ＰＷＭ発生回路３の出力を、非反転と反転の２つの状態でドライバに受ける。その結果、ＰＷＭドライバ４は、２つの出力端子から交互にＨとＬを出力する。
ＰＷＭドライバ４の２つの出力端子から交互に出力されるＨとＬは、ＭＯＳ−ＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子から構成されている駆動素子５に入力される。駆動素子５は、前記した交互に入力されるＨとＬを、上段のスイッチング素子と下段のスイッチング素子のゲート端子で受け、その結果、オン／オフを交互に繰り返し、ＰＷＭ駆動が行われる。
【００１２】
駆動素子５の出力は、コイルとコンデンサから成るローパスフィルタ６に入力され、復調され、電流検出抵抗７を経由した後、モータコイル９に供給される。
また、電流検出抵抗７で検出した電圧は電流検出回路１０で増幅され、積分回路２の入力端子（＋）に入力されことにより負帰還され、定電流回路を構成する。
また、モータコイル９に出力される電流は、電流検出回路１０で増幅され、バッファ１１を通して、Ａ／Ｄ変換器１４に入力される。その後、Ａ／Ｄ変換器１４によってアナログデータからデジタル値（例えば、８ビット）に変換され、あるタイミングにおいてメモリ１８に格納される。
【００１３】
また、モータコイル９への出力電圧は、電圧検出用分圧抵抗８によって検出され、バッファ１３を通してＡ／Ｄ変換器１６に入力される電流として検出される。その後、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル値（例えば、８ビット）に変換され、あるタイミングにおいてメモリ１８に格納される。
また、駆動素子５の温度は、温度センサ２０で検知され、バッファ１２を通してＡ／Ｄ変換器１５に入力される電流として検出される。その後、Ａ／Ｄ変換器１５によってデジタル値（例えば、８ビット）に変換され、あるタイミングにおいてメモリ１８に格納される。
【００１４】
前記したあるタイミングとは、マイクロコンピュータ１９の指示するタイミングのことである。マイクロコンピュータ１９が指示するタイミングは、メモリ１８に格納されたモータコイル９へ出力される電流値、電圧値、駆動素子５の温度が、各々あまり変動していないときには、その間隔が長くなる。逆に、これらの変動が大きいときには、短い間隔でメモリ１８に格納する。この理由は、変動が大きい場合は、モータ駆動装置を構成する素子が破損に至る可能性が高いためである。これは、請求項２に対応する。
【００１５】
さらに、異常検出保護回路１７は、ＰＷＭ発生回路３から出力されるＰＷＭ波形を検出して、ＰＷＭのパルス波形が正常に発生しているかを判断するＰＷＭ検出を行う。同様に、異常検出保護回路１７は、モータコイル９に出力されている電流が多すぎないかを判断するための電流検出を行う。同様に、異常検出保護回路１７は、駆動素子５の温度が規定温度以上に上昇していないかを判断するための熱検出を行う。同様に、異常検出保護回路１７は、電源電圧＋ＨＶが規定電圧以上に上昇していないかを判断するための電圧検出を行う。
【００１６】
異常検出保護回路１７は、何らかの異常を検出した場合、メモリ１８への新たなデータの格納を停止させ、異常が発生する前のデータをメモリ１８に保持するようにする。
なお、異常検出保護回路１７が動作した場合、図示していないが、モータ駆動装置のＰＷＭ動作は停止し、駆動素子５に印加されている電源電圧±ＨＶの供給も停止する。
以上の説明において、温度センサ２０は駆動素子５の温度を検出するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の素子に温度センサを設けて、温度データをメモリ１８に格納してもよい。
【００１７】
また、メモリ１８は不揮発性メモリであることが望ましい。その理由は、不揮発性メモリであれば、モータ駆動装置が破損され、電源の供給がなくなっても、データを保持することが可能になるからである。これは、請求項３に対応する。
なお、以上に説明した実施形態においては、モータコイル９に出力する電流・電圧（駆動素子５の電流・電圧）を、電流検出抵抗７と電圧検出用分圧抵抗８に基づいて検出した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、電源電圧±ＨＶから電流センサ等を用いて電流値を検出してもよいし、ローパスフィルタ６の手前の電圧を検出して、パルス波形の電圧と、一定タイミングにおけるパルス幅から検出するようにしてもよい。
【００１８】
以上の説明から明らかなように、前記実施形態によれば、異常検出保護回路１７が動作する前の駆動素子５から出力される電流値・電圧値・素子温度がメモリ１８に記録されるため、駆動素子５が破損した場合にも、原因を究明することが可能であるため、同種の事故の再発を防止することが可能になる。
また、仕様を超えた無理なモータの運転の場合には、前記メモリ１８のデータに基づいて警告を発することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、半導体露光装置のステージ（レクチル用ステージ及びウェハ用ステージ）等を動かすモータ駆動装置のように、構造が複雑化するモータ駆動装置の分野において、産業上大いに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  Ｄ／Ａ変換器
２  積分回路
３  ＰＷＭ発生回路
４  ＰＷＭドライバ
５  駆動素子
６  ローパスフィルタ（図中ＬＰＦと示す）
７  電流検出抵抗
８  電圧検出用分圧抵抗
９  モータコイル
１０  電流検出回路
１１〜１３  バッファ
１４〜１６  Ａ／Ｄ変換器
１７  異常検出保護回路
１８  メモリ
１９  マイクロコンピュータ
２０  温度センサ
【図１】
2006006090.tif 000003