(57)【要約】【課題】電気機械装置の効率的な駆動を行うことを目的とする。【解決手段】ＰＷＭ駆動をする電気機械装置であって、第１から第４のスイッチ（ＴＲ１〜ＴＲ４）を含む単相ブリッジ回路と、前記単相ブリッジ回路に接続された電磁コイル１００と、前記第１から第４のスイッチを制御して前記電磁コイルに流れる電流を制御する制御部４００と、を備え、前記制御部は、前記電磁コイルに電流を流す導通状態から前記電磁コイルに電流を流さない非導通状態に切り換える際に、前記導通状態において導通していたスイッチの少なくとも一方の特定のスイッチを非導通にするとともに、前記特定のスイッチを非導通にした直後に、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチを導通することにより、前記電磁コイル及び前記特定のスイッチの寄生容量Ｃａ、Ｃｂに充電されている電荷を放電する。【選択図】図５
2011259518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ駆動をする電気機械装置であって、
第１から第４のスイッチを含む単相ブリッジ回路と、
前記単相ブリッジ回路に接続された電磁コイルと、
前記第１から第４のスイッチを制御して前記電磁コイルに流れる電流を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電磁コイルに電流を流す導通状態から前記電磁コイルに電流を流さない非導通状態に切り換える際に、前記導通状態において導通していたスイッチの少なくとも一方の特定のスイッチを非導通にするとともに、前記特定のスイッチを非導通にした直後に、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチを導通することにより、前記電磁コイル及び前記特定のスイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置において、
前記特定のスイッチが高電位側の電源に接続されている場合には、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチは、低電位側の電源に接続されており、
前記特定のスイッチが低電位側の電源に接続されている場合には、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチは、高電位側の電源に接続されている、電気機械装置。
【請求項３】
ＰＷＭ駆動をする電気機械装置であって、
第１から第６のスイッチを含む三相ブリッジ回路と、
前記三相ブリッジ回路と接続され、中性点でスター結線された３つの電磁コイルと、
前記第１から第６のスイッチを制御して前記電磁コイルに流れる電流を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記３つ電磁コイルのうちの１つの電磁コイルを主相コイルとし、他の２つの電磁コイルを第１、第２の副相コイルとして順に切り換えて用い、
前記主相コイルと前記第１、第２の副相コイルを切り換える際に、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチを非導通にした後、前記第２の副相コイルに接続されている特定のスイッチであって、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチと同じ電源に接続されている前記特定スイッチを非導通から導通に切り換えるまでの間に、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチと直列に接続されている他方のスイッチを導通することによって、前記電磁コイル及び前記スイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気機械装置において、
前記制御部は、前記主相コイルに接続されて導通しているスイッチ及び前記第２の副相コイルに接続されている導通しているスイッチを非導通に切り換える際に、前記第２の副相コイルに接続され導通していたスイッチと直列に接続されている他方のスイッチを導通することによって、前記電磁コイル及び前記スイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのうちの少なくとも１項に記載の電気機械装置において、
前記制御部は、前記特定のスイッチを非導通にした後に実行する、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通を、前記特定のスイッチを非道通にしている期間に少なくとも１回実行する、電気機械装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の電気機械装置において、
前記制御部は、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通期間を、前記電磁コイルに供給された電圧及び寄生容量に応じて設定できる放電期間設定部を備える、電気機械装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電気機械装置において、
前記制御部は、
前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチを導通させて前記寄生容量に充電されている電荷を放電する放電期間を定めるためのパラメーターを格納するためのパラメーター格納部と、
前記パラメーターに基づいて前記放電期間を決定する放電期間生成部と、
を備える、電気機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターや発電機などの電気機械装置の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モーターとしては、ＰＷＭ駆動するものが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＷＭ駆動のモーターでは、電磁コイルに印加される電流がオン、オフされる。このオン、オフは、例えばトランジスタのスイッチングにより実行される。しかし、従来のモーターでは、トランジスタに寄生する容量、あるいは、電磁コイルに寄生する容量については十分に考慮されていなかった。そのため、オン期間が短い駆動パルスであっても、寄生容量により、電磁コイルに印可される駆動パルスが広くなり、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイルに流れ、エネルギー効率を悪くなる、という問題があった。この問題は、モーター、発電機などの電気機械装置に共通する問題である。
【０００５】
本発明は、電気機械装置の効率的な駆動制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
ＰＷＭ駆動をする電気機械装置であって、第１から第４のスイッチを含む単相ブリッジ回路と、前記単相ブリッジ回路に接続された電磁コイルと、前記第１から第４のスイッチを制御して前記電磁コイルに流れる電流を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電磁コイルに電流を流す導通状態から前記電磁コイルに電流を流さない非導通状態に切り換える際に、前記導通状態において導通していたスイッチの少なくとも一方の特定のスイッチを非導通にするとともに、前記特定のスイッチを非導通にした直後に、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチを導通することにより、前記電磁コイル及び前記特定のスイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
この適用例によれば、電磁コイル及び特定のスイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電できるので、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイルに流れることを抑制し、電気機械装置の効率的な駆動制御を行うことが可能となる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置において、前記特定のスイッチが高電位側の電源に接続されている場合には、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチは、低電位側の電源に接続されており、前記特定のスイッチが低電位側の電源に接続されている場合には、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチは、高電位側の電源に接続されている、電気機械装置。
この適用例によれば、寄生容量に充電されている電荷を容易に放電できる。
【０００９】
［適用例３］
ＰＷＭ駆動をする電気機械装置であって、第１から第６のスイッチを含む三相ブリッジ回路と、前記三相ブリッジ回路と接続され、中性点でスター結線された３つの電磁コイルと、前記第１から第６のスイッチを制御して前記電磁コイルに流れる電流を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記３つ電磁コイルのうちの１つの電磁コイルを主相コイルとし、他の２つの電磁コイルを第１、第２の副相コイルとして順に切り換えて用い、前記主相コイルと前記第１、第２の副相コイルを切り換える際に、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチを非導通にした後、前記第２の副相コイルに接続されている特定のスイッチであって、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチと同じ電源に接続されている前記特定スイッチを非導通から導通に切り換えるまでの間に、前記第１の副相コイルに接続され導通していたスイッチと直列に接続されている他方のスイッチを導通することによって、前記電磁コイル及び前記スイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
この適用例によれば、三相スター結線された電気機械装置においても、寄生容量に充電されている電荷を放電できるので、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイルに流れることを抑制し、電気機械装置の効率的な駆動制御を行うことが可能となる。
【００１０】
［適用例４］
適用例３に記載の電気機械装置において、前記制御部は、前記主相コイルに接続されて導通しているスイッチ及び前記第２の副相コイルに接続されている導通しているスイッチを非導通する場合に、前記第２の副相コイルと直列に接続され導通していたスイッチに接続されている他方のスイッチを導通し、前記電磁コイル及び前記スイッチの寄生容量に充電されている電荷を放電する、電気機械装置。
この適用例によれば、三相スター結線された電気機械装置においても、寄生容量に充電されている電荷を放電できるので、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイルに流れることを抑制し、電気機械装置の効率的な駆動制御を行うことが可能となる。
【００１１】
［適用例５］
適用例１から適用例４までのうちの少なくとも１つの適用例に記載の電気機械装置において、前記制御部は、前記特定のスイッチを非導通にした後に実行する、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通を、前記特定のスイッチを非道通にしている期間に少なくとも１回実行する、電気機械装置。
この適用例によれば、制御部は、特定のスイッチを非導通にした後に特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通を少なくとも１回実行するので、寄生容量に充電されている電荷を放電できる。
【００１２】
［適用例６］
適用例１から適用例５のうちのいずれか１つの適用例に記載の電気機械装置において、前記制御部は、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通期間を、前記電磁コイルに供給された電圧及び寄生容量に応じて設定できる放電期間設定部を備える、電気機械装置。
寄生容量に充電されている電荷は、電磁コイルに供給された電圧及び寄生容量が多ければ多くなる。この適用例によれば、特定のスイッチと直列に接続されているスイッチの導通期間を、電磁コイルに供給された電圧及び寄生容量に応じて定めるので、寄生容量に充電されている電荷量に応じて放電を実行できる。
【００１３】
［適用例７］
適用例６に記載の電気機械装置において、前記制御部は、前記特定のスイッチと直列に接続されているスイッチを導通させて前記寄生容量に充電されている電荷を放電する放電期間を定めるためのパラメーターを格納するためのパラメーター格納部と、前記パラメーターに基づいて前記放電期間を決定する放電期間生成部と、を備える、電気機械装置。
この適用例によれば、制御部は、放電期間を定めるためのパラメーターを予め実験等により求められたパラメーター格納部に格納しておき、当該パラメーターに基づいて放電期間を決定するので、放電期間を容易に求めることができる。
【００１４】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気機械装置の他、電気機械装置の制御方法等様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施例にかかるモーターの構成を示す説明図である。
【図２】モーターの制御部を示す説明図である。
【図３】モーターの駆動回路を示す説明図である。
【図４】寄生容量を示す説明図である。
【図５】本実施例の動作を示す説明図である。
【図６】寄生容量の放電を実行しない場合の説明図である。
【図７】本実施例の効果を示す説明図である。
【図８】第２の実施例の駆動回路を示す説明図である。
【図９】第２の実施例のＰＷＭ駆動信号を示す説明図である。
【図１０】主相、副相の別を示す説明図である。
【図１１】第２の実施例の動作を示す説明図である。
【図１２】第２の実施例の３相ブリッジ回路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施例］
図１は、第１の実施例にかかるモーターの構成を示す説明図である。モーター１０は、略円筒状のステーター１５が外側に配置され、略円筒状のローター２０が内側に配置されたラジアルギャップ構造のインナーローター型モーターである。ステーター１５は、ケーシング１１０の内周に沿って配列された複数の電磁コイル１００Ａ、１００Ｂを有している。電磁コイル１００Ａ、１００Ｂは、流れる電流の位相が異なる。本実施例では、電磁コイル１００Ａ、１００Ｂを区別しない場合には、単に電磁コイル１００と呼ぶ。ステーター１５には、さらに、ローター２０の位相を検出する位置センサーとしての磁気センサー３００が、配置されている。磁気センサー３００は、回路基板３１０の上に固定されており、回路基板３１０は、ケーシング１１０に固定されている。また、回路基板３１０は、コネクタ３２０により外部の制御部と接続されている。
【００１７】
ローター２０は、中心に回転軸２３０を有し、その外周に複数の永久磁石２００を有している。各永久磁石２００は、回転軸２３０の中心から外部に向かう径方向（放射方向）に沿って磁化されている。また、永久磁石２００と電磁コイル１００とは、ローター２０とステーター１５の対向する円筒面に対向して配置されている。回転軸２３０は、ケーシング１１０の軸受け２４０で支持されている。本実施例では、ケーシング１１０の内側に、コイルバネ２６０を備えている。このコイルバネ２６０は、永久磁石２００の位置決めを行っている。但し、コイルバネ２６０は別の構成部品で置き換えることも可能である。
【００１８】
図２は、モーターの制御部を示す説明図である。この制御部４００は、コネクタ３２０（図１）により、モーター１０と接続されている。ただし、この制御部４００は、回路基板３１０（図１）に配置されてもよい。制御部４００は、ＰＷＭ信号生成部４１０と、モーター駆動信号生成部４２０と、モーター駆動回路４３０と、放電期間設定部４４０と、放電期間生成部４５０と、を備える。ＰＷＭ信号生成部４１０は、磁気センサー３００（図１）からのセンサー信号ＳＳＡを用いて、モーター１０を駆動するためのＰＷＭ信号Ｐｄｒｖを生成する。なお、ＰＷＭ信号生成部４１０では、電磁コイル１００（図１）等の寄生容量に充電された電荷を放電するための信号は生成されない。
【００１９】
放電期間設定部４４０は、放電期間を設定するためのパラメーターＫを記憶するための、パラメーターＫ記憶部４４５を有する。パラメーターＫは、例えば外部より入力することができる。このパラメーターＫの値は、電磁コイル１００等の寄生容量に充電された電荷を放電するのに十分な時間に基づいて定められる。具体的には、パラメーターＫの値は、実験により求めることが可能である。なお、寄生容量に充電されている電荷の量は、電磁コイル１００（図１）に電圧を印可するときの印加電圧及び寄生容量の大きさに依存する。したがって、電磁コイル１００に印可された電圧及び寄生容量が大きいほどパラメーターＫを大きくしてもよい。また、パラメーターＫ記憶部４４５に電圧及び寄生容量に応じた複数のパラメーターＫの値を格納してもよい。
【００２０】
放電期間生成部４５０は、パラメーターＫを用いて、寄生容量に充電された電荷を放電するためのパルス信号Ｐｋを生成する。このパルス信号Ｐｋのパルス幅は、パラメーターＫの値に基づいて決められる。
【００２１】
モーター駆動信号生成部４２０は、ＰＷＭ信号生成部４１０からのＰＷＭ信号Ｐｄｒｖと、放電期間生成部４５０からのパルス信号Ｐｋとを合成し、ＰＷＭ駆動信号ＤｒｖＡ１Ｈ〜ＤｒｖＢ２Ｌを生成する。ＰＷＭ駆動信号ＤｒｖＡ１Ｈ〜ＤｒｖＢ２Ｌは、モーター駆動回路４３０に入力される。
【００２２】
図３は、モーターの駆動回路を示す説明図である。モーター駆動回路４３０は、いわゆるＨ型ブリッジ回路（「単相ブリッジ回路」とも呼ぶ。）である。ここではＡ相用のモーター駆動回路４３０は、電源に接続された第１、第２のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２と、グランドに接続された第３、第４のトランジスタＴＲ３、ＴＲ４と、を備える。第１のトランジスタＴＲ１と第３のトランジスタＴＲ３は直列に接続され、第２のトランジスタＴＲ２と第４のトランジスタＴＲ４は直列に接続されている。電磁コイル１００Ａ（図１）は、第１のトランジスタＴＲ１と第３のトランジスタＴＲ３との接続点と、第２のトランジスタＴＲ２と第４のトランジスタＴＲ４との接続点と、の間を結ぶように配置されている。ここで、第１、第２のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２はＰｃｈであることが好ましく、第３、第４のトランジスタＴＲ３、ＴＲ４はＮｃｈであることが好ましい。電源に繋がるトランジスタをＮｃｈ、あるいはグランドに繋がるトランジスタをＰｃｈにすると、いわゆる閾値落ちにより、出力電位、すなわち電磁コイル１００（図１）（電磁コイル１００Ａ（図１））に入力される電位をグランドから電源までフルスイングできないからである。第１、第２のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２は、Ｐｃｈトランジスタであり、Ｐｃｈトランジスタは、ゲート電位がソース電位よりも閾値以上の低下幅で０下がった場合に導通するので、Ｈ側の駆動信号（ＤｒｖＡ１Ｈ、ＤｒｖＡ２Ｈ）と、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲートと、の間にはインバーター４２５が配置されている。また、電源とグランドの間には、パスコンＣ１０（「バイパスコンデンサＣ１０」とも呼ぶ。）が配置されている。
【００２３】
図４は、寄生容量を示す説明図である。図４（Ａ）は、トランジスタＴＲ１、ＴＲ３と電磁コイルの接続部を回路記号で示す説明図である。トランジスタＴＲ１、ＴＲ３は、ゲート（Ｇ）、ドレイン（Ｄ）、ソース（Ｓ）、基板（Ｓｕｂ）の四端子を有する四端子素子である。本実施例では、トランジスタＴＲ１、ＴＲ３は、それぞれ基板（Ｓｕｂ）と、ソース（Ｓ）とが、接続されている。トランジスタＴＲ１のソース（Ｓ）は電源に接続され、トランジスタＴＲ３のソース（Ｓ）は、グランドに接続されている。トランジスタＴＲ１のドレイン（Ｄ）と、トランジスタＴＲ３のドレイン（Ｄ）は、ノードＱにおいて接続されており、ノードＱには、電磁コイル１００Ａが接続されている。このような構成では、ノードＱと電源あるいはグランドとの間には、トランジスタＴＲ１とトランジスタＴＲ３と電磁コイル１００Ａの寄生容量Ｃａ、Ｃｂが生じる。なお、図示していないが、電磁コイル１００ＡのノードＱと反対側についても同様である。
【００２４】
図４（Ｂ）は、トランジスタＴＲ１の断面を示す説明図である。トランジスタＴＲ１は、基板５００と、ゲート電極５１０と、ソース拡散層５２０と、ドレイン拡散層５３０と、素子分離膜５４０（「ＬＯＣＯＳ」とも呼ぶ。）と、ゲート酸化膜５５０と、を備える。基板５００は、図４（Ａ）の基板（Ｓｕｂ）に対応するものである。トランジスタＴＲ１はＰｃｈであるので、基板５００はＮ基板である。Ｐ基板にＮウェルを形成した基板を用いてもよい。ゲート酸化膜５５０は基板５００上に形成されている。ゲート酸化膜５５０の上にゲート電極５１０が形成されている。基板５００のゲート電極５１０の両側には、ソース拡散層５２０と、ドレイン拡散層５３０とが形成されている。ソース拡散層５２０、ドレイン拡散層５３０の外側にはＬＯＣＯＳ５４０が形成されている。
【００２５】
トランジスタＴＲ１には、様々な寄生容量が形成されている。一例を挙げれば、ゲート電極５１０と基板５００との間にはゲート容量Ｃ１が形成され、ゲート電極５１０とソース拡散層５２０とが重なる部分にはゲート−ソース間オーバーラップ容量Ｃ２が、ゲート電極５１０とドレイン拡散層５３０とが重なる部分にはゲート−ドレイン間オーバーラップ容量Ｃ３が、ゲート電極５１０の側面とソース拡散層５２０との間にはゲート−ソース間フリンジ容量Ｃ４が、ゲート電極５１０の側面とドレイン拡散層５３０との間にはゲート−ドレイン間フリンジ容量Ｃ５が、ソース拡散層５２０と基板５００との間にはソース拡散容量Ｃ６が、ドレイン拡散層５３０と基板５００との間にはドレイン拡散容量Ｃ７が、形成されている。これらの容量Ｃ１〜Ｃ８が、寄生容量Ｃａ、Ｃｂの一部として作用する。なお、トランジスタＴＲ３についても同様である。
【００２６】
図４（Ｃ）は電磁コイル１００の等価回路を示す説明図である。電磁コイル１００は、インダクタンスとして表されるが、一般的には、コイル（電磁コイル）は、インダクタンス成分Ｌの他に、抵抗成分Ｒ、容量成分Ｃ８を有している。容量成分Ｃ８は、本実施例では、寄生容量Ｃａ、Ｃｂの一部として作用する。
【００２７】
図５は、本実施例の動作を示す説明図である。図５（Ａ）は、Ａ相用の磁気センサー３００（図１）からのセンサー信号ＳＳＡの信号波形を示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の約１５度から２５度までの期間の駆動信号、電流を拡大して示す説明図である。図５（Ｂ）において、制御部４００（図２）は、Ａ１相駆動信号Ｌ（ＤｒｖＡ１Ｌ）を、この期間常時オンとする。すなわち図３のトランジスタＴＲ４は導通状態である。また、制御部４００（図２）は、Ａ２相駆動信号Ｈ（ＤｒｖＡ２Ｈ）を、この期間常時オフとする。すなわち図３のトランジスタＴＲ２は非導通状態である。制御部４００（図２）は、時間ｔ１でＡ１相駆動信号Ｈ（ＤｒｖＡ１Ｈ）をオンとする。これにより、図３のトランジスタＴＲ１が導通状態となり、Ａ相コイル１００Ａ（図１）には、図３の（Ａ相コイル＋）→（Ａ相コイル−）の向きに、電流が流れる。なお、Ａ２相駆動信号Ｌ（ＤｒｖＡ２Ｌ）はオフであり、図３のトランジスタＴＲ３は非導通状態となる。
【００２８】
制御部４００（図２）は、時間ｔ２でＡ１相駆動信号Ｈ（ＤｒｖＡ１Ｈ）をオフとし、図３のトランジスタＴＲ１を非導通状態にする。寄生容量を考えなければ、（Ａ相コイル＋）→（Ａ相コイル−）の向きの電流はすぐに減少していく。しかしながら、寄生容量に電荷が充電されていると、（Ａ相コイル＋）→（Ａ相コイル−）の向きの電流はすぐには減少せず、増加を続ける。
【００２９】
図６は、寄生容量の放電を実行しない場合の説明図である。寄生容量に電荷が充電されていると、Ａ１相駆動信号Ｈ（ＤｒｖＡ１Ｈ）が時間ｔ２でオフになっても、時間ｔ３までの間、すなわち寄生容量の電荷が放電するまでは、（Ａ相コイル＋）→（Ａ相コイル−）の向きの電流は減少せず増加を続け、電磁コイル１００Ａ（図１）に電流エネルギーをチャージし続ける。その後、寄生容量の電荷が無くなった時点から、電磁コイル１００Ａはチャージした電流エネルギーをディスチャージする。すなわち、寄生容量により、電磁コイル１００Ａ（図１）に印可される駆動電圧の幅が広くなり、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイル１００Ａ（図１）に流れ、エネルギー効率が悪くなる。
【００３０】
本実施例では、図５（Ｂ）に示すように、制御部４００（図２）は、時間ｔ４（ｔ４＜ｔ３）で、Ａ２相駆動信号Ｌ（ＤｒｖＡ２Ｌ）を一瞬だけオンする。すなわち、制御部４００（図２）は、図３のトランジスタＴＲ３を一瞬だけ導通状態にして、寄生容量に充電されている電荷を放電させる。その結果、それまでに電磁コイル１００Ａ（図１）にチャージされた電流エネルギーは、その直後からディスチャージを開始し、減少し始める。
【００３１】
図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の約１９５度から２０５度までの期間の駆動信号、電流を拡大して示す説明図である。図５（Ｃ）に示す例は、図５（Ｂ）に示す例と、電磁コイル１００Ａ（図１）に流れる電流の向き及び、導通するトランジスタが異なるだけであり、動作は同じであるので説明を省略する。
【００３２】
図７は、本実施例の効果を示す説明図である。図７（Ａ）、（Ｂ）は、寄生容量の放電を実行しない比較例を示し、図７（Ｃ）、（Ｄ）は、寄生容量の放電を実行する本実施例を示している。図７（Ａ）、（Ｃ）は、図６及び図５（Ｂ）のＡ１相駆動信号Ｈ（ＤｒｖＡ１Ｈ）によって駆動された電磁コイル１００Ａ（図１）の印加電圧を示している。図７（Ｂ）、（Ｄ）は、電磁コイル１００Ａ（図１）に流れる電流波形を示している。図７（Ｂ）に示す比較例の方が、図７（Ｄ）に示す本実施例よりも、電流の積分値が大きく、多くの電流が流れている。特に、電流が減少していく領域で肩が出来ており、電流がすぐに減少状態になっていないことが分かる。このように、比較例では、制御で想定した値と異なる電流が電磁コイル１００Ａ（図１）に流れ、エネルギー効率を悪くしているが、本実施例では、制御で想定した値とほぼ同じ電流を電磁コイル１００Ａ（図１）に流すことができるので、効率的なモーター１０（図１）の駆動制御が可能となる。
【００３３】
以上、本実施例によれば、制御部４００（図２）は、ＰＷＭ駆動のデューティのオン時には、第１と第４のトランジスタＴＲ１、ＴＲ４を導通し、第２と第３のトランジスタＴＲ２、ＴＲ３を非導通にさせて電磁コイル１００Ａ（図１）に対し第１の方向に電流を流し、ＰＷＭ駆動のデューティのオンからオフに移行する時には、導通しているトランジスタＴＲ１を非導通にするとともに、トランジスタＴＲ１を非導通にした直後に、トランジスタＴＲ１と直列に接続されているトランジスタＴＲ２を導通することにより、電磁コイル１００（図１）等の寄生容量に充電されている電荷を放電するので、制御で想定した値とほぼ同じ電流を電磁コイル１００Ａ（図１）に流すことができ、効率的なモーター１０（図１）の駆動制御が可能となる。なお、トランジスタＴＲ２の導通の期間は、寄生容量に充電されている電荷を放電するのに十分な時間であればよい。
【００３４】
なお、上記説明では、制御部４００（図２）は、トランジスタＴＲ１（図３）を非導通にした直後に、トランジスタＴＲ１（図３）と直列に接続されているトランジスタＴＲ２（図３）を１回導通させているが、制御部４００（図２）は、トランジスタＴＲ２（図３）を導通させる回数を複数回に分けて実行してもよい。この場合、制御部４００（図２）は、１回の導通期間を一定にしておき、導通回数により、放電期間を定めるようにしてもよい。
【００３５】
［第２の実施例］
図８は、第２の実施例の駆動回路を示す説明図である。第２の実施例は、第１の実施例の技術を３相モーターに適用したものである。本実施例の３相モーターは、３つの電磁コイル１００Ｕ、１００Ｖ、１００Ｗを有しており、これらの３つの電磁コイル１００Ｕ〜１００Ｗは、中性点Ｎでスター結線されている。電磁コイル１００Ｕの中性点Ｎと反対側は、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２により、電源、グランドと接続されている。電磁コイル１００Ｖ、１００Ｗについても同様である。６つのトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６は、いわゆる３相ブリッジ回路を形成している。
【００３６】
図９は、第２の実施例のＰＷＭ駆動信号を示す説明図である。一番上のグラフは、Ｕ〜Ｗ相のセンサー信号ＳＳＵ〜ＳＳＷを示している。２番目から７番目のグラフは、図８に示すトランジスタＴＲ１〜ＴＲ６の駆動信号を示している。８番目から１０番目のグラフは、各相のコイル１００Ｕ〜１００Ｗ（図８）の端子の印加電圧を示している。
【００３７】
図１０は、主相、副相の別を示す説明図である。３相の場合、主相と副相があるので、これらについて説明する。Ｕ相〜Ｗ相のうちの１つの相（例えばＵ相）が常に主相、他の２つの相（Ｖ相とＷ相）が常に副相になるわけではなく、Ｕ相〜Ｗ相のいずれの相も、その位相により、主相になり、副相になる。ただし、同時に主相となるのは１相であり、他の２相は副相となる。３相全てが副相となることもない。例えば、図９のセンサー信号のグラフから位相が０〜π／３の時は、Ｖ相が主相となり、Ｕ相とＷ相が副相となる。また、位相がπ／３〜２π／３の時は、Ｕ相が主相となり、Ｖ相とＷ相が副相となる。他の位相については、説明を省略するが、図１０に示すとおりである。図１０に示す表と、図９のセンサー信号と、を比較すれば分かるように、主相と、２つの副相とは、センサー信号の符合が逆である。例えば、位相が０〜π／３の時は、主相であるＶ相のセンサー信号ＳＳＶはマイナスであり、副相であるＵ相とＷ相のセンサー信号ＳＳＵ、ＳＳＷはプラスである。位相がπ／３〜２π／３の時は、主相であるＵ相のセンサー信号ＳＳＶはプラスであり、副相であるＶ相とＷ相のセンサー信号ＳＳＶ、ＳＳＷはマイナスである。また、主相は１つであり、副相は２つである。したがって、制御部４００（図２）は、センサー信号ＳＳＵ〜ＳＳＷの符合を用いて、各位相において、どの相が主相となり、どの相が副相となるか、を決定することができる。
【００３８】
図１１は、第２の実施例の動作を示す説明図である。図１１（Ａ）は、各相のセンサー出力を示す説明図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の期間（Ｂ）の位相における駆動信号の拡大図である。図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）の期間（Ｃ）の位相における駆動信号の拡大図である。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）と、主相、副相の別及び電流の向きが異なるだけなので、図１１（Ｂ）を用いて動作を説明する。
【００３９】
本実施例では、３相であるので、制御部４００（図２）は、３つの電磁コイル１００Ｕ〜１００Ｗ（図８）に電流を流す場合、任意の電磁コイルのみに電流を流すことはできない。例えば、電磁コイル１００Ｕに電流を流そうとすれば、制御部４００（図２）は、電磁コイル１００Ｖ、１００Ｗの少なくとも一方に電流を流す必要がある。本実施例では、制御部４００（図２）は、電磁コイル１００Ｖ、１００Ｗの一方に流し、時間によりどちらの電磁コイルに流すかを切り換える。制御部４００（図２）は、時間ｔ１で、Ｈ側のＵ相駆動信号Ｈ（ＤｒｖｕＨ）とＬ側のＷ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｗＬ）をオンとする。これにより、トランジスタＴＲ１及びＴＲ６が導通するため、Ｕ相コイル１００ＵからＷ相コイル１００Ｗに向けて電流が流れる。時間ｔ２では、Ｗ相駆動信号ＤｒｖｗＬをオフにする。寄生容量がなければ、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｗ相コイル１００Ｗは、直後にコイルにチャージした電流のディスチャージを始めるが、寄生容量のために、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｗ相コイル１００Ｗは電流のチャージを続ける。時間ｔ３では、制御部４００（図２）は、Ｈ側のＷ相駆動信号Ｈ（ＤｒｖｗＨ）をオンとする。これにより、トランジスタＴＲ５がオンとなり、寄生容量に充電した電荷を放電する。これにより、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｗ相コイル１００Ｗはチャージ電流のディスチャージを開始し、余分な電流は流れなくなる。
【００４０】
時間ｔ４で、Ｌ側のＶ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｖＬ）をオンとする。これにより、トランジスタＴＲ４が導通するため、Ｕ相コイル１００ＵからＶ相コイル１００Ｖに向けて電流が流れる。時間ｔ５では、Ｖ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｖＬ）をオフにする。寄生容量がなければ、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｖ相コイル１００Ｖは、直後にコイルにチャージした電流のディスチャージを始めるが、寄生容量のために、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｖ相コイル１００Ｗは、電流のチャージを続ける。時間ｔ６では、制御部４００は、Ｈ側のＶ相駆動信号Ｈ（ＤｒｖｖＨ）をオンとする。これにより、トランジスタＴＲ３がオンとなり、寄生容量に充電した電荷を放電する。これにより、Ｕ相コイル１００Ｕ、Ｖ相コイル１００Ｖは、チャージ電流のディスチャージを開始し、余分な電流は流れなくなる。
【００４１】
図１２は、第２の実施例の３相ブリッジ回路を示す説明図である。ここでは、トランジスタＴＲ１〜ＴＲ６と並列に寄生容量Ｃ１〜Ｃ６を記載している。図１２（Ａ）は、図１０に示す位相においてπ／３〜２π／３の間の状態であり、Ｕ相がプラスで主相、Ｖ相、Ｗ相がマイナスで副相である。この場合、寄生容量Ｃ２には、電源からトランジスタＴＲ１を通してプラスの電荷がチャージされる。制御部４００（図２）がＬ側のＷ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｗＬ）をオンし、トランジスタＴＲ６を導通させている場合（図１１の時間ｔ１から時間ｔ２まで）には、寄生容量Ｃ５にトランジスタＴＲ６を通してマイナスの電荷がチャージされ、Ｌ側のＶ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｖＬ）をオンし、トランジスタＴＲ４を導通させている場合には、寄生容量Ｃ３にトランジスタＴＲ４を通してマイナスの電荷がチャージされる。
【００４２】
Ｌ側のＷ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｗＬ）をオフし、トランジスタＴＲ６を非導通にさせたときには、制御部４００（図２）は、Ｈ側のＷ相駆動信号Ｈ（ＤｒｖｗＨ）をオンし、トランジスタＴＲ５を導通させる。これにより、トランジスタＴＲ５から寄生容量Ｃ５にプラスの電荷をチャージ（マイナスの電荷を放電）させる。一方、Ｌ側のＶ相駆動信号Ｌ（ＤｒｖｖＬ）をオフし、トランジスタＴＲ４を非導通にさせたときには、制御部４００（図２）は、Ｈ側のＶ相駆動信号Ｈ（ＤｒｖｖＨ）をオンし、トランジスタＴＲ３を導通させる。これにより、トランジスタＴＲ３から寄生容量Ｃ３にプラスの電荷をチャージ（マイナスの電荷を放電）させる。これらにより、寄生容量へ充電された電荷を放電させる。図１２（Ｂ）は、図１０に示す位相において２π／３〜πの間の状態であり、Ｗ相がマイナスで主相、Ｖ相、Ｕ相がプラスで副相である。寄生容量Ｃ１〜Ｃ６に溜まる電荷のプラスマイナスが変わるだけであるので、説明を省略する。
【００４３】
以上、第２の実施例によれば、３相であっても、第１の実施例と同様に、電磁コイル等寄生容量に充電されている電荷を放電するので、制御で想定した値とほぼ同じ電流を電磁コイルに流すことができ、効率的なモーター１０（図１）の駆動制御が可能となる。また、主相、副相の両方の駆動トランジスタを非導通にする場合には、副相の駆動トランジスタと直列に接続されているトランジスタを一瞬だけ導通すればよい。
【００４４】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４５】
１０…モーター
１５…ステーター
２０…ローター
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｕ〜１００Ｗ…電磁コイル
１１０…ケーシング
２００…永久磁石
２３０…回転軸
２６０…コイルバネ
３００…磁気センサー
３１０…回路基板
３２０…コネクタ
４００…制御部
４２０…モーター駆動信号生成部
４２５…インバーター
４３０…モーター駆動回路
４４０…放電期間設定部
４５０…放電期間生成部
５００…基板
５１０…ゲート電極
５２０…ソース拡散層
５３０…ドレイン拡散層
５４０…素子分離膜
５５０…ゲート酸化膜
【図１】
2011259518.tif 000003
【図２】
2011259518.tif 000004
【図３】
2011259518.tif 000005
【図４】
2011259518.tif 000006
【図５】
2011259518.tif 000007
【図６】
2011259518.tif 000008
【図７】
2011259518.tif 000009
【図８】
2011259518.tif 000010
【図９】
2011259518.tif 000011
【図１０】
2011259518.tif 000012
【図１１】
2011259518.tif 000013
【図１２】
2011259518.tif 000014