(57)【要約】【課題】ブラシレスモータを通常回転数から低速回転数とした場合に、その小電流領域で、ブラシレスモータの通電電流を従来方式に比べて効果的に通常回転制御時の電流値から抑えることができ、ブラシレスモータの低速回転制御を低消費電流値で効率よく実現することができるモータ駆動装置およびモータ駆動方法を提供する。【解決手段】通電切替信号に従ってプリドライブ部６０１がモータ駆動手段７を低速回転数で制御する際に、電源切替部２への電源切替信号２３に応じて第２の電源２１より低い電圧の第３の電源２２を、電源切替部２を介してプリドライブ部６０１に制御用電源として供給することにより、ブラシレスモータへの印加電圧を低減する。【選択図】図１
2008048546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスモータを駆動する第１の電源に接続されたモータ駆動手段と、
位置検出素子からの位置情報により前記ブラシレスモータのロータの位置を検出して位置検出信号を生成する位置検出手段と、
前記ブラシレスモータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流量とトルク指令信号を比較する比較手段と、
前記ブラシレスモータへの通電開始用のセットパルス信号を出力する発振手段と、
前記セットパルス信号と前記比較手段の比較結果信号よりＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御手段と、
前記位置検出信号と前記ＰＷＭ制御信号より前記ブラシレスモータの通電切替信号を生成する通電切替手段と、
前記通電切替信号により前記モータ駆動手段の制御を行うプリドライブ手段とを有するモータ駆動装置において、
前記ブラシレスモータの制御回転数に応じて、電源切替信号により第２の電源および第３の電源を切替えて出力する電源切替手段を設け、
前記第２の電源および前記第３の電源を前記電源切替手段を介して前記プリドライブ手段に接続し、
前記電源切替信号に応じて、前記電源切替手段により前記第２の電源および前記第３の電源のいずれか一方を選択して、前記プリドライブ手段に、前記モータ駆動手段に対する制御用電源として供給するよう構成した
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記第２の電源の電圧は、前記第３の電源の電圧より高くした
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】
前記位置検出素子からの位置情報により検出した前記ブラシレスモータの回転数と予め設定した所定回転数とを比較し、その比較結果を前記電源切替信号として出力する回転数検出手段を設け、
前記電源切替手段は、前記電源切替信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転数の方が前記所定回転数より高い場合は前記第２の電源を選択し、前記所定回転数より低い場合は前記第３の電源を選択するよう構成した
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
第１の電源に接続されたモータ駆動手段によりブラシレスモータを駆動する際に、
前記ブラシレスモータへの通電開始用のセットパルス信号を出力するとともに、前記ブラシレスモータに流れる電流量を検出してトルク指令信号と比較し、
その比較結果信号と前記セットパルス信号よりＰＷＭ制御信号を生成し、
位置検出素子からの位置情報により前記ブラシレスモータのロータの位置を検出して位置検出信号を生成し、
前記位置検出信号と前記ＰＷＭ制御信号より前記ブラシレスモータの通電切替信号を生成し、
前記通電切替信号に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ駆動方法であって、
前記ブラシレスモータの制御回転数に応じて、電源切替信号により前記第２の電源および前記第３の電源のいずれか一方を選択して、前記通電切替信号に基づいて前記モータ駆動手段を制御する際の制御用供給電源として用いる
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【請求項５】
前記第２の電源の電圧は、前記第３の電源の電圧より高くした
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動方法。
【請求項６】
前記位置検出素子からの位置情報により検出した前記ブラシレスモータの回転数と予め設定した所定回転数とを比較し、その比較結果を前記電源切替信号として出力し、
前記電源切替信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転数の方が前記所定回転数より高い場合は前記第２の電源を選択し、前記所定回転数より低い場合は前記第３の電源を選択する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータを低速回転で駆動するためのモータ駆動装置およびモータ駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク等の記録、再生装置には、光ディスクを回転駆動するために高信頼性かつ高速化に優れたブラシレスモータが用いられており、このブラシレスモータの駆動方式として、コイルに電流を流し込み、電流検出抵抗の電圧値が所定のトルクに達すれば通電を停止するように、通電制御するピーク電流検出方式を使用している。
【０００３】
以下、従来のピーク電流検出方式のモータ駆動装置について、図面を用いて説明する。
図６は従来のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図６において、１はモータ駆動用電源、２１は上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ駆動用プリドライブ部電源、３は位置検出素子、４は位置検出部、５は通電切替部、６０１および６０２はそれぞれ上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタおよび下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ駆動用プリドライブ部、７はＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０６で構成されるモータ駆動部、８は電流検出部、９は比較器、１０はクロックパルスを発生する発振部、１１はＰＷＭ制御部である。
【０００４】
電流検出部８ではブラシレスモータに流れる電流量を検出し、比較器９に電流検出信号Ａを入力する。比較器９では電流検出信号Ａと所定のトルク指令信号ＴＱを比較し、リセットパルス信号Ｃを生成し、ＰＷＭ制御部１１に入力する。ＰＷＭ制御部１１では、発振部１０で生成されたセットパルス信号Ｂと、前記リセットパルス信号Ｃを基に、ＰＷＭ制御信号Ｄを生成し、通電切替部５に入力する。位置検出素子３では、ブラシレスモータのロータの位置検出を行い、その位置情報Ｅを位置検出部４に送る。位置検出部４では位置検出信号Ｆを生成し、通電切替部５に入力する。通電切替部５では、前記ＰＷＭ制御信号Ｄおよび前記位置検出信号Ｆから、ブラシレスモータの各相に流す電流タイミングを決定する通電切替信号ＰＵＵ〜ＰＷＬを生成し、プリドライブ部６０１、６０２に入力する。プリドライブ部６０１、６０２では通電切替信号ＰＵＵ〜ＰＷＬから、モータ駆動部７のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタを駆動するゲート信号ＵＵ〜ＷＬを生成する。このゲート信号ＵＵ〜ＷＬにより、モータ駆動部７ではＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタの駆動を行いブラシレスモータの通電を行う。
【０００５】
上記のような従来のピーク電流検出方式では、ＰＷＭ制御信号Ｄのオン／オフ切替り時に発生するスイッチングノイズの影響により、電流検出部４が所定のトルク指令に達したものと誤検出してしまうため、一定時間の電流検出禁止区間を設けなければならない。
【０００６】
以下、電流検出禁止区間について、図７を用いて説明する。
図７に高トルク指令時および電流検出禁止区間のみオンしている低トルク指令時の動作波形例を示す。図７において、電流検出部８で検出した電流検出信号Ａの立上り時、その信号にはスイッチングノイズが発生するため、トルク指令信号ＴＱを超えてしまうおそれがある。もし、電流検出信号Ａがトルク指令信号ＴＱを超えると、リセットパルス信号（Ｌレベル）Ｃが出力され、通電が停止してしまう。その結果、本来目標としているトルク指令信号ＴＱに応じたモータ電流を流すことができなくなるためブラシレスモータが回転しなくなるという不具合が発生する。この誤動作を防止するため、セットパルス信号Ｂの区間は、リセットパルス信号Ｃを受け付けないように設定し、この区間を電流検出禁止区間とする。
【０００７】
図８にセットパルス信号Ｂで、電流検出禁止区間を作成するための回路構成例およびその動作波形を示す。ＲＳラッチ、ＮＡＮＤおよびＩＮＶを組み合わせて図８（ａ）に示す回路を構成することにより、セットパルス信号Ｂが出力されている期間はリセットパルス信号Ｃが出力されても、そのリセットパルス信号Ｃを受け付けないように設定することができる。
【０００８】
図７を用いて、従来のピーク電流検出方式の高トルク指令時および低トルク指令時の各動作について、以下に説明する。
まず、高トルク指令時では、電流検出信号Ａの立上り時、スイッチングノイズの影響により電流検出信号Ａがトルク指令信号ＴＱを超えてしまう。しかし、電流検出禁止区間を設けているため、ここでは７１の通電は停止されない。電流値が大きくなり、所望のトルクに達するとリセットパルスＣが出力され、７１の通電を停止するように働く。
【０００９】
次に、低トルク指令時では、ＰＷＭ制御信号Ｄの切替り時においては高トルク指令時と同じ動作となる。しかし、通電電流が所望のトルク指令に達した場合、この時、電流検出禁止区間内にあるため、ここで出力されるリセットパルス信号Ｃは受け付けられず、７１の通電は停止されない。リセットパルス信号Ｃは電流検出禁止区間をぬけて始めて受け付けられ、ここで７１の通電が停止される。よって、トルク指令信号ＴＱを低下させても、ブラシレスモータに流れる電流量は一定値以下に制御することができないという課題があった。
【００１０】
このため、モータ駆動部７のＭＯＳトランジスタのオン抵抗を大きくする方法（例えば、特許文献１を参照）や、ブラシレスモータに抵抗をシリーズに接続する方法（例えば、特許文献２を参照）により抵抗成分を大きくして、通電電流を抑え、ブラシレスモータを低速域まで回す発明が考案された。
【特許文献１】特開昭５５−１２０３８５号公報
【特許文献２】特開昭５８−１５４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記のような従来技術では、次のような問題がある。その問題点について、以下に説明する。
図６において、モータ駆動電源１に１２Ｖを印加し、プリドライブ部電源２１に１７Ｖを印加し、７０１〜７０６の各ＭＯＳトランジスタのオン抵抗を０．５Ω、ブラシレスモータの各相コイルの抵抗成分を０．６５Ω、電流検出部８の抵抗を０．２Ω、ブラシレスモータの各相コイルのインダクタンスを１５０μＨとした場合、およびＭＯＳトランジスタのオン抵抗を５．０Ωに変更した場合で、それぞれのブラシレスモータの通電電流の波形を図９に示す。
【００１２】
ブラシレスモータに印加される電圧をＶＭ、経過時間をｔ、上下Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタのオン抵抗とブラシレスモータの抵抗成分および電流検出部の抵抗値のトータルインピーダンスをＲ、ブラシレスモータの相間インダクタンスをＬとすると、ブラシレスモータに流れる電流ｉは、次式のように決まる。
ｉ＝（ＶＭ／Ｒ）＊｛１−ｅｘｐ（−Ｒ＊ｔ／Ｌ）｝
今、ブラシレスモータに印加される電圧ＶＭは、ブラシレスモータの通電電流とＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのオン抵抗の積で決まる電圧分だけモータ駆動電源１から降下した値となるため、ＶＭ≒１２Ｖとなる。また、Ｌ＝３００μＨであり、オン抵抗を０．５Ωとした場合はＲ＝２．５Ω、オン抵抗を５．０Ωとした場合はＲ＝１１．５Ωとなっている。
【００１３】
以上から、通電を始めてからｔ＝１０μｓ後の前記２つの条件の通電電流を比較すると、オン抵抗を０．５Ωとした場合は３８３．８（約３８４）ｍＡであるのに対し、オン抵抗が５．０Ωの場合には３３２．３（約３３２）ｍＡとなり、オン抵抗を大きくすることで５２ｍＡ電流を抑えることができる。
【００１４】
しかし、通電を始めてからｔ＝１μｓ後の前記２つの条件の通電電流の比較では、オン抵抗を０．５Ωとした場合は３９．８ｍＡであるのに対し、オン抵抗が５．０Ωの場合には３９．２ｍＡとなり、このような数十ｍＡオーダーの小電流領域では、通電電流を殆んど抑えることができない。
【００１５】
このことは、通電時間が短い場合には、ＭＯＳトランジスタのオン抵抗を大きくしても通電電流を抑えることができないということを意味している。このため、電流検出禁止区間が１μｓ程度のピーク電流検出方式では、ブラシレスモータを低速で回転させることが困難であった。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ブラシレスモータを通常回転数から低速回転数とした場合に、その小電流領域で、ブラシレスモータの通電電流を、効果的に、通常回転制御時の電流値から抑えることができ、ブラシレスモータの低速回転制御を低消費電流値で効率よく実現することができるモータ駆動装置およびモータ駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のモータ駆動装置は、ブラシレスモータを駆動する第１の電源に接続されたモータ駆動手段と、位置検出素子からの位置情報により前記ブラシレスモータのロータの位置を検出して位置検出信号を生成する位置検出手段と、前記ブラシレスモータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流量とトルク指令信号を比較する比較手段と、前記ブラシレスモータへの通電開始用のセットパルス信号を出力する発振手段と、前記セットパルス信号と前記比較手段の比較結果信号よりＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ制御手段と、前記位置検出信号と前記ＰＷＭ制御信号より前記ブラシレスモータの通電切替信号を生成する通電切替手段と、前記通電切替信号により前記モータ駆動手段の制御を行うプリドライブ手段とを有するモータ駆動装置において、前記ブラシレスモータの制御回転数に応じて、電源切替信号により第２の電源および第３の電源を切替えて出力する電源切替手段を設け、前記第２の電源および前記第３の電源を前記電源切替手段を介して前記プリドライブ手段に接続し、前記電源切替信号に応じて、前記電源切替手段により前記第２の電源および前記第３の電源のいずれか一方を選択して、前記プリドライブ手段に、前記モータ駆動手段に対する制御用電源として供給するよう構成したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２に記載のモータ駆動装置は、請求項１に記載のモータ駆動装置であって、前記第２の電源の電圧は、前記第３の電源の電圧より高くしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３に記載のモータ駆動装置は、請求項２に記載のモータ駆動装置であって、前記位置検出素子からの位置情報により検出した前記ブラシレスモータの回転数と予め設定した所定回転数とを比較し、その比較結果を前記電源切替信号として出力する回転数検出手段を設け、前記電源切替手段は、前記電源切替信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転数の方が前記所定回転数より高い場合は前記第２の電源を選択し、前記所定回転数より低い場合は前記第３の電源を選択するよう構成したことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４に記載のモータ駆動方法は、第１の電源に接続されたモータ駆動手段によりブラシレスモータを駆動する際に、前記ブラシレスモータへの通電開始用のセットパルス信号を出力するとともに、前記ブラシレスモータに流れる電流量を検出してトルク指令信号と比較し、その比較結果信号と前記セットパルス信号よりＰＷＭ制御信号を生成し、位置検出素子からの位置情報により前記ブラシレスモータのロータの位置を検出して位置検出信号を生成し、前記位置検出信号と前記ＰＷＭ制御信号より前記ブラシレスモータの通電切替信号を生成し、前記通電切替信号に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ駆動方法であって、前記ブラシレスモータの制御回転数に応じて、電源切替信号により前記第２の電源および前記第３の電源のいずれか一方を選択して、前記通電切替信号に基づいて前記モータ駆動手段を制御する際の制御用供給電源として用いることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５に記載のモータ駆動方法は、請求項４に記載のモータ駆動方法であって、前記第２の電源の電圧は、前記第３の電源の電圧より高くしたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６に記載のモータ駆動方法は、請求項５に記載のモータ駆動方法であって、前記位置検出素子からの位置情報により検出した前記ブラシレスモータの回転数と予め設定した所定回転数とを比較し、その比較結果を前記電源切替信号として出力し、前記電源切替信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転数の方が前記所定回転数より高い場合は前記第２の電源を選択し、前記所定回転数より低い場合は前記第３の電源を選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、通電切替信号によりモータ駆動手段を低速回転数で制御する際に、その制御用電源として、電源切替信号に基づいて、第２の電源より低い電圧の第３の電源を供給することにより、ブラシレスモータへの印加電圧を低減することができる。
【００２４】
以上により、ブラシレスモータを通常回転数から低速回転数とした場合に、その小電流領域で、ブラシレスモータの通電電流を、従来方式に比べて効果的に、通常回転制御時の電流値から抑えることができ、ブラシレスモータの低速回転制御を低消費電流値で効率よく実現することができる。
【００２５】
例えば、低速時のプリドライブ手段の制御用電源を切替えることにより、モータ駆動手段の上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタをフォロワ形式で用いてブラシレスモータに印加する電圧を下げることができる。
【００２６】
そのため、効果的にブラシレスモータに流す電流を抑えることができ、電流検出禁止区間を設けていてもブラシレスモータの最低回転数を低下させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を示すモータ駆動装置およびモータ駆動方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１のモータ駆動装置およびモータ駆動方法を説明する。
【００２８】
図１は本実施の形態１のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図１において、１はモータ駆動用電源（第１の電源）、２は電源切替部、２１は通常回転制御時の上側プリドライブ部６０１のプリドライブ部電源（第２の電源）、２２は低速回転制御時の上側プリドライブ部６０１のプリドライブ部電源（第３の電源）、２３は第２の電源２１および第３の電源２２の切替えを行う電源切替信号、３は位置検出素子、４は位置検出部、５は通電切替部、６０１は上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０３を駆動する上側プリドライブ部、６０２は下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０４〜７０６を駆動する下側プリドライブ部、７はＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０６により構成されるモータ駆動部、８は電流検出部、９は比較器、１０はセットパルス信号となるクロックパルスを発生する発振部、１１はＰＷＭ制御部である。
【００２９】
図２は本実施の形態１のモータ駆動装置におけるプリドライブ部６０１、６０２の構成例を示す回路図である。図２において、ＰＵＵ〜ＰＷＬは通電切替信号、ＵＵ〜ＷＬは駆動ゲート信号である。図２に示すように、プリドライブ部６０１、６０２において、モータ駆動部７の各Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０６の駆動ゲート信号ＵＵ〜ＷＬを出力する回路は、それぞれインバータを２つシリーズに接続して構成する。
【００３０】
Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０３の駆動用インバータ（プリドライブ部６０１側）の電源として、第２の電源２１または第３の電源２２を、電源切替部２を介して接続する。電源切替部２は、電源切替信号２３の信号レベル状態に基づいて、電源切替信号２３が通常回転制御時に対応する場合には、第２の電源２１をプリドライブ部６０１の各駆動用インバータに供給し、電源切替信号２３が低速回転制御時に対応する場合には、第３の電源２２をプリドライブ部６０１の各駆動用インバータに供給するように、プリドライブ部６０１への供給電源を切替える。
【００３１】
以上のように構成されたモータ駆動装置について、その動作を以下に説明する。なお、プリドライブ部６０１の動作以外は、従来例（図６の構成）の動作と全く同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３２】
以下、通常回転制御時および低速回転制御時におけるプリドライブ部６０１の動作を、モータ駆動部７のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１を制御する場合について説明する。
まず、通常回転制御時において、通電切替信号ＰＵＵとしてＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１をオンする制御信号（Ｈレベル）が入力されているタイミングでは、駆動ゲート信号ＵＵとして第２の電源２１の電圧が出力される。一方、通電切替信号ＰＵＵとしてＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１をオフする制御信号（Ｌレベル）が入力されているタイミングでは、駆動ゲート信号ＵＵとしてＧＮＤレベル（０）の電圧が出力される。
【００３３】
次に、低速回転制御時において、通電切替信号ＰＵＵとしてＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１をオンする制御信号（Ｈレベル）が入力されているタイミングでは、駆動ゲート信号ＵＵとして第３の電源２２の電圧が出力される。一方、通電切替信号ＰＵＵとしてＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１をオフする制御信号（Ｌレベル）が入力されているタイミングでは、駆動ゲート信号ＵＵとしてＧＮＤレベル（０）の電圧が出力される。
【００３４】
以上のように、プリドライブ部６０１では、各Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０３をオンする時には、それらの各ゲートに第２の電源２１の電圧または第３の電源２２の電圧を印加し、各Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０３をオフする場合には、それらの各ゲートにＧＮＤレベルの電位を与えるような回路構成となっている。
【００３５】
図３に通常回転制御時および低速回転制御時の電流検出禁止区間のみオンしている低トルク時の動作波形を示す。以下それぞれの状態での動作を説明する。
まず、第２の電源２１を使用した場合について説明する。
【００３６】
プリドライブ部６０１が第２の電源２１を使用した場合は、図６に示す従来回路と全く同じ動作となる。モータ駆動部７のＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１がオンしている状態にあると、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１のゲート信号は第２の電源２１の電位となる。第２の電源２１の電位は第３の電源２２の電位に比べて十分高く設定しているため、Ｕ相出力７１の電位ＶＭは、第１の電源１の電圧から、ブラシレスモータに流れる通電電流とＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１のオン抵抗の積で決まる電圧分だけ降下する。よってこの場合、ブラシレスモータには比較的高い電圧が印加される。
【００３７】
次に、第３の電源２２を使用した場合について説明する。
プリドライブ部６０１が第３の電源２２を使用した場合は、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１のゲート電位は第３の電源２２の電位となる。第３の電源２２の電位を第２の電源２１の電位に比べて低く設定しているため、Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１は飽和領域で動作し、ブラシレスモータのＵ相出力７１の電位ＶＭは、ゲート電位である第３の電源２２の電圧からＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１のゲート・ソース間電圧ＶＧＳ分だけ降下した電位となり、ブラシレスモータへの印加電圧を通常回転制御時より低く抑えることができる。
【００３８】
先に、述べたブラシレスモータの通電電流の式より、ブラシレスモータに流れる電流の時間変化率ｄｉ／ｄｔは、次式のように決まる。
ｄｉ／ｄｔ＝（ＶＭ／Ｌ）＊ｅｘｐ（−Ｒ＊ｔ／Ｌ）
上記のようなブラシレスモータに流れる電流の時間変化率の式より、通電電流の時間変化率は、小電流領域においてはブラシレスモータに印加される電圧が支配的となる。よって、前述の方法で、小電流領域においては、通常回転制御時に使用する第２の電源２１の電位に比べて低い電位の第３の電源２２を使用することにより、ブラシレスモータへの印加電圧を抑え、ブラシレスモータに流れる電流を大幅に抑えることができる。
【００３９】
通常回転制御時と低速回転制御時のブラシレスモータの通電電流の比較を図４に示す。図４では、第１の電源１に１２Ｖ、第２の電源２１に１７Ｖ、第３の電源２２に５Ｖを印加し、各Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０６のオン抵抗を０．５Ω、ブラシレスモータの各相コイルの抵抗成分を０．６５Ω、電流検出部の抵抗を０．２Ω、ブラシレスモータの各相コイルのインダクタンスを１５０μＨとし、電流検出禁止区間を１μｓとした場合の例を示している。この時、上式はＲ＝２．５Ω、Ｌ＝３００μＨ、ｔ＝１μｓとなっている。
【００４０】
第２の電源２１使用時において、ブラシレスモータに印加される電圧ＶＭは、モータ駆動電源（第１の電源）１から、ブラシレスモータの通電電流とＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタのオン抵抗の積で決まる電圧分だけ降下した値となるため、出力電圧ＶＭ≒１２Ｖとなる。よって電流が流れ始めてから１μｓ後の通電電流のピーク値は３９．８ｍＡとなり、これ以下には制御できない。
【００４１】
これに対し、第３の電源２２を使用すれば、ゲート電圧ＵＵからゲート・ソース間電圧分降下した電圧が、ブラシレスモータに印加されるため、ゲート・ソース間電圧を１Ｖとすると、出力電圧ＶＭ≒４Ｖとなる。よって電流が流れ始めてから１μｓ後の通電電流のピーク値を１３．３ｍＡまで抑えることができ、電流の制御レベルを大幅に下げることができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、ブラシレスモータに印加される電圧を低下させることにより、ブラシレスモータに発生するトルクを減少させることができ、低速回転が可能となる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のモータ駆動装置およびモータ駆動方法を説明する。
【００４３】
図５は本実施の形態２のモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図５において、１はモータ駆動用電源（第１の電源）、２は電源切替部、２１は通常回転制御時の上側プリドライブ部６０１のプリドライブ部電源（第２の電源）、２２は低速回転制御時の上側プリドライブ部６０１のプリドライブ部電源（第３の電源）、２３は第２の電源２１および第３の電源２２の切替えを行う電源切替信号、３は位置検出素子、４は位置検出部、５は通電切替部、６０１は上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０３を駆動する上側プリドライブ部、６０２は下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０４〜７０６を駆動する下側プリドライブ部、７はＮｃｈ  ＭＯＳトランジスタ７０１〜７０６により構成されるモータ駆動部、８は電流検出部、９は比較器、１０はセットパルス信号となるクロックパルスを発生する発振部、１１はＰＷＭ制御部、１２は回転数検出部である。
【００４４】
なお、図５において、回転数検出部１２以外については実施の形態１の動作と全く同じであるため、ここでは説明を省略する。
本実施の形態２において、実施の形態１の構成から新たに設けた回転数検出部１２では、ブラシレスモータにおけるロータの回転の際に位置検出素子３により得られた位置情報Ｅを基に、ブラシレスモータの回転数を検出する。
【００４５】
そして、回転数検出部１２において、このようにして検出したブラシレスモータの回転数を、通常回転制御時と低速回転制御時を区別するボーダーラインの回転数として予め任意に設定しておいた所定の回転数と比較し、検出したブラシレスモータの回転数が、所定の回転数以上であって通常回転制御時とみなせる回転数であると判定した時は、ブラシレスモータのロータが通常回転制御時の回転数で回転していることを示すレベル状態の信号を、電源切替部２への電源切替信号２３として出力する。
【００４６】
一方、回転数検出部１２において、検出したブラシレスモータの回転数が、前記所定の回転数未満であって低速回転制御時とみなせる回転数であると判定した時は、ブラシレスモータのロータが低速回転制御時の回転数で回転していることを示すレベル状態の信号を、電源切替部２への電源切替信号２３として出力する。
【００４７】
このようにして回転数検出部１２から出力された電源切替信号２３を受けた電源切替部２において、電源切替信号２３の信号レベル状態として、ブラシレスモータのロータが通常回転制御時の回転数で回転している状態に対応する場合には、上側プリドライブ部６０１に対して、その駆動用電源として第２の電源２１を供給し、電源切替信号２３の信号レベル状態として、ブラシレスモータのロータが低速回転制御時の回転数で回転している状態に対応する場合には、上側プリドライブ部６０１に対して、その駆動用電源として、通常回転制御時に使用する第２の電源２１から、その電位に比べて十分に低い電位に設定された第３の電源２２に切替えて供給する。
【００４８】
本実施の形態２のような構成とすることで、外部から信号を与えること無く、ブラシレスモータを、低速域から高速域まで広範囲の回転数に制御することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のモータ駆動装置およびモータ駆動方法は、低速回転制御時においてブラシレスモータへの印加電圧を低下させることにより、ブラシレスモータに発生するトルクを減少させることが可能になるもので、ブラシレスモータにおける低速制御の安定駆動技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１のモータ駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態１のモータ駆動装置におけるプリドライブ部の構成例を示す回路図
【図３】同実施の形態１のモータ駆動方法における動作を示す波形図
【図４】同実施の形態１のモータ駆動方法におけるブラシレスモータへの印加電圧による通電電流の変動例の説明図
【図５】本発明の実施の形態２のモータ駆動装置の構成を示すブロック図
【図６】従来のモータ駆動装置の構成を示すブロック図
【図７】同従来例のモータ駆動装置における動作を示す波形図
【図８】同従来例のモータ駆動装置における電流検出禁止区間を作成するための回路構成例を示す回路図
【図９】同従来例のモータ駆動装置におけるオン抵抗による通電電流の変動例の説明図
【符号の説明】
【００５１】
１    モータ駆動用電源（第１の電源）
２    電源切替部
３    位置検出素子
４    位置検出部
５    通電切替部
７    モータ駆動部
８    電流検出部
９    比較器
１０    発振部
１１    ＰＷＭ制御部
１２    回転数検出部
２１    （通常モード時の上側ＭＯＳトランジスタ駆動用）プリドライブ部電源（第２の電源）
２２    （低速モード時の上側ＭＯＳトランジスタ駆動用）プリドライブ部電源（第３の電源）
２３    電源切替信号
７１    Ｕ相出力
７２    Ｖ相出力
７３    Ｗ相出力
６０１    （上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ駆動用）プリドライブ部
６０２    （下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ駆動用）プリドライブ部
７０１    （Ｕ相上側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
７０２    （Ｖ相上側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
７０３    （Ｗ相上側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
７０４    （Ｕ相下側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
７０５    （Ｖ相下側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
７０６    （Ｗ相下側）Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ
Ａ    電流検出信号
Ｂ    セットパルス信号
Ｃ    リセットパルス信号
Ｄ    ＰＷＭ制御信号
Ｅ    位置情報
Ｆ    位置検出信号
ＴＱ    トルク指令信号
ＰＵＵ〜ＰＷＵ    （Ｕ相〜Ｗ相上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ用）通電切替信号
ＰＵＬ〜ＰＷＬ    （Ｕ相〜Ｗ相下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ用）通電切替信号
ＵＵ〜ＷＵ    （Ｕ相〜Ｗ相上側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ用）駆動ゲート信号
ＵＬ〜ＷＬ    （Ｕ相〜Ｗ相下側Ｎｃｈ  ＭＯＳトランジスタ用）駆動ゲート信号
ＶＭ    Ｕ相出力の電圧
【図１】
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【図２】
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【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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