(57)【要約】【課題】モータの速度制御特性の向上化を図る。【解決手段】モータが具備する駆動コイルと接続された駆動トランジスタのオンオフを制御することにより前記駆動コイルに電流を供給し前記モータを回転駆動するモータ駆動回路において、前記駆動トランジスタに供給する電源電圧を監視し、前記電源電圧が閾値電圧以上である場合に第１の速度制御モード設定信号を出力し、前記電源電圧が前記閾値電圧未満である場合に第２の速度制御モード設定信号を出力する電源電圧監視回路と、前記電源電圧監視回路が前記第１の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させて前記モータの回転速度を制御する第１の速度制御モードとし、前記電源電圧監視回路が前記第２の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させるとともにパルス幅変調信号のオンデューティを可変させることにより前記モータの回転速度を制御する第２の速度制御モードとする速度制御モード設定回路と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが具備する駆動コイルに接続された駆動トランジスタをオンオフ制御して前記駆動コイルに流れるコイル電流を制御することによりモータ制御を行うモータ駆動回路において、
前記駆動トランジスタに供給する電源電圧を監視し、前記電源電圧が閾値電圧以上である場合に第１の速度制御モード設定信号を出力し、前記電源電圧が前記閾値電圧未満である場合に第２の速度制御モード設定信号を出力する電源電圧監視回路と、
前記電源電圧監視回路が前記第１の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させて前記モータの回転速度を制御する第１の速度制御モードとし、前記電源電圧監視回路が前記第２の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させるとともにパルス幅変調信号のオンデューティを可変させることにより前記モータの回転速度を制御する第２の速度制御モードとする速度制御モード設定回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動回路において、
前記速度制御モード設定回路は、
前記駆動トランジスタの制御電極に向けて出力される前記駆動トランジスタのオンオフを制御する第１の制御信号に対して前記パルス幅変調信号を合成した第２の制御信号を出力するパルス幅変調合成部と、
前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号が入力され、前記第１の速度制御モードとする場合には前記第１の制御信号を選択して前記制御電極に向けて出力し、前記第２の速度制御モードとする場合には前記第２の制御信号を選択して前記制御電極に向けて出力するスイッチ回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ駆動回路において、前記電源電圧監視回路は、前記電源電圧と前記閾値電圧を比較するヒステリシス付きコンパレータによって構成したこと、を特徴とするモータ駆動回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ駆動回路において、前記モータはファンを回転駆動するファンモータであることを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項５】
モータが具備する駆動コイルを接続するための所定の端子を具備しており、当該駆動コイルにコイル電流を流すための駆動トランジスタをオンオフ制御することによりモータ制御を行う集積化されたモータ駆動回路において、
前記駆動トランジスタに供給する電源電圧を監視し、前記電源電圧が閾値電圧以上である場合に第１の速度制御モード設定信号を出力し、前記電源電圧が前記閾値電圧未満である場合に第２の速度制御モード設定信号を出力する電源電圧監視回路と、
前記電源電圧監視回路が前記第１の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させて前記モータの回転速度を制御する第１の速度制御モードとし、前記電源電圧監視回路が前記第２の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させるとともにパルス幅変調信号のオンデューティを可変させることにより前記モータの回転速度を制御する第２の速度制御モードとする速度制御モード設定回路と、
を有することを特徴とするモータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの速度制御方式の一つとして、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）方式が提案されている（例えば、以下に示す特許文献１を参照）。ＰＡＭ方式とは、モータが具備する駆動コイルに印加される電源電圧を昇降圧回路等によって可変させて回転速度を制御する方式のことである。例えば、一定の回転速度で回転し続ける単純な仕様で十分なモータに対して採用される。
【特許文献１】特開平７−７９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ＰＡＭ方式の場合、電源電圧を無制限に可変させることはできず、モータ駆動回路が正常に動作する動作電源電圧範囲内で電源電圧を可変させる必要がある。従って、電源電圧を動作電源電圧範囲の下限値未満に下げられず、モータの回転速度をその下限値に応じた回転速度未満に低速化できなかった。また、これにより、低速回転による省エネ対策等といった高機能な制御が実現困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するための主たる発明は、モータが具備する駆動コイルに接続された駆動トランジスタをオンオフ制御して前記駆動コイルに流れるコイル電流を制御することによりモータ制御を行うモータ駆動回路において、前記駆動トランジスタに供給する電源電圧を監視し、前記電源電圧が閾値電圧以上である場合に第１の速度制御モード設定信号を出力し、前記電源電圧が前記閾値電圧未満である場合に第２の速度制御モード設定信号を出力する電源電圧監視回路と、前記電源電圧監視回路が前記第１の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させて前記モータの回転速度を制御する第１の速度制御モードとし、前記電源電圧監視回路が前記第２の速度制御モード設定信号を出力した場合、前記電源電圧のレベルを可変させるとともにパルス幅変調信号のオンデューティを可変させることにより前記モータの回転速度を制御する第２の速度制御モードとする速度制御モード設定回路と、を有することとする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、モータの速度制御特性の向上化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
＜＜＜センサレスモータ駆動回路＞＞＞
図２を参照しつつ、図１を用いて本発明に係るセンサレスモータ駆動回路１００について説明する。尚、センサレスモータ駆動回路１００を用いて構成されるモータシステムとして、電化機器（パソコン、エアコン、冷蔵庫等）において発生する熱を外部に排出させるファン（羽根）２００用のモータ（ファンモータ）を回転駆動させるファンモータシステムを例示する。また、センサレスモータ駆動回路１００として、Ｂｉ−ＣＭＯＳプロセスの集積回路の場合を例示する。
【０００７】
センサレスモータ駆動回路１００のＵＯ端子、ＶＯ端子、ＷＯ端子には、スター結線され且つ電気角１２０度の位相差を有してステータに巻回された３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗが接続される。これにより、３相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗは、ＵＯ端子、ＶＯ端子、ＷＯ端子を介して、ＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１〜Ｍ６により構成された駆動トランジスタ回路と接続される。尚、ソース電源ライン１０２側に設けたＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５は、ソース電源ライン１０２からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに向けて流れるコイル電流ＩＬを吐出するソース側（吐出側）トランジスタとなり、シンク電源ライン１０４側に設けたＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ２、Ｍ４、Ｍ６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗからシンク電源ライン１０４に向けて流れるコイル電流ＩＬを吸い込むシンク側（吸込側）トランジスタとなる。また、本実施形態では、ソース電源ライン１０２側にあるＮＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５を飽和駆動し、シンク電源ライン１０４側にあるＮＭＯＳトランジスタＭ２、Ｍ４、Ｍ６をＰＷＭ駆動（非飽和駆動）する。
【０００８】
尚、ソース電源ライン１０２と接続されるＶＭ端子は、センサレスモータ駆動回路１００に対して電源電圧ＶＣＣの所定レベルを昇降圧回路３００によって可変させて得られる電源電圧ＶＣＣ’を印加するための端子として用いられる。センサレスモータ駆動回路１００は、回転速度に応じたレベルとした電源電圧ＶＣＣ’をＶＭ端子に印加させることで、ＰＡＭ方式に相当する第１の速度制御モードに従ってセンサレスモータの回転速度を制御できる。また、ＶＭ端子に印加された電源電圧ＶＣＣ’は、基準電圧生成回路１８０によって基準電圧ＶＲＥＦに変換される。この基準電圧ＶＲＥＦは、センサレスモータ駆動回路１００内部の各種回路を動作させるためのバイアス電圧として用いられる。
【０００９】
ＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１乃至Ｍ６が適宜のタイミングでオンオフすると、電源電圧ＶＣＣのレベルに応じたコイル電流ＩＬが、３相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗに供給される。これにより、予め定められた方向（例えば正回転）にセンサレスモータが回転し、３相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの一端には、電気角１２０度の位相差を有するコイル電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが発生する。尚、コイル電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、センサレスモータの回転速度に応じた周波数を有しており、ＵＯ端子、ＶＯ端子、ＷＯ端子を介して、３入力１出力のスイッチ回路１１０が具備する入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに印加される。
【００１０】
コンパレータ１２０において後述のゼロクロスポイントの検出対象となるＵ相、Ｖ相、Ｗ相のうちのいずれか１相に応じて、スイッチ回路１１０の入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに印加されるコイル電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗがセンサレスロジック回路１３０により選択される。この選択された電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが、スイッチ回路１１０の出力端子を介してコンパレータ１２０の＋端子に印加される。一方、コンパレータ１２０の−端子の方には、センサレスモータ駆動回路１００のＣＯＭ端子を介して３相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗのスター結線の中性点電圧Ｖｃｏｍが印加される。即ち、＋端子に印加されるコイル電圧は、スイッチ回路１１０の出力（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗのいずれか）と中性点電圧Ｖｃｏｍとが交差するゼロクロスポイントを検出する相のコイル電圧であり、中性点電圧Ｖｃｏｍは、ゼロクロスポイントを検出する相以外の二相の駆動コイルの接続点の電圧である。
【００１１】
これにより、コンパレータ１２０は、＋端子に印加されたスイッチ回路１１０において選択されたコイル電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗと、−端子に印加された中性点電圧Ｖｃｏｍと、が交差するゼロクロスポイントを検出する。そして、コンパレータ１２０は、当該ゼロクロスポイントでエッジが切り替わる矩形波状のＦＧ信号をセンサレスロジック回路１３０に向けて出力するとともに、ＦＧ出力端子を介してマイコン４００に向けて出力する。これにより、マイコン４００は、ＦＧ信号に基づいて、センサレスモータの現在の回転速度を検知して、ＰＷＭ入力端子に入力させるＰＷＭ信号のオンデューティを調整できる。
【００１２】
センサレスロジック回路１３０は、センサレスモータ自体が起動前のロータとステータの間の相対位置を特定できないことを考慮して、ＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１〜Ｍ６の所定の通電順序でオンオフして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗにコイル電流を流すための所定の通電制御を行う。具体的には、センサレスロジック回路１３０は、コンパレータ１２０から出力されたＦＧ信号からキックバックパルスＫＢに対応するノイズを除去（マスク）した上で、発振器１６０のシステムクロックＭＣＬＫ並びに当該ノイズ除去後のＦＧ信号の各エッジタイミングに基づいて、駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２を生成出力する。尚、駆動信号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１は、ソース電源ライン１０２側にあるＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ１、Ｍ３、Ｍ５の各ゲート電極を駆動するための制御信号であり、駆動信号Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、シンク電源ライン１０４側にあるＮＭＯＳ電界効果トランジスタＭ２、Ｍ４、Ｍ６の各ゲート電極を駆動するための制御信号である。
【００１３】
センサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２は、ＰＷＭ合成回路１４０（本発明に係る『速度制御モード設定回路』）に入力され、マイコン４００からＰＷＭ入力端子を介して入力されたＰＷＭ信号と合成（重畳）される。尚、ＰＷＭ信号とは、センサレスモータの回転速度に比例したオンデューティが設定された速度制御信号である。また、ＰＷＭ信号のオンデューティとは、ＰＷＭ信号１周期内におけるパルス幅の比のことであり、ＮＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ６のオンデューティ（駆動トランジスタのオンタイムとスイッチング周期（＝オンタイム＋オフタイム）との比）に対応する。例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティは、全速回転の場合１００％、停止の場合０％、全速回転の半分の速度の場合５０％に設定される。センサレスモータ駆動回路１００は、ＶＭ端子に印加する電源電圧ＶＣＣのレベルを可変させるとともにＰＷＭ入力端子に入力されたＰＷＭ信号を用いることで、上記ＰＡＭ方式にいわゆるＰＷＭ方式を組み合わせた第２の速度制御モードに従ってセンサレスモータの回転速度を制御することができる。
【００１４】
尚、ＰＷＭ合成回路１４０は、駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２のうち駆動信号Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に対してＰＷＭ信号を合成する。この結果、ＰＷＭ合成回路１４０から出力される駆動信号Ｕ１’、Ｕ２’、Ｖ１’、Ｖ２’、Ｗ１’、Ｗ２’は、図２に示すような波形となる。即ち、駆動信号Ｕ１’、Ｖ１’、Ｗ１’はセンサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の波形と同じ波形となり、駆動信号Ｕ２’、Ｖ２’、Ｗ２’はオンタイム（Ｈレベル期間）とオフタイム（Ｌレベル期間）を繰り返す波形となる。そして、ＰＷＭ合成回路１４０から出力される駆動信号Ｕ１’、Ｕ２’、Ｖ１’、Ｖ２’、Ｗ１’、Ｗ２’はプリドライブ回路１５０においてレベル調整された後、ＮＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ６の各ゲート電極に対して、駆動信号Ｕ１”、Ｕ２”、Ｖ１”、Ｖ２”、Ｗ１”、Ｗ２”として印加される。
【００１５】
＜＜＜電源電圧監視回路並びにＰＷＭ合成回路＞＞＞
図３は、電源電圧監視回路１９０並びにＰＷＭ合成回路１４０に係るセンサレスモータ駆動回路１００の詳細な構成を示した図である。
【００１６】
電源電圧監視回路１９０は、ＶＭ端子に印加された電源電圧ＶＣＣ’を監視し、第１の速度制御モード又は第２の速度制御モードを設定するための速度制御モード設定信号ＤＥＴを出力するものである。具体的には、電源電圧監視回路１９０は、電源電圧ＶＣＣ’と、第１の速度制御モード時における動作電源電圧範囲の下限値である閾値電圧Ｖｒと、をレベル比較する。電源電圧ＶＣＣ’が閾値電圧Ｖｒよりも高レベルの場合、その旨を示すＨレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴ（本発明に係る「第１の速度制御モード設定信号」）をＰＷＭ合成回路１４０に対して出力する。一方、電源電圧ＶＣＣ’が閾値電圧Ｖｒよりも低いレベルであった場合には、その旨を示すＬレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴ（本発明に係る「第２の速度制御モード設定信号」）をＰＷＭ合成回路１４０に対して出力する。
【００１７】
具体的には、ＶＭ端子に印加された電源電圧ＶＣＣ’が、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列接続体によって分圧電圧Ｖｄに変換される。ヒステリシス付きコンパレータ１９２は、電源電圧ＶＣＣ’の分圧電圧Ｖｄが閾値電圧Ｖｒよりも高レベルの場合にはＨレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴを出力し、電源電圧ＶＣＣ’の分圧電圧Ｖｄが閾値電圧Ｖｒよりも低レベルの場合にはＬレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴを出力する。尚、ヒステリシス付きコンパレータ１９２のヒステリシス特性によって、入力された信号に混入するノイズ等によって、速度制御モード設定信号ＤＥＴの出力レベルが不安定になることが防止される。
【００１８】
一方、ＰＷＭ合成回路１４０（本発明に係る『速度制御モード設定回路』）は、電源電圧監視回路１９０から出力された速度制御モード設定信号ＤＥＴに基づいて、第１の速度制御モード又は第２の速度制御モードの選択を行う。詳述すると、速度制御モード設定信号ＤＥＴがＨレベルの場合、ＰＷＭ合成回路１４０は、センサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２をそのままの状態で駆動信号Ｕ１’、Ｕ２’、Ｖ１’、Ｖ２’、Ｗ１’、Ｗ２’としてプリドライブ回路１５０へ出力する。これにより、ＰＷＭ合成回路１４０は、第１の速度制御モードを選択したことになる。一方、速度制御モード設定信号ＤＥＴがＬレベルの場合、センサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２に対してＰＷＭ信号を合成（重畳）して駆動信号Ｕ１’、Ｕ２’、Ｖ１’、Ｖ２’、Ｗ１’、Ｗ２’としてプリドライブ回路１５０へ出力する。これにより、ＰＷＭ合成回路１４０は、第２の速度制御モードを選択したことになる。
【００１９】
尚、ＰＷＭ合成回路１４０は、第１の速度制御モード又は第２の速度制御モードの選択のために、ＡＮＤ素子１４２ａ〜１４２ｆ、スイッチ回路１４４ａ〜１４４ｆを有する。ＡＮＤ素子１４２ａ〜１４２ｆは、センサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２と、マイコン４００からＰＷＭ端子を介して入力されたＰＷＭ信号との論理積を出力する。スイッチ回路１４４ａ〜１４４ｆは、二つの入力端子ａ、ｂと、一つの出力端子ｃを有する。入力端子ａは、センサレスロジック回路１３０から出力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２が入力される。入力端子ｂは、ＡＮＤ素子１４２ａ〜１４２ｆの出力が入力される。
【００２０】
出力端子ｃは、速度制御モード設定信号ＤＥＴのレベルがＨレベルの場合には、入力端子ａに入力された駆動信号Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２をプリドライブ回路１５０に向けて出力する。この場合、昇降圧回路３００によってＶＭ端子に印加される電源電圧ＶＣＣ’のレベルが調整されることによって、電源電圧ＶＣＣ’のレベルに応じた回転速度を得る第１の速度制御モードが実施可能となる。
【００２１】
出力端子ｃは、速度制御モード設定信号ＤＥＴのレベルがＬレベルの場合には、入力端子ｂに入力されたＡＮＤ素子１４２ａ〜１４２ｆの出力をプリドライブ回路１５０に向けて出力する。この場合、昇降圧回路３００によってＶＭ端子に印加される電源電圧ＶＣＣ’のレベルが調整されることによって、電源電圧ＶＣＣ’のレベルに応じ且つＰＷＭ信号のオンデューティに応じた回転速度を得る第２の速度制御モードが実施可能となる。
【００２２】
図４は、本発明に係るセンサレスモータ駆動回路１００の速度制御特性の一例を示した図である。尚、図４に示す例では、第１の速度制御モードが正常に機能する動作電源電圧範囲は、下限値「２Ｖ」から上限値「４Ｖ」までの範囲とする。また、電源電圧監視回路１９０の閾値電圧Ｖｒは、説明の便宜上、電源電圧ＶＣＣ’を分圧しない場合とし、下限値「２Ｖ」近傍の「２．１Ｖ」に設定された場合とする。
【００２３】
電源電圧ＶＣＣ’のレベルを「４Ｖ」から「２．１Ｖ」まで下げていく過程では、電源電圧ＶＣＣ’のレベルは動作電源電圧範囲内（２Ｖ〜４Ｖ）にあるため、電源電圧監視回路１９０は、Ｈレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴを出力する。これにより、ＰＷＭ合成回路１４０は、Ｈレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴに基づいて、第１の速度制御モードを選択することになる。
【００２４】
第１の速度制御モード時では、センサレスモータの回転速度は、電源電圧ＶＣＣ’のレベルに比例して「１０００ｒｐｍ」から「５２５ｒｐｍ」へと線形的に変化する特性を示す。尚、第１の速度制御モードの場合、電源電圧ＶＣＣを可変できる範囲が動作電源電圧範囲内との制約があることにより、電源電圧ＶＣＣ’のレベルを下限値「２Ｖ」未満に下げることができず、ひいては、センサレスモータの回転速度を第１の速度制御モードの場合の回転速度の下限値「５００ｒｐｍ」未満にまで下げることができない。
【００２５】
電源電圧ＶＣＣ’のレベルが電源電圧監視回路１９０の閾値電圧Ｖｒである「２．１Ｖ」未満に下がった場合、電源電圧監視回路１９０は、Ｌレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴを出力する。これにより、ＰＷＭ合成回路１４０は、Ｌレベルの速度制御モード設定信号ＤＥＴに基づいて、第２の速度制御モードを選択する。駆動信号Ｕ２’、Ｖ２’、Ｗ２’にはＰＷＭ信号に基づくオフタイムが生じるので、第２の速度制御モード時において、第１の速度制御モードにおける動作電源電圧範囲の下限値を擬似的に下げることが可能となる。従って、第２の速度制御モードの場合、電源電圧ＶＣＣ’を「２．１Ｖ」未満にまで下げても、モータの回転速度を制御することが可能となり、第１の速度制御モードの場合の回転速度の下限値「５００ｒｐｍ」未満の回転速度（例えば、「２５０ｒｐｍ」）に設定することができる。
【００２６】
尚、ヒステリシス付きコンパレータ１９２のヒステリシス特性のために、電源電圧ＶＣＣ’のレベルを再び「２．１Ｖ」よりも上げた場合、「２．１Ｖ」を上回った時点では、第２の速度制御モードから第１の速度制御モードに即座に切り替わらない。例えば、ヒステリシス特性のために「２．３Ｖ」を上回った時点で第１の速度制御モードに切り替わる。これにより、電源電圧ＶＣＣ’に微小ノイズが混入した際の誤動作を防止できる。
【００２７】
＜＜＜本発明の効果＞＞＞
本発明では、モータの回転速度を制御するためにセンサレスモータ駆動回路１００に印加された電源電圧ＶＣＣ’の分圧電圧Ｖｄが閾値電圧Ｖｒ以上となるか未満となるかを監視する。電源電圧ＶＣＣ’の分圧電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｒ以上となれば第１の速度制御モードが選択され、動作電源電圧範囲内で電源電圧ＶＣＣ’のレベルを可変させることにより、モータの回転速度が制御される。電源電圧ＶＣＣ’の分圧電圧Ｖｄが閾値電圧Ｖｒ未満となれば第２の速度制御モードが選択され、ＰＷＭ信号が合成された駆動信号Ｕ１’、Ｕ２’、Ｖ１’、Ｖ２’、Ｗ１’、Ｗ２’によってモータの回転速度の制御が行われる。
【００２８】
従って、第２の速度制御モード時において、動作電源電圧範囲の下限値未満にまで電源電圧ＶＣＣ’のレベルを下げてもなお、モータの回転速度を制御できるようになる。これにより、例えば、従来のＰＡＭ方式によってモータの速度制御が行われる場合と対比して、モータの回転速度を制御する電源電圧ＶＣＣ’の可変範囲が拡大され、モータの回転速度をより低速化させることが可能となる。即ち、本発明によれば、従来のＰＡＭ方式によってモータの速度制御が行われる場合と対比して、モータの速度制御特性が低速化の面で改善される。
【００２９】
また、本発明では、第１の速度制御モード又は第２の速度制御モードを選択するために電源電圧ＶＣＣ’を監視する手段として、ヒステリシス特性を具備したヒステリシス付きコンパレータ１９２を採用する。ヒステリシス付きコンパレータ１９２によって電源電圧ＶＣＣ’の監視が行われることによって、電源電圧ＶＣＣ’に微小ノイズが混入した際の誤動作を防止できる。
【００３０】
さらに、本発明は、特に、パソコンやサーバー等の情報処理装置に搭載されたＣＰＵを冷却するファンモータシステムにとって有意義である。即ち、パソコンやサーバー等の情報処理装置は、消費電力を抑えるために電源電圧ＶＣＣ’のレベルを下げることが求められている。従って、ＣＰＵ冷却用のファンモータシステムの場合に、第１の速度制御モードが有効に機能する動作電源電圧範囲は非常に狭い。そこで、本発明に係る第２の速度制御モードが選択されることにより、ＣＰＵの冷却用ファンモータの回転速度をさらに低速化することができる。また、これにより、モータの低速回転による省エネ対策等といった複雑な制御を容易に実現可能となる。
【００３１】
尚、センサレスモータの駆動コイルを駆動する吐出側トランジスタ及び吸込側トランジスタとしては、前述したＮＭＯＳトランジスタＭ１乃至Ｍ６のみならず、ＰＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタを採用することができる。また、センサレスモータは、前述した３相モータの場合に限らず、単相モータの場合であってもよい。この場合、吐出側トランジスタ及び吸込側トランジスタは、単相モータの駆動コイルに対してＨブリッジ接続される。さらに、センサレスモータは、前述したセンサレスモータに限らず、ホール素子を具備したセンサ付きモータであってもよい。しかし、パソコンやサーバー等の情報処理装置のＣＰＵ冷却ファンモータシステムに本発明を適用する場合、当該情報処理装置の小型化の要請に応じて、センサ付きモータの場合よりも小型化が容易なセンサレスモータ、さらにはセンサレスモータ駆動回路１００を採用する方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るセンサレスモータ駆動回路の構成を示す図である。
【図２】本発明に係るセンサレスモータ駆動回路の主要信号の波形図である。
【図３】本発明に係る電源電圧回路並びにＰＷＭ合成回路を中心としたセンサレスモータ駆動回路の詳細な構成を示した図である。
【図４】本発明に係るセンサレスモータ駆動回路の速度制御特性の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  センサレスモータ駆動回路
１１０  スイッチ回路
１２０  コンパレータ
１３０  センサレスロジック回路
１４０  ＰＷＭ合成回路
１５０  プリドライブ回路
１９０  電源電圧監視回路
１９２  ヒステリシス付きコンパレータ
２００  ファン
３００  昇降圧回路
４００  マイコン
【図１】
2008245377.tif 000003
【図２】
2008245377.tif 000004
【図３】
2008245377.tif 000005
【図４】
2008245377.tif 000006