(57)【要約】      （修正有）【課題】単相コイルの駆動電流が回生するときの電源電圧変動を抑える。【解決手段】単相コイルに駆動電流を供給するとき、第１吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに第１吸込側スイッチ素子をオンし、駆動電流を逆転させる。このとき、第２吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに第２吸込側スイッチ素子をオンする第１モードと、単相コイルの一方向への駆動電流の供給を停止したとき、第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子をオフすることによって第１制御素子の出力に基づいて第１吸込側スイッチ素子をオンし、単相コイルの逆方向への駆動電流の供給を停止したとき、第２吐出側スイッチ素子および第２吸込側スイッチ素子をオフすることによって第２吸込側スイッチ素子をオンする第２モードと、単相モータがロックしたとき、第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子を所定時間オンする。【選択図】      図１
2004166430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給する第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給する第２吐出側スイッチ素子および第２吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第１吸込側スイッチ素子をオンさせる第１制御素子と、前記第２吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向の駆動電流を回生させる第１回生素子と、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第２吸込側スイッチ素子をオンさせる第２制御素子と、前記第１吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向の駆動電流を回生させる第２回生素子と、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子の一端と接続されるとともに、電源を逆接続したときの誤動作を防止する逆接続防止素子と、を備えた単相モータ駆動装置であって、
前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給するとき、前記第１吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給するとき、前記第２吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第１モードと、
前記単相コイルの一方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第２モードと、
単相モータがロックしたとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子を所定時間オンし、その後前記第１吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンする一方、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間オンし、その後前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第３モードと、
を実行するための制御手段を、備えたことを特徴とする単相モータ駆動装置。
【請求項２】
前記第１モードでは、前記第１吐出側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記第１回生素子からなる経路を回生し、前記第２吐出側スイッチ素子がオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記第２回生素子からなる経路を回生し、
前記第２モードでは、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記第１回生素子からなる経路を回生し、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記第２回生素子からなる経路を回生し、
前記第３モードでは、前記第１吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記電源、前記逆接続防止素子、前記第１吐出側スイッチ素子からなる経路を回生し、前記第２吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記電源、前記逆接続防止素子、前記第２吐出側スイッチ素子からなる経路を回生する、
ことを特徴とする請求項１記載の単相モータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子は、インバーテッドダーリントン接続されたトランジスタであることを特徴とする請求項１または２記載の単相モータ駆動装置。
【請求項４】
前記第２モードは、前記電源をオフしたとき、または、前記単相コイルの駆動電流の方向を切り替えたとき、であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の単相モータ駆動装置。
【請求項５】
単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給する第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給する第２吐出側スイッチ素子および第２吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第１吸込側スイッチ素子をオンさせる第１制御素子と、前記第２吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向の駆動電流を回生させる第１回生素子と、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第２吸込側スイッチ素子をオンさせる第２制御素子と、前記第１吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向の駆動電流を回生させる第２回生素子と、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子の一端と接続されるとともに、電源を逆接続したときの誤動作を防止する逆接続防止素子と、を備えた単相モータ駆動装置の駆動方法であって、
前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給するとき、前記第１吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給するとき、前記第２吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第２吸込側スイッチ素子をオンし、
前記単相コイルの一方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンし、
単相モータがロックしたとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子を所定時間オンし、その後前記第１吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンする一方、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間オンし、その後前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする、
ことを特徴とする単相モータ駆動方法。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れかに記載の単相モータ駆動装置を有することを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単相モータ駆動装置、単相モータ駆動方法、および集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、図７および図８を参照しつつ、従来の単相モータ駆動装置について説明する。ここで、図７は、従来の単相モータ駆動装置を示す回路図、図８は、従来の単相モータ駆動装置の駆動波形を示す波形図である。
【０００３】
ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ２（第１吐出側スイッチ素子）およびＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ４（第１吸込側スイッチ素子）は、駆動信号Ａ、Ｄが供給されることによって、単相コイル６の紙面右方向に駆動電流を供給するものである。そのため、バイポーラトランジスタ２のコレクタエミッタ路、単相コイル６、バイポーラトランジスタ４のコレクタエミッタ路は、電源ＶＣＣの正極と負極との間に直列接続されている。同様に、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ８（第２吐出側スイッチ素子）およびＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１０（第２吸込側スイッチ素子）は、駆動信号Ｃ、Ｂが供給されることによって、単相コイル６の紙面左方向に駆動電流を供給するものである。そのため、バイポーラトランジスタ８のコレクタエミッタ路、単相コイル６、バイポーラトランジスタ１０のコレクタエミッタ路は、電源ＶＣＣの正極と負極との間に直列接続されている。そして、バイポーラトランジスタ２、４およびバイポーラトランジスタ８、１０が相補的にオンオフして、単相コイル６の駆動電流の方向が適宜変化することによって、単相モータは所定方向に回転する。
【０００４】
また、制御部１２から供給される駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの変化タイミングは僅かにずれている。即ち、バイポーラトランジスタ２、４およびバイポーラトランジスタ８、１０が相補的にオンオフしたとき、バイポーラトランジスタ２、１０およびバイポーラトランジスタ８、４が僅かに同時オフするので、電源ＶＣＣの正極と負極との間が貫通電流によって短絡されることはない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−８７７７５号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−４６８８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バイポーラトランジスタ２、４が同時オフしたとき、単相コイル６の紙面右方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、単相コイル６の紙面右方向の駆動電流は、単相コイル６の紙面右側に現れるキックバック電圧に基づいて、単相コイル６、回生ダイオード１４、電源ＶＣＣ、回生ダイオード１６からなる破線の回生経路を循環して短時間で消費される。一方、バイポーラトランジスタ８、１０が同時オフしたとき、単相コイル６の紙面左方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、単相コイル６の紙面左方向の駆動電流は、単相コイル６の紙面左側に現れるキックバック電圧に基づいて、単相コイル６、回生ダイオード１８、電源ＶＣＣ、回生ダイオード２０からなる一点鎖線の回生経路を循環して短時間で消費される。即ち、バイポーラトランジスタ２、４およびバイポーラトランジスタ８、１０が同時オフするその都度、単相コイル６の駆動電流が電源ライン２２を通って回生するので、電源ライン２２上の電圧が変動し、単相モータ駆動装置が誤動作する問題があった。
【０００８】
そこで、コンデンサ２４を設けることによって、電源ライン２２上の電圧の変動を吸収している。しかし、コンデンサ２４の容量が大となるため、コストアップするとともに、単相モータ駆動装置が集積回路の場合はコンデンサ２４が外付部品となる問題があった。
【０００９】
また、逆接続防止ダイオード２６は、電源ＶＣＣを逆接続したときの単相モータ駆動装置の誤動作を防止するものであるが、この逆接続防止ダイオード２６を設けると、破線および一点鎖線の回生経路を形成できなくなる問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための主たる発明は、単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給する第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給する第２吐出側スイッチ素子および第２吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第１吸込側スイッチ素子をオンさせる第１制御素子と、前記第２吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向の駆動電流を回生させる第１回生素子と、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第２吸込側スイッチ素子をオンさせる第２制御素子と、前記第１吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向の駆動電流を回生させる第２回生素子と、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子の一端と接続されるとともに、電源を逆接続したときの誤動作を防止する逆接続防止素子と、を備えた単相モータ駆動装置であって、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給するとき、前記第１吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給するとき、前記第２吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第１モードと、前記単相コイルの一方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第２モードと、単相モータがロックしたとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子を所定時間オンし、その後前記第１吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンする一方、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間オンし、その後前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする第３モードと、を実行するための制御手段を、備えたことを特徴とする単相モータ駆動装置である。
【００１１】
本発明の上記以外の特徴とするところは、本明細書および添付図面の記載により明らかとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書及び添付図面の記載により少なくとも以下の事項が明らかとなる。
かかる単相モータ駆動装置において、前記第１モードでは、前記第１吐出側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記第１回生素子からなる経路を回生し、前記第２吐出側スイッチ素子がオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記第２回生素子からなる経路を回生し、前記第２モードでは、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記第１回生素子からなる経路を回生し、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記第２回生素子からなる経路を回生し、前記第３モードでは、前記第１吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの一方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第１吸込側スイッチ素子、前記電源、前記逆接続防止素子、前記第１吐出側スイッチ素子からなる経路を回生し、前記第２吸込側スイッチ素子をオフしたときの前記単相コイルの逆方向の駆動電流は、前記単相コイル、前記第２吸込側スイッチ素子、前記電源、前記逆接続防止素子、前記第２吐出側スイッチ素子からなる経路を回生する。この単相モータ駆動装置によれば、電源を逆接続したときの誤動作を防止する逆接続防止素子を設けたままで、単相コイルの駆動電流を回生する複数の回生経路を形成することが可能となる。これにより、電源ライン上の電圧の変動を抑えるとともに、電源ラインに設けるコンデンサの容量を小とすることが可能となる。
【００１３】
また、かかる単相モータ駆動装置において、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子は、インバーテッドダーリントン接続されたトランジスタである。この単相モータ駆動装置によれば、単相モータがロックして、単相コイルの駆動電流が回生するときの電力消費量を低減することが可能となる。
【００１４】
また、前記第２モードは、前記電源をオフしたとき、または、前記単相コイルの駆動電流の方向を切り替えたとき、である。
【００１５】
また、単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給する第１吐出側スイッチ素子および第１吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルと直列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給する第２吐出側スイッチ素子および第２吸込側スイッチ素子と、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第１吸込側スイッチ素子をオンさせる第１制御素子と、前記第２吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの一方向の駆動電流を回生させる第１回生素子と、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給した後に発生するキックバック電圧に応じて、前記第２吸込側スイッチ素子をオンさせる第２制御素子と、前記第１吸込側スイッチ素子と並列接続されるとともに、前記単相コイルの逆方向の駆動電流を回生させる第２回生素子と、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第２吐出側スイッチ素子の一端と接続されるとともに、電源を逆接続したときの誤動作を防止する逆接続防止素子と、を備えた単相モータ駆動装置の駆動方法であって、前記単相コイルの一方向に駆動電流を供給するとき、前記第１吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向に駆動電流を供給するとき、前記第２吐出側スイッチ素子を所定周波数でオンオフするとともに前記第２吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの一方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンし、前記単相コイルの逆方向への駆動電流の供給を停止したとき、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子をオフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンし、単相モータがロックしたとき、前記第１吐出側スイッチ素子および前記第１吸込側スイッチ素子を所定時間オンし、その後前記第１吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第１制御素子の出力に基づいて前記第１吸込側スイッチ素子をオンする一方、前記第２吐出側スイッチ素子および前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間オンし、その後前記第２吸込側スイッチ素子を前記所定時間より長い時間オフすることによって前記第２制御素子の出力に基づいて前記第２吸込側スイッチ素子をオンする、ことを特徴とする単相モータ駆動方法。この単相モータ駆動方法によれば、逆接続防止素子を設けたままで、単相コイルの駆動電流を回生する複数の回生経路を形成することが可能となる。これにより、電源ライン上の電圧の変動を抑えて、電源ラインに設けるコンデンサの容量を小とすることが可能となる。
【００１６】
更に、上記の単相モータ駆動装置を有することを特徴とする集積回路も、実現可能である。この集積回路によれば、電源ラインに設けるコンデンサをチップ上に集積化することが可能となる。これに伴って、単相モータ駆動装置の小型化およびコストダウンが可能となる。
【００１７】
＝＝＝単相モータ駆動装置の構成＝＝＝
以下、図１を参照しつつ、本発明の単相モータ駆動装置の構成について説明する。図１は、本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第１モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されている。なお、本実施形態では、単相モータ駆動装置は、電源ＶＣＣおよび単相コイルが外部接続される集積回路であって、例えばファンモータを駆動することとする。
【００１８】
ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１０２およびＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１０４（第１吐出側スイッチ素子）とＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１０６（第１吸込側スイッチ素子）とは、駆動信号Ａ、Ｄが供給されることによって、単相コイル１０８の紙面右方向に駆動電流を供給するものである。そのため、バイポーラトランジスタ１０４のコレクタエミッタ路、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１０６のコレクタエミッタ路は、電源ＶＣＣの正極と負極との間に直列接続されている。同様に、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１１０およびＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１１２（第２吐出側スイッチ素子）とＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ１１４（第２吸込側スイッチ素子）は、駆動信号Ｃ、Ｂが供給されることによって、単相コイル１０８の紙面左方向に駆動電流を供給するものである。そのため、バイポーラトランジスタ１１２のコレクタエミッタ路、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１１４のコレクタエミッタ路は、電源ＶＣＣの正極と負極との間に直列接続されている。そして、バイポーラトランジスタ１０４、１０６およびバイポーラトランジスタ１１２、１１４が相補的にオンオフして、単相コイル１０８の駆動電流の方向が適宜変化することによって、単相モータは所定方向に回転する。なお、バイポーラトランジスタ１０２、１０４およびバイポーラトランジスタ１１０、１１２は、インバーテッドダーリントン接続されているため、数百μＡ程度の微少電流値を有する駆動信号Ａ、Ｃが供給されることとなる。
【００１９】
ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１１６（第１制御素子）は、単相コイル１０８の紙面右側に現れるキックバック電圧に応じてオンすることによって、バイポーラトランジスタ１０６をオンするものである。同様に、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ１１８（第２制御素子）は、単相コイル１０８の紙面左側に現れるキックバック電圧に応じてオンすることによって、バイポーラトランジスタ１１４をオンするものである。回生ダイオード１２０は、バイポーラトランジスタ１１４のコレクタエミッタに並列接続されるとともに、バイポーラトランジスタ１０６の出力電流を回生するものである。同様に、回生ダイオード１２２は、バイポーラトランジスタ１０６のコレクタエミッタに並列接続されるとともに、バイポーラトランジスタ１１４の出力電流を回生するものである。コンデンサ１２４は、電源ライン上の電圧の変動を吸収するものである。逆接続防止ダイオード１２６は、電源ＶＣＣの正極と負極を逆接続したときの単相モータ駆動装置の誤動作を防止するものである。制御部１２８（制御手段）は、駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力するものである。
【００２０】
＝＝＝単相モータ駆動装置の動作＝＝＝
≪第１モード（回転）≫
以下、図１および図２を参照しつつ、本発明の単相モータ駆動装置の動作について説明する。図２は、図１のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。なお、第１モードでは、バイポーラトランジスタ１０４、１１２のオンオフデューティをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することによって、単相モータの回転速度を可変とする。
【００２１】
制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面右方向に駆動電流を供給する期間は、バイポーラトランジスタ１０４を所定周波数（例えば２５ｋＨｚ）でオンオフする駆動信号Ａ、および、バイポーラトランジスタ１０６をオンする駆動信号Ｄを出力する。従って、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流は、バイポーラトランジスタ１０４がオンする期間、バイポーラトランジスタ１０４、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１０６からなる実線の供給経路を流れ、バイポーラトランジスタ１０４がオフする期間、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１０６、回生ダイオード１２０からなる破線の回生経路を流れることとなる。一方、制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面左方向に駆動電流を供給する期間は、バイポーラトランジスタ１１２を所定周波数（例えば２５ｋＨｚ）でオンオフする駆動信号Ｃ、および、バイポーラトランジスタ１１４をオンする駆動信号Ｂを出力する。従って、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流は、バイポーラトランジスタ１１２がオンする期間、バイポーラトランジスタ１１２、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１１４からなる実線の供給経路を流れ、バイポーラトランジスタ１１２がオフする期間、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１１４、回生ダイオード１２２からなる一点鎖線の回生経路を流れて消費されることとなる。これにより、単相コイル１０８の駆動電流は、電源ラインを通って回生しないので、電源ライン上の電圧の変動を防止することが可能となる。
【００２２】
≪第２モード（電源オフ、相切り替わり）≫
次に、図３および図４を参照しつつ、本発明の単相モータ駆動装置の動作について説明する。図３は、本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第２モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されている。図４は、図３のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。
【００２３】
制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面右方向への駆動電流の供給を停止したとき、即ち、電源ＶＣＣをオフしたとき、または、単相コイル１０８の駆動電流を紙面左方向へ切り替えたとき、バイポーラトランジスタ１０４、１０６をオフする駆動信号Ａ、Ｄを出力する。バイポーラトランジスタ１０４、１０６がオフしたものの、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、バイポーラトランジスタ１１６は、単相コイル１０８の紙面右側に現れるキックバック電圧に基づいてエミッタ電位が上昇してオンする。更に、バイポーラトランジスタ１０６は、ベース電位が上昇して再びオンする。従って、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流は、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１０６、回生ダイオード１２０からなる破線の回生経路を流れて消費されることとなる。一方、制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面左方向への駆動電流の供給を停止したとき、即ち、電源ＶＣＣをオフしたとき、または、単相コイル１０８の駆動電流を紙面右方向へ切り替えたとき、バイポーラトランジスタ１１２、１１４をオフする駆動信号Ｃ、Ｂを出力する。バイポーラトランジスタ１１２、１１４がオフしたものの、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、バイポーラトランジスタ１１８は、単相コイル１０８の紙面左側に現れるキックバック電圧に基づいてエミッタ電位が上昇してオンする。更に、バイポーラトランジスタ１１４は、ベース電位が上昇して再びオンする。従って、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流は、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１１４、回生ダイオード１２２からなる一点鎖線の回生経路を流れて消費されることとなる。これにより、単相コイル１０８の駆動電流は、電源ラインを通って回生しないので、電源ライン上の電圧の変動を防止することが可能となる。
【００２４】
≪第３モード（単相モータのロック保護）≫
次に、図５および図６を参照しつつ、本発明の単相モータ駆動装置の動作について説明する。図５は、本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第３モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されている。図６は、図５のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。単相モータが外部要因でロックしたとき、単相コイル１０８が発熱することによって、単相モータ駆動装置が加熱されて破壊されるのを防止しなければならない。
【００２５】
制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面右方向に駆動電流を供給する期間において単相モータが外部要因でロックしたとき、バイポーラトランジスタ１０４、１０６を所定時間（例えば０．５秒）オンした後にバイポーラトランジスタ１０６を所定時間より長い時間（例えば５秒）オフする駆動信号Ａ、Ｄを繰り返し出力する。バイポーラトランジスタ１０６がオフしたとき、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、バイポーラトランジスタ１１６は、単相コイル１０８の紙面右側に現れるキックバック電圧に基づいてエミッタ電位が上昇してオンする。更に、バイポーラトランジスタ１０６は、ベース電位が上昇して再びオンする。従って、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流は、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１０６、電源ＶＣＣ、逆接続防止ダイオード１２６、バイポーラトランジスタ１０４からなる破線の回生経路を流れて消費される。なお、バイポーラトランジスタ１０６が再びオンするまでの過程において、単相コイル１０８の紙面右方向の駆動電流のうち、バイポーラトランジスタ１１６のベース電流に相当する駆動電流は、コンデンサ１２４からなる経路を流れる。一方、制御部１２８では、単相コイル１０８の紙面左方向に駆動電流を供給する期間において単相モータが外部要因でロックしたとき、バイポーラトランジスタ１１２、１１４を所定時間（例えば０．５秒）オンした後にバイポーラトランジスタ１１４を所定時間より長い時間（例えば５秒）オフする駆動信号Ｃ、Ｂを繰り返し出力する。バイポーラトランジスタ１１４がオフしたとき、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流は継続して同方向に流れようとする。そのため、バイポーラトランジスタ１１８は、単相コイル１０８の紙面左側に現れるキックバック電圧に基づいてエミッタ電位が上昇してオンする。更に、バイポーラトランジスタ１１４は、ベース電位が上昇して再びオンする。従って、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流は、単相コイル１０８、バイポーラトランジスタ１１４、電源ＶＣＣ、逆接続防止ダイオード１２６、バイポーラトランジスタ１１２からなる一点鎖線の回生経路を流れて消費される。なお、バイポーラトランジスタ１１４が再びオンするまでの過程において、単相コイル１０８の紙面左方向の駆動電流のうち、バイポーラトランジスタ１１８のベース電流に相当する駆動電流は、コンデンサ１２４からなる経路を流れる。これにより、単相コイル１０８の駆動電流は、逆接続防止ダイオード１２６を介して回生することが可能となる。また、バイポーラトランジスタ１０２、１０４およびバイポーラトランジスタ１１０、１１２はインバーテッドダーリントン接続されているため、電力消費量を低減するとともに電源ライン上の電圧の変動を低減することが可能となる。
【００２６】
以上より、制御部１２８が第１乃至第３モードを実行するための駆動信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力するロジックを有することによって、コンデンサ１２４の容量を小とすることが可能となる。特に、単相モータ駆動装置を集積化するとき、コンデンサ１２４をチップ上に形成することが可能となる。
【００２７】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明に係る単相モータ駆動装置、単相モータ駆動方法、および集積回路について説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易と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。
【００２８】
≪第１吐出側、第１吸込側、第２吐出側、第２吸込側スイッチ素子≫
本実施形態では、第１吐出側、第１吸込側、第２吐出側、第２吸込側スイッチ素子は、バイポーラトランジスタであるが、これに限定されるものではない。例えば、第１吐出側、第１吸込側、第２吐出側、第２吸込側スイッチ素子として、Ｎチャンネル型またはＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを用いることも可能である。
【００２９】
≪第１、第２制御素子≫
本実施形態では、第１、第２制御素子は、バイポーラトランジスタであるが、これに限定されるものではない。例えば、キックバック電圧に応じてオンする、Ｎチャンネル型またはＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを用いることも可能である。
【００３０】
≪第１、第２回生素子≫
本実施形態では、第１、第２回生素子は、第１、第２吸込側スイッチ素子とは別に設けられるダイオード素子であるが、これに限定されるものではない。例えば、第１、第２吸込側スイッチ素子がバイポーラトランジスタであるとき、第１、第２回生素子として、バイポーラトランジスタが有する寄生ダイオードを利用することも可能である。これにより、単相モータ駆動装置を集積化したときのチップ面積を小とすることが可能となる。
【００３１】
≪逆接続防止素子≫
本実施形態では、逆接続防止素子は、ダイオードであるが、これに限定されるものではない。例えば、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタまたはＭＯＳＦＥＴを用いることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、電源ライン上の電圧の変動を抑えるとともに、電源ラインに設けるコンデンサの容量を小とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第１モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されたものである。
【図２】図１のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。
【図３】本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第２モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されたものである。
【図４】図３のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。
【図５】本発明の単相モータ駆動装置を示す回路ブロック図であって、第３モードでの電流の供給経路および回生経路が付記されたものである。
【図６】図５のバイポーラトランジスタのオンオフ動作を示す図である。
【図７】従来の単相モータ駆動装置を示す回路図である。
【図８】図７の駆動波形を示す波形図である。
【符号の説明】
１０２、１０４、１０６、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８  バイポーラトランジスタ
１０８  単相コイル
１２０、１２２  回生ダイオード
１２４  コンデンサ
１２６  逆接続防止ダイオード
１２８  制御部
【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】
2004166430.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004166430.tif 000009
【図８】
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