(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータのコイルに流れる電流を負帰還することによってモータの駆動を制御する機能を備えたモータドライバにおいて、
前記負帰還する電流の目標値が可変であるとともに、モータのコイルに電流を供給し始める時点での前記目標値がモータのコイルに電流を供給し始めた後の前記目標値よりも小さくなるように設定する電流制限回路と、
前記電流制限回路からの信号に応じて前記コイルへ電流を供給する出力回路と、
前記電流制限回路および前記出力回路を制御する制御回路と、
を有し、
前記電流制限回路は、第１定電流源及び第２定電流源と、第１抵抗〜第６抵抗と、第１ｐＭＯＳ〜第４ｐＭＯＳと、第１演算増幅器及び第２演算増幅器と、第１コンデンサ及び第２コンデンサとを含み、
前記第１定電流源の電流流入側は、前記第１抵抗を介して電源ラインに接続されているとともに、前記第２抵抗を介して前記第１ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第１定電流源の電流流出側は接地されており、前記第１ｐＭＯＳは、ソースが前記電源ラインに接続されており、ゲートには前記制御回路から出力される電圧が印加されており、前記第１演算増幅器は、非反転入力端子が前記第１定電流源、前記第１抵抗、及び、前記第２抵抗の共通の接続点に接続されているとともに、前記第１コンデンサを介して接地されており、一方、反転入力端子がコイル電流検出端子に接続されており、前記第１演算増幅器の出力端子は、前記第３抵抗を介して前記出力回路の第１制御端に接続されており、前記第２ｐＭＯＳは、ソースが前記電源ラインに接続されており、ドレインが前記出力回路の第１制御端に接続されており、ゲートには前記制御回路から出力される電圧が印加されており、前記第２定電流源の電流流入側は、前記第４抵抗を介して前記電源ラインに接続されているとともに、前記第５抵抗を介して前記第３ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第２定電流源の電流流出側は接地されており、前記第３ｐＭＯＳは、ソースが前記電源ラインに接続されており、ゲートには前記制御回路から出力される電圧が印加されており、前記第２演算増幅器は、非反転入力端子が前記第２定電流源、前記第４抵抗、及び、前記第５抵抗の共通の接続点に接続されているとともに、前記第２コンデンサを介して接地されており、一方、反転入力端子が前記コイル電流検出端子に接続されており、前記第２演算増幅器の出力端子は、前記第６抵抗を介して前記出力回路の第２制御端に接続されており、前記第４ｐＭＯＳは、ソースが前記電源ラインに接続されており、ドレインが前記出力回路の第２制御端に接続されており、ゲートには前記制御回路から出力される電圧が印加されていることを特徴とするモータドライバ。
【請求項２】
前記出力回路は、第５ｐＭＯＳ及び第６ｐＭＯＳと、第１ｎＭＯＳ及び第２ｎＭＯＳとを含み、
前記第５ｐＭＯＳ及び前記第６ｐＭＯＳのソースは前記コイル電流検出端子に共通に接続されており、前記第１ｎＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのソースはグランドに共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳ及び前記第１ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの一端に共通に接続されており、前記第６ｐＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの他端に共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳのゲートは、前記第２ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第６ｐＭＯＳのゲートは、前記第４ｐＭＯＳのドレインに接続されており、
前記制御回路は、前記第１ｐＭＯＳがＯＮである状態で、前記第２ｐＭＯＳがＯＦＦ、前記第１ｎＭＯＳがＯＦＦ、前記第４ｐＭＯＳがＯＮ、前記第２ｎＭＯＳがＯＮになるとともに、その後、所定時間が経過すると、前記第１ｐＭＯＳがＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項３】
前記出力回路は、第５ｐＭＯＳ及び第６ｐＭＯＳと、第１ｎＭＯＳ及び第２ｎＭＯＳとを含み、
前記第５ｐＭＯＳ及び前記第６ｐＭＯＳのソースは前記コイル電流検出端子に共通に接続されており、前記第１ｎＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのソースはグランドに共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳ及び前記第１ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの一端に共通に接続されており、前記第６ｐＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの他端に共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳのゲートは、前記第２ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第６ｐＭＯＳのゲートは、前記第４ｐＭＯＳのドレインに接続されており、
前記制御回路は、前記第２ｐＭＯＳがＯＦＦ、前記第１ｎＭＯＳがＯＦＦ、前記第４ｐＭＯＳがＯＮ、前記第２ｎＭＯＳがＯＮになるのと同時に、前記第１ｐＭＯＳがＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項４】
前記出力回路は、第５ｐＭＯＳ及び第６ｐＭＯＳと、第１ｎＭＯＳ及び第２ｎＭＯＳとを含み、
前記第５ｐＭＯＳ及び前記第６ｐＭＯＳのソースは前記コイル電流検出端子に共通に接続されており、前記第１ｎＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのソースはグランドに共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳ及び前記第１ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの一端に共通に接続されており、前記第６ｐＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの他端に共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳのゲートは、前記第２ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第６ｐＭＯＳのゲートは、前記第４ｐＭＯＳのドレインに接続されており、
前記制御回路は、前記第３ｐＭＯＳがＯＮである状態で、前記第４ｐＭＯＳがＯＦＦ、前記第２ｎＭＯＳがＯＦＦ、前記第２ｐＭＯＳがＯＮ、前記第１ｎＭＯＳがＯＮになるとともに、その後、所定時間が経過すると、前記第３ｐＭＯＳがＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項５】
前記出力回路は、第５ｐＭＯＳ及び第６ｐＭＯＳと、第１ｎＭＯＳ及び第２ｎＭＯＳとを含み、
前記第５ｐＭＯＳ及び前記第６ｐＭＯＳのソースは前記コイル電流検出端子に共通に接続されており、前記第１ｎＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのソースはグランドに共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳ及び前記第１ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの一端に共通に接続されており、前記第６ｐＭＯＳ及び前記第２ｎＭＯＳのドレインは、前記コイルの他端に共通に接続されており、前記第５ｐＭＯＳのゲートは、前記第２ｐＭＯＳのドレインに接続されており、前記第６ｐＭＯＳのゲートは、前記第４ｐＭＯＳのドレインに接続されており、
前記制御回路は、前記第４ｐＭＯＳがＯＦＦ、前記第２ｎＭＯＳがＯＦＦ、前記第２ｐＭＯＳがＯＮ、前記第１ｎＭＯＳがＯＮになるのと同時に、前記第３ｐＭＯＳがＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御することを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項６】
前記第１ｐＭＯＳは、前記コイルに電流の供給を開始するときまでには、前記負帰還する電流の目標値が最小になっているように、ＯＦＦからＯＮに切り替えられることを特徴とする請求項２または３に記載のモータドライバ。
【請求項７】
前記第３ｐＭＯＳは、前記コイルに電流の供給を開始するときまでには、前記負帰還する電流の目標値が最小になっているように、ＯＦＦからＯＮに切り替えられることを特徴とする請求項４または５に記載のモータドライバ。
【請求項８】
モータのコイルに流れる電流が電源の高電位側に挿入された抵抗によって電圧に変換されて負帰還されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のモータドライバ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載のモータドライバを備えたＵＳＢ規格に対応する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステッピングモータやスピンドルモータ等のモータに供給する電流を負帰還することによってモータの駆動を制御する機能を備えたステッピングモータドライバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的なステッピングモータドライバの構成を図６に示す。４０１Ａ及び４０１Ｂは出力回路、４０２Ａは演算増幅器、４０２Ｂは直流の電圧源、４０２Ｃはコントローラ、４０２Ｄは外付けの抵抗、４０３Ａ及び４０３Ｂはステッピングモータのコイル、４０４Ａ、４０４Ｂ、４０４Ｃ、４０４Ｄ、４０４Ｅ、４０４Ｆ、４０４Ｇ、及び、４０４ＨはＮＰＮ型のトランジスタである。尚、図６に示したステッピングモータドライバは２つのコイルをもったステッピングモータを駆動の対象とするものである。
【０００３】
出力回路４０１Ａは、４つのトランジスタ４０４Ａ、４０４Ｂ、４０４Ｃ、及び、４０４Ｄから成る。出力回路４０１Ｂは、４つのトランジスタ４０４Ｅ、４０４Ｆ、４０４Ｇ、及び、４０４Ｈから成る。トランジスタ４０４Ａ、４０４Ｃ、４０４Ｅ、及び、４０４Ｇのコレクタは端子４０５Ａに共通に接続されている。端子４０５Ａは電源電圧ＶCCに接続される。また、トランジスタ４０４Ｂ、４０４Ｄ、４０４Ｆ、及び、４０４Ｈのエミッタは端子４０５Ｂに共通に接続されている。端子４０５Ｂは抵抗４０２Ｄを介してグランドＧＮＤに接続される。
【０００４】
出力回路４０１Ａでは、トランジスタ４０４Ａのエミッタとトランジスタ４０４Ｂのコレクタとが端子４０５Ｃに共通に接続されており、また、トランジスタ４０４Ｃのエミッタとトランジスタ４０４Ｄのコレクタとが端子４０５Ｄに共通に接続されている。端子４０５Ｃと端子４０５Ｄとの間にはステッピングモータの一方のコイル４０３Ａが接続される。
【０００５】
出力回路４０１Ｂでは、トランジスタ４０４Ｅのエミッタとトランジスタ４０４Ｆのコレクタとが端子４０５Ｅに共通に接続されており、また、トランジスタ４０４Ｇのエミッタとトランジスタ４０４Ｈのコレクタとが端子４０５Ｆに共通に接続されている。端子４０５Ｅと端子４０５Ｆとの間にはステッピングモータの他方のコイル４０３Ｂが接続される。
【０００６】
演算増幅器４０２Ａでは、非反転入力端子（＋）に電圧源４０２Ｂが発生する直流電圧が入力されており、一方、反転入力端子（−）は端子４０５Ｂに接続されており、ステッピングモータに流れる全電流が抵抗４０２Ｄにより電圧に変換されて反転入力端子（−）に入力されている。
【０００７】
コントローラ４０２Ｃは、コイル４０３Ａ及び４０３Ｂに流れる電流の方向が適切なタイミングで切り替わるように、出力回路４０１Ａ及び４０１Ｂを構成する各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、コントローラ４０２Ｃは、出力回路４０１Ａ及び４０１Ｂを構成する各トランジスタをＯＮさせる際にそのベースに供給する電流を、演算増幅器４０２Ａの出力が基準より大きくならないように抑え込む。これにより、ステッピングモータに流れる全電流がある値よりも大きくならないように負帰還制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして、ステッピングモータに流れる電流を負帰還するような制御を行う場合には、駆動の対象となるステッピングモータの仕様によっては、出力回路を構成するトランジスタのＯＮ／ＯＦＦの切り替わり時に、ステッピングモータのコイルのインダクタンス成分に起因して、ステッピングモータのコイルに流れる電流Ｉには、その波形を図７に示すように、オーバーシュート７０が発生しやすくなり、また、ステッピングモータのコイルに流れる電流やステッピングモータのコイルの両端に生じる電圧が発振しやすくなり、ノイズが増大する原因となっていた。特に、ＵＳＢ規格に対応したフロッピーディスクドライブなどの電子機器では、ホスト側から電源供給を受けるようになっており、電流に対する規格が厳しいので、問題になることが多かった。
【０００９】
そこで、本発明は、モータのコイルに供給する電流を負帰還制御する機能を備えた上で、出力回路におけるスイッチング動作に伴って発生するノイズを低減させることができるようにしたモータドライバを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では、モータのコイルに供給する電流を負帰還制御する機能を備えたモータドライバにおいて、前記負帰還制御の目標値を可変とするとともに、モータのコイルに電流を供給し始める時点では最大ではなく、モータのコイルに電流を供給し始めた後に最大となるように前記負帰還制御の目標値を制御するようにしている。この構成により、モータのコイルに流れる電流が出力回路のスイッチング時に緩やかに変化するようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。磁気ディスクの１種であるフロッピーディスクに対するデータの記録及び再生を行うフロッピーディスクドライブ（以下、「ＦＤＤ」と称する）のブロック図を図１に示す。同図において、１はインターフェースドライバ、２はコントローラ、３はリードライト部、４はステッピングモータドライバ、５はスピンドルモータドライバ、６はリードライトヘッド、７はイレーズヘッド、８はステッピングモータ、９はスピンドルモータ、１０はインデックスセンサ、１１はトラックセンサ、１００は外部のホスト装置（例えばパーソナルコンピュータなど）である。
【００１２】
各部の動作について説明する。インターフェースドライバ１は、コントローラ２及びリードライト部３がホスト装置１００とデータ通信を行うためのものである。
【００１３】
コントローラ２は、インターフェードライバ１を介してホスト装置１００から受信したデータに応じて、フロッピーディスクに対するＦＤＤ全体のデータの記録及び再生動作を制御し、また、ＦＤＤの動作状態を示すデータなどをインターフェースドライバ１を介してホスト装置１００へ送信する。
【００１４】
リードライト部３は、コントローラ２の制御の下で、データの記録時には、ホスト装置１００からインターフェースドライバ１を介して受信したデータに応じて、磁気ヘッドであるリードライトヘッド６に電流を供給するとともに、磁気ヘッドであるイレーズヘッド７に電流を供給する。これにより、フロッピーディスク上のイレーズヘッド７により初期化された磁性面がリードライトヘッド６によりデータに応じて磁化されるので、フロッピーディスクにデータが記録されることになる。一方、データの再生時には、リードライトヘッド６に生じる電圧に基づいて、フロッピーディスクからデータを再生し、再生したデータをインターフェースドライバ１を介してホスト装置１００に送信する。
【００１５】
ステッピングモータドライバ４は、コントローラ２の制御の下で、リードライトヘッド６及びイレーズヘッド７をフロッピーディスクの半径方向へ移送するステッピングモータ８を駆動する。スピンドルモータドライバ５は、コントローラ２の制御の下で、フロッピーディスクを回転させるスピンドルモータ９を駆動する。
【００１６】
インデックスセンサ１０は、フロッピーディスクが正常に回転しているか否かを、また、トラックセンサ１１は、リードライトヘッド６及びイレーズヘッド７がフロッピーディスクの最外周に位置しているか否かを、それぞれコントローラ２が検出するためのものである。
【００１７】
ここで、ステッピングモータドライバ４の回路図を図２に示す。同図において、４１Ａ及び４１Ｂは出力回路、４２Ａ及び４２Ｂは電流制限回路、４３はコントローラ、４４Ａ及び４４Ｂは電流を電圧に変換するために１Ω以下が設定された外付けの抵抗、４５Ａ及び４５Ｂはステッピングモータのコイルである。
【００１８】
出力回路４１Ａは、ｐチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ（以下、「ｐＭＯＳ」と称する）４０１、ｎチャネルのＭＯＳ型ＦＥＴ（以下、「ｎＭＯＳ」と称する）４０２、ｐＭＯＳ４０３、及び、ｎＭＯＳ４０４から成る。出力回路４１Ｂは、ｐＭＯＳ４０５、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４０７、及び、ｎＭＯＳ４０８から成る。ｐＭＯＳ４０１及び４０３のソースは端子４６Ｃに共通に接続されている。端子４６Ｃは抵抗４４Ａを介して電源電圧ＶCCに接続される。
【００１９】
ｐＭＯＳ４０５及び４０７のソースは端子４６Ｄに共通に接続されている。端子４６Ｄは抵抗４４Ｂを介して電源電圧ＶCCに接続される。ｎＭＯＳ４０２、４０４、４０６、及び、４０８のソースは端子４６Ｂに共通に接続されている。端子４６ＢはグランドＶGNDに接続される。
【００２０】
ｐＭＯＳ４０１及びｎＭＯＳ４０２のドレインは端子４６Ｅに共通に接続されている。端子４６Ｅにはコイル４５Ａの一端が接続される。ｐＭＯＳ４０３及びｎＭＯＳ４０４のドレインは端子４６Ｆに共通に接続されている。端子４６Ｆにはコイル４５Ａの他端が接続される。
【００２１】
ｐＭＯＳ４０５及びｎＭＯＳ４０６のドレインは端子４６Ｇに共通に接続されている。端子４６Ｇにはコイル４５Ｂの一端が接続される。ｐＭＯＳ４０７及びｎＭＯＳ４０８のドレインは端子４６Ｈに共通に接続されている。端子４６Ｈにはコイル４５Ｂの他端が接続される。
【００２２】
電流制限回路４２Ａは、定電流源４０９、抵抗４１０、抵抗４１１、ｐＭＯＳ４１２、演算増幅器４１３、コンデンサ４１４、抵抗４１５、ｐＭＯＳ４１６、定電流源４１７、抵抗４１８、抵抗４１９、ｐＭＯＳ４２０、演算増幅器４２１、コンデンサ４２２、抵抗４２３、及び、ｐＭＯＳ４２４から成る。
【００２３】
電流制限回路４２Ｂは、定電流源４２５、抵抗４２６、抵抗４２７、ｐＭＯＳ４２８、演算増幅器４２９、コンデンサ４３０、抵抗４３１、ｐＭＯＳ４３２、定電流源４３３、抵抗４３４、抵抗４３５、ｐＭＯＳ４３６、演算増幅器４３７、コンデンサ４３８、抵抗４３９、及び、ｐＭＯＳ４４０から成る。
【００２４】
定電流源４０９の電流流入側は、抵抗４１０を介して電源ライン４７に接続されているとともに、抵抗４１１を介してｐＭＯＳ４１２のドレインに接続されている。定電流源４０９の電流流出側は接地されている。ｐＭＯＳ４１２は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。尚、電源ライン４７には、外部から端子４６Ａを介して電源電圧ＶCCが印加される。
【００２５】
演算増幅器４１３は、非反転入力端子（＋）が定電流源４０９、抵抗４１０、及び、抵抗４１１の共通の接続点に接続されているとともに、コンデンサ４１４を介して接地されており、一方、反転入力端子（−）が端子４６Ｃに接続されている。
【００２６】
演算増幅器４１３の出力端子は抵抗４１５を介して出力回路４１Ａを構成するｐＭＯＳ４０１のゲートに接続されている。ｐＭＯＳ４１６は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ドレインがｐＭＯＳ４０１のゲートに接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００２７】
定電流源４１７の電流流入側は、抵抗４１８を介して電源ライン４７に接続されているとともに、抵抗４１９を介してｐＭＯＳ４２０のドレインに接続されている。定電流源４１７の電流流出側は接地されている。ｐＭＯＳ４２０は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００２８】
演算増幅器４２１は、非反転入力端子（＋）が定電流源４１７、抵抗４１８、及び、抵抗４１９の共通の接続点に接続されているとともに、コンデンサ４２２を介して接地されており、一方、反転入力端子（−）が端子４６Ｃに接続されている。
【００２９】
演算増幅器４２１の出力端子は抵抗４２３を介して出力回路４１Ａを構成するｐＭＯＳ４０３のゲートに接続されている。ｐＭＯＳ４２４は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ドレインがｐＭＯＳ４０３のゲートに接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００３０】
定電流源４２５の電流流入側は、抵抗４２６を介して電源ライン４７に接続されているとともに、抵抗４２７を介してｐＭＯＳ４２８のドレインに接続されている。定電流源４２５の電流流出側は接地されている。ｐＭＯＳ４２８のソースは電源ライン４７に接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００３１】
演算増幅器４２９は、非反転入力端子（＋）が定電流源４２５、抵抗４２６、及び、抵抗４２７の共通の接続点に接続されているとともに、コンデンサ４３０を介して接地されており、一方、反転入力端子（−）が端子４６Ｄに接続されている。
【００３２】
演算増幅器４２９の出力端子は抵抗４３１を介して出力回路４１Ｂを構成するｐＭＯＳ４０５のゲートに接続されている。ｐＭＯＳ４３２は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ドレインがｐＭＯＳ４０５のゲートに接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００３３】
定電流源４３３の電流流入側は、抵抗４３４を介して電源ライン４７に接続されているとともに、抵抗４３５を介してｐＭＯＳ４３６のドレインに接続されている。定電流源４３３の電流流出側は接地されている。ｐＭＯＳ４３６のソースは電源ライン４７に接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００３４】
演算増幅器４３７は、非反転入力端子（＋）が定電流源４３３、抵抗４３４、及び、抵抗４３５の共通の接続点に接続されているとともに、コンデンサ４３８を介して接地されており、一方、反転入力端子（−）が端子４６Ｄに接続されている。
【００３５】
演算増幅器４３７の出力端子は抵抗４３９を介して出力回路４１Ｂを構成するｐＭＯＳ４０７のゲートに接続されている。ｐＭＯＳ４４０は、ソースが電源ライン４７に接続されており、ドレインがｐＭＯＳ４０７のゲートに接続されており、ゲートにはコントローラ４３から出力される電圧が印加されている。
【００３６】
以上より、例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流が流れる場合について見ると、コイル４５Ａに流れる電流は抵抗４４Ａによって電圧に変換されて、演算増幅器４１３の反転入力端子に入力される。そして、この間は、後述するように、ｐＭＯＳ４１６がＯＦＦになり、演算増幅器４１３の出力電圧がｐＭＯＳ４０１のゲートに印加されるので、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流に応じた電圧のみが負帰還されることになる。
【００３７】
尚、ステッピングモータのコイルに流れる電流を電圧に変換するにあたって、電源電圧側（電源の高電位側）に抵抗を挿入して行う方が、グランド側（電源の低電位側）に抵抗を挿入して行うよりも、回路構成を簡単にすることができる。
【００３８】
そして、演算増幅器４１３の非反転入力端子（＋）に入力される電圧は、ｐＭＯＳ４１２がＯＦＦであるときよりもＯＮであるときの方が高いので、負帰還される電流の目標値は、ｐＭＯＳ４１２がＯＦＦであるときよりもＯＮであるときの方が小さくなる。また、ｐＭＯＳ４１２のＯＮ／ＯＦＦが切り替わっても、コンデンサ４１４を充放電するのに時間を要するため、負帰還される電流の目標値は徐々に変化する（即座には変化しない）。
【００３９】
尚、このように負帰還される電流の目標値は２種類存在するわけであるが、その大きい方の目標値は、ｐＭＯＳ４０１が非飽和状態にならなければ流れない電流の値に設定されており、このため、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流が、負帰還制御の目標値よりも大きくならないように制限されることになる。以下、負帰還される電流の目標値を「カレントリミット値」と称する。
【００４０】
また、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに流れる電流、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに流れる電流、及び、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに流れる電流も同様に制限され、それぞれの電流のカレントリミット値はｐＭＯＳ４２０、４２８、４３６のＯＮ／ＯＦＦによって２段階に切り替わる。
【００４１】
コントローラ４３は、ＦＤＤ全体のコントローラ２からの指令に応じて、出力回路４１Ａを構成するｎＭＯＳ４０２及び４０４、出力回路４１Ｂを構成するｎＭＯＳ４０６及び４０８、電流制限回路４２Ａを構成するｐＭＯＳ４１２、４１６、４２０、及び、４２４、並びに、電流制限回路４２Ｂを構成するｐＭＯＳ４２８、４３２、４３６、及び、４４０のゲートに印加する電圧を制御する。
【００４２】
コントローラ４３の具体的な動作を以下に３つ示す。１つ目の例では、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２のゲートに印加する電圧をそれぞれ図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように変化させる。すなわち、ｐＭＯＳ４１２がＯＮである状態で、ｐＭＯＳ４１６がＯＦＦ、ｎＭＯＳ４０２がＯＦＦ、ｐＭＯＳ４２４がＯＮ、ｎＭＯＳ４０４がＯＮになるとともに、その後、時間Ｔ１が経過すると、ｐＭＯＳ４１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４１２は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４３】
また、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２０がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２０は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４４】
また、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４２８がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２８は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４５】
また、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４３６がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４３６は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４６】
以上より、コイルに電流の供給を開始した後に、カレントリミット値が最小である状態から上昇し始める（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流のカレントリミット値ＣＬは図３の（ｆ）に示すように変化する）ので、コイルに電流の供給を開始する前からカレントリミット値が最大値で固定されている場合に比して、コイルに流れる電流が緩やかに増加する（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流Ｉは図３の（ｇ）に示すように変化する）ようになり、その結果、コイルに流れる電流のオーバーシュート及び発振、並びに、コイルの両端に生じる電圧の発振が抑制され、これにより、ノイズが低減する。また、これにより、電流に対する規格が厳しい電子機器（例えばＵＳＢ規格に対応した電子機器など）にも問題なく使用することができる。
【００４７】
２つ目の例では、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２のゲートに印加する電圧をそれぞれ図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように変化させる。すなわち、図３の場合に比べてｐＭＯＳ４１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングが早くなって、ｐＭＯＳ４１６がＯＦＦ、ｎＭＯＳ４０２がＯＦＦ、ｐＭＯＳ４２４がＯＮ、ｎＭＯＳ４０４がＯＮになるのと同時に、ｐＭＯＳ４１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでに、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４１２は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４８】
また、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２０がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２０は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００４９】
また、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４２８がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２８は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５０】
また、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４３６がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４３６は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５１】
以上より、コイルに電流の供給を開始すると同時に、カレントリミット値が最小である状態から上昇し始める（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流のカレントリミット値ＣＬは図４の（ｆ）に示すように変化する）ので、コイルに電流の供給を開始する前からカレントリミット値が最大値で固定されている場合に比して、コイルに流れる電流が緩やかに増加する（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流Ｉは図４の（ｇ）に示すように変化する）ようになり、その結果、コイルに流れる電流のオーバーシュート及び発振、並びに、コイルの両端に生じる電圧の発振が抑制され、これにより、ノイズが低減する。また、これにより、電流に対する規格が厳しい電子機器（例えばＵＳＢ規格に対応した電子機器など）にも問題なく使用することができる。
【００５２】
３つ目の例では、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２のゲートに印加する電圧をそれぞれ図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように変化させる。すなわち、図４に比べてｐＭＯＳ４１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングが早くなって、ｐＭＯＳ４１６がＯＦＦ、ｎＭＯＳ４０２がＯＦＦ、ｐＭＯＳ４２４がＯＮ、ｎＭＯＳ４０４がＯＮになるまでの時間Ｔ２だけ前にｐＭＯＳ４１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでに、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４１２は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５３】
また、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２０がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０２の方向へコイル４５Ａに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２０は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５４】
また、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４２８がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０３の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４２８は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５５】
また、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときには、ｐＭＯＳ４４０、ｎＭＯＳ４０８、ｐＭＯＳ４３２、ｎＭＯＳ４０６、ｐＭＯＳ４３６がそれぞれ、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに電流を流す場合における、上述したｐＭＯＳ４１６、ｎＭＯＳ４０２、ｐＭＯＳ４２４、ｎＭＯＳ４０４、ｐＭＯＳ４１２と同様にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるように制御する。尚、図２の矢印２０４の方向へコイル４５Ｂに電流の供給を開始するときまでには、該電流のカレントリミット値が最小になっているように、ｐＭＯＳ４３６は適切なタイミングでＯＦＦからＯＮに切り替えられる。
【００５６】
以上より、カレントリミット値が、コイルに電流の供給を開始する前に最小である状態から上昇し始め、コイルに電流の供給を開始した後に最大である状態になる（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流のカレントリミット値ＣＬは図５の（ｆ）に示すように変化する）ので、コイルに電流の供給を開始する前からカレントリミット値が最大値で固定されている場合に比して、コイルに流れる電流が緩やかに増加する（例えば、図２の矢印２０１の方向へコイル４５Ａに流れる電流Ｉは図５の（ｇ）に示すように変化する）ようになり、その結果、コイルに流れる電流のオーバーシュート及び発振、並びに、コイルの両端に生じる電圧の発振が抑制され、これにより、ノイズが低減する。また、これにより、電流に対する規格が厳しい電子機器（例えばＵＳＢ規格に対応した電子機器など）にも問題なく使用することができる。
【００５７】
尚、上記実施形態のステッピングモータドライバでは、スイッチング素子としてＭＯＳ型ＦＥＴを用いていたが、バイポーラトランジスタで代用することができる。また、出力回路を構成するトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを切り替える際には、必ずしも全てのトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを同じタイミングで切り替える必要はない。例えば、それまでにコイルから電流が流れ込んでいたトランジスタをＯＮからＯＦＦに切り替えるタイミングを他のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるタイミングよりも遅らせるようにしてもよい。
【００５８】
また、カレントリミット値を３種類以上設けるようにしてもよいし、他の回路構成でカレントリミット値を切り替えるようにしてもよい。また、上記実施形態はステッピングモータを駆動するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、スピンドルモータ等の他のモータを駆動するものであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータドライバによれば、モータのコイルに供給する電流の負帰還制御の目標値を適切に切り替えることにより、モータのコイルに流れる電流が出力回路のスイッチング時により緩やかに変化するようにしているので、モータのコイルに流れる電流のオーバーシュート及び発振、並びに、モータのコイルの両端に生じる電圧の発振を抑制して、ノイズを低減させることができるようになる。したがって、本発明のモータドライバは、電流に対する規格が厳しい電子機器（例えばＵＳＢ規格に対応した電子機器など）にも問題なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のステッピングモータドライバを搭載したＦＤＤのブロック図である。
【図２】  本発明のステッピングモータドライバの回路図である。
【図３】  図２に示すステッピングモータドライバの出力回路を構成する各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦが切り替わるタイミングの一例、並びに、これに伴うカレントリミット値及びモータのコイルに流れる電流の変化の様子を示す図である。
【図４】  図２に示すステッピングモータドライバの出力回路を構成する各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦが切り替わるタイミングの別の例、並びに、これに伴うカレントリミット値及びモータのコイルに流れる電流の変化の様子を示す図である。
【図５】  図２に示すステッピングモータドライバの出力回路を構成する各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦが切り替わるタイミングのさらに別の例、並びに、これに伴うカレントリミット値及びモータのコイルに流れる電流の変化の様子を示す図である。
【図６】  従来の一般的なステッピングモータドライバの構成を示す図である。
【図７】  従来の一般的なステッピングモータドライバの出力回路のスイッチング時にモータのコイルに流れる電流の波形を示す図である。
【符号の説明】
１    インターフェースドライバ
２    コントローラ
３    リードライト部
４    ステッピングモータドライバ
５    スピンドルモータドライバ
６    リードライトヘッド
７    イレーズヘッド
８    ステッピングモータ
９    スピンドルモータ
１０    インデックスセンサ
１１    トラックセンサ
４１Ａ、４１Ｂ    出力回路
４２Ａ、４２Ｂ    電流制限回路
４３    コントローラ
４４Ａ、４４Ｂ    抵抗
４５Ａ、４５Ｂ    ステッピングモータのコイル
４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ    端子
４６Ｅ、４６Ｆ、４６Ｇ、４６Ｈ    端子
４７    電源ライン
１００    ホスト装置
４０１、４０３、４０５、４０７    ｐＭＯＳ
４０２、４０４、４０６、４０８    ｎＭＯＳ
４０９、４１７、４２５、４３３    定電流源
４１０、４１８、４２６、４３４    抵抗
４１１、４１９、４２７、４３５    抵抗
４１２、４２０、４２８、４３６    ｐＭＯＳ
４１３、４２１、４２９、４３７    演算増幅器
４１４、４２２、４３０、４３８    コンデンサ
４１５、４２３、４３１、４３９    抵抗
４１６、４２４、４３２、４４０    ｐＭＯＳ
【図１】
0004642191.tif 000002
【図２】
0004642191.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004642191.tif 000005
【図５】
0004642191.tif 000006
【図６】
0004642191.tif 000007
【図７】
0004642191.tif 000008