(57)【要約】【課題】制御信号を出力するためのゲインを切り替える。【解決手段】コイルにコイル電流を供給する駆動トランジスタと、モータの回転速度を指示する指示信号に応じて、前記駆動トランジスタの動作を制御するための制御信号を出力する制御回路と、を有するモータ駆動装置において、前記指示信号の値が予め定められた値より大であるかまたは小であるかに応じて、前記制御回路に設定される前記制御信号を出力するためのゲインを切り替えるゲイン切替手段、を備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2005110368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルにコイル電流を供給する駆動トランジスタと、モータの回転速度を指示する指示信号に応じて、前記駆動トランジスタの動作を制御するための制御信号を出力する制御回路と、を有するモータ駆動装置において、
前記指示信号の値が予め定められた値より大であるかまたは小であるかに応じて、前記制御回路に設定される前記制御信号を出力するためのゲインを切り替えるゲイン切替手段、
を備えたことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記ゲイン切替手段は、前記モータが減速してから停止するまでの間に前記予め定められた値を有し、前記指示信号が予め定められた値に達したとき、前記ゲインを小から大へ切り替える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】
前記予め定められた値は、複数であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記予め定められた値は、可変であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のモータの駆動装置を集積化してなることを特徴とする集積回路。
【請求項６】
前記予め定められた値を設定するための外部端子を有することを特徴とする請求項５に記載の集積回路。
【請求項７】
コイルにコイル電流を供給する駆動トランジスタと、モータの回転速度を指示する指示信号に応じて、前記駆動トランジスタの動作を制御するための制御信号を出力する制御回路と、を有するモータ駆動装置において、
前記指示信号の値が予め定められた値より大であるかまたは小であるかに応じて、前記制御回路に設定される前記制御信号を出力するためのゲインを切り替える、
ことを特徴とするモータ駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置、集積回路、モータ駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光ディスクを回転させるモータを駆動制御するモータドライバは、コイルにコイル電流を供給する駆動トランジスタと、モータの回転速度を指示する指示信号に応じて、駆動トランジスタの動作を制御するための制御信号を出力する制御回路と、を有する。とくに、制御回路は、モータに正転トルクを与えるための正転ロジックおよびモータに逆転トルクを与えるための逆転ロジック、を有する。つまり、光ディスクにデータを記録したり、光ディスクからデータを再生したりするモードから光ディスクを停止させる場合、モータドライバは、正転ロジックから逆転ロジックへ切り替えて指示信号の大きさに対応する制御信号を出力し、モータを減速させるとともに最後に停止させる。詳しくは、モータドライバが逆転ロジックにおける制御信号を出力することによって、モータは逆転トルクを受けて減速し、モータドライバが適宜のタイミングで逆転ロジックにおける制御信号を禁止することによって、モータは逆転せずに停止することとなる。
【特許文献１】特開２０００−２２８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のモータドライバを有するディスクプレーヤ等のセットは、複数の動作シーケンスを実行するため、モータを停止させるための時間はできる限り短い時間であることが望ましい。しかし、モータドライバにおいて、制御信号の大きさは指示信号の大きさに対応するものの、制御信号のゲインは一定であるため、モータを停止させるための時間をより短縮することは困難であった。これにより、セットが複数の動作シーケンスを実行するための時間は長くなる問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、制御信号を出力するためのゲインを切り替えることができるモータの駆動装置、集積回路、モータの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための主たる発明は、コイルにコイル電流を供給する駆動トランジスタと、モータの回転速度を指示する指示信号に応じて、前記駆動トランジスタの動作を制御するための制御信号を出力する制御回路と、を有するモータの駆動装置において、前記指示信号の値が予め定められた値より大であるかまたは小であるかに応じて、前記制御回路に設定される前記制御信号を出力するためのゲインを切り替えるゲイン切替手段、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、指示信号の値が予め定められた値より大であるかまたは小であるかに応じて、制御回路に設定される制御信号を出力するためのゲインを切り替える。これにより、モータは異なるモードへ迅速に移行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書およ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。
【０００８】
＝＝＝モータの駆動装置の構成＝＝＝
図１を参照しつつ、本発明のモータ駆動装置について説明する。図１は、本発明のモータ駆動装置を説明するための回路ブロック図である。なお、本形態において、駆動装置が駆動するモータは、ロータの位置を検出するためのセンサ（例えばホール素子）を有するモータであることとするが、これに限定されるものではない。例えば、センサレスのモータであることとしてもよい。
【０００９】
Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル６は、スター結線されるとともに電気角１２０度の位相差を有してステータに巻回されたものである。  
ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ８は、電源ＶＣＣからＵ相コイル２へコイル電流を供給するためのソーストランジスタであり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１０は、Ｕ相コイル２から接地ＶＳＳへコイル電流を供給するためのシンクトランジスタである。これらのトランジスタ８、１０のコレクタエミッタ路は電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、これらのトランジスタ８、１０のコレクタエミッタ接続部はＵ相コイル２の一端と接続されている。  
また、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１２は、電源ＶＣＣからＶ相コイル４へコイル電流を供給するためのソーストランジスタであり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１４は、Ｖ相コイル４から接地ＶＳＳへコイル電流を供給するためのシンクトランジスタである。これらのトランジスタ１２、１４のコレクタエミッタ路は電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、これらのトランジスタ１２、１４のコレクタエミッタ接続部はＶ相コイル４の一端と接続されている。  
さらに、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１６は、電源ＶＣＣからＷ相コイル６へコイル電流を供給するためのソーストランジスタであり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１８は、Ｗ相コイル６から接地ＶＳＳへコイル電流を供給するためのシンクトランジスタである。これらのトランジスタ１６、１８のコレクタエミッタ路は電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、これらのトランジスタ１６、１８のコレクタエミッタ接続部はＷ相コイル６の一端と接続されている。  
そして、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８が適宜のタイミングでオンオフすると、モータは、Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル６にコイル電流が供給されて予め定められた方向へ回転（例えば正転）することとなる。これにより、Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル６の一端には電気角１２０度の位相差を有するコイル電圧が現れることとなる。なお、ソーストランジスタおよびシンクトランジスタとして、バイポーラトランジスタのみならず、ＭＯＳＦＥＴを使用することも可能である。
【００１０】
ホール素子２０、２２、２４は、電気角１２０度の位相差を生じるロータの外周位置に設けられており、ロータが回転したときの磁極の変化に応じて、電気角１２０度の位相差を有する正弦波形のホール信号を出力するものである。このホール信号は、ロータの回転位置を示す信号である。ホールアンプ２６は、微小な振幅を有するホール信号を増幅するものである。とくに、ホールアンプ２６は、後段の制御回路においてホール信号に基づくロジック処理が可能となるまで、ホール信号の振幅を増幅する。
【００１１】
駆動ロジック２８は、マイクロコンピュータ等からの指示に応じて、モータに正転トルクを与えるための正転ロジックまたはモータに逆転トルクを与えるための逆転ロジックの一方が設定される。詳しくは、駆動ロジック２８は、正転ロジックが設定されているとき、ロータの回転位置を示すホールアンプ２６の増幅信号に応じて、モータに正転トルクを与える適宜の順序でトランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするためのロジック信号を出力する。また、駆動ロジック２８は、逆転ロジックが設定されているとき、ロータの回転位置を示すホールアンプ２６の増幅信号に応じて、モータに逆転トルクを与える適宜の順序でトランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするためのロジック信号を出力する。プリドライバ３０は、駆動ロジック２８からのロジック信号に応じて、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするための駆動信号（制御信号）を出力するものである。これにより、Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイルへコイル電流が供給されることとなる。なお、駆動ロジック２８およびプリドライバ３０は、制御回路である。
【００１２】
ゲイン切替回路３２（ゲイン切替手段）は、マイクロコンピュータ等からの入力電圧ＶＩＮ（指示信号）の大きさに応じて、駆動ロジック２８に正転ロジックまたは逆転ロジックを設定し、プリドライバ３０に駆動信号のゲインを設定するものである。例えば、ゲイン切替回路３２は、入力電圧ＶＩＮ＞基準電圧Ｖ１であるとき、駆動ロジック２８に正転ロジックを設定し、プリドライバ３０にゲインＡを設定する。また、ゲイン切替回路３２は、基準電圧Ｖ２（予め定められた値）＜入力電圧ＶＩＮ＜基準電圧Ｖ１であるとき、駆動ロジック２８に逆転ロジックを設定し、プリドライバ３０にゲインＡを設定する。さらに、ゲイン切替回路３２は、入力電圧ＶＩＮ≦基準電圧Ｖ２であるとき、駆動ロジック２８に逆転ロジックを設定したまま、プリドライバ３０にゲインＡより大となるゲインＢを設定する。これにより、モータの逆転トルクは、基準電圧Ｖ２を閾値として変化することとなる。
【００１３】
抵抗３４は、Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル６のコイル電流をソース側となるトランジスタ１０、１４、１８を介して電圧ＶＺに変換するものである。抵抗３４で発生する電圧ＶＺは、モータの回転速度に比例する電圧であり、モータの回転速度を制御するための情報として使用できる。
【００１４】
＝＝＝ゲイン切替回路の一例＝＝＝
図２を参照しつつ、本発明のモータ駆動装置に使用するゲイン切替回路について説明する。図２は、本発明のモータ駆動装置に使用するゲイン切替回路を説明するための回路ブロック図である。なお、図２のゲイン切替回路は、あくまでも一例であってこれに限定されるものではない。ゲイン切替回路は、プリドライバ３０のゲインを切替可能であるならば、如何なる回路であることとしてもよい。
【００１５】
ゲイン切替回路３２は、差動接続されるＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１０２、１０４と、電流ミラー接続されるＰＮＰ型バイポーラトランジスタ１０６、１０８、１１０、１１２と、コンパレータ１１４と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１１６と、直列接続される抵抗１１８、１２０と、アンプ１２２と、を有する。
【００１６】
トランジスタ１０２、１０４は、入力電圧ＶＩＮおよび基準電圧Ｖ１の差に応じて動作する。つまり、トランジスタ１０２、１０４のコレクタエミッタ電流は、入力電圧ＶＩＮの大小に比例して増減する。コンパレータ１１４は、入力電圧ＶＩＮと基準電圧Ｖ２の大小に応じてハイレベルまたはローレベルを出力する。トランジスタ１１６は、コンパレータ１１４の出力に応じてオンオフする。つまり、トランジスタ１１６は、入力電圧ＶＩＮ＞基準電圧Ｖ２であるときにオンし、入力電圧ＶＩＮ≦基準電圧Ｖ２であるときにオフする。抵抗１１８は、ゲインＡを設定するための値を有する。抵抗１１８、１２０は、ゲインＢを設定するための値を有する。アンプ１２２は、抵抗１１８で発生する電圧ＶＧと電圧ＶＺの差に応じて、駆動ロジック２８およびプリドライバ３０を制御する。
【００１７】
＝＝＝モータの駆動装置の動作＝＝＝
図１、図２、図３を参照しつつ、本発明のモータ駆動装置の動作について説明する。図３は、本発明のモータ駆動装置のゲイン切替特性を示す図である。図３において、横軸はゲイン切替回路３２に供給される入力電圧ＶＩＮであり、縦軸はプリドライバ３０から出力される駆動信号である。詳しくは、入力電圧ＶＩＮが電圧ＶＡ、ＶＢの間であるとき、プリドライバ３０は入力電圧ＶＩＮに関わらずゼロの駆動信号を出力する。また、入力電圧ＶＩＮが電圧ＶＢ、ＶＣの間であるとき、プリドライバ３０はゲインＡで入力電圧ＶＩＮに比例する駆動信号を出力する。また、入力電圧ＶＩＮが電圧ＶＡ、ＶＤの間であるとき、プリドライバ３０はゲインＡで入力電圧ＶＩＮに反比例する駆動信号を出力する。また、入力電圧ＶＩＮが電圧ＶＤ、ＶＥの間であるとき、プリドライバ３０はゲインＢで入力電圧ＶＩＮに反比例する駆動信号を出力する。さらに、入力電圧ＶＩＮが電圧ＶＣより大または電圧ＶＥより小であるとき、プリドライバ３０は入力電圧ＶＩＮに関わらず一定値（電流リミット値）の駆動信号を出力する。なお、基準電圧Ｖ１は電圧ＶＡ、ＶＢの略中間電圧であり、基準電圧Ｖ２は電圧ＶＤであることとする。
【００１８】
以下、モータを停止させる動作シーケンスについて説明する。
【００１９】
≪入力電圧ＶＩＮ＞基準電圧Ｖ１≫
駆動ロジック２８は、ゲイン切替回路３２が入力電圧ＶＩＮ＞基準電圧Ｖ１であることを検出することによって、正転ロジックに設定される。駆動ロジック２８は、ロータの回転位置を示すホールアンプ２６の増幅信号に応じて、モータに正転トルクを与える適宜の順序でトランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするためのロジック信号を出力する。また、コンパレータ１１４がハイレベルを出力してトランジスタ１１６がオンするため、抵抗１２０の両端はショートする。つまり、電圧ＶＧは入力電圧ＶＩＮに応じて抵抗１１８のみで定まることとなる。プリドライバ３０は、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするため、ゲインＡで変化する駆動信号を出力する。これにより、モータは、正転トルクを受けて回転することとなる。
【００２０】
≪基準電圧Ｖ２＜入力電圧ＶＩＮ＜基準電圧Ｖ１≫
モータを停止させるため、入力電圧ＶＩＮは電圧ＶＢより大である値から下降し始める。駆動ロジック２８は、ゲイン切替回路３２が入力電圧ＶＩＮ＜基準電圧Ｖ１であることを検出することによって、逆転ロジックに設定される。駆動ロジック２８は、ロータの回転位置を示すホールアンプ２６の増幅信号に応じて、モータに逆転トルクを与える適宜の順序でトランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするためのロジック信号を出力する。また、コンパレータ１１４がハイレベルを出力してトランジスタ１１６がオンするため、抵抗１２０の両端はショートする。つまり、電圧ＶＧは入力電圧ＶＩＮに応じて抵抗１１８のみで定まることとなる。プリドライバ３０は、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするため、ゲインＡで変化する駆動信号を出力する。これにより、モータは、逆転トルクを受けて減速することとなる。
【００２１】
≪入力電圧ＶＩＮ≦基準電圧Ｖ２≫
モータを停止させるため、入力電圧ＶＩＮは電圧Ｖ２からさらに下降する。コンパレータ１１４がローレベルを出力してトランジスタ１１６がオフするため、抵抗１２０の両端はショートしなくなる。つまり、電圧ＶＧは入力電圧ＶＩＮに応じて抵抗１１８、１２０で定まることとなる。プリドライバ３０は、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８をオンオフするため、ゲインＢで変化する駆動信号を出力する。これにより、モータは、上記の逆転トルクより大なる逆転トルクを受けて短時間で減速することとなる。モータの駆動装置は、抵抗３４で発生する電圧ＶＺの値に応じて、プリドライバ３０の動作を停止する。これにより、モータは逆転せずに停止することとなる。  
以上より、本発明のモータ駆動装置は、プリドライバ３０のゲインを切り替えてモータを短時間で停止させることができるため、複数の動作シーケンスを実行するディスクプレーヤ等のセットに有効となる。
【００２２】
＝＝＝基準電圧Ｖ２の数＝＝＝
本形態において、基準電圧Ｖ２は、駆動信号とは反比例する入力電圧ＶＩＮの電位差に単数で設定されるが、これに限定されるものではない。例えば、基準電圧Ｖ２は、駆動信号とは反比例する入力電圧ＶＩＮの電位差に複数で設定されてもよい。つまり、コンパレータ１１４、トランジスタ１１６、抵抗１２０を複数設けてもよい。これにより、プリドライバ３０のゲインを複数回切り替えて、モータを効果的に停止させることができる。
【００２３】
＝＝＝基準電圧Ｖ２の値＝＝＝
本形態において、基準電圧Ｖ２は固定値であるが、これに限定されるものではない。例えば、基準電圧Ｖ２は、セット、モータ等の仕様に応じて可変値としてもよい。これにより、プリドライバ３０のゲインを切り替えるタイミングを変更して、モータを効果的に停止させることができる。
【００２４】
＝＝＝集積回路＝＝＝
本形態において、モータ駆動装置は、シリコンウエハー上に形成される集積回路としてもよい。これにより、光ディスク媒体、ハードディスク媒体、フレキシブルディスク媒体等を使用するセットに効果的に組み込むことができる。さらに、集積回路は、基準電圧Ｖ２を設定するための外部端子を有していてもよい。これにより、基準電圧Ｖ２を適宜変更して、モータを効果的に停止させることができる。
【００２５】
＝＝＝モータ駆動方法＝＝＝
Ｕ相コイル２、Ｖ相コイル４、Ｗ相コイル６にコイル電流を供給するトランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８と、モータの回転速度を指示する入力電圧ＶＩＮに応じて、トランジスタ８、１０、１２、１４、１６、１８の動作を制御するための駆動信号を出力する駆動ロジック２８およびプリドライバ３０と、を有するモータ駆動装置において、入力電圧ＶＩＮの値が予め定められた基準電圧Ｖ２も値より大であるかまたは小であるかに応じて、プリドライバ３０に設定される駆動信号を出力するためのゲインを切り替える、モータ駆動方法も実現することができる。
【００２６】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明にかかるモータ駆動装置、集積回路、モータ駆動方法について説明したが、上記の説明は、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勿論である。
【００２７】
基準電圧Ｖ２は、駆動信号とは比例する入力電圧ＶＩＮの電位差に単数または複数で設定されてもよい。これにより、モータを所定速度まで効果的に加速することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のモータ駆動装置を説明するための回路ブロック図である。
【図２】本発明のモータ駆動装置に使用するゲイン切替回路を説明するための回路ブロック図である。
【図３】本発明のモータ駆動装置のゲイン切替特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
２  Ｕ相コイル
４  Ｖ相コイル
６  Ｗ相コイル
８、１０、１２、１４、１６、１８  トランジスタ
２８  駆動ロジック
３０  プリドライバ
３２  ゲイン切替回路
１１４  コンパレータ
１１６  トランジスタ
１１８、１２０  抵抗
１２２  アンプ
【図１】
2005110368.tif 000003
【図２】
2005110368.tif 000004
【図３】
2005110368.tif 000005