(57)【要約】【課題】ロータの停止位置を正確に検出し、３相ブラシレスＤＣモータを確実に起動する。【解決手段】３相ブラシレスＤＣモータが回転することのない所定時間のみ、第１のコイルから第２および第３のコイルへコイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第１のモード、第２のコイルから第１および第３のコイルへコイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第２のモード、第３のコイルから第１および第２のコイルへコイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第３のモードの中から、最短時間のキックバック電圧を有するモードを検出する第１の検出回路と、第１、第２、第３の各モードで発生する２つのキックバック電圧の時間の長短を検出する第２の検出回路と、第１、第２の検出回路からの検出信号に基づいて、前記モータにおけるロータの停止位置を決定する演算回路と、演算回路からの決定信号に基づいて、第１、第２、第３のコイルを通電して前記モータを起動する起動回路と、を備える。【選択図】    図５
2005218160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２、第３のコイルに３相ブラシレスＤＣモータを回転させるためのコイル電流を切り替えて供給する３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置において、
前記３相ブラシレスＤＣモータが回転することのない所定の時間のみ、前記第１のコイルから前記第２および第３のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第１のモード、前記第２のコイルから前記第１および第３のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第２のモード、前記第３のコイルから前記第１および第２のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第３のモード、の中から、最短時間のキックバック電圧を有するモードを検出する第１の検出回路と、
前記第１、第２、第３の各モードで発生する２つのキックバック電圧の時間の長短を検出する第２の検出回路と、
前記第１および第２の検出回路からの検出信号に基づいて、前記３相ブラシレスＤＣモータにおけるロータの停止位置を決定する演算回路と、
前記演算回路からの前記ロータの停止位置を示す決定信号に基づいて、前記第１、第２、第３のコイルを通電して前記３相ブラシレスＤＣモータを起動する起動回路と、
を備えたことを特徴とする３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項２】
前記第１の検出回路は、
前記第１のモードで発生する２つのキックバック電圧のうち、短時間の側となるキックバック電圧の発生時間をカウントする第１のカウンタと、
前記第２のモードで発生する２つのキックバック電圧のうち、短時間の側となるキックバック電圧の発生時間をカウントする第２のカウンタと、
前記第３のモードで発生する２つのキックバック電圧のうち、短時間の側となるキックバック電圧の発生時間をカウントする第３のカウンタと、
前記第１、第２、第３のカウンタのカウント値を用いて演算処理することによって、前記最短時間のキックバック電圧を有するモードを示す検出信号を出力するロジック回路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項３】
前記ロジック回路は、
前記第１および第２のカウンタのカウント値の大小を比較する第１の比較回路と、
前記第２および第３のカウンタのカウント値の大小を比較する第２の比較回路と、
前記第１および第３のカウンタのカウント値の大小を比較する第３の比較回路と、
前記第１、第２、第３の比較回路の比較結果と、前記最短時間のキックバック電圧を有するモードを示す検出信号と、を対応付けするテーブルを有し、入力される前記第１、第２、第３の比較回路の比較結果と対応する前記検出信号を出力する検出回路と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項４】
前記第２の検出回路は、
前記第１のモードで発生する２つのキックバック電圧がデータおよびクロックとして入力される第１のフリップフロップと、
前記第２のモードで発生する２つのキックバック電圧がデータおよびクロックとして入力される第２のフリップフロップと、
前記第３のモードで発生する２つのキックバック電圧がデータおよびクロックとして入力される第３のフリップフロップと、を有し、
前記第１、第２、第３のそれぞれのフリップフロップから、前記２つのキックバック電圧の時間の長短を示す検出信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項５】
前記演算回路は、
前記最短時間のキックバック電圧を有するのが前記第１、第２、第３の何れのモードであるのかを示す検出信号と、前記第１、第２、第３の各モードで発生する２つのキックバック電圧の時間の長短を示す検出信号と、前記ロータの停止位置を示す決定信号と、を対応付けるテーブルを有し、
入力される前記最短時間のキックバック電圧を有するモードを示す検出信号および前記２つのキックバック電圧の時間の長短を示す検出信号と対応した、前記ロータの停止位置を示す決定信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項６】
前記起動回路は、
前記ロータの停止位置を示す決定信号に基づいて、前記３相モータがトルクを発生可能な前記第１、第２、第３の何れかのコイルを通電するための起動信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【請求項７】
集積化したことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２および図１３を参照しつつ、３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置について説明する。図１２は、３相ブラシレスＤＣモータを示す概略平面図であり、例えば３相１２極のブラシレスＤＣモータである。図１３は、３相ブラシレスＤＣモータにおいて、ロータの停止位置およびキックバック電圧の時間差の関係を示す波形図である。
【０００３】
図１２において、ステータ２は、９個の放射状の鉄心に対してＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルをこの順序で繰り返し巻回したものである。ロータ４は、Ｎ極およびＳ極を交互に配置してなる１２極の永久磁石であり、ステータ２の周囲に配置されるものである。そして、３相ブラシレスＤＣモータは、ステータ２とロータ４の間の磁界の変化に伴って回転する。
【０００４】
３相ブラシレスＤＣモータには、ロータ４の位置を検出する位置検出素子（例えばホール素子）を有するセンサモータと、この位置検出素子を有していないセンサレスモータとがある。特に、センサレスモータは、センサモータよりも小型化、経済性等において優れているため、その需要は高いものである。
【０００５】
センサレスモータは、一度停止してしまうと、ステータ２に対するロータ４の相対的な停止位置を検出できなくなる。そこで、センサレスモータの駆動装置は、センサレスモータを起動するための起動回路を有している。以下、センサレスモータの起動方法の一例について説明する。
【０００６】
図１３において、（Ａ）は、ロータ４が電気角０度から３６０度の適宜の位置で停止している場合の、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのトルク定数である。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのトルク定数は、電気角１２０度の位相差を有する正弦波形である。（Ｂ）は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイルからＶ相コイルおよびＷ相コイルへコイル電流を供給したときのＶ相コイルおよびＷ相コイルのキックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷ、Ｖ相コイルからＷ相コイルおよびＵ相コイルへコイル電流を供給したときのＷ相コイルおよびＵ相コイルのキックバック電圧の時間差ＴＷ−ＴＵ、Ｗ相コイルからＵ相コイルおよびＶ相コイルへコイル電流を供給したときのＵ相コイルおよびＶ相コイルのキックバック電圧の時間差ＴＵ−ＴＶである。キックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷ、ＴＷ−ＴＵ、ＴＵ−ＴＶは、（Ａ）のトルク定数と同様に、１２０度の位相差を有する正弦波形である。（Ｃ）は、（Ｂ）のキックバック電圧の時間差を２値化したデータである。この２値化データＴＶ−ＴＷ（ＢＮ）、ＴＷ−ＴＵ（ＢＮ）、ＴＵ−ＴＶ（ＢＮ）は、それぞれ、キックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷ、ＴＷ−ＴＵ、ＴＵ−ＴＶが正（＋）であるときにハイレベル（“Ｈ”）となり、キックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷ、ＴＷ−ＴＵ、ＴＵ−ＴＶが負（−）であるときにローレベル（“Ｌ”）となる矩形波形である。これにより、ロータ４の電気角６０度単位の停止位置に対応する３ビットの２値化データが得られることとなる。
【０００７】
実際停止中のセンサレスモータに対して、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイルからＶ相コイルおよびＷ相コイルへコイル電流を供給したときのキックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷを求めて２値化データＴＶ−ＴＷ（ＢＮ）を得る。また、Ｖ相コイルからＷ相コイルおよびＵ相コイルへコイル電流を供給したときのキックバック電圧の時間差ＴＷ−ＴＵを求めて２値化データＴＷ−ＴＵ（ＢＮ）を得る。さらに、Ｗ相コイルからＵ相コイルおよびＶ相コイルへコイル電流を供給したときのキックバック電圧の時間差ＴＵ−ＴＶを求めて２値化データＴＵ−ＴＶ（ＢＮ）を得る。そして、実際に測定して得られる３ビットの２値化データが図１５の３ビットの２値化データの何れであるのかを参照することによって、ロータ４の停止位置を判別する。例えば、実際に測定して得られる３ビットの２値化データＴＶ−ＴＷ（ＢＮ）、ＴＷ−ＴＵ（ＢＮ）、ＴＵ−ＴＶ（ＢＮ）が“Ｈ”“Ｈ”“Ｌ”であるとき、ロータ４は電気角１２０度から１８０度の間に停止しているものと判別する。これにより、ロータ４の停止位置の判別結果に基づいて、センサレスモータがトルクを発生可能なＵ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかのコイルにコイル電流を供給して起動することとなる。
【０００８】
なお、図１３は、３相ブラシレスＤＣモータにおける理想的な波形図である。
【特許文献１】特開２００２−３３５６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、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駆動するための各種のセンサレスモータにおけるキックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷ、ＴＷ−ＴＵ、ＴＵ−ＴＶは、図１３（Ｂ）に示す電気角１８０単位で正および負を繰り返す正弦波形とはならないことが、実験の結果から明らかとなっている。
【００１０】
図１４は、このようなセンサレスモータの多くの場合を代表するロータの停止位置とキックバック電圧の時間長との関係を示す波形図の一例である。図１５は、図１４の波形図を基にして得られるロータの停止位置およびキックバック電圧の時間差の関係を示す波形図である。図１６は、図１５の波形図を基にして得られるロータの停止位置および２値化データの関係を示す波形図である。図１７は、図１６の波形図を基にして得られるロータの停止位置の判別結果を示す図である。以下、実験の結果である図１４、図１５、図１６、図１７について詳述する。
【００１１】
図１４において、太実線は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの一端に接地電圧を印加し、電源からＵ相コイルを経て、そしてＶ相コイルおよびＷ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＶ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＶである。太破線は、このときのＷ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＷである。また、中実線は、Ｖ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｗ相コイルおよびＵ相コイルの一端に接地電圧を印加し、電源からＶ相コイルを経て、そしてＷ相コイルおよびＵ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＷ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＷである。中破線は、このときのＵ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＵである。さらに、細実線は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｗ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルの一端に接地電圧を印加し、電源からＷ相コイルを経て、そしてＵ相コイルおよびＶ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＵ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＵである。細破線は、このときのＶ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＶである。つまり、３つの条件下におけるキックバック電圧の時間長は、ロータ４の電気角０度から３６０度までの停止位置において、いびつな曲線波形となる。
【００１２】
図１５において、実線は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの一端を接地し、電源からＵ相コイルを経て、そしてＶ相コイルおよびＷ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＶ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＶから、このときのＷ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＷを減じたもの、つまりＴＶ−ＴＷである。また、一点鎖線は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｖ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｗ相コイルおよびＵ相コイルの一端を接地し、電源からＶ相コイルを経て、そしてＷ相コイルおよびＵ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＷ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＷから、このときのＵ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＵを減じたもの、つまりＴＷ−ＴＵである。さらに、破線は、ロータ４が回転することのない短時間のみ、Ｗ相コイルの一端に電源電圧を印加するとともに、Ｕ相コイルおよびＶ相コイルの一端を接地し、電源からＷ相コイルを経て、そしてＵ相コイルおよびＶ相コイルを通り、接地へ電流を供給し、定常電流値に至った後、これらの電圧印加を遮断した後得られるＵ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＵから、このときのＶ相コイルのキックバック電圧の時間長ＴＶを減じたもの、つまりＴＵ−ＴＶである。３つの条件下におけるキックバック電圧の時間差は、ロータ４の電気角０度から３６０度までの停止位置において、１周期ではなく２周期のいびつな正弦波形に似た曲線となる。
【００１３】
図１６において、実線は、キックバック電圧の時間差ＴＶ−ＴＷを２値化したデータＴＶ−ＴＷ（ＢＮ）である。また、一点鎖線は、キックバック電圧の時間差ＴＷ−ＴＵを２値化したデータＴＷ−ＴＵ（ＢＮ）である。さらに、破線は、キックバック電圧の時間差ＴＵ−ＴＶを２値化したデータＴＵ−ＴＶ（ＢＮ）である。つまり、３つの条件下における２値化データは、ロータ４の電気角０度から３６０度までの停止位置において、２つの“Ｈ”区間および２つの“Ｌ”区間を有する矩形波形となる。
【００１４】
図１７において、実線は、図１６の３ビットの２値化データが図１３（Ｃ）の３ビットの２値化データの何れに相当するかを参照することによって得られる、ロータ４の停止位置の判別結果である。ここで、説明の便宜上、ロータ４の電気角０度から３６０度までの停止位置を、２値化データの変化ポイントを境界として区間Ｉ１乃至Ｉ１３に分割する。
【００１５】
まず、区間Ｉ１では、ロータ４が電気角３３０度から３０度の間に停止しているにも関わらず、電気角２７０度から３３０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ２では、ロータ４が電気角３３０度から３０度の間と電気角３０度から電気角９０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角２１０度から２７０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ３では、ロータ４が電気角３０度から９０度の間に停止しているにも関わらず、電気角１５０度から２１０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ４では、ロータ４が電気角３０度から９０度の間と電気角９０度から１５０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角３０度から９０度の間に停止している場合に関して、電気角９０度から１５０度に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ５では、ロータ４が電気角９０度から１５０度の間に停止しているにも関わらず、電気角３０度から９０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ６では、ロータ４が電気角９０度から１５０度の間と電気角１５０度から２１０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角３３０度から３０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ７では、ロータ４が電気角１５０度から２１０度の間に停止しているにも関わらず、電気角２７０度から３３０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ８では、ロータ４が電気角１５０度から２１０度の間と電気角２１０度から２７０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角１５０度から２１０度の間に停止している場合に関して、電気角２１０度から２７０度に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ９では、ロータ４が電気角２１０度から２７０度の間に停止しているにも関わらず、電気角１５０度から２１０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ１０では、ロータ４が電気角２１０度から２７０度の間と電気角２７０度から３３０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角９０度から１５０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ１１では、ロータ４が電気角２７０度から３３０度の間に停止しているにも関わらず、電気角３０度から９０度の間に停止しているものと誤判別する。また、区間Ｉ１２では、ロータ４が電気角２７０度から３３０度の間と電気角３３０度から３０度の間にかけて停止しているにも関わらず、電気角２７０度から３３０度の間に停止している場合に関して、電気角３３０度から３０度に停止しているものと誤判別する。さらに、区間Ｉ１３では、ロータ４が電気角３３０度から３０度の間に停止しているにも関わらず、電気角２７０度から３３０度の間に停止しているものと誤判別する。つまり、ロータ４の停止位置は９０％以上の確率で誤判別されることとなる。
【００１６】
この誤った停止判別位置を基に、センサレスモータを起動しても、停止したままであったり、逆回転してしまったりする可能性が極めて大であった。
【００１７】
そこで、本発明は、ロータの停止位置を正確に検出し、３相ブラシレスＤＣモータを確実に起動する３相モータの駆動装置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】
【００１８】
前記課題を解決するための主たる発明は、第１、第２、第３のコイルに３相ブラシレスＤＣモータを回転させるためのコイル電流を切り替えて供給する３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置において、前記３相ブラシレスＤＣモータが回転することのない所定の時間のみ、前記第１のコイルから前記第２および第３のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第１のモード、前記第２のコイルから前記第１および第３のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第２のモード、前記第３のコイルから前記第１および第２のコイルへ前記コイル電流を供給して２つのキックバック電圧を発生する第３のモード、の中から、最短時間のキックバック電圧を有するモードを検出する第１の検出回路と、前記第１、第２、第３の各モードで発生する２つのキックバック電圧の時間の長短を検出する第２の検出回路と、前記第１および第２の検出回路からの検出信号に基づいて、前記３相ブラシレスＤＣモータにおけるロータの停止位置を決定する演算回路と、前記演算回路からの前記ロータの停止位置を示す決定信号に基づいて、前記第１、第２、第３のコイルを通電して前記３相ブラシレスＤＣモータを起動する起動回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロータの位置検出素子を有していない３相ブラシレスＤＣモータにおいて、ロータの停止位置を正確に検出し、３相ブラシレスＤＣモータを確実に起動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】
【００２０】
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。
【００２１】
＝＝＝３相モータの駆動装置＝＝＝
図１乃至図４を参照しつつ、本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置について説明する。図１は、本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置を示す回路ブロック図である。図２は、本発明におけるセンサレス駆動ロジックの信号を作るための３ビットシフトレジスタを示す図である。図３は、図２のシフトレジスタの出力から駆動ロジックを作成する回路図の一例である。更に、図４（Ａ）は、図２のシフトレジスタの出力ＱＡ、ＱＢ、ＱＣの関係を示す波形図である。図４（Ｂ）は、図１のセンサレス駆動ロジックからプリドライバへ供給される駆動ロジックを示す波形図である。図４（Ｃ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイルに印加される電圧を示す波形図である。なお、３相ブラシレスＤＣモータは、ロータの位置検出素子を有していないセンサレスモータである。
【００２２】
Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６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。例えば、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６は、図１２に示す構成とすることも可能である。
【００２３】
Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８は、電源ＶＣＣからＵ相コイル１０２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、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０は、Ｕ相コイル１０２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。Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０のドレインソースは電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０のドレインソース接続部はＵ相コイル１０２の一端と接続されている。また、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１２は、電源ＶＣＣからＶ相コイル１０４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、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１４は、Ｖ相コイル１０４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。Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１２、１１４のドレインソースは電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１２、１１４のドレインソース接続部はＶ相コイル１０４の一端と接続されている。さらに、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６は、電源ＶＣＣからＷ相コイル１０６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、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１８は、Ｗ相コイル１０６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。Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６、１１８のドレインソースは電源ＶＣＣと接地ＶＳＳの間に直列接続され、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６、１１８のドレインソース接続部はＷ相コイル１０６の一端と接続されている。そして、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８が図２（Ｂ）に示す駆動ロジックのタイミングでオンオフすると、センサレスモータは、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６にコイル電流が供給されて所定の方向へ回転することとなる。これにより、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６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、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の他端（共通接続部）には中性点電圧が現れることとなる。なお、ソーストランジスタとしてＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴを使用することや、ソーストランジスタおよびシンクトランジスタとして、ＭＯＳＦＥＴのみならず、バイポーラトランジスタを使用することも可能である。
【００２４】
プリドライバ部１３０は、センサレス駆動ロジック１２８からの駆動ロジックＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬを、ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８がオンオフできる電圧に変換する回路である。ソース側となるトランジスタがＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴの場合や、ソーストランジスタおよびシンクトランジスタがバイポーラトランジスタの場合は極性を変更したり、電流変換したりするための回路を有することとなる。
【００２５】
相選択部１２０は、３相ブラシレスＤＣモータを回転させる際、コイル電流が供給されずに駆動されていない何れかの相のコイル端の電圧と中性点電圧とのゼロクロスタイミングを検出し、適宜のタイミングで駆動相を転流していくが、この際の非駆動相を選択して、このコイルの一端の電圧をコンパレータ１２２の＋端子に印加する。
【００２６】
また、相選択部１２０は、３相ブラシレスＤＣモータを起動するため、すなわち、ステータの周囲で対向するロータの停止位置を検出するため、後述する相選択信号に応じて、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の一端の中から２つの一端を選択するものである。詳しくは、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６へコイル電流を供給する第１のモードであるとき、相選択部１２０は、Ｖ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧を選択して出力する。また、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２へコイル電流を供給する第２のモードであるとき、相選択部１２０は、Ｗ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端に現れるキックバック電圧を選択して出力する。さらに、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４へコイル電流を供給する第３のモードであるとき、相選択部１２０は、Ｕ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端に現れるキックバック電圧を選択して出力する。
【００２７】
また、相選択部１２０は、電源ＶＣＣを基にして、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧と比較するための基準電圧ＶＲＥＦを出力するものである。Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６に供給されるコイル電流が切り替わるときに、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の一端からＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８のボディダイオード（不図示）を通じて流れる回生電流が発生する。例えば、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６に電流を流し、駆動を全てオフする第１のモードにおいて、ＶＳＳからＵ相のシンクとなるＭＯＳＦＥＴ１１０のボディダイオード、Ｕ相コイル１０２を通って、更にＶ相コイル１０４、Ｖ相のソースとなるＭＯＳＦＥＴ１１２のボディダイオードを通ってＶＣＣへ、またＷ相コイル１０６、Ｗ相のソースとなるＭＯＳＦＥＴ１１６のボディダイオードを通ってＶＣＣへ回生電流が流れる。この回生電流が発生している期間、Ｖ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端には電源ＶＣＣに加え、ボディダイオードを順方向に回生電流が流れることによる順方向電圧ＶＦが加算された電圧が発生する。例えば、Ｖ相コイル１０４とＷ相コイル１０６の一端を相選択部１２０内において電源ＶＣＣと接地ＶＳＳ間で１／２抵抗分圧（不図示）しておくと、回生電流がなくなった際、Ｖ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端の電圧は（１／２）＊（ＶＣＣ−ＶＳＳ）の電圧となる。従って、コンパレータ１２２、１２４の−端子に印加する基準電圧ＶＲＥＦを、電源ＶＣＣからＶＣＣ／２までの任意の電圧、例えば８０〜９０％程度の電圧と設定すれば、回生電流が発生している時間、即ちキックバック電圧の時間長をコンパレータ１２２、１２４で取り出すことが可能となる。なお、基準電圧ＶＲＥＦは、電源ＶＣＣであることを排除するものではない。
【００２８】
コンパレータ１２２は、相選択部１２０が出力する基準電圧ＶＲＥＦおよび一方のキックバック電圧を比較し、２値の比較信号ＣＰＴ１を出力するものである。コンパレータ１２４は、相選択部１２０が出力する基準電圧ＶＲＥＦおよび他方のキックバック電圧を比較し、２値の比較信号ＣＰＴ２を出力するものである。詳しくは、相選択部１２０がＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧を選択する第１のモードにおいて、コンパレータ１２２は基準電圧ＶＲＥＦおよびＶ相コイル１０４のキックバック電圧を比較し、コンパレータ１２４は基準電圧ＶＲＥＦおよびＷ相コイル１０６のキックバック電圧を比較する。また、相選択部１２０がＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端に現れるキックバック電圧を選択する第２のモードにおいて、コンパレータ１２２は基準電圧ＶＲＥＦおよびＷ相コイル１０６のキックバック電圧を比較し、コンパレータ１２４は基準電圧ＶＲＥＦおよびＵ相コイル１０２のキックバック電圧を比較する。さらに、相選択部１２０がＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端に現れるキックバック電圧を選択する第３のモードにおいて、コンパレータ１２２は基準電圧ＶＲＥＦおよびＵ相コイル１０２のキックバック電圧を比較し、コンパレータ１２４は基準電圧ＶＲＥＦおよびＶ相コイル１０４のキックバック電圧を比較する。コンパレータ１２２、１２４は、相選択部１２０がキックバック電圧を出力するときのみ“Ｈ”を出力する。つまり、コンパレータ１２２、１２４が出力する“Ｈ”の区間は、キックバック電圧の時間長と見なすことができる。
【００２９】
停止位置検出ロジック１２６（第１、第２の検出回路、演算回路）は、コンパレータ１２２、１２４からの比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２に基づいて、第１のモードでＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧、第２のモードでＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端に現れるキックバック電圧、第３のモードでＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端に現れるキックバック電圧の中から、最短時間のキックバック電圧を有するモードは何れであるのかを検出する。停止位置検出ロジック１２６は、最短時間のキックバック電圧を有する第１、第２、第３の何れかのモードでＵ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の何れか２つのコイルの一端に現れるキックバック電圧の時間の長短を検出する。そして、停止位置検出ロジック１２６は、最短時間のキックバック電圧を示すモードは何れであるのかを示す検出結果と、それぞれ２つのキックバック電圧の時間の長短を示す検出結果とに基づいて、ロータの停止位置（静止位置）を検出する。これにより、停止位置検出ロジック１２６は、ロータの停止位置を示す検出結果に基づいて、センサレスモータが所望の方向（例えば正回転）のトルクを発生可能な駆動ロジックは図４（Ｂ）に示す電気角６区間のうち、何れであるのかを決定するための駆動開始相セット信号を出力する。なお、停止位置検出ロジック１２６の詳細については、後述する。
【００３０】
センサレス駆動ロジック１２８は、３相ブラシレスＤＣモータを回転させる際、コイル電流が供給されずに駆動されていないコイルの一端の電圧と中性点電圧とのゼロクロスタイミングを検出し、適宜のタイミングで駆動ロジック（ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬ）を図４（Ｂ）のように切り替えるものである。また、センサレス駆動ロジック１２８は、非駆動用のキックバック電圧をコンパレータ１２２の＋端子に印加するため、適宜のタイミングで、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の何れかの一端に現れる電圧を選択するための相選択信号を出力するものである。
【００３１】
また、センサレス駆動ロジック１２８は、停止位置検出のため、センサレス駆動ロジック内のタイミング発生回路１３２のタイミングに従って、Ｕ相コイル１０２に発生するキックバック電圧、Ｖ相コイル１０４に発生するキックバック電圧、Ｗ相コイル１０６に発生するキックバック電圧を選択して、コンパレータ１２２と１２４の＋端子に伝えるための相選択信号を相選択部１２０に出力するものである。詳しくは、センサレス駆動ロジック１２８は、第１のモードを実行するため、タイミング発生回路１３２のタイミングに従って、Ｖ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端を選択するための相選択信号Ｖ−Ｗを出力する。また、センサレス駆動ロジック１２８は、第２のモードを実行するため、タイミング発生回路１３２のタイミングに従って、Ｗ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端を選択するための相選択信号Ｗ−Ｕを出力する。そして、センサレス駆動ロジック１２８は、第３のモードを実行するため、タイミング発生回路１３２のタイミングに従って、Ｕ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端を選択するための相選択信号Ｕ−Ｖを出力する。
【００３２】
一方、センサレス駆動ロジック１２８は、３つの相選択信号Ｖ−Ｗ、Ｗ−Ｕ、Ｕ−Ｖに対応する３つの駆動信号を出力するものである。詳しくは、センサレス駆動ロジック１２８は、相選択信号Ｖ−Ｗを出力するとともに、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６へコイル電流を供給するための駆動ロジック信号を出力する。また、センサレス駆動ロジック１２８は、相選択信号Ｗ−Ｕを出力するとともに、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２へコイル電流を供給するための駆動ロジック信号を出力する。さらに、センサレス駆動ロジック１２８は、相選択信号Ｕ−Ｖを出力するとともに、ロータが回転することのない短時間のみ、Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４へコイル電流を供給するための駆動ロジック信号を出力する。これにより、コンパレータ１２２、１２４は、＋（非反転入力）端子に対して、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の何れか２つのコイルの一端に現れるキックバック電圧が印加されることとなる。
【００３３】
図２は、センサレス駆動ロジック１２８内の３ビットシフトレジスタであり、このシフトレジスタの値はロータの電気角と図４（Ａ）に示すような関係を持っている。また、図３は、センサレス駆動ロジック１２８内のロジック回路であり、上記３ビットシフトレジスタから図４（Ｂ）に示す駆動ロジックを作成するためのものである。図４（Ｃ）は、電気角とＵ相コイル１０２の出力電圧、Ｖ相コイル１０４の出力電圧、Ｗ相コイル１０６の出力電圧の関係を示す図である。
【００３４】
センサレス駆動ロジック１２８は、通常回転時には、コンパレータ１２２からの出力ＣＰＴ１に基づいて、ＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬの駆動ロジックをプリドライバ部１３０に出力し、センサレスモータを回転させる。同様に、センサレス駆動ロジック１２８は、通常回転時に、コンパレータ１２２からの出力ＣＰＴ１に基づいて、非駆動相のコイル電圧を選択する相選択信号を相選択部１２０に出力するものである。また、センサレス駆動ロジック１２８は、ロータの停止位置を検出するために、停止位置検出ロジック１２６からの駆動開始相セット信号に応じて、電気角６０度単位の何れかの駆動ロジックを作成するためのシフトレジスタ（図２）の初期値を設定する。このシフトレジスタの初期値設定の後、センサレス駆動ロジック１２８は、センサレス駆動ロジック１２８内にあるタイミング回路１３２の出力である駆動開始信号を受け取って、コイル電流駆動を開始し、センサレスモータを起動することになる。例えば、停止位置検出ロジック１２６からの駆動開始相セット信号が図４（Ａ）の電気角１２０度から１８０度の相を示しているとき、図２のＤＦＦ１のリセット信号が“Ｌ”に、また同図のＤＦＦ２のセット信号が“Ｌ”に、さらに、同図のＤＦＦ３のセット信号が“Ｌ”にされ、ＤＦＦ１のＱＡ出力は“Ｌ”に、ＤＦＦ２のＱＢ出力は“Ｈ”に、ＤＦＦ３のＱＣ出力は“Ｈ”になる。上記駆動開始信号を受け取ると、上記の状態から３ビットシフトレジスタは動き始め、駆動ロジックULとWUを通じて、Ｕ相のシンク側となるＭＯＳＦＥＴ１１０とＷ相のソース側となるＭＯＳＦＥＴ１１６が選択される。相選択部１２０に、センサレス駆動ロジック１２８から、Ｖ相を選ぶための相選択信号が入力され、非駆動相であるＶ相コイル１０４の一端に現れるコイルの誘起電圧と他端に現れる中性点電位とを比較することによって、Ｕ相コイル１０２、Ｖ相コイル１０４、Ｗ相コイル１０６の駆動ロジックを電気角６０度単位で順次切り替える。
【００３５】
プリドライバ１３０は、センサレス駆動ロジック１２８からの駆動信号に応じて、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８をオンオフ出来る信号に換え、これらのＭＯＳＦＥＴをオンオフするものである。詳しくは、駆動ロジックＵＵが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８をオンする。駆動ロジックＵＬが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０をオンする。駆動ロジックＶＵが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１２をオンする。駆動ロジックＶＬが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１４をオンする。駆動ロジックＷＵが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６をオンする。駆動ロジックＷＬが“Ｈ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１８をオンする。また、駆動ロジックＵＵが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８をオフする。駆動ロジックＵＬが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０をオフする。駆動ロジックＶＵが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１２をオフする。駆動ロジックＶＬが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１４をオフする。駆動ロジックＷＵが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６をオフする。駆動ロジックＷＬが“Ｌ”である時、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１８をオフする。例えば、図４（Ｂ）の電気角１２０−１８０度の駆動ロジックであるとき、プリドライバ部１３０は、サンサレス駆動ロジック１２８からの駆動ロジック、すなわち、ＵＵが“Ｌ”、ＵＬが“Ｈ”、ＶＵが“Ｌ”ＶＬが“Ｌ”、ＷＵが“Ｈ”ＷＬが“Ｌ”を受け取って、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１６と１１０をオンする。これにより、Ｗ相コイル１０６よりＵ相コイル１０２へコイル電流が供給されることとなる。
【００３６】
＝＝＝停止位置検出ロジック＝＝＝
図５乃至図９を参照しつつ、本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置における停止位置検出ロジックの一例について説明する。図５は、本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置における停止位置検出ロジックの一例を示すブロック図である。なお、図５のタイミング回路１３２は、センサレス駆動ロジック１２８が有するものである。図６は、最短時間のキックバック電圧を有するモードを検出するための真理値テーブルを示す図である。図７は、ロータの停止位置およびトルクの関係を示す図である。図８は、ロータの位置と正転トルクが得られる駆動相との関係を示す図である。図９は、ロータの停止位置を検出するための真理値テーブルを示す図である。
【００３７】
タイミング回路１３２は、第１、第２、第３のモードで例えば“Ｈ”となるイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３を出力する。また、タイミング回路１３２は、停止位置検出ロジック１２６が駆動開始相セット信号を出力するためのタイミング信号も出力する。
【００３８】
図１４に示すキックバック電圧の時間長は、いびつな正弦波形であるが、キックバック長の最小値は、電気角６０度単位で、６つのキックバック長が順番に入れ替わっているという規則性を持っている。具体的には、３３０−３０度の範囲において、第１モードでのＶ相コイルに発生するキックバック（ＴＶ：太実線）が最小であり、３０−９０の範囲においては、第１モードでのＷ相コイルに発生するキックバック（ＴＷ：太破線）が最小であり、９０−１５０度の範囲においては、第２モードのＷ相コイルに発生するキックバック（ＴＷ：中実線）が最小であり、１５０−２１０度の範囲においては、第２モードのＵ相コイルに発生するキックバック（ＴＵ：中破線）が最小であり、２１０−２７０度の範囲においては、第３モードのＵ相コイルに発生するキックバック（ＴＵ：細実線）が最小であり、２７０−３３０度の範囲においては、第３モードのＶ相コイルに発生するキックバック（ＴＶ：細破線）が最小である。そこで、本発明は、図１２の６つのキックバック電圧の中から、最短時間のキックバック電圧を検出することによって、ロータの停止位置を検出するものである。
【００３９】
カウンタ２０２（第１のカウンタ）は、第１のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ１に応じて、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間を所定のサンプリング周期のクロックＣＬＫでカウントするものである。つまり、カウンタ２０２は、第１のモードにおいて、Ｖ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端に現れる２つのキックバック電圧のうち、短い側のキックバック電圧の発生時間をカウントする。また、カウンタ２０４（第２のカウンタ）は、第２のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ２に応じて、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間を所定のサンプリング周期のクロックＣＬＫでカウントするものである。つまり、カウンタ２０４は、第２のモードにおいて、Ｗ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端に現れる２つのキックバック電圧のうち、短い側のキックバック電圧の発生時間をカウントする。さらに、カウンタ２０６（第３のカウンタ）は、第３のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ３に応じて、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間を所定のサンプリング周期のクロックＣＬＫでカウントするものである。つまり、カウンタ２０６は、第３のモードにおいて、Ｕ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端に現れる２つのキックバック電圧のうち、短い側のキックバック電圧の発生時間をカウントする。なお、カウンタ２０２、２０４、２０６は、例えば、クロック入力の前段において、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２、イネーブル信号（ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３）およびクロックＣＬＫを入力するためのＡＮＤゲート（不図示）を有している。これにより、カウンタ２０２、２０４、２０６は、ＡＮＤゲートの論理積出力をクロック入力とすることによって、適宜のモードにおける短い側のキックバック電圧の発生時間をカウントすることが可能となる。
【００４０】
コンパレータ２０８（第１の比較回路）は、カウンタ２０２、２０４のカウント値の大小を比較して比較信号ＣＰ１を出力するものである。コンパレータ２０８は、「カウンタ２０２のカウント値＞カウンタ２０４のカウント値」であるとき、“Ｈ”の比較信号ＣＰ１を出力し、「カウンタ２０２のカウント値≦カウンタ２０４のカウント値」であるとき、“Ｌ”の比較信号ＣＰ１を出力する。また、コンパレータ２１０（第２の比較回路）は、カウンタ２０４、２０６のカウント値の大小を比較して比較信号ＣＰ２を出力するものである。コンパレータ２１０は、「カウンタ２０４のカウント値＞カウンタ２０６のカウント値」であるとき、“Ｈ”の比較信号ＣＰ２を出力し、「カウンタ２０４のカウント値≦カウンタ２０６のカウント値」であるとき、“Ｌ”の比較信号ＣＰ２を出力する。さらに、コンパレータ２１２（第３の比較回路）は、カウンタ２０６、２０２のカウント値の大小を比較して比較信号ＣＰ３を出力するものである。コンパレータ２１２は、「カウンタ２０６のカウント値＞カウンタ２０２のカウント値」であるとき、“Ｈ”の比較信号ＣＰ３を出力し、「カウンタ２０６のカウント値≦カウンタ２０２のカウント値」であるとき、“Ｌ”の比較信号ＣＰ３を出力する。
【００４１】
図６は、比較信号ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３と最短時間のキックバック電圧のモードを示す検出信号ＴＩＭＥ１、ＴＩＭＥ２、ＴＩＭＥ３との関係を示す真理値テーブルである。最短時間検出ロジック２１４（検出回路）は、図４の真理値テーブルを有し、この真理値テーブルを参照することによって、第１、第２、第３の何れのモードで最短時間のキックバック電圧が発生しているのかを検出するものである。詳しくは、最短時間検出ロジック２１４は、“Ｌ”の比較信号ＣＰ１、“Ｌ”または“Ｈ”の比較信号ＣＰ２、“Ｈ”の比較信号ＣＰ３が入力されることによって、第１のモードで発生するＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６のキックバック電圧のうちどちらが、或いは両者が、最短時間のキックバック電圧であることを示す“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ１を出力する。また、最短時間検出ロジック２１４は、“Ｈ”の比較信号ＣＰ１、“Ｌ”の比較信号ＣＰ２、“Ｌ”または“Ｈ”の比較信号ＣＰ３が入力されることによって、第２のモードで発生するＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２のキックバック電圧のうちどちらか、或いは両者が、最短時間のキックバック電圧であることを示す“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ２を出力する。さらに、最短時間検出ロジック２１４は、“Ｌ”または“Ｈ”の比較信号ＣＰ１、“Ｈ”の比較信号ＣＰ２、“Ｌ”の比較信号ＣＰ３が入力されることによって、第３のモードで発生するＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４のキックバック電圧のうちどちらか、或いは両者が最短時間のキックバック電圧であることを示す“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ３を出力する。
【００４２】
なお、カウンタ２０２、２０４、２０６、コンパレータ２０８、２１０、２１２、最短時間検出ロジック２１４は、「第１の検出手段」である。また、コンパレータ２０８、２１０、２１２および最短時間検出ロジック２１４は、「ロジック回路」である。
【００４３】
Ｄ型フリップフロップ２１６（第１のフリップフロップ）は、比較信号ＣＰＴ１がＤ（データ）端子に入力されるとともに比較信号ＣＰＴ２がＣ（クロック）端子に入力され、第１のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ１に応じて、比較信号ＣＰＴ１の“Ｌ”または“Ｈ”のレベルを比較信号ＣＰＴ２が立ち下がるタイミングで保持して出力するものである。つまり、Ｄ型フリップフロップ２１６は、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＜比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第１のモードで発生するＶ相コイル１０４のキックバック電圧の時間長が、第１のモードで発生するＷ相コイル１０６のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｌ”の検出信号Ｑ１を出力し、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＞比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第１のモードで発生するＷ相コイル１０６のキックバック電圧の時間長が、第１のモードで発生するＶ相コイル１０４のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｈ”の検出信号Ｑ１を出力する。
【００４４】
また、Ｄ型フリップフロップ２１８（第２のフリップフロップ）は、比較信号ＣＰＴ１がＤ端子に入力されるとともに比較信号ＣＰＴ２がＣ端子に入力され、第２のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ２に応じて、比較信号ＣＰＴ１の“Ｌ”または“Ｈ”のレベルを比較信号ＣＰＴ２が立ち下がるタイミングで保持して出力するものである。つまり、Ｄ型フリップフロップ２１８は、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＜比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第２のモードで発生するＷ相コイル１０６のキックバック電圧の時間長が、第２のモードで発生するＵ相コイル１０２のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｌ”の検出信号Ｑ２を出力し、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＞比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第２のモードで発生するＵ相コイル１０２のキックバック電圧の時間長が、第２のモードで発生するＷ相コイル１０６のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｈ”の検出信号Ｑ２を出力する。
【００４５】
さらに、Ｄ型フリップフロップ２２０（第３のフリップフロップ）は、比較信号ＣＰＴ１がＤ端子に入力されるとともに比較信号ＣＰＴ２がＣ端子に入力され、第３のモードで発生する“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ３に応じて、比較信号ＣＰＴ１の“Ｌ”または“Ｈ”のレベルを比較信号ＣＰＴ２が立ち下がるタイミングで保持して出力するものである。つまり、Ｄ型フリップフロップ２２０は、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＜比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第３のモードで発生するＵ相コイル１０２のキックバック電圧の時間長が、第３のモードで発生するＶ相コイル１０４のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｌ”の検出信号Ｑ３を出力し、「比較信号ＣＰＴ１の“Ｈ”区間＞比較信号ＣＰＴ２の“Ｈ”区間」であるとき、第３のモードで発生するＶ相コイル１０４のキックバック電圧の時間長が、第３のモードで発生するＵ相コイル１０２のキックバック電圧の時間長より短いことを示す“Ｈ”の検出信号Ｑ３を出力する。なお、Ｄ型フリップフロップ２１６、２１８、２２０は、「第２の検出回路」である。
【００４６】
図７において、トルクＴＵＶは、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＵＶは、電気角０度から１８０度まで負（−）となり、電気角１８０度から３６０度まで正（＋）となる波形である。また、トルクＴＵＷは、Ｕ相コイル１０２からＷ相コイル１０６へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＵＷは、電気角６０度から２４０度まで負（−）となり、電気角２４０度から次の６０度まで正（＋）となる波形である。また、トルクＴＶＷは、Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＶＷは、電気角１２０度から３００度まで負（−）となり、電気角３００度から次の１２０度まで正（＋）となる波形である。また、トルクＴＶＵは、Ｖ相コイル１０４からＵ相コイル１０２へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＶＵは、電気角１８０度から３６０度まで負（−）となり、電気角０度から１８０度まで正（＋）となる波形である。また、トルクＴＷＵは、Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＷＵは、電気角２４０度から次の６０度まで負（−）となり、電気角６０度から２４０度まで正（＋）となる波形である。さらに、トルクＴＷＶは、Ｗ相コイル１０６からＶ相コイル１０４へコイル電流を供給したときのトルクである。このトルクＴＷＶは、電気角３００度から次の１２０度まで負（−）となり、電気角１２０度から３００度まで正（＋）となる波形である。
【００４７】
図７のトルクカーブより、ロータの位置と有効な正回転トルクが得られる駆動相を図８にまとめた。  
ロータの位置が電気角３３０度から３０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｕ相コイル１０２からＷ相コイル１０６へコイル電流を流す駆動相、またはＶ相コイル１０４からＷ相コイル１０６へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角３３０度から３０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｈ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｈである電気角３００から３６０の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｈ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｈである電気角０度から６０度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００４８】
また、ロータの位置が電気角３０度から９０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６へコイル電流を流す駆動相、またはＶ相コイル１０４からＵ相コイル１０２へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角３０度から９０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｈ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｈである電気角０から６０の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｈ、ＶＵ：Ｈ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｌである電気角６０度から１２０度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００４９】
また、ロータの位置が電気角９０度から１５０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｖ相コイル１０４からＵ相コイル１０２へコイル電流を流す駆動相、またはＷ相コイル１０６からＵ相コイル１０２へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角９０度から１５０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｈ、ＶＵ：Ｈ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｌである電気角６０から１２０の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｈ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｈ、ＷＬ：Ｌである電気角１２０度から１８０度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００５０】
また、ロータの位置が電気角１５０度から２１０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２へコイル電流を流す駆動相、またはＷ相コイル１０６からＶ相コイル１０４へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角１５０度から２１０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｈ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｈ、ＷＬ：Ｌである電気角１２０から１８０の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｈ、ＷＵ：Ｈ、ＷＬ：Ｌである電気角１８０度から２４０度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００５１】
また、ロータの位置が電気角２１０度から２７０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｗ相コイル１０６からＶ相コイル１０４へコイル電流を流す駆動相、またはＵ相コイル１０２からＶ相コイル１０４へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角２１０度から２７０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｌ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｈ、ＷＵ：Ｈ、ＷＬ：Ｌである電気角１８０から２４０の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｈ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｈ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｌである電気角２４０度から３００度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００５２】
また、ロータの位置が電気角２７０度から３３０度の間であるとき、３相ブラシレスＤＣモータの有効な正回転トルクを発生させることが出来る駆動相は、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４へコイル電流を流す駆動相、またはＵ相コイル１０２からＷ相コイル１０６へコイル電流を流す駆動相である。つまり、ロータの位置が電気角２７０度から３３０度の間であるとき、図４（Ｂ）に示すＵＵ：Ｈ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｈ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｌである電気角２４０から３００の駆動ロジックによって、または、ＵＵ：Ｈ、ＵＬ：Ｌ、ＶＵ：Ｌ、ＶＬ：Ｌ、ＷＵ：Ｌ、ＷＬ：Ｈである電気角３００度から３６０度の駆動ロジックによって、ロータを正回転方向に回転させることが出来る。
【００５３】
図９は、検出信号ＴＩＭＥ１、ＴＩＭＥ２、ＴＩＭＥ３、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とロータの停止位置を示す検出信号ＰＬＣとの関係を示す真理値テーブルである。ロータ位置検出ロジック２２２は、図９の真理値テーブルを有し、この真理値テーブルを参照することによって、ロータの停止位置を検出するものである。
【００５４】
詳しくは、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ１および“Ｌ”の検出信号Ｑ１が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角３３０−３０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ１が“Ｈ”ということは、第１モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第２、第３モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が３３０−９０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ１が“Ｌ”であるということは、第１モードにおけるＶ相コイル１０４に発生するキックバック長がＷ相コイル１０６に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、３３０−９０度の範囲において、Ｖ相コイル１０４に発生するキックバック長がＷ相コイル１０６に発生するキックバック長より短いという現象は、３３０−３０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００５５】
また、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ１および“Ｈ”の検出信号Ｑ１が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角３０−９０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ１が“Ｈ”ということは、第１モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第２、第３モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が３３０−９０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ１が“Ｈ”であるということは、第１モードにおけるＷ相コイル１０６に発生するキックバック長がＶ相コイル１０４に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、３３０−９０度の範囲において、Ｗ相コイル１０６に発生するキックバック長がＶ相コイル１０４に発生するキックバック長より短いという現象は、３０−９０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００５６】
また、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ２および“Ｌ”の検出信号Ｑ２が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角９０−１５０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ２が“Ｈ”ということは、第２モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第３、第１モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が９０−２１０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ２が“Ｌ”であるということは、第２モードにおけるＷ相コイル１０６に発生するキックバック長がＵ相コイル１０２に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、９０−２１０度の範囲において、Ｗ相コイル１０６に発生するキックバック長がＵ相コイル１０２に発生するキックバック長より短いという現象は、９０−１５０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００５７】
また、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ２および“Ｈ”の検出信号Ｑ２が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角１５０−２１０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ２が“Ｈ”ということは、第２モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第３、第１モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が９０−２１０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ２が“Ｈ”であるということは、第２モードにおけるＵ相コイル１０２に発生するキックバック長がＷ相コイル１０６に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、１５０−２１０度の範囲において、Ｕ相コイル１０２に発生するキックバック長がＷ相コイル１０６に発生するキックバック長より短いという現象は、１５０−２１０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００５８】
また、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ３および“Ｌ”の検出信号Ｑ３が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角２１０−２７０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ３が“Ｈ”ということは、第３モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第１、第２モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が２１０−３３０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ３が“Ｌ”であるということは、第３モードにおけるＵ相コイル１０２に発生するキックバック長がＶ相コイル１０４に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、２１０−３３０度の範囲において、Ｕ相コイル１０２に発生するキックバック長がＶ相コイル１０４に発生するキックバック長より短いという現象は、２１０−２７０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００５９】
また、ロータ位置検出ロジック２２２は、“Ｈ”の検出信号ＴＩＭＥ３および“Ｈ”の検出信号Ｑ３が入力されることによって、ロータ停止位置が電気角２７０−３３０の間であることを示す検出信号ＰＬＣを出力する。これは、第１の検出結果と第２の検出結果によって、キックバック時間の最小となるロータ停止位置の範囲が検出できるという特性を利用している。すなわち、ＴＩＭＥ３が“Ｈ”ということは、第３モードにおいて発生する２つのキックバック時間が第１、第２モードにおいて発生するキックバック時間よりも短いということを意味しており、図１４より、この現象が、ロータ位置が２１０−３３０度の範囲において起きていることわかる。さらに、Ｑ３が“Ｈ”であるということは、第３モードにおけるＶ相コイル１０４に発生するキックバック長がＵ相コイル１０２に発生するキックバック長より短いことを意味しており、図１４より、２１０−３３０度の範囲において、Ｖ相コイル１０４に発生するキックバック長がＵ相コイル１０２に発生するキックバック長より短いという現象は、２７０−３３０度の範囲において起きていることが明らかである。
【００６０】
駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータの停止位置を示す検出信号ＰＬＣに応じて、３相ブラシレスＤＣモータの駆動を開始する相を決定するロジック回路である。詳しくは、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置３３０−３０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＵ→Ｗ（Ｕ相コイル１０２からＷ相コイル１０６へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＶ→Ｗ（Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。また、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置３０−９０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＶ→Ｗに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＶ→Ｕ（Ｖ相コイル１０４からＵ相コイル１０２へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。また、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置９０−１５０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＶ→Ｕに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＷ→Ｕ（Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。また、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置１５０−２１０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＷ→Ｕに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＷ→Ｖ（Ｗ相コイル１０６からＶ相コイル１０４へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。また、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置２１０−２７０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＷ→Ｖに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＵ→Ｖ（Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４へ）に電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。また、駆動開始相決定ロジック２２４は、ロータ停止位置２７０−３３０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されることによって、駆動開始相をＵ→Ｖに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。これによって正回転トルクをロータに与えることができる。なお、駆動開始相はＵ→Ｗに電流を流す駆動であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力しても良い。この相からでも正回転トルクをロータに与えることが出来るからである。
【００６１】
エラー検出回路２２６は、比較信号ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３が図４の真理値テーブルに設定されていないすべて“Ｈ”またはすべて“Ｌ”であるとき、エラー信号を出力する。これにより、ロータの停止位置を検出するための動作を再度実行することとなる。
【００６２】
＝＝＝３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置の動作＝＝＝
図１、図５、図１０、図１１を参照しつつ、本発明における３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置の動作について説明する。図１０は、本発明における３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置の動作を説明するためのタイムチャートである。  
なお、第１のモードは、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１４、１１８をオンする区間ＴＡ、停止位置検出ロジック１２６のカウンタ２０２およびＤ型フリップフロップ２１６をイネーブルとするための区間ＴＡＡを有する。また、第２のモードは、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１２、１１８をオンする区間ＴＢ、停止位置検出ロジック１２６のカウンタ２０４およびＤ型フリップフロップ２１８をイネーブルとするための区間ＴＢＢを有する。さらに、第３のモードは、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１４、１１６をオンする区間ＴＣ、停止位置検出ロジック１２６のカウンタ２０６およびＤ型フリップフロップ２２０をイネーブルとするための区間ＴＣＣを有する。また、図１１は、本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置におけるロータの停止位置の判別結果を示す図である。
【００６３】
区間ＴＡにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｈ”の駆動ロジックＵＵ、“Ｌ”の駆動ロジックＵＬ、“Ｌ”の駆動ロジックＶＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＶＬ、“Ｌ”の駆動ロジックＷＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＷＬをプリドライバ１３０に出力する。これにより、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１０８、１１４、１１８がオンし、Ｕ相コイル１０２からＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６へコイル電流が供給される。また、センサレス駆動ロジック１２８は、区間ＴＡ−ＴＡＡに亘って、相選択信号Ｖ−Ｗを相選択部１２０に出力する。これにより、相選択部１２０がＶ相コイル１０４およびＷ相コイル１０６の一端を選択し、コンパレータ１２２はＶ相コイル１０４の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較するとともに、コンパレータ１２４はＷ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較する。区間ＴＡＡにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ１を停止位置検出ロジック１２６に出力する。これにより、カウンタ２０２は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間をクロックＣＬＫでカウントする。一方、Ｄ型フリップフロップ２１６は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間の長短に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の検出信号Ｑ１を出力する。
【００６４】
区間ＴＢにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｌ”の駆動ロジックＵＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＵＬ、“Ｈ”の駆動ロジックＶＵ、“Ｌ”の駆動ロジックＶＬ、“Ｌ”の駆動ロジックＷＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＷＬをプリドライバ１３０に出力する。これにより、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１２、１１８がオンし、Ｖ相コイル１０４からＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２へコイル電流が供給される。また、センサレス駆動ロジック１２８は、区間ＴＢ−ＴＢＢに亘って、相選択信号Ｗ−Ｕを相選択部１２０に出力する。これにより、相選択部１２０がＷ相コイル１０６およびＵ相コイル１０２の一端を選択し、コンパレータ１２２はＷ相コイル１０６の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較するとともに、コンパレータ１２４はＵ相コイル１０２の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較する。区間ＴＢＢにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ２を停止位置検出ロジック１２６に出力する。これにより、カウンタ２０４は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間をクロックＣＬＫでカウントする。一方、Ｄ型フリップフロップ２１８は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間の長短に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の検出信号Ｑ２を出力する。
【００６５】
区間ＴＣにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｌ”の駆動ロジックＵＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＵＬ、“Ｌ”の駆動ロジックＶＵ、“Ｈ”の駆動ロジックＶＬ、“Ｈ”の駆動ロジックＷＵ、“Ｌ”の駆動ロジックＷＬをプリドライバ１３０に出力する。これにより、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１１０、１１４、１１６がオンし、Ｗ相コイル１０６からＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４へコイル電流が供給される。また、センサレス駆動ロジック１２８は、区間ＴＣ−ＴＣＣに亘って、相選択信号Ｕ−Ｖを相選択部１２０に出力する。これにより、相選択部１２０がＵ相コイル１０２およびＶ相コイル１０４の一端を選択し、コンパレータ１２２はＵ相コイル１０２の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較するとともに、コンパレータ１２４はＶ相コイル１０４の一端に現れるキックバック電圧と基準電圧ＶＲＥＦを比較する。区間ＴＣＣにおいて、センサレス駆動ロジック１２８は、“Ｈ”のイネーブル信号ＥＮ３を停止位置検出ロジック１２６に出力する。これにより、カウンタ２０６は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間のうち、短い側の“Ｈ”区間をクロックＣＬＫでカウントする。一方、Ｄ型フリップフロップ２２０は、比較信号ＣＰＴ１、ＣＰＴ２の“Ｈ”区間の長短に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の検出信号Ｑ３を出力する。
【００６６】
そして、カウンタ２０２、２０４、２０６のカウント値が確定すると、コンパレータ２０８はカウンタ２０２、２０４のカウンタ値の大小に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の比較信号ＣＰ１を出力し、コンパレータ２１０はカウンタ２０４、２０６のカウンタ値の大小に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の比較信号ＣＰ２を出力し、コンパレータ２１２は、カウンタ２０６、２０２のカウンタ値の大小に応じた“Ｈ”または“Ｌ”の比較信号ＣＰ３を出力する。最短時間検出ロジック２１４は、図６の真理値テーブルを参照することによって、比較信号ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３に対応する何れか１つのみ“Ｈ”となる検出信号ＴＩＭＥ１、ＴＩＭＥ２、ＴＩＭＥ３を出力する。
【００６７】
ロータ位置検出ロジック２２２は、図９の真理値テーブルを参照することによって、検出信号ＴＩＭＥ１、ＴＩＭＥ２、ＴＩＭＥ３、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３に対応するロータの停止位置を示す検出信号ＰＬＣを出力する。そして、駆動開始相決定ロジック２２４は、タイミング回路１３２からのタイミング信号をトリガとして、図８の関係を基に、検出信号ＰＬＣに対応するトルクの発生位置を示す駆動開始相セット信号ＳＥＴをセンサレス駆動ロジック１２８に出力する。駆動開始相決定ロジック２２４は、例えば、ロータの停止位置が電気角３０度から９０度の間であることを示す検出信号ＰＬＣが入力されると、正転トルクが得られる駆動相がＶ相コイル１０４→Ｗ相コイル１０６にコイル電流を流す駆動相であることを示す駆動開始相セット信号ＳＥＴを出力する。あるいは、３０度から９０度であることを示すＰＬＣに対しては、Ｖ相コイル１０４→Ｕ相コイル１０２にコイル電流を流す駆動相を示す駆動相セット信号ＳＥＴを出力する。
【００６８】
センサレス駆動ロジック１２８は、図８のトルク発生位置を示す駆動開始相セット信号ＳＥＴと、図４（Ｂ）の電気角６０度単位の駆動ロジックとを対応付けしており、駆動開始相セット信号ＳＥＴに対応する駆動ロジックＵＵ、ＵＬ、ＶＵ、ＶＬ、ＷＵ、ＷＬを初期値設定し、この初期値から起動を開始する。例えば、Ｖ相コイル１０４→Ｗ相コイル１０８電流を流す駆動相を示す駆動開始相セット信号ＳＥＴに対して、センサレス駆動ロジック１２８は、センサレス駆動ロジック１２８内にある図２に示す３ビットシフトレジスタの初期値を、タイミング信号に合わせて、ＱＡを“Ｈ”、またＱＢを“Ｈ”に、そしてＱＣを“Ｌ”にセットする。図３に示す回路により上記の３ビットシフトレジスタと駆動ロジックは対応づけられているので、駆動ロジックはＵＵが“Ｌ”、ＵＬが“Ｌ”、ＶＵが“Ｈ”、ＶＬが“Ｌ”、ＷＵが“Ｌ”、ＷＬが“Ｈ”となる。
【００６９】
これにより、３相ブラシレスＤＣモータは、起動がかかり、あらかじめ定められている方向、すなわち正転方向へ回転することとなる。
【００７０】
以上より、本発明における３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置は、図１３（Ｃ）に示す３ビットの２値化データを参照することなく、最短時間のキックバック電圧に基づいてロータの停止位置を検出する。これにより、図１４に示すＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相コイルに現れるキックバック電圧の時間長がいびつな波形となるセンサレスモータであっても、ロータの停止位置を正確に検出して、３相ブラシレスＤＣモータを確実に起動できることとなる。
【００７１】
＝＝＝集積回路＝＝＝
図１に示す３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置は、シリコンウエハー上に集積化された集積回路であることとしてもよい。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可能となる。
【００７２】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、本発明にかかる３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明におけるセンサレス駆動ロジックの信号を作るための３ビットシフトレジスタを示す図である。
【図３】図２のシフトレジスタの出力から駆動ロジックを作成する回路図の一例である。
【図４】（Ａ）は、図２のシフトレジスタの出力ＱＡ、ＱＢ、ＱＣの関係を示す波形図、（Ｂ）は、図１のセンサレス駆動ロジックからプリドライバへ供給される駆動ロジックを示す波形図、（Ｃ）は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイルに印加される電圧を示す波形図である。
【図５】本発明の３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置における停止位置検出ロジックの一例を示すブロック図である。
【図６】最短時間のキックバック電圧を有するモードを検出するための真理値テーブルを示す図である。
【図７】ロータの停止位置およびトルクの関係を示す図である。
【図８】ロータの位置と正転トルクが得られる駆動相との関係を示す図である。
【図９】ロータの停止位置を検出するための真理値テーブルを示す図である。
【図１０】本発明における３相ブラシレスＤＣモータの駆動装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明におけるロータの停止位置の判別結果を示す図である。
【図１２】３相ブラシレスＤＣモータの一例を示す概略平面図である。
【図１３】３相ブラシレスＤＣモータにおいて、ロータの停止位置およびキックバック電圧の時間差の関係を示す波形図である。
【図１４】ロータの停止位置およびキックバック電圧の時間長の関係を示す波形図である。
【図１５】図１４の波形図を基にして得られるロータの停止位置およびキックバック電圧の時間差の関係を示す波形図である。
【図１６】図１５の波形図を基にして得られるロータの停止位置および２値化データの関係を示す波形図である。
【図１７】図１６の波形図を基にして得られるロータの停止位置の判別結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０２  Ｕ相コイル
１０４  Ｖ相コイル
１０６  Ｗ相コイル
１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８  Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ
１２０  相選択部
１２２、１２４  コンパレータ
１２６  停止位置検出ロジック
１２８  センサレス駆動ロジック
２０２、２０４、２０６  カウンタ
２０８、２１０、２１２  コンパレータ
２１４  最短時間検出ロジック
２１６、２１８、２２０  Ｄ型フリップフロップ
２２２  ロータ位置検出ロジック
２２４  駆動開始相決定ロジック
【図１】
2005218160.tif 000003
【図２】
2005218160.tif 000004
【図３】
2005218160.tif 000005
【図４】
2005218160.tif 000006
【図５】
2005218160.tif 000007
【図６】
2005218160.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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