(57)【要約】【課題】電源電圧の変動によるモータ出力の変動を抑制する。【解決手段】コンパレータＣＯＭＰ１０は、ＰＷＭキャリア周波数の三角波と、しきい値電圧を比較して、しきい値電圧に応じたデューティー比のＰＷＭ信号を発生する。このＰＷＭ信号により複数のトランジスタをスイッチングすることで、電源からの駆動電流をモータへ出力する。そして、前記しきい値電圧を前記電源の電圧に応じて変化させることで、電源電圧に応じてＰＷＭ信号のデューティー比を変更することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するドライブ回路であって、
ＰＷＭキャリア周波数の三角波と、しきい値電圧を比較して、しきい値電圧に応じたデューティー比のＰＷＭ信号を発生するコンパレータと、
前記ＰＷＭ信号により複数のトランジスタをスイッチングすることで、電源からの駆動電流をモータへ出力する出力回路と、
を含み、
前記しきい値電圧は前記電源の電圧に応じて変化することを特徴とするドライブ回路。
【請求項２】
請求項１に記載のドライブ回路において、
前記しきい値電圧は、前記電源からの電源電圧を抵抗分割して生成することを特徴とするドライブ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するドライブ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータには各種のものがあるが、ロータに永久磁石を設け、ステータ側の複数のコイルへの電流供給の位相を制御して、回転磁界を形成してロータを回転させる形式のものが広く採用されている。
【０００３】
このような永久磁石モータへの電流供給は、複数のトランジスタのスイッチングによって行われるのが一般的である。例えば、トランジスタを２つ電源・グランド直列接続したアームを一対設け、２つのアームの中点間にコイルを配置するＨブリッジ構成が採用される。この構成により、一方のアームの上側トランジスタと、他方のアームの下側トランジスタをオンすることで、コイルに一方側の電流を流し、他方のアームの上側トランジスタと、一方のアームの下側トランジスタをオンすることで、コイルに他方側の電流を流すことで、コイルに流れる電流位相を制御することができる。そして、コイルをステータの異なる位置に設けるとともに、Ｈブリッジを対応してそれぞれ設け、コイルへ供給する電流位相を制御することでモータを駆動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０７２１８号公報
【特許文献２】特開２００６−２８８０５６号公報
【特許文献３】特開平８−３７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上述のようなＨブリッジを用いるドライブ回路などでは、電源からの電流をトランジスタを介しモータに供給する。従って、電源電圧が変動するとモータの駆動状態が変化する。例えば、電源電圧が高ければ、モータ出力は大きく、電源電圧が低ければモータ出力は小さくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータを駆動するドライブ回路であって、ＰＷＭキャリア周波数の三角波と、しきい値電圧を比較して、しきい値電圧に応じたデューティー比のＰＷＭ信号を発生するコンパレータと、前記ＰＷＭ信号により複数のトランジスタをスイッチングすることで、電源からの駆動電流をモータへ出力する出力回路と、を含み、前記しきい値電圧は前記電源の電圧に応じて変化することを特徴とする。
【０００７】
また、前記しきい値電圧は、前記電源からの電源電圧を抵抗分割して生成することが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明によれば、モータをＰＷＭ駆動する場合であって、電源電圧が変化した場合の、モータ出力の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】全体構成を示すブロック図である。
【図２】出力回路の構成例を示す図である。
【図３】ＰＷＭ信号を生成する構成を示す図である。
【図４】ＰＷＭ信号を生成する構成の各点の動作波形を示す図である。
【図５】ＰＷＭ信号から駆動制御信号を生成する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、全体構成を示す図であり、システムは、ドライバ１００と、モータ２００とから構成される。入力信号は、ドライバ１００に入力され、ドライバ１００が入力信号に応じた駆動電流をモータ２００に供給する。これによって、モータ２００の回転が入力信号に応じて制御される。なお、モータ２００としては、携帯電話の振動発生用のモータなどが挙げられる。
【００１２】
ここで、ドライバ１００は、コンパレータ１０を有しており、モータ２００に設けられたホール素子３０からのロータ位置に応じた回転状態信号が、コンパレータ１０の一端に供給される。コンパレータ１０の他端には、基準値電圧が供給されており、コンパレータ１０は回転状態信号が基準値に至ったことを検出する。
【００１３】
コンパレータ１０の出力は、出力制御回路１２に供給される。出力制御回路１２は、コンパレータ１０の出力信号を所定のクロックでラッチして、回転状態信号からその位相の１８０度の矩形波であって位相が反転した矩形波を２つ繰り返し得る。そして、これを２つの１８０度通電の駆動波形とする。そして、この駆動波形を所定のデューティー比のＰＷＭ信号（ＰＷＭ入力）のアンドをとることなどによって、ＰＷＭ駆動制御信号を生成する。このように、出力制御回路１２では、コンパレータ出力に応じて駆動波形（位相）を決定するとともに、ＰＷＭ変換した駆動制御信号（ＯＵＴ１，ＯＵＴ２）を得る。そして、生成された駆動制御信号を出力回路１４に供給する。
【００１４】
出力回路１４は、複数のトランジスタから構成され、これらのスイッチングによって電源からの電流を制御してモータ駆動電流を発生し、これをモータ２００に供給する。
【００１５】
図２には、出力回路１４の一部とモータ２００の１つのコイル２２の構成を示す。このように、出力回路１４は、Ｈブリッジ構成を有しており、電源ＶＣＣとアースの間に２つのトランジスタＱ１，Ｑ２の直列接続からなるアームと、２つのトランジスタＱ３，Ｑ４の直列接続からなるアームが設けられており、トランジスタＱ１，Ｑ２の中間点と、トランジスタＱ３，Ｑ４の中間点との間にコイル２２が接続される。そして、トランジスタＱ１，Ｑ４をオン、トランジスタＱ２，Ｑ３をオフすることで、コイル２２に一方向の電流を流し、トランジスタＱ１，Ｑ４をオフ、トランジスタＱ２，Ｑ３をオンすることで、コイル２２に反対方向の電流を流し、コイル２２を駆動する。
【００１６】
モータ２００は、携帯用の振動モータであり、コイル２２とロータ２６を有している。ロータ２６には、その極数に応じた数の永久磁石が設けられており、例えばＮ極とＳ極が対向する位置（互いに１８０度異なった位置）に配置されている。そして、２つのコイル２２からの磁界に応じて安定する位置が決定される。
【００１７】
従って、コイル２２に交流電流を供給することで、その電流位相によりロータ２６を移動させ、回転することができる。また、特定の電流位相のタイミングで、電流位相の変化を停止することで、その時の電流位相に応じた位置にロータを停止することもできる。
【００１８】
モータ２００には、ホール素子３０が設けられており、ロータ２６の永久磁石からの磁界に応じて、回転状態信号を発生する。上述のように、Ｎ，Ｓが１つずつの場合、ロータ２６の１回転が１周期となる正弦波が回転状態信号として得られ、このホール素子３０からの回転状態信号がコンパレータ１０に供給される。
【００１９】
ここで、本実施形態では、電源電圧ＶＣＣが変動した際に、ＰＷＭ信号のデューティー比を自動的に変更する構成を有しており、この構成について図３に基づいて説明する。なお、この図３の回路は、図１の出力制御回路１２に含まれている。
【００２０】
定電流源ＣＣ１０は、コンデンサＣ１０の一端（上端）に接続され、このコンデンサＣ１０の他端（下端）はグランドに接続されている。また、コンデンサＣ１０の両端間には、トランジスタＱ１０が接続されている。
【００２１】
また、コンデンサＣ１０の上端は、コンパレータＣＯＭＰ１０の負入力端に接続されており、ここにコンデンサＣ１０の上端電圧Ｖｃが供給される。一方、コンパレータＣＯＭＰ１０の正入力端には電源電圧ＶＣＣを２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２で抵抗分割して得られたしきい値電圧Ｖｄが入力されている。
【００２２】
このような回路の動作について、図４に基づいて説明する。まず、ＰＷＭ入力は、ＰＷＭのキャリア周波数のパルス信号であり、予め定められた一定の周波数の信号である。このＰＷＭ入力によって、トランジスタＱ１０がオンされる。
【００２３】
コンデンサＣ１０には、定電流源ＣＣ１０から定電流が供給されているため、トランジスタＱ１０がオフの状態で、コンデンサＣ１０の上端電圧Ｖｃは、定電流源ＣＣ１０からの定電流によって充電されて徐々に上昇する。そして、トランジスタＱ１０がオンすることで、コンデンサＣ１０がグランドに放電され、トランジスタＱ１０がオンされるまでは上端電圧Ｖｃはアース電圧に維持される。従って、コンデンサＣ１０の上端電圧は、のこぎり波状の三角波となる。なお、必ずしも、のこぎり波でなくてもよく、放電経路に抵抗を挿入するなどして放電を徐々に行う三角波などにもできる。
【００２４】
コンパレータＣＯＭＰ１０は、正入力端に供給されるしきい値電圧ＶｄとコンデンサＣ１０の上端電圧Ｖｃを比較し、上端電圧Ｖｃがしきい値電圧Ｖｄを上回っている期間にＨレベルとなるＰＷＭ信号を出力する。従って、しきい値電圧Ｖｄによってデューティー比が決定されたＰＷＭ信号がコンパレータＣＯＭＰ１０の出力に得られる。
【００２５】
ここで、本実施形態では、しきい値電圧Ｖｄを電源電圧ＶＣＣの分割で作成しているため、しきい値電圧Ｖｄは電源電圧ＶＣＣに比例した電圧になっている。従って、電源電圧ＶＣＣに応じてしきい値電圧Ｖｄが変動する。そこで、電源電圧ＶＣＣが上昇して、しきい値電圧Ｖｄが図中のＶｄ’となった場合、ＰＷＭ信号は、図中に破線で示したように、デューティー比が小さくなる。
【００２６】
図２に示すように、モータのコイル２２には、電源電圧ＶＣＣが印加されるため、電源電圧ＶＣＣが高い場合にはコイル２２に大きな電流が流れる。一方、本実施形態では、電源電圧ＶＣＣが高い場合にＰＷＭ信号のデューティー比が自動的に小さくなる。そこで、電源電圧ＶＣＣの変動によるモータ出力の変動を抑えることができる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、比較的簡単な構成で、電源電圧ＶＣＣの変動によるモータ出力の変動を抑制することができる。
【００２８】
なお、しきい値電圧Ｖｄの変動と、電源電圧ＶＣＣの変動に対する大きさは、電源電圧ＶＣＣの変動に対するモータ出力の変動がなくなるようにＰＷＭ信号のデューティー比が変動することが好ましい。しかし、完全な合わせ込みは難しく、電源電圧ＶＣＣの許容範囲の変動において、影響を改善できればよく、抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を適切なものに設定することで十分な効果が得られる。
【００２９】
また、抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を変更することで、デューティー比を変更できる。そこで、モータの運転状態において、適切なデューティー比を設定する場合は、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を変更可能として、随時しきい値電圧Ｖｄを設定すればよい。
【００３０】
図５には、駆動制御信号のＰＷＭ変換の構成例を示してある。このように、アンドゲートＡＮＤ１０により、両信号の論理積を取ることで、ＰＷＭ変換した駆動制御信号を得ることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  コンパレータ、１２  出力制御回路、１４  出力回路、２２  コイル、２６  ロータ、３０  ホール素子、１００  ドライバ、２００  モータ。
【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】
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