JPH08340690A - Ｐｗｍモードにおけるモータドライバ用電流検知装置及び方法 - Google Patents
Ｐｗｍモードにおけるモータドライバ用電流検知装置及び方法Info
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- JPH08340690A JPH08340690A JP8128741A JP12874196A JPH08340690A JP H08340690 A JPH08340690 A JP H08340690A JP 8128741 A JP8128741 A JP 8128741A JP 12874196 A JP12874196 A JP 12874196A JP H08340690 A JPH08340690 A JP H08340690A
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
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- H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
- H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭモード動作の全期間にわたり良好な電
流検知を行なうことを可能とする技術を提供する。 【解決手段】 ＰＷＭモードで動作するモータ駆動制御
回路（１０）は、サンプル・ホールドスイッチ（３１）
の動作にしたがって抵抗を駆動入力端へスイッチ可能に
接続させて修正されるモータコイル電流を検知するため
の抵抗（２２）からのフィードバック回路（２４）を有
している。サンプル・ホールドスイッチ（３１）は各Ｐ
ＷＭオン時間期間中のコイル電流上昇の中間点において
のみモータコイル電流に比例する信号をサンプルするよ
うに制御され、従って平均コイル電流の信頼性のある表
示を与える。信号格納コンデンサ（３２）がフィードバ
ック回路（２４）内に設けられており、サンプルされた
信号を受取り且つ次のサンプルまでＰＷＭ動作全体にわ
たりフィードバック制御において使用するために維持さ
れる。
流検知を行なうことを可能とする技術を提供する。 【解決手段】 ＰＷＭモードで動作するモータ駆動制御
回路（１０）は、サンプル・ホールドスイッチ（３１）
の動作にしたがって抵抗を駆動入力端へスイッチ可能に
接続させて修正されるモータコイル電流を検知するため
の抵抗（２２）からのフィードバック回路（２４）を有
している。サンプル・ホールドスイッチ（３１）は各Ｐ
ＷＭオン時間期間中のコイル電流上昇の中間点において
のみモータコイル電流に比例する信号をサンプルするよ
うに制御され、従って平均コイル電流の信頼性のある表
示を与える。信号格納コンデンサ（３２）がフィードバ
ック回路（２４）内に設けられており、サンプルされた
信号を受取り且つ次のサンプルまでＰＷＭ動作全体にわ
たりフィードバック制御において使用するために維持さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大略、モータ回路
に関するものであって、更に詳細には、制御目的のため
にモータコイル電流が検知されるパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）モータ駆動回路に関するものである。
に関するものであって、更に詳細には、制御目的のため
にモータコイル電流が検知されるパルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）モータ駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭ技術はモータ駆動において使用さ
れている。モータの励起コイルには連続的な励起ではな
く駆動パルスが供給され、従って電力散逸を低下させて
いる。駆動パルス間において、コイルは導通状態を継続
し、コイル内を流れる電流を低下させた状態で満足のい
くモータ動作を維持することが可能である。
れている。モータの励起コイルには連続的な励起ではな
く駆動パルスが供給され、従って電力散逸を低下させて
いる。駆動パルス間において、コイルは導通状態を継続
し、コイル内を流れる電流を低下させた状態で満足のい
くモータ動作を維持することが可能である。
【０００３】コンピュータにおけるハードディスク及び
その他の回転データ格納媒体を駆動するために使用され
ているブラシレスＤＣモータを動作させるためにＰＷＭ
駆動を印加するということに関心が高まっている。この
ようなモータはスピンドルモータとも呼ばれる。このよ
うな適用場面においては、モータ動作を実質的に連続的
にモニタし且つ最大トルク、迅速な加速及び一貫性のあ
る速度等の所望の特性を達成するためにモータドライバ
を介してモータを制御することが必要である。ＰＷＭ駆
動は、このような適用例においては、注意深い制御を必
要とする。何故ならば、駆動励起をパルスによって行な
う場合には、パルスの開始時及び終了時において過渡的
状態を発生するからである。あるシステムにおいては、
リニアモードにおける動作インターバルとＰＷＭモード
における動作インターバルとが存在する場合がある。何
故ならば、リニアモードは例えば速度制御等のある機能
に対して好ましい特性を有しているからである。ＰＷＭ
モードを使用することは、電力を最大限減少させるため
に望ましいことであり、ＰＷＭ動作モードの全期間にわ
たり満足のいく制御が得られるための手段が講じられ
る。
その他の回転データ格納媒体を駆動するために使用され
ているブラシレスＤＣモータを動作させるためにＰＷＭ
駆動を印加するということに関心が高まっている。この
ようなモータはスピンドルモータとも呼ばれる。このよ
うな適用場面においては、モータ動作を実質的に連続的
にモニタし且つ最大トルク、迅速な加速及び一貫性のあ
る速度等の所望の特性を達成するためにモータドライバ
を介してモータを制御することが必要である。ＰＷＭ駆
動は、このような適用例においては、注意深い制御を必
要とする。何故ならば、駆動励起をパルスによって行な
う場合には、パルスの開始時及び終了時において過渡的
状態を発生するからである。あるシステムにおいては、
リニアモードにおける動作インターバルとＰＷＭモード
における動作インターバルとが存在する場合がある。何
故ならば、リニアモードは例えば速度制御等のある機能
に対して好ましい特性を有しているからである。ＰＷＭ
モードを使用することは、電力を最大限減少させるため
に望ましいことであり、ＰＷＭ動作モードの全期間にわ
たり満足のいく制御が得られるための手段が講じられ
る。
【０００４】制御目的のためのＰＷＭ駆動においてコイ
ル電流を検知することが重要である。典型的なＰＷＭ駆
動システムにおいては、駆動構成要素のいくつかの特性
のために信頼性のある電流検知が阻害される。これらの
駆動構成要素は、通常、ＤＣ電圧源と接地との間に接続
されるトランジスタスイッチングブリッジを有してい
る。該ブリッジは上側トランジスタを介して１つ又はそ
れ以上のモータコイルへの、次いで接地されている検知
抵抗へ片側が接続されている下側トランジスタへの導通
経路を有している。該検知抵抗はＰＷＭドライブの制御
構成要素へ帰還されるフィードバックループへコイル電
流に比例する信号を供給する。スイッチングトランジス
タは、しばしば、本体即ち基板が接地されている共通の
チップ内に集積化される。このようなトランジスタはト
ランジスタの意図した活性領域と接地した基板との間に
いわゆる内在的ダイオードと呼称されるものを有してい
る。動作条件によって内在的ダイオードを横断してある
バイアス電圧が印加されると、不本意且つ不所望の接地
への導通状態が発生する場合がある。
ル電流を検知することが重要である。典型的なＰＷＭ駆
動システムにおいては、駆動構成要素のいくつかの特性
のために信頼性のある電流検知が阻害される。これらの
駆動構成要素は、通常、ＤＣ電圧源と接地との間に接続
されるトランジスタスイッチングブリッジを有してい
る。該ブリッジは上側トランジスタを介して１つ又はそ
れ以上のモータコイルへの、次いで接地されている検知
抵抗へ片側が接続されている下側トランジスタへの導通
経路を有している。該検知抵抗はＰＷＭドライブの制御
構成要素へ帰還されるフィードバックループへコイル電
流に比例する信号を供給する。スイッチングトランジス
タは、しばしば、本体即ち基板が接地されている共通の
チップ内に集積化される。このようなトランジスタはト
ランジスタの意図した活性領域と接地した基板との間に
いわゆる内在的ダイオードと呼称されるものを有してい
る。動作条件によって内在的ダイオードを横断してある
バイアス電圧が印加されると、不本意且つ不所望の接地
への導通状態が発生する場合がある。
【０００５】特に興味のある適用例においては、公知の
パワーＤ−ＭＯＳ型の電界効果トランジスタであるスイ
ッチングトランジスタを使用することが一般的である。
上述したブリッジの形態において、下側トランジスタは
ＰＷＭ動作モードの一部において内在的ダイオードを介
して接地へ導通状態とされる。それは、上側トランジス
タがオフ状態へ移行し且つ同一の導通経路にある下側ト
ランジスタが未だにオン状態にある場合に発生する場合
がある。それが発生すると、検知抵抗へ提供される電流
は真実のコイル電流よりも著しく小さいものとなる。
パワーＤ−ＭＯＳ型の電界効果トランジスタであるスイ
ッチングトランジスタを使用することが一般的である。
上述したブリッジの形態において、下側トランジスタは
ＰＷＭ動作モードの一部において内在的ダイオードを介
して接地へ導通状態とされる。それは、上側トランジス
タがオフ状態へ移行し且つ同一の導通経路にある下側ト
ランジスタが未だにオン状態にある場合に発生する場合
がある。それが発生すると、検知抵抗へ提供される電流
は真実のコイル電流よりも著しく小さいものとなる。
【０００６】信頼性のある電流検知動作が中断されると
いう問題は、その問題を緩和するために幾つかの異なる
技術を提案させることとなった。その１つは、トランジ
スタブリッジにおいて異なるタイプのトランジスタを使
用するというものであり、その場合には該トランジスタ
はトライオード領域ではなく特性曲線の飽和領域におい
て動作し、従って検知電流におけるエラーが減少され
る。このような検知電界効果トランジスタは公知であ
る。然しながら、それらは製造中において処理変動を来
し、そのことが性能においてその他の変動を導入するこ
ととなる。
いう問題は、その問題を緩和するために幾つかの異なる
技術を提案させることとなった。その１つは、トランジ
スタブリッジにおいて異なるタイプのトランジスタを使
用するというものであり、その場合には該トランジスタ
はトライオード領域ではなく特性曲線の飽和領域におい
て動作し、従って検知電流におけるエラーが減少され
る。このような検知電界効果トランジスタは公知であ
る。然しながら、それらは製造中において処理変動を来
し、そのことが性能においてその他の変動を導入するこ
ととなる。
【０００７】別の技術は３経路スイッチングブリッジの
各経路に対して１つづつ３個の検知抵抗を使用するもの
である。電流検知が改善されたとしても、内在的ダイオ
ードの導通が未だに他の装置性能に影響を与える可能性
がある。集積回路においては、３個の抵抗の精密なるマ
ッチングも問題である。
各経路に対して１つづつ３個の検知抵抗を使用するもの
である。電流検知が改善されたとしても、内在的ダイオ
ードの導通が未だに他の装置性能に影響を与える可能性
がある。集積回路においては、３個の抵抗の精密なるマ
ッチングも問題である。
【０００８】３つの導通経路の各々においてショットキ
ーダイオードを使用することも提案されている。このよ
うな装置は電流検知問題を緩和することが可能であるか
もしれないが、モータの始動時又は高電流レベルでの稼
動時にその他の問題を発生する場合がある。更に、この
ような装置を設けることは比較的高価であり且つ回路上
に付加的なピンを必要とすることもある。
ーダイオードを使用することも提案されている。このよ
うな装置は電流検知問題を緩和することが可能であるか
もしれないが、モータの始動時又は高電流レベルでの稼
動時にその他の問題を発生する場合がある。更に、この
ような装置を設けることは比較的高価であり且つ回路上
に付加的なピンを必要とすることもある。
【０００９】より良好な電流検知を得るための更に別の
提案されている方法は、検知抵抗からＰＷＭドライブの
制御要素へのフィードバックループにおいてローパスフ
ィルタを使用することである。このアプローチは電流制
御ループにおいて不安定問題を発生し、更に回路上にお
いて付加的なピンを必要とする。
提案されている方法は、検知抵抗からＰＷＭドライブの
制御要素へのフィードバックループにおいてローパスフ
ィルタを使用することである。このアプローチは電流制
御ループにおいて不安定問題を発生し、更に回路上にお
いて付加的なピンを必要とする。
【００１０】従って、電流検知を改善しようとする従来
提案されている技術は複雑性、コスト又は別の問題を発
生するという欠点を有するものである。
提案されている技術は複雑性、コスト又は別の問題を発
生するという欠点を有するものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した如
き従来技術の欠点を解消し比較的簡単であり信頼性があ
り且つ実現が容易なフィードバックループに対する付加
的な回路部分を有するＰＷＭ動作モードの全時間にわた
り良好な電流検知を行なうことが可能な装置及び方法を
提供することを目的とする。
き従来技術の欠点を解消し比較的簡単であり信頼性があ
り且つ実現が容易なフィードバックループに対する付加
的な回路部分を有するＰＷＭ動作モードの全時間にわた
り良好な電流検知を行なうことが可能な装置及び方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の装置及び方法
は、大略、信頼性のある平均電流を得ることが可能であ
る場合にはＰＷＭパルス期間の中間における時間におい
てのみコイル電流をサンプルするということを必要とす
るに過ぎない。サンプルされた平均電流信号は保持され
且つＰＷＭパルス間のインターバル期間中であっても、
ＰＷＭ動作全体にわたりフィードバック信号として使用
される。サンプルされた平均電流信号は、過渡的状態又
は上述した内在的ダイオードの導通が検知抵抗がコイル
電流を正しく表わす信号を発生することを許容しない時
間中にフィードバックループに対して与えることが可能
である。
は、大略、信頼性のある平均電流を得ることが可能であ
る場合にはＰＷＭパルス期間の中間における時間におい
てのみコイル電流をサンプルするということを必要とす
るに過ぎない。サンプルされた平均電流信号は保持され
且つＰＷＭパルス間のインターバル期間中であっても、
ＰＷＭ動作全体にわたりフィードバック信号として使用
される。サンプルされた平均電流信号は、過渡的状態又
は上述した内在的ダイオードの導通が検知抵抗がコイル
電流を正しく表わす信号を発生することを許容しない時
間中にフィードバックループに対して与えることが可能
である。
【００１３】本発明は、例えば、コイル、ＰＷＭ駆動回
路、及び検知抵抗と結合して、フィードバックループに
対し付加的な要素を与えることによって実現することが
可能である。該フィードバックループは、通常、コイル
電流に比例する検知抵抗からの電圧信号を受取る検知増
幅器を有している。付加される要素としては、検知増幅
器の入力端へ接続される信号格納コンデンサ、及びその
コンデンサと検知抵抗との間のサンプル・ホールドスイ
ッチがある。サンプル・ホールドスイッチは、ＰＷＭド
ライブ用のものと共同するタイミングパルスによって制
御され、ＰＷＭ駆動パルスに起因するコイル電流上昇の
中間における時間において検知抵抗を横断して表われる
電圧をサンプルする。その時に、検知抵抗電圧は正確に
平均コイル電流を表わしている。
路、及び検知抵抗と結合して、フィードバックループに
対し付加的な要素を与えることによって実現することが
可能である。該フィードバックループは、通常、コイル
電流に比例する検知抵抗からの電圧信号を受取る検知増
幅器を有している。付加される要素としては、検知増幅
器の入力端へ接続される信号格納コンデンサ、及びその
コンデンサと検知抵抗との間のサンプル・ホールドスイ
ッチがある。サンプル・ホールドスイッチは、ＰＷＭド
ライブ用のものと共同するタイミングパルスによって制
御され、ＰＷＭ駆動パルスに起因するコイル電流上昇の
中間における時間において検知抵抗を横断して表われる
電圧をサンプルする。その時に、検知抵抗電圧は正確に
平均コイル電流を表わしている。
【００１４】該コンデンサは、次の信号がサンプルされ
るまで、ＰＷＭ動作の残部にわたり、例えば検知増幅器
等のフィードバックループへ印加させるためにそのサン
プルした信号からの電荷を保持する。従って、信頼性の
ある制御を阻害することがあるような例えば内在的ダイ
オードの導通等の何らかの過渡的な効果は回避される。
本発明の利点は、コンピュ−タディスクドライブモータ
等のモータを始動させ且つ稼動させるためにＰＷＭ技術
を使用することより実際的なものとさせている点であ
る。
るまで、ＰＷＭ動作の残部にわたり、例えば検知増幅器
等のフィードバックループへ印加させるためにそのサン
プルした信号からの電荷を保持する。従って、信頼性の
ある制御を阻害することがあるような例えば内在的ダイ
オードの導通等の何らかの過渡的な効果は回避される。
本発明の利点は、コンピュ−タディスクドライブモータ
等のモータを始動させ且つ稼動させるためにＰＷＭ技術
を使用することより実際的なものとさせている点であ
る。
【００１５】本発明は、必ずしも必要というわけではな
いが、ＰＷＭ過渡的状態の効果を最小とするためにＰＷ
Ｍドライブに対するその他の修正と結合して使用するこ
とも可能である。その場合の修正としては、例えば、Ｐ
ＷＭ動作モードとリニア動作モードの各々において逐次
的にドライブが行なわれる場合にそれらの２つのモード
における遷移における過渡的状態を減少させるか又は取
除くための修正等がある。
いが、ＰＷＭ過渡的状態の効果を最小とするためにＰＷ
Ｍドライブに対するその他の修正と結合して使用するこ
とも可能である。その場合の修正としては、例えば、Ｐ
ＷＭ動作モードとリニア動作モードの各々において逐次
的にドライブが行なわれる場合にそれらの２つのモード
における遷移における過渡的状態を減少させるか又は取
除くための修正等がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に基づく改善した電流検知
能力を具備するＰＷＭモータ駆動制御システムを図１を
参照して説明する。駆動回路１０はこの場合には例えば
三相ＤＣモータとすることの可能なモータ１４のコイル
１２へ例えば公知のパルス幅変調（ＰＷＭ）技術によっ
てパルスの形態で付勢電流を供給する場合を示してい
る。モータ１４は例えばコンピュータディスクドライブ
におけるディスクとすることの可能な機械的な負荷１６
を駆動する回転シャフト１５を有している。この実施例
においては、駆動回路１０はＰＷＭブリッジ駆動制御回
路部分２０の制御下にあるトランジスタスイッチングブ
リッジ１８へ電圧を供給するためのＤＣ電源１７を有し
ている。
能力を具備するＰＷＭモータ駆動制御システムを図１を
参照して説明する。駆動回路１０はこの場合には例えば
三相ＤＣモータとすることの可能なモータ１４のコイル
１２へ例えば公知のパルス幅変調（ＰＷＭ）技術によっ
てパルスの形態で付勢電流を供給する場合を示してい
る。モータ１４は例えばコンピュータディスクドライブ
におけるディスクとすることの可能な機械的な負荷１６
を駆動する回転シャフト１５を有している。この実施例
においては、駆動回路１０はＰＷＭブリッジ駆動制御回
路部分２０の制御下にあるトランジスタスイッチングブ
リッジ１８へ電圧を供給するためのＤＣ電源１７を有し
ている。
【００１７】トランジスタブリッジ１８の動作は公知の
方法にしたがって行なうことが可能である。ブリッジド
ライブ２０とブリッジ１８との間に示した単一のライン
２１は、ブリッジ内の夫々のトランジスタを動作させる
ための多重化させるか又は逐次的に通信させる信号に対
する複数個の経路を表わしている。
方法にしたがって行なうことが可能である。ブリッジド
ライブ２０とブリッジ１８との間に示した単一のライン
２１は、ブリッジ内の夫々のトランジスタを動作させる
ための多重化させるか又は逐次的に通信させる信号に対
する複数個の経路を表わしている。
【００１８】ブリッジ１８とコイル１２との間の三本の
ライン１９はコイル１２のコイル対の該ブリッジの上側
及び下側トランジスタ（不図示）の間の夫々の点への接
続を表わしている。ブリッジ１８は該ブリッジの下側ト
ランジスタから検知抵抗（Ｒセンス）２２への３つの導
通経路２３を提供しており、検知抵抗２２は基準電圧即
ち接地へ接続している。
ライン１９はコイル１２のコイル対の該ブリッジの上側
及び下側トランジスタ（不図示）の間の夫々の点への接
続を表わしている。ブリッジ１８は該ブリッジの下側ト
ランジスタから検知抵抗（Ｒセンス）２２への３つの導
通経路２３を提供しており、検知抵抗２２は基準電圧即
ち接地へ接続している。
【００１９】公知の如く、検知抵抗２２はコイル電流に
比例した電流を発生する。その信号はフィードバック回
路部分２４へ印加することが意図されており、フィード
バック回路部分２４はフィードバック又は検知増幅器２
６を有することが可能であり、それはＰＷＭドライブ２
０へ接続されており、従って検知された電流は本システ
ムの制御に使用することが可能である。
比例した電流を発生する。その信号はフィードバック回
路部分２４へ印加することが意図されており、フィード
バック回路部分２４はフィードバック又は検知増幅器２
６を有することが可能であり、それはＰＷＭドライブ２
０へ接続されており、従って検知された電流は本システ
ムの制御に使用することが可能である。
【００２０】図１は、更に、フィードバック回路２４の
一部として、ＰＷＭパルスがその期間の中間にある時間
においてのコイル電流を表わす信号をサンプルし且つ格
納するための副回路３０を有しており、且つ該コイル電
流はＰＷＭオン時間期間中その上昇の中間にある。
一部として、ＰＷＭパルスがその期間の中間にある時間
においてのコイル電流を表わす信号をサンプルし且つ格
納するための副回路３０を有しており、且つ該コイル電
流はＰＷＭオン時間期間中その上昇の中間にある。
【００２１】この実施例においては、副回路３０は、検
知抵抗２２と検知増幅器２６との間に接続されているサ
ンプル・ホールドスイッチ３１及び信号格納装置３２を
有している。サンプル・ホールドスイッチ３１はクロッ
ク３３によって動作され、上述した時間において該スイ
ッチを閉成させて検知抵抗２２における信号をサンプル
し且つ殆どその直後に該スイッチを開成させる。即ち、
クロック３３は、ＰＷＭパルスの期間と比較して極めて
短いスイッチ３１を閉成するための時定数を有してい
る。ＰＷＭクロック３４はＰＷＭクロック信号をドライ
ブ２０へ及びサンプル・ホールドクロック３３へ印加す
べく接続している状態が示されている。
知抵抗２２と検知増幅器２６との間に接続されているサ
ンプル・ホールドスイッチ３１及び信号格納装置３２を
有している。サンプル・ホールドスイッチ３１はクロッ
ク３３によって動作され、上述した時間において該スイ
ッチを閉成させて検知抵抗２２における信号をサンプル
し且つ殆どその直後に該スイッチを開成させる。即ち、
クロック３３は、ＰＷＭパルスの期間と比較して極めて
短いスイッチ３１を閉成するための時定数を有してい
る。ＰＷＭクロック３４はＰＷＭクロック信号をドライ
ブ２０へ及びサンプル・ホールドクロック３３へ印加す
べく接続している状態が示されている。
【００２２】コンデンサ等の格納装置３２がサンプルさ
れた平均電流を表わす電荷を保持し且つブリッジ１８内
のトランジスタのいずれかからの内在的ダイオード導通
等のＰＷＭ過渡的状態が検知抵抗２２によって検知され
た電流の精度を阻害するような動作期間中であっても平
均コイル電流の信頼性のある表示としてＰＷＭ動作全体
にわたりフィードバック増幅器２６へ対応する電圧を供
給する。クロック３３がスイッチ３１を開成した後、次
のＰＷＭパルスの中間点においてサンプリングが行なわ
れるまで、サンプルされた平均電流信号は格納装置３２
上に保持される。
れた平均電流を表わす電荷を保持し且つブリッジ１８内
のトランジスタのいずれかからの内在的ダイオード導通
等のＰＷＭ過渡的状態が検知抵抗２２によって検知され
た電流の精度を阻害するような動作期間中であっても平
均コイル電流の信頼性のある表示としてＰＷＭ動作全体
にわたりフィードバック増幅器２６へ対応する電圧を供
給する。クロック３３がスイッチ３１を開成した後、次
のＰＷＭパルスの中間点においてサンプリングが行なわ
れるまで、サンプルされた平均電流信号は格納装置３２
上に保持される。
【００２３】図１は、更に、駆動パルス期間中及び駆動
パルス間の両方において動作全体にわたり制御目的のた
めに平均コイル電流を派生するためのＰＷＭモータ駆動
システムの動作方法又はプロセスを例示している。この
方法は、例えば検知抵抗２１によってコイル電流に比例
する信号を検知し、例えばクロック３３によって制御さ
れるサンプル・ホールドスイッチによってＰＷＭ駆動パ
ルスの中間における時間においてその信号をサンプルし
てサンプルした平均電流信号を派生し、そのサンプルし
た信号を例えば信号格納装置３２等の中に保持し、且つ
例えばＰＷＭ動作全体にわたり格納装置３２をフィード
バック又は検知増幅器２６へ接続することによってその
サンプルした信号をフィードバック信号として印加する
ものである。
パルス間の両方において動作全体にわたり制御目的のた
めに平均コイル電流を派生するためのＰＷＭモータ駆動
システムの動作方法又はプロセスを例示している。この
方法は、例えば検知抵抗２１によってコイル電流に比例
する信号を検知し、例えばクロック３３によって制御さ
れるサンプル・ホールドスイッチによってＰＷＭ駆動パ
ルスの中間における時間においてその信号をサンプルし
てサンプルした平均電流信号を派生し、そのサンプルし
た信号を例えば信号格納装置３２等の中に保持し、且つ
例えばＰＷＭ動作全体にわたり格納装置３２をフィード
バック又は検知増幅器２６へ接続することによってその
サンプルした信号をフィードバック信号として印加する
ものである。
【００２４】図２は本発明の別の実施例を示しており、
図１の構成要素に対応する構成要素には同一の参照番号
を付してある。図２はコイルノードＡ，Ｂ，Ｃにおいて
Ｙ形態にあるモータ１４のステータコイル１０に接続さ
れている駆動回路１０を包含するＰＷＭモータ駆動シス
テムの幾つかの基本的な構成要素を示している。モータ
１４は典型的には永久磁石のロータ（不図示）を有して
いる。ＤＣ電源１７又はＶ1 がトランジスタスイッチン
グブリッジ１８の形態のパワーステ−ジへ電圧を供給す
る。ブリッジ１８は、この実施例においては、図示した
如く、トリプル１／２Ｈブリッジとして一般的に呼ばれ
る従来のＨブリッジである。ブリッジ１８は電源１６と
夫々のノードＡ，Ｂ，Ｃとの間に接続されている３個の
上側トランジスタ４８，４８′，４８″を有している。
ブリッジ１８は、更に、夫々のノードＡ，Ｂ，Ｃと検知
抵抗２２との共通接続部との間に接続されている３個の
下側トランジスタ４９，４９′，４９″を有している。
図１の構成要素に対応する構成要素には同一の参照番号
を付してある。図２はコイルノードＡ，Ｂ，Ｃにおいて
Ｙ形態にあるモータ１４のステータコイル１０に接続さ
れている駆動回路１０を包含するＰＷＭモータ駆動シス
テムの幾つかの基本的な構成要素を示している。モータ
１４は典型的には永久磁石のロータ（不図示）を有して
いる。ＤＣ電源１７又はＶ1 がトランジスタスイッチン
グブリッジ１８の形態のパワーステ−ジへ電圧を供給す
る。ブリッジ１８は、この実施例においては、図示した
如く、トリプル１／２Ｈブリッジとして一般的に呼ばれ
る従来のＨブリッジである。ブリッジ１８は電源１６と
夫々のノードＡ，Ｂ，Ｃとの間に接続されている３個の
上側トランジスタ４８，４８′，４８″を有している。
ブリッジ１８は、更に、夫々のノードＡ，Ｂ，Ｃと検知
抵抗２２との共通接続部との間に接続されている３個の
下側トランジスタ４９，４９′，４９″を有している。
【００２５】コイル１２を付勢させるためのブリッジ１
８の動作は公知のものと同一であり本明細書においての
説明は割愛する。然しながら、本発明を理解する上で、
下側トランジスタ４９，４９′，４９″は、それらがモ
ータコイル１２を検知抵抗２２と連結させるという観点
において重要なものであり、且つ検知抵抗はこれらのト
ランジスタの導通特性にしたがうコイル電流に比例する
電流を受取るということに注意すべきである。
８の動作は公知のものと同一であり本明細書においての
説明は割愛する。然しながら、本発明を理解する上で、
下側トランジスタ４９，４９′，４９″は、それらがモ
ータコイル１２を検知抵抗２２と連結させるという観点
において重要なものであり、且つ検知抵抗はこれらのト
ランジスタの導通特性にしたがうコイル電流に比例する
電流を受取るということに注意すべきである。
【００２６】トランジスタ４８，４８′，４８″，４
９，４９′，４９″は共通の基板上に単一のチップの形
態で通常集積化されているパワー電界効果トランジスタ
でありＤ−ＭＯＳ ＦＥＴ型のものとすることが可能で
ある。このようなチップ５０は下側トランジスタ４９，
４９′，４９″を含むものとして一部が概略的に示され
ている。上述したように、このようなトランジスタは基
板又はチップ５０上のトランジスタ４９，４９′，４
９″から接地に対して内在的ダイオード（ここにおいて
は、夫々、ダイオード５１，５１′，５１″として点線
で示してある）を有することを特徴としている。本発明
は、主に、ＰＷＭ動作期間中にダイオード５１の効果を
取除くことである。内在的ダイオード５１が順方向バイ
アスを受取ると、回路設計によって検知抵抗２２を介し
て接地へ導通されることが意図されているコイル電流
は、その代りに、該ダイオードを介して接地へ導通され
る。後者の場合には、検知抵抗２２はコイル電流を表わ
す信号を与えることは不可能である。
９，４９′，４９″は共通の基板上に単一のチップの形
態で通常集積化されているパワー電界効果トランジスタ
でありＤ−ＭＯＳ ＦＥＴ型のものとすることが可能で
ある。このようなチップ５０は下側トランジスタ４９，
４９′，４９″を含むものとして一部が概略的に示され
ている。上述したように、このようなトランジスタは基
板又はチップ５０上のトランジスタ４９，４９′，４
９″から接地に対して内在的ダイオード（ここにおいて
は、夫々、ダイオード５１，５１′，５１″として点線
で示してある）を有することを特徴としている。本発明
は、主に、ＰＷＭ動作期間中にダイオード５１の効果を
取除くことである。内在的ダイオード５１が順方向バイ
アスを受取ると、回路設計によって検知抵抗２２を介し
て接地へ導通されることが意図されているコイル電流
は、その代りに、該ダイオードを介して接地へ導通され
る。後者の場合には、検知抵抗２２はコイル電流を表わ
す信号を与えることは不可能である。
【００２７】この実施例の真の目的のために、特定の形
態は本発明にとって臨界的なものではないが、図２のＰ
ＷＭ回路部分２０は、演算トランスコンダクタンス増幅
器（ＯＴＡ）６２からの入力及びＰＷＭクロック３４へ
結合されている三角波発生器６４からの別の入力を受取
る比較器６０を有するものとして示されている。ＯＴＡ
６２は第二電圧源Ｖ2 からの入力を受取り且つフィード
バック回路２４からの別の入力を受取る。基本的に比較
器６０、ＯＴＡ６２、三角波発生器６４、及びＰＷＭク
ロック３４が、可能性のある付加的な要素と共に、例え
ば上側トランジスタへ接続されている上側マルチプレク
サ６６及び下側トランジスタへ接続されている下側マル
チプレクサ６８による公知のマルチプレクス即ち多重化
態様でブリッジ１８のトランジスタのゲートへのＰＷＭ
駆動パルスの印加を決定する（下側マルチプレクサ６８
への入力は図２においては示していない）。本発明の理
解に対して中心的なことはフィードバック回路部分２４
の内容である。フィードバック回路部分２４は、検知増
幅器２６を有しており、それは概略公知の態様でその関
連する入力及びフィードバック抵抗Ｒ1 及びＲ2 を図示
したように接続した演算増幅器即ちオペアンプである。
更に、フィードバック回路２４はＰＷＭ駆動パルスのオ
ン時間期間中の中間点にコイル電流がある場合にコイル
電流を表わす信号をサンプルし且つ格納するための副回
路３０と共に示されている。副回路３０の動作によっ
て、その信号は、オン時間の残部期間中、ＰＷＭオフ時
間の全て、及びコイル電流がＰＷＭパルス期間中のコイ
ル導通の次に続く中間点にある場合に次のサンプリング
が発生するまで、保持される。
態は本発明にとって臨界的なものではないが、図２のＰ
ＷＭ回路部分２０は、演算トランスコンダクタンス増幅
器（ＯＴＡ）６２からの入力及びＰＷＭクロック３４へ
結合されている三角波発生器６４からの別の入力を受取
る比較器６０を有するものとして示されている。ＯＴＡ
６２は第二電圧源Ｖ2 からの入力を受取り且つフィード
バック回路２４からの別の入力を受取る。基本的に比較
器６０、ＯＴＡ６２、三角波発生器６４、及びＰＷＭク
ロック３４が、可能性のある付加的な要素と共に、例え
ば上側トランジスタへ接続されている上側マルチプレク
サ６６及び下側トランジスタへ接続されている下側マル
チプレクサ６８による公知のマルチプレクス即ち多重化
態様でブリッジ１８のトランジスタのゲートへのＰＷＭ
駆動パルスの印加を決定する（下側マルチプレクサ６８
への入力は図２においては示していない）。本発明の理
解に対して中心的なことはフィードバック回路部分２４
の内容である。フィードバック回路部分２４は、検知増
幅器２６を有しており、それは概略公知の態様でその関
連する入力及びフィードバック抵抗Ｒ1 及びＲ2 を図示
したように接続した演算増幅器即ちオペアンプである。
更に、フィードバック回路２４はＰＷＭ駆動パルスのオ
ン時間期間中の中間点にコイル電流がある場合にコイル
電流を表わす信号をサンプルし且つ格納するための副回
路３０と共に示されている。副回路３０の動作によっ
て、その信号は、オン時間の残部期間中、ＰＷＭオフ時
間の全て、及びコイル電流がＰＷＭパルス期間中のコイ
ル導通の次に続く中間点にある場合に次のサンプリング
が発生するまで、保持される。
【００２８】サンプル・ホールド回路３０は、増幅器２
６の入力端へ接続しており且つ検知抵抗２２を横断する
電圧によって充電されるべく配設されているコンデンサ
３２を有している。然しながら、検知抵抗電圧の効果
は、クロックレジスタ３３によって制御されるサンプル
・ホールドスイッチ３１の動作により上述した平均コイ
ル電流の所望時間へ制限される。
６の入力端へ接続しており且つ検知抵抗２２を横断する
電圧によって充電されるべく配設されているコンデンサ
３２を有している。然しながら、検知抵抗電圧の効果
は、クロックレジスタ３３によって制御されるサンプル
・ホールドスイッチ３１の動作により上述した平均コイ
ル電流の所望時間へ制限される。
【００２９】この実施例について更に説明すると、ＰＷ
Ｍ動作のオン相の中間点は比較器６０へ供給される三角
波発生器６４によって発生される三角波形態の最も低い
点にある。それはＰＷＭ入力クロックタイミング信号の
上昇エッジである。
Ｍ動作のオン相の中間点は比較器６０へ供給される三角
波発生器６４によって発生される三角波形態の最も低い
点にある。それはＰＷＭ入力クロックタイミング信号の
上昇エッジである。
【００３０】格納コンデンサ３２は例えば約１０乃至２
０ｐＦの認識可能な値のものである。それは次に信号が
サンプルされるまで、サンプルされた信号を充分の時間
の間維持することを確保するためである。サンプル・ホ
ールドスイッチ３１は、クロック３３からの２つの入力
のうちの一方を夫々受取るＮ及びＰチャンネルＭＯＳ要
素を有する公知のタイプとすることが可能である。
０ｐＦの認識可能な値のものである。それは次に信号が
サンプルされるまで、サンプルされた信号を充分の時間
の間維持することを確保するためである。サンプル・ホ
ールドスイッチ３１は、クロック３３からの２つの入力
のうちの一方を夫々受取るＮ及びＰチャンネルＭＯＳ要
素を有する公知のタイプとすることが可能である。
【００３１】図３は、例えば図２の回路において使用す
ることの可能なサンプル・ホールドクロック３３の一例
を示している。クロック３３の特定の形態は通常公知の
サンプル・ホールドクロック技術に基づくものである。
ＮＯＲゲート７０への一方の入力端はクロック３３によ
って発生されるクロックパルスのパルス幅を決定するＲ
Ｃ回路網７６における抵抗Ｒ及びコンデンサＣを有して
いる。このクロック３３の例においては、インバータ段
７１，７２，７３，７４が設けられている。第一インバ
ータ７１はＰＷＭクロック（図２の３４）からの入力を
受取り、且つ出力を直接的にＮＯＲゲート７０の入力端
Ａへ供給すると共に第二インバータ７２を介してＮＯＲ
ゲートの入力端ＢにおけるＲＣ回路網７６へ供給する。
そのゲートの出力端は、第一クロック出力端子に対して
直列接続されている２個のインバータ７３及び７４を有
しており、第二クロック出力端子はこれら２つのインバ
ータの間に接続されている。
ることの可能なサンプル・ホールドクロック３３の一例
を示している。クロック３３の特定の形態は通常公知の
サンプル・ホールドクロック技術に基づくものである。
ＮＯＲゲート７０への一方の入力端はクロック３３によ
って発生されるクロックパルスのパルス幅を決定するＲ
Ｃ回路網７６における抵抗Ｒ及びコンデンサＣを有して
いる。このクロック３３の例においては、インバータ段
７１，７２，７３，７４が設けられている。第一インバ
ータ７１はＰＷＭクロック（図２の３４）からの入力を
受取り、且つ出力を直接的にＮＯＲゲート７０の入力端
Ａへ供給すると共に第二インバータ７２を介してＮＯＲ
ゲートの入力端ＢにおけるＲＣ回路網７６へ供給する。
そのゲートの出力端は、第一クロック出力端子に対して
直列接続されている２個のインバータ７３及び７４を有
しており、第二クロック出力端子はこれら２つのインバ
ータの間に接続されている。
【００３２】クロック３３におけるＲＣ回路網７６は完
全なＰＷＭオン時間と比較して非常に短い時定数を有す
ることが可能であることを理解することが可能である。
興味のある殆どのモータコイル１２は、特性的に、約
０．３乃至３．０ミリ秒の時定数（コイルのインダクタ
ンスをコイル抵抗で割算したもの）を有している。それ
は典型的に約２０マイクロ秒以下であるＰＷＭ動作の１
つのオン相と比較して比較的長いものである。サンプル
時間はＰＷＭ時間より短い大きさの程度とすることが可
能である。短いオン相期間中に上昇するコイル電流は実
質的にリニア即ち直線的である。従って、抵抗２２によ
って検知される電圧の中間点はそのオン相に対する平均
値に非常に近いものである。従って、本発明は常に平均
コイル電流の一貫して正確な読みを得るための一方法を
提供している。
全なＰＷＭオン時間と比較して非常に短い時定数を有す
ることが可能であることを理解することが可能である。
興味のある殆どのモータコイル１２は、特性的に、約
０．３乃至３．０ミリ秒の時定数（コイルのインダクタ
ンスをコイル抵抗で割算したもの）を有している。それ
は典型的に約２０マイクロ秒以下であるＰＷＭ動作の１
つのオン相と比較して比較的長いものである。サンプル
時間はＰＷＭ時間より短い大きさの程度とすることが可
能である。短いオン相期間中に上昇するコイル電流は実
質的にリニア即ち直線的である。従って、抵抗２２によ
って検知される電圧の中間点はそのオン相に対する平均
値に非常に近いものである。従って、本発明は常に平均
コイル電流の一貫して正確な読みを得るための一方法を
提供している。
【００３３】図４の波形は本発明の動作及び利点を更に
示している。図４は、上側の波形Ｉにおいて、時間の関
数としての実際のコイル電流の大きさを示している。そ
れは実質的に鋸歯状形態を有しており、その場合にＰＷ
Ｍ駆動パルス開始時（ｔ1 ）からパルスの終了時（ｔ
2 ）への時間期間の間に電流が上昇し且つこのような次
の時間期間まで下降している（５つのＰＷＭオン相を包
含する図示した時間にわたってのコイル電流におけるゆ
っくりとした上昇はＰＷＭモータ駆動動作に付随的なも
のであり、且つその他の波形における電圧はそのことを
反映している）。図４における２番目即ち中間の波形II
は検知抵抗２２を横断しての電圧を示している。それは
時間ｔ1 とｔ2 との間において上昇するコイル電流のオ
ン時間期間中実質的にリニア即ち直線的に上昇している
ことを示している。然しながら、時間ｔ2 におけるパル
スの終了時において約０において安定する前に急激な負
のスパイクが存在している。次のパルスが時間ｔ′i に
おいて開始されると、再度直線的な形態をとる前に急激
な正のスパイクが存在している。
示している。図４は、上側の波形Ｉにおいて、時間の関
数としての実際のコイル電流の大きさを示している。そ
れは実質的に鋸歯状形態を有しており、その場合にＰＷ
Ｍ駆動パルス開始時（ｔ1 ）からパルスの終了時（ｔ
2 ）への時間期間の間に電流が上昇し且つこのような次
の時間期間まで下降している（５つのＰＷＭオン相を包
含する図示した時間にわたってのコイル電流におけるゆ
っくりとした上昇はＰＷＭモータ駆動動作に付随的なも
のであり、且つその他の波形における電圧はそのことを
反映している）。図４における２番目即ち中間の波形II
は検知抵抗２２を横断しての電圧を示している。それは
時間ｔ1 とｔ2 との間において上昇するコイル電流のオ
ン時間期間中実質的にリニア即ち直線的に上昇している
ことを示している。然しながら、時間ｔ2 におけるパル
スの終了時において約０において安定する前に急激な負
のスパイクが存在している。次のパルスが時間ｔ′i に
おいて開始されると、再度直線的な形態をとる前に急激
な正のスパイクが存在している。
【００３４】２番目の波形におけるように表われる電圧
は実際のコイル電流の良好なる表示ではなく、従ってフ
ィードバック制御ループ２４へ供給することを所望する
信号ではない。
は実際のコイル電流の良好なる表示ではなく、従ってフ
ィードバック制御ループ２４へ供給することを所望する
信号ではない。
【００３５】本発明のサンプル・ホールド技術の場合に
は、検知増幅器の入力端において発生する検知電圧は３
番目、即ち下側の波形III における様相を有している。
サンプリングはコイル電流における上昇の中間ｔm にお
いて行なわれ、実際のサンプル時間期間中にわずかな正
のパルスが発生し、その後に、次のコイル電流の上昇の
中間における時間ｔ′m における次のサンプリングま
で、電圧は実質的に安定状態を維持する。
は、検知増幅器の入力端において発生する検知電圧は３
番目、即ち下側の波形III における様相を有している。
サンプリングはコイル電流における上昇の中間ｔm にお
いて行なわれ、実際のサンプル時間期間中にわずかな正
のパルスが発生し、その後に、次のコイル電流の上昇の
中間における時間ｔ′m における次のサンプリングま
で、電圧は実質的に安定状態を維持する。
【００３６】前述した説明から、制御目的のために重要
な平均コイル電流を検知することは実質的な複雑化又は
コスト増なしで容易に達成することが可能であることが
理解される。本発明に基づく回路が発生されるノイズレ
ベルが低いことは、ノイズレベルが高い場合、従ってフ
ィードバックループにおけるローパスフィルタに関して
不安定性が発生する可能性のある場合と比較して好適な
ものである。本発明を使用することによって発生するノ
イズは容易に補償させることが可能である。
な平均コイル電流を検知することは実質的な複雑化又は
コスト増なしで容易に達成することが可能であることが
理解される。本発明に基づく回路が発生されるノイズレ
ベルが低いことは、ノイズレベルが高い場合、従ってフ
ィードバックループにおけるローパスフィルタに関して
不安定性が発生する可能性のある場合と比較して好適な
ものである。本発明を使用することによって発生するノ
イズは容易に補償させることが可能である。
【００３７】本発明の主要な概念の幾つかを再度要約す
ると、モータコイル電流に対応する電圧信号は、フィー
ドバック制御回路によって使用するために、ＰＷＭオン
パルスの開始時及び終了時における過渡的な条件を含む
ことのない時間におけるサンプルとしてのみ採取され
る。望ましくは、サンプルした信号は、その他の時間に
おいてフィードバック回路へ供給することが可能である
ように格納される。サンプルされた信号が採取期間中の
ＰＷＭオンパルス期間中の平均コイル電流に比例したも
のとさせるためにＰＷＭオンパルス期間中のコイル電流
上昇の実質的に中間点においてサンプルを採取すること
が望ましい。
ると、モータコイル電流に対応する電圧信号は、フィー
ドバック制御回路によって使用するために、ＰＷＭオン
パルスの開始時及び終了時における過渡的な条件を含む
ことのない時間におけるサンプルとしてのみ採取され
る。望ましくは、サンプルした信号は、その他の時間に
おいてフィードバック回路へ供給することが可能である
ように格納される。サンプルされた信号が採取期間中の
ＰＷＭオンパルス期間中の平均コイル電流に比例したも
のとさせるためにＰＷＭオンパルス期間中のコイル電流
上昇の実質的に中間点においてサンプルを採取すること
が望ましい。
【００３８】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。本発明はディスクリート形態又は集積化形態のいず
れかにおいて実現することが可能なものであるが、ＰＷ
Ｍ駆動装置において従来公知のものに対し付加的な本発
明の実施上必要な構成要素が通常存在している構成要素
と共に容易に集積化可能であることが好ましい。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。本発明はディスクリート形態又は集積化形態のいず
れかにおいて実現することが可能なものであるが、ＰＷ
Ｍ駆動装置において従来公知のものに対し付加的な本発
明の実施上必要な構成要素が通常存在している構成要素
と共に容易に集積化可能であることが好ましい。
【図１】 本発明の一実施例を組込んだＰＷＭモータ駆
動システムを示した概略ブロック図。
動システムを示した概略ブロック図。
【図２】 本発明の一実施例を示した概略回路図。
【図３】 図２の駆動回路において使用することの可能
なサンプル・ホールドクロックの一例を示した概略回路
図。
なサンプル・ホールドクロックの一例を示した概略回路
図。
【図４】 時間の関数として示した波形図であって、Ｉ
はコイル電流、IIは検知抵抗における電圧、III は本発
明のサンプル・ホールド技術の適用から得られるフィー
ドバックループへ供給可能な電圧を夫々示している。
はコイル電流、IIは検知抵抗における電圧、III は本発
明のサンプル・ホールド技術の適用から得られるフィー
ドバックループへ供給可能な電圧を夫々示している。
１０ 駆動回路 １２ コイル １４ モータ １６ 負荷 １７ ＤＣ電源 １８ トランジスタスイッチングブリッジ ２０ ＰＷＭブリッジ駆動制御回路 ２２ 検知抵抗（Ｒセンス） ２４ フィードバック回路 ２６ 検知（フィードバック）増幅器 ３０ 副回路 ３１ サンプル・ホールドスイッチ ３２ 信号格納装置 ３３ Ｓ／Ｈクロック ３４ ＰＷＭクロック
Claims (16)
- 【請求項１】 ＰＷＭ制御モードで動作されるモータの
コイルを介して流れる平均電流に比例する信号を供給す
る回路において、 前記コイルへ供給された駆動電流を表わす電圧を発生す
る検知抵抗、 入力端と出力端とを具備する検知増幅器、 前記検知抵抗と並列接続されており且つ前記検知増幅器
の入力端へ接続している信号格納コンデンサ、 前記検知抵抗と前記信号格納コンデンサとの間に接続さ
れているサンプル・ホールドスイッチであって、（ａ）
前記検知抵抗において発生される電圧がＰＷＭ駆動パル
ス用の平均コイル電流を表わす中間値にある場合に、前
記コイルへのＰＷＭ駆動の開始時間（ｔ1 ）と前記コイ
ルへのＰＷＭ駆動の終了時間（ｔ2 ）との間の中間の時
間（ｔm ）において前記検知増幅器及び前記信号格納コ
ンデンサを前記検知抵抗と接続させ、且つ（ｂ）その他
の時間においては前記検知増幅器及び前記信号格納コン
デンサを前記検知抵抗から切断させ、その場合にＰＷＭ
制御モードにおける動作を介して時間ｔm においてコイ
ル電流に比例する電圧が前記検知増幅器へ供給されるサ
ンプル・ホールドスイッチ、を有することを特徴とする
回路。 - 【請求項２】 請求項１において、時間ｔm において前
記検知抵抗から前記信号格納コンデンサへの導通を可能
とするためにＰＷＭ信号にしたがって前記サンプル・ホ
ールドスイッチへ信号を印加する信号印加回路を有する
ことを特徴とする回路。 - 【請求項３】 請求項２において、前記信号印加回路が
実質的に時間ｔm において、時間ｔ2 −ｔ1 上での完全
なＰＷＭに関して短いンサプル時間を確立するための手
段を具備するサンプル・ホールドクロック発生器を有す
ることを特徴とする回路。 - 【請求項４】 請求項１において、ＰＷＭ駆動信号にし
たがってモータコイルへ駆動電流をスイッチ可能に供給
する手段が設けられており、前記スイッチ可能に供給す
る手段が複数個のスイッチングトランジスタを有してお
り、その中でモータコイルと前記検知抵抗との間に接続
されている前記スイッチングトランジスタのうちの少な
くとも１つが、前記時間ｔm において前記検知抵抗へ正
確なコイル電流を提供し且つ前記時間ｔm 以外のＰＭＷ
動作のある時間において前記検知抵抗へ不正確なコイル
電流を提供することを特徴とする回路。 - 【請求項５】 請求項１において、前記モータコイルが
Ｙ形態に接続された三相ＤＣモータのコイルであり、且
つＤＣ電圧源と接地との間に３つの直列電流経路を具備
するブリッジを有しており前記コイルへパルス幅変調
（ＰＷＭ）駆動電流を供給する手段が設けられており、
前記直列電流経路の各々が前記検知抵抗を有すると共に
上側及び下側スイッチングトランジスタを有しており、
前記下側スイッチングトランジスタは夫々のコイルと前
記検知抵抗との間に接続されており、前記下側スイッチ
ングトランジスタはコイル電流と一致する時間ｔm にお
いて、前記検知抵抗へ電流を提供し且つコイル電流と一
致しないｔm 以外のある時間において前記検知抵抗へ電
流を提供することを特徴とする回路。 - 【請求項６】 請求項５において、前記下側スイッチン
グトランジスタがＤ−ＭＯＳ型トランジスタであって、
時間ｔm 以外の前記ある時間において前記検知増幅器へ
提供される電流に影響を与える内在的ダイオードを有す
ることを特徴とする回路。 - 【請求項７】 断続的コイル付勢を与える駆動モードに
おける動作にわたり平均モータコイル電流検知動作を与
えるモータ制御システムにおいて、 パルスでモータコイルへ付勢電流を供給する駆動回路、 駆動パルス期間中及びその間の両方においてモータコイ
ルにおける平均電流を表わす信号を前記駆動回路へ供給
する電流検知・フィードバック回路、を有しており、前
記電流検知・フィードバック回路が、 駆動パルス期間中のコイル電流を表わす信号をサンプル
し且つ格納する手段、 前記格納した信号に比例するフィードバック信号をパル
ス間の動作期間中に前記駆動回路へ供給する手段、を有
することを特徴とするモータ制御システム。 - 【請求項８】 請求項７において、前記駆動回路がトラ
ンジスタスイッチングブリッジを介して前記モータコイ
ルへパルス幅変調（ＰＷＭ）パルスを供給し、前記電流
検知・フィードバック回路が、更に、前記トランジスタ
スイッチングブリッジと接続した検知抵抗を有してお
り、且つ前記信号をサンプルし且つ格納する手段がパル
ス期間と比較して短い時間に対し駆動パルス期間中に閉
成すべくクロックによって付勢されるサンプル・ホール
ドスイッチを有すると共に、前記サンプル・ホールドス
イッチが付勢された時間におけるコイル電流を表わす信
号を受取り且つ格納する容量要素を有することを特徴と
するモータ制御システム。 - 【請求項９】 請求項８において、前記駆動回路のトラ
ンジスタスイッチングブリッジが、上側トランジスタ及
び下側トランジスタを有しており、それらの中間点がモ
ータコイルと接続しており、且つ駆動パルス期間中に励
起電流が前記上側トランジスタのうちの１つを介して１
つ又はそれ以上のモータコイルへ供給され且つ前記コイ
ルから前記下側トランジスタのうちの１つを介して前記
電流検知・フィードバック回路へ供給されることを特徴
とするモータ制御システム。 - 【請求項１０】 請求項９において、前記トランジスタ
スイッチングブリッジの下側トランジスタが、前記サン
プル・ホールドスイッチが開成した時間において、前記
検知抵抗がコイル電流を受取ることを防止する接地への
内在的ダイオードに対して導通状態となる構成のもので
あることを特徴とモータ制御システム。 - 【請求項１１】 請求項７に記載したモータ制御システ
ムを組込んだ装置において、前記モータコイルがＹ形態
に接続したブラシレスＤＣモータのスタータコイルであ
り且つ前記モータがコンピュータディスクドライブの一
部であることを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 駆動パルス期間中及びパルス間の両方
の動作全体にわたり制御目的のために平均モータコイル
電流を派生するＰＷＭモータ駆動システムの動作方法に
おいて、 コイル電流に比例する信号を検知し、 サンプル電流信号を派生させるためにパルス開始又は終
了時間以外のＰＷＭ駆動パルス期間中の時間においてコ
イル電流に比例する信号をサンプルし、 ＰＷＭ駆動動作期間中に前記サンプルした電流信号をフ
ィードバック信号として印加する、上記各ステップを有
することを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２において、更に、更なるサ
ンプルした電流信号がとられるまで動作全体にわたりフ
ィードバック信号として印加するために使用可能である
ように前記サンプルした電流信号を保持することを特徴
とする方法。 - 【請求項１４】 請求項１２において、前記ＰＷＭ駆動
パルス期間中のコイル電流の実質的に平均における時間
において前記サンプリングを行ない、且つ前記サンプル
した電流信号が平均電流信号であることを特徴とする方
法。 - 【請求項１５】 請求項１２において、前記サンプリン
グ時間が、パルスの期間と比較して短い時間期間に制限
されていることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１５において、前記サンプルし
た電流信号の保持が、信号格納コンデンサを充電するこ
とによって行なわれ、前記信号格納コンデンサは後のサ
ンプルした電流信号がとられるまでその電荷を実質的に
維持することを特徴とする方法。
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