特許 5726572 モータ駆動回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5726572

(24)【登録日】2015年4月10日

(45)【発行日】2015年6月3日

(54)【発明の名称】モータ駆動回路

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/10 20060101AFI20150514BHJP

   H02P 6/08 20060101ALI20150514BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/02 371G

   H02P6/02 371J

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-42305(P2011-42305)

(22)【出願日】2011年2月28日

(65)【公開番号】特開2012-182869(P2012-182869A)

(43)【公開日】2012年9月20日

【審査請求日】2013年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100103263

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 康

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(72)【発明者】

【氏名】坂口 隆裕

【審査官】 宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１７４７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０９８０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ １／００−３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単相ブラシレスＤＣモータのコイルに駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記単相ブラシレスＤＣモータのマグネットロータの磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記単相ブラシレスＤＣモータの回転速度を指令するための外部から供給される速度指令信号と、前記位置検出信号と、に基づいて、前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置検出信号がゼロクロスした後に開始されて次にゼロクロスするまで継続する第１の期間内には、前記インバータ回路を制御するためのＰＷＭ信号のパルス幅を一定にし、その直後の第２の期間内は前記ＰＷＭ信号のパルス幅を時間の経過とともに狭め、前記位置検出信号がゼロクロスした直後の所定の期間内は、前記インバータ回路が次に前記駆動電流を供給する側の前記ＰＷＭ信号の出力を禁止することを特徴とするモータ駆動回路。

【請求項2】

前記制御部は、前記位置検出信号がゼロクロスした後で、かつ前記第１の期間の直前の第３の期間内は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を時間の経過とともに広げることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。

【請求項3】

前記制御部は、
前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置検出信号に同期した位置信号を生成する位置推定部と、
前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置信号がゼロクロスした時点からカウント動作を開始するカウンタ部と、
前記速度指令信号および前記カウント値に基づいて、前記第１の期間内は電圧振幅が一定で、かつ前記第２の期間内は時間の経過とともに電圧振幅が減少する、前記位置信号に同期した変調信号を生成する出力波形生成部と、
前記変調信号に基づいて、前記第１の期間内はパルス幅が一定で、かつ前記第２の期間内は前記パルス幅が時間の経過とともに狭くなる前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部と、を有す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回路。

【請求項4】

前記インバータ回路は、前記コイルの一端部から他端部に電流を流すための第１の電圧信号と、前記コイルの他端部から一端部に電流を流すための第２の電圧信号とを、前記位置検出信号がゼロクロスするたびに交互に生成し、
前記第１および第２の電圧信号のそれぞれは、前記第１の期間内はパルス幅が一定のＰＷＭ信号であり、前記第１の期間の直後の前記第２の期間内はパルス幅が時間の経過とともに狭くなるＰＷＭ信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ駆動回路。

【請求項5】

単相ブラシレスＤＣモータのコイルに駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記単相ブラシレスＤＣモータのマグネットロータの磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記単相ブラシレスＤＣモータの回転速度を指令するための外部から供給される速度指令信号と、前記位置検出信号と、に基づいて、前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置検出信号がゼロクロスした後に開始されて次にゼロクロスするまで継続する第１の期間内には、前記インバータ回路を制御するためのＰＷＭ信号のパルス幅を一定にし、その直後の第２の期間内は前記ＰＷＭ信号のパルス幅を時間の経過とともに狭め、かつ前記第１の期間の直前の第３の期間内は、前記ＰＷＭ信号のパルス幅を時間の経過とともに広げ、かつ前記位置検出信号がゼロクロスした時点から前記第３の期間が開始されるまでの第４の期間内は、前記インバータ回路が次に前記駆動電流を供給する側の前記ＰＷＭ信号の出力を禁止するものであり、
前記制御部は、
前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置検出信号に同期した位置信号を生成する位置推定部と、
前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置信号がゼロクロスした時点からカウント動作を開始するカウンタ部と、
前記速度指令信号および前記カウント値に基づいて、前記位置信号に同期した変調信号を生成する出力波形生成部と、
前記変調信号に基づいて、前記第１の期間内はパルス幅が一定で、かつ前記第２の期間内は前記パルス幅が時間の経過とともに狭くなり、かつ前記第３の期間内は前記パルス幅が時間の経過とともに広くなる前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ生成部と、を有することを特徴とするモータ駆動回路。

【請求項6】

前記インバータ回路は、前記コイルの一端部から他端部に電流を流すための第１の電圧信号と、前記コイルの他端部から一端部に電流を流すための第２の電圧信号とを、前記位置検出信号がゼロクロスするたびに交互に生成し、
前記第１および第２の電圧信号のそれぞれは、前記第３の期間内は前記パルス幅が時間の経過とともに広くなるＰＷＭ信号であり、前記第３の期間の直後の前記第１の期間内はパルス幅が一定のＰＷＭ信号であり、前記第１の期間の直後の前記第２の期間内はパルス幅が時間の経過とともに狭くなるＰＷＭ信号であることを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動回路。

【請求項7】

前記制御部は、前記単相ブラシレスＤＣモータの起動を開始した後、該モータが所定の回転数に達した場合には、前記コイルへの駆動電流の供給を所定期間禁止した後に、前記位置検出信号に基づく定常的な前記ＰＷＭ信号の生成を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモータ駆動回路。

【請求項8】

前記制御部は、前記単相ブラシレスＤＣモータの起動開始時には、前記コイルに駆動電圧を印加しない所定の待機期間を設け、その後に開始されて前記位置検出信号がゼロクロスするまで継続する前記第１の期間を設けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のモータ駆動回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単相ブラシレスＤＣモータを駆動するモータ駆動回路に関する。

【背景技術】

【0002】

単相ブラシレスＤＣモータに設けられたホール素子の出力電圧信号（以下、ホール信号と呼ぶ）を増幅してモータコイルに印加するモータ駆動方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１４０８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

正弦波状のホール信号に基づいて、モータコイル駆動用の駆動信号を生成する場合、ゼロクロス近辺でホール素子が検出する磁束の乱れなどにより駆動信号の波形が乱れて、回転が不安定になったり、振動や騒音が発生したりする。

【0005】

このような問題を解決するべく、モータ始動時のホール信号の電圧振幅に基づいて、上記駆動信号を生成するためのＰＷＭ信号によるソフトスイッチング動作を行う場合、ソフトスイッチング動作を行う際のホール信号の電圧振幅により、種々の不具合が発生するおそれがある。すなわち、ホール信号の電圧振幅が大きい場合は、ソフトスイッチング時間の不足により逆起電圧や騒音が発生し、電圧振幅が小さい場合は、ソフトスイッチング時間が長くなって回転速度が低下してしまう。

【0006】

本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、単相ブラシレスＤＣモータの起動時の回転数が安定するとともに、逆起電圧および騒音の発生を抑制可能なモータ駆動回路を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、単相ブラシレスＤＣモータのコイルに駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記単相ブラシレスＤＣモータのマグネットロータの磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出センサと、
前記単相ブラシレスＤＣモータの回転速度を指令するための外部から供給される速度指令信号と、前記位置検出信号と、に基づいて、前記インバータ回路を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記単相ブラシレスＤＣモータの起動時に、前記位置検出信号がゼロクロスした後に開始されて次にゼロクロスするまで継続する第１の期間内には、前記インバータ回路を制御するためのＰＷＭ信号のパルス幅を一定にし、その直後の第２の期間内は前記ＰＷＭ信号のパルス幅を時間の経過とともに狭めることを特徴とするモータ駆動回路を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、単相ブラシレスＤＣモータの起動時の回転数が安定するとともに、逆起電圧および騒音の発生を抑制可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動回路１１の概略構成を示すブロック図。

【図2】単相ブラシレスＤＣモータ１の構造の一例を示す図。

【図3】モータ１の起動時における位置検出信号Ｈｐ、位置信号Ｓｐ、インバータ回路１２の出力信号の信号波形図。

【図4】出力信号ＯＵＴ１の一例を拡大表示した図。

【図5】変調信号Ｓｍの信号波形の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0011】

図１は本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動回路１１の概略構成を示すブロック図、図２は単相ブラシレスＤＣモータ１の構造の一例を示す図である。図２に示すように、単相ブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータと呼ぶ）１は、ステータコア２の周囲に４つの磁極３を有するマグネットロータ４を配置した構造である。マグネットロータ４は、中心軸の回りに回動自在とされている。４つの磁極３はいずれも永久磁石であり、その磁化方向は、中心軸から径方向に向かう方向である。マグネットロータ４の外周側には磁気ヨーク５が配置されているが、この磁気ヨーク５は省略してもよい。

【0012】

マグネットロータ４の内周面の近くに回転位置検出回路６が設けられている。この回転位置検出回路６は、詳細には図示していないが、モータ１のマグネットロータ４の起点位置を検出する位置検出センサ（ホール素子）６ａと、位置検出センサ６ａが検出した信号を差動増幅する差動アンプとを有する。回転位置検出回路６は、位置検出センサ６ａの検出結果に基づいて位置検出信号Ｈｐを生成する。

【0013】

ステータコア２には、コイル７が巻回されている。このコイル７に流れる電流の向きを制御することで、マグネットロータ４の回転方向を切り替えることができる。

【0014】

図１のモータ駆動回路１１は、モータ１のコイル７に駆動電流を供給するインバータ回路１２と、インバータ回路１２を制御する制御部１３とを備えている。

【0015】

インバータ回路１２は、電源端子Ｖccと接地端子間に直列に接続されたトランジスタＱ１，Ｑ２と、同じく電源端子Ｖccと接地端子間に直列に接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４とを有する。すなわち、トランジスタＱ１，Ｑ２は、トランジスタＱ３，Ｑ４と並列に接続されている。

【0016】

トランジスタＱ１，Ｑ２の中間ノードはモータ１のコイル７の一端に接続され、トランジスタＱ３，Ｑ４の中間ノードはコイル７の他端に接続されている。トランジスタＱ１とＱ４は同タイミングで同方向にオン・オフし、トランジスタＱ２とＱ３も同タイミングで同方向にオン・オフする。具体的には、トランジスタＱ１とＱ４がオンするときはトランジスタＱ２とＱ３はオフする。このとき、図１の実線矢印の向きに電流Ｉｄが流れる。また、トランジスタＱ１とＱ４がオフするときはトランジスタＱ２とＱ３はオンする。このとき、図１の破線矢印の向きに電流Ｉｄが流れる。

【0017】

このように、インバータ回路１２は、ステータコア２に対向しているマグネットロータ４の磁極３がＮ極かＳ極かによって、コイル７に流れる電流の向きを切り替えて、これにより、マグネットロータ４を同一方向に回転駆動する。

【0018】

制御部１３は、位置推定部１４と、カウンタ部１５と、出力波形生成部１６と、ＰＷＭ生成部１７とを有する。

【0019】

位置推定部１４は、モータ１の定常駆動時にはマグネットロータ４が直前に１回転した時間間隔をモータ１の磁極数で割って得られる平均時間に基づいて位相が決定される位置信号Ｓｐを生成する。定常時の位置信号Ｓｐは正弦波である。また、位置推定部１４は、モータ１の起動時には、位置検出信号Ｈｐに同期した矩形波状の位置信号Ｓｐを生成する。

【0020】

位置推定部１４を設けた理由は、位置検出信号Ｈｐのゼロクロス近傍でのノイズやマグネットロータ４の磁束量の偏り等により回転位置検出回路６が検出する位置検出信号Ｈｐの周期が変動するためであり、定常駆動時に位置推定部１４により平均化処理を行って、周期のばらつきを抑制した位置信号Ｓｐを生成する。

【0021】

定常駆動時の位置信号Ｓｐは、マグネットロータ４が１回転する時間間隔Ｔをモータ１の磁極数Ｎで割って得られる平均時間Ｔ／Ｎを、モータ１の電気角で１８０°位相分とする信号である。また、起動時の位置信号Ｓｐは、位置検出信号Ｈｐと同じ時刻にゼロクロスする、位置検出信号Ｈｐと周波数および位相が同じ信号である。

【0022】

カウンタ部１５は、定常駆動時には位置信号Ｓｐのゼロクロス点の間の時間間隔を所定周期でカウントして、マグネットロータ４の１回転分の時間に対応するカウント値を出力する。また、カウンタ部１５は、モータ１の起動時には、後述するように、位置信号Ｓｐのゼロクロス点を起点としてカウント動作を行う。

【0023】

出力波形生成部１６は、外部から供給される速度指令信号Ｖｓｐとカウント値に基づいて、位置信号Ｓｐに同期した変調信号Ｓｍを生成する。この変調信号Ｓｍを、ＰＷＭ生成部１７はインバータ回路１２を制御するためのＰＷＭ信号ＣＳに変換する。

【0024】

図３はモータ１の起動時における位置検出信号Ｈｐ、位置信号Ｓｐ、インバータ回路１２の出力信号の信号波形図である。以下、図１と図３を参照して、モータ１の起動時のソフトスイッチング動作を説明する。

【0025】

本実施形態は、モータ１の起動時に、位置検出信号Ｈｐがゼロクロスを検出する各サイクルごとに、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のパルス幅を制御する。より具体的には、各サイクルごとに、各出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２に、パルス幅が時間の経過とともに広がる期間Ｔ２と、パルス幅が一定の期間Ｔ３と、パルス幅が時間の経過とともに狭くなる期間Ｔ４とを設ける。なお、これら期間Ｔ２〜Ｔ４内の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は、ＰＷＭ生成部１７で生成されたＰＷＭ信号ＣＳに同期した矩形波のＰＷＭ信号である。

【0026】

図３の時刻ｔ０はモータ１の起動開始時刻である。時刻ｔ０から所定の期間Ｔ１の間は、コイル７に駆動電圧を印加しない待機期間である。この期間Ｔ１内は、電源電圧が安定していないため、コイル７に駆動電流を流さないようにしている。

【0027】

制御部１３は、所定の期間Ｔ１経過後の時刻ｔ１〜ｔ２の期間（第３の期間）Ｔ２内は、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のパルス幅を時間の経過とともに広くする。図４は出力信号ＯＵＴ１の一例を拡大表示した図である。この図４に示すように、期間Ｔ２内は、出力信号ＯＵＴ１のパルス幅が時間の経過とともに徐々に広がっており、これにより、コイル７に流れる駆動電流も徐々に増大する。したがって、コイル７に起動電流が急激に流れるおそれがなくなる。なお、出力信号ＯＵＴ２も、サイクルがずれるだけで、波形形状は図４と同様である。

【0028】

期間Ｔ２が経過した時刻ｔ２になると、制御部１３は、時刻ｔ２〜ｔ３の期間（第１の期間）Ｔ３内は、一定のパルス幅で電圧振幅が同一のＰＷＭ信号ＣＳを生成する。これにより、図４の期間Ｔ３のように、コイル７の一端部に印加されるインバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１は、５０％オンデューティのパルス幅を持ち、電圧振幅が一定のＰＷＭ信号になる。したがって、コイル７には周期的に略同一の駆動電流が流れる。

【0029】

期間Ｔ３が経過した時刻ｔ３になると、制御部１３は、時刻ｔ３〜ｔ４の期間（第２の期間）Ｔ４内は、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のパルス幅を時間の経過とともに狭くする。これにより、出力信号ＯＵＴ１の電圧波形は図３の時刻ｔ３〜ｔ４のような波形になる。より詳細には、図４に示すように、出力信号ＯＵＴ１は、期間Ｔ４内にパルス幅が徐々に狭くなり、４つ目のパルス信号が最後で、後はパルス信号は現れなくなる。これにより、コイル７に流れる駆動電流が徐々に減少する。したがって、コイル７に急激な逆起電圧が発生するおそれを回避できる。

【0030】

期間Ｔ４が経過した時刻ｔ４〜ｔ５の期間内は、コイル７に駆動電流を流さないオフ期間である。つまり、位置検出信号Ｈｐの各ゼロクロス点を基点とした時刻ｔ３〜ｔ５の期間（第４の期間）Ｔ５（＝第２の期間Ｔ４＋オフ期間）は、出力信号ＯＵＴ２が出力されない期間となり、その後、時刻ｔ５〜ｔ６の期間内は、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ２の電圧波形は、上述した図４に示す期間Ｔ２〜Ｔ４の電圧波形と同様になる。

【0031】

その後、オフ期間を隔てて、時刻ｔ７〜ｔ８とｔ１１〜ｔ１２の期間内は、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１は、上述した期間Ｔ２〜Ｔ４と同様の電圧波形になり、時刻ｔ９〜ｔ１０の期間内は、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ２は、上述した期間Ｔ２〜Ｔ４と同様の電圧波形になる。尚、第２の期間Ｔ４、第３の期間Ｔ２および第４の期間Ｔ５は、位置検出信号Ｈｐのゼロクロス点間の各サイクルにおいて同じ長さであり、第１の期間Ｔ３，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂ，Ｔ３ｃ，Ｔ３ｄは、位置検出信号Ｈｐの各ゼロクロス点間の時間の変動に応じて調整された長さとなる。言い換えれば、第１の期間Ｔ３，Ｔ３ａ，Ｔ３ｂ，Ｔ３ｃ，Ｔ３ｄは、各ゼロクロス点間の長さから第３の期間Ｔ２と第４の期間Ｔ５のそれぞれの長さを差し引いた長さとなる。

【0032】

時刻ｔ１２になると、モータの回転が安定して、定常駆動が可能な状態になる。そこで、時刻ｔ１２〜ｔ１３の期間内を空転期間として、コイル７に駆動電圧を印加しないようにする。このような空転期間を設けることで、次の位置検出信号Ｈｐのゼロクロス点から確実にモータ１を定常駆動させることができる。

【0033】

時刻ｔ１３以降は、定常駆動期間であり、回転位置検出回路６が検出した位置検出信号Ｈｐの複数周期分を平均化した長さを用いて位置信号Ｓｐを推定する。そして、位置信号Ｓｐのゼロクロス点間をカウントして、マグネットロータ４の１回転分の時間に対応するカウント値をカウンタ部１５で計測し、そのカウント値により出力波形生成部１６は変調信号Ｓｍの位相および周期を決定する。これにより、位置検出センサ６ａが検出した位置検出信号Ｈｐの周期あるいは振幅が変動しても、その影響を受けずに、精度よく変調信号Ｓｍを生成でき、モータ１を安定して回転させることができる。

【0034】

次に、モータ１の起動時におけるインバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の生成方法について、より詳細に説明する。図３および図４に示すように、出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は、パルス幅が時間とともに広くなる期間Ｔ２と、パルス幅が一定の期間Ｔ３と、パルス幅が時間とともに狭くなる期間Ｔ４とを含んでおり、出力信号ＯＵＴ１とＯＵＴ２は、位置検出信号Ｈｐがゼロクロスするたびに、オフ期間を挟んで交互に出力される。

【0035】

出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は、ＰＷＭ生成部１７で生成されるＰＷＭ信号ＣＳに同期した信号であり、このＰＷＭ信号ＣＳは、出力波形生成部１６で生成される変調信号Ｓｍに同期した信号である。よって、出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２は、変調信号Ｓｍの信号波形に応じて変化する信号である。この変調信号Ｓｍは、カウンタ部１５でカウントしたカウント値と外部から供給される速度指令信号Ｖｓｐに基づいて生成される。

【0036】

図５は変調信号Ｓｍの信号波形の一例を示す図である。図示のように、変調信号Ｓｍは、電圧振幅が時間の経過とともに段階的に上昇する期間Ｔ２と、一定の電圧振幅を有する期間Ｔ３と、電圧振幅が時間の経過とともに段階的に減少する期間Ｔ４とを有する。変調信号Ｓｍの期間Ｔ２〜Ｔ４の各長さは、図３および図４に示したインバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の期間Ｔ２〜Ｔ４の各長さと同じである。

【0037】

出力波形生成部１６は、変調信号Ｓｍを生成する際、電源投入時刻ｔ０から所定のオフ期間Ｔ１（待機期間）が経過したことがカウンタ部１５のカウント値によって検出されると、期間Ｔ２を開始する。期間Ｔ２の間は、図５の期間Ｔ２に示すように、変調信号Ｓｍの電圧振幅を段階的に大きくする。

【0038】

その後、期間Ｔ２が経過したことがカウンタ部１５のカウント値によって検出されると、期間Ｔ２を終了して期間Ｔ３を開始する。期間Ｔ３の間は、図５の期間Ｔ３に示すように、変調信号Ｓｍの電圧振幅を一定にする。

【0039】

その後、位置信号Ｓｐがゼロクロスする時刻（例えば図３の時刻ｔ３など）が検出されると、期間Ｔ３を終了して期間Ｔ４を開始する。期間Ｔ４の間は、図５の期間Ｔ４に示すように、変調信号Ｓｍの電圧振幅を段階的に小さくする。

【0040】

その後、期間Ｔ４が経過したことがカウンタ部１５のカウント値によって検出されると、期間Ｔ４を終了する。以上により、図５に示す変調信号Ｓｍの信号波形が生成される。

【0041】

このように、カウンタ部１５は、モータ１の起動時には、位置信号Ｓｐがゼロクロスした時刻からカウント動作を開始する。出力波形生成部１６は、カウンタ部１５のカウント値により、期間Ｔ２が経過した時刻と、期間Ｔ３が経過した時刻と、期間Ｔ４が経過した時刻とを検出して、図５に示す変調信号Ｓｍを生成する。

【0042】

出力波形生成部１６は、カウンタ部１５のカウント値により、期間Ｔ２〜Ｔ４の長さをそれぞれ決定するが、モータ１の起動時は、期間Ｔ２〜Ｔ４の長さを種々の条件により細かく制御する必要はなく、予め設定した値にすればよい。期間Ｔ３は、期間Ｔ２とＴ４が設定されれば、必然的に定まる。

【0043】

図３に示すように、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２のうち一方（例えば出力信号ＯＵＴ１）のパルス幅が減少する期間Ｔ４は、他方（例えば出力信号ＯＵＴ２）の期間Ｔ２が開始されるまでの期間Ｔ５よりも長くしている。したがって、期間Ｔ４が終了してから期間Ｔ２が開始されるまでの間に、必ずオフ期間（Ｔ５−Ｔ４）を設けている。このようなオフ期間を設けることで、インバータ回路１２内で交互にオン・オフするトランジスタ対Ｑ１，Ｑ４とＱ２，Ｑ３が同時にオンすることを防止できる。

【0044】

なお、変調信号Ｓｍに期間Ｔ２を設けることは必ずしも必須ではない。期間Ｔ２がない場合は、モータ１の起動時において、コイル７に駆動電流が流れ始めたときの起動電流を抑制できないが、図３と同様に期間Ｔ４によってコイル７の駆動電流が停止した直後の逆起電圧の発生を抑制できるため、逆起電圧が大きな問題になる場合は、期間Ｔ２なしで期間Ｔ３，Ｔ４を設けてもよい。この場合、出力波形生成部１６は、カウンタ部１５のカウント値によって、位置信号Ｓｐのゼロクロス点から期間（Ｔ５＋Ｔ２）が経過したことを検出すると、図５の期間Ｔ３に示すような電圧振幅が一定の変調信号Ｓｍを生成し、その後引き続いて期間Ｔ４に示すような電圧振幅が徐々に低下する変調信号Ｓｍを生成する。

【0045】

このように、本実施形態では、モータ１の起動時のソフトスイッチング動作として、コイル７に一定のデューティ比のパルス状の駆動電圧を印加する期間Ｔ３の直後に、時間の経過とともにパルス幅が小さくなる駆動電圧を印加する期間Ｔ４を設けるため、コイル７への逆起電圧の発生を確実に防止でき、騒音が軽減され、振動も抑制できる。

【0046】

また、モータ１の起動時に、期間Ｔ３の直前に、時間の経過とともにパルス幅が大きくなる駆動電圧を印加する期間Ｔ２を設けた場合には、駆動電流の急激な立ち上がりを抑制できる。

【0047】

上述した実施形態において、回転位置検出回路６内の位置検出センサ６ａは、ホール素子に限らず、ホールＩＣやフォトセンサ等の他の半導体素子でもよい。

【0048】

図４では、インバータ回路１２の出力信号ＯＵＴ１，ＯＵＴ２が期間Ｔ３のときに、５０％オンデューティのパルス信号である例を説明したが、これは一例であり、デューティ比は必要に応じて適宜最適な値に設定すればよい。

【0049】

図５に示す変調信号Ｓｍは、期間Ｔ２とＴ４において、段階的に電圧振幅が変化する例を示したが、変調信号Ｓｍの生成方法については特に問わない。必ずしも、同じ電圧レベルずつ電圧振幅を変化させなくてもよいし、何段階にわたって電圧振幅を変化させるかも任意である。

【0050】

図１のインバータ回路１２では、PMOSトランジスタとNMOSトランジスタとを直列接続しているが、同じ導電型の２つのトランジスタを直列接続してもよい。

【0051】

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

【符号の説明】

【0052】

１ 単相ブラシレスＤＣモータ、２ ステータコア、３ 磁極、４ マグネットロータ、５ 磁気ヨーク、６ 回転位置検出回路、６ａ 位置検出センサ（ホール素子）、７ コイル、１１ モータ駆動回路、１２ インバータ回路、１３ 制御部、１４ 位置推定部、１５ カウンタ部、１６ 出力波形生成部、１７ ＰＷＭ生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】