专利名称：马达驱动装置及马达驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种具有短路制动器和逆转制动器的马达驱动装置。
背景技术：
在使马达停止的方式中，有用短路制动器的减速方法和用逆转制动器的减速方法。并且，现有的马达驱动装置，同时具有通过短路制动器实施制动的短路制动模式和通过逆转制动器实施制动的逆转制动模式的两种模式，通过选择其中的任一种模式来进行马达的减速及停止的控制。
短路制动模式的马达减速方法采用的是在3相的马达绕组的端子之间形成短路回路的方式，而逆转制动模式的马达减速方法采用的是通过向多相的马达绕组中供给反向电流而向逆转方向进行驱动的方式。
图9是表示现有的马达驱动装置的构成的图。
图9中的马达驱动装置1E，包括位置检测装置10、通电切换信号生成装置20、旋转控制装置30、制动指令发生装置40、制动模式切换装置50D、逆转检测装置60、通电控制信号生成装置70D、以及功率晶体管Q1～Q6，在其外部，具有包括转子r1和通过转子r1使光盘d1旋转的马达绕组L1～L3的马达M1。
下面，就现有的马达驱动装置1E的动作进行详细的说明。
图10是表示图9所示的制动模式切换装置50D的内部构成例的图。
在马达M1进行通常的旋转时，制动指令发生装置40内的转矩指令发生装置41，根据来自旋转控制装置30的旋转控制信号S1输出转矩指令S2。接到转矩指令信号S2的通电切换信号生成装置20，以根据来自位置检测装置10的位置信号S3的通电角，将用于使多相的马达绕组通电的、对应转矩指令信号S2大小的通电切换信号S4，输出到通电控制信号生成装置70D。通电控制信号生成装置70D，根据通电切换信号S4使功率晶体管Q1～Q6顺序通电。在此，所述旋转控制装置30，例如，由微型计算机构成，并输入由位置检测装置10输出的位置信号S3，微型计算机对所输入的位置信号S3的周期进行计数，并通过对其所计数的计数数据、与对应内置的单位时间内的旋转数的基准数据进行比较，输出对应其比较动作的旋转控制信号S1。另外，所述转矩指令发生装置41，具体地说是由平滑电路构成，将经过平滑处理后的旋转控制信号S1的直流电压作为转矩指令信号S2输出。
另一方面，当制动指令发生装置40根据来自旋转控制装置30的旋转控制信号S1输出制动指令信号S5时，由图10所示的逻辑电路511d及512d构成的制动模式切换装置50D，对应接收到的制动指令信号S5和制动模式切换信号S11，选择短路制动模式或逆转制动模式中的任一种模式。
并且，当选择短路制动模式时，制动模式切换装置50D根据制动模式切换信号S11选择输出短路制动信号/S7。通电控制信号生成装置70D，接收到来自通电切换信号生成装置20的通电切换信号S4和短路制动信号/S7后，将通电控制信号S8输出到功率晶体管Q1～Q6。对应通电控制信号S8，功率晶体管Q1、Q3、Q5全部导通，同时功率晶体管Q2、Q4、Q6全部截止。或者，通过使功率晶体管Q2、Q4、Q6全部导通，同时使功率晶体管Q1、Q3、Q5全部截止，从而在3相的马达绕组L1、L2、L3的端子之间形成短路回路，并通过在马达绕组L1～L3内消耗反抗电压使马达M1减速及停止。
另外，当选择逆转制动模式时，制动模式切换装置50D根据制动模式切换信号S11选择输出逆转制动信号S7。通电控制信号生成装置70D，接收到来自通电切换信号生成装置20的通电切换信号S4和逆转制动信号S7后，将相反极性的通电控制信号S8输出到功率晶体管Q1～Q6。功率晶体管Q1～Q6通过使相反极性的通电控制信号S8对3相的马达绕组L1、L2、L3进行通电，从而对马达绕组L1、L2、L3进行相反方向的驱动来实施对转子r1的制动。
这时，逆转检测装置60，例如，是通过定时器等检测位置检测装置10的输出信号的周期来检测出逆转，当检测出来自位置检测装置10的位置信号S3的周期大于所定值时，则判断为停止状态，接着当判断出将开始逆转时则输出逆转信号S9。并且，当通电控制信号生成装置70接收到逆转信号S9时，则将所有供给马达绕组L1、L2、L3的通电控制信号S8停止。这样，马达M1在惯性旋转结束后，完全停止旋转。
特开平6-169594号公告如上所述，现有的马达驱动装置，是通过选择短路制动模式和逆转制动模式中的任一种制动模式，对马达M1实施制动的。采用短路制动模式时，制动时不会产生马达M1的噪音，而且因制动力取决于反抗电压，所以在高速旋转时很有效，但随着转速的下降制动器的制动力也随之下降，因而到完全停止所需时间较长。
而采用逆转制动模式时，由于在减速时将马达绕组L1～L3向相反方向驱动，所以制动力较强，但因相位偏差而造成的高速旋转时的噪音较高。另外，高精度的逆转检测较难，当相反极性的通电控制信号S8停止的时刻出现滞后时，即使马达M1在停止后仍会有一段时间向相反方向的驱动，结果产生向相反方向的旋转。在这之后，虽然通电控制信号生成装置70D停止向3相马达绕组L1～L3通电，但马达M1会因惯性继续旋转，不仅到完全停止费时较长，还会使马达的停止位置的不准。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种在进行马达的停止控制时，可以降低噪音并能缩短停止时间的马达驱动装置。
为了解决上述问题，本发明之一的马达驱动装置，根据多相的马达绕组与转子间的相对位置的变化、检测出所述转子的每一个单位时间内转数，进行针对所述转子的制动控制，其特征在于，包括输出用于对所述转子的旋转实施短路制动或逆转制动的制动指令信号的制动指令发生装置；当得出所述转子的转速下降到所定的转速的判断后，输出第1制动模式切换信号；而当得出所述转子的转速下降到低于所述所定的转速且到达即将停止的转速的判断后，输出第2制动模式切换信号的旋转识别装置；制动模式切换装置，其根据所述制动指令信号、所述第1制动模式切换信号及第2制动模式切换信号，输出以下制动模式指令信号在所述转子的转速处于自制动开始时起下降至所述所定的转速为止的期间的第1转速时，选择实施短路制动的制动模式，而在所述转子的转速处于低于所述第1转速后下降至即将停止的转速为止的期间的第2转速时，选择实施逆转制动的制动模式，进而在所述转子的转速处于自所述即将停止的转速起至停止为止的期间，再次选择实施所述短路制动的制动模式；和通电控制信号生成装置，其响应所述制动模式切换信号、输出用于控制向所述多相的马达绕组通电的通电控制信号。
根据本发明之一，对应马达的旋转数可以进行制动模式的切换。因此，可以减低噪音及缩短制动时间。另外，可以抑制马达的停止位置的位置偏差的产生。
另外，本发明之二的马达驱动装置，包括输出表示多相的马达绕组与转子间的相对位置的位置信号的位置检测装置；输出对应所述转子的单位时间内的旋转数的检测信号的旋转检测装置；输出用于控制所述转子的旋转的旋转控制信号的旋转控制装置；接收到所述旋转控制信号后、输出对应该旋转控制信号的转矩指令信号，并输出用于对所述转子的旋转实施短路制动或逆转制动的制动指令信号的制动指令发生装置；以依据所述位置信号的通电角对所述多相的马达绕组进行通电、并输出对应所述转矩指令信号大小的大小的通电切换信号的通电切换信号生成装置；对由所述旋转检测装置所检测出的单位时间内的旋转数与所定的旋转数进行等效地比较，当得出所述转子的转速下降到所定的转速的判断后，输出第1制动模式切换信号；而当得出所述转子的转速下降到低于所述所定的转速且到达即将停止的转速的判断后，输出第2制动模式切换信号的旋转识别装置；制动模式切换装置，其根据所述制动指令信号、所述第1制动模式切换信号及第2制动模式切换信号，输出以下制动模式指令信号在所述转子的转速处于自制动开始时起下降至所述所定的转速为止的期间的第1转速时，选择实施短路制动的制动模式，而在所述转子的转速处于低于所述第1转速后下降至即将停止的转速为止的期间的第2转速时，选择实施逆转制动的制动模式，进而在所述转子的转速处于自所述即将停止的转速起至停止为止的期间，再次选择实施所述短路制动的制动模式；根据所述制动指令信号、所述制动模式指令信号及所述通电切换信号，输出用于控制向所述多相的马达绕组的通电的通电控制信号的通电控制信号生成装置；以及对应所述通电控制信号向所述多相的马达绕组供给电力的多个晶体管。
根据本发明之二，对应马达的旋转数可以进行制动模式的切换。因此，可以实现噪音的降低及停止时间的缩短。另外，可以抑制马达的停止位置的位置偏差的产生。并且，由于可以任意地设定作为切换基准的所定的旋转数，所以可以控制至停止的时间。
另外，本发明之三的马达驱动装置，是在本发明之二的基础上，还包括生成具有所定的频率及所定的占空比的时钟信号的时钟信号生成装置，最好使所述制动模式切换装置，还被输入所述时钟信号，并根据所述时钟信号，还输出以下所述制动模式指令信号在所述第2转速时，间断性选择实施所述短路制动的制动模式和实施逆转制动的制动模式。
根据本发明之三，由于还具有时钟信号生成装置，所以可以进行制动模式的更加精细的切换。因此，不仅可以圆滑地控制制动模式的切换、降低噪音，同时，由于可以任意地设定所定的频率及占空比，所以可以控制至停止的时间。
另外，本发明之四的马达驱动装置，是在本发明之二或之三的基础上，还包括检测流过所述多相的马达绕组的电流值的电流值检测装置；和对所述电流值检测装置的检测信号与所定的基准值进行比较，并对应该比较结果、将信号电平发生变化的电流值识别信号输出到所述制动模式切换装置的电流值识别装置，并最好使所述制动模式切换装置，对应所述电流值识别信号输出决定输出时刻的所述制动模式指令信号。
根据本发明之四，由于还具有电流值识别装置，所以可以进行对应流过马达的电流值的制动模式的切换。因此，可以对应流过马达的电流值控制消耗功率。
另外，本发明之五的马达驱动装置，是在本发明之二至四中任一项的基础上，还包括当接收到所述制动模式切换信号后输出所定周期的脉冲的OFF信号的OFF信号生成装置，并最好使所述通电控制信号生成装置，在接收到由所述OFF信号生成装置输出的OFF信号后，对应该OFF信号将使供给所述多相的马达绕组的电流的暂时停止的通电控制信号输出到所述多个晶体管。
根据本发明之五，由于还具有OFF信号生成装置所以在进行制动模式的切换时，由于将在所定时间内为OFF的通电控制信号输入晶体管，所以可以防止在进行制动模式切换时晶体管中的贯通电流。
另外，本发明之六的马达驱动方法，包括多相的马达绕组；转子；驱动所述多相的马达绕组的多个晶体管；以及对应所述多相的马达绕组与所述转子间的相对位置的变化，对所述转子的单位时间内的旋转数进行检测，并控制所述多个晶体管的制动动作的控制电路，所述控制电路，在所述转子的转速为第1转速时，进行将所述多相的马达绕组的端子间短路的短路制动控制；在所述转子的转速为低于所述第1转速的第2转速时，进行向所述多相的马达绕组施加逆向的驱动电流的逆转制动控制；在所述转子的转速为低于所述第2转速的第3转速时，再次进行所述短路制动控制。
根据本发明之六，因在转速为第1转速时采用短路制动控制，所以可以减小马达由高速旋转的状态进行减速时的噪音。另外，因在转速为的第2转速时采用逆转制动控制，所以可以迅速降低马达的转速。进而，因在转速为第3转速时再次采用短路制动控制，所以可以使马达在短时间内停止，并且即使不进行如现有技术的逆转检测也可以使马达停止在正确的位置。
另外，本发明之七的马达驱动方法，包括多相的马达绕组；转子；驱动所述多相的马达绕组的多个晶体管；以及对应所述多相的马达绕组与所述转子间的相对位置的变化，对所述转子的单位时间内的旋转数进行检测，并控制所述多个晶体管的制动动作的控制电路，所述控制电路，在所述转子的转速为第1转速时，进行将所述多相的马达绕组的端子间短路的短路制动控制；在所述转子的转速为低于所述第1转速的的第2转速时，根据具有所定的周期及所定的占空比的时钟信号，进行断续地切换所述短路制动控制与向所述多相的马达绕组施加逆向的驱动电流的逆转制动控制的断续制动控制；在所述转子的转速为低于所述第2转速的第3转速时，再次进行所述短路制动控制。
根据本发明之七，由于在转速为第2转速时进行断续地切换短路制动控制与逆转制动控制的断续制动控制，所以可以圆滑地进行从第1转速时的短路制动控制到在第2转速时所采用的制动控制的切换，并可以降低制动模式切换时的噪音。
另外，本发明之八的马达驱动方法，是在本发明之六或七的基础上，在进行所述短路制动控制与所述逆转制动控制的切换时生成单个脉冲，并对应所述单个脉冲将所述多个晶体管的全体截止。
根据本发明之八，由于可以在进行制动模式切换时对应单个脉冲使所有的晶体管暂时截止后，再进行向下一个制动模式的转换，所以可以防止过大的贯通电流流过晶体管。
图1是表示本发明实施例1的马达驱动装置1A构成的图。
图2是表示制动模式切换装置50A的内部构成例的图。
图3是说明马达驱动装置1A的具体动作的时序图。
图4是表示本发明实施例2的马达驱动装置1B构成的图。
图5是表示制动模式切换装置50B的内部构成例的图。
图6是说明马达驱动装置1B的具体动作的时序图。
图7是表示本发明实施例3的马达驱动装置1C构成的图。
图8是表示用于说明本发明实施例4的马达驱动装置1D电路构成例的图。
图9是表示现有的马达驱动装置1E构成的图。
图10是表示现有的制动模式切换装置50D的内部构成例的图。
其中Q1～Q6-功率晶体管；L1～L3-马达绕组；S1-旋转控制信号；S2-转矩指令信号；S3-位置信号；S4-通电切换信号；S5-制动指令信号；S7-逆转制动信号(制动模式指令信号)；/S7-短路制动信号(制动模式指令信号)；S8-通电切换控制信号；S10-来自旋转检测装置的信号；S11a-第1制动模式切换信号(制动模式切换信号)；S11b-第2制动模式切换信号(制动模式切换信号)；S12-时钟信号；S13-电流值信号；S14-电流值检测信号；S15-电流值识别信号；S16-OFF信号；10-位置检测装置(属于制动模式切换信号生成装置)；20-通电切换信号生成装置；30-旋转控制装置；40-制动指令发生装置；41-转矩指令生成装置；50A、50B、50C-制动模式切换装置(属于控制装置)；60-逆转检测装置；70A、70B-通电控制信号生成装置(属于控制装置)；80-旋转检测装置(属于制动模式切换信号生成装置)；90-旋转识别装置(属于制动模式切换信号生成装置)；100-时钟信号生成装置；110-电流值检测装置；120-电流值识别装置；130-OFF信号生成装置；200-制动模式切换信号生成装置(属于控制电路)；210-控制装置(属于控制电路)。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的各实施例进行说明。
另外，在所述现有例所参照的附图以及以下各实施例所参照的附图相互之间，相同的构成部分采用了相同的符号，并省略其说明。
(实施例1)图1是表示本发明实施例1的马达驱动装置1A的构成的图。
图1所示的马达驱动装置1A，与所述现有例一样，包括位置检测装置10、通电切换信号生成装置20、旋转控制装置30、制动指令发生装置40、制动模式切换装置50A、通电控制信号生成装置70A、以及功率晶体管Q1～Q6。并且还包括根据位置检测装置10所输出的位置信号S3对转子r1的单位时间内的旋转数进行检测并输出对应旋转数的信号S10的旋转检测装置80、和判断转子r1的单位时间内的旋转数及等效的旋转检测装置80的输出信号S10是否到达预先设定的所定的旋转数所对应的基准值的旋转识别装置90。此外，在马达驱动装置1A的外部，具有包括转子r1和通过转子r1使光盘d1旋转的马达绕组L1～L3的马达M1。另外，图1所示的制动模式切换信号生成装置200，包括位置检测装置10、旋转检测装置80、以及旋转识别装置90。而控制装置210包括制动模式切换装置50A和通电控制信号生成装置70A。
下面，对如上所述构成的马达驱动装置1A的动作进行说明。旋转检测装置80，根据位置检测装置10所输出的位置信号S3的频率对转子r1的旋转数进行检测，并将检测出的信号S10输出到旋转识别装置90。另外，旋转识别装置90，在来自旋转检测装置80的信号S10小于预先设定的所定的旋转数所对应的基准值时，将信号电平各自变化的第1制动模式切换信号S11a(与制动模式切换信号对应)及第2制动模式切换信号S11b(与制动模式切换信号对应)输出到制动模式切换装置50A。制动模式切换装置50A，接收到来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b和来自制动指令发生装置40的制动指令信号S5后，生成并输出逆转制动信号S7(与制动模式指令信号对应)及短路制动信号/S7(与制动模式指令信号对应)。通电控制信号生成装置70A，当接收到逆转制动信号S7及短路制动信号/S7后，根据通电切换信号S4及制动指令信号S5，将对应各制动模式的通电控制信号S8输出到功率晶体管Q1～Q6。
在此，用更加具体的例子，对构成制动模式切换信号生成装置200的所述旋转检测装置80及旋转识别装置90进行说明。
旋转检测装置80，作为这种装置一般有计数器或F/V转换器。首先，作为第1种装置，即采用计数器作为旋转检测装置80时，使用译码电路作为旋转识别装置90。在这种情况下，将译码电路(旋转识别装置90)与计数器(旋转检测装置80)的输出连接。并且，计数器(旋转检测装置80)，以位置信号S3所示的波形的边缘信号进行复位并对所定的时钟信号进行计数，从而检测出与转子r1的旋转数对应的周期。在译码电路(旋转识别装置90)中，设定有单位时间内的所定旋转数所对应的译码值(基准值)，当计数电路(旋转检测装置80)的计数值到达该译码值时，输出第1、第2制动模式切换信号(S11a、S11b)。
另外，作为第2种装置，即采用F/V转换器作为旋转检测装置80时，使用电压比较器作为旋转识别装置90。在这种情况下，将电压比较器(旋转识别装置90)与F/V转换器(旋转检测装置80)的输出连接。并且，F/V转换器(旋转检测装置80)，将位置信号S3的频率转换成电压后，输出经转换后的直流电压。在与F/V转换器(旋转检测装置80)的输出连接的电压比较器(旋转识别装置90)中，对单位时间内的所定旋转数所对应的直流电压(基准值)与F/V转换器(旋转检测装置80)的输出电压进行比较，并当该F/V转换器(旋转检测装置80)的输出电压到达基准值时，输出第1、第2制动模式切换信号(S11a、S11b)。
图2是表示制动模式切换装置50A的内部构成例的图。图2所示的制动模式切换装置50A，包括AND电路511a、514a和倒相器512a、513a。倒相器513a将来自旋转识别装置90的第2制动模式切换信号S11b倒相。AND电路514a输出来自旋转识别装置90的第1制动模式切换信号S11a与倒相器513a的输出的逻辑积。AND电路511a将来自制动指令发生装置40的制动指令信号S5与AND电路514a的输出的逻辑积作为逆转制动信号S7输出。倒相器512a将来自AND电路511a的逆转制动信号S7倒相并作为短路制动信号/S7输出。
图3是说明本实施例的马达驱动装置1A的具体动作的时序图。
制动模式切换信号生成装置200，根据位置检测装置10的位置信号S3，当单位时间内的旋转数少于所定旋转数N1(也就是τ1时)时，输出高电平的第1制动模式切换信号S11a。同样，当该旋转数少于所定旋转数N2(也就是τ2时)时，输出高电平的第2制动模式切换信号S11b。并且，制动模式切换装置50A，根据来自旋转识别装置90的所述各信号S11a、S11b，输出逆转制动信号S7及短路制动信号/S7。
也就是说，如图3所示，制动模式切换装置50A，在从制动开始的时间τ0开始至降到旋转数N1的时间τ1之间(这一期间的旋转数与第1转速对应)，因选择噪音低的短路制动模式，所以将高电平的短路制动信号/S7输出到通电控制信号生成装置70A。并且，在从有所降低的旋转数N1的时间τ1开始至就要停止前的旋转数N2的时间τ2之间(这一期间的旋转数与第2转速对应)，因选择不会使转子r1逆转的短路制动模式，所以将高电平的短路制动信号/S7输出到通电控制信号生成装置70A。
其结果，在如现有的方式那样只选择逆转制动或短路制动中的一种时，如图3所示，至停止的时间τ4或时间τ5的时间较长，但在本实施例的情况下，至停止的时间缩短为τ3。另外，在高速旋转时(时间τ0～τ1)，因选择了短路制动模式，所以与选择现有的逆转制动时相比噪音变小。并且，在低速旋转时(时间τ1～τ2)，因选择了逆转制动模式，所以与选择现有的短路制动时相比可以提高制动力。另外，在停止时附近(τ2～τ3)，因选择了短路制动模式，所以不会像选择现有的逆转制动时那样，可以使转子r1不产生逆转地停止。
从如上所述的本实施例可知，根据来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b，制动模式切换装置50A将分别使用短路制动与逆转制动两种制动模式。因此，可以降低制动时的噪音及缩短至停止的时间。另外，可以抑制马达M1的停止位置的位置偏差的产生。另外，因通过短路制动使其停止，所以还可以省去通过现有的逆转制动使其停止时的逆转检测所要的时间。
另外，在旋转识别装置90中所比较的预先设定的所定值因可以任意设定，所以可以任意地设定进行短路制动和逆转制动的时间和次数。其结果，可以任意调节停止的所需时间。另外，在某一特定的旋转数以下的制动中，也可以逆转制动开始进行制动。
(实施例2)图4是表示本发明实施例2的马达驱动装置1B的构成的图。
图4所示的马达驱动装置1B，是在所述图1所示的马达驱动装置1A的构成部分的基础上，还具有向制动模式切换装置50B供给用于进行制动模式切换的时钟信号S12的时钟信号生成装置100。
下面，对如上所述构成的马达驱动装置1B的动作进行说明。
旋转检测装置80，根据位置检测装置10所输出的位置信号S3对转子r1在单位时间内的旋转数进行检测，并将对应旋转数的信号S10输出到旋转识别装置90。并且，旋转识别装置90，在来自旋转检测装置80的信号S10小于预先设定的所定旋转数所对应的基准值时，将信号电平各自变化的第1制动模式切换信号S11b(与制动模式切换信号对应)及第2制动模式切换信号S11b(与制动模式切换信号对应)输出到制动模式切换装置50B。另外，时钟信号生成装置100，向制动模式切换装置50B，输出具有预先设定的所定频率及所定占空比的时钟信号S12。制动模式切换装置50B，接收到来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b和来自制动指令发生装置40的制动指令信号S5后，生成并输出逆转制动信号S7(与制动模式指令信号对应)及短路制动信号/S7(与制动模式指令信号对应)。通电控制信号生成装置70A，当接收到逆转制动信号S7及短路制动信号/S7后，根据通电切换信号S4及制动指令信号S5，将对应各制动模式的通电控制信号S8输出到功率晶体管Q1～Q6。
图5是表示制动模式切换装置50B的内部构成例的图。
图5所示的制动模式切换装置50B，包括AND电路511b、514b、515b和倒相器512b、513b。倒相器513b将来自旋转识别装置90的第2制动模式切换信号S11b倒相。AND电路514b输出来自旋转识别装置90的第1制动模式切换信号S11a与倒相器513b的输出的逻辑积。AND电路515b输出来自AND电路514b的输出与来自时钟信号生成装置100的时钟信号S12的逻辑积。AND电路511b将来自制动指令发生装置的制动指令信号S5与来自AND电路515b的输出的逻辑积作为逆转制动信号S7输出。倒相器512b将来自AND电路511b的逆转制动信号S7倒相后作为短路制动信号/S7输出。
图6是说明本发明实施例的马达驱动装置1B的具体动作的时序图。
制动模式切换信号生成装置200，根据位置检测装置10的位置信号S3，当马达M1的旋转数少于所定旋转数N1(也就是τ1时)时，输出高电平的第1制动模式切换信号S11a。同样，当该旋转数少于所定旋转数N2(也就是τ2’时)时，输出高电平的第2制动模式切换信号S11b。另外，时钟信号生成装置100，向制动模式切换装置50B输出具有所定频率和所定占空比的时钟信号S12。并且，制动模式切换装置50B，根据来自旋转识别装置90的所述信号S11a、S11b和来自时钟信号生成装置100的时钟信号S12，输出如图6所示的逆转制动信号S7及短路制动信号/S7。
也就是说，如图6所示，制动模式切换装置50B，在从制动开始的时间τ0开始至降到旋转数N1的时间τ1之间(这一期间的旋转数与第1转速对应)，因选择噪音低的短路制动模式，所以将高电平的短路制动信号/S7输出到通电控制信号生成装置70A。并且，在从有所降低的旋转数N1的时间τ1开始至就要停止前的旋转数N2的时间τ2’之间(这一期间的旋转数与第2转速对应)，根据来自时钟信号生成装置100的时钟信号S12，进行断续地切换噪音低的短路制动模式和制动力强的逆转制动模式的断续制动控制。并且，在从就要停止前的旋转数N2的时间τ2’至停止的时间τ3’之间(这一期间的旋转数与第3转速对应)，因选择不会使转子r1逆转的短路制动模式，所以将高电平的短路制动信号/S7输出到通电控制信号生成装置70A。
其结果，在像现有的方式那样只选择逆转制动或短路制动中的一种时，如图6所示，至停止的时间τ4或时间τ5的时间较长，但在本实施例时，至停止的时间缩短为τ3’。另外，在高速旋转时(时间τ0～τ1)，因选择了短路制动模式，所以与选择现有的逆转制动时相比噪音变小。另外，在低速旋转时(时间τ1～τ2’)，通过对各制动模式进行断续的切换控制，使制动模式间的转换更圆滑。另外，在停止时附近(τ2’～τ3’)，因选择了短路制动模式，所以不会像选择现有的逆转制动时那样，可以使转子r1不产生逆转地停止。
如上所述，根据来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b，制动模式切换装置50B将分别使用短路制动与逆转制动两种制动模式。因此，可以降低制动时的噪音及缩短至停止的时间，并能够抑制马达M1的停止位置的位置偏差的产生。并且，通过使制动模式切换装置50B根据来自时钟信号生成装置100的时钟信号S12，对制动模式进行断续的切换控制，因而使制动模式间的转换更圆滑。其结果，可以缓和制动模式转换时的噪音。另外，在本实施例中，因通过短路制动使其停止，所以还可以省去通过现有的逆转制动使其停止时的逆转检测所要的时间。
另外，在本实施例中，如图6所示，对在时钟信号生成装置100所输出的时钟信号S12是以一定间隔变化时的短路制动模式与逆转制动模式间的切换进行了说明。但本实施例并不局限于此，对应时间的变化改变频率或占空比也同样可以实施本发明。
另外，在本实施例中，对在低速旋转时(时间τ1～τ2)进行短路制动模式与逆转制动模式间的切换控制的情况进行了说明。但本实施例并不局限于此，在刚开始制动的时间τ0后进行所述切换控制也同样可以实施本发明。这时，可以任意地设定制动时的噪音和至停止的时间。
(实施例3)图7是表示为了说明本发明实施例3的马达驱动装置的电路构成例的图。
图7所示的马达驱动装置1C，是在具有所述图1所示的马达驱动装置1A的构成部分的基础上，还具有接收到表示流经马达绕组L1～L3的电流的电流值的电流值信号S13后检测该电流值的检测装置110、和对根据来自电流值检测装置110的电流值检测信号S14的电流值与预先设定的所定电流值(基准值)进行比较并将电流值识别信号S15输出到制动模式切换装置50C的电流值识别装置120。
下面，对如上所述构成的马达驱动装置1C的动作进行说明。
电流值检测装置110，例如，为了检测电流可以在功率晶体管Q1～Q6与地之间、或在电源与功率晶体管Q1～Q6之间插入电阻R，并通过检测电阻R的电压降来检测流过马达M1的电流值。这样，由电流值检测装置110所检测出的电流值，就作为电流值检测信号S14输出到电流值识别装置120。电流值识别装置120接收到电流值检测信号S14后，对由电流值检测装置110所检测出的电流值与预先设定的所定的电流值进行比较，并在流过马达的电流值变小时输出信号电平变化的电流值识别信号S15。另外，制动模式切换装置50C，接收到由制动指令发生装置40输出的制动指令信号S5后，根据来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a(与制动模式切换信号对应)及S11b(与制动模式切换信号对应)和来自电流值识别装置120的电流值识别信号S15，输出逆转制动信号S7(与制动模式指令信号对应)及短路制动信号/S7(与制动模式指令信号对应)。
也就是说，在本实施例中，通过构成制动模式切换装置50C内的逻辑电路(图中没有示出)，使其在从制动开始至流过马达的电流例如小于所定的电流值I1时选择短路制动模式，另外，在从电流值I1开始至旋转数N2之间选择逆转制动模式，再在从旋转数N2开始至停止选择转子不会产生逆转的短路制动模式。这样的构成，能够使制动模式切换装置50C把具有与各个制动模式的选择相对应的信号电平的逆转制动信号S7及短路制动信号/S7输出到通电控制信号生成装置70A。
其结果，在从制动开始至电流值到达I1之间，可以抑制噪音并断开供给电流，在从电流值I1开始至旋转数N2之间因制动力强所以可缩短至停止的时间，在从旋转数N2开始至停止之间，由于通过短路制动可使其自然地停止，因此，不需要进行如现有技术那样的逆转检测。
如上所述，从本实施例的马达驱动装置1C可知，根据来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b和来自电流值识别装置120电流值识别信号S15，制动模式切换装置50C将根据不同的情况分别使用两种制动模式。因此，可以降低制动时的噪音及缩短至停止的时间。另外，可以抑制马达M1的停止位置的位置偏差的产生。并且，通过采用对应马达M1的电流值而断开供给电流的短路制动对马达M1实施制动，可以对应流过马达M1的电流值控制消耗功率。另外，因通过短路制动使其停止，所以还可以省去通过现有的逆转制动使其停止时的逆转检测所要的时间。
另外，在本实施例中，也可以利用所述实施例2所述的时钟信号生成装置100的构成。也就是说，也可以是在从电流值I1开始至旋转数N2之间，根据由时钟信号生成装置100所输出的时钟信号S12进行短路制动模式与逆转制动模式的切换控制的构成。这样，本实施例可以使制动模式的转换更加圆滑，并可柔化制动模式转换时的噪音。
(实施例4)图8是表示用于说明本发明实施例4的马达驱动装置1D电路的构成例的图。
图8所示的马达驱动装置1D，是在具有所述图1所示的马达驱动装置1A的构成部分的基础上，还具有接收到第1及第2制动模式切换信号S11a(与制动模式切换信号对应)及S11b(与制动模式切换信号对应)后，将供给马达绕组L1～L3的电流暂时OFF(切断)的所定周期的单触发脉冲、即OFF信号S16输出到通电切换信号生成装置70B的OFF信号生成装置130。
下面，对如上所述构成的马达驱动装置1D的动作进行说明。
制动模式切换装置50A接收到由旋转识别装置90输出的第1及第2制动模式切换信号S11a及S11b后输出逆转制动信号S7(与制动模式指令信号对应)及短路制动信号/S7(与制动模式指令信号对应)的同时，OFF信号生成装置130接收到第1及第2制动模式切换信号号S11a及S11b后将所定的时间OFF信号S16输出到通电控制信号生成装置70B。通电控制信号生成装置70B，对应OFF信号S16的输入，暂时停止根据制动指令信号S5、逆转制动信号S7及短路制动信号/S7、以及由通电切换信号生成装置20输出的通电切换信号S4而输出的通电控制信号S8。
具体地说，旋转识别装置90，在表示来自旋转检测装置80的信号S10的旋转数小于N1时输出信号电平变化的第1制动模式切换信号S11a。制动模式切换装置50A在接收到第1制动模式切换信号S11a后，输出高电平的逆转制动信号S7。另一方面，OFF信号生成装置130在接收到第1制动模式切换信号S11a后，由制动模式切换装置50A输出逆转制动信号S7时，以所定时间将OFF信号(单个脉冲)S16输出到通电控制信号生成装置70B。通电控制信号生成装置70B在接收到制动指令信号S5、所述逆转制动信号S7、以及OFF信号S16后，在从短路制动模式切换为逆转制动模式时，生成以所定的时间暂时地断开根据来自通电控制信号生成装置20的通电切换信号S4而供给马达绕组L1～L3的电流的通电控制信号S8。另外，把该OFF信号S16的周期设定为稍大于功率晶体管Q1～Q6的截止时间即可。
这样，通电控制信号生成装置70B在接收到OFF信号S16后，通过使所有的功率晶体管Q1～Q6暂时为非导通，可以防止在进行制动模式的切换时所产生的贯通电流。
如上所述，根据本实施例的马达驱动装置1D，由于在通过制动模式切换装置50A进行制动模式的切换的同时，通电控制信号生成装置70B向供给马达绕组L1～L3电流的功率晶体管Q1～Q6输入以所定的时间切断的通电控制信号S8，所以可以防止在进行制动模式的切换时功率晶体管Q1～Q6内发生贯通电流。
另外，也可以将本实施例的OFF信号生成装置130，应用于所述第2及第3实施例的马达驱动装置1B及1C。在应用于实施例2时，只要构成使OFF信号生成装置130根据来自时钟信号生成装置100的时钟信号S12输出OFF信号S16，便可防止切换控制时的贯通电流。另外，在应用于实施例3时，只要构成根据来自电流值识别装置120的电流值识别信号S15和来自旋转识别装置90的第1及第2制动模式切换信号S11输出OFF信号S16，便可防止制动切换时的贯通电流。
另外，在上述实施例1～4中，功率晶体管Q1～Q6，可以由NPN型晶体管或PNP型晶体管中的任一种晶体管构成。另外，也可以由双极型晶体管和MOS晶体管等中的任一种晶体管构成。另外，旋转检测装置80，也可以不输入由位置检测装置10输出的位置信号S3，而通过在位置检测装置10之外另外设置直接检测马达M1的旋转数的装置(例如霍尔器件)来检测其旋转数。
根据本发明的马达驱动装置，可以对应马达的旋转数进行制动模式的切换。因此，可以实现噪音的降低及停止时间的缩短。另外，可以抑制马达的停止位置的位置偏差的产生。
权利要求
1.一种马达驱动方法，所述马达包括多相的马达绕组；转子；驱动所述多相马达绕组的多个晶体管；以及根据所述多相马达绕组与所述转子间的相对位置的变化，检测出所述转子的每一个单位时间内转数，并控制所述多个晶体管的制动动作的控制电路，其特征在于，所述控制电路，在所述转子的转速为第1转速时，进行将所述多相马达绕组的端子间短路的短路制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第1转速的判断时起至得出成为即将停止的转速的判断为止的期间的第2转速时，进行向所述多相马达绕组施加逆向驱动电流的逆转制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第2转速的判断时起至停止为止的期间的第3转速时，再次进行所述短路制动控制。
2.根据权利要求1所述的马达驱动方法，其特征在于，在进行所述短路制动控制与所述逆转制动控制的切换时生成单个脉冲，并根据所述单个脉冲使所述多个晶体管全部截止。
3.一种马达驱动方法，所述马达包括多相马达绕组；转子；驱动所述多相的马达绕组的多个晶体管；以及根据所述多相的马达绕组与所述转子间的相对位置的变化，检测出所述转子的每一个单位时间内转数，并控制所述多个晶体管的制动动作的控制电路，其特征在于，所述控制电路，在所述转子的转速为第1转速时，进行将所述多相的马达绕组的端子间短路的短路制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第1转速的判断时起至得出成为即将停止的转速的判断为止的期间的第2转速时，根据具有所定的周期及所定的占空比的时钟信号，进行断续地切换所述短路制动控制与向所述多相的马达绕组施加逆向的驱动电流的逆转制动控制的断续制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第2转速的判断时起至停止为止的期间的第3转速时，再次进行所述短路制动控制。
4.根据权利要求3所述的马达驱动方法，其特征在于，在进行所述短路制动控制与所述逆转制动控制的切换时生成单个脉冲，并根据所述单个脉冲使所述多个晶体管全部截止。
全文摘要
一种马达驱动方法，所述马达包括多相的马达绕组；转子；驱动所述多相马达绕组的多个晶体管；以及根据所述多相马达绕组与所述转子间的相对位置的变化，检测出所述转子的每一个单位时间内转数，并控制所述多个晶体管的制动动作的控制电路，其特征在于，所述控制电路，在所述转子的转速为第1转速时，进行将所述多相马达绕组的端子间短路的短路制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第1转速的判断时起至得出成为即将停止的转速的判断为止的期间的第2转速时，进行向所述多相马达绕组施加逆向驱动电流的逆转制动控制；在自得出所述转子的转速为低于所述第2转速的判断时起至停止为止的期间的第3转速时，再次进行所述短路制动控制。
文档编号H02P6/24GK1829071SQ20051013169
公开日2006年9月6日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月5日
发明者村上真树 申请人:松下电器产业株式会社