JP4288851B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空調機器、燃焼用ファンモータを搭載した給湯機、空気清浄機並びに複写機、プリンタ等の情報機器に使用されるブラシレスＤＣモータなどを駆動するのに好適なモータ駆動装置に関する。特に、モータ駆動コイルに連続的に変化する交番電流、より好ましくは正弦波状の電流を流すことにより、モータ駆動時のトルクリップル、振動、騒音を低減できるばかりでなく、効率の優れたモータ駆動装置を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、空調機器、並びに複写機、プリンタ等の情報機器などに用いられる各種駆動用モータは、長寿命、高信頼性、速度制御の容易さなどの長所を活かして、ブラシレスＤＣモータ（Brushless DC Motor）が用いられることが多い。
【０００３】
図２０は、上記従来のモータ駆動装置の回路構成図であり、図２１は、図２０に示す同装置におけるモータ駆動コイルへの印加電圧が矩形波の場合のモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形図である。
【０００４】
図２０に示すように、一般的に、ブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータと言う）の駆動装置においては、ロータ位置をホール素子などからなる複数個の位置検出素子９０１、９０３及び９０５にて検出する。３相分配器８９０は、位置信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗを入力し、３相分配信号Ｕ０、Ｖ０及びＷ０をパルス幅変調（ＰＷＭ）コンパレータ８４０に対して出力する。この時、それら信号Ｕ０、Ｖ０、Ｗ０は、図２１に示すような互いに電気角で１２０度位相の異なる、１ステップ状の信号である。コンパレータ８４０の出力は、ゲートドライバ８３０を介して給電器８２０を構成する６個のスイッチを順次オン又はオフするように制御する。こうして、ステータに備えられた３相コイル８１１、８１３及び８１５への給電を、ロータ位置に応じて順次切り換えることによりモータは回転する。
【０００５】
この場合、Ｕ相コイル端と中性点Ｎとの間に印加される電圧は、図２に示すＵ−Ｎのような矩形波状信号である。Ｖ相及びＷ相コイルに対しも同様な矩形波状信号が印加される。したがって、３相コイルの通電相切り換えは、その矩形波状信号に応じてオン又はオフの急峻な切り換えが行われる。そのため、各相コイルを流れる相電流の切り換えも急峻なものになり、その結果、コイルが振動し、騒音を発生したり、電気ノイズを発生したりする原因になる。
【０００６】
上記騒音や電気ノイズを低減するモータ駆動装置として、日本特許公報第２６５８０８５号記載のものがある。この公報記載の駆動装置は、駆動用主磁界を検出する検出素子の検出出力と、それより高い周波数のパルスに基づいて形成されたアドレス信号とにより、メモリ記憶された駆動用波形を読み出してモータを駆動する。それによって、ロータの１回転当たりの繰り返し数が一定で、周波数がロータの回転速度に伴ない変わる周波数発電機（ＦＧ）、及び、ロータの外周面の特定位置に被着された永久磁石からの磁束を検出することにより、その磁石の位置を検出する検出素子（ＰＧ）を省き、構成を簡単化できるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のモータ駆動装置においては、その従来例を示す回路構成図からも明らかなように、所定の駆動用波形が予め記憶されたメモリ、及び、そのメモリの駆動用波形（デジタル信号）を読み出してモータを駆動するためのアナログ信号に変換するためのＤ／Ａコンバータを必要とし、回路構成が複雑化するという課題があった。
さらには、上記従来のモータ駆動装置においては、ロータの回転位置に対する駆動用波形、すなわち、各相コイルに印加される電圧波形は、上記メモリに記憶されたデジタル信号データにより一義的に決められている。そのため、コイルが例えばステータ鉄心に巻回したようなインダクタンスが比較的大きなモータを駆動するような場合、上記所定の駆動用電圧波形が各相コイルに印加された際に、その各相印加電圧に対する各相電流の位相遅れが大きくなる。その結果、モータの効率が低減してしまうという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するもので、構成が簡単で、モータ駆動時のトルクリップル、振動、騒音を低減できるばかりでなく、効率の優れたモータ駆動装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ駆動装置は、モータを駆動する３相のコイルと、前記モータの可動子位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力から生成された少なくとも１相の位置信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割する位置信号内挿器と、前記位置信号内挿器から分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応する各電圧レベル（電圧レベルは３ｎ＋１個を超えない段階に設定）を有した階段状波形を３相分生成する駆動波形生成器とを含み、前記３相階段状波形のそれぞれに対応した各相駆動信号により、前記コイルを駆動するための、連続的に変化する交番電流を生成するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、モータを駆動する３相のコイルと、前記モータの可動子位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力から生成された少なくとも１相の位置信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割する位置信号内挿器と、前記位置信号内挿器から分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応する各電圧レベル（電圧レベルは３ｎ＋１個を超えない段階に設定）を有した階段状波形を３相分生成する駆動波形生成器とを含み、前記３相階段状波形のそれぞれに対応した各相駆動信号により、前記コイルを駆動するための、連続的に変化する交番電流を生成するものである。
【００１０】
また、位置信号内挿器、駆動波形生成器を３相すべての相毎個別に備えた次の構成であっても良い。
【００１１】
すなわち、モータの駆動装置であって、モータを駆動する３相のコイルと、前記各相コイルに対する前記モータの可動子位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力から生成された各相位置信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割するための各相毎に備えられた位置信号内挿器と、前記位置信号内挿器から分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応する電圧レベル（電圧レベルは３ｎ＋１個を超えない段階に設定）を有した階段状波形をそれぞれ電圧出力するための各相毎に備えられた駆動波形生成器とを含み、前記階段状波形のそれぞれに対応した各相駆動信号により、前記各相コイルを駆動するための、連続的に変化する交番電流を生成する。
これら構成により、本駆動装置は、モータ駆動時のトルクリップル、振動、騒音を低減できるばかりでなく、優れた効率をもってモータを駆動することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１の実施例）
図１において、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相の駆動コイル１１、１３及び１５は、次のようにして給電器２０に接続されている。給電器２０は、３つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）２１、２３及び２５により上アームを構成し、トランジスタ２２、２４及び２６により下アームを構成している。Ｕ相コイル１１の第１の端子は、トランジスタ２１及び２２の接続点に接続され、Ｖ相コイル１３の第１の端子は、トランジスタ２３及び２４の接続点に接続され、Ｗ相コイル１５の第１の端子は、トランジスタ２５及び２６の接続点に接続されている。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１３及びＷ相コイル１５のそれぞれの第２の端子は、互いに接続され中性点Ｎを成している。
【００１４】
直流電源１０は、正側給電端子と負側給電端子との間に給電器２０を接続し、その給電器２０を介して上記３相コイルに電力を供給する。電源１０の負側給電端子と給電器２０とを結ぶ給電線路には、その線路を流れるコモン電流Ｉｃｏｍを検出するためのコモン電流検出抵抗器２７が挿入されている。
【００１５】
位置検出器１０１、１０３及び１０５は、ホール素子又はホールＩＣなどで構成され、モータの可動子（図示せず。回転運動型のモータではロータ、リニア運動型のモータでは可動子、以降はロータとして説明する。）の各相コイル１１、１３及び１５に対する位置を検出する。検出器１０１、１０３及び１０５から出力されるそれぞれの位置検出信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗの内、信号Ｈｕが位置信号内挿器８０に入力される。内挿器８０は、Ｕ相位置検出信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割し、分割アドレス信号ＣＳＦを出力する。駆動波形生成器７０は、信号ＣＳＦを入力し、その信号ＣＳＦの各アドレスに対応して予め設定された各電圧レベルを有したＵ相階段状波形を生成する。さらに、その生成器７０は、Ｕ相階段状波形を基に、電気角で１２０度位相差を有するＶ相階段状波形と、電気角で２４０度位相差を有するＷ相階段状波形とを生成する。そして、その生成器７０は、互いに電気角で１２０度位相差を有した３相分の階段状波形Ｕ２、Ｖ２及びＷ２をそれぞれ電圧出力する。ところで、生成器７０が階段状波形を生成する際、信号ＣＳＦの各アドレスに対応して予め設定する電圧レベルは、３ｎ＋１個を超えない段階に設定する。生成器７０からの信号Ｕ２はＵ相用セレクタ５１に入力される。同じく信号Ｖ２はＶ相用セレクタ５３に入力される。同じく信号Ｗ２はＷ相用セレクタ５５に入力される。
【００１６】
一方、３相分配器９０は、互いに電気角で１２０度位相の異なる位置検出信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗを入力し、図２Ａに示すような３相分配信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１を出力する。３＊ＦＧ回路１００は、同信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗを入力し、それら３つの信号を合成することにより、それら各信号に比べ３倍の周波数を有する速度信号を低速検知回路５７に出力する。また、タイマー５９は時間信号を低速検知回路５７に出力する。低速検知回路５７は、タイマー５９によって速度信号の周期を計測し、その周期が所定時間以下に達するまでは、モータ速度がまだ低速であるとし、セレクタ５１、セレクタ５３及びセレクタ５５に対して、３相分配回路９０の出力信号Ｕ１、Ｖ１及びＷ１を選択するように指示する。速度信号の周期が上記所定時間以下に達した場合は、低速検知回路５７は、モータ速度が定常回転速度になったとし、セレクタ５１、５３及び５５に対して、駆動波形生成器７０の出力である図２Ｂに示すような階段状電圧波形Ｕ２、Ｖ２及びＷ２を選択するように指示する。
【００１７】
パルス幅変調（ＰＷＭ）コンパレータ４０は、コパレータ４１、４３及び４５を備えている。コパレータ４１は、セレクタ５１からの出力と三角波発生器４７の出力である三角波信号ＣＹとを電圧比較する。コパレータ４３は、セレクタ５３からの出力と信号ＣＹとを電圧比較する。コパレータ４５は、セレクタ５５からの出力と信号ＣＹとを電圧比較する。ここで、三角波発生器４７から出力される三角波信号ＣＹは、パルス幅変調におけるいわゆるキャリア信号であり、その周波数は（１７kHz〜２０kHz程度）であり、各セレクタからの出力信号の周波数に比べかなり高い。
【００１８】
ゲートドライバ３０は、バッファ３１、３２、３３、３４、３５及び３６を備えている。コパレータ４１の出力信号Ｇ１Ｈは、バッファ３１に入力されると共に、インバータ３７で反転され信号Ｇ１Ｌとしてバッファ３２に入力される。コパレータ４３の出力信号Ｇ２Ｈは、バッファ３３に入力されると共に、インバータ３８で反転され信号Ｇ２Ｌとしてバッファ３４に入力される。同様に、コパレータ４５の出力信号Ｇ３Ｈは、バッファ３５に入力されると共に、インバータ３９で反転され信号Ｇ３Ｌとしてバッファ３６に入力される。バッファ３１、３２、３３、３４、３５及び３６のそれぞれの出力は、トランジスタ２１、２２、２３、２４、２５及び２６のそれぞれゲートに入力される。
【００１９】
抵抗器２７を流れるコモン電流Ｉｃｏｍは、その抵抗２７の端子電圧として検出され、その検出電圧ＶＩｃｏｍは、進角制御器６０に入力される。その進角制御器６０の出力ＣＰＨは、内挿器８０にフィードバックされる。
【００２０】
上記のように構成された第１の実施例の駆動装置における動作について、図２及び図３を参照し説明を加える。
【００２１】
図２のＡは、起動時から低速時におけるモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形図である。位置信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷが、互いに電気角で１２０度の位相差を有するような信号を発生するような位置に、それぞれの位置検出器１０１、１０３及び１０５が配置されている。信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷは、三相分配器９０で合成され、図２Ａに示すような１ステップ状の信号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に形成される。上記に説明したように、それら信号Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１にそれぞれに対応した各相駆動信号が、給電器２０に印加される。この時、３相コイルの中性点の電圧は、同図のＮに示すようになり、Ｕ相コイルの一方の端子と、他方の端子すなわち中性点Ｎとの間に印加される電圧は、同図のＵ−Ｎに示すような波形電圧となる。図示していないが、Ｖ相及びＷ相コイルに関しても互いに電気角で１２０度の位相差を有した、同様な波形電圧となる。
【００２２】
図２のＢは、定常回転時におけるモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形を示す図である。同図信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷは、横軸のモータ回転角を電気角で表わせば、図の２Ａに示す場合と同様な波形となる。信号ＨＵは、内挿器８０に入力され、駆動波形生成器７０を介して、図示の信号Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のような階段状の３相分の電圧波形が形成される。上記に説明したように、それら信号Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２にそれぞれに対応した各相駆動信号を給電器２０に印加する。この時、３相コイルの中性点の電圧は図２ＢのＮに示すようになり、Ｕ相コイル１１の一方の端子と、他方の端子すなわち中性点Ｎとの間に印加される電圧は、図２ＢのＵ−Ｎに示すような波形電圧となる。図示していないが、Ｖ相及びＷ相コイルに関しても互いに電気角で１２０度の位相差を有した、同様な波形電圧となる。このようにして、３相コイルには正弦波状の連続的に変化する交番電流にて駆動することができる。
【００２３】
図３は３相コイルへの印加電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）する様子を示す。図３において、ＰＷＭコンパレータにより、三角波発振器４７の発振波形ＣＹと駆動波形生成器７０からの各相階段状波形Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２とが電圧比較され、ゲートドライバ３０及び給電器２０を介して、給電器２０の出力端子Ｖｕ、Ｖｖ、Ｗｖすなわち３相コイルの各第1の端子には、同図Ｖｕ、Ｖｖ、Ｗｖに示すようなＰＷＭ電圧波形が印加される。このようにして、３相コイルは、互いに電気角で１２０度の位相差を有した正弦波状電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗにて駆動される。それにより、３相コイルの各相電流は、滑らかに通電が切り換えられるばかりでなく、３相合成トルクは回転角にかかわらず均一化される。その結果、トルクリップルが小さく、低振動、低騒音のモータの駆動装置を実現できる。
【００２４】
以上が、第１の実施例の基本的な回路構成、その動作、作用効果の説明であるが、次に各構成部分の具体的な構成例を説明する。
【００２５】
図５は本実施例に係るモータ駆動装置における主要回路部の構成図である。図５において、位置信号内挿器８０の内部構成及び動作は次の通りである。
【００２６】
位相差検出器８１は、位置検出器１０１からの位置信号Ｈｕ及びタイミングパルス発生器８２からのタイミングパルスＰｔｕを入力し、両者の位相差信号ＰＤを出力する。検出器８１の出力は、抵抗９１を介して、差動増幅器８６の反転入力端子に接続される。その増幅器８６の反転入力端子と同出力端子との間には、コンデンサ８７、８８及び抵抗８９からなる微分積分要素が接続される。その増幅器８６の非反転入力端子には所定電圧が印加される。増幅器８６は、位相差信号ＰＤをその位相差に応じた電圧に変換する。電圧制御発振器８５は、その位相差に応じた電圧に応じた周波数信号を発振出力する。その発振周波数は、分周器８４で分周される。その分周された信号は、３６進カウンタ８３のクロック端子ＣＬＫにクロック信号とし入力される。カウンタ８３は、０から３５までカウントし、又０に戻る動作を繰り返す。そして、３６ステップに分割された分割アドレス信号ＣＳＦは、後続の駆動波形生成器７０及びタイミングパルス発生器８２に入力される。こうして、波形生成器７０は、信号Ｈｕの電気角１周期を、３ｎ×４個の周期に分割（ｎ＝１以上の整数、本実施例の場合は、ｎ＝３であり、３６分割）する。パルス発生器８２は、所定のパルス幅を有したタイミングパルスＰｔｕを発生し、上記位相差検出器８１に対して出力する。
【００２７】
次に、駆動波形生成器７０について、図６を用いてその具体構成例を説明する。デコーダ７７は、内挿器８０から分割アドレス信号ＣＳＦを入力し、アナログスイッチ７１、７３及び７５に対してデコード信号を出力する。各アナログスイッチ７５には、８つの抵抗器の直列接続からなる電圧分圧器が接続される。ここで、この電圧分圧器の両端子には、０ボルトと速度指令電圧Ｖｓｐとが印加される。この電圧分圧器による電圧レベルＬ０からＬ８の設定は、電圧Ｖｓｐを３ｎ＋１を超えない段階に分割するように設定される。（本実施例の場合は、ｎ＝３であり、１０個を超えない段階、例えば９段階の電圧レベル設定の場合となる。）この構成により、波形生成器７０では、分割アドレス信号ＣＳＦの各アドレスに対応して各アナログスイッチ７１内のスイッチのオン又はオフが決定され、各アナログスイッチ７１の出力として、階段状電圧波形Ｕ２が波形生成器７０のＵ相分として出力される。同様にして、アナログスイッチ７３の出力として、階段状電圧波形Ｖ２が波形生成器７０のＶ相分として出力される。さらに、アナログスイッチ７５の出力として、階段状電圧波形Ｗ２が波形生成器７０のＷ相分として出力される。
【００２８】
図７は、図５及び図６に示す内挿器８０及び波形生成器７０における信号処理の様子を示す。横軸は回転角（電気角）、縦軸は電圧を示す。図７において、分割アドレス信号ＣＳＦは、アドレス０からアドレス３５までの３６個のアドレスを示す信号である。その信号ＣＳＦのアドレス０を中心に±３アドレス分、すなわち、図７のＣＳＦ信号のアドレス３３、３４、３５、０、１、２及び３の７つのアドレス分のパルス幅が、タイミングパルスＰｔｕの「Ｈ」電圧の幅と同期する。内挿器８０の位相検出器８１では、図７に示す位置信号ＨＵの「Ｌ」電圧から「Ｈ」電圧に変化する立ち上がりエッジの位相と上記パルスＰｔｕの位相との位相差を比較する。そして、内挿器８０で構成されるＰＬＬ（フェイズ・ロックド・ループ）の働きにより、その位相差が小さくなるように制御される。
【００２９】
一方、波形生成器７０においてＵ相階段状電圧波形Ｕ２は次にようにして生成される。電圧波形Ｕ２は、ＣＳＦ信号のアドレス０に対しては電圧レベルＬ０、アドレス１に対しては電圧レベルＬ１、アドレス２に対しては電圧レベルＬ２、アドレス３に対しては電圧レベルＬ３、アドレス４に対しては電圧レベルＬ４、アドレス５に対しては電圧レベルＬ５、アドレス６に対しては電圧レベルＬ６、アドレス７に対しては電圧レベルＬ７、アドレス８に対しては電圧レベルＬ８、アドレス９に対しては電圧レベルＬ８、アドレス１０に対しては電圧レベルＬ８、アドレス１１に対しては電圧レベルＬ７、アドレス１２に対しては電圧レベルＬ６、アドレス１３に対しては電圧レベルＬ７、アドレス１４に対しては電圧レベルＬ８、アドレス１５に対しては電圧レベルＬ８、アドレス１６に対しては電圧レベルＬ８、アドレス１７に対しては電圧レベルＬ７、アドレス１８に対しては電圧レベルＬ６、アドレス１９に対しては電圧レベルＬ５、アドレス２０に対しては電圧レベルＬ４、アドレス２１に対しては電圧レベルＬ３、アドレス２２に対しては電圧レベルＬ２、アドレス２３に対しては電圧レベルＬ１、アドレス２４に対しては電圧レベルＬ０、アドレス２５に対しては電圧レベルＬ０、アドレス２６に対しては電圧レベルＬ０、アドレス２７に対しては電圧レベルＬ０、アドレス２８に対しては電圧レベルＬ０、アドレス２９に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３０に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３１に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３２に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３３に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３４に対しては電圧レベルＬ０、アドレス３５に対しては電圧レベルＬ０となるように波形生成される。
【００３０】
また、このようにして生成される電圧波形Ｕ２の電圧振幅全体は、波形生成器７０に外部より入力される速度指令信号Ｖｓｐによって、可変できるようになっている。それにより本駆動装置に対して、必要に応じて速度制御機能を加えることもできるようになっている。
【００３１】
さて、上述のように、内挿器８０において信号ＨＵとパルスＰｔｕの位相との位相差が小さくなるように制御される。言い替えれば、信号ＨＵと分割アドレス信号ＣＳＦが同期するように制御されるので、それに伴ない上記の波形生成器７０で生成される電圧波形Ｕ２のアドレス０の位相と、信号ＨＵの「Ｌ」電圧から「Ｈ」電圧に変化する立ち上がりエッジの位相とが一致するように、波形Ｕ２の周期が制御される。それに伴ない、Ｖ相及びＷ相についても自ずと、階段状波形Ｖ２のアドレス０の位相と信号ＨＶの立ち上がりエッジの位相とが一致、階段状波形Ｗ２のアドレス０の位相と信号ＨＷの立ち上がりエッジの位相とが一致するようになる。
【００３２】
このようにして、図２のＢに示すように、信号ＨＵに同期した波形Ｕ２、信号ＨＶに同期した波形Ｖ２、信号ＨＷに同期した波形Ｗ２が生成され、それぞれの波形に対応したＰＷＭ変調された各相駆動信号が給電器に印加される。それにより、Ｕ相コイルの第１の端子と中性点Ｎとの間に、図２ＢのＵ−Ｎ示すような正弦波状電圧が印加され（Ｖ−Ｎ、Ｗ−Ｎについても同様）、各相コイルには正弦波状の電流を流すことができる。
【００３３】
図８は、位置信号ＨＵと分割アドレス信号ＣＳＦが同期するように制御された状態において、Ｕ相コイルに発生している逆起電力B.e.m.f.、及び、Ｕ相コイルに印加される電圧波形Ｕ−Ｎとを関係を示したものである。
【００３４】
信号ＨＵに対して、U相コイルの逆起電力B.e.m.f.は、一義的に、電気角３０度の位相遅れを持っている。ステータにおけるU相コイル配置位置に対する位置検出素子１０１の配置位置が設計上決められており、一般的に両者の位相差が電気角３０度となるように配置される。Ｖ相コイルに対する位置検出素子１０３、Ｗ相コイルに対する位置検出素子１０５の配置位置関係も同様であり、それぞれのコイルの逆起電力と位置信号との位相差も同様である。この場合においては、各相コイルのそれぞれの第１の端子と中性点Ｎとの間に印加される階段状の電圧波形は、各相コイルの逆起電力波形と位相が一致している。
【００３５】
さて次に、各相コイル第１の端子と中性点とに印加される電圧波形において、基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係をいくつかの実施例を上げて説明する。図９は、階段状波形の段階設定９の場合（ｎ＝３の時の３ｎの場合）である。図１０は、比較のため、階段状波形の段階設定１の場合、すなわち、コイルへの印加電圧が矩形波の場合である。図１１は、階段状波形の段階設定１０（ｎ＝３の時の３ｎ＋１の場合）である。図１２は、階段状波形の段階設定７（ｎ＝２の時の３ｎ＋１の場合）である。図１３は、階段状波形の段階設定６（ｎ＝２の時の３ｎの場合）である。図９、図１１から図１３に示す実施例では、図１０に示す矩形波の場合に比べ、高次の周波数成分の電圧レベルが大きく抑えられている。これにより、本発明の実施例における駆動装置では、特に、耳障りな騒音の要因となる高次の周波数成分の電圧レベルが低減することにより、静音化が図れるという優れた効果を奏する。
【００３６】
なお、駆動波形生成器のアナログスイッチの各出力にコンデンサなどのローパスフィルタを接続すれば、駆動波形の歪率をさらに低減でき、トルクリップル並びに振動、騒音を一層低減できる。
【００３７】
以上が、位置信号内挿器８０及び駆動波形生成器７０についての具体的構成例、動作、作用効果の説明である。
【００３８】
さて、本第１の実施例において、図１及び図５に示す位置信号内挿器８０を、その外部より入力する位相差制御信号により調整することにより、各相コイルに印加する電圧波形の位相を自由にシフトできる機能について説明する。図５において、進角制御器６０の出力ＣＰＨは抵抗９２を介して、内挿器８０の差動増幅器８６の反転入力端子に接続する。これは位相検出器８１の出力ＰＤと進角制御器６０の出力ＣＰＨとを加算することになる。
【００３９】
すなわち、この構成により、Ｕ相につき、信号ＨＵと分割アドレス信号ＣＳＦとの位相差を、内挿器８０に対して入力される位相差制御信号ＣＰＨに基づき制御することにより、信号ＨＵと階段状波形Ｕ２との位相差を調整可能とする。
【００４０】
図１４及び図１５は本実施例に係るモータ駆動装置における相電流の位相調整の動作説明図である。図１４は、位相調整なしの場合のＵ相コイルに発生する逆起電力B.e.m.f、位置信号ＨＵ、Ｕ相コイル端と中性点Ｎとに間にかかる電圧波形Ｕ−Ｎ、Ｕ相コイルに流れる電流Ｉｕの位相関係を示している。電流Ｉｕは、一般的には、各コイルの有するインダクタンス成分のため、印加電圧波形Ｕ−Ｎに対して位相遅れが発生する。
【００４１】
図１５は、位相調整をした場合の各部波形の位相関係を示している。図５における進角制御器６０から出力される位相差制御信号ＣＰＨを内挿器８０に入力する。それにより、位置信号ＨＵと分割アドレス信号ＣＨＦとは位相同期関係にあるが、両者の位相差を信号ＣＰＨによって制御可能とし、以ってＵ相コイルの逆起電力B.e.m.fと階段状波形Ｕ２との位相差を自在に調整できる構成としている。図１５においては、信号ＣＰＨを調整することにより、信号ＨＵの立ち上がりエッジの位相に対して、信号ＣＨＦの位相を進め、つまり、階段状電圧波形Ｕ２、及び、Ｕ相端子電圧と中性点Ｎとの間にかかる電圧Ｕ−Ｎの位相を進める。その結果、Ｕ相電流が進角し、Ｕ相逆起電力B.e.m.fとそのＵ相電流Ｉｕとの位相が一致するようにすれば、モータ効率が向上する。Ｕ相コイルにおいて、逆起電力と相電流との位相を一致させるようにすれば、Ｖ相コイル及びＷ相コイルに関しては、自ずと逆起電力と相電流との位相は一致するのは明らかである。
【００４２】
図１６はＵ相進角制御器の一例の回路構成図である。Ｕ相進角制御器６０は、相電流ゼロクロス検出器６１及び相電流位相遅れ検出器６３を含んでいる。
【００４３】
ゼロクロス検出器６１は次のように構成される。図１に示すような電源１０と給電器２０との間の給電線路に挿入された抵抗器２７によって電圧変換されたコモン電流検出電圧ＶＩｃｏｍは、バッファ１６２及びアナログスイッチ１６５を介してコンパレータ１６７の一方の入力端子に接続されると共に、同バッファ１６２及びアナログスイッチ１６３を介してコンパレータ１６７の他方の入力端子に接続される。アナログスイッチ１６５のコンパレータ１６７側出力とグランド間にはサンプルアンドホールド用コンデンサ１６６、アナログスイッチ１６３のコンパレータ１６７側出力とグランド間にはサンプルアンドホールド用コンデンサ１６４がそれぞれ接続される。アナログスイッチ１６５の制御端子には、図１に示すゲートドライバ３０への入力信号であるＧ１ＨからＧ３Ｌがタイミング検出器１６１を介して入力される。
【００４４】
同様に、アナログスイッチ１６３の制御端子にも、信号Ｇ１ＨからＧ３Ｌがタイミング検出器１６０を介して入力される。コンパレータ１６７は、相電流ゼロクロス検出信号Ｃｚを出力する。そのコンパレータ１６７の出力は、相電流位相遅れ検出器６３のアナロクスイッチ１６９に接続される。
【００４５】
次に相電流位相遅れ検出器６３の構成を説明する。上記信号Ｃｚは、アナログスイッチ１６９を介して、進角制御器６０から出力される位相差制御信号ＣＰＨとなる。信号ＣＰＨは内挿器８０に対して出力される。アナログスイッチ１６９のオン又はオフは、信号Ｈｕ及び内挿器８０の電圧制御発振器８５の出力ＣＫによって制御されるタイマー１６８の出力Ｐｚによって指示される。
【００４６】
このように構成されたＵ相進角制御器６０の動作を説明する。
【００４７】
まず、相電流ゼロクロス検出器６１の動作ついて説明する。アナログスイッチ１６５は、信号Ｇ１ＨからＧ３Ｌが、給電器２０の３相出力端子の電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相を「Ｈ」、１相を「Ｌ」とするような状態において、アナログスイッチ１６５はオンし、その時の電圧ＶＩｃｏｍをコンデンサ１６６に保持する。一方、アナログスイッチ１６３は、信号Ｇ１ＨからＧ３Ｌが、給電器２０の３相出力端子の電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相を「Ｌ」、１相を「Ｈ」とするような状態において、アナログスイッチ１６３はオンし、その時の電圧ＶＩｃｏｍをコンデンサ１６４に保持する。ここで、コンデンサ１６６の保持電圧をｓｐｌ１、コンデンサ１６４の保持電圧をｓｐｌ２とする。これら両者保持電圧が一致するタイミング、すなわち、コンパレータ１６７の出力が、例えば「Ｈ」から「Ｌ」に切り換わるタイミングが相電流のゼロクロスのタイミングとなる。
【００４８】
さらに、図１８を用いて詳しく説明する。
【００４９】
アナログスイッチ１６３及び１６５の制御信号であるＧ１ＨからＧ３Ｌの「Ｈ」又は「Ｌ」信号は、ゲートドライバ３０を介して給電器２０を構成するトランジスタ２１から２５のゲートに入力される。したがって、トランジスタ２１から２５は、それら各ゲート信号によって、オン又はオフ制御される。つまり、Ｇ１ＨからＧ３Ｌの「Ｈ」又は「Ｌ」の状態に基づき、給電器２０の３相出力端子の電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗのオン又はオフ状態が制御される。
【００５０】
そして、図１に示す給電器及び３相コイルにおいて、例えば、電圧Ｖｕが「Ｈ」、電圧Ｖｖが「Ｌ」、電圧Ｖｗが「Ｈ」の時を考えると、トランジスタ２１がオン、トランジスタ２２がオフ、トランジスタ２３がオフ、トランジスタ２４がオン、トランジスタ２５がオン、トランジスタ２６がオフである。この時、ひとつの電流は、電源１０の正側端子よりトランジスタ２１を通り、Ｕ相コイルを流れ、中性点を介して、Ｖ相コイルを流れ、トランジスタ２４を通り、抵抗器２７を流れ、電源１０の負側端子に戻る。もうひとつの電流は、電源１０の正側端子よりトランジスタ２５を通り、Ｗ相コイルを流れ、中性点を介して、Ｖ相コイルを流れ、トランジスタ２４を通り、抵抗器２７を流れ、電源１０の負側端子に戻る。ここで、給電器２０の３相出力端子から中性点Ｎに向かって流れる電流方向を正、その逆方向を負とすると、本タイミングにおいては、Ｖ相コイル電流−Ｉｖが、コモン電流Ｉｃｏｍによる抵抗器２７の電圧降下、すなわち、抵抗器２７の端子電圧として現れている。したがって、図１８において、電圧Ｖｕが「Ｈ」、電圧Ｖｖが「Ｌ」、電圧Ｖｗが「Ｈ」の時、Ｉｃｏｍ＝−Ｉｖとなる。
【００５１】
次に、電圧Ｖｕが「Ｌ」、電圧Ｖｖが「Ｌ」、電圧Ｖｗが「Ｈ」の時を考えると、トランジスタ２１がオフ、トランジスタ２２がオン、トランジスタ２３がオフ、トランジスタ２４がオン、トランジスタ２５がオン、トランジスタ２６がオフである。この時、ひとつの電流は、電源１０の正側端子よりトランジスタ２５を通り、Ｗ相コイルを流れ、中性点を介して、Ｕ相コイルを流れ、トランジスタ２２を通り、抵抗器２７を流れ、電源１０の負側端子に戻る。もうひとつの電流は、電源１０の正側端子よりトランジスタ２５を通り、Ｗ相コイルを流れ、中性点を介して、Ｖ相コイルを流れ、トランジスタ２４を通り、抵抗器２７を流れ、電源１０の負側端子に戻る。本タイミングにおいては、Ｗ相コイル電流Ｉｗが、コモン電流Ｉｃｏｍによる抵抗器２７の電圧降下、すなわち、抵抗器２７の端子電圧として現れている。したがって、図１８において、電圧Ｖｕが「Ｌ」、電圧Ｖｖが「Ｌ」、電圧Ｖｗが「Ｈ」の時、Ｉｃｏｍ＝Ｉｗとなる。
【００５２】
このことから分かるように、給電器２０の３相出力端子の電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相が「Ｈ」、１相が「Ｌ」のとき、唯一「Ｌ」である相のコイル電流の極性を反転した電流がコモン電流Ｉｃｏｍとして流れる。（例えば、電圧Ｖｖのみが「Ｌ」のとき、Ｉｃｏｍ＝−Ｉｖとなる。）
また電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相が「Ｌ」、１相が「Ｈ」のとき、唯一「Ｈ」である相のコイル電流がコモン電流Ｉｃｏｍとして流れる。（例えば、電圧Ｖｗのみが「Ｈ」のとき、Ｉｃｏｍ＝Ｉｗとなる。）
なお上記説明においては、電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ及びＩｃｏｍの方向を図１に矢印で示した方向を正方向としている。
【００５３】
したがって、図１６に示す相電流ゼロクロス検出器６１おいて、アナログスイッチ１６５は、制御信号であるＧ１ＨからＧ３Ｌが電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相を「Ｈ」、１相を「Ｌ」とする状態において、アナログスイッチ１６５はオンし、その時の電圧ＶＩｃｏｍをコンデンサ１６６に保持する。それにより、電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、唯一「Ｌ」である相の電流の極性を反転した電流値が検出され、その値はコンデンサ１６６に保持電圧ｓｐｌ１として保持される。（例えばＶ相が唯一「Ｌ」であれば、保持電圧ｓｐｌ１にはＶ相の逆方向電流−Ｉｖの値が検出されて保持される。）一方、アナログスイッチ１６３は、制御信号であるＧ１ＨからＧ３Ｌが電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相を「Ｌ」、１相を「Ｈ」とする状態において、アナログスイッチ１６３はオンし、その時の電圧ＶＩｃｏｍをコンデンサ１６４に保持する。それにより、電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、唯一「Ｈ」である相の電流値が検出され、その値はコンデンサ１６４に保持電圧ｓｐｌ２として保持される。（例えばＷ相が唯一「Ｈ」であれば、保持電圧ｓｐｌ２にはＷ相の電流Ｉｗの値が検出されて保持される。）ところで上記信号Ｇ１ＨからＧ３Ｌは、図１において既に説明したとおり、パルス幅変調（ＰＷＭ）コンパレータ４０の出力信号でもあり、例えば１７ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ程度の高い周波数で「Ｌ」及び「Ｈ」の各レベルを繰り返す。
そして給電器２０の３相出力端子の電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗはこれに連動して「Ｌ」及び「Ｈ」の各レベルを繰り返すように動作する。
このような動作において、アナログスイッチ１６５がオンする状態つまり電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相が「Ｈ」、１相が「Ｌ」となる状態と、アナログスイッチ１６３がオンする状態つまり電圧Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗの内、２相が「Ｌ」、１相が「Ｈ」となる状態とは、図１８に示すように、同時に発生することはないが、近接して発生する。
すなわち保持電圧ｓｐｌ１とｓｐｌ２には、３相のコイル電流の内、ほぼ同時期の異なる２相の電流値（例えば−ＩｖとＩｗ）が検出されて保持されていることになる。このように２つの相のコイル電流（例えば−ＩｖとＩｗ）が検出できれば、残り１つの相のコイル電流（例えばＩｕ）は、３相のコイル電流の和がゼロであることから容易に求めることができる。
そして、コンデンサ１６６の保持電圧ｓｐｌ１、コンデンサ１６４の保持電圧ｓｐｌ２の両方の保持電圧が一致するタイミングは２つの相のコイル電流（例えば−ＩｖとＩｗ）が一致するタイミングであり、残り１つの相の電流（例えばＩｕ）がゼロのタイミングである。
すなわち、保持電圧ｓｐｌ１とｓｐｌ２とをコンパレータ１６７により比較し、その出力が、例えば「Ｈ」から「Ｌ」に切り換わるタイミングとして、Ｕ相電流のゼロクロスのタイミングを検出できる。なお、Ｖ相及びＷ相電流のそれぞれのゼロクロスのタイミングも同様にして検出できる。
【００５４】
図１９は、相電流のゼロクロスタイミング検出の様子を図１８の時間軸を縮めて描いた図である。保持電圧ｓｐｌ１＝保持電圧ｓｐｌ２のタイミングがＵ相電流Ｉｕのゼロクロスのタイミングであり、ゼロクロス検出器６１の出力、すなわち、信号Ｃｚが、「Ｈ」から「Ｌ」に切り換わるエッジのタイミングとして得られる。
【００５５】
次に、図１６におけるＵ相電流位相遅れ検出器６３の動作ついて説明する。タイマー１６８は、信号Ｈｕと内挿器８０の電圧制御発振器８５の出力信号ＣＫとを入力し、アナログスイッチ１６９に所定のパルス幅を有した制御信号Ｐｚを出力する。ここで、図１７に示すように、タイマー１６８は、信号Ｈｕの立ち上がりエッジを計時開始タイミングとし、信号ＣＫをクロック信号として計時し、そして、制御信号Ｐｚを、Ｕ相逆起電圧のゼロクロスタイミングを中心とした所定のパルス幅の間「Ｈ」とする信号として生成する。この信号Ｐｚの「Ｈ」幅の期間のみアナログスイッチ１６９をオンとし、上記信号Ｃｚを信号ＣＰＨとしてそのスイッチ１６９を通過させる。この信号ＣＰＨの幅は、信号Ｐｚの「Ｈ」幅に等しく、「Ｈ」と「Ｌ」とのデューティ比が５０％、すなわち、「Ｈ」期間と「Ｌ」期間とが等しくなる時が、相電流位相の逆起電圧位相に対する遅れがゼロの時となる。
【００５６】
本発明の実施例では、図１に示すように、進角制御器６０の出力、すなわち位相差制御信号ＣＰＨを位置信号内挿器８０に対して入力する。それにより、駆動波形生成器７０から出力される３相階段状波形の電圧出力の位相を進め、各相コイルに発生する逆起電力に対する位相と同コイルを連続的に変化する交番電流（正弦波状電流）の位相とが一致するように進角制御が自動的に行われる。
【００５７】
これにより、例えばモータの負荷状態が変わったりしても、いつも高効率な駆動が可能である。
【００５８】
なお、図１に示す第１の実施例は、Ｕ相に対応する位置信号Ｈｕが入力される１つの位置信号内挿器８０を備えた場合の例であるが、位置信号Ｈｖ及び位置信号Ｈｗのそれぞれに対応して、個別に位置信号内挿器を備えても良い。この場合は、それら位置信号内挿器ごとに後続の駆動波形生成器を設ける。各駆動波形生成器には、各位置信号内挿器からそれぞれ対応する相の分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応して予め設定された各電圧レベルを有した階段状波形を電圧出力するようにしても良い。
【００５９】
さらに、上記実施例においては、Ｕ相電流のみゼロクロス検出を行うようにしたが、２相又は３相についてゼロクロス検出して、各相の検出結果を合成して、その合成信号を進角制御に用いるようにしても良い。
【００６０】
また、例えば、位置信号内挿、駆動波形生成、進角制御などにおける信号処理を、マイコンやソフトウエアを用いて行っても良いことは言うまでもない。
【００６１】
（第２の実施例）
図４は本発明の第２の実施例に係るモータの駆動装置の回路構成図である。
【００６２】
本第２の実施例が図１に示す第１の実施例と異なるのは次の点である。第１の実施例では、各セレクタより出力された信号をＰＷＭコンパレータ４０、ゲートドライバ３０を介して、給電器２０を構成する６個のトランジスタのゲートに、ＰＷＭ変調した３相駆動信号を印加することによりコイルに電流を流している。一方、本第２の実施例は図４に示すように、セレクタ１５１からの出力信号は増幅器１３１を介してバイポーラトランジスタ１２１及び１２２の各ベースに駆動信号として印加される。セレクタ１５３からの出力信号は増幅器１３３を介してバイポーラトランジスタ１２３及び１２４の各ベースに駆動信号として印加される。同様に、セレクタ１５５からの出力信号は増幅器１３５を介してバイポーラトランジスタ１２５及び１２６の各ベースに駆動信号として印加される。その他の構成は、図１に示す第１の実施例と同様である。
このように構成された本第２の実施例の駆動装置では、駆動波形生成器７０で生成される階段状電圧波形を各セレクタを介した後、各増幅器で信号増幅し、６個のトランジスタで電力増幅し、３相駆動コイル１１、１３、１５に連続的に変化する交番電流（正弦波状電流）を流す。内挿器８０や駆動波形生成器７０の構成及び動作、進角制御器（図示せず）からの位相差制御信号ＣＰＨによる進角制御などは第１の実施例と同様であり、同様の効果が期待できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、階段状駆動波形を生成するに際して、波形データを予め書き込んでおくためのＲＯＭテーブルを持つ必要がなく、ステップ分割数、電圧レベル分割数が比較的小さく、構成が簡素な駆動波形生成器を用いる。その駆動波形生成器に対応した各相駆動信号を給電器に印加する。それにより、正弦波状の連続的に変化する交番電流を各相コイルに流す。さらに、進角制御を行うことにより、各相コイルに発生する逆起電力と各相電流との位相を一致させる。進角制御にあたって、相電流ゼロクロスをコモン電流に基づき検出するようにしたので、各相ごとに独立して相電流を検出するような必要がなく構成が簡単である。この構成により、本発明のモータの駆動装置は、トルクリップル並びに振動、騒音が小さいというばかりでなく、例えばモータの負荷状態が変わったりしても、いつも高効率な駆動が可能であるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るモータ駆動装置の回路構成図
【図２】（Ａ）は同装置において、起動から低速時における各相コイルへの印加電圧が矩形波の場合のモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形図
（Ｂ）は同装置において、定常回転時におけるモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形を示す図
【図３】同装置において、各相コイルへの印加電圧をパルス幅変調（ＰＷＭ）する様子を示す図
【図４】本発明の第２の実施例に係るモータ駆動装置の回路構成図
【図５】本実施例に係るモータの駆動装置における主要回路部の構成図
【図６】図５における駆動波形生成器のアナログスイッチ部の詳細図
【図７】本実施例に係るモータ駆動装置おける駆動波形生成の動作説明図
【図８】本実施例に係るモータ駆動装置おける駆動波形生成の動作説明図
【図９】同装置における各相コイル端とコイル中性点との間に印加される電圧波形において、基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係を示す図［階段状波形の段階設定９（ｎ＝３の時の３ｎの場合）］
【図１０】各相コイルへの印加電圧が矩形波の場合における基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係を示す図
【図１１】同装置における各相コイル端とコイル中性点との間に印加される電圧波形において、基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係を示す図［段階設定１０（ｎ＝３の時の３ｎ＋１の場合）］
【図１２】同装置における各相コイル端とコイル中性点との間に印加される電圧波形において、基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係を示す図［段階設定７（ｎ＝２の時の３ｎ＋１の場合）］
【図１３】同装置における各相コイル端とコイル中性点との間に印加される電圧波形において、基本波の次数とその基本波に対する電圧レベルとの関係を示す図［段階設定６（ｎ＝２の時の３ｎの場合）］
【図１４】同装置における相電流の位相調整の動作説明図
【図１５】同装置における相電流の位相調整の動作説明図
【図１６】同装置における進角制御器の回路構成図
【図１７】同装置における進角制御の動作説明図
【図１８】同装置における各相交番電流のゼロクロスタイミング検出の様子を説明する図
【図１９】同装置における各相交番電流のゼロクロスタイミング検出の様子を説明する図
【図２０】従来におけるモータの駆動装置の回路構成図
【図２１】図２０に示す同装置における各相コイルへの印加電圧が矩形波の場合のモータ回転角（電気角）に対する各部の信号波形図
【符号の説明】
１１，１３，１５ 駆動コイル
２０ 給電器
６０ 進角制御器
７０ 駆動波形生成器
８０ 内挿器
９０ ３相分配器
１０１，１０３，１０５ 位置検出器

Claims (21)

1. モータを駆動する３相のコイルと、前記モータの可動子位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力から生成された少なくとも１相の位置信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割する位置信号内挿器と、前記位置信号内挿器から分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応する各電圧レベル（電圧レベルは３ｎ＋１個を超えない段階に設定）を有した階段状波形を３相分生成する駆動波形生成器とを含み、前記３相階段状波形のそれぞれに対応した各相駆動信号により、前記コイルを駆動するための、連続的に変化する交番電流を生成するモータ駆動装置。
2. 直流電源に接続され、前記３相のコイルに給電を行う給電器を備え、前記階段状波形のそれぞれに対応する各相駆動信号を前記給電器に印加することにより前記交番電流を生成する請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 駆動波形生成器における３ｎ＋１を超えない段階の電圧レベル設定は、３ｎ個を超えない数の抵抗器を直列接続して構成した電圧分割器を用いて行うようにした請求項１又は請求項２記載のモータ駆動装置。
4. 少なくとも１相につきに、位置信号と分割アドレス信号との位相差を位置信号内挿器に対して入力される位相差制御信号に基づき制御することにより前記位置信号と階段状波形との位相差を調整可能とした請求項２記載のモータ駆動装置。
5. 位置信号と階段状波形との位相差を調整可能とすることにより前記位置信号に対してそれぞれ所定の位相関係にある前記コイルの誘起電圧と、前記階段状波形に応じて前記コイルに印加される交番電圧との位相差を調整するようにした請求項４記載のモータ駆動装置。
6. 位置信号内挿器に対して位相差制御信号を出力するための進角制御器を含み、前記位相差制御信号を用いて階段状波形を位相進角させることにより少なくとも１相の前記コイルの誘起電圧の位相と前記コイルに流れる交番電流の位相とが一致するように制御するようにした請求項４記載のモータ駆動装置。
7. 位置信号内挿器に対して位相差制御信号を出力するための進角制御器を含み、前記位相差制御信号を用いて階段状波形を位相進角させることにより少なくとも１相の前記コイルの誘起電圧のゼロクロスタイミングと前記コイルに流れる交番電流のゼロクロスタイミングとが一致するように制御するようにした請求項４記載のモータ駆動装置。
8. 少なくとも１相の交番電流のゼロクロスタイミングを、直流電源と給電器とを結ぶ線路に流れるコモン電流を用いて検出するようにした請求項７記載のモータ駆動装置。
9. モータを駆動する３相のコイルと、前記各相コイルに対する前記モータの可動子位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器の出力から生成された各相位置信号の電気角１周期を、３ｎ×４個（ｎは１以上の整数）の周期に分割するための各相毎に備えられた位置信号内挿器と、前記位置信号内挿器から分割アドレス信号を入力し、その分割アドレス信号の各アドレスに対応する電圧レベル（電圧レベルは３ｎ＋１個を超えない段階に設定）を有した階段状波形をそれぞれ電圧出力するための各相毎に備えられた駆動波形生成器とを含み、前記階段状波形のそれぞれに対応した各相駆動信号により、前記各相コイルを駆動するための、連続的に変化する交番電流を生成するモータ駆動装置。
10. 直流電源に接続され、前記３相のコイルに給電を行う給電器を備え、前記階段状波形のそれぞれに対応する各相駆動信号を前記給電器に印加することにより前記交番電流を生成する請求項９に記載のモータ駆動装置。
11. 駆動波形生成器における３ｎ＋１を超えない段階の電圧レベル設定は、３ｎ個を超えない数の抵抗器を直列接続して構成した電圧分割器を用いて行うようにした請求項９又は請求項１０記載のモータ駆動装置。
12. 各相毎に位置信号と分割アドレス信号との位相差を位置信号内挿器に対して入力される位相差制御信号に基づき制御することにより前記位置信号と階段状波形との位相差を調整可能とした請求項１０記載のモータ駆動装置。
13. 各相位置信号と各相階段状波形との位相差を調整可能とすることにより前記各相位置信号に対してそれぞれ所定の位相関係にある各相コイルの誘起電圧と前記各相階段状波形に応じて前記各相コイルに印加される交番電圧との位相差を調整するようにした請求項１２記載のモータ駆動装置。
14. 位置信号内挿器に対して位相差制御信号を出力するための各相ごとに備えられた進角制御器を含み、前記位相差制御信号を用いて階段状波形を位相進角させることにより各相コイルの誘起電圧の位相と前記各相コイルの交番電流の位相とが一致するように制御するようにした請求項１２記載のモータ駆動装置。
15. 位置信号内挿器に対して位相差制御信号を出力するための各相ごとに備えられた進角制御器を含み、前記位相差制御信号を用いて階段状波形を位相進角させることにより各相コイルの誘起電圧のゼロクロスタイミングと前記各相コイルに流れる交番電流のゼロクロスタイミングとが一致するように制御するようにした請求項１２記載のモータ駆動装置。
16. 各相交番電流のゼロクロスタイミングを直流電源と給電器とを結ぶ線路に流れるコモン電流を用いて検出するようにした請求項１５記載のモータ駆動装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか1項記載のモータ駆動装置を送風用ファンモータに採用した空調機器。
18. 請求項１〜１６のいずれか1項記載のモータ駆動装置を送風用ファンモータに採用した空気清浄機。
19. 請求項１〜１６のいずれか1項記載のモータ駆動装置を燃焼ファンモータに採用した給湯機。
20. 請求項１〜１６のいずれか1項記載のモータ駆動装置を駆動系に搭載した複写機。
21. 請求項１〜１６のいずれか1項記載のモータ駆動装置を駆動系に搭載したプリンタ。

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