專利名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、方法及使用了它的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
背景技術(shù)：
1. 伴隨于近年來個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站的高速化，CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)、DSP ( Digital Signal Processor:數(shù)字信 號處理器)等的運(yùn)算處理用LSI ( Large Scale Integration circuit:大規(guī)模集 成電路)的動(dòng)作速度不斷上升。
這樣的LSI隨著其動(dòng)作速度、即時(shí)鐘頻率變高，發(fā)熱量也隨之變大。 存在由于LSI的發(fā)熱導(dǎo)致LSI本身出現(xiàn)熱失控、或者對周圍的電路造成影 響的問題。因此，對LSI進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崂鋮s正成為極其重要的技術(shù)。
作為用于冷卻L SI的技術(shù)的 一 個(gè)例子，有利用冷卻風(fēng)扇的空冷式冷卻 方法。在這種方法中，例如，與LSI表面相對地i殳置冷卻風(fēng)扇，由冷卻風(fēng) 扇向LSI表面吹送冷空氣。在進(jìn)行這種基于冷卻風(fēng)扇的LSI的冷卻時(shí)，監(jiān) 視LSI附近的溫度，使風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)根據(jù)該溫度而變化，從而調(diào)整冷卻的程 度(專利文獻(xiàn)l、 2)。此外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了限制被脈沖寬度調(diào) 制了的信號的占空比，使得風(fēng)扇電機(jī)大于等于預(yù)先設(shè)定的最低轉(zhuǎn)速地旋轉(zhuǎn) 的技術(shù)。
2. 為了使單相電機(jī)、多相電機(jī)以所希望的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，利用脈沖寬度調(diào) 制信號等脈沖信號控制電機(jī)的線圈的通電時(shí)間的技術(shù)已經(jīng)被廣泛采用。
在開始驅(qū)動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)的電機(jī)時(shí)，若對電機(jī)的線圈突然施加具有與 目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的脈沖寬度的開關(guān)電壓，則電機(jī)的線圈會(huì)急速地流過電流。 在電機(jī)起動(dòng)時(shí)，尤其在其轉(zhuǎn)速接近于0時(shí)，由于沒有發(fā)電功能，所以流過 線圈的電流為所被施加的電壓除以繞線電阻后的值。為了降低功耗，線圈 的電阻值一般被設(shè)計(jì)得非常低，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)線圈電流超過驅(qū)動(dòng)電路、線圈 本身的額定值，對電路的可靠性產(chǎn)生影響的問題。
而且，由線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，與流過線圈的電流的時(shí)間變化率成比例。因此，如上所述，在線圈電流急劇增加時(shí)，有可能產(chǎn)生非常大的感應(yīng) 電壓，超過驅(qū)動(dòng)電路的額定值。
基于這些理由，進(jìn)行在電機(jī)的起動(dòng)開始后使線圈中流過的電流緩緩增
加的軟起動(dòng)(softstart)控制(例如參照專利文獻(xiàn)l、 2)。在專利文獻(xiàn)1 記載的軟起動(dòng)控制中，生成電壓值隨時(shí)間平緩增大的軟起動(dòng)電壓，將該軟 起動(dòng)電壓與三角波或鋸齒波狀的周期電壓相比較，生成占空比平緩增加的 脈沖調(diào)制信號，使線圈的通電時(shí)間平緩增加，進(jìn)行軟起動(dòng)。
專利文獻(xiàn)1 :特開平7-31190號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :特開2001-284868號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :特開2004-153955號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4 :特開平6-98574號公報(bào) 專利文獻(xiàn)5 :特開平7-95792號公報(bào) 專利文獻(xiàn)6 :特開2001-45790號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明要解決的課題〕
1. 若使正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)停止，則存在線圈內(nèi)流過再生電流，該再生電 流流向電源的問題。還假定此時(shí)發(fā)生的感應(yīng)電壓超過晶體管元件等的耐壓 的情況。這種問題不僅在風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，在其他電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)也會(huì) 產(chǎn)生。
專利文獻(xiàn)4中，公開了與驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)并聯(lián)設(shè)置晶閘管，進(jìn)行再生 控制的技術(shù)。但是，專利文獻(xiàn)4所記載的技術(shù)，在由多個(gè)晶體管構(gòu)成橋電 路，交替地使多個(gè)晶體管導(dǎo)通、截止地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)(例如專利文獻(xiàn)3的H 橋電路等)無法使用。
在使用了 H橋電路等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，為了保護(hù)電路不受電機(jī)停止 時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓影響，采用了在電源電壓端子與接地之間設(shè)置電容器或 者設(shè)置齊納二極管，形成再生電流的放泄通道，對感應(yīng)電壓進(jìn)行箝位的方 法。但是，增加電容器、齊納二極管，會(huì)存在電路面積增大、成本上升的 問題。
2. 此外，在專利文獻(xiàn)4、 5所記載的軟起動(dòng)控制中，還存在只能單調(diào) 地增加電機(jī)的通電時(shí)間這樣的問題。
1. 本發(fā)明是鑒于這樣的課題而完成的， 一個(gè)實(shí)施方式的目的之一在 的發(fā)生。
2. 此外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的目的之一在于，提供一種能實(shí)現(xiàn)自
由度高的軟起動(dòng)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
〔用于解決課題的方案〕
1.本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路向至少包
括2對晶體管對的輸出級提供驅(qū)動(dòng)信號，并向驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈提供
高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)信號生成電路，根 據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值，生成控制輸出級的晶體管的導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信 號；驅(qū)動(dòng)器電路，基于從驅(qū)動(dòng)信號生成電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號，交替地使輸 出級的高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管導(dǎo)通、截止。驅(qū)動(dòng)器電路在被指示電機(jī)的 停止時(shí)，立刻使晶體管對的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的任一者截止，并在 經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后，使晶體管對的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的另 一 者 截止。
根據(jù)該方案，能夠在延遲時(shí)間期間使再生電流流過由高側(cè)晶體管構(gòu)成 的環(huán)路、或者由低側(cè)晶體管構(gòu)成的環(huán)路，因此，能夠抑制感應(yīng)電壓的產(chǎn)生。
驅(qū)動(dòng)器電路也可以在延遲時(shí)間期間，基于驅(qū)動(dòng)信號控制高側(cè)晶體管或 低側(cè)晶體管的另一者。
在這種情況下，在延遲時(shí)間期間，再生電流經(jīng)由MOSFET ( Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管)的體二極管或者另行設(shè)置的續(xù)流二極管(fly wheel diode )流走。
驅(qū)動(dòng)器電路也可以在延遲時(shí)間期間，強(qiáng)制性地使高側(cè)晶體管或低側(cè)晶 體管的另一者導(dǎo)通。
在這種情況下，在延遲時(shí)間期間，高側(cè)晶體管或者低側(cè)晶體管導(dǎo)通， 因此，再生電流將流過晶體管的電阻值較低的溝道，能夠降低電路的功耗。
驅(qū)動(dòng)器電路也可以包括定時(shí)信號生成電路，接收指示電機(jī)的停止的 停止信號，在移位了延遲時(shí)間后的不同定時(shí)，輸出變成預(yù)定電平的第l定 時(shí)信號和第2定時(shí)信號；第l合成電路，被設(shè)置在從驅(qū)動(dòng)信號生成電路提 供給高側(cè)晶體管的高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號的路徑上，將高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號與第l定時(shí)信
號進(jìn)行邏輯合成，在第1定時(shí)信號為預(yù)定電平期間，強(qiáng)制性地使高側(cè)晶體
管截止；第2合成電路，被設(shè)置在從驅(qū)動(dòng)信號生成電路提供給低側(cè)晶體管 的低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號的路徑上，將低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號與第2定時(shí)信號進(jìn)行邏輯合成， 在第2定時(shí)信號為預(yù)定電平期間，強(qiáng)制性地使低側(cè)晶體管截止。
也可以是定時(shí)信號生成電路在使第1定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過延 遲時(shí)間后，使第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平，第2合成電路在延遲時(shí)間期間， 基于低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)低側(cè)晶體管。
也可以是定時(shí)信號生成電路在使第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過延 遲時(shí)間后，使第1定時(shí)信號成為預(yù)定電平，第1合成電路在延遲時(shí)間期間， 基于高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)高側(cè)晶體管。
也可以是定時(shí)信號生成電路在使第1定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過延 遲時(shí)間后，使第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平，第2合成電路在延遲時(shí)間期間 強(qiáng)制性地使低側(cè)晶體管導(dǎo)通。
也可以是定時(shí)信號生成電路在使第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過延 遲時(shí)間后，使第l定時(shí)信號成為預(yù)定電平，第l合成電路在延遲時(shí)間期間 強(qiáng)制性地使高側(cè)晶體管導(dǎo)通。
可以還包括停止信號生成電路，該停止信號生成電路監(jiān)視電機(jī)的狀 態(tài)，生成在滿足預(yù)定的條件時(shí)成為預(yù)定電平，指示電機(jī)的停止的停止信號。
停止信號生成電路也可以監(jiān)視電機(jī)的溫度，在超過預(yù)定的溫度范圍時(shí) 使停止信號成為預(yù)定電平。停止信號生成電路也可以監(jiān)視電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)，在不能旋轉(zhuǎn)時(shí)使停止信號成為預(yù)定電平。停止信號生成電路也可以檢 測流過電機(jī)的線圈的電流，在所檢測的電流超過預(yù)定值時(shí)使停止信號成為 預(yù)定電平。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路可以被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。所謂"一體集 成"，包括將電路的所有結(jié)構(gòu)要件形成在半導(dǎo)體襯底上的情況，和對電路 的主要結(jié)構(gòu)要件進(jìn)行一體集成的情況，也可以為調(diào)節(jié)電路常數(shù)而將一部分 電阻、電容等設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的外部。通過將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路集成在一個(gè) LSI上，能夠減少電路面積。
本發(fā)明的另一方案是一種冷卻裝置。該冷卻裝置包括風(fēng)扇電機(jī)，和 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的另外的方案是一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括上述冷卻裝 置。根據(jù)該方案，能夠根據(jù)溫度對電子設(shè)備內(nèi)部的冷卻對象進(jìn)行合適的冷 卻。
本發(fā)明的另 一 方案是 一 種電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，向至少包括2對晶體管對的
輸出級提供驅(qū)動(dòng)信號，并向驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈提供開關(guān)電壓，所述晶 體管對包括串聯(lián)連接在電源電壓端子與接地端子之間的高側(cè)晶體管和低
側(cè)晶體管。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法包括根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值，生成控制輸 出級的晶體管的導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信號的步驟；基于所生成的驅(qū)動(dòng)信號， 交替地使輸出級的高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管導(dǎo)通、截止的步驟；生成指示 電機(jī)的停止的停止信號的步驟；在被指示電機(jī)的停止時(shí)，立刻使晶體管對 的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的任 一 者截止，并在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后， 使晶體管對的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的另 一 者截止的步驟。
2.本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路生成規(guī) 定驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈通電時(shí)間的被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號，控制電機(jī) 的轉(zhuǎn)速。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括時(shí)間常數(shù)電路，在電機(jī)起動(dòng)時(shí)，生成電壓 值隨時(shí)間變化的第l起動(dòng)控制電壓；放大器，放大從時(shí)間常數(shù)電路輸出的 第l起動(dòng)控制電壓，作為第2起動(dòng)控制電壓輸出；驅(qū)動(dòng)信號生成電路，將 根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值而設(shè)定的旋轉(zhuǎn)控制電壓，與第l、第2起動(dòng)控制 電壓進(jìn)行合成，生成具有與三個(gè)電壓中的任一者相應(yīng)的占空比的被脈沖調(diào) 制了的驅(qū)動(dòng)信號。
根據(jù)該方案，通過合成第1、第2控制電壓以及旋轉(zhuǎn)控制電壓這三個(gè) 電壓，能夠多樣地設(shè)定各種被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號的占空比，能夠提高 電機(jī)起動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)控制的自由度。另外，在本說明書中，"放大"也包括增 益低于l的衰減，"放大器"也包括衰減器。
放大器也可以是可變增益放大器。而且，放大器既可以是對第l起動(dòng) 控制電壓進(jìn)行反相放大的反相放大器，也可以是對第l起動(dòng)控制電壓進(jìn)行 非反相放大的非反相放大器。通過控制放大器的增益，能夠自由地進(jìn)行電 機(jī)起動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)控制。
驅(qū)動(dòng)信號生成電路也可以包括脈沖調(diào)制比較器，通過將旋轉(zhuǎn)控制電 壓與預(yù)定的周期電壓進(jìn)行比較來生成脈沖調(diào)制信號；第l比較器，通過將 第1起動(dòng)控制電壓與周期電壓進(jìn)行比較來生成第l控制脈沖信號；第2比 較器，通過將第2起動(dòng)控制電壓與周期電壓進(jìn)行比較來生成第2控制脈沖 信號；合成電路，利用邏輯運(yùn)算將脈沖調(diào)制信號與第1、第2控制脈沖信
號進(jìn)行合成，由此生成驅(qū)動(dòng)信號。
在脈沖調(diào)制比較器、第1比較器、第2比較器中，使用三角波或者鋸
齒波狀的周期電壓來生成脈沖調(diào)制信號。各比較器的輸出信號是取高電平 或者低側(cè)中的某一者的邏輯信號，因此，通過利用邏輯運(yùn)算進(jìn)行合成，能
夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)信號的占空比設(shè)定為從3個(gè)比較器輸出的脈沖信號的占空比的任 一者。
合成電路也可以包括第l邏輯塊，將由脈沖調(diào)制比較器生成的脈沖 調(diào)制信號，與由第2比較器生成的第2控制脈沖信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算；第2 邏輯塊，將由第1比較器生成的第l控制脈沖信號，與第l邏輯塊的輸出 信號進(jìn)行合成。
驅(qū)動(dòng)信號生成電路也可以包括電壓選擇電路，基于旋轉(zhuǎn)控制電壓、 第1、第2控制電壓的大小關(guān)系，選擇三者中的任一者電壓；脈沖寬度調(diào) 制比較器，通過將從電壓選擇電路輸出的電壓與預(yù)定的周期電壓進(jìn)行比較 來生成被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路可以被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。通過將電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路集成在一個(gè)LSI上，能夠減小電路面積。
本發(fā)明的其他方案是一種冷卻裝置。該裝置包括風(fēng)扇電機(jī)，和驅(qū)動(dòng) 風(fēng)扇電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的另外的方案是一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括上述冷卻裝 置。通過該方案，能夠根據(jù)溫度對電子設(shè)備內(nèi)部的冷卻對象進(jìn)行合適的冷 卻。
本發(fā)明的另外的方案是一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法生成規(guī)定 驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈通電時(shí)間的被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號，控制電機(jī)的 轉(zhuǎn)速，包括在電機(jī)起動(dòng)時(shí)，生成電壓值隨時(shí)間變化的第1起動(dòng)控制電壓 的步驟；放大第1起動(dòng)控制電壓，作為第2起動(dòng)控制電壓進(jìn)行輸出的步驟； 將根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值而設(shè)定的旋轉(zhuǎn)控制電壓，與第1、第2起動(dòng)控 制電壓進(jìn)行合成，生成具有與三個(gè)電壓中的任一者相應(yīng)的占空比的被脈沖 調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號的步驟。
另外，將以上結(jié)構(gòu)要件的任意組合、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要件和表述在方法、 裝置、系統(tǒng)等之間相互轉(zhuǎn)換的方案，作為本發(fā)明的方案也是有效的。
〔發(fā)明效果〕
通過本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式，能夠在利用橋接結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，抑制電機(jī)停止時(shí)感應(yīng)電壓的產(chǎn)生。另外，通過本發(fā)明的至 少一個(gè)實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)自由度高的軟起動(dòng)控制。


圖l是表示第1實(shí)施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2的(a) ~ (e)是表示第1實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電機(jī)停止 時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖3的(a) ~ (c)是表示第1實(shí)施方式中的H橋電路的電機(jī)停止時(shí) 的狀態(tài)的圖。
圖4的(a) ~ (c)是表示第1實(shí)施方式的變形例中的H橋電路的電 機(jī)停止時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖5的(a) ~ (e)是表示第2實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電機(jī)停止 時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖6的(a) ~ (c)是表示第2實(shí)施方式中的H橋電路的電機(jī)停止時(shí)
的狀態(tài)的圖。
圖7是表示第3實(shí)施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖8是表示合成電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖9的(a) ~ (d)是表示圖7的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電機(jī)起動(dòng)時(shí)的動(dòng)作 狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖10的(a) ~ (d)是表示將放大器的增益設(shè)定得較高時(shí)的動(dòng)作狀 態(tài)的時(shí)序圖。
圖11是表示第4實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的一部分的電路圖。
圖12的(a) ~ (c)是表示圖11的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電機(jī)起動(dòng)時(shí)的動(dòng) 作狀態(tài)的時(shí)序圖。
圖13是表示第5實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的一部分的電路圖。
圖14是表示可由圖13的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的占空比控制的一例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于優(yōu)選實(shí)施方式參照

本發(fā)明。對各附圖中所示的相 同或者等同的結(jié)構(gòu)要件、部件、處理等賦予相同的標(biāo)號，并適當(dāng)省略重復(fù) 的說明。另外，實(shí)施方式只是一種例示，并非限定本發(fā)明，實(shí)施方式所記 述的所有特征及其組合，并非 一定是本發(fā)明的本質(zhì)特征。
(第1實(shí)施方式)
本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式涉及用于冷卻臺式或者筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、 工作站等電子計(jì)算機(jī)、或者冰箱等電子設(shè)備的冷卻裝置中所使用的電機(jī)驅(qū) 動(dòng)電路。
圖l是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的冷卻裝置200的結(jié)構(gòu)的電路圖。
冷卻裝置200包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100、 H橋電路llO、風(fēng)扇電機(jī)120。
風(fēng)扇電機(jī)120在本實(shí)施方式中為單相全波電機(jī)，與未圖示的冷卻對象 物相對地配置。該風(fēng)扇電機(jī)120中，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電^各100和H橋電路110 所生成的開關(guān)信號Vswl、 Vsw2控制線圏電流、即通電狀態(tài)，從而控制風(fēng) 扇電才幾120的旋轉(zhuǎn)。
H橋電路110包括第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2、第 1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2、以及電流一企測電阻Rdet。該H 橋電路IIO是用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)120的輸出級。第1高側(cè)晶體管MH1、第 1低側(cè)晶體管ML1串聯(lián)連接在電源電壓端子112與接地端子GND之間， 構(gòu)成晶體管對(以下稱第l晶體管對)。同樣地，第2高側(cè)晶體管MH2、 第2低側(cè)晶體管ML2也構(gòu)成晶體管對(以下稱第2晶體管對)。在本實(shí) 施方式中，第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2是P溝道M0SFET。 另外，第1低側(cè)晶體管ML1 、第2低側(cè)晶體管ML2是N溝道MOSFET。
構(gòu)成第1晶體管對的第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2彼 此相輔地導(dǎo)通、截止。第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶體管ML1的導(dǎo) 通、截止，由施加于各晶體管的柵極的第1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、第l低 側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1控制。
第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶體管ML1的連接點(diǎn)的電壓作為第 1開關(guān)信號Vswl，被施加在風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的一端。在第1高側(cè)晶體 管MH1導(dǎo)通時(shí)，第1開關(guān)信號Vswl成為電源電壓Vdd，在第l低側(cè)晶 體管ML1導(dǎo)通時(shí)，第1開關(guān)信號Vswl成為接地電位(0V)。
構(gòu)成第2晶體管對的第2高側(cè)晶體管MH2、第2低側(cè)晶體管ML2的導(dǎo)通、截止，由施加于各晶體管的柵極的第2高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH2、第2 低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL2控制。兩個(gè)晶體管的連接點(diǎn)的電壓作為第2開關(guān)信號 Vsw2,被施加在風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的另一端。第2開關(guān)信號Vsw2被控 制為與第l開關(guān)信號Vswl反相。
電流沖企測電阻Rdet設(shè)置在第1低側(cè)晶體管ML1和第2低側(cè)晶體管 ML2的被共連的源極和接地端子GND之間。該電流檢測電阻Rdet將流過 風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的電流轉(zhuǎn)換成電壓(稱為4全測電壓Vdet)。檢測電壓 Vdet被反饋到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100。
另外，構(gòu)成H橋電路110的4個(gè)晶體管也可以一體集成在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路100中。另外，也可以對第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2 的源極和輸出電源電壓Vdd的電源(未圖示)設(shè)置用于防止反接的二極管。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100向作為輸出級的H橋電路110提供驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SHL1、 SDH2、 SDL2。作為H橋電路110的驅(qū)動(dòng)方法，有線性驅(qū)動(dòng)、脈 沖驅(qū)動(dòng)，本實(shí)施方式可以適用任一驅(qū)動(dòng)方式。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100具有驅(qū)動(dòng)信號生成電路1、驅(qū)動(dòng)器電路3、停止信 號生成電路8，是一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上的功能IC。
驅(qū)動(dòng)信號生成電路1根據(jù)風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值和轉(zhuǎn)子(rotor) 的相位變化，生成控制H橋電路110的晶體管MH1、 MH2、 ML1、 ML2 的導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2、 SDL1、 SDL2。驅(qū)動(dòng)信號生成電 路1例如也可以基于從未圖示的霍爾元件(hall element)輸出的霍爾信號， 生成驅(qū)動(dòng)信號(以下根據(jù)需要統(tǒng)稱為SD)。另外，也可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩目標(biāo) 值生成占空比(Duty)被設(shè)定的脈沖寬度調(diào)制信號，通過合成該脈沖寬度 調(diào)制信號和霍爾信號，來生成驅(qū)動(dòng)信號SD。
驅(qū)動(dòng)器電路3基于從驅(qū)動(dòng)信號生成電路1輸出的驅(qū)動(dòng)信號SD,使H 橋電路110的高側(cè)晶體管MH1、 MH2和低側(cè)晶體管ML1、 ML2交替、相 輔地導(dǎo)通、截止。
驅(qū)動(dòng)器電路3在被指示停止電機(jī)時(shí)，立刻使晶體管對的高側(cè)晶體管或 者低側(cè)晶體管中的任一者截止。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)器電路3立刻使第 1、第2晶體管對各自的第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2截止。
進(jìn)而，驅(qū)動(dòng)器電路3在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間Td后，使晶體管對的高側(cè)
晶體管或者低側(cè)晶體管的另一者截止。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)器電路3在經(jīng)過延遲時(shí)間Td后，使第1、第2晶體管對各自的第1低側(cè)晶體管ML1、 第2低側(cè)晶體管ML2截止。
接著，基于圖1的框圖說明驅(qū)動(dòng)器電路3的結(jié)構(gòu)例。在本實(shí)施方式中， 驅(qū)動(dòng)器電路3包括定時(shí)信號生成電路4、第1合成電路5、第2合成電路6、 預(yù)驅(qū)動(dòng)器7。
定時(shí)信號生成電路4接受指示停止風(fēng)扇電機(jī)120的停止信號Sstop， 在移位了延遲時(shí)間Td后的不同的定時(shí)，輸出成為高電平的第1定時(shí)信號 STI、第2定時(shí)信號ST2。在本實(shí)施方式中，定時(shí)信號生成電路4在使第1 定時(shí)信號ST1成為高電平起經(jīng)過了延遲時(shí)間i:d后，使第2定時(shí)信號ST2 成為高電平。
第1合成電路5設(shè)置在從驅(qū)動(dòng)信號生成電路1向第1高側(cè)晶體管MH1 和第2高側(cè)晶體管MH2提供的第1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、第2高側(cè)驅(qū)動(dòng)信 號SDH2的路徑上。第1合成電路5將高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2與第1 定時(shí)信號ST1進(jìn)行邏輯合成，在第1定時(shí)信號ST1為高電平期間，強(qiáng)制性 地使高側(cè)晶體管MH1、 MH2截止。第1合成電路5在第1定時(shí)信號ST1 為高電平期間，將高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2的信號電平固定為使高側(cè) 晶體管MH1、 MH2截止的邏輯值。第1合成電路5可以使用"與"門、 "或"門等容易地構(gòu)成。
第2合成電路6設(shè)置在從驅(qū)動(dòng)信號生成電路1向第1低側(cè)晶體管ML1 和第2低側(cè)晶體管ML2提供的第1低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1和第2低側(cè)驅(qū)動(dòng) 信號SDL2的路徑上。第2合成電路6將低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1、 SDL2與第 2定時(shí)信號ST2進(jìn)行邏輯合成，在第2定時(shí)信號ST2為高電平期間，強(qiáng)制 性地使低側(cè)晶體管ML1、 ML2截止。第2合成電路6在第2定時(shí)信號ST2 為高電平期間，將低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1、 SDL2的信號電平固定為使低側(cè)晶 體管ML1、 ML2截止的邏輯值。
另外，在本實(shí)施方式中，第2合成電路6在延遲時(shí)間Td期間基于低 側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1、 SDL2，設(shè)定低側(cè)晶體管ML1、 ML2的導(dǎo)通、截止。
從第1合成電路5和第2合成電路6輸出的高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1'、 SDH2'和低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1'、 SDL2'被輸入到預(yù)驅(qū)動(dòng)器7。預(yù)驅(qū)動(dòng)器7 具有足夠驅(qū)動(dòng)構(gòu)成H橋電路110的晶體管的驅(qū)動(dòng)能力。預(yù)驅(qū)動(dòng)器7基于驅(qū)
動(dòng)信號SDH1'、 SDH2'、 SDL1'、 SDL2'切換晶體管MH1 、 MH2、 ML1、 ML2的導(dǎo)通、截止。
停止信號生成電路8監(jiān)視風(fēng)扇電機(jī)120的狀態(tài)，生成在滿足預(yù)定的條 件時(shí)成為高電平、指示風(fēng)扇電機(jī)120的停止的停止信號Sstop。在本實(shí)施 方式中，停止信號生成電路8被輸入與流過風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的電流對 應(yīng)的檢測電壓Vdet。在檢測電壓Vdet超過預(yù)定的閾值電壓時(shí)、即線圈電 流超過預(yù)定值時(shí)，停止信號生成電路8使停止信號Sstop變成高電平，指 示風(fēng)扇電機(jī)120的停止。
除風(fēng)扇電機(jī)120的線圈電流外，停止信號生成電路8還可以監(jiān)視風(fēng)扇 電機(jī)120的溫度，在溫度超出了預(yù)定的溫度范圍時(shí)，使停止信號Sstop變 為高電平。另外，停止信號生成電路8還可以監(jiān)視風(fēng)扇電機(jī)120的旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)，在因異物等而不能旋轉(zhuǎn)時(shí)，使停止信號Sstop變?yōu)楦唠娖?。停止信?生成電路8還可以監(jiān)視多種信息，進(jìn)行綜合分析后生成停止信號Sstop。 停止信號生成電路8可以作為檢測電路異常的電路來工作。此外，輸入到 定時(shí)信號生成電路4的停止信號Sstop也可以從電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的外部 來提供。
下面說明如上這樣構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電^各100的動(dòng)作。圖2的(a) ~ (e)是表示本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的電機(jī)停止時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的 時(shí)序圖。圖2的(a)表示停止信號Sstop，圖2的(b)表示第1定時(shí)信 號STl,圖2的(c)表示第2定時(shí)信號ST2，圖2的(d)表示從第l合 成電路5輸出的高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH',圖2的(e)表示從第2合成電路6 輸出的低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL'。
在時(shí)刻t0 tl期間，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100使風(fēng)扇電機(jī)120以預(yù)定的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)。在時(shí)刻tl，由停止信號生成電路8檢測到電路異常時(shí)，停止信號Sstop 成為高電平。在停止信號Sstop成為高電平時(shí)，定時(shí)信號生成電路4立刻 使第1定時(shí)信號ST1變成高電平。
在時(shí)刻tl，在第1定時(shí)信號ST1成為高電平時(shí)，第1合成電路5固定 高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH的邏輯值，使第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管 MH2截止。
在從時(shí)刻tl經(jīng)過延遲時(shí)間Td后的日于刻t2,定時(shí)信號生成電路4使第 2定時(shí)信號ST2變?yōu)楦唠娖?。在?定時(shí)信號ST2成為高電平時(shí)，第2合 成電路6固定低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL的邏輯值，使第1低側(cè)晶體管ML1、第 2低側(cè)晶體管ML2截止。
在時(shí)刻tl-t2的延遲時(shí)間id期間，利用由驅(qū)動(dòng)信號生成電路1生成的 驅(qū)動(dòng)信號SDL1、 SDL2來控制第1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2 的導(dǎo)通、截止。如上所述，由于第1低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1、第2低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號 SDL2被排他地控制導(dǎo)通和截止，所以在時(shí)刻tl ~ t2中，也是相應(yīng)于風(fēng)扇電 機(jī)120的轉(zhuǎn)子的位置， 一者成為導(dǎo)通的狀態(tài)，另一者成為截止的狀態(tài)。
圖3的(a) ~ (c)是表示電機(jī)停止時(shí)的H橋電路110的狀態(tài)的圖。 圖3的(a)表示停止信號Sstop轉(zhuǎn)變成高電平的時(shí)刻tl之前的狀態(tài)，圖3 的(b)表示時(shí)刻tl t2的延遲時(shí)間id期間的狀態(tài)，圖3的(c)表示時(shí) 刻t2以后的狀態(tài)。在圖3的(a) ~ (c)中，構(gòu)成H橋電路110的晶體 管作為開關(guān)來表示。
如圖3的(a)所示，假設(shè)在停止信號Sstop變成高電平的時(shí)刻tl之 前，第1高側(cè)晶體管MH1、第2低側(cè)晶體管ML2為導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)，線 圈電流Icoil從電源電壓端子112，以第1高側(cè)晶體管MH1、線圈L、第2 低側(cè)晶體管ML2的路徑流入風(fēng)扇電機(jī)120的線圈L。
在時(shí)刻tl,在將第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2強(qiáng)制性 截止時(shí)，由積蓄在線圈L中的能量產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，圖3的(a)中流過 的線圈電流Icoil要繼續(xù)流動(dòng)。結(jié)果，經(jīng)由存在于第1低側(cè)晶體管ML1的 背柵極與漏極之間的體二極管(body diode ) Dl提供線圈電流Icoil。
在圖3的(b)所示的狀態(tài)被保持延遲時(shí)間Td期間后，積蓄在線圈L 中的能量消散，線圈電流Icoil成為0。反過來說，優(yōu)選將延遲時(shí)間id設(shè) 定為比通過再生而使能量消散所需要的時(shí)間長。該時(shí)間是應(yīng)由線圈的電感 等確定的值，如果是被用在風(fēng)扇電機(jī)等中的電機(jī)，則例如優(yōu)選設(shè)定為從亞 毫秒到數(shù)十毫秒的范圍。
在時(shí)刻t2,在第2定時(shí)信號ST2成為高電平時(shí)，如圖3的(c)所示， 所有的晶體管(開關(guān))截止。
如此，按照本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100,通過在從被指示電機(jī)的 停止起至使低側(cè)晶體管截止具有延遲，能夠利用包含兩個(gè)低側(cè)晶體管的環(huán) 路形成再生路徑，能夠使再生電流消散。結(jié)果，流過線圈L的再生電流不 會(huì)經(jīng)由電源電壓端子112流入連接于外部的電源，因此，能夠防止電源電 壓端子112的電位由于感應(yīng)電壓而瞬間跳升。
另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于電流不流入電源，就不需要在電源電壓 端子112與接地端子之間設(shè)置齊納二極管或者設(shè)置電容器，因而能夠簡化
電路，還可以i某求降低成本。
接下來說明第1實(shí)施方式的變形例。在上述實(shí)施方式中，是在停止信
號Sstop成為高電平后使高側(cè)晶體管截止，然后在至經(jīng)過延遲時(shí)間Td之 前的期間內(nèi)使低側(cè)晶體管截止。在變形例中，可以是收到停止信號Sstop
的變化后立刻使低側(cè)晶體管截止，然后在經(jīng)過延遲時(shí)間后，使高側(cè)晶體管截止。
上述變形例，例如能夠通過在定時(shí)信號生成電路4中變換第1定時(shí)信 號ST1與第2定時(shí)信號ST2的電平變化的定時(shí)而容易地實(shí)現(xiàn)。
圖4的(a) ~ ( c)是表示該變形例中的電機(jī)停止時(shí)H橋電路110的 狀態(tài)的圖。圖4的(a)、 (c)與圖3的(a)、 (c)是一樣的。在本變 形例中，在時(shí)刻tl ~t2的延遲時(shí)間Td期間，再生電流流過由第1高側(cè)晶體 管MH1和第2高側(cè)晶體管MH2的體二極管形成的環(huán)路。結(jié)果，再生電流不 會(huì)經(jīng)由電源電壓端子112流入電源(未圖示)，能夠防止電源電壓端子112 的電位的瞬間跳升。
(第2實(shí)施方式)
在第l實(shí)施方式中，在從停止信號Sstop成為高電平起至經(jīng)過延遲時(shí) 間Td的期間，基于從驅(qū)動(dòng)信號生成電路1輸出的驅(qū)動(dòng)信號設(shè)定了低側(cè)晶 體管(在變形例中是高側(cè)晶體管)的導(dǎo)通、截止。與此不同，在第2實(shí)施 方式中，在從停止信號Sstop成為高電平起至經(jīng)過延遲時(shí)間Td的期間， 將2個(gè)低側(cè)晶體管強(qiáng)制性導(dǎo)通。
第2實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100基本上與圖1同樣地構(gòu)成即可。例 如，向第2合成電路6除輸入第2定時(shí)信號ST2外，還輸入第1定時(shí)信號 ST1,并對兩個(gè)定時(shí)信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，由此檢測出僅第1定時(shí)信號ST1 為高電平的期間。第2合成電路6控制第1低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL廠、第2低 側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL2'的邏輯值，使得在僅第1定時(shí)信號ST1為高電平的期間， 第1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2都成為導(dǎo)通狀態(tài)。
圖5的(a) ~ (e)是表示第2實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的電機(jī)
停止時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)序圖。此外，圖6的(a) ~ (c)是表示本實(shí)施方 式的電機(jī)停止時(shí)H橋電路110的狀態(tài)的圖。
第2實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100與第1實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 100僅在時(shí)刻tl ~t2的延遲時(shí)間id期間內(nèi)其動(dòng)作不同。如圖5的(e)所 示，在時(shí)刻tl-t2期間，從第2合成電路6輸出的驅(qū)動(dòng)信號SDL'被設(shè)定 為使第1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2都成為導(dǎo)通狀態(tài)的邏輯 值。
圖6的(a)表示在停止信號Sstop變?yōu)楦唠娖降臅r(shí)刻tl之前的狀態(tài)， 圖6的(b)表示時(shí)刻tl t2的延遲時(shí)間Td期間的狀態(tài)，圖6的(c)表 示時(shí)刻t2以后的狀態(tài)。
如圖6的(b)所示，在本實(shí)施方式中，在延遲時(shí)間Td期間，第l低 側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2成為導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)果，在第1實(shí)施 方式中經(jīng)由第1低側(cè)晶體管ML1的體二極管流過的再生電流變成在第1 低側(cè)晶體管ML1的溝道內(nèi)流過，由第1低側(cè)晶體管ML1和第2低側(cè)晶體 管ML2的溝道形成環(huán)路，積蓄在線圈內(nèi)的能量被消散。
如第1實(shí)施方式那樣，在電流流入晶體管的體二極管后，產(chǎn)生正向電 壓Vf量的電壓降。另一方面，在本實(shí)施方式中，由于再生電流流過第1 低側(cè)晶體管ML 1的溝道，所以電壓降為漏極-源極間電壓Vds。漏極-源極 間電壓Vds比正向電壓Vf小，所以能夠抑制功^^。
對于本實(shí)施方式，也能夠想到與第1實(shí)施方式同樣的變形例。即，也 可以在變形例中，收到停止信號Sstop的變化后立刻使低側(cè)晶體管截止， 然后在延遲時(shí)間期間使兩個(gè)高側(cè)晶體管導(dǎo)通，然后使高側(cè)晶體管截止。
上述實(shí)施方式只是例示，可以對其各結(jié)構(gòu)要件、各處理過程的組合做 出各種各樣的變形例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這些變形例也包括在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
在實(shí)施方式中，說明了將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100 —體集成在一個(gè)LSI上的 情況，但本發(fā)明不限于此，例如既可以是一部分結(jié)構(gòu)要件作為分立元件、 芯片部件設(shè)置在LSI的外部，也可以利用多個(gè)LSI來構(gòu)成。例如，H橋電 路110既可以使用分立的功率晶體管來構(gòu)成，也可以被內(nèi)置于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路100中。
而且，在實(shí)施方式中使用的晶體管，既可以將雙極型晶體管和FET相互置換，也可以將P溝道、N溝道型晶體管置換。
在實(shí)施方式中，說明了驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)的情況，但本發(fā)明不限于此。即， 在驅(qū)動(dòng)3相電機(jī)等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等中，通過在電機(jī)停止時(shí)，將使高側(cè)晶體 管截止的定時(shí)與使低側(cè)晶體管截止的定時(shí)移位延遲時(shí)間，能夠防止再生電流
:流向電源。
在實(shí)施方式中，對電才幾驅(qū)動(dòng)電路100驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的情況進(jìn)4亍了說明，
但作為本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)不限于風(fēng)扇電機(jī)，可以廣泛 適用于其他的單相、多相電機(jī)。
在實(shí)施方式所說明的電路中，信號的高電平、低電平的邏輯值的設(shè)定只 是一例，可以通過用反相器等使之適當(dāng)反轉(zhuǎn)而自由變更。
(第3實(shí)施方式)
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于冷卻臺式或筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站等 電子計(jì)算機(jī)、或者水箱等電子設(shè)備的冷卻裝置中所使用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
圖7是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的冷卻裝置200的結(jié)構(gòu)的電路圖。冷 卻裝置200包括電才幾驅(qū)動(dòng)電^各100a、 H橋電路llO、風(fēng)扇電才幾120。
風(fēng)扇電機(jī)120在本實(shí)施方式中是單相全波電機(jī)，與未圖示的冷卻對象 物相對地配置。該風(fēng)扇電機(jī)120由電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a和H橋電路110所 生成的開關(guān)信號Vswl、 Vsw2控制其線圈電流、即通電狀態(tài)，從而控制其 旋轉(zhuǎn)。
H橋電路110包括第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2、第 1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2。該H橋電路110相當(dāng)于用于 驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)120的輸出級。第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶體管ML1 串聯(lián)連接在電源電壓端子112與接地端子GND之間，構(gòu)成晶體管對(以 下稱第l晶體管對)。同樣地，第2高側(cè)晶體管MH2、第2低側(cè)晶體管 ML2也構(gòu)成晶體管對(以下稱第2晶體管對)。在本實(shí)施方式中，第l 高側(cè)晶體管MH1 、第2高側(cè)晶體管MH2是P溝道MOSFET。而且，第1 低側(cè)晶體管ML 1 、第2低側(cè)晶體管ML2是N溝道MOSFET。
構(gòu)成第1晶體管對的第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2彼 此相輔地導(dǎo)通、截止。第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶體管ML1的導(dǎo) 通、截止，由施加于各晶體管的柵極的第1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、第l低
側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL1控制。
第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶體管ML1的連接點(diǎn)的電壓作為第 1開關(guān)信號Vswl，被施加在風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的一端。在第1高側(cè)晶體 管MH1導(dǎo)通時(shí)，第l開關(guān)信號Vswl成為電源電壓Vdd，在第l低側(cè)晶 體管ML1導(dǎo)通時(shí)，第1開關(guān)信號Vswl成為接地電位(0V)。
構(gòu)成第2晶體管對的第2高側(cè)晶體管MH2、第2低側(cè)晶體管ML2的 導(dǎo)通、截止，由施加于各晶體管的柵極的第2高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH2、第2 低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDL2控制。兩個(gè)晶體管的連接點(diǎn)的電壓作為第2開關(guān)信號 Vsw2，被施加在風(fēng)扇電機(jī)120的線圈的另 一端。第2開關(guān)信號Vsw2被控 制為與第1開關(guān)信號Vswl反相。
另夕卜，構(gòu)成H橋電路110的四個(gè)晶體管也可以被一體集成地內(nèi)置于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a中。另外，也可以對第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶 體管MH2的源極和輸出電源電壓Vdd的電源(未圖示)設(shè)置用于防止反 接的二極管。
從外部向電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a輸入對應(yīng)于風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值 而設(shè)定的》走轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt。該i走轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt也可以在電沖幾驅(qū)動(dòng)電 路100a內(nèi)部生成。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a基于旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt生成規(guī)定驅(qū) 動(dòng)對象的風(fēng)扇電機(jī)120的線圈通電時(shí)間的、被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號 SDH1、 SHL1、 SDH2、 SDL2,向作為輸出級的H橋電路110輸出。電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路100a包括時(shí)間常數(shù)電路10、放大器20、以及驅(qū)動(dòng)信號生成電路 30,是一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上的功能IC。
起動(dòng)控制電壓Vstrtl。時(shí)間常數(shù)電路10可以使用以恒定電流對電容器進(jìn)行 充電的類型或?qū)π逼虏ㄐ蔚臄?shù)字信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的類型等各種結(jié)構(gòu)，不 特別限定其電路結(jié)構(gòu)。
放大器20對由時(shí)間常數(shù)電路IO生成的第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl進(jìn)行 放大，作為第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2輸出。在本實(shí)施方式中，放大器20 是反相放大器，包括運(yùn)算放大器22、第1電阻R1、以及第2電阻R2。第 1電阻R1的一端連接運(yùn)算放大器22的反相輸入端子，其另一端被施加第 1起動(dòng)控制電壓Vstrtl。第2電阻R2的一端連接運(yùn)算》文大器22的輸出端 子，另一端連接運(yùn)算放大器22的反相輸入端子。運(yùn)算放大器22的非反相輸入端子被施加固定電壓。
在本實(shí)施方式中，第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl是在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)， 隨時(shí)間經(jīng)過而緩緩上升的電壓。因此，第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2隨時(shí)間經(jīng) 過而緩緩下降。
在該放大器20中，優(yōu)選使第1電阻R1、第2電阻R2的至少一者采 用可變電阻，使放大器20成為可變增益放大器。在這種情況下，優(yōu)選放 大器20的增益能夠由未圖示的控制電路進(jìn)行控制。
驅(qū)動(dòng)信號生成電路30將旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt與第1起動(dòng)控制電壓 Vstrtl、第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2合成，生成具有對應(yīng)于3個(gè)電壓中的任 一者的占空比的被脈沖調(diào)制了的信號。以下，對驅(qū)動(dòng)信號生成電路30的
具體結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。
驅(qū)動(dòng)信號生成電路30包括比較器32、驅(qū)動(dòng)信號生成部34、合成電路 50、脈沖調(diào)制(Pulse Width Modulation:脈沖寬度調(diào)制)比較器(以下稱 PWM比較器)40、第1比較器42、第2比較器44、振蕩器46。
比較器32比較從未圖示的霍爾元件輸出的霍爾信號H+和H-,生成 高電平、低電平相應(yīng)于風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)子的相而變化的頻率發(fā)生信號(以 下稱FG信號)。
驅(qū)動(dòng)信號生成部34基于FG信號生成驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2、 SDL1、 SDL2。在本實(shí)施方式中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a利用脈沖寬度調(diào)制方式控制 風(fēng)扇電機(jī)120的通電時(shí)間。在利用該脈沖寬度調(diào)制方式進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 時(shí)，在本實(shí)施方式中，低側(cè)晶體管ML1、 ML2的導(dǎo)通、截止是相應(yīng)于風(fēng) 扇電機(jī)120的相切換而交替導(dǎo)通、截止的，基于被脈沖寬度調(diào)制了的信號， 對高側(cè)晶體管MH1、 MH2進(jìn)行開關(guān)控制。顯然，本發(fā)明不受這些的限制， 既可以通過脈沖寬度調(diào)制了的信號驅(qū)動(dòng)低側(cè)晶體管，也可以利用脈沖寬度 調(diào)制了的信號驅(qū)動(dòng)高側(cè)、低側(cè)這兩側(cè)的晶體管。
例如，驅(qū)動(dòng)信號生成部34生成驅(qū)動(dòng)信號SD,使得在FG信號為高電 平時(shí)第1高側(cè)晶體管MH1、第2低側(cè)晶體管ML2導(dǎo)通，第2高側(cè)晶體管 MH2、第1低側(cè)晶體管ML1截止。此處，優(yōu)選對信號電平的變化賦予延 遲，設(shè)置停滯時(shí)間(dead time),使得第1高側(cè)晶體管MH1、第1低側(cè)晶 體管ML1不同時(shí)導(dǎo)通，或者第2高側(cè)晶體管MH2、第2低側(cè)晶體管ML2 不同時(shí)導(dǎo)通。
從驅(qū)動(dòng)信號生成部34輸出的驅(qū)動(dòng)信號SDL1、 SDL2分別被輸出到低 側(cè)的第1低側(cè)晶體管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2。結(jié)果，第l低側(cè)晶體 管ML1、第2低側(cè)晶體管ML2相應(yīng)于FG信號的高電平、低電平，交替 地反復(fù)導(dǎo)通、截止。
另一方面，從驅(qū)動(dòng)信號生成部34輸出的驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2被輸 出到合成電路50。合成電路50對由驅(qū)動(dòng)信號生成部34生成的驅(qū)動(dòng)信號 SDH1、 SDH2進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，向第1高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶 體管MH2輸出。關(guān)于合成電路50將在后面敘述，下面說明脈沖寬度調(diào)制。
振蕩器46生成具有預(yù)定頻率的三角波狀或者鋸齒波狀的周期電壓 Vsaw。 PWM比較器40通過將旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt與周期電壓Vosc進(jìn)行 比較來生成脈沖調(diào)制信號(以下稱PWM信號Vpwm)。在本實(shí)施方式中， PWM比較器40的非反相輸入端子被輸入旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt，反相輸入端 子被輸入周期電壓Vosc。結(jié)果，PWM信號Vpwm在Vcnt>Vosc時(shí)成為高 電平，在Vcnt<Vosc時(shí)成為低電平?？刂齐妷篤ent越高，PWM信號Vpwm 的高電平的時(shí)間就越長。
第l比較器42通過將第l起動(dòng)控制電壓Vstrtl與周期電壓Vosc進(jìn)行 比較，生成第1控制脈沖信號Vpl。在本實(shí)施方式中，第1比較器42的 非反相輸入端子被輸入第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl ，反相輸入端子被輸入周 期電壓Vosc。結(jié)果，第1控制脈沖信號Vpl在Vstrtl>Vosc時(shí)成為高電平， 在VstrtKVosc時(shí)成為低電平。第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl越高，第1控制 脈沖信號Vpl的高電平的時(shí)間就越長。
另一方面，第2比較器44通過將第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2與周期電 壓Vosc進(jìn)行比較來生成第2控制脈沖信號Vp2。在本實(shí)施方式中，第2 比較器44的非反相輸入端子被輸入第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2，反相輸入端 子被輸入周期電壓Vosc。結(jié)果，第2控制脈沖信號Vp2在Vstrt2>Vosc時(shí) 成為高電平，在Vstrt2〈Vosc時(shí)成為低電平。第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2越 高，第2控制脈沖信號Vp2的高電平的時(shí)間就越長。
在本實(shí)施方式中，第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)隨時(shí) 間經(jīng)過而緩緩上升，第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2隨時(shí)間經(jīng)過而緩緩下降，因 此，第l控制脈沖信號Vpl的占空比隨時(shí)間經(jīng)過而增加，另一方面，第2 控制脈沖信號Vp2的占空比隨時(shí)間經(jīng)過而減少。
在本實(shí)施方式中，PWM信號Vpwm、第1比較器42、第2比較器44 的高電平對應(yīng)于構(gòu)成H橋電路110的低側(cè)晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)，低電平對應(yīng) 于構(gòu)成H橋電路110的低側(cè)晶體管的截止?fàn)顟B(tài)。
另外，在PWM比較器40、第1比較器42、第2比較器44中，向反 相輸入端子、非反相輸入端子輸入何種信號是設(shè)計(jì)事項(xiàng)，不受本實(shí)施方式 的限制。
分別從PWM比較器40、第1比較器42、第2比較器44輸出的PWM 信號Vpwm、第l控制脈沖信號Vpl、第2控制脈沖信號Vp2，被輸入到 合成電路50。以下，對合成電^各50的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行說明。
圖8是表示合成電路50的結(jié)構(gòu)例的電路圖。在本實(shí)施方式中，合成 電路50包括第1邏輯塊52、第2邏輯塊54、第3邏輯塊56、以及第4 邏輯塊58。
在本實(shí)施方式中，第1邏輯塊52將由PWM比較器40生成的PWM 信號Vpwm，與由第2比較器44生成的第2控制脈沖信號Vp2進(jìn)行邏輯 運(yùn)算。該第1邏輯塊52的結(jié)構(gòu)中包括"或"門，輸出PWM信號Vpwm 與第2控制脈沖信號Vp2的邏輯和。
第1邏輯塊52的輸出信號Sl是以PWM信號Vpwm與第2控制脈沖 信號Vp2中高電平的期間較長的信號、即風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩被設(shè)定得高 的信號為優(yōu)先的信號。
第2邏輯塊54將由第1比較器42生成的第l控制脈沖信號Vpl與第 1邏輯塊52的輸出信號Sl進(jìn)行合成。在本實(shí)施方式中，第2邏輯塊54 的結(jié)構(gòu)中包括"與"門，輸出第1邏輯塊52的輸出信號Sl與第l控制脈 沖信號Vpl的邏輯積。
第2邏輯塊54的輸出信號S2是以第1邏輯塊52的輸出信號S1和第 2控制脈沖信號Vp2中高電平的期間較短的信號、即風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩 被設(shè)定得低的信號為優(yōu)先的信號。
這樣所生成的第2邏輯塊54的輸出信號S2,成為具有與旋轉(zhuǎn)控制電 壓Vcnt、第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl 、第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2的電壓中的 某 一者相應(yīng)的占空比的被脈沖寬度調(diào)制了的信號。
第3邏輯塊56將從驅(qū)動(dòng)信號生成部34輸出的第1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1 與第2邏輯塊54的輸出信號S2進(jìn)行合成。第3邏輯塊56包括"與"門，
輸出第1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1與第2邏輯塊54的輸出信號S2的邏輯積。 第3邏輯塊56的輸出信號作為被脈沖寬度調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號SDH1'被輸 出到第1高側(cè)晶體管MH1的柵極。
第4邏輯塊58與第3邏輯塊56—樣，包括"與，，門，將從驅(qū)動(dòng)信號 生成部34輸出的第2高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH2與第2邏輯塊54的輸出信號S2 進(jìn)行合成，輸出兩個(gè)信號的邏輯積。第4邏輯塊58的輸出信號作為被脈 沖寬度調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號SDH2'被輸出到第2高側(cè)晶體管MH2的柵極。
另外，在構(gòu)成H橋電路110的晶體管的尺寸較大，需要大的驅(qū)動(dòng)力時(shí)， 在H橋電路110的前級需要有具備足夠的驅(qū)動(dòng)力的預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路，在此未 進(jìn)行圖示。
下面說明如上這樣構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a的動(dòng)作。圖9的(a) ~ (d)是表示本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a的電機(jī)起動(dòng)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的 時(shí)序圖。圖9的(a)表示旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt、第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl 、 第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2。此外，圖9的(b )表示PWM信號Vpwm、第 1控制脈沖信號Vpl 、第2控制脈沖信號Vp2的占空比，圖9的(c )表 示第1邏輯塊52的輸出信號Sl的占空比，圖9的(d)表示第2邏輯塊 54的輸出信號S2的占空比。
在時(shí)刻t0,指示風(fēng)扇電機(jī)120的驅(qū)動(dòng)開始，時(shí)間常數(shù)電路10使第1 起動(dòng)控制電壓Vstrtl緩緩上升。與第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl的上升相反， 從放大器20輸出的第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2隨時(shí)間經(jīng)過而降低。
在時(shí)刻tl,在第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl變得高于從振蕩器46輸出的 周期電壓Vosc的底值電平(bottom level)時(shí)，第1控制脈沖信號Vp 1的 占空比開始緩緩上升。同樣，在第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2變得低于周期電 壓Vosc的峰值電平時(shí)，第2控制脈沖信號Vp2的占空比開始下降。由于 旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt是恒定的，因此，PWM信號Vpwm的占空比^皮固定。
如上述這樣，由于第1邏輯塊52的輸出信號Sl是第2控制脈沖信號 Vp2與PWM信號Vpwm的邏輯和，因此，占空比反映兩個(gè)信號中較大的 那一個(gè)。結(jié)果，如圖9的(c)所示，第1邏輯塊52的輸出信號S1的占 空比在時(shí)刻t0 tl期間為最大值(例如100% )，在時(shí)刻tl以后緩緩下降。 在第2控制脈沖信號Vp2的占空比低于PWM信號Vpwm的占空比的時(shí)刻 t3以后，輸出信號Sl的占空比成為與PWM信號Vpwm的占空比相等。
由于第2邏輯塊54的輸出信號S2是第l控制脈沖信號Vpl與第1 邏輯塊52的輸出信號Sl的邏輯積，所以占空比反映兩個(gè)信號中較小的那 一個(gè)。結(jié)果，如圖9的(d)所示，第2邏輯塊54的輸出信號S2的占空 比在時(shí)刻t0 tl期間為最小值(例如0% ),在時(shí)刻tl以后緩緩下降。在 第1控制脈沖信號Vpl的占空比高于PWM信號Vpwm的占空比的時(shí)刻t2 以后，輸出信號S2的占空比成為與第1邏輯塊52的輸出信號Sl的占空 比相等。
對于H橋電路110的低側(cè)的晶體管ML1、 ML2的導(dǎo)通、截止，基于 第1邏輯塊52的輸出信號S2的占空比進(jìn)行PWM控制。結(jié)果，按照本實(shí) 施方式的電^U區(qū)動(dòng)電^各100a，在時(shí)刻tl ~ t2期間，利用PWM控制將對風(fēng) 扇電機(jī)120的線圈的導(dǎo)通時(shí)間逐漸設(shè)定得變長。暫時(shí)超過目標(biāo)值轉(zhuǎn)矩，在 時(shí)刻t2,線圈的導(dǎo)通時(shí)間逐漸被設(shè)定得變短，在時(shí)刻t3被設(shè)定為目標(biāo)值轉(zhuǎn) 矩。
按照本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a,基于第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl 和將其放大了的第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2,生成被脈沖寬度調(diào)制了的第1 控制脈沖信號Vpl、第2控制脈沖信號Vp2,將這些脈沖信號與PWM信 號Vpwm進(jìn)行合成，來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。結(jié)果，能夠根據(jù)風(fēng)扇電機(jī)120的 種類進(jìn)行各種各樣的起動(dòng)控制。
例如，如圖9的(d)所示，暫時(shí)以超過目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的較大的占空比驅(qū) 動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)120,之后，使占空比減少，由此能夠合適地驅(qū)動(dòng)停止時(shí)摩才察 較大的風(fēng)扇電機(jī)120。
此外，在用可變增益放大器作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a的放大器20時(shí)， 能夠控制第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2的傾斜度，進(jìn)而能夠控制第1控制脈沖 信號Vpl的占空比增大的速度。
例如，在本實(shí)施方式中，圖10的(a) ~ (d)表示將放大器20的增 益設(shè)定得較高時(shí)的動(dòng)作。在放大器20的增益較高時(shí)，第2起動(dòng)控制電壓 Vstrt2急速下降。結(jié)果，第2控制脈沖信號Vp2的占空比與圖9的(b) 相比也變得快速下降。結(jié)果，如圖10的(d)所示，基于第2起動(dòng)控制電 壓Vstrt2所設(shè)定的第2控制脈沖信號Vp2的占空比沒有被第2邏輯塊54 的輸出信號S2所反映。在這種情況下，能夠使風(fēng)扇電機(jī)120的轉(zhuǎn)矩逐漸 增加至目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，能夠執(zhí)行與通常的軟起動(dòng)同等的動(dòng)作。
此外，按照本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a，還能使風(fēng)扇電機(jī)120 以全轉(zhuǎn)矩(full torque)開始旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，例如，使作為時(shí)間常數(shù) 電路10的輸出的第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl以非?？斓乃俣壬仙＝Y(jié)果， 起動(dòng)時(shí)的占空比上升至100%附近，因而以全轉(zhuǎn)矩開始旋轉(zhuǎn)。之后，在第 2起動(dòng)控制電壓Vstrt2下降時(shí)，占空比被設(shè)定為朝著目標(biāo)值逐漸降低。
進(jìn)而，纟安照本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a,能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行風(fēng)扇電 機(jī)120的轉(zhuǎn)矩控制，還能降低噪音。
(第4實(shí)施方式)
在第3實(shí)施方式中，說明了通過對脈沖寬度調(diào)制了的3個(gè)信號 Vpwm 1 、 Vp 1 、 Vp2進(jìn)行邏輯合成，來對H橋電路110進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)的 情況。與此不同，在第4實(shí)施方式中，是將3個(gè)電壓Vcnt、第l起動(dòng)控制 電壓Vstrtl、第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2進(jìn)行合成后，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的。
圖11是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100b的結(jié)構(gòu)的一部 分的電路圖。另外，對于圖11所沒有圖示的部件，可以采用與圖7同樣 地結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方式中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100b的驅(qū)動(dòng)信號生成電路30b的結(jié) 構(gòu)中包括電壓選擇電路60、脈沖寬度調(diào)制器70。電壓選擇電路60被輸入 旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt、第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl 、以及第2起動(dòng)控制電壓 Vstrt2。電壓選擇電路60基于旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt和第l起動(dòng)控制電壓 Vstrtl 、第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2的大小關(guān)系，從3個(gè)電壓中選擇任意一 個(gè)電壓。
例如，電壓選擇電路60包括最大值電路62、最小值電路64。最大值 電路62輸出旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt和第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2中較大一者的 電壓。最小值電路64輸出最大值電路62的輸出電壓VI與第l起動(dòng)控制 電壓Vstrtl中較小者的電壓。最小值電路64的輸出電壓V2被輸出到脈沖 寬度調(diào)制器70。電壓選擇電路60的輸出電壓V2具有與所輸入的3個(gè)電 壓Vcnt、 Vstrtl、 Vstrt2中基于大小關(guān)系被選擇的任一者相應(yīng)的電壓值。
脈沖寬度調(diào)制器70包括振蕩器72、 PWM比較器74。振蕩器72生成 周期電壓Vosc。 PWM比專交器74對周期電壓Vosc與電壓選4奪電^各60的 輸出電壓V2進(jìn)行比較，輸出在V2〉Vosc時(shí)成為高電平、在V2〈Vosc時(shí)
成為低電平的信號。脈沖寬度調(diào)制器70的輸出電壓V3對應(yīng)于圖8所示的 合成電路50的信號S2。
脈沖寬度調(diào)制器70的輸出電壓V3與從驅(qū)動(dòng)信號生成部34輸出的第 1高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH1、第2高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號SDH2進(jìn)行邏輯合成，向第1 高側(cè)晶體管MH1、第2高側(cè)晶體管MH2輸出。
圖12的(a) ~ (c)是表示第4實(shí)施方式的圖11的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100b 起動(dòng)時(shí)的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)序圖。
如圖12的(b)所示，在時(shí)刻t0 t2期間，電壓選擇電路60的輸出 電壓V2成為與第1起動(dòng)控制電壓Vstrtl相同的電壓值。之后，在時(shí)刻t2 t3期間，成為與第2起動(dòng)控制電壓Vstrt2相同的電壓值，在時(shí)刻t3以后， 成為與旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt相同的電壓值。
如圖12的(c)所示，脈沖寬度調(diào)制器70的輸出電壓V3的占空比在 電壓V2超過周期電壓Vosc的底值電平的時(shí)刻tl以后緩緩上升。之后， 在超過與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的占空比后，在時(shí)刻t2 t3期間，占空比下降。在 時(shí)刻t3以后，被設(shè)定為與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的占空比。
按照第4實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100b,與第3實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路100a—樣，能夠根據(jù)放大器20的增益、時(shí)間常數(shù)電路10的時(shí)間常 數(shù)的設(shè)定，以各種各樣的占空比驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)120。
(第5實(shí)施方式)
圖13是表示第5實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100c的結(jié)構(gòu)的一部分的電 路圖。本實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100c在圖7的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a的基 礎(chǔ)上，還包括對預(yù)定的基準(zhǔn)電壓Vref與周期電壓Vosc進(jìn)行比較的第 2PWM比較器48?；鶞?zhǔn)電壓Vref可以從電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100c的外部輸入， 也可以在電才幾驅(qū)動(dòng)電3各100c的內(nèi)部生成，優(yōu)選其電壓4直是可控的。
第2PWM比較器48對基準(zhǔn)電壓Vref與周期電壓Vosc進(jìn)行比較，輸 出在Vref>Vosc時(shí)成為高電平、在Vref<Vosc時(shí)成為低電平的第2PWM信 號Vpwm2。第2PWM信號Vpwm2的占空比根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref而設(shè)，成 為恒定值。第2PWM信號Vpwm2連同PWM信號Vpwml、第1控制脈沖 信號Vpl、第2控制脈沖信號Vp2—起，向合成電3各50輸出。
合成電路50通過邏輯運(yùn)算將脈沖調(diào)制信號Vpwml與第l控制脈沖信號Vpl、第2控制脈沖信號Vp2、第2PWM信號Vpwm2進(jìn)行合成，并進(jìn) 一步與由驅(qū)動(dòng)信號生成部34生成的驅(qū)動(dòng)信號SDH1、 SDH2合成，輸出驅(qū) 動(dòng)信號SDH1'、 SDH2'。
合成電路50的結(jié)構(gòu)也可以采用與圖8相同的結(jié)構(gòu)。即，圖8的合成 電路50是包括第l邏輯塊52、第2邏輯塊54地構(gòu)成的，但通過再設(shè)置第 3邏輯塊，將4個(gè)脈沖信號Vpwml、 Vpl、 Vp2、 Vpwm2以某種順序進(jìn)行 邏輯合成，能夠生成具有4個(gè)脈沖信號中的任一者的占空比的信號。
圖14表示第5實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100c所能實(shí)現(xiàn)的占空比的控 制的一例。在圖M的例子中，在時(shí)刻tO-tl期間，被設(shè)定為與第l起動(dòng) 控制電壓Vstrtl相應(yīng)的占空比，在時(shí)刻tl-t2期間，禍 沒定為與基準(zhǔn)電壓 Vref相應(yīng)的占空比，在時(shí)刻t2 ~ t3期間，被設(shè)定為與第2起動(dòng)控制電壓 Vstrt2相應(yīng)的占空比，在時(shí)刻t3以后，被設(shè)定為與旋轉(zhuǎn)控制電壓Vcnt相 應(yīng)的占空比。
按照本實(shí)施方式，通過生成占空比被固定的脈沖信號(Vpwm2),并 與其他脈沖信號進(jìn)行合成，能夠在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，在設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 前使之以 一 定轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)一 定時(shí)間。
進(jìn)而，根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref的設(shè)定、時(shí)間常數(shù)電路10的時(shí)間常數(shù)的設(shè) 定、放大器20的增益等，能夠進(jìn)行更復(fù)雜的電機(jī)起動(dòng)控制。
上述實(shí)施方式只是例示，可以對其各結(jié)構(gòu)要件、各處理流程的組合做 出各種各樣的變形例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這些變形例也包括在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
例如，在本實(shí)施方式中，對使用一個(gè)放大器20的情況進(jìn)行了說明， 但也可以設(shè)定更多的放大器，生成第3、第4起動(dòng)控制電壓Vstrt,設(shè)定占 空比。在這種情況下，能夠進(jìn)行更復(fù)雜的轉(zhuǎn)矩控制。
另外，在實(shí)施方式中，對用反相放大器構(gòu)成放大器20的情況進(jìn)行了 說明，但本發(fā)明不限于此，也可以采用非反相放大器來構(gòu)成。在這種情況 下，能夠以2級速度增加PWM信號的占空比。
在實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，對時(shí)間常數(shù)電路在電機(jī)起動(dòng)時(shí)使第1 起動(dòng)控制電壓Vstrtl變化的情況進(jìn)行了說明，還也可以在停止時(shí)使第l起 動(dòng)控制電壓Vstrtl緩緩下降。在這種情況下，能夠靈活地進(jìn)行電機(jī)停止時(shí) 的轉(zhuǎn)矩控制。
另外，在實(shí)施方式中，對將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a~ c —體集成在一個(gè)LSI 上的情況進(jìn)行了說明，而本發(fā)明不限于此，既可以是一部分結(jié)構(gòu)要件作為 分立元件、芯片部件設(shè)置在LSI的外部，也可以利用多個(gè)LSI來構(gòu)成。例 如，H橋電路36既可以使用分立的功率晶體管來構(gòu)成，也可以被內(nèi)置于 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a~ c中。
此外，對于在實(shí)施方式中使用的晶體管，既可以對雙極型晶體管和FET 進(jìn)行相互置換，也可以對P溝道、N溝道晶體管進(jìn)行置換。
在實(shí)施方式中，對驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)的情況進(jìn)行了說明，而本發(fā)明不限于此。 即，本發(fā)明也能夠在驅(qū)動(dòng)3相電機(jī)等的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中適用。
在實(shí)施方式中，對電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100a ~ c驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的情況進(jìn)行了說 明，但作為本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)不限于風(fēng)扇電機(jī)，可以 廣泛適用其他的單相、多相電機(jī)。
在實(shí)施方式所說明的電路中，信號的高電平、低電平的邏輯值的設(shè)定只 是一例，可以通過用反相器等使之適當(dāng)反轉(zhuǎn)而自由變更。而且，與此相應(yīng)， 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地想到置換"與"門、"或，，門。
以上，基于實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但實(shí)施方式只不過是闡明本 發(fā)明的原理、應(yīng)用，在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)， 可以對實(shí)施方式進(jìn)行各種變形及配置的變更。 〔產(chǎn)業(yè)可利用性〕
本發(fā)明可利用于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，向至少包括2對晶體管對的輸出級提供驅(qū)動(dòng)信號，并向驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈提供開關(guān)電壓，所述晶體管對包括串聯(lián)連接在電源電壓端子與接地端子之間的高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的特征在于，包括驅(qū)動(dòng)信號生成電路，根據(jù)上述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值，生成控制上述輸出級的晶體管的導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信號；和驅(qū)動(dòng)器電路，基于從上述驅(qū)動(dòng)信號生成電路輸出的上述驅(qū)動(dòng)信號，交替地使上述輸出級的上述高側(cè)晶體管和上述低側(cè)晶體管導(dǎo)通、截止；其中，上述驅(qū)動(dòng)器電路在被指示停止上述電機(jī)時(shí)，立刻使上述晶體管對的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的任一者截止，并在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后，使上述晶體管對的高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的另一者截止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述驅(qū)動(dòng)器電路在上述延遲時(shí)間期間，基于上述驅(qū)動(dòng)信號控制上述高側(cè)晶體管或上述低側(cè)晶體管的上述另 一 者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于上述驅(qū)動(dòng)器電路在上述延遲時(shí)間期間，強(qiáng)制性地使上述高側(cè)晶體管或 上述低側(cè)晶體管的上述另一者導(dǎo)通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述驅(qū)動(dòng)器電路包括定時(shí)信號生成電路，接收用于指示上述電機(jī)的停止的停止信號，在移 位了上述延遲時(shí)間后的不同定時(shí)，輸出成為預(yù)定電平的第l定時(shí)信號和第 2定時(shí)信號，第l合成電路，被設(shè)置在從上述驅(qū)動(dòng)信號生成電路提供給上述高側(cè)晶 體管的高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號的路徑上，將上述高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號與上述第1定時(shí)信號 邏輯合成，在上述第1定時(shí)信號為預(yù)定電平的期間，強(qiáng)制性地使上述高側(cè) 晶 體管截止，以及第2合成電路，被設(shè)置在從上述驅(qū)動(dòng)信號生成電路提供給上述低側(cè)晶 體管的低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號的路徑上，將上述低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號與上述第2定時(shí)信號 邏輯合成，在上述第2定時(shí)信號為預(yù)定電平的期間，強(qiáng)制性地使上述低側(cè)晶體管截止。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述定時(shí)信號生成電路在使上述第l定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過上述延遲時(shí)間后，使上述第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平，上述第2合成電路在上述延遲時(shí)間期間，基于上述低側(cè)驅(qū)動(dòng)信號設(shè)定 上述低側(cè)晶體管的導(dǎo)通、截止。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述定時(shí)信號生成電路在使上述第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過上述延遲時(shí)間后，使上述第1定時(shí)信號成為預(yù)定電平，上述第1合成電路在上述延遲時(shí)間期間，基于上述高側(cè)驅(qū)動(dòng)信號設(shè)定 上述高側(cè)晶體管的導(dǎo)通、截止。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述定時(shí)信號生成電路在使上述第l定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過上述延遲時(shí)間后，使上述第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平，上述第2合成電路在上述延遲時(shí)間期間，強(qiáng)制性地使上述低側(cè)晶體管 導(dǎo)通。
8 .根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述定時(shí)信號生成電路在使上述第2定時(shí)信號成為預(yù)定電平起經(jīng)過上述延遲時(shí)間后，使上述第1定時(shí)信號成為預(yù)定電平，上述第1合成電路在上述延遲時(shí)間期間，強(qiáng)制性地使上述高側(cè)晶體管導(dǎo)通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 還包括停止信號生成電路，該停止信號生成電路監(jiān)視上述電機(jī)的狀態(tài)，生成在滿足預(yù)定的條件時(shí)變成預(yù)定電平，指示使上述電機(jī)停止的停止信號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述停止信號生成電路監(jiān)視上述電機(jī)的溫度，在超過預(yù)定的溫度范圍時(shí)，使上述停止信號成為預(yù)定電平。
11 .根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述停止信號生成電路監(jiān)視上述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在不能旋轉(zhuǎn)時(shí)，使上述停止信號成為預(yù)定電平。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述停止信號生成電路檢測流過上述電機(jī)的線圈的電流，在所檢測的電流超過預(yù)定值時(shí)，使上述停止信號成為預(yù)定電平。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12的任一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
14.—種冷卻裝置，其特征在于，包括 風(fēng)扇電才幾；和驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)的權(quán)利要求l至12的任一項(xiàng)所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
15. —種電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，向至少包括2對晶體管對的輸出級提供驅(qū)動(dòng)信 號，并向驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈提供開關(guān)電壓，所述晶體管對包括串聯(lián)連 接在電源電壓端子與接地端子之間的高側(cè)晶體管和低側(cè)晶體管，該電機(jī)驅(qū) 動(dòng)方法的特征在于，包括根據(jù)上述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值，生成控制上述輸出級的晶體管的導(dǎo) 通、截止的驅(qū)動(dòng)信號的步驟；基于所生成的驅(qū)動(dòng)信號，交替地使上述輸出級的高側(cè)晶體管和低側(cè)晶 體管導(dǎo)通、截止的步驟；生成指示使上述電機(jī)停止的停止信號的步驟；以及在被指示使上述電機(jī)停止時(shí)，立刻使上述晶體管對的高側(cè)晶體管或低 側(cè)晶體管的任一者截止，并在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后，使上述晶體管對的 高側(cè)晶體管或低側(cè)晶體管的另 一者截止的步驟。
16. —種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，生成規(guī)定驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈通電時(shí)間的被 脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號，控制上述電機(jī)的轉(zhuǎn)速，其特征在于，包括時(shí)間常數(shù)電路，在上述電機(jī)起動(dòng)時(shí)，生成電壓值隨時(shí)間變化的第l起 動(dòng)控制電壓；放大器，放大從上述時(shí)間常數(shù)電路輸出的上述第l起動(dòng)控制電壓，作 為第2起動(dòng)控制電壓進(jìn)行輸出；以及驅(qū)動(dòng)信號生成電路，將根據(jù)上述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值而設(shè)定的旋轉(zhuǎn)控 制電壓，與上述第1、第2起動(dòng)控制電壓進(jìn)行合成，生成具有與3個(gè)電壓 中的任一者相應(yīng)的占空比的被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述放大器為可變增益放大器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述放大器是對上述第1起動(dòng)控制電壓進(jìn)行反相放大的反相放大器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述放大器是對上述第1起動(dòng)控制電壓進(jìn)行非反相放大的非反相放大器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述驅(qū)動(dòng)信號生成電路包括脈沖調(diào)制比較器，通過將上述旋轉(zhuǎn)控制電壓與預(yù)定的周期電壓進(jìn)行比 較來生成脈沖調(diào)制信號，第1比較器，通過將上述第1起動(dòng)控制電壓與上述周期電壓進(jìn)行比較 來生成第l控制脈沖信號，第2比較器，通過將上述第2起動(dòng)控制電壓與上述周期電壓進(jìn)行比較 來生成第2控制脈沖信號，以及合成電路，利用邏輯運(yùn)算將上述脈沖調(diào)制信號與上述第l控制脈沖信 號、第2控制脈沖信號進(jìn)行合成，由此生成上述驅(qū)動(dòng)信號。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述合成電路包括第l邏輯塊，將由上述脈沖調(diào)制比較器生成的上述脈沖調(diào)制信號，與 由上述第2比較器生成的第2控制脈沖信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，和第2邏輯塊，將由上述第1比較器生成的上述第l控制脈沖信號，與 上述第1邏輯塊的輸出信號進(jìn)行合成。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 上述驅(qū)動(dòng)信號生成電路包括電壓選擇電路，基于上述旋轉(zhuǎn)控制電壓和上述第l控制電壓、第2控 制電壓的大小關(guān)系，選擇三者中的任一者電壓，和的周期電壓進(jìn)行比較，生成被脈沖調(diào)制了的上述驅(qū)動(dòng)信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 被一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上。
24. —種冷卻裝置，其特征在于，包括 風(fēng)扇電才幾；和驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)的權(quán)利要求16或n所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
25.—種電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，生成規(guī)定驅(qū)動(dòng)對象的電機(jī)的線圈通電時(shí)間的被 脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號，控制上述電機(jī)的轉(zhuǎn)速，其特征在于，包括在上述電機(jī)起動(dòng)時(shí)，生成電壓值隨時(shí)間變化的第l起動(dòng)控制電壓的步驟；放大上述第l起動(dòng)控制電壓，作為第2起動(dòng)控制電壓進(jìn)行輸出的步驟；以及將根據(jù)上述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值而設(shè)定的旋轉(zhuǎn)控制電壓，與上述第1 起動(dòng)控制電壓、第2起動(dòng)控制電壓進(jìn)行合成，生成具有與三個(gè)電壓中的任 —者相應(yīng)的占空比的被脈沖調(diào)制了的驅(qū)動(dòng)信號的步驟。
全文摘要
驅(qū)動(dòng)信號生成電路(1)根據(jù)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值生成控制H橋電路(110)的晶體管的導(dǎo)通、截止的驅(qū)動(dòng)信號(SDH、SDL)。驅(qū)動(dòng)器電路(3)基于從驅(qū)動(dòng)信號生成電路(1)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(SDH、SDL)，交替地使H橋電路(110)的高側(cè)晶體管(MH)和低側(cè)晶體管(ML)導(dǎo)通、截止。驅(qū)動(dòng)器電路(3)在被指示電機(jī)的停止時(shí)，立刻使高側(cè)晶體管(MH1、MH2)截止，并在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間(τd)后，使低側(cè)晶體管(ML1、ML2)截止。
文檔編號H02P7/06GK101199109SQ20068002153
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者佐竹壽和, 林宏曉 申請人:羅姆股份有限公司