專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)方法及冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了脈沖寬度調(diào)制(PWM)的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，特別涉及起動(dòng)時(shí)的 控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
伴隨近年來(lái)的個(gè)人計(jì)算機(jī)或者工作站的高速化，CPU (Central Processing Unit(中央處理單元))或DSP(Digital Signal Processing(數(shù)字信號(hào)處理))等的運(yùn)算 處理用LSI (Large Scale Integration (大規(guī)模集成電路))的工作速度不斷上升。這樣的 LSI，隨著其工作速度亦即時(shí)鐘頻率升高發(fā)熱量也增大。來(lái)自LSI的發(fā)熱，有使該LSI自身 誘發(fā)熱逸潰，或者對(duì)于周?chē)碾娐樊a(chǎn)生影響這樣的問(wèn)題。因此，LSI的適當(dāng)?shù)臒崂鋮s成為極 為重要的技術(shù)。作為冷卻LSI的技術(shù)的一例，有通過(guò)冷卻風(fēng)扇的空冷式的冷卻方法。在該方法中， 例如面對(duì)LSI的表面設(shè)置冷卻風(fēng)扇，通過(guò)冷卻風(fēng)扇向LSI表面噴吹冷空氣。在驅(qū)動(dòng)構(gòu)成冷卻風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)(也稱(chēng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī))的情況下，有時(shí)通過(guò)脈沖寬度 調(diào)制控制電動(dòng)機(jī)的通電時(shí)間(占空比)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩即轉(zhuǎn)速的情況。專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2005-6405號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)平10-234130號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3特開(kāi)2008-263733號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4特開(kāi)2006-180608號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人研究這樣的PWM方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，認(rèn)識(shí)到以下的課題。圖1是表示風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和占空比的關(guān)系的圖。在電動(dòng)機(jī)停止的狀態(tài)下，在 使占空比從0%向100%增加時(shí)，在占空比比某個(gè)閾值(例如15% )低的區(qū)域內(nèi)，得不到足 夠使電動(dòng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為0。在占空比比閾值高的區(qū)域內(nèi)，隨著占空比 上升，轉(zhuǎn)速也增加(加速特性(I))。反之，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，在使占空比向0%減小 時(shí)，當(dāng)占空比在圖1的例子中低于9%時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止(制動(dòng)特性(II))。為了使處于停止?fàn)顟B(tài)的電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)地起動(dòng)，只要以低的占空比驅(qū)動(dòng)而得到低的電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速即可。但是，如圖1所示，當(dāng)占空比過(guò)低時(shí)，有時(shí)轉(zhuǎn)矩不足，電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)。反之， 為使電動(dòng)機(jī)可靠地起動(dòng)，只要以高的占空比驅(qū)動(dòng)即可，但是當(dāng)占空比過(guò)高時(shí)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的 風(fēng)切聲過(guò)大。特別在要求靜音性的筆記本PC等中，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的聲音對(duì)于產(chǎn)品的價(jià)值有很 大的影響。從這樣的事情出發(fā)，在以往，需要搭載風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的裝置的設(shè)計(jì)者通過(guò)嘗試來(lái)改 變起動(dòng)時(shí)的占空比。這樣的問(wèn)題不限于風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，是適合于全部其他電動(dòng)機(jī)的問(wèn)題。本發(fā)明在這樣的狀況下完成，其某一形式的例示的目的在于，提供通過(guò)可靠而且 簡(jiǎn)易的控制能夠起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
本發(fā)明的某一形式涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，用于接受根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了脈沖寬度調(diào) 制的控制脈沖信號(hào)，根據(jù)該控制脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。該驅(qū)動(dòng)電路具有產(chǎn)生規(guī)定的占空比 的起動(dòng)脈沖信號(hào)的起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元；將起動(dòng)脈沖信號(hào)和控制脈沖信號(hào)的一方作為驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)輸出的控制單元；和根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 單元。控制單元在電動(dòng)機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)下，將控制脈沖信號(hào)的占空比從零轉(zhuǎn)變到非零作為契 機(jī)開(kāi)始電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，在從電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的某一起動(dòng)期間中，將起動(dòng)脈沖信號(hào)作為驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)輸出，在經(jīng)過(guò)起動(dòng)期間后，將控制脈沖信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出。根據(jù)這樣的形式，即使在控制脈沖信號(hào)的占空比過(guò)低，達(dá)不到電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)的 轉(zhuǎn)矩的情況下，也可以按在驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部生成的起動(dòng)脈沖信號(hào)的占空比可靠地起動(dòng)電動(dòng) 機(jī)。控制單元也可以在起動(dòng)期間中，在控制脈沖信號(hào)的占空比比規(guī)定的閾值低時(shí)將起 動(dòng)脈沖信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出，在控制脈沖信號(hào)的占空比比閾值高時(shí)，將控制脈沖信 號(hào)作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出。根據(jù)該形式，可以犧牲靜音性，從而在短時(shí)間內(nèi)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，例如在希望通過(guò)風(fēng)扇 電動(dòng)機(jī)急速地冷卻對(duì)象物時(shí)是有效的。起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元也可以是以規(guī)定的頻率振蕩的振蕩器。起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元也可以生成這樣的起動(dòng)脈沖信號(hào)該信號(hào)在從控制脈沖信 號(hào)的正邊沿或者負(fù)邊沿的一方的邊沿起規(guī)定的時(shí)間內(nèi)取第一電平，其后，在到下一個(gè)該一 方的邊沿的期間內(nèi)取與第一電平互補(bǔ)的第二電平。在這種情況下，能夠生成與控制脈沖信號(hào)同步的起動(dòng)脈沖信號(hào)，能夠簡(jiǎn)化生成驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)時(shí)的信號(hào)處理。起動(dòng)期間也可以是從電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間為止的期間。起動(dòng)期間也可以是從電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值為止的期間。起動(dòng)期間也可以是從電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度為止的 期間。本發(fā)明的某一形式的驅(qū)動(dòng)電路還可以具有鎖定保護(hù)電路，用于在電動(dòng)機(jī)停止時(shí) 使停止對(duì)電動(dòng)機(jī)的通電；和鎖定控制單元，用于在控制脈沖信號(hào)指示了將電動(dòng)機(jī)連續(xù)停止 規(guī)定的第一時(shí)間以上時(shí)，使鎖定保護(hù)電路成為非激活的(non-active)。根據(jù)該形式，因?yàn)殒i定控制單元在控制脈沖信號(hào)指示了將電動(dòng)機(jī)連續(xù)停止第一時(shí) 間以上的情況下，使鎖定保護(hù)電路成為非激活的，所以能夠通過(guò)來(lái)自控制脈沖信號(hào)的指示 迅速進(jìn)行電動(dòng)機(jī)停止后的再起動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路也可以一體集成在一個(gè)半導(dǎo)體基板上。所謂“一體集成”，包含電路的所 有構(gòu)成元件形成在半導(dǎo)體基板上的情況，或者電路的主要構(gòu)成元件被一體集成的情況，電 路常數(shù)的調(diào)節(jié)用的一部分電阻或者電容等也可以設(shè)置在半導(dǎo)體基板的外部。通過(guò)將電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路作為一個(gè)LSI來(lái)集成，能夠削減電路面積。本發(fā)明的另外的形式涉及冷卻裝置。該冷卻裝置具有風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電 動(dòng)機(jī)的上述的任何一種形式的驅(qū)動(dòng)電路。因?yàn)槟軌蚩煽康仄饎?dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，所以能夠合適地冷卻對(duì)象物。本發(fā)明的再一另外的形式涉及一種驅(qū)動(dòng)方法，用于根據(jù)進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。該方法具有將控制脈沖信號(hào)的占空比從零轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇阕鳛槠鯔C(jī)而 開(kāi)始電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的第一步驟；在從電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的起動(dòng)期間中不依存控制脈沖信號(hào) 的占空比而以規(guī)定的占空比驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的第二步驟；和經(jīng)過(guò)起動(dòng)期間后以控制脈沖信號(hào)的 占空比驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的第三步驟。在第二步驟中，也可以在起動(dòng)期間中，在控制脈沖信號(hào)的占空比比規(guī)定的閾值低 時(shí)，以規(guī)定的占空比驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在控制脈沖信號(hào)的占空比比閾值高時(shí)，以控制脈沖信號(hào)的 占空比驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。再有，在方法、裝置、系統(tǒng)等之間變換了以上的構(gòu)成元件的任意的組合、本發(fā)明的 表現(xiàn)所得到的，作為本發(fā)明的形式也是有效的。根據(jù)本發(fā)明的某一種形式，能夠以可靠而且簡(jiǎn)易的控制來(lái)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。


圖1是表示風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和占空比之間的關(guān)系的圖。圖2是表示具有實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是表示圖2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的時(shí)間圖(time chart)。圖4是表示圖2的冷卻系統(tǒng)中的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和控制脈沖信號(hào)的占空比的關(guān) 系的圖。圖5是表示第一變形例中的起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6是表示第一變形例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的時(shí)間圖。圖7是表示可切換起動(dòng)輔助功能的有效和無(wú)效的控制單元的結(jié)構(gòu)例的電路圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明100電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、102第一輸入端子、104第二輸入端子、106控制輸入端子、 108第一輸出端子、110第二輸出端子、2冷卻系統(tǒng)、4風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、6外部控制器、8霍爾元 件、10驅(qū)動(dòng)單元、AMPl第一放大器、AMP2第二放大器、OAl第一運(yùn)算放大器、Ril第一輸入電 阻、Ri2第二輸入電阻、Rfl第一反饋電阻、Rf2第二反饋電阻、0A2第二運(yùn)算放大器、14控制 單元、16起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元、30保護(hù)電路、31滯后比較器、32鎖定保護(hù)電路、34鎖定控 制單元、36計(jì)數(shù)器、38振蕩器、40備用控制單元、42偏置電壓源、44起動(dòng)電路、VHl第一霍爾 信號(hào)、VH2第二霍爾信號(hào)、CNTl控制脈沖信號(hào)、SPl起動(dòng)脈沖信號(hào)、DRVl驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)合適的實(shí)施形式參照

本發(fā)明。對(duì)在各附圖中表示的同一或者同 等的結(jié)構(gòu)元件、構(gòu)件、處理附加同一標(biāo)號(hào)，適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，實(shí)施形式不限定發(fā)明 而是例示，實(shí)施形式中記述的所有特征或其組合，未必是發(fā)明的本質(zhì)。在本說(shuō)明書(shū)中，所謂“構(gòu)件A與構(gòu)件B進(jìn)行了連接的狀態(tài)”，包含除了構(gòu)件A和構(gòu)件 B被直接物理地連接的情況之外，也包含構(gòu)件A和構(gòu)件B通過(guò)不影響電氣連接狀態(tài)的其他構(gòu) 件被間接地連接的情況。同樣，所謂“構(gòu)件C被設(shè)置在構(gòu)件A和構(gòu)件B之間的狀態(tài)”，包含除了構(gòu)件A和構(gòu)件 C、或者構(gòu)件B和構(gòu)件C被直接連接的情況外，也包含通過(guò)不影響電氣連接狀態(tài)的其他構(gòu)件 被間接地連接的情況。
本實(shí)施形式涉及用于冷卻CPU等冷卻對(duì)象物(簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)象物)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。圖2是表示具有實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的冷卻系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)的電路圖。冷卻系統(tǒng)2主要包含風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4、外部控制器6、霍爾元件8、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 100、對(duì)象物9。風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4是單相全波電動(dòng)機(jī)，面對(duì)對(duì)象物9配置。對(duì)象物9在某一形式中是 在冷卻對(duì)象的CPU上連接的散熱管(散熱器)，在某一形式中，是CPU自身。該風(fēng)扇電動(dòng)機(jī) 4，其線圈電流即通電狀態(tài)通過(guò)從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100輸出的驅(qū)動(dòng)電壓而受到控制，從而該 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)受到控制。外部控制器6控制冷卻系統(tǒng)2全體。外部控制器6對(duì)于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的控 制輸入端子106，輸出根據(jù)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號(hào) CNTl0控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比也稱(chēng)為外部占空比DREXT?；魻栐?的第一端子通過(guò)電阻R12與施加霍爾偏置電壓HB的電源線連接，其第 二端子通過(guò)電阻Rll接地。通過(guò)電阻R12以及電阻R11，調(diào)節(jié)從霍爾元件8輸出的信號(hào)的振 幅。因此，根據(jù)后述的滯后比較器31的同相輸入范圍，也可以使電阻Rll或者電阻R12的 任何一方或者雙方被短路。順便說(shuō)，霍爾偏置電壓HB通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的偏置電壓 源42生成?；魻栐?根據(jù)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)子的位置輸出電平(level)變化的第一霍爾信 號(hào)VH1、第二霍爾信號(hào)VH2。在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一霍爾信號(hào)VHl和第二霍爾信號(hào)VH2 互相反相，其周期(頻率)是根據(jù)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速變化的正弦波。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100分別在第一輸入端子102、第二輸入端子104上接受第一霍爾 信號(hào)VH1、第二霍爾信號(hào)VH2。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100根據(jù)霍爾信號(hào)VH1、VH2檢測(cè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī) 4的轉(zhuǎn)子的位置，根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置一邊反轉(zhuǎn)供給風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的電壓的極性，同時(shí)根據(jù)控制 脈沖信號(hào)CNTl PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4。亦即在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的兩端有正弦波狀的包絡(luò)線， 而且施加被脈沖寬度調(diào)制后的開(kāi)關(guān)信號(hào)。再有，PWM驅(qū)動(dòng)的方法沒(méi)有受到特別限定。亦即在冷卻系統(tǒng)2中，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速根據(jù)外部控制器6生成的控制脈沖信 號(hào)CNTl的占空比DREXT受到控制，其結(jié)果，對(duì)象物的溫度被調(diào)節(jié)。以上是冷卻系統(tǒng)2的全體的結(jié)構(gòu)。以下說(shuō)明電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100具有驅(qū)動(dòng)單元10、控制單元14、起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16、保 護(hù)電路30、備用控制單元40、偏置電壓源42、起動(dòng)電路44，被集成在一個(gè)半導(dǎo)體基板上。驅(qū)動(dòng)單元10接受從控制單元14輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRV1，利用該驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào) DRVl，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4。例如驅(qū)動(dòng)單元10包含第一放大器AMP1、第二放大器AMP2。第一放大器AMP1、第二 放大器AMP2分別是反轉(zhuǎn)放大第一霍爾信號(hào)VH1、第二霍爾信號(hào)VH2的反轉(zhuǎn)放大器。具體地說(shuō)，第一放大器AMPl包含第一運(yùn)算放大器0A1、第一輸入電阻Ril、第一反 饋電阻Rfl。第一輸入電阻Ril設(shè)置在第一輸入端子102和第一運(yùn)算放大器OAl的反轉(zhuǎn)輸 入端子之間。第一反饋電阻Rfl設(shè)置在第一運(yùn)算放大器OAl的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之 間。第一運(yùn)算放大器OAl的非反轉(zhuǎn)輸入端子與第二放大器AMP2側(cè)的第二運(yùn)算放大器0A2 的反轉(zhuǎn)輸入端子連接。第二放大器AMP2與第一放大器AMPl同樣地構(gòu)成。第一運(yùn)算放大器 0A1、第二運(yùn)算放大器0A2的非反轉(zhuǎn)輸入端子，也可以輸入基準(zhǔn)偏置電壓。
第一放大器AMPl的輸出電壓OUTl通過(guò)第一輸出端子108供給風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的一 端，第二放大器AMP2的輸出電壓0UT2通過(guò)第二輸出端子110供給風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的另一端。
就第一放大器AMPl以及第二放大器AMP2來(lái)說(shuō)，輸入驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl，各自的 輸出電壓0UT1、0UT2與驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl同步，交互重復(fù)(PWM驅(qū)動(dòng))取與霍爾電壓VH1、 VH2對(duì)應(yīng)的值的狀態(tài)、和雙方同時(shí)成為低電平的狀態(tài)(稱(chēng)為雙輸出L狀態(tài))。例如在第一運(yùn) 算放大器0A1、第二運(yùn)算放大器0A2各自的輸出級(jí)以包含高側(cè)(high side)晶體管和低側(cè) 晶體管的推挽形式構(gòu)成的情況下，變成在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4上連接H橋電路。在雙輸出L狀態(tài) 下，H橋的兩個(gè)低側(cè)晶體管被導(dǎo)通。當(dāng)利用雙輸出L狀態(tài)時(shí)，因?yàn)槟軌蚴闺娏髟诎环降?高側(cè)晶體管的導(dǎo)通電阻以及體二極管的一方、電動(dòng)機(jī)、和另一方的晶體管的溝道的環(huán)狀路 徑中再生，所以在消耗電力的觀點(diǎn)上是有利的。代替雙輸出L狀態(tài)，也可以作為高阻抗?fàn)顟B(tài)。在這種情況下，在應(yīng)該成為高阻抗的 期間中，只要構(gòu)成H橋電路的所有的晶體管全部截止即可。起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16產(chǎn)生具有規(guī)定的占空比(也稱(chēng)為內(nèi)部占空比)DRINT的 起動(dòng)脈沖信號(hào)SP1。內(nèi)部占空比DRINT設(shè)定為能夠使停止的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4旋轉(zhuǎn)的最小值以 上。更理想的是希望占空比DRINT的值設(shè)定為圖1的滯后的分支點(diǎn)以上。具體地說(shuō)，在風(fēng) 扇電動(dòng)機(jī)4具有圖1表示的輸入輸出特性的情況下，起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl的占空比DRINT設(shè) 定為20%以上的值，例如50%。在占空比DRINT為50%的情況下，起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元 16可以用以規(guī)定的頻率振蕩的振蕩器構(gòu)成。期望起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl的頻率與控制脈沖信 號(hào)CNTl的頻率相等，或者比它高，在控制脈沖信號(hào)CNTl的頻率為20k 30kHz的情況下， 起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl的頻率設(shè)定為數(shù)十kHz?？刂茊卧?4將起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl和控制脈沖信號(hào)CNTl的一方作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào) DRVl輸出?？刂茊卧?4在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的停止?fàn)顟B(tài)下，將來(lái)自外部控制器6的控制脈沖信號(hào) CNTl的占空比DREXT從零轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇?，換言之，從低電平轉(zhuǎn)變到高電平，再換言之，控制脈 沖信號(hào)CNTl的正邊沿，作為契機(jī)開(kāi)始風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)?？刂茊卧?4在從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4 的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的規(guī)定的期間(稱(chēng)為起動(dòng)期間)Ts中，將起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào) DRVl輸出。將這種輸出稱(chēng)為起動(dòng)輔助功能。在經(jīng)過(guò)起動(dòng)期間Ts后，控制單元14將控制脈 沖信號(hào)CNTl作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl輸出。起動(dòng)期間Ts也可以是從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間TCl為止的期 間。例如規(guī)定時(shí)間TCl為50 300ms左右。或者起動(dòng)期間Ts也可以是從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的 驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值為止的期間。或者起動(dòng)期間Ts也可以是從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度 為止的期間。可以通過(guò)監(jiān)視霍爾信號(hào)VH1、VH2或者re信號(hào)獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)多少度。例如也 可以檢測(cè)re信號(hào)的邊沿，從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始，將檢測(cè)到規(guī)定數(shù)目的邊沿作為契機(jī) 結(jié)束起動(dòng)期間Ts。通過(guò)起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl實(shí)現(xiàn)的起動(dòng)輔助功能，希望通過(guò)來(lái)自外部的控制信號(hào)可切 換有效、無(wú)效地構(gòu)成。下面說(shuō)明其理由。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100，根據(jù)控制脈沖信號(hào)CNTl進(jìn)行設(shè)計(jì)，以對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4進(jìn)行 PWM驅(qū)動(dòng)，但因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100所使用的平臺(tái)(platform)，有時(shí)使用被稱(chēng)為電源PWM的方法。所謂電源PWM，是開(kāi)關(guān)對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的電源端子101供給的電源電壓Vdd， 通過(guò)該開(kāi)關(guān)的占空比控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速的方法。在進(jìn)行電源PWM時(shí)，使控制脈沖信 號(hào)CNTl成為恒定電平。如果在進(jìn)行PWM時(shí)起動(dòng)輔助功能有效，則產(chǎn)生以下的問(wèn)題。即通過(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路100的電源電壓Vdd，起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16每周期被復(fù)位，每次開(kāi)關(guān)電源電壓 Vdd就重復(fù)產(chǎn)生起動(dòng)脈沖SP1，并供給到風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4。其結(jié)果，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速，不是 通過(guò)電源PWM的占空比、而是通過(guò)起動(dòng)脈沖SPl的占空比而被支配性地控制，有得不到希望 的轉(zhuǎn)速這樣的問(wèn)題。從這樣的事情出發(fā)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的起動(dòng)輔助功能具有選擇端子SEL，用于 向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100輸入用于設(shè)定驅(qū)動(dòng)功能的有效、無(wú)效的選擇信號(hào)SEL。在選擇信號(hào)SEL指示許可起動(dòng)輔助功能的情況下，如上述那樣，在起動(dòng)期間Ts期 間，控制單元14輸出起動(dòng)脈沖信號(hào)SP1，接著輸出控制脈沖信號(hào)CNT1。與此相反，在選擇信號(hào)SEL指示禁止起動(dòng)輔助功能的情況下，控制單元14即使在 起動(dòng)期間Ts也不選擇起動(dòng)脈沖信號(hào)SP1，而輸出將第一運(yùn)算放大器0A1、第二運(yùn)算放大器 0A2導(dǎo)通的具有恒定電平的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRV。圖7是表示可切換起動(dòng)輔助功能的有效、無(wú)效的控制單元14的結(jié)構(gòu)例的電路圖。 控制單元14具有計(jì)數(shù)器50、選擇器52、無(wú)效化信號(hào)生成單元54。無(wú)效化信號(hào)生成單元54接受選擇信號(hào)SEL，產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的電平的無(wú)效化信號(hào) S2。無(wú)效化信號(hào)生成單元54包括在電源端子和接地端子之間串聯(lián)連接的晶體管56、電阻 R1、R2。晶體管56的柵極被輸入備用信號(hào)STB。在備用期間中，晶體管56截止，降低電阻 R1、R2的電力消耗。電阻Rl和R2的連接點(diǎn)與選擇端子連接。設(shè)計(jì)電阻值，以滿足R1>>R2。在選擇 端子SEL是高阻抗時(shí)，或者被施加高電平時(shí)，電阻Rl和R2的連接節(jié)點(diǎn)成為高電平，無(wú)效化 信號(hào)S2成為低電平，起動(dòng)輔助功能成為有效。相反，在選擇端子被輸入低電平時(shí)，無(wú)效化信 號(hào)S2成為高電平，使起動(dòng)輔助功能無(wú)效。順便說(shuō)，各信號(hào)的邏輯電平的分配是設(shè)計(jì)事項(xiàng)，沒(méi) 有被限定。計(jì)數(shù)器50通過(guò)將備用復(fù)原、電源接入、來(lái)自鎖定保護(hù)的復(fù)原中的任何一種事件作 為契機(jī)，對(duì)時(shí)鐘CLK計(jì)數(shù)，測(cè)定規(guī)定的長(zhǎng)度的起動(dòng)期間Ts。從計(jì)數(shù)器50輸出的控制信號(hào)Sl 在起動(dòng)期間Ts的期間被認(rèn)定(assert)，其后被否認(rèn)(negate)。對(duì)選擇器52來(lái)說(shuō)，輸入控制信號(hào)Sl和無(wú)效化信號(hào)S2。在無(wú)效化信號(hào)S2被否認(rèn) (例如低電平)時(shí)，在控制信號(hào)Sl被認(rèn)定的期間，選擇器52選擇起動(dòng)脈沖信號(hào)SP1，在控制 信號(hào)Sl被否認(rèn)的期間，選擇控制脈沖信號(hào)CNT1。相反，在無(wú)效化信號(hào)S2被認(rèn)定(例如高電平)時(shí)，選擇器52固定地選擇控制脈沖 信號(hào)CNT1。在進(jìn)行電源PWM時(shí)，因?yàn)榭刂泼}沖信號(hào)CNTl取恒定值，所以驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl 取使第一運(yùn)算放大器0A1、第二運(yùn)算放大器0A2導(dǎo)通的電平。這樣通過(guò)能夠使起動(dòng)輔助功能無(wú)效化，即使在進(jìn)行電源PWM的平臺(tái)中也可以使用 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100具有在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4中夾有異物、停止了轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)防止在風(fēng)扇 電動(dòng)機(jī)4中流過(guò)大電流的鎖定保護(hù)功能。
除了鎖定保護(hù)功能，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100還具有在通過(guò)控制脈沖信號(hào)CNTl指示了 風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4停止規(guī)定時(shí)間以上的情況下，取消(非激活化)鎖定保護(hù)功能的功能(快速 起動(dòng)功能)。1.鎖定保護(hù)功能
不管驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl重復(fù)高電平和低電平，在停止了風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)的情 況下，亦即風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4因被異物夾住等的不可抗力而鎖定了的情況下，保護(hù)電路30對(duì)于 驅(qū)動(dòng)單元10指示停止對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4通電。由此能夠防止對(duì)電動(dòng)機(jī)線圈的過(guò)電流。2.快速起動(dòng)功能在控制脈沖信號(hào)CNTl表示了規(guī)定時(shí)間以上低電平的情況下，亦即在有意地使風(fēng) 扇電動(dòng)機(jī)4停止的情況下，與上述情況不同，保護(hù)電路30許可通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元10對(duì)風(fēng)扇電動(dòng) 機(jī)4的通電。由此，有意地停止了風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4后的再起動(dòng)動(dòng)作變得平滑。保護(hù)電路30包含滯后比較器31、鎖定保護(hù)電路32、和鎖定控制單元(也稱(chēng)為快速 起動(dòng)電路)34。另外，還可以包含TSD(Thermal Shut Down(熱關(guān)斷))電路等。滯后比較器31比較第一霍爾信號(hào)VHl和第二霍爾信號(hào)VH2，輸出在VHl > VH2時(shí) 為高電平、在VHl <VH2時(shí)為低電平的方形波信號(hào)(re信號(hào))。在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，re 信號(hào)有與風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的頻率，在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4停止時(shí)成為恒定電平。鎖定保護(hù)電路32在后述的使能信號(hào)EN被認(rèn)定(轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?時(shí)為激活的 (active)，在被否認(rèn)(轉(zhuǎn)移到低電平)時(shí)為非激活的。在鎖定保護(hù)電路32為激活的情況下，監(jiān)視TO信號(hào)等檢測(cè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)檢測(cè)到風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4停止轉(zhuǎn)動(dòng)(鎖定)時(shí)，鎖定保護(hù)電路32認(rèn)定對(duì)于控制單元14的STOP 信號(hào)(轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。當(dāng)STOP信號(hào)被認(rèn)定時(shí)，控制單元14使第一放大器AMP1、第二放大 器AMP2的輸出在一定期間τ 2成為高阻抗，強(qiáng)制地停止對(duì)于風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的通電。停止通電的期間τ 2，優(yōu)選為數(shù)百ms 數(shù)秒。當(dāng)STOP信號(hào)被認(rèn)定時(shí)，不管控制脈 沖信號(hào)CNTl或者起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl的占空比如何，都停止對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的電流供給。由 此防止風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4鎖定時(shí)流入過(guò)電流。此外，在從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4停止起至該停止被鎖定 保護(hù)電路32確認(rèn)為止設(shè)定有驗(yàn)證期間。驗(yàn)證期間例如為0. 5s左右，可以根據(jù)鎖定保護(hù)電 路32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)適宜決定。另一方面，在鎖定保護(hù)電路32為非激活的時(shí)，不管re信號(hào)的狀態(tài)如何，都否認(rèn) STOP信號(hào)。鎖定控制單元34在控制脈沖信號(hào)CNTl超過(guò)規(guī)定時(shí)間而表示了低電平的情況下， 否認(rèn)使能信號(hào)EN(轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，使鎖定保護(hù)電路32成為非激活的。規(guī)定時(shí)間可以比控 制脈沖信號(hào)CNTl的周期充分長(zhǎng)，也可以比風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的鎖定被鎖定保護(hù)電路32確認(rèn)為 止的驗(yàn)證期間短。規(guī)定時(shí)間在實(shí)施形式中例如被設(shè)定為60ms。該60ms是根據(jù)設(shè)想的控制 脈沖信號(hào)CNTl的下限頻率中的關(guān)斷占空比的期間(低電平期間)。或者在驅(qū)動(dòng)靜摩擦更大 的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4時(shí)，也可以使規(guī)定時(shí)間為250ms左右。鎖定控制單元34包含計(jì)數(shù)器36和時(shí)鐘生成器38。時(shí)鐘生成器38是生成規(guī)定的頻率的時(shí)鐘的振蕩器。規(guī)定的頻率要符合上述設(shè)定 了的規(guī)定時(shí)間而適宜決定。計(jì)數(shù)器36在控制脈沖信號(hào)CNTl表示低電平的期間，對(duì)時(shí)鐘生成 器38生成的時(shí)鐘的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。亦即計(jì)數(shù)器36使用控制脈沖信號(hào)CNTl的下降沿復(fù)位計(jì)數(shù)值而開(kāi)始計(jì)數(shù)，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)至通過(guò)控制脈沖信號(hào)CNTl的下降沿再次被復(fù)位為止。 計(jì)數(shù)的結(jié)果，在檢測(cè)到控制脈沖信號(hào)CNTl超過(guò)上述的規(guī)定時(shí)間而表示了低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器 36否認(rèn)使能信號(hào)EN。鎖定保護(hù)電路32在使能信號(hào)EN被否認(rèn)時(shí)為非激活的，輸出到控制單元14的STOP 信號(hào)也被否認(rèn)。此時(shí)，因?yàn)榭刂泼}沖信號(hào)CNTl連續(xù)地表示低電平，所以盡管STOP信號(hào)被否 認(rèn)，但風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4也不被通電。另外，因使能信號(hào)EN被否認(rèn)而成為了非激活的鎖定保護(hù)電路32，以后在控制脈沖 信號(hào)CNTl轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)再次為激活的。備用控制單元40接受使能信號(hào)EN。備用控制單元40在使能信號(hào)EN被否認(rèn)時(shí)開(kāi) 始時(shí)間測(cè)定。這里，使能信號(hào)EN被否認(rèn)的事實(shí)，意味著控制脈沖信號(hào)CNTl指示了將風(fēng)扇電 動(dòng)機(jī)4連續(xù)停止第一時(shí)間τ 1以上。然后，在控制脈沖信號(hào)CNTl被固定為低電平的狀態(tài)下，當(dāng)從時(shí)間測(cè)定開(kāi)始起經(jīng)過(guò) 第二時(shí)間τ 2時(shí)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100被設(shè)定為備用模式，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的至少一部 分動(dòng)作停止，謀求節(jié)省電力。備用控制單元40，當(dāng)控制脈沖信號(hào)CNTl持續(xù)低電平連續(xù)(τ 1+τ 2)的期間時(shí)，認(rèn) 定備用信號(hào)STB，使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100轉(zhuǎn)移到備用模式。備用信號(hào)STB在備用模式和通常 的動(dòng)作模式中被供給執(zhí)行不同的處理的電路塊，或者在備用模式中被供給進(jìn)行關(guān)機(jī)的電路 塊。下面說(shuō)明有關(guān)備用處理。起動(dòng)電路44是生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的基準(zhǔn)電壓的電壓源。備用控制單元40 在備用模式中使起動(dòng)電路44停止。通過(guò)關(guān)閉基準(zhǔn)電壓，基于該基準(zhǔn)電壓生成的基準(zhǔn)電流斷 路，所以停止對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100內(nèi)的各塊供給基準(zhǔn)電流，謀求降低電力消耗。另外，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100包含生成要對(duì)霍爾元件8供給的霍爾偏置電壓HB的偏 置電壓源42。當(dāng)備用信號(hào)STB成為高電平時(shí)，偏置電壓源42關(guān)閉從而停止對(duì)關(guān)機(jī)的霍爾元 件8供給霍爾偏置電壓ΗΒ。由此能夠減低霍爾元件8、電阻Rll、R12的電力消耗。進(jìn)而在備用模式中，也可以關(guān)閉以驅(qū)動(dòng)單元10為首的其他不需要的電路。備用控制單元40接受控制脈沖信號(hào)CNTl。備用控制單元40在備用模式中將控制 脈沖信號(hào)CNTl指示了驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4作為契機(jī)，否認(rèn)備用信號(hào)STB (轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，使 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100從備用模式恢復(fù)為通常模式。例如，備用控制單元40也可以通過(guò)監(jiān)視 控制脈沖信號(hào)CNTl的邊沿，從而恢復(fù)到通常模式。當(dāng)恢復(fù)為通常模式時(shí)，起動(dòng)電路44起動(dòng)而生成基準(zhǔn)電壓。由此，對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路100的各塊供給電流，重新開(kāi)始動(dòng)作。以上是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)。接著說(shuō)明其動(dòng)作。圖3是表示圖2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的動(dòng)作的時(shí)間圖。在時(shí)刻t0以前，風(fēng)扇電 動(dòng)機(jī)4停止，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100為備用模式。在時(shí)刻t0以后，當(dāng)從外部控制器6輸出具有非零的占空比的控制脈沖信號(hào)CNTl 時(shí)，以此為契機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100從備用模式恢復(fù)到通常模式，開(kāi)始驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16開(kāi)始產(chǎn)生起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl。在從起動(dòng)開(kāi)始的起動(dòng)期間Ts的期間，控制單元14選擇起動(dòng)脈沖信號(hào)SP1，作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl供給驅(qū)動(dòng)單元10。因?yàn)槠饎?dòng)脈沖信號(hào)SPl的占空比被設(shè)定為足以使風(fēng)扇 電動(dòng)機(jī)4從停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)的值，所以風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4迅速地開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速向與起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl的占空比對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速開(kāi)始上升。
其后，在經(jīng)過(guò)起動(dòng)期間Ts后的時(shí)刻tl，控制單元14將驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl從起動(dòng) 脈沖信號(hào)SPl切換到控制脈沖信號(hào)CNTl。其結(jié)果，通過(guò)外部控制器6進(jìn)行風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的 轉(zhuǎn)速控制變得有效，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4以通過(guò)外部控制器6設(shè)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。以上是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的動(dòng)作。根據(jù)圖2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100，即使在從外 部控制器6輸出的控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT小的情況下，也能夠使風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4 可靠地轉(zhuǎn)動(dòng)，在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)速設(shè)定為與控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT對(duì) 應(yīng)的值。亦即，因?yàn)槔鋮s系統(tǒng)2的設(shè)計(jì)者不用意識(shí)到使停止的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的最 小占空比，而僅需考慮風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)計(jì)控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT 即可，所以能夠比以往減輕設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。圖4是表示圖2的冷卻系統(tǒng)2中的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速和控制脈沖信號(hào)CNTl的占 空比DREXT之間的關(guān)系的圖。在圖2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100中，在起動(dòng)期間Ts中，不管外 部占空比DREXT如何，都將風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)占空比設(shè)定為在IC內(nèi)部已決定的占空比， 例如50%。因此，在控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT低的情況下，成為與使占空比降低 并施加制動(dòng)等價(jià)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖1的制動(dòng)特性(H)。例如在現(xiàn)有技術(shù)中，為使風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4以500rpm轉(zhuǎn)動(dòng)，將控制脈沖信號(hào)CNTl的占 空比DREXT設(shè)定為12%的情況下，不能使停止?fàn)顟B(tài)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)(參照?qǐng)D1)。與此 相反，在圖2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100中，如果將控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT設(shè)定為 12%,則能夠以500rpm使風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)(圖4)。進(jìn)而，根據(jù)實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100，因?yàn)樵诳刂泼}沖信號(hào)CNTl表示超過(guò) 規(guī)定時(shí)間的低電平的情況下，鎖定控制單元34使鎖定保護(hù)電路32非激活的，所以能夠區(qū)別 因控制脈沖信號(hào)CNTl造成的電動(dòng)機(jī)的停止和因不可抗力造成的電動(dòng)機(jī)的鎖定。因此，電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100在因控制脈沖信號(hào)CNTl停止了風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)后，能夠迅速地重新開(kāi) 始其轉(zhuǎn)動(dòng)，例如在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的停止中需要急劇冷卻設(shè)備等情況下，可得到極快的冷卻 效果。這意味著，與在上述的驅(qū)動(dòng)期間Ts中以?xún)?nèi)部占空比DRINT驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4相結(jié)合， 能夠急速地冷卻對(duì)象物9。下面說(shuō)明實(shí)施形式的進(jìn)一步的效果。當(dāng)將使能信號(hào)EN切換為低電平時(shí)，備用控制 單元40測(cè)定控制脈沖信號(hào)CNTl為低電平的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間持續(xù)第二時(shí)間τ 2時(shí)，將備用信 號(hào)STB切換為高電平，使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的各塊的動(dòng)作停止。其結(jié)果，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 100的電路電流降低至OmA附近，實(shí)現(xiàn)低電力消耗。其后，當(dāng)控制脈沖信號(hào)CNTl成為高電平時(shí)，備用控制單元40將備用信號(hào)STB切換 為低電平，使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的各塊恢復(fù)到動(dòng)作狀態(tài)。如果在經(jīng)過(guò)第二時(shí)間τ 2前，驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl成為高電平，則不轉(zhuǎn)移到備用模式，而重新開(kāi)始風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)。順 便說(shuō)，計(jì)數(shù)器36的設(shè)定次序，也可以是τ2>0。這樣，根據(jù)本實(shí)施形式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100，當(dāng)不指示風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài) 持續(xù)規(guī)定時(shí)間(τ1+τ2)時(shí)，通過(guò)切換到備用模式，能夠比以往降低電路的消耗電流。進(jìn)而，向備用模式的轉(zhuǎn)移，因?yàn)楦鶕?jù)使能信號(hào)EN執(zhí)行，所以在向備用模式轉(zhuǎn)移時(shí)，必然保證鎖 定保護(hù)電路32的功能被無(wú)效。因此，在下次指示了重新開(kāi)始風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠 立即從備用模式恢復(fù)為通常模式，使風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)。以上，根據(jù)實(shí)施形式說(shuō)明了本發(fā)明。該實(shí)施形式是例示，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解，在它們的各結(jié)構(gòu)元件或者各處理過(guò)程的組合中能夠有各種各樣的變形例，而那樣的變 形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。下面說(shuō)明這樣的變形例。(第一變形例)在第一變形例中，起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16不是振蕩器，而是別的結(jié)構(gòu)。圖5 表示第一變形例中的起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16a的結(jié)構(gòu)的電路圖。起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元 16a包含電流源CSl、比較器CMPl、RS鎖存器、開(kāi)關(guān)SWl以及電容器Cl。電容器Cl設(shè)置在 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的外部，一端被接地。電流源CSl在激活的狀態(tài)下對(duì)電容器Cl以恒定電流Ic充電。開(kāi)關(guān)SWl在RS鎖存 器的反轉(zhuǎn)輸出#Q(#表示邏輯反轉(zhuǎn))成為高電平時(shí)導(dǎo)通，對(duì)電容器Cl的電荷進(jìn)行放電。比 較器CMP1比較電容器C1的電位Vc 1與規(guī)定的閾值Vth 1，在Vc 1 > Vth 1時(shí)輸出作為高電平 的比較信號(hào)Sc。RS鎖存器通過(guò)比較信號(hào)Sc的正邊沿被復(fù)位，通過(guò)控制脈沖信號(hào)CNTl的負(fù) 邊沿被置位。RS鎖存器的輸出Q是高電平時(shí)電流源CSl為激活的。該起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16a生成起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl，該起動(dòng)脈沖信號(hào)在從控制 脈沖信號(hào)CNTl的正邊沿(或者負(fù)邊沿)起規(guī)定的導(dǎo)通時(shí)間Ton期間，取第一電平(高電 平)，其后，在到下一正邊沿為止的期間，取與第一電平互補(bǔ)的第二電平(低電平)。圖6是表示第一變形例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的時(shí)間圖。使用第一變形例的起 動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元16a時(shí)，能夠使控制脈沖信號(hào)CNTl和起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl同步。另外通 過(guò)調(diào)節(jié)閾值電壓Vthl，能夠?qū)⑵饎?dòng)脈沖信號(hào)SPl的占空比DRINT調(diào)節(jié)為任意的值。另外在第一變形例中，在起動(dòng)期間Ts中，控制單元14也可以將起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl 與控制脈沖信號(hào)CNTl的邏輯和作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl輸出。亦即，根據(jù)第一變形例，能夠 簡(jiǎn)化生成驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRINT時(shí)的信號(hào)處理。進(jìn)而，因?yàn)橥ㄟ^(guò)調(diào)整電容器Cl的電容值，能 夠改變頻率和占空比，所以能夠應(yīng)對(duì)各種各樣的電動(dòng)機(jī)。(第二變形例)在第二變形例中，控制單元14在從風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的起動(dòng)期間Ts，僅在 控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT比規(guī)定的閾值DRTH低時(shí)，才將起動(dòng)脈沖信號(hào)SPl作為 驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl輸出。在控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比DREXT比規(guī)定的閾值DRTH高時(shí)， 控制單元14將控制脈沖信號(hào)CNTl作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)DRVl輸出。第二變形例在要急速地冷卻在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的停止中溫度已非常高的對(duì)象物9的 情況下是有效的。在圖2中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100中，即使假定將控制脈沖信號(hào)CNTl的占空比 DREXT已為100%的情況下，也因?yàn)樵谄饎?dòng)期間Ts中，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的驅(qū)動(dòng)占空比被強(qiáng)制地 限制為DRINT，所以風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4開(kāi)始慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。與此相對(duì)，在第二變形例中，通過(guò)產(chǎn)生占空 比DREXT比閾值DRTH高的控制脈沖信號(hào)CNT1，即使在起動(dòng)期間Ts中，也因?yàn)轱L(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4 基于控制脈沖信號(hào)CNTl被驅(qū)動(dòng)，所以能夠使風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速急速上升。(其他的變形例)
在實(shí)施形式中，說(shuō)明了驅(qū)動(dòng)單元10在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的兩端施加具有正弦波的包絡(luò)線的驅(qū)動(dòng)電壓的情況，但是本發(fā)明不限于那種情況。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的那樣，也可以 利用H橋電路對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4施加具有矩形波(脈沖狀)的包絡(luò)線的開(kāi)關(guān)信號(hào)從而對(duì)于通 電時(shí)間進(jìn)行PWM控制。另外，在實(shí)施形式中，說(shuō)明了風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4是單相電動(dòng)機(jī)的情況，但是本發(fā)明不限于此。風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4也可以是多相電動(dòng)機(jī)。另外，在實(shí)施形式中，通過(guò)霍爾元件8檢測(cè)出風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)，但是本發(fā)明不限于此。風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)也可以通過(guò)監(jiān)視風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓來(lái)檢 測(cè)。另外，在實(shí)施形式中，鎖定控制單元34通過(guò)使用計(jì)數(shù)器36計(jì)數(shù)由時(shí)鐘生成器38 生成的時(shí)鐘來(lái)監(jiān)視控制脈沖信號(hào)CNTl表示低電平的時(shí)間，但是本發(fā)明不限于此。控制脈沖 信號(hào)CNTl表示低電平的時(shí)間也可以通過(guò)使用了電容器和電阻的時(shí)間常數(shù)電路來(lái)測(cè)定。在實(shí)施形式中，鎖定保護(hù)電路32監(jiān)視TO信號(hào)，但是本發(fā)明不限于此。鎖定保護(hù)電 路32也可以監(jiān)視第一霍爾信號(hào)VHl或者第二霍爾信號(hào)VH2，也可以監(jiān)視在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)4的 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。根據(jù)實(shí)施形式，使用特定的語(yǔ)句說(shuō)明了本發(fā)明，但是實(shí)施形式不過(guò)表示本發(fā)明的 原理、應(yīng)用，在實(shí)施形式中，在不脫離權(quán)利要求的范圍內(nèi)規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，可 實(shí)現(xiàn)多種變形例或者配置的變更。
權(quán)利要求
一種驅(qū)動(dòng)電路，用于接受根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號(hào)，基于該控制脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有產(chǎn)生規(guī)定的占空比的起動(dòng)脈沖信號(hào)的起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元；將所述起動(dòng)脈沖信號(hào)和所述控制脈沖信號(hào)的一方作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出的控制單元；和基于所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元，所述控制單元在所述電動(dòng)機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)下，將所述控制脈沖信號(hào)的占空比從零轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇阕鳛槠鯔C(jī)而開(kāi)始所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，在從所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的某一起動(dòng)期間中，將所述起動(dòng)脈沖信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出，在經(jīng)過(guò)所述起動(dòng)期間后，將所述控制脈沖信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述控制單元在所述起動(dòng)期間中，在 所述控制脈沖信號(hào)的占空比比規(guī)定的閾值低時(shí)，將所述起動(dòng)脈沖信號(hào)作為所述驅(qū)動(dòng)脈沖信 號(hào)輸出，在所述控制脈沖信號(hào)的占空比比所述閾值高時(shí)，將所述控制脈沖信號(hào)作為所述驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元是以 規(guī)定的頻率振蕩的振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元生成 這樣的起動(dòng)脈沖信號(hào)該信號(hào)在從所述控制脈沖信號(hào)的正邊沿或者負(fù)邊沿的一方的邊沿起 規(guī)定的時(shí)間內(nèi)取第一電平，其后，在到下一個(gè)所述一方的邊沿的期間內(nèi)取與所述第一電平 互補(bǔ)的第二電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述起動(dòng)期間是從所述電動(dòng)機(jī)的 驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間為止的期間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述起動(dòng)期間是從所述電動(dòng)機(jī)的 驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值為止的期間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還具有鎖定保護(hù)電路，用于在所述電動(dòng)機(jī)停止的情況下，停止對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的通電；和 鎖定控制單元，用于在所述控制脈沖信號(hào)指示了將所述電動(dòng)機(jī)連續(xù)停止規(guī)定的第一時(shí) 間以上時(shí)，使所述鎖定保護(hù)電路成為非激活的。
8.—種冷卻裝置，其特征在于，具有 風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)；和驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)電路。
9.一種驅(qū)動(dòng)方法，用于根據(jù)進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其特征 在于，具有第一步驟，用于將所述控制脈沖信號(hào)的占空比從零轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇阕鳛槠鯔C(jī)而開(kāi)始所述電 動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)；第二步驟，用于在從所述電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的某一起動(dòng)期間中，不依存所述控制脈沖 信號(hào)的占空比而以規(guī)定的占空比驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)；和第三步驟，用于在經(jīng)過(guò)所述起動(dòng)期間后，以所述控制脈沖信號(hào)的占空比驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟中，在所述起動(dòng)期間中， 在所述控制脈沖信號(hào)的占空比比規(guī)定的閾值低時(shí)，以所述規(guī)定的占空比驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)， 在所述控制脈沖信號(hào)的占空比比所述閾值高時(shí)，以所述控制脈沖信號(hào)的占空比驅(qū)動(dòng)所述電 動(dòng)機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還具有選擇端子，用于接受基于所 述起動(dòng)脈沖信號(hào)指示驅(qū)動(dòng)的有效、無(wú)效的選擇信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述控制單元具有計(jì)數(shù)器，用于通過(guò)將備用復(fù)原、電源接入、來(lái)自鎖定保護(hù)的復(fù)原的至少一個(gè)事件作為契 機(jī)，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而測(cè)定規(guī)定的長(zhǎng)度的起動(dòng)期間；和選擇器，用于在所述計(jì)數(shù)器的輸出表示所述起動(dòng)期間時(shí)，選擇所述起動(dòng)脈沖信號(hào)，在所 述計(jì)數(shù)器的輸出表示所述起動(dòng)期間以外時(shí)，選擇所述控制脈沖信號(hào)，所述選擇器在所述選擇信號(hào)基于所述起動(dòng)脈沖信號(hào)指示驅(qū)動(dòng)無(wú)效時(shí)，固定地選擇所述 控制脈沖信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述控制單元還具有在電源端子和所述選擇端子之間串聯(lián)設(shè)置的P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 以及第一電阻；和在所述選擇端子和接地端子之間設(shè)置的第二電阻，所述選擇器根據(jù)在所述選擇端子上產(chǎn)生的電位，根據(jù)所述起動(dòng)脈沖信號(hào)判定驅(qū)動(dòng)的有 效、無(wú)效。
全文摘要
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(100)接受根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號(hào)(CNT1)，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(4)。起動(dòng)脈沖信號(hào)生成單元(16)產(chǎn)生規(guī)定的占空比的起動(dòng)脈沖信號(hào)(SP1)。驅(qū)動(dòng)單元(10)基于來(lái)自控制單元(14)的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(DRV1)，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(4)?？刂茊卧?14)在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(4)的停止?fàn)顟B(tài)下，將控制脈沖信號(hào)(CNT1)的占空比從零轉(zhuǎn)變到非零作為契機(jī)開(kāi)始風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(4)的驅(qū)動(dòng)。控制單元(14)在從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的某一起動(dòng)期間(Ts)中，將起動(dòng)脈沖信號(hào)(SP1)作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(DRV1)輸出，在經(jīng)過(guò)起動(dòng)期間(Ts)后，將控制脈沖信號(hào)(CNT1)作為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(DRV1)輸出。
文檔編號(hào)H02P6/20GK101807873SQ201010148969
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
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