專利名稱：馬達(dá)驅(qū)動集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路。
背景技術(shù)：
馬達(dá)驅(qū)動集成電路被裝入到具備馬達(dá)的各種電子設(shè)備中，與馬達(dá)一起被認(rèn)為是重 要的部件。因此，近年來，為了滿足高效化、降低功耗、提高可用性等各種要求，對1個芯片 的馬達(dá)驅(qū)動集成電路裝入多個功能(例如，參照下面所示的專利文獻(xiàn)1)。例如，為了高效化而采用PWM驅(qū)動方式。PWM驅(qū)動方式是指調(diào)整驅(qū)動晶體管的導(dǎo)通 占空比(=導(dǎo)通時間+ (導(dǎo)通時間+截止時間))來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)的方式。當(dāng)對驅(qū)動線 圈通電時，驅(qū)動晶體管并不總是導(dǎo)通時間，而是重復(fù)導(dǎo)通時間和截止時間，因此具有抑制電 力消耗的優(yōu)點(diǎn)。此外，使用從外部的微型計(jì)算機(jī)等通過速度控制輸入端子施加的、具有與導(dǎo) 通占空比相對應(yīng)的電平的速度控制電壓來對三角波信號進(jìn)行電平限幅而生成PWM信號，并 將該P(yáng)WM信號施加到驅(qū)動晶體管的控制電極(基電極、柵電極)，從而進(jìn)行導(dǎo)通占空比的調(diào)
iF. ο另外，為了降低功耗而采用電源切斷功能。電源切斷功能是以下功能在停止馬達(dá) 的轉(zhuǎn)動驅(qū)動并在規(guī)定期間沒有進(jìn)行馬達(dá)驅(qū)動集成電路的控制的情況下，切斷對馬達(dá)驅(qū)動集 成電路的電路的電源提供。具體地說，是根據(jù)從外部的微型計(jì)算機(jī)等通過電源切斷端子輸 入的電源切斷信號來使馬達(dá)驅(qū)動集成電路內(nèi)部的電源電路、偏置電路停止的功能。并且，為了提高可用性而采用開始/停止功能。開始/停止功能是指以適當(dāng)?shù)亩?時來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動的開始或者停止的功能。具體地說，是以下的功能以從外部的微 型計(jì)算機(jī)等通過開始/停止輸入端子輸入的開始/停止信號的二值電平中的一個電平使馬 達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動開始，以另一個電平使馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止。專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-320890號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題以往的馬達(dá)驅(qū)動集成電路為了滿足各種要求，分別單獨(dú)具備速度控制輸入端子、 電源切斷端子、開始/停止輸入端子等多個端子。然而，隨著這樣對1個芯片的馬達(dá)驅(qū)動集 成電路裝載多個功能，會產(chǎn)生由于端子數(shù)量增加而引起的電路規(guī)模增大的新問題。用于解決問題的方案用于解決上述問題的主要發(fā)明是一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其具有輸入速度控制信 號的輸入端子和響應(yīng)于上述速度控制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路，該馬達(dá)驅(qū)動 集成電路的特征在于，具有檢測電路，該檢測電路檢測上述速度控制信號是否指示上述馬
3達(dá)停止轉(zhuǎn)動，上述速度控制信號是具有與上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的脈寬的脈寬調(diào)制信號，上 述檢測電路判斷是否在規(guī)定期間內(nèi)檢測出上述脈寬，在判斷為沒有在上述規(guī)定期間內(nèi)檢測 出上述脈寬的情況下，檢測為上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其具有輸入速度控制信號的輸入端子和響應(yīng)于上述速度 控制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路，該馬達(dá)驅(qū)動集成電路的特征在于，具有檢測 電路，其檢測上述速度控制信號是否指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動；切斷電路，其在上述檢測電路 檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動的情況下，切斷對構(gòu)成上述馬達(dá)驅(qū)動集成 電路的電路的電源提供；二值化電路，其輸出對具有與從上述馬達(dá)得到的上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 相應(yīng)的頻率的信號進(jìn)行二值化后的二值化信號；邊緣檢測電路，其檢測上述二值化信號的 邊緣；以及計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)比上述二值化信號的邊緣間隔更長的規(guī)定計(jì)數(shù)期間，當(dāng)上述邊緣 檢測電路檢測出上述二值化信號的邊緣時使上述規(guī)定計(jì)數(shù)期間的計(jì)數(shù)復(fù)位，上述切斷電路 在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動、且上述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)了上 述規(guī)定計(jì)數(shù)期間時，切斷上述電源提供。用于解決上述問題的主要發(fā)明是具有輸入速度控制信號的輸入端子和響應(yīng)于上 述速度控制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路的馬達(dá)驅(qū)動集成電路，該馬達(dá)驅(qū)動集成 電路具有檢測電路，其檢測上述速度控制信號是否指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動；以及切斷電 路，其在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動的情況下，切斷對 構(gòu)成上述馬達(dá)驅(qū)動集成電路的電路的電源提供。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種抑制端子數(shù)量的增大化并具有多個功能的馬達(dá)驅(qū)動集 成電路。


圖1是表示使用本發(fā)明所涉及的無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路的馬達(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 的圖。圖2是本發(fā)明所涉及的無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路的主要信號的波形圖。圖3是表示本發(fā)明所涉及的起動計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是本發(fā)明所涉及的起動計(jì)數(shù)器所具備的邊緣檢測電路的主要信號的波形圖。圖5是表示本發(fā)明所涉及的PWM 0%檢測電路的結(jié)構(gòu)的圖。圖6是本發(fā)明所涉及的PWM 0%檢測電路的主要信號的波形圖。附圖標(biāo)記說明100 無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路；110 開關(guān)電路；120 比較器；125 起動計(jì)數(shù) 器；130 無傳感器邏輯電路；140 =PWM合成電路；150 前置驅(qū)動電路；160 第一振蕩器； 170 第二振蕩器；180 基準(zhǔn)電壓生成電路；190 =PWM 0%檢測電路；200 電源提供切斷電 路；202 =AND元件；204 開關(guān)電路；400 微型計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路的信號處理系統(tǒng)參照圖2至圖4，使用圖1來說明本發(fā)明所涉及的無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的信號處理系統(tǒng)。此外，作為使用無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100而構(gòu)成的馬達(dá)系統(tǒng)，例示 了對將在電氣化設(shè)備(電腦、空調(diào)、電冰箱等)中產(chǎn)生的熱量排出到外部的風(fēng)扇(葉片)用 的馬達(dá)(風(fēng)扇馬達(dá))進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動的風(fēng)扇馬達(dá)系統(tǒng)。另外，作為無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電 路100，例示了 Bi-CMOS處理的集成電路的情況。在無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的UO端子、VO端子、WO端子上連接有星形連 接且具有電角度120度的相位差而卷繞在定子上的三相(U相、V相、W相)驅(qū)動線圈Lu、 Lv、Lw。由此，三相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw通過UO端子、VO端子、WO端子與由NMOS場效應(yīng) 晶體管Ml M6構(gòu)成的驅(qū)動晶體管電路進(jìn)行連接。此外，設(shè)置在源電源線102側(cè)的NMOS場效應(yīng)晶體管M1、M3、M5是輸出從源電源線 102向U相、V相、W相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw流過的線圈電流IL的源極側(cè)(輸出側(cè))晶體 管，設(shè)置在接收(sink)電源線104側(cè)的NMOS場效應(yīng)晶體管M2、M4、M6是吸入從U相、V相、 W相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw向接收電源線104流過的線圈電流IL的接收側(cè)(吸入側(cè))晶體 管。另外，在本實(shí)施方式中，對位于源電源線102側(cè)的NMOS晶體管Ml、M3、M5進(jìn)行飽和驅(qū) 動，對位于接收電源線104側(cè)的NMOS晶體管M2、M4、M6進(jìn)行PWM驅(qū)動(非飽和驅(qū)動)。當(dāng)NMOS場效應(yīng)晶體管Ml至M6以適當(dāng)?shù)亩〞r導(dǎo)通或截止時，對三相的驅(qū)動線圈 Lu、Lv、Lw提供與電源電壓VCC的電平相應(yīng)的線圈電流IL。由此，無傳感器馬達(dá)向預(yù)先決定 的方向(例如正轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)動，在三相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw的一端產(chǎn)生具有電角度120度的相 位差的線圈電壓Vu、Vv, Vw。此外，線圈電壓Vu、Vv, Vw具有與無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的 頻率，通過UO端子、VO端子、WO端子被施加到3輸入1輸出的開關(guān)電路110所具備的輸入 端子U、V、W。根據(jù)在比較器120 (本發(fā)明所涉及的“二值化電路”)中成為后述的零交叉點(diǎn)的檢 測對象的U相、V相、W相中的某一相，由無傳感器邏輯電路130 (本發(fā)明所涉及的“通電控 制電路”)選擇施加到開關(guān)電路Iio的輸入端子U、V、W上的線圈電壓Vu、Vv、Vw。將該所選 擇的電壓Vu、Vv、Vw通過開關(guān)電路110的輸出端子施加到比較器120的+端子上。另一方 面，通過無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的COM端子在比較器120的-端子上施加三相驅(qū) 動線圈Lu、Lv、Lw的星形連接線的中性點(diǎn)電壓Vcom。即，施加到+端子的線圈電壓是對開 關(guān)電路110的輸出(Vu、Vv、Vw的某一個)與中性點(diǎn)電壓Vcom所交叉的零交叉點(diǎn)進(jìn)行檢測 的相的線圈電壓，中性點(diǎn)電壓Vcom是檢測零交叉點(diǎn)的相以外的二相驅(qū)動線圈的連接點(diǎn)的 電壓。由此，比較器120對施加到+端子上的在開關(guān)電路110中選擇的線圈電壓Vu、Vv、 Vw和施加到-端子上的中性點(diǎn)電壓Vcom進(jìn)行交叉的零交叉點(diǎn)進(jìn)行檢測。然后，比較器120 將邊緣在該零交叉點(diǎn)進(jìn)行切換的矩形波狀的TO信號輸出到無傳感器邏輯電路130，并且通 過re輸出端子輸出到微型計(jì)算機(jī)400。由此，微型計(jì)算機(jī)400能夠根據(jù)re信號來探測無傳 感器馬達(dá)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，調(diào)整輸入到PWM輸入端子的PWM信號的導(dǎo)通占空比?？紤]到無法確定無傳感器馬達(dá)自身起動前的轉(zhuǎn)子和定子之間的相對位置，無傳感 器邏輯電路130進(jìn)行如下的規(guī)定通電控制按照NMOS場效應(yīng)晶體管Ml M6的規(guī)定的通電 順序進(jìn)行導(dǎo)通或截止，使線圈電流流過U相、V相、W相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw。具體地說， 無傳感器邏輯電路130在從由比較器120輸出的re信號中除去(屏蔽)與回掃脈沖KB對 應(yīng)的噪聲之后，根據(jù)該除去噪聲后的陽信號而生成并輸出驅(qū)動信號肌、似、￥1、￥2、11、擬。此外，驅(qū)動信號U1、VI、Wl是用于對位于源電源線102側(cè)的NMOS場效應(yīng)晶體管Ml、M3、M5 的各柵電極進(jìn)行驅(qū)動的控制信號，驅(qū)動信號U2、V2、W2是用于對位于接收電源線104側(cè)的 NMOS場效應(yīng)晶體管M2、M4、M6的各柵電極進(jìn)行驅(qū)動的控制信號。從無傳感器邏輯電路130輸出的驅(qū)動信號U1、U2、V1、V2、W1、W2被輸入到PWM合 成電路140 (本發(fā)明所涉及的“速度控制電路”)，與從微型計(jì)算機(jī)400通過PWM輸入端子輸 入的PWM信號進(jìn)行合成(疊加)。此外，PWM信號是設(shè)定了與無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)速成比例的 導(dǎo)通占空比的速度控制信號。另外，PWM信號的導(dǎo)通占空比是指PWM信號一個周期內(nèi)的脈 寬的比，與NMOS晶體管Ml M6的導(dǎo)通占空比(驅(qū)動晶體管的導(dǎo)通時間和開關(guān)周期(=導(dǎo) 通時間+截止時間)之比)相對應(yīng)。例如，將PWM信號的導(dǎo)通占空比設(shè)定為全速轉(zhuǎn)動時為 100%、停止時為0%、全速轉(zhuǎn)動的一半速度時為50%。此外，在本實(shí)施方式中，將接收電源線104側(cè)的驅(qū)動晶體管M2、M4、M6設(shè)為PWM驅(qū) 動的對象，因此，PWM合成電路140在驅(qū)動信號U1、U2、V1、V2、W1、W2中對驅(qū)動信號U2、V2、 W2合成PWM信號。其結(jié)果，從PWM合成電路140輸出的驅(qū)動信號Ul，、U2，、VI，、V2，、W1，、 W2’成為如圖2所示的波形。S卩，驅(qū)動信號Ul’、V1’、W1’成為與從無傳感器邏輯電路130 輸出的驅(qū)動信號U1、VI、Wl的波形相同的波形，驅(qū)動信號U2’、V2’、W2’成為重復(fù)導(dǎo)通時間 (H電平期間)和截止時間(L電平期間)的波形。從比較器120輸出的re信號除了被輸入到無傳感器邏輯電路130以外，還被輸入 到起動計(jì)數(shù)器125。起動計(jì)數(shù)器125是為了設(shè)定當(dāng)無傳感器馬達(dá)起動時無傳感器邏輯電路 130按照起動邏輯對驅(qū)動線圈Lu、Lv, Lw中的任一個的通電進(jìn)行切換的定時而重復(fù)進(jìn)行規(guī) 定計(jì)數(shù)期間的計(jì)數(shù)動作的計(jì)數(shù)器。具體地說，如圖3所示，起動計(jì)數(shù)器125由邊緣檢測電路126和計(jì)數(shù)器128構(gòu)成， 按照如圖4所示的波形例進(jìn)行動作。詳細(xì)地說，從比較器120輸出的re信號在被除去(屏蔽)了與回掃脈沖KB對應(yīng) 的噪聲之后，被輸入到D觸發(fā)器1261的數(shù)據(jù)輸入和NAND元件1262的兩個輸入中的一個 中。另外，將在第二振蕩器170中生成的第二時鐘MCLK輸入到D觸發(fā)器1261的時鐘輸入。 此外，第二時鐘MCLK具有與TO信號不同等級的極高的頻率。由此，邊緣檢測電路126利用 FG信號的邊緣進(jìn)行切換的定時和由D觸發(fā)器1261的第二時鐘MCLK的數(shù)據(jù)取入定時之間 的延遲差，從NAND元件1265輸出表示檢測出TO信號的邊緣的意思的邊緣檢測信號EDGE。 此外，如圖4的(h)所示，邊緣檢測信號EDGE成為在TO信號的邊緣檢測時表示規(guī)定期間H 電平的單脈沖的波形。另一方面，在計(jì)數(shù)器128中，在邊緣檢測電路126中生成的邊緣檢測信號EDGE被 輸入到多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)的各復(fù)位輸入。另外，在第一振蕩器160中生成的第 一時鐘CLK被輸入到初級的D觸發(fā)器1281a的時鐘輸入。在多個D觸發(fā)器(1281a 1281c) 沒有通過邊緣檢測信號EDGE被復(fù)位的情況下，計(jì)數(shù)器128根據(jù)多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)的級數(shù)對第一時鐘CLK進(jìn)行分頻。例如，第一級的D觸發(fā)器1281a為2分頻，第二級 的D觸發(fā)器1281b為4分頻。然后，當(dāng)多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)的各輸出(Q1、Q2…)全部成為H電平時， AND元件1282輸出H電平的計(jì)數(shù)信號CT。此時，當(dāng)設(shè)多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)為N 個時，計(jì)數(shù)器128計(jì)數(shù)從“0”至“2的N次方-1”為止的計(jì)數(shù)期間。此外，計(jì)數(shù)器128在計(jì)數(shù)了該計(jì)數(shù)期間之后，再次重復(fù)計(jì)數(shù)從“0”至“2的N次方-1”為止的計(jì)數(shù)期間。此外，有時盡管按照起動邏輯對驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw中的某一個進(jìn)行了通電，也由 于轉(zhuǎn)子和定子的位置關(guān)系，導(dǎo)致無傳感器馬達(dá)不轉(zhuǎn)動而仍舊停止。在這種情況下，無法檢測 出線圈電壓Vu、Vv、Vw與中性點(diǎn)電壓Vcom進(jìn)行交叉的零交叉點(diǎn)，因此無法檢測出從比較器 120輸出的TO信號的邊緣。此時，多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)不被復(fù)位，起動計(jì)數(shù)器 125輸出H電平的計(jì)數(shù)信號CT。無傳感器邏輯電路130從起動計(jì)數(shù)器125接收H電平的計(jì) 數(shù)信號CT，判斷無傳感器馬達(dá)仍舊是停止。由此，無傳感器邏輯電路130按照起動邏輯對接 下來應(yīng)該通電的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw中的某一個重新進(jìn)行通電。其結(jié)果，當(dāng)無傳感器馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動時，檢測出線圈電壓Vu、Vv、Vw與中性點(diǎn)電壓 Vcom進(jìn)行交叉的零交叉點(diǎn)，而且檢測出從比較器120輸出的TO信號的邊緣。此時，在起動 計(jì)數(shù)器125中，多個D觸發(fā)器(1281a 1281c)被復(fù)位，不輸出H電平的計(jì)數(shù)信號CT。艮口， 計(jì)數(shù)信號CT持續(xù)L電平，因此無傳感器邏輯電路130在規(guī)定期間持續(xù)了計(jì)數(shù)信號CT的L 電平時，能夠探測出無傳感器馬達(dá)進(jìn)行了轉(zhuǎn)動，能夠停止按照起動邏輯的驅(qū)動線圈Lu、Lv, Lw的通電。第一振蕩器160對連接到OSC端子上的電容元件C 1進(jìn)行充放電，生成第一時鐘 CLK。第一時鐘CLK在起動計(jì)數(shù)器125中被用作計(jì)數(shù)時鐘。通過基于第一時鐘CLK的起動 計(jì)數(shù)器125的計(jì)數(shù)動作，在無傳感器馬達(dá)起動時，設(shè)定對各相的驅(qū)動線圈Lu、Lv、Lw的通電 進(jìn)行切換的定時(例如，相當(dāng)于電角度60度的期間)。此外，在切換通電的定時根據(jù)無傳感 器馬達(dá)的規(guī)格不同而不同的情況下，調(diào)整連接在OSC端子上的電容元件Cl的電容值。第二振蕩器170生成頻率高于第一時鐘CLK的第二時鐘MCLK。第二時鐘MCLK被 用作整個無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的系統(tǒng)時鐘。例如，第二時鐘MCLK被提供給起動 計(jì)數(shù)器125、無傳感器邏輯電路130、PWM 0%檢測電路190等，成為它們的動作定時的基準(zhǔn)。無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路的電源系統(tǒng)參照圖5、圖6，使用圖1來說明本發(fā)明所涉及的無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100 的電源系統(tǒng)。為了進(jìn)行PAM(Pulse Amplitude Modulation 脈沖幅度調(diào)制)控制而對無傳感器 馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的VM端子施加與轉(zhuǎn)速相應(yīng)的電平的電源電壓VCC，無傳感器馬達(dá)驅(qū) 動集成電路100的GND端子通過電阻元件Rd接地。此外，施加到VM端子上的電源電壓VCC 通過基準(zhǔn)電壓生成電路150變換為基準(zhǔn)電壓VREF?；鶞?zhǔn)電壓VREF被用作使無傳感器馬達(dá) 驅(qū)動集成電路100內(nèi)部的各種電路進(jìn)行動作的偏置電壓。因此，在電源電壓VCC的施加被 切斷的情況下，基準(zhǔn)電壓生成電路180無法生成基準(zhǔn)電壓VREF。此時，無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集 成電路100成為對各種電路的電源提供被切斷的狀態(tài)。無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的PWM輸入端子除了用于基于上述PWM信號的速 度控制用途以外，也用于電源切斷用途。為了實(shí)現(xiàn)該P(yáng)WM輸入端子的電源切斷用途而設(shè)置 PWM 0%檢測電路190 (本發(fā)明所涉及的“檢測電路”)。PWM 0%檢測電路190監(jiān)視從微型 計(jì)算機(jī)400通過PWM輸入端子而提供給PWM合成電路140的PWM信號，輸出表示是否為0 % 的檢測結(jié)果的PWMO%檢測信號DET (本發(fā)明所涉及的“檢測信號”)，其中，該0%指示PWM 信號的導(dǎo)通占空比使無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止。此外，在本實(shí)施方式中，通過檢測PWM 信號是否在規(guī)定期間被固定為L電平，來進(jìn)行PWM信號的導(dǎo)通占空比是否為0%的檢測。
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具體地說，在PWM 0 %檢測電路190中，從微型計(jì)算機(jī)400通過PWM輸入端子輸入 的PWM信號經(jīng)過倒相(inverter)元件193而輸入到D觸發(fā)器191a 191c的復(fù)位輸入。另 外，在第二振蕩器170中生成的第二時鐘MCLK輸入到D觸發(fā)器191a、191b的時鐘輸入。在此，在D觸發(fā)器191a、191b沒有被復(fù)位的情況下，在與施加到D觸發(fā)器191a的 數(shù)據(jù)輸入上的電源電壓VCC對應(yīng)的H電平根據(jù)第二時鐘MCLK被鎖存到D觸發(fā)器191a中之 后，接著被鎖存到D觸發(fā)器191b。然后，D觸發(fā)器191b的輸出信號S2上升，因此與施加到 該數(shù)據(jù)輸入上的電源電壓VCC相對應(yīng)的H電平被鎖存到D觸發(fā)器191c中。由此，從最終級 的D觸發(fā)器191c輸出的PWM 0%檢測信號DET成為H電平。但是，如圖6所示的期間(Ta Tb)那樣，在將PWM信號的導(dǎo)通占空比設(shè)定為超過 0%的情況下，PWM信號重復(fù)H電平和L電平。然后，當(dāng)PWM信號成為H電平時，鎖存到D觸 發(fā)器191a、191b中的H電平被復(fù)位。由此，PWM 0%檢測信號DET不會成為H電平。另一方面，如圖6所示的期間(Tb Td)那樣，在將PWM信號的導(dǎo)通占空比設(shè)定為 0%的情況下，PWM信號保持L電平，因此鎖存到D觸發(fā)器191a、191b中的H電平不被復(fù)位。 由此，按照D觸發(fā)器191a的輸出S1、D觸發(fā)器191b的輸出S2的順序成為H電平。然后，當(dāng) D觸發(fā)器191b的輸出S2成為H電平時，從最終級的D觸發(fā)器191c輸出的PWM 0%檢測信 號DET成為H電平。S卩，PWM 0%檢測電路190輸出H電平的PWM 0%檢測信號DET，因此檢 測出PWM信號的導(dǎo)通占空比為0%。無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100具備電源切斷電路200，該電源切斷電路200由 AND元件202和開關(guān)電路204構(gòu)成，為了 PWM輸入端子的電源切斷用途而與PWM 0%檢測電 路190相關(guān)連。AND元件202分別被輸入從P麗0 %檢測電路190輸出的P麗0 %檢測信號DET和 從起動計(jì)數(shù)器125輸出的計(jì)數(shù)信號CT。開關(guān)電路204根據(jù)AND元件202的輸出來選擇施加 了電源電壓VCC的a端子或者接地的b端子。具體地說，當(dāng)PWM 0%檢測信號DET以及計(jì)數(shù)信號CT都為H電平時，開關(guān)電路204 根據(jù)AND元件202的H電平的輸出來選擇b端子。由此，基準(zhǔn)電壓生成電路180不被施加 電源電壓VCC，不能生成基準(zhǔn)電壓VREF。因此，無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100成為對各種 電路切斷電源提供的狀態(tài)。另一方面，在PWM 0%檢測信號DET以及計(jì)數(shù)信號CT的至少一個為L電平的情況 下，開關(guān)電路204根據(jù)AND元件202的L電平的輸出而選擇a端子。由此，基準(zhǔn)電壓生成電 路180被施加電源電壓VCC，生成基準(zhǔn)電壓VREF。因此，無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100成 為對各種電路提供電源的狀態(tài)。下面詳細(xì)說明PWM 0%檢測電路190的具體動作例。首先設(shè)PWM信號的導(dǎo)通占空比不是0 %，無傳感器馬達(dá)處于轉(zhuǎn)動驅(qū)動中的狀態(tài)。在 這種情況下，檢測出線圈電壓Vu、Vv, Vw，因此在起動計(jì)數(shù)器125中檢測出TO信號的邊緣。 由此，起動計(jì)數(shù)器125通過re信號的邊緣而被重復(fù)復(fù)位，因此輸出L電平的計(jì)數(shù)信號CT。 另外，由此，AND元件202輸出L電平，開關(guān)電路204選擇a端子。接著，在從微型計(jì)算機(jī)400對PWM輸入端子輸入將導(dǎo)通占空比設(shè)定為0 %的PWM信 號(L電平)的情況下，PWM 0%檢測電路190探測輸入到PWM輸入端子中的PWM信號在規(guī) 定期間被固定為L電平的情形，生成H電平的PWM 0%檢測信號DET。此時，PWM合成電路140雖然生成對于無傳感器邏輯電路所生成的驅(qū)動信號U1、U2、V1、V2、W1、W2合成了設(shè)定為 導(dǎo)通占空比0%的PWM信號的驅(qū)動信號Ul，、U2，、VI，、V2，、Wl，、W2，，但是到無傳感器馬達(dá) 停止為止花費(fèi)時間。因此，在無傳感器馬達(dá)逐漸減速到停止的過程中，起動計(jì)數(shù)器125在繼 續(xù)檢測出線圈電壓Vu、Vv、Vw的期間輸出L電平的計(jì)數(shù)信號CT。此外，此時AND元件202 的輸出是L電平，開關(guān)電路204選擇a端子。之后，當(dāng)無傳感器馬達(dá)停止時，完全檢測不出線圈電壓Vu、Vv、Vw。由此，起動計(jì)數(shù) 器125不能通過re信號的邊緣檢測信號EDGE復(fù)位，可輸出H電平的計(jì)數(shù)信號CT。然后，在 起動計(jì)數(shù)器125輸出H電平的計(jì)數(shù)信號CT時，AND元件202的輸出成為H電平。由此，開 關(guān)電路204選擇b端子，因此基準(zhǔn)電壓生成電路180不被施加電源電壓VCC，不能生成基準(zhǔn) 電壓VRFE。即，無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100成為對各種電路切斷電源提供的狀態(tài)。這樣，在輸入到PWM輸入端子中的PWM信號被設(shè)定為導(dǎo)通占空比0%的情況下，無 傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100能夠使無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)動停止，并且成為對各種電路切斷 電源提供的狀態(tài)。即，除了具有對一個PWM輸入端子輸入設(shè)定了導(dǎo)通占空比的PWM信號的 通常的用途以外，還能夠具有對無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100的各種電路切斷電源提供 的用途。換言之，能夠抑制端子數(shù)量的增加，并且對馬達(dá)驅(qū)動集成電路100設(shè)置多個功能。其它實(shí)施方式對上述的PWM輸入端子，還可以使其具備使無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動開始或者停 止的用途。即，當(dāng)PWM信號的導(dǎo)通占空比從設(shè)定為超過0%的值的狀態(tài)設(shè)定成0%時，NMOS 晶體管M2、M4、M6通過由PWM合成電路140生成的驅(qū)動信號U2’、V2’、W2’而成為截止的狀 態(tài)，因此無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動停止。另外，當(dāng)PWM信號的導(dǎo)通占空比從設(shè)定為0%的狀 態(tài)設(shè)定成超過0%的值時，開始無傳感器馬達(dá)的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。PWM輸入端子也可以是施加與PWM信號的導(dǎo)通占空比對應(yīng)的速度控制電壓的速 度電壓輸入端子。在這種情況下，無傳感器馬達(dá)驅(qū)動集成電路100根據(jù)通過速度電壓輸入 端子輸入的速度控制電壓的電平，來設(shè)定使后述的驅(qū)動晶體管M2、4、5導(dǎo)通或截止時使用 的PWM信號的導(dǎo)通占空比。具體地說，利用速度控制電壓對規(guī)定的三角波信號進(jìn)行電平限 幅，由此生成與速度控制電壓的電平相應(yīng)的導(dǎo)通占空比被設(shè)定的PWM信號。此時，將速度 控制電壓設(shè)定為比規(guī)定的三角波信號的峰值電平還要高的電平時，電平限幅的結(jié)果生成的 PWM信號被固定為L電平、即導(dǎo)通占空比被設(shè)定為0%。因而，PWM 0%檢測電路140檢測 對速度控制電壓和三角波信號進(jìn)行電平限幅的結(jié)果生成的PWM信號的導(dǎo)通占空比是否為 0%。作為對驅(qū)動線圈Lu、Lv, Lw進(jìn)行驅(qū)動的輸出側(cè)晶體管以及吸入側(cè)晶體管，不限于 NMOS晶體管，也可以采用PMOS晶體管、雙極性晶體管。具體地說，可以考慮使輸出側(cè)晶體管 為PMOS晶體管、使吸入側(cè)晶體管為NMOS晶體管的情況。但是，與PMOS晶體管、雙極性晶體 管相比，NMOS晶體管適合集成化，因此最好將輸出側(cè)晶體管以及吸入側(cè)晶體管都設(shè)為NMOS
晶體管。作為進(jìn)行PWM驅(qū)動的驅(qū)動晶體管，不是僅僅限于吸入側(cè)晶體管，可以對輸出側(cè)晶 體管以及吸入側(cè)晶體管都采用PWM驅(qū)動方式，也可以對輸出側(cè)晶體管進(jìn)行PWM驅(qū)動、對吸入 測晶體管進(jìn)行飽和驅(qū)動。無傳感器馬達(dá)不限于三相馬達(dá)的情況，也可以是單相馬達(dá)的情況。在這種情況下，對單相馬達(dá)的驅(qū)動線圈連接由輸出側(cè)晶體管以及吸入側(cè)晶體管的二組成對構(gòu)成的H橋電 路。另外，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于具備霍爾元件的帶傳感器的馬達(dá)的情況。此外，在將本發(fā) 明應(yīng)用于帶傳感器的馬達(dá)中的情況下，為了生成相當(dāng)于計(jì)數(shù)信號CT的信號，需要代替起 動計(jì)數(shù)器125而設(shè)置根據(jù)對在霍爾元件中檢測出的正弦波狀的轉(zhuǎn)子位置檢測信號進(jìn)行二 值化得到的二值化信號來進(jìn)行復(fù)位的計(jì)數(shù)器。
權(quán)利要求
一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其具有輸入速度控制信號的輸入端子和響應(yīng)于上述速度控制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路，該馬達(dá)驅(qū)動集成電路的特征在于，具有檢測電路，該檢測電路檢測上述速度控制信號是否指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，上述速度控制信號是具有與上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的脈寬的脈寬調(diào)制信號，上述檢測電路判斷是否在規(guī)定期間內(nèi)檢測出上述脈寬，在判斷為沒有在上述規(guī)定期間內(nèi)檢測出上述脈寬的情況下，檢測為上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其特征在于，還具備切斷電路，該切斷電路在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá) 停止轉(zhuǎn)動的情況下，切斷對構(gòu)成上述馬達(dá)驅(qū)動集成電路的電路的電源提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其特征在于，上述速度控制信號是具有與上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的電平的速度控制電壓， 上述脈寬調(diào)制信號是通過利用上述速度控制電壓對規(guī)定的三角波信號進(jìn)行電平限幅 而生成的。
4.一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其具有輸入速度控制信號的輸入端子和響應(yīng)于上述速度控 制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路，該馬達(dá)驅(qū)動集成電路的特征在于，具有檢測電路，其檢測上述速度控制信號是否指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動； 切斷電路，其在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動的情況 下，切斷對構(gòu)成上述馬達(dá)驅(qū)動集成電路的電路的電源提供；二值化電路，其輸出對具有與從上述馬達(dá)得到的上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的頻率的信號進(jìn) 行二值化后的二值化信號；邊緣檢測電路，其檢測上述二值化信號的邊緣；以及計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)比上述二值化信號的邊緣間隔更長的規(guī)定計(jì)數(shù)期間，當(dāng)上述邊緣檢測 電路檢測出上述二值化信號的邊緣時使上述規(guī)定計(jì)數(shù)期間的計(jì)數(shù)復(fù)位，上述切斷電路在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動、且上 述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)了上述規(guī)定計(jì)數(shù)期間時，切斷上述電源提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)驅(qū)動集成電路，其特征在于， 上述馬達(dá)是具備多相驅(qū)動線圈的無傳感器馬達(dá)，具有通電控制電路，該通電控制電路在起動上述無傳感器馬達(dá)的情況下，當(dāng)上述計(jì)數(shù) 器計(jì)數(shù)了上述規(guī)定計(jì)數(shù)期間時切換上述驅(qū)動線圈的各相的通電。
全文摘要
一種馬達(dá)驅(qū)動集成電路，抑制端子數(shù)量的增加，并在馬達(dá)驅(qū)動集成電路中設(shè)置多個功能。在具有輸入速度控制信號的輸入端子和響應(yīng)于上述速度控制信號而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的速度控制電路的馬達(dá)驅(qū)動集成電路中，具有檢測電路，其檢測上述速度控制信號是否指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動；以及切斷電路，其在上述檢測電路檢測出上述速度控制信號指示上述馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動的情況下，切斷對構(gòu)成上述馬達(dá)驅(qū)動集成電路的電路提供電源。
文檔編號H02P29/00GK101938252SQ201010232810
公開日2011年1月5日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者前戶秀巨, 鈴木俊二 申請人:三洋電機(jī)株式會社;三洋半導(dǎo)體株式會社