電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及使用其的冷卻裝置、電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年的個(gè)人電腦及工作站的高速化，CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或DSP (Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理器)等運(yùn)算處理用LSI (LargeScale Integrated circuit，大規(guī)模集成電路)的動(dòng)作速度不斷上升。該LSI隨著其動(dòng)作速度、即時(shí)鐘頻率變高而發(fā)熱量也變大。從而存在如下問(wèn)題，即從LSI的發(fā)熱導(dǎo)致該LSI自身熱失控，或者對(duì)周?chē)娐吩斐捎绊?。以LSI為代表的發(fā)熱體(以下稱(chēng)為L(zhǎng)SI)的適當(dāng)熱冷卻成為非常重要的技術(shù)。
[0003]作為用以對(duì)LSI進(jìn)行冷卻的技術(shù)的一例，有利用冷卻風(fēng)扇的空冷式的冷卻方法。在該方法中，例如與LSI表面對(duì)向設(shè)置冷卻風(fēng)扇，將冷的空氣吹送至LSI表面。在利用該冷卻風(fēng)扇對(duì)LSI進(jìn)行冷卻時(shí)進(jìn)行如下處理，即監(jiān)視LSI附近的溫度，并根據(jù)該溫度來(lái)使風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)變化，由此調(diào)整冷卻的程度。
[0004]圖1(a)、(b)是本發(fā)明者等研究的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路及其周邊電路的電路圖。在圖1(a)與(b)中，周邊電路零件的配置不同，且驅(qū)動(dòng)IC(Integrated Circuit，集成電路)200的構(gòu)成相同。
[0005]對(duì)9號(hào)引腳的電源端子(VCC端子)經(jīng)由逆流防止用的二極管Dl而輸入電源電壓Vddo此外在VCC端子連接有過(guò)電壓保護(hù)用的齊納二極管ZDl及平滑化用的電容器C2。14號(hào)引腳的接地端子(GND)接地。H橋電路212的輸出端經(jīng)由6號(hào)引腳(0UT2)、8號(hào)引腳(OUTl)而與風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6連接。此外，H橋電路212下側(cè)的端子與7號(hào)引腳(RNF)連接。另外，本說(shuō)明書(shū)中引腳的編號(hào)為方便起見(jiàn)的編號(hào)，與引腳的布局等無(wú)關(guān)?？刂七壿嬰娐?08產(chǎn)生已脈寬調(diào)制的脈沖信號(hào)SI。預(yù)驅(qū)動(dòng)器210根據(jù)脈沖信號(hào)SI而對(duì)H橋電路212進(jìn)行切換。
[0006]風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6為無(wú)刷DC (direct current，直流電)電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)IC200與周邊電路零件一同構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路而對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6進(jìn)行PffM驅(qū)動(dòng)?；魻杺鞲衅?設(shè)置在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的附近用以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置。
[0007]霍爾偏壓電路204產(chǎn)生霍爾偏壓電壓Vhb，并經(jīng)由3號(hào)引腳而供給至霍爾傳感器8。對(duì)驅(qū)動(dòng)IC200的2號(hào)引腳、3號(hào)引腳輸入霍爾傳感器8產(chǎn)生的霍爾信號(hào)H-、H+。霍爾比較器202對(duì)霍爾信號(hào)H-、H+進(jìn)行比較，且產(chǎn)生表示轉(zhuǎn)子位置的脈沖信號(hào)S2并輸出至控制邏輯電路208。控制邏輯電路208與該脈沖信號(hào)S2同步地使H橋電路212的驅(qū)動(dòng)相迀移。
[0008]在H橋電路212與被賦予接地電壓Vss的接地線之間，換言之在7號(hào)引腳與接地線之間插入有電流檢測(cè)用的電阻Rnf。在電阻Rnf產(chǎn)生與流過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的電流成正比例的檢測(cè)電壓。檢測(cè)電壓Vnf經(jīng)由RC(resistor-capacitor，電阻電容器)濾波器而輸入至5號(hào)引腳。電流鉗比較器206將檢測(cè)電壓Vnf與特定的電壓Vcl進(jìn)行比較。電壓Vcl決定流過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的電流的上限。當(dāng)斷定電流鉗比較器206的輸出(高電平)時(shí)，控制邏輯電路208以使對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的通電停止的方式使脈沖信號(hào)SI的邏輯值變化。
[0009]振蕩器220產(chǎn)生具有特定頻率的周期性的載波電壓0SC。載波電壓OSC具有鋸齒波(斜波)或者三角波。PWM比較器216將12號(hào)引腳(MIN)的電壓Vmin與載波電壓OSC進(jìn)行比較。PffM比較器216的輸出具有與12號(hào)引腳的電壓Vmin對(duì)應(yīng)的占空比。
[0010]同樣地，PffM比較器218將11號(hào)引腳(TH)的電壓Vth與載波電壓進(jìn)行比較。PffM比較器218的輸出具有與11號(hào)引腳的電壓Vth對(duì)應(yīng)的占空比。
[0011]控制邏輯電路208對(duì)PffM比較器216及218的輸出脈沖進(jìn)行邏輯合成而產(chǎn)生脈沖信號(hào)SI。脈沖信號(hào)SI的占空比成為PffM比較器216與218的輸出脈沖的占空比中較大的占空比。即12號(hào)引腳的電壓設(shè)定脈沖信號(hào)SI的占空比的下限值(最小占空比)。
[0012]基準(zhǔn)電壓源214產(chǎn)生特定的基準(zhǔn)電壓Vref，并自10號(hào)引腳(REF)輸入至外部。電阻R11、R12將基準(zhǔn)電壓Vref分壓而輸入至12號(hào)引腳(MIN)。S卩，可根據(jù)外置的電阻R11、R12的電阻值而設(shè)定12號(hào)引腳的電壓VMIN，因此可設(shè)定脈沖信號(hào)SI的最小占空比。
[0013]對(duì)PffM輸入端賦予具有與風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的占空比的輸入PffM信號(hào)。在圖1(a)中，輸入PffM信號(hào)經(jīng)由反相器10而輸入至TH端子。
[0014]在圖1(b)中，輸入PffM信號(hào)在利用反相器10反轉(zhuǎn)之后，利用RC濾波器12平滑化而輸入至TH端子。
[0015]圖2 (a)、(b)是圖1 (a)、(b)的驅(qū)動(dòng)IC200的動(dòng)作波形圖。
[0016]參照?qǐng)D2(a)對(duì)圖1(a)的驅(qū)動(dòng)IC200的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)圖1(a)的驅(qū)動(dòng)IC200的TH端子(11號(hào)引腳)輸入已將輸入PffM信號(hào)反轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)VTH。脈沖信號(hào)Vth的高電平高于內(nèi)部振蕩器所產(chǎn)生的載波電壓的峰值，脈沖信號(hào)Vth的低電平低于內(nèi)部振蕩器所產(chǎn)生的載波電壓的谷值。對(duì)載波電壓與脈沖電壓Vth進(jìn)行比較的結(jié)果，PffM比較器218的輸出脈沖具有與脈沖電壓Vth相同的占空比。
[0017]在圖2(a)中為H- > H+的狀態(tài)，第I相的輸出OUTl被切換，且第2相的輸出0UT2被固定于低電平。輸出OUTl的切換的占空比與Vth—致，因此與原來(lái)的輸入PffM信號(hào)的占空比一致。另外，在該例中為Vmin= V REF而高于載波電壓的峰值，因此PffM比較器216的輸出不會(huì)對(duì)OUTl帶來(lái)影響。
[0018]藉此，輸入PffM信號(hào)的占空比變得越大，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)數(shù))越增大。
[0019]繼而，參照?qǐng)D2(b)對(duì)圖1(b)的驅(qū)動(dòng)IC200的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)圖1(b)的驅(qū)動(dòng)IC200的TH端子(11號(hào)引腳)輸入已藉由濾波器而平滑化的DC電壓VTH。輸出OUTl當(dāng)為Vmin-^ V TH中較低者時(shí)，具有與載波電壓的比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的占空比。
[0020]由此，輸入PffM信號(hào)的占空比變得越大，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)矩(旋轉(zhuǎn)數(shù))越增大。此外，最小轉(zhuǎn)矩即最低旋轉(zhuǎn)數(shù)可根據(jù)電壓Vmin來(lái)設(shè)定。
[0021]如此，根據(jù)圖1的驅(qū)動(dòng)IC200，對(duì)TH端子也可輸入DC電壓，也可輸入脈沖信號(hào)，從而可對(duì)組件的設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)的靈活性。
[0022][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0023][專(zhuān)利文獻(xiàn)]
[0024][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-224100號(hào)公報(bào)
[0025][專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利特開(kāi)2004-166429號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026][解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
[0027]本發(fā)明者等對(duì)圖1的驅(qū)動(dòng)IC200進(jìn)行研究的結(jié)果認(rèn)識(shí)到以下問(wèn)題。
[0028]在圖1(a)的平臺(tái)中，對(duì)TH端子的高電平及低電平有限制。S卩，TH端子的高電平必須高于載波電壓OSC的峰值，且低電平必須低于載波電壓OSC的谷值。因此，必須謹(jǐn)慎地決定向TH端子的輸入脈沖的振幅。
[0029]此外，輸入PffM信號(hào)的占空比(輸入占空比)與輸出OUTl (0UT2)的占空比(輸出占空比)一致，無(wú)法變更其等的輸入輸出關(guān)系。
[0030]在圖1(b)的平臺(tái)中，通過(guò)插入濾波器12而可調(diào)節(jié)輸入占空比與輸出占空比的關(guān)系(斜率)。然而，零件件數(shù)增加，因此成本提高，此外會(huì)成為裝置小型化的阻礙。
[0031]此外，TH端子的DC電壓的變化范圍成為輸出占空比的變動(dòng)幅度，但為了提高輸出占空比相對(duì)于DC電壓的精度，而必須使載波電壓OSC的峰值與谷值的差即振幅較大，但因此而必需較高的電源電壓Vdd。
[0032]本發(fā)明是鑒于所述狀況而完成的，其一形態(tài)的例示性的目的之一在于提供一種可抑制成本及面積的增大并且可設(shè)定輸入輸出占空比的關(guān)系的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0033][解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
[0034]本發(fā)明的一形態(tài)涉及對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulat1n，脈寬調(diào)制)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括:PWM輸入端子，從外部接收具有輸入占空比的輸入脈沖調(diào)制信號(hào)；占空/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收輸入脈沖調(diào)制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為與輸入占空比對(duì)應(yīng)的第I數(shù)字值；斜率設(shè)定端子，接收指示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出占空比相對(duì)于輸入占空比的斜率的信息；斜率獲取部，獲取與指示斜率的信息對(duì)應(yīng)的第2數(shù)字值；占空運(yùn)算部，相對(duì)于第I數(shù)字值而以與第2數(shù)字值對(duì)應(yīng)的斜率產(chǎn)生線形增大的占空指令值；數(shù)字脈寬調(diào)制器，產(chǎn)生具有與占空指令值對(duì)應(yīng)的輸出占空比的控制脈沖；及輸出電路，根據(jù)控制脈沖而對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0035]根據(jù)該形態(tài)，可通過(guò)設(shè)置占空/數(shù)字轉(zhuǎn)換器而將輸入脈沖調(diào)制信號(hào)直接輸入至PWM輸入端子。此外可通過(guò)設(shè)置斜率設(shè)定端子及斜率獲取部而從外部設(shè)定輸出占空比相對(duì)于輸入占空比的斜率。通過(guò)該等可抑制成本及面積的增大，并且可設(shè)定輸入輸出占空比的關(guān)系O
[0036]斜率設(shè)定端子接收指示斜率的模擬的DC電壓，斜率獲取部也可包含將斜率設(shè)定端子的DC電壓轉(zhuǎn)換為第2數(shù)字值的第1A/D(analog digital，模擬數(shù)字)轉(zhuǎn)換器。
[0037]斜率設(shè)定端子接收指示斜率的串行或并行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，且斜率獲取部也可包含:接口電路，接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；及存儲(chǔ)器，儲(chǔ)存與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的第2數(shù)字值。
[0038]斜率設(shè)定端子接收指示斜率的第2數(shù)字值，且斜率獲取部也可包含儲(chǔ)