專利名稱：馬達(dá)驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
作為具備多相(例如3相)的驅(qū)動線圈的無刷直流馬達(dá)的驅(qū)動方式，已知如下的PWM(Pulse Width Modulation 脈沖寬度調(diào)制)驅(qū)動方式馬達(dá)以與提供給輸出晶體管的信號的占空比相應(yīng)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，還已知被稱之為線性驅(qū)動方式和PAM(Pulse Amplitude Modulation 脈沖幅度調(diào)制)的驅(qū)動方式，在該線性驅(qū)動方式(PAM驅(qū)動方式) 中，馬達(dá)以與提供給輸出晶體管的信號的振幅相應(yīng)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步已知出于無刷直流馬達(dá)的靜音化等目的而進(jìn)行180°通電的軟切換驅(qū)動方式。例如，在專利文件1中，公開了如下一種無刷馬達(dá)的驅(qū)動電路通過切換120°通電和180°通電，在不使用霍爾元件等位置檢測元件的無傳感器驅(qū)動方式中也能檢測轉(zhuǎn)子 (Rotor)的旋轉(zhuǎn)位置。這樣，包括無傳感器驅(qū)動方式的情況在內(nèi)，以軟切換驅(qū)動方式來驅(qū)動無刷直流馬達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)靜音化。專利文獻(xiàn)1 特開平5-161388號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，提供給馬達(dá)的驅(qū)動線圈的驅(qū)動電流由于受到感性電抗的影響，相對于施加給驅(qū)動線圈的驅(qū)動電壓相位延遲。因此，在軟切換驅(qū)動方式中切換相時，存在驅(qū)動電流難以流動、產(chǎn)生逆扭矩成分的情況。另外，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速越上升，感性電抗越大，驅(qū)動電流的相位延遲也越明顯。因此，即使為了使馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)而增加驅(qū)動電流也無法使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速充分上升。用于解決問題的方案主要用于解決上述問題的本發(fā)明是向馬達(dá)的多相的驅(qū)動線圈提供驅(qū)動電流來驅(qū)動上述馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動電路，該馬達(dá)驅(qū)動電路的特征在于，具備梯形波信號生成電路，其生成傾斜部根據(jù)上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速或者上述馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速而改變的梯形波信號并輸出；多個輸出晶體管，其根據(jù)上述梯形波信號向上述驅(qū)動線圈輸出上述驅(qū)動電流。通過附圖和本說明書的記載可知本發(fā)明的其它特征。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在實(shí)現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)時的靜音化的同時，能夠在高速旋轉(zhuǎn)時使轉(zhuǎn)速充分上升。


圖1是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式中的馬達(dá)驅(qū)動電路整體的結(jié)構(gòu)的電路框圖。
圖2是表示定時控制電路20的具體結(jié)構(gòu)的一例的電路框圖。圖3是表示電流提供電路30的具體結(jié)構(gòu)的一例的電路框圖。圖4是表示斜坡(Ramp waveform)波形生成電路40的具體結(jié)構(gòu)的一例的電路框圖。圖5是表示電流分配電路50的具體結(jié)構(gòu)的一例的電路框圖。圖6是說明定時控制電路20的動作的圖。圖7是說明電流提供電路30的動作的圖。圖8是表示斜坡波形生成電路40的動作的圖。圖9是說明電流分配電路50的動作的圖。圖10是表示從本發(fā)明的一個實(shí)施方式中的馬達(dá)驅(qū)動電路向馬達(dá)的驅(qū)動線圈提供的驅(qū)動電流的一例的圖。圖11是表示在低速旋轉(zhuǎn)時和高速旋轉(zhuǎn)時提供給馬達(dá)的驅(qū)動線圈的驅(qū)動電流的一例的圖。附圖標(biāo)記說明1 馬達(dá)驅(qū)動電路；9 馬達(dá)；11 13 比較電路；20 定時控制電路；30 電流提供電路；40 斜坡波形生成電路；50 電流分配電路；61 63 電流放大電路；71 73 :輸出晶體管；81 83 輸出晶體管；91 93 驅(qū)動線圈；100 107 端子；Cl 電容器；X20 =XNOR 電路(異或非電路)；A21 k2& =AND電路(邏輯與電路)；S30 電流源；P30 P35 (PNP) 晶體管；N30 N33 (NPN)晶體管；R31 R36 電阻；P40 P44 (PNP)晶體管；N40 N46 (NPN)晶體管；R41 R46 電阻；S50、S51 電流源；P50 P57 (PNP)晶體管；N50 N53 (NPN)晶體管；R51 電阻。
具體實(shí)施例方式通過本說明書和附圖的記載至少可知以下事項。<馬達(dá)驅(qū)動電路整體的結(jié)構(gòu)>以下，參照圖1對本發(fā)明的一個實(shí)施方式中的馬達(dá)驅(qū)動電路整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1所示的馬達(dá)驅(qū)動電路1是用于驅(qū)動具備三相的驅(qū)動線圈91至93的無傳感器驅(qū)動方式的馬達(dá)9的電路，以具備端子100至107的集成電路構(gòu)成。另外，馬達(dá)驅(qū)動電路1 構(gòu)成為包括比較電路11至13、定時控制電路20、電流提供電路30、斜坡波形生成電路40、 電流分配電路50、電流放大電路61至63、以及輸出晶體管71至73、輸出晶體管81至83。 并且，在馬達(dá)驅(qū)動電路1上除了連接有馬達(dá)9之外，還連接有電容器Cl。此外，在本實(shí)施方式中，比較電路11至13相當(dāng)于位置檢測電路，電流提供電路30、 斜坡波形生成電路40以及電流分配電路50相當(dāng)于梯形波信號生成電路，電流放大電路61 至電流放大電路63相當(dāng)于放大電路。另外，下面對分別使用NPN晶體管作為輸出晶體管的一例的情況進(jìn)行說明。并且，將各驅(qū)動線圈91至驅(qū)動線圈93的相分別設(shè)為U相、V相以及 W相。高壓側(cè)的輸出晶體管71至73的集電極都經(jīng)由端子104連接于(馬達(dá))電源電位 VCC0另外，低壓側(cè)的輸出晶體管81至83的發(fā)射極都經(jīng)由端子105連接于接地電位。并且，輸出晶體管71至73分別與輸出晶體管81至83串聯(lián)連接，各連接點(diǎn)與端子101至103連接。而且，在端子101至103上分別連接有驅(qū)動線圈91至93，驅(qū)動線圈91至93的中性點(diǎn)連接于端子100。比較電路11至13的非反轉(zhuǎn)輸入端分別與端子101至103連接，反轉(zhuǎn)輸入端都與端子100連接。另外，從比較電路11至13分別輸出的定時信號Tll至T13輸入至定時控制電路20。然后，從定時控制電路20輸出定時信號T20至T26。此外，在定時信號T20至 T26中，定時信號T21至D6相當(dāng)于通電定時信號。速度控制電壓Vin經(jīng)由端子106輸入至電流提供電路30，從電流提供電路30輸出充放電電流130。另外，斜坡波形生成電路40經(jīng)由端子107與電容器Cl連接，并且被輸入定時信號T20以及充放電電流130，從斜坡波形生成電路40輸出電容器Cl的兩端電壓 V40以及中間電壓V42。并且，定時信號T21至T26、電容器Cl的兩端電壓V40以及中間電壓V42輸入至電流分配電路50，從電流分配電路50輸出梯形波信號171至173、以及181 至 183。梯形波信號171、181以及速度控制電壓Vin輸入至電流放大電路61，從電流放大電路61輸出梯形波信號I71a以及I81a。另外，梯形波信號172、182以及速度控制電壓Vin 輸入至電流放大電路62，從電流放大電路62輸出梯形波信號17 以及18加。而且，梯形波信號173、183以及速度控制電壓Vin輸入至電流放大電路63，從電流放大電路63輸出梯形波信號I73a以及I83a。并且，梯形波信號I71a至I73a、以及I81a至I83a分別輸入至輸出晶體管71至73、以及81至83的基極。<定時控制電路的結(jié)構(gòu)>接著，參照圖2來說明定時控制電路20的更具體的結(jié)構(gòu)。定時控制電路20構(gòu)成為包括三輸入的XNOR電路(異或非電路)X20以及分別為兩輸入的AND電路(邏輯與電路)A21至A26。定時信號Tll至T13輸入至XNOR電路X20，從XNOR電路X20輸出定時信號T20。定時信號Tll輸入至AND電路A21以及A22，其反轉(zhuǎn)信號輸入至AND電路A24以及A25。另外，定時信號T12輸入至AND電路A23以及A24，其反轉(zhuǎn)信號輸入至AND電路A26 以及A21。而且，定時信號T13輸入至AND電路A25以及A26，其反轉(zhuǎn)信號輸入至AND電路 A22以及A23。然后，從AND電路A21至k2&輸出定時信號T21至T26。 <電流提供電路的結(jié)構(gòu)>接著，參照圖3來對電流提供電路30的更具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。電流提供電路30構(gòu)成為包括電流源S30、(PNP)晶體管P30至P35、(NPN)晶體管N30至N33、以及電阻R31至R36。連接于(內(nèi)部)電源電位VCCl的電流源S30、連接成二極管形式的晶體管N30以及集電極連接于接地電位的晶體管P30以該順序串聯(lián)連接。另外，對晶體管P30的基極輸入速度控制電壓Vin。連接成二極管形式的晶體管P34的發(fā)射極與電源電位VCCl連接，集電極與晶體管 N31至N33的集電極連接。另外，晶體管P35與晶體管P34構(gòu)成電流鏡電路，從晶體管P35 的集電極輸出充放電電流130。此外，設(shè)晶體管P35的尺寸(發(fā)射極面積)與晶體管P34的尺寸相等。
晶體管N31至N33的基極都連接在電流源S30與晶體管N30的連接點(diǎn)上。另外， 晶體管P31的發(fā)射極經(jīng)由電阻R31連接于晶體管N31的發(fā)射極，集電極和基極與接地電位連接。而且，晶體管P32的發(fā)射極經(jīng)由電阻R32連接于晶體管N32的發(fā)射極，集電極與接地電位連接。并且，晶體管P33的發(fā)射極經(jīng)由電阻R33連接于晶體管N33的發(fā)射極，集電極與接地電位連接。以電阻R34至電阻R36的順序?qū)⑺鼈兇?lián)連接。另外，電阻R34的一端與接地電位連接，電阻R36的一端與基準(zhǔn)電位Vrefl連接。并且，晶體管P32的基極連接在電阻R34 和R35的連接點(diǎn)上，晶體管P33的基極連接在電阻R35與電阻R36的連接點(diǎn)上。<斜坡波形生成電路的結(jié)構(gòu)>接著，參照圖4來說明斜坡波形生成電路40的更具體的結(jié)構(gòu)。斜坡波形生成電路40構(gòu)成為包括(PNP)晶體管P40至P44、(NPN)晶體管N40至 N46、以及電阻R41至R46。此外，在以下的說明中，在沒有特別說明的情況下，設(shè)構(gòu)成各電流鏡電路的晶體管的尺寸相等。對連接成二極管形式的晶體管N40的集電極提供充放電電流130，發(fā)射極與接地電位連接。另外，晶體管N41與晶體管N40構(gòu)成電流鏡電路。并且，連接成二極管形式的晶體管P40的發(fā)射極與電源電位VCCl連接，集電極與晶體管N41的集電極連接。并且，晶體管P41以及P42分別與晶體管P40構(gòu)成電流鏡電路。連接成二極管形式的晶體管N42的集電極與晶體管P41的集電極連接，發(fā)射極與接地電位連接。另外，晶體管N43與晶體管N42構(gòu)成電流鏡電路，晶體管N43的集電極與晶體管P42的集電極連接。并且，晶體管N44的集電極與晶體管P41和N42的連接點(diǎn)連接，發(fā)射極與接地電位連接，基極被輸入定時信號T20。此外，晶體管N43的尺寸為晶體管N42的尺寸的兩倍。電容器Cl的一端與接地電位連接。另外，電容器Cl的另一端與晶體管P42和N43 的連接點(diǎn)連接，成為電容器Cl的兩端電壓V40的輸出節(jié)點(diǎn)。以電阻R41至R44的順序?qū)⑺鼈兇?lián)連接。另外，電阻R41的一端與接地電位連接，電阻R44的一端與基準(zhǔn)電位Vref2連接。并且，電阻R42和R43的連接點(diǎn)成為中間電壓 V42的輸出節(jié)點(diǎn)。晶體管P43的發(fā)射極經(jīng)由電阻R45連接于電源電位VCCl，集電極與接地電位連接， 基極與電阻R41和R42的連接點(diǎn)連接。另外，晶體管N45的集電極與電源電位VCCl連接， 發(fā)射極經(jīng)由電阻R46連接于接地電位，基極與電阻R43和R44的連接點(diǎn)連接。晶體管N46的集電極與電源電位VCCl連接，基極與電阻R45和晶體管P43的連接點(diǎn)連接。另外，晶體管P44的發(fā)射極與晶體管N46的發(fā)射極連接，集電極與接地電位連接， 基極與晶體管N45和電阻R46的連接點(diǎn)連接。并且，晶體管N46和P44的連接點(diǎn)與電容器 C 1的兩端電壓V40的輸出節(jié)點(diǎn)連接。<電流分配電路的結(jié)構(gòu)>接著，參照圖5來說明電流分配電路50的更具體的結(jié)構(gòu)。此外，圖5僅示出電流分配電路50中的輸出梯形波性信號171的電路。電流分配電路50構(gòu)成為包括電流源S50、S51、(PNP)晶體管P50至P57、(NPN) 晶體管N50至N53以及電阻R51。此外，在以下的說明中，設(shè)構(gòu)成各電流鏡電路的晶體管的尺寸相等。晶體管P50的發(fā)射極與連接在電源電位VCCl上的電流源S50連接，基極被輸入中間電壓V42。另外，晶體管P51的發(fā)射極與連接在電源電位VCCl上的電流源S51連接，基極被輸入電容器Cl的兩端電壓V40。并且，電流源S50和晶體管P50的連接于與電流源S51 和晶體管P51的連接點(diǎn)經(jīng)由電阻R51相連接。連接成二極管形式的晶體管N50的集電極與晶體管P50的集電極連接，發(fā)射極與接地電位連接。另外，連接成二極管形式的晶體管N52的集電極與晶體管P51的集電極連接，發(fā)射極與接地電位連接。并且，晶體管N51與晶體管N50構(gòu)成電流鏡電路，晶體管N53 與晶體管N52構(gòu)成電流鏡電路。連接成二極管形式的晶體管P52的發(fā)射極與電源電位VCCl連接，集電極被提供晶體管N51的集電極電流151。另外，晶體管P53與晶體管P52構(gòu)成電流鏡電路，晶體管P53 的集電極與梯形波信號171的輸出節(jié)點(diǎn)連接。并且，晶體管P56的發(fā)射極與電源電位VCCl 連接，集電極與晶體管P52和N51的連接點(diǎn)連接，基極被輸入定時信號T21。連接成二極管形式的晶體管K4的發(fā)射極與電源電位VCCl連接，集電極被提供晶體管N53的集電極電流153。另外，晶體管P55與晶體管PM構(gòu)成電流鏡電路，晶體管P55 的集電極與梯形波信號171的輸出節(jié)點(diǎn)連接。并且，晶體管P57的發(fā)射極與電源電位VCCl 連接，集電極與晶體管PM和N53的連接點(diǎn)連接，基極被輸入定時信號T22。<馬達(dá)驅(qū)動電路的動作>以下，適當(dāng)?shù)貐⒄請D6至圖11來對本實(shí)施方式中的馬達(dá)驅(qū)動電路的動作進(jìn)行說明。此外，在下面的說明中，將各PNP晶體管的基極與發(fā)射極之間的電壓都表示為VpbeJf 各NPN晶體管的基極與發(fā)射極之間的電壓都表示為Vnbe。比較電路11將端子101 (U相)的電壓U與端子100(驅(qū)動線圈91至93的中性點(diǎn)) 的電壓COM進(jìn)行比較。另外，同樣地，比較電路12將端子102(V相)的電壓與電壓COM進(jìn)行比較，比較電路13將端子103 (W相)的電壓W與電壓COM進(jìn)行比較。并且，比較電路11 至13將各自的比較結(jié)果作為定時信號Tll至T13輸出，該定時信號Tll至T13是表示與各相對應(yīng)的馬達(dá)9的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的二值信號。定時控制電路20根據(jù)定時信號Tll至T13輸出定時信號T20至T26。在此，圖6 示出輸入至定時控制電路20的定時信號Tll至T13與從定時控制電路20輸出的定時信號 T20至D6之間的關(guān)系。定時信號Tll至T13表示進(jìn)行180°通電的三相的切換定時，在同一周期內(nèi)相位相互偏移120°。另外，定時信號T20在定時信號Tll至T13的上升沿以及下降沿切換電平。 并且，定時信號T21至D6示出進(jìn)行120°通電的三相的切換定時，在同一周期內(nèi)相位相互偏移60°。此外，定時信號T21以及TM表示對U相通電的通電定時，定時信號T22以及 T25表示對V相通電的通電定時，定時信號T23以及D6表示對W相通電的通電定時。電流提供電路30根據(jù)表示馬達(dá)9的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的速度控制電壓Vin來輸出充放電電流130。在此，如果將電流源S 30與晶體管N30的連接點(diǎn)的電壓設(shè)為V30、將電阻R34與 R35的連接點(diǎn)的電壓設(shè)為V34、將電阻R35與R36的連接點(diǎn)的電壓設(shè)為V35，則電阻R31至 R33的各自的兩端電壓V31至V33為V31 = (V30-Vnbe) -Vpbe = Vin,
V32 = (V30-Vnbe)- (V34+Vpbe) = Vin_V34、V33 = (V30-Vnbe) - (V35+Vpbe) = Vin_V35另外，如果將晶體管N31至N33的集電極電流分別設(shè)為131至133，則充電放電電流130在Vin ^ V34的情況下，130 = 131= Vin/R31在V34 < Vin ^ V35 的情況下，130 = 131+132= Vin/R31+(Vin-V34)/R32在V35 < Vin的情況下，130 = I31+I32+I33= Vin/R31+(Vin-V34)/R32+(Vin-V35)/R33因而，如圖7所示，充放電電流130隨著速度控制電壓Vin的上升而增加。此夕卜， 與速度控制電壓Vin上升比例相比，充放電電流130增加比例大，加速度地增加。斜坡波形生成電路40根據(jù)定時信號T20的電平對電容器Cl充電或者放電。在此， 圖8示出輸入至斜坡波形生成電路40的定時信號T20與從斜坡波形生成電路輸出的電容器Cl的兩端電壓V40之間的關(guān)系。如前述，除了晶體管N42以及晶體管N43以外，構(gòu)成各電流鏡電路的晶體管的尺寸相等，因此晶體管P41以及P42的集電極電流與充放電電流130相等。另外，如果定時信號 T20變?yōu)楦唠娖?，則晶體管P41的集電極電流流入晶體管N44，電流不會流入晶體管N42以及 N43。因而，當(dāng)將提供給電容器Cl的電流設(shè)為140、以時間t對電容器Cl的兩端電壓V40 進(jìn)行微分時，dV40/dt = I40/C1 = I30/C1因此，電容器Cl通過充放電電流130進(jìn)行充電，該兩端電壓V40以一定的斜率上升。此外，如果電容器Cl的兩端電壓V40達(dá)到電阻R43和R44的連接點(diǎn)的電壓V43，則電流開始流入晶體管P44，因此停止上升，電壓變?yōu)楹愣?。另一方面，如果定時信號T20變?yōu)榈碗娖?，則晶體管P41的集電極電流不會流入晶體管N44，充放電電流130的兩倍的集電極電流流入晶體管N43。因而，如果以時間t對電容器C 1的兩端電壓V40進(jìn)行微分，則dV40/dt = I40/C1 = -130/C1。因此，電容器Cl通過充放電電流130進(jìn)行放電，該兩端電壓V40以一定的斜率下降。此外，如果電容器Cl的兩端電壓V40達(dá)到電阻R41和R42的連接點(diǎn)的電壓V41，則電流開始流入晶體管N46，因此結(jié)束下降，電壓變?yōu)楹愣?。這樣，電容器Cl的兩端電壓V40變?yōu)樵诙〞r信號T20的上升沿開始上升、在下降沿開始下降的斜坡波形。此外，該斜坡波形以電壓V43和電壓V41分別為上限和下限，斜率與充放電電流130相應(yīng)。另夕卜，電阻R42和R43的電阻值相等，中間電壓V42為V42 = (V41+V43)/2。電流分配電路50根據(jù)定時信號T21至T26以及電容器Cl的兩端電壓V40來生成梯形波信號171至173、以及181至183。在此，圖9示出輸入至電流分配電路50的定時信號T21至D6和電容器Cl的兩端電壓V40、與從電流分配電路50輸出的梯形波信號171至 173以及181至183之間的關(guān)系。在晶體管P50以及P51中流動與各自的基極電壓之差相應(yīng)的集電極電流。另外， 如前述，構(gòu)成各電流鏡電路的晶體管的尺寸相等，因此晶體管N51以及N53的集電極電流分別與晶體管P50以及P51的集電極電流相等。因而，在晶體管N51中流動與差電壓V40-V42 相應(yīng)的集電極電流151，在晶體管N53中流動與差電壓V42-V40相應(yīng)的集電極電流153。在定時信號T21處于高電平的期間，在晶體管P56中沒有電流流動，在晶體管P53 中流動與晶體管N51的集電極電流151相等的集電極電流。另外，在定時信號T21處于低電平的期間，晶體管N51的集電極電流151流入晶體管P56，電流不流入晶體管P52以及P53。另一方面，在定時信號T22處于高電平的期間，在晶體管P57中沒有電流流動，在晶體管P55中流動與晶體管N53的集電極電流153相等的集電極電流。另外，在定時信號 T22處于低電平的期間，晶體管N53的集電極電流153流入晶體管P57，電流不流入晶體管 P54 以及 P55。因而，梯形波信號171在僅定時信號T21處于高電平的期間，171 = 151，與晶體管N51的集電極電流151相應(yīng)地上升。另外，在定時信號T21以及T22處于高電平的期間， 171 = 151+153，變?yōu)楹愣ā２⑶?，在僅定時信號T22處于高電平的期間，171 = 153，與晶體管N53的集電極電流153相應(yīng)地下降。并且，在定時信號T21以及T22處于低電平的期間， 171 = 0，變?yōu)楹愣?。這樣，梯形波信號171在定時信號T21的上升沿開始上升，在定時信號T22的上升沿之前的定時結(jié)束上升，變?yōu)楹愣?。另外，在定時信號T21的下降沿開始下降，在定時信號 T22的下降沿之前的定時結(jié)束下降，變?yōu)楹愣?。即，梯形波信?71以120°的通電定時開始上升或者下降。同樣地，在圖5所示的電流分配電路50中，通過代替定時信號T21以及T22而輸入定時信號T23以及T24，能夠生成梯形波信號172。另外，通過輸入定時信號T25以及T26， 能夠生成梯形波信號173。并且，通過輸入定時信號T24以及T25、T26以及T21、T22以及 T23，能夠分別生成梯形波信號181、182以及183。 電流放大電路61與速度控制電壓Vin成比例地對梯形波信號171以及181進(jìn)行放大，并分別作為梯形波信號I71a以及ISla輸出。另外，電流放大電路62與速度控制電壓 Vin成比例地對梯形波信號172以及182進(jìn)行放大，并分別作為梯形波信號17 以及18 輸出。并且，電流放大電路63與速度控制電壓Vin成比例地對梯形波信號173以及183進(jìn)行放大，并分別作為梯形波信號173a以及I83a輸出。輸出晶體管71以及81分別根據(jù)梯形波信號I71a以及ISla將驅(qū)動電流191提供給U相的驅(qū)動線圈91。另外，輸出晶體管72以及82分別根據(jù)梯形波信號17 以及18 將驅(qū)動電流192提供給V相的驅(qū)動線圈92。并且，輸出晶體管73以及83分別根據(jù)梯形波信號I73a以及I83a將驅(qū)動電流193提供給W相的驅(qū)動線圈93。在此，圖10按U相、V相以及W相示出表示180°通電的定時的定時信號、梯形波信號以及驅(qū)動電流之間的關(guān)系。輸出晶體管71至73分別根據(jù)梯形波信號I71a至I73a提供拉電流(流出電流) 作為驅(qū)動電流191至193。另一方面，輸出晶體管81至83分別根據(jù)梯形波信號ISla至I83a提供灌電流(吸入電流)作為驅(qū)動電流191至193。例如，在輸出晶體管71以及82導(dǎo)通的期間，驅(qū)動電流從電源電位VCC通過輸出晶體管71、驅(qū)動線圈91、92以及輸出晶體管82向接地電位流入。因而，在這種情況下，驅(qū)動電流從U相向V相流入。另外，例如在輸出晶體管73以及82導(dǎo)通的期間，驅(qū)動電流從W相流入V相。這樣，驅(qū)動電流191至193分別在定時信號Tll至T13的上升沿開始提供拉電流， 在下降沿之前的定時停止提供。另外，分別在定時信號Tll至T13的下降沿開始提供灌電流(Sink Flow)，上升沿之前的定時停止提供。即、三相的切換定時超前于180°通電的定時(相位超前)。并且，如圖11所示，各驅(qū)動電流的振幅與速度控制電壓Vin成比例地變大，與速度控制電壓Vin上升比例相比，超前(相位超前)增加比例大。以上，馬達(dá)9的轉(zhuǎn)速越上升，三相的切換定時越超前，由此馬達(dá)驅(qū)動電路1抑制了驅(qū)動電流的相位延遲的影響。因而能夠在高速旋轉(zhuǎn)時使馬達(dá)9的轉(zhuǎn)速充分上升。另外，在低速旋轉(zhuǎn)時超前變小，接近180°通電，因此能夠?qū)崿F(xiàn)靜音化。如前述，在用于驅(qū)動三相無刷直流馬達(dá)9的馬達(dá)驅(qū)動電路1中，根據(jù)馬達(dá)9的轉(zhuǎn)速或者目標(biāo)轉(zhuǎn)速使斜率發(fā)生變化地產(chǎn)生梯形波信號，并提供給輸出晶體管，由此根據(jù)馬達(dá)9 的轉(zhuǎn)速(或者目標(biāo)轉(zhuǎn)速)使三相的切換定時超前，在實(shí)現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)時的靜音化的同時能夠在高速旋轉(zhuǎn)時使轉(zhuǎn)速充分上升。另外，通過經(jīng)由端子106輸入表示馬達(dá)9的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的速度控制電壓Vin，能夠在根據(jù)速度控制電壓Vin來控制馬達(dá)9的轉(zhuǎn)速的同時，使轉(zhuǎn)速越上升三相的切換定時越超前而抑制驅(qū)動電流的相位延遲的影響。另外，根據(jù)表示向各相通電的通電定時的定時信號T21至D6來開始使梯形波信號上升或者下降，由此能夠使三相的切換定時超前于180°通電的定時，抑制驅(qū)動電流的相位延遲的影響。另外，通過根據(jù)速度控制電壓Vin對梯形波信號進(jìn)行放大并提供給輸出晶體管， 能夠以線性驅(qū)動方式來驅(qū)動馬達(dá)9。另外，通過根據(jù)速度控制電壓Vin來提供充放電電流130并對電容器Cl進(jìn)行充放電，能夠生成具有傾斜部的梯形波信號，該傾斜部與電容器Cl的兩端電壓V40上升或者下降的斜率相應(yīng)。另外，與速度控制電壓Vin成比例地對梯形波信號進(jìn)行放大，并且使充放電電流 130的增加比例比速度控制電壓Vin上升比例相大，呈加速度地增加，由此能夠抑制馬達(dá)9 的轉(zhuǎn)速越上升而越顯著的驅(qū)動電流的相位延遲的影響。另外，通過對驅(qū)動線圈的各相的電壓與驅(qū)動線圈的中性點(diǎn)的電壓進(jìn)行比較來檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，由此能夠驅(qū)動未使用霍爾元件等位置檢測元件的無傳感器驅(qū)動方式的馬達(dá)9。另外，對輸出晶體管提供如下的梯形波信號，該梯形波信號在120°通電的定時開始上升或者下降，在180°通電的定時之前的定時終止上升或者下降，由此始終使三相的切換定時超前，能夠抑制驅(qū)動電流的相位延遲的影響。此外，上述實(shí)施方式是易于理解本發(fā)明的內(nèi)容，并非對本發(fā)明進(jìn)行限定解釋。本發(fā)明在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以做各種變更、改進(jìn)，同時本發(fā)明也包含其等價物。
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在上述實(shí)施方式中，對驅(qū)動具備三相的驅(qū)動線圈的無傳感器驅(qū)動方式的馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動電路進(jìn)行了說明，但并不限于此。馬達(dá)驅(qū)動電路也可以驅(qū)動使用霍爾元件等位置檢測元件的無刷直流馬達(dá)。另外，也可以是驅(qū)動具備四相以上的驅(qū)動線圈的無刷直流馬達(dá)的驅(qū)動電路。一般地，在具備η相(η是3以上的整數(shù))的驅(qū)動線圈的無刷直流馬達(dá)的情況下， 各梯形波信號在[180Χ(η-1)/η]°通電的定時開始上升或者下降，在180°通電的切換相的定時之前的定時結(jié)束上升或者下降。在上述實(shí)施方式中，表示馬達(dá)9的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的速度控制電壓Vin從外部直接輸入到電流提供電路30以及電流放大電路61至63，但并不限于此。例如也可以將頻率表示馬達(dá)9的轉(zhuǎn)速的速度脈沖信號TO輸入到FVC(Frequency to Voltage Converter 頻率電壓轉(zhuǎn)換電路)，使用該FVC的輸出電壓來代替速度控制電壓Vin。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)驅(qū)動電路，對馬達(dá)的多相的驅(qū)動線圈提供驅(qū)動電流來驅(qū)動上述馬達(dá)，其特征在于，具備梯形波信號生成電路，其生成傾斜部根據(jù)上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速或者上述馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速而改變的梯形波信號并輸出；以及多個輸出晶體管，上述多個輸出晶體管根據(jù)上述梯形波信號來對上述驅(qū)動線圈輸出上述驅(qū)動電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，還具備輸入端子，該輸入端子被輸入與上述馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的速度控制電壓，上述梯形波信號生成電路根據(jù)上述速度控制電壓來改變上述梯形波信號的傾斜部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，還具備定時控制電路，該定時控制電路根據(jù)與上述多相的驅(qū)動線圈的各相對應(yīng)的上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置來輸出表示對上述多相的驅(qū)動線圈進(jìn)行通電的通電定時的通電定時信號，其中，上述梯形波信號生成電路根據(jù)上述通電定時信號使上述梯形波信號開始上升或者下降。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，還具備放大電路，該放大電路根據(jù)上述轉(zhuǎn)速或者上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速來對上述梯形波信號進(jìn)行放大并提供給上述多個輸出晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，上述梯形波信號生成電路包括電流提供電路，該電流提供電路根據(jù)上述轉(zhuǎn)速或者上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速來提供用于對電容器進(jìn)行充放電的充放電電流，上述梯形波信號生成電路生成具有與上述電容器的兩端電壓上升或者下降的斜率相應(yīng)的傾斜部的上述梯形波信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，上述放大電路與上述轉(zhuǎn)速或者上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速成比例地對上述梯形波信號進(jìn)行放大，上述電流提供電路根據(jù)上述轉(zhuǎn)速或者上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的上升來提供增加比例比上述轉(zhuǎn)速或者上述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的上升比例大的上述充放電電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，還具備位置檢測電路，該位置檢測電路將上述多相的驅(qū)動線圈的各相的電壓與上述多相的驅(qū)動線圈的中性點(diǎn)的電壓進(jìn)行比較來檢測上述旋轉(zhuǎn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)驅(qū)動電路，其特征在于，上述馬達(dá)具備η相的驅(qū)動線圈，其中，η為3以上的整數(shù)，上述定時控制電路輸出用于進(jìn)行[180Χ(η-1)/η]°通電的上述通電定時信號，上述梯形波信號在上述通電定時信號的定時開始上升或者下降，與上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地在180°通電定時之前的定時結(jié)束上升或者下降。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在實(shí)現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)時的靜音化的同時能夠在高速旋轉(zhuǎn)時使轉(zhuǎn)速充分上升的馬達(dá)驅(qū)動電路。一種對馬達(dá)的多相的驅(qū)動線圈提供電流來驅(qū)動上述馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動電路，具備梯形波信號生成電路，其根據(jù)上述馬達(dá)的轉(zhuǎn)速或者上述馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，改變斜率地輸出梯形波信號；以及多個輸出晶體管，上述多個輸出晶體管根據(jù)上述梯形波信號將上述驅(qū)動電流輸出給上述驅(qū)動線圈。
文檔編號H02P6/08GK102386818SQ20111024952
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者今井敏行 申請人:安森美半導(dǎo)體貿(mào)易公司