电动机的驱动电路以及驱动方法技术

公开了实现软切换的电动机的驱动电路以及驱动方法。周期计数器（２０）生成以数字值表示霍尔信号（Ｈ＋、Ｈ－）的周期的频率信号（Ｓ２），该霍尔信号表示驱动对象的电动机（５０）的转子的位置。增减计数器（２６），以霍尔信号的相的切换为契机，交替地重复递增计数以及递减计数，并生成具有其斜率根据频率信号（Ｓ２）而设定的倾斜部分的数字的驱动波形信号（Ｓ３）。Ｄ／Ａ变换器（２８）接受驱动波形信号（Ｓ３），并变换成模拟电压。驱动部（３０）将对应了模拟电压（Ｖ３）的驱动电压（Ｖｄｒｖ）提供给电动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动机的驱动技术。
技术介绍
作为冷却用的风扇电动机、使光/磁盘旋转的主轴电动机(spindle motor)、磁带 记录装置用的绞盘电动机(capstan motor)，利用无刷直流(DC)电动机。无刷DC电动机通 常包括具有永久磁铁的转子和具有线圈的定子。无刷DC电动机能够通过控制提供给线圈 的电流而对线圈励磁，从而使其旋转。为了检测无刷DC电动机的转子的旋转位置，有利用霍尔元件，或者利用换相时的 反电动势的无传感器驱动的技术。霍尔元件根据电动机的转子的位置，生成互补地变化的 霍尔信号对(简单地总称为霍尔信号)。电动机的驱动电路基于检测出霍尔信号或者反电动势的定时(timing)，切换提供 给线圈的驱动电压的极性。在作为霍尔信号而获得对应了转子的磁极的变化的正弦波状 或者梯形波状的波形的情况下，电动机的驱动电路利用切换定时前后的霍尔信号的电压变 化，能够使提供给线圈的驱动电压以及极性缓慢变化，实现电动机驱动声音的降低。这也称 为软开关(soft switch)。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使用霍尔元件进行转子的位置检测的电动机中，有将外挂的霍尔元件与电动机 驱动IC集成在同一电路上，削减基板上的零件件数的技术，但是，在构成驱动电路的硅工 艺(silicone process)上进行集成时，不能使用像外挂霍尔元件这样磁灵敏度高的物理性 的元件，所以灵敏度会变弱。为了弥补该灵敏度，在集成电路上放大信号后利用，但是，连互 补地输出的信号的偏移(offset)成分也被放大，并且在进行用于消除偏移的信号处理时， 难以观察到原本由霍尔元件检测的切换定时前后的磁场变化，不能利用对该变化进行利用 的软开关技术。即使是使用了反电动势的无传感器技术的情况下，也同样由于仅能检测输 出反电动势的定时，所以不能利用如利用了霍尔元件的情况那样，对应了磁场变化的软开 关(soft switching)技术。本专利技术鉴于这样的状况而完成，其某一方式例示的目的之一在于，提供在检测电 动机的转子位置的信息仅能够在换相定时利用的情况下，根据电动机的转速进行软开关的 技术。本专利技术的某一方式涉及电动机驱动电路。该电动机驱动电路具有周期计数器，生 成以数字值表示霍尔信号的周期的频率信号，该霍尔信号表示驱动对象的电动机的转子的 位置；增减计数器，以霍尔信号的相的切换为契机，交替地进行递增计数以及递减计数，并 生成具有其斜率根据频率信号而设定的倾斜部分的数字的驱动波形信号；D/A变换器，接 受驱动波形信号，并变换成模拟电压；以及驱动部，将对应了模拟电压的驱动电压提供给电动机。根据该方式，即使在霍尔信号不具有有效的倾斜部分的情况下，也能够根据电动 机的转速，使电动机进行软切换。本专利技术的其它方式为电子设备。该电子设备具有使盘旋转的主轴电动机、驱动主 轴电动机的上述电动机驱动电路。或者，其它方式的电子设备具有风扇电动机以及驱动风 扇电动机的上述驱动电路。进而，其它方式的电子设备具有绞盘电动机以及驱动绞盘电动 机的上述驱动电路。附图说明图1是表示实施方式中的电动机驱动电路的结构的电路图。图2的(a)、图2的(b)是表示图1的电动机驱动电路的动作的时序图。图3是表示实施方式中的电动机驱动IC的结构的方框图。图4的(a)是表示PWM控制的情形的波形图，图4的(b)是表示起动占空辅助功 能的波形图。标号说明100......电动机驱动电路、10......霍尔元件、12......偏移消除电路、14......比较器、20......周期计数器、22......寄存器、24......斜度设定部、26......增减计数器、28......D/A变换器、30......驱动部、32......第1放大器、34......第2放大器、40......控制逻辑部、42......振荡器、44......起动脉冲信号生成部、46......热关断(thermal shut down)电路、48......输出晶体管、50......电动机、Sl......转速脉冲信号、S2......频率信号、S3......驱动波形信号、S4......起动脉冲信号、V3......模拟电压。具体实施例方式以下，基于优选的实施方式，参照附图说明本专利技术。对各个附图所表示的同一或者 同等的结构要素、构件、处理附加同一标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式不是用 于限定专利技术而是例示，实施方式中所记述的所有的特征或其组合未必是本专利技术的本质性的 内容。在本说明书中，所谓“构件A与构件B相连接的状态”，除了构件A和构件B物理性 地直接相连接的情况之外，也包含构件A和构件B经由对电连接状态不带来影响的其它构 件而间接地连接的情况。同样地，所谓“构件C设置在构件A和构件B之间的状态”，除了构件A和构件C、 或者构件B和构件C直接相连接的情况之外，也包含经由对电连接状态不带来影响的其它 构件而间接地连接的情况。另外，在本说明书中，在电压信号、电流信号等电信号上附加的标号，根据需要表 示各个电压值、电流值等。图1是表示实施方式中的电动机驱动电路100的结构的电路图。电动机驱动电路 100对单相的无刷DC电动机(以下简称为“电动机”)50的两端提供驱动电压Vdrv+、Vdrv-， 并提供线圈电流。电动机驱动电路100具有霍尔元件10、偏移消除电路12、比较器14、周期计数器 20、寄存器22、斜度(slope)设定部24、增减计数器(up downcounter) 26、D/A变换器28、驱 动部30，并在一个半导体基板上一体集成。霍尔元件10、比较器14以及D/A转换器28由 模拟电路构成，周期计数器20、寄存器22、斜度设定单元24以及增减计数器26由数字电路 构成。霍尔元件10、偏移消除电路12、比较器14可以利用公知技术，因此，这里只是进行 简单说明。霍尔元件10包含4个端子和以各个端子为顶点而桥式连接的4个电阻元件(未 图示)。各个电阻元件的电阻值，随着来自电动机50的磁场、即随着转子的位置而变化。根 据4个电阻的电阻值的波动程度，在从霍尔元件10取出的霍尔信号中有时产生偏移。偏移 消除电路12，通过假想地使霍尔元件10的4个端子旋转，按顺序转换而取出信号，从而消除 霍尔信号的偏移。由于从偏移消除电路12得到的霍尔信号H+、H-微弱，所以通过霍尔放大 器(比较器)14进行比较、放大。由比较器14放大的霍尔信号随着电动机50的转子的位置而成为重复高电平和低 电平的矩形波。以下，还将被比较器14放大的霍尔信号称为转速脉冲信号Si。周期计数器20接受表示电动机50的转子的位置的转速脉冲信号(霍尔信号)Si， 生成以数字值表示其周期t的频率信号S2。例如，对周期计数器20输入频率比转速脉冲信 号Sl足够高的基准时钟CK。周期计数器20利用基准时钟CK对转速脉冲信号Sl的上升沿 (positive edge)和下降沿(negativeedge)的间隔进行计数，生成频率信号S2。将基准时 钟CK的周期记为Tp时，频率信号S2的值α，按α = t/Tp来提供。另外，由于测定电动机的旋转周期即可，所以周期计数器20也可以对例如上升沿 和上升沿的间隔或者下降沿和下降沿的间隔进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动电路，其特征在于，具有：周期计数器，生成以数字值表示霍尔信号的周期的频率信号，该霍尔信号表示驱动对象的电动机的转子的位置；增减计数器，以所述霍尔信号的相的切换为契机，交替地进行递增计数以及递减计数，并生成具有其斜率根据所述频率信号而设定的倾斜部分的数字的驱动波形信号；Ｄ／Ａ变换器，接受所述驱动波形信号，并变换成模拟电压；以及驱动部，将对应了所述模拟电压的驱动电压提供给所述电动机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村征博，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]