專利名稱：電機(jī)驅(qū)動裝置、堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法及使用了它的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)的驅(qū)動技術(shù)，特別涉及具有堵轉(zhuǎn)(lock)保護(hù)功能的
電機(jī)驅(qū)動裝置、使用了它的冷卻裝置、以及堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
伴隨于近年來個人計算機(jī)、工作站的高速化，CPU ( Central Processing Unit:中央處理單元)、DSP ( Digital Signal Processor:數(shù)字信號處理器) 等運算處理用LSI ( Large Scale Integration circuit:大規(guī)模集成電路)的動 作速度不斷上升。
這樣的LSI隨著其動作速度、即時鐘頻率的變高，發(fā)熱量也變大。存 在由于LSI的發(fā)熱導(dǎo)致該LSI本身出現(xiàn)熱失控、或者對周圍的電路造成影 響的問題。因此，對LSI進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崂鋮s正成為極其重要的技術(shù)。
作為用于冷卻LSI的技術(shù)的 一例，有利用冷卻風(fēng)扇的空冷式冷卻方法。 在該方法中，例如，與LSI表面相對地設(shè)置冷卻風(fēng)扇，由冷卻風(fēng)扇向LSI 表面吹送冷空氣。
在驅(qū)動冷卻風(fēng)扇的電機(jī)中，當(dāng)電機(jī)由于風(fēng)扇中夾入異物等而發(fā)生堵轉(zhuǎn) 時，線圖或半導(dǎo)體元件中會流過過大的電流等，有可能損害作為器件的可 靠性。為了應(yīng)對這樣的問題，使用在電機(jī)停止時停止對電機(jī)線圈的通電的 堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路。
專利文獻(xiàn)1 :特開2005-6405號公報
專利文獻(xiàn)2 :特開平10-234130號公4艮

發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕
在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，當(dāng)基于檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)傳 感器的輸出而檢測到電機(jī)停止了旋轉(zhuǎn)時，在至電機(jī)恢復(fù)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的期間內(nèi) 產(chǎn)生自動恢復(fù)信號E。自動恢復(fù)信號E例如是反復(fù)按順序重復(fù)約0.5秒的"通(ON)"和約3秒的"斷(OFF)"的信號。即，當(dāng)檢測到電機(jī)的旋 轉(zhuǎn)停止了時，夾有約3秒鐘的停止期間地反復(fù)嘗試約0.5秒鐘的電機(jī)起動。 然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，不僅是電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)的時候， 在電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止了的情況下，堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能也進(jìn)行動 作。因此，當(dāng)堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能進(jìn)行動作后從外部輸入了使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的信號時， 在該輸入后至自動恢復(fù)信號E變成"通"的期間內(nèi)無法使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。即， 在電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止后，檢測到冷卻對象的器件的溫度上 升、電機(jī)再次開始旋轉(zhuǎn)時，在旋轉(zhuǎn)開始前會發(fā)生時滯(time lag),在溫度 管理上成為問題。本發(fā)明人認(rèn)識到這樣的狀況，做出了本發(fā)明，其目的在于提供一種在 電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止后，能立刻再次開始電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū) 動裝置、堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法及使用了它的冷卻裝置。 〔用于解決課題的方案〕本發(fā)明的一個方案涉及電機(jī)驅(qū)動裝置。電機(jī)驅(qū)動裝置包括驅(qū)動部， 基于指示驅(qū)動對象電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的控制信號，控制對電機(jī)的通電；堵轉(zhuǎn)保護(hù) 電路，在電機(jī)停止時，停止對電機(jī)的通電；堵轉(zhuǎn)控制部，在控制信號連續(xù) 第1時間以上地指示電機(jī)的停止時，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路成為非有效狀態(tài)；待 機(jī)控制部，以控制信號連續(xù)第1時間以上地指示電機(jī)的停止為觸發(fā)開始時 間測定，并在經(jīng)過預(yù)定的第2時間后，使該電機(jī)驅(qū)動裝置的至少一部分停 止，使之轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式。根據(jù)該方案，堵轉(zhuǎn)控制部在控制信號連續(xù)第1時間以上地指示電機(jī)的 停止時，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路非有效化，所以能夠加快電機(jī)根據(jù)控制信號的指 示而停止后的再驅(qū)動。控制信號可以是脈沖寬度調(diào)制信號。也可以將調(diào)節(jié) 該脈沖寬度調(diào)制信號的占空比的信號作為控制信號。進(jìn)而，由于在經(jīng)過第2時間后轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式，所以能夠謀求低耗電 化，在轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式時，堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路成為非有效狀態(tài)，所以之后指示 電機(jī)的驅(qū)動時也能迅速使之旋轉(zhuǎn)。待機(jī)控制部可以在待機(jī)模式下使生成本電機(jī)驅(qū)動裝置的基準(zhǔn)電壓的 電壓源(起動電路)停止。待機(jī)控制部可以在待機(jī)模式下停止對用于檢測電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的霍爾元 件供給電壓。霍爾元件中流過的電流與其他電路塊的電流相比相對較大，所以能夠有效地降低消耗功率。待機(jī)控制部可以在待機(jī)模式下固定與電機(jī)的線圈相連接的輸出級的 晶體管的控制端子的電位，使該晶體管全截止。輸出級的晶體管的尺寸較大，所以通過使之全截止，降低消耗功率的 效果較明顯。待機(jī)控制部可以以控制信號指示電機(jī)的驅(qū)動為觸發(fā)，從待機(jī)模式恢復(fù) 到通常模式。堵轉(zhuǎn)控制部可以包括計數(shù)器電路，對從控制信號指示電機(jī)的停止起的 經(jīng)過時間進(jìn)行計測。此時，能夠正確地計測預(yù)定的第1時間。作為預(yù)定的第1時間，可以設(shè)定比在堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路中確認(rèn)電機(jī)停止所 需要的檢驗期間短的時間。此時，在電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止后、 堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能進(jìn)行動作前，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路成為非有效狀態(tài)，所以在基于 控制信號的電機(jī)停止后再次驅(qū)動電機(jī)時，能夠立刻再開始電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。電機(jī)驅(qū)動裝置可以被一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上。所謂"一體集 成"，包括將電路的所有結(jié)構(gòu)要件形成在半導(dǎo)體襯底上的情況，和對電路 的主要結(jié)構(gòu)要件進(jìn)行一體集成的情況，也可以為調(diào)節(jié)電路常數(shù)而將一部分 電阻、電容器等設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的外部。通過將電機(jī)驅(qū)動裝置集成為一 個LSI，能夠減少電^^面積。本發(fā)明的另一方案是一種冷卻裝置。該裝置包括風(fēng)扇電機(jī)；以該風(fēng) 扇電機(jī)為驅(qū)動對象電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的上述任一種電機(jī)驅(qū)動裝置。通過該方案，上述電機(jī)驅(qū)動裝置的堵轉(zhuǎn)控制部在控制信號連續(xù)預(yù)定的 第1時間以上指示電機(jī)停止時，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路成為非有效狀態(tài)，所以在 電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止后能立刻再次開始電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，能夠適當(dāng) 地管理冷卻對象的器件的溫度。本發(fā)明的再一個方案是一種堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法。該方法是在驅(qū)動對象電機(jī) 停止時停止對電機(jī)的通電的堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法，包括監(jiān)視指示電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的 控制信號，對控制信號連續(xù)指示電機(jī)的停止的時間進(jìn)行計測的步驟；當(dāng)計 測的時間超過預(yù)定的第1時間時，解除堵轉(zhuǎn)保護(hù)的步驟；以計測的期間達(dá) 到第l時間為觸發(fā)，進(jìn)一步計測預(yù)定的第2時間，當(dāng)經(jīng)過該第2時間后， 使電機(jī)驅(qū)動裝置的至少 一部分轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式的步驟。通過該方案，在控制信號超過預(yù)定的第1時間地指示電機(jī)的停止時，堵轉(zhuǎn)保護(hù)被解除，所以在控制信號指示電機(jī)的停止后能立刻再開始電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)，并能降低功率消耗。
應(yīng)當(dāng)注意，上述結(jié)構(gòu)要件的任意組合或重新配置等都如所提出的實施 例一樣有效，或者已被所提出的實施例覆蓋。
此外，該發(fā)明內(nèi)容并不一定描述了全部必要特征，因此本發(fā)明還可以 是這些所描述的特征的子組合。


以下參照附圖以示例的方式對實施方式進(jìn)行描述，這些附圖意在示例
而非限制，并且對各附圖中相同的單元標(biāo)以相同的標(biāo)號，其中 圖1是表示實施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖2是表示圖1的冷卻裝置中的風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動再開始動作的時序圖。
圖3是表示變形例的驅(qū)動部的結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實施例方式
以下，基于優(yōu)選的實施方式說明本發(fā)明。這些實施方式只是例示，并 非限定本發(fā)明的范圍。實施方式中所描述的所有特征及其組合，不一定就 是本發(fā)明的本質(zhì)特征。
實施方式涉及由風(fēng)扇向例如LSI等冷卻對象吹送冷空氣的冷卻裝置。
圖1表示實施方式的冷卻裝置200的結(jié)構(gòu)。
冷卻裝置200包括電機(jī)驅(qū)動裝置100、風(fēng)扇電機(jī)112、霍爾元件114。
風(fēng)扇電機(jī)112是單相全波電機(jī)，與未圖示的冷卻對象物相對地配置。 該風(fēng)扇電機(jī)112中，由從電機(jī)驅(qū)動裝置IOO輸出的驅(qū)動電壓控制線圈電流、 即通電狀態(tài)，乂人而控制風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)。
霍爾元件114的第1端子經(jīng)由電阻R12與施加霍爾偏置電壓HB的電 源線相連接，其第2端子經(jīng)由電阻R11接地。通過電阻R12和電阻R11 來調(diào)節(jié)從霍爾元件114輸出的信號的大小。因此，根據(jù)后述的遲滯比較器 22的同相輸入范圍，也可以使電阻Rll或電阻R12的任一者或兩者短路。 另外，霍爾偏置電壓HB由電機(jī)驅(qū)動裝置100生成。
霍爾元件114輸出電平根據(jù)風(fēng)扇電機(jī)112的轉(zhuǎn)子的位置而變化的第1霍爾信號VH1、第2霍爾信號VH2。當(dāng)風(fēng)扇電機(jī)112旋轉(zhuǎn)時，第l霍爾 信號VH1和第2霍爾信號VH2是彼此反相、周期根據(jù)風(fēng)扇電機(jī)112的轉(zhuǎn)速而變4b的正弦波。電機(jī)驅(qū)動裝置100基于第1霍爾信號VH1、第2霍爾信號VH2、控 制信號Vcnt驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)112。電機(jī)驅(qū)動裝置100具有在后述的控制信號 Vcnt預(yù)定時間以上地指示風(fēng)扇電機(jī)112的停止時，取消(非有效化)停止 對風(fēng)扇電機(jī)112的通電的堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能的功能。另外，優(yōu)選電機(jī)驅(qū)動裝置 100是被一體集成在一個半導(dǎo)體襯底上的功能IC。電機(jī)驅(qū)動裝置100中，作為信號的輸入輸出用的端子，具有第l輸入 端子102、第2輸入端子104、控制輸入端子106、第1輸出端子108、第 2輸出端子110、霍爾偏置端子lll。第l輸入端子102和第2輸入端子104分別被輸入由霍爾元件114輸 出的第1霍爾信號VH1和第2霍爾信號VH2?？刂戚斎攵俗?06被從外部輸入指示風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)的控制信號 Vcnt。從第l輸出端子108和第2輸出端子IIO分別輸出驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)112 的第1驅(qū)動電壓Vdrl和第2驅(qū)動電壓Vdr2。電才幾驅(qū)動裝置IOO主要包括驅(qū)動部10、保護(hù)電^各12、 PWM (Pulse Width Modulation:脈沖寬度調(diào)制)電路14、待機(jī)(stand by )控制部20、 電壓源30、起動電^各31。PWM電路14基于從外部輸入的控制信號Vent生成PWM信號 Vpwm。所生成的PWM信號Vpwm^皮輸入到后述的預(yù)驅(qū)動電路24。 PWM 電路14包括振蕩器52和比較器54。振蕩器52例如生成三角波或鋸齒波等。優(yōu)選振蕩頻率與風(fēng)扇電機(jī)112 '的轉(zhuǎn)速相比足夠大。比較器54將振蕩器52的輸出電壓Vosc和控制信號 Vent進(jìn)行比較，輸出在Vcnt>Vosc時變成高電平、在VcnKVosc時變成低 電平的PWM信號Vpwm。在使風(fēng)扇電機(jī)112的轉(zhuǎn)速上升時，只要加大控 制信號Vcnt，增大PWM信號Vpwm的占空比即可。在使風(fēng)扇電機(jī)112 的轉(zhuǎn)速下降時，只要減小控制信號Vent,減小PWM信號Vpwm的占空比 即可。在使風(fēng)扇電機(jī)112停止時，只要進(jìn)一步減小控制信號Vcnt，使PWM 信號Vpwm的"通"占空比為零即可。驅(qū)動部IO基于第1霍爾信號VH1、第2霍爾信號VH2以及后述的 PWM信號Vpwm驅(qū)動風(fēng)扇電才幾112。
馬區(qū)動部10包括遲滯比較器22、預(yù)驅(qū)動電路24、 H橋26、開關(guān)SW1 ~ SW4。
遲滯比較器22對從霍爾元件114輸出的第1霍爾信號VH1和第2霍 爾信號VH2進(jìn)行比4交，輸出在VH1>VH2時變成高電平、在VHKVH2 時變成低電平的方波信號Vrct。
電路14輸出的PWM信號Vpwm，控制構(gòu)成H橋26的各開關(guān)的通和斷。 H橋26基于預(yù)驅(qū)動電路24的控制，將第1驅(qū)動電壓Vdrl和第2驅(qū) 動電壓Vdr2提供給風(fēng)扇電機(jī)112。 H橋26包括第1高側(cè)開關(guān)MH1、第2 高側(cè)開關(guān)MH2、第1低側(cè)開關(guān)ML1、第2低側(cè)開關(guān)ML2。
第1高側(cè)開關(guān)MH1、第2高側(cè)開關(guān)MH2是P溝道MOSFET ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧4匕物半導(dǎo)體場凌文應(yīng)晶體 管)，第1低側(cè)開關(guān)ML1、第2低側(cè)開關(guān)ML2是N溝道MOSFET。
第1高側(cè)開關(guān)MHl和第1低側(cè)開關(guān)ML 1被串聯(lián)連接在施加電源電壓 Vdd的電源線與接地之間。第1高側(cè)開關(guān)MH1、第l低側(cè)開關(guān)MLl的連 ^接點的電壓作為第1驅(qū)動電壓Vdrl，經(jīng)由第1輸出端子108施加于風(fēng)扇電 才幾112的一端。
第1高側(cè)開關(guān)MH1、第1低側(cè)開關(guān)ML1的導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)由輸入到 各柵極的柵極控制信號SH1、 SL1控制。即，第1高側(cè)開關(guān)MH1在柵極 控制信號SH1為低電平時導(dǎo)通，在其為高電平時截止。另外，第l低側(cè)開 關(guān)ML1在柵極控制信號SL1為高電平時導(dǎo)通，在其為低電平時截止。
施加于風(fēng)扇電機(jī)112的第l驅(qū)動電壓Vdrl在第1高側(cè)開關(guān)MH1導(dǎo)通、 第1低側(cè)開關(guān)ML1截止時成為電源電壓Vdd，在第1高側(cè)開關(guān)MH1截止、 第1低側(cè)開關(guān)ML1導(dǎo)通時成為接地電位0V。
同樣地，第2高側(cè)開關(guān)MH2和第2低側(cè)開關(guān)ML2也被串聯(lián)連接在電 源線與接地之間。第2高側(cè)開關(guān)MH2和第2低側(cè)開關(guān)ML2的連接點的電 壓作為第2驅(qū)動電壓Vdr2,經(jīng)由第2輸出端子110施加于風(fēng)扇電片幾112 的另一端。
保護(hù)電路12基于從遲滯比較器22輸出的方波信號Vrct和從PWM電路14輸出的PWM信號Vpwm，控制預(yù)驅(qū)動電路24的H橋26的各開關(guān) 的導(dǎo)通和截止。保護(hù)電路12的動作分為以下兩種情形。一是即使PWM信號Vpwm反復(fù)變換高電平和低電平，方波信號Vrct 也不發(fā)生變動的情形，即由于夾有異物等不可抗力，風(fēng)扇電機(jī)12發(fā)生堵 轉(zhuǎn)的情形。此時，保護(hù)電路12向預(yù)驅(qū)動電路24指示停止對風(fēng)扇電機(jī)112 的通電。由此，防止對電才幾線圏的過電流等。另一個是PWM信號Vpwm出現(xiàn)預(yù)定時間以上的j氐電平的情形，即主 動地使風(fēng)扇電機(jī)112停止的情形。此時，不同于上述情形，即使方波信號 Vrct不變動，保護(hù)電路12也不指示停止對風(fēng)扇電才幾112的通電。由此， 主動停止風(fēng)扇電機(jī)112后的再起動動作變得順暢。保護(hù)電路12包括堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32、堵轉(zhuǎn)控制部34。另外，也可以再 包括TSD ( Thermal Shut Down:過溫保護(hù))電路等。堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32在后述的使能信號EN為高電平時被有效化(active )， 在其為低電平時被非有效化。在有效時，堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32例如對從遲滯比較器22輸出的方波信號 Vrct進(jìn)行監(jiān)視等，檢測風(fēng)扇電機(jī)U2停止的情況。堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32在檢 測到風(fēng)扇電機(jī)112的堵轉(zhuǎn)時，將輸出到預(yù)驅(qū)動電路24的停止信號Vstop 從低電平切換為高電平。當(dāng)停止信號Vstop切換為高電平時，預(yù)驅(qū)動電路 24使構(gòu)成H橋26的晶體管MH1、 MH2、 ML1、 ML2全部截止。使開關(guān) 截止的時間優(yōu)選是數(shù)百微秒~數(shù)秒。晶體管的截止也可以通過使后述的開 關(guān)SW1 ~ SW4接通來進(jìn)行。在由停止信號Vst叩使通電停止后，即使生 成PWM信號Vpwm,也不對風(fēng)扇電機(jī)112提供電流。由此，能夠防止風(fēng)扇電機(jī)112堵轉(zhuǎn)時流入過電流。另外，在從風(fēng)扇電 機(jī)112停止起至堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32確認(rèn)該停止的期間內(nèi)設(shè)有^^驗期間。檢 驗期間例如是0.5s程度，可以根據(jù)堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而適當(dāng)決 定。另一方面，在非有效時，堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32將一直是低電平的停止信 號Vstop輸出給預(yù)驅(qū)動電路24。堵轉(zhuǎn)控制部34在PWM電^各14所生成的PWM信號Vpwm超過預(yù)定 時間地呈現(xiàn)低電平時，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32成為非有效狀態(tài)。預(yù)定時間可以比PWM信號Vpwm的周期足夠長，也可以比至堵轉(zhuǎn)保護(hù)電3各32確認(rèn) 風(fēng)扇電機(jī)112堵轉(zhuǎn)的抬r驗期間短。預(yù)定時間在實施方式中被設(shè)定為60ms。 該60ms是基于假定的PWM信號Vpwm的下限頻率時的"斷"占空比' (off-duty)而設(shè)定的時間。
堵轉(zhuǎn)控制部34包括計數(shù)器36和時鐘生成器38。
時鐘生成器38生成預(yù)定頻率的時鐘。預(yù)定頻率是按照上述設(shè)定的預(yù) 定時間而適當(dāng)確定的。計數(shù)器36在從比較器54輸出的PWM信號Vpwm 為低電平期間，對時鐘生成器38所生成的時鐘數(shù)進(jìn)行計數(shù)。即，計數(shù)器 36在由PWM信號Vpwm的下降沿將其計數(shù)值復(fù)位后開始計數(shù)，對其再次 被PWM信號Vpwm的下降沿復(fù)位之前的時鐘進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)通過計數(shù)4企測 到PWM信號Vpwm超過上述預(yù)定時間地呈現(xiàn)低電平時，計數(shù)器36將使 能信號EN從高電平切換為低電平，輸出到堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32。
堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32在使能信號EN切換為低電平后成為非有效狀態(tài)， 輸出到預(yù)驅(qū)動電路24的停止信號Vstop被保持低電平。此時，PWM信號 Vpwm連續(xù)呈現(xiàn)低電平，所以即使停止信號Vst叩是低電平，預(yù)驅(qū)動電路 24也將構(gòu)成H橋26的各開關(guān)控制為截止，所以風(fēng)扇電機(jī)112不纟皮通電。
另外，已基于使能信號EN切換為低電平而變成非有效狀態(tài)的堵轉(zhuǎn)保 護(hù)電路32在之后PWM信號Vpwm成為高電平時再次成為有效狀態(tài)。
待機(jī)控制部20接收使能信號EN。待機(jī)控制部20在使能信號EN從 高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r開始時間測定。這里，使能信號EN從高電平轉(zhuǎn)變 為低電平，意味著控制信號Vcnt持續(xù)第1時間t 1以上地指示風(fēng)扇電機(jī) 112的停止。
然后，在PWM信號Vpwm被固定為低電平的狀態(tài)下，從時間測定開 始起經(jīng)過預(yù)定的第2時間t2后，將電機(jī)驅(qū)動裝置100設(shè)定成待機(jī)模式， 使電機(jī)驅(qū)動裝置100的至少一部分動作停止，謀求節(jié)電。待機(jī)控制部20 在待機(jī)模式下使待機(jī)信號STB成為高電平。待機(jī)信號STB在待機(jī)模式和 通常動作模式下被提供給執(zhí)行不同處理的電路塊，在待機(jī)模式下被提供給 關(guān)閉的電路塊。即，待機(jī)控制部20在PWM信號Vpwm持續(xù)(t 1 + t 2 ) 期間呈現(xiàn)低電平時，使電機(jī)驅(qū)動裝置100轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式。
下面"i兌明祠訝幾處理。
起動電路31是生成電機(jī)驅(qū)動裝置100的基準(zhǔn)電壓的電壓源。待機(jī)控制部20在待機(jī)模式下停止起動電路31。通過關(guān)閉基準(zhǔn)電壓，基于該基準(zhǔn) 電壓生成的基準(zhǔn)電流被關(guān)斷，所以停止對電機(jī)驅(qū)動裝置100內(nèi)的各電路塊 供給基準(zhǔn)電流，謀求低耗電化。另外，電機(jī)驅(qū)動裝置100包含生成霍爾偏置電壓HB的電壓源30，該 霍爾偏置電壓HB是應(yīng)經(jīng)由霍爾偏置端子lll提供給霍爾元件114的電壓。 電壓源30在待機(jī)信號STB成為高電平時關(guān)閉，停止對霍爾元件114的電 壓供給。由此，減少了霍爾元件114、電阻Rll、 R12的功率消耗。進(jìn)而，在圖l的電路中，在H橋26的各晶體管的柵極-源極間設(shè)有開 關(guān)SW1 ~ SW4。與待機(jī)信號STB相聯(lián)動地控制開關(guān)SW1 ~ SW4的接通和 關(guān)斷，在待機(jī)模式下接通。結(jié)果，H橋26的各晶體管完全成為截止?fàn)顟B(tài)， 待機(jī)模式下的功率消耗被進(jìn)一 步降低。在待機(jī)模式下，其他不需要的電路被關(guān)閉。進(jìn)而，待機(jī)控制部20接收PWM信號Vpwm。待機(jī)控制部20在待機(jī) 模式下以控制信號Vcnt指示了風(fēng)扇電機(jī)112的驅(qū)動為觸發(fā)，從待機(jī)模式 恢復(fù)為通常模式。例如，待機(jī)控制部20可以通過監(jiān)視PWM信號Vpwm 的邊沿來恢復(fù)為通常模式?；謴?fù)為通常模式后，待機(jī)信號STB成為低電平，起動電路31起動， 生成基準(zhǔn)電壓。由此，電流被提供到電機(jī)驅(qū)動裝置100的各電路塊，再次 開始動作。圖2是表示圖1的冷卻裝置200中的風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動再開始動作的時 序圖。圖2的時序圖中從上到下依次表示出第2霍爾信號VH2、 PWM信 號Vpwm、使能信號EN、待機(jī)信號STB、電路的消耗電流Icc、以及停止 信號Vstop的時間波形。另外，在該圖中縱軸和橫軸被適當(dāng)放大、縮小地 來表示。從時刻TO至Tl期間，PWM電路14輸出與控制信號Vent的大小對 應(yīng)的占空比的PWM信號Vpwm。在此期間，風(fēng)扇電機(jī)112以與PWM信 號Vpwm的占空比對應(yīng)的速度旋轉(zhuǎn)，第2霍爾信號VH2表示與風(fēng)扇電機(jī) 112的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻率的正弦波。另外，在此期間PWM信號Vpwm以較 短時間反復(fù)呈現(xiàn)高電平和低電平，所以使能信號EN呈現(xiàn)高電平。因此， 堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32是有效狀態(tài)。另外，由于風(fēng)扇電機(jī)112沒有停止，所以 從堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32輸出到預(yù)驅(qū)動電路24的停止信號Vstop是低電平。因此，預(yù)驅(qū)動電路24通過對H橋26的各開關(guān)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，來向風(fēng) 扇電機(jī)112提供第1驅(qū)動電壓Vdrl和第2驅(qū)動電壓Vdr2。
在時刻Tl，為停止風(fēng)扇電機(jī)112的驅(qū)動而使控制信號Vcnt下降后， PWM信號Vpwm的占空比變成0。在時刻Tl以后，PWM信號Vpwm在 為在時刻T4再次開始風(fēng)扇電機(jī)112的驅(qū)動而提升控制信號Vcnt之前的期 間內(nèi)，成為低電平。
計數(shù)器36從PWM信號Vpwm的占空比變成0的時刻Tl起對時鐘生 成器38所生成的時鐘數(shù)進(jìn)行計數(shù)，在經(jīng)過預(yù)定的第1時間Tl ( =60ms) 后的時刻T2，使使能信號EN從高電平切換為低電平。由此，使堵轉(zhuǎn)保護(hù) 電路32成為非有效狀態(tài)。
為明確本實施方式的第l效果，說明不由使能信號EN進(jìn)行堵轉(zhuǎn)保護(hù) 電路32的有效、非有效切換時的動作。
在此情況下，通過PWM信號的占空比變成0，風(fēng)扇電才幾112的4^轉(zhuǎn) 停止，在時刻Tl霍爾信號VH2被固定。若霍爾信號VH2或方波信號Vrct 在預(yù)定的檢驗期間t3 (例如0.5s)內(nèi)連續(xù)地持續(xù)一定值，則堵轉(zhuǎn)保護(hù)電 路32判定為風(fēng)扇電機(jī)112被堵轉(zhuǎn)了。換言之，檢驗期間T3是堵轉(zhuǎn)保護(hù)電 路32確認(rèn)風(fēng)扇電機(jī)112停止所需要的時間。如果堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32是有戔支 狀態(tài)，則在從時刻Tl起經(jīng)過檢驗期間t 3后的時刻T5，將輸出到預(yù)驅(qū)動 電路24的停止信號Vstop切換為高電平。此時的波形用單點劃線來表示。 停止信號Vstop成為高電平后，對風(fēng)扇電機(jī)112的通電被停止數(shù)秒期間。 于是，當(dāng)在時刻T4控制信號Vcnt的電平上升，指示風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn) 時，由于電路完全成為停止?fàn)顟B(tài)，所以風(fēng)扇電機(jī)112的開始旋轉(zhuǎn)變得較慢。 例如，若在停止信號Vstop變成高電平后立刻由控制信號Vcnt指示風(fēng)扇電 機(jī)112的旋轉(zhuǎn)，則由于之后數(shù)秒內(nèi)不被通電，所以風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)延 遲。
與此不同，在本實施方式中由使能信號EN切換堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32的 有效、非有效狀態(tài)。即，在時刻T1PWM信號Vpwm被設(shè)定為低電平，在 從此時起經(jīng)過第1時間t 1后的時刻T2，使能信號EN被設(shè)定為低電平。 結(jié)果，堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32成為非有效狀態(tài)。堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32成為非有效狀 態(tài)后，在霍爾信號VH2持續(xù)檢驗期間t3的一定值后的時刻T5，也不將 輸出到預(yù)驅(qū)動電路24的停止信號Vstop切換為高電平，而是保持低電平。,在時刻T4，為了再次驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)112，提升控制信號Vcnt。由此， PWM電路14再次輸出具有與控制信號Vcnt的大小相對應(yīng)的占空比的 PWM信號Vpwm。此時，由于如上所述堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32基于低電平的使 能信號EN而成為非有效狀態(tài)，所以堵轉(zhuǎn)控制部34使停止信號Vstop保持 低電平。因此，在時刻T4控制信號Vcnt提升后立刻再次開始風(fēng)扇電機(jī)112 的驅(qū)動，第2霍爾信號VH2表示正弦波。如上所述，通過本實施方式的冷卻裝置200，堵轉(zhuǎn)控制部34在PWM 電路14所生成的PWM信號Vpwm超過預(yù)定時間地呈現(xiàn)低電平時，使堵 轉(zhuǎn)保護(hù)電路32成為非有效狀態(tài)，所以能夠區(qū)別由PWM信號Vpwm使電 機(jī)停止的情況和由于不可抗力使電機(jī)堵轉(zhuǎn)的情況。因此，電機(jī)驅(qū)動裝置100 在由PWM信號Vpwm停止風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)后，能夠再次開始其旋轉(zhuǎn)， 例如在風(fēng)扇電機(jī)112停止時需要急速冷卻器件的情況等時，能夠得到非常 快速的冷卻效果。在沒有設(shè)置堵轉(zhuǎn)控制部34的功能時，與上述的設(shè)有堵轉(zhuǎn)控制部34的 功能時不同。即，在設(shè)有堵轉(zhuǎn)控制部34的功能時，在時刻T5停止信號 Vstop也保持為低電平，但在不設(shè)置該功能時，在時刻T5停止信號Vstop 被切換為高電平。因此，在沒有設(shè)置堵轉(zhuǎn)控制部34的功能時，即使在時 刻T4為了再次開始風(fēng)扇電機(jī)112的驅(qū)動而提升控制信號Vcnt,并收到對 應(yīng)的占空比的PWM信號Vpwm的輸入，預(yù)驅(qū)動電路24也繼續(xù)使H橋26 的各開關(guān)截止。因此，風(fēng)扇電機(jī)112不被通電，不能迅速再次開始驅(qū)動。 因而，不能適當(dāng)?shù)毓芾砝鋮s對象器件的溫度。通過本實施方式的冷卻裝置200，能夠很好地解決這樣的問題。接下來說明實施方式的第2效果。在時刻T2使能信號EN被切換為 低電平后，待機(jī)控制部20在PWM信號Vp wm為 低電平其月間開始時間測 定。然后，當(dāng)PWM信號Vpwm為低電平的時間持續(xù)第2時間T2時，將 待機(jī)信號STB切換為高電平，使電機(jī)驅(qū)動裝置100的各電路塊的動作停止。 結(jié)果，電機(jī)驅(qū)動裝置100的電路電流Icc降低到0mA附近，謀求低耗電化。然后在時刻T4 ， PWM信號Vpwm變成高電平后，待機(jī)控制部20將 待機(jī)信號STB切換為低電平，使電機(jī)驅(qū)動裝置100的各電路塊恢復(fù)為動作 狀態(tài)。如果在經(jīng)過第2時間t 2前PWM信號Vpwm變成高電平，則不轉(zhuǎn) 移為待機(jī)模式，再次開始風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)。另外，在計數(shù)器36的設(shè)定中，可以是t2X)。
這樣，通過本實施方式的電機(jī)驅(qū)動裝置100，當(dāng)不指示風(fēng)扇電機(jī)112 的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時間(T1+ t2)時，切換為待機(jī)模式，由此，與 以往相比能夠降低電路的消耗電流。并且，時刻T3 T4的向待機(jī)模式的 轉(zhuǎn)移是基于使能信號EN來執(zhí)行的，所以向待機(jī)模式轉(zhuǎn)移時能夠保證堵轉(zhuǎn) 保護(hù)電路32的功能一定被無效化。因此，之后在時刻T4指示再次開始風(fēng) 扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)時，能夠立刻從待機(jī)模式恢復(fù)到通常模式，使風(fēng)扇電機(jī) 112旋轉(zhuǎn)。
上述實施方式只是例示，可以對其各結(jié)構(gòu)要件、各處理過程的組合做 出各種各樣的變形例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解這些變形例也包括在本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
在實施方式中，驅(qū)動部IO是由遲滯比較器22、預(yù)驅(qū)動電路24、 H橋 26構(gòu)成的，但本發(fā)明不限于此。
圖3表示變形例的驅(qū)動部60的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動部60包括第1運算放大器 62和第2運算放大器64。
第l運算放大器62輸出的第l驅(qū)動電壓Vdrl通過電阻R16反饋到第 1運算放大器62的反相輸入端子和第2運算放大器64的非反相輸入端子。 第2運算放大器64輸出的第2驅(qū)動電壓Vdr2通過電阻R26反饋到第1運 算放大器62的非反相輸入端子和第2運算放大器64的反相輸入端子。
第l運算放大器62和第2運算放大器64是在其輸出級設(shè)有串聯(lián)連接 在電源與接地之間的兩個晶體管，從其連接點取出輸出電壓的結(jié)構(gòu)。分別 設(shè)置在第l運算放大器62和第2運算放大器64的輸出級的兩個晶體管對 應(yīng)于圖1的H橋26中的各開關(guān)。第l驅(qū)動電壓Vdrl和第2驅(qū)動電壓Vdr2 成為將第1霍爾信號VH1和第2霍爾信號VH2的差放大后的電壓。另外， 當(dāng)圖1的堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32檢測到風(fēng)扇電機(jī)U2的堵轉(zhuǎn)，并將停止信號Vstop 從低電平切換為高電平時，第1運算放大器62和第2運算放大器64被關(guān) 斷，風(fēng)扇電才幾112的通電祐:停止。
在實施方式中，說明了基于控制信號Vcnt生成PWM信號Vpwm的 情況，〗旦也可以從外部直接輸入PWM信號Vpwm。
另外，在實施方式中說明了電機(jī)驅(qū)動裝置100對風(fēng)扇電沖幾112進(jìn)行 PWM驅(qū)動的情況，但本發(fā)明不限于此。電機(jī)驅(qū)動裝置100也可以對風(fēng)扇電機(jī)112進(jìn)行線性驅(qū)動。
另外，在實施方式中說明了風(fēng)扇電機(jī)112是單相電機(jī)的情況，但本發(fā)
明不限于此，風(fēng)扇電機(jī)112也可以是多相電機(jī)。
在實施方式中，是由霍爾元件114檢測風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)的，但本 發(fā)明不限于此。風(fēng)扇電機(jī)112的旋轉(zhuǎn)也可以通過監(jiān)視風(fēng)扇電機(jī)112的線圈 所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓來纟全測。
另外，在實施方式中，堵轉(zhuǎn)控制部34是通過用計數(shù)器36計數(shù)時鐘生 成器38所生成的時鐘來監(jiān)視PWM信號Vpwm呈現(xiàn)低電平的時間的，但 本發(fā)明不限于此。也可以通過由使用了電容器和電阻的時間常數(shù)電路使 PWM信號Vpwm發(fā)生延遲，來監(jiān)視PWM信號Vpwm呈現(xiàn)低電平的時間。
在實施方式中，堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32是監(jiān)視方波信號Vrct的，但本發(fā)明 不限于此。堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路32也可以監(jiān)視第1霍爾信號VH1或第2霍爾信 號VH2，還可以監(jiān)視風(fēng)扇電片幾112的線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
在實施方式中說明了將電機(jī)驅(qū)動裝置100 —體集成為一個LSI的情 況，但本發(fā)明不限于此，既可以是一部分結(jié)構(gòu)要件作為分立元件或芯片部 件i殳置在LSI的外部，也可以利用多個LSI來構(gòu)成。例如，H橋^可以 用分立的功率晶體管來構(gòu)成。另外，時鐘生成器38也可以設(shè)置在外部， 計數(shù)器36可以對從外部輸入的時鐘進(jìn)行計數(shù)。
基于實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，^f旦實施方式只不過是闡明本發(fā)明的 原理、應(yīng)用，顯然在不脫離權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，可 以對實施方式進(jìn)行各種變形及配置的變更。
權(quán)利要求
1. 一種電機(jī)驅(qū)動裝置，包括驅(qū)動部，基于指示驅(qū)動對象電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的控制信號，控制對上述電機(jī)的通電；堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路，在上述電機(jī)停止時，停止對上述電機(jī)的通電；以及堵轉(zhuǎn)控制部，在上述控制信號連續(xù)預(yù)定的第1時間以上地指示上述電機(jī)的停止時，使上述堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路成為非有效狀態(tài)。
全文摘要
提供一種電機(jī)驅(qū)動裝置、堵轉(zhuǎn)保護(hù)方法及使用了它的冷卻裝置。在電機(jī)根據(jù)控制信號的指示而停止后立刻再次開始電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，并降低功率消耗。冷卻裝置(200)包括電機(jī)驅(qū)動裝置(100)、風(fēng)扇電機(jī)(112)、霍爾元件(114)。電機(jī)驅(qū)動裝置包括堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路(32)、堵轉(zhuǎn)控制部(34)。堵轉(zhuǎn)控制部(34)在指示驅(qū)動對象的風(fēng)扇電機(jī)(112)的旋轉(zhuǎn)的控制信號預(yù)定時間以上地指示電機(jī)的停止時，使堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路非有效化。待機(jī)控制部(20)以控制信號(Vcnt)連續(xù)第1時間(τ1)以上地指示風(fēng)扇電機(jī)(112)的停止為觸發(fā)開始時間測定，進(jìn)而在經(jīng)過預(yù)定的第2時間(τ2)后，使該電機(jī)驅(qū)動裝置(100)的至少一部分轉(zhuǎn)移為待機(jī)模式。
文檔編號H02P7/29GK101286719SQ20081009178
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者三嶋智文 申請人:羅姆股份有限公司