專利名稱：電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、冷卻裝置、電子設(shè)備、定時(shí)檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站的高速化，CPU(Central Processing Unit 中央處理單元)和DSP(Digital Signal Processor 數(shù)字信號處理器)等的運(yùn)算處理用 LSI (Large Scale Integration circuit 大規(guī)模集成電路)的工作速度不斷上升。這樣的LSI隨著其工作速度、即時(shí)鐘頻率變高，發(fā)熱量也隨之變大。存在LSI的發(fā)熱導(dǎo)致其LSI本身出現(xiàn)熱致破壞(thermal run away)或者對周圍的電路造成影響的問題。 因此，對LSI進(jìn)行恰當(dāng)?shù)臒崂鋮s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。在進(jìn)行這種利用冷卻風(fēng)扇的LSI的冷卻時(shí)，通過監(jiān)控LSI附近的溫度，使風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)根據(jù)該溫度而變化，來進(jìn)行對冷卻程度的調(diào)整(專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-224100號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-166429號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題1.但是，有LSI的發(fā)熱量及其溫度、熱致破壞的閾值溫度等在各個(gè)LSI中各不相同的情況。從而，期望能夠根據(jù)成為冷卻對象的LSI靈活地設(shè)定冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明鑒于上述狀況，其某一方式例示的目的之一在于提供一種能夠按照溫度靈活地設(shè)定冷卻用風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用期望的程度冷卻冷卻對象的風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和冷卻
直ο2.在基于來自霍爾傳感器的霍爾信號驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的情況下，以檢測霍爾信號的振幅、或者檢測霍爾信號的偏移為目的，有需要霍爾信號的各周期中的峰值和底值的情況。 該情況下，需要在各周期中在與峰和底對應(yīng)的規(guī)定定時(shí)上生效的定時(shí)信號。本發(fā)明鑒于上述狀況，其某一方式例示的目的之一在于提供一種能檢測以霍爾信號為代表的周期信號的周期中的期望定時(shí)的定時(shí)檢測電路。用于解決問題的手段本發(fā)明的某一方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路涉及一種從霍爾傳感器接受包含互補(bǔ)的第一、 第二信號的霍爾信號來PWM(Pulse Width Modulation 脈沖寬度調(diào)制)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括控制指令合成電路，基于指示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和表示溫度的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，生成表示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的占空比控制信號；脈沖調(diào)制器，將占空比控制信號變換成具有它所表示的占空比的脈沖控制信號；和驅(qū)動(dòng)器電路，基于脈沖控制信號驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)?？刂浦噶詈铣呻娐钒谝贿\(yùn)算器，從第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)減去指示占空比的最低值的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；斜率計(jì)算部，基于第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)生成依存于溫度的斜率數(shù)據(jù)；第二運(yùn)算器，將斜率數(shù)據(jù)和第一運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)相乘；第三運(yùn)算器，將第二運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)和第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相加；和選擇器，接受第三運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)和第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，選擇與第一運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)的符號相對應(yīng)的一方，作為占空比控制信號進(jìn)行輸出。 根據(jù)該方式，能夠獨(dú)立地設(shè)定風(fēng)扇電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速的溫度依存性。某一方式的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路也可以進(jìn)一步包括端子，接受來自外部的已被脈沖調(diào)制的外部脈沖調(diào)制信號；和指令邏輯變換電路，接受外部脈沖調(diào)制信號，變換成具有與其占空比相對應(yīng)的數(shù)字值的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。指令邏輯變換電路也可以包含電平變換電路，對已將值變換成1、0 二值的外部脈沖調(diào)制信號乘以系數(shù)滬(L是自然數(shù))；和數(shù)字低通濾波器，對電平變換電路的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，輸出第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。根據(jù)該方式，能夠利用數(shù)字信號處理來將外部脈沖調(diào)制信號變換成第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字低通濾波器是一次IIR(無限沖激響應(yīng))濾波器，也可以包含依次串聯(lián)的第四運(yùn)算器、延遲電路、第五運(yùn)算器。也可以第四運(yùn)算器在電平變換電路的輸出數(shù)據(jù)中加上延遲電路的輸出數(shù)據(jù)，并減去第五運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)。也可以延遲電路使第四運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)延遲。也可以第五運(yùn)算器對延遲電路的輸出數(shù)據(jù)乘以系數(shù)2_n(n是自然數(shù))。也可以將η設(shè)定為使第五運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)的波紋寬度在1以下。也可以延遲電路與周期1 ^的時(shí)鐘信號同步地使第四運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)延遲Τακ。也可以將時(shí)鐘信號的頻率決定為，在設(shè)外部脈沖調(diào)制信號的頻率為fPWM時(shí)，滿足 f*CLK》2 X fFWMo該情況下，能夠不丟失外部脈沖調(diào)制信號的脈沖而在每1個(gè)周期至少生成一個(gè)第
一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。本發(fā)明的另外方式是一種冷卻裝置。該裝置包括風(fēng)扇電機(jī)和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的上述任一種方式的驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的另外方式是一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括處理器和冷卻上述處理器的上述冷卻裝置。2.本發(fā)明的某一方式的定時(shí)檢測電路是接受與來自霍爾傳感器的霍爾信號相對應(yīng)的信號，生成在霍爾信號周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)中生效的定時(shí)信號的定時(shí)檢測電路，包括計(jì)數(shù)器，按照時(shí)鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)工作；復(fù)位部，在霍爾信號的每個(gè)周期，將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值復(fù)位成為對復(fù)位之前的計(jì)數(shù)值乘以了負(fù)的系數(shù)的值；比較部，在計(jì)數(shù)器的值零交叉的每個(gè)定時(shí)中生效定時(shí)信號。根據(jù)該方式，通過按照期望的定時(shí)設(shè)定負(fù)的系數(shù)，能夠生成在該定時(shí)中生效的定時(shí)信號。也可以負(fù)的系數(shù)是-1/2，規(guī)定的定時(shí)是周期的1/3的定時(shí)?；魻栃盘柕姆濉⒌自谥芷诘?/3 2/3的范圍內(nèi)產(chǎn)生。從而，該定時(shí)在霍爾信號的振幅和偏移量的檢測中有用。也可以在計(jì)數(shù)器的值達(dá)到規(guī)定的閾值時(shí)，比較部生效用于表示電機(jī)的異常停止的異常檢測信號。該情況下，由于能夠使定時(shí)檢測電路發(fā)揮異常檢測電路的功能，因此能夠削減電路面積。 本發(fā)明的另外方式涉及一種從霍爾傳感器接受包含互補(bǔ)的第一、第二信號的霍爾信號來驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。該電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括第一、第二 A/D轉(zhuǎn)換器，分別對霍爾信號的第一、第二信號進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字的第三、第四信號；差動(dòng)變換電路，生成與第三、第四信號的差分相對應(yīng)的單端的第五信號；偏移修正電路，修正第五信號的偏移，生成第六信號；振幅控制電路，在將第六信號的振幅穩(wěn)定成規(guī)定的目標(biāo)值的同時(shí)，將其值絕對值化，生成第七信號；控制信號生成部，基于第七信號生成控制信號；驅(qū)動(dòng)器電路， 基于控制信號驅(qū)動(dòng)電機(jī)；和定時(shí)檢測電路，接受與第五信號相對應(yīng)的信號，生成定時(shí)信號。 振幅控制電路將生效定時(shí)信號的定時(shí)中的第七信號的值作為第七信號的振幅。本發(fā)明的另外方式是一種冷卻裝置。該裝置包括風(fēng)扇電機(jī)和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)的上述任一種方式的驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明的另外方式是一種電子設(shè)備。該電子設(shè)備包括處理器和冷卻上述處理器的上述冷卻裝置。再有，以上結(jié)構(gòu)要素的任意組合及本發(fā)明的結(jié)構(gòu)要素和表現(xiàn)，在方法、裝置、系統(tǒng)等間相互置換后，作為本發(fā)明的方式是有效的。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的某一方式，能夠檢測霍爾信號周期中的期望的定時(shí)。


圖1是表示包括實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IC的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是表示偏移修正電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖3是表示偏移修正電路的處理的波形圖。圖4的(a)、(b)是表示圖1的振幅修正電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖5的(a) (f)是表示圖1的驅(qū)動(dòng)IC的各功能塊的工作的波形圖。圖6的(a) (c)是表示第二實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IC的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖7是表示第三實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IC的結(jié)構(gòu)的一部分的電路圖。圖8是表示圖七的驅(qū)動(dòng)IC的PWM控制的圖。圖9是表示PWM指令邏輯變換電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖10的(a)、(b)是表示圖9的PWM指令邏輯變換電路的工作的圖。圖11是表示使用了第四實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IC的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的功能塊圖。圖12是表示圖11的驅(qū)動(dòng)IC的變形例的電路圖。圖13是表示定時(shí)檢測電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖14是表示圖13的定時(shí)檢測電路的工作的圖。符號說明1. · ·電子設(shè)備、ADC1. · ·第一 A/D轉(zhuǎn)換器、2. · ·冷卻裝置、ADC2. · ·第二 A/D轉(zhuǎn)換器、ADC3...第三A/D轉(zhuǎn)換器、4. ..CPU、ADC4...第四A/D轉(zhuǎn)換器、6...風(fēng)扇電機(jī)、8...霍爾傳感器、14...差動(dòng)變換電路、16...偏移修正電路、18...振幅控制電路、20...振幅修正電路、22. · ·絕對值電路、24. · ·控制信號生成部、26. · ·驅(qū)動(dòng)器電路、26a. · ·邏輯部、26b. · ·預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路、26c... H橋接電路、30...數(shù)字乘法器、32...系數(shù)控制部、34...振幅檢測部、36...數(shù)字減法器、38...符號判定部、40...數(shù)字加法器、42...延遲電路、44...運(yùn)算器、50...偏移修正電路、52...偏移量控制部、54...采樣部、56...積分器、58...修正量決定部、60... TO信號發(fā)生部、64...脈沖調(diào)制器、68...運(yùn)算器、72、78...控制指令電路、 80...控制指令合成電路、82...運(yùn)算器、84...接收電路、90...定時(shí)檢測電路、92...計(jì)數(shù)器、94·.·復(fù)位部、96...比較部、100...驅(qū)動(dòng)IC、102...帶隙參考電路、104...內(nèi)部電源、106...自激振蕩電路、108...上電復(fù)位電路、110...防低壓誤動(dòng)作電路、112...霍爾偏壓電源、114...基準(zhǔn)電源、116...PWM指令邏輯變換電路、118...快速起動(dòng)檢測電路、 119...控制指令合成電路、120...電流限制設(shè)定電路、122...軟起動(dòng)設(shè)定電路、124...熱監(jiān)控電路、126...熱關(guān)斷電路、128...鎖定保護(hù)/自動(dòng)返回電路、138、140...開路集電極輸出電路、141...斜率計(jì)算部、142...第一運(yùn)算器、143...第二運(yùn)算器、144...第三運(yùn)算器、 145. · ·符號判定部、146. · ·選擇器、150. · ·電平變換電路、152. · ·數(shù)字濾波器、153. ·.第四運(yùn)算器、154...延遲電路、156...第五運(yùn)算器
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)圖1是表示包括實(shí)施方式涉及的 驅(qū)動(dòng)IC100的電子設(shè)備1的結(jié)構(gòu)的電路圖。電子設(shè)備1例如是臺式或便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、游戲設(shè)備、音響設(shè)備、視頻設(shè)備等，包括冷卻裝置2和CPU (Central Processing Unit 中央處理器)4。冷卻裝置2包括與CPU4對置設(shè)置的風(fēng)扇電機(jī)6和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)IC100。驅(qū)動(dòng)IC100是被集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中的功能IC。除了驅(qū)動(dòng)對象的風(fēng)扇電機(jī)6， 驅(qū)動(dòng)IC100還與配置在接受來自風(fēng)扇電機(jī)6轉(zhuǎn)子的磁場的位置上的霍爾傳感器8連接。對霍爾傳感器8施加霍爾偏置電壓Vhb,產(chǎn)生包含與風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)子位置相對應(yīng)的互補(bǔ)的第一信號Sl (H+)和第二信號S2(H_)的霍爾信號。也可以將霍爾傳感器8內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)IC100 中。驅(qū)動(dòng)IC100包括第一 A/D轉(zhuǎn)換器ADC1、第二 A/D轉(zhuǎn)換器ADC2、差動(dòng)變換電路14、偏移修正電路16、振幅控制電路18、控制信號生成部24和驅(qū)動(dòng)器電路26。驅(qū)動(dòng)IC100在霍爾輸入端子HP、HN上分別接受來自霍爾傳感器8的第一信號Si、 第二信號S2。第一 A/D轉(zhuǎn)換器ADCl和第二 A/D轉(zhuǎn)換器ADC2分別將霍爾信號的第一信號 Si、第二信號S2各自進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字的第三信號S3 (Shp)、第四信號S4 (Shn)。比第一 A/D轉(zhuǎn)換器ADCl和第二 A/D轉(zhuǎn)換器ADC2更往后級的信號成為例如8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。差動(dòng)變換電路14生成與第三信號S3和第四信號S4的差分相對應(yīng)的單端的第五信號S5。差動(dòng)變換電路14是數(shù)字減法器。在霍爾信號H+、H_中不存在偏移的情況下，第五信號S5成為以零點(diǎn)為中心正負(fù)交替反復(fù)的波形。但是在存在偏移的情況下，成為以偏移值為中心擺動(dòng)的波形，對后級處理產(chǎn)生壞影響。具體地說，誤檢測出風(fēng)扇電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)相的切換定時(shí)和相切換時(shí)的軟交換驅(qū)動(dòng)的區(qū)間。于是，偏移修正電路16利用數(shù)字信號處理來修正第五信號S5的偏移，生成第六信號S6。圖2是表示偏移修正電路16的結(jié)構(gòu)的電路圖。偏移修正電路16包含偏移修正電路50和偏移量控制部52。偏移修正電路50是數(shù)字加減法器，通過對第五信號S5相加(減去)修正量ACMP來移位，輸出第六信號S6。偏移量控制部52基于第六信號S6生成表示修正量ACMP的數(shù)據(jù)。 圖3是表示偏移修正電路16的處理的波形圖。圖2中表示偏移刪除不完全情況下的第六信號S6。偏移量控制部52的采樣部54對第六信號S6的峰附近定時(shí)Tl中的值 Dpeak和底附近定時(shí)T2中的值Dmttom進(jìn)行采樣。在峰和底至少各進(jìn)行1次采樣。圖1的偏移修正電路16中進(jìn)行多次，例如在峰和底分別各進(jìn)行4次采樣。定時(shí)檢測電路90基于與第五信號S5相對應(yīng)的信號，檢測采樣部54應(yīng)該進(jìn)行采樣的定時(shí)，輸出指示該定時(shí)T1、T2的定時(shí)控制信號S90?；魻栃盘朒+、H-的周期按照風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速時(shí)時(shí)刻刻在變化。從而，在取得霍爾信號H+、H-的振幅時(shí)，成為峰或底的定時(shí)Τ1、Τ2按照轉(zhuǎn)速在變化。從而要求定時(shí)檢測電路90具有跟蹤轉(zhuǎn)速檢測量定時(shí)Tl、Τ2的功能。例如，定時(shí)檢測電路90也可以包含計(jì)數(shù)器、運(yùn)算器、鎖存電路、比較器。計(jì)數(shù)器測量第五信號或與其相對應(yīng)的第六信號、或者第七信號的周期。運(yùn)算器計(jì)算對相當(dāng)于周期的計(jì)數(shù)值乘以與期望定時(shí)相對應(yīng)的系數(shù)的值，將其保持在鎖存電路中。比較器也可以在每次計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到鎖存電路中保持的值時(shí)生效一個(gè)定時(shí)信號。偏移量控制部52基于采樣到的峰值Dpeak和底值Dtottom決定修正量Δ CMP。具體地說，積分器56是將峰值Dpeak和底值Dtottom依次相加的積分器。修正量決定部58輸出與加法結(jié)果X相對應(yīng)的修正量Δ CMP。例如，修正量決定部58將對加法結(jié)果X乘以規(guī)定系數(shù)、例如增益G= 1/10的值作為修正量ACMP。在該系數(shù)取2η時(shí)，能夠用位移電路構(gòu)成修正量決定部58。積分器59對修正量Δ CMP進(jìn)行積分，向偏移修正電路50輸出。偏移修正電路16計(jì)算輸入信號S5的偏移，通過減去該偏移而形成輸出信號的偏移為零的反饋回路，在該回路中插入具有積分特性的積分器59。由于在霍爾傳感器的電氣角1個(gè)周期內(nèi)執(zhí)行1次偏移計(jì)算，因此其周期給予使積分器59工作的采樣頻率。該偏移修正電路16的特性表示高通濾波器特性。如果霍爾信號的偏移是零，采樣到的數(shù)據(jù)總和X就等于零。在霍爾信號H+、H-向正方向偏移的情況下，總和取正值，在向負(fù)方向偏移的情況下，總和X取負(fù)值。例如，假設(shè)霍爾信號H+、H-向正方向偏移。假設(shè)這時(shí)4次采樣的峰值Dpeak是10、 10、10、10，底值Dbqttqm是-5、-5、-5、-5。該情況下，數(shù)據(jù)總和X為10X4-5X4 = 20因此，修正量Δ CMP等于對總和20乘以1/10的2。偏移修正電路50從第五信號 S5減去修正量ACMP = 2。每個(gè)霍爾信號周期對積分器56的輸出X復(fù)位一次。通過偏移修正電路16每個(gè)霍爾信號周期反復(fù)進(jìn)行該處理，第六信號S6就能夠得到以零為中心的偏移消失的信號。返回到圖1。振幅控制電路18在使第六信號S6的振幅穩(wěn)定成規(guī)定的目標(biāo)值REF 的同時(shí)，對其值取絕對值，生成第七信號S7。圖1中進(jìn)行振幅穩(wěn)定化的振幅修正電路20和進(jìn)行絕對值化的絕對值電路22依次連接。由于振幅穩(wěn)定化和絕對值化的處理順序不特殊限定，因此也可以在振幅修正電路20的前級配置絕對值電路22。圖4的(a)、(b)是表示圖1的振幅修正電路20的結(jié)構(gòu)例的電路圖。圖4的(a)、(b)的振幅修正電路20a、20b是包含數(shù)字乘法器30和系數(shù)控制部32的積和運(yùn)算器，進(jìn)行自動(dòng)增益控制(AGC)。數(shù)字乘法器30對該輸入信號S30乘以可變系數(shù)K。系數(shù)控制部32將數(shù)字乘法器 30的輸出信號S32的振幅A與目標(biāo)值REF進(jìn)行比較，在振幅A大于目標(biāo)值REF時(shí)，使可變系數(shù)K下降規(guī)定值Δ k，在振幅A小于目標(biāo)值REF時(shí)，使可變系數(shù)K增加規(guī)定值Δ k。圖4的(a)的系數(shù)控制部32a包含振幅檢測部34、數(shù)字減法器36、符號判定部38、 數(shù)字加法器40、延遲電路42。振幅檢測部34在例如數(shù)字乘法器30的輸出信號S32的波形峰的定時(shí)和底的定時(shí)的至少一方或兩方中采樣信號S32的值，生成表示數(shù)字乘法器30的輸出信號S32的振幅的振幅數(shù)據(jù)S34。采樣定時(shí)也可以利用上述定時(shí)檢測電路90所產(chǎn)生的定時(shí)控制信號S90來指示。數(shù)字減法器36生成表示數(shù)字乘法器30的輸出信號S32的振幅A與目標(biāo)值REF的差分的第八信號S8 ( = REF-A)。符號判定部38按照第八信號S8的符號輸出正或負(fù)的規(guī)定值A(chǔ)k。具體地說，在第八信號S8的符號是正時(shí)，即REF > A時(shí)，輸出正的規(guī)定值A(chǔ)k(例如 +1)，在第八信號S8的符號是負(fù)時(shí)，即REF < A時(shí)，輸出負(fù)的規(guī)定值A(chǔ)k (例如-1)。再有， 也可以在振幅A等于目標(biāo)值REF的情況下，即差分是零的情況下，使規(guī)定值A(chǔ)k為0、+1、-1 的某一個(gè)。數(shù)字加法器40將從符號判定部38輸出的規(guī)定值A(chǔ)k與可變系數(shù)K相加。延遲電路42使數(shù)字加法器40的輸出數(shù)據(jù)S40延遲1個(gè)采樣時(shí)間，并向數(shù)字加法器40和數(shù)字乘法器30輸出。根據(jù)圖4的(a)的結(jié)構(gòu)，能夠按照振幅A與目標(biāo)值REF的大小關(guān)系，以一定的梯級 Δ k使系數(shù)進(jìn)行變化，系統(tǒng)不久就收斂成振幅A與目標(biāo)值REF —致。即，能夠使振幅A穩(wěn)定成恒定值。通過用數(shù)字乘法器30的輸入信號S30的值除以目標(biāo)值REF，用根據(jù)除法結(jié)果的增益放大輸入信號S30，也能使數(shù)字乘法器30的輸出信號S32的振幅與目標(biāo)值REF —致。但是該方法需要除法運(yùn)算。在實(shí)施方式涉及的振幅修正電路20中，由于不用進(jìn)行除法運(yùn)算而能夠保持振幅恒定，因此與使用除法器的情況相比具有能夠削減電路面積的優(yōu)點(diǎn)。通過恰當(dāng)?shù)剡x取目標(biāo)值REF，能夠進(jìn)一步簡化系數(shù)控制部32。具體地說，目標(biāo)值 REF若選擇成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的低位m位全是1或全是0的值也行。換言之，期望目標(biāo)值REF設(shè)定在進(jìn)位(退位)的邊界。圖4的(b)中表示在目標(biāo)值REF是
(低位6位全是0)或
(低位6位全是1)的情況，即、設(shè)目標(biāo)值REF為振幅A的正的全尺度的大1/2的情況下的結(jié)構(gòu)。圖4的(b)的系數(shù)控制部32b取代圖4的(a)的數(shù)字減法器36和符號判定部38而具備運(yùn)算器44。運(yùn)算器44基于表示數(shù)字乘法器30的輸出信號S32的振幅A的數(shù)據(jù)S34的特定位(低位第(m+1)位)的值，輸出正或負(fù)的規(guī)定值A(chǔ)k。運(yùn)算器44參照振幅A的高位2位 A[7:6]，在 A[7:6] =“01”時(shí)輸出 Δ k =-1，在 A[7:6] =“00”時(shí)輸出 Ak = +I0 由于最高位(低位第(m+2)位)冗余，因此也可以只基于低位第(m+1)位A[6]來生成規(guī)定值A(chǔ)k。若將目標(biāo)值REF理解為是“01000000”，就在REF = A時(shí)輸出Δ k = +1。若將目標(biāo)值REF理解為是“00111111”，就在REF = A時(shí)輸出Ak = -I0
通過這樣地將目標(biāo)值REF選取為特殊值，就能夠只用位比較來控制系數(shù)K，因此能夠比圖4的(a)簡化振幅修正電路20。返回到圖1?？刂菩盘柹刹?4接受來自振幅控制電路18的第七信號S7，基于它生成控制信號Scmt (S60、S64)。例如，控制信號生成部24包括TO信號發(fā)生部60、脈沖調(diào)制器64和運(yùn)算器68。re信號發(fā)生部60生成在霍爾信號的前半周期取第一電平(例如高電平)，在后半周期取第二電平(例如低電平)的控制信號(也叫作re信號)S60。例如，re信號發(fā)生部 60在每次第七信號S7跨越零附近閾值THtl時(shí)，使控制信號S60的電平進(jìn)行變化。

再有，在必須檢測驅(qū)動(dòng)區(qū)間與再生區(qū)間的切換的情況下，也可以設(shè)置將第七信號 S7與規(guī)定的閾值TH1進(jìn)行比較的再生區(qū)間檢測比較器。該情況下，再生區(qū)間檢測比較器的輸出信號在再生區(qū)間中取第一電平(低電平)，在驅(qū)動(dòng)區(qū)間取第二電平(高電平)。在脈沖調(diào)制器64的前級設(shè)置運(yùn)算器68。運(yùn)算器68對第七信號S7乘以PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6時(shí)的占空比、即指示風(fēng)扇電機(jī)6轉(zhuǎn)速的占空比控制信號SDUTY。例如，脈沖調(diào)制器64生成具有與第七信號S7’的電平相對應(yīng)的占空比的控制脈沖信號S64。例如，脈沖調(diào)制器64包含PWM比較器和振蕩器。振蕩器產(chǎn)生鋸齒波或三角波狀的周期信號。振蕩器例如能夠用數(shù)字計(jì)數(shù)器構(gòu)成。期望控制脈沖信號S64的頻率高于音頻頻段，以便不產(chǎn)生電子設(shè)備1的用戶能識別的刺耳噪聲，期望在20kHz以上。若考慮電路偏差，最好是其2倍以上的50kHz程度。PWM比較器將已由運(yùn)算器68調(diào)節(jié)了振幅的第七信號 S7’與周期信號進(jìn)行比較，生成脈沖寬度調(diào)制后的控制脈沖信號S64。脈沖調(diào)制器64的結(jié)構(gòu)不特殊限定，例如也可以使用計(jì)數(shù)器構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)器電路26基于控制信號Scnt (S60、S64)，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。驅(qū)動(dòng)器電路26例如包含有邏輯部26a、預(yù)驅(qū)動(dòng)器電路26b和H橋接電路26c。驅(qū)動(dòng)器電路26的結(jié)構(gòu)不特殊限定，可以利用與以前的用模擬電路構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)IC同樣的電路。驅(qū)動(dòng)器電路26將按照re信號S60的電平對角配置的開關(guān)對M1、M4或?qū)2、M3交替地選擇為驅(qū)動(dòng)對象。驅(qū)動(dòng)器電路26在再生區(qū)間基于控制脈沖信號S64，對已選擇了 H橋接電路的開關(guān)對進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)(軟交換)。此外，驅(qū)動(dòng)器電路26在驅(qū)動(dòng)區(qū)間按照與其目標(biāo)轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的占空比，對風(fēng)扇電機(jī)6進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。以上是驅(qū)動(dòng)IC100的結(jié)構(gòu)。接著說明其工作。圖5的(a) (f)是表示圖1的驅(qū)動(dòng)IC100的各功能塊的工作的波形圖。如圖5 的(a)所示，利用偏移修正電路16對第五信號S5的偏移進(jìn)行修正。接著，振幅控制電路18 如圖5的(b)所示地進(jìn)行修正，使得第六信號S6的振幅與目標(biāo)值REF—致。接著，如圖5 的(c)所示，利用振幅修正電路20，將第六信號S6絕對值化，生成第七信號S7。FG信號發(fā)生部60基于第七信號S7產(chǎn)生圖5的(d)所示的TO信號S60。如圖5 的(e)、(f)所示，脈沖調(diào)制器64例如通過將周期信號S66與第七信號S7’進(jìn)行比較來生成已脈沖寬度調(diào)制的控制脈沖信號S64。圖5的(e)、(f)中第七信號S7’的振幅不同，圖5的(e)表示占空比控制信號Sduty 是1(= 100%)的情況。圖5的(f)表示占空比控制信號Sduty小于1的情況?？芍?dāng)占空比控制信號Sduty的值變化時(shí)，第七信號S7’的振幅變化，與之相對應(yīng)地控制脈沖信號S64 的占空比變化。
驅(qū)動(dòng)器電路26基于控制信號SeNT (S60、S64)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。根據(jù)圖1的驅(qū)動(dòng) IC100，通過將霍爾信號Si、S2變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，刪除霍爾信號的偏移進(jìn)行振幅修正，能夠降低霍爾傳感器的偏差等影響來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。 此外，由于用數(shù)字電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)IC100，因此與用模擬電路構(gòu)成的情況相比，能夠得到伴隨半導(dǎo)體制造工藝微細(xì)化的芯片縮小的好處，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和低成本化。此外，通過進(jìn)行數(shù)字信號處理，與以前的用模擬電路構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)IC相比，具有難以受到元件偏差的影響的優(yōu)點(diǎn)。在用模擬電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)IC的情況下，為了降低來自霍爾傳感器8的霍爾信號H+、 H-的偏移和振幅偏差的影響，一般是用高增益放大霍爾信號H+、H-。這樣，相當(dāng)于圖1的第七信號S7的信號(記作S7*)的峰和底就如圖5的(e)中點(diǎn)劃線所示地失真，成為接近于梯形的波形。由于信號S7*在相切換區(qū)間的斜率過陡，因此要使相當(dāng)于控制脈沖信號S64 的信號的占空比如圖5的(e)所示地緩慢變化就很困難。對此，根據(jù)圖1的驅(qū)動(dòng)IC100，由于能夠使控制脈沖信號S64的占空比緩慢變化，因此能夠圓滑地進(jìn)行相切換，能夠降低風(fēng)扇電機(jī)6產(chǎn)生的噪聲。(第二實(shí)施方式)在第二實(shí)施方式中，關(guān)于按照溫度或者基于來自外部的控制信號的風(fēng)扇電機(jī)6的旋轉(zhuǎn)控制進(jìn)行說明。圖6的(a) (c)是表示第二實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IC100的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6的(a) (c)中適當(dāng)省略了與圖1通用的電路功能塊。圖6的(a)是表示基于溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的驅(qū)動(dòng)IClOOa的結(jié)構(gòu)的電路圖。驅(qū)動(dòng)IClOOa包括熱敏電阻用端子TH、第三A/D轉(zhuǎn)換器ADC3和控制指令電路72。在熱敏電阻用端子TH上連接由基準(zhǔn)電壓Vkef進(jìn)行了偏壓的熱敏電阻Rth，輸入與溫度相對應(yīng)的模擬溫度檢測電壓VTH。第三A/D轉(zhuǎn)換器ADC3將溫度檢測電壓Vth進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，生成與溫度相對應(yīng)的數(shù)字的第九信號S9 (Sth)?？刂浦噶铍娐?2根據(jù)第九信號S9， 生成表示用于PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第十信號S10。溫度越高，第十信號SlO的值越大，溫度越低其值越小。該第十信號SlO是相當(dāng)于圖1所示的占空比控制信號Sduty的信號，并向控制信號生成部24的運(yùn)算器68輸入。其結(jié)果，由控制信號生成部24生成的控制脈沖信號S64被按照溫度進(jìn)行了脈沖寬度調(diào)制。驅(qū)動(dòng)器電路26按照控制脈沖信號S64、換言之按照第十信號S10，對風(fēng)扇電機(jī)6進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。根據(jù)圖6的(a)的驅(qū)動(dòng)IClOOa，溫度越高越提高風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，能夠恰當(dāng)?shù)乩鋮s CPU4。圖6的(b)是表示按照來自外部的占空比控制電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的驅(qū)動(dòng)IClOOb 的結(jié)構(gòu)的電路圖。占空比控制電壓Vduty具有與PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6時(shí)的占空比、換言是轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值相對應(yīng)的電平。將占空比控制電壓Vduty輸入到占空比控制端子DUTY中。第四A/D轉(zhuǎn)換器ADC4對占空比控制電壓Vduty進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字的第十一信號S11?？刂浦噶铍娐?8根據(jù)第十一信號S11，生成表示用于PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第十二信號S12。根據(jù)圖6的(b)的驅(qū)動(dòng)IClOOb，能夠按照來自外部的控制電壓Vduty控制風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速，因此能夠?qū)鋮s裝置2的設(shè)計(jì)者提供靈活的平臺。圖6的(C)是表示按照溫度和來自外部的占空比控制電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的驅(qū)動(dòng) IClOOc的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6的(c)的驅(qū)動(dòng)IClOOc是圖6的(a)、(b)的驅(qū)動(dòng)IC100a、100b 的組合，控制指令合成電路80基于第九信號S9和第十一信號Sll兩者，生成表示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第十三信號S13。根據(jù)圖6的(c)的驅(qū)動(dòng)IClOOc，能夠基于控制電壓Vduty和溫度來控制風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。(第三實(shí)施方式)存在冷卻對象CPU的發(fā)熱量和其溫度、熱致破壞的閾值溫度等在每個(gè)CPU中各不相同的情況。從而期望按照冷卻對象靈活地設(shè)定冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度。第三實(shí)施方式中對于提供靈活的轉(zhuǎn)速控制的技術(shù)進(jìn)行說明。圖7是表示第三實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IClOOd的結(jié)構(gòu)的一部分的電路圖。圖7的驅(qū)動(dòng)IClOOd取代圖6的(b)、(c)的占空比控制端子DUTY，而具備PWM脈沖信號輸入端子PWM，向該端子輸入已脈沖寬度調(diào)制的外部PWM信號PWM。驅(qū)動(dòng)IC100按照外部PWM信號的占空比來PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。外部PWM信號PWM的占空比可以取0 100 %的范圍。驅(qū)動(dòng)IClOOd按照外部PWM信號PWM的占空比和溫度temp來PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。 圖8是表示圖7的驅(qū)動(dòng)IClOOd的PWM控制的圖。圖8橫軸表示外部PWM信號的占空比(輸入占空比DUTYin)，縱軸表示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比(輸出占空比DUTYqut)。如圖8所示，驅(qū)動(dòng)IClOOd在輸入占空比低于最小占空比MINDUTY時(shí)，用最小占空比MINDUTY驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6。在輸入輸入占空比DUTYin高于最小占空比MINDUTY時(shí)，輸出占空比DUTYtm就遵照根據(jù)溫度決定的斜率α而增加。斜率α如下設(shè)定。(1) temp > Tuppekα0=1(1) temp < Tlowekαη= (MIN100P-MINDUTY) / (100-MINDUTY)(3) Tlowee ( temp ( Tuppee該范圍內(nèi)的斜率Cik根據(jù)溫度temp階段性地、例如以η= 16個(gè)階段進(jìn)行切換。即， 用下述式子賦值給α 3。ak= (a0-an)/nXk返回到圖7。對驅(qū)動(dòng)IClOOd給予指定Mmi00P、MINDUTY、TlQWEK、Tuppek的模擬電壓。驅(qū)動(dòng)IClOOd包括基準(zhǔn)電源114、A/D轉(zhuǎn)換器ADC3、ADC5 ADC7、PWM指令邏輯變換電路116、控制指令合成電路80?；鶞?zhǔn)電源114生成基準(zhǔn)電壓Vkef，并從基準(zhǔn)電壓端子REF輸出。外接電阻R2、R3、R4 對基準(zhǔn)電壓Vkef分壓，生成熱敏電阻控制最低輸出占空比設(shè)定電壓Vmint和PWM控制最低輸出占空比設(shè)定電壓VMINP，并各自向熱敏電阻控制最低輸出占空比設(shè)定輸入端子MINT和PWM 控制最低輸出占空比設(shè)定輸入端子MINP輸入。內(nèi)部電阻R10、R11對基準(zhǔn)電壓Vkef分壓，生成基準(zhǔn)電壓Vke/。A/D轉(zhuǎn)換器ADC5 ADC7分別將電壓VKEF’、Vmint、Vminp進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)據(jù)信號 SKEF、Smint, Sminp, Ssso 加減法器 ADD10 ADD12 分別從數(shù)據(jù)信號 SMINT、Sminp, Sth, Stss 減去數(shù)據(jù)Skef來使值移位，生成數(shù)據(jù)信號MmiOOP、MIN_DUTY、temp。PWM指令邏輯變換電路116生成表示與外部PWM信號的占空比相對應(yīng)的值的數(shù)據(jù)信號SPWM。PWM指令邏輯變換電路116將PWM信號的占空比O 100%變換成L位的信號 SPWM。例如在L = 7位時(shí)，占空比O 100%被變換成數(shù)字值O 127?？刂浦噶詈铣呻娐?0基于控制數(shù)據(jù)Spwm、數(shù)據(jù)信號MmiOOP、MIN_DUTY、temp，生成
占空比控制信號SDUTY?？刂浦噶詈铣呻娐?0包括斜率計(jì)算部141、第一運(yùn)算器142、第二運(yùn)算器143、第三運(yùn)算器144、符號判定部145和選擇器146。斜率計(jì)算部141基于上述規(guī)則計(jì)算斜率α。 第一運(yùn)算器142從數(shù)據(jù)Spwm減去MIN_DUTY。第二運(yùn)算器143對第一運(yùn)算器142 的輸出數(shù)據(jù)(Spwm_MIN_DUTY)乘以斜率α。第三運(yùn)算器144將MIN_DUTY和α X (Spwm_MIN_ DUTY)相加。符號判定部145判定第一運(yùn)算器142的運(yùn)算結(jié)果(Spwm_MIN_DUTY)的符號。選擇器146在符號sign是正時(shí)、即Spwm > MINDUTY時(shí)，選擇輸入(0)側(cè)的數(shù)據(jù)。α X (Spwm-MIN_DUTY) +MIN_DUTY選擇器146在符號sign是負(fù)時(shí)，選擇輸入(1)側(cè)的數(shù)據(jù)MIN_DUTY。將選擇器146 的輸出數(shù)據(jù)Sduty向脈沖調(diào)制器輸出。根據(jù)圖7的驅(qū)動(dòng)IClOOd，能夠遵照圖8的特性，基于外部PWM信號PWM和溫度較好地控制風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。具體地說，能夠利用數(shù)字控制獨(dú)立地設(shè)定風(fēng)扇電機(jī)6的最低轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速的溫度依存性。圖9是表示PWM指令邏輯變換電路116的結(jié)構(gòu)的電路圖。PWM指令邏輯變換電路 116包括電平變換電路150和數(shù)字濾波器152。將外部PWM信號PWM的高電平變換成1，將低電平變換成0。這里向CMOS輸入外部PWM信號也行。電平變換電路150對已變換成1/0信號的外部PWM信號乘以系數(shù)2L。在 L = 7時(shí)，外部PWM信號的1/0分別被變換成128/0，并輸入到后級的數(shù)字濾波器152中。數(shù)字濾波器152是一次IIR(Infinite Impulse Response 無限沖激響應(yīng))型低通濾波器，包括串聯(lián)設(shè)置的第四運(yùn)算器153、延遲電路154和第五運(yùn)算器156。延遲電路154具有位寬(L+n)，與具有某一周期Tm的時(shí)鐘信號CLK同步地使第四運(yùn)算器153的輸出數(shù)據(jù)延遲時(shí)間Τακ。第四運(yùn)算器153對延遲電路154的輸出數(shù)據(jù)乘以系數(shù)2Λ常數(shù)η決定低通濾波器的頻率特性。第四運(yùn)算器153和第五運(yùn)算器156也可以用使輸入數(shù)據(jù)位移的位移器構(gòu)成。第四運(yùn)算器153將電平變換電路150的輸出數(shù)據(jù)和延遲電路154的輸出數(shù)據(jù)相力口，減去第五運(yùn)算器156的輸出數(shù)據(jù)后，將運(yùn)算結(jié)果輸出到延遲電路154中。圖10的(a)、(b)是表示圖9的PWM指令邏輯變換電路的工作的圖。圖10的(a) 表示外部PWM信號的占空比是50%時(shí)的數(shù)據(jù)信號SPWM。通過改變η的值，反饋回路的增益 (響應(yīng)性)和波紋發(fā)生變化。研究時(shí)鐘信號CLK的頻率fM。在將外部PWM信號按L位變換成占空比的情況下， 期望以1/浐以下的精度正確地變換。例如，在按L = 7位(0 127)變換成占空比的情況下，期望是1/128 Nl %以下的精度。若假設(shè)PWM信號的載波頻率28kHz，則只要使時(shí)鐘信號CLK的頻率、￡在它的浐(=128)倍、即3. 6MHz以上，就能夠不丟失數(shù)據(jù)而在外部 PWM信號的每1個(gè)周期生成一個(gè)數(shù)據(jù)信號SPWM。從而能夠防止差拍(beat)的發(fā)生。 接著，關(guān)于濾波系數(shù)η進(jìn)行研究。圖10的(b)是表示PWM指令邏輯變換電路116 的低通濾波器特性的圖。為了使輸出數(shù)據(jù)SPWM的波紋在1個(gè)梯級以內(nèi)，增益G= 1/128 =-42dB程度成為目標(biāo)。在設(shè)η = 12的情況下，在外部PWM信號PWM的載波頻率fPWM是 21kHz時(shí)，得到-38. 5dB程度的消除率，若進(jìn)一步增高載波頻率fPWM，就能夠得到低于_42dB 的消除率。(第四實(shí)施方式)圖11是表示使用了第四實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IClOOe的冷卻裝置2的結(jié)構(gòu)的功能塊圖。第四實(shí)施方式涉及的驅(qū)動(dòng)IClOOe中利用了上述第一 第三實(shí)施方式說明的技術(shù)。以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)IClOOe的各功能塊進(jìn)行說明。電源端子Vcc和接地端子GND與外部電源3連接，接受電源電壓和接地電壓。帶隙參考電路102生成基準(zhǔn)電壓VBeK。內(nèi)部電源104例如是線性穩(wěn)壓器，接受基準(zhǔn)電壓VBeK，并根據(jù)該值生成穩(wěn)定的內(nèi)部電源電壓VDDint。自激振蕩電路106產(chǎn)生規(guī)定頻率的時(shí)鐘信號CLK。上電復(fù)位電路108通過將電源電壓Vcc與規(guī)定的閾值電壓進(jìn)行比較來產(chǎn)生上電復(fù)位信號SPQK。防低壓誤動(dòng)作電路(UVL0:Under Voltage Lock Out 欠壓鎖定)110通過將電源電壓Vcc與規(guī)定的閾值電壓進(jìn)行比較來產(chǎn)生UVLO信號SUVU)。信號Stok和Suvuj在電路保護(hù)中利用?；魻柶珘弘娫?12生成霍爾偏置電壓Vhb，從霍爾偏置端子HB輸出。將該霍爾偏置電壓Vhb提供給霍爾傳感器8。驅(qū)動(dòng)IC100具備在風(fēng)扇電機(jī)6旋轉(zhuǎn)開始時(shí)使轉(zhuǎn)速緩慢上升的軟起動(dòng)功能。軟起動(dòng)期間根據(jù)軟起動(dòng)時(shí)間設(shè)定電壓Vtss而定。外接電阻R5、R6對基準(zhǔn)電壓Vkef分壓，生成軟起動(dòng)時(shí)間設(shè)定電壓Vtss，輸入到軟起動(dòng)時(shí)間設(shè)定輸入端子SS。A/D轉(zhuǎn)換器ADC8對軟起動(dòng)設(shè)定電壓Vtss進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)據(jù)信號Stss。加減法器ADD13從數(shù)據(jù)信號Stss減去數(shù)據(jù)Skef 來使值移位，輸出數(shù)據(jù)Stss，。軟起動(dòng)設(shè)定電路122在風(fēng)扇電機(jī)6驅(qū)動(dòng)開始時(shí)，基于指定軟起動(dòng)期間的信號Stss’， 生成按照與該值相對應(yīng)的斜率隨時(shí)間緩慢上升的軟起動(dòng)設(shè)定信號Sss?？焖倨饎?dòng)檢測電路118檢測是由外部PWM信號PWM導(dǎo)致的電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)還是由電機(jī)異常導(dǎo)致的電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)，在前者的情況下，解除鎖定保護(hù)功能。利用快速起動(dòng)功能，當(dāng)在由PWM導(dǎo)致的電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下輸入PWM信號“H”時(shí)，電機(jī)就立即開始旋轉(zhuǎn)。控制指令合成電路80接受信號SMINT’、SMINP’、Sth ’、SPWM、Sqs，將它們合成生成指示 PWM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6時(shí)的占空比的控制信號SDUTY。在輸出電流檢測端子RNF上連接外接檢測電阻Rs。在該檢測電阻Rs上產(chǎn)生與流到風(fēng)扇電機(jī)6中的電流Im相對應(yīng)的電壓降(檢測電壓)Vcso將檢測電壓Ves輸入到驅(qū)動(dòng)IC100 的檢測電流輸入端子CS。第九A/D轉(zhuǎn)換器ADC9將檢測電壓V。s變換成數(shù)字值的檢測信號 Scso電流限制設(shè)定電路120生成表示流到風(fēng)扇電機(jī)6中的電流Im的上限值的數(shù)據(jù)SIMAX。加減法器ADD15和ADD16從檢測信號Scs依次減去信號SIMAX、Sss，生成電流上限信號&?！?。利用該電流上限信號Ss?！拗芇WM驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇電機(jī)6時(shí)的占空比，在將流到風(fēng)扇電機(jī)6中的電流Im限制在與信號Simax相對應(yīng)的電流值以下的同時(shí)，起動(dòng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)軟起動(dòng)。運(yùn)算器82如已經(jīng)說明地，基于從振幅控制電路18輸出的第七信號S7生成TO信號(S60)。開路集電極輸出電路138從轉(zhuǎn)速脈沖輸出端子re輸出re信號。驅(qū)動(dòng)IC100具備鎖定保護(hù)功能。鎖定保護(hù)/自動(dòng)返回電路(以下稱作鎖定保護(hù)電路)128監(jiān)視r(shí)e信號，檢測由電機(jī)異常導(dǎo)致的停止，生成表示異常狀態(tài)的檢測信號(鎖定報(bào)警信號)AL。開路集電極輸出電路140從鎖定報(bào)警輸出端子AL輸出鎖定報(bào)警信號AL。熱監(jiān)控電路124監(jiān)視驅(qū)動(dòng)IC100的芯片溫度，生成與芯片溫度相對應(yīng)的芯片溫度電壓VT。A/D轉(zhuǎn)換器ADClO對芯片溫度電壓Vt進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，生成芯片溫度信號ST。在芯片溫度信號St高于規(guī)定閾值時(shí)、即驅(qū)動(dòng)IC100處于溫度異常狀態(tài)時(shí)，熱關(guān)斷電路126生效熱關(guān)斷信號TSD。運(yùn)算器82對第七信號S7乘以占空比控制信號Sduty和電流上限信號Ssc’，生成控制信號S7’。此外，當(dāng)生效了鎖定報(bào)警信號AL或熱關(guān)斷信號THD時(shí)，運(yùn)算器82使控制信號 S7’的電平成為零，使對風(fēng)扇電機(jī)6的通電停止。

以上是驅(qū)動(dòng)IClOOe的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該驅(qū)動(dòng)IClOOe，能夠根據(jù)外部PWM信號的占空比和溫度來控制風(fēng)扇電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。此外，能夠用單一功能IC來實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)功能、鎖定保護(hù)功能和快速起動(dòng)功能。圖12是表示圖11的驅(qū)動(dòng)IC的變形例的電路圖。僅說明與圖11的不同點(diǎn)。驅(qū)動(dòng) IClOOf具備控制指令串行數(shù)據(jù)輸入端子SDT。在該端子SDT上外接存儲器9或CPU，輸入相當(dāng)于圖8中說明的數(shù)據(jù)Smint、Sminp、Stss、Simax的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)。接收電路84接收串行數(shù)據(jù) SDT,并向控制指令合成電路80輸出。存儲器9也可以內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)IClOOf中。此外，檢測電阻RS內(nèi)置在驅(qū)動(dòng)IClOOf中。將A/D轉(zhuǎn)換器ADC9的輸出數(shù)據(jù)Scs輸入到控制指令合成電路80中?？刂浦噶詈铣呻娐?0生成占空比控制信號Sduty，使得檢測信號Scs不超過串行數(shù)據(jù)SDT中包含的電流限制設(shè)定值。在圖12的驅(qū)動(dòng)IClOOe中，通過從存儲器和CPU對控制指令串行數(shù)據(jù)輸入端子SDT 給予數(shù)據(jù)，能夠變更驅(qū)動(dòng)IClOOf的設(shè)定。圖13是表示定時(shí)檢測電路90的結(jié)構(gòu)的電路圖。在上述定時(shí)檢測電路90的結(jié)構(gòu)中需要鎖存電路(存儲器)，具有電路規(guī)模變大的問題。定時(shí)檢測電路90接受與來自霍爾傳感器8的霍爾信號H+、H_相對應(yīng)的信號，生成在霍爾信號H+、H-的周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)中生效的定時(shí)信號S90。例如，規(guī)定的定時(shí)是霍爾信號H+取峰附近的值的定時(shí)和取底附近的值的定時(shí)，但也可以適用于其他定時(shí)。定時(shí)檢測電路90包括計(jì)數(shù)器92、復(fù)位部94、比較部96。定時(shí)檢測電路90進(jìn)行與時(shí)鐘信號CLK同步的處理。計(jì)數(shù)器92是按照時(shí)鐘信號 CLK進(jìn)行計(jì)數(shù)工作的計(jì)時(shí)器。在此，計(jì)數(shù)器92在時(shí)鐘信號CLK的每個(gè)周期加一個(gè)規(guī)定的增量數(shù)。圖13中增量數(shù)是十進(jìn)制的“1”。計(jì)數(shù)器92包含鎖存電路92a、加法器92b和選擇器95。鎖存電路92a保持輸入的值。加法器92b對鎖存電路92a的輸出數(shù)據(jù)相加增量數(shù)“Id”。將加法器92b的輸出數(shù)據(jù)通過選擇器95輸入到鎖存電路92a。利用包含鎖存電路92a、加法器92b和選擇器95的回路，每個(gè)時(shí)鐘信號CLK對計(jì)數(shù)值COUNT加一個(gè)增量數(shù)。復(fù)位部94在霍爾信號H+、H-的每個(gè)周期，將計(jì)數(shù)器92的計(jì)數(shù)值COUNT復(fù)位成為對復(fù)位之前的計(jì)數(shù)值COUNT乘以負(fù)系數(shù)β的值。例如，復(fù)位部94包含運(yùn)算器94a和選擇器95。運(yùn)算器94a運(yùn)算對計(jì)數(shù)器92的計(jì)數(shù)值COUNT乘以負(fù)系數(shù)β的值。選擇器95接受在霍爾信號Η+、Η-的每個(gè)周期生效的控制信號S95。邊緣檢測部97在TO信號(S60)的每個(gè)邊緣生效一個(gè)控制信號S95。負(fù)系數(shù)β最好按照規(guī)定的定時(shí)來決定。例如，想在周期的1/3定時(shí)中生效定時(shí)信號的情況下，最好設(shè)為β =_1/2。由于能夠用位移器來實(shí)現(xiàn)乘以1/2的運(yùn)算，因此不需要所謂的運(yùn)算電路。想在周期的1/2定時(shí)中生效的情況下，只要設(shè)β =-1即可。一般是檢測按(_β) 1分割了周期的定時(shí)。在可以利用所謂的運(yùn)算電路的情況下，系數(shù)β的值的選擇自由度高。每次生效控制信號S95時(shí)，換言之，在霍爾信號Η+、Η_的每個(gè)周期，選擇器95選擇一次運(yùn)算器94a的輸出數(shù)據(jù)，并向鎖存電路92a輸出。其結(jié)果，鎖存電路92a中保持的計(jì)數(shù)值COUNT被復(fù)位。在計(jì)數(shù)器92的計(jì)數(shù)值COUNT零交叉的每個(gè)定時(shí)中，比較部96生效一個(gè)定時(shí)信號 S90。以上是定時(shí)檢測電路90的結(jié)構(gòu)。接著說明其工作。圖14是表示圖13的定時(shí)檢測電路90的工作的圖。

計(jì)數(shù)器92在控制信號S95的每個(gè)邊緣被復(fù)位成為對之前的計(jì)數(shù)值COUNT乘以了負(fù)系數(shù)β的值PXCOUNT。圖13中為了說明而表示了邊緣的間隔、即霍爾信號H+、H-的周期很大地變動(dòng)的情況，但實(shí)際上鄰接的周期并不那么大地變化。從而，計(jì)數(shù)值COUNT每個(gè)周期在按-β 1分割各周期的定時(shí)中零交叉。例如，在β = -1/2時(shí)，能夠較好地檢測33%的定時(shí)。該定時(shí)位于第五信號S5或者與其相對應(yīng)的第六信號S6的峰附近和底附近。從而，在偏移修正電路16和振幅修正電路20中能夠較好地產(chǎn)生必要的定時(shí)。此外，定時(shí)檢測電路90也可以作為圖11的鎖定保護(hù)電路128來利用。鎖定保護(hù)電路128也被稱作監(jiān)視計(jì)時(shí)器，檢測由驅(qū)動(dòng)對象風(fēng)扇電機(jī)6的異常而導(dǎo)致的停止。在圖13的定時(shí)檢測電路90中，風(fēng)扇電機(jī)6的旋轉(zhuǎn)一停止，TO信號S60就停止，因此，計(jì)數(shù)器92的計(jì)數(shù)值COUNT不被復(fù)位，計(jì)數(shù)值繼續(xù)增加。因此，比較部96在計(jì)數(shù)值COUNT 達(dá)到規(guī)定的閾值TH2時(shí)，生效表示電機(jī)異常狀態(tài)的檢測信號(鎖定警報(bào)信號)AL。閾值TH2 可以是用戶設(shè)定的設(shè)定值，也可以是驅(qū)動(dòng)IC100自身保持的固有值。圖13的定時(shí)檢測電路90能夠兼用監(jiān)視計(jì)時(shí)器(鎖定保護(hù)電路128)和定時(shí)檢測電路90，因此能夠削減電路面積。換言之，定時(shí)檢測電路90也可以掌握為留用以前設(shè)置在驅(qū)動(dòng)IC中的監(jiān)視計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)器。從而，可以說幾乎沒有因?yàn)樵O(shè)置定時(shí)檢測電路90而導(dǎo)致的電路面積的增大。圖13中說明了計(jì)數(shù)器92是增序計(jì)數(shù)器的情況，但也可以設(shè)為降值計(jì)數(shù)器。定時(shí)檢測電路90的用途不限定于峰和底的檢測，可以利用在任意的定時(shí)檢測中。此外，定時(shí)檢測電路90的檢測對象不限定于霍爾信號H+、H-，對其他各種各樣的周期性信號都能夠利用。例如，定時(shí)檢測電路90也可以利用在無傳感器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中。具體地說，有在檢測電機(jī)線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢時(shí)，想設(shè)定時(shí)間上的窗口，或者想設(shè)定屏蔽時(shí)間的情況。圖13的定時(shí)檢測電路90能夠較好地利用在這樣的用途中。
或者，在無傳感器方式中，有想通過監(jiān)視多相電機(jī)中的一個(gè)線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢并分割其周期來切換驅(qū)動(dòng)相的情況。該情況下，通過在定時(shí)檢測電路90中設(shè)定與電氣角相對應(yīng)的系數(shù)β，就能夠生成切換定時(shí)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解上述實(shí)施方式只是例示，可以對這些結(jié)構(gòu)要素和各處理工序的組合做各種各樣的變形，并且這樣的變形例也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。實(shí)施方式中關(guān)于驅(qū)動(dòng)對象的風(fēng)扇電機(jī)是單相驅(qū)動(dòng)電機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于此，也可以利用在其他電機(jī)的驅(qū)動(dòng)中。在實(shí)施方式中，可以將構(gòu)成風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100的元件全部整體集成，也可以分出給其他集成電路來構(gòu)成，另外還可以用分立部件構(gòu)成它的一部分。按照成本和占有面積及用途等來決定集成哪部分即可。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，從霍爾傳感器接受包含互補(bǔ)的第一信號、第二信號的霍爾信號， 對風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)，其特征在于，包括控制指令合成電路，基于指示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和表示溫度的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，生成表示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的占空比控制信號；脈沖調(diào)制器，將上述占空比控制信號變換成具有它所表示的占空比的脈沖控制信號；禾口驅(qū)動(dòng)器電路，基于上述脈沖控制信號驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)， 上述控制指令合成電路包含第一運(yùn)算器，從上述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)減去指示上述占空比的最低值的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)； 斜率計(jì)算部，基于上述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)生成依存于溫度的斜率數(shù)據(jù)； 第二運(yùn)算器，將上述斜率數(shù)據(jù)和上述第一運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)相乘； 第三運(yùn)算器，將上述第二運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)和上述第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相加；和選擇器，接受上述第三運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)和上述第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，選擇與上述第一運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)的符號相對應(yīng)的一方，作為上述占空比控制信號進(jìn)行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，進(jìn)一步包括 端子，接受來自外部的已被脈沖調(diào)制的外部脈沖調(diào)制信號；和指令邏輯變換電路，接受上述外部脈沖調(diào)制信號，變換成具有與其占空比相對應(yīng)的數(shù)字值的上述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 上述指令邏輯變換電路包含電平變換電路，對已將值變換成1、0 二值的上述外部脈沖調(diào)制信號乘以系數(shù)2L，其中L 是自然數(shù)；和數(shù)字低通濾波器，對上述電平變換電路的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，輸出上述第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，上述數(shù)字低通濾波器是一次無限沖激響應(yīng)濾波器，包含依次串聯(lián)的第四運(yùn)算器、延遲電路、第五運(yùn)算器，上述第四運(yùn)算器在上述電平變換電路的輸出數(shù)據(jù)中加上述延遲電路的輸出數(shù)據(jù)，并減去上述第五運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)，上述延遲電路使上述第四運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)延遲，上述第五運(yùn)算器對上述延遲電路的輸出數(shù)據(jù)乘以系數(shù)2_n，其中η是自然數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，將η設(shè)定為使上述第五運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)的波紋寬度在1以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，上述延遲電路與周期Tm的時(shí)鐘信號同步地使上述第四運(yùn)算器的輸出數(shù)據(jù)延遲Τακ。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，將上述時(shí)鐘信號的頻率fM決定為，在設(shè)上述外部脈沖調(diào)制信號的頻率為fPWM時(shí)，滿足f CLK》2 X fFWM ο
8.—種冷卻裝置，其特征在于，包括 風(fēng)扇電機(jī)；和驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)的權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)電路。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括 處理器；和冷卻上述處理器的權(quán)利要求8所述的冷卻裝置。
10.一種定時(shí)檢測電路，接受與來自霍爾傳感器的霍爾信號相對應(yīng)的信號，生成在上述霍爾信號周期內(nèi)的規(guī)定定時(shí)中生效的定時(shí)信號，其特征在于，包括計(jì)數(shù)器，按照時(shí)鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)工作；復(fù)位部，在上述霍爾信號的每個(gè)周期，將上述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值復(fù)位成為對復(fù)位之前的計(jì)數(shù)值乘以了負(fù)的系數(shù)的值； 比較部，在上述計(jì)數(shù)器的值零交叉的每個(gè)定時(shí)中生效上述定時(shí)信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定時(shí)檢測電路，其特征在于，上述負(fù)的系數(shù)是-1/2，上述規(guī)定的定時(shí)是上述周期的1/3的定時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的定時(shí)檢測電路，其特征在于，在上述計(jì)數(shù)器的值達(dá)到規(guī)定的閾值時(shí)，上述比較部生效用于表示電機(jī)的異常停止的異常檢測信號。
13.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，從霍爾傳感器接受包含互補(bǔ)的第一信號、第二信號的霍爾信號，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于，包括第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器，分別對上述霍爾信號的第一信號、第二信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字的第三信號、第四信號；差動(dòng)變換電路，生成與上述第三信號、第四信號的差分相對應(yīng)的單端的第五信號； 偏移修正電路，修正上述第五信號的偏移，生成第六信號；振幅控制電路，在將上述第六信號的振幅穩(wěn)定成規(guī)定的目標(biāo)值的同時(shí)，將其值絕對值化，生成第七信號；控制信號生成部，基于上述第七信號生成控制信號； 驅(qū)動(dòng)器電路，基于上述控制信號驅(qū)動(dòng)上述電機(jī)；和權(quán)利要求10或11所述的定時(shí)檢測電路，接受與上述第五信號相對應(yīng)的信號，生成上述定時(shí)信號，上述振幅控制電路將生效了上述定時(shí)信號的定時(shí)中的上述第七信號的值作為上述第七信號的振幅。
14.一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，從霍爾傳感器接受包含互補(bǔ)的第一信號、第二信號的霍爾信號，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于，包括第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器，分別對上述霍爾信號的第一信號、第二信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字的第三信號、第四信號；差動(dòng)變換電路，生成與上述第三、第四信號的差分相對應(yīng)的單端的第五信號； 偏移修正電路，修正上述第五信號的偏移，生成第六信號；振幅控制電路，在將上述第六信號的振幅穩(wěn)定成規(guī)定的目標(biāo)值的同時(shí)，將其值絕對值化，生成第七信號；控制信號生成部，基于上述第七信號生成控制信號； 驅(qū)動(dòng)器電路，基于上述控制信號驅(qū)動(dòng)上述電機(jī)；和權(quán)利要求12所述的定時(shí)檢測電路，接受與上述第五信號相對應(yīng)的信號，生成上述定時(shí)信號，上述振幅控制電路將生效了上述定時(shí)信號的定時(shí)中的上述第七信號的值作為上述第七信號的振幅，當(dāng)生效了上述異常檢測信號時(shí)，上述控制信號生成部停止上述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
15.一種冷卻裝置，其特征在于，包括 風(fēng)扇電機(jī)；和驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)的權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)電路。
16.一種冷卻裝置，其特征在于，包括 風(fēng)扇電機(jī)；和驅(qū)動(dòng)上述風(fēng)扇電機(jī)的權(quán)利要求14所述的驅(qū)動(dòng)電路。
17.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括 處理器；和冷卻上述處理器的權(quán)利要求15所述的冷卻裝置。
18.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括 處理器；和冷卻上述處理器的權(quán)利要求16所述的冷卻裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，按照溫度靈活地設(shè)定冷卻用風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速。第一運(yùn)算器(142)從指示PWM驅(qū)動(dòng)的占空比的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(SPWM)減去指示占空比最低值的第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(MIN_DUTY)。斜率計(jì)算部(141)基于表示溫度的第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(temp)，生成依存于溫度的斜率數(shù)據(jù)(α)。第二運(yùn)算器(143)將斜率數(shù)據(jù)(α)和第一運(yùn)算器(142)的輸出數(shù)據(jù)相乘。第三運(yùn)算器(144)將第二運(yùn)算器(143)的輸出數(shù)據(jù)和第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(MIN_DUTY)相加。選擇器(146)接受第三運(yùn)算器(144)的輸出數(shù)據(jù)和第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(MIN_DUTY)，選擇對應(yīng)于第一運(yùn)算器(142)的輸出數(shù)據(jù)的符號的一方，作為占空比控制信號(SDUTY)進(jìn)行輸出。
文檔編號H02P7/29GK102208892SQ201110144709
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者清水立郎, 石井裕之 申請人:羅姆股份有限公司