CN101199109A - 电机驱动电路、方法及使用了它的冷却装置 - Google Patents

Abstract

驱动信号生成电路(1)根据转矩的目标值生成控制H桥电路(110)的晶体管的导通、截止的驱动信号(SDH、SDL)。驱动器电路(3)基于从驱动信号生成电路(1)输出的驱动信号(SDH、SDL)，交替地使H桥电路(110)的高侧晶体管(MH)和低侧晶体管(ML)导通、截止。驱动器电路(3)在被指示电机的停止时，立刻使高侧晶体管(MH1、MH2)截止，并在经过预定的延迟时间(τd)后，使低侧晶体管(ML1、ML2)截止。

Description

电机驱动电路、方法及使用了它的冷却装置

技术领域

本发明涉及电机驱动技术。

背景技术

1.伴随于近年来个人计算机、工作站的高速化，CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等的运算处理用LSI(Large Scale Integration circuit：大规模集成电路)的动作速度不断上升。

这样的LSI随着其动作速度、即时钟频率变高，发热量也随之变大。存在由于LSI的发热导致LSI本身出现热失控、或者对周围的电路造成影响的问题。因此，对LSI进行适当的热冷却正成为极其重要的技术。

作为用于冷却LSI的技术的一个例子，有利用冷却风扇的空冷式冷却方法。在这种方法中，例如，与LSI表面相对地设置冷却风扇，由冷却风扇向LSI表面吹送冷空气。在进行这种基于冷却风扇的LSI的冷却时，监视LSI附近的温度，使风扇的旋转根据该温度而变化，从而调整冷却的程度(专利文献1、2)。此外，在专利文献3中，公开了限制被脉冲宽度调制了的信号的占空比，使得风扇电机大于等于预先设定的最低转速地旋转的技术。

2.为了使单相电机、多相电机以所希望的转矩旋转，利用脉冲宽度调制信号等脉冲信号控制电机的线圈的通电时间的技术已经被广泛采用。

在开始驱动处于停止状态的电机时，若对电机的线圈突然施加具有与目标转矩相应的脉冲宽度的开关电压，则电机的线圈会急速地流过电流。在电机起动时，尤其在其转速接近于0时，由于没有发电功能，所以流过线圈的电流为所被施加的电压除以绕线电阻后的值。为了降低功耗，线圈的电阻值一般被设计得非常低，有时会出现线圈电流超过驱动电路、线圈本身的额定值，对电路的可靠性产生影响的问题。

而且，由线圈产生的感应电压，与流过线圈的电流的时间变化率成比例。因此，如上所述，在线圈电流急剧增加时，有可能产生非常大的感应电压，超过驱动电路的额定值。

基于这些理由，进行在电机的起动开始后使线圈中流过的电流缓缓增加的软起动(soft start)控制(例如参照专利文献1、2)。在专利文献1记载的软起动控制中，生成电压值随时间平缓增大的软起动电压，将该软起动电压与三角波或锯齿波状的周期电压相比较，生成占空比平缓增加的脉冲调制信号，使线圈的通电时间平缓增加，进行软起动。

专利文献1：特开平7-31190号公报

专利文献2：特开2001-284868号公报

专利文献3：特开2004-153955号公报

专利文献4：特开平6-98574号公报

专利文献5：特开平7-95792号公报

专利文献6：特开2001-45790号公报

发明内容

〔发明要解决的课题〕

1.若使正在旋转的电机停止，则存在线圈内流过再生电流，该再生电流流向电源的问题。还假定此时发生的感应电压超过晶体管元件等的耐压的情况。这种问题不仅在风扇电机的驱动时产生，在其他电机驱动时也会产生。

专利文献4中，公开了与驱动对象的电机并联设置晶闸管，进行再生控制的技术。但是，专利文献4所记载的技术，在由多个晶体管构成桥电路，交替地使多个晶体管导通、截止地进行驱动时(例如专利文献3的H桥电路等)无法使用。

在使用了H桥电路等的电机驱动电路中，为了保护电路不受电机停止时产生的感应电压影响，采用了在电源电压端子与接地之间设置电容器或者设置齐纳二极管，形成再生电流的放泄通道，对感应电压进行箝位的方法。但是，增加电容器、齐纳二极管，会存在电路面积增大、成本上升的问题。

2.此外，在专利文献4、5所记载的软起动控制中，还存在只能单调地增加电机的通电时间这样的问题。

1.本发明是鉴于这样的课题而完成的，一个实施方式的目的之一在于，在利用桥接结构驱动电机的电机驱动电路中抑制电机停止时感应电压的发生。

2.此外，本发明的一个实施方式的目的之一在于，提供一种能实现自由度高的软起动控制的电机驱动电路。

〔用于解决课题的方案〕

1.本发明的一个方案涉及一种电机驱动电路，电机驱动电路向至少包括2对晶体管对的输出级提供驱动信号，并向驱动对象的电机的线圈提供开关电压，所述晶体管对包括串联连接在电源电压端子与接地端子之间的高侧晶体管和低侧晶体管。该电机驱动电路包括：驱动信号生成电路，根据电机的转矩的目标值，生成控制输出级的晶体管的导通、截止的驱动信号；驱动器电路，基于从驱动信号生成电路输出的驱动信号，交替地使输出级的高侧晶体管和低侧晶体管导通、截止。驱动器电路在被指示电机的停止时，立刻使晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的任一者截止，并在经过预定的延迟时间后，使晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的另一者截止。

根据该方案，能够在延迟时间期间使再生电流流过由高侧晶体管构成的环路、或者由低侧晶体管构成的环路，因此，能够抑制感应电压的产生。

驱动器电路也可以在延迟时间期间，基于驱动信号控制高侧晶体管或低侧晶体管的另一者。

在这种情况下，在延迟时间期间，再生电流经由MOSFET(MetallicOxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)的体二极管或者另行设置的续流二极管(fly wheel diode)流走。

驱动器电路也可以在延迟时间期间，强制性地使高侧晶体管或低侧晶体管的另一者导通。

在这种情况下，在延迟时间期间，高侧晶体管或者低侧晶体管导通，因此，再生电流将流过晶体管的电阻值较低的沟道，能够降低电路的功耗。

驱动器电路也可以包括：定时信号生成电路，接收指示电机的停止的停止信号，在移位了延迟时间后的不同定时，输出变成预定电平的第1定时信号和第2定时信号；第1合成电路，被设置在从驱动信号生成电路提供给高侧晶体管的高侧驱动信号的路径上，将高侧驱动信号与第1定时信号进行逻辑合成，在第1定时信号为预定电平期间，强制性地使高侧晶体管截止；第2合成电路，被设置在从驱动信号生成电路提供给低侧晶体管的低侧驱动信号的路径上，将低侧驱动信号与第2定时信号进行逻辑合成，在第2定时信号为预定电平期间，强制性地使低侧晶体管截止。

也可以是定时信号生成电路在使第1定时信号成为预定电平起经过延迟时间后，使第2定时信号成为预定电平，第2合成电路在延迟时间期间，基于低侧驱动信号驱动低侧晶体管。

也可以是定时信号生成电路在使第2定时信号成为预定电平起经过延迟时间后，使第1定时信号成为预定电平，第1合成电路在延迟时间期间，基于高侧驱动信号驱动高侧晶体管。

也可以是定时信号生成电路在使第1定时信号成为预定电平起经过延迟时间后，使第2定时信号成为预定电平，第2合成电路在延迟时间期间强制性地使低侧晶体管导通。

也可以是定时信号生成电路在使第2定时信号成为预定电平起经过延迟时间后，使第1定时信号成为预定电平，第1合成电路在延迟时间期间强制性地使高侧晶体管导通。

可以还包括停止信号生成电路，该停止信号生成电路监视电机的状态，生成在满足预定的条件时成为预定电平，指示电机的停止的停止信号。

停止信号生成电路也可以监视电机的温度，在超过预定的温度范围时使停止信号成为预定电平。停止信号生成电路也可以监视电机的旋转状态，在不能旋转时使停止信号成为预定电平。停止信号生成电路也可以检测流过电机的线圈的电流，在所检测的电流超过预定值时使停止信号成为预定电平。

电机驱动电路可以被一体集成在一个半导体衬底上。所谓“一体集成”，包括将电路的所有结构要件形成在半导体衬底上的情况，和对电路的主要结构要件进行一体集成的情况，也可以为调节电路常数而将一部分电阻、电容等设置在半导体衬底的外部。通过将电机驱动电路集成在一个LSI上，能够减少电路面积。

本发明的另一方案是一种冷却装置。该冷却装置包括：风扇电机，和驱动风扇电机的上述电机驱动电路。

本发明的另外的方案是一种电子设备。该电子设备包括上述冷却装置。根据该方案，能够根据温度对电子设备内部的冷却对象进行合适的冷却。

本发明的另一方案是一种电机驱动方法，向至少包括2对晶体管对的输出级提供驱动信号，并向驱动对象的电机的线圈提供开关电压，所述晶体管对包括串联连接在电源电压端子与接地端子之间的高侧晶体管和低侧晶体管。该电机驱动方法包括：根据电机的转矩的目标值，生成控制输出级的晶体管的导通、截止的驱动信号的步骤；基于所生成的驱动信号，交替地使输出级的高侧晶体管和低侧晶体管导通、截止的步骤；生成指示电机的停止的停止信号的步骤；在被指示电机的停止时，立刻使晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的任一者截止，并在经过预定的延迟时间后，使晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的另一者截止的步骤。

2.本发明的一个方案涉及一种电机驱动电路，该电机驱动电路生成规定驱动对象的电机的线圈通电时间的被脉冲调制了的驱动信号，控制电机的转速。该电机驱动电路包括：时间常数电路，在电机起动时，生成电压值随时间变化的第1起动控制电压；放大器，放大从时间常数电路输出的第1起动控制电压，作为第2起动控制电压输出；驱动信号生成电路，将根据电机的转矩的目标值而设定的旋转控制电压，与第1、第2起动控制电压进行合成，生成具有与三个电压中的任一者相应的占空比的被脉冲调制了的驱动信号。

根据该方案，通过合成第1、第2控制电压以及旋转控制电压这三个电压，能够多样地设定各种被脉冲调制了的驱动信号的占空比，能够提高电机起动时的旋转控制的自由度。另外，在本说明书中，“放大”也包括增益低于1的衰减，“放大器”也包括衰减器。

放大器也可以是可变增益放大器。而且，放大器既可以是对第1起动控制电压进行反相放大的反相放大器，也可以是对第1起动控制电压进行非反相放大的非反相放大器。通过控制放大器的增益，能够自由地进行电机起动时的旋转控制。

驱动信号生成电路也可以包括：脉冲调制比较器，通过将旋转控制电压与预定的周期电压进行比较来生成脉冲调制信号；第1比较器，通过将第1起动控制电压与周期电压进行比较来生成第1控制脉冲信号；第2比较器，通过将第2起动控制电压与周期电压进行比较来生成第2控制脉冲信号；合成电路，利用逻辑运算将脉冲调制信号与第1、第2控制脉冲信号进行合成，由此生成驱动信号。

在脉冲调制比较器、第1比较器、第2比较器中，使用三角波或者锯齿波状的周期电压来生成脉冲调制信号。各比较器的输出信号是取高电平或者低侧中的某一者的逻辑信号，因此，通过利用逻辑运算进行合成，能够将驱动信号的占空比设定为从3个比较器输出的脉冲信号的占空比的任一者。

合成电路也可以包括：第1逻辑块，将由脉冲调制比较器生成的脉冲调制信号，与由第2比较器生成的第2控制脉冲信号进行逻辑运算；第2逻辑块，将由第1比较器生成的第1控制脉冲信号，与第1逻辑块的输出信号进行合成。

驱动信号生成电路也可以包括：电压选择电路，基于旋转控制电压、第1、第2控制电压的大小关系，选择三者中的任一者电压；脉冲宽度调制比较器，通过将从电压选择电路输出的电压与预定的周期电压进行比较来生成被脉冲调制了的驱动信号。

电机驱动电路可以被一体集成在一个半导体衬底上。通过将电机驱动电路集成在一个LSI上，能够减小电路面积。

本发明的其他方案是一种冷却装置。该装置包括：风扇电机，和驱动风扇电机的电机驱动电路。

本发明的另外的方案是一种电子设备。该电子设备包括上述冷却装置。通过该方案，能够根据温度对电子设备内部的冷却对象进行合适的冷却。

本发明的另外的方案是一种电机驱动方法。该电机驱动方法生成规定驱动对象的电机的线圈通电时间的被脉冲调制了的驱动信号，控制电机的转速，包括：在电机起动时，生成电压值随时间变化的第1起动控制电压的步骤；放大第1起动控制电压，作为第2起动控制电压进行输出的步骤；将根据电机的转矩的目标值而设定的旋转控制电压，与第1、第2起动控制电压进行合成，生成具有与三个电压中的任一者相应的占空比的被脉冲调制了的驱动信号的步骤。

另外，将以上结构要件的任意组合、本发明的结构要件和表述在方法、装置、系统等之间相互转换的方案，作为本发明的方案也是有效的。

〔发明效果〕

通过本发明的至少一个实施方式，能够在利用桥接结构驱动电机的电机驱动电路中，抑制电机停止时感应电压的产生。另外，通过本发明的至少一个实施方式，能够实现自由度高的软起动控制。

附图说明

图1是表示第1实施方式的冷却装置的结构的电路图。

图2的(a)～(e)是表示第1实施方式的电机驱动电路的电机停止时的动作状态的时序图。

图3的(a)～(c)是表示第1实施方式中的H桥电路的电机停止时的状态的图。

图4的(a)～(c)是表示第1实施方式的变形例中的H桥电路的电机停止时的状态的图。

图5的(a)～(e)是表示第2实施方式的电机驱动电路的电机停止时的动作状态的时序图。

图6的(a)～(c)是表示第2实施方式中的H桥电路的电机停止时的状态的图。

图7是表示第3实施方式的冷却装置的结构的电路图。

图8是表示合成电路的结构例的电路图。

图9的(a)～(d)是表示图7的电机驱动电路的电机起动时的动作状态的时序图。

图10的(a)～(d)是表示将放大器的增益设定得较高时的动作状态的时序图。

图11是表示第4实施方式的电机驱动电路的结构的一部分的电路图。

图12的(a)～(c)是表示图11的电机驱动电路的电机起动时的动作状态的时序图。

图13是表示第5实施方式的电机驱动电路的结构的一部分的电路图。

图14是表示可由图13的电机驱动电路实现的占空比控制的一例的时序图。

具体实施方式

以下，基于优选实施方式参照附图说明本发明。对各附图中所示的相同或者等同的结构要件、部件、处理等赋予相同的标号，并适当省略重复的说明。另外，实施方式只是一种例示，并非限定本发明，实施方式所记述的所有特征及其组合，并非一定是本发明的本质特征。

(第1实施方式)

本发明的几个实施方式涉及用于冷却台式或者笔记本式个人计算机、工作站等电子计算机、或者冰箱等电子设备的冷却装置中所使用的电机驱动电路。

图1是表示本发明的第1实施方式的冷却装置200的结构的电路图。冷却装置200包括电机驱动电路100、H桥电路110、风扇电机120。

风扇电机120在本实施方式中为单相全波电机，与未图示的冷却对象物相对地配置。该风扇电机120中，由电机驱动电路100和H桥电路110所生成的开关信号Vsw1、Vsw2控制线圈电流、即通电状态，从而控制风扇电机120的旋转。

H桥电路110包括第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2、第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2、以及电流检测电阻Rdet。该H桥电路110是用于驱动风扇电机120的输出级。第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1串联连接在电源电压端子112与接地端子GND之间，构成晶体管对(以下称第1晶体管对)。同样地，第2高侧晶体管MH2、第2低侧晶体管ML2也构成晶体管对(以下称第2晶体管对)。在本实施方式中，第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2是P沟道MOSFET。另外，第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2是N沟道MOSFET。

构成第1晶体管对的第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2彼此相辅地导通、截止。第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1的导通、截止，由施加于各晶体管的栅极的第1高侧驱动信号SDH1、第1低侧驱动信号SDL1控制。

第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML 1的连接点的电压作为第1开关信号Vsw1，被施加在风扇电机120的线圈的一端。在第1高侧晶体管MH1导通时，第1开关信号Vsw1成为电源电压Vdd，在第1低侧晶体管ML 1导通时，第1开关信号Vsw1成为接地电位(0V)。

构成第2晶体管对的第2高侧晶体管MH2、第2低侧晶体管ML2的导通、截止，由施加于各晶体管的栅极的第2高侧驱动信号SDH2、第2低侧驱动信号SDL2控制。两个晶体管的连接点的电压作为第2开关信号Vsw2，被施加在风扇电机120的线圈的另一端。第2开关信号Vsw2被控制为与第1开关信号Vsw1反相。

电流检测电阻Rdet设置在第1低侧晶体管ML1和第2低侧晶体管ML2的被共连的源极和接地端子GND之间。该电流检测电阻Rdet将流过风扇电机120的线圈的电流转换成电压(称为检测电压Vdet)。检测电压Vdet被反馈到电机驱动电路100。

另外，构成H桥电路110的4个晶体管也可以一体集成在电机驱动电路100中。另外，也可以对第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2的源极和输出电源电压Vdd的电源(未图示)设置用于防止反接的二极管。

电机驱动电路100向作为输出级的H桥电路110提供驱动信号SDH1、SHL1、SDH2、SDL2。作为H桥电路110的驱动方法，有线性驱动、脉冲驱动，本实施方式可以适用任一驱动方式。

电机驱动电路100具有驱动信号生成电路1、驱动器电路3、停止信号生成电路8，是一体集成在一个半导体衬底上的功能IC。

驱动信号生成电路1根据风扇电机120的转矩目标值和转子(rotor)的相位变化，生成控制H桥电路110的晶体管MH1、MH2、ML1、ML2的导通、截止的驱动信号SDH1、SDH2、SDL1、SDL2。驱动信号生成电路1例如也可以基于从未图示的霍尔元件(hall element)输出的霍尔信号，生成驱动信号(以下根据需要统称为SD)。另外，也可以根据转矩目标值生成占空比(Duty)被设定的脉冲宽度调制信号，通过合成该脉冲宽度调制信号和霍尔信号，来生成驱动信号SD。

驱动器电路3基于从驱动信号生成电路1输出的驱动信号SD，使H桥电路110的高侧晶体管MH1、MH2和低侧晶体管ML1、ML2交替、相辅地导通、截止。

驱动器电路3在被指示停止电机时，立刻使晶体管对的高侧晶体管或者低侧晶体管中的任一者截止。在本实施方式中，驱动器电路3立刻使第1、第2晶体管对各自的第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2截止。

进而，驱动器电路3在经过预定的延迟时间τd后，使晶体管对的高侧晶体管或者低侧晶体管的另一者截止。在本实施方式中，驱动器电路3在经过延迟时间τd后，使第1、第2晶体管对各自的第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2截止。

接着，基于图1的框图说明驱动器电路3的结构例。在本实施方式中，驱动器电路3包括定时信号生成电路4、第1合成电路5、第2合成电路6、预驱动器7。

定时信号生成电路4接受指示停止风扇电机120的停止信号Sstop，在移位了延迟时间τd后的不同的定时，输出成为高电平的第1定时信号STI、第2定时信号ST2。在本实施方式中，定时信号生成电路4在使第1定时信号ST1成为高电平起经过了延迟时间τd后，使第2定时信号ST2成为高电平。

第1合成电路5设置在从驱动信号生成电路1向第1高侧晶体管MH1和第2高侧晶体管MH2提供的第1高侧驱动信号SDH1、第2高侧驱动信号SDH2的路径上。第1合成电路5将高侧驱动信号SDH1、SDH2与第1定时信号ST1进行逻辑合成，在第1定时信号ST1为高电平期间，强制性地使高侧晶体管MH1、MH2截止。第1合成电路5在第1定时信号ST1为高电平期间，将高侧驱动信号SDH1、SDH2的信号电平固定为使高侧晶体管MH1、MH2截止的逻辑值。第1合成电路5可以使用“与”门、“或”门等容易地构成。

第2合成电路6设置在从驱动信号生成电路1向第1低侧晶体管ML1和第2低侧晶体管ML2提供的第1低侧驱动信号SDL1和第2低侧驱动信号SDL2的路径上。第2合成电路6将低侧驱动信号SDL1、SDL2与第2定时信号ST2进行逻辑合成，在第2定时信号ST2为高电平期间，强制性地使低侧晶体管ML1、ML2截止。第2合成电路6在第2定时信号ST2为高电平期间，将低侧驱动信号SDL1、SDL2的信号电平固定为使低侧晶体管ML1、ML2截止的逻辑值。

另外，在本实施方式中，第2合成电路6在延迟时间τd期间基于低侧驱动信号SDL1、SDL2，设定低侧晶体管ML1、ML2的导通、截止。

从第1合成电路5和第2合成电路6输出的高侧驱动信号SDH1′、SDH2′和低侧驱动信号SDL1′、SDL2′被输入到预驱动器7。预驱动器7具有足够驱动构成H桥电路110的晶体管的驱动能力。预驱动器7基于驱动信号SDH1′、SDH2′、SDL1′、SDL2切换晶体管MH1、MH2、ML1ML2的导通、截止。

停止信号生成电路8监视风扇电机120的状态，生成在满足预定的条件时成为高电平、指示风扇电机120的停止的停止信号Sstop。在本实施方式中，停止信号生成电路8被输入与流过风扇电机120的线圈的电流对应的检测电压Vdet。在检测电压Vdet超过预定的阈值电压时、即线圈电流超过预定值时，停止信号生成电路8使停止信号Sstop变成高电平，指示风扇电机120的停止。

除风扇电机120的线圈电流外，停止信号生成电路8还可以监视风扇电机120的温度，在温度超出了预定的温度范围时，使停止信号Sstop变为高电平。另外，停止信号生成电路8还可以监视风扇电机120的旋转状态，在因异物等而不能旋转时，使停止信号Sstop变为高电平。停止信号生成电路8还可以监视多种信息，进行综合分析后生成停止信号Sstop。停止信号生成电路8可以作为检测电路异常的电路来工作。此外，输入到定时信号生成电路4的停止信号Sstop也可以从电机驱动电路100的外部来提供。

下面说明如上这样构成的电机驱动电路1 00的动作。图2的(a)～(e)是表示本实施方式的电机驱动电路100的电机停止时的动作状态的时序图。图2的(a)表示停止信号Sstop，图2的(b)表示第1定时信号ST1，图2的(c)表示第2定时信号ST2，图2的(d)表示从第1合成电路5输出的高侧驱动信号SDH′，图2的(e)表示从第2合成电路6输出的低侧驱动信号SDL′。

在时刻t0～t1期间，电机驱动电路100使风扇电机120以预定的转速旋转。在时刻t1，由停止信号生成电路8检测到电路异常时，停止信号Sstop成为高电平。在停止信号Sstop成为高电平时，定时信号生成电路4立刻使第1定时信号ST1变成高电平。

在时刻t1，在第1定时信号ST1成为高电平时，第1合成电路5固定高侧驱动信号SDH的逻辑值，使第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2截止。

在从时刻t1经过延迟时间τd后的时刻t2，定时信号生成电路4使第2定时信号ST2变为高电平。在第2定时信号ST2成为高电平时，第2合成电路6固定低侧驱动信号SDL的逻辑值，使第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2截止。

在时刻t1～t2的延迟时间τd期间，利用由驱动信号生成电路1生成的驱动信号SDL1、SDL2来控制第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2的导通、截止。如上所述，由于第1低侧驱动信号SDL1、第2低侧驱动信号SDL2被排他地控制导通和截止，所以在时刻t1～t2中，也是相应于风扇电机120的转子的位置，一者成为导通的状态，另一者成为截止的状态。

图3的(a)～(c)是表示电机停止时的H桥电路110的状态的图。图3的(a)表示停止信号Sstop转变成高电平的时刻t1之前的状态，图3的(b)表示时刻t1～t2的延迟时间τd期间的状态，图3的(c)表示时刻t2以后的状态。在图3的(a)～(c)中，构成H桥电路110的晶体管作为开关来表示。

如图3的(a)所示，假设在停止信号Sstop变成高电平的时刻t1之前，第1高侧晶体管MH1、第2低侧晶体管ML2为导通状态。此时，线圈电流Icoil从电源电压端子112，以第1高侧晶体管MH1、线圈L、第2低侧晶体管ML2的路径流入风扇电机120的线圈L。

在时刻t1，在将第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2强制性截止时，由积蓄在线圈L中的能量产生感应电动势，图3的(a)中流过的线圈电流Icoil要继续流动。结果，经由存在于第1低侧晶体管ML1的背栅极与漏极之间的体二极管(body diode)D1提供线圈电流Icoil。

在图3的(b)所示的状态被保持延迟时间τd期间后，积蓄在线圈L中的能量消散，线圈电流Icoil成为0。反过来说，优选将延迟时间τd设定为比通过再生而使能量消散所需要的时间长。该时间是应由线圈的电感等确定的值，如果是被用在风扇电机等中的电机，则例如优选设定为从亚毫秒到数十毫秒的范围。

在时刻t2，在第2定时信号ST2成为高电平时，如图3的(c)所示，所有的晶体管(开关)截止。

如此，按照本实施方式的电机驱动电路100，通过在从被指示电机的停止起至使低侧晶体管截止具有延迟，能够利用包含两个低侧晶体管的环路形成再生路径，能够使再生电流消散。结果，流过线圈L的再生电流不会经由电源电压端子112流入连接于外部的电源，因此，能够防止电源电压端子112的电位由于感应电压而瞬间跳升。

另外，根据本实施方式，由于电流不流入电源，就不需要在电源电压端子112与接地端子之间设置齐纳二极管或者设置电容器，因而能够简化电路，还可以谋求降低成本。

接下来说明第1实施方式的变形例。在上述实施方式中，是在停止信号Sstop成为高电平后使高侧晶体管截止，然后在至经过延迟时间τd之前的期间内使低侧晶体管截止。在变形例中，可以是收到停止信号Sstop的变化后立刻使低侧晶体管截止，然后在经过延迟时间后，使高侧晶体管截止。

上述变形例，例如能够通过在定时信号生成电路4中变换第1定时信号ST1与第2定时信号ST2的电平变化的定时而容易地实现。

图4的(a)～(c)是表示该变形例中的电机停止时H桥电路110的状态的图。图4的(a)、(c)与图3的(a)、(c)是一样的。在本变形例中，在时刻t1～t2的延迟时间τd期间，再生电流流过由第1高侧晶体管MH1和第2高侧晶体管MH2的体二极管形成的环路。结果，再生电流不会经由电源电压端子112流入电源(未图示)，能够防止电源电压端子112的电位的瞬间跳升。

(第2实施方式)

在第1实施方式中，在从停止信号Sstop成为高电平起至经过延迟时间τd的期间，基于从驱动信号生成电路1输出的驱动信号设定了低侧晶体管(在变形例中是高侧晶体管)的导通、截止。与此不同，在第2实施方式中，在从停止信号Sstop成为高电平起至经过延迟时间τd的期间，将2个低侧晶体管强制性导通。

第2实施方式的电机驱动电路100基本上与图1同样地构成即可。例如，向第2合成电路6除输入第2定时信号ST2外，还输入第1定时信号ST1，并对两个定时信号进行逻辑运算，由此检测出仅第1定时信号ST1为高电平的期间。第2合成电路6控制第1低侧驱动信号SDL1′、第2低侧驱动信号SDL2′的逻辑值，使得在仅第1定时信号ST1为高电平的期间，第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2都成为导通状态。

图5的(a)～(e)是表示第2实施方式的电机驱动电路100的电机停止时的动作状态的时序图。此外，图6的(a)～(c)是表示本实施方式的电机停止时H桥电路110的状态的图。

第2实施方式的电机驱动电路100与第1实施方式的电机驱动电路100仅在时刻t1～t2的延迟时间τd期间内其动作不同。如图5的(e)所示，在时刻t1～t2期间，从第2合成电路6输出的驱动信号SDL′被设定为使第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2都成为导通状态的逻辑值。

图6的(a)表示在停止信号Sstop变为高电平的时刻t1之前的状态，图6的(b)表示时刻t1～t2的延迟时间τd期间的状态，图6的(c)表示时刻t2以后的状态。

如图6的(b)所示，在本实施方式中，在延迟时间τd期间，第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2成为导通状态。结果，在第1实施方式中经由第1低侧晶体管ML1的体二极管流过的再生电流变成在第1低侧晶体管ML1的沟道内流过，由第1低侧晶体管ML1和第2低侧晶体管ML2的沟道形成环路，积蓄在线圈内的能量被消散。

如第1实施方式那样，在电流流入晶体管的体二极管后，产生正向电压Vf量的电压降。另一方面，在本实施方式中，由于再生电流流过第1低侧晶体管ML1的沟道，所以电压降为漏极-源极间电压Vds。漏极-源极间电压Vds比正向电压Vf小，所以能够抑制功耗。

对于本实施方式，也能够想到与第1实施方式同样的变形例。即，也可以在变形例中，收到停止信号Sstop的变化后立刻使低侧晶体管截止，然后在延迟时间期间使两个高侧晶体管导通，然后使高侧晶体管截止。

上述实施方式只是例示，可以对其各结构要件、各处理过程的组合做出各种各样的变形例，本领域技术人员能够理解这些变形例也包括在本发明的范围内。

在实施方式中，说明了将电机驱动电路100一体集成在一个LSI上的情况，但本发明不限于此，例如既可以是一部分结构要件作为分立元件、芯片部件设置在LSI的外部，也可以利用多个LSI来构成。例如，H桥电路110既可以使用分立的功率晶体管来构成，也可以被内置于电机驱动电路100中。

而且，在实施方式中使用的晶体管，既可以将双极型晶体管和FET相互置换，也可以将P沟道、N沟道型晶体管置换。

在实施方式中，说明了驱动单相电机的情况，但本发明不限于此。即，在驱动3相电机等的电机驱动电路等中，通过在电机停止时，将使高侧晶体管截止的定时与使低侧晶体管截止的定时移位延迟时间，能够防止再生电流流向电源。

在实施方式中，对电机驱动电路100驱动风扇电机的情况进行了说明，但作为本发明的电机驱动电路的驱动对象的电机不限于风扇电机，可以广泛适用于其他的单相、多相电机。

在实施方式所说明的电路中，信号的高电平、低电平的逻辑值的设定只是一例，可以通过用反相器等使之适当反转而自由变更。

(第3实施方式)

本发明的实施方式涉及用于冷却台式或笔记本式个人计算机、工作站等电子计算机、或者冰箱等电子设备的冷却装置中所使用的电机驱动电路。

图7是表示本发明第3实施方式的冷却装置200的结构的电路图。冷却装置200包括电机驱动电路100a、H桥电路110、风扇电机120。

风扇电机120在本实施方式中是单相全波电机，与未图示的冷却对象物相对地配置。该风扇电机120由电机驱动电路100a和H桥电路110所生成的开关信号Vsw1、Vsw2控制其线圈电流、即通电状态，从而控制其旋转。

H桥电路110包括第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2、第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2。该H桥电路110相当于用于驱动风扇电机120的输出级。第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1串联连接在电源电压端子112与接地端子GND之间，构成晶体管对(以下称第1晶体管对)。同样地，第2高侧晶体管MH2、第2低侧晶体管ML2也构成晶体管对(以下称第2晶体管对)。在本实施方式中，第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2是P沟道MOSFET。而且，第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2是N沟道MOSFET。

构成第1晶体管对的第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2彼此相辅地导通、截止。第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1的导通、截止，由施加于各晶体管的栅极的第1高侧驱动信号SDH1、第1低侧驱动信号SDL1控制。

第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1的连接点的电压作为第1开关信号Vsw1，被施加在风扇电机120的线圈的一端。在第1高侧晶体管MH1导通时，第1开关信号Vsw1成为电源电压Vdd，在第1低侧晶体管ML1导通时，第1开关信号Vsw1成为接地电位(0V)。

构成第2晶体管对的第2高侧晶体管MH2、第2低侧晶体管ML2的导通、截止，由施加于各晶体管的栅极的第2高侧驱动信号SDH2、第2低侧驱动信号SDL2控制。两个晶体管的连接点的电压作为第2开关信号Vsw2，被施加在风扇电机120的线圈的另一端。第2开关信号Vsw2被控制为与第1开关信号Vsw1反相。

另外，构成H桥电路110的四个晶体管也可以被一体集成地内置于电机驱动电路100a中。另外，也可以对第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2的源极和输出电源电压Vdd的电源(未图示)设置用于防止反接的二极管。

从外部向电机驱动电路100a输入对应于风扇电机120的转矩目标值而设定的旋转控制电压Vcnt。该旋转控制电压Vcnt也可以在电机驱动电路100a内部生成。电机驱动电路100a基于旋转控制电压Vcnt生成规定驱动对象的风扇电机120的线圈通电时间的、被脉冲调制了的驱动信号SDH1、SHL1、SDH2、SDL2，向作为输出级的H桥电路110输出。电机驱动电路100a包括时间常数电路10、放大器20、以及驱动信号生成电路30，是一体集成在一个半导体衬底上的功能IC。

时间常数电路10在风扇电机120起动时生成电压值随时间变化的第1起动控制电压Vstrt1。时间常数电路10可以使用以恒定电流对电容器进行充电的类型或对斜坡波形的数字信号进行数模转换的类型等各种结构，不特别限定其电路结构。

放大器20对由时间常数电路10生成的第1起动控制电压Vstrt1进行放大，作为第2起动控制电压Vstrt2输出。在本实施方式中，放大器20是反相放大器，包括运算放大器22、第1电阻R1、以及第2电阻R2。第1电阻R1的一端连接运算放大器22的反相输入端子，其另一端被施加第1起动控制电压Vstrt1。第2电阻R2的一端连接运算放大器22的输出端子，另一端连接运算放大器22的反相输入端子。运算放大器22的非反相输入端子被施加固定电压。

在本实施方式中，第1起动控制电压Vstrt1是在电机的驱动开始时，随时间经过而缓缓上升的电压。因此，第2起动控制电压Vstrt2随时间经过而缓缓下降。

在该放大器20中，优选使第1电阻R1、第2电阻R2的至少一者采用可变电阻，使放大器20成为可变增益放大器。在这种情况下，优选放大器20的增益能够由未图示的控制电路进行控制。

驱动信号生成电路30将旋转控制电压Vcnt与第1起动控制电压Vstrt1、第2起动控制电压Vstrt2合成，生成具有对应于3个电压中的任一者的占空比的被脉冲调制了的信号。以下，对驱动信号生成电路30的具体结构例进行说明。

驱动信号生成电路30包括比较器32、驱动信号生成部34、合成电路50、脉冲调制(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)比较器(以下称PWM比较器)40、第1比较器42、第2比较器44、振荡器46。

比较器32比较从未图示的霍尔元件输出的霍尔信号H+和H-，生成高电平、低电平相应于风扇电机120的转子的相而变化的频率发生信号(以下称FG信号)。

驱动信号生成部34基于FG信号生成驱动信号SDH1、SDH2、SDL1、SDL2。在本实施方式中，电机驱动电路100a利用脉冲宽度调制方式控制风扇电机120的通电时间。在利用该脉冲宽度调制方式进行电机驱动控制时，在本实施方式中，低侧晶体管ML1、ML2的导通、截止是相应于风扇电机120的相切换而交替导通、截止的，基于被脉冲宽度调制了的信号，对高侧晶体管MH1、MH2进行开关控制。显然，本发明不受这些的限制，既可以通过脉冲宽度调制了的信号驱动低侧晶体管，也可以利用脉冲宽度调制了的信号驱动高侧、低侧这两侧的晶体管。

例如，驱动信号生成部34生成驱动信号SD，使得在FG信号为高电平时第1高侧晶体管MH1、第2低侧晶体管ML2导通，第2高侧晶体管MH2、第1低侧晶体管ML1截止。此处，优选对信号电平的变化赋予延迟，设置停滞时间(dead time)，使得第1高侧晶体管MH1、第1低侧晶体管ML1不同时导通，或者第2高侧晶体管MH2、第2低侧晶体管ML2不同时导通。

从驱动信号生成部34输出的驱动信号SDL1、SDL2分别被输出到低侧的第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2。结果，第1低侧晶体管ML1、第2低侧晶体管ML2相应于FG信号的高电平、低电平，交替地反复导通、截止。

另一方面，从驱动信号生成部34输出的驱动信号SDH1、SDH2被输出到合成电路50。合成电路50对由驱动信号生成部34生成的驱动信号SDH1、SDH2进行脉冲宽度调制，向第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2输出。关于合成电路50将在后面叙述，下面说明脉冲宽度调制。

振荡器46生成具有预定频率的三角波状或者锯齿波状的周期电压Vsaw。PWM比较器40通过将旋转控制电压Vcnt与周期电压Vosc进行比较来生成脉冲调制信号(以下称PWM信号Vpwm)。在本实施方式中，PWM比较器40的非反相输入端子被输入旋转控制电压Vcnt，反相输入端子被输入周期电压Vosc。结果，PWM信号Vpwm在Vcnt＞Vosc时成为高电平，在Vcnt＜Vosc时成为低电平。控制电压Vcnt越高，PWM信号Vpwm的高电平的时间就越长。

第1比较器42通过将第1起动控制电压Vstrt1与周期电压Vosc进行比较，生成第1控制脉冲信号Vp1。在本实施方式中，第1比较器42的非反相输入端子被输入第1起动控制电压Vstrt1，反相输入端子被输入周期电压Vosc。结果，第1控制脉冲信号Vp1在Vstrt1＞Vosc时成为高电平，在Vstrt1＜Vosc时成为低电平。第1起动控制电压Vstrt1越高，第1控制脉冲信号Vp1的高电平的时间就越长。

另一方面，第2比较器44通过将第2起动控制电压Vstrt2与周期电压Vosc进行比较来生成第2控制脉冲信号Vp2。在本实施方式中，第2比较器44的非反相输入端子被输入第2起动控制电压Vstrt2，反相输入端子被输入周期电压Vosc。结果，第2控制脉冲信号Vp2在Vstrt2＞Vosc时成为高电平，在Vstrt2＜Vosc时成为低电平。第2起动控制电压Vstrt2越高，第2控制脉冲信号Vp2的高电平的时间就越长。

在本实施方式中，第1起动控制电压Vstrt1在电机的驱动开始时随时间经过而缓缓上升，第2起动控制电压Vstrt2随时间经过而缓缓下降，因此，第1控制脉冲信号Vp1的占空比随时间经过而增加，另一方面，第2控制脉冲信号Vp2的占空比随时间经过而减少。

在本实施方式中，PWM信号Vpwm、第1比较器42、第2比较器44的高电平对应于构成H桥电路110的低侧晶体管的导通状态，低电平对应于构成H桥电路110的低侧晶体管的截止状态。

另外，在PWM比较器40、第1比较器42、第2比较器44中，向反相输入端子、非反相输入端子输入何种信号是设计事项，不受本实施方式的限制。

分别从PWM比较器40、第1比较器42、第2比较器44输出的PWM信号Vpwm、第1控制脉冲信号Vp1、第2控制脉冲信号Vp2，被输入到合成电路50。以下，对合成电路50的结构和动作进行说明。

图8是表示合成电路50的结构例的电路图。在本实施方式中，合成电路50包括第1逻辑块52、第2逻辑块54、第3逻辑块56、以及第4逻辑块58。

在本实施方式中，第1逻辑块52将由PWM比较器40生成的PWM信号Vpwm，与由第2比较器44生成的第2控制脉冲信号Vp2进行逻辑运算。该第1逻辑块52的结构中包括“或”门，输出PWM信号Vpwm与第2控制脉冲信号Vp2的逻辑和。

第1逻辑块52的输出信号S1是以PWM信号Vpwm与第2控制脉冲信号Vp2中高电平的期间较长的信号、即风扇电机120的转矩被设定得高的信号为优先的信号。

第2逻辑块54将由第1比较器42生成的第1控制脉冲信号Vp1与第1逻辑块52的输出信号S1进行合成。在本实施方式中，第2逻辑块54的结构中包括“与”门，输出第1逻辑块52的输出信号S1与第1控制脉冲信号Vp1的逻辑积。

第2逻辑块54的输出信号S2是以第1逻辑块52的输出信号S1和第2控制脉冲信号Vp2中高电平的期间较短的信号、即风扇电机120的转矩被设定得低的信号为优先的信号。

这样所生成的第2逻辑块54的输出信号S2，成为具有与旋转控制电压Vcnt、第1起动控制电压Vstrt1、第2起动控制电压Vstrt2的电压中的某一者相应的占空比的被脉冲宽度调制了的信号。

第3逻辑块56将从驱动信号生成部34输出的第1高侧驱动信号SDH1与第2逻辑块54的输出信号S2进行合成。第3逻辑块56包括“与”门，输出第1高侧驱动信号SDH1与第2逻辑块54的输出信号S2的逻辑积。第3逻辑块56的输出信号作为被脉冲宽度调制了的驱动信号SDH1′被输出到第1高侧晶体管MH1的栅极。

第4逻辑块58与第3逻辑块56一样，包括“与”门，将从驱动信号生成部34输出的第2高侧驱动信号SDH2与第2逻辑块54的输出信号S2进行合成，输出两个信号的逻辑积。第4逻辑块58的输出信号作为被脉冲宽度调制了的驱动信号SDH2′被输出到第2高侧晶体管MH2的栅极。

另外，在构成H桥电路110的晶体管的尺寸较大，需要大的驱动力时，在H桥电路110的前级需要有具备足够的驱动力的预驱动器电路，在此未进行图示。

下面说明如上这样构成的电机驱动电路100a的动作。图9的(a)～(d)是表示本实施方式的电机驱动电路100a的电机起动时的动作状态的时序图。图9的(a)表示旋转控制电压Vcnt、第1起动控制电压Vstrt1、第2起动控制电压Vstrt2。此外，图9的(b)表示PWM信号Vpwm、第1控制脉冲信号Vp1、第2控制脉冲信号Vp2的占空比，图9的(c)表示第1逻辑块52的输出信号S1的占空比，图9的(d)表示第2逻辑块54的输出信号S2的占空比。

在时刻t0，指示风扇电机120的驱动开始，时间常数电路10使第1起动控制电压Vstrt1缓缓上升。与第1起动控制电压Vstrt1的上升相反，从放大器20输出的第2起动控制电压Vstrt2随时间经过而降低。

在时刻t1，在第1起动控制电压Vstrt1变得高于从振荡器46输出的周期电压Vosc的底值电平(bottom level)时，第1控制脉冲信号Vp1的占空比开始缓缓上升。同样，在第2起动控制电压Vstrt2变得低于周期电压Vosc的峰值电平时，第2控制脉冲信号Vp2的占空比开始下降。由于旋转控制电压Vcnt是恒定的，因此，PWM信号Vpwm的占空比被固定。

如上述这样，由于第1逻辑块52的输出信号S1是第2控制脉冲信号Vp2与PWM信号Vpwm的逻辑和，因此，占空比反映两个信号中较大的那一个。结果，如图9的(c)所示，第1逻辑块52的输出信号S1的占空比在时刻t0～t1期间为最大值(例如100％)，在时刻t1以后缓缓下降。在第2控制脉冲信号Vp2的占空比低于PWM信号Vpwm的占空比的时刻t3以后，输出信号S1的占空比成为与PWM信号Vpwm的占空比相等。

由于第2逻辑块54的输出信号S2是第1控制脉冲信号Vp1与第1逻辑块52的输出信号S1的逻辑积，所以占空比反映两个信号中较小的那一个。结果，如图9的(d)所示，第2逻辑块54的输出信号S2的占空比在时刻t0～t1期间为最小值(例如0％)，在时刻t1以后缓缓下降。在第1控制脉冲信号Vp1的占空比高于PWM信号Vpwm的占空比的时刻t2以后，输出信号S2的占空比成为与第1逻辑块52的输出信号S1的占空比相等。

对于H桥电路110的低侧的晶体管ML1、ML2的导通、截止，基于第1逻辑块52的输出信号S2的占空比进行PWM控制。结果，按照本实施方式的电机驱动电路100a，在时刻t1～t2期间，利用PWM控制将对风扇电机120的线圈的导通时间逐渐设定得变长。暂时超过目标值转矩，在时刻t2，线圈的导通时间逐渐被设定得变短，在时刻t3被设定为目标值转矩。

按照本实施方式的电机驱动电路100a，基于第1起动控制电压Vstrt1和将其放大了的第2起动控制电压Vstrt2，生成被脉冲宽度调制了的第1控制脉冲信号Vp1、第2控制脉冲信号Vp2，将这些脉冲信号与PWM信号Vpwm进行合成，来控制电机的转矩。结果，能够根据风扇电机120的种类进行各种各样的起动控制。

例如，如图9的(d)所示，暂时以超过目标转矩的较大的占空比驱动风扇电机120，之后，使占空比减少，由此能够合适地驱动停止时摩擦较大的风扇电机120。

此外，在用可变增益放大器作为电机驱动电路100a的放大器20时，能够控制第2起动控制电压Vstrt2的倾斜度，进而能够控制第1控制脉冲信号Vp1的占空比增大的速度。

例如，在本实施方式中，图10的(a)～(d)表示将放大器20的增益设定得较高时的动作。在放大器20的增益较高时，第2起动控制电压Vstrt2急速下降。结果，第2控制脉冲信号Vp2的占空比与图9的(b)相比也变得快速下降。结果，如图10的(d)所示，基于第2起动控制电压Vstrt2所设定的第2控制脉冲信号Vp2的占空比没有被第2逻辑块54的输出信号S2所反映。在这种情况下，能够使风扇电机120的转矩逐渐增加至目标转矩，能够执行与通常的软起动同等的动作。

此外，按照本实施方式的电机驱动电路100a，还能使风扇电机120以全转矩(full torque)开始旋转。在这种情况下，例如，使作为时间常数电路10的输出的第1起动控制电压Vstrt1以非常快的速度上升。结果，起动时的占空比上升至100％附近，因而以全转矩开始旋转。之后，在第2起动控制电压Vstrt2下降时，占空比被设定为朝着目标值逐渐降低。

进而，按照本实施方式的电机驱动电路100a，能够适当地进行风扇电机120的转矩控制，还能降低噪音。

(第4实施方式)

在第3实施方式中，说明了通过对脉冲宽度调制了的3个信号Vpwm1、Vp1、Vp2进行逻辑合成，来对H桥电路110进行PWM驱动的情况。与此不同，在第4实施方式中，是将3个电压Vcnt、第1起动控制电压Vstrt1、第2起动控制电压Vstrt2进行合成后，进行脉冲宽度调制的。

图11是表示本发明第4实施方式的电机驱动电路100b的结构的一部分的电路图。另外，对于图11所没有图示的部件，可以采用与图7同样地结构。

在本实施方式中，电机驱动电路100b的驱动信号生成电路30b的结构中包括电压选择电路60、脉冲宽度调制器70。电压选择电路60被输入旋转控制电压Vcnt、第1起动控制电压Vstrt1、以及第2起动控制电压Vstrt2。电压选择电路60基于旋转控制电压Vcnt和第1起动控制电压Vstrt1、第2起动控制电压Vstrt2的大小关系，从3个电压中选择任意一个电压。

例如，电压选择电路60包括最大值电路62、最小值电路64。最大值电路62输出旋转控制电压Vcnt和第2起动控制电压Vstrt2中较大一者的电压。最小值电路64输出最大值电路62的输出电压V1与第1起动控制电压Vstrt1中较小者的电压。最小值电路64的输出电压V2被输出到脉冲宽度调制器70。电压选择电路60的输出电压V2具有与所输入的3个电压Vcnt、Vstrt1、Vstrt2中基于大小关系被选择的任一者相应的电压值。

脉冲宽度调制器70包括振荡器72、PWM比较器74。振荡器72生成周期电压Vosc。PWM比较器74对周期电压Vosc与电压选择电路60的输出电压V2进行比较，输出在V2＞Vosc时成为高电平、在V2＜Vosc时成为低电平的信号。脉冲宽度调制器70的输出电压V3对应于图8所示的合成电路50的信号S2。

脉冲宽度调制器70的输出电压V3与从驱动信号生成部34输出的第1高侧驱动信号SDH1、第2高侧驱动信号SDH2进行逻辑合成，向第1高侧晶体管MH1、第2高侧晶体管MH2输出。

图12的(a)～(c)是表示第4实施方式的图11的电机驱动电路100b起动时的动作状态的时序图。

如图12的(b)所示，在时刻t0～t2期间，电压选择电路60的输出电压V2成为与第1起动控制电压Vstrt1相同的电压值。之后，在时刻t2～t3期间，成为与第2起动控制电压Vstrt2相同的电压值，在时刻t3以后，成为与旋转控制电压Vcnt相同的电压值。

如图12的(c)所示，脉冲宽度调制器70的输出电压V3的占空比在电压V2超过周期电压Vosc的底值电平的时刻t1以后缓缓上升。之后，在超过与目标转矩相应的占空比后，在时刻t2～t3期间，占空比下降。在时刻t3以后，被设定为与目标转矩对应的占空比。

按照第4实施方式的电机驱动电路100b，与第3实施方式的电机驱动电路100a一样，能够根据放大器20的增益、时间常数电路10的时间常数的设定，以各种各样的占空比驱动风扇电机120。

(第5实施方式)

图13是表示第5实施方式的电机驱动电路100c的结构的一部分的电路图。本实施方式的电机驱动电路100c在图7的电机驱动电路100a的基础上，还包括对预定的基准电压Vref与周期电压Vosc进行比较的第2PWM比较器48。基准电压Vref可以从电机驱动电路100c的外部输入，也可以在电机驱动电路100c的内部生成，优选其电压值是可控的。

第2PWM比较器48对基准电压Vref与周期电压Vosc进行比较，输出在Vref＞Vosc时成为高电平、在Vref＜Vosc时成为低电平的第2PWM信号Vpwm2。第2PWM信号Vpwm2的占空比根据基准电压Vref而设，成为恒定值。第2PWM信号Vpwm2连同PWM信号Vpwm1、第1控制脉冲信号Vp1、第2控制脉冲信号Vp2一起，向合成电路50输出。

合成电路50通过逻辑运算将脉冲调制信号Vpwm1与第1控制脉冲信号Vp1、第2控制脉冲信号Vp2、第2PWM信号Vpwm2进行合成，并进一步与由驱动信号生成部34生成的驱动信号SDH1、SDH2合成，输出驱动信号SDH1′、SDH2′。

合成电路50的结构也可以采用与图8相同的结构。即，图8的合成电路50是包括第1逻辑块52、第2逻辑块54地构成的，但通过再设置第3逻辑块，将4个脉冲信号Vpwm1、Vp1、Vp2、Vpwm2以某种顺序进行逻辑合成，能够生成具有4个脉冲信号中的任一者的占空比的信号。

图14表示第5实施方式的电机驱动电路100c所能实现的占空比的控制的一例。在图14的例子中，在时刻t0～t1期间，被设定为与第1起动控制电压Vstrt1相应的占空比，在时刻t1～t2期间，被设定为与基准电压Vref相应的占空比，在时刻t2～t3期间，被设定为与第2起动控制电压Vstrt2相应的占空比，在时刻t3以后，被设定为与旋转控制电压Vcnt相应的占空比。

按照本实施方式，通过生成占空比被固定的脉冲信号(Vpwm2)，并与其他脉冲信号进行合成，能够在电机的驱动开始时，在设定为目标转矩前使之以一定转矩旋转一定时间。

进而，根据基准电压Vref的设定、时间常数电路10的时间常数的设定、放大器20的增益等，能够进行更复杂的电机起动控制。

上述实施方式只是例示，可以对其各结构要件、各处理流程的组合做出各种各样的变形例，本领域技术人员能够理解这些变形例也包括在本发明的范围内。

例如，在本实施方式中，对使用一个放大器20的情况进行了说明，但也可以设定更多的放大器，生成第3、第4起动控制电压Vstrt，设定占空比。在这种情况下，能够进行更复杂的转矩控制。

另外，在实施方式中，对用反相放大器构成放大器20的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以采用非反相放大器来构成。在这种情况下，能够以2级速度增加PWM信号的占空比。

在实施方式的电机驱动电路中，对时间常数电路在电机起动时使第1起动控制电压Vstrt1变化的情况进行了说明，还也可以在停止时使第1起动控制电压Vstrt1缓缓下降。在这种情况下，能够灵活地进行电机停止时的转矩控制。

另外，在实施方式中，对将电机驱动电路100a～c一体集成在一个LSI上的情况进行了说明，而本发明不限于此，既可以是一部分结构要件作为分立元件、芯片部件设置在LSI的外部，也可以利用多个LSI来构成。例如，H桥电路36既可以使用分立的功率晶体管来构成，也可以被内置于电机驱动电路100a～c中。

此外，对于在实施方式中使用的晶体管，既可以对双极型晶体管和FET进行相互置换，也可以对P沟道、N沟道晶体管进行置换。

在实施方式中，对驱动单相电机的情况进行了说明，而本发明不限于此。即，本发明也能够在驱动3相电机等的电机驱动电路中适用。

在实施方式中，对电机驱动电路100a～c驱动风扇电机的情况进行了说明，但作为本发明的电机驱动电路的驱动对象的电机不限于风扇电机，可以广泛适用其他的单相、多相电机。

在实施方式所说明的电路中，信号的高电平、低电平的逻辑值的设定只是一例，可以通过用反相器等使之适当反转而自由变更。而且，与此相应，本领域技术人员能够容易地想到置换“与”门、“或”门。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但实施方式只不过是阐明本发明的原理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，可以对实施方式进行各种变形及配置的变更。

〔产业可利用性〕

本发明可利用于电机的驱动。

Claims (25)

1.一种电机驱动电路，向至少包括2对晶体管对的输出级提供驱动信号，并向驱动对象的电机的线圈提供开关电压，所述晶体管对包括串联连接在电源电压端子与接地端子之间的高侧晶体管和低侧晶体管，该电机驱动电路的特征在于，包括：

驱动信号生成电路，根据上述电机的转矩的目标值，生成控制上述输出级的晶体管的导通、截止的驱动信号；和

驱动器电路，基于从上述驱动信号生成电路输出的上述驱动信号，交替地使上述输出级的上述高侧晶体管和上述低侧晶体管导通、截止；

其中，上述驱动器电路在被指示停止上述电机时，立刻使上述晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的任一者截止，并在经过预定的延迟时间后，使上述晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的另一者截止。

2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述驱动器电路在上述延迟时间期间，基于上述驱动信号控制上述高侧晶体管或上述低侧晶体管的上述另一者。

3.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述驱动器电路在上述延迟时间期间，强制性地使上述高侧晶体管或上述低侧晶体管的上述另一者导通。

4.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述驱动器电路包括

定时信号生成电路，接收用于指示上述电机的停止的停止信号，在移位了上述延迟时间后的不同定时，输出成为预定电平的第1定时信号和第2定时信号，

第1合成电路，被设置在从上述驱动信号生成电路提供给上述高侧晶体管的高侧驱动信号的路径上，将上述高侧驱动信号与上述第1定时信号逻辑合成，在上述第1定时信号为预定电平的期间，强制性地使上述高侧晶体管截止，以及

第2合成电路，被设置在从上述驱动信号生成电路提供给上述低侧晶体管的低侧驱动信号的路径上，将上述低侧驱动信号与上述第2定时信号逻辑合成，在上述第2定时信号为预定电平的期间，强制性地使上述低侧晶体管截止。

5.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述定时信号生成电路在使上述第1定时信号成为预定电平起经过上述延迟时间后，使上述第2定时信号成为预定电平，

上述第2合成电路在上述延迟时间期间，基于上述低侧驱动信号设定上述低侧晶体管的导通、截止。

6.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述定时信号生成电路在使上述第2定时信号成为预定电平起经过上述延迟时间后，使上述第1定时信号成为预定电平，

上述第1合成电路在上述延迟时间期间，基于上述高侧驱动信号设定上述高侧晶体管的导通、截止。

7.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述定时信号生成电路在使上述第1定时信号成为预定电平起经过上述延迟时间后，使上述第2定时信号成为预定电平，

上述第2合成电路在上述延迟时间期间，强制性地使上述低侧晶体管导通。

8.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述定时信号生成电路在使上述第2定时信号成为预定电平起经过上述延迟时间后，使上述第1定时信号成为预定电平，

上述第1合成电路在上述延迟时间期间，强制性地使上述高侧晶体管导通。

9.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于：

还包括停止信号生成电路，该停止信号生成电路监视上述电机的状态，生成在满足预定的条件时变成预定电平，指示使上述电机停止的停止信号。

10.根据权利要求9所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述停止信号生成电路监视上述电机的温度，在超过预定的温度范围时，使上述停止信号成为预定电平。

11.根据权利要求9所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述停止信号生成电路监视上述电机的旋转状态，在不能旋转时，使上述停止信号成为预定电平。

12.根据权利要求9所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述停止信号生成电路检测流过上述电机的线圈的电流，在所检测的电流超过预定值时，使上述停止信号成为预定电平。

13.根据权利要求1至12的任一项所述的电机驱动电路，其特征在于：

被一体集成在一个半导体衬底上。

14.一种冷却装置，其特征在于，包括：

风扇电机；和

驱动上述风扇电机的权利要求1至12的任一项所述的电机驱动电路。

15.一种电机驱动方法，向至少包括2对晶体管对的输出级提供驱动信号，并向驱动对象的电机的线圈提供开关电压，所述晶体管对包括串联连接在电源电压端子与接地端子之间的高侧晶体管和低侧晶体管，该电机驱动方法的特征在于，包括：

根据上述电机的转矩的目标值，生成控制上述输出级的晶体管的导通、截止的驱动信号的步骤；

基于所生成的驱动信号，交替地使上述输出级的高侧晶体管和低侧晶体管导通、截止的步骤；

生成指示使上述电机停止的停止信号的步骤；以及

在被指示使上述电机停止时，立刻使上述晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的任一者截止，并在经过预定的延迟时间后，使上述晶体管对的高侧晶体管或低侧晶体管的另一者截止的步骤。

16.一种电机驱动电路，生成规定驱动对象的电机的线圈通电时间的被脉冲调制了的驱动信号，控制上述电机的转速，其特征在于，包括：

时间常数电路，在上述电机起动时，生成电压值随时间变化的第1起动控制电压；

放大器，放大从上述时间常数电路输出的上述第1起动控制电压，作为第2起动控制电压进行输出；以及

驱动信号生成电路，将根据上述电机的转矩的目标值而设定的旋转控制电压，与上述第1、第2起动控制电压进行合成，生成具有与3个电压中的任一者相应的占空比的被脉冲调制了的驱动信号。

17.根据权利要求16所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述放大器为可变增益放大器。

18.根据权利要求16或17所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述放大器是对上述第1起动控制电压进行反相放大的反相放大器。

19.根据权利要求16或17所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述放大器是对上述第1起动控制电压进行非反相放大的非反相放大器。

20.根据权利要求16或17所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述驱动信号生成电路包括

脉冲调制比较器，通过将上述旋转控制电压与预定的周期电压进行比较来生成脉冲调制信号，

第1比较器，通过将上述第1起动控制电压与上述周期电压进行比较来生成第1控制脉冲信号，

第2比较器，通过将上述第2起动控制电压与上述周期电压进行比较来生成第2控制脉冲信号，以及

合成电路，利用逻辑运算将上述脉冲调制信号与上述第1控制脉冲信号、第2控制脉冲信号进行合成，由此生成上述驱动信号。

21.根据权利要求20所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述合成电路包括

第1逻辑块，将由上述脉冲调制比较器生成的上述脉冲调制信号，与由上述第2比较器生成的第2控制脉冲信号进行逻辑运算，和

第2逻辑块，将由上述第1比较器生成的上述第1控制脉冲信号，与上述第1逻辑块的输出信号进行合成。

22.根据权利要求16或17所述的电机驱动电路，其特征在于：

上述驱动信号生成电路包括

电压选择电路，基于上述旋转控制电压和上述第1控制电压、第2控制电压的大小关系，选择三者中的任一者电压，和

脉冲宽度调制比较器，通过将从上述电压选择电路输出的电压与预定的周期电压进行比较，生成被脉冲调制了的上述驱动信号。

23.根据权利要求16或17所述的电机驱动电路，其特征在于：

被一体集成在一个半导体衬底上。

24.一种冷却装置，其特征在于，包括：

风扇电机；和

驱动上述风扇电机的权利要求16或17所述的电机驱动电路。

25.一种电机驱动方法，生成规定驱动对象的电机的线圈通电时间的被脉冲调制了的驱动信号，控制上述电机的转速，其特征在于，包括：

在上述电机起动时，生成电压值随时间变化的第1起动控制电压的步骤；

放大上述第1起动控制电压，作为第2起动控制电压进行输出的步骤；以及

将根据上述电机的转矩的目标值而设定的旋转控制电压，与上述第1起动控制电压、第2起动控制电压进行合成，生成具有与三个电压中的任一者相应的占空比的被脉冲调制了的驱动信号的步骤。

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