CN103051260A

CN103051260A - 马达驱动电路

Info

Publication number: CN103051260A
Application number: CN2012103949885A
Authority: CN
Inventors: 高森康之; 村仪雅史
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: CN103051260B; US20130141025A1; US9035585B2; JP2013090415A

Abstract

本发明涉及马达驱动电路，其进行同步整流，包括：检测电路，其检测从第一汇侧晶体管向第二源侧晶体管的方向、或从第二汇侧晶体管向第一源侧晶体管的方向流动的反向电流；无效电路，其在检测电路开始检测反向电流后的规定期间，使检测电路的检测输出无效；第一禁止电路，其在检测电路开始检测反向电流后经过了规定期间的情况下，根据检测电路的检测输出来禁止同步整流；第二禁止电路，其在使第一汇侧晶体管或第二汇侧晶体管导通的PWM信号的各导通占空期间比规定期间短的情况下，与第一禁止电路的动作无关地禁止同步整流。

Description

马达驱动电路

技术领域

本发明涉及马达驱动电路。

背景技术

已知一般地通过提供驱动电流的H桥电路来进行同步整流的马达驱动电路(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2002-272162号公报

发明内容

发明要解决的问题

例如，专利文献1所公开的马达驱动电路具有图2所示的H桥电路。该H桥电路具有用于向驱动线圈300提供驱动电流I1的作为源侧(source)晶体管的N型MOSFET 11、12、从驱动线圈300提供驱动电流I1的作为汇侧(sink)晶体管的N型MOSFET 13、14。例如，使用图2~图5说明沿从驱动线圈300的一端(连接点P1侧的端部)向另一端(连接点P2侧的端部)的方向来对驱动线圈300提供驱动电流I1时，导通了的N型MOSFET 14根据PWM信号而截止后再次导通时流过H桥电路的电流。例如，在N型MOSFET 14导通的情况下，图2的点划线所示的驱动电流I1流过H桥电路。然后，例如在N型MOSFET 14根据PWM信号而截止的情况下，N型MOSFET 12因同步整流而导通。在该情况下，图3的点划线所示的再生电流I2流过H桥电路。然后，在驱动线圈300中产生线圈电压，为了消除该线圈电压，在与再生电流I2流动的方向相反的方向上，流过图4的点划线所示的制动电流I3。然后，例如在N型MOSFET 12截止后，N型MOSFET 14根据PWM信号再次导通。在该情况下，为了使驱动线圈300维持制动电流I3，图5的点划线所示的反向电流I4流过H桥电路。因而，例如在N型MOSFET 12截止时，对电源提供图5的点划线所示的反向电流I4，所以电源电压Vcc上升而有可能造成电源的损坏、IC等的耐压破坏的问题。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明涉及马达驱动电路，其进行如下同步整流：在为了对连接在串联连接的第一源侧晶体管和第一汇侧晶体管的第一连接点与串联连接的第二源侧晶体管和第二汇侧晶体管的第二连接点之间的驱动线圈提供驱动电流而互补地使上述第一源侧晶体管和上述第二汇侧晶体管、上述第二源侧晶体管和上述第一汇侧晶体管进行导通和截止的情况下，使上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管根据PWM信号进行导通和截止，在上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管根据上述PWM信号截止期间，使截止了的上述第一源侧晶体管或上述第二源侧晶体管导通，该马达驱动电路的特征在于，包括：检测电路，其检测从上述第一汇侧晶体管向上述第二源侧晶体管的方向或从上述第二汇侧晶体管向上述第一源侧晶体管的方向流动的反向电流；无效电路，其在上述检测电路开始检测上述反向电流后的规定期间使上述检测电路的检测输出无效；第一禁止电路，其在上述检测电路开始检测上述反向电流后经过了上述规定期间的情况下，根据上述检测电路的检测输出来禁止上述同步整流；第二禁止电路，其在使上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管导通的上述PWM信号的各导通占空期间比上述规定期间短的情况下，与上述第一禁止电路的动作无关地禁止上述同步整流。

通过附图和本说明书的记载，可以清楚本发明的其他特征。

发明效果

根据本发明，能够防止反向电流的产生。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的马达驱动电路的图。

图2是用于说明驱动电流的电路图。

图3是用于说明再生电流的电路图。

图4是用于说明制动电流的电路图。

图5是用于说明反向电流的电路图。

图6是表示本发明的实施方式中的PWM信号的导通占空期间短的情况下的马达驱动电路的信号的波形图。

图7是表示本发明的实施方式中的PWM信号的频率低的情况下的马达驱动电路的信号的波形图。

附图标记说明

11、12、13、14：N型MOSFET；21：检测电阻；22：比较电路；31、32：AND电路；100：马达驱动电路；110：H桥电路；120：同步整流电路；130：PWM合成电路；140：通电控制电路；150：屏蔽电路；160：逆流防止电路；170：脉冲宽度测量电路；180：频率计数器电路；200：微型计算机；300：驱动线圈；400：同步整流控制电路；CMP：比较信号；D11、D12、D13、D14：寄生二极管；L1：源电源线；L2：汇电源线。

具体实施方式

通过本说明书和附图的记载，至少可以清楚以下的事项。

<马达驱动电路>

图1是表示本实施方式所涉及的马达驱动电路的图。

马达驱动电路100例如是集成电路，例如是用于驱动单相马达(未图示)的电路。马达驱动电路100构成为包括H桥电路110、同步整流电路120、PWM合成电路130、通电控制电路140、同步整流控制电路400、例如六个端子PWMt、CLKt、Vcct、Vt、Ut、Gt。

端子Vcct被施加电源电压Vcc，而端子Gt接地。在端子Vt、Ut之间连接有驱动线圈300。从外部的微型计算机200向端子PWMt、CLKt分别输入PWM信号、时钟信号(CLK)。另外，将在后面详细说明PWM信号和时钟信号。

H桥电路110是用于向驱动线圈300提供用于使单相马达转动的驱动电流I1的电路。另外，将在后面详细说明H桥电路110。

同步整流电路120、PWM合成电路130、通电控制电路140是根据具有与单相马达的转数对应的频率的FG信号来控制H桥电路110的电路。另外，将在后面详细说明同步整流电路120、PWM合成电路130、通电控制电路140。

同步整流控制电路400是如下电路：根据输入到马达驱动电路100的PWM信号、是否从汇电源线L2向源电源线L1的方向流过反向电流I4，来进行控制而禁止和允许同步整流电路120的同步整流。另外，将在后面详细说明同步整流控制电路400、PWM信号、反向电流I4、同步整流。

<H桥电路>

以下，参照图1来说明本实施方式的H桥电路。

H桥电路110构成为包括四个N型MOSFET 11~14，在N型MOSFET 11~14的漏极与源极之间分别形成有寄生二极管D11~D14。另外，N型MOSFET 11、12相当于源侧晶体管，N型MOSFET 13、14相当于汇侧晶体管。

在此，经由端子Vcct向源电源线L1施加电源电压Vcc。汇电源线L2经由检测电阻21、端子Gt接地。另外，将在后面详细说明检测电阻21。

N型MOSFET 11和N型MOSFET 13串联连接在源电源线L1和汇电源线L2之间。N型MOSFET 11的源极与N型MOSFET 13的漏极的连接点P1经由端子Ut与驱动线圈300的一端连接。分别形成于N型MOSFET 11、13的寄生二极管D11、D13的正极和负极分别与N型MOSFET 11、13的漏极和源极分别连接。N型MOSFET 12和N型MOSFET 14串联连接在源电源线L1和汇电源线L2之间。N型MOSFET 12的源极与N型MOSFET 14的漏极的连接点P2经由端子Vt与驱动线圈300的一端的相对侧的另一端连接。分别形成于N型MOSFET 12、14的寄生二极管D12、D14的正极和负极分别与N型MOSFET 12、14的漏极和源极分别连接。

<通电控制电路140、PWM合成电路130、同步整流电路120>

以下，参照图1来说明本实施方式的通电控制电路140、PWM合成电路130、同步整流电路120。

通电控制电路140被输入具有与单相马达的转数对应的频率的FG信号。例如基于霍尔元件等的输出而生成FG信号。通电控制电路140根据FG信号，输出用于分别控制N型MOSFET11~14的导通和截止的逻辑信号UH2、VH2、UL2、VL2。在沿从驱动线圈300的一端向另一端的方向对驱动线圈300提供驱动电流I1的情况下，通电控制电路140输出高电平的逻辑信号UH2、VL2、低电平的逻辑信号VH2、UL2。在沿从驱动线圈300的另一端向一端的方向对驱动线圈300提供驱动电流(以下称为“驱动电流I1’”)的情况下，通电控制电路140输出高电平的逻辑信号VH2、UL2、低电平的逻辑信号UH2、VL2。在不向驱动线圈300提供驱动电流I1、I1’的情况下，通电控制电路140输出低电平的逻辑信号UH2、UL2、VH2、VL2。另外，例如设为，高电平的逻辑信号UH2、VH2、UL2、VL2分别是用于使N型MOSFET 11~14分别导通的逻辑信号，低电平的逻辑信号UH2、VH2、UL2、VL2分别是用于使N型MOSFET 11~14分别截止的逻辑信号。

PWM合成电路130将从通电控制电路140输出的逻辑信号UH2、UL2、VH2、VL2中的逻辑信号UL2、VL2分别与PWM信号合成而输出控制信号UL、VL。例如在对驱动线圈300提供驱动电流I1的情况下，如上所述，逻辑信号UL2、VL2分别为低电平、高电平。PWM合成电路130取得逻辑信号UL2、VL2分别与PWM信号的逻辑积而生成控制信号UL、VL。即，PWM合成电路130输出低电平的控制信号UL和在高电平的期间间歇地出现PWM信号的低电平的控制信号VL。例如在对驱动线圈300提供驱动电流I1’的情况下，如上所述，逻辑信号UL2、VL2分别为高电平、低电平。PWM合成电路130取得逻辑信号UL2、VL2分别与PWM信号的逻辑积而生成控制信号UL、VL。即，PWM合成电路130输出低电平的控制信号VL和在高电平的期间间歇地出现PWM信号的低电平的控制信号UL。将生成基于逻辑信号UL2、VL2分别与PWM信号的逻辑积的控制信号称为将逻辑信号UL2、VL2分别与PWM信号合成。PWM合成电路130输出与从通电控制电路140输出的逻辑信号UH2、UL2、VH2、VL中的逻辑信号UH2、VH2同样的逻辑信号UH1、VH1。在此，PWM信号是被设定为导通占空比与单相马达的转速成正比的、用于控制马达的转速的逻辑信号。另外，将在后面详细说明导通占空比。在对驱动线圈300提供驱动电流I1时，在PWM信号为高电平的期间N型MOSFET 14导通，在PWM信号为低电平的期间N型MOSFET 14截止。在对驱动线圈300提供驱动电流I’时，在PWM信号为高电平的期间N型MOSFET 13导通，在PWM信号为低电平的期间N型MOSFET 13截止。PWM信号的导通占空比是PWM信号的一个周期内的脉冲宽度的比率，例如是N型MOSFET 13、14的导通时间与导通和截止周期(导通时间加截止时间)的比率。另外，将导通时间(PWM信号例如为高电平的期间)称为导通占空期间，将截止时间(PWM信号例如为低电平的期间)称为截止占空期间。在使马达以最快的转速转动的情况下，导通占空比例如设定为百分之百。在使马达停止的情况下，导通占空比例如设为百分之零。在使马达以最快的转速的一半转速转动的情况下，导通占空比例如设为百分之五十。

同步整流电路120例如将来自PWM合成电路130的输出变换为用于进行同步整流的波形并输出。向同步整流电路120输入例如从PWM合成电路130输出的逻辑信号UH1、VH1、同步整流控制电路400的第五使能信号ENB5。另外，将在后面详细说明同步整流、第五使能信号ENB5。例如，同步整流电路120分别对N型MOSFET 11、12的栅极分别施加根据逻辑信号UH1、VH1分别变换为用于进行同步整流的波形而得到的控制信号UH、VH。

<同步整流、逆流现象>

以下，参照图2~图5来说明本实施方式的同步整流、逆流现象。图2是用于说明驱动电流的电路图。图3是用于说明再生电流的电路图。图4是用于说明制动电流的电路图。图5是用于说明反向电流的电路图。另外，为了说明的方便，图2~图5是取出图1中的H桥电路110、检测电阻21、比较电路22、驱动线圈300所得的电路图，省略了其他结构。

例如，说明对驱动线圈300提供驱动电流I1时的同步整流、逆流现象。

<同步整流>

同步整流例如是在抑制驱动马达时的发热、电力消耗时使用的马达驱动电路的控制方法。

例如，在N型MOSFET 11~14分别为导通、截止、截止、导通(以下称为“第一状态”)的情况下，按照电源、N型MOSFET 11的漏极源极路径、连接点P1、驱动线圈300、连接点P2、N型MOSFET 14的漏极源极路径、检测电阻21、接地GND的顺序流过驱动电流I1。然后，例如当导通了的N型MOSFET 14根据PWM信号的截止占空比而截止时，驱动线圈300设为，在第一状态的情况下维持从驱动线圈300的一端向另一端流动的驱动电流I1。因此，按照N型MOSFET 11的漏极源极路径、连接点P1、驱动线圈300、连接点P2、寄生二极管D12、N型MOSFET 11的漏极源极路径的顺序，流过再生电流I2。在该情况下，由于再生电流I2和寄生二极管D12的正向偏压，电力消耗增大。因此，在N型MOSFET 14根据PWM信号从导通成为截止的情况下，通过使截止了的N型MOSFET 12导通，再生电流I2流过比寄生二极管D12的正向电阻低的导通电阻的N型MOSFET 12的漏极源极路径而能够抑制发热、电力消耗。如此，将以下的控制方法称为同步整流，即在N型MOSFET 14根据PWM信号从导通成为截止的情况下，与N型MOSFET 14串联连接，使截止了的N型MOSFET 12导通来抑制发热、电力消耗。

<逆流现象>

逆流现象例如是在进行同步整流时从接地GND向电源流过反向电流I4的现象。即，是从汇电源线L2向源电源线L1流过反向电流I4的现象。

例如，在第一状态的情况下，如上所述，流过驱动电流I1。然后，例如在N型MOSFET 14根据PWM信号截止的情况下进行同步整流时，如上所述，流过再生电流I2。在该情况下，在驱动线圈300产生线圈电压，在消除该线圈电压的方向上流过制动电流I3。另外，制动电流I3按照N型MOSFET 12的漏极源极路径、连接点P2、驱动线圈300、连接点P1、N型MOSFET 11的漏极源极路径、N型MOSFET 12的漏极源极路径的顺序流过。该制动电流I3由于是在与驱动电流I1相反的方向上对驱动线圈300提供的电流，所以会使马达的转速减速。然后，例如在已经导通的N型MOSFET 12截止时，驱动线圈300设为维持从驱动线圈300的另一端向一端流动的制动电流I3。因此，在接地GND、检测电阻21、寄生二极管D14、连接点P2、驱动线圈300、连接点P1、N型MOSFET 11的漏极源极路径、电源的方向上流过反向电流14。

例如，在对驱动线圈300提供驱动电流I1’时，N型MOSFET11~14分别截止、导通、导通、截止(以下称为“第二状态”)。N型MOSFET 13根据PWM信号进行导通和截止。在导通了的N型MOSFET 13根据PWM信号的截止占空比而截止的情况下进行同步整流时，向与再生电流I2相反的方向流过再生电流(以下称为“再生电流I2’”)。在该情况下，在驱动线圈300产生线圈电压，在消除该线圈电压的方向(与再生电流I2’流过的方向相反的方向)上流过制动电流(以下称为“制动电流I3’”)。然后，例如在导通了的N型MOSFET 11截止时，驱动线圈300设为维持从驱动线圈300的一端向另一端流过的制动电流I3’。因此，在接地GND、检测电阻21、寄生二极管D13、连接点P1、驱动线圈300、连接点P2、N型MOSFET 12的漏极源极路径、电源的方向上流过反向电流(以下称为“反向电流I4’”)。流过反向电流I4、I4’的现象是逆流现象。

<同步整流控制电路>

以下，参照图1来说明本实施方式的同步整流控制电路。

同步整流控制电路400具有检测电阻21、比较电路22、屏蔽电路150(无效电路)、逆流防止电路160(第一禁止电路)、脉冲宽度测量电路170(第二禁止电路)、频率计数器电路180(第三禁止电路)、AND电路(与电路)31、32。另外，检测电阻21、比较电路22相当于检测电路。

检测电阻21是用于检测流过H桥电路110的电流的例如分流电阻。检测电阻21连接在汇电源线L2上的与N型MOSFET 13、14各自的源极的连接点相比更靠端子Gt侧。另外，将检测电阻21的端子Gt侧的端部作为一端P5，将检测电阻21的与一端P5相对侧的端部作为另一端P4。

比较电路22对检测电阻21的一端P5和另一端P4出现的电位进行比较，输出表示该比较结果的比较信号CMP。比较电路22的非反转输入端子与检测电阻21的另一端P4连接。比较电路22的反转输入端子与检测电阻21的一端P5连接。在另一端P4的电位比一端P5的电位高的情况下，比较电路22输出高电平的比较信号CMP。另一方面，在另一端P4的电位比一端P5的电位低的情况下，比较电路22输出低电平的比较信号CMP。

屏蔽电路150是从比较信号CMP由高电平变化为低电平时，对比较信号CMP进行第一期间(规定期间)(例如1.5微秒)屏蔽并输出屏蔽信号MSK的例如模拟滤波器电路。在此，对比较信号CMP进行屏蔽是不是例如禁止在后级的处理中使用比较信号CMP。向屏蔽电路150输入比较信号CMP。例如当比较信号CMP变为高电平时，屏蔽电路150不进行屏蔽并输出高电平的屏蔽信号MSK。另一方面，例如当比较信号CMP变为低电平时，屏蔽电路150在比较信号CMP变为低电平后的第一期间，输出用于屏蔽比较信号的变为高电平的屏蔽信号MSK。即，从比较信号CMP变为低电平到经过第一期间为止，屏蔽电路150输出高电平的屏蔽信号MSK，在从比较信号CMP变为低电平起经过了第一期间后，屏蔽电路150输出与输入屏蔽电路150的比较信号CMP相同的逻辑电平的屏蔽信号MSK。

逆流防止电路160是如下电路：根据屏蔽信号MSK进行控制来允许和禁止同步整流电路120的同步整流。逆流防止电路160被输入屏蔽信号MSK、PWM信号而输出第一使能信号ENB1。例如在高电平的屏蔽信号MSK输入到逆流防止电路160的情况下，逆流防止电路160与PWM信号的逻辑电平无关地输出用于允许同步整流的高电平的第一使能信号ENB1。另一方面，例如在低电平的屏蔽信号MSK输入到逆流防止电路160的情况下，逆流防止电路160在低电平的屏蔽信号MSK输入到逆流防止电路160后，例如在与PWM信号的大致两个周期相当的期间量中输出用于禁止同步整流的低电平的第一使能信号ENB1之后，输出高电平的第一使能信号ENB1。另外，逆流防止电路160在屏蔽信号MSK从高电平变为低电平后，通过对输入到逆流防止电路160的PWM信号的逻辑电平从高电平变化为低电平的下降沿进行计数，来对输出低电平的第一使能信号ENB1的期间进行计时。相当于PWM信号的大致两个周期的期间例如是从低电平的屏蔽信号MSK输入到逆流防止电路160起，到逆流防止电路160对PWM信号的下降沿例如计数了三次为止的期间。

脉冲宽度测量电路170根据输入到马达驱动电路100的PWM信号的导通占空期间，输出第二使能信号ENB2，该第二使能信号ENB2用于进行控制来允许和禁止同步整流电路120的同步整流。脉冲宽度测量电路170被输入PWM信号、时钟信号。时钟信号例如是用于对PWM信号的导通占空期间进行计时的比PWM信号的频率足够高的频率的信号。脉冲宽度测量电路170例如根据从检测出PWM信号的逻辑电平由低电平变化为高电平的上升沿到检测出紧接其后的下降沿为止的期间来输出第二使能信号ENB2。另外，上述的从检测出PWM信号的上升沿到检测出紧接其后的下降沿的期间对应于PWM信号的导通占空期间。

例如，在脉冲宽度测量电路170检测出PWM信号的上升沿时，脉冲宽度测量电路170输出低电平的第二使能信号ENB2。例如在脉冲宽度测量电路170检测出PWM信号的上升沿起的第一期间以内没有检测出PWM信号的下降沿(以下称为“导通占空期间比第一期间长”)的情况下，在脉冲宽度测量电路170检测出PWM信号的上升沿起经过了第二期间时脉冲宽度测量电路170输出高电平的第二使能信号ENB2。即，在导通占空期间比第一期间长的情况下，脉冲宽度测量电路170输出高电平的第二使能信号ENB2。另一方面，例如在脉冲宽度测量电路170检测出PWM信号的上升沿起的第一期间以内检测出PWM信号的下降沿(以下称为“导通占空期间比第一期间短”)的情况下，在脉冲宽度测量电路170检测出PWM信号的上升沿起经过了第二期间后，脉冲宽度测量电路170也持续输出低电平的第二使能信号ENB2。即，在导通占空期间比第一期间短的情况下，脉冲宽度测量电路170输出低电平的第二使能信号ENB2。在该情况下，脉冲宽度测量电路170直到检测出导通占空期间比第二期间长的PWM信号为止持续输出低电平的第二使能信号ENB2。然后，例如在检测出导通占空期间比第二期间长的PWM信号的情况下，脉冲宽度测量电路170输出高电平的第二使能信号ENB2。

频率计数器电路180根据输入到马达驱动电路100的PWM信号的频率，输出第三使能信号ENB3，该第三使能信号ENB3进行控制来允许和禁止同步整流电路120的同步整流。频率计数器电路180被输入PWM信号、时钟信号。频率计数器电路180例如根据从检测出PWM信号的上升沿到检测出下一个上升沿的期间来输出第三使能信号ENB3。另外，上述的从检测出PWM信号的上升沿到检测出下一个上升沿的期间对应于PWM信号的周期，PWM信号的周期的倒数对应于PWM信号的频率。

例如在PWM信号的频率比规定频率(例如10kHz)低的情况下，频率计数器电路180输出用于禁止同步整流的低电平的第三使能信号ENB3。另一方面，例如在PWM信号的频率比规定频率高的情况下，频率计数器电路180输出用于允许同步整流的高电平的第三使能信号ENB3。另外，将在后面详细说明规定频率。

AND电路32被输入从脉冲宽度测量电路170输出的第二使能信号ENB2、从频率计数器电路180输出的第三使能信号ENB3，而输出第四使能信号ENB4。AND电路31被输入从逆流防止电路160输出的第一使能信号ENB1、从AND电路32输出的第四使能信号ENB4，而输出第五使能信号ENB5。例如在第一~第三使能信号ENB1、ENB2、ENB3全部为高电平的情况下，第五使能信号ENB5成为高电平。例如在第一~第三使能信号ENB1、ENB2、ENB3中的任意一个使能信号为低电平的情况下，第五使能信号ENB5成为低电平。

在此，例如设定在高电平的第五使能信号ENB5输入到同步整流电路120的情况下，同步整流电路120进行同步整流。另一方面，例如设定在低电平的第五使能信号ENB5输入到同步整流电路120的情况下，同步整流电路120不进行同步整流。由此，例如在第一~第三使能信号ENB1、ENB2、ENB3全部为高电平的情况下，成为允许同步整流电路120的同步整流的状态。例如在第一~第三使能信号ENB1、ENB2、ENB3中的任意一个使能信号为低电平的情况下，成为禁止同步整流电路120的同步整流的状态。

<规定频率>

以下，参照图1~图4来说明本实施方式的在频率计数器电路180中使用的规定频率。

例如在第一状态的情况下，如上所述，流过驱动电流I1。然后，例如在N型MOSFET 14根据PWM信号的导通占空比从导通成为截止的情况下进行同步整流时，如上所述，从驱动线圈300的一端向另一端流过再生电流I2。然后，在驱动线圈300中产生线圈电压，从驱动线圈300的另一端向一端流过制动电流I3以消除该线圈电压。在此，规定频率例如为从开始同步整流到流过制动电流I3为止的时间T100的倒数。另外，从开始同步整流到流过制动电流I3为止的时间是与“提供到驱动线圈的电流的方向变化为与同步整流开始时的方向相反的方向那样的周期”对应的时间。比从开始同步整流到流过制动电流I3为止的时间短的时间是与“提供到驱动线圈的电流的方向相对于开始同步整流时的方向没有变化那样的周期”对应的时间。

例如，在将PWM信号的频率设定为比规定频率低的频率的情况下，成为再生电流I2衰减而产生在与再生电流I2相反的方向上流动的制动电流I3的状态。另一方面，例如在将PWM信号的频率设定为比规定频率高的频率的情况下，在再生电流I2衰减之前，同步整流停止。由此，例如在将PWM信号的频率设定为比规定频率高的频率的情况下，成为不产生制动电流I3的状态。

<马达驱动电路的动作>

以下，参照图1~图7来说明本实施方式的马达驱动电路的动作。图6是表示本实施方式中的PWM信号的导通占空期间短的情况下的马达驱动电路的信号的波形图。图7是表示本实施方式中的PWM信号的频率低的情况下的马达驱动电路的信号的波形图。

例如，分为PWM信号的导通占空期间短的情况、PWM信号的频率低的情况来进行说明。另外，针对驱动线圈300，在从驱动线圈300的一端向另一端的方向上提供驱动电流I1时的马达驱动电路100的动作与在从驱动线圈300的另一端向一端的方向上提供驱动电流I1’时的马达驱动电路100的动作相同，因此，说明针对驱动线圈300在从驱动线圈300的一端向另一端的方向上提供驱动电流I1时的马达驱动电路100的动作，而省略在从驱动线圈300的另一端向一端的方向上提供驱动电流I1’时的马达驱动电路100的动作的说明。

例如，说明在N型MOSFET 11~13分别为导通、截止、截止时N型MOSFET 14根据PWM信号进行导通和截止时的动作。

<PWM信号的导通占空期间短的情况>

例如分为在PWM信号的导通占空期间短时不产生反向电流I4的情况(时刻T1~时刻T6)、导通占空期间短时(时刻T6~时刻T13)产生反向电流I4的情况(时刻T13~时刻T20)来进行说明。另外，设为PWM信号的导通占空期间短的情况下的PWM信号的频率比规定频率高，设为频率计数器电路180持续输出高电平的第三使能信号ENB3。

(1)不产生反向电流I4的情况(时刻T1~时刻T6)

例如，在PWM信号从低电平变化为高电平，在N型MOSFET14导通时(时刻T1)没有检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出高电平的比较信号CMP。此时，屏蔽电路150、逆流防止电路160分别输出高电平的屏蔽信号MSK、第一使能信号ENB1。脉冲宽度测量电路170在第二期间(时刻T1~时刻T2的期间)输出低电平的第二使能信号ENB2之后，输出高电平的第二使能信号ENB2。第四使能信号ENB4、第五使能信号ENB5成为与第二使能信号ENB2相同的逻辑电平的信号。由此，例如在时刻T3~时刻T4、时刻T5~时刻T6的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时第五使能信号ENB5成为高电平，因此允许同步整流电路120的同步整流。前面已经说明了由同步整流电路120进行的同步整流的动作，因此省略其说明。

(2)导通占空期间短的情况(时刻T6~时刻T13)

例如在PWM信号从低电平变化为高电平而N型MOSFET14导通时(时刻T6)，检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出低电平的比较信号CMP。设定此时的PWM信号的导通占空期间(时刻T6~时刻T7)比第一期间、第二期间短。另外，如上所述，在PWM信号从低电平变化为高电平，紧接在截止了的N型MOSFET 14导通之前，产生了制动电流I3的情况下，与PWM信号的导通占空期间的长度无关地，PWM信号从低电平变化为高电平而N型MOSFET 14导通时，在导通了的N型MOSFET 12截止时产生反向电流I4。例如，设定由于在时刻T5~时刻T6的期间产生了制动电流I3而在时刻T6，PWM信号从低电平变化为高电平时，产生反向电流I4。比较电路22在从时刻T6到~时刻T7的期间输出低电平的比较信号CMP。屏蔽电路150在第一期间对低电平的比较信号CMP进行屏蔽，因此持续输出高电平的屏蔽信号MSK。逆流防止电路160输出高电平的第一使能信号ENB1。脉冲宽度测量电路170从检测出PWM信号的上升沿时(时刻T6)起，输出低电平的第二使能信号ENB2。由脉冲宽度测量电路170检测出的PWM信号的导通占空期间比第一期间短，因此脉冲宽度测量电路170直到检测出导通占空期间比第二期间长的PWM信号的时刻T11为止，持续输出低电平的第二使能信号ENB2。然后，脉冲宽度测量电路170输出高电平的第二使能信号ENB2(时刻T11~时刻T13)。第四使能信号ENB4、第五使能信号ENB5成为与第二使能信号ENB2相同的逻辑电平的信号。由此，例如在时刻T7~时刻T8、时刻T9~时刻T10的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为低电平，因此，禁止同步整流电路120的同步整流。例如在时刻T12~时刻T13的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为高电平，因此允许同步整流电路120的同步整流。

(3)产生反向电流I4的情况(时刻T13~时刻T20)

例如在PWM信号从低电平变化为高电平而N型MOSFET14导通时，导通了的N型MOSFET 12截止时(时刻T13)，检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出低电平的比较信号CMP。另外，设定例如在比第一期间、第二期间长的期间(时刻T13~时刻T15)检测出反向电流I4。比较电路22在时刻T13~时刻T15的期间，输出低电平的比较信号CMP。屏蔽电路150在第一期间(时刻T13~时刻T14)对低电平的比较信号CMP进行屏蔽，在时刻T13~时刻T14的期间输出了高电平的屏蔽信号MSK之后，在时刻T14~时刻T15的期间输出低电平的屏蔽信号MSK。逆流防止电路160从输出低电平的屏蔽信号MSK(时刻T14)起，例如在相当于PWM信号的大致两个周期的期间(时刻T14~T20)，输出低电平的第一使能信号ENB1。脉冲宽度测量电路170输出与不产生反向电流I4的情况(时刻T1~时刻T6)相同的第二使能信号ENB2。第四使能信号ENB4成为与第二使能信号ENB2相同的逻辑电平的信号。第五使能信号ENB5成为与第一使能信号ENB1相同的逻辑电平的信号。由此，例如在时刻T16~T17、时刻T18~时刻T19的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为低电平，因此禁止同步整流电路120的同步整流。

<PWM信号的频率低的情况>

设为例如在时刻T21~T29的期间中PWM信号的频率比规定频率高，在时刻T29~T35的期间中PWM信号的频率比规定频率低。例如分为在PWM信号的频率低时，PWM信号的频率比规定频率高的情况(时刻T21~时刻T29)、PWM信号的频率比规定频率低的情况(时刻T29~时刻T35)来进行说明。另外，设为PWM信号的频率低的情况下的PWM信号的导通占空期间比第一期间长，设为脉冲宽度测量电路170输出与不产生反向电流I4的情况(时刻T1~时刻T6)相同的第二使能信号ENB2。

(1)PWM信号的频率比规定频率高的情况(时刻T21~时刻T29)

例如，在PWM信号从低电平变化为高电平而N型MOSFET14导通时(时刻T21)，检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出低电平的比较信号CMP。另外，设为例如在比第一期间、第二期间长的期间(时刻T21~时刻T23)检测出反向电流I4。比较电路22在时刻T21~时刻T23的期间输出低电平的比较信号CMP。屏蔽电路150在第一期间(时刻T21~时刻T22)对低电平的比较信号CMP进行屏蔽，在时刻T21~时刻T22的期间输出高电平的屏蔽信号MSK之后，在时刻T22~时刻T23的期间输出低电平的屏蔽信号MSK。逆流防止电路160在输出低电平的屏蔽信号MSK后(时刻T22)，例如在相当于PWM信号的大致两个周期的期间(时刻T22~T28)，输出低电平的第一使能信号ENB1之后，输出高电平的第一使能信号ENB1。如上所述，在时刻T21~时刻T29的期间中，PWM信号的频率比规定频率高，因此频率计数器电路180在时刻T21~时刻T29的期间输出高电平的第三使能信号ENB3。第四使能信号ENB4成为与第二使能信号ENB2相同的逻辑电平的信号。第五使能信号ENB5在时刻T21~时刻T28的期间成为低电平，在时刻T28~时刻T29的期间成为高电平。由此，例如在时刻T24~时刻T25、时刻T26~时刻T27的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为低电平，因此禁止同步整流电路120的同步整流。例如在时刻T28~时刻T29的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为高电平，因此允许同步整流电路120的同步整流。

(2)PWM信号的频率比规定频率低的情况(时刻T29~时刻T35)

例如在PWM信号从低电平变化为高电平而N型MOSFET14导通时，导通了的N型MOSFET 12截止时(时刻T29)，没有检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出高电平的比较信号CMP。此时，屏蔽电路150、逆流防止电路160分别输出高电平的屏蔽信号MSK、第一使能信号ENB1。如上所述，在时刻T29~时刻T35的期间中，PWM信号的频率比规定频率低，因此，频率计数器电路180根据与例如时刻T29~时刻T32的期间对应的PWM信号的周期来检测比规定频率低的PWM信号的频率。频率计数器电路180在时刻T29~时刻T32的期间输出高电平的第三使能信号ENB3，在时刻T32~时刻T35的期间输出低电平的第三使能信号ENB3。第四使能信号ENB4在时刻T29~时刻T30的期间成为低电平，在时刻T30~时刻T32的期间成为高电平，在时刻T32~时刻T35的期间成为低电平。第五使能信号ENB5成为与第四使能信号ENB4相同的逻辑电平的信号。由此，例如在时刻T31~时刻T32的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET14截止时，第五使能信号ENB5成为高电平，因此允许同步整流电路120的同步整流。例如在时刻T33~时刻T34的期间，PWM信号成为低电平而N型MOSFET 14截止时，第五使能信号ENB5成为低电平，因此禁止同步整流电路120的同步整流。

如上所述，驱动线圈300连接在串联连接的N型MOSFET 11和N型MOSFET 13的连接点P1与串联连接的N型MOSFET 12和N型MOSFET 14的连接点P2之间。在对驱动线圈300提供驱动电流I1，I1’的情况下，N型MOSFET 11、14和N型MOSFET 12、13互补地导通和截止。此时，作为汇侧晶体管的N型MOSFET13、14根据PWM信号而导通和截止。例如，在从驱动线圈300的一端向另一端的方向上对驱动线圈300提供驱动电流I1时，N型MOSFET 11导通时，N型MOSFET 14根据PWM信号而导通和截止。在该情况下，在马达驱动电路100中，在N型MOSFET 14根据PWM信号而截止的期间，进行使截止了的N型MOSFET 12导通的同步整流。检测电阻21和比较电路22检测从N型MOSFET 14向N型MOSFET 11的方向、或从N型MOSFET 13向N型MOSFET 12的方向流动的反向电流I4。例如，在没有检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出高电平的比较信号CMP，在检测出反向电流I4的情况下，比较电路22输出低电平的比较信号。屏蔽电路150对比较电路22在检测出反向电流I4时输出的例如低电平的比较信号CMP进行第一期间屏蔽而输出屏蔽信号MSK。逆流防止电路160例如在被输入了低电平的屏蔽信号MSK的情况下，输出用于禁止同步整流的低电平的第一使能信号ENB1。在PWM信号的各导通占空期间比第一期间短的情况下，脉冲宽度测量电路170与逆流防止电路160的动作无关地输出用于禁止同步整流的低电平的第二使能信号ENB2。由此，例如在H桥电路110中产生了反向电流I4时，通过逆流防止电路160禁止同步整流，因此能够防止产生反向电流I4。并且，例如在PWM信号的各导通占空期间例如比第一期间短而无法通过逆流防止电路160禁止同步整流的情况下，通过脉冲宽度测量电路170禁止同步整流，能够可靠地防止产生反向电流I4。

另外，在PWM信号的频率比规定频率低的情况下，频率计数器电路180与逆流防止电路160、脉冲宽度测量电路170的动作无关地输出用于禁止同步整流的低电平的第三使能信号ENB3。由此，在产生反向电流I4的原因即制动电流I3有可能产生的情况下禁止同步整流。因而，能够更可靠地防止产生反向电流I4。另外，由于能够防止因同步整流造成的制动电流I3的产生，因此能够防止马达的转速由于制动电流I3而变化，能够提供稳定地驱动马达的马达驱动电路100。

另外，在脉冲宽度测量电路170输出禁止同步整流的低电平的第二使能信号ENB2时，当PWM信号的各导通占空期间例如比第二期间长时，脉冲宽度测量电路170输出允许同步整流的高电平的第二使能信号ENB2。即，例如在能够通过逆流防止电路160防止反向电流I4的产生的情况下，脉冲宽度测量电路170输出允许同步整流的高电平的第二使能信号ENB2。由此，能够抑制通过同步整流电路120的同步整流而对驱动线圈300提供驱动电流I1时的马达驱动电路100的发热、电力消耗。

另外，在频率计数器电路180输出禁止同步整流的低电平的第三使能信号ENB3时，在PWM信号的频率比规定频率高时，频率计数器电路180输出允许同步整流的高电平的第二使能信号ENB2。即，例如在反向电流I4的产生原因即制动电流I3不可能产生的情况下，频率计数器电路180输出允许同步整流的高电平的第三使能信号ENB3。由此，能够抑制通过同步整流电路120的同步整流而对驱动线圈300提供驱动电流I1时的马达驱动电路100的发热、电力消耗。

另外，上述实施方式是为了容易理解本发明，并不是限定解释本发明。本发明能够不脱离其主要内容地进行变更、改进，并且本发明包含其等价物。

在本实施方式中，说明了马达驱动电路100根据图6、图7所示的逻辑进行动作的结构，但并不限于此。例如也可以是根据使图6、图7所示的逻辑反转而得到的逻辑进行动作的结构。在该情况下，例如分别将AND电路31、32替换为OR电路。

在本实施方式中，说明了防止产生向单相马达的驱动线圈300提供驱动电流I1的马达驱动电路100的反向电流I4、I4’的结构，但并不限于此。例如也可以是防止产生驱动三相马达的马达驱动电路的反向电流的结构。例如，在三相马达是带传感器的马达的情况下，也可以是根据从检测转子的位置的霍尔元件输出的FG信号而由通电控制电路生成逻辑信号的结构，设置同步整流控制电路400来防止反向电流的产生。另外，例如在三相马达是无传感器的马达的情况下，也可以是根据基于三相的驱动线圈分别产生的反电动势电压而生成的FG信号而由通电控制电路生成逻辑信号的结构，设置同步整流控制电路400来防止反向电流的产生。另外，在驱动三相马达的情况下，将图1所示的通电控制电路140替换为根据FG信号生成用于向三相(U相、V相、W相)的驱动线圈提供驱动电流的逻辑信号的电路。

在本实施方式中，说明了H桥电路110、检测电阻21包含在例如作为集成电路的马达驱动电路100中的结构，但并不限于此。例如也可以是在马达驱动电路100中设置用于连接H桥电路、检测电阻的端子而将外置的H桥电路、检测电阻与马达驱动电路100连接的结构。即，也可以将H桥电路、检测电阻中的至少一个设为外置。

Claims

1.一种马达驱动电路，其进行如下同步整流，即在为了对连接在串联连接的第一源侧晶体管和第一汇侧晶体管的第一连接点与串联连接的第二源侧晶体管和第二汇侧晶体管的第二连接点之间的驱动线圈提供驱动电流，而使上述第一源侧晶体管和上述第二汇侧晶体管、上述第二源侧晶体管和上述第一汇侧晶体管互补地进行导通和截止的情况下，根据PWM信号使上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管进行导通和截止，在上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管根据上述PWM信号截止的期间，使截止了的上述第一源侧晶体管或上述第二源侧晶体管导通，该马达驱动电路的特征在于，包括：

检测电路，其检测从上述第一汇侧晶体管向上述第二源侧晶体管的方向、或从上述第二汇侧晶体管向上述第一源侧晶体管的方向流动的反向电流；

无效电路，其在从上述检测电路开始检测上述反向电流起的规定期间，使上述检测电路的检测输出无效；

第一禁止电路，其在从上述检测电路开始检测上述反向电流起经过了上述规定期间的情况下，根据上述检测电路的检测输出来禁止上述同步整流；

第二禁止电路，其在使上述第一汇侧晶体管或上述第二汇侧晶体管导通的上述PWM信号的各导通占空期间比上述规定期间短的情况下，与上述第一禁止电路的动作无关地禁止上述同步整流。

2.根据权利要求1所述的马达驱动电路，其特征在于，

还包括第三禁止电路，在上述PWM信号的周期是如下那样的周期的情况下该第三禁止电路与上述第一禁止电路或上述第二禁止电路的动作无关地禁止上述同步整流，该周期为使提供到上述驱动线圈的电流的方向变化为与上述同步整流开始时的方向相反的方向的周期。

3.根据权利要求1或2所述的马达驱动电路，其特征在于，

在由上述第二禁止电路禁止了上述同步整流时，当上述PWM信号的各导通占空期间比上述规定期间长时，上述第二禁止电路允许上述同步整流。

4.根据权利要求2或3所述的马达驱动电路，其特征在于，

在由上述第三禁止电路禁止了上述同步整流时，当上述PWM信号的周期成为如下那样的周期时上述第三禁止电路允许上述同步整流，该周期为使提供到上述驱动线圈的电流的方向相对于上述同步整流开始时的方向没有变化的周期。