CN1505256A - 马达驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明可在大幅减低主轴马达的驱动噪音的同时，使马达驱动高效化。根据感应电压检测电路9的检测结果，旋转数检测·相位检测电路10以及输出矩阵电路11生成多个控制信号SSU、SSV、SSW，据此，电流控制电路2生成电流控制指令值INU、INV、INW。电流检测电路4检测驱动马达的输出电流，根据该检测结果以及电流控制指令值INU、INV、INW控制输出晶体管6。

Description

马达驱动电路
技术领域
本发明涉及低噪音且高效率地驱动硬盘驱动器、光盘驱动器，以及风扇马达中使用的主轴马达的马达驱动电路。
背景技术
传统的马达驱动电路这样构成，即，使得在驱动三相无刷主轴马达时，切换三相输出电流的通电模式的换向控制电路，不是瞬间切换通电模式，而是在电角区间检测电路检测出的一定的电角区间中，缓慢地进行切换。电角区间检测电路，根据表示感应电压检测电路检测出的马达的各感应电压和马达中点电压交差的信号，检测缓慢切换通电模式的期间，将此期间通知构成换向控制电路的换向选择电路。换向选择电路，根据感应电压检测电路的检测结果，切换通电模式的同时，参照缓慢切换通电模式的期间，生成对应于切换后的通电模式的控制信号。
换向控制电路根据此控制信号，通过在切换通电模式的规定的期间中慢慢变化PWM占空比、缓慢切换通电模式，减低了由急剧的输出电流的变化产生的马达驱动噪音(参考专利文献1)。
[专利文献1]
特开2000-287477公报(第9页～第12页，图11～图19)
传统的马达驱动电路由于如上述构成，没有直接控制马达的输出电流，马达的感应电压常数以及旋转数一旦变化，与之相应，马达的输出电流波形变化，就不能有效减低马达驱动的噪音。
本发明是解决上述的课题，目的是在大幅度减低硬盘驱动器、光盘驱动器、以及风扇马达等中使用的主轴马达的驱动噪音的同时，高效率地驱动马达。
发明内容
本发明的马达驱动电路，具备：根据从位置检测单元输出的检测结果，生成用于输出电流控制的多个控制信号的控制信号生成单元；根据从控制信号生成单元输出的控制信号，生成用于与输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；检测驱动马达的输出电流，根据该检测结果以及电流控制指令信号，生成比较检测信号的电流检测单元；根据比较检测信号，控制输出单元的输出控制单元。
本发明的马达驱动电路，具备：修正从使用霍尔元件检测马达转子位置的位置检测单元输出的检测结果的相位，生成用于输出电流控制的多个控制信号的控制信号生成单元；根据从控制信号生成单元输出的控制信号，生成用于与输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；检测驱动马达的输出电流，根据该检测结果以及电流控制指令信号，生成比较检测信号的电流检测单元；根据比较检测信号，控制输出单元的输出控制单元。
本发明的马达驱动电路，具备：修正从使用霍尔元件检测三相马达的转子位置的位置检测单元输出的检测结果的相位，生成三相的每相的控制信号的控制信号生成单元；将从控制信号生成单元输出的三相的每相的控制信号以规定的组合合成，生成用于与输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；检测驱动马达的输出电流，根据该检测结果以及电流控制指令信号，生成电流比较信号的电流检测单元；根据电流比较信号，控制输出单元的输出控制单元。
附图说明
图1是本发明实施例1的马达驱动电路的构成方框图。
图2实施例1的电流控制电路的构成电路图。
图3是实施例1的用于电流控制电路的U相的输出电流生成部分的构成电路图。
图4是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图5是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图6是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图7是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图8是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图9是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。
图10是本发明实施例2的马达驱动电路的构成方框图。
图11是本发明实施例3的马达驱动电路的构成方框图。
图12是实施例3的马达驱动电路的动作时序图。
图13是本发明实施例4的马达驱动电路的构成方框图。
图14是本发明实施例5的马达驱动电路的构成方框图。
图15是实施例5的马达驱动电路的动作时序图。
图16是实施例5的位置检测·相位检测电路的构成电路图。
图17是本发明实施例6的马达驱动电路的构成方框图。
具体实施方式
以下，说明本发明的一个实施例。
实施例1
图1是表示本发明实施例1的马达驱动电路的结构方框图。图2是表示实施例1的电流控制电路的结构电路图。图3是表示用于实施例1的电流控制电路的U相输出电流生成部分的结构电路图。转矩指令电路1(电流控制单元)，使用转矩信号I1，控制电流控制电路2(电流控制单元)。例如由DA转换器等构成的电流控制电路2，生成用于驱动马达7的三相输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的生成·控制的基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW(电流控制指令信号)。
转矩方向切换电路3，根据从转矩指令电路1输出的转矩指令信号，或者从外部输入的转矩控制信号CTL以及基准电压REF，通过比较器13执行向电流检测电路4(电流检测单元)输出的基准值INREF、以及电流控制指令值INU、INV、INW的切换控制，以切换在马达7中产生的转矩方向，即旋转方向。
电流检测电路4，在驱动马达7时，检测从输出晶体管6(输出单元)供给马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW。预驱动电路5(输出控制单元)，根据输出晶体管切换矩阵电路11(控制信号生成单元)生成的各控制信号以及电流检测电路4的检测结果，控制输出晶体管6的导通·截止的定时。输出晶体管6向马达7的U端子、V端子、W端子供给各输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，驱动该马达7。另外，图示的马达7是三相无刷主轴马达。
启动电流检测电路8，在使马达7启动的霍尔无感(Hallsenseless)驱动中，检测输出晶体管6中流过的电流。感应电压检测电路9(位置检测单元)，检测在霍尔无感驱动中的马达7的各相产生的感应电压。旋转数检测·相位检测电路10(控制信号生成单元)，根据感应电压检测电路9的检测结果，计算马达7的旋转数和该马达7具备的转子的位置。输出晶体管切换矩阵电路11，根据旋转数检测·相位检测电路10的检测结果，生成表示使马达7旋转的驱动模式的各控制信号。振荡器12，生成用于构成输出晶体管切换矩阵电路11的逻辑电路的动作的基准时钟信号。比较器13根据转矩指令信号等判断马达7中产生的转矩方向，控制转矩方向切换电路3，切换马达7的旋转方向。
接着，对动作进行说明。
实施例1的马达驱动电路，通过使用霍尔无感驱动方式的马达7中产生的感应电压，检测马达7的转子的位置。这里，省略已知的霍尔无感驱动的马达启动、基于马达感应电压和马达中点电压的过零点的检测以及旋转数检测的各动作说明，只针对实施例1的马达驱动电路的特征动作进行说明。
图4～图9是表示实施例1的马达驱动电路的动作时序图。图5表示图4所示任意的定时①的各控制信号等的状态。图6表示图4所示任意的定时②的各控制信号等的状态。图7是将图4所示的U相的输出电流IOUTU的控制用的各信号等的时序图抽出，进行详细表示的图。图8是表示图7所示任意的定时③的各控制信号等的状态。图9表示从图3所示的电流控制电路2输出的各控制信号等的状态。另外，图4～图9的时序图中，使用与图1的方框图所示相同的信号名，来表示各信号的状态。
从图1所示的启动电流检测电路8输出的检测结果，输入到旋转数检测·相位检测电路10。旋转数检测·相位检测电路10比较在马达7的各相产生的感应电压和马达中点电压，输出表示各相的感应电压是上升或是下降变化的同时，还表示是否与马达中点电压交差的过零信号BCOMPU、BCOMPV、BCOMPW。这些过零信号BCOMPU、BCOMPV、BCOMPW和其它信号等的定时在图4表示。
输出晶体管切换矩阵电路11，输入过零信号BCOMPU、BCOMPV、BCOMPW(以下，将这三个信号统称并记为过零信号BCOMP)，生成驱动预驱动电路5的各控制信号OSC、HSINKU、HSINKV、HSINKW。从图4的时序图可明白，控制信号HSINKU、HSINKV、HSINKW(以下，将这三个控制信号统称并记为控制信号HSINK)是将过零信号BCOMP逻辑反相而生成的。
控制信号HSINK是决定驱动马达7的输出电流流动方向的信号，例如，控制信号HSINKU为高电平(以下，高电平记为″H″)时，通过构成输出晶体管6的第一输出晶体管6u1，从第一电源VDD向马达7的U端子提供输出电流IOUTU，另外，控制信号HSINKU为低电平(以下，低电平记为″L″)时，通过第二输出晶体管6u2控制预驱动电路5，使从马达7的U端子向第二电源VSS流过规定的输出电流，即马达7的驱动电流。
另外，输出晶体管切换矩阵电路11，根据过零信号BCOMP，生成驱动电流控制电路2的控制信号SSU、SSV、SSW。控制信号SSU是图9的时序图所示的信号UPF～UPA以及信号UMA～UMF共12种信号的总称，省略图示的控制信号SSV、SSW也同样。控制信号SSV是由控制信号SSU延迟120°相位得到，另外，控制信号SSW是由控制信号SSU延迟240°相位得到，除了相位延迟外与控制信号SSU同样变化。
另外，过零信号BCOMP，如图9所示的过零信号BCOMPU一样，以360°为周期反复变化，其周期与马达7的旋转数成反比例。控制信号SSU，如图9所示，与过零信号BCOMPU同步生成，另外，图示省略的控制信号SSV与过零信号BCOMPV同步生成，控制信号SSW与过零信号BCOMPW同步生成。
下面，说明输出晶体管切换矩阵电路11执行的各控制信号的生成。开始，过零信号BCOMPU、BCOMPV、BCOMPW的各自的上升沿以及下降沿的6个定时作为过零点进行检测。对从各自的过零点到下一个过零点的时间进行计数，根据基于该计数值的定时生成各信号UPA～UPF、UMA～UMF。
以U相的输出电流控制为例，说明输出晶体管切换矩阵电路11，以及电流控制电路2的动作。如图9所示，输出晶体管切换矩阵电路11在过零信号BCOMPU的上升沿的定时，将信号UPA设为″H″，然后每隔15°延迟相位，以UPB→UPC→UPD→UPE→UPF的顺序生成各信号，使之为″H″。在各信号UPA～UPF保持为″H″的期间是与相位15°相当的期间，之后恢复到″L″。将信号UPF设为″H″的相位15°的期间结束后，再将信号UPF在相位15°的期间设为″H″。之后，以每隔15°延迟相位，以UPE→UPD→UPC→UPB→UPA的顺序，将各信号在相当于相位15°的期间生成，使之为″H″。
同样地，从过零信号BCOMPU的上升定时开始，以UMA→UMB→UMC→UMD→UME→UMF的顺序，每隔15°的相位生成各信号，使之成为″H″，另外，信号UMF在相位15°期间设为″H″之后，再在相位15°期间设为″H″，以UMF→UME→UMD→UMC→UMB→UMA的顺序，生成各信号，使之成为″H″。
这样，由输出晶体管切换矩阵电路11生成的控制信号SSU，是指示供给晶体管6的U相的输出电流的波形以及相位，输入图1所示的电流控制电路2。具体地说，图9所示的各信号UPA～UPF、UMA～UMF输入到图3所示的电流控制电路2。如前述，图3所示的电流控制电路2，是从图1所示的电流控制电路2结构中抽出的U相的输出电流的生成·控制部分。图3所示的电流控制电路2中，多个电阻R11～R16、R21～R26串联连接，在电阻R11的一端施加电压VH。电阻R11与电阻R21具有相同的电阻值，同样，电阻R12和电阻R22具有相同的电阻值，电阻R13与电阻R23，电阻R14与电阻R24，电阻R15与电阻R25，电阻R16与电阻R26都具有相同的电阻值。
电阻R11的施加电压VH的一端，连接着模拟开关AS11。电阻R11和电阻R12的连接部分，连接着模拟开关AS1 2，同样地，电阻R12和电阻R13的连接部分，电阻R13和电阻R14的连接部分，电阻R14和电阻R15的连接部分，电阻R15和电阻R16的连接部分，电阻R26和电阻R25的连接部分，电阻R25和电阻R24的连接部分，电阻R24和电阻R23的连接部分，电阻R23和电阻R22的连接部分，电阻R22和电阻R21的连接部分分别连接着模拟开关AS13、AS14、AS15、AS16、AS26、AS25、AS24、AS23、AS22。另外，电流11的输出电阻R21的另一端也连接着模拟开关AS21。
施加了电压VH的电阻R11的一端连接的模拟开关AS11，根据信号UPF控制导通·截止，另一端连接着电压跟随器·放大器2u。另外，电阻R11和电阻R12的连接部分连接着的模拟开关AS12，根据信号UPE控制导通·截止，另一端连接着电压跟随器·放大器2u。同样地，电阻R12和电阻R13的连接部分连接着的模拟开关AS13，根据信号UPD控制导通·截止，电阻R13和电阻R14的连接部分连接着的模拟开关AS14，根据信号UPC控制导通·截止，电阻R14和电阻R15的连接部分连接着的模拟开关AS16，根据信号UPB控制导通·截止，电阻R15和电阻R16的接部分连接着的模拟开关As15，根据信号UPA控制导通·截止，电阻R26和电阻R25的连接部分连接着的模拟开关AS26，根据信号UMA控制导通·截止，电阻R25和电阻R24的连接部分连接着的模拟开关AS25，根据信号UMB控制导通·截止，电阻R24和电阻R23的连接部分连接着的模拟开关AS24，根据信号UMC控制导通·截止，电阻R23和电阻R22的连接部分连接着的模拟开关AS23，根据信号UMD控制导通·截止，电阻R22和电阻R21的连接部分连接着的模拟开关AS22，根据信号UME控制导通·截止。另外，电阻R21的另一端连接着的模拟开关AS21，根据信号UMF控制导通·截止，这些模拟开关AS11～AS26，全部连接到电压跟随器·放大器2u。
电压跟随器·放大器2u，根据从各模拟开关输入的电压，生成电流控制指令值INU，从电流控制电路2输出。另外，电阻R16和电阻R26的连接部分连接到电压跟随器·放大器2c，由该电压跟随器·放大器2c将电阻R16和电阻R26的连接部分产生的电压作为中心值，生成基准值INREP，从电流控制电路2输出。
输入图3所示信号UPA～UPF、UMA～UMF的控制电路2，从由串联连接的电阻R11～R16、R26～R21抽出的各电压，输出以基准值INREF为中心、如图9所示电压波形的电压控制指令值INU。电压指令值INU的电压振幅与串联连接的电阻R11～R16、R26～R21中流过的电流大小成比例。此电流是由转矩指令电路1控制的转矩信号I1，因此，电压指令值INU的电压振幅、以及输出电流IOUTU的大小由转矩指令电路1控制。
图3中表示了电流控制电路2中的控制U相流过的输出电流的部分，如图2所示，电流控制电路2的控制V相、及W相的部分也具有相同构成。如图2所示，电流控制电路2使用相同的电阻R11～R16、R21～R26，生成控制U相、V相、W相的各输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的电流控制指令值INU、INV、INW。与串联连接的各电阻的规定部分连接的模拟开关，对每个各电流控制指令值INU、INV、INW分别具备12个。输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的大小，由转矩指令电路1采用转矩信号I1进行控制。
另外，图2中，虽然图示省略，但是各模拟开关根据控制信号SSU、SSV、SSW控制导通·截止。如前述，根据构成控制信号SSU的各信号UPA～UPF、UMA～UMF控制U相的各模拟开关的导通·截止，同样地，根据构成控制信号SSV、SSW的各信号UPA～UPF、UMA～UMF，分别控制V相、W相的模拟开关的导通·截止。由控制信号SSV控制的V相的各模拟开关，一端分别与规定的电阻连接，另一端与电压跟随器·放大器2v连接。另外，由控制信号SSW控制的W相的各模拟开关，一端分别与规定的电阻连接，另一端与电压跟随器·放大器2w连接。从电压跟随器·放大器2v输出电流控制指令值INV，从电压跟随器·放大器2w输出电流控制指令值INW。
这样，若使用相同的串联电阻R11～R16、R21～R26，生成控制U相、V相、W相的各输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的电流控制指令值INU、INV、INW，可使各电流控制指令值INU、INV、INW的配对特性良好。
另外，作为实施例1的马达驱动电路，说明了根据例如将驱动马达7的输出电流的波形半波分别分割成6分而表示的信号UPA～UPF、UMA～UMF，生成电流控制指令值INU的的结构，但是，为了进一步增加电流控制指令值INU等的分辨力，还可以通过增加串联电阻的个数和信号UPA～UPF、UMA～UMF的数目，使各信号的相位差比15°更小，来构成并动作。另外，这对电流控制指令值INV、INW也一样。电流控制电路2中生成的电流控制指令值INU、INV、INW以及基准值INREF，通过转矩方向切换电路3输入电流检测电路4。
图1所示的电流检测电路4具备：比较将输出电流供给马达7的U相的第一输出晶体管6u1的源极端子·漏极端子间的电压与基准值INREF·电流控制指令值INU间的电压差的第一比较器4u1；以及，比较将输出电流供给相同的U相的第二输出晶体管6u2的源极端子·漏极端子间的电压与基准值INREF·电流控制指令值INU间的电压差的第二比较器4u2。根据输出晶体管切换矩阵电路11输出的制信号HSINKU，切换第一比较器4u1的输出和第二比较器4u2的输出，将表示检测结果的信号COMPU(比较检测信号)输出到预驱动电路5。
当第一输出晶体管6u1的源极端子·漏极端子间的电压大于基准值INREF·电流控制指令值INU间的电压差时，第一比较器4u1检测第一输出晶体管6u1中流过的电流。另外，当第二输出晶体管6u2的源极端子·漏极端子间电压大于基准值INREF·电流控制指令值INU间的电压差时，第二比较器4u2检测第二输出晶体管6u2中流过的电流。
另外，该结构中，由第一比较器4u1检测第一输出晶体管6u1中流过的电流，由第二比较器4u2检测第二输出晶体管6u2中流过的电流，可修正根据与第一输出晶体管6u1连接的第一电源VDD和与第二输出晶体管6u2连接的第二电源VSS的不同而产生的第一比较器4u1和第二比较器4u2的输入电压范围以及由图1所示的电阻R1、R2产生的比较增益的差异。
电流检测电路4具备：检测前述的U相的输出电流的第一比较器4u1、第二比较器4u2以及电阻R1、R2等；检测V相的输出电流的第一比较器4v1、第二比较器4v2以及电阻R1、R2；还有检测W相的输出电流的第一比较器4w1、第二比较器4w2以及电阻R1、R2等。
具体地说，具备：比较将输出电流IOUTV供给马达7的端子V的第一输出晶体管6v1的源极端子·漏极端子间电压和基准值INREF·电流控制指令值INV间的电压差的第一比较器4v1；以及比较将输出电流供给端子V的第二输出晶体管6v2的源极端子·漏极端子间电压和基准值INREF·电流控制指令值INV间的电压差的第二比较器4v2。根据输出晶体管切换矩阵电路11输出的控制信号HSINKV，切换第一比较器4v1的输出和第二比较器4v2的输出，将表示检测结果的信号COMPV(比较检测信号)输出到预驱动电路5。
对W相也是一样的，它具备：比较将输出电流IOUTW供给马达7的W相的第一输出晶体管6w1的源极端子·漏极端子间电压和基准值INREF·电流控制指令值INW间的电压差的第一比较器4w1；以及比较将输出电流IOUTV供给端子W的第二输出晶体管6w2的源极端子·漏极端子间电压和基准值INREF·电流控制指令值INW间的电压差的第二比较器4w2。根据从输出晶体管切换矩阵电路11输出的控制信号HSINKW，切换第一比较器4w1的输出和第二比较器4w2的输出，将表示检测结果的信号COMPW(比较检测信号)输出到预驱动电路5。
预驱动电路5，与从输出晶体管切换矩阵电路11输出的控制信号OSC同步，将RS触发器5u、5v、5w设定为规定的状态。RS触发器5u根据从电流检测电路4输出的信号COMPU复位。另外，同样地，RS触发器5v根据信号COMPV复位，RS触发器5w根据信号COMPW复位。
图7将图4所示的U相的时序图抽出进行详细表示。通过输出晶体管切换矩阵电路11，图示的控制信号OSC与信号HSINKU、HSINKV、HSINKW同时生成，控制向马达7供给输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的定时。
以供给马达7的U相的输出电流IOUTU的控制为例示，说明预驱动电路5的动作。根据从输出晶体管切换矩阵电路11输入的控制信号OSC、控制信号HSINKU以及从电流检测电路4输入的信号COMPU，生成信号GATEU，使用该信号GATEU控制第一输出晶体管6u1的栅极电压，向由控制信号HSINKU表示的方向增加输出电流IOUTU。结果，导通状态的第一输出晶体管6u1的源极端子·漏极端子间电压大于电流控制指令值INU·基准值INREF间的电压差。接着，预驱动电路5根据从电流检测电路4输出的信号COMPU，替换第一输出晶体管6u1和第二输出晶体管6u2的导通·截止状态。接着，在控制信号OSC表示为‘有效’之前使输出电流IOUTU衰减，控制信号OSC再次表示为‘有效’时，使用生成的信号GATEU控制第二输出晶体管6u2的栅极电压，在控制信号HSINKU表示的方向上增加输出电流IOUTU。根据控制信号OSC以及控制信号HSINKU重复这样的斩波动作。根据电流控制指令值INV、INW执行与此相同的动作。另外，预驱动电路5生成与信号CATEU一样的信号GATEV，控制第一输出晶体管6v1以及第二输出晶体管6v2的栅极电压，另外，生成信号GATEW，控制第一输出晶体管6w1以及第二输出晶体管6w2的栅极电压。
预驱动电路5，通过前述的斩波动作，控制例如第一输出晶体管6u1以及第二输出晶体管6u2，如图7所示的波形那样，生成U相的输出电流IOUTU。如前述的控制分别在各第一输出晶体管6u1、6v1、6w1以及第二输出晶体管6u2、6v2、6w2执行，将正弦波的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW供给马达7的各相。
输出晶体管6的动作，切换例如U相的第一输出晶体管6u1和第二输出晶体管6u2，为了防止贯通电流，除了第一输出晶体管6u1和第二输出晶体管6u2同时短时间截止，第一输出晶体管6u1和第二输出晶体管6u2执行反相的逻辑动作。即，输出U、V、W相各自的各输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的动作，重复第一输出晶体管导通时，第二输出晶体管截止，第一输出晶体管截止时，第二输出晶体管导通的动作。
这样，供给马达7各相的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，分别生成如相应的电流控制指令值INU、INV、INW的正弦波那样形状的波形，以达到马达7的驱动声音的静音化。
另外，到此为止的说明是针对电流控制电路2生成正弦波形状的电流控制指令值INU、INV、INW进行说明，但是通过改变电流控制电路2具备的电阻R11～R16、R21～R26的电阻比，也可以设定例如图9所示的电流控制指令值INU2的梯形波形状的电流控制指令值，通过将供给马达7的各相的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW变成梯形波形状，可以达到使马达驱动声音的静音化。
如上所述，根据实施例1，根据用电流控制电路2生成的电流控制指令值INU、INV、INW，生成驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，使各输出电流形成正弦波形状，有减低马达驱动噪音的效果。
另外，通过使电流控制指令值INU、INV、INW生成梯形波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，由于通过导通状态的第一输出晶体管6u1，6v1，6w1或者第二输出晶体管6u2、6v2、6w2的源极端子·漏极端子间的电压，用电流检测电路4检测出驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的值，因而，马达7的U、V、W端子的任意一个和第一电源VDD或者第二电源VSS短路时，可瞬间截止规定的输出晶体管，具有防止通过马达7的电源短路造成破坏的效果。
实施例2
图10是本发明的实施例2的马达驱动电路的结构方框图。与图1所示的相同或者是相当的部分使用相同的符号，省略其说明。图10所示的马达驱动电路是在图1所示电路上再具备分别检测U、V、W相的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的电阻R30u、R30v、R30w。
电阻R30u，插入到第一输出晶体管6u1和第二输出晶体管6u2的连接部分，即，输出电流IOUTU的输出部分和马达7的端子U之间，电阻R30u的两端电压连接成可通过电流检测电路4的电阻R1、R2以及比较器4u1、4u2检测。电阻R30v，插入到第一输出晶体管6v1和第二输出晶体管6v2连接的输出电流IOUTV的输出部分和马达7的端子V之间，电阻R30v的两端电压连接成可通过电流检测电路4的电阻R1、R2以及比较器4v1、4v2检测。另外，电阻R30w，插入到第一输出晶体管6w1和第二输出晶体管6w2连接的输出电流IOUTW的输出部分和马达7的端子W之间，电阻R30w的两端电压连接成可通过电流检测电路4的电阻R1，R2以及比较器4w1、4w2检测。
接着，对动作进行说明。
图10所示的马达驱动电路，如前述，除了使用电阻R30u、R30v、R30w检测输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW之外，与图1所示的马达驱动电路一样动作，所以，在此省略与图1的马达驱动电路相同的动作说明。
如上所述，根据实施例2，由于使用电阻R30u、R30v、R30w的各自的两端电压来检测供给马达7的U、V、W端子的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，所以具有可抑制驱动马达7的各输出电流值的绝对误差以及温度变动带来的影响的效果。
另外，由于根据使用电流控制电路2生成的电流控制指令值INU、INV、INW，生成驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，使各输出电流形成正弦波形状，所以具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，通过使控制指令值INU、INV、INW生成梯形波形状，具有减低马达驱动噪音的效果。
实施例3
图11是本发明的实施例3的马达驱动电路的构成方框图。与图1所示的马达驱动电路相同或者相当的部分使用相同的符号，省略其说明。图11所示的马达驱动电路，具备用以代替图1所示感应电压检测电路9以及启动电流检测电路8的位置检测电路20(位置检测单元)，马达7中具备霍尔元件21(位置检测单元)。位置检测电路20，根据从霍尔元件21输出的电压波形，检测马达7的转子位置。从位置检测电路20输出检测结果，输入到旋转数检测·相位检测电路10，根据该检测结果，生成过零信号BCOMP。
接着，对动作进行说明。
图12是实施例3的马达驱动电路动作的时序图。对与图1所示的马达驱动电路相同的动作省略其说明，仅说明图11所示的马达驱动电路的特征动作。霍尔元件21，检测马达7的转子位置，输出表示转子位置的霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-。马达7被驱动时，这些霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-，如图12所示，以正弦波形状、相位相差120°的波形输出。
一般的霍尔元件21的输出，超前马达感应电压的相位大约30°。因此，图11所示位置检测器20将霍尔元件21输入的霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-的相位分别延迟大约30°，使检测结果和实际的马达感应电压的相位一致。这些各霍尔位置信号和实际的感应电压的相位差，在图12时序图中，作为各霍尔位置信号和各电流控制指令值或者各输出电流的相位差表示。另外，使各霍尔位置信号的相位延迟30°的动作处理，使用已知的技术来执行，所以在此省略说明。
旋转数检测·相位检测电路10，根据位置检测器20检测的结果，即执行相位修正的各霍尔位置信号的值以及该各霍尔位置信号波形的上升或者下降的变化倾向等，生成过零信号BCOMP。其它的动作是与实施例1中说明的马达驱动电路同样动作，生成·控制提供给马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW。霍尔元件21检测的霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-，旋转数检测·相位检测电路10生成的过零信号BCOMPU、BCOMPV、BCOMPW，以及输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW等的各信号的定时如图12所示。
如上所述，根据实施例3，旋转数检测·相位检测电路10根据通过霍尔元件21检测的霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-，生成过零信号BCOMP，根据该过零信号BCOMP以及电流控制电路2生成的电流控制指令值INU、INV、INW，生成驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，使各输出电流形成正弦波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，通过将电流控制指令值INU、INV、INW生成梯形波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，由于通过导通状态的第一输出晶体管6u1、6v1、6w1或者第二输出晶体管6u2、6v2、6w2的源极端子·漏极端子间的电压，用电流检测电路4检测出驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW的值，所以马达7的U、V、W端子的任意一个与第一电源VDD或者第二电源VSS短路时，可以瞬间截止规定的输出晶体管，所以具有防止通过马达7的电源短路造成破坏的效果。
实施例4
图13是本发明的实施例4的马达驱动电路的构成的方框图。图10以及图11所示相同或者相当的部分使用相同的符号，省略其说明。图13所示的马达驱动电路，如图10所示一样，具备电阻R30u、R30v、R30w，由电流检测电路4使用电阻R30u、R30v、R30w来检测各输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW。其它的构成由于与图11所示的马达驱动电路相同，所以省略其它构成的详细说明。
接着，对动作进行说明。
图13所示的马达驱动电路，通过使用图11以及图12说明的实施例3的马达驱动电路相同的霍尔元件21来检测马达7的转子的位置，根据该检测结果，即霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-，旋转数检测·相位检测电路10生成过零信号BCOMP。另外，与图10所示的马达驱动电路相同，电流检测电路4通过检测电阻R30u、R30v、R30w的各自两端的电压，分别检测输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，控制预驱动电路5。其它的动作与实施例1～实施例3的马达驱动电路动作相同。在此，省略该动作说明。
如上所述，根据实施例4，旋转数检测·相位检测电路10根据通过霍尔元件21检测的霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-生成过零信号BCOMP，根据该过零信号BCOMP以及电流控制电路2生成的电流控制指令值INU、INV、INW，生成驱动马达7的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，将各输出电流形成正弦波形状，所以具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，通过将电流控制指令值INU、INV、INW生成梯形波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
另外，由于使用电阻R30u、R30v、R30w的各自两端电压来检测供给马达7的U、V、W端子的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，因而具有可抑制驱动马达7的各输出电流值的绝对误差以及温度变动带来的影响的效果。
实施例5
图14是本发明的实施例5的马达驱动电路的构成方框图。与图11所示的马达驱动电路相同或者相当的部分使用相同的符号，省略其说明。位置检测·相位检测电路30(电流控制单元)，根据基于从AutoGain Control(以下，记为AGC：自动增益控制)电路32(控制信号生成单元)输出的霍尔元件21的检测结果，即霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-的增益控制信号HU+、HV+、HW+，以及来自转矩指令电路1的转矩信号11，控制生成基准值INREF、电流控制指令值INU、INV、INW。
比较器31通过转矩方向切换电路3，使用从位置检测·相位检测电路30输入的基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW，生成控制信号HSINK。由比较器31生成的控制信号HSINK，与实施例1的马达驱动电路的电流检测电路4以及预驱动电路5的控制用的控制信号HSINK相同，与上述实施例1的说明同样，可用于图14的电流检测电路4以及预驱动电路5的控制。振荡器33生成控制预驱动电路5动作的控制信号OSC2，供给预驱动电路5。其它的输出晶体管6、马达7、以及比较器13与图1所示的马达驱动电路相同构成。
接着，对动作进行说明。
省略与图1以及图11等所示的马达驱动电路相同的动作说明，只说明图14所示的马达驱动电路的特征动作。
图15是实施例5的马达驱动电路的动作时序图。与图11所示的马达驱动电路相同，霍尔元件21检测被驱动的马达7的转子位置，将该结果作为霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-输出。AGC电路32输入霍尔位置信号H1+、H1-、H2+、H2-、H3+、H3-，调整并输出增益控制信号HU+、HV+、HW+，使从霍尔元件21输出的各霍尔位置信号的电压振幅为一定。这是为了抑制霍尔元件21输出的电压振幅偏差以及温度带来的电压振幅的变动。从AGC电路32输出的增益控制信号HU+、HV+、HW+输入到位置检测器·相位电路30。
图16是实施例5的位置检测·相位检测电路的构成电路图。此位置检测·相位检测电路30，将从霍尔元件21输出的各霍尔位置信号的电压波形的相位延迟30°，将延迟了该相位的电压值乘以转矩信号I1的值。图16所示的电流控制指令值INU、INV、INW和基准值INREF的关系如下面(1)式～(3)式。
INU-INREF＝
RL*(R50*I1)*K*(HU+-HW+)...(1)
INV-INREF＝
RL*(R50*I1)*K*(HV+-HU+)...(2)
INW-INREF＝
RL*(R50*I1)*K*(HW+-HV+)...(3)
其中，K＝2*(RE*(VGS-VTH)。
另外如图16所示，“VGS”是增益控制信号HU+、HW+、HV+分别输入其栅极的MOS型晶体管的栅极·源极间的电压。另外，“VTH”是增益控制信号HU+、HW+、HV+分别输入其栅极的n沟道MOS型晶体管的漏极·源极间开始变成导通状态时的电压，一般的n沟道MOS型晶体管中的值是0.7V左右。
从图16可明白，位置检测·相位检测电路30将从AGC电路32输出的增益控制信号HU+、HV+、HW+以规定的组合合成，即，合成规定的霍尔位置信号，生成基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW。如图15所示，这些电流控制指令值INU、INV、INW成为具有将各霍尔位置信号的相位延迟30、并乘以转矩信号I1的值后的振幅的波形。
比较器31输入从位置检测·相位检测电路30通过转矩方向切换电路3输入的基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW，将这些值与规定的组合进行比较，作为比较结果，生成控制信号HSINKU、HSINKV、HSINKW。图1等所示的马达驱动电路中，用输出晶体管切换矩阵电路11生成的控制信号HSINK在图14所示的马达驱动电路中是这样生成的。如前述，与实施例1中说明的一样，图14的马达驱动电路通过控制信号HSINK控制电流检测电路4以及预驱动电路5。
图14所示的电流检测电路4、预驱动电路5以及输出晶体管6，与图1等所示部分进行相同的动作，生成供给马达7的正弦波形状的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW。
如上所述，根据实施例5，AGC电路32根据从霍尔元件21输出的各霍尔位置信号，生成增益控制信号HU+、HV+、HW+，位置检测·相位检测电路30使用增益控制信号HU+、HV+、HW+生成基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW，生成与从霍尔元件21输出的各霍尔位置信号同样平滑的正弦波形状的波形输出电压IOUTU、IOUTV、IOUTW，具有可减低马达7的驱动噪音的效果。
实施例6
图17是本发明实施例6的马达驱动电路的构成方框图。与图10以及图14所示的马达驱动电路相同或者相当的部分使用相同的符号，省略其说明。图17所示的马达驱动电路，具备图14所示的马达驱动电路中用于图10等所示的电流检测的电阻R30u、R30v、R30w，在此省略其详细的构成说明。
接着，对动作进行说明。
图17所示的马达驱动电路，与使用图14以及图15说明的实施例5的马达驱动电路等相同，AGC电路32根据霍尔元件21输出的各霍尔位置信号，生成增益控制信号HU+、HV+、HW+，位置检测·相位检测电路30通过增益控制信号HU+、HV+、HW+以及由转矩指令电路1控制的转矩信号I1，生成基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW。另外，比较器31使用基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW，生成控制电流检测电路4以及预驱动电路5的控制信号HSINK。另外，与图10所示的马达驱动电路相同，电流检测电路4通过检测电阻R30u、R30v、R30w的两端电压来分别检测输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，控制预驱动电路5。其它的动作与实施例1等的马达驱动电路相同。这里省略其动作说明。
如上所述，根据实施例6，AGC电路32根据霍尔元件21输出的各霍尔位置信号，生成增益控制信号HU+、HV+、HW+，位置检测·相位检测电路30使用增益控制信号HU+、HV+、HW+生成基准值INREF以及电流控制指令值INU、INV、INW，生成具有与霍尔元件21输出的各霍尔位置信号同样平滑的正弦波形状的波形的输出电压IOUTU、IOUTV、IOUTW，所以有可以减低马达7的驱动噪音的效果。
另外，由于使用电阻R30u、R30v、R30W的各自两端电压检测供给马达7的U、V、W端子的输出电流IOUTU、IOUTV、IOUTW，有可抑制驱动马达7的各输出电流值绝对误差以及温度变动带来的影响的效果。
发明的效果
如上所述，电流控制单元从通过使用霍尔元件检测马达转子位置的位置检测单元的检测结果生成电流控制指令信号，比较电流检测单元检测到的马达输出电流和电流控制指令，根据比较结果，控制输出马达的输出电流的输出单元，使输出电流形成正弦波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
根据本发明，电流控制信号生成单元对通过使用霍尔元件检测马达转子位置的位置检测单元的检测结果进行相位修正，根据此修正的检测结果，电流控制单元生成电流控制指令信号，比较电流检测单元检测到的马达输出电流和电流控制指令信号，根据此比较结果，控制输出马达的输出电流的输出单元，使输出电流形成正弦波形状，具有可减低马达驱动噪音的效果。
根据本发明，控制信号生成单元对使用霍尔元件检测三相马达的转子位置的位置检测单元的检测结果进行相位修正，生成三相的每相的控制信号，电流控制单元合成三相每个的控制信号，生成电流控制指令信号，比较电流检测单元检测到的马达输出电流和电流控制指令信号，根据此比较结果，控制输出马达的输出电流的输出单元，使输出电流形成正弦波形状，具有可以减低马达驱动噪音的效果。

Claims (5)

1.一种马达驱动电路，其特征在于具备：
通过该马达中产生的感应电压检测马达的转子位置的位置检测单元；
根据所述位置检测单元的检测结果，输出驱动所述马达的输出电流的输出单元；
根据从所述位置检测单元输出的检测结果，生成用于所述输出电流控制的多个控制信号的控制信号生成单元；
根据从所述控制信号生成单元输出的控制信号，生成用于与所述输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；
检测驱动所述马达的输出电流，根据该检测结果以及所述电流控制指令信号，生成比较检测信号的电流检测单元；
根据所述比较检测信号，控制所述输出单元的输出控制单元。
2.一种马达驱动电路，其特征在于具备：
使用霍尔元件，检测马达的转子位置的位置检测单元；
根据所述位置检测单元的检测结果，输出驱动所述马达的输出电流的输出单元；
修正从所述位置检测单元输出的检测结果的相位，生成用于所述输出电流控制的多个控制信号的控制信号生成单元；
根据从所述控制信号生成单元输出的控制信号，生成用于与所述输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；
检测驱动所述马达的输出电流，根据该检测结果以及所述电流控制指令信号，生成比较检测信号的电流检测单元；
根据所述比较检测信号，控制所述输出单元的输出控制单元。
3.一种马达驱动电路，其特征在于具备：
使用霍尔元件，检测三相马达的转子位置的位置检测单元；
根据所述位置检测单元的检测结果，输出驱动所述马达的输出电流的输出单元；
修正从所述位置检测单元输出的检测结果的相位，对三相的每相生成控制信号的控制信号生成单元；
将从所述控制信号生成单元输出的三相的每个控制信号以规定的组合进行合成，生成用于与所述输出电流比较的电流控制指令信号的电流控制单元；
检测驱动所述马达的输出电流，根据该检测结果以及所述电流控制指令信号，生成电流比较信号的电流检测单元；
根据所述电流比较信号，控制所述输出单元的输出控制单元。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的马达驱动电路，其特征在于：
电流检测单元检测出表示输出电流的输出单元的规定部位的电压，并比较电流控制指令信号和所述输出单元的规定部位的电压，生成比较检测信号。
5.如权利要求1至3中任意一项所述的马达驱动电路，其特征在于：
具备在输出单元和马达之间检测输出电流的电阻元件；
电流检测单元检测所述电阻元件中产生的电压，比较电流控制指令信号和所述电阻元件中产生的电压，生成比较检测信号。
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