JP3211962U - Motor component and sensor integrated circuit - Google Patents

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Abstract

【課題】センサ集積回路及びモータ構成要素を提供する。【解決手段】本開示は、整流器(60)、電源モジュール(40)、出力制御回路(30)及び検出回路(20)を含むセンサ集積回路を提供する。整流器(60)は、外部電源を第1の直流電源に変換するように構成される。電源モジュール(40)は、第1の直流電源とは異なる第2の直流電源を生成するように構成された電圧調整器を含む。検出回路(20)は、第2の直流電源により電力供給され、入力された信号を検出して対応する制御信号を生成するように構成される。出力制御回路(30)は、少なくとも制御信号に応答して、センサ集積回路を制御して、電流が出力ポート(Pout)から流出する第1の状態及び電流が出力ポート(Pout)から流入する第2の状態のうち少なくとも一方で動作させるように構成される。【選択図】図1A sensor integrated circuit and a motor component are provided. The present disclosure provides a sensor integrated circuit including a rectifier (60), a power supply module (40), an output control circuit (30), and a detection circuit (20). The rectifier (60) is configured to convert an external power source to a first DC power source. The power module (40) includes a voltage regulator configured to generate a second DC power supply that is different from the first DC power supply. The detection circuit (20) is supplied with power from the second DC power source, and is configured to detect an input signal and generate a corresponding control signal. The output control circuit (30) controls the sensor integrated circuit in response to at least the control signal, and the first state in which the current flows out from the output port (Pout) and the first state in which the current flows in from the output port (Pout). It is configured to operate in at least one of the two states. [Selection] Figure 1

Description

本開示は、電子回路技術の分野に関し、より具体的にはセンサ集積回路に関する。   The present disclosure relates to the field of electronic circuit technology, and more specifically to sensor integrated circuits.

センサ集積回路は、現代の工業及び電子製品において広範に用いられており、これは情報を検出し、検出した情報を幾つかの規則に従って電気信号に変換することができる。   Sensor integrated circuits are widely used in modern industrial and electronic products, which can detect information and convert the detected information into electrical signals according to some rules.

従来の技術において、センサ集積回路は、通常、検出結果のみを出力することが可能であり、検出結果を処理するには外部回路を設けることが必要とされる。本開示は、回路のコストを削減し、かつ回路の信頼性を高めるために、従来技術におけるセンサ集積回路の機能を拡張することを意図する。   In the prior art, the sensor integrated circuit can usually output only the detection result, and an external circuit is required to process the detection result. The present disclosure is intended to extend the functionality of sensor integrated circuits in the prior art to reduce circuit cost and increase circuit reliability.

本開示の態様により、センサ集積回路が提供され、これは、ハウジングと、ハウジングの内部に配置された半導体基板と、ハウジングから外に延びる出力ポートと、外部電源に接続するように構成された入力ポートと、半導体基板上に配置された電子回路とを含み、電子回路は、整流器、電源モジュール、出力制御回路及び検出回路を含み、
整流器は、外部電源を第1の直流電源に変換するように構成され、
電源モジュールは、第1の直流電源とは異なる第2の直流電源を生成するように構成され、
検出回路は、第2の直流電源により電力供給され、センサ集積回路に入力された信号を検出して対応する制御信号を生成するように構成され、
出力制御回路は、少なくとも制御信号に応答して、センサ集積回路を制御して、電流が出力ポートからセンサ集積回路の外部に流れる第1の状態及び電流がセンサ集積回路の外部から出力ポートに流れる第2の状態のうち少なくとも一方で動作させるように構成される。
In accordance with aspects of the present disclosure, a sensor integrated circuit is provided that includes a housing, a semiconductor substrate disposed within the housing, an output port extending out of the housing, and an input configured to connect to an external power source. A port and an electronic circuit disposed on the semiconductor substrate, the electronic circuit including a rectifier, a power supply module, an output control circuit, and a detection circuit;
The rectifier is configured to convert an external power source to a first DC power source,
The power supply module is configured to generate a second DC power supply different from the first DC power supply,
The detection circuit is configured to detect a signal supplied from the second DC power source and input to the sensor integrated circuit and generate a corresponding control signal.
The output control circuit controls the sensor integrated circuit in response to at least the control signal, and a first state in which a current flows from the output port to the outside of the sensor integrated circuit and a current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port. It is configured to operate at least one of the second states.

好ましくは、検出回路は、外部磁界を検出して外部磁界に適合する磁界検出信号を出力するように構成された磁気センサを含むことができ、磁界検出信号は、前記制御信号として機能することができる。   Preferably, the detection circuit may include a magnetic sensor configured to detect an external magnetic field and output a magnetic field detection signal adapted to the external magnetic field, and the magnetic field detection signal may function as the control signal. it can.

好ましくは、出力制御回路に供給される電圧は、第2の直流電源の電圧とは異なるものとすることができる。   Preferably, the voltage supplied to the output control circuit can be different from the voltage of the second DC power supply.

好ましくは、出力制御回路は、第1の直流電源により電力供給されることができ、出力制御回路に供給される電圧の平均値は、第2の直流電源の出力電圧の平均値より高いものとすることができる。   Preferably, the output control circuit can be powered by the first DC power supply, and the average value of the voltage supplied to the output control circuit is higher than the average value of the output voltage of the second DC power supply. can do.

好ましくは、電源モジュールは、電圧安定器及びバンドギャップ基準電圧源をさらに含むことができ、
電圧安定器は、第1の直流電源の電圧を安定化して、第3の直流電源として機能する、より低い電圧にするように構成されることができ、
バンドギャップ基準電圧源は、第3の直流電源により電力供給されることができ、第3の直流電源の電圧より低い基準電圧を生成するように構成されることができ、
電圧調整器は、第1の直流電源により電力供給されることができ、基準電圧に基づいて第2の直流電源を生成するように構成されることができる。
Preferably, the power supply module may further include a voltage stabilizer and a band gap reference voltage source,
The voltage stabilizer can be configured to stabilize the voltage of the first DC power source to a lower voltage that functions as a third DC power source,
The bandgap reference voltage source can be powered by a third DC power source and can be configured to generate a reference voltage lower than the voltage of the third DC power source;
The voltage regulator can be powered by a first DC power source and can be configured to generate a second DC power source based on a reference voltage.

好ましくは、第2の直流電源の電圧は、第3の直流電源の電圧より低いものとすることができる。   Preferably, the voltage of the second DC power supply can be lower than the voltage of the third DC power supply.

好ましくは、出力制御回路は、第1のスイッチ及び第2のスイッチを含むことができ、第1のスイッチ及び出力ポートは、第1の電流路内で接続されることができ、第2のスイッチ及び出力ポートは、第1の電流路の方向の反対方向を有する第2の電流路内で接続されることができ、第1のスイッチ及び第2のスイッチは、磁界検出信号の制御下で選択的にオンにされることができる。   Preferably, the output control circuit can include a first switch and a second switch, and the first switch and the output port can be connected in the first current path, and the second switch And the output port can be connected in a second current path having a direction opposite to the direction of the first current path, the first switch and the second switch being selected under the control of the magnetic field detection signal Can be turned on automatically.

好ましくは、出力制御回路は、電流が出力ポートからセンサ集積回路の外部へ流れる第1の電流路と、電流が出力ポートからセンサ集積回路の内部へ流れる第2の電流路と、第1の電流路及び第2の電流路の一方に接続されたスイッチとを含むことができ、スイッチは、検出回路により出力される磁界検出情報に基づいて制御され、第1の電流路及び第2の電流路を選択的にオンにさせることができる。   Preferably, the output control circuit includes a first current path through which current flows from the output port to the outside of the sensor integrated circuit, a second current path through which current flows from the output port to the inside of the sensor integrated circuit, and a first current And a switch connected to one of the path and the second current path, the switch being controlled based on the magnetic field detection information output by the detection circuit, the first current path and the second current path Can be selectively turned on.

好ましくは、第1の電流路及び第2の電流路のうち他方は、スイッチを含まないものとすることができる。   Preferably, the other of the first current path and the second current path may not include a switch.

好ましくは、磁気センサは、
外部磁界の極性を検知し、電気信号を出力するように構成された磁気検知要素と、
電気信号を増幅し、逆スクランブルしてアナログ信号を生成するように構成された信号処理ユニットと、
アナログ電気信号を論理高レベル信号又は論理低レベル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換ユニットと、
を含むことができ、
電源モジュールは、バンドギャップ基準電圧源から出力された基準電圧に基づいて別の基準電圧を生成し、この別の基準電圧をアナログ−デジタル変換ユニットに与えるように構成された、基準信号生成器をさらに含むことができる。
Preferably, the magnetic sensor is
A magnetic sensing element configured to detect the polarity of an external magnetic field and output an electrical signal;
A signal processing unit configured to amplify and de-scramble the electrical signal to generate an analog signal;
An analog-to-digital conversion unit configured to convert an analog electrical signal to a logic high level signal or a logic low level signal;
Can include
The power supply module includes a reference signal generator configured to generate another reference voltage based on the reference voltage output from the bandgap reference voltage source and to supply the other reference voltage to the analog-to-digital conversion unit. Further can be included.

好ましくは、磁気検知要素は、第2の直流電源により電力供給されることができる。   Preferably, the magnetic sensing element can be powered by a second DC power source.

好ましくは、外部電源は、交流電源とすることができ、出力制御回路は、交流電源上の情報及び磁界検出信号に基づいて、センサ集積回路を制御して、少なくとも、電流が出力ポートからセンサ集積回路の外部へ流れる第1の状態と、電流がセンサ集積回路の外部から出力ポートへ流れる第2の状態との間で切り換わるようにさせるように構成することができる。   Preferably, the external power source can be an AC power source, and the output control circuit controls the sensor integrated circuit based on information on the AC power source and the magnetic field detection signal, and at least current is output from the output port to the sensor integrated circuit. It can be configured to switch between a first state that flows out of the circuit and a second state in which current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port.

好ましくは、外部電源は、交流電源とすることができ、出力制御回路は、センサ集積回路を制御して、磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性にあり、かつ交流電源が第1の電気極性にあることを示す場合には、第1の状態及び第2の状態のうち一方の状態で動作させ、磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性とは逆の第2の磁気極性にあり、かつ交流電源が第1の電気極性とは逆の第2の電気極性にあることを示す場合には、第1の状態及び第2の状態のうち他方の状態で動作させるように構成されることができる。   Preferably, the external power supply can be an AC power supply, the output control circuit controls the sensor integrated circuit, the magnetic field detection signal is the external magnetic field is in the first magnetic polarity, and the AC power supply is the first. In the case of indicating that the electric polarity is in the first state and the second state, the magnetic field detection signal indicates that the external magnetic field is opposite to the first magnetic polarity. When it is in the magnetic polarity and the AC power supply indicates the second electric polarity opposite to the first electric polarity, the operation is performed in the other of the first state and the second state. Can be configured.

好ましくは、外部電源は、交流電源とすることができ、出力制御回路は、交流電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界が第1の磁気極性にある場合、又は交流電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界が前記第1の磁気極性とは逆の第2の磁気極性にある場合、負荷電流が出力ポートを通って流れるようにさせ、交流電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界が第1の磁気極性にある場合、又は交流電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界が第2の磁気極性にある場合、負荷電流が出力ポートを通って流れないようにさせるように構成されることができる。   Preferably, the external power source can be an AC power source, and the output control circuit can be configured such that the AC power source is in the positive half cycle and the external magnetic field is in the first magnetic polarity, or the AC power source is in the negative half cycle. When the external magnetic field is in a second magnetic polarity opposite to the first magnetic polarity, the load current is allowed to flow through the output port and the AC power source is in a negative half cycle; When the external magnetic field is in the first magnetic polarity, or when the AC power source is in the positive half cycle and the external magnetic field is in the second magnetic polarity, the load current is prevented from flowing through the output port. Can be configured as follows.

本開示の別の態様により、モータ構成要素が提供され、これは、モータ及びモータ駆動回路を含み、モータ駆動回路は、上記のセンサ集積回路を含む。   According to another aspect of the present disclosure, a motor component is provided that includes a motor and a motor drive circuit, the motor drive circuit including the sensor integrated circuit described above.

好ましくは、モータ駆動回路は、外部交流電源の両端間にモータに対して直列に接続された双方向スイッチをさらに含むことができる。センサ集積回路の出力ポートは、双方向スイッチの制御端子に接続することができる。   Preferably, the motor driving circuit may further include a bidirectional switch connected in series with the motor between both ends of the external AC power source. The output port of the sensor integrated circuit can be connected to the control terminal of the bidirectional switch.

好ましくは、モータは、固定子及び永久磁石回転子を含むことができ、固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に巻き回された単相巻線とを含むことができる。   Preferably, the motor can include a stator and a permanent magnet rotor, and the stator can include a stator core and a single-phase winding wound around the stator core.

本開示は、既存のセンサ集積回路の機能を拡張するために提供され、これにより回路の費用を削減し、かつ回路の信頼性を高めることができる。   The present disclosure is provided to extend the functionality of existing sensor integrated circuits, thereby reducing the cost of the circuit and increasing the reliability of the circuit.

本開示の実施形態による又は従来技術による技術的解決策がより明らかになるように、実施形態又は従来技術の説明に用いることが必要とされる添付図面を以下のように簡単に説明する。以下の説明における添付図面は、単に本開示の幾つかの実施形態を示すものであることが明らかである。当業者であれば、これらの添付図面により、いかなる創造的作業も伴わずに他の添付図面を得ることができる。   In order that technical solutions according to the embodiments of the present disclosure or according to the prior art will become more apparent, the accompanying drawings required to be used for describing the embodiments or the prior art will be briefly described as follows. It will be apparent that the accompanying drawings in the following description merely illustrate some embodiments of the present disclosure. Those skilled in the art can obtain other accompanying drawings without any creative work by these accompanying drawings.

本開示の実施形態によるセンサ集積回路の略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の電源モジュールの略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a power supply module of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の出力制御回路の回路図である。3 is a circuit diagram of an output control circuit of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の出力制御回路の回路図である。3 is a circuit diagram of an output control circuit of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の出力制御回路の回路図である。3 is a circuit diagram of an output control circuit of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態による磁気センサ集積回路内の出力制御回路の略構造図である。2 is a schematic structural diagram of an output control circuit in a magnetic sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の検出回路の略構造図である。1 is a schematic structural diagram of a detection circuit of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるセンサ集積回路の整流器の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a rectifier of a sensor integrated circuit according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態によるモータ構成要素の回路構造図である。2 is a circuit structure diagram of a motor component according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 本開示の実施形態によるモータ構成要素内のモータの構造図である。FIG. 3 is a structural diagram of a motor in a motor component according to an embodiment of the present disclosure.

本開示の上記目的、特徴及び利点をより明らかにし、より理解しやすくするために、本開示の実施形態を、添付図面を参照して、以下詳細に説明する。   In order to make the above objects, features, and advantages of the present disclosure clearer and easier to understand, embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図1を参照すると、本開示の実施形態により提供されるセンサ集積回路は、ハウジングと、ハウジング内に配置された半導体基板と、ハウジングから外に延びる入力ポートPin及び出力ポートPoutと、半導体基板上に配置された電子回路とを含む。入力ポートPinは、外部電源に接続することができる。電子回路は、整流器60、電源モジュール40、出力制御回路30、及び検出回路20を含む。   Referring to FIG. 1, a sensor integrated circuit provided by an embodiment of the present disclosure includes a housing, a semiconductor substrate disposed in the housing, an input port Pin and an output port Pout extending out from the housing, and the semiconductor substrate. And an electronic circuit disposed in the. The input port Pin can be connected to an external power source. The electronic circuit includes a rectifier 60, a power supply module 40, an output control circuit 30, and a detection circuit 20.

整流器60は、外部電源を第1の直流電力供給に変換するように構成される。   The rectifier 60 is configured to convert an external power source into a first DC power supply.

電源モジュール40は、第1の直流電源とは異なる第2の直流電源を生成するように構成される。好ましくは、電源モジュール40は、電圧調整器を含む。電圧調整器は、第1の直流電源により電力供給され、第2の直流電源を生成することができる。   The power supply module 40 is configured to generate a second DC power supply different from the first DC power supply. Preferably, the power supply module 40 includes a voltage regulator. The voltage regulator is powered by a first DC power supply and can generate a second DC power supply.

検出回路20は、第2の直流電源により電力供給され、センサ集積回路に入力された所定の信号を検出し、検出された信号に応答して、検出された信号に対応する制御信号を生成するように構成される。   The detection circuit 20 is supplied with power from the second DC power supply, detects a predetermined signal input to the sensor integrated circuit, and generates a control signal corresponding to the detected signal in response to the detected signal. Configured as follows.

出力制御回路30は、少なくとも制御信号に応答して、センサ集積回路を制御して、電流が出力ポートPoutからセンサ集積回路の外部に流れる第1の状態及び電流がセンサ集積回路の外部から出力ポートPoutに流れる第2の状態のうち少なくとも一方で動作させるように構成される。   The output control circuit 30 controls the sensor integrated circuit in response to at least a control signal, and a first state in which current flows from the output port Pout to the outside of the sensor integrated circuit and current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port. It is configured to operate at least one of the second states flowing through Pout.

本開示において、入力ポートPinは、外部電源の両端子に直接接続することもでき、又は外部電源の両端間に入力ポートに対して直列接続された外部負荷と共に接続することもでき、これは本明細書では限定されず、実際の条件に応じて決定することができる。   In the present disclosure, the input port Pin can be directly connected to both terminals of the external power supply, or can be connected with an external load connected in series to the input port between both ends of the external power supply. It is not limited in the specification and can be determined according to actual conditions.

本実施形態において提供されるセンサ集積回路により、既存のセンサ集積回路の機能が拡張され、これにより回路全体の費用が削減され、かつ回路の信頼性が高められる。   The sensor integrated circuit provided in this embodiment expands the function of the existing sensor integrated circuit, thereby reducing the cost of the entire circuit and increasing the reliability of the circuit.

好ましくは、検出回路20は、磁気センサを含む。磁気センサは、外部磁界を検出し、外部磁界に適合する磁界検出信号を出力するように構成される。磁界検出信号は、制御信号として機能する。   Preferably, the detection circuit 20 includes a magnetic sensor. The magnetic sensor is configured to detect an external magnetic field and output a magnetic field detection signal that matches the external magnetic field. The magnetic field detection signal functions as a control signal.

検出回路20が磁気センサを含む場合、本開示の実施形態によるセンサ集積回路により既存の磁気センサの機能が拡張され、これにより回路全体の費用が削減され、かつ回路の信頼性が高められる。   If the detection circuit 20 includes a magnetic sensor, the sensor integrated circuit according to embodiments of the present disclosure extends the functionality of the existing magnetic sensor, thereby reducing the overall circuit cost and increasing the circuit reliability.

好ましくは、出力制御回路30に供給される電圧は、第2の直流電源の電圧とは異なる。   Preferably, the voltage supplied to the output control circuit 30 is different from the voltage of the second DC power supply.

好ましくは、出力制御回路30は、図1に示すように、第1の直流電源により電力供給される。検出回路20は、第1の直流電源とは異なる第2の直流電源により電力供給される。本開示の実施形態において、第1の直流電源は、可変振幅又は定振幅で電圧を供給することができることに留意されたい。第2の直流電源は、安定な動作のために安定な電源信号が検出回路20に与えられることを保証するために、定振幅で電圧を供給することが好ましい。   Preferably, the output control circuit 30 is powered by a first DC power source as shown in FIG. The detection circuit 20 is supplied with power by a second DC power supply different from the first DC power supply. It should be noted that in embodiments of the present disclosure, the first DC power supply can supply a voltage with variable or constant amplitude. The second DC power supply preferably supplies a voltage with a constant amplitude in order to ensure that a stable power supply signal is supplied to the detection circuit 20 for stable operation.

好ましくは、整流器60により出力される第1の直流電源の平均電圧は、電源モジュール40により出力される第2の直流電源の平均電圧より高い。より低電圧で検出回路20に電力を供給することにより、センサ集積回路の電力消費を削減することができる。より高電圧で出力制御回路30に電力供給することにより、出力ポートoutから大きい負荷電流を提供することができ、センサ集積回路の十分な駆動能力が保証される。   Preferably, the average voltage of the first DC power source output by the rectifier 60 is higher than the average voltage of the second DC power source output by the power supply module 40. By supplying power to the detection circuit 20 at a lower voltage, the power consumption of the sensor integrated circuit can be reduced. By supplying power to the output control circuit 30 at a higher voltage, a large load current can be provided from the output port out, and sufficient driving capability of the sensor integrated circuit is guaranteed.

明らかに、出力制御回路30は、必ずしも第1の直流電源により電力供給されることに限定される必要はなく、これは実際の条件に応じて決定することができる。図1は、単なる例証のために提供されるものであり、出力制御回路30への電力供給のためのいずれの解決策も、本開示の保護範囲内に入る。   Obviously, the output control circuit 30 is not necessarily limited to being powered by the first DC power supply, and this can be determined according to actual conditions. FIG. 1 is provided for illustrative purposes only, and any solution for powering the output control circuit 30 falls within the protection scope of the present disclosure.

図2に示すような好ましい実施形態において、電源モジュール40は、電圧調整器41に加えて、電圧安定器42及びバンドギャップ基準電圧源43を含む。   In a preferred embodiment as shown in FIG. 2, the power supply module 40 includes a voltage stabilizer 42 and a bandgap reference voltage source 43 in addition to the voltage regulator 41.

電圧安定器42は、第1の直流電源の電圧を安定化して、第3の直流電源として機能する、より低い電圧にするように構成される。   The voltage stabilizer 42 is configured to stabilize the voltage of the first DC power supply to a lower voltage that functions as a third DC power supply.

バンドギャップ基準電圧源43は、第3の直流電源により電力供給され、第3の直流電源の電圧より低い基準電圧を生成するように構成される。   The band gap reference voltage source 43 is configured to be supplied with power from a third DC power source and to generate a reference voltage lower than the voltage of the third DC power source.

電圧調整器41は、第1の直流電源により電力供給され、基準電圧に基づいて第2の直流電源を生成するように構成される。   The voltage regulator 41 is supplied with power from a first DC power source and is configured to generate a second DC power source based on a reference voltage.

特定の例において、整流器60により出力される第1の直流電源の電圧は、数十ボルトであり得る。電圧安定器42は、整流器60により出力される第1の直流電源に接続され、第1の直流電源の電圧を安定化して、第3の直流電源として機能する、より低い電圧(例えば3.5V)にする。電圧安定器42により出力された第3の直流電源は、バンドギャップ基準電圧源43に電力を供給し、これは第3の直流電源の電圧よりも低い基準電圧(例えば1.25V)を生成する。電圧調整器41は、基準電圧に基づいて第2の直流電源(例えば2.5V)を生成する。第2の直流電源の電圧は、基準電圧より高く、かつ第3の直流電源の電圧より低くすることができる。電圧調整器41は、より高い第1の直流電源により電力供給され、これにより集積回路の全体としての応答速度を向上させることができる。   In a particular example, the voltage of the first DC power source output by the rectifier 60 can be tens of volts. The voltage stabilizer 42 is connected to the first DC power source output from the rectifier 60, stabilizes the voltage of the first DC power source, and functions as a third DC power source. ). The third DC power source output by the voltage stabilizer 42 supplies power to the band gap reference voltage source 43, which generates a reference voltage (eg, 1.25 V) lower than the voltage of the third DC power source. . The voltage regulator 41 generates a second DC power supply (for example, 2.5 V) based on the reference voltage. The voltage of the second DC power supply can be higher than the reference voltage and lower than the voltage of the third DC power supply. The voltage regulator 41 is powered by a higher first direct current power supply, thereby improving the response speed of the integrated circuit as a whole.

好ましい実施形態において、出力制御回路30は、第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32を含む。第1のスイッチ31及び出力ポートPoutは、第1の電流路内で接続される。第2のスイッチ32及び出力ポートPoutは、第1の電流路の方向の反対方向を有する第2の電流路内で接続される。第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32は、磁界検出信号の制御下で選択的にオンにされる。好ましくは、第1のスイッチ31はトライオードとして具体化することができ、第2のスイッチ32は、ダイオード又はトライオードとして具体化することができるが、これらは本明細書において限定されず、実際の条件に応じて決定することができる。   In the preferred embodiment, the output control circuit 30 includes a first switch 31 and a second switch 32. The first switch 31 and the output port Pout are connected in the first current path. The second switch 32 and the output port Pout are connected in a second current path having a direction opposite to the direction of the first current path. The first switch 31 and the second switch 32 are selectively turned on under the control of the magnetic field detection signal. Preferably, the first switch 31 can be embodied as a triode and the second switch 32 can be embodied as a diode or triode, but these are not limited herein and are Can be determined according to

図3に示すような特定の実施形態において、第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32は、一対の相補的な半導体スイッチとして具体化される。第1のスイッチ31は、より低レベルでオンになり、第2のスイッチ32は、より高レベルでオンになる。第1のスイッチ31及び出力ポートPoutは、第1の電流路内で接続される。第2のスイッチ32及び出力ポートPoutは、第2の電流路内で接続される。第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32両方の制御端子が、磁気センサに接続される。第1のスイッチ31の電流入力端子は、より高電圧側(例えば直流電源)に接続され、第1のスイッチ31の電流出力端子は、第2のスイッチ32の電流入力端子に接続される。第2のスイッチ32の電流出力端子は、より低電圧側(例えば接地)に接続される。磁気センサにより出力される磁界検出情報が低レベルにある場合、第1のスイッチ31はオンになり、第2のスイッチ32はオフになり、その結果、負荷電流は、より高電圧側から第1のスイッチ31及び出力ポートPoutを通ってセンサ集積回路の外部へ流れる。磁気センサにより出力される磁界検出情報が高レベルにある場合、第2のスイッチ32はオンになり、第1のスイッチ31はオフになり、その結果、負荷電流は、センサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れ、第2のスイッチ32を通って流れる。図3に示すような実施形態において、第1のスイッチ31は、正チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(P型MOSFET)として具体化され、第2のスイッチ32は、負チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(N型MOSFET)として具体化される。別の実施形態における第1のスイッチ及び第2のスイッチは、その他の型式の半導体スイッチ、例えば、接合電界効果トランジスタ(JFET)若しくは金属−半導体電界効果トランジスタ(MESFET)、又はその他の電界効果トランジスタとして具体化することができることを理解することができる。   In a specific embodiment as shown in FIG. 3, the first switch 31 and the second switch 32 are embodied as a pair of complementary semiconductor switches. The first switch 31 is turned on at a lower level, and the second switch 32 is turned on at a higher level. The first switch 31 and the output port Pout are connected in the first current path. The second switch 32 and the output port Pout are connected in the second current path. The control terminals of both the first switch 31 and the second switch 32 are connected to the magnetic sensor. The current input terminal of the first switch 31 is connected to a higher voltage side (for example, DC power supply), and the current output terminal of the first switch 31 is connected to the current input terminal of the second switch 32. The current output terminal of the second switch 32 is connected to a lower voltage side (for example, ground). When the magnetic field detection information output by the magnetic sensor is at a low level, the first switch 31 is turned on and the second switch 32 is turned off. As a result, the load current is increased from the higher voltage side to the first voltage. Flows through the switch 31 and the output port Pout of the sensor integrated circuit. When the magnetic field detection information output by the magnetic sensor is at a high level, the second switch 32 is turned on and the first switch 31 is turned off. As a result, the load current is output from the outside of the sensor integrated circuit. It flows to the port Pout and flows through the second switch 32. In the embodiment as shown in FIG. 3, the first switch 31 is embodied as a positive channel metal oxide semiconductor field effect transistor (P-type MOSFET) and the second switch 32 is a negative channel metal oxide semiconductor field. It is embodied as an effect transistor (N-type MOSFET). The first switch and the second switch in another embodiment are other types of semiconductor switches, such as junction field effect transistors (JFETs) or metal-semiconductor field effect transistors (MESFETs), or other field effect transistors. It can be understood that it can be embodied.

図4に示すような別の実装において、第1のスイッチ31は、高レベルでオンになるスイッチトランジスタとして具体化され、第2のスイッチ32は、単方向導電性ダイオードとして具体化される。第1のスイッチ31の制御端子及び第2のスイッチ32のカソードは、検出回路20に接続される。第1のスイッチ31の電流入力端子は、整流器60の出力端子に接続される。第1のスイッチ31の電流出力端子及び第2のスイッチ32のアノードは、両方とも出力ポートPoutに接続される。第1のスイッチ31及び出力ポートPoutは、第1の電流路内で接続される。出力ポートPout、第2のスイッチ32及び磁気センサは、第2の電流路内で接続される。磁気センサにより出力される磁界検出情報が高レベルにある場合、第1のスイッチ31はオンになり、第2のスイッチ32はオフになり、その結果、負荷電流は、整流器60から第1のスイッチ31及び出力ポートPoutを通ってセンサ集積回路の外部へ流れる。磁気センサにより出力される磁界検出情報が低レベルにある場合、第2のスイッチ32はオンになり、第1のスイッチ31はオフになり、その結果、負荷電流は、センサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れ、第2のスイッチ32を通って流れる。別の実施形態における第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32は、他の構造とすることができ、これは本明細書において限定されず、実際の条件に応じて決定することができることを理解することができる。   In another implementation as shown in FIG. 4, the first switch 31 is embodied as a switch transistor that is turned on at a high level, and the second switch 32 is embodied as a unidirectional conductive diode. The control terminal of the first switch 31 and the cathode of the second switch 32 are connected to the detection circuit 20. The current input terminal of the first switch 31 is connected to the output terminal of the rectifier 60. The current output terminal of the first switch 31 and the anode of the second switch 32 are both connected to the output port Pout. The first switch 31 and the output port Pout are connected in the first current path. The output port Pout, the second switch 32, and the magnetic sensor are connected in the second current path. When the magnetic field detection information output by the magnetic sensor is at a high level, the first switch 31 is turned on and the second switch 32 is turned off, so that the load current is transferred from the rectifier 60 to the first switch. 31 and the output port Pout to flow outside the sensor integrated circuit. When the magnetic field detection information output by the magnetic sensor is at a low level, the second switch 32 is turned on and the first switch 31 is turned off. As a result, the load current is output from the outside of the sensor integrated circuit. It flows to the port Pout and flows through the second switch 32. It will be understood that the first switch 31 and the second switch 32 in other embodiments may have other structures, which are not limited herein and can be determined according to actual conditions. can do.

本開示の別の実施形態において、出力制御回路30は、電流が出力ポートからセンサ集積回路の外部へ流れる第1の電流路と、電流が出力ポートからセンサ集積回路の内部へ流れる第2の電流路と、第1の電流路及び第2の電流路の一方に接続するスイッチとを含む。スイッチは、検出回路により出力される磁界検出情報に基づいて制御され、第1の電流路及び第2の電流路を選択的にオンにする。好ましくは、第1の電流路及び第2の電流路の他方は、スイッチを含まない。   In another embodiment of the present disclosure, the output control circuit 30 includes a first current path through which current flows from the output port to the outside of the sensor integrated circuit, and a second current through which current flows from the output port to the inside of the sensor integrated circuit. And a switch connected to one of the first current path and the second current path. The switch is controlled based on magnetic field detection information output by the detection circuit, and selectively turns on the first current path and the second current path. Preferably, the other of the first current path and the second current path does not include a switch.

図5に示すような特定の実装において、単方向スイッチ33及び出力ポートPoutは、第1の電流路内で接続される。単方向スイッチ33の電流入力端子は、磁気センサの出力端子に接続することができる。磁気センサの出力端子はまた、第1の電流路の方向の反対方向を有する第2の電流路内で抵抗器R1を通じて出力ポートPoutに接続することもできる。磁界検出信号がより高レベルにある場合、単方向スイッチ33はオンになり、その結果、負荷電流は、単方向スイッチ33及び出力ポートPoutを通ってセンサ集積回路の外部へ流れる。磁界検出信号がより低レベルにある場合、単方向スイッチ33はオフになり、その結果、負荷電流は、センサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れ、抵抗器R1及び検出回路20を通って流れる。   In a specific implementation as shown in FIG. 5, the unidirectional switch 33 and the output port Pout are connected in the first current path. The current input terminal of the unidirectional switch 33 can be connected to the output terminal of the magnetic sensor. The output terminal of the magnetic sensor can also be connected to the output port Pout through a resistor R1 in a second current path having a direction opposite to the direction of the first current path. When the magnetic field detection signal is at a higher level, the unidirectional switch 33 is turned on, so that the load current flows through the unidirectional switch 33 and the output port Pout to the outside of the sensor integrated circuit. When the magnetic field detection signal is at a lower level, the unidirectional switch 33 is turned off, so that the load current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port Pout and flows through the resistor R1 and the detection circuit 20. .

代替的に、第2の電流路内の抵抗器R1は、単方向スイッチ33に対して逆並列に接続された別の単方向スイッチで置き換えることができる。このようにして、出力ポートから流れ出す負荷電流と出力ポートへ流れ込む負荷電流とがさらに釣り合わされる。   Alternatively, the resistor R1 in the second current path can be replaced by another unidirectional switch connected in anti-parallel to the unidirectional switch 33. In this way, the load current flowing out from the output port and the load current flowing into the output port are further balanced.

図5Aに示すような別の特定の実装において、出力制御回路30は、検出回路20の出力端子と出力ポートPoutとの間に逆方向に直列接続されたダイオードD1及びD2と、直列接続されたダイオードD1及びD2に対して並列に接続された抵抗器R1と、電源VccとダイオードD1及びD2の共通端子との間に接続された抵抗器R2と、を含む。ダイオードD1のカソードは、検出回路20の出力端子に接続される。ダイオードD1は、磁界検出情報の制御下にある。磁界検出情報が高レベルにある場合、ダイオードD1はオフになり、その結果、負荷電流は、抵抗器R2及びダイオードD2を通って出力ポートPoutからセンサ集積回路の外部へ流れる。磁界検出情報が低レベルにある場合、負荷電流は、センサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れ、抵抗器R1及び検出回路20を通って流れる。   In another specific implementation as shown in FIG. 5A, the output control circuit 30 is connected in series with diodes D1 and D2 connected in series in the reverse direction between the output terminal of the detection circuit 20 and the output port Pout. A resistor R1 connected in parallel to the diodes D1 and D2 and a resistor R2 connected between the power supply Vcc and the common terminal of the diodes D1 and D2 are included. The cathode of the diode D1 is connected to the output terminal of the detection circuit 20. The diode D1 is under the control of magnetic field detection information. When the magnetic field detection information is at a high level, the diode D1 is turned off, so that the load current flows from the output port Pout to the outside of the sensor integrated circuit through the resistor R2 and the diode D2. When the magnetic field detection information is at a low level, the load current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port Pout and flows through the resistor R1 and the detection circuit 20.

図6に示すような本開示の実施形態において、検出回路20は、磁気センサを含む。磁気センサは、外部磁界の極性を検知し、電気信号を出力するように構成された磁気検知要素21と、電気信号を増幅し、かつ逆スクランブルしてアナログ電気信号を生成するように構成された信号処理ユニット22と、増幅され逆スクランブルされたアナログ電気信号を磁界検出信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換ユニット23とを含む。外部磁界の極性が識別されることのみを必要とする用途の場合、磁界検出信号は、スイッチ型デジタル信号とすることができる。好ましくは、電源モジュール40は、図2に示すように、バンドギャップ基準電圧源から出力された基準電圧に基づいて別の基準電圧を生成し、この別の基準電圧をアナログ−デジタル変換ユニットに与えるように構成された、基準信号生成器44をさらに含む。   In the embodiment of the present disclosure as shown in FIG. 6, the detection circuit 20 includes a magnetic sensor. The magnetic sensor is configured to detect the polarity of the external magnetic field and output an electrical signal, and to generate an analog electrical signal by amplifying the electrical signal and descrambling the electrical signal. A signal processing unit 22 and an analog-to-digital conversion unit 23 configured to convert the amplified and descrambled analog electrical signal into a magnetic field detection signal. For applications that only require that the polarity of the external magnetic field be identified, the magnetic field detection signal can be a switched digital signal. Preferably, as shown in FIG. 2, the power supply module 40 generates another reference voltage based on the reference voltage output from the bandgap reference voltage source, and supplies this other reference voltage to the analog-digital conversion unit. And a reference signal generator 44 configured as described above.

好ましい実施形態において、外部電源は交流電源であり、出力制御回路30は、交流電源上の情報及び磁界検出信号に基づいて、センサ集積回路を制御して、少なくとも、電流が出力ポートPoutからセンサ集積回路の外部へ流れる第1の状態と、電流がセンサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れる第2の状態との間で切り換わるようにさせるように構成することができる。本開示の実施形態において、第1の状態と第2の状態との間でのセンサ集積回路の動作状態の切換えは、一方の状態の直後に他方の状態に切り換わる場合に限定されず、一方の状態の後で間隔時間が経過した後で他方の状態に切り換わる場合も含むことに留意されたい。好ましい用途において、第1の状態と第2の状態との間の切り換えのための間隔時間の間、センサ集積回路の出力ポートからの出力は存在しない。   In a preferred embodiment, the external power source is an AC power source, and the output control circuit 30 controls the sensor integrated circuit based on the information on the AC power source and the magnetic field detection signal, so that at least the current is sensor integrated from the output port Pout. It can be configured to switch between a first state that flows to the outside of the circuit and a second state in which current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port Pout. In the embodiment of the present disclosure, switching of the operation state of the sensor integrated circuit between the first state and the second state is not limited to the case where the state is switched to the other state immediately after the one state. It should be noted that the case of switching to the other state after an interval time elapses after the state of. In preferred applications, there is no output from the output port of the sensor integrated circuit during the interval time for switching between the first state and the second state.

特定の実装において、センサ集積回路は、電流が出力ポートPoutからセンサ集積回路の外部へ流れる第1の状態、及び電流がセンサ集積回路の外部から出力ポートPoutへ流れる第2の状態で動作することができる。出力制御回路30は、センサ集積回路を制御して、磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性にあり、かつ交流電源が第1の電気極性にあることを示す場合には、第1の状態及び第2の状態のうち一方の状態で動作させ、磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性とは逆の第2の磁気極性にあり、かつ交流電源が第1の電気極性とは逆の第2の電気極性にある場合には、第1の状態及び第2の状態のうち他方の状態で動作させるように構成される。   In a specific implementation, the sensor integrated circuit operates in a first state in which current flows from the output port Pout to the outside of the sensor integrated circuit, and in a second state in which current flows from the outside of the sensor integrated circuit to the output port Pout. Can do. The output control circuit 30 controls the sensor integrated circuit, and if the magnetic field detection signal indicates that the external magnetic field is in the first magnetic polarity and the AC power supply is in the first electric polarity, the first The magnetic field detection signal is in the second magnetic polarity opposite to the first magnetic polarity, and the AC power source is in the first electric polarity. When the second electrical polarity is opposite to that of the first state, the second state is configured to operate in the other state of the first state and the second state.

より詳細には、出力制御回路30は、交流電源が正の半周期にあり、磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性にあることを示す場合若しくは交流電源が負の半周期にあり、かつ磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性の逆の第2の磁気極性にあることを示す場合、負荷電流が出力ポートPoutを通って流れるように構成することができ、及び交流電源が正の半周期にあり、かつ磁界検出信号が、外部磁界が第2の磁気極性にあることを示す場合若しくは交流電源が負の半周期にあり、かつ磁界検出信号が、外部磁界が第1の磁気極性にあることを示す場合、負荷電流が出力ポートPoutを通って流れないように構成することができる。交流電源が正の半周期にあり、かつ外部磁界が第1の磁気極性である場合、又は交流電源が負の半周期にあり、かつ外部磁界が第2の磁気極性にある場合、出力ポートを通って流れる負荷電流の状況は、負荷電流が上記2つの場合のいずれかの全期間にわたって出力ポートを通って流れる状況、及び負荷電流が上記2つの場合のいずれかの一部期間にわたって出力ポートを通って流れる状況の両方を含むことに留意されたい。   More specifically, the output control circuit 30 has an AC power supply in the positive half cycle and the magnetic field detection signal indicates that the external magnetic field is in the first magnetic polarity or the AC power supply is in the negative half cycle. And the magnetic field detection signal indicates that the external magnetic field is in a second magnetic polarity opposite to the first magnetic polarity, the load current can be configured to flow through the output port Pout, and AC When the power source is in the positive half cycle and the magnetic field detection signal indicates that the external magnetic field is in the second magnetic polarity, or the AC power source is in the negative half cycle and the magnetic field detection signal is In the case of indicating a magnetic polarity of 1, the load current can be configured not to flow through the output port Pout. When the AC power source is in the positive half cycle and the external magnetic field is in the first magnetic polarity, or the AC power source is in the negative half cycle and the external magnetic field is in the second magnetic polarity, the output port is The situation of the load current flowing through is that the load current flows through the output port over the entire period of either of the above two cases, and the output port over the partial period of any of the above two cases. Note that it includes both conditions that flow through.

本開示の特定の実施形態において、上記実施形態のいずれか1つに基づいて、整流器は、全波整流器ブリッジと、全波整流器ブリッジの出力に直列接続された電圧安定化ユニットとを含む。全波整流器ブリッジは、交流電源により出力された交流電力を直流電力に変換するように構成される。電圧安定化ユニットは、全波整流器ブリッジにより出力された直流電力を所定範囲内に入るように安定化するように構成される。   In certain embodiments of the present disclosure, based on any one of the above embodiments, the rectifier includes a full wave rectifier bridge and a voltage stabilization unit connected in series with the output of the full wave rectifier bridge. The full wave rectifier bridge is configured to convert AC power output by the AC power source into DC power. The voltage stabilization unit is configured to stabilize the DC power output by the full wave rectifier bridge so as to fall within a predetermined range.

図7は、整流器の特定の回路を示す。電圧安定化ユニットは、全波整流器ブリッジの2つの出力端子間に接続されたツェナーダイオード621を含む。全波整流器ブリッジは、直列接続された第1のダイオード611及び第2のダイオード612、並びに直列接続された第3のダイオード613及び第4のダイオード614を含む。第1のダイオード611及び第2のダイオード612の共通端子は、第1の入力ポートVAC+に電気的に接続される。第3のダイオード613及び第4のダイオード614の共通端子は、第2の入力ポートVAC−に電気的に接続される。   FIG. 7 shows a specific circuit of the rectifier. The voltage stabilization unit includes a zener diode 621 connected between the two output terminals of the full wave rectifier bridge. The full wave rectifier bridge includes a first diode 611 and a second diode 612 connected in series, and a third diode 613 and a fourth diode 614 connected in series. A common terminal of the first diode 611 and the second diode 612 is electrically connected to the first input port VAC +. A common terminal of the third diode 613 and the fourth diode 614 is electrically connected to the second input port VAC−.

第1のダイオード611の入力端子は、第3のダイオード613の入力端子に電気的に接続されて、全波整流器ブリッジの接地出力端子を形成する。第2のダイオード612の出力端子は、第4のダイオード614の出力端子に電気的に接続されて、全波整流器ブリッジの出力端子VDDを形成する。ツェナーダイオード621は、第2のダイオード612及び第4のダイオード614の共通端子と、第1のダイオード611及び第3のダイオード613の共通端子との間に接続される。本開示の実施形態において、出力制御回路の電源端子は、全波整流器ブリッジの電圧出力端子に電気的に接続することができることに留意されたい。   The input terminal of the first diode 611 is electrically connected to the input terminal of the third diode 613 to form the ground output terminal of the full wave rectifier bridge. The output terminal of the second diode 612 is electrically connected to the output terminal of the fourth diode 614 to form the output terminal VDD of the full wave rectifier bridge. The Zener diode 621 is connected between the common terminal of the second diode 612 and the fourth diode 614 and the common terminal of the first diode 611 and the third diode 613. Note that in embodiments of the present disclosure, the power supply terminal of the output control circuit can be electrically connected to the voltage output terminal of the full wave rectifier bridge.

本開示の実施形態による磁気センサ集積回路を、以下、特定の用途に関連して説明する。   Magnetic sensor integrated circuits according to embodiments of the present disclosure are described below in connection with specific applications.

図8を参照すると、本開示の実施形態により、モータ構成要素がさらに提供される。モータ構成要素は、交流電源100により電力供給されるモータ200と、モータ200に対して直列接続された双方向スイッチ300と、上記実施形態のいずれかによる磁気センサ集積回路400とを含む。磁気センサ集積回路400の出力ポートは、双方向スイッチ300の制御端子に電気的に接続される。好ましくは、双方向スイッチ300は、トライオードAC半導体スイッチ(TRIAC)とすることができる。双方向スイッチは、その他の型式の適切なスイッチとして実装することができることを理解することができる。例えば、双方向スイッチは、2つの逆並列に接続されたシリコン制御整流器と、磁気センサ集積回路の出力ポートの出力信号に基づいて所定の規則に従って2つのシリコン制御整流器を制御するように配置された、それぞれの制御回路とを含むことができる。   Referring to FIG. 8, an embodiment of the present disclosure further provides a motor component. The motor components include a motor 200 powered by an AC power supply 100, a bidirectional switch 300 connected in series to the motor 200, and a magnetic sensor integrated circuit 400 according to any of the above embodiments. The output port of the magnetic sensor integrated circuit 400 is electrically connected to the control terminal of the bidirectional switch 300. Preferably, the bidirectional switch 300 can be a triode AC semiconductor switch (TRIAC). It can be appreciated that the bidirectional switch can be implemented as other types of suitable switches. For example, the bi-directional switch is arranged to control two silicon controlled rectifiers according to a predetermined rule based on two anti-parallel connected silicon controlled rectifiers and the output signal of the output port of the magnetic sensor integrated circuit. , Each control circuit can be included.

好ましくは、モータ構成要素は、交流電源100の電圧を降下させて磁気センサ集積回路400に降下した電圧を提供するように構成された電圧降下回路500をさらに含む。磁気センサ集積回路400は、回転子の磁界の変動を検知するためにモータ200の回転子の近くに取り付けられる。   Preferably, the motor component further includes a voltage drop circuit 500 configured to drop the voltage of the AC power supply 100 to provide the voltage dropped to the magnetic sensor integrated circuit 400. The magnetic sensor integrated circuit 400 is mounted near the rotor of the motor 200 to detect changes in the rotor magnetic field.

本開示の特定の実施形態において、モータは、同期モータである。本開示による駆動回路は、同期モータのみならず、直流ブラシレスモータなどの他の型式の永久磁石モータにも適用可能であることを理解することができる。図9を参照すると、同期モータは、固定子と、固定子に対して回転可能な回転子11とを含む。固定子は、固定子鉄心12と、固定子鉄心12上に巻き回された固定子巻線16とを含む。固定子鉄心12は、純鉄、鋳鉄、鋳鋼、電気鋼、ケイ素鋼などの軟磁性材料で作ることができる。回転子11は、永久磁石を含む。回転子11は、固定子巻線16が交流電源に直列接続されている場合、定常状態相の間、一定の回転数60f/p回転/分で動作し、ここでfはAC電源の周波数を表し、pは回転子の極対の数を表す。実施形態において、固定子鉄心12は、互いに逆の2つの極14を含む。極14の各々は、磁極弧(pole arc)15を含む。回転子11の外面は、磁極弧15に対向し、回転子11の外面と磁極弧15との間に実質的に均一なエアギャップ13が形成される。本開示における「実質的に均一なエアキャップ」は、均一なエアギャップが固定子と回転子との間の大部分の空間内に形成され、不均一なエアギャップが固定子と回転子との間の小部分に形成されることを意味する。好ましくは、凹形の始動溝17を固定子の極の磁極弧15内に配置することができ、磁極弧15の始動溝17以外の部分は、回転子と同心にすることができる。上述の構成により、不均一な磁界を形成することができ、回転子が静止しているとき、回転子の極軸S1が固定子の極の中心軸S2に対して傾斜した角度を有することを保証し、それにより、モータが通電されるたびに集積回路の作用下で回転子が始動トルクを有することを可能にする。詳細には、「回転子の極軸S1」は、異なる極性を有する2つの磁極間の境界を指し、「固定子の極14の中心軸S2」は、固定子の2つの極14の中心点を通る接続線を指す。実施形態において、固定子及び回転子の各々は、2つの磁極を含む。固定子の磁極の数は、回転子の磁極の数と等しくない場合があり、他の実施形態において、固定子及び回転子は、より多くの磁極、例えば4磁極または6磁極を有することができることを理解することができる。   In certain embodiments of the present disclosure, the motor is a synchronous motor. It can be appreciated that the drive circuit according to the present disclosure is applicable not only to synchronous motors, but also to other types of permanent magnet motors such as DC brushless motors. Referring to FIG. 9, the synchronous motor includes a stator and a rotor 11 that can rotate with respect to the stator. The stator includes a stator core 12 and a stator winding 16 wound on the stator core 12. The stator core 12 can be made of a soft magnetic material such as pure iron, cast iron, cast steel, electric steel, or silicon steel. The rotor 11 includes a permanent magnet. The rotor 11 operates at a constant rotational speed of 60 f / p revolutions / minute during the steady state phase when the stator winding 16 is connected in series with the AC power supply, where f is the frequency of the AC power supply. P represents the number of pole pairs of the rotor. In the embodiment, the stator core 12 includes two poles 14 opposite to each other. Each of the poles 14 includes a pole arc 15. The outer surface of the rotor 11 faces the magnetic pole arc 15, and a substantially uniform air gap 13 is formed between the outer surface of the rotor 11 and the magnetic pole arc 15. The “substantially uniform air cap” in the present disclosure is such that a uniform air gap is formed in most of the space between the stator and the rotor, and a non-uniform air gap is formed between the stator and the rotor. It means to be formed in a small part between. Preferably, a concave starting groove 17 can be arranged in the pole pole 15 of the stator pole, and the part of the pole arc 15 other than the starting groove 17 can be concentric with the rotor. With the above-described configuration, a non-uniform magnetic field can be formed, and when the rotor is stationary, the rotor pole axis S1 has an angle inclined with respect to the stator pole center axis S2. Guarantees that the rotor has a starting torque under the action of the integrated circuit each time the motor is energized. Specifically, “rotor pole axis S1” refers to the boundary between two magnetic poles having different polarities, and “center axis S2 of stator pole 14” refers to the center point of the two poles 14 of the stator. The connection line that passes through In an embodiment, each of the stator and rotor includes two magnetic poles. The number of stator poles may not be equal to the number of rotor poles, and in other embodiments, the stator and rotor may have more poles, eg, 4 or 6 poles. Can understand.

本開示の好ましい実施形態において、双方向スイッチ300は、トライオードAC半導体スイッチ(TRIAC)として具体化され、整流器は、図7に示すような回路を有し、出力制御回路は、図4に示すような回路を有する。出力制御回路30の第1のスイッチ31の電流入力端子は、全波整流器ブリッジの電圧出力端子に接続され、第2のスイッチ32の電流出力端子は、全波整流器ブリッジの接地出力端子に接続される。交流電源100により出力される信号が正の半周期にあり、かつ検出回路20が低レベルを出力する場合、出力制御回路30の第1のスイッチ31はオンになり、第2のスイッチ32はオフになり、その結果、電流は、交流電源100、モータ200、集積回路400の第1の入力端子、電圧降下回路、全波整流器ブリッジの第2のダイオード612の出力端子、出力制御回路30の第1のスイッチ31を列挙した順番に通って流れ、出力ポートから双方向スイッチ300を通って交流電源100に戻る。TRIAC300がオンになった後、電圧降下回路500及び磁気センサ集積回路400により形成される直列分岐は短絡される。磁気センサ集積回路400は、電圧が供給されないことにより出力を停止する。しかしながら、TRIAC300の2つのアノードを通って流れる電流は十分に大きい(TRIAC300の維持電流より高い)ので、TRIAC300は、TRIAC300の制御電極と第1のアノードとの間に駆動電流が流れない場合であってもなおオン状態のままである。交流電源100により出力される信号が負の半周期にあり、かつ検出回路20が高レベルを出力する場合、出力制御回路30の第1のスイッチ31はオフになり、第2のスイッチ32はオンになり、その結果、電流は、交流電源100から出力ポートへ、双方向スイッチ300を通って流れ、出力制御回路30の第2のスイッチ32、全波整流器ブリッジの接地出力端子、第1のダイオード611、集積回路400の第1の入力端子、及びモータ200を通って流れて、交流電源100に戻る。同様に、TRIAC300がオンになった後、磁気センサ集積回路400は、短絡されることにより出力を停止し、その間、TRIAC300はオン状態を続けることができる。交流電源100により出力される信号が正の半周期にあり、かつ検出回路20が高レベルを出力する場合、又は交流電源100により出力される信号が負の半周期にあり、かつ検出回路20が低レベルを出力する場合、出力制御回路30の第1のスイッチ31及び第2のスイッチ32はいずれもオンにならず、TRIAC300がオフになる。したがって、出力制御回路30は、交流電源100の極性の変化及び磁界検出情報に基づいて、双方向スイッチ300が所定の方式でオン又はオフ状態になるように制御することができ、それにより固定子巻線16の通電を制御して、その結果、固定子により発生される変動磁界が回転子の磁界の位置と適合して、回転子を引きずって単一方向で回転させるようになっており、それにより、モータが通電されるたびに回転子が一定方向に回転することを可能にする。   In a preferred embodiment of the present disclosure, the bidirectional switch 300 is embodied as a triode AC semiconductor switch (TRIAC), the rectifier has a circuit as shown in FIG. 7, and the output control circuit is as shown in FIG. A simple circuit. The current input terminal of the first switch 31 of the output control circuit 30 is connected to the voltage output terminal of the full wave rectifier bridge, and the current output terminal of the second switch 32 is connected to the ground output terminal of the full wave rectifier bridge. The When the signal output from the AC power supply 100 is in a positive half cycle and the detection circuit 20 outputs a low level, the first switch 31 of the output control circuit 30 is turned on and the second switch 32 is turned off. As a result, the current is supplied to the AC power supply 100, the motor 200, the first input terminal of the integrated circuit 400, the voltage drop circuit, the output terminal of the second diode 612 of the full-wave rectifier bridge, and the output control circuit 30. The first switch 31 flows in the order listed, and returns from the output port to the AC power supply 100 through the bidirectional switch 300. After TRIAC 300 is turned on, the series branch formed by voltage drop circuit 500 and magnetic sensor integrated circuit 400 is shorted. The magnetic sensor integrated circuit 400 stops outputting when no voltage is supplied. However, since the current flowing through the two anodes of the TRIAC 300 is sufficiently large (higher than the sustain current of the TRIAC 300), the TRIAC 300 is a case where no drive current flows between the control electrode of the TRIAC 300 and the first anode. Even so, it remains on. When the signal output from the AC power supply 100 is in a negative half cycle and the detection circuit 20 outputs a high level, the first switch 31 of the output control circuit 30 is turned off and the second switch 32 is turned on. As a result, the current flows from the AC power source 100 to the output port through the bidirectional switch 300, the second switch 32 of the output control circuit 30, the ground output terminal of the full-wave rectifier bridge, the first diode. 611, flows through the first input terminal of the integrated circuit 400 and the motor 200, and returns to the AC power supply 100. Similarly, after the TRIAC 300 is turned on, the magnetic sensor integrated circuit 400 stops output by being short-circuited, while the TRIAC 300 can continue to be in the on state. When the signal output from the AC power supply 100 is in a positive half cycle and the detection circuit 20 outputs a high level, or the signal output from the AC power supply 100 is in a negative half cycle and the detection circuit 20 is When outputting a low level, neither the first switch 31 nor the second switch 32 of the output control circuit 30 is turned on, and the TRIAC 300 is turned off. Therefore, the output control circuit 30 can control the bidirectional switch 300 to be turned on or off in a predetermined manner based on the change in the polarity of the AC power supply 100 and the magnetic field detection information, thereby the stator. The energization of the winding 16 is controlled so that the variable magnetic field generated by the stator matches the position of the rotor magnetic field and drags the rotor to rotate in a single direction, This allows the rotor to rotate in a certain direction each time the motor is energized.

本開示の別の実施形態によるモータ構成要素において、モータ及び双方向スイッチは、外部交流電源の両端間に直列に接続することができる。モータ及び双方向スイッチにより形成される第1の直列分岐は、電圧降下回路及び磁気センサ集積回路により形成される第2の直列分岐と並列に接続される。磁気センサ集積回路の出力ポートは、双方向スイッチに接続され、双方向スイッチが所定の方式でオン又はオフにされるように制御し、それにより固定子巻線の通電を制御する。   In a motor component according to another embodiment of the present disclosure, the motor and the bidirectional switch can be connected in series across the external AC power source. The first series branch formed by the motor and the bidirectional switch is connected in parallel with the second series branch formed by the voltage drop circuit and the magnetic sensor integrated circuit. The output port of the magnetic sensor integrated circuit is connected to the bidirectional switch and controls the bidirectional switch to be turned on or off in a predetermined manner, thereby controlling the energization of the stator winding.

上記実施形態により提供されるモータ構成要素は、特にポンプ、ファン、家庭用電化製品及び車両に装置に適用可能であるが、それらに限定されない。家庭用電化製品は、例えば、洗濯機、食器洗浄機、台所用換気装置、及び換気扇など、とすることができる。   The motor components provided by the above embodiment are applicable to the apparatus, particularly, but not limited to, pumps, fans, household appliances and vehicles. The household appliance can be, for example, a washing machine, a dishwasher, a kitchen ventilator, and a ventilator.

上記は、単に本開示の好ましい実施形態を説明したものであり、本開示をいかなる形式でも限定することを意図しない。本開示の好ましい実施形態を上記で開示したが、本開示を限定するものとして解釈すべきものではない。当業者は、本明細書に開示された方法及び技術内容に照らして、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の技術的解決策に対して種々の変更及び修正を為し、並びに均等物を作ることができる。従って、本開示の技術的本質に従って本開示の内容から逸脱することなく上記実施形態に対して為されたいかなる変更及び修正並びに作られた均等物も、本開示の保護範囲内に入るものとする。   The foregoing is merely illustrative of the preferred embodiments of the present disclosure and is not intended to limit the present disclosure in any manner. While preferred embodiments of the disclosure have been disclosed above, they should not be construed as limiting the disclosure. Those skilled in the art will be able to make various changes and modifications to the technical solutions of the present disclosure and equivalently without departing from the scope of the present disclosure in light of the methods and technical contents disclosed herein. You can make things. Accordingly, any changes, modifications, and equivalents made to the above embodiments in accordance with the technical essence of the present disclosure without departing from the content of the present disclosure shall fall within the protection scope of the present disclosure. .

11:回転子
12:固定子鉄心
14:極
15:磁極弧
16:固定子巻線
17:始動溝
30:出力制御回路
31:第1のスイッチ
32:第2のスイッチ
33:単方向スイッチ
100:交流電源
200:モータ
400:センサ集積回路
611:第1のダイオード
612:第2のダイオード
613:第3のダイオード
614:第4のダイオード
621:ツェナーダイオード
Pin:入力ポート
Pout:出力ポート
11: Rotor 12: Stator core 14: Pole 15: Magnetic pole arc 16: Stator winding 17: Starting groove 30: Output control circuit 31: First switch 32: Second switch 33: Unidirectional switch 100: AC power supply 200: motor 400: sensor integrated circuit 611: first diode 612: second diode 613: third diode 614: fourth diode 621: Zener diode Pin: input port Pout: output port

Claims (10)

ハウジングと、前記ハウジングの内部に配置された半導体基板と、前記ハウジングから外に延びる出力ポートと、外部電源に接続するように構成された入力ポートと、前記半導体基板上に配置された電子回路とを備えたセンサ集積回路であって、前記電子回路は、整流器、電源モジュール、出力制御回路及び検出回路を備え、ここで
前記整流器は、前記外部電源を第1の直流電源に変換するように構成され、
前記電源モジュールは、前記第1の直流電源とは異なる第2の直流電源を生成するように構成され、
前記検出回路は、前記第2の直流電源により電力供給され、前記センサ集積回路に入力された信号を検出して対応する制御信号を生成するように構成され、
前記出力制御回路は、少なくとも前記制御信号に応答して、前記センサ集積回路を制御して、電流が前記出力ポートから前記センサ集積回路の外部に流れる第1の状態及び電流が前記センサ集積回路の外部から前記出力ポートに流れる第2の状態のうち少なくとも一方で動作させるように構成される、
ことを特徴とするセンサ集積回路。
A housing, a semiconductor substrate disposed within the housing, an output port extending outward from the housing, an input port configured to connect to an external power source, and an electronic circuit disposed on the semiconductor substrate; The electronic circuit includes a rectifier, a power supply module, an output control circuit, and a detection circuit, wherein the rectifier is configured to convert the external power supply to a first DC power supply. And
The power supply module is configured to generate a second DC power supply different from the first DC power supply;
The detection circuit is configured to generate a corresponding control signal by detecting a signal supplied from the second DC power source and input to the sensor integrated circuit;
The output control circuit controls the sensor integrated circuit in response to at least the control signal, and a first state in which a current flows from the output port to the outside of the sensor integrated circuit and a current of the sensor integrated circuit Configured to operate at least one of the second states flowing from the outside to the output port;
A sensor integrated circuit.
前記検出回路は、外部磁界を検出して前記外部磁界に適合する磁界検出信号を出力するように構成された磁気センサを備え、前記磁界検出信号が前記制御信号として機能することを特徴とする、請求項1に記載のセンサ集積回路。   The detection circuit includes a magnetic sensor configured to detect an external magnetic field and output a magnetic field detection signal suitable for the external magnetic field, and the magnetic field detection signal functions as the control signal. The sensor integrated circuit according to claim 1. 前記出力制御回路に供給される電圧が、前記第2の直流電源の電圧とは異なることを特徴とする、請求項1〜請求項2のいずれかに記載のセンサ集積回路。   The sensor integrated circuit according to claim 1, wherein a voltage supplied to the output control circuit is different from a voltage of the second DC power supply. 前記出力制御回路は、前記第1の直流電源により電力供給され、前記出力制御回路に供給される電圧の平均値が、前記第2の直流電源の出力電圧の平均値より高いことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ集積回路。   The output control circuit is powered by the first DC power supply, and an average value of a voltage supplied to the output control circuit is higher than an average value of an output voltage of the second DC power supply. The sensor integrated circuit according to any one of claims 1 to 3. 前記電源モジュールが、電圧安定器及びバンドギャップ基準電圧源をさらに備え、
前記電圧安定器は、前記第1の直流電源の電圧を安定化して、第3の直流電源として機能する、より低い電圧にするように構成され、
前記バンドギャップ基準電圧源は、前記第3の直流電源により電力供給され、前記第3の直流電源の電圧より低い基準電圧を生成するように構成され、
前記電圧調整器は、前記第1の直流電源により電力供給され、前記基準電圧に基づいて前記第2の直流電源を生成するように構成される
ことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載のセンサ集積回路。
The power module further comprises a voltage stabilizer and a band gap reference voltage source,
The voltage stabilizer is configured to stabilize the voltage of the first DC power supply to a lower voltage that functions as a third DC power supply;
The bandgap reference voltage source is configured to be powered by the third DC power source and generate a reference voltage lower than the voltage of the third DC power source;
5. The voltage regulator is configured to be supplied with power from the first DC power source and to generate the second DC power source based on the reference voltage. The sensor integrated circuit according to any one of the above.
前記第2の直流電源の電圧が、前記第3の直流電源の電圧より低いことを特徴とする、請求項5に記載のセンサ集積回路。   The sensor integrated circuit according to claim 5, wherein the voltage of the second DC power supply is lower than the voltage of the third DC power supply. 前記少なくとも1つの入力ポートは、外部交流電源に接続するように構成された第1の入力ポート及び第2の入力ポートを含み、前記集積回路は、前記外部交流電源により出力される交流を直流に変換するように構成された整流回路をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の集積回路。   The at least one input port includes a first input port and a second input port configured to be connected to an external AC power source, and the integrated circuit converts the AC output from the external AC power source to DC. The integrated circuit according to claim 1, further comprising a rectifier circuit configured to convert. 前記外部電源が交流電源であり、前記出力制御回路は、
前記交流電源が正の半周期にあり、かつ前記外部磁界が第1の磁気極性にある場合、又は前記交流電源が負の半周期にあり、かつ前記外部磁界が前記第1の磁気極性とは逆の第2の磁気極性にある場合、負荷電流が前記出力ポートを通って流れるようにさせ、
前記交流電源が負の半周期にあり、かつ前記外部磁界が前記第1の磁気極性にある場合、又は前記交流電源が正の半周期にあり、かつ前記外部磁界が前記第2の磁気極性にある場合、負荷電流が出力ポートを通って流れないようにさせる
ように構成されることを特徴とする、請求項2〜請求項6のいずれかに記載のセンサ集積回路。
The external power source is an AC power source, and the output control circuit is
When the AC power supply is in a positive half cycle and the external magnetic field is in a first magnetic polarity, or the AC power supply is in a negative half cycle and the external magnetic field is the first magnetic polarity When in the opposite second magnetic polarity, allow load current to flow through the output port;
The AC power supply is in a negative half cycle and the external magnetic field is in the first magnetic polarity, or the AC power supply is in a positive half cycle and the external magnetic field is in the second magnetic polarity. 7. The sensor integrated circuit according to claim 2, wherein the sensor integrated circuit is configured to prevent load current from flowing through the output port in some cases.
モータ及びモータ駆動回路を備えたモータ構成要素であって、前記モータ駆動回路が請求項1〜請求項8のいずれかに記載のセンサ集積回路を含むことを特徴とする、モータ構成要素。   A motor component comprising a motor and a motor drive circuit, wherein the motor drive circuit includes the sensor integrated circuit according to any one of claims 1 to 8. 前記モータ駆動回路が、外部交流電源の両端間に前記モータに対して直列に接続された双方向スイッチをさらに備え、前記センサ集積回路の前記出力ポートは、前記双方向スイッチの制御端子に接続されることを特徴とする、請求項9に記載のモータ構成要素。   The motor drive circuit further includes a bidirectional switch connected in series to the motor between both ends of an external AC power supply, and the output port of the sensor integrated circuit is connected to a control terminal of the bidirectional switch. The motor component according to claim 9, wherein:
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