JP5513949B2 - タイミング検出回路、それを用いたモータ駆動回路、冷却装置、電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態に係る駆動IC100を備える電子機器1の構成を示す回路図である。電子機器1は、たとえばデスクトップ型、あるいはラップトップ型のコンピュータ、ワークステーション、ゲーム機器、オーディオ機器、映像機器などであり、冷却装置2およびCPU(Central Processing Unit)4を備える。冷却装置2は、CPU4に対向して設けられたファンモータ6と、ファンモータ6を駆動する駆動IC100を備える。
オフセット補正回路16は、入力信号S5のオフセットを計算し、そのオフセットを減算することで出力信号のオフセットがゼロとなるようにフィードバックループが形成され、そのループ内には積分特性を有する積分器59が挿入される。オフセット計算はホールセンサの電気角1周期に1回実行されるため、この周期が積分器59を動作させるサンプリング周波数を与える。このオフセット補正回路16の特性はハイパスフィルタの特性を示す。
10×4−5×4=20
となるから、補正量ΔCMPは、総和20に1/10を乗じた2となる。オフセット補正回路50は、第5信号S5から補正量ΔCMP=2を減算する。積分器56の出力Xは、ホール信号の周期ごとにリセットされる。
図5(a)〜(f)は、図1の駆動IC100の各ブロックの動作を示す波形図である。図5(a)に示されるように、第5信号S5のオフセットがオフセット補正回路16によって補正される。続いて振幅制御回路18は、図5(b)に示すように第6信号S6の振幅を目標値REFと一致するように補正する。続いて図5(c)に示すように振幅補正回路20によって第6信号S6が絶対値化され、第7信号S7が生成される。
第2の実施の形態では、温度に応じた、あるいは外部からの制御信号にもとづくファンモータ6の回転制御について説明する。図6(a)〜(c)は、第2の実施の形態に係る駆動IC100の構成を示す回路図である。
駆動IC100aは、サーミスタ用端子THと、第3A/DコンバータADC3と、制御指令回路72と、を備える。
第4A/DコンバータADC4は、デューティ比制御電圧VDUTYをアナログデジタル変換し、デジタルの第11信号S11を生成する。制御指令回路78は、第11信号S11に応じて、PWM駆動のためのデューティ比を示す第12信号S12を生成する。
冷却対象のCPUの発熱量やその温度、熱暴走のしきい値温度などは、CPUごとに異なる場合がある。したがって、冷却ファンの回転速度は、冷却対象に応じて柔軟に設定できることが望ましい。第3の実施の形態では、柔軟な回転数制御を提供する技術について説明する。
図7の駆動IC100dは、図6(b)、(c)のデューティ比制御端子DUTYに代えて、PWMパルス信号入力端子PWMを備え、この端子にはパルス幅変調された外部PWM信号PWMが入力される。駆動IC100は、外部PWM信号のデューティ比に応じてファンモータ6をPWM駆動する。外部PWM信号PWMのデューティ比は0〜100%の範囲を取り得る。
α0=1
(2) temp<TLOWER
αn=(MIN100P−MINDUTY)/(100−MINDUTY)
この範囲における傾きαkは、温度tempに応じて段階的に、たとえばn=16段階で切りかえられる。つまりα3は、
αk=(α0−αn)/n×k
で与えられる。
傾き算出部141は、上述した規則にもとづき、傾きαを算出する。
第1演算器142は、データSPWMからMIN_DUTYを減ずる。第2演算器143は、第1演算器142の出力データ(SPWM−MIN_DUTY)に傾きαを乗ずる。第3演算器144は、MIN_DUTYとα×(SPWM−MIN_DUTY)を加算する。
α×(SPWM−MIN_DUTY)+MIN_DUTY
を選択する。セレクタ146は、符号signが負のとき、入力(1)側のデータMIN_DUTYを選択する。セレクタ146の出力データSDUTYは、パルス変調器へと出力される。
図11は、第4の実施の形態に係る駆動IC100eを用いた冷却装置2の構成を示すブロック図である。第4の実施の形態に係る駆動IC100eでは、上述した第1〜第3の実施の形態で説明した技術が利用されている。以下、駆動IC100eの各ブロックについて説明する。
タイミング検出回路90は、クロック信号CLKと同期した処理を行う。カウンタ92は、クロック信号CLKに応じてカウント動作を行うタイマーである。ここではカウンタ92は、クロック信号CLKの周期ごとに所定のインクリメント数づつカウントアップする。図13においてインクリメント数は10進数で”1”である。
Claims (7)
- ホールセンサからのホール信号に応じた信号を受け、前記ホール信号の周期内の所定のタイミングにおいてアサートされるタイミング信号を生成するタイミング検出回路であって、
クロック信号に応じてカウント動作を行うカウンタと、
前記ホール信号の周期ごとに前記カウンタのカウント値を、リセット直前のカウント値に負の係数を乗じた値にリセットするリセット部と、
前記カウンタの値がゼロクロスするタイミングごとに前記タイミング信号をアサートする比較部と、
を備えることを特徴とするタイミング検出回路。 - 前記負の係数は−1/2であり、前記所定のタイミングは、前記周期の1/3のタイミングであることを特徴とする請求項1に記載のタイミング検出回路。
- 前記比較部は、前記カウンタの値が所定のしきい値に達すると、モータの異常停止を示す異常検出信号をアサートすることを特徴とする請求項1または2に記載のタイミング検出回路。
- ホールセンサから相補的な第1、第2信号を含むホール信号を受け、モータを駆動するモータ駆動回路であって、
前記ホール信号の第1、第2信号をそれぞれアナログデジタル変換し、デジタルの第3、第4信号を生成する第1、第2A/Dコンバータと、
前記第3、第4信号の差分に応じたシングルエンドの第5信号を生成する差動変換回路と、
前記第5信号のオフセットを補正し、第6信号を生成するオフセット補正回路と、
前記第6信号の振幅を所定の目標値に安定化するとともにその値を絶対値化し、第7信号を生成する振幅制御回路と、
前記第7信号にもとづいて制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号にもとづいて前記モータを駆動するドライバ回路と、
前記第5信号に応じた信号を受け、前記タイミング信号を生成する請求項1から3のいずれかに記載のタイミング検出回路と、
を備え、
前記振幅制御回路は、前記タイミング信号がアサートされるタイミングにおける前記第7信号の値を前記第7信号の振幅とすることを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記タイミング検出回路は、請求項3に記載のタイミング検出回路であり、
前記制御信号生成部は、前記異常検出信号がアサートされると、前記モータの回転を停止することを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動回路。 - ファンモータと、
前記ファンモータを駆動する請求項4または5に記載の駆動回路と、
を備えることを特徴とする冷却装置。 - プロセッサと、
前記プロセッサを冷却する請求項6に記載の冷却装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。
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