JPH06165567A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH06165567A JPH06165567A JP43A JP33093292A JPH06165567A JP H06165567 A JPH06165567 A JP H06165567A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33093292 A JP33093292 A JP 33093292A JP H06165567 A JPH06165567 A JP H06165567A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/28—Speed controlling, regulating, or indicating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低消費電力と回路の簡素化を図りつつ、低電
源電圧まで効率よく動作できるようにした出力回路を備
えた半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 内部で発生された周期的なパルス又は外部か
ら供給される周期的なパルスを受けて、電源電圧以上に
高くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路を設け、プッシ
ュプル形態にされたNPN型の一対の出力トランジスタ
のうちの電源電圧側に設けられる出力トランジスタの駆
動電流を形成するPNP型の駆動トランジスタのエミッ
タに供給する。 【効果】 駆動トランジスタのエミッタ電圧が電源電圧
以上に高くできるから、この駆動トランジスタのベー
ス,エミッタ間電圧分だけ出力ダイナミックレンジを大
きくできる。
源電圧まで効率よく動作できるようにした出力回路を備
えた半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 内部で発生された周期的なパルス又は外部か
ら供給される周期的なパルスを受けて、電源電圧以上に
高くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路を設け、プッシ
ュプル形態にされたNPN型の一対の出力トランジスタ
のうちの電源電圧側に設けられる出力トランジスタの駆
動電流を形成するPNP型の駆動トランジスタのエミッ
タに供給する。 【効果】 駆動トランジスタのエミッタ電圧が電源電圧
以上に高くできるから、この駆動トランジスタのベー
ス,エミッタ間電圧分だけ出力ダイナミックレンジを大
きくできる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
に関し、例えばモータの回転制御を行うものに利用して
有効な技術に関するものである。
に関し、例えばモータの回転制御を行うものに利用して
有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モータの回転制御を行う回路として、図
3に示すような回路がある。このようなモータの制御回
路に関しては、特開昭63−294290号公報があ
る。同図において、H1 , H2 , H3 は、ホール素子で
あって、モータの回転位置検出を磁気的に行うものであ
る。ホール素子H1 , H2 , H3 からは、図4の(A)
〜(C)に示すような回転位置検出信号u,v,wが得
られ、ホール増幅器2,3,4に供給される。
3に示すような回路がある。このようなモータの制御回
路に関しては、特開昭63−294290号公報があ
る。同図において、H1 , H2 , H3 は、ホール素子で
あって、モータの回転位置検出を磁気的に行うものであ
る。ホール素子H1 , H2 , H3 からは、図4の(A)
〜(C)に示すような回転位置検出信号u,v,wが得
られ、ホール増幅器2,3,4に供給される。
【0003】ホール増幅器2〜4は、上記検出信号u,
v,wの増幅を行うとともに波形整形し、次段のマトリ
ックス(MATRIX) 回路5に供給する。マトリックス回路
5は、図5の(A)〜(C)に示すようなハイレベル
H、ミドルレベルM及びロウレベルLの3値にレベル変
化する相切り換え信号U,V,Wを次段の3差動回路9
に供給する。
v,wの増幅を行うとともに波形整形し、次段のマトリ
ックス(MATRIX) 回路5に供給する。マトリックス回路
5は、図5の(A)〜(C)に示すようなハイレベル
H、ミドルレベルM及びロウレベルLの3値にレベル変
化する相切り換え信号U,V,Wを次段の3差動回路9
に供給する。
【0004】3差動増幅回路9は、3個のNPNトラン
ジスタQ1 ,Q2 , Q3 で構成された第1の3差動回路
と、3個のPNPトランジスタQ4 , Q5 , Q6 で構成
された第2の3差動回路からなり、電流I01とI02が電
流制御回路8によって制御される。3差動回路9のう
ち、NPNトランジスタQ1 , Q2 , Q3 は、相切り換
え信号U,V,WがハイレベルHのとき、出力回路A
1’,A3’,A5’を駆動し、ミドルレベルM、ロウ
レベルLのときにはオフ状態にされる。また、PNPト
ランジスタQ4 , Q5 , Q6 は、相切り換え信号U,
V,WがハイレベルH、ミドルレベルMのときにはオフ
状態にされ、ロウレベルLのときにはオン状態にされ
る。
ジスタQ1 ,Q2 , Q3 で構成された第1の3差動回路
と、3個のPNPトランジスタQ4 , Q5 , Q6 で構成
された第2の3差動回路からなり、電流I01とI02が電
流制御回路8によって制御される。3差動回路9のう
ち、NPNトランジスタQ1 , Q2 , Q3 は、相切り換
え信号U,V,WがハイレベルHのとき、出力回路A
1’,A3’,A5’を駆動し、ミドルレベルM、ロウ
レベルLのときにはオフ状態にされる。また、PNPト
ランジスタQ4 , Q5 , Q6 は、相切り換え信号U,
V,WがハイレベルH、ミドルレベルMのときにはオフ
状態にされ、ロウレベルLのときにはオン状態にされ
る。
【0005】したがって、図4のt0 〜t1 間において
は、トランジスタQ1 とQ5 がオン状態となり、トラン
ジスタQ30とQ31で構成された電源電圧VCC側の出力回
路A1’と、接地側トランジスタA4’(A2’のトラ
ンジスタQ32とQ33と同様な構成とされている。)とが
動作して、モータコイルL1とL2に駆動電流を流すよ
うにする。
は、トランジスタQ1 とQ5 がオン状態となり、トラン
ジスタQ30とQ31で構成された電源電圧VCC側の出力回
路A1’と、接地側トランジスタA4’(A2’のトラ
ンジスタQ32とQ33と同様な構成とされている。)とが
動作して、モータコイルL1とL2に駆動電流を流すよ
うにする。
【0006】図4のt1 〜t2 間においては、電源側出
力回路A1’と接地側の出力回路A6’が動作し、モー
タコイルL1とL3に駆動電流を流すようにする。以
下、トランジスタQ1 〜Q6 が相切り換え信号U,V,
Wのレベル変化に応じて動作し、電源側出力回路A
1’、A3’、A5’と、接地側出力回路A2’、A
4’、A6’を順次に駆動する。この結果、図4のt2
〜t3 間においてはモータコイルL2とL3間に駆動電
流が流れ、t3 〜t4 間においてはモータコイルL2と
L1間に駆動電流が流れ、t4 〜t5 間においてはモー
タコイルL3とL1間に駆動電流が流れ、t5 〜t6 間
においてはモータコイルL3とL2間に駆動電流が流れ
る。
力回路A1’と接地側の出力回路A6’が動作し、モー
タコイルL1とL3に駆動電流を流すようにする。以
下、トランジスタQ1 〜Q6 が相切り換え信号U,V,
Wのレベル変化に応じて動作し、電源側出力回路A
1’、A3’、A5’と、接地側出力回路A2’、A
4’、A6’を順次に駆動する。この結果、図4のt2
〜t3 間においてはモータコイルL2とL3間に駆動電
流が流れ、t3 〜t4 間においてはモータコイルL2と
L1間に駆動電流が流れ、t4 〜t5 間においてはモー
タコイルL3とL1間に駆動電流が流れ、t5 〜t6 間
においてはモータコイルL3とL2間に駆動電流が流れ
る。
【0007】図3の回路では、電源電圧側の出力回路A
1’のようにPNP型の駆動トランジスタと、その出力
信号を受けるNPNの出力トランジスタから構成されて
いる。このため、出力回路の駆動能力は、トランジスタ
Q30とQ31の残り電圧(上側の飽和電圧)で制限されて
しまう。
1’のようにPNP型の駆動トランジスタと、その出力
信号を受けるNPNの出力トランジスタから構成されて
いる。このため、出力回路の駆動能力は、トランジスタ
Q30とQ31の残り電圧(上側の飽和電圧)で制限されて
しまう。
【0008】モータ回転制御回路は、フロッピーディス
クやハードディスク記憶装置に用いられ、小型化や携帯
化等のために電源電圧が5Vや3Vのような低電圧化さ
れる傾向にある。このように低電圧化に伴い、上記出力
回路の残り電圧が無視できなくなってきている。
クやハードディスク記憶装置に用いられ、小型化や携帯
化等のために電源電圧が5Vや3Vのような低電圧化さ
れる傾向にある。このように低電圧化に伴い、上記出力
回路の残り電圧が無視できなくなってきている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、回
路の簡素化を図りつつ、低電源電圧まで効率よく動作で
きるようにした出力回路を備えた半導体集積回路装置を
提供することにある。この発明の他の目的は、回路の簡
素化及び低消費電力化を図りつつ、低電源電圧まで効率
よく動作できるようにした出力回路を備えた半導体集積
回路装置を提供することにある。この発明の前記ならび
にそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述およ
び添付図面から明らかになるであろう。
路の簡素化を図りつつ、低電源電圧まで効率よく動作で
きるようにした出力回路を備えた半導体集積回路装置を
提供することにある。この発明の他の目的は、回路の簡
素化及び低消費電力化を図りつつ、低電源電圧まで効率
よく動作できるようにした出力回路を備えた半導体集積
回路装置を提供することにある。この発明の前記ならび
にそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述およ
び添付図面から明らかになるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、内部で発生された周期的な
パルス又は外部から供給される周期的なパルスを受け
て、電源電圧以上に高くされた昇圧電圧を形成する昇圧
回路を設け、プッシュプル形態にされたNPN型の一対
の出力トランジスタのうちの電源電圧側に設けられる出
力トランジスタの駆動電流を形成するPNP型の駆動ト
ランジスタのエミッタに供給する。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、内部で発生された周期的な
パルス又は外部から供給される周期的なパルスを受け
て、電源電圧以上に高くされた昇圧電圧を形成する昇圧
回路を設け、プッシュプル形態にされたNPN型の一対
の出力トランジスタのうちの電源電圧側に設けられる出
力トランジスタの駆動電流を形成するPNP型の駆動ト
ランジスタのエミッタに供給する。
【0011】
【作用】上記した手段によれば、駆動トランジスタのエ
ミッタ電圧が電源電圧以上に高くできるから、この駆動
トランジスタのベース,エミッタ間電圧分だけ出力ダイ
ナミックレンジを大きくできる。
ミッタ電圧が電源電圧以上に高くできるから、この駆動
トランジスタのベース,エミッタ間電圧分だけ出力ダイ
ナミックレンジを大きくできる。
【0012】
【実施例】図1には、この発明に係る半導体集積回路装
置を用いた3相スピンドルモータ駆動回路システムの一
実施例のブロック図が示されている。同図において、点
線で示された半導体集積回路装置ICを構成する各回路
ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術により、
単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形
成される。
置を用いた3相スピンドルモータ駆動回路システムの一
実施例のブロック図が示されている。同図において、点
線で示された半導体集積回路装置ICを構成する各回路
ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術により、
単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形
成される。
【0013】同図において、前記同様にH1 , H2 , H
3 は、ホール素子であって、モータの回転位置検出を磁
気的に行うものである。各ホール素子H1 , H2 , H3
からは、図4の(A),(B),(C)に示すような回
転位置検出信号u,v,wが得られ、ホール増幅器2,
3,4にそれぞれ供給される。
3 は、ホール素子であって、モータの回転位置検出を磁
気的に行うものである。各ホール素子H1 , H2 , H3
からは、図4の(A),(B),(C)に示すような回
転位置検出信号u,v,wが得られ、ホール増幅器2,
3,4にそれぞれ供給される。
【0014】ホール増幅器2,3,4は、上記検出信号
u,v,wの増幅を行うとともに波形整形し、次段のマ
トリックス(MATRIX) 回路5に供給する。マトリックス
回路5は、図5の(A),(B),(C)に示すような
ハイレベルH、ミドルレベルM及びロウレベルLの3値
にレベル変化する相切り換え信号U,V,Wを次段の3
差動回路6に供給する。
u,v,wの増幅を行うとともに波形整形し、次段のマ
トリックス(MATRIX) 回路5に供給する。マトリックス
回路5は、図5の(A),(B),(C)に示すような
ハイレベルH、ミドルレベルM及びロウレベルLの3値
にレベル変化する相切り換え信号U,V,Wを次段の3
差動回路6に供給する。
【0015】回転数検出のためのFG(周波数発電機)
信号はFGアンプ6に供給される。このFGアンプ6
は、上記入力されたFG信号を増幅して速度ディスクリ
回路15に入力する。速度ディスクリ回路15では、上
記FG信号と、バッファアンプ7を通して入力された基
準周波数信号とを比較し、誤差信号を形成する。特に制
限されないが、この実施例においては、上記基準周波数
信号としてマイクロプロセッサMPU等のコントロール
IC17により形成されたクロックパルスを利用するも
のである。これに代えて、半導体集積回路装置ICに水
晶発振回路等の基準周波数発生回路を設けて、それを利
用するものであってもよい。
信号はFGアンプ6に供給される。このFGアンプ6
は、上記入力されたFG信号を増幅して速度ディスクリ
回路15に入力する。速度ディスクリ回路15では、上
記FG信号と、バッファアンプ7を通して入力された基
準周波数信号とを比較し、誤差信号を形成する。特に制
限されないが、この実施例においては、上記基準周波数
信号としてマイクロプロセッサMPU等のコントロール
IC17により形成されたクロックパルスを利用するも
のである。これに代えて、半導体集積回路装置ICに水
晶発振回路等の基準周波数発生回路を設けて、それを利
用するものであってもよい。
【0016】上記速度ディクリ回路15は、誤差信号を
積分器で平滑して直流電圧として出力する。この直流化
された誤差信号は、制御アンプ8に供給されて3差動回
路に入力される。これにより、回数数に応じた誤差信号
により制御アンプ8がコントロールされ、モータの回転
数が一定に制御される。
積分器で平滑して直流電圧として出力する。この直流化
された誤差信号は、制御アンプ8に供給されて3差動回
路に入力される。これにより、回数数に応じた誤差信号
により制御アンプ8がコントロールされ、モータの回転
数が一定に制御される。
【0017】3差動増幅回路は、前記同様に3個のNP
NトランジスタQ1 ,Q2 , Q3 で構成された第1の3
差動回路と、3個のPNPトランジスタQ4 , Q5 , Q
6 で構成された第2の3差動回路からなり、制御アンプ
8によって電流制御される。3差動回路のうち、NPN
トランジスタQ1 , Q2 , Q3 は、相切り換え信号U,
V,WがハイレベルHのとき、出力回路A1,A3,A
5を駆動し、ミドルレベルM、ロウレベルLのときには
オフ状態にされる。また、PNPトランジスタQ4 , Q
5 , Q6 は、相切り換え信号U,V,Wがハイレベル
H、ミドルレベルMのときにはオフ状態にされ、ロウレ
ベルLのときにはオン状態にされて出力回路A2,A
4,A5を駆動する。これにより、前記同様にモータを
回転させるためのモークコイルL1,L2,L3の駆動
電流が形成される。
NトランジスタQ1 ,Q2 , Q3 で構成された第1の3
差動回路と、3個のPNPトランジスタQ4 , Q5 , Q
6 で構成された第2の3差動回路からなり、制御アンプ
8によって電流制御される。3差動回路のうち、NPN
トランジスタQ1 , Q2 , Q3 は、相切り換え信号U,
V,WがハイレベルHのとき、出力回路A1,A3,A
5を駆動し、ミドルレベルM、ロウレベルLのときには
オフ状態にされる。また、PNPトランジスタQ4 , Q
5 , Q6 は、相切り換え信号U,V,Wがハイレベル
H、ミドルレベルMのときにはオフ状態にされ、ロウレ
ベルLのときにはオン状態にされて出力回路A2,A
4,A5を駆動する。これにより、前記同様にモータを
回転させるためのモークコイルL1,L2,L3の駆動
電流が形成される。
【0018】この実施例では、低電圧までの効率のよい
動作を可能にするため、昇圧回路1が設けられる。この
昇圧回路1は、上記基準周波数信号を受ける分周回路1
6により分周された周期的なパルス信号を用いて、電源
電圧Vcc以上に高くされた昇圧電圧を形成する。
動作を可能にするため、昇圧回路1が設けられる。この
昇圧回路1は、上記基準周波数信号を受ける分周回路1
6により分周された周期的なパルス信号を用いて、電源
電圧Vcc以上に高くされた昇圧電圧を形成する。
【0019】昇圧回路1の動作は、次の通りである。分
周回路16の出力信号がロウレベルのとき、トランジス
タQ20はオフ状態にされる。このトランジスタQ20
がオフ状態にされると、トランジスタQ21がオン状態
にされる。トランジスタQ21がオン状態にされると、
トランジスタQ16のコレクタ電流はトランジスタQ2
1を通して消費され、トランジスタQ17とQ18はオ
フ状態にされる。上記トランジスタQ21のコレクタ電
流は、トランジスタQ19にも流れ、コンデンサC1を
トランジスタQ22を通して充電させる。このときのコ
ンデンサC1を充電する能力は、トランジスタQ15の
コレクタ電流に依存することになる。
周回路16の出力信号がロウレベルのとき、トランジス
タQ20はオフ状態にされる。このトランジスタQ20
がオフ状態にされると、トランジスタQ21がオン状態
にされる。トランジスタQ21がオン状態にされると、
トランジスタQ16のコレクタ電流はトランジスタQ2
1を通して消費され、トランジスタQ17とQ18はオ
フ状態にされる。上記トランジスタQ21のコレクタ電
流は、トランジスタQ19にも流れ、コンデンサC1を
トランジスタQ22を通して充電させる。このときのコ
ンデンサC1を充電する能力は、トランジスタQ15の
コレクタ電流に依存することになる。
【0020】次に、分周回路16の出力信号がハイレベ
ルのときには、トランジスタQ20がオン状態にされ、
トランジスタQ21がオフ状態にされる。このため、ト
ランジスタQ16のコレクタ電流は、トランジスタQ1
7とQ18に流れることになる。上記トランジスタQ2
1のオフ状態に応じてトランジスタQ19もオフ状態に
される。トランジスタQ17とQ18は、エミッタ面積
比が1:N(Nは1より大きい数で約20程度)に設定
されており、トランジスタQ16のコレクタ電流を増幅
し、コンデンサC1に供給される。
ルのときには、トランジスタQ20がオン状態にされ、
トランジスタQ21がオフ状態にされる。このため、ト
ランジスタQ16のコレクタ電流は、トランジスタQ1
7とQ18に流れることになる。上記トランジスタQ2
1のオフ状態に応じてトランジスタQ19もオフ状態に
される。トランジスタQ17とQ18は、エミッタ面積
比が1:N(Nは1より大きい数で約20程度)に設定
されており、トランジスタQ16のコレクタ電流を増幅
し、コンデンサC1に供給される。
【0021】分周回路16の出力信号がロウレベルのと
き、トランジスタQ18のエミッタ電位は、VCEQ21 +
VBEQ19 ≒1Vとなり、トランジスタQ22のエミッタ
電位はVcc−VBEQ22 ≒4.3V(Vccが5Vのとき)
である。このため、コンデンサC1の両端の電位差は、
約3.3Vである。ここで、分周回路16の出力信号が
上記のようにハイレベルに変化すると、トランジスタQ
18のエミッタ電位は、Vcc−(VCEQ16 +VBEQ18 )
≒Vcc−1V=4Vとなり、トランジスタQ22のエミ
ッタ電位は、次式(1)のようになる。
き、トランジスタQ18のエミッタ電位は、VCEQ21 +
VBEQ19 ≒1Vとなり、トランジスタQ22のエミッタ
電位はVcc−VBEQ22 ≒4.3V(Vccが5Vのとき)
である。このため、コンデンサC1の両端の電位差は、
約3.3Vである。ここで、分周回路16の出力信号が
上記のようにハイレベルに変化すると、トランジスタQ
18のエミッタ電位は、Vcc−(VCEQ16 +VBEQ18 )
≒Vcc−1V=4Vとなり、トランジスタQ22のエミ
ッタ電位は、次式(1)のようになる。
【0022】 Vcc -( V CEQ16 +VBEQ18 )+〔 Vcc-VBEQ22 - (VCEQ16 +VBEQ18 )〕 =2Vcc−2VCE(sat) −3VBE≒7.7V ・・・・・・・・・・(1) ただし、VCE(sat) =VCEQ16 =VCEQ21 であり、VBE
=VBEQ18 =VBEQ19=VBEQ22 及びVcc=5Vとし
た。つまり、トランジスタQ22のエミッタ電位約7.
7Vとなり、トランジスタQ22はカットオフされ、ダ
イオード形態のトランジスタQ23と、外付コンデンサ
C2により平滑されて、約7Vのような昇圧電圧が形成
される。この際、コンデンサC1を通した電流は、コン
デンサC2を充電するとともに、駆動段としてのPNP
トランジスタQ8や、3差動回路を構成するPNPトラ
ンジスタQ4等のエミッタ電流としても消費される。
=VBEQ18 =VBEQ19=VBEQ22 及びVcc=5Vとし
た。つまり、トランジスタQ22のエミッタ電位約7.
7Vとなり、トランジスタQ22はカットオフされ、ダ
イオード形態のトランジスタQ23と、外付コンデンサ
C2により平滑されて、約7Vのような昇圧電圧が形成
される。この際、コンデンサC1を通した電流は、コン
デンサC2を充電するとともに、駆動段としてのPNP
トランジスタQ8や、3差動回路を構成するPNPトラ
ンジスタQ4等のエミッタ電流としても消費される。
【0023】図4の波形図に示すようなホール出力波形
が入力された場合について説明する。この説明において
は、t0 〜t1 の間を代表として例示的に説明する。他
の期間も、ほぼ同様であるので説明を省略する。t0 〜
t1 の期間においては、トランジスタQ1とQ5がオン
状態となり、トランジスタQ7,Q8,Q12で構成さ
れた電源側の出力回路A1と、接地側の出力回路A4
(出力回路A2のトランジスタQ9,Q10,Q11,
Q13と同様な構成である。)とが動作し、モータコイ
ルL1とL2に駆動電流を流す。
が入力された場合について説明する。この説明において
は、t0 〜t1 の間を代表として例示的に説明する。他
の期間も、ほぼ同様であるので説明を省略する。t0 〜
t1 の期間においては、トランジスタQ1とQ5がオン
状態となり、トランジスタQ7,Q8,Q12で構成さ
れた電源側の出力回路A1と、接地側の出力回路A4
(出力回路A2のトランジスタQ9,Q10,Q11,
Q13と同様な構成である。)とが動作し、モータコイ
ルL1とL2に駆動電流を流す。
【0024】このとき、接地側の出力回路A4における
出力トランジスタ(A2のトランジスタQ13に相当す
る)のベース電流が、同じ回路A4のトランジスタ(A
2のトランジスタQ10に相当する)によって検出され
る。このトランジスタのコレクタ電流は、昇圧回路1の
トランジスタQ14に供給される。昇圧回路1では、ト
ランジスタQ14に対してトランジスタQ15及びQ1
6とが電流ミラー形態にされており、上記電流供給能力
が上記出力回路A4に流れる電流に対応して増減され
る。
出力トランジスタ(A2のトランジスタQ13に相当す
る)のベース電流が、同じ回路A4のトランジスタ(A
2のトランジスタQ10に相当する)によって検出され
る。このトランジスタのコレクタ電流は、昇圧回路1の
トランジスタQ14に供給される。昇圧回路1では、ト
ランジスタQ14に対してトランジスタQ15及びQ1
6とが電流ミラー形態にされており、上記電流供給能力
が上記出力回路A4に流れる電流に対応して増減され
る。
【0025】昇圧回路1の出力トランジスタQ23のエ
ミッタには、前記のように約7Vのように電源電圧Vcc
以上の高い昇圧電圧とされる。このため、トランジスタ
Q7とQ8のエミッタ電位が約7Vのような高い電圧に
されて飽和することがない。それ故、電源側の出力回路
A1の飽和電圧は、出力トランジスタQ12のコレク
タ,エミッタ間の飽和電圧VCEQ12(sat)によって決定さ
れる。また、接地側の出力回路A4の飽和電圧は、当然
のことながら出力回路A2の出力トランジスタQ13の
飽和電圧VCEQ13(sat)と同様な出力トランジスタの飽和
電圧VCE(sat) により決定される。つまり、この実施例
にあっては、出力飽和電圧(ダイナミックレンジ)は、
出力トランジスタのコレクタ,エミッタ間飽和電圧のみ
によって決定される。
ミッタには、前記のように約7Vのように電源電圧Vcc
以上の高い昇圧電圧とされる。このため、トランジスタ
Q7とQ8のエミッタ電位が約7Vのような高い電圧に
されて飽和することがない。それ故、電源側の出力回路
A1の飽和電圧は、出力トランジスタQ12のコレク
タ,エミッタ間の飽和電圧VCEQ12(sat)によって決定さ
れる。また、接地側の出力回路A4の飽和電圧は、当然
のことながら出力回路A2の出力トランジスタQ13の
飽和電圧VCEQ13(sat)と同様な出力トランジスタの飽和
電圧VCE(sat) により決定される。つまり、この実施例
にあっては、出力飽和電圧(ダイナミックレンジ)は、
出力トランジスタのコレクタ,エミッタ間飽和電圧のみ
によって決定される。
【0026】一般にモータを起動させるためには、定常
回転時に比較して、10倍程度の起動電流が必要とな
る。例えば、モータ定常回転時で無負荷の電流を50m
A程度とすると、起動電流が0.5A程度も必要とされ
る。起動電流が0.5Aであるとすると、当然のように
出力回路A1〜A6の出力トランジスタにも0.5Aの
電流を流す必要がある。上記出力トランジスタのパワー
電流増幅率hFEを50とすると、0.5/50=10m
Aものベース電流が必要とされる。つまり、出力トラン
ジスタを駆動する駆動トランジスタQ8(プリドライバ
ー段)等には、少なくとも10mA以上を必要とする。
回転時に比較して、10倍程度の起動電流が必要とな
る。例えば、モータ定常回転時で無負荷の電流を50m
A程度とすると、起動電流が0.5A程度も必要とされ
る。起動電流が0.5Aであるとすると、当然のように
出力回路A1〜A6の出力トランジスタにも0.5Aの
電流を流す必要がある。上記出力トランジスタのパワー
電流増幅率hFEを50とすると、0.5/50=10m
Aものベース電流が必要とされる。つまり、出力トラン
ジスタを駆動する駆動トランジスタQ8(プリドライバ
ー段)等には、少なくとも10mA以上を必要とする。
【0027】したがって、起動時に昇圧回路1において
は、少なくとも10mAの出力電流を確保する必要があ
る。ところが、実際には昇圧回路1には、上記のような
プリドライバー段の電流とともに、外付けコンデンサC
2に充電する電流も必要であり、トランジスタQ23か
ら供給されるべき最小の電流は約10mA×2=20m
Aとなる。
は、少なくとも10mAの出力電流を確保する必要があ
る。ところが、実際には昇圧回路1には、上記のような
プリドライバー段の電流とともに、外付けコンデンサC
2に充電する電流も必要であり、トランジスタQ23か
ら供給されるべき最小の電流は約10mA×2=20m
Aとなる。
【0028】一方、モータの定常回転時無負荷の場合を
考えると、出力トランジスタが飽和していない状態であ
り、この時の電流は約(50mA/hFE)×2=(50
/200)×2=0.5mAとなる。つまり、昇圧回路
1における必要な電流は、起動電流を想定すると、最小
20mA流す必要があり、定常回転時と比較して数十倍
のバイアス電流が必要となる。このため、昇圧回路1の
動作電流を固定に設定すると、半導体集積回路装置の消
費電流が大きくなってしまう。
考えると、出力トランジスタが飽和していない状態であ
り、この時の電流は約(50mA/hFE)×2=(50
/200)×2=0.5mAとなる。つまり、昇圧回路
1における必要な電流は、起動電流を想定すると、最小
20mA流す必要があり、定常回転時と比較して数十倍
のバイアス電流が必要となる。このため、昇圧回路1の
動作電流を固定に設定すると、半導体集積回路装置の消
費電流が大きくなってしまう。
【0029】この実施例では、出力トランジスタQ13
等に流れる電流を、そのベース側に設けられたトランジ
スタQ10により検出し、その電流量に比例した電流を
昇圧回路1のバイアス電流とすることにより、上記の欠
点を無くすことができる。つまり、起動時の消費電力
は、出力トランジスタに流れる電流によってほぼ決定さ
れるため、昇圧回路1により消費される電力は大きな問
題とならない。一方、定常回転時には、昇圧回路1自身
に流れる電流が少ないため、他の回路ブロックにおいて
流れるバイアス電流に比較して無視でき、消費電力のア
ップにはならず、低消費電力化を図ることができる。
等に流れる電流を、そのベース側に設けられたトランジ
スタQ10により検出し、その電流量に比例した電流を
昇圧回路1のバイアス電流とすることにより、上記の欠
点を無くすことができる。つまり、起動時の消費電力
は、出力トランジスタに流れる電流によってほぼ決定さ
れるため、昇圧回路1により消費される電力は大きな問
題とならない。一方、定常回転時には、昇圧回路1自身
に流れる電流が少ないため、他の回路ブロックにおいて
流れるバイアス電流に比較して無視でき、消費電力のア
ップにはならず、低消費電力化を図ることができる。
【0030】昇圧回路1は、3相モータドライバでの各
相のドライバの電流を各相で検出し、1つのバイアス源
に流すことにより、1つの回路で構成することができ
る。つまり、各相は120°通電のため、1周期でいず
れかがオン状態になっていることにより、昇圧回路1の
バイアス電流の各相度のバラツキはない。
相のドライバの電流を各相で検出し、1つのバイアス源
に流すことにより、1つの回路で構成することができ
る。つまり、各相は120°通電のため、1周期でいず
れかがオン状態になっていることにより、昇圧回路1の
バイアス電流の各相度のバラツキはない。
【0031】図2には、この発明の他の一実施例のブロ
ック図が示されている。この実施例では、入力電圧とし
て3入力源Vin1 、Vin2 、Vin3 があり、入力バッフ
ァ10、11、12を介してロジック回路13に入力さ
れる。ロジック回路13は、入力信号に応じてパワー増
幅器A10、A11、A12のいずれかを動作させるよ
うにするものである。これは、上記3入力源Vin1 、V
in2 、Vin3 がホール素子からの入力信号である考えて
もよい。
ック図が示されている。この実施例では、入力電圧とし
て3入力源Vin1 、Vin2 、Vin3 があり、入力バッフ
ァ10、11、12を介してロジック回路13に入力さ
れる。ロジック回路13は、入力信号に応じてパワー増
幅器A10、A11、A12のいずれかを動作させるよ
うにするものである。これは、上記3入力源Vin1 、V
in2 、Vin3 がホール素子からの入力信号である考えて
もよい。
【0032】この実施例のパワー増幅器A10〜A12
においても、前記説明したと同様な昇圧回路1により形
成された昇圧電圧が供給される。上記パワー増幅器A1
0〜A12に流す電流は、マイクロプロセッサ等からな
るコントロールIC17により制御される。この制御電
圧Vcは、入力バッファ14を通して上記パワー増幅器
A10〜A12の制御入力に供給される。
においても、前記説明したと同様な昇圧回路1により形
成された昇圧電圧が供給される。上記パワー増幅器A1
0〜A12に流す電流は、マイクロプロセッサ等からな
るコントロールIC17により制御される。この制御電
圧Vcは、入力バッファ14を通して上記パワー増幅器
A10〜A12の制御入力に供給される。
【0033】昇圧回路1での消費電流を必要最小に設定
するため、コントロールICからの制御信号により、昇
圧回路1のバイアス電流が制御される。すなわち、マイ
クロプロセッサ等のコントロールIC17は、上記制御
電圧Vcに対応した制御信号を形成して、昇圧回路1の
バイアス電流も設定する。これにより、パワー増幅器A
10〜A12の出力電流に比例して、昇圧回路1のバイ
アス電流が変化して図1の実施例と実質的に同様な電流
制御が行われる。
するため、コントロールICからの制御信号により、昇
圧回路1のバイアス電流が制御される。すなわち、マイ
クロプロセッサ等のコントロールIC17は、上記制御
電圧Vcに対応した制御信号を形成して、昇圧回路1の
バイアス電流も設定する。これにより、パワー増幅器A
10〜A12の出力電流に比例して、昇圧回路1のバイ
アス電流が変化して図1の実施例と実質的に同様な電流
制御が行われる。
【0034】この際、マイクロプロセッサ等のコントロ
ールIC17からの制御信号としては、モータのオン/
オフ信号、基準クロック信号、その他の昇圧回路1によ
り形成された昇圧出力電圧をモニターした信号に基づい
たもの等の各種の機能を設けるようにしてもよい。
ールIC17からの制御信号としては、モータのオン/
オフ信号、基準クロック信号、その他の昇圧回路1によ
り形成された昇圧出力電圧をモニターした信号に基づい
たもの等の各種の機能を設けるようにしてもよい。
【0035】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 内部で発生された周期的なパルス又は外部から
供給される周期的なパルスを受けて、電源電圧以上に高
くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路を設け、プッシュ
プル形態にされたNPN型の一対の出力トランジスタの
うちの電源電圧側に設けられる出力トランジスタの駆動
電流を形成するPNP型の駆動トランジスタのエミッタ
に供給することにより、駆動トランジスタのエミッタ電
圧が電源電圧以上に高くできるから、この駆動トランジ
スタのベース,エミッタ間電圧分だけ出力ダイナミック
レンジを大きくできるという効果が得られる。
記の通りである。すなわち、 (1) 内部で発生された周期的なパルス又は外部から
供給される周期的なパルスを受けて、電源電圧以上に高
くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路を設け、プッシュ
プル形態にされたNPN型の一対の出力トランジスタの
うちの電源電圧側に設けられる出力トランジスタの駆動
電流を形成するPNP型の駆動トランジスタのエミッタ
に供給することにより、駆動トランジスタのエミッタ電
圧が電源電圧以上に高くできるから、この駆動トランジ
スタのベース,エミッタ間電圧分だけ出力ダイナミック
レンジを大きくできるという効果が得られる。
【0036】(2) 上記昇圧回路として、出力トラン
ジスタ又は駆動トランジスタに流れる電流に対応して、
その電流供給能力を制御することよって無駄な電流消費
が抑えられるから、低消費電力を図ることかできるとい
う効果が得られる。
ジスタ又は駆動トランジスタに流れる電流に対応して、
その電流供給能力を制御することよって無駄な電流消費
が抑えられるから、低消費電力を図ることかできるとい
う効果が得られる。
【0037】(3) 複数からなる出力トランジスタに
対して、1つの昇圧回路により共通に昇圧電圧を供給す
る構成を採ることにより、外付部品及び外付端子を最小
にできるので回路の簡素化を図ることができるという効
果が得られる。
対して、1つの昇圧回路により共通に昇圧電圧を供給す
る構成を採ることにより、外付部品及び外付端子を最小
にできるので回路の簡素化を図ることができるという効
果が得られる。
【0038】(4) 上記昇圧回路に用いられる周期的
なパルスとして、外部に設けられる制御回路のクロック
パルスを共用することにより、回路の簡素化を図ること
ができるという効果が得られる。
なパルスとして、外部に設けられる制御回路のクロック
パルスを共用することにより、回路の簡素化を図ること
ができるという効果が得られる。
【0039】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、昇圧
回路の具体的構成は、前記のような周期的なパルスとブ
ートストラップ容量を用いた回路であれば何であっても
よい。前記実施例では、主として3相ブラシレスモータ
用の駆動用の半導体集積回路装置に適用した場合につい
て説明したが、フロッピーディスクドイブ用のステッピ
ングモータ、ハードディスクドライバ用の各種モータ、
あるいはビディオテープレコーダ用のモーク等の駆動用
のもの等、パワー増幅回路を備えた半導体集積回路装置
に広く利用できる。
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、昇圧
回路の具体的構成は、前記のような周期的なパルスとブ
ートストラップ容量を用いた回路であれば何であっても
よい。前記実施例では、主として3相ブラシレスモータ
用の駆動用の半導体集積回路装置に適用した場合につい
て説明したが、フロッピーディスクドイブ用のステッピ
ングモータ、ハードディスクドライバ用の各種モータ、
あるいはビディオテープレコーダ用のモーク等の駆動用
のもの等、パワー増幅回路を備えた半導体集積回路装置
に広く利用できる。
【0040】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、周期的なパルスを受けて、
電源電圧以上に高くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路
を設け、プッシュプル形態にされたNPN型の一対の出
力トランジスタのうちの電源電圧側に設けられる出力ト
ランジスタの駆動電流を形成するPNP型の駆動トラン
ジスタのエミッタに供給することにより、駆動トランジ
スタのエミッタ電圧が電源電圧以上に高くできるから、
この駆動トランジスタのベース,エミッタ間電圧分だけ
出力ダイナミックレンジを大きくできる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、周期的なパルスを受けて、
電源電圧以上に高くされた昇圧電圧を形成する昇圧回路
を設け、プッシュプル形態にされたNPN型の一対の出
力トランジスタのうちの電源電圧側に設けられる出力ト
ランジスタの駆動電流を形成するPNP型の駆動トラン
ジスタのエミッタに供給することにより、駆動トランジ
スタのエミッタ電圧が電源電圧以上に高くできるから、
この駆動トランジスタのベース,エミッタ間電圧分だけ
出力ダイナミックレンジを大きくできる。
【図1】この発明に係る半導体集積回路装置を用いた3
相スピンドルモータ駆動回路システムの一実施例を示す
ブロック図である。
相スピンドルモータ駆動回路システムの一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】この発明に係る半導体集積回路装置の他の一実
施例を示すブロック図である。
施例を示すブロック図である。
【図3】従来の3相スピンドルモータ駆動回路システム
の一例を示すブロック図である。
の一例を示すブロック図である。
【図4】3相スピンドルモータ駆動回路システムにおけ
るホール素子の波形図である。
るホール素子の波形図である。
【図5】3相スピンドルモータ駆動回路システムにおけ
る通電波形図である。
る通電波形図である。
1…昇圧回路、2〜4…ホールアンプ、5…マトリック
ス回路、6…FGアンプ、7…バッファアンプ、8…電
流制御アンプ、9…3差動回路、10〜12,14…入
力バッファ、13…ロジック回路、15…速度ディスク
リ、16…分周回路、17…コントロールIC、A1〜
A6,A1’〜A6’…出力回路、A10〜A12…パ
ワー増幅器、L1〜L3…モータコイル、C1,C2…
コンデンサ。
ス回路、6…FGアンプ、7…バッファアンプ、8…電
流制御アンプ、9…3差動回路、10〜12,14…入
力バッファ、13…ロジック回路、15…速度ディスク
リ、16…分周回路、17…コントロールIC、A1〜
A6,A1’〜A6’…出力回路、A10〜A12…パ
ワー増幅器、L1〜L3…モータコイル、C1,C2…
コンデンサ。
Claims (5)
- 【請求項1】 プッシュプル形態にされたNPN型の一
対の出力トランジスタと、上記一対の出力トランジスタ
のうち電源電圧側に設けられる出力トランジスタの駆動
電流を形成するPNP型の駆動トランジスタと、内部で
発生された周期的なパルス又は外部から供給される周期
的なパルスを受けて、上記電源電圧以上に高くされた昇
圧電圧を形成して上記駆動トランジスタのエミッタに供
給する昇圧回路とを備えてなることを特徴とする半導体
集積回路装置。 - 【請求項2】 上記昇圧回路は、出力トランジスタ又は
駆動トランジスタに流れる電流に対応して、その電流供
給能力が制御されるものであることを特徴とする請求項
1の半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 上記一対からなる出力トランジスタは複
数組設けられ、上記昇圧回路は1つの回路から構成さ
れ、上記複数組の出力トランジスタに対応して設けられ
る複数の駆動トランジスタに対して共通に昇圧電圧を供
給するものであり、出力トランジスタ又は駆動トランジ
スタに流れる電流に対応して、その電流供給能力が制御
されるものであることを特徴とする請求項2の半導体集
積回路装置。 - 【請求項4】 上記昇圧回路は、外部に設けられた制御
回路により電流供給能力が制御されることを特徴とする
請求項1の半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 上記昇圧回路に用いられる周期的なパル
スは、外部に設けられる制御回路のクロックパルスが共
用されるものであることを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3又は請求項4の半導体集積回路装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06165567A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体集積回路装置 |
TW082109238A TW249308B (ja) | 1992-11-17 | 1993-11-04 | |
KR1019930023358A KR100292607B1 (ko) | 1992-11-17 | 1993-11-05 | 반도체집적회로장치 |
US08/152,670 US5428281A (en) | 1992-11-17 | 1993-11-16 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06165567A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06165567A true JPH06165567A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18238054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP43A Pending JPH06165567A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5428281A (ja) |
JP (1) | JPH06165567A (ja) |
KR (1) | KR100292607B1 (ja) |
TW (1) | TW249308B (ja) |
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JP3673964B2 (ja) | 2000-03-29 | 2005-07-20 | 株式会社ルネサステクノロジ | ブラシレスモータ駆動制御用半導体集積回路およびブラシレスモータ駆動制御装置 |
JP2002187092A (ja) * | 2000-12-21 | 2002-07-02 | Japan Science & Technology Corp | 送り装置 |
JP3731070B2 (ja) * | 2002-11-14 | 2006-01-05 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和機の室内機および空気調和機の室内機の組立方法 |
JP2005114477A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Rohm Co Ltd | 負荷駆動回路 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63294290A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-11-30 | Hitachi Ltd | 制御回路 |
JPH01117685A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 集積回路化モータ速度制御,駆動回路 |
US4870332A (en) * | 1988-07-08 | 1989-09-26 | Xebec | Voltage-boosting motor controller |
JPH0288491U (ja) * | 1988-12-20 | 1990-07-12 | ||
DE4031398A1 (de) * | 1990-10-04 | 1992-04-09 | Digital Equipment Int | Verfahren und schaltung zur regelung der drehgeschwindigkeit eines gleichstrommotors |
JP3298902B2 (ja) * | 1991-06-07 | 2002-07-08 | 日本電産株式会社 | Dcモータの運転方法と運転回路 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP43A patent/JPH06165567A/ja active Pending
-
1993
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