201042906 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於利用脈衝寬調變（PWM)之馬達之驅動技 術’特別係關於啟動時之控制技術。 【先前技術】 隨著近年來個人電腦或工作站之高速化，Cpu(Central Processing Unit，中央處理單元）或 DSp(Digitai Signal Processor，數位信號處理器）等運算處理用LSI(Large Scale Integration，大型積體電路）之動作速度正不斷提高。如此 之LSI ’隨著其動作速度’即時脈頻率之變高，發熱量亦 變大。來自LSI之發熱，有誘發該LSI本身熱失控，或對周 圍之電路帶來影響之問題。因此’ Lsi之恰當的熱冷卻變 為極其重要之技術。 作為用以冷卻LSI之技術之一例，有利用冷卻風扇之空 冷式之冷卻方法。該方法中，例如與L s丨表面對向地設置 冷卻風扇，藉由冷卻風扇對LSI表面吹送冷空氣。 驅動構成冷卻風扇之馬達（亦稱風扇馬達）時，有藉由脈 衝寬調變控制馬達之通電時間（負載比），而控制馬達之轉 矩，即控制轉數之情形。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本特開2005-6405號公叙 [專利文獻2]曰本特開平ι〇_2341 30號公報 [專利文獻3]日本特開2008-263733號公報 146472.doc 201042906 [專利文獻，本㈣·6~18G6G8號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] — 纟發明者就該PWM方式之馬達驅動電路進行研討，認識 到以下問題。 圖1係顯示風扇馬達之轉數與負載比之關係圖。馬達停 止之狀態下，使負載比從0%向醜增加之情形時，於負 某臨限值(例如15%)為低之區域中，無法得到足以 使馬達開始旋轉之轉矩，馬達之轉數為〇。於負載比較臨 限值為高之區域中’隨著負载比之上升，轉數亦增加(加 速特f生⑴）。相反地’在馬達旋轉之狀態下，負載比向〇% 減少之情形時’若負載比在，之例中低於9%，則馬達停 止（制動特性（II))。 τ π為安靜地啟動停止狀態之馬達，可以低負載比驅動，以 得到低的馬達轉數。但如圖!所示’若負載比過低，則有 ❹ 足而馬達我動之情形。相反地，為確實地啟動馬 達’可以面負載比驅動，㈣載比過高時風扇馬達之風切 聲會過響。特別在謀求靜音性之筆記型電腦等，風扇馬達 之聲音對製品之價值有重大之影響。 忒情況在先前，搭載風扇馬達之設備之設計者需要由試 行錯誤改變啟動時之負載比。如此問題不只在風扇馬/ 其他所有馬達亦有相應之問題。 本發明係鑑於該情況而完成者，其某態樣之例示目的係 提供一種可確實以簡易之控制啟動馬達之驅動技術。“ 146472.doc 201042906 [解決問題之技術手段] 變接收因應目標轉數而經脈衝寬調 動電:。該 c信號產生部;將起始脈衝信號與控制脈;::; ，中之-方作為驅動脈衝信號輸出之控制部；及基 脈衝信號’藉由脈衝寬調變而驅動馬達之驅動部。 2馬達停止狀態下，以控制脈衝信號之負載比從零向非零 轉變為契機而開始馬達之驅動，自馬達驅動開始之某起始 期間中，將起始脈衝信號作為驅動脈衝信號輸出，經過‘ 始期間後’將控制脈衝信號作為驅動脈衝信號輸出。 根據該態樣，即使控制脈衝信號之負載比過低，而 到達馬達開始啟動之轉矩時，亦可以驅動電路内部產：之 起始脈衝信號之負載比確實地啟動馬達。 Α控制邛於起始期間中’在控制脈衝信號之負載比較特定 臨限值為低時’可將起始脈衝信號作為驅動脈衝信號輸 出：在控制脈衝信號之負載比較臨限值為高時，可將控制 脈衝信號作為驅動脈衝信號輸出。 根據Θ I、樣，以靜音性為代價’可短時間啟動馬達例 如在藉由風扇馬達欲將對象物急速冷卻之情形有效。 起始脈衝信號產生部可以是以特定頻率振盪之振盪器。 起始脈衝信號產生部可產生起始脈衝信號，其係自控制 脈衝信號之正緣或負緣中—方之邊緣，在特定之導通時間 才木取第1位準，其後，直至下一個一方之邊緣的期間採 146472.doc 201042906 取與第1位準互補的第2位準。 簡::二^與控制脈衝信號同步之起始脈衝信號，可 產生驅動脈衝信號時之信號處理。 Τ 起始期間可以菩你 間。 Κ馬達開始直至經過特定時間之期 起始期間亦可ι、土 定值之期間。 從馬達驅動開始直至馬達轉數到達特 Ο ❹
起始期間亦可以I 特定角度之_。 _相_始直至馬達之轉子旋轉 對之動電路亦可進而具備：於馬達停止時，停止 = 路;及控制脈衝信號指示馬達停 起作用之鎖定控㈣1上之情形時’使鎖定保護電路不 停㈣於㈣脈衝信號指示馬達 用，因此_由來自^上之情形時’使鎖定保護電路不起作 因此藉由來自控制脈衝信號之指示 之再驅動㈣化。 j使馬達卜止後 驅動電路可—體 體積Μ / 半導體基板上。所謂「一 上之情妒，W 3電路構成要素形成於半導體基板 調r雷路之主要構成要素一體積體化之情形，為 外二夢由^達：部份電阻或電容等可設於半導體基板 減電路面、驅動電路作為1個⑶進行積體化，可削 本發明之其他態樣係關於冷卻裝置。該冷卻裝置具備風 146472.doc 201042906 扇馬達與驅動風扇馬達之上述任一態樣之驅動電路。 由於可確實啟動風扇馬達，因此可較佳地冷卻對象物。 本發明之進一步其他態樣係關於一種基於經脈衝寬調變 之控制脈衝信號而驅動馬達之驅動方法。該方法具備：以 控制脈衝信號之負載比從零轉變為非零為契機，開始馬達 之驅動之第1步驟；從馬達開始驅動之起始期間，以不依 存於控制脈衝信號之負載比之特定負載比驅動馬達之第2 步驟；及經過起始期間後，以控制脈衝信號之負載比驅動 馬達之第3步驟。 第2步驟中，起始期間中，控制脈衝信號之負載比較特 定臨限值為低時，T以特^負載比驅動馬達，控制脈衝信 號之負載比較臨限值為高時，可以控制脈衝信號之負载比 驅動馬達。 再者，以上構成要素之任意組合、及將本發明之表現於 方法、裝置、系統等之間變換者’亦可有效作為本發明之 態樣。 [發明之效果] 根據本發明之態樣，可破實地以簡易之控制啟動馬達 【實施方式】 以下，基於較佳實施形態—面參照附圖一面說明本 明。各圖面所示之相同或同等之構成要素、構件、處理 係附加以相同之符號，適當省略重複之說明。另，實施 態係不限制本發明而僅為例示，實施形態所描述之所： 徵或其組合未必是發明之本質。 146472.doc 201042906 本說明書中，所謂「構件Α與構件Β連接之狀態」，係指 除構件Α與構件β物理性直接連接之情形外，亦包含構件： 與構件B經由不影響電性連接狀態之其他構件而間接連接 之情形。 同樣’所謂「構件C設於構件A與構件B間之狀態」，係 指除構件A與構件C、或構件B與構件c直接連接之情形 外，亦包含經由不影響電性連接狀態之其他構件而間接連 Ο 接之情形。 本實施形態係關於用以冷卻⑽等冷卻對象物（簡稱為 對象物）之風扇馬達之驅動電路。圖2係顯示具備實施形離 之馬達驅動電路⑽之冷卻系統2之構成之電路圖。 、飞系、.先2主要包含風扇馬達4、外部控制器6、霍爾元 件8、馬達驅動電路1〇〇及對象物9。 風扇馬達4係單相全波馬達，與對象物9對向配置。對象 =9於某態樣下係與冷卻對象之⑽連接之熱導管（散熱 某〜、；k下係CPU其本身。該風扇馬達4係藉由從馬達 驅動電路100輸出之驅動電壓而控制線圈電流、即通電狀 態’而控制其旋轉。 外部控制器6控制冷卻系統2整體。外部控制器6對於馬 ^㈣路1CH)之控制輸入端子1〇6,因應風扇馬達4之目 轉數輸出經脈衝寬調變之控制脈衝信號CNT丨。控制 衝L號CNT1之負載比亦稱為外部負載比。 、霍爾凡件8之第1端子係、經由電阻R12與被施加霍爾偏壓 電壓HB之電源線連接，其第2端子係經由電阻纽接地。 146472.doc 201042906 藉由電阻R12及電阻R11調節從霍爾元件8輪出之信號之振 幅。因此，根據後述之遲滯比較器31之同相輪入範圍，亦 可使電阻R11或電阻R12任一方或兩方短路。再者，霍爾偏 壓電壓HB係藉由馬達驅動電路100之偏壓電壓源42產生。 霍爾元件8係對應於風扇馬達4之轉子之位置，輸出位準 變化之第！霍爾信號vm、第2霍爾信號VH2。風^馬達4旋 轉時，第1霍爾信號VH1與第2霍爾信號VH2互為逆相，其 週期（頻率）係對應於風扇馬達4之轉數而變化之正弦波。 馬達驅動電路1〇〇使第}霍爾信號VH1、第2霍爾信號 分別接收於第1輸入端子1()2、第2輸入端子⑽。馬達驅動 電路100係基於霍_信號VH1、VH2而檢測風扇馬達4之轉 子之位置，對應轉子之位置一面使給予風扇馬達4之電壓 極性反轉，一面基於控制脈衝信號CNT1將風扇馬達4作 PWM驅動。即’於風扇馬達4兩端具有正弦波狀之包絡 線，且被施加經脈衝寬調變之切換信號。再者， 之方法無特別限定。 即冷卻系統2中，因應外部控制器6產生之控制脈衝信號 CNT1之負載比DREXT，控制風扇馬達#之轉數，其結果， 調節對象物9之溫度。 以下說明馬達驅動電路 以上係冷卻系統2之整體構成 100之構成。 ▲馬達驅動電路100具備驅動部10、控制部14、起始脈衝 W產生部16、保護電路3〇、待機控制部4〇、偏壓電壓源 42、及啟動電路44’於—個半導體基板上積體化。 146472.doc •12- 201042906 驅動部1 0係接收從控制部14輸出之驅動脈衝信號 DRV1，利用該驅動脈衝信號DRV1，藉由脈衝寬調變驅動 風扇馬達4。 例如驅動部10包含第1放大器AMP1、第2放大器AMP2。 第1放大器AMP1、第2放大器AMP2分別為使第1霍爾信號 VH1、第2霍爾信號VH2反轉放大之反相放大器。 具體言之，第1放大器AMP1包含第1運算放大器0A1、 0 第1輸入電阻Ril、第1回授電阻Rfl。第1輸入電阻Ril係設 於第1輪入端子102與第1運算放大器OA1之反相輸入端子 之間。第1回授電阻Rfl係設於第i運算放大器〇A1之輸出 端子與反相輸入端子間。第1運算放大器〇A1之非反相輸 入端子係與第2放大器AMP2側之第2運算放大器〇A2之反 相輸入端子連接。第2放大器AMP2與第1放大器AMP1具有 相同構成。於第1運算放大器0A1、第2運算放大器〇八2之 非反相輸入端子亦可被輸入基準偏壓電壓。 〇 第1放大器AMP1之輸出電壓OUT1係經由第m出端子 108而施與風扇馬達4之一端，第2放大器AMp2之輸出電壓 OUT2係經由第2輸出端子11〇而施與風扇馬達4之另一端。 對第1放大器AMP1及第2放大器AMP2輪入驅動脈衝信號 DRV1，各個輸出電壓〇UT1、〇UT2係與驅動脈衝信號 DRV1同步，交替重複（pwM驅動）採取對應霍爾電壓ν钔、 VH2之值之狀態’及^方同時成為餘準之狀態（稱為兩個 輸出L狀態）。例如第1運算放大器0A1、第2運算放大器 OA2各自之輪出段以包含高側電晶體與低側電晶體之推挽 146472.doc -13- 201042906 /式構成時’於風扇馬達4成為連接有Η電橋電路之狀態。 Λ固輸出L狀癌下，Η電橋之2個低側電晶體被導通。若利 用兩個輸出L狀態’則可於包含一方之低側電晶體之導通 電阻及本體二極體之-方、馬達、及另—方電晶體之通道 之循環路徑，使電流再生，因此在消耗電力之觀點上有 利。 $ 亦：取代兩個輸出L狀態，設為高阻抗狀態。此時，在 應為向阻抗期間，可使構成整個Η電橋電路之所有 斷開。 起始脈衝信號產生部16產生具有特定負載比（亦稱内部 負載比）drINT之起始脈衝信號spi。内部負載比取聰係 設定成可使停止之風扇馬達4旋轉之最小值以上。更佳 為，負載比DRINT之值宜設定成圖i之遲滯的分歧點以 上。具體言之，風扇馬達4具有圖丨所示之輸出入特性時， 起始脈衝信號卯丨之負載比DRINT#設定成2〇%以上之 值，例如50%。負載比DRINT=5〇0/d#，起始脈衝信號產生 部16可使用以料頻率振盈之㈣器構成。起始脈:信號 SP1之頻率宜與控制脈衝信號CNT1之頻率相同，或高於 其，控制脈衝信號CNT1i頻率為20 k〜3〇 kHz時，起始脈 衝信號SP1之頻率設定成數十kHz。 控制部14將起始脈衝信號s p丨與控制脈衝信號c N 了 1之一 方作為驅動脈衝信號Drv 1輸出。 控制部14在風扇馬達4之停止狀態下’以來自外部控制 器6之控制脈衝信號CNT1之負載比〇職丁從零轉變:非 146472.doc •14· 201042906 零:換言之從低位準轉變為高位準，再換言之，以控制脈 ^ H CNT1之正緣為契機，開始風扇馬達*之驅動。控制 P 14在攸風扇馬達4之驅動開始的特定期間（亦稱起始期 間）TS\’將起始脈衝信號训作為驅動脈衝信號DRV1輸 出此％作起始輔助功能。經過起始期間Ts後，控制部Μ 系將控制脈衝#號CNT1作為驅動脈衝信號DRW輸出。 —，始期間Ts亦可以是風扇馬達4驅動開始後，至經過特 〇 疋日卞間7^1為止之期間。例如特定時間TC1為50〜300 ms左 右或者起始期間Ts亦可以是風扇馬達4驅動開始後，至 風扇馬達4之轉數到達特定值為止之期間。 或者起始期間Ts亦可以是風扇馬達4驅動開始後，至 其轉:旋轉特定角度為止之期間。轉子旋㈣*，可藉由 隹爾彳α號VH1、VH2或FG信號得知。例如，可以檢測 FG信號之邊緣’從風扇馬達4之驅動開始後檢測到特定數 之邊緣為契機’而結束起始期間Ts。 © 藉由起始脈衝信號SP1所實現之起始辅助功能，宜構成 為可藉由來自外部之控制信號切換有效、無效。以下說明 其理由。 馬達驅動電路100係没計成對應控制脈衝信號CNT丨，而 P:M驅動風扇馬達4，但根據使用馬達驅動電路⑽之平 臺，有使用稱作電源PWM之方法之情形。所謂電源 PWM，係指將供給於馬達驅動電路1 〇〇之電源端子i 〇 i之電 源電壓Vdd切換，根據該切換之負載比控制風扇馬達4之轉 數之方法。進行電源PWM時，控制脈衝信號CNT1為一定 146472.doc -15- 201042906 1立平 顆進行電源PWM時，❻始輔助功能為有效則產生以下門 :二重=切換對馬達驅動電路100之電源電厂™，則 生部16，每次電源 :則奥重複產生起始脈衝SP1，並供給於風扇馬達4 ::不根據電源，之負載比，而是由起始脈衝SP1二 轉數之問題。 料巾有無法得到期望之 因此，馬達驅動電路i 〇〇之钯 纷即之起始輔助功能具備：對馬 驅動電路100，輸入用以設定起 叱起始輔助功能有效、無效之 k擇信號SEL之選擇端子SEL。 選擇信號SEL於指示起始輔助功能之許可時，如上述在 起始期間TS，控制部14輸出起始脈衝信號训，接著輸出 控制脈衝信號CNT1。 相對於此，選擇信號SEL指示起始輔助功能之禁止時， 控制部14即使於起始期間—不選擇起始脈衝信號奶， 而輸出使第1運算放大ϋ〇Α1、第2運算放UGA2導通之 具有一疋位準之驅動脈衝信號Dry。 圖7係顯示可㈣起關助功能之#效、減之控制部 4之構成例之電路圖。控制部丨4具備計數器$ 1、選擇器 52、無效化信號產生部54。 .、，、政化L號產生部54係接收選擇信號SE[，產生與此相 對應位準之無效化信號S2。無效化信號產生部54包含於電 源^子與接地端子間串聯連接之電晶體％ ,電阻、 146472.doc -16- 201042906 R2。於電晶體56之閘極係被輸入待機信號咖。待機期間 中，電晶體56斷開，而降低電阻R1、R2之電力消耗。 電阻R1與R2之連接點係與選擇端子連接。電阻值以滿 AR1》112之方式設計。選擇端子咖為高阻抗肖，或被施 . 加高位準時，電阻R#R2之連接節點變成高位準，無效 化4號S2變成低位準，起始輔助功能變得有效。相反，若 對選擇端子輪入低位準，則無效化信㈣變成高位準，則 0 ;起始輔助功能無效化。再者，各信號之邏輯位準之分配係 没什事項，其無限定。 計數器50係以來自待機恢復、電源導通、自鎖定保護之 恢復之任一事件為契機，藉由計數時脈CLK，而測定特定 長度之起始期間Ts。使從計數器50輸出之控制信咖於起 始期間Ts之期間生效，接著失效。 對選擇器52輸人控制信號S1與無效化信號s2。無效化信 號S2失效（例如低位準）時，選擇的於使控制信號 ❹期間’選擇起始脈衝信號SP1 ’於使控制信號以失效期 間’選擇控制脈衝信號CNT1。 相反地，無效化信號S2生效（例如高位準）時，選擇器Μ 固定地選擇控制脈衝信號CNT卜進行電源pwM時，由於 控制脈衝信號CNT1换敌一中枯 m „ 、 值，因此驅動脈衝信號Drv 1 採取使第1運算放大器0A1、第2運算放大器〇A2導通之位 準。 由於可如此使起始輔助功能無效化，因此即使進行電源 PWM之平臺亦可使用馬達驅動電路1〇〇。 146472.doc 17- 201042906 馬達驅動電路100具備：異物夾於風扇馬達4而旋轉停止 時’防止風4馬達4流過大電流之鎖定保護功能。 除了鎖定保護功能以外，馬達驅動電路100具備：根據 控制脈衝信號CNT1而指示風扇馬達4停止特定時間以上 時，取消鎖定保護功能（不起作用化）之功能（快速啟動功 能）。 1.鎖定保護功能 儘管驅動脈衝信號刪1重複高位準與低位準，但在風 扇馬達4之旋轉停止之情況，#由於異物夹入等不可抗力 所造成之風扇馬達鎖定之情況下，保護電路％亦會對驅動 邛10扣不停止對風扇馬達4之通電。藉此，可防止對馬達 線圈之過電流等。 2 ·快速啟動功能 在控制脈衝信號CNT1在特定時間以上顯示為低位準之
If況’即’使風扇馬達4刻意停止之情況中叫呆護電路 與上述情形不同，允許㈣驅動部1G之對風扇馬達4之通 電。藉此，刻意停止風扇馬達4後之再啟動動作變得流 暢。 保護電路30包含遲滯比較器31、鎖定保護電路”、鎖定 控制部（亦稱快速啟動電路）34。χ，亦可進@包含伽 (Thermal Shut Down ’ 熱停機）電路等。 遲滯比較器31係將第1:£爾信號vm及第2霍爾信號他 相比，VH1>VH2時輸出高位準，VH1<VH2時輸出低位準 之方形波信號（FG信號）。風扇馬達4旋轉時，Fg信號具有 146472.doc •18· 201042906 對應風扇馬達4之轉數之頻率，風扇馬達情止時變成一定 位準。 鎖定保護電路32在後述之致能信號EN生效（向高位準轉 變）時起作用，失效（向低位準轉變）時不起作用。 鎖定保護電路32起作用時，會監視阳信號等，檢測風 扇馬達4有無旋轉。鎖定保護電⑽若檢測出風扇馬達斗之 旋轉停止(鎖定），則使對控制部14之瞻信號生效(向高
位準轉變）。若ST〇p信號生效，則控制部Μ將一定期間 =、第^放大器AMP1、帛2放大器着2之輸出設為高阻 抗’強制停止對風扇馬達4之通電。 ?止L電之期間τ2為數百ms〜數秒較佳。若使ST〇p信號 生效，則不拘控制脈衝信號CNT1或起始脈衝信號spi之負 載比’都停止對風扇馬達4之電流供給。藉此，可防止風 扇馬達4鎖定時過電流流入。再者，風扇馬達4停止後至於 鎖定保護電路32確認其停止為止，係設定驗證期間。驗證 期間例如為0.5 s左右，藉由鎖定保護電路32之内部構成而 適當決定。 另—方面，鎖定保護電路32不起作用時，無關fg信號 之狀態，使STOP信號失效。 鎖定控制部34在控制脈衝信號CNTi超過特定時間顯示 低位準時，使致能信號EN失效（向低位準轉變），使鎖定保 護電路32不起作用。特定時間可比控制脈衝信號⑽之 週期充分長，也可比直至以鎖定保㈣路32確認風扇馬達 4鎖定之驗證期間短。特定時間於實施形態中例如設定成 146472.doc -19- 201042906 60 在 右 邮。該60 ms係基於假想之控制脈衝信號c贿之下阳 率中之未負載期間(低期間)而設定之時間。或者 ' 驅動靜摩擦大之風扇馬達時，料時間可設心 鎖定控制部34包含計數器36與時脈產生器％。 時脈產生器38係產生特㈣率之時脈之振盪器。特定頻 率係配合上述設定之特定時間而適#決定。計數B在控 制脈衝信號CNT1顯示低位準之期間，計數以時脈產生器工 38產生之時脈數量。即，計數器36係於控制脈衝信號 CNTi之下降邊緣重設計數值後開始計&，並直到再次藉 由控制脈衝信號CNTR下降邊緣重設為止計數時脈。言; 數之結果’發現控制脈衝信號CNT1超過上述特定時間顯 示低位準時，計數器36使致能信號EN失效。 鎖定保護電路32在致能信號£1^失效時變成不起作用， 輸出於控制部WSTOP信號亦失效。此時，控制脈衝信 號CNT1連續顯示低位準，因此雖然ST()p信號失效風扇 馬達4亦不通電。 另，因致能信號EN失效而不起作用之鎖定保護電路 32，其後，在控制脈衝信號CNT1轉變為高位準時再次起 作用。 待機控制部40接收致能信號EN。待機控制部4〇在致能 k號EN失效時開始時間測定。此處，致能信號En失效係 〜、未著控制脈衝彳§號CNT1指示風扇馬達4之停止持續第1 時間τ 1以上。 146472.doc • 20· 201042906 又，在控制脈衝信號CNT1固定於低位準之狀態下，若 從開始時間測定經過特定之第2時間τ2，則馬達驅動電: 100被設定成待機模式，馬達驅動電路1〇〇之至少— 作停止，可謀求省電化。 。73 . 若控制脈衝信號CNT1連續（τ1+τ2)期間持續低位準，待 機控制部侧使待機信號STB生效，使馬達_電路⑽ 轉移至待機模式。待機信號STB在待機模式與通常之動作 〇 ，係朝實行不同處理之電路塊，《待機模式下停止 之電路塊供給。 以下針對待機處理進行說明。 啟動電路44係產生馬達驅動電路100之基準電壓之電 源。待機控制部40在待機模式下停止啟動電路44。藉由基 準電壓停止，基於該基準電壓而產生之基準電流遮斷，因 此對馬達驅動電路100内之各電路塊之基準電流之供給停 正’可謀求低消耗電力化。 〇 另，馬達驅動電路100包含產生應對霍爾元件8供給之霍 。爾偏壓電壓HB之偏壓電壓源42。偏壓電壓源在待機信 號STB變成而位準時，將會停止而停止對霍爾元件8供給 - 霍爾偏壓電麗HB。藉此，可降低因霍爾元件8、電阻 RU、R12所導致之電力消耗。 此外，亦可於待機模式下，停止以驅動部為首之其他 不必要之電路。 待機控制部40接收控制脈衝信號CNT1。待機控制部4〇 於待機模式下’以控制脈衝信號CNT1指示風扇馬達4之驅 I46472.doc 201042906 動為契機，使待機信號STB失效（向低位準轉 驅動電路UK)從待機模式恢復至通常模式 馬達 制部40亦可藉由監視控制脈衝信號CN邊^’待機控 向通常模式之恢復。 1之邊緣’進行朝 右恢復至通常模式，則啟動電路44啟動 壓。藉此’對馬達驅動電路1。。之各電路塊；1 新開始動作。 重 以上係馬達驅動電路1〇〇之構成。接著說明其動作。 圖3係顯示圖2之馬達驅動電路1〇〇之動作之時序圖。於 前風扇馬達4停止，馬達驅動電路⑽成為待機模 式。 、 時刻to後’若從外部控制器6輸出具有非零負載比之控 制脈衝信號CNT1，則以此為契機，馬達驅動電路⑽㈣ 機模式恢復為通常模式，開始風扇馬達4之驅動。若馬達 驅動電路100啟動’則起始脈衝信號產生部16開始產生起 始脈衝信號SP1。 /從啟動開始之起始期間丁3之期間，控制部14選擇起始脈 衝k號SP1，作為驅動脈衝信號DRV1向驅動部1〇供給。起 始脈衝信號SP1之負載比係設定成足以使風扇馬達4從停止 狀I、作知:轉之值，因此風扇馬達4迅速開始旋轉，其轉數 朝對應起始脈衝信號SP1之負載比之轉數開始上升。 其後，於經過起始期間Ts後之時刻tl，控制部丨4將驅動 脈衝信號DRV1從起始脈衝信號sP1切換成控制脈衝信號 CNT1。其結果’利用外部控制器6之風扇馬達4之轉數控 146472.doc •22· 201042906 制變得有效’風扇馬達4將以由外卹他心 乂由外部控制器6設定之轉數旋 轉。 以上係馬達驅動電路100之動七 〈動作。根據圖2之馬達驅動電 路100，即使從外部控制器6輪 和出之控制脈衝信號CNT1之 負載比DREXT較小之情形下介 月❿卜，亦可使風扇馬達4確實旋 轉，開始旋轉後，可將其轉數嘹 歎°又疋成對應於控制脈衝信號 CNT1之負載比DREXT之值。
G ❹ 即，冷卻系統2之設計者可在去立 J在未忍識到可使停止之風扇 馬達4旋轉之最小負載比下，僅 僅考慮風扇馬達4之目標轉數 ㈣計控制脈衝信號CNT1之負載比⑽咖即可，因此與 先剛相比可減輕設計之負擔。 圖4係顯示圖2之冷卻系統2中之風扇4達4的轉數’盘控 制脈衝信號CNT1之負載_Εχτ之關係。圖2之馬= 動電路⑽中，於起始期間Ts，無關外部負載比刪ΧΤ， 風扇馬達4之驅動負載比係設定成於IC内部所決定之負載 比，例如观。因此控制脈衝信號CNT1之負載比麵灯 較低時，與使負載比下降後施加制動為等，可實現圖！ 之制動特性（II)。 例如先前，為使風扇馬達4以5〇〇 rpm旋轉，而將控制脈 衝信號c>m之負載比DREXT設定成！2%時，將無法使停 止狀態之風扇馬達4旋轉（參照_。與此相對，圖2之馬達 2電路⑽中，若將控制脈衝信號CNT1之負載比刪χτ 5又疋成12%時’可以500 rpm使風扇馬達4旋轉（圖句。 再者，根據實施形態之馬達驅動電路1〇〇，鎖定控制部 146472.doc -23 - 201042906 34在控制脈衝信號CNT1超過特定時間顯示低位準時，係 使鎖定保護電路32不起作用，因此可區別控制脈衝信號 CNTm導致之馬達停止與^可抗力所造成之馬^ 定。因此，馬達驅動電路100在根據控制脈衝信號cnt^ 停止風扇馬達4之旋轉後，可迅速重新開始其旋轉，例如 風扇馬達4停止中需要劇烈冷卻裝置時等，可得到快速冷 卻效果。此意味著與上述起始„加内部負載比 驅動風扇馬達4相辅相成，可急速冷卻對象物9。 接著’針對實施形態之進-步效果進行說明。若致能信 號EN切換成低位準，則待機控制部㈣定控制脈衝作號 CNT1為低位準之期間，若該時間持續第2時間τ2，則將待 機信號STB切換成高位準，停止馬達驅動電路⑽之各電 路塊之動作。其結果’馬達驅動電路1GG之電路電流下降 至0 m A附近，可謀求低耗電化。 其後’控制脈衝信號CNT1成為高位準時，待機控制部 〇 將待機信號STB切換成低位準，使馬達驅動電路削之 各電路塊恢復至動作狀態。若經過第2時間U之前，驅動 脈衝t號DRV1變成南位準，則不轉移為待機模式而重 j開始風扇馬達4之旋轉。再者，亦可根據計數器％之設 定’ τ2 g 〇亦可。 根據本實轭形恕之馬達驅動電路刚若未指示 風扇馬達4之旋轉之狀態持續特定時間⑴+τ2)，則藉由切 換成待機模式，與先前相比可降低電路之消耗電流。再 者由於朝向待機模式之轉變係基於致能信號εν而實 146472.doc •24· 201042906 行，因此向待機模式轉移時，一定保證鎖定保護電路32之 功能無效化。因此，接著指示風扇馬達4之旋轉恢復時， 可立刻從待機模式恢復至通常模式，使風扇馬達4旋轉。 以上，針對本發明基於實施形態進行了說明。相關領域 技術人員應瞭解：該實施形態僅為例示，可組合該等各構 成要素或各處理程序而形成各種變形例，並且如此之變形 ❹ 〇 例亦在本發明之範圍内。以下針對此類變形例進行說明。 (第1變形例） 第1變形例之起始脈衝信號產生部16並非振逢器，而是 其他構成。圖5係顯示第!變形例之起始脈衝信號產生部 16a之構成之電路圖。起始脈衝信號產生部16&包含電流源 CS卜比較器CMP1、RS鎖存器、開關_及電容器^。、 電容器C1係設於馬達驅動電路1〇〇之外部，一端接地。 電流源CS 1於起作用狀態下係以定電流Ic充電電容器 C1。開關SW1在RS鎖存器之反相輸出#Q(#表示邏輯反）變 成高位準時導通，而將電容器C1之電荷放電。比較器 CMIM將電容器〇之電位Vcl與特定臨限值乂^丨作比較，
Vcl>Vthl時輸出成咼位準之比較信號Sc。Rs鎖存器於比 較信號Sc之正緣被重設，於控制脈衝信號cnti之負緣被 重。又。RS鎖存器之輸出q在高位準時電流源匸s丨變起作 用。 4起始脈衝號產生部16a產生起始脈衝信號Sp 1，其係 自控制脈衝信號CNT1之正緣（或負緣）之於特定導通時間 Ton之間’採取第1位準（高位準），其後’直至下一個正緣 146472.doc •25· 201042906 為止之期間，採取與第！位準互補之第2位準（低位準）。 圖6係顯示第丨變形例之馬達驅動電路之動作之時序圖。 右使用第1變形例之起始脈衝信號產生部16a，則可使控制 脈衝信號CNT1與起始脈衝信號spi同步。並且藉由調節臨 限值電壓vthi，可將起始脈衝信號SPi之負载比drint_ 節成任意值。 另，第1變形例中，控制部14亦可於起始期間Ts之間， 將起始脈衝信號卯丨與控制脈衝信號CNT1之邏輯和作為驅 動脈衝信號DRV1輸出。即，根據第丨變形例，可簡化產生 驅動脈衝信號DRINT時之信號處理。再者，藉由調整電容 器。之電容值，可改變頻率與負載比，因此可對應各種馬 達。 (第2變形例） 第2變形例中，控制部14在自風扇馬達（驅動開始之起始 期間Tst ’只有在控制脈衝信號CNT]^負載比咖灯較 特定之臨限_RTH為料，才將起始_錢則作為驅 動脈衝信號DRV1輸出。控制脈衝信號CNT1i負載比 删XT較臨限值DRTH為高時，控制部邮控制脈衝信號 CNT1作為驅動脈衝信號DRV1輪出。 第2變形例在欲急速冷卻風扇馬達4停止中溫度變得非常 高之對象物9之情況下有效。 圖2之馬達驅動電路1〇〇中，即使假設使控制脈衝信號 cnT1之負载比咖灯設為刚％之情形下，於起始期間η 之間’風扇馬達4之驅動負載比被強制限制於DRmT，因 146472.doc • 26 - 201042906 此風扇馬達4開始緩慢㈣D與此^目對’第2變形例中，藉 由產生負載比DREXT較臨限值DRTH為高之控制脈衝㈣ CNT卜即使是起始期間Ts中’風扇馬達4也是基於控制脈 衝信號CNT1而被驅動’因此可使風扇馬達々之轉數急速上 升。 、 (其他變形例） 實施形態中’說明了驅動部1G對風扇馬達4兩端施加且 〇彳正弦波之包絡線之驅動電壓之情形，但本發明不限於 此。例如如專利文獻3所記載，亦可利用"橋電路對風扇 馬達4施加具有矩形波（脈衝狀）之包絡線之切換信號，將通 電時間作PWM控制。 另，實施形態中說明了風扇馬達4為單相馬達之情形， 但本發二不限於此。風扇馬達4亦可以是多相馬達。 另實施形態中，係藉由霍爾元件8檢測風扇馬達*之旋 轉，但本發明不限於此。風扇馬達4之旋轉亦可藉由監視 〇 產生於風扇馬達4之線圈之感應電壓而檢測。 另’實施形態中，鎖定控制部34仙計數器36計數由時 脈產生器38產生之時脈，藉此監視控制脈衝信號CNT1顯 示低位準之時間，但本發明不限於此。控制脈衝信號 CNT1顯示低位準之時間亦可藉由使用電容與電阻之時間 常數電路而測定。 實訑形態中，鎖定保護電路32係監視FG信號，但本發 明^於此。鎖定保護電路32也可監視第】霍爾信號彻 或第2隹爾信號VH2，亦可監視產生於風扇馬達4之線圈之 146472.doc -27- 201042906 感應電壓。 雄基於貫施形態使用特定钮办％ nB 7丄 行疋°。句說明了本發明，但實施形 悲只是表示本發明之原理及應用，於實施形態中，在不脫 離申請專利範圍所規定之本發明之精神之範圍内，可進行 多種變形例或配置之變更。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示風扇馬達之棘動盥 ^ κ得歎興負載比之關係圖。 圖2係顯示具備實施形離 馬達駆動電路之冷卻系統之 構成之電路圖。 之時序圖。 之轉數與控制脈衝 圖3係顯示圖2之馬達驅動電路之動作 圖4係顯示圖2之冷卻系統中風扇馬達 信號之負載比之關係圖。 號產生部之構成之電 圖5係顯不第1變形例中起始脈衝信 路圖。 圖6係顯示第1變形例之馬達驅動電路之動作之時序圖。 圖7係顯示可切換起始辅助功能之有效、無效之控制部 之構成例之電路圖。 【主要元件符號說明】 2 冷卻系統 4 風扇馬達 6 外部控制器 8 霍爾元件 9 對象物 10 驅動部 I46472.doc -28· 201042906
14 控制部 16 起始脈衝信號產生部 30 保護電路 31 遲滯比較器 32 鎖定保護電路 34 鎖定控制部 36 計數器 38 振盪器 40 待機控制部 42 偏壓電壓源 44 啟動電路 100 馬達驅動電路 102 第1輸入端子 104 第2輸入端子 106 控制輸入端子 108 第1輸出端子 110 第2輸出端子 AMP1 第1放大器 AMP2 第2放大器 CNT1 控制脈衝信號 DRV1 驅動脈衝信號 OA1 第1運算放大器 OA2 第2運算放大器 Rfl 第1回授電阻 146472.doc -29- 201042906
Rf2 第2回授電阻 Ril 第1輸入電阻 Ri2 第2輸入電阻 SP1 起始脈衝信號 VH1 第1霍爾信號 VH2 第2霍爾信號 146472.doc -30-