TW202308285A - 三相dc馬達之驅動電路、使用其之電子機器 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於 抑制電源線之電壓上升。 橋接電路210包含連接於電源端子VM與輸出端子OUT之間之高側電晶體MH、及連接於輸出端子OUT與接地端子GND之間之低側電晶體ML。高側預驅動器222及低側預驅動器224驅動高側電晶體MH及低側電晶體ML。第1電晶體M1以形成與低側電晶體ML並聯之再生路徑230之方式連接於輸出端子OUT與接地端子GND之間。再生控制電路240於自輸出端子OUT灌入電流之再生狀態下，以輸出端子OUT之輸出電壓V _OUT接近比電源端子VM之電源電壓V _CC高出第1電壓寬度ΔV ₁的目標電壓之方式，控制第1電晶體M1之控制端子之電壓V _AMP。

Description

三相DC馬達之驅動電路、使用其之電子機器

本揭示係關於一種風扇馬達驅動技術。

於膝上型電腦或桌上型電腦、工作站等之資訊處理裝置、遊戲機器等之娛樂機器、投影機或監視相機、微波爐或冰箱等之家電製品、汽車等，搭載用以溫度控制之風扇馬達。風扇馬達用於直接對CPU(Central Processing Unit：中央處理器)等之熱源吹風，或用於自殼體之外部向內部吸取新鮮空氣，或排出較熱之空氣。

於若干用途中，動態地控制馬達之旋轉數。於PWN(Pulse Wide Modulation：脈寬調變)驅動之情形時，動態地控制驅動電壓(施加電壓)之占空週期。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平7-46888號公報

[發明所欲解決之問題]

若使占空週期急劇降低，則電流自馬達線圈經由反相器之上臂流入電源線。若與電源線連接之電容器之容量較小，則有電源線之電壓急劇上升之虞。

本揭示係於此情況下而完成者，其例示性之目的之一在於提供一種可抑制電源線之電壓上升之驅動電路。 [解決問題之技術手段]

本揭示之某態樣係一種三相DC(Direct Current：直流電流)馬達之驅動電路，其於各相具備：橋接電路，其包含連接於電源端子與輸出端子之間之高側電晶體、及連接於輸出端子與接地端子之間之低側電晶體；預驅動器，其驅動高側電晶體及低側電晶體；第1電晶體，其以形成與低側電晶體並聯之再生路徑之方式連接於輸出端子與接地端子之間；及再生控制電路，其於自輸出端子灌入電流之再生狀態下，以輸出端子之輸出電壓接近比電源端子之電源電壓高出第1電壓寬度的目標電壓之方式，控制第1電晶體之控制端子之電壓。

另，將以上之構成要件任意組合者、將本揭示之構成要件或表現於方法、裝置、系統等之間相互置換者，作為本發明之態樣皆有效。 [發明之效果]

根據本揭示之某態樣，可抑制電源線之電壓之上升。

(實施形態之概要) 說明本揭示之若干之例示性之實施形態係之概要。該概要係作為後述之詳細說明之前言，以實施形態之基本理解為目的，將1個或複數個實施形態之若干概念簡化說明者，並非限定發明或揭示之廣度者。該概要並非考慮之全部實施形態之概括性概要，特定全部實施形態之重要之要件、劃分一部分或全部之態樣之範圍皆非其意圖。為求方便，「一實施形態」有時作為指示本說明書所揭示之一個實施形態(實施例或變化例)或複數個實施形態(實施例或變化例)者使用。

一實施形態係三相DC馬達之驅動電路，於各相具備：橋接電路，其包含連接於電源端子與輸出端子之間之高側電晶體MH及連接於輸出端子與接地端子之間之低側電晶體；預驅動器，其驅動高側電晶體及低側電晶體；第1電晶體，其於輸出端子與接地端子之間以形成與低側電晶體並聯之再生路徑之方式連接；及再生控制電路，其於自輸出端子灌入電流之再生狀態下，以輸出端子之輸出電壓接近較電源端子之電源電壓高第1電壓寬度之目標電壓之方式，控制第1電晶體之控制端子之電壓。

根據該構成，於輸出端子與接地端子之間，與低側電晶體並聯追加第1電晶體，形成使線圈電流自馬達線圈流入至橋接電路之電流逃逸之路徑。藉由再生控制電路，控制第1電晶體，藉此電源端子之電源電壓可穩定化為較輸出端子之輸出電壓高基準電壓之電壓位準。藉此可防止電源電壓之劇增。

於一實施形態中，再生控制電路亦可於輸出電壓超過較電源電壓高第2電壓寬度之臨限值電壓時，強制斷開高側電晶體。

於一實施形態中，再生控制電路亦可於輸出電壓低於較電源電壓高第2電壓寬度之臨限值電壓時，切斷再生路徑。

於一實施形態中，再生控制電路亦可包含增大輸出電壓與目標電壓之誤差之放大器，根據放大器之輸出，控制第1電晶體之控制端子之電壓。

於一實施形態中，再生控制電路亦可包含將輸出電壓與臨限值電壓比較之比較器。

於一實施形態中，再生控制電路亦可於輸出電壓低於臨限值電壓時，將第1電晶體固定於斷開。

於一實施形態中，亦可為，驅動電路進而具備連接於第1電晶體之控制端子與接地端子之間之第2電晶體，再生控制電路於輸出電壓低於臨限值電壓時，接通第2電晶體。

於一實施形態中，驅動電路亦可於再生路徑上進而具備與第1電晶體串聯連接，使閘極汲極間接線之第3電晶體。藉由插入第3電晶體，可改善第1電晶體之熱載子耐性，又可增加對於第1電晶體之ASO(Area of safe Operation：安全動作區域)破壞之裕度。

於一實施形態中，驅動電路亦可於再生路徑上進而具備與第1電晶體串聯連接之第4電晶體。再生控制電路於輸出電壓低於臨限值電壓之時，亦可斷開第4電晶體。

於一實施形態中，驅動電路亦可進而具備連接於第4電晶體之閘極汲極間之第1開關。再生控制電路於輸出電壓高於臨限值電壓時，亦可接通第1開關。藉由插入第4電晶體，可改善第1電晶體之熱載子耐性，又可增加對於第1電晶體之ASO(Area of safe Operation)破壞之裕度。

於一實施形態中，驅動電路亦可與一個半導體基板一體積體化。「一體積體化」意指可包含電路之構成要件全部形成於半導體基板上之情形、或電路之主要構成要件一體積體化之情形，且為了電路常數之調節用而將一部分之電阻或電容器等設置於半導體基板之外部。藉由將電路積體化於1個晶片上，可削減電路面積，且可均一地保持電路元件之特性。

(實施形態) 以下，對較佳之實施形態一面參照圖式一面進行說明。對各圖所示之同一或同等構成要件、構件、處理標註同一符號，適當省略重複說明。又，實施形態為例示而非限定發明者，實施形態所描述之全部特徵或其組合未必為發明之本質性者。

於本說明書中，所謂「構件A與構件B連接之狀態」，除構件A與構件B物理性直接連接之情形外，亦包含構件A與構件B對其等之電性連接狀態無實質性影響、或不損壞藉由其等之結合所發揮之功能或效果，而介隔其他構件間接連接之情形。

同樣，所謂「構件C設置於構件A與構件B之間之狀態」，除構件A與構件C、或構件B與構件C直接連接之情形外，亦包含對其等之電性連接狀態無實質性影響、或不損壞藉由其等之結合所發揮之功能或效果，而介隔其他構件間接連接之情形。

(實施形態1) 圖1係具備實施形態1之驅動電路200之機器100之電路圖。機器100具備馬達102、上位控制器104及驅動電路200。馬達102係三相無刷DC馬達，且包含U相線圈L _U、V相線圈L _V、及W相線圈L _W。

驅動電路200之三相輸出端子OUTU~OUTV與線圈L _U、L _V、L _W連接。驅動電路200基於來自上位控制器104之控制信號，驅動馬達102。驅動電路200係與一個半導體基板積體化之或將複數個晶片收納於一個封裝之功能IC(Integrated Circuit：積體電路)。

於驅動電路200之輸入端子HINU~HINW、LINU~LINW輸入來自上位控制器104之控制信號(以下，控制信號名與端子名係相同者)。驅動電路200基於U相控制信號HINU、LINU產生U相輸出OUTU之電壓V _U，基於V相控制信號HINV、LINV產生V相輸出OUTV之電壓V _V，基於W相控制信號HINW、LINW產生W相輸出OUTW之電壓V _W。上位控制器104產生之控制信號HINU、LINU、HINV、LINV、HINW、LINW被PWM調變。上位控制器104之控制方式並未特別限定。

上位控制器104之控制方式或電路構成並未特別限定，使用已知技術即可。具體而言，上位控制器104亦可藉由通電角度為120度以上、未達180度(例如120度、135度、150度等)之廣角通電控制而控制馬達102，亦可藉由180度通電控制(亦稱為正弦波驅動)控制馬達102。上位控制器104於馬達102之旋轉數較低之啟動開始之後，進行廣角通電控制(例如120度通電控制)，穩定馬達102之旋轉數之後，亦可進行180度通電控制。

電源電壓V _CC供給至驅動電路200之電源端子VM。又，驅動電路200之接地端子GND接地。

驅動電路200具備U相驅動器202U、V相驅動器202V、W相驅動器202W。雖於圖1僅顯示U相驅動器202U之構成，但V相驅動器202V、W相驅動器202W與U相驅動器202U同樣地構成。

U相驅動器202U具備橋接電路210、高側預驅動器222及低側預驅動器224、再生路徑230、及再生控制電路240。

橋接電路210包含上臂212及下臂214。上壁212包含並聯連接於電源端子VM與輸出端子OUT之間之高側電晶體MH與飛輪二極體(回流二極體)DH。下臂214包含並聯連接於輸出端子OUT與接地端子GND之間之低側電晶體ML與飛輪二極體DL。高側電晶體MH係P通道，低側電晶體ML係N通道之MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導體場效電晶體)，MOSFET之背閘極與汲極間之主體二極體作為飛輪二極體DH、DL發揮功能。高側電晶體MH及低側電晶體ML亦可為IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣閘雙極電晶體)或其他電晶體，於該情形時，飛輪二極體DH、DL與IGBT並聯連接。

高側預驅動器222根據高側控制信號HIN，驅動高側電晶體MH。此處，將HIN=H(高)與高側電晶體MH之接通相關聯，將HIN=L(低)與高側電晶體MH之斷開相關聯。

低側預驅動器224根據低側控制信號LIN，驅動低側電晶體MH。此處，將LIN=H(高)與低側電晶體ML之接通相關聯，將LIN=L(低)與低側電晶體ML之斷開相關聯。

第1電晶體M1以形成與低側電晶體ML並聯之再生路徑230之方式連接於輸出端子OUT與接地端子GND。具體而言第1電晶體M1係N通道MOSFET，其源極與接地端子GND連接，其汲極與輸出端子OUT連接。

再生控制電路240於自輸出端子OUT灌入線圈電流之再生狀態下啟動。再生控制電路240以輸出端子OUT之輸出電壓V _OUT接近比電源端子VM之電源電壓V _CC高出第1電壓寬度ΔV ₁的目標電壓V _REF=V _CC+ΔV ₁之方式，控制第1電晶體M1之控制端子(閘極)之電壓。

再生控制電路240當輸出電壓V _OUT超過比電源電壓V _CC高出第2電壓寬度ΔV ₂之臨限值電壓V _TH=V _CC+ΔV ₂時，強制斷開高側電晶體MH。其中，ΔV ₂＜ΔV ₁＜Vf。Vf係上臂212之飛輪二極體(高側電晶體MH之主體二極體)之順向電壓。例如亦可為ΔV ₁=50 mV、ΔV ₂=20 mV。藉此，可檢測灌入電流流動於高側電晶體MH之主體二極體之狀態。

再生控制電路240可以高側電晶體MH斷開之方式，控制高側預驅動器222之狀態，亦可直接使高側高側電晶體MH之閘極電壓V _HG變化。

又，再生控制電路240於輸出電壓V _OUT低於臨限值電壓V _TH之狀態下，切斷再生路徑230。於本實施例中，再生控制電路240於V _OUT＜V _TH之狀態下，將第1電晶體M1固定為斷開。為了將第1電晶體M1固定為斷開，於第1電晶體M1之閘極與接地端子GND之間設置第2電晶體M2。第2電晶體Ｍ2係N通道MOSFET，其源極與接地端子GND連接，其汲極與第1電晶體M1之控制端子(閘極)連接。再生控制電路240於V _OUT＜V _TH時，於第2電晶體M2之閘極施加高電壓，將第2電晶體M2設為接通狀態，藉此將第1電晶體M1之閘極電壓固定在低(L)。

再生控制電路240包含放大器242及比較器244。放大器242接收輸出電壓V _OUT與電源電壓V _CC。放大器242之輸出與第1電晶體M1之閘極連接，放大器242之輸出電壓V _AMP、換言之即第1電晶體M1之閘極電壓以V _OUT=V _CC+ΔV ₁成立之方式受反饋控制。第1電晶體M1及放大器242以使輸出端子OUT之電壓V _OUT穩定化之並聯穩壓器之方式動作。

比較器244接收輸出電壓V _OUT與電源電壓V _CC。比較器244將輸出電壓V _OUT與臨限值電壓V _TH=V _CC+ΔV2比較，產生顯示比較結果之比較信號COMPOUT。於該例中，於V _OUT＞V _TH之時COMPOUT=H，於V _OUT＜V _TH之時COMPOUT=L。比較信號COMPOUT藉由反相器246反轉，輸入至第2電晶體M2之閘極。

以上為驅動電路200之構成。接著，說明其動作。

圖2係說明圖1之驅動電路200之動作之時序圖。於圖2顯示三相U~W之中，電流灌入狀態即電流灌入相之動作。自上依序顯示高側控制信號HIN、低側控制信號LIN、高側電晶體MH之閘極電壓V _HG、低側電晶體ML之閘極電壓V _LG、輸出端子OUT之輸出電壓V _OUT、比較器244之啟動/停用狀態EN_COMP、比較輸出OUT、放大器242之啟動/停用狀態EN_AMP、及放大器242之輸出信號V _AMP。

時刻t ₀~t ₁之間，低側電晶體ML接通，高側電晶體MH斷開。於電流灌入狀態下，自輸出端子OUT經由低側電晶體ML朝接地端子GND，流動灌電流I _SINK。此時之輸出電壓V _OUT為R _ON×I _SINK。R _ON係低側電晶體ML之接通電阻。

時刻t ₀~t ₁之間，對於再生控制電路240之啟動信號失效，放大器242及比較器244皆為停用狀態(無效)。因此，比較信號COMPOUT=L，第2電晶體M2為接通狀態，第1電晶體M1固定於斷開。

於時刻t ₁，若低側控制信號LIN轉變至L，則放大器242及比較器244變為啟動狀態。低側預驅動器224自低側電晶體ML之閘極吸入斷開電流，以恆定之傾斜使低側預驅動器224之閘極電壓V _LG降低。若於時刻t ₂，使低側電晶體ML斷開，則灌電流I _SINK流動至高側電晶體MH之主體二極體(飛輪二極體)DH。其結果，輸出電壓V _OUT上升至V _CC+Vf。Vf係主體二極體DH之順向電壓。 V _OUT=V _CC+Vf。

因ΔV ₂＜Vf，則V _OUT＞V _TU成立，於時刻t ₃，比較信號COMPOUT變為H。如此，第2電晶體M2斷開，第1電晶體M1之斷開固定被解除。藉由放大器242，反饋控制第1電晶體M1之閘極電壓V _AMP，輸出電壓V _OUT穩定化於目標電壓V _REF=V _CC+ΔV ₁。此時，灌電流I _SINK之一部分或全部經由包含第1電晶體M1之再生路徑230，流動至接地端子GND。灌電流I _SINK之一部分亦可經由上臂212之飛輪二極體DH，自電源端子VM流出。

於時刻t ₄，高側控制信號HIN轉變至H。通常，高側預驅動器222如虛線顯示，使閘極電壓V _HG轉變至L，且接通高側電晶體MH，但因比較信號COMPOUT被確立，故閘極電壓V _HG固定於斷開位準(H)。其結果，高側電晶體MH未接通。

於時刻t ₅，高側控制信號HIN轉變至L。因高側電晶體MH之閘極電壓V _HG已為斷開位準，故未產生變化。

若於時刻t ₆，低側控制信號LIN轉變至H，則再生控制電路240變為停用，放大器242、比較器244一同變為停用狀態。藉此比較信號COMPOUT變為L，第1電晶體M1固定於斷開。

低側預驅動器224將接通電流供給至低側電晶體ML之閘極，使低側電晶體ML之閘極電壓V _LG上升，接通低側電晶體ML。若低側電晶體ML接通，則灌電流I _SINK流動至低側電晶體ML。藉此，返回至與時刻t ₀相同狀態。

以上為驅動電路200之動作。根據該驅動電路200，於電流灌入狀態下，可使灌電流I _SINK經由再生路徑230逃逸至接地端子GND側，可抑制過剩之電流流入電源線使電源電壓V _CC上升的情況。

亦考慮利用低側電晶體ML，使灌入電流逃逸至接地端子GND側之方法，以替代追加第1電晶體M1形成再生路徑230。將其稱為比較技術。

本實施形態與比較技術相比具有以下之優點。 於本實施形態中，第1電晶體M1相對於汲極源極間電壓進行線性動作，低側電晶體ML進行開關動作。線性動作意指於汲極源極間電壓為非零狀態下，流動汲極電流之動作模式。另一方面，於比較技術中，需要使低側電晶體ML進行開關動作，且進行線性動作。

於再生時之線性動作中，因需要使電晶體之閘極電壓自0V瞬間高速充電至臨限值電壓，故期望電晶體之閘極電容較小。即，期望再生時電晶體之尺寸較小。另一方面，於開關動作中，為了滿足開關時之發熱之要件，需要滿足規定之接通電阻。即，電晶體之尺寸依存於規定之接通電阻值。

於本實施形態中，藉由分開設計低側電晶體ML與第1電晶體M1，與使低側電晶體ML擔負2個功能之情形時相比，可達成高速響應性與規定之接通電阻之實現之兩者。

又，於再生時之線性動作中，因汲極源極間電壓保持於V _CC+ΔV ₁之電壓，且於閘極電壓為臨限值電壓附近之狀態下動作，故對電晶體要求熱載子耐性。熱載子耐性藉由增加閘極長L而確保。另一方面，接通電阻由閘極寬度W與閘極長L之比例W/L決定。為了達成規定之接通電阻，使面積減小，期望閘極寬度W減小。然而，於欲由1個電晶體同時達成確保熱載子耐性與規定之接通電阻值之情形時，有電晶體之尺寸即閘極寬度W與閘極長L之積，大於分開設計線性動作之電晶體與開關動作之電晶體之情形時之總尺寸之可能性。

例如為了確保熱載子耐性，需要L=1。又，根據要求之接通電阻，低側電晶體ML需要W/L=40000，第1電晶體M1需要W/L=10000。作為一例，將低側電晶體ML以W=20000、L=0.5設計，將第1電晶體M1以W=1000、L=1設計。此時，低側電晶體ML之面積為W×L=10000，第1電晶體M1之面積為W×L=10000、合計20000。

於比較技術中，考慮僅由低側電晶體ML設計。於該情形時，需要將低側電晶體ML之閘極長L設為1。因低側電晶體ML需要W/L=40000，故於L=1時，需要設為W=40000。於該情形時，低側電晶體ML之面積為W×L=40000。其係實施形態之20000之2倍。

換言之，於本實施形態中，藉由分開設計低側電晶體ML與第1電晶體M1，與使低側電晶體ML擔負2個功能之情形時相比，有可減小總面積之可能性。

(實施形態2) 圖3係實施形態2之驅動電路200A之電路圖。於圖3僅顯示U相驅動器202U，但V相驅動器202V、W相驅動器202W亦同樣地構成。

於實施形態2中，U相驅動器202U於再生路徑230上進而具備與第1電晶體M1串聯連接之第3電晶體M3。第3電晶體M3係N通道MOSFET，連接閘極汲極間。

第3電晶體M3產生相當於閘極源極間電壓V _GS之電壓降。第1電晶體M1之汲極源極間電壓V _DS減小該電壓降V _GS之量。藉此，可使對於第1電晶體之ASO(Area of safe Operation)破壞之裕度增加。

於上述之比較技術中，應留意無法與低側電晶體ML串聯地插入相當於第3電晶體M3之元件。

另，第1電晶體M1與第3電晶體M3可替換。即第3電晶體Ｍ3亦可插入至較第1電晶體M1更靠接地端子GND側。

又，第3電晶體Ｍ3亦可由連接閘極汲極間之P通道MOSFET構成。

(實施形態3) 圖4係實施形態3之驅動電路200B之電路圖。於實施形態3中，設計第4電晶體M4，替代圖3之第2電晶體M2及第3電晶體M3。第4電晶體M4係N通道MOSFET，於再生路徑230上與第1電晶體M1串聯設置。

於第4電晶體M4之閘極汲極間連接第1開關SW1，於第4電晶體M4之閘極與接地端子之間連接第2開關SW2。

第1開關SW1由比較器244之輸出COMPOUT控制，於放大器242及第1電晶體M1之電壓調節下變成接通。於第1開關SW1為接通狀態下，第4電晶體M4與第1開關SW1產生與圖3之第3電晶體M3相同之效果。

反相器248將比較器244之輸出COMPOUT反轉，控制第2開關SW2。即，將第2開關SW2與第1開關SW1互補地控制。於比較信號COMPOUT為L之期間，藉由第2開關SW2接通，而將第4電晶體Ｍ4固定為斷開。藉此，切斷再生路徑230。

(實施形態4) 於實施形態1~3中，由P通道MOSFET構成上臂212，但並未限定於此，亦可由N通道MOSFET構成。

圖5係實施形態4之驅動電路200C之電路圖。高側電晶體MH係N通道MOSFET。驅動電路200C除圖1之驅動電路200外，具備自舉啟動電路250及位準移位器260、262。

自舉啟動電路250包含外接之自舉啟動電容器C2、與二極體或開關即整流元件252。

位準移位器260將高側控制信號HIN位準移位，供給至高側預驅動器222。

比較器244之輸出COMPOUT經由位準移位器262而被供給至高側預驅動器222。高側預驅動器222於比較信號COMPOUT=H時，將高側電晶體MH固定為斷開。

又比較器244之輸出COMPOUT被輸入反相器246。第2電晶體M2於比較信號COMPOUT=L時接通。

於該例中，藉由自舉啟動電路，產生高於電源電壓V _CC之高側電晶體MH之驅動電壓，但亦可藉由電荷泵電路，產生高側電晶體MH之驅動電壓。

另，關於實施形態2或實施形態3，亦可由P通道構成高側電晶體MH。

(用途) 最後，說明驅動電路200之用途。圖6係具備驅動電路200之電腦之立體圖。於該例中，機器100係冷卻裝置，且具備馬達102與上述之驅動電路200。電腦500具備殼體502、CPU504、主機板506、散熱片508、及複數個冷卻裝置100_1、100_2。

CPU504安裝於主機板506上。散熱片508與CPU504之上表面密接。冷卻裝置100_1與散熱片508對向設置，將空氣吹至散熱片508。冷卻裝置100_2設置於殼體502之背面，將殼體502之外部之空氣吸取至內部，或將內部之空氣排出至外部。

冷卻裝置100除圖6之電腦500以外，可搭載於工作站、筆記型電腦、電視、冰箱等之各種電子機器。

又，本實施形態之驅動電路200之用途並非限定於風扇馬達之驅動者，可用於其他各種馬達之驅動。

使用具體用語說明之實施形態僅顯示本發明之原理、應用，於實施形態中，於未脫離申請範圍規定之本發明之思想之範圍之中，允許多種變化例或配置之變更。

100:機器 100_1:冷卻裝置 100_2:冷卻裝置 102:馬達 104:上位控制器 200:驅動電路 200A:驅動電路 200B:驅動電路 200C:驅動電路 202U:U相驅動器 202V:V相驅動器 202W:W相驅動器 210:橋接電路 212:上臂 214:下臂 222:高側預驅動器 224:低側預驅動器 230:再生路徑 240:再生控制電路 242:放大器 244:比較器 246:反相器 248:反相器 250:自舉啟動電路 252:整流元件 260:位準移位器 262:位準移位器 500:電腦 502:殼體 504:CPU 506:主機板 508:散熱片 C2:電容器 COMPOUT:比較信號 DH:飛輪二極體 DL:飛輪二極體 EN_AMP:啟動/停用狀態 EN_COMP:啟動/停用狀態 GND:接地端子 H:高 HIN:高側控制信號 HINU~HINW:輸入端子 I _SINK:灌電流 L:低 LIN:低側控制信號 LINU~LINW:輸入端子 L _U:線圈 L _V:線圈 L _W:線圈 M1:第1電晶體 M2:第2電晶體 M3:第3電晶體 M4:第4電晶體 MH:高側電晶體 ML:低側電晶體 OUT:輸出端子 OUTU~OUTW:三相輸出端子 Ron:接通電阻 SW1:第1開關 SW2:第2開關 t:時刻 t ₀~t ₆:時刻 V _AMP:輸出電壓 V _CC:電源電壓 Vf:順向電壓 V _HG:閘極電壓 V _LG:閘極電壓 VM:電壓端子 V _OUT:輸出電壓 V _U:電壓 V _V:電壓 V _W:電壓 ΔV ₁:第1電壓寬度 ΔV ₂:第2電壓寬度

圖1係具備實施形態1之驅動電路之機器之電路圖。 圖2係說明圖1之驅動電路之動作之時序圖。 圖3係實施形態2之驅動電路之電路圖。 圖4係實施形態3之驅動電路之電路圖。 圖5係實施形態4之驅動電路之電路圖。 圖6係具備驅動電路之電腦之立體圖。

100:機器

102:馬達

104:上位控制器

200:驅動電路

202U:U相驅動器

202V:V相驅動器

202W:W相驅動器

210:橋接電路

212:上臂

214:下臂

222:高側預驅動器

224:低側預驅動器

230:再生路徑

240:再生控制電路

242:放大器

244:比較器

246:反相器

COMPOUT:比較信號

DH:飛輪二極體

DL:飛輪二極體

GND:接地端子

HIN:高側控制信號

HINU~HINW:輸入端子

I_SINK:灌入電流

LIN:低側控制信號

LINU~LINW:輸入端子

L_U:線圈

L_V:線圈

L_W:線圈

M1:第1電晶體

M2:第2電晶體

MH:高側電晶體

ML:低側電晶體

OUTU~OUTW:三相輸出端子

V_AMP:輸出電壓

V_CC:電源電壓

V_HG:閘極電壓

V_LG:閘極電壓

VM:電壓端子

V_OUT:輸出電壓

V_U:電壓

V_V:電壓

V_W:電壓

△V₁:第1電壓寬度

△V₂:第2電壓寬度

Claims (10)

1. 一種驅動電路，其係三相DC馬達之驅動電路，其於各相具備： 橋接電路，其包含連接於電源端子與輸出端子之間之高側電晶體、及連接於上述輸出端子與接地端子之間之低側電晶體； 預驅動器，其驅動上述高側電晶體及上述低側電晶體； 第1電晶體，其以形成與上述低側電晶體並聯之再生路徑之方式連接於上述輸出端子與上述接地端子之間；及 再生控制電路，其於自上述輸出端子灌入電流之再生狀態下，以上述輸出端子之輸出電壓接近目標電壓之方式，控制上述第1電晶體之控制端子之電壓該目標電壓比上述電源端子之電源電壓高出第1電壓寬度。
2. 如請求項1之驅動電路，其中上述再生控制電路於上述輸出電壓超過臨限值電壓時，強制斷開上述高側電晶體，該臨限值電壓比上述電源電壓高出第2電壓寬度。
3. 如請求項1或2之驅動電路，其中上述再生控制電路於上述輸出電壓低於臨限值電壓時，切斷上述再生路徑，該臨限值電壓比上述電源電壓高出第2電壓寬度。
4. 如請求項1或2之驅動電路，其中 上述再生控制電路包含： 放大器，其放大上述輸出電壓與上述目標電壓之誤差； 根據上述放大器之輸出，控制上述第1電晶體之上述控制端子之電壓。
5. 如請求項2之驅動電路，其中上述再生控制電路包含將上述輸出電壓與上述臨限值電壓進行比較之比較器。
6. 如請求項3之驅動電路，其中上述再生控制電路於上述輸出電壓低於上述臨限值電壓時，將上述第1電晶體固定為斷開。
7. 如請求項6之驅動電路，其進而具備連接於上述第1電晶體之控制端子與上述接地端子之間之第2電晶體，且上述再生控制電路於上述輸出電壓低於上述臨限值電壓時，接通上述第2電晶體。
8. 如請求項1或2之驅動電路，其進而具備：第3電晶體，其於上述再生路徑上，與上述第1電晶體串聯連接，且將閘極汲極間接線。
9. 如請求項2之驅動電路，其進而具備： 第4電晶體，其於上述再生路徑上與上述第1電晶體串聯連接；且 上述再生控制電路於上述輸出電壓低於上述臨限值電壓時，斷開上述第4電晶體。
10. 如請求項9之驅動電路，其進而具備： 第1開關，其連接於上述第4電晶體之閘極汲極間；且 上述再生控制電路於上述輸出電壓高於上述臨限值電壓時，將上述第1開關接通。

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