TWI336552B - Motor drive device with lock protection function - Google Patents

Description

1336552 九、發明說明： r 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種馬達驅動技術，尤其係關於具備鎖定 保護功能之馬達驅動裝置、使用其之冷卻裝置以及鎖定保 護方法。 【先前技術】 伴隨近年來的個人電腦、工作站之高速化發展， CPU(Central Processor Unit，中央處理單元）、DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器）等運算處理用LSI(Large Scale Integrated circuit，大規模積體電路）之動作速度亦曰 趨上升。 此類LSI中，隨著其動作速度、亦即時脈頻率變高，其 放熱量亦變大。LSI之放熱會引起以下問題：導致該LSI自 身熱失控，或者對周圍電路產生影響。因此，LSI之適當 的熱冷卻成為極其重要之技術。 作為用以冷卻LSI之技術，有冷卻風扇之空冷式冷卻方 法。該方法中，例如，與LSI表面對向而設置冷卻風扇， 利用冷卻風扇向LSI表面吹送涼爽空氣。 關於驅動冷卻風扇之馬達，當有異物夹入到風扇等中而 將馬達鎖定時，線圈與半導體元件中會流動有過大的電 流，從而可能損及裝置之信賴性。為了處理上述問題，使 用鎖定保護電路，以在馬達停止時停止對馬達線圈通電。 [專利文獻1]日本專利特開20〇5-64〇5號公報 [專利文獻2]曰本專利特開平10-234130號公報 130594.doc 【發明内容】 < [發明所欲解決之問題] 專利文獻1中所記載之技術係當根據檢測馬達旋轉狀態 之旋轉感測器之輪出而檢測出馬達之旋轉已停止時，在直 至馬達恢復成旋轉狀態為止之期間，產生自動恢復信號 E自動恢復彳s號E例如係依序反覆地進行約0‘5秒之接通 3衫之斷開的信號。即，當檢測出馬達之旋轉已停止 時，以夹隔約3秒停止期間之方式反覆試行約〇 5秒之馬達 啟動。 ^ 專利文獻1中所揭示之技術不僅在馬達被鎖定 時，而且在馬達根據控制信號之指示而停止時鎖定保護 功能亦動作。因此’當鎖定保護功能動作後從外部輸入使 為止之期間’無法使馬達旋轉。’馬達根據控制信號之 指示而停止後，檢知冷卻對象裝置之溫度上升並於馬達 欲再開始旋轉時直至開始旋轉為止會產生時滯導致在溫 度管理方面存在問題。 本發明者認識到上述狀況而完成本發明，其目的在於提 供一種在馬達根據控制信號之指示而停止後可使其立即再 開始旋轉之馬達驅動裝置、鎖定保護方法及使用其之冷卻 裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明之一態樣係一種馬達驅動裝置。該馬達驅動裝置 具備：驅動部，根據指示驅動對象馬達旋轉之控制信號來 130594.doc 控制對馬達進行通電；鎖定保護電路，當馬達停止時，停 止對馬達通電；鎖定控制部，當控制信號對馬達停止^ 示持續特定之第4間以上時，該鎖定控制部使鎖定保^ 電路非活動；以及待機控制部，當控制信號對馬達停止之 指示持續上述第1時間以上時，該待機控制部以此為契機 而開始進行時間測定，進而，當經過特定之第2時間後，

使該馬達驅動裝置之至少一邮八彳古L 主^邛刀停止，並轉向待機模式。 根據該態樣’當控制信號對馬達停止之指示持續第噌 間以上時’鎖定控制部使鎖定保護電路非活動故可使馬 達根據控制信號之指示而停止後之再驅動迅速化。控制信 號可為脈寬調變信號^亦可將調節上述脈寬調變信號之占 空比的信號作為控制信號。 進而’在經過第2時間後轉向待機模式，故可設法實現 低肩耗電力化，且在轉向待機模式時鎖定保護電路非活 動’因此其後儘管指示馬達之驅動，亦可使其迅速旋轉。 於待機模式下，待機控制部可使產生本馬達驅動裝置之 基準電壓的電壓源（啟動電路）停止。 :待機模式下’待機控制部可停止對用以檢測馬達旋轉 之霍爾元件之電壓供給。由於流動於霍爾元件中之電流與 其他電路區塊之電流相比相對較大，故可有效地降低消耗 電力。 於待機模式下，待機控制部可將馬達之連接於線圈之輸 出段的電晶體之控制端子之電位固定，以使該電晶體完全 斷開。 J30594.doc 1336552 由於輸出段之電晶體之尺寸較大，故使該電晶體完全斷 開所產生的消耗電力降低之效果較大。 當控制信號指示馬達驅動時，待機控制部以此為契機而 由待機模式恢復成通常模式。 鎖定控制部可具備計數電路，測量控制信號在指示馬達 停止後之經過時間。於該情況時，可正確地測量特定之 1時間。 可設定比鎖定保護電路中用以確認馬達停止所需之驗證 期間短的時間來作為特定之第丨時間。於該情形時，馬= 根據控制信號之指示而停止後，由於在鎖定保護功能動作 前使鎖定保護電路非活動，故當馬達於控制信號之作用下 停止後欲再開始驅動時，可使馬達立即再開㈣轉。 袖該馬達驅動裝置可-體積體化於一個半導體基板上。所 謂「一體積體化」，包含：將電路構成要素全部形成於 導體基板上之情形，以及將電路之主要構成要素一體積體 化之情形，亦可將電路常數調節用之—部分電阻盘 等設置於半導體基板之外部。將馬達驅動裝置積體化作為 一個LSI，藉此可削減電路面積。 =明之另-態樣係-種冷卻裝置。該冷卻裝置具備風 扇馬達以及將該風扇馬達作為驅動對象馬達而驅動之 任一馬達驅動裝置。 根據該態樣，當控制作轳 田t市Η口唬對馬達停止之指示 第1時間以上時，上述馬達驅動裝置之鎖定控制=鎖： 保護電路非活動’故在馬達根據控制信號之指示而停止後 I30594.doc 可使其立即再開始旋轉’從而可適 之溫度。 地f理冷卻對象裝置 本發明之此外另一態樣係一種鎖 在驅動對象馬達停止時，停止 進^法。該方法係 方法，該鎖定保護方法包括如下步驟進=電之鎖定保護 控制信號進行監和，m ^ ^曰不馬達旋轉之 坶仃览控，U對控制信號 間進行計時；者卜γ斗 ’心不馬達停止之期 除鎖定保護、，及當計時期間達二：第：間時’解 機再對特定之第2時間進行計時 3第=為契 馬達驅動裝置之至少—部分轉向待機^玄。第2時間後，使 根據W樣，t控制信 第1時間時，鎖m“ 朴止之和不超過特定之 ，卜播傲職故在控制信號指示馬達停 馬達立即再開始旋轉，並且可降低消耗電力。 ,.^ i述結構組件等之任意組合或重新配置作為 本發明之實施例為有 為 ，政的且包含於本發明之實施例中。 ’本發明之發明内容未必描述所有的必要特徵以 月亦可成為該等所描述特徵之次組合。 【實施方式] 現將基於較佳實施例來描述本發明，較佳實施例並非欲 限制本發明之而以實例來說明本發明。實施例中所 ^田述之本發明之所有特徵及組合對本發明而言未必是必需 的。 實施形態例如係關於一種利用風扇對⑶等冷卻對象吹 送<〇?、爽空氣之冷卻裝置。 130594.doc 1336552 圖1表示實施形態之冷卻裝置200之構成。 冷卻裝置200包含：馬達驅動裝置100、風扇馬達112以 及霍爾元件114。 風扇馬達112係單相全波馬達，其與未圖示之冷卻對象 對向而設置。該風扇馬達112藉由從馬達驅動裝置1 〇〇輸出 之驅動電壓而控制線圈電流、即通電狀態，以控制其旋 轉。

霍爾元件114之第1端子經由電阻R12而與施加有霍爾偏 壓HB之電源線相連接，其第2端子經由電阻尺丨丨而接地。 利用電阻R12及RU來調節霍爾元件U4所輸出之信.號大 小。由此，根據後述遲滞比較器22之同相輸入範圍，亦可 使電阻R11或電阻R12中之任一者或兩者短路。再者，霍爾 偏壓HB係由馬達驅動裝置1〇〇而產生。 霍爾元件114輸出第！霍爾信號VH1及第2霍爾信號VH2， 該等信號之位準隨著風扇馬達112轉子之位置而改變。當

風扇馬達112旋轉時，第1霍爾信號VH1及第2霍爾信號VH2 係相互逆相且週期隨著風扇馬達112之轉速而變化之正弦 波。 馬達驅動裝置100根據第1霍爾信號VH1、第2霍爾信號 VH2以及控制信號Vcnt來驅動風扇馬達丨^ ^馬達驅動裝 置1〇0具備如下功能：當後述控制信號Vent對風扇馬達112 停止之指示在特定時間以上時，使停止對風扇馬達112通 電之鎖定保護功能取消（即非活動化）。再者，馬達驅動裝 置100較理想的是—體積體化於—個半導體基板上之功能 130594.doc 1C。 馬達驅動裝置100中，作為信號輸入輸出用之端子，具 有：第1輸入端子102、第2輸入端子104、控制輸入端子 106、第1輸出端子1〇8、第2輸出端子11〇以及霍爾偏壓端 子 111。 第1輸入端子102及第2輸入端子104中，分別輸入有霍爾 元件114輸出之第1霍爾信號vhi及第2霍爾信號VH2。 控制輸入端子1 06中’輸入有從外部指示風扇馬達112旋 轉之控制信號Vent。 從第1輸出端子108及第2輸出端子11〇分別輸出驅動風扇 馬達112之第1驅動電壓Vdrl及第2驅動電壓Vdr2。 馬達驅動裝置100主要包含：驅動部10、保護電路12、 PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調變）電路 14、待機控 制部2 0、電壓源3 0以及啟動電路3 1。 PWM電路14根據從外部輸入之控制信號Vcnt而產生 pWM信號Vpwm。將所產生之PWM信號Vpwm輸入至後述 之預驅動電路24。PWM電路14包含振盪器52及比較器54。 振盪器52產生例如三角波、鋸形波等。振盪頻率充分大 於風扇馬達112之轉速時較佳。比較器54將振盪器52之輸 出電壓Vosc與控制信號Vent比較，當Vcnt>Vosc時，輸出 成為咼位準之PWM信號Vpwm，當Vcnt<Vosc時，輸出成為 低位準之PWM信號Vpwm。當欲提高風扇馬達112之轉速 時’增大控制信號Vent ’以使PWM信號Vpwm之占空比變 大即可。當欲降低風扇馬達112之轉速時，減小控制信號 13〇594.doc 1336552

Vent，以使PWM信號Vpwm之占空比變小即可。當欲使風 扇馬達停止時，進一步減小控制信號Vent，以消除PWM信 號Vpwm之占空比即可。 驅動部10根據第1霍爾信號VH1、第2霍爾信號VH2及後 述之PWM信號Vpwm而驅動風扇馬達112。 驅動部10包含：遲滯比較器22、預驅動電路24、Η橋接 器26以及開關SW1〜SW4。 遲滯比較器22將從霍爾元件114輸出之第1霍爾信號VH1 與第2霍爾信號VH2進行比較，當VH1>VH2時，輸出成為 高位準之矩形波信號Vret，當VH1<VH2時，輸出成為低位 準之矩形波信號Vret。 預驅動電路24根據從遲滯比較器22輸出之矩形波信號 Vret及從PWM電路14輸出之PWM信號Vpwm，來控制構成 Η橋接器26之各開關的接通與斷開。 Η橋接器26在預驅動電路24之控制下，將第1驅動電壓 Vdrl及第2驅動電壓Vdr2供給至風扇馬達112。Η橋接器26 包含：第1高側開關ΜΗ1、第2高側開關ΜΗ2、第1低侧開 關ML1及第2低側開關ML2。 第1高側開關ΜΗ1與第2高側開關ΜΗ2係Ρ通道 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » 金氧半導體場效電晶體），第1低側開關ML1與第2低側開 關ML2係N通道MOSFET。 第1高側開關MH1及第1低側開關ML1串聯連接於施加有 電源電壓Vdd之電源線路與接地之間。第1高侧開關MH1與 130594.doc -13- 1336552 第1低側開關ML1之連接點之電壓經由第i輸出端子1〇8， 作為第1驅動電壓Vdrl而施加於風扇馬達112之一端。 第1高側開關MH1與第1低側開關ML1之接通與斷開狀態 受到輸入至各閘極中之閘極控制信號SHI、SL1之控制。 即’第1高侧開關MH1於閘極控制信號SH1為低位準時接 通，為高位準時斷開。又，第1低側開關ML1於閘極控制 信號SL1為高位準時接通，為低位準時斷開。 施加於風扇馬達112上之第1驅動電壓Vdrl在第1高側開 關MH1接通、第1低側開關mli斷開時’成為電源電壓 Vdd，在第1高側開關MH1斷開、第1低側開關ML1接通 時，成為接地電位0V。 同樣地，第2高側開關MH2及第2低側開關ML2亦串聯連 接於電源線路與接地之間。第2高側開關MH2與第2低側開 關ML2之連接點電壓經由第2輸出端子11〇，作為第2驅動 電壓Vdr2而施加於風扇馬達U2之另一端。 保護電路12根據從遲滞比較器22輸出之矩形波信號Vrct 及從PWM電路14輸出之Vpwm信號，以預驅動電路24來控 制Η橋接器26各開關之接通與斷開。 保護電路12之動作分為以下兩種情形。 一種情形為，儘管PWM信號Vpwm反覆地成為高低位 準’但矩形波信號Vert始終不會改變，亦即，在異物夾入 等不可抗力之作用下，風扇馬達鎖定。該情形時，保護電 路12對預驅動電路24發出指示而停止對風扇馬達112通 電°由此防止馬達線圈中產生過電流等。 130594.doc -14- 1336552 另一種情形為，PWM信號.Vpwm以特定時間以上而顯示 低位準，亦即’人為地停止風扇馬達丨12。此時，保護電 路12與上述情形不同，即便矩形波信號vrct無變化，亦不 會發出指示而停止對風扇馬達112通電。由此，人為地停 止風扇馬達112後之再啟動動作變得順利。 保護電路12包含鎖定保護電路32與鎖定控制部34。又， 保護電路12亦可包含TSD(Thermal Shut D〇wn，熱截斷）電 路0

鎖定保護電路32於後述的賦能信號εν為高位準時活動 (active)，為低位準時非活動。 在鎖定保護電路32活動之情況下，鎖定保護電路32例如 對從遲’帶比較器22輸出之矩形波信號vrct進行監控等，以 檢測出風扇馬達112已停止。在檢測出風扇馬達ιΐ2鎖定 時，鎖疋保護電路32將輸出至預驅動電路24中之停止信號

Vstop由低位準切換為高位準。當停止信號乂以邛切換為高

位準時，預驅動電路24使構成Η橋接器26之電晶體河钔、 ΜΗ2、ML1與ML2全部斷開。使開關斷開之期間較好的是 數百ms〜數秒。電晶體之斷開亦可藉由接通後述之開關 咖〜剛而實行。當藉由停止信號VStop而停止通電時， 即便產生有PWM信號Vpwm，M扇馬彡⑴中亦不會供給 有電流。 停 由此而防止風扇馬達112鎖定時流入有過電流的情形 再者’將自風扇馬達停止起直至敎保護電㈣確認其 止為止的期間設定為驗證期間。驗證期間可設為例如〇 5 130594.doc 1336552 左右’依據鎖定保護電路32之内部構成而適當決定。 另一方面，在鎖定保護電路32非活動之情況下，鎖定保 護電路32始終對預驅動電路24輸出低位準之停止信號 Vst〇p 〇 田由PWM電路14產生之PWM彳言號Vpwm以超過特定時間 而顯示低位準時，鎖定控制部34使鎖定保護電路32非活 動。特定時間可比PWM信號Vpwm之週期充分長，亦可比 直至鎖定保護電路32確認風扇馬達！ 12鎖定為止之驗證期 間短。特定時間於實施形態中設定為6〇 ms。該6〇聊係根 據假定的PWM信號Vpwm之下限頻率中的占空比期間而設 定之時間。 鎖定控制部34包含計數器36與時脈產生器38。 時脈產生器d產生特定頻率之時脈。該特定頻率係結合 上述設定之特定時間而適當決定的。計數器36於比較器54 輸出之PWM信號Vpwm顯示為低位準之期間，對時脈產生 器38所產生之時脈之氣量進行計數。即，計數器％在藉由 PWM彳s號Vpwm下降邊緣而使計數值重置並開始計數起， 直至再次藉由PWM信號Vpwm下降邊緣而使計數值重置為 止之期間，對時脈進行計數。當計數後檢知pWM信號

Vpwm以超過上述特定時間而顯示低位準時計數器％將 賦能信號EN由高位準切換為低位準，並輸出至鎖定保護 電路32。 當賦能信號EN切換為低位準時，鎖定保護電路32成為 非活動，輸出至預驅動電路24中之停止信號Vst〇p被保持 130594.doc 1336552 為低位準。此時，由於PWM信號▽13你111連續地顯示低位 準’故即便停止信號Vstop為低位準，預驅動電路24亦將 構成Η橋接器26之各開關控制為斷開狀態，因而風扇馬達 112不通電。 又，因賦能信號ΕΝ切換為低位準而成為非活動之鎖定 保護電路32,會於其後PWM信號Vpwm變為高位準時再次 成為活動電路。

— 待機控制部20接收賦能信號εν。當賦能信號EN由高位 準轉變為餘準時，待機控㈣2G開始進行時間測定。此 ,處’賦能信號EN由高位準轉變為低位準，意味著控制信 號Vent指示風扇馬達112之停止持續第i時間η以上。^ 〜並且’於PWM信號Vpwm固定為低位準之狀態時，從時 間測定開始經過特定之第2時間仰，將馬達驅動裝置⑽ 設定為待機模式，使馬達驅動裝置刚之至少一部分之動 作知止，以設法節省電力。於待機模式下待機控制部⑼

使待機信號STB為高位準。於待機模式及通常動作模式 待機H STB被供給至實施不同處理之電路區塊、及 於待機模式下關閉之電路區塊。亦即ip·信號外職 於⑴+τ2)期間連續地持續低位準則待機控制部戰馬達 驅動裝置100轉向待機模式。 以下對待機處理進行說明。 動電路31係產生馬達驅動裝置100之基準電壓之電壓 :二機控制部20於待機模式下使啟動電路川亭止。藉由 基準電壓關閉’根據該基準電壓而產生之基準電流遮斷， 130594.doc 1336552

因而停止對馬達驅動裝置丨〇〇内之各區塊供給基準電流 以設法實現低消耗電力化。 L 又，馬達驅動裝置100包含產生電壓源30，該電壓源3〇 產生經由霍爾偏壓端子U1而對霍爾元件114欲供給之霍爾 偏壓HB。電壓源3〇於待機信號STB為高位準時關閉，從而 停止對霍爾元件114之電壓供給。藉此，霍爾元件114及電 阻R11、R12之電力消耗得以降低。

進而，於圖1之電路中，在H橋接器26各電晶體之閉極源 極^間，設置有開關SW1〜SW4。該開關swi〜SW4與待機 L號STB連動’以控制接通與斷開，並於待機模式下接 通。其結果為，Η橋接器26之各電晶體成為完全斷開狀 態，從而待機模式下之電力消耗得以進一步降低。 於待機模式下，其餘不必要之電路均關閉。 進而，待機控制部20接收PWM信號Vpwm。於待機模式 下，當控制信號Vent指示風扇馬達丨12驅動時，待機控制

部20以此為契機而由待機模式恢復成通常模心例如待 機控制部20亦可藉由監控pwM信號Vpwm之邊緣而恢復成 通常模式。 在恢復成通常模式後，待機信號STB成為低位準，啟動 電路31啟動，產生基準職。由&，電流被供給至馬達驅 動裝置100之各區塊，從而再開始動作。 圖2係表示圖1之冷卻裝置扇中的風扇馬達驅動再開始 動作之時序圖。圖2之時序圖從上方起依次表示第2霍爾信 號VH2、PWM信號Vpwm、賦能信號EN、待機信號㈣、 130594.doc 1336552 電路之消耗電流Ice及停止信·號Vstop之時間波形。又，於 同一圖中，縱軸與橫轴經適宜放大、縮小而表示。 自時刻TO至T1期間，PWM電路14輸出與控制信號Vcnt 之大小相對應之占空比的PWM信號Vpwm。於此期間，風 扇馬達112以對應P WM信號Vpwm之占空比的速度而旋 轉，第2霍爾彳§號VH2表示與風扇馬達112之轉速相對應的 頻率的正弦波。又’於此期間，PWM信號Vpwms短時間 内反覆成為高位準及低位準’故賦能信號EN表示高位 準。從而’鎖定保護電路32活動。又’因風扇馬達112未 停止’故從鎖定保護電路3 2.輸出至預驅動電路24之停止信 號為低位準。由此，預驅動電路24藉由對Η橋接器26各開 關之接通與斷開控制’來對風扇馬達112供給第1驅動電壓 Vdrl及第2驅動電壓Vdr2。 於時刻T1，若為了使風扇馬達112之驅動停止而降低控 制抬號Vent ’則PWM信號Vpwm之占空比變為〇。於時刻 τι之後，在直至時刻丁4時為了再開始驅動風扇馬達112而 提高控制信號Vent為止的期間，PWM信號Vpwm變為低位 準。 *十數器3 6自PWM信號Vpwm之占空比為〇之時刻τ 1起， 對時脈產生器38所產生之時脈之數量進行計數，於經過特 疋之第1時間τΐ(=60 ms)後的時刻T2 ’將賦能信號EN由高 位準切換為低位準。藉此，鎖定保護電路32非活動。 為了明確本實施形態之第1效果，以下說明不實施以賦 能信號ΕΝ對鎖定保護電路32進行活動、非活動之切換時 130594.doc 19 1336552 的動作。 於該情形時，PWM信號之占空比為〇，從而風扇馬達ιΐ2 之旋轉停止，於時刻T1時霍爾信號VH2被固定。若霍爾信 號VH2或矩形波信號Vcrt於特定之驗證期間τ3(例如〇 5 S) 内持續地維持固定值，則鎖定保護電路32判定風扇馬達 112被鎖定。換言之，驗證期間㈠係鎖定保護電路h為了 確認風扇馬達112已停止所需之時間。若鎖定保護電㈣

活動，則在自時刻τι經過驗證期間τ3後的時刻Τ5，將輸出 至預驅動電路24之停止信號Vst〇p切換為高位準。此時之 波形以一點鎖線表示。若停止信號Vst〇p成為高位準則 數秒間便會停止對風扇馬達112通電n於時刻τ4.

控制信號Vent之位準上升，並指示風扇馬達U2旋轉此 時，由於電路處於完全停止狀態，故風扇馬達ιΐ2之再開 始旋轉會有所延遲。例％，於停止信號％_變為高料 之後隨即由控制信號Vcnt來指示風扇馬達112旋轉時，會 因為其後數秒間未通電而導致風扇馬達112之旋轉延遲。 對此，本實施形態中，藉由賦能信號£1^而切換鎖定保 護電路32之活動、非活動狀態。亦即，於時刻丁丨，將 PWM信號Vpwm設定為低位準，此後於經過第旧間“後之 時刻T2，將賦能信號EN設定為低位準。其結果鎖定保護 電路32成為非活動狀態。在鎖定保護電路32成為非活動狀 態後’即便在霍爾信號VH2於驗證期間,3内持續固定值後 之時刻T5，亦保持為低位準，^不會將㈣至預驅動電路 24之停止信號Vstop切換為高位準。 130594.doc -20- 1336552 於時刻T4時，為了再驅動·風扇馬達112而提高控制信號 Vent從而’ pWM電路14再開始輸出與控制信號％nt之大 小相對應之占空比的PWM信號Vp·。此時如上所述，鎖 疋保濩電路32在低位準之賦能信號EN之作用下成為非活 動狀態，故鎖定控制部34將停止信號Vst〇p保持為低位 準因此若於時刻T4控制信號Vent提高，則會立即再開 始驅動風扇馬達112，且第2霍爾信號VH2顯示正弦波。 如上所述，根據本實施形態之冷卻裝置2〇〇，當電 路14所產生之PWM信號VpWm以超過鎖定時間而顯示低位 準時，鎖定控制部34使鎖定保護電路32非活動，故可區分 由PWM信號Vpwm導致之馬達停止及由不可抗力導致之馬 達鎖定。從而，在由PWM信號Vpwm而導致風扇馬達112 之旋轉停止之後，馬達驅動裝置100會迅速地使其再開始 %轉，例如，當在風扇馬達112停止過程中必須使裝置魚 遽冷卻等情形時，可獲得快速冷卻效果。 未配備鎖定控制部34之功能之情形，與具備有上述鎖定 控制部34之功能之情形不同。亦即，當配備有鎖定控制部 34之功能時，停止信號Vstop於時刻T5仍保持為低位準， 但當未配備該功能時，停止信號Vstop於時刻T5切換為高 位準。從而，當未配備鎖定控制部34之功能時，為了於時 刻Τ4再開始驅動風扇馬達112而提高控制信號vcnt，並接 收對應之占空比之PWM信號Vpwm，即便如此，驅動電路 24仍會使Η橋接器26之各開關持續斷開。由此，風扇馬達 112不通電，從而無法再開始迅速的驅動。從而，無法適 130594.doc •21 - 1336552 當地管理冷卻對象裝置之溫度。 根據本實施形態之冷卻裝置200，可恰當地解決上述問 題。 ° 其次，對實施形態之第2效果進行說明。於時刻丁2，若 賦能信號EN切換為低位準，則待機控制部2〇kpwm信號 Vpwm為低位準期間開始進行時間測定。繼而，若 號外職以第2時間τ2持續為低位準，則將待機信號stb^ 換為高位準，使馬達驅動裝置1〇〇各區塊之動作停止。其 結果為，馬達驅動裝置100之電路消耗電流Iec下降至〇爪八 附近，從而設法實現低消耗電力化。 其後，於時刻T4，若PWM信號νρ_為高位準則待機 控制部20將待機信號STB切換為低位準，從而使馬達驅動 裝置100之各區塊恢復成動作狀態。若經過第2時間τ2前， 請Μ信號Vpwm為高位準，則使轉風扇馬達112再開始旋 轉，而不轉向待機模式。 再者，計數器36設定情況亦可為12$〇。 如此，根據本實施形態之馬達驅動裝置1〇〇，當未指示 風扇馬達112旋轉之狀態持續转 一订特疋時間（τ1+τ2)時，切換為 待機模式’從而與先前相比，可使電路之祕電流降低。 進而’於時亥'JT3〜T4轉向待機模式係根據賦能信號職實 行的故在欲轉向待機模式時，必須保證使鎖定保護電路 32之功能無效。因此，其後，於時刻㈣示使風扇馬達 112再開始旋轉時’可立即由待機模式恢復成通常模式而 使風扇馬達112旋轉。 J30594.doc -22- 1336552 本領域技術人員可理解，上述實施形態係例示，可對其 等之各構成元素、各處理過程之組合進行各種變形，且上 述變形例亦屬於本發明之範圍内。 實施形態中，驅動部10藉由遲滯比較器22、預驅動電路 24及Η橋接器26構成，但本發明並非僅限定於此。 圖3表示變形例之驅動部6〇之構成β驅動部6〇包含第^運 算放大器62及第2運算放大器64。 第1運算放大器62輸出之第1驅動電壓¥(11>1藉由電阻 而返回至第1運算放大器62之反向輸入端子及第2運算放大 器Μ之非反向輸入端子。第2運算放大器64輸出之第2驅動 電壓Vdr2藉由電阻R26而返回至第丨運算放大器以之非反向 輸入端子及第2運算放大器64之反向輸入端子。 第1運算放大器62與第2運算放大器μ之構成為，於輸出 段中，電源與接地之間設置有串聯連接之2個電晶體並 從其4連接點取得輸出電壓。分別設置於第丨運算放大琴 62及第2運算放大器μ之輸出段中之2個電晶體，對應於圖 1之Η橋接器26中的各開關。第1驅動電壓VdH及第2驅動電 壓Vdr2係將第1霍爾信號VH1與第2霍爾信號VH2之差放大 後之電壓。又，當圖i之鎖定保護電路32檢測出風扇馬達 112鎖定而將停止信號Vst〇p由低位準切換為高位準時，第 1運算放大器62及第2運算放大器64斷開，風扇馬達112停 止通電。 實施形態中中’對根據控制信號Vent而產生PWM信號 Vpwm之情形進行了說明，但亦可從外部直接輸入pwM信 130594.doc •23- 號 Vpwm。 又，實施形態中，對馬達驅動裝置1〇〇以pwM驅動方式 來驅動風扇馬達112之情形進行了說明，但本發明並非限 疋於此。馬達驅動裝置100亦可以線性驅動方式來驅動風 扇馬達11 2。 又，於實施形態中，對風扇馬達112為單相馬達之情形 進行了說明，但本發明並非限定於此。風扇馬達丨丨2亦可 為多相馬達。 又，於實施形態中，藉由霍爾元件而檢測出風扇馬達 112之旋轉，但本發明並非限定於此。風扇馬達丨丨2之旋轉 亦可藉由對風扇馬達112之線圈中產生的感應電壓之監控 而檢測。 又，於實施形態中，鎖定控制部34藉由計數器36對時脈 產生器38所產生之時脈進行計數而監控pwM信號乂口…爪顯 示低位準之時間’但本發明並非限定於此。對PWM信號 Vpwn^l不低位準之時間之監控，亦可藉由使用電容器及 電阻之時間常數電路，或者使PWM信號Vpwms遲而進 行。 於實施形態中’鎖定保護電路3 2監控矩形波信號Vert， 但本發明並非限定於此。鎖定保護電路32可監控第1霍爾 信號VH1或第2霍爾信號VH2，亦可監控風扇馬達112線圈 中產生之感應電壓。 於實施形態中，對馬達驅動裝置i 00 一體積體化於一個 LSI上之情形進行了說明，但本發明並非限定於此，一部 130594.doc • 24· 1336552 :刀構成要素亦可作為離散元件或晶片零件而設置於w外 部，或者藉由複數個LSI而構成。例如，H橋接器％亦可使 用離散的功率電晶體而構成。又，時脈產生器38亦可設置 於外:，計數器36亦可對從外部輸入之時脈進行計數。 - ^管6使用特定術語描述了本發明之較佳實施例，但該 描述僅係出於說明之目的，且應理解，在不偏離隨附申請 • 專利範圍之精神及範疇的前提下，可進行修改及變更。 【圖式簡單說明】 籲 現將參看思欲為例示性而非限制性的隨附圖式，僅藉由 實例來描述實施例，且其十相似元件在若干圖中以相似標 號標出，其中： 圖1係表示實施形態之冷卻裝置之構成的電路圖。 圖2係表示圖1中的冷卻裝置之風扇馬達再開始進行驅動 動作之時序圖。 【主要元件符號說明】 圖3係表示變形例之驅動部之構成的電路圖。 10、60 驅動部 12 保護電路 14 PWM電路 20 待機控制部 22 遲滞比較器 24 預驅動電路 26 Η橋接器 30 電壓源 130594.doc -25- 1336552

31 啟動電路 32 鎖定保護電路 34 鎖定控制部 36 計數器 38 時脈產生器 52 振盪器 54 比較器 62 第1運算放大器 64 第2運算放大器 100 馬達驅動裝置 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 111 霍爾偏壓端子 112 風扇馬達 114 霍爾元件 200 冷卻裝置 Ε 自動恢復信號 ΕΝ 賦能信號 ΗΒ 霍爾偏壓 Icc 消耗電流 ΜΗ1 第1高側開關 130594.doc 26· 1336552

MH2 第2高側開關 ML1 第1低側開關 ML2 第2低側開關 SHI〜SH4、SL1〜SL4 閘極控制信號 STB 待機信號 SW1-SW4 開關 Vent 控制信號 Vdd 電源電壓 Vdrl 第1驅動電壓 Vdr2 第2驅動電壓 VH1 第1霍y爾信號 VH2 第2霍爾信號 Vosc 輸出電壓 Vpwm PWM信號 Vret 矩形波信號 Vstop 停止信號 τ 1 第1時間 τ2 第2時間 τ3 驗證期間 130594.doc -27-

Claims (1)

133655% 〇9川3366號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年7 十、申請專利範圍： 種馬達驅動裝置，其特徵在於包含 月） 1. 驅動部’其根據控制信號而控制對馬達之通電，該控 制k號係指示驅動對象之上述馬達的旋轉者； 鎖定保護電路，其監視表示上述馬達現在之旋轉狀態 之L號，於上述馬達停止時，停止對上述馬達之通電； 鎖疋控制部，其於上述控制信號持續了特定之第1時 間以上指不上述馬達停止之情形時ϋ述鎖定保護電 路為不活動；及 、待機控制部，其將上述控制信號持續了上述第^時間 以上指不上述馬達停止作為契機而開始時間測定，進而 於經過特定之第2時間後，使該馬達驅動裝置之至少一 部分停止，而轉移至待機模式。 2. -種馬達驅動裝置，其特徵在於·包含 驅動部，其根據控制信號 制产哚及北 阳筏制對馬達之通電，該控 仏號係4示驅動對象之上述馬達的旋轉者. 鎖定保護電路，其監視表 之信號，於上述馬達停止時，停;^上^見在之旋轉狀態 鎖疋控制部，其於上述控制信號持續了特；及 間以上指示上述馬達停止之情形、、··疋之弟1時 路為不活動；且 ’吏上述鎖定保護電 將上述控制信號持續了上述第 達停止作為契機而開始時間Μ •^示上述馬 2時間後，轉移至待機模式。 ；經過特定之第 130594-9907I3.doc 1336552 3. 一種馬達驅動裝置，其特徵在於包含： 驅動部，其根據控制信號而控制對馬達之通電，該控 制信號係指示驅動對象之上述馬達的旋轉者； 鎖疋保護電路，其監視表示上述馬達現在之旋轉狀態 之信號’於上述馬達停正時，停止對上述馬達之通電·及 鎖定控制部，其於上述控制信號持續了特定之第㈣ 間以上指示上述馬達停止之情形時，使上述鎖定保護電 路為不活動；且 將上述控制信號持續了上述第！時間以上指示上述馬 達停止作為契機而開始時間測^，進而於經過特定之第 2時間後，使該馬達驅動裝置之至少一部分停止。 4·如請求項丨或2之馬達驅動裝置，其中 於待機模式下，產生本馬達驅動裝置之基準電麗之電 壓源為停止。 5·如請求項1〜3中任一項之馬達驅動裝置，其中 表示上述馬達現在的旋轉狀態之信號係根據來自霍爾 70件之信號，該霍爾元件#用以偽拖丨.β 仟係用以檢測上述馬達現在之旋 轉狀態。 直 ，$1驭2之馬達驅動裝 :不上述馬達現在的旋轉狀態之信號係根據來自㈣ :狀：號’該霍爾元件係用以檢測上述馬達現在◎ 130594-990713.doc 替換頁1 表不上述馬達現在的旋轉狀態之信號係根據於上述馬 達的線圈發生之感應電壓。 如h求項1或2之馬達驅動裝置，其中 於待機模式下’將連接於上述馬達之線圈之輸出段的 電晶體之控制端子之電位固定，而使該電晶體完全斷 開0 如言月求項1或2之馬達驅動裝置，其中 將上述控制信號指示了上述馬達驅動作為契機而由待 機模式恢復至通常模式。 10.如請求項1〜 ^ 中任一項之馬達驅動裝置’其係於一個半 導體基板上一體積體化。 U. 一種冷卻裝置，其特徵在於：包含 風扇馬達、及將該風扇馬達作為上述驅動對象之馬髮 而驅動之請求項卜3令任一項之馬達驅動裝置β 12. -種馬達之控制方法，其特徵在於包含以下步驟： 監視表：驅動對象之馬達現在之旋轉狀態之信號，於 上述馬達停止時，停ρ 伶止對上述馬達之通電而轉變到鎖定 保護狀態； 對才日示上述馬達旋轉之控制作辨·推分e 對上述控 制=持續^上料達停止之期間進行計時； 虽上述所計時之期間超 ,^ , 芍、'r特疋之弟1時間時，解除 上述鎖定保護狀態；及 進 將上述所計時之期間達到了 而對特定之第2時間進行計時 上述第1時間作為契機 ，於經過該第2時間後 l30594-990713.doc 1336552 r-—-_^ 使馬達驅動裝置之至少-部分4變至待機模無f if 13.種馬達之控制方法，其特徵在於包含以下步帮. 監視表示驅動對象之馬達現在之旋轉狀態之信號，於 上述馬達停止時，停止對上述馬達之通電而轉變 保護狀態； ·疋 對指不上述馬達旋轉之控制信號進行監測，對上述栌 制信號持續指示上述馬達停止之期間進行計時； 二

當上述所計時之期間超過了特定之第㈣間時， 上述鎖定保護狀態；及 〔’ V: 逸：：述所計時之期間逹到了上述第1時間作為契機， 特定之第2時間進行計時，於經過該第2時間後， £之至少一部分停止。

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