TWI540825B - Motor drive circuit, cooling device, electronic machine - Google Patents

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TWI540825B
TWI540825B TW100110497A TW100110497A TWI540825B TW I540825 B TWI540825 B TW I540825B TW 100110497 A TW100110497 A TW 100110497A TW 100110497 A TW100110497 A TW 100110497A TW I540825 B TWI540825 B TW I540825B
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Hiroyuki Ishii
Tatsuro Shimizu
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Rohm Co Ltd
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Description

馬達驅動電路、冷卻裝置、電子機器
本發明係關於一種馬達驅動裝置。
隨著近年之個人電腦或工作站之高速化,CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)或DSP(Digital Signal Processor,數位信號處理器)等運算處理用LSI(Large Scale Integrated circuit,大型積體電路)之動作速度正日益上升。
上述LSI係隨著其動作速度即時脈頻率變高而發熱量亦變大。有來自LSI之發熱會導致該LSI本身熱失控,或者對周圍之電路產生影響之問題。因此,LSI之恰當之熱冷卻成為極其重要之技術。
作為用於冷卻LSI之技術之一例,有利用冷卻風扇之空氣冷卻式之冷卻方法。於該方法中,例如與LSI之表面對向地配設冷卻風扇,藉由冷卻風扇將冷空氣吹至LSI表面。於上述利用冷卻風扇冷卻LSI時,藉由監控LSI附近之溫度,並根據該溫度改變風扇之旋轉而調整冷卻之程度(專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-224100號公報
[專利文獻2]日本專利特開2004-166429號公報
1.然而,LSI之發熱量或其溫度、熱失控之閾值溫度等有時對於每個LSI而有所不同。因此,理想的是冷卻風扇之旋轉速度可對應於成為冷卻對象之LSI而靈活地設定。
本發明係鑒於上述狀況而完成者,其某一態樣之例示性之目的之其中之一在於提供一種可根據溫度靈活地設定冷卻用風扇馬達之旋轉數,從而以所需之程度對冷卻對象進行冷卻之風扇馬達驅動裝置及冷卻裝置。
2.於根據來自霍爾感測器之霍爾信號驅動風扇馬達之情形時,有時為了檢測霍爾信號之振幅,或者檢測霍爾信號之偏移,必需霍爾信號之各週期中之峰值及谷值。於此情形時,於每個週期必需要有在與峰值及谷值相對應之特定之時序確立之時序信號。
本發明係鑒於上述狀況而完成者,其某一態樣之例示性之目的之其中之一在於提供一種可檢測以霍爾信號為首之週期信號之週期中的所需時序之時序檢測電路。
1.本發明之某一態樣之馬達驅動電路係關於一種自霍爾感測器接收包含互補之第1、第2信號之霍爾信號,並將風扇馬達進行PWM(Pulse Width Modulation,脈衝寬度調變)驅動之馬達驅動電路。該馬達驅動電路包含:控制指令合成電路,其根據指示PWM驅動之工作比之第1數位資料與表示溫度之第2數位資料,生成表示PWM驅動之工作比之工作比控制信號;脈衝調變器,其將工作比控制信號轉換成 具有其所表示之工作比之脈衝控制信號;及驅動電路,其根據脈衝控制信號驅動風扇馬達。控制指令合成電路包含:第1運算器,其自第1數位資料減去指示工作比之最低值之第3數位資料;斜度計算部,其根據第2數位資料,生成依存於溫度之斜度資料;第2運算器,其將斜度資料與第1運算器之輸出資料相乘;第3運算器,其將第2運算器之輸出資料與第3數位資料相加;及選擇器,其接收第3運算器之輸出資料與第3數位資料,選擇與第1運算器之輸出資料之符號相對應之一者,並作為工作比控制信號而輸出。
根據該態樣,可獨立地設定風扇馬達之最低旋轉數、旋轉數之溫度依存性。
某一態樣之馬達驅動電路亦可進而包含:端子,其接收來自外部之經脈衝調變之外部脈衝調變信號;及指令邏輯轉換電路,其接收外部脈衝調變信號,並轉換成具有與其工作比相對應之數位值之第1數位資料。
指令邏輯轉換電路亦可包含:位準轉換電路,其將值經轉換為1、0之2值之外部脈衝調變信號乘以係數2L(L為自然數);及數位低通濾波器,其將位準轉換電路之輸出資料進行濾波,並輸出第1數位資料。
根據該態樣,藉由數位信號處理,可將外部脈衝調變信號轉換成第1數位資料。
數位低通濾波器為1次IIR(Infinite Impulse Response,無限脈衝響應)濾波器,其亦可包含依序串列連接之第4運算器、延遲電路、第5運算器。第4運算器亦可將位準轉換電路之輸出資料加上延遲電路之輸出資料,並減算第5運算器之輸出資料。延遲電路亦可使第4運算器之輸出資料延遲。第5運算器亦可將延遲電路之輸出資料乘以係數2-n(n為自然數)。
n亦可以使第5運算器之輸出資料之漣波寬度變成1以下之方式而規定。
延遲電路亦可與週期TCLK之時脈信號同步地使第4運算器之輸出資料延遲TCLK
時脈信號之頻率fCLK亦可以於將外部脈衝調變信號之頻率設為fPWM時,滿足fCLK≧2L×fPWM之方式而決定。
於此情形時,不會丟失外部脈衝調變信號之脈衝,且可於每一週期生成至少1個第1數位資料。
本發明之其他態樣係一種冷卻裝置。該裝置包含風扇馬達與驅動風扇馬達之上述任一態樣之驅動電路。
本發明之其他態樣係一種電子機器。該電子機器包含處理器與冷卻上述處理器之上述冷卻裝置。
2.本發明之某一態樣之時序檢測電路係接收與來自霍爾感測器之霍爾信號相對應之信號,並生成於霍爾信號之週期內之特定時序經確立之時序信號者,其包含:計數器,其根據時脈信號進行計數動作;重置部,其於霍爾信號之每個週期將計數器之計數值重置為將即將重置前之計數值乘以負的係數而得之值;及比較部,其每於計數器之值零交叉之時序確立時序信號。
根據該態樣,藉由根據所需時序設定負的係數,可生成在該時序確立之時序信號。
負的係數亦可為-1/2,特定之時序亦可為週期之1/3之時序。霍爾信號之峰值、谷值係於週期之1/3~2/3之範圍內產生。因此,該時序係對霍爾信號之振幅或偏移量之檢測有用。
若計數器之值達到特定之閾值,則比較部亦可確立表示馬達之異常停止之異常檢測信號。於此情形時,可將時序檢測電路作為異常檢測電路而發揮功能,因此可削減電路面積。
本發明之其他態樣係關於一種自霍爾感測器接收包含互補之第1、第2信號之霍爾信號並驅動馬達之馬達驅動電路。該馬達驅動電路包含:第1、第2A/D轉換器,其分別將霍爾信號之第1、第2信號進行類比數位轉換,生成數位之第3、第4信號;差動轉換電路,其生成與第3、第4信號之差分相對應之單端之第5信號;偏移修正電路,其修正第5信號之偏移,生成第6信號;振幅控制電路,其將第6信號之振幅穩定化為特定之目標值並使該值絕對值化,生成第7信號;控制信號生成部,其根據第7信號生成控制信號;驅動電路,其根據控制信號驅動馬達;及時序檢測電路,其接收與第5信號相對應之信號,生成時序信號。振幅控制電路係將於確立時序信號之時序之第7信號之值設為第7信號之振幅。
本發明之其他態樣係一種冷卻裝置。該裝置包含風扇馬達與驅動風扇馬達之上述任一態樣之驅動電路。
本發明之其他態樣係一種電子機器。該電子機器包含處理器與冷卻上述處理器之上述冷卻裝置。
再者,以上之構成要素之任意之組合或者本發明之構成要素或表現在方法、裝置、系統等之間相互替換而成者亦作為本發明之態樣而有效。
根據本發明之某一態樣,可檢測霍爾信號之週期中之所需時序。
(第1實施形態)
圖1係表示包含實施形態之驅動IC100之電子機器1之構成之電路圖。電子機器1係例如桌上型或者膝上型之電腦、工作站、遊戲機、聲頻機器、攝影機等,其包含冷卻裝置2及CPU(Central Processing Unit)4。冷卻裝置2包含與CPU4對向設置之風扇馬達6及驅動風扇馬達6之驅動IC100。
驅動IC100係集成化於1個半導體晶片上之功能IC。驅動IC100係除與驅動對象之風扇馬達6連接以外,亦與配置於受到來自風扇馬達6之轉子之磁場之位置上的霍爾感測器8連接。對霍爾感測器8施加有霍爾偏壓電壓VHB,產生與風扇馬達6之轉子之位置相對應的包含互補之第1信號S1(H+)、第2信號S2(H-)之霍爾信號。霍爾感測器8亦可內置於驅動IC100中。
驅動IC100包含第1A/D轉換器ADC1、第2A/D轉換器ADC2、差動轉換電路14、偏移修正電路16、振幅控制電路18、控制信號生成部24、驅動電路26。
驅動IC100係於霍爾輸入端子HP、HN分別接收來自霍爾感測器8之第1信號S1、第2信號S2。第1A/D轉換器ADC1及第2A/D轉換器ADC2係分別對霍爾信號之第1信號S1、第2信號S2分別進行類比數位轉換,生成數位之第3信號S3(SHP)、第4信號S4(SHN)。
較第1A/D轉換器ADC1及第2A/D轉換器ADC2更後段之信號例如成為8位元之二進制資料。差動轉換電路14生成與第3信號S3與第4信號S4之差分相對應之單端之第5信號S5。差動轉換電路14為數位減法器。
於霍爾信號H+、H-不存在偏移之情形時,第5信號S5成為以零點為中心交替重複正與負之波形。然而,於存在偏移之情形時,成為以偏移值為中心而擺動之波形,而對後段之處理產生不良影響。具體而言,會誤檢測風扇馬達6之驅動相(driving phase)之切換時序或相切換時之軟開關驅動之區間。因此,偏移修正電路16藉由數位信號處理修正第5信號S5之偏移,而生成第6信號S6。
圖2係表示偏移修正電路16之構成之電路圖。偏移修正電路16包含偏移修正電路50、偏移量控制部52。偏移修正電路50為數位加減法器,藉由將第5信號S5加上(減去)修正量ΔCMP而進行移位,並輸出第6信號S6。偏移量控制部52係根據第6信號S6生成表示修正量ΔCMP之資料。
圖3係表示偏移修正電路16之處理之波形圖。於圖2中,表示偏移之消除不完全之情形時之第6信號S6。偏移量控制部52之取樣部54係取樣第6信號S6之峰值附近之時序T1之值DPEAK、與谷值附近之時序T2之值DBOTTOM。取樣係對峰值與谷值至少各進行1次。於圖1之偏移修正電路16中,進行複數次取樣,例如對峰值與谷值分別進行4次取樣。時序檢測電路90係根據與第5信號S5對應之信號,檢測取樣部54所應進行取樣之時序,並輸出指示該時序T1、T2之時序控制信號S90。
霍爾信號H+、H-之週期係對應於風扇馬達6之旋轉數而時刻變化。因此,於取得霍爾信號H+、H-之振幅時,成為峰值或者谷值之時序T1、T2會對應於旋轉數而變化。因此,對於時序檢測電路90要求追從旋轉數而檢測時序T1、T2之功能。
例如,時序檢測電路90亦可包含計數器、運算器、閂鎖電路、比較器。計數器係測定第5信號或者與其對應之第6信號、或者第7信號之週期。運算器係算出將相當於週期之計數值乘以與所需之時序對應之係數而得之值,並將其保持於閂鎖電路中。比較器亦可於每當計數器之計數值達到保持於閂鎖電路中之值時,確立時序信號。
偏移量控制部52係根據所取樣之峰值DPEAK與谷值DBOTTOM而決定修正量ΔCMP。具體而言,積分器56係依次將峰值DPEAK與谷值DBOTTOM相加之積分器。修正量決定部58係輸出與加法運算結果X對應之修正量ΔCMP。例如修正量決定部58係將加法運算結果X乘以特定之係數例如增益G=1/10所得之值設為修正量ΔCMP。於將該係數取為2n之情形時,修正量決定部58可由位元移位電路構成。
積分器59係對修正量ΔCMP進行積分,並向偏移修正電路50輸出。
偏移修正電路16係以藉由計算輸入信號S5之偏移,並減去該偏移而使輸出信號之偏移成為零之方式形成反饋迴路,於該迴路內插入有具有積分特性之積分器59。偏移計算係於霍爾感測器之電角度每一週期執行1次,因此該週期係提供使積分器59進行動作之取樣頻率。該偏移修正電路16之特性表示高通濾波器之特性。
若霍爾信號之偏移為零,則所取樣之資料之總和X成為零。於霍爾信號H+、H-向正方向偏移之情形時,總和取正值,於向負方向偏移之情形時,總和X取負值。
例如,假設霍爾信號H+、H-向正方向偏移。此時,將4次取樣之峰值DPEAK設為10、10、10、10,將谷值DBOTTOM設為-5、-5、-5、-5。於此情形時,資料之總和X成為
10×4-5×4=20,
因此修正量ΔCMP成為總和20乘以1/10所得之2。偏移修正電路50自第5信號S5減去修正量ΔCMP=2。積分器56之輸出X係於霍爾信號之每個週期進行重置。
偏移修正電路16於霍爾信號之每個週期重複進行該處理,藉此第6信號S6可獲得以零為中心之無偏移之信號。
返回至圖1。振幅控制電路18係將第6信號S6之振幅穩定化為特定之目標值REF,並且使該值絕對值化,生成第7信號S7。於圖1中,進行振幅之穩定化之振幅修正電路20與進行絕對值化之絕對值電路22係順次連接。振幅之穩定化與絕對值化之處理之順序並無特別限定,因此亦可將絕對值電路22配置於振幅修正電路20之前段。
圖4(a)、(b)係表示圖1之振幅修正電路20之構成例之電路圖。圖4(a)、(b)之振幅修正電路20a、20b係包含數位乘法器30與係數控制部32之積的和運算器,進行自動增益控制(AGC,Automatic Gain Control)。
數位乘法器30係將其輸入信號S30乘以可變係數K。係數控制部32係將數位乘法器30之輸出信號S32之振幅A與目標值REF進行比較,於振幅A大於目標值REF時,使可變係數K下降特定值Δk,於振幅A小於目標值REF時,使可變係數K增加特定值Δk。
圖4(a)之係數控制部32a包含振幅檢測部34、數位減法器36、符號判定部38、數位加法器40、延遲電路42。振幅檢測部34係例如於數位乘法器30之輸出信號S32之波形的峰值之時序及谷值之時序之至少一者或者兩者中,對信號S32之值進行取樣,生成表示數位乘法器30之輸出信號S32之振幅之振幅資料S34。取樣之時序亦可由上述時序檢測電路90所產生之時序控制信號S90指示。
數位減法器36係生成表示數位乘法器30之輸出信號S32之振幅A與目標值REF之差分之第8信號S8(=REF-A)。符號判定部38係根據第8信號S8之符號,輸出正或負之特定值Δk。具體而言,於第8信號S8之符號為正時,即於REF>A時,輸出正之特定值Δk(例如為+1),於第8信號S8之符號為負時,即於REF<A時,輸出負之特定值Δk(例如為-1)。再者,目標值REF與振幅A相等之情形、即差分為零之情形時之特定值Δk可為0、+1、-1中之任一個。
數位加法器40係將自符號判定部38輸出之特定值Δk與可變係數K相加。延遲電路42係使數位加法器40之輸出資料S40延遲1個取樣時間,並向數位加法器40及數位乘法器30輸出。
根據圖4(a)之構成,可對應於振幅A與目標值REF之大小關係,以固定之步進Δk改變係數,從而系統馬上以振幅A與目標值REF一致之方式結束。即,可將振幅A穩定化為固定值。
將目標值REF除以數位乘法器30之輸入信號S30之值,以與除法運算結果對應之增益放大輸入信號S30,藉此亦可使數位乘法器30之輸出信號S32之振幅與目標值REF一致。然而,於該方法中必需進行除法運算。於實施形態之振幅修正電路20中,可不進行除法運算而將振幅保持為固定,因此與使用除法器之情形相比有可削減電路面積之優點。
藉由恰當地選擇目標值REF,可進一步簡化係數控制部32。具體而言,目標值REF較佳為以二進制資料之下位m位元全部成為1或者全部成為0之值之方式進行選擇。換言之,目標值REF理想的是設定於位數上升(位數下降)之邊界。
於圖4(b)中,表示目標值REF為[01000000](下位6位元全部為0)或者[00111111](下位6位元全部為1)之情形、即將目標值REF設為振幅A之正之滿刻度之大致1/2的情形時之構成。圖4(b)之係數控制部32b包含運算器44代替圖4(a)之數位減法器36、符號判定部38。
運算器44係根據表示數位乘法器30之輸出信號S32之振幅A的資料S34之特定位元(下位第(m+1)位元)之值,輸出正或負之特定值Δk。運算器44係參照振幅A之上位2位元A[7:6],於A[7:6]=「01」時輸出Δk=-1,於A[7:6]=「00」時輸出Δk=+1。最上位位元(下位第(m+2)位元)為冗餘,因此亦可僅根據下位第(m+1)位元A[6]生成特定值Δk。
若將目標值REF理解為「01000000」,則於REF=A時輸出Δk=+1。可理解為若將目標值REF理解為「00111111」,則於REF=A時輸出Δk=-1。
如上所述藉由將目標值REF選擇為特殊值,可僅藉由位元比較來控制係數K,因此可較圖4(a)更簡化振幅修正電路20。
返回至圖1。控制信號生成部24係接收來自振幅控制電路18之第7信號S7,並據此生成控制信號SCNT(S60、S64)。例如控制信號生成部24包含FG(Frequency Generation,頻率產生)信號產生部60、脈衝調變器64及運算器68。
FG信號產生部60係生成於霍爾信號之前半週期中取第1位準(例如高位準)、於後半週期中取第2位準(例如低位準)之控制信號(亦稱為FG信號)S60。例如FG信號產生部60係每次於第7信號S7跨過零附近之閾值TH0時改變控制信號S60之位準。
再者,於必需檢測驅動區間與再生區間之切換之情形時,亦可設置將第7信號S7與特定之閾值TH1進行比較之再生區間檢測比較器。於此情形時,再生區間檢測比較器之輸出信號係於再生區間中取第1位準(低位準),於驅動區間中取第2位準(高位準)。
於脈衝調變器64之前段,設置有運算器68。運算器68係將第7信號S7乘以指示對風扇馬達6進行PWM(Pulse Width Modulation,脈衝寬度調變)驅動時之工作比、即風扇馬達6之旋轉數的工作比控制信號SDUTY
例如脈衝調變器64係生成具有與第7信號S7'之位準對應之工作比之控制脈衝信號S64。例如脈衝調變器64包含PWM比較器及振盪器。振盪器係產生鋸齒波或者三角波狀之週期信號。振盪器可由例如數位計數器構成。關於控制脈衝信號S64之頻率,為了不產生電子機器1之使用者可識別之不悅之可聞噪聲,理想的是高於可聞頻譜,理想的是設為20 kHz以上。若考慮電路之偏差,則較佳為其2倍以上之50 kHz左右。PWM比較器係將經運算器68調節振幅之第7信號S7'與週期信號進行比較,生成經脈衝寬度調變之控制脈衝信號S64。
脈衝調變器64之構成並無特別限定,例如亦可使用計數器而構成。
驅動電路26係根據控制信號SCNT(S60、S64)而驅動風扇馬達6。驅動電路26例如包含邏輯部26a、預驅動電路26b及H橋電路26c。驅動電路26之構成並無特別限定,可利用與先前之由類比電路所構成之驅動IC同樣之電路。
驅動電路26係根據FG信號S60之位準,將對角配置之開關對M1、M4或開關對M2、M3選擇為交替驅動對象。驅動電路26係於再生區間中,根據控制脈衝信號S64將已選擇H橋電路之開關對進行PWM驅動(軟開關)。又,驅動電路26係於驅動區間中,將風扇馬達6以與其目標轉矩對應之工作比進行PWM驅動。
以上為驅動IC100之構成。繼而,說明其動作。
圖5(a)~(f)係表示圖1之驅動IC100之各區塊之動作之波形圖。如圖5(a)所示,將第5信號S5之偏移藉由偏移修正電路16加以修正。繼而,振幅控制電路18係如圖5(b)所示以使第6信號S6之振幅與目標值REF一致之方式進行修正。繼而,如圖5(c)所示,藉由振幅修正電路20使第6信號S6絕對值化,而生成第7信號S7。
FG信號產生部60係根據第7信號S7,產生圖5(d)所示之FG信號S60。如圖5(e)、(f)所示,脈衝調變器64藉由例如比較第7信號S7'與週期信號S66,而生成經脈衝寬度調變之控制脈衝信號S64。
於圖5(e)、(f)中,第7信號S7'之振幅不同,圖5(e)係表示工作比控制信號SDUTY為1(=100%)之情形。圖5(f)係表示工作比控制信號SDUTY小於1之情形。可知若工作比控制信號SDUTY之值變化,則第7信號S7'之振幅變化,且相應地使控制脈衝信號S64之工作比變化。
驅動電路26係根據控制信號SCNT(S60、S64)驅動風扇馬達6。根據圖1之驅動IC100,將霍爾信號S1、S2轉換為數位資料,消除霍爾信號之偏移,並進行振幅修正,藉此可一面減少霍爾感測器之偏差等之影響,一面驅動風扇馬達6。
又,由於可由數位電路構成驅動IC100,因此與由類比電路構成之情形相比,可收到伴隨著半導體製造製程之微細化之晶片縮小之好處,從而可實現小型化、低成本化。又,藉由進行數位信號處理,與先前之由類比電路所構成之驅動IC相比,有難以受到元件偏差之影響之優點。
於由類比電路構成驅動IC之情形時,為了減少來自霍爾感測器8之霍爾信號H+、H-之偏移或振幅之偏差之影響,通常以較高之增益放大霍爾信號H+、H-。藉此,相當於圖1之第7信號S7之信號(記為S7*)之峰值與谷值如圖5(e)中以單點劃線所示般變形,而成為接近於梯形之波形。信號S7*之相切換之區間中之傾斜過度陡峭,因此難以如圖5(e)所示般使相當於控制脈衝信號S64之信號之工作比緩慢地變化。
與此相對,根據圖1之驅動IC100,可使控制脈衝信號S64之工作比緩慢地變化,因此可平穩地進行相之切換,從而可減少風扇馬達6所產生之噪聲。
(第2實施形態)
於第2實施形態中,對與溫度相對應或者基於來自外部之控制信號之風扇馬達6之旋轉控制進行說明。圖6(a)~(c)係表示第2實施形態之驅動IC100之構成之電路圖。
於圖6(a)~(c)中,適當省略與圖1共同之電路區塊。圖6(a)係表示進行與溫度對應之旋轉數控制之驅動IC100a之構成之電路圖。
驅動IC100a包含熱敏電阻用端子TH、第3A/D轉換器ADC3及控制指令電路72。
於熱敏電阻用端子TH連接有根據基準電壓VREF而經偏壓之熱敏電阻RTH,且輸入有與溫度對應之類比之溫度檢測電壓VTH。第3A/D轉換器ADC3係將溫度檢測電壓VTH進行類比數位轉換,生成與溫度對應之數位之第9信號S9(STH)。控制指令電路72係根據第9信號S9生成表示用於PWM驅動之工作比之第10信號S10。第10信號S10之值係溫度越高則越大,溫度越低則越小。該第10信號S10係相當於圖1所示之工作比控制信號SDUTY之信號,並向控制信號生成部24之運算器68被輸入。
其結果,由控制信號生成部24所生成之控制脈衝信號S64係根據溫度而予以脈衝寬度調變。驅動電路26係根據控制脈衝信號S64、換言之根據第10信號S10將風扇馬達6進行PWM驅動。
根據圖6(a)之驅動IC100a,溫度越高則越是提高風扇馬達6之旋轉數,從而可恰當地冷卻CPU4。
圖6(b)係表示進行與來自外部之工作比控制電壓對應之旋轉數控制之驅動IC100b之構成之電路圖。工作比控制電壓VDUTY具有與對風扇馬達6進行PWM驅動時之工作比、換言之為旋轉數之目標值相對應的位準。將工作比控制電壓VDUTY輸入至工作比控制端子DUTY。
第4A/D轉換器ADC4係對工作比控制電壓VDUTY進行類比數位轉換,生成數位之第11信號S11。控制指令電路78係根據第11信號S11,生成表示用於PWM驅動之工作比之第12信號S12。
根據圖6(b)之驅動IC100b,可根據來自外部之控制電壓VDUTY控制風扇馬達6之旋轉數,因此可向冷卻裝置2之設計者提供一個靈活之平台。
圖6(c)係表示進行與溫度及來自外部之工作比控制電壓對應之旋轉數控制之驅動IC100c之構成之電路圖。圖6(c)之驅動IC100c係圖6(a)、(b)之驅動IC100a、100b之組合,控制指令合成電路80係根據第9信號S9、第11信號S11兩者,生成表示PWM驅動之工作比之第13信號S13。根據圖6(c)之驅動IC100c,可根據控制電壓VDUTY與溫度控制風扇馬達6之旋轉數。
(第3實施形態)
冷卻對象之CPU之發熱量或其溫度、熱失控之閾值溫度等有時針對每個CPU而有所不同。因此,理想的是冷卻風扇之旋轉速度可根據冷卻對象而靈活地設定。於第3實施形態中,對靈活之提供旋轉數控制之技術進行說明。
圖7係表示第3實施形態之驅動IC100d之構成之一部分之電路圖。
圖7之驅動IC100d係包含PWM脈衝信號輸入端子PWM而代替圖6(b)、(c)之工作比控制端子DUTY,於該端子輸入有經脈衝寬度調變之外部PWM信號PWM。驅動IC100係根據外部PWM信號之工作比PWM驅動風扇馬達6。外部PWM信號PWM之工作比可取0~100%之範圍。
驅動IC100d係根據外部PWM信號PWM之工作比及溫度temp對風扇馬達6進行PWM驅動。圖8係表示圖7驅動IC100d之PWM控制之圖。圖8之橫軸表示外部PWM信號之工作比(輸入工作比DUTYIN),縱軸表示PWM驅動之工作比(輸出工作比DUTYOUT)。
如圖8所示,驅動IC100d係於輸入工作比低於最小工作比MINDUTY時,以最小工作比MINDUTY驅動風扇馬達6。若輸入工作比DUTYIN高於最小工作比MINDUTY,則輸出工作比DUTYOUT隨著根據溫度所規定之斜度α而增加。斜度α係以如下方式設定。
(1) temp>TUPPER
α0=1
(2) temp<TLOWER
αn=(MIN100P-MINDUTY)/(100-MINDUTY)
(3) TLOWER≦temp≦TUPPER
該範圍中之斜度αk係根據溫度temp而階段性地例如以n=16個階段進行切換。即α3係以下式提供:
αk=(α0n)/n×k。
返回至圖7。於驅動IC100d中,供給有指定MIN100P、MINDUTY、TLOWER、TUPPER之類比電壓。
驅動IC100d包含基準電源114、A/D轉換器ADC3、ADC5~ADC7、PWM指令邏輯轉換電路116、控制指令合成電路80。
基準電源114係生成基準電壓VREF,並自基準電壓端子REF輸出。外電阻R2、R3、R4係將基準電壓VREF分壓,生成熱敏電阻控制最低輸出佔空設定電壓VMINT及PWM控制最低輸出佔空設定電壓VMINP,並分別向熱敏電阻控制最低輸出佔空設定輸入端子MINT及PWM控制最低輸出佔空設定輸入端子MINP輸入。內部電阻R10、R11係將基準電壓VREF分壓,生成基準電壓VREF'。
A/D轉換器ADC5~ADC7係分別對電壓VREF'、VMINT、VMINP進行類比/數位轉換,生成資料信號SREF、SMINT、SMINP、SSS。加減法器ADD10~ADD12係分別自資料信號SMINT、SMINP、STH、STSS減去資料SREF而將值移位,生成資料信號MIN100P、MIN_DUTY、temp。
PWM指令邏輯轉換電路116係生成表示與外部PWM信號之工作比對應之值之資料信號SPWM。PWM指令邏輯轉換電路116係將PWM信號之工作比0~100%轉換成L位元之信號SPWM。例如於L=7位元時,將工作比0~100%轉換成數位值0~127。
控制指令合成電路80係根據控制資料SPWM、資料信號MIN100P、MIN_DUTY、temp,生成工作比控制信號SDUTY
控制指令合成電路80包含斜度計算部141、第1運算器142、第2運算器143、第3運算器144、符號判定部145、選擇器146。
斜度計算部141係根據上述規則,算出斜度α。
第1運算器142係自資料SPWM減去MIN_DUTY。第2運算器143係將第1運算器142之輸出資料(SPWM-MIN_DUTY)乘以斜度α。第3運算器144係將MIN_DUTY與α×(SPWM-MIN_DUTY)相加。
符號判定部145係判定第1運算器142之運算結果(SPWM-MIN_DUTY)之符號。選擇器146係於符號sign為正時,即於SPWM>MIN_DUTY時,選擇輸入(0)側之資料 α×(SPWM-MIN_DUTY)+MIN_DUTY選擇器146係於符號sign為負時,選擇輸入(1)側之資料MIN_DUTY。將選擇器146之輸出資料SDUTY向脈衝調變器輸出。
根據圖7之驅動IC100d,依據圖8所示之特性,可根據外部PWM信號PWM及溫度,較佳地控制風扇馬達6之旋轉數。具體而言,可藉由數位控制而獨立地設定風扇馬達6之最低旋轉數、旋轉數之溫度依存性。
圖9係表示PWM指令邏輯轉換電路116之構成之電路圖。PWM指令邏輯轉換電路116包含位準轉換電路150與數位濾波器152。
將外部PWM信號PWM之高位準轉換為1,將低位準轉換為0。其只要將外部PWM信號輸入至CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金氧半導體)輸入即可。位準轉換電路150係將轉換成1/0信號之外部PWM信號乘以係數2L。於L=7時,將外部PWM信號之1/0分別轉換成128/0,並輸入至後段之數位濾波器152。
數位濾波器152為1次IIR(Infinite Impulse Response,無限脈衝響應)型低通濾波器,其包含串列設置之第4運算器153、延遲電路154、第5運算器156。
延遲電路154係與具有位元寬度(L+n)且具有某種週期TCLK之時脈信號CLK同步地,以延遲時間TCLK使第4運算器153之輸出資料延遲。
第5運算器156係將延遲電路154之輸出資料乘以係數2-n。常數n決定低通濾波器之頻率特性。第4運算器153、第5運算器156亦可由對輸入資料進行位元移位之位元移位器構成。
第4運算器153係將位準轉換電路150之輸出資料、延遲電路154之輸出資料相加,並減去第5運算器156之輸出資料,將運算結果輸出至延遲電路154。
圖10(a)、(b)係表示圖9之PWM指令邏輯轉換電路之動作之圖。圖10(a)表示外部PWM信號之工作比為50%時之資料信號SPWM。藉由改變n之值,而使反饋迴路之增益(響應性)與漣波發生變化。
研究時脈信號CLK之頻率fCLK。於以L位元將外部PWM信號轉換成工作比之情形時,理想的是以1/2L以下之精度正確地進行轉換。例如於以L=7位元(0~127)轉換成工作比之情形時,理想的是1/128≒1%以下之精度。若假設PWM信號之載波頻率fPWM為28 kHz,且若將時脈信號CLK之頻率fCLK設為PWM信號之載波頻率之2L(=128)倍、即3.6 MHz以上,則可不丟失資料,而於外部PWM信號之每一週期生成1個資料信號SPWM。藉此,可防止節拍之產生。
繼而,對過濾之係數n進行研究。圖10(b)係表示PWM指令邏輯轉換電路116之低通濾波器特性之圖。為了將輸出資料SPWM之漣波設為1步進以內,增益G=1/128=-42 dB左右成為標準。於n=12之情形時,外部PWM信號PWM之載波頻率fPWM為21 kHz時,可獲得-38.5 dB左右之除去率,若載波頻率fPWM進一步變高,則可獲得低於-42 dB之除去率。
(第4實施形態)
圖11係表示使用第4實施形態之驅動IC100e之冷卻裝置2之構成之方塊圖。於第4實施形態之驅動IC100e中,使用於上述第1~第3實施形態中說明之技術。以下,對驅動IC100e之各區塊進行說明。
電源端子Vcc、接地端子GND係連接於外部電源3,並接收電源電壓及接地電壓。
帶隙參考電路102係生成基準電壓VBGR。內部電源104例如為線性調節器,其接收基準電壓VBGR,並根據該值生成穩定化之內部電源電壓VDDINT。自激振盪電路106係產生特定頻率之時脈信號CLK。
通電重置電路108係藉由將電源電壓Vcc與特定之閾值電壓進行比較而產生通電重置信號SPOR。低電壓誤動作防止電路(UVLO:Under Voltage Lock Out,欠壓鎖定)110係藉由將電源電壓Vcc與特定之閾值電壓進行比較而產生UVLO信號SUVLO。信號SPOR及SUVLO係用於電路保護。
霍爾偏壓電源112係生成霍爾偏壓電壓VHB,並自霍爾偏壓端子HB輸出。該霍爾偏壓電壓VHB被供給至霍爾感測器8。
驅動IC100具備於風扇馬達6之旋轉開始時緩慢地使旋轉數上升之軟啟動功能。軟啟動之期間係根據軟啟動時間設定電壓VTSS而規定。外電阻R5、R6係將基準電壓VREF分壓,生成軟啟動時間設定電壓VTSS,並輸入至軟啟動時間設定輸入端子SS。A/D轉換器ADC8係將軟啟動設定電壓VTSS進行類比/數位轉換,生成資料信號STSS。加減法器ADD13係自資料信號STSS減去資料SREF而使值移位,並輸出資料STSS'。
軟啟動設定電路122係於風扇馬達6之驅動開始時,根據指定軟啟動期間之信號STSS',以與該值對應之斜度生成隨時間緩慢上升之軟啟動設定信號SSS
快速啟動檢測電路118係檢測是由外部PWM信號PWM引起之馬達停止狀態還是由馬達異常引起之馬達停止狀態,如為前者之情形時,解除鎖定保護功能。若藉由快速啟動功能,在由PWM引起之馬達停止狀態下輸入PWM信號「H」,則馬達立刻開始旋轉。
控制指令合成電路80係接收信號SMINT'、SMINP'、STH'、SPWM、SQS,並將其等合成,生成指示將風扇馬達6進行PWM驅動時之工作比之控制信號SDUTY
於輸出電流檢測端子RNF連接有外部檢測電阻Rs。於該檢測電阻Rs中,產生與流經風扇馬達6之電流Im對應之電壓降(檢測電壓)VCS。檢測電壓VCS被輸入至驅動IC100之檢測電流輸入端子CS。第9A/D轉換器ADC9係將檢測電壓VCS轉換成數位值之檢測信號SCS。電流限制設定電路120係生成表示流經風扇馬達6之電流Im之上限值之資料SIMAX
加減法器ADD15及ADD16係自檢測信號SCS依次減去信號SIMAX、SSS,生成電流上限信號SSC'。根據該電流上限信號SSC',限制對風扇馬達6進行PWM驅動時之工作比,將流經風扇馬達6之電流Im限制為與信號SIMAX對應之電流值以下,並且於啟動時可實現軟啟動。
運算器82係如已說明般根據自振幅控制電路18輸出之第7信號S7,生成FG信號(S60)。開路集極輸出電路138係將FG信號自旋轉數脈衝輸出端子FG輸出。
驅動IC100具備鎖定保護功能。鎖定保護‧自動複歸電路(以下,稱為鎖定保護電路)128係監視FG信號,檢測出由馬達之異常引起之停止,生成表示異常狀態之檢測信號(鎖定告警信號)AL。開路集極輸出電路140係將鎖定告警信號AL自鎖定告警輸出端子AL輸出。
溫度監控電路124係監視驅動IC100之晶片溫度,生成與晶片溫度對應之晶片溫度電壓VT。A/D轉換器ADC10係對晶片溫度電壓VT進行類比/數位轉換,生成晶片溫度信號ST。過熱保護電路126係於晶片溫度信號ST高於特定之閾值時,即於驅動IC100處於溫度異常狀態時,確立過熱保護信號TSD。
運算器82係將第7信號S7乘以工作比控制信號SDUTY及電流上限信號SSC',生成控制信號S7'。又,若鎖定告警信號AL或者過熱保護信號THD經確立,則運算器82將控制信號S7'之位準設為零,停止向風扇馬達6之通電。
以上為驅動IC100e之構成。根據該驅動IC100e,可對應於外部PWM信號之工作比及溫度而控制風扇馬達6之旋轉數。又,可以單一之功能IC實現軟啟動功能、鎖定保護功能、快速啟動功能。
圖12係表示圖11之驅動IC之變形例之電路圖。僅說明與圖11之不同點。驅動IC100f包含控制指令串列資料輸入端子SDT。於該端子SDT,外接有記憶體9或者CPU,且輸入有相當於圖8中說明之資料SMINT、SMINP、STSS、SIMAX中之至少一者之資料。接收電路84係接收串列資料SDT,並向控制指令合成電路80輸出。記憶體9亦可內置於驅動IC100f中。
又,檢測電阻Rs係內置於驅動IC100f中。將A/D轉換器ADC9之輸出資料SCS輸入至控制指令合成電路80。控制指令合成電路80係以檢測信號SCS不超過串列資料SDT中所包含之電流限制設定值之方式生成工作比控制信號SDUTY
於圖12之驅動IC100f中,藉由自記憶體或CPU對控制指令串列資料輸入端子SDT供給資料,可變更驅動IC100f之設定。
圖13係表示時序檢測電路90之構成之電路圖。於上述時序檢測電路90之構成中,需要閂鎖電路(記憶體),因此有電路規模變大之問題。
時序檢測電路90係接收與來自霍爾感測器8之霍爾信號H+、H-對應之信號,生成於霍爾信號H+、H-之週期內之特定時序經確立之時序信號S90。例如特定之時序係霍爾信號H+取峰值附近之值之時序、取谷值附近之值之時序,亦可應用於其他時序。
時序檢測電路90包含計數器92、重置部94、比較部96。
時序檢測電路90係進行與時脈信號CLK同步之處理。計數器92係根據時脈信號CLK進行計數動作之計時器。此處,計數器92係於時脈信號CLK之每個週期以特定之增量數進行遞增計數。於圖13中增量數以10進數計為「1」。
計數器92包含閂鎖電路92a、加法器92b、及選擇器95。閂鎖電路92a係保持所輸入之值。加法器92b係將閂鎖電路92a之輸出資料加上增量數「1d」。加法器92b之輸出資料係經由選擇器95而輸入至閂鎖電路92a。藉由包含閂鎖電路92a、加法器92b、選擇器95之迴路,於每一時脈信號CLK將計數值COUNT以增量數遞增計數。
重置部94係於霍爾信號H+、H-之每個週期,將計數器92之計數值COUNT重置為將即將重置前之計數值COUNT乘以負的係數β而得之值。例如重置部94包含運算器94a及選擇器95。運算器94a係對計數器92之計數值COUNT乘以負的係數β所得之值進行運算。選擇器95係接收於霍爾信號H+、H-之每個週期確立之控制信號S95。邊緣檢測部97係於每一FG信號(S60)之邊緣確立控制信號S95。
負的係數β根據特定之時序加以規定即可。例如於欲以週期之1/3之時序確立時序信號之情形時,設為β=-1/2即可。乘以1/2之運算可藉由位元移位器而實現,因此無需所謂之運算電路。於欲以週期之1/2之時序確立之情形時,設為β=-1即可。通常,檢測以(-β):1分割週期之時序。於可利用所謂之運算電路之情形時,係數β之值之選擇之自由度變高。
每於確立控制信號S95時,換言之於霍爾信號H+、H-之每個週期,選擇器95選擇運算器94a之輸出資料,並向閂鎖電路92a輸出。其結果,重置保持於閂鎖電路92a中之計數值COUNT。
比較部96係每於計數器92之計數值COUNT進行零交叉之時序,確立時序信號S90。
以上為時序檢測電路90之構成。繼而說明其動作。圖14係表示圖13之時序檢測電路90之動作之圖。
計數器92係於每一控制信號S95之邊緣,重置為前一計數值COUNT乘以負的係數β所得之值β×COUNT。於圖13中,為了進行說明,表示有邊緣之間隔即霍爾信號H+、H-之週期較大地變動之情形,實際上鄰接之週期並未那麼大地變化。因此,計數值COUNT係於每個週期,於以-β:1分割各週期之時序進行零交叉。
例如於β=-1/2時,可較佳地檢測出33%之時序。該時序位於第5信號S5或者與其對應之第6信號S6之峰值附近及谷值附近。因此,可於偏移修正電路16或振幅修正電路20中較佳地產生必要之時序。
又,時序檢測電路90亦可用作圖11之鎖定保護電路128。鎖定保護電路128亦稱為看門狗計時器,檢測由驅動對象之風扇馬達6之異常引起之停止。
於圖13之時序檢測電路90中,若風扇馬達6之旋轉停止,則FG信號S60停止,因此計數器92之計數值COUNT未重置,計數值繼續增加。因此,若計數值COUNT達到特定之閾值TH2,則比較部96確立表示馬達之異常狀態之檢測信號(鎖定告警信號)AL。閾值TH2可為使用者設定之設定值,亦可為驅動IC100自身保持之固有值。
圖13之時序檢測電路90可兼用作看門狗計時器(鎖定保護電路128)與時序檢測電路90,因此可削減電路面積。換言之,亦可理解為時序檢測電路90係沿用先前以來設置於驅動IC中之看門狗計時器之計數器。因此,可以說由設置時序檢測電路90引起之電路面積之增大幾乎沒有。
於圖13中,說明了計數器92為遞增計數器之情形,但亦可將其設為遞減計數器。
時序檢測電路90之用途並不限定於峰值及谷值之檢測,可用於任意之時序檢測。
又,時序檢測電路90之檢測對象並不限定於霍爾信號H+、H-,亦可用於其他各種週期信號。例如時序檢測電路90亦可用於無感測器之馬達驅動電路。具體而言,於檢測馬達之線圈中所產生之反電動勢時,有時欲設定時間性之窗口,或者設定遮罩時間。圖13之時序檢測電路90可較佳用於上述用途。
或者,於無感測器方式中,有時欲藉由監視多相馬達之1個線圈中所產生之反電動勢,並對其週期進行分割,而切換驅動相。於此情形時,可藉由於時序檢測電路90中設定與電角度對應之係數β,而生成切換時序。
上述實施之形態為例示,業者應明白其等各構成要素或各處理製程之組合可有多種變形例,且上述變形例亦屬於本發明之範圍內。
於實施形態中,對驅動對象之風扇馬達為單相驅動馬達之情形進行了說明,但本發明並不限定於此,亦可用於其他馬達之驅動。
於實施形態中,構成風扇馬達驅動裝置100之元件可全部一體集成化,或者亦可分開為不同之積體電路而構成,進而其一部分亦可由離散零件構成。至於將哪一部分集成化,根據成本或佔有面積、用途等加以決定即可。
1...電子機器
1d...增量數
2...冷卻裝置
3...外部電源
4...CPU
6...風扇馬達
8...霍爾感測器
9...記憶體
14...差動轉換電路
16、50...偏移修正電路
18...振幅控制電路
20、20a、20b...振幅修正電路
22...絕對值電路
23...低通濾波器
24...控制信號生成部
26...驅動電路
26a...邏輯部
26b...預驅動電路
26c...H橋電路
27...比較器
30...數位乘法器
32、32a、32b...係數控制部
34...振幅檢測部
36...數位減法器
38...符號判定部
40...數位加法器
42、154...延遲電路
44、68、82、94a...運算器
52...偏移量控制部
54...取樣部
56、59...積分器
58...修正量決定部
60...FG信號產生部
64...脈衝調變器
72、78...控制指令電路
80...控制指令合成電路
84...接收電路
90...時序檢測電路
92...計數器
92a...閂鎖電路
92b...加法器
94...重置部
95、146...選擇器
96...比較部
97...邊緣檢測部
100、100a、100b、100c、100d、100e、100f...驅動IC
102...帶隙參考電路
104...內部電源
106...自激振盪電路
108...通電重置電路
110...低電壓誤動作防止電路
112...霍爾偏壓電源
114...基準電源
116...PWM指令邏輯轉換電路
118...快速啟動檢測電路
119...控制指令合成電路
120...電流限制設定電路
122...軟啟動設定電路
124...溫度監控電路
126...過熱保護電路
128...鎖定保護‧自動複歸電路
138、140...開路集極輸出電路
141...斜度計算部
142...第1運算器
143...第2運算器
144...第3運算器
145...符號判定部
150...位準轉換電路
152...數位濾波器
153...第4運算器
156...第5運算器
ADC1...第1A/D轉換器
ADC2...第2A/D轉換器
ADC3...第3A/D轉換器
ADC4...第4A/D轉換器
ADC5...第5A/D轉換器
ADC6...第6A/D轉換器
ADC7...第7A/D轉換器
ADC8...第8A/D轉換器
ADC9...第9A/D轉換器
ADC10...第10A/D轉換器
ADD10~ADD12...加減法器
AL...鎖定告警信號
CLK...時脈信號
CS...檢測電流輸入端子
DUTYIN...輸入工作比
DUTYOUT...輸出工作比
g...增益
GND...接地端子
H-、S2...第2信號
H+、S1...第1信號
HB...霍爾偏壓端子
HN、HP...霍爾輸入端子
Im...電流
K...可變係數
M1、M2、M3、M4...開關對
MINDUTY...最小工作比
MINP...PWM控制最低輸出佔空設定輸入端子
MINT...熱敏電阻控制最低輸出佔空設定輸入端子
PWM...脈衝寬度調變
R2、R3、R4、R5、R6...外電阻
R10、R11...內電阻
REF...目標值
RNF...輸出電流檢測端子
RS...檢測電阻
RTH...熱敏電阻
S10...第10信號
S11...第11信號
S12...第12信號
S13...第13信號
S3...第3信號
S30...數位乘法器30之輸入信號
S32...數位乘法器30之輸出信號
S34...振幅資料
S4...第4信號
S5...第5信號
S6、S6'...第6信號
S60...FG信號
S64...控制脈衝信號
S66...週期信號
S7*...信號
S7、S7'...第7信號
S8...第8信號
S9...第9信號
S90...時序控制信號
SCNT...控制信號
SCS...檢測信號
SDT...控制指令串列資料輸入端子
SDUTY...工作比控制信號
SPOR...通電重置信號
SREF、SMINT、SMINP、SSS、STH、STSS、STSS'、SIMAX、SMINT'、SMINP'、STH'、SPWM、SQS、MIN100P、MIN_DUTY、temp...資料信號
SS...軟啟動時間設定輸入端子
ST...晶片溫度信號
SUVLO...UVLO信號
T1、T2、t...時序
TH...熱敏電阻用端子
TH2...閾值
THD...過熱保護信號
Vcc...電源端子
VCS...檢測電壓
VDDINT...內部電源電壓
VDUTY...工作比控制電壓
VHB...霍爾偏壓電壓
VMINP...PWM控制最低輸出佔空設定電壓
VMINT...熱敏電阻控制最低輸出佔空設定電壓
VREF、VREF'、VBGR...基準電壓
VTH...溫度檢測電壓
VTSS...軟啟動時間設定電壓
X...加法運算結果
α...斜度
β...負係數
ΔCMP...修正量
Δk...特定值
圖1係表示包含實施形態之驅動IC之冷卻裝置之構成之電路圖。
圖2係表示偏移修正電路之構成之電路圖。
圖3係表示偏移修正電路之處理之波形圖。
圖4(a)、(b)係表示圖1之振幅修正電路之構成例之電路圖。
圖5(a)~(f)係表示圖1之驅動IC之各區塊之動作之波形圖。
圖6(a)~(c)係表示第2實施形態之驅動IC之構成之電路圖。
圖7係表示第3實施形態之驅動IC之構成之一部分之電路圖。
圖8係表示圖7之驅動IC之PWM控制之圖。
圖9係表示PWM指令邏輯轉換電路之構成例之電路圖。
圖10(a)、(b)係表示圖9之PWM指令邏輯轉換電路之動作之圖。
圖11係表示使用第4實施形態之驅動IC之冷卻裝置之構成之方塊圖。
圖12係表示圖11之驅動IC之變形例之電路圖。
圖13係表示時序檢測電路之構成之電路圖。
圖14係表示圖13之時序檢測電路之動作之圖。
64‧‧‧脈衝調變器
80‧‧‧控制指令合成電路
100d‧‧‧驅動IC
114‧‧‧基準電源
116‧‧‧PWM指令邏輯轉換電路
141‧‧‧斜度計算部
142‧‧‧第1運算器
143‧‧‧第2運算器
144‧‧‧第3運算器
145‧‧‧符號判定部
146‧‧‧選擇器
ADC3‧‧‧第3A/D轉換器
ADC5‧‧‧第5A/D轉換器
ADC6‧‧‧第6A/D轉換器
ADC7‧‧‧第7A/D轉換器
ADD10~ADD12‧‧‧加減法器
α‧‧‧斜度
MINP‧‧‧PWM控制最低輸出佔空設定輸入端子
MINT‧‧‧熱敏電阻控制最低輸出佔空設定輸入端子
PWM...脈衝寬度調變
R2、R3、R4...外電阻
R10、R11...內電阻
REF...目標值
RTH...熱敏電阻
SDUTY...工作比控制信號
SREF、SMINT、SMINP、STH、SPWM、MIN100P、MIN_DUTY、temp...資料信號
TH...熱敏電阻用端子
VMINP...PWM控制最低輸出佔空設定電壓
VMINT...熱敏電阻控制最低輸出佔空設定電壓
VREF、VREF'...基準電壓
VTH...溫度檢測電壓

Claims (7)

  1. 一種馬達驅動電路,其特徵在於:其係自霍爾感測器接收包含互補之第1、第2信號之霍爾信號並驅動馬達者,其包含:第1、第2A/D轉換器,其分別將上述霍爾信號之第1、第2信號進行類比數位轉換,生成數位之第3、第4信號;差動轉換電路,其生成與上述第3、第4信號之差分相對應之單端之第5信號;偏移修正電路,其修正上述第5信號之偏移,生成第6信號;振幅控制電路,其將上述第6信號之振幅穩定化為特定之目標值並且使該值絕對值化,生成第7信號;控制信號生成部,其根據上述第7信號生成控制信號;驅動電路,其根據上述控制信號驅動上述馬達;及時序檢測電路,其接收與上述第5信號相對應之信號,生成上述時序信號;且上述時序檢測電路係接收與來自霍爾感測器之霍爾信號相對應之信號,生成於上述霍爾信號之週期內之特定時序經確立(assert)之時序信號者,其包含:計數器,其根據時脈信號進行計數動作;重置部,其於上述霍爾信號之每個週期將上述計數器之計數值重置為將即將重置前之計數值乘以負的係數而 得之值;及比較部,其每於上述計數器之值零交叉之時序確立上述時序信號;且上述振幅控制電路係將於確立上述時序信號之時序之上述第7信號之值設為上述第7信號之振幅。
  2. 一種馬達驅動電路,其特徵在於:其係自霍爾感測器接收包含互補之第1、第2信號之霍爾信號並驅動馬達者,其包含:第1、第2A/D轉換器,其分別將上述霍爾信號之第1、第2信號進行類比數位轉換,生成數位之第3、第4信號;差動轉換電路,其生成與上述第3、第4信號之差分相對應之單端之第5信號;偏移修正電路,其修正上述第5信號之偏移,生成第6信號;振幅控制電路,其將上述第6信號之振幅穩定化為特定之目標值並且使該值絕對值化,生成第7信號;控制信號生成部,其根據上述第7信號生成控制信號;驅動電路,其根據上述控制信號驅動上述馬達;及時序檢測電路,其接收與上述第5信號相對應之信號,生成上述時序信號;且上述時序檢測電路係接收與來自霍爾感測器之霍爾信號相對應之信號,生成於上述霍爾信號之週期內之特定 時序經確立之時序信號者,其包含:計數器,其根據時脈信號進行計數動作;重置部,其於上述霍爾信號之每個週期將上述計數器之計數值重置為將即將重置前之計數值乘以負的係數而得之值;及比較部,其每於上述計數器之值零交叉之時序確立上述時序信號;且上述比較部係:若上述計數器之值達到特定之閾值,則確立(assert)表示馬達之異常停止之異常檢測信號;上述振幅控制電路係將於確立上述時序信號之時序之上述第7信號之值設為上述第7信號之振幅;若上述異常檢測信號經確立,則上述控制信號生成部停止上述馬達之旋轉。
  3. 如請求項1或2之馬達驅動電路,其中上述負的係數為-1/2,上述特定之時序為上述週期之1/3之時序。
  4. 一種冷卻裝置,其特徵在於包含:風扇馬達;及驅動上述風扇馬達之如請求項1或3之馬達驅動電路。
  5. 一種冷卻裝置,其特徵在於包含:風扇馬達;及驅動上述風扇馬達之如請求項2或3之馬達驅動電路。
  6. 一種電子機器,其特徵在於包含:處理器;及冷卻上述處理器之如請求項4之冷卻裝置。
  7. 一種電子機器,其特徵在於包含:處理器;及冷卻上述處理器之如請求項5之冷卻裝置。
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