TWI690146B - 馬達驅動電路、驅動方法、振動裝置及電子機器 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於抑制因反轉制動所致之轉子之逆旋轉。

控制部110係基於表示驅動對象之馬達2之轉子之位置之矩形信號S2，而產生控制對馬達2之線圈通電之驅動信號S3。驅動部130係基於驅動信號S3而驅動線圈。控制部110係於反轉制動之期間內，監視矩形信號S2之週期，若週期變短，則結束反轉制動。

Description

馬達驅動電路、驅動方法、振動裝置及電子機器

本發明係關於一種馬達之驅動技術。

於無刷馬達用之驅動器中，為了使通常旋轉之轉子停止，有搭載制動功能之情形。於制動中，存在再生制動與反轉制動。於再生制動中，以驅動器之輸出段與馬達線圈形成迴路，且於迴路內流通電流而使馬達線圈之能量消散。

於欲以較再生制動更強之制動力使轉子停止之情形時，採用反轉制動。於反轉制動中，以與通常驅動狀態(正轉狀態)逆相，換言之以於轉子產生與正轉方向反方向之扭矩之方式，驅動馬達線圈。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-234208號公報

[專利文獻2]日本專利特開2009-018654號公報

[專利文獻3]日本專利特開平8-191591號公報

課題1. 本發明者們針對以下之反轉制動之控制(所謂研究技術)進行了研究。

於研究技術中，於反轉制動之期間內，監視霍爾信號之週期。且，若週期超過特定之臨限值，則轉子作為充分減速者，而結束反轉 制動。

於與來自霍爾元件之霍爾信號同步而控制無刷馬達之情形時，反轉制動之最小時間係藉由霍爾信號之週期而受到制約。因此於反轉制動之上一個正轉方向之轉子之扭矩較小之情形時，有藉由跨越某最小時間以上之反轉制動而賦予至轉子之扭矩超過上限，導致轉子逆旋轉之情形。

且，於開始逆旋轉後不久，若霍爾信號之週期超過臨限值，則不滿足反轉制動之結束條件，而有無法自反轉制動脫出，使轉子朝反方向進一步加速之虞。

課題2. 再者，本發明者們針對反轉制動進行研究之結果，以至認識以下課題。於與來自霍爾元件之霍爾信號同步而控制無刷馬達之情形時，反轉制動之最小時間係藉由霍爾信號之週期而受到制約。因此於反轉制動之上一個正轉方向之轉子之扭矩較小之情形時，有藉由跨越某最小時間以上之反轉制動而賦予至轉子之扭矩超過上限，導致轉子逆旋轉之情形。另，不可將該課題視為本領域技術人員之一般性之認識。

本發明之某態樣係鑑於上述任一課題而完成者，其例示性之目的之一在於提供一種可防止或抑制、防止因反轉制動導致之轉子之逆旋轉之馬達驅動電路。

1.本發明之某態樣係關於馬達驅動電路。馬達驅動電路具備：控制部，其係基於表示驅動對象之馬達之轉子之位置之矩形信號，而產生控制對馬達之線圈通電之驅動信號；及驅動部，其係基於驅動信號而驅動線圈。控制部係於反轉制動之期間內，監視矩形信號之週期，若週期變短，則結束反轉制動。

根據該態樣，基於顯示轉子之旋轉數之週期之相對變化，可立 即檢測轉子之向反方向之旋轉，藉此可抑制因反轉制動導致之轉子之逆旋轉。

控制部亦可基於當前之週期與過去之週期之大小關係而結束反轉制動。

控制部亦可於將當前之週期設為T_CUR、將過去之週期設為T_PRE、將0以上之修正值設為T_CORR時，當滿足T_CUR+T_CORR≦T_PRE

時結束反轉制動。

控制部亦可於將當前之週期設為T_CUR、將過去之週期設為T_PRE時，當滿足T_CUR<T_PRE

時結束反轉制動。

過去之週期亦可為於前次測定之週期。過去之週期亦可基於歷經最近之特定次數所測定之複數個週期。

控制部亦可於反轉制動之期間，若矩形信號之週期變得較特定之臨限值長，則結束反轉制動。控制部亦可包含邊緣計數器，該邊緣計數器係於反轉制動之期間，計測矩形信號之邊緣之個數，若邊緣計數器之計數值超過特定之臨限值，則控制部結束反轉制動。控制部亦可包含測定反轉制動之期間之長度之定時器電路，且若反轉制動之期間到達特定時間，則結束反轉制動。反轉制動之結束條件亦可組合複數個。

2.本發明之其他態樣係關於馬達驅動電路。馬達驅動電路具備：控制部，其係基於表示驅動對象之馬達之轉子之位置之矩形信號，而產生控制對上述馬達之線圈通電之驅動信號；霍爾比較器，其產生矩形信號；控制部，其係基於矩形信號而控制對馬達之線圈通電；及驅動部，其係基於來自控制部之驅動信號而驅動線圈。控制部若於馬達之通常驅動狀態下接收到馬達之停止指示，則以與至此為止之通常驅動 狀態相應之輸出施加反轉制動。

於某態樣中控制部係藉由監視施加反轉制動前之通常驅動狀態，可推定馬達之轉子於正轉方向具有多少扭矩。因此，於推定為轉子於正轉方向具有足夠大之扭矩之情形時，以較大之輸出施加反轉制動，於推定為正轉方向之扭矩較小之情形時，降低反轉制動之輸出，或設為零輸出即不施加反轉制動，藉此可防止轉子逆旋轉。

於某態樣中控制部亦可根據於通常驅動狀態下產生之矩形信號之切換次數，而使反轉制動之輸出變化。

若矩形信號之位準遷移之次數較小則推定轉子之正轉方向之扭矩為較小者，而可降低反轉制動之輸出。

於某態樣中控制部亦可於通常驅動狀態下，包含計測矩形信號之邊緣之個數之邊緣計數器，且根據邊緣計數器之計數值，而使反轉制動之輸出變化。

於某態樣中控制部亦可於接收到馬達之停止指示時，於至此為止所計測之矩形信號之邊緣之個數小於特定之臨限值時，相較於較大時而降低反轉制動之輸出。

於某態樣中控制部亦可於接收到馬達之停止指示時，於至此為止所計測之矩形信號之邊緣之個數小於特定之臨限值時，不施加反轉制動。

於某態樣中控制部亦可根據通常驅動狀態之長度，而使反轉制動之輸出變化。

若通常驅動狀態較短，則推定轉子之正轉方向之扭矩為較小者，而可降低反轉制動之輸出。

於某態樣中控制部亦可包含測定通常驅動狀態之長度之定時器電路，且根據定時器電路之測定時間，而使反轉制動之輸出變化。

於某態樣中控制部亦可於接收到馬達之停止指示時，於測定時 間較特定之臨限值短時，相較於較長時而降低反轉制動之輸出。

於某態樣中控制部亦可於接收到馬達之停止指示時，於測定時間較特定之臨限值短時，不施加反轉制動。

控制部亦可於反轉制動之期間，若矩形信號之週期變得較特定之臨限值長，則結束反轉制動。控制部亦可於反轉制動之期間，包含計測矩形信號之邊緣之個數之邊緣計數器，且若邊緣計數器之計數值超過特定之臨限值，則結束反轉制動。控制部亦可包含測定反轉制動之期間之長度之定時器電路，且若反轉制動之期間到達特定時間，則結束反轉制動。反轉制動之結束條件亦可組合複數個。

於某態樣中馬達驅動電路亦可於一個半導體基板一體集成化。

所謂「一體集成化」，亦可包含電路之構成要素之全部形成於半導體基板上之情形、或電路之主要構成要素一體集成化之情形，且用於調節電路常數而將一部分電阻或電容器等設置於半導體基板之外部。

藉由將電路於1個晶片上集成化，可削減電路面積，且可將電路元件之特性保持為均勻。

本發明之其他態樣係關於振動裝置。振動裝置亦可具備：振動馬達，其係於轉子安裝有偏心錘；及馬達驅動電路，其係使振動馬達旋轉。

本發明之其他態樣係關於電子機器。電子機器亦可具備上述之振動裝置。

另，將以上之構成要素之任意組合或本發明之構成要素或表現於方法、裝置、系統等之間相互置換者亦作為本發明之態樣而有效。

根據本發明之某態樣，可抑制、防止伴隨反轉制動之轉子之逆旋轉。

2‧‧‧馬達

4‧‧‧霍爾元件

100‧‧‧馬達驅動電路

100a‧‧‧馬達驅動電路

100b‧‧‧馬達驅動電路

102‧‧‧霍爾比較器

110‧‧‧控制部

112‧‧‧通電控制部

114‧‧‧反轉制動控制部

114a‧‧‧反轉制動控制部

114b‧‧‧反轉制動控制部

116‧‧‧邊緣計數器

118‧‧‧週期測定部

120‧‧‧判定部

120a‧‧‧第1判定部

120b‧‧‧第2判定部

122‧‧‧定時器電路

130‧‧‧驅動部

150‧‧‧記憶體

152‧‧‧比較器

154‧‧‧相加器

156‧‧‧暫存器

160‧‧‧定時器電路

162‧‧‧暫存器

164‧‧‧邏輯閘

170‧‧‧邊緣計數器

172‧‧‧比較器

174‧‧‧暫存器

300‧‧‧電子機器

300a‧‧‧電子機器

300b‧‧‧電子機器

302‧‧‧振動裝置

304‧‧‧主處理器

306‧‧‧偏心錘

310‧‧‧基板

312‧‧‧線圈

314‧‧‧墊圈

316‧‧‧軸

318‧‧‧轉子

318a‧‧‧錘

318b‧‧‧永久磁鐵

320‧‧‧罩體

B‧‧‧臨限值

C‧‧‧臨限值

D‧‧‧臨限值

H+‧‧‧霍爾信號

H-‧‧‧霍爾信號

N‧‧‧上限值

S1‧‧‧控制指令

S2‧‧‧矩形信號

S3‧‧‧驅動信號

S4‧‧‧計數值

S5‧‧‧週期資料

S6‧‧‧區間長資料

S7‧‧‧結束信號

S7a‧‧‧結束信號

S7b‧‧‧結束信號

t0‧‧‧時刻

t1‧‧‧時刻

t2‧‧‧時刻

t3‧‧‧時刻

t4‧‧‧時刻

Ta‧‧‧期間

T_CORR‧‧‧修正值

T_CUR‧‧‧當前之週期

T_CUR’‧‧‧週期

T_END‧‧‧特定時間

T_P‧‧‧週期

T_P0‧‧‧週期

T_P1‧‧‧週期

T_P2‧‧‧週期

T_P3‧‧‧週期

T_PRE‧‧‧過去之週期

Vo+‧‧‧驅動電壓

Vo-‧‧‧驅動電壓

圖1係第1實施形態之馬達驅動電路之方塊圖。

圖2係顯示馬達驅動電路之具體之構成例之方塊圖。

圖3(a)、(b)係圖1之馬達驅動電路之動作波形圖。

圖4係顯示逆轉制動控制部之構成例之方塊圖。

圖5係第2變化例之逆轉制動控制部之方塊圖。

圖6係第2實施形態之第1實施例之馬達驅動電路之方塊圖。

圖7(a)、(b)係圖6之馬達驅動電路之動作波形圖。

圖8係第2實施例之馬達驅動電路之方塊圖。

圖9(a)、(b)係圖8之馬達驅動電路之動作波形圖。

圖10(a)係具備馬達驅動電路之電子機器之立體圖，圖10(b)係振動馬達單元之剖視圖。

圖11係具備馬達驅動電路之電子機器之立體圖。

以下，基於較佳實施形態而一面參照圖式一面說明本發明。對各圖式所示之相同或同等構成要素、構件、處理標註相同符號，並適當省略重複之說明。又，實施形態並非限定發明而為例示，實施形態所記述之所有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」，係除構件A與構件B物理性直接連接之情形之外，亦包含構件A與構件B不對其等之電性連接狀態造成實質性影響，或不損害藉由其等之耦合所發揮之功能或效果，而經由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」，係除構件A與構件C、或構件B與構件C直接連接之情形之外，亦包含不對其等之電性連接狀態造成實質性影響，或不損害藉由其等之耦合所發揮之功能或效果，而經由其他構件間接連接之情形。

(第1實施形態)

圖1係第1實施形態之馬達驅動電路100之方塊圖。馬達驅動電路100係驅動單相無刷馬達(以下簡稱為馬達)2。霍爾元件4係產生與馬達2之轉子之位置相應之一對霍爾信號H+，H-。霍爾信號H+、H-為彼此逆相。

於馬達驅動電路100，自未圖示之主處理器，輸入有指示馬達2之旋轉/停止之控制指令S1。於馬達驅動電路100，輸入有霍爾信號H+、H-，於控制指令S1指示旋轉時，與霍爾信號H+、H-同步而對馬達2之線圈通電。

馬達驅動電路100具備霍爾比較器102、控制部110、及驅動部130，且係於一個半導體基板一體集成化而成之功能IC(Integrated Circuit：積體電路)。霍爾比較器102係比較來自霍爾元件4之霍爾信號H+、H-，且產生矩形信號(亦稱為FG信號)S2。控制部110係基於矩形信號S2，而產生控制對馬達2之線圈通電之驅動信號S3。驅動部130係基於來自控制部110之驅動信號S3而驅動線圈。驅動部130之構成並未特別限定，使用周知之電路即可。

對控制部110輸入指示馬達2之旋轉/停止之控制指令S1。控制部110若於使馬達2朝某方向(設為正轉方向)旋轉之通常驅動狀態下接收到馬達2之停止指示，則施加反轉制動。控制部110係於反轉制動之期間內，監視霍爾信號H+、H-之週期，即矩形信號S2之週期T_P(於本實施形態中設為半週期)，若週期T_P變短，則結束反轉制動。

控制部110包含通電控制部112、及反轉制動控制部114。通電控制部112係進行與矩形信號S2同步之轉流控制。反轉制動控制部114係控制反轉制動之結束。

具體而言，反轉制動控制部114係於反轉制動之期間內，測定矩形信號S2之週期T_P，並比較當前之週期T_CUR與過去之週期T_PRE，若當 前之週期T_CUR與過去之週期T_PRE相比較短，則結束反轉制動。此為第1條件。過去之週期T_PRE亦可為上一個週期T_P。或過去之週期T_PRE亦可為自歷經過去之複數個循環而測定之複數個週期T_P所計算之值。例如過去之週期T_PRE亦可為過去之複數個週期T_P之單純平均或移動平均。

又，反轉制動控制部114若於開始反轉制動後經過特定時間T_END，則結束反轉制動。此為第2條件。若第1條件、第2條件之任一者成立，則反轉制動控制部114結束反轉制動。

與第1實施形態相關之發明係涵蓋作為圖1之方塊圖或電路圖而理解、或自上述之說明導入之各種裝置、電路者，並非限定於特定之構成。以下，為了協助理解發明之本質或電路動作之理解且將其等明確化，但非為了限縮本發明之範圍，說明更具體之構成例。

圖2係顯示馬達驅動電路100之具體之構成例之方塊圖。反轉制動控制部114包含週期測定部118及判定部120。週期測定部118係測定矩形信號S2之週期(高位準區間、低位準區間各者之長度，即半週期)，並將表示所測定之週期之資料(週期資料)S5輸出至判定部120。

判定部120係將週期資料S5所顯示之當前之週期T_CUR與保持於記憶體之過去之週期T_PRE比較，若其等之大小關係滿足特定之條件(第1條件)，則確立(例如高位準)結束信號S7。又，判定部120係於開始反轉制動後，若經過特定時間T_END則確立結束信號S7。通電控制部112係若結束信號S7被確立則結束反轉制動。

接著說明馬達驅動電路100之動作。圖3(a)、(b)係圖1之馬達驅動電路100之動作波形圖。首先參照圖3(a)，說明第2條件之反轉制動之結束。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。隨著馬達2之旋轉數之上昇，矩形信號S2之週期持續變短。

若於時刻t1控制指令S1成為指示停止之低位準，則通電控制部 112開始反轉制動。藉由反轉制動而轉子減速，且矩形信號S2之週期持續變長。然後於自時刻t1經過特定時間T_END後之時刻t2，結束信號S7確立，而結束反轉制動。

接著參照圖3(b)，說明第1條件之反轉制動之結束。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。於其後之時刻t3，於馬達2之旋轉數上昇前控制指令S1成為低位準，指示馬達2之停止，且通電控制部112開始反轉制動。

週期測定部118係於每個循環測定矩形信號S2之週期T_P0、T_P1、T_P2、T_P3…。於第i個循環中，比較當前之週期T_CUR(=T_Pi)與過去之週期T_PRE(=T_Pi-1)。此處，過去之週期T_PRE係上一個循環之週期T_P。

於剛開始反轉制動後之期間Ta，T_Pi>T_Pi-1成立。即矩形信號S2之週期逐漸變長，且轉子減速。若於時刻t4檢測出T_P3>T_P2且第1條件充足則結束信號S7確立，而結束反轉制動。

以上為馬達驅動電路100之動作。於短暫之通常驅動後，若持續施加反轉制動，則轉子朝反方向加速。相對於此，根據第1實施形態之馬達驅動電路100，測定矩形信號S2之週期T_P，若檢測出T_CUR<T_PRE，則視為轉子為向反方向反旋轉者，而可直接停止反轉制動。

圖4係顯示反轉制動控制部114之構成例之方塊圖。判定部120包含判定第1條件、第2條件各者之第1判定部120a、第2判定部120b。第2判定部120b係包含定時器電路160，且測定反轉制動開始後之經過時間，於經過特定時間T_END後，確立結束信號S7b。特定時間T_END係基於特定之位址之暫存器162之值而設定。特定時間T_END係較理想為可經由I²C(Inter IC：內部IC)匯流排等之介面，自外部之主處理器設定。

第1判定部120a包含記憶體150、比較器152、相加器154、及暫存器156。記憶體150係保持過去之週期T_PRE。如上述般，過去之週期 T_PRE可為上一個週期T_P，亦可為過去之複數個週期T_P之平均值。

因霍爾元件之安裝位置、或磁場之不均，於轉子以固定速度旋轉之情形時，矩形信號S2之週期T_P亦未必固定，有變動之情形。該情況係指於單純比較當前之週期T_Pi與前次之週期T_Pi-1之情形時，可能誤檢測轉子之逆旋轉。為了防止該誤檢測，第1判定部120a修正週期T_CUR。

相加器154係於當前之週期T_CUR加上修正值T_CORR，而產生修正後之週期T_CUR’。修正值T_CORR係0以上(≧0)，基於特定之位址之暫存器156之值而設定。特定值T_CORR係較理想為可經由I²C(Inter IC)匯流排等之介面，自外部之主處理器設定。修正值T_CORR之最佳值係根據馬達2之種類、極數、或連接於其轉子之負載、慣性力矩等決定即可。

比較器152係比較修正後之當前之週期T_CUR’與過去之週期T_PRE，且於滿足T_CUR’≦T_PRE

時，換言之滿足T_CUR+T_CORR≦T_PRE

時確立結束信號S7a。

邏輯閘164係若結束信號S7a、S7b之至少一者確立，則確立結束信號S7。例如邏輯閘164亦可由OR(或)閘構成。

根據該反轉制動控制部114，根據修正值T_CORR，可調節轉子之反轉檢測之感度。藉由可利用暫存器156自外部設定修正值T_CORR，可對馬達驅動電路100所使用之平台實現最佳之控制。

以上，基於第1實施形態對本發明之某態樣進行了說明。本領域技術人員應理解第1實施形態係例示，於其等之各構成要素或各處理製程之組合可有各種變化例，又，如此之變化例亦在本發明之範圍內。以下，針對如此之變化例進行說明。

(第1變化例)

於圖4中，修正了當前之週期T_CUR，但亦可相反地修正過去之週期T_PRE。該情形時，亦可自記憶體150所讀出之值減去修正值T_CORR，產生修正後之週期T_PRE’，而比較T_PRE與T_CUR。

(第2變化例)

於第1實施形態中，於開始反轉制動後，若經過特定時間T_END，則結束反轉制動，但本發明並未限定於此。圖5係第2變化例之反轉制動控制部114a之方塊圖。於第2變化例中，亦可將於反轉制動之期間產生之矩形信號S2之切換次數(邊緣之個數)超過臨限值作為第2條件。

第2判定部120b包含邊緣計數器170、比較器172、及暫存器174。邊緣計數器170係於反轉制動開始後，計數矩形信號S2之邊緣之個數。比較器172係將邊緣計數器170之計數值S4與特定之臨限值D進行比較，若S4>D，則確立結束信號S7b。臨限值D係基於特定之位址之暫存器174之值而設定。臨限值D係較理想為可經由I²C(Inter IC)匯流排等之介面，自外部之主處理器設定。

(第3變化例)

於第1實施形態中，於滿足第1條件、第2條件之任一者之情形時結束反轉制動，但亦可省略第2條件。該情形時，亦可省略圖4之定時器電路160及邏輯閘164。

(第4變化例)

於第1實施形態中，基於當前之週期T_CUR與過去之週期T_PRE之大小關係而結束反轉制動，但本發明並未限定於此。亦可例如注目於連續之複數個(例如3個以上)週期，於週期觀察到縮短傾向時，結束反轉制動。

(第5變化例)

霍爾比較器102亦可內置於包含霍爾元件4之霍爾IC。或霍爾元件4亦可內置於馬達驅動電路100。

(第6變化例)

於第1實施形態中，說明了利用來自霍爾元件之霍爾信號進行轉流控制，而進行防止反轉之控制之馬達驅動電路100，但亦可替代來自霍爾元件之霍爾信號，使用其以外之包含旋轉數資訊之信號。

(第2實施形態)

關於第2實施形態，參照圖1進行說明。關於基本構成，因與第1實施形態相同，故省略關於共通點之說明，而說明其不同點。

於控制部110，輸入有指示馬達2之旋轉/停止之控制指令S1。控制部110係若於使馬達2朝某方向(設為正轉方向)旋轉之通常驅動狀態下，接收馬達2之停止指示，則以與至此為止之通常驅動狀態相應之輸出施加反轉制動。

控制部110包含通電控制部112、及反轉制動控制部114。通電控制部112係進行與矩形信號S2同步之轉流控制。反轉制動控制部114係控制反轉制動之輸出。具體而言反轉制動控制部114係基於施加反轉制動前之通常驅動狀態，而使反轉制動之輸出變化。馬達驅動電路100進行PWM控制之情形時，反轉制動控制部114係可使施加至馬達2之驅動電壓Vo+/Vo-之占空比變化，而使反轉制動之輸出變化。

以上為第2實施形態之馬達驅動電路100之構成。接著說明其動作。

於控制指令S1指示轉子之旋轉之期間，通電控制部112係基於矩形信號S2進行轉流控制，且對馬達2供給具有與目標旋轉數相應之占空比之驅動電壓Vo+/Vo-。通常驅動狀態之占空比可為固定值，或亦可為100%。

反轉制動控制部114係監視通常驅動狀態。反轉制動控制部114係 可基於監視結果，而推定馬達2之轉子於正轉方向具有多少扭矩。因此，於推定為轉子於正轉方向具有足夠大之扭矩之情形時，以較大之輸出(額定輸出)施加反轉制動，於推定為正轉方向之扭矩較小之情形時，使反轉制動降低至較額定輸出低，或設為零輸出即不施加反轉制動。

藉此，可防止藉由反轉制動賦予至轉子之反方向扭矩超過賦予至通常驅動狀態之順方向扭矩，而防止轉子逆旋轉。

與第2實施形態相關聯之發明係涉及作為圖1之方塊圖或電路圖而掌握，或自上述之說明導入之各種裝置、電路者，並非限定於特定之構成。以下，並非為了縮小本發明之範圍，而為了幫助發明之本質或電路動作之理解，且將其等明確化，說明更具體之構成例。

圖6係第2實施形態之第1實施例之馬達驅動電路100a之方塊圖。

馬達驅動電路100a之反轉制動控制部114a係根據於通常驅動狀態下產生之矩形信號S2之切換次數，而使反轉制動之輸出變化。反轉制動控制部114a包含邊緣計數器116、週期測定部118、及驅動部130。邊緣計數器116係於通常驅動狀態下，計測矩形信號S2之邊緣之個數。判定部120係根據邊緣計數器116之計數值S4，而使反轉制動之輸出變化。

例如控制部110(判定部120)係於(i)控制指令S1指示馬達之停止時，若表示至此為止所計數之矩形信號S2之邊緣之個數之計數值S4大於特定之臨限值A之情形時，以額定輸出施加反轉制動。額定輸出例如可為70~100%之範圍之占空比。

例如，臨限值A亦可定為轉子旋轉1周(機械角為360°)以下。如為例如3極無刷馬達，轉子旋轉1周產生6次矩形信號S2之邊緣，旋轉半周產生3次。因此可設為A=3~6左右。如為2極無刷馬達，由於轉子旋轉1周產生2次矩形信號S2之邊緣，旋轉半周產生1次，故可設為 A=1~2。

臨限值A可根據馬達2之種類、極數、或連接於其轉子之負載、慣性力矩等決定，可設為1~20左右。

相反的，控制部110(判定部120)係(ii)於至此為止所計數之矩形信號S2之邊緣之個數小於特定之臨限值A時，使反轉制動之輸出自定額輸出降低。於本實施形態中，控制部110係於所計測之矩形信號之邊緣之個數小於特定之臨限值A時，不施加反轉制動。即反轉制動之輸出係設定為占空比=0%。

週期測定部118係於施加反轉制動之期間，測定矩形信號S2之週期(高位準區間、低位準區間各者之長度，即半週期)，並將表示所測定之週期之資料(週期資料)S5輸出至判定部120。若週期資料S5表示之週期較特定之臨限值B長，則判定部120結束反轉制動。

臨限值A係較理想為可根據儲存於某位址之暫存器之設定資料而設定。同樣，臨限值B亦較理想為可根據儲存於某位址之暫存器之設定資料而設定。該等臨限值A、B係因根據馬達2之種類、極有或用途而最佳值不同，故搭載馬達驅動電路100之機器之設計者藉由可選擇臨限值A、B，可對各種平台實現最佳之控制。

以上為馬達驅動電路100a之構成。接著說明其動作。

圖7(a)、(b)係圖6之馬達驅動電路100a之動作波形圖。本說明書中之波形圖或時序圖之縱軸及橫軸係為了容易理解而適當放大、縮小者，又，所示之各波形亦為了容易理解而被簡化，或被誇張或強調。

參照圖7(a)。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。隨著馬達2之旋轉數之上昇，矩形信號S2之週期持續變短。計數值S4係隨著馬達2之旋轉而增加，且於時刻t1到達邊緣計數器116之上限值N。

於時刻t2控制指令S1成為指示停止之低位準。於時刻t2，由於為 N>A，故以定額輸出施加反轉制動。藉由反轉制動而轉子減速，且矩形信號S2之週期持續變長。若於時刻t3矩形信號S2之週期T_P超過臨限值B，則結束反轉制動期間。

參照圖7(b)。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。於其後之時刻t1，於馬達2之旋轉數上昇前控制指令S1成為低位準，指示馬達2之停止。

於時刻t1，邊緣之計數值S4係2，小於臨限值A(例如設為3)。因此不施加反轉制動，而藉由再生制動使轉子停止，或使轉子自然停止。

以上為馬達驅動電路100a之動作。於圖7(b)中，時刻t1之馬達之正轉方向之扭矩非常小。因此若於控制指令S1成為低位準時施加反轉制動，則轉子開始朝反方向旋轉。且於開始朝反方向旋轉後不久，若矩形信號S2之週期T_P較臨限值B短，則有無法自反轉制動脫出，使轉子朝反方向進一步加速之虞。

相對於此，根據圖6之馬達驅動電路100a，於以通常驅動狀態測定之矩形信號S2之邊緣之個數小於臨限值A之情形時，推定為向正轉方向之扭矩為足夠小者，藉由不施加反轉制動，可防止轉子之逆轉。

又，第1實施例係與以下說明之第2實施例相比，具有以下優點。於第2實施例中，基於通常驅動狀態之長度，推定馬達之正轉方向之旋轉狀態，而切換是否應施加反轉制動，但於發生於轉子夾持有異物等異常時，即使通常驅動狀態之長度足夠長，正轉方向之扭矩亦較小，亦有因反轉制動而使轉子反旋轉之可能性。相對於此，因矩形信號S2之邊緣之個數大於臨限值A成為馬達朝正轉方向確實地旋轉之根據，故可防止於異常狀態轉子亦反旋轉。

圖8係第2實施例之馬達驅動電路100b之方塊圖。

馬達驅動電路100b之反轉制動控制部114b係根據通常驅動狀態之 長度，而使反轉制動之輸出變化。反轉制動控制部114b係替代圖6之邊緣計數器116而具備定時器電路122。定時器電路122係測定通常驅動狀態之長度，且產生顯示測定之長度之區間長資料S6。定時器電路122亦可為於通常驅動狀態中，遞增計數(或遞減計數)時脈信號之數位定時器。於其他實施形態中定時器電路122亦可為類比定時器。判定部120係根據定時器電路122之測定時間，而使反轉制動之輸出變化。

例如判定部120係若定時器電路122之測定時間超過特定之臨限值C，則以額定輸出施加反轉制動，以測定時間較臨限值C短之狀態指示停止時，不施加反轉制動，或使反轉制動之輸出降低。

以上為圖8之馬達驅動電路100b之構成。接著說明其動作。

圖9(a)、(b)係圖8之馬達驅動電路100b之動作波形圖。參照圖9(a)。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。隨著馬達2之旋轉數之上昇，矩形信號S2之週期持續變短。顯示通常驅動狀態之長度之區間長資料S6係隨著時間而持續增大。因定時器電路122之位元寬為有限，故若區間長資料S6達到某上限值，則遞增計數停止。

於時刻t2控制指令S1成為指示停止之低位準。於時刻t2，由於為S6>C，故以額定輸出施加反轉制動。藉由反轉制動而轉子減速，且矩形信號S2之週期持續變長。若於時刻t3矩形信號S2之週期T_P超過臨限值B，則結束反轉制動期間。

參照圖9(b)。於時刻t0控制指令S1成為指示旋轉之高位準。藉此控制部110開始向馬達2之通電。於其後時刻t1，於馬達2之旋轉數上昇前控制指令S1成為低位準，指示馬達2之停止。

於時刻t1，區間長資料S6小於臨限值C。因此不施加反轉制動，而藉由再生制動使轉子停止，或使轉子自然停止。

以上為馬達驅動電路100b之動作。藉由馬達驅動電路100b，亦可獲得與圖6之馬達驅動電路100a相同之效果。

以上，基於第2實施形態對本發明之某態樣進行了說明。本領域技術人員應理解第2實施形態係例示，於其等之各構成要素或各處理製程之組合可有各種變化例，又，如此之變化例亦在本發明之範圍內。以下，針對如此之變化例進行說明。

(第7變化例)

於第2實施形態中，於存在反旋轉之虞之情形時，將反轉制動之輸出設為零，但本發明並未限定於此。例如於存在反旋轉之虞之情形時，亦可將反轉制動之輸出設為大於零而小於定額輸出之值，例如5~30%左右。

(第8變化例)

或者，亦可使存在反旋轉之虞之情形之反轉制動之輸出根據此前之通常驅動狀態而適應性地變化。例如，於通常驅動狀態測定之矩形信號S2之邊緣之個數越少，越可降低反轉制動之輸出，通常驅動狀態之長度越短，越可降低反轉制動之輸出。

(第9變化例)

於第2實施形態中，若矩形信號S2之週期T_P超過臨限值B，則結束反轉制動期間，但本發明並非限定於此。於第9變化例中，將於反轉制動之期間產生之矩形信號S2之切換次數(邊緣之個數)超過臨限值作為契機，而結束反轉制動。於對圖6之第1實施例應用第9變化例之情形時，可使用邊緣計數器116，計數反轉制動之期間內之矩形信號S2之邊緣之個數。判定部120係若反轉制動中產生之邊緣之個數S4超過臨限值D，則結束反轉制動。

於對圖8之第2實施例應用第9變化例之情形時，於反轉制動控制部114b，追加邊緣計數器116即可。

(第10變化例)

於第10變化例中，若反轉制動期間之長度達到特定時間T_END，則結束反轉制動。於對圖8之第2實施例應用第10變化例之情形時，使用定時器電路122，測定反轉制動之期間之長度即可。判定部120係將定時器電路122所測定之反轉制動之期間與特定時間T_END進行比較。

於對圖6之第1實施例應用第10變化例之情形時，於反轉制動控制部114a追加定時器電路122即可。

(第11變化例)

霍爾比較器102亦可內置於包含霍爾元件4之霍爾IC。或霍爾元件4亦可內置於馬達驅動電路100。

(第12變化例)

於第2實施形態中，說明了利用來自霍爾元件之霍爾信號進行轉流控制，而進行防止反轉之控制之馬達驅動電路100，但亦可替代來自霍爾元件之霍爾信號，使用其以外之包含旋轉數資訊之信號。

第1實施形態之任意特徵與第2實施形態之任意特徵可組合，其等之組合亦作為發明之一態樣而有效。

(用途)

接著說明於第1或第2實施形態說明之馬達驅動電路100之用途。圖10(a)係具備馬達驅動電路100之電子機器300a之立體圖，圖10(b)係振動馬達單元之剖視圖。

電子機器300係具有振動功能之器件，例如例示行動電話終端、智慧型電話、平板PC、便攜式遊戲機器、遊戲控制台之控制器等。於圖10(a)中，作為代表而顯示智慧型電話。

電子機器300具備振動裝置302及主處理器304。振動裝置302係由馬達2及馬達驅動電路100一體構成，且以罩體覆蓋之振動馬達單元。如圖10(b)所示，於基板310上，安裝有馬達驅動電路100與線圈 312等。又於軸316安裝有墊圈314，被旋轉自如地支持。於軸316之前端，安裝有具有偏心之錘318a與埋入於其內周部之永久磁鐵318b之轉子318。振動裝置302全體係由罩體320覆蓋。

馬達驅動電路100係對來自主處理器304之控制指令S1進行應答，而使馬達2旋轉。主處理器304可為基頻處理器或應用程式處理器。

圖11係其他構成之電子機器300b之立體圖。於馬達2之轉子中，安裝有偏心錘306。馬達2係無需霍爾元件之構成。

以上為電子機器300a、300b之構成。藉由於振動裝置302採用實施形態之馬達驅動電路100，可防止因反轉制動使轉子逆旋轉而持續振動，且可立即停止振動。

雖基於實施形態，使用具體之用語對本發明進行說明，但實施形態只不過顯示本發明之原理、應用，於實施形態中，於不脫離申請專利範圍所規定之本發明之思想之範圍內，認可較多變化例或配置之變更。

2‧‧‧馬達

4‧‧‧霍爾元件

100‧‧‧馬達驅動電路

102‧‧‧霍爾比較器

110‧‧‧控制部

112‧‧‧通電控制部

114‧‧‧反轉制動控制部

130‧‧‧驅動部

H+‧‧‧霍爾信號

H-‧‧‧霍爾信號

S1‧‧‧控制指令

S2‧‧‧矩形信號

S3‧‧‧驅動信號

Vo+‧‧‧驅動電壓

Vo-‧‧‧驅動電壓

Claims (15)

1. 一種馬達驅動電路，其特徵在於包含：控制部，其係基於表示驅動對象之馬達之轉子之位置之矩形信號，而產生控制對上述馬達之線圈通電之驅動信號；及驅動部，其係基於上述驅動信號而驅動上述線圈；且上述控制部若於上述馬達之通常驅動狀態下接收到上述馬達之停止指示，則施加反轉制動；上述控制部係根據於上述通常驅動狀態下產生之上述矩形信號之切換次數，而使上述反轉制動之輸出變化；上述控制部包含：於上述通常驅動狀態下計測上述矩形信號之邊緣之個數的第1邊緣計數器，且上述控制部根據上述第1邊緣計數器之計數值，使上述反轉制動之輸出變化。
2. 如請求項1之馬達驅動電路，其中上述控制部係於接收到上述馬達之停止指示時，當至此為止所計測之上述矩形信號之邊緣之個數小於特定之臨限值時，與大於特定之臨限值時之上述反轉制動之輸出相較地降低上述反轉制動之輸出。
3. 如請求項1之馬達驅動電路，其中上述控制部係於接收到上述馬達之停止指示時，於至此為止所計測之上述矩形信號之邊緣之個數小於特定之臨限值時，不施加反轉制動。
4. 一種馬達驅動電路，其特徵在於包含：控制部，其係基於表示驅動對象之馬達之轉子之位置之矩形信號，而產生控制對上述馬達之線圈通電之驅動信號；及驅動部，其係基於上述驅動信號而驅動上述線圈；且上述控制部若於上述馬達之通常驅動狀態下接收到上述馬達之停止指示，則施加反轉制動； 上述控制部包含測定上述通常驅動狀態之時間之長度之定時器電路，且根據上述定時器電路之測定時間，而使上述反轉制動之輸出變化。
5. 如請求項4之馬達驅動電路，其中上述控制部係於接收到上述馬達之停止指示時，當上述測定時間較特定之臨限值短時，與較特定之臨限值長時之上述反轉制動之輸出相較地降低上述反轉制動之輸出。
6. 如請求項4之馬達驅動電路，其中上述控制部係於接收到上述馬達之停止指示時，於上述測定時間較特定之臨限值短時，不施加上述反轉制動。
7. 如請求項1至6中任一項之馬達驅動電路，其進而包含霍爾比較器，該霍爾比較器係比較來自霍爾元件之彼此逆相之一對霍爾信號，且產生上述矩形信號。
8. 如請求項1至6中任一項之馬達驅動電路，其中上述控制部係於反轉制動之期間，若上述矩形信號之週期變得較特定之臨限值長，則結束反轉制動。
9. 如請求項1至6中任一項之馬達驅動電路，其中上述控制部包含第2邊緣計數器，該第2邊緣計數器係於反轉制動之期間，計測上述矩形信號之邊緣之個數，若上述第2邊緣計數器之計數值超過特定之臨限值，則上述控制部結束反轉制動。
10. 如請求項1至6中任一項之馬達驅動電路，其中上述控制部包含測定反轉制動之期間之長度之定時器電路，且若反轉制動之期間到達特定時間，則結束反轉制動。
11. 如請求項1至6中任一項之馬達驅動電路，其係於一個半導體基板一體積體化。
12. 一種振動裝置，其特徵在於包含： 振動馬達，其係於轉子安裝有偏心錘；及如請求項1至11中任一項之馬達驅動電路，其係使上述振動馬達旋轉。
13. 一種電子機器，其特徵在於包含如請求項12之振動裝置。
14. 一種驅動方法，其特徵在於：其係馬達之驅動方法，且包含以下步驟：比較來自霍爾元件之彼此逆相之一對霍爾信號，且產生矩形信號；與上述矩形信號同步而對上述馬達之線圈通電；及若於上述馬達之通常驅動狀態下產生上述馬達之停止指示，則施加反轉制動；上述施加反轉制動之步驟係根據於上述通常驅動狀態下產生之上述矩形信號之切換次數，而使上述反轉制動之輸出變化；且根據於上述通常驅動狀態下計測之上述矩形信號之邊緣之個數，使上述反轉制動之輸出變化。
15. 如請求項14之驅動方法，其中上述施加反轉制動之步驟係根據上述通常驅動狀態之時間之長度，而使上述反轉制動之輸出變化。

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