電動機驅動集成電路的制作方法

專利名稱：電動機驅動集成電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機驅動集成電路。
技術背景在以往的電子設備中，在一個設備內采用多個電動機的情況較多。例如， 在數字照相機的情況下，為了驅動變焦機構、聚焦機構、光圈機構、快門機 構等，而采用多個電動機。因此，通常采用一個電動機驅動集成電路來驅動 多個電動機(例如，參照專利文獻1 )。由這樣的電動機驅動集成電路所控制的電動機的驅動電壓，并不是在所 有的電動機都相同，而大多是每個電動機不同。像這樣，在對驅動電壓不同 的多個電動機進行驅動的電動機驅動集成電路中，并不是每個電動機不同的 多個驅動電壓施加到電動機驅動集成電路，而僅施加最高的驅動電壓的情況 較多。并且，對于不需要從外部施加的較高驅動電壓的電動機，通常采取在電動機驅動集成電路內，通過恒壓控制或PWM (Pulse Width Modulation:脈 沖寬度調制)控制等，使驅動電壓降壓以使用(例如，參照專利文獻2)。圖11是表示利用恒壓控制而使電動機的驅動電壓降壓的電動機驅動集 成電路的一般結構例的圖。電動機驅動集成電路100包括P溝道MOSFETllO、 111、 N溝道MOSFET112、 113、基準電壓電路114、電阻115、 116、比較器 117、開關電路118而構成，控制包含電動機120在內的多個電動機的驅動。 電動機120例如為控制數字照相機的變焦機構的DC電動機，連接在電動機 驅動集成電路100的端子OUTl、 OUT2之間。并且，從電源125輸出的電源 電壓Vjvi經由端子VM施加到電動機驅動集成電路100。該電源電壓Vm例如 假設為電動機驅動集成電路100驅動的多個電動機中最高的驅動電壓，為高 于電動機120的驅動電壓的電壓。P溝道MOSFET110、 111以及N溝道MOSFET112、 113構成H電橋電 路。并且，通過P溝道MOSFET110以及N溝道MOSFET113導通，P溝道 MOSFET111以及N溝道MOSFET112截止，從端子OUT1向端子OUT2的方向進行電動機120的通電。另外，通過P溝道MOSFET111以及N溝道 MOSFET112導通，P溝道MOSFET110以及N溝道MOSFETU3截止，從端 子OUT2向端子OUT1的方向進行電動機120的通電。例如，在^v端子OUT1向端子OUT2的方向4吏電動4幾120通電的情況下， P溝道MOSFET110以及N溝道MOSFET113導通。這里，由于通過P溝道 MOSFET110導通，端子OUT1的電壓V0UT1與施加到端子VM的電壓VM大 致相等，所以V0UT1=VM。另一方面，端子OUT2的電壓VouT2被比較器117 進行控制，使得電動機120的驅動電壓(V0UT1-V0UT2)為低于電壓Vm的規 定的VM，。即，在從端子OUT1向端子OUT2的方向使電動機120通電的情 況下，開關電路118被切換到B側，并且，N溝道MOSFET113的柵極電壓 被控制，以-使電阻115、 116的連接點電壓與從基準電壓電路114輸出的電壓 相等，從而電壓V0UT2=V0UT1-VM，。專利文獻1特開2004-104940號公才艮專利文獻2特開2005-287186號公才艮通過這樣進行恒壓控制，雖然能夠使電動機120的驅動電壓成為低于電圧Vm的Vm，，但是由于電壓V。ut2成為將電壓VM降壓后的電壓，在電動機驅動集成電路內功率會白白消耗。即，假設在恒壓驅動時，流過電動機uo 的電流為I，除了 VM，xI的電動機驅動功率之外，還消耗降壓的電壓 (VM-VM，=V0UT2) xn々功率，導致功率消耗量的增大。另外，通過采用PWM控制而不是采用恒壓控制，也可以抑制電動機驅 動集成電路的消耗功率，但是需要從電動機驅動集成電路的外部輸入調整成 為期望的占空比的用于PWM控制的脈沖。因此，成為電動機驅動集成電路 的端子數增加，成本增大的主要原因。發明內容本發明鑒于上述課題而完成，其目的在于提供一種可抑制功率消耗量的 增大以及端子數的增加的電動機驅動集成電路。為了實現上述目的，本發明的電動機驅動集成電路，控制電動機的驅動， 包括數據輸入端子；數據接收電路，接收從所述數據輸入端子輸入的數據； 控制電路，基于經由所述數據接收電路接收的第1數據，進行所述電動機驅 動集成電路的控制；以及脈沖生成電路，基于經由所述數據接收電路接收的第2數據，生成對電動機線圈進行PWM ( Pulse Width Modulation)控制的脈 沖，所述脈沖生成電路包括矩形信號生成電路，生成脈沖寬度不同的多個 矩形信號；以及合成電路，合成由所述矩形信號生成電路輸出的所述多個矩 形信號，生成與所述第2It據對應的占空比的所述脈沖。另外，所述控制電路可以合成由所述矩形信號生成電路輸出的所述多個 矩形信號，生成用于對其它電動機線圈進行PWM控制的、與所述第l數據 對應的占空比的脈沖。另外，所述矩形信號生成電路為對規定頻率的振蕩信號進行分頻從而生 成所述多個矩形信號的分頻電路，所述合成電路可以是將由所述分頻電路輸 出的所述多個矩形信號、和所述第2數據進行邏輯合成，從而生成所述脈沖 的邏輯電路。進而，所述矩形信號生成電路包括所述分頻電^各；以及調整電路，生 成將作為由所述分頻電路輸出的脈沖寬度最大的所述矩形信號中的一個邏輯 值的時間、延長作為由所述分頻電路輸出的脈沖寬度最小的所述矩形信號中 的一個邏輯值的時間以上的矩形信號，所述邏輯電路將由所述分頻電路輸出 的所述多個矩形信號、由所述調整電路輸出的所述矩形信號、和所述第2數 據進行邏輯合成，從而生成所述脈沖。發明效果可提供一種電動機驅動集成電路，能夠抑制功率消耗量的增大以及端子 數的增加。


圖1是表示本發明一實施方式的電動機驅動集成電路的結構的圖。 圖2是表示從CPU向電動機驅動集成電路的串行數據輸入的定時的圖。 圖3是表示一例用于控制DC電動機而輸入的串行數據的圖。 圖4是表示一例用于控制步進電動機(steping motor)而輸入的串行數據 的圖。圖5是表示一例用于控制音圈(voice coil)電動機而輸入的串行數據的圖。圖6是表示脈沖生成電路的結構例的圖。圖7是表示由圖6例示的脈沖生成電路生成的脈沖的例子的圖。圖8是表示一例在可將占空比設定到100%的情況下、用于控制占空比所輸入的串行數據的圖。圖9是表示可將占空比設定到100%的脈沖生成電路的結構例的圖。圖IO是表示由圖9例示的脈沖生成電路生成的脈沖的例子的圖。圖11是表示通過恒壓控制使電動機的驅動電壓降壓的電動機驅動集成電路的一般結構例的圖。
具體實施方式
圖1是表示作為本發明的一實施方式的電動機驅動集成電路的結構的 圖。電動才幾驅動集成電^各10其構成為包括P溝道MOSFET ( P1 P9 )、 N溝 道MOSFET (N1 N9 )、串-并行變換電路20、振蕩電路21、脈沖生成電路 22、 23、正反控制電路24、勵磁控制電路25、通電控制電路26、基準電壓 電路27、基準電壓選擇電路28、比較器29、以及邏輯電路30 32。再有，電 動機驅動集成電路IO作為與外部的連接端子，具有端子VM、 OUTl OUT9、 GND、 SCLK、 DATA、 STB、 RF。P溝道MOSFET (P1 P9 )以及N溝道MOSFET (N1 N9 )是用于控制 多個電動機線圈41~45的通電的晶體管。P溝道MOSFET ( Pl ， P2 )以及N溝道MOSFET ( Nl 、 N2 )構成H電 橋電路，P溝道MOSFET (Pl)以及N溝道MOSFET (Nl )的連接點與端子 OUT1相連接，P溝道MOSFET ( P2 )以及N溝道MOSFET (N2 )的連接點 與端子OUT2連接。并且，在端子OUTl、 OUT2之間(1通道(channel): lch)，連接著電動機線圈41。電動機線圈41例如是控制數字照相機的變焦機 構(ZM)的DC電動機的線圈。P溝道MOSFET (P3， P4 )以及N溝道MOSFET ( N3， N4 )構成H電 橋電路，P溝道MOSFET ( P3 )以及N溝道MOSFET (N3 )的連接點與端子 OUT3相連接，P溝道MOSFET ( P4 )以及N溝道MOSFET (N4 )的連接點 與端子OUT4連接。并且，在端子OUT3、 OUT4之間(2通道2ch),連接 著電動機線圈42。再有，P溝道MOSFET (P5， P6 )以及N溝道MOSFET (N5, N6)構成H電橋，P溝道MOSFET(P5)以及N溝道MOSFET(N5) 的連接點與端子OUT5相連接，P溝道MOSFET ( P6 )以及N溝道MOSFET (N6)的連接點與端子OUT6連接。并且，在端子OUT5、 OUT6之間(3通道3ch)，連接著電動才幾線圏43。電動沖幾線圈42、 43例如是控制數字照相 機的自動聚焦機構(AF)的步進電動機的線圈。P溝道MOSFET (P7， P8 )以及N溝道MOSFET (N7， N8 )構成H電 橋電路，P溝道MOSFET ( P7 )以及N溝道MOSFET (N7 )的連接點與端子 OUT7相連接，P溝道MOSFET ( P8 )以及N溝道MOSFET ( N8 )的連接點 與端子OUT8連接。并且，在端子OUT7、 OUT8之間(4通道4ch),連接 著電動才幾線圈44。電動沖幾線圈44例如是控制^:字照相沖幾的光圈^L構的音圍 電動;^幾的線圈。P溝道MOSFET ( P8, P9 )以及N溝道MOSFET (N8, N9 )構成H電 橋電路，P溝道MOSFET ( P8 )以及N溝道MOSFET (N8 )的連接點與端子 OUT8相連接，P溝道MOSFET ( P9 )以及N溝道MOSFET (N9 )的連接點 與端子OUT9連接。并且，在端子OUT8、 OUT9之間(5通道5ch)，連接 著電動機線圈45。電動機線圈45例如是控制數字照相機的快門機構的音圈 電動機的線圈。另夕卜，P溝道MOSFET ( P8 )以及N溝道MOSFET ( N8 )為 與控制電動機線圈44的通電的H電橋電路的共用。P溝道MOSFET (P1 P9 )的源極被經由端子VM施加從電源46輸出的 電源電壓VM。電源電壓Vw例如是將電池電壓由DC/DC變換器進行升壓所 生成的電壓。N溝道MOSFET (N1 N6)的源極經由端子GND接地。另夕卜， N溝道MOSFET (N7 N9 )的源極經由端子RF與電阻47相連接。串-并行變換電路20 (數據接收電路)經由用于串行通信的端子SCLK、 DATA、 STB(數據輸入端子)，與CPU48相連接，接收從CPU48發送來的 各種串行數據，并將接收到的串行數據變換成并行數據，傳送給電動機驅動 集成電路10內的各個電路。振蕩電路21輸出以規定頻率進行振蕩的振蕩信號。從振蕩電路21輸出 的振蕩信號被使用于生成對電動機線圈進行PWM ( Pulse Width Modulation) 控制的脈沖。脈沖生成電路22基于從振蕩電路21輸出的振蕩信號，生成用于對電動 機線圏41進行PWM控制的脈沖。另外，脈沖生成電路22生成的脈沖的占 空比(例如為H (高)電平的比例)基于從串-并行變換電路20輸出給脈沖 生成電路22的數據來設定。正反控制電路24基于從串-并行變換電路20輸出給正反控制電路24的數據，輸出用于控制由電動機線圏41構成的DC電動機的旋轉方向的控制信 號。在本實施方式中，假設在從端子OUT1向端子OUT2對電動機線圈41 通電時，DC電動機正轉，在從端子OUT2向端子OUT1對電動機線圏41通 電時，DC電動機反轉。邏輯電路30基于從脈沖生成電路22輸出的脈沖、和從正反控制電路24 輸出的控制信號，將用于對電動機線圈41進行PWM控制的信號輸出給P溝 道MOSFET (PI, P2)以及N溝道MOSFET (Nl， N2)的柵極。例如，在從正反控制電路24輸出的控制信號為指示正轉的信號的情況 下，通過邏輯電路30輸出使P溝道MOSFET( Pl )以及N溝道MOSFET( N2 ) 導通、使P溝道MOSFET (P2)以及N溝道MOSFET (Nl)截止的信號， 從端子OUT1向端子OUT2使電動機線圈41通電。進而，邏輯電路30基于 從脈沖生成電路22輸出的脈沖，如果為正轉的情況，則例如對P溝道MOSFET(Pl )進行間歇驅動(PWM控制)。并且，僅在P溝道MOSFET (Pl )為導 通的期間，電動機線圈41的兩端間的電壓成為VM。即，通過基于從脈沖生 成電路22輸出的脈沖，控制P溝道MOSFET (Pl )成為導通的比例，從而 電動機線圈41的驅動電壓進行變化。另外，進行PWM控制的晶體管不限于 源側的P溝道MOSFET(Pl， P2)，也可以是漏(sink)側的N溝道MOSFET(Nl， N2)。在對P溝道MOSFET( Pl )進行間歇驅動的情況下，即使P溝道MOSFET (Pl)變為截止，電動機線圈41也會繼續流過電流。因此，從電動機線圈 41輸出的電流通過N溝道MOSFET (N2)和N溝道MOSFET (Nl )的寄生 二極管流過。但是，在電流流過N溝道MOSFET(Nl)的寄生二極管時，能 量損失較大，所以邏輯電路30可以在使P溝道MOSFET (Pl)截止時，使N 溝道MOSFET (Nl )變為導通。此時，從電動機線圈41輸出的電流通過N 溝道MOSFET (N2 )、和N溝道MOSFET (Nl )流過，可以抑制能量的損失。脈沖生成電路23基于從振蕩電路21輸出的振蕩信號，生成用于對電動 機線圈42、 43進行PWM控制的脈沖。另外，脈沖生成電路23生成的脈沖 的占空比基于從串-并行變換電路20輸出給脈沖生成電路23的數據來設定。勵磁控制電路25基于從串-并行變換電路20輸出給勵磁控制電路25的 數據，輸出用于控制由電動機線圈42、 43構成的步進電動機的旋轉方向以及 勵磁模式的控制信號。另外，在本實施方式中，假設通過2相勵磁或者1-2相勵磁能夠對電動機線圈42、 43勵磁。邏輯電路31基于從脈沖生成電路23輸出的脈沖、和從勵磁控制電路25 輸出的控制信號，將以對電動機線圈42、 43已設定的勵磁模式進行PWM控 制的信號輸出給P溝道MOSFET ( P3 P6 )以及N溝道MOSFET (N3 N6 ) 的才冊極。另夕卜，電動機線圏42、 43的PWM控制可以與電動才幾線圏41的PWM 控制同樣地進行。通電控制電路26基于從串-并行變換電路20輸出給通電控制電路26的 數據，輸出用于控制電動機線圈44、 45的通電方向的控制信號。基準電壓電路27為輸出規定的基準電壓的電路。基準電壓選擇電路28 可基于從基準電壓電路27輸出的基準電壓，生成多級的多個基準電壓。并且， 基準電壓選擇電路28基于從串-并行變換電路20輸出給基準電壓選擇電路28 的數據，選擇多個基準電壓中的任意一個，輸出到比較器29的+輸入端子。比較器29是用于控制的電路，該控制使得流入到電動機線圈44、 45的 電流量為與從基準電壓選擇電路28輸出的基準電壓對應的恒定電流。N溝道 MOSFET (N7 N9)的源極經由端子RF與電阻47相連接，同時與比較器29 的-輸入端子相連接。所以，與流過電動機線圈44、 45的電流對應的電壓被 施加給比較器29的-輸入端子。即，在流過電動機線圈44、 45的電流少于與 從基準電壓選擇電路28輸出的基準電壓對應的恒定電流的情況下，從比較器 29輸出H (高)電平的信號，在多于與從基準電壓選擇電路28輸出的基準 電壓對應的恒定電流的情況下，從比較器29輸出L(低)電平的信號。邏輯電路32基于從通電控制電路26輸出的控制信號，將用于控制電動 機線圏44、 45的任意一方的通電的信號輸出給P溝道MOSFET ( P7 P9 )以 及N溝道MOSFET (N7 N9 )的柵極。另夕卜，邏輯電路32通過基于從比較 器29輸出的信號，控制輸出給P溝道MOSFET( P7 P9 )以及N溝道MOSFET (N7 N9)的柵極的信號，從而使流過電動機線圈44、 45的電流量成為與從 基準電壓選擇電路28輸出的基準電壓對應的值。圖2是表示從CPU48向電動機驅動集成電路10的串行數據輸入的定時 的圖。CPU48在從端子SCLK輸入的邏輯信號的上升的定時，從端子DATA 依次輸入例如6比特的數據(D0 D5)，此后，從端子STB輸入脈沖信號。 串-并行變換電路20將從端子DATA輸入的例如6比特的數據(D0 D5 )在 從端子STB輸入的信號的上升的定時進行鎖存。另外，在本實施方式中，假設輸入的串行數據為6比特(D0 D5 )，高位3比特(D0 D2 )表示地址，低 位3比特(D3 D5 )表示各種控制內容。圖3是表示一例為控制由電動機線圈41構成的DC電動機而輸入的串行 數據的圖。在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"000"的情況下，低位3 比特(D3 D5)的數據輸出到脈沖生成電路22。脈沖生成電路22基于從串-并行變換電路20輸出的3比特的數據(D3 D5 )，控制生成的脈沖的占空比。 例如，在數據(D3 D5 )為"000"的情況下，占空比為50%,隨著數據(D3 D5 )按"001"、 "010"、 "011".......上升，占空比按56.25%、 62.5%、 68.75%……這樣以6.25%的刻度上升。并且，在數據(D3 D5)為"111"的情況下，占 空比為93.75%。另外，在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"001"的情況下，數據 D3被輸出到正反控制電路24。正反控制電路24基于從串-并行變換電路20 輸出的數據D3，控制由電動機線圈41構成的DC電動機的旋轉方向。例如， 正反控制電路24在數據D3為"0"的情況下，將使DC電動機的旋轉方向為 正轉的控制信號輸出到邏輯電路30，在數據D3為"1"的情況下，將使DC 電動機的旋轉方向為反轉的控制信號輸出到邏輯電路30。另夕卜，圖3中的"*" 表示自由(don't care )，在以后的圖中也同樣。圖4是表示一例用于控制由電動才幾線圈42、 43構成的步進電動沖幾而輸入 的串行數據的圖。在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"010"的情況下， 低位3比特(D3 D5)的數據輸出給脈沖生成電路23。脈沖生成電路23基 于從串_并行變換電路20輸出的3比特的數據(D3 D5),與脈沖生成電路22 同樣地，控制生成的脈沖的占空比。另夕卜，在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"011"的情況下，數據(D3， D4)輸出到勵磁控制電路25。勵磁控制電路25基于從串-并行變換電路20 輸出的數據(D3， D4)，控制由電動機線圈42、 43構成的步進電動機的旋轉 方向以及勵磁模式。例如，勵磁控制電路25在數據D3為"0"的情況下， 將使步進電動機的旋轉方向為正轉的控制信號輸出到邏輯電路31，在數據 D3為'T，的情況下，將使步進電動機的旋轉方向為反轉的控制信號輸出到 邏輯電^各31。另外，例如，勵》茲控制電路25在數據D4為"0"的情況下， 將使步進電動機的勵石茲模式為2相勵^磁的控制信號輸出給邏輯電路31,在數 據D4為"1"的情況下，將步進電動機的勵磁模式為l-2相勵磁的控制信號輸出給邏輯電路31。圖5是表示一例用于控制由電動機線圏44、45構成的音圏電動機而輸入 的串行數據的圖。在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"100"的情況下， 低位3比特(D3 D5)的數據輸出到通電控制電路26。通電控制電路26基 于從串-并行變換電路20輸出的3比特的數據(D3 D5)，控制電動機線圏44、 45的通電方向。例如，通電控制電路26在數據D3為"0"的情況下，輸出 用于控制電動機線圏44 (4ch)的通電的控制信號，并且，在數據D3為"1" 的情況下，輸出用于控制電動機線圈45 (5ch)的通電的控制信號。并且，通 電控制電路26在數據(D4, D5)為"00"的情況下，將使音圈電動機截止 的控制信號輸出給邏輯電路32。并且，通電控制電路26在數據(D4， D5) 為"01"的情況下，將使通電方向從端子OUT7向端子OUT8或者從端子OUT8 向端子OUT9的控制信號輸出給邏輯電路32。另外，通電控制電路26在數 據(D4， D5)為"10"的情況下，將使通電方向從端子OUT8向端子OUT7 或者從端子OUT9向端子OUT8的控制信號輸出給邏輯電路32。另外，通電 控制電路26在數據(D4， D5)為"11"的情況下，將對音圈電動機實施制 動的控制信號輸出給邏輯電路32。例如，如果為控制電動^/L線圈44的通電的情況，則通過P溝道MOSFET (P7, P8)以及N溝道MOSFET (N7, N8 )都^皮截止，從而由電動機線圈 44構成的音圈電動機截止。另外，通過P溝道MOSFET (P7)以及N溝道 MOSFET (N8)導通、P溝道MOSFET ( P8 )以及N溝道MOSFET (N7) 截止，從而，通電方向成為從端子OUT7向端子OUT8。另外，通過P溝道 MOSFET (P8)以及N溝道MOSFET (N7)導通、P溝道MOSFET ( P7 ) 以及N溝道MOSFET (N8)截止，從而通電方向成為從端子OUT8向端子 OUT7。另外，通過P溝道MOSFET (P7， P8 )導通、N溝道MOSFET (N7, N8)截止，從而對由電動機線圈44構成的音圏電動機實施制動。另外，在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"101"的情況下，低位3 比特(D3 D5)的數據輸出給基準電壓選擇電路28。基準電壓選擇電路28 選擇與從串-并行變換電路20輸出的3比特的數據(D3 D5)對應的基準電 壓，施加到比較器29的+輸入端子。例如，在數據(D3 D5)為"000"的情 況下，基準電壓為0.15V,隨著數據(D3 D5)按"001"、 "010"、 "011"……上升，基準電壓按0.145V、 0.14V、 0.135V.......這樣每0.005V地下降下去。并且，在數據(D3 D5)為"111"的情況下，基準電壓為0.115V。這樣，對 應于數據(D3 D5)來選擇多個基準電壓并輸出的基準電壓選擇電路28例如 可以使用多個分壓電阻和開關電路構成。圖6是表示脈沖生成電路22的結構例的圖。脈沖生成電路22具有鎖 存電路60、 D型觸發器(D-FF) 61~64、異或(EXOR)電路65、 66、以及 與非(NAND)電路67~70。鎖存電路60是保持從串-并行變換電路20輸出的數據(D3 D5 )并輸出 的電路。另夕卜，鎖存電路60可以使用例如三個D-FF構成。D-FF61-64是將從振蕩電路21輸出的規定頻率的振蕩信號CLK分頻從 而生成脈沖寬度不同的多個矩形信號的電路(矩形信號生成電路)。另外，假 設振蕩信號CLK其H (高)電平的期間和L (低)電平的期間為相同的長度。 D-FF61其時鐘端子C被輸入從振蕩電路21輸出的振蕩信號CLK，從反相輸 出端子/Q輸出的信號被輸入到數據輸入端子D,從輸出端子Q輸出的信號為 將振蕩信號CLK進行1/2分頻后的矩形信號。D-FF62其時鐘端子C被輸入 從D-FF61的反相輸出端子/Q輸出的信號，從反相輸出端子/Q輸出的信號被 輸入到數據輸入端子D,從輸出端子Q輸出的信號為對振蕩信號CLK進行 1/4分頻后的矩形信號。D-FF63其時鐘端子C被輸入從D-FF62的反相輸出 端子/Q輸出的信號，從反相輸出端子/Q輸出的信號被輸入到數據輸入端子D ， 從輸出端子Q輸出的信號為對振蕩信號CLK進行1/8分頻后的矩形信號。 D-FF64其時鐘端子C被輸入從D-FF63的反相輸出端子/Q輸出的信號，從反 相輸出端子/Q輸出的信號被輸入到數據輸入端子D，從輸出端子Q輸出的信 號為對振蕩信號CLK進行1/16分頻后的矩形信號。異或電路65、 66以及與非電路67~70是將從D-FF61~64輸出的頻率不 同的矩形信號基于從鎖存電路60輸出的數據(D3 D5)合成、并作為脈沖 PWM輸出的邏輯電路(合成電路)。對異或電路65輸入從D-FF62的輸出端 子Q輸出的信號、和從鎖存電路60輸出的數據D4。對異或電路66輸入從 D-FF63的輸出端子Q輸出的信號、和從鎖存電路60輸出的數據D3。對與非 電路67輸入從D-FF61的輸出端子Q輸出的信號、從鎖存電路60輸出的數 據D5、和從異或電路65、 66輸出的信號。對與非電路68輸入從D-FF62的 輸出端子Q輸出的信號、從鎖存電路60輸出的數據D4、和從異或電路66存電路60輸出的數據D3。對與非電路70輸入從與非電路67~69輸出的信號、 從D-FF64的輸出端子Q輸出的信號，與非電路70輸出的信號為脈沖PWM。圖7是表示由圖6例示的脈沖生成電路22生成的脈沖的例子的圖。在圖 7中，表示為PWM的信號為從與非電路70輸出的脈沖PWM。另外，表示 為50%Duty的信號為從D-FF64的輸出端子Q輸出的信號，表示為25%Duty 的信號為從D-FF63的輸出端子Q輸出的信號，表示為12.5%Duty的信號為 從D-FF62的輸出端子Q輸出的信號，表示為6.25°/oDuty的信號為從D-FF61 的輸出端子Q輸出的信號。這里，若假設(D3， D4， D5) = (0， 0, 0),則與非電路67~69的輸出 都為H (高)電平，則脈沖PWM為將從D-FF64輸出的信號(50%Duty )反 轉后的信號，脈沖PWM的占空比為50%。即，脈沖PWM在從D-FF64輸出 的信號(50%Duty)為L (低)電平的期間為H (高)電平。另外，例如若假 設(D3, D4, D5) = (0， 0， 1)，則在從D-FF64輸出的信號(50%Duty) 為L (低)電平的期間，加上在從D-FF61輸出的信號(6.25%Duty)的l周 期為H (高)電平的期間的期間，脈沖PWM為H (高)電平，脈沖PWM的 占空比為50%+6.25%=56.25%。同樣地，在數據D4為"1"的情況下，在從 D-FF62輸出的信號(12.5%Duty)的一周期內為H (高)電平的期間，與脈 沖PWM為H(高)電平的期間相力口，脈沖PWM的占空比增加12.5%。另夕卜， 在數據D3為'T，的情況下，在從D-FF63輸出的信號(25%Duty )的一周 期內為H (高)電平的期間，與脈沖PWM為H (高)電平的期間相加，脈 沖PWM的占空比增加250/。。并且，在(D3， D4, D5) = (l， 1, 1 )的情況 下，如圖7所示，在從D-FF64輸出的信號(50%Duty)為L (低)電平的期 間，加上在從D-FF61 63輸出的各個信號的一周期內為H (高)電平的期間 的期間，脈沖 PWM 為H(高)電平，占空比為 50%+25%+12.5%+6.25%=93.75%。這樣，通過脈沖生成電路22合成從D-FF61 ~64輸出的脈沖寬度不同的 矩形信號，可以將脈沖PWM的占空比在50%~93.75%的范圍內以6.25%的刻 度進行調整。另外，在本實施方式中，使占空比的刻度寬度為6.25%，但是 通過變更對振蕩信號CLK進行分頻的D-FF的級數，也能夠變更脈沖PWM 的占空比的刻度寬度。另外，關于脈沖生成電路23也可以為與脈沖生成電路22同樣的構成。另外，作為生成脈沖寬度不相同的多個矩形信號的分頻電路，可以在脈沖生成電路22、 23共用D-FF61~64。這樣，通過在脈沖生成電路22、 23共用 D-FF61 64，可以抑制電動機驅動集成電路10的電路規模的增大。另外，在圖6例示的脈沖生成電路22,脈沖PWM的占空比的范圍為 50% 93.75°/。，但是可以為能夠將脈沖PWM的占空比設定到100°/。的結構。圖8是表示一例在可將占空比設定到100%的情況下、用于控制占空比 而輸入的串行數據的圖。在串行數據的高位3比特(D0 D2)為"001"的情 況下，低位3比特(D3 D5)的數據輸出到脈沖生成電路22。并且，控制電 動機線圈41的脈沖的占空比與低位3比特的數據(D3 D5)對應，在 56.25%~100%的范圍內以6.25%的刻度來設定。另外，在串行數據的高位3 比特(D0 D2)為"011"的情況下，低位3比特(D3 D5)的數據被輸出到 脈沖生成電路23。并且，控制電動機線圈42、 43的脈沖的占空比與低位3 比特的數據(D3 D5)對應，在56.25% 100%的范圍內以6.25°/。的刻度來設 定。圖9是表示可將占空比設定到100。/。的脈沖生成電路22的結構例的圖。 脈沖生成電路22除了圖6所示的結構之外，還具有D-FF75以及與(AND) 電路76 (調整電路)。D-FF75其時鐘端子C被輸入從D-FF61的輸出端子Q 輸出的信號，對數據輸入端子D輸入從D-FF64的輸出端子Q輸出的信號。 對與電路76輸入從D-FF64的輸出端子Q輸出的信號、和從D-FF75的輸出 端子Q輸出的信號SIG1。并且，對與非電路70輸入從與電路76輸出的信號 SIG2,取代圖6所示的結構中從D-FF64的輸出端子Q輸出的信號。除此之 外，與圖6所示的結構相同。圖IO是表示由圖9例示的脈沖生成電路22生成的脈沖的例子的圖。從 D-FF75的輸出端子Q輸出的信號SIG1是將從D-FF64的輸出端子Q輸出的 信號(50%Duty)的相位相應延遲從D-FF61的輸出端子Q輸出的信號 (6.25%Duty )半周期的信號。并且，從與電路76輸出的信號SIG2為從D-FF64 輸出的信號(50%Duty)、和從D-FF75輸出的信號SIG1的邏輯與。即，從與 電路76輸出的信號SIG2為將作為從D-FF61~64輸出的信號當中、脈沖寬度 最大的信號(50%Duty)中的L (低)電平的時間相應延長作為脈沖寬度最小 的信號(6.25°/。Duty )中的L (低)電平的時間的矩形信號。這里，例如假設(D3， D4, D5) = (0， 0, 0),則脈沖PWM為將從與電路76輸出的信號SIG2反轉后的信號，脈沖PWM的占空比為56.25%。并 且，與圖6所示的結構的情況同樣，對信號SIG2合成從D-FF61 63輸出的 信號，從而，脈沖PWM的占空比以6.25%的刻度來設定。例如，假設(D3， D4， D5) = (l, 1， 1),如圖10所示，在信號SIG2為L (低)電平的期間， 加上從D-FF61 63輸出的信號(6.25%Duty， 12.5%Duty， 25%Duty)的一周 期內為H電平的期間的信號為脈沖PWM,脈沖PWM的占空比為100%。另 外，關于脈沖生成電路23也同樣地構成，從而可以實現可將占空比設定到 100%。以上，關于本實施方式進行了說明。如上述那樣，在電動機驅動集成電 路10中，用于控制勵磁控制電路25和通電控制電路26、基準電壓選擇電路 28等的控制電路的串行數據從一個數據輸入端子DATA輸入。并且，這些控 制電路基于串-并行變換電路20經由數據輸入端子DATA接收的數據(第1 數據)，進行各種控制。另外，在生成用于PWM控制的脈沖的脈沖生成電路 22中，也與其它控制電路一樣，基于串-并行變換電路20經由數據輸入端子 DATA接收的數據(第2數據)，調整生成的脈沖的占空比。即，例如不需要 在CPU48等生成所需要的占空比的脈沖以輸入到電動機驅動集成電路10。所 以，不需要單獨地設置用于輸入用于PWM控制的脈沖的端子，能抑制電動 機驅動集成電路10中的端子數的增加。并且，在電動機驅動集成電路10中， 作為控制電動機線圈41的驅動電壓的方法，采用PWM控制而不是恒壓控制，因此能抑制功率消耗量的增大。另外，電動機驅動集成電路10除了脈沖生成電路22之外，還具有生成 對電動機線圈42、 43進行PWM控制的脈沖的脈沖生成電路23。并且，在脈 沖生成電路23中，也與脈沖生成電路22同樣地，基于串-并行變換電路20 經由數據輸入端子DATA接收的數據(第1數據)，調整生成的脈沖的占空比。 由此，在電動機驅動集成電路10內，可生成占空比不同的多個脈沖。即，即 使作為PWM控制的對象的電動機數增力。，也不需要設置用于輸入用于PWM 控制的脈沖的端子，所以可抑制端子數的增加。另外，在本實施方式中，使 生成用于PWM控制的脈沖的電路為兩個，但是即使在為三個以上的情況下， 也能夠同樣地進行控制而不會使端子增加。另外，在脈沖生成電路22中，脈沖寬度不同的多個矩形信號使用由 D-FF61-64構成的分頻電路生成，這些多個矩形信號基于從CPU48輸入的數據在邏輯電路進行合成，從而生成期望的占空比的脈沖。通過這樣將由分頻 電路分頻后的矩形信號在邏輯電路進行合成，例如與在比較器比較三角波電 壓和規定電壓而生成脈沖的情況相比，能夠高精度地生成脈沖寬度小的矩形 信號等。進而，在圖9例示的脈沖生成電路22中，作為生成矩形信號SIG2的調 整電路，追加D-FF75以及與電路76，其中矩形信號SIG2為，將作為從 D-FF61-64輸出的脈沖寬度最大的矩形信號(50%Duty )中的L (低)電平的 時間相應延長作為脈沖寬度最小的矩形信號(6.25%Duty)中的L U氐)電平 的時間。并且，如圖IO所例示，通過使用這樣的矩形信號SIG2,即使在脈 沖寬度最小的矩形信號(6.25%Duty)為L (低)電平的期間，也能夠使脈沖 PWM為H(高)電平，并且，能夠生成占空比為100%的脈沖。另外，即便 是進一步延長矩形信號SIG2為L(低)電平的時間，也能夠同樣地生成100% 的占空比。另外，上述實施例是用于使本發明的理解變得容易的例子，并不是用于 限定、解釋本發明的例子。本發明在不脫離其精神下能夠變更、改進的同時， 本發明中還包含其等效物。
權利要求
1、一種電動機驅動集成電路，控制電動機的驅動，其特征在于，包括數據輸入端子；數據接收電路，接收從所述數據輸入端子輸入的數據；控制電路，基于經由所述數據接收電路接收的第1數據，進行所述電動機驅動集成電路的控制；以及脈沖生成電路，基于經由所述數據接收電路接收的第2數據，生成對電動機線圈進行PWM(Pulse Width Modulation)控制的脈沖，所述脈沖生成電路包括矩形信號生成電路，生成脈沖寬度不同的多個矩形信號；以及合成電路，合成由所述矩形信號生成電路輸出的所述多個矩形信號，生成與所述第2數據對應的占空比的所述脈沖。
2、 如權利要求1所述的電動機驅動集成電路，其特征在于， 所述控制電路合成由所述矩形信號生成電路輸出的所述多個矩形信號，從而生成用于對其它電動機線圈進行PWM控制的、與所述第l數據對應的 占空比的脈沖。
3、 如權利要求1或2所述的電動機驅動集成電路，其特征在于， 所述矩形信號生成電路為對規定頻率的振蕩信號進行分頻從而生成所述多個矩形信號的分頻電路，所述合成電路為將由所述分頻電路輸出的所述多個矩形信號、和所述第 2數據進行邏輯合成，從而生成所述脈沖的邏輯電路。
4、 如權利要求3所述的電動機驅動集成電路，其特征在于， 所述矩形信號生成電路包括所述分頻電路；以及調整電路，生成將作為由所述分頻電路輸出的脈沖寬度最大的所述矩形 信號中的一個邏輯值的時間、延長作為由所述分頻電路輸出的脈沖寬度最小 的所述矩形信號中的一個邏輯值的時間以上的矩形信號，所述邏輯電路將由所述分頻電路輸出的所述多個矩形信號、由所述調整電路輸出的所 述矩形信號、和所述第2數據進行邏輯合成，從而生成所述脈沖。
全文摘要
本發明提供一種電動機驅動集成電路，能夠抑制功率消耗量的增大以及端子數的增加。該電動機驅動集成電路包括數據輸入端子；數據接收電路，接收從數據輸入端子輸入的數據；控制電路，基于經由數據接收電路接收的第1數據，進行電動機驅動集成電路的控制；以及脈沖生成電路，基于經由數據接收電路接收的第2數據，生成對電動機線圈進行PWM控制的脈沖，脈沖生成電路包括矩形信號生成電路，生成脈沖寬度不同的多個矩形信號；以及合成電路，合成由矩形信號生成電路輸出的多個矩形信號，生成與第2數據對應的占空比的脈沖。
文檔編號H02P8/00GK101237207SQ200810008559
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月23日 優先權日2007年2月1日
發明者吉冨哲也, 川上洋昭, 染谷孝 申請人:三洋電機株式會社;三洋半導體株式會社