專利名稱：單相無刷電動機的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種單相無刷電動機的驅動電路。
背景技術：
直流電動機中的無刷電動機由于不使用電刷、換向器，所以具有壽命長等優(yōu)點。另夕卜，例如通過設為專利文獻I所公開的單相無刷電動機，只要一個霍爾元件等位置檢測元件即可，驅動電路也只要I相的電路就足夠，所以能夠實現(xiàn)低成本、小型化等。另一方面，在普通的單相無刷電動機中，存在即使開始向驅動線圈供給驅動電流、轉子(rotor)也不旋轉的被稱為死(鎖)點的停止位置。因此，在專利文獻I的單相無刷電動機中，采取措施使得在永磁鐵的中心與驅動線圈的中心錯開的位置處停止以避免死點。并且，還公開了一種驅動控制電路，其施加用于產生與在驅動線圈中產生的感應電壓(反 電動勢)相反方向的電流的電壓，來實現(xiàn)效率的提高、振動和噪音的降低等。由此，通過采取死點措施，或者使用降低振動和噪音的技術，能夠將單相無刷電動機用于風扇電動機等各種用途。專利文獻I :日本特開2008-312440號公報

發(fā)明內容
_6] 發(fā)明要解決的問題單相無刷電動機由于能夠成為低成本且小型的結構，所以作為適合的用途，例如可以列舉出在用于通知便攜電話的來電的震動功能中使用的振動電動機。特別是在用作振動電動機的情況下，還能夠使用容易產生振動的矩形波來作為驅動信號，因此能夠抑制電動機驅動電路的電路規(guī)模，能夠實現(xiàn)電動機驅動用IC的低成本化、小型化。另外，在電動機驅動用IC中，還已知一種內置了用于檢測轉子的旋轉位置的霍爾元件的電動機驅動用1C。但是，這樣的內置有霍爾元件的IC必須安裝在電動機的內部，因此導致抑制了對于單相無刷電動機的小型化的效果。并且，由于制造IC時的霍爾元件自身的特性等，轉子的旋轉位置的檢測精度上會產生誤差，因此必須在出廠時施加磁場來進行試驗。因此，還導致抑制了低成本化的效果。用于解決問題的方案解決上述問題的主要的本發(fā)明是一種單相無刷電動機的驅動電路，其特征在于，具有驅動信號生成電路，其生成驅動信號，該驅動信號用于隔著非通電期間交替地向單相無刷電動機的驅動線圈供給第一驅動電流和與上述第一驅動電流相反的方向的第二驅動電流，在該非通電期間內不向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流和上述第二驅動電流中的任一個；輸出電路，其根據(jù)上述驅動信號向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第二驅動電流；過零檢測電路，其在上述非通電期間內檢測在上述驅動線圈中產生的感應電壓的過零點，其中，上述驅動信號生成電路根據(jù)驅動周期決定下一個通電期間的長度，該驅動周期是從上述輸出電路向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第二驅動電流的通電期間的開始起至上述過零檢測電路檢測出上述過零點為止的時間，上述過零檢測電路在從上述非通電期間的開始起經過了規(guī)定時間后，開始進行上述過零點的檢測。通過附圖和本說明書的記載，能夠清楚本發(fā)明的其它特征。根據(jù)本發(fā)明，不使用霍爾元件等位置檢測元件就能夠驅動單相無刷電動機，能夠實現(xiàn)電動機的小型化、低成本化。


圖I是表示本發(fā)明的第一實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路整體的結構的電路框圖。圖2是表示輸出電路20和感應電壓檢測電路30的具體結構的一個例子的電路框圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式中的邊沿檢測電路的結構的電路框圖。圖4是說明在本發(fā)明的第一實施方式中在啟動模式下的電動機驅動電路Ia的動作的圖。圖5是表示在啟動模式下對每個循環(huán)計數(shù)值(通電次數(shù))預先設定的啟動時計數(shù)(通電時間)的一個例子的圖。圖6是說明在本發(fā)明的第一實施方式中在通常模式下的電動機驅動電路Ia的動作的圖。圖7是說明在本發(fā)明的第一實施方式中在剛檢測出感應電壓的過零點之后由于驅動電流而產生了過零點時的電動機驅動電路Ia的動作的圖。圖8是說明在本發(fā)明的第一實施方式中在非檢測期間內感應電壓產生了過零點時的電動機驅動電路Ia的動作的圖。圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路整體的結構的電路框圖。圖10是表示本發(fā)明的第二實施方式中的邊沿檢測電路的結構的電路框圖。圖11是說明在本發(fā)明的第二實施方式中在剛檢測出感應電壓的過零點之后由于驅動電流而產生了過零點時的電動機驅動電路Ib的動作的圖。圖12是說明在本發(fā)明的第二實施方式中在非檢測期間內感應電壓產生了過零點時的電動機驅動電路Ib的動作的圖。附圖標記說明la、Ib 電動機驅動電路；9 :驅動線圈；11 :主計數(shù)器；12 :驅動周期存儲寄存器；13 :通電時間設定寄存器；14 :循環(huán)計數(shù)器(loop counter) ；15 :選擇電路；16 :定時控制電路；17 =NOR電路(邏輯或非電路)；20 :輸出電路；30 :感應電壓檢測電路；40 :比較器(comparator) ;50、70 :邊沿檢測電路;51、53 :延遲電路；52 X0R電路(邏輯異或電路)；54 :AND電路(邏輯與電路);71、78、79 :延遲電路；72、80 :反相器(反轉電路);73、81、83 :AND電路(邏輯與電路)；74 N0R電路(邏輯或非電路)；75 :選擇電路；76 :判斷電路；77 OR電路(邏輯或電路)；82 :RSFF(RS型觸發(fā)器)；91、92 :輸出端子；M1 M4 :輸出晶體管；Rl R4 :電阻；0P :運算放大器(operational amplifier)。
具體實施例方式通過本說明書和附圖的記載，至少可以明確以下的事項。<第一實施方式>===單相無刷電動機的驅動電路整體的結構===以下，參照圖1，說明本發(fā)明的第一實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路整體的結構。圖I所示的電動機驅動電路Ia是用于對具備驅動線圈9的單相無刷電動機進行驅動的電路，構成為至少具備用于連接驅動線圈9的輸出端子91和92的集成電路。另外，電動機驅動電路Ia構成為包括主計數(shù)器11、驅動周期存儲寄存器12、通電時間設定寄存器13、循環(huán)計數(shù)器14、選擇電路15、定時控制電路16、N0R電路(邏輯或非電路)17、輸出電路 20、感應電壓檢測電路30、比較器(comparator)40以及邊沿檢測電路50。另外，在本實施方式中，主計數(shù)器11、驅動周期存儲寄存器12、通電時間設定寄存器13、循環(huán)計數(shù)器14、選擇電路15以及定時控制電路16相當于驅動信號生成電路。另外，感應電壓檢測電路30、比較器40以及邊沿檢測電路50相當于過零檢測電路。對主計數(shù)器11的CK輸入端(時鐘輸入端)輸入時鐘信號CLK，對CL輸入端(清零輸入端)輸入從邊沿檢測電路50輸出的邊沿檢測信號EG。而且，從主計數(shù)器11輸出主計數(shù)值CNT。向驅動周期存儲寄存器12輸入主計數(shù)值CNT和邊沿檢測信號EG，從驅動周期存儲寄存器12輸出通常時計數(shù)值Ton。另外，從通電時間設定寄存器13輸出對從循環(huán)計數(shù)器14輸出的每個循環(huán)計數(shù)值LP預先設定的啟動時計數(shù)值ΤΓΤ10。對循環(huán)計數(shù)器14的CK輸入端輸入邊沿檢測信號EG，從循環(huán)計數(shù)器14輸出循環(huán)計數(shù)值LP。另外，選擇電路15構成為11輸入、I輸出的多路復用器(multiplexer)，對選擇控制輸入端輸入循環(huán)計數(shù)值LP。并且，對與循環(huán)計數(shù)值LP為f 10的情況對應的數(shù)據(jù)輸入端分別輸入啟動時計數(shù)值Tf T10，對與循環(huán)計數(shù)值LP為11以上的情況對應的數(shù)據(jù)輸入端輸入通常時計數(shù)值Ton。向定時控制電路16輸入主計數(shù)值CNT和選擇電路15的輸出值以及表示循環(huán)計數(shù)值LP是奇數(shù)還是偶數(shù)的最低位(以下稱為奇偶位LP
)。另外，從定時控制電路16輸出驅動信號SI和S2。并且，向NOR電路17輸入驅動信號SI和S2，從NOR電路17輸出高阻抗信號HZ。向輸出電路20輸入驅動信號SI和S2，輸出電路20的輸出節(jié)點分別經由輸出端子91及92與驅動線圈9相連接。另外，向感應電壓檢測電路30輸入輸出端子91和92各自的電壓Vl和V2。并且，向比較器40的非反轉輸入端施加感應電壓檢測電路30的輸出電壓Vout,向反轉輸入端施加基準電壓Vref，從比較器40輸出比較結果信號CP。而且，向邊沿檢測電路50輸入比較結果信號CP和高阻抗信號HZ，從邊沿檢測電路50輸出邊沿檢測信號EG0===輸出電路和感應電壓檢測電路的結構===接著，參照圖2，說明輸出電路20和感應電壓檢測電路30的更具體的結構。圖2所示的輸出電路20構成為包括輸出晶體管Μ1 M4的H橋電路。此外，以下，作為一個例子，說明輸出晶體管Ml 和 M2 是 PMOS (P-channel Metal-Oxide Semiconductor P溝道金屬氧化物半導體)晶體管而輸出晶體管M3和M4是NMOS (N-channel MOS N溝道金屬氧化物半導體)晶體管的情況。輸出晶體管Ml與輸出晶體管M3串聯(lián)連接,輸出晶體管M2與輸出晶體管M4串聯(lián)連接。另外，輸出晶體管Ml和M2的源極都與電源VCC連接，輸出晶體管M3和M4的源極都與地連接。并且，向輸出晶體管Ml和M4的柵極都輸入驅動信號SI，向輸出晶體管M2和M3的柵極都輸入驅動信號S2。而且，輸出晶體管Ml和M3的連接點與輸出端子91相連接，輸出晶體管M2和M4的連接點與輸出端子92相連接。圖2所示的感應電壓檢測電路30構成為包括電阻Rf R4、運算放大器(operational amplifier) OP的差動放大電路。電阻Rl的一端與輸出端子92連接,另一端與運算放大器OP的反轉輸入端連接。另外，電阻R2的一端與輸出端子91連接，另一端與運算放大器OP的非反轉輸入端連接。并且，電阻R3的一端與運算放大器OP的反轉輸入端連接，另一端與運算放大器OP的輸出端連接。另外，電阻R4的一端與運算放大器OP的非反轉輸入端連接，另一端被施加基準電壓Vref。 ===邊沿檢測電路的結構===接著，參照圖3，說明邊沿檢測電路50的更具體的結構。圖3所示的邊沿檢測電路50構成為包括延遲電路51、53、XOR電路(邏輯異或電路)52以及AND電路(邏輯與電路)54。向延遲電路51輸入比較結果信號CP。另外，向XOR電路52輸入比較結果信號CP和延遲電路51的輸出信號，從XOR電路52輸出雙邊沿信號EGrf。并且，向延遲電路53輸入高阻抗信號HZ，從延遲電路53輸出屏蔽信號MS。而且，向AND電路54輸入雙邊沿信號EGrf和屏蔽信號MS，從AND電路54輸出邊沿檢測信號EG。===單相無刷電動機的驅動電路的動作===以下，說明本實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路的動作。主計數(shù)器11根據(jù)時鐘信號CLK進行計數(shù)，輸出逐一增加的主計數(shù)值CNT。另外，主計數(shù)器11在每次被輸入脈沖狀的邊沿檢測信號EG時被復位，主計數(shù)值CNT被清零。此外，實際上，主計數(shù)器11的位數(shù)是有限的，因此主計數(shù)器11例如當計數(shù)到規(guī)定的計數(shù)值(例如滿計數(shù)值)時，直到被復位為止停止進行計數(shù)。驅動周期存儲寄存器12在每次被輸入邊沿檢測信號EG時，將清零之前的主計數(shù)值CNT存儲為驅動周期。此外，如后所述，驅動周期由向驅動線圈9供給驅動電流的通電期間和其后的不向驅動線圈9供給驅動電流的非通電期間構成。而且，驅動周期存儲寄存器12將所存儲的主計數(shù)值CNT(驅動周期)乘以規(guī)定的系數(shù)a(0〈a〈l)所得的值作為通常時計數(shù)值Ton而輸出，該通常時計數(shù)值Ton表示下一個驅動周期中的通電期間的長度。循環(huán)計數(shù)器14在每次被輸入邊沿檢測信號EG時進行計數(shù)，輸出逐一增加的循環(huán)計數(shù)值LP。因此，循環(huán)計數(shù)器14對從電動機驅動電路Ia的啟動時起的驅動周期的次數(shù)即通電期間的次數(shù)進行計數(shù)，循環(huán)計數(shù)值LP表示從電動機驅動電路Ia的啟動時起的向驅動線圈9的通電次數(shù)。另外，在通電時間設定寄存器13中存儲有對f 10的每個循環(huán)計數(shù)值LP預先設定的表示通電時間的啟動時計數(shù)值Tf T10。選擇電路15在循環(huán)計數(shù)值LP為f 10的情況下，分別輸出啟動時計數(shù)值TfTIO，在循環(huán)計數(shù)值LP為11以上的情況下，輸出通常時計數(shù)值Ton。此外，實際上，循環(huán)計數(shù)器14的位數(shù)是有限的，因此循環(huán)計數(shù)器14例如如果計數(shù)到選擇電路15輸出通常時計數(shù)值Ton的值(例如11)，則只改變循環(huán)計數(shù)值LP的最低位(奇偶位LP
)。定時控制電路16根據(jù)主計數(shù)值CNT輸出驅動信號SI和S2，輸出電路20根據(jù)驅動信號SI和S2向驅動線圈9供給驅動電流。此外，以下，將在驅動線圈9中從輸出端子91流向輸出端子92的方向的驅動電流(第一驅動電流)稱為正電流，將沿與正電流相反的方向流動的驅動電流(第二驅動電流)稱為負電流。更具體地說，在主計數(shù)值CNT根據(jù)邊沿檢測信號EG而被清零后起至達到選擇電路15的輸出值為止的期間，定時控制電路16將驅動信號SI和S2中的某一個設為高水平。然后，輸出電路20向驅動線圈9供給正電流(驅動信號SI為高水平時)或負電流(驅動信號S2為高水平時)。另一方面，在主計數(shù)值CNT達到選擇電路15的輸出值后起至根據(jù)邊沿檢測信號EG被清零為止的期間，定時控制電路16將驅動信號SI和S2都設為低水平。然后，輸出電路 20向驅動線圈9既不供給正電流也不供給負電流。另外，定時控制電路16根據(jù)奇偶位LP
切換在通電期間設為高水平的驅動信號。因此，定時控制電路16在每次奇偶位LP
根據(jù)邊沿檢測信號EG變化時，切換輸出電路20向驅動線圈9供給的正電流和負電流。這樣，定時控制電路16對通電期間和非通電期間進行控制，輸出電路20按照定時控制電路16的控制，隔著非通電期間交替地向驅動線圈9供給正電流和負電流。此外，NOR電路17在驅動信號SI和S2都為低水平而輸出電路20的輸出為高阻抗狀態(tài)的非通電期間，輸出高水平的高阻抗信號HZ。感應電壓檢測電路30通過對電壓Vl與V2的差電壓V1-V2進行放大并輸出，由此在非通電期間內檢測在驅動線圈9中產生的感應電壓。在此，通過設為R1=R2、R3=R4，感應電壓檢測電路30的輸出電壓Vout為Vout=Vref+ (R3/R1) X (V1-V2)。而且，比較器40將輸出電壓Vout與基準電壓Vref進行比較，輸出如下比較結果信號CP :在Vout>Vref的情況下，即在差電壓V1-V2為正的情況下成為高水平，在差電壓V1-V2為負的情況下成為低水平。邊沿檢測電路50的XOR電路52通過取得比較結果信號CP與其延遲信號(延遲電路51的輸出信號)的邏輯異或，檢測出比較結果信號CP的上升沿和下降沿，輸出脈沖狀的雙邊沿信號EGrf。因此，雙邊沿信號EGrf表示差電壓V1-V2從正切換為負、或從負切換為正的過零點的定時。另外，延遲電路53為了對在通電期間流過的驅動電流(正電流或負電流)、從通電期間向非通電期間轉移時流過的再生電流所產生的過零點進行屏蔽(mask)，輸出將高阻抗信號HZ延遲所得的屏蔽信號MS。然后，AND電路54用屏蔽信號MS對雙邊沿信號EGrf進行屏蔽，來輸出邊沿檢測信號EG。這樣，過零檢測電路(感應電壓檢測電路30、比較器40以及邊沿檢測電路50)對在非通電期間內在驅動線圈9中產生的感應電壓的過零點進行檢測，輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG。===單相無刷電動機的驅動電路的動作的具體例===在此，適當?shù)貐⒄請DΓ圖6來說明本實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路的動作的具體例。此外，以下，設將循環(huán)計數(shù)值LP為f 10的期間的動作模式稱為啟動模式，將其后的動作模式稱為通常模式。另外，設在循環(huán)計數(shù)值LP為奇數(shù)(LP
=1)時驅動線圈9中流過正電流，在循環(huán)計數(shù)值LP為偶數(shù)(LP
=0)時驅動線圈9中流過負電流。首先，參照圖4，說明啟動模式(LP ( 10)下的電動機驅動電路Ia的動作。此外，啟動模式是從電動機驅動電路Ia的啟動時起第10次驅動周期為止的動作模式，圖4表示從第一次到第四次的驅動周期。當電動機驅動電路Ia啟動時，主計數(shù)器11根據(jù)時鐘信號CLK開始進行計數(shù)，第一次的驅動周期(LP=I)開始。然后，定時控制電路16將驅動信號SI設為高水平，將驅動信號S2設為低水平，開始從輸出電路20向驅動線圈9供給正電流。此外，在該正電流的通電期間，差電壓V1-V2為正，比較結果信號CP為高水平。在正電流的通電期間，當主計數(shù)值CNT達到啟動時計數(shù)值Tl (CNT=Tl)時，定時控制電路16將驅動信號SI和S2都設為低水平，使從輸出電路20向驅動線圈9進行的正電 流和負電流的供給都停止。此外，在從該通電期間向非通電期間轉移時，有可能因再生電流產生過零點，但是該過零點通過屏蔽信號MS被屏蔽，該屏蔽信號MS是將高阻抗信號HZ延遲了延遲電路53的延遲時間Dl所得的信號。在非通電期間，過零檢測電路對在驅動線圈9中產生的感應電壓的過零點進行檢測，當輸出具有延遲電路51的延遲時間D2的脈沖寬度的邊沿檢測信號EG時，主計數(shù)器11被復位，主計數(shù)值CNT被清零(CNT=O)。另外，循環(huán)計數(shù)值LP加一，第二次的驅動周期(LP=2)開始。然后，定時控制電路16將驅動信號SI設為低水平，將驅動信號S2設為高水平，開始從輸出電路20向驅動線圈9供給負電流。此外，在該負電流的通電期間，差電壓V1-V2為負，比較結果信號CP為低水平。在負電流的通電期間，當主計數(shù)值CNT達到啟動時計數(shù)值T2 (CNT=T2)時，定時控制電路16將驅動信號SI和S2都設為低水平，使從輸出電路20向驅動線圈9進行的正電流和負電流的供給都停止。在非通電期間，過零檢測電路檢測感應電壓的過零點，當輸出邊沿檢測信號EG時，主計數(shù)器11被復位，主計數(shù)值CNT被清零(CNT=0)。另外，循環(huán)計數(shù)值LP加一，第三次的驅動周期(LP=3)開始。然后，定時控制電路16將驅動信號SI設為高水平，將驅動信號S2設為低水平，再次開始從輸出電路20向驅動線圈9供給正電流。這樣,在啟動模式下，電動機驅動電路Ia在對每個循環(huán)計數(shù)值LP預先設定的啟動時計數(shù)值TfTlO所表示的通電時間內，從輸出電路20向驅動線圈9供給正電流或負電流，并轉移到非通電期間。另外，當在非通電期間內檢測出在驅動線圈9中產生的感應電壓的過零點時，切換正電流和負電流并轉移到通電期間。然后，直到第10次驅動周期(LP=IO)為止反復進行這些動作。在此，通過將啟動時計數(shù)值TfTlO (所表示的通電時間)設定為隨著循環(huán)計數(shù)值LP(所表示的通電次數(shù))的增加相應地減少，電動機驅動電路Ia能夠使單相無刷電動機平滑地從停止狀態(tài)啟動到高速旋轉狀態(tài)。另外，作為一個例子，如圖5所示，將啟動時計數(shù)值TfTlO預先設定為與循環(huán)計數(shù)值LP大致成反比。通過這樣設定啟動時計數(shù)值Tf T10，電動機驅動電路Ia能夠更快地啟動單相無刷電動機。接著，參照圖6，說明通常模式(LP彡11)下的電動機驅動電路Ia的動作。另外，通常模式是第11次的驅動周期以后的動作模式，圖6表示從第(n-ι)次至第(n+2)次(η是12以上的偶數(shù))的驅動周期。在第(η-I)次的驅動周期(LP=n-l)中的非通電期間內，過零檢測電路檢測感應電壓的過零點，當輸出邊沿檢測信號EG時，主計數(shù)器11被復位，主計數(shù)值CNT被清零(CNT=O)。另外，驅動周期存儲寄存器12存儲被清零前的主計數(shù)值CNT，并且輸出將該存儲的主計數(shù)值CNT乘以系數(shù)a所得的通常時計數(shù)值Ton(Ton=CNTXa)。在此，通常時計數(shù)值Ton表示第η次的驅動周期(LP=n)中的通電期間的長度，優(yōu)選的是設定為第(n_l)次的驅動周期整體的70%左右(a=0. 7)。并且，循環(huán)計數(shù)值LP加一，第η次的驅動周期開始。然后，定時控制電路16將驅動信號SI設為低水平，將驅動信號S2設為高水平，開始從輸出電路20向驅動線圈9供給負電流。在第η次的驅動周期中的通電期間內，當主計數(shù)值CNT達到通常時計數(shù)值Ton (CNT=Ton)時，定時控制電路16將驅動信號SI和S2都設為低水平，使從輸出電路20向 驅動線圈9進行的正電流和負電流的供給都停止。在非通電期間內，過零檢測電路檢測感應電壓的過零點，當輸出邊沿檢測信號EG時，主計數(shù)器11被復位，主計數(shù)值CNT被清零(CNT=O)。另外，驅動周期存儲寄存器12存儲被清零前的主計數(shù)值CNT，并且輸出通常時計數(shù)值Ton(Ton=CNTXa)。并且，循環(huán)計數(shù)值LP加一，第(η+1)次的驅動周期(LP=n+l)開始。然后，定時控制電路16將驅動信號SI設為高水平，將驅動信號S2設為低水平，開始從輸出電路20向驅動線圈9供給正電流。這樣，在通常模式下，電動機驅動電路Ia在將存儲在驅動周期存儲寄存器12中的主計數(shù)值CNT乘以規(guī)定的系數(shù)a (0〈a〈l)所得的通常計數(shù)值Ton所表示的通電時間內，從輸出電路20向驅動線圈9供給正電流或負電流，并轉移到非通電期間。在啟動模式下啟動了單相無刷電動機后的通常模式下，驅動周期的變動變小，因此每次決定下一個通電周期的長度使其相對于前一個驅動周期整體的比例為規(guī)定的比例。另外，與啟動模式時同樣地，當在非通電期間內檢測出在驅動線圈9中產生的感應電壓的過零點時，切換正電流和負電流并轉移到通電期間。然后，按每個驅動周期反復進行這些動作。<第二實施方式>==單相無刷電動機的驅動電路整體和邊沿檢測電路的結構==如上所述，第一實施方式的邊沿檢測電路50用屏蔽信號MS對雙邊沿信號EGrf進行屏蔽來輸出邊沿檢測信號EG，該屏蔽信號MS是將高阻抗信號HZ延遲了延遲電路53的延遲時間Dl所得的信號。因此，過零檢測電路在非通電期間的開始起經過了延遲時間Dl (規(guī)定時間)后開始進行過零點的檢測，由此對因在從通電期間向非通電期間轉移時流過的再生電流產生的過零點進行屏蔽。 然而，在邊沿檢測電路50中，屏蔽信號MS在從通電期間的開始延遲了延遲時間DI后下降。因此，例如如圖7所示，在剛檢測出感應電壓的過零點之后，由于向驅動線圈9開始供給的驅動電流的影響而會檢測出過零點，有時由于該誤檢測而電動機驅動電路Ia進行誤動作。另外，如上所述，定時控制電路16在每次奇偶位LP [O]根據(jù)邊沿檢測信號EG變化時，切換輸出電路20向驅動線圈9供給的正電流和負電流。
然而，在從非通電期間的開始起經過了延遲時間Dl而屏蔽信號MS上升之前感應電壓產生過零點的情況下，該過零點通過屏蔽信號MS被屏蔽。并且，在向驅動線圈9供給驅動電流的通電期間內或從通電期間向非通電期間轉移時流過再生電流的期間，都無法正確地檢測出在驅動線圈9中產生的感應電壓。因此，例如如圖8所示，在通電期間內或非通電期間內屏蔽信號MS上升之前感應電壓產生過零點的情況下，不會從邊沿檢測電路50輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG，無法切換正電流和負電流并轉移到通電期間。以下，參照圖9和圖10，說明即使在這些情況下也能夠防止誤動作的本發(fā)明的第二實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路整體和邊沿檢測電路的結構。圖9所示的電動機驅動電路Ib構成為相對于第一實施方式的電動機驅動電路la，包括邊沿檢測電路70以代替邊沿檢測電路50。另外，從循環(huán)計數(shù)器14輸出的奇偶位LP [O]也被輸入到邊沿檢測電路70。圖10所示的邊沿檢測電路70構成為包括延遲電路71、78、79、反相器(反轉電路)72、80、AND電路73、81、83、N0R電路74、選擇電路75、判斷電路76、OR電路(邏輯或電 路)77以及RSFF (RS型觸發(fā)器)82。向延遲電路71輸入比較結果信號CP,延遲電路71的輸出信號被輸入到反相器72。另外，向AND電路73輸入比較結果信號CP和反相器72的輸出信號，從AND電路73輸出上升沿信號EGr。并且，NOR電路74也被輸入比較結果信號CP和反相器72的輸出信號，從NOR電路74輸出下降沿信號EGf。選擇電路75構成為2輸入、I輸出的多路復用器,對選擇控制輸入端輸入奇偶位LP[O] 0另外，對與奇偶位LP
為O的情況對應的數(shù)據(jù)輸入端輸入上升沿信號EGr，對與奇偶位LP
為I的情況對應的數(shù)據(jù)輸入端輸入下降沿信號EGf。向判斷電路76輸入比較結果信號CP、奇偶位LP
以及從RSFF 82輸出的屏蔽信號MS,從判斷電路76輸出偽邊沿信號EGp。另外，向OR電路77輸入選擇電路75的輸出信號和偽邊沿信號EGp。另外，向AND電路83輸入OR電路77的輸出信號和屏蔽信號MS,從AND電路83輸出邊沿檢測信號EG。向延遲電路78輸入高阻抗信號HZ。另外，向延遲電路79輸入延遲電路78的輸出信號，延遲電路79的輸出信號被輸入到反相器80。并且，向AND電路81輸入延遲電路78和反相器80的輸出信號。而且,對RSFF 82的S輸入端(設置輸入端)輸入AND電路81的輸出信號，對R輸入端(復位輸入端)輸入邊沿檢測信號EG，從RSFF 82輸出屏蔽信號MS。
===單相無刷電動機的驅動電路的動作===以下，適當?shù)貐⒄請D11和圖12，說明本實施方式中的單相無刷電動機的驅動電路的動作。此外，本實施方式中的電動機驅動電路Ib的動作除了邊沿檢測電路70的動作以夕卜，與第一實施方式的電動機驅動電路Ia的動作相同。邊沿檢測電路70的AND電路73取得比較結果信號CP與其延遲反轉信號(反相器72的輸出信號)的邏輯與，由此檢測出比較結果信號CP的上升沿，輸出脈沖狀的上升沿信號EGr。因此，上升沿信號EGr表示差電壓V1-V2從負切換為正的過零點的定時。另一方面，NOR電路74取得比較結果信號CP與其延遲反轉信號的邏輯或非，由此檢測出比較結果信號CP的下降沿，輸出脈沖狀的下降沿信號EGf。因此，下降沿信號EGf表示差電壓V1-V2從正切換為負的過零點的定時。
在向驅動線圈9供給正電流的第奇數(shù)次的驅動周期(LP[O] =1)，選擇電路75輸出下降沿信號EGf。另一方面，在向驅動線圈9供給負電流的第偶數(shù)次的驅動周期(LP [O] =0)，選擇電路75輸出上升沿信號EGr。AND電路81取得延遲電路78的輸出信號與其延遲反轉信號(反相器80的輸出信號)的邏輯與，由此檢測出延遲電路78的輸出信號的上升沿。因此，從RSFF 82輸出的屏蔽信號MS在從非通電期間的開始(高阻抗信號HZ的上升沿)起經過了延遲電路78的延遲時間Dl后，成為高水平。另外，當從AND電路83輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG時，從非通電期間轉移到通電期間，并且屏蔽信號MS成為低水平。這樣，在本實施方式的電動機驅動電路Ib中，在從通電期間的開始起至從非通電期間的開始經過延遲時間Dl (規(guī)定時間)的時刻為止的期間，屏蔽信號MS成為低水平。另夕卜，過零檢測電路在從非通電期間的開始起經過了延遲時間Dl后，開始進行過零點的檢測，當檢測出過零點時，結束過零點的檢測。因此，例如如圖11所示，當檢測出感應電壓的過零點而輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG時，屏蔽信號MS成為低水平，因此即使在其后因驅動電流而產生了過零點的情況下，該過零點也不被檢測。此外，以下，設將屏蔽信號MS為低 水平的期間稱為非檢測期間。判斷電路76根據(jù)在開始檢測過零點時(屏蔽信號MS的上升沿)的比較結果信號CP的邏輯水平，判斷在非檢測期間內感應電壓是否產生了過零點。更具體地說，在檢測出從正到負的過零點而應該輸出下降沿信號EGf的第奇數(shù)次的驅動周期(LP
=1)，在開始檢測過零點時比較結果信號CP為低水平的情況下，判斷為在非檢測期間內感應電壓產生了過零點。另一方面，在檢測出從負到正的過零點而應該輸出上升沿信號EGr的第偶數(shù)次的驅動周期(LP
=0)，在開始檢測過零點時比較結果信號CP為高水平的情況下，判斷為在非檢測期間內感應電壓產生了過零點。然后，判斷電路76在判斷為在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的情況下，在開始檢測過零點時輸出脈沖狀的偽邊沿信號EGp。這樣,在本實施方式的電動機驅動電路Ib中，除了表示過零點的定時的上升沿信號EGr和下降沿信號EGf以外，還輸出表示在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的判斷結果的偽邊沿信號EGp。而且，過零點檢測電路除了在非通電期間內檢測出感應電壓的過零點的情況下輸出邊沿檢測信號EG以外，在判斷為在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的情況下，在開始檢測過零點時也輸出邊沿檢測信號EG。因此，例如如圖12所示，在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的情況下，也輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG，因此能夠切換正電流和負電流并轉移到通電期間。如上所述，在電動機驅動電路Ia和Ib中，隔著非通電期間交替地向驅動線圈9供給正電流和負電流，并且，在啟動了單相無刷電動機后的通常模式下，根據(jù)由向驅動線圈9通電的通電期間和其后的非通電期間構成的驅動周期，每次決定下一個通電期間的長度，由此，不使用霍爾元件等位置檢測元件就能夠驅動單相無刷電動機。因此，通過進一步使電動機驅動用IC的芯片厚度變薄而降低高度，或者通過將IC安裝到電動機的外部，能夠實現(xiàn)電動機的小型化。并且，即使在將IC安裝在電動機的內部的情況下，由于IC的安裝位置的偏差不會對轉子的旋轉位置的檢測精度產生影響，所以能夠簡化電動機的制造工序而實現(xiàn)低電動機的低成本化，并且能夠削減IC出廠時的試驗工數(shù)，能夠實現(xiàn)IC的低成本化。
另外，通過在從非通電期間的開始起經過延遲時間Dl (規(guī)定時間)后開始進行過零點的檢測，能夠對在從通電期間向非通電期間轉移時流過的再生電流所產生的過零點進行屏蔽。并且，在電動機驅動電路Ib中，當檢測出過零點時結束過零點的檢測，由此，即使在剛檢測出感應電壓的過零點之后由于驅動電流而產生了過零點的情況下，也能夠對該過零點進行屏蔽。并且，在電動機驅動電路Ib中，除了在非通電期間內檢測出感應電壓的過零點的情況以外，在判斷為在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的情況下，也輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG，由此能夠切換正電流和負電流并轉移到通電期間。另外，在電動機驅動電路Ia和Ib中，在從非通電期間的開始起經過了延遲時間DI后，生成高水平的屏蔽信號MS，由此能夠通過屏蔽信號MS對在從通電期間向非通電期間轉移時流過的再生電流所產生的過零點進行屏蔽。
并且，在電動機驅動電路Ib中，生成在從通電期間的開始起至從非通電期間的開始經過延遲時間Dl的時刻為止的期間內成為低水平的屏蔽信號MS，由此，即使在剛檢測出感應電壓的過零點后因驅動電流產生了過零點的情況下，也能夠通過屏蔽信號MS對該過零點進行屏蔽。并且，在電動機驅動電路Ib中，根據(jù)開始檢測過零點時的比較結果信號CP的邏輯水平，生成表示在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的判斷結果的偽邊沿信號EGp，由此，在非檢測期間內感應電壓產生了過零點的情況下也能夠輸出脈沖狀的邊沿檢測信號EG,從而能夠切換正電流和負電流并轉移到通電期間。此外，上述實施方式是用于容易理解本發(fā)明的，并不是為了限定性地解釋本發(fā)明。本發(fā)明能夠不脫離其宗旨地進行變更、改進，并且本發(fā)明還包括其等價物。在上述實施方式中，將循環(huán)計數(shù)值LP為f 10的期間的動作模式設為啟動模式，但能夠適當?shù)刈兏蔀閱幽Ｊ降难h(huán)計數(shù)值LP的個數(shù)m。在該情況下，預先對I、的每個循環(huán)計數(shù)值LP設定m個啟動時計數(shù)值Tf Tm，并存儲在通電時間設定寄存器13中。
權利要求
1.ー種單相無刷電動機的驅動電路，其特征在于，具有 驅動信號生成電路，其生成驅動信號，該驅動信號用于隔著非通電期間交替地向単相無刷電動機的驅動線圈供給第一驅動電流和與上述第一驅動電流相反的方向的第二驅動電流，在該非通電期間內不向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流和上述第二驅動電流中的任ー個； 輸出電路，其根據(jù)上述驅動信號向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第二驅動電流； 過零檢測電路，其在上述非通電期間內檢測在上述驅動線圈中產生的感應電壓的過零點， 其中，上述驅動信號生成電路根據(jù)驅動周期決定下一個通電期間的長度，該驅動周期是從上述輸出電路向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第二驅動電流的通電期間的開始起至上述過零檢測電路檢測出上述過零點為止的時間， 上述過零檢測電路在從上述非通電期間的開始起經過了規(guī)定時間后，開始進行上述過零點的檢測。
2.根據(jù)權利要求I所述的單相無刷電動機的驅動電路，其特征在干， 上述過零檢測電路在從上述非通電期間的開始起經過了上述規(guī)定時間后，開始進行上述過零點的檢測，當檢測出上述過零點時，結束上述過零點的檢測。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的單相無刷電動機的驅動電路，其特征在干， 上述過零檢測電路判斷在非檢測期間內上述感應電壓是否產生了過零點，該非檢測期間是從上述通電期間的開始起至開始進行上述過零點的檢測之前的期間， 在由上述過零檢測電路檢測出上述過零點的情況以及判斷為在上述非檢測期間內上述感應電壓產生了過零點的情況下，上述驅動信號生成電路在切換上述第一驅動電流和上述第二驅動電流后開始從上述輸出電路向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第ニ驅動電流。
4.根據(jù)權利要求I所述的單相無刷電動機的驅動電路，其特征在干， 上述過零檢測電路具備 差動放大電路，其對上述驅動線圈的兩端電壓進行差動放大； 比較器，其將上述差動放大電路的輸出電壓與規(guī)定的基準電壓進行比較； 邊沿檢測電路，其檢測上述比較器的輸出信號的上升沿或下降沿，輸出邊沿檢測信號，其中，上述邊沿檢測電路生成用于從上述非通電期間的開始起在上述規(guī)定時間內進行屏蔽的屏蔽信號，將上述邊沿檢測信號用上述屏蔽信號進行屏蔽后輸出， 在每次從上述邊沿檢測電路輸入上述邊沿檢測信號時，上述驅動信號生成電路在切換上述第一驅動電流和上述第二驅動電流后開始從上述輸出電路向上述驅動線圈供給上述第一驅動電流或上述第二驅動電流。
5.根據(jù)權利要求4所述的單相無刷電動機的驅動電路，其特征在干， 上述邊沿檢測電路生成用于在從上述通電期間的開始起至從上述非通電期間的開始經過上述規(guī)定時間的時刻為止的期間內進行屏蔽的上述屏蔽信號，將上述邊沿檢測信號用上述屏蔽信號進行屏蔽后輸出。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的單相無刷電動機的驅動電路，其特征在干，上述邊沿檢測電路根據(jù)上述比較器的輸出信號，判斷在將上述邊沿檢測信號用上述屏蔽信號進行屏蔽的非檢測期間內上述感應電壓是否產生了過零點，在判斷為在上述非檢測期間內上述感應電壓 產生了過零點的情況下，在從上述非通電期間的開始起經過了上述規(guī)定時間后輸出上述邊沿檢測信號。
全文摘要
單相無刷電動機的驅動電路不使用霍爾元件等位置檢測元件而驅動單相無刷電動機，實現(xiàn)電動機的小型化、低成本化。具有驅動信號生成電路，生成驅動信號，驅動信號隔著非通電期間交替地向單相無刷電動機的驅動線圈供給第一和第二驅動電流，非通電期間不向驅動線圈供給第一和第二驅動電流的任一個；輸出電路，根據(jù)驅動信號向驅動線圈供給第一或第二驅動電流；過零檢測電路，非通電期間檢測驅動線圈中產生的感應電壓的過零點，驅動信號生成電路根據(jù)從輸出電路向驅動線圈供給第一或第二驅動電流的通電期間開始起過零檢測電路檢測出過零點為止的驅動周期決定下一個通電期間的長度，過零檢測電路在從非通電期間開始起經過規(guī)定時間后開始檢測過零點。
文檔編號H02P6/18GK102832862SQ201210200119
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者村田勉 申請人:半導體元件工業(yè)有限責任公司