专利名称：电动机驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及提供用于驱动电动机的电压、电流的电动机驱动电路，特别涉及可适于应对电动机的驱动方式的切换的电动机驱动电路。
背景技术：
图3是表示DC电动机和对该电动机提供电流并进行驱动的电动机驱动器(电动机驱动电路)的结构的示意的电路图。电动机驱动器2的输出端子被连接到DC电动机4的一个端子，控制部分6在导通输出端子和Vdd之间的FET(Field Effect Transistor场效应晶体管)8，另一方面截止输出端子和地之间的FET10时，电流从Vdd通过电动机4流到该电动机4的另一个端子侧的地，电动机4旋转。顺便说一下，在电动机4旋转的状态下截止FET8，导通FET10时，通过电动机4的旋转产生的反电动势作为电流被地吸收，可以对旋转施加制动(brake)。
在DC电动机中可以根据电流的方向切换电动机的旋转方向。图4是表示可切换旋转方向的电动机驱动器的结构的示意的电路图，该结构是在电动机4的两端连接了图3所示的电动机驱动器2(2a、2b)的H桥接结构。在该结构中，通过改变电动机驱动器2a的FET8a、10a和电动机驱动器2b的FEB8b、10b的导通、截止的组合，可以改变流过电动机4的电流的方向。具体来说，在导通了FET8a和FET10b的情况下，以及在导通了FET8b和FET10a的情况下，电流的方向改变，由此可以改变电动机4的旋转方向。
作为电动机驱动器2的电动机驱动方式，主要有饱和驱动、恒压驱动、恒流驱动。图5～图7是表示在各方式下的以往的电动机驱动器2的结构的电路图。在这些图5～图7中，对共同的结构要素赋予相同的标号而简化说明。以下，标号“QPk”(k＝1，2，3，…)表示P沟道的MOS(Metal OxideSemiconductor)FET，标号“QNk”(k＝1，2，3，…)表示N沟道的MOSFET。而且，这其中任意一个电路都在对端子IN-U输入低(Low)电平时，Vdd和输出端子OUT之间的QP1成为导通状态，另一方面，在对端子IN-U输入高(High)电平时，QP1成为截止状态。而且，在对IN-L输入低电平时，地和输出端子OUT之间的QN1成为导通状态，另一方面，在对IN-L输入高电平时，QN1成为截止状态。以下，对各方式个别地进行说明。
首先，图5表示饱和驱动方式的电动机驱动器的电路结构。QP2和QN2的对、QP3和QN3的对、以及QP4和QN4的对分别构成逆变器20、22、24，将在相互的栅极共同接受的输入电平反转，并从构成各对的晶体管相互的漏极和漏极的连接点输出该反转电平。逆变器20、24被串联连接。IN-U的输入电平被输入逆变器20，被2次反转，从逆变器24的输出端子施加到QP1的栅极。IN-L的输入电平被逆变器22反转，被施加到QN1的栅极。
在IN-U为低电平，IN-L为高电平时，QP1导通，QN1截止，从输出端子OUT得到对应于被连接到QP1的源极的电源Vdd的输出电压Vout。另一方面，在IN-U为高电平，IN-L为低电平时，QP1截止，QN1导通，从输出端子OUT得到对应于被连接到QN1的源极的地的输出电压Vout。
这样，在饱和驱动方式中Vout对应于被提供给电动机驱动器的电源电压Vdd和地电位被设定。例如，饱和驱动方式被用于PWM(Pulse WidthModulation)控制。
图6表示恒压驱动方式的电动机驱动器的电路结构。该电路对于QP1的控制部分的结构与图5不同。QP1根据运算放大器A1的输出而被控制。运算放大器A1的输出和QP1的栅极之间设置QP5和QN5的对构成的开关26。开关26的通断根据QP5、QN5各自的栅极电压被控制。具体来说，QP5的栅极被连接到IN-U，QN5的栅极被连接到逆变器20的输出端，IN-U为低电平时，开关26为导通状态，相反，在IN-U为高电平时成为截止状态。
输出端子OUT和地之间串联连接电阻Rf和电阻Rg，Rf和Rg的连接点的电压Va1为运算放大器A1的一个输入信号。在将输出端子OUT的电压设为Vout时，Va1由下式提供。
Va1＝Vout·Rg/(Rf+Rg)…(1)以上，说明了与QP1有关的结构，但是与QN1有关的结构与图5的饱和驱动方式一样。在该电路结构中，在IN-U为低电平、IN-L为高电平时，开关26导通，从而QP1导通，同时QN1截止。这时，控制QP1的导通状态，使得运算放大器A1的一个输入端子中输入的电压Va1与另一个输入端子中输入的基准电压Vref相等。其结果，恒压驱动方式的电动机驱动器的输出电压Vout如下式所示那样，被设定为对应于Vref的恒压。
Vout＝Vref·(Rf+Rg)/Rg …(2)图7表示恒流驱动方式的电动机驱动器的电路结构。该电路对于QN1的控制部分的结构与图5不同。QN1根据运算放大器A2的输出而被控制。运算放大器A2的输出和QN1的栅极之间设置QP6和QN6的对构成的开关28。开关28的通断根据QP6、QN6各自的栅极电压被控制。具体来说，QP6的栅极被连接到IN-L，QN6的栅极被连接到逆变器22的输出端，IN-L为低电平时，开关28为导通状态，相反，在IN-L为高电平时成为截止状态。
在QN1的源极和地之间串联连接电阻Rt，运算放大器A2的一个输入端子被输入QN1和Rt的连接点的电压Va2。如用Ids表示QN1的漏极-源极间电流，则Va2由下式提供。
Va2＝Ids·Rt …(3)以上，说明了与QN1有关的结构，但是与QP1有关的结构与图5的饱和驱动方式一样。在该电路结构中，在IN-U为高电平、IN-L为低电平时，开关28导通，从而QN1导通，同时QP1截止，输出端子OUT中流过的电流Iout成为Ids。这里，控制QN1的导通状态，使得运算放大器A2的一个输入端子中输入的电压Va2与另一个输入端子中输入的基准电压Vref相等。其结果，恒流驱动方式的电动机驱动器的输出电流Iout如下式所示那样，被设定为对应于Vref的恒流。
Iout＝Vref/Rt …(4)而且，在图7的电路中进行动作，使得Iout从端子OUT引入电流。例如，在假设利用图7的电动机驱动器作为图4的结构的情况下，在一个电动机驱动器2a中将IN-U设为高电平、将IN-L设为低电平时，该电动机驱动器2a进行动作以引入恒流Iout。这时，通过在另一个电动机驱动器2b中将IN-U设为低电平、将IN-L设为高电平从而使QP1为导通状态，从电动机驱动器2b的Vdd经由电动机4向电动机驱动器2a的地流过恒流Iout，电动机4被驱动。
存在切换恒压驱动和饱和驱动从而驱动电动机，或切换恒流驱动和饱和驱动从而驱动电动机的需要。对此，由于以往将需要的驱动方式的电动机驱动器分别作为单独的电路来准备，所以存在电动机驱动器的电路规模变大的问题。
这里，在图5所示的饱和驱动方式的电动机驱动器中，输出电压被固定为Vdd和地电位，不能将其设定为中间的希望的恒压Vout。而且，也不能得到希望的恒流Iout。对此，在图6所示的恒压驱动方式的电动机驱动器和图7所示的恒流驱动的电动机驱动器中，通过可变地构成Vref，可以将Vout设定为与饱和驱动方式的输出电压相同的值。而且，在图6所示的以往的恒压驱动方式的电动机驱动器中，通过可变地构成Vref，例如，可以将Vout设定为与饱和驱动方式的输出电压相同的值。但是，这些恒压驱动方式和恒流驱动方式的电动机驱动器由于进行利用了运算放大器的反馈控制，所以控制响应性低，例如，存在不适于可能在PWM控制等中所需要的高频率下的开关动作的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题点而完成的，目的是提供一种电动机驱动电路，一边抑制电路规模，一边较好地实现多种驱动方式。
本发明的一种电动机驱动电路，包括输出部分，具有控制第一电源和驱动输出端子之间的导通的第一驱动晶体管，以及控制第二电源和所述驱动输出端子之间的导通的第二驱动晶体管，并且从所述驱动输出端子向电动机进行对应于所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的控制状态的电力供给；第一控制部分，根据被提供的第一切换信号而切换所述第一驱动晶体管的通断，在所述第一驱动晶体管的导通状态中，使所述驱动输出端子输出对应于所述第一电源的电压；以及第二控制部分，对应于被提供的第二切换信号和模式信号，控制所述第二驱动晶体管的动作，所述第二控制部分具有导通截止控制部分，根据所述第二切换信号选择性地输出使所述第二驱动晶体管成为导通状态的导通电压以及成为中断状态的截止电压；恒压控制部分，根据对所述驱动输出端子中设定规定的目的电压的情况，生成输入到所述第二驱动晶体管的控制端子的导通控制信号；以及开关部分，在将所述第二驱动晶体管设为所述导通状态时，根据所述模式信号，对将所述导通截止控制部分输出的所述导通电压和所述恒压控制部分的输出的哪一个作为所述导通控制信号输入到所述第二驱动晶体管进行切换，所述开关部分在所述模式信号对应于饱和输出模式的情况下，将所述导通截止控制部分的所述导通电压选择为所述导通控制信号，使所述驱动输出端子输出对应于所述第二电源的电压，在所述模式切换信号对应于恒压输出模式的情况下，将所述恒压控制部分的输出选择为所述导通控制信号，将所述驱动输出端子设定为所述目的电压。
在本发明的电动机驱动电路中，所述恒压控制部分具有运算放大器，该运算放大器在一个输入端子中被输入基准电压，在另一个端子连接所述驱动输出端子，输出端子经由所述开关部分连接到所述第二驱动晶体管的所述控制端子，所述目的电压对应于所述基准电压被设定。
在另一个本发明的电动机驱动电路中，所述开关部分具有被设置在所述导通截止控制部分和所述控制端子之间的第一开关；以及被设置在所述恒压控制部分和所述控制端子之间的第二开关，所述第一开关和所述第二开关根据所述模式信号互补地切换通断状态。
另一个本发明的电动机驱动电路，包括输出部分，具有控制第一电源和驱动输出端子之间的导通的第一驱动晶体管，以及控制第二电源和所述驱动输出端子之间的导通的第二驱动晶体管，并且从所述驱动输出端子向电动机进行对应于所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的控制状态的电力供给；第一控制部分，根据被提供的第一切换信号而切换所述第一驱动晶体管的通断，在所述第一驱动晶体管的导通状态中，使所述驱动输出端子输出对应于所述第一电源的电压；以及第二控制部分，对应于被提供的第二切换信号和模式信号，控制所述第二驱动晶体管的动作，所述第二控制部分具有导通截止控制部分，根据所述第二切换信号选择性地输出使所述第二驱动晶体管成为导通状态的导通电压以及成为中断状态的截止电压；恒流控制部分，根据流过所述驱动输出端子的电流被设定为规定的目的电流的情况，生成输入到所述第二驱动晶体管的控制端予的导通控制信号；以及开关部分，在将所述第二驱动晶体管设为所述导通状态时，根据所述模式信号，对将所述导通截止控制部分输出的所述导通电压和所述恒流控制部分的输出的哪一个作为所述导通控制信号输入到所述第二驱动晶体管进行切换，所述开关部分在所述模式信号对应于饱和输出模式的情况下，将所述导通截止控制部分的所述导通电压选择为所述导通控制信号，使所述驱动输出端子输出对应于所述第二电源的电压，在所述模式切换信号对应于恒流输出模式的情况下，将所述恒流控制部分的输出选择为所述导通控制信号，将所述驱动输出端子中流过的电流设定为所述目的电流。
在另一个本发明的电动机驱动电路中，所述恒流控制部分具有电流检测部分，生成对应于流过所述第二晶体管的电流的反馈电压；以及运算放大器，该运算放大器在一个输入端子中被输入基准电压，在另一个端子中被输入反馈电压，输出端子经由所述开关部分连接到所述第二驱动晶体管的所述控制端子，所述目的电流对应于所述基准电压被设定。
在再一个本发明的电动机驱动电路中，所述开关部分具有被设置在所述导通截止控制部分和所述控制端子之间的第一开关；以及被设置在所述恒流控制部分和所述控制端子之间的第二开关，所述第一开关和所述第二开关根据所述模式信号互补地切换通断状态。
按照本发明，为了控制输出部分的流过驱动晶体管的至少一个，设置用于实现饱和驱动方式的控制的导通截止控制部分、用于实现恒压驱动方式的控制的恒压控制部分或用于实现恒流驱动方式的恒流控制部分。通过开关部分选择它们，可以共用由较大的晶体管构成的输出部分，同时实现不同方式下的驱动，可以抑制电路规模的增大。而且，由于不依赖反馈控制地实现饱和驱动方式，所以可以确保其控制响应性，良好地进行PWM控制等下的开关端子等、高频下的动作。
图1是表示第一实施方式的电动机驱动器的概略的结构的电路图。
图2是表示第二实施方式的电动机驱动器的概略的结构的电路图。
图3是表示DC电动机和对该电动机提供电流并进行驱动的电动机驱动器的结构的示意的电路图。
图4是表示可切换旋转方向的电动机驱动器的结构的示意的电路图。
图5是表示饱和驱动方式的以往的电动机驱动器的结构的电路图。
图6是表示恒压驱动方式的以往的电动机驱动器的结构的电路图。
图7是表示恒流驱动方式的以往的电动机驱动器的结构的电路图。
标号说明QP11～QP18、QP21～QP27P沟道MOSFET，QN11～QN17、QN21～QN28N沟道MOSFET，A1、A2运算放大器，Rf、Rg、Rt电阻，40、42、50、52、60、70、72、74逆变器，44、46、48、62、64、66开关
具体实施例方式
图1是表示第一实施方式的电动机驱动器的概略的结构的电路图。本电动机驱动器被构成为可切换恒压驱动和饱和驱动。本电动机驱动器在输出级具有QP11和QN11。QP11的源极被连接到Vdd，漏极被连接到输出端子OUT，通过连接到栅极的控制电路控制其动作。QN11的漏极被连接到输出端子OUT，源极被连接到地，通过连接到栅极的控制电路控制其动作。
QP11的控制电路构成为包括逆变器40、42，开关44、46、48，运算放大器A1。另一方面，QN11的控制电路构成为包括逆变器50。
各逆变器40、42、50分别由P沟道FET和N沟道FET构成，该P沟道FET的源极被连接到Vdd，该N沟道FET的源极被连接到地。这些P沟道FET和N沟道FET的栅极被相互连接，构成逆变器的输入端子，另一方面，P沟道FET的漏极和N沟道FET的漏极被相互连接，构成逆变器的输出端子。具体来说，逆变器40由QP12和QN12的对构成，逆变器42由QP13和QN13的对构成，逆变器50由QP14和QN14的对构成。
各开关44、46、48分别由P沟道FET和N沟道FET构成，两个FET的漏极之间、以及源极之间被连接，例如，被相互连接的漏极作为该开关的输入端子，被相互连接的源极作为该开关的输出端子。各开关的导通、截止由对构成该开关的两个FET的栅极施加的信号控制。具体来说，开关44由QP15和QN15的对构成，逆开关46由QP16和QN16的对构成，开关48由QP17和QN17的对构成。
QP11的控制电路被构成为包括包含逆变器40、42的用于实现饱和驱动的导通截止控制部分；包含逆变器40和运算放大器A1的实现恒压驱动的恒压控制部分；以及切换它们的开关部分。开关部分包含开关44、46、48而构成。
切换QP11的动作状态的切换信号被输入端子IN-U。逆变器40将被输入了输入端子IN-U的切换信号反转输出。构成导通截止控制部分的逆变器42将逆变器40的输出再一次反转，输入开关48。
另一方面，恒压控制部分的运算放大器A1的一个输入端子中输入基准电压Vref。输出端子OUT和地之间串联连接电阻Rf和电阻Rg，运算放大器A1的另一个输入端子中输入Rf和Rg的连接点的电压Va1。在将输出端子OUT的电压设为Vout时，Va1由上述(1)式提供。即为，
Va1＝Vout·Rg/(Rf+Rg) …(1)。运算放大器A1的输出被输入开关44。
开关44将至IN-U的输入信号施加到QP15的栅极，将逆变器40的输出施加到QN15的栅极，在IN-U为低电平时为导通状态，相反在IN-U为高电平时成为截止状态。另一方面，开关46、48由输入端子SW的模式信号控制。该模式信号在指定饱和驱动模式时被设定为低电平，在指定恒压驱动模式时被设定为高电平。被输入到输入端子SW的模式信号对开关46原样被施加在QN16的栅极，由逆变器52反转后被施加在QP16的栅极。而且，对于开关48，由逆变器52反转的模式信号被施加在QP17的栅极，原样的模式信号被施加在QP17的栅极。即，开关46和开关48互补地动作，根据模式信号其中一个开关导通，另一个被截止。具体来说，在输入到端子SW的模式信号为低电平时，开关48导通，将构成导通截止控制部分的逆变器42的输出施加在QP11的栅极。而且，在模式信号为高电平时，开关46导通，这时，如果开关44也为导通状态，则构成恒压控制部分的运算放大器A1的输出被施加在QP11的栅极。
QN11的控制电路构成为包括逆变器50。切换QN11的动作状态的切换信号被输入IN-L，逆变器50将被输入到输入端子IN-L的切换信号反转，并且施加到QN11的栅极。
如上所述那样构成各个QP11、QN11的控制电路，QP11的动作根据被输入到IN-U的切换信号和被输入到端子SW的模式信号被控制，另一方面，QN11的动作根据被输入到IN-L的切换信号被控制。
在使本电动机驱动器在饱和驱动下动作的情况下，将SW设为低电平。在该状态下，开关48为导通，开关46为截止。在该SW为低电平的状态下，将IN-U设为低电平，将IN-L设为高电平时，逆变器42输出的低电平被施加在QP11的栅极，QP11成为导通，另一方面，QN11成为截止，从输出端子OUT得到对应于被连接到QP11的漏极的电源Vdd的输出电压Vout。另外，在这种情况下，开关44成为导通，但是在其之后的开关46成为截止，所以运算放大器A1的输出不对QP11的动作产生影响。
而且，在该SW为低电平的状态下，在将IN-U设为高电平、将IN-L设为低电平时，逆变器42输出的高电平被施加在QP11的栅极，QP11成为导通，另一方面，QN11成为截止，从输出端子OUT得到对应于被连接到QN11的源极的地的输出电压Vout。因此，在饱和驱动下，通过切换IN-U和IN-L，可以产生被提供给电动机驱动器的对应于电源Vdd和地的电压差的高度的脉冲。
接着，在使本电动机驱动器在恒压驱动下动作的情况下，将SW设为高电平。在该SW为高电平的状态下，在将IN-U设为低电平、将IN-L设为高电平时，开关44和开关46为导通，开关48为截止，运算放大器A1的输出被施加在QP11的栅极，QP11成为导通，另一方面，QN11成为截止。这里，控制QP11的导通状态，使得运算放大器A1在一个输入端子中输入的电源Va1与在另一个输入端子中输入的基准电压Vref相等。其结果，在该状态下的输出电压Vout被设定为用上述(2)式表示的对应于Vref的恒压。即为，Vout＝Vref·(Rf+Rg)/Rg …(2)而且，在SW为高电平的状态下，在将IN-U设为高电平、将IN-L设为低电平时，QP18在栅极接受逆变器40的输出而导通，将被施加在源极的Vdd输入开关46。由此，在QP11的栅极施加开关46输出的Vdd、即高电平，QP11成为截止状态。另一方面，QN11成为导通状态，从输出端子OUT得到对应于被连接到QN11的源极的地的输出电压Vout。另外，由于IN-U为高电平，所以开关44截止，QP11不会由于运算放大器A1的输出而成为导通状态。
在上述的结构中，在运算放大器A1的输出端子和QP11的栅极之间串联地配置了两个开关44、46，但是也可以是省略了开关44的结构。在该结构中，在将QN11导通时，除了将IN-U设为高电平、将IN-L设为低电平，还将SW设为低电平。由此，由于开关46被保持为截止，所以即使没有开关44，也可以防止QP11由于运算放大器A1的输出成为导通状态。
〔第二实施方式〕图2是表示第二实施方式的电动机驱动器的概略的结构的电路图。本电动机驱动器被构成为可切换恒压驱动和饱和驱动。本电动机驱动器在输出级具有QP21和QN21。QP21将源极连接到Vdd，将漏极连接到输出端子OUT，通过被连接到栅极的控制电路控制其动作。QN21将漏极连接到输出端子OUT，将栅极连接到地，通过被连接到栅极的控制电路控制其动作。
QN21的控制电路被构成为包括逆变器60、开关62、64、66、运算放大器A2。另一方面，QP21的控制电路被构成为包括逆变器70、72。
各逆变器60、70、72分别由P沟道FET和N沟道FET构成，该P沟道FET的源极被连接到Vdd，该N沟道FET的源极被连接到地。这些P沟道FET和N沟道FET的栅极被相互连接，构成逆变器的输入端子，另一方面，P沟道FET的漏极和N沟道FET的漏极被相互连接，构成逆变器的输出端子。具体来说，逆变器60由QP22和QN22的对构成，逆变器70由QP23和QN23的对构成，逆变器72由QP24和QN24的对构成。
各开关62、64、66分别由P沟道FET和N沟道FET构成，两个FET的漏极之间、以及源极之间被连接，例如，被相互连接的漏极作为该开关的输入端子，被相互连接的源极作为该开关的输出端子。各开关的导通、截止由对构成该开关的两个FET的栅极施加的信号控制。具体来说，开关62由QP25和QN25的对构成，逆开关64由QP26和QN26的对构成，开关66由QP27和QN27的对构成。
QP21的控制电路被构成为包括包含逆变器60的用于实现饱和驱动的导通截止控制部分；包含逆变器60和运算放大器A2的实现恒流驱动的恒流控制部分；以及切换它们的开关部分。开关部分包含开关62、64、66而构成。
切换QN21的动作状态的切换信号被输入端子IN-L。构成导通截止控制部分的逆变器60将被输入到IN-L的切换信号反转，并且输入开关66。
另一方面，恒流控制部分的运算放大器A2的一个输入端子中输入基准电压Vref。QN21的源极和地之间串联连接电阻Rt，运算放大器A2的另一个输入端子中输入QN21和Rt的连接点的电压Va2。在将QN21的漏极-源极间电流表示为Ids时，Va2由上述(3)式提供。即为，Va2＝Ids·Rt …(3)。运算放大器A2的输出被输入开关62。
开关62将至IN-L的输入信号施加到QP25的栅极，将逆变器60的输出施加到QN25的栅极，在IN-L为低电平时为导通状态，相反在IN-L为高电平时成为截止状态。另一方面，开关64、66由输入端子SW的模式信号控制。该模式信号在指定饱和驱动模式时被设定为低电平，在指定恒流驱动模式时被设定为高电平。被输入到输入端子SW的模式信号对开关64原样被施加在QN26的栅极，由逆变器74反转后被施加在QP26的栅极。而且，对于开关66，由逆变器74反转的模式信号被施加在QN27的栅极，原样的模式信号被施加在QP27的栅极。即，开关64和开关66互补地动作，根据模式信号其中一个开关导通，另一个被截止。具体来说，在输入到端子SW的模式信号为低电平时，开关66导通，将构成导通截止控制部分的逆变器60的输出施加在QN21的栅极。而且，在模式信号为高电平时，开关64导通，这时，如果开关62也为导通状态，则构成恒流控制部分的运算放大器A2的输出被施加在QN21的栅极。
QP21的控制电路构成为包括逆变器70、72。切换QP21的动作状态的切换信号被输入IN-U，逆变器70将被输入到输入端子IN-U的切换信号反转输出。逆变器72将逆变器70的输出再一次反转并且施加到QP21的栅极。
如上所述那样构成各个QN21、QP21的控制电路，QN21的动作根据被输入到IN-L的切换信号和被输入到端子SW的模式信号被控制，另一方面，QP21的动作根据被输入到IN-U的切换信号被控制。
在使本电动机驱动器在饱和驱动下动作的情况下，将SW设为低电平。在该状态下，开关66为导通，开关64为截止。在该SW为低电平的状态下，将IN-L设为低电平，将IN-U设为高电平时，逆变器60输出的高电平被施加在QN21的栅极，QN21成为导通，另一方面，QP21成为截止，从输出端子OUT得到对应于被连接到QN21的源极的地的输出电压Vout。另外，在这种情况下，开关62成为导通，但是在其之后的开关64成为截止，所以运算放大器A2的输出不对QN21的动作产生影响。这里，输出电压Vout可以设为接近地电位的电压，但是，从原理上说，仅比地电位高出对应于流过电阻Rt的电流Ir的电压Ir·Rt。在饱和驱动下，有时最好使Vout更接近地电位。这时，也可以与Rt并联地设置开关，将该开关在SW为低电平时导通，在饱和驱动时使QN21的源极和地短路的电路结构。
而且，在该SW为低电平的状态下，在将IN-U设为高电平、将IN-L设为低电平时，逆变器60输出的低电平被施加在QN21的栅极，QN21成为截止，另一方面，QP21成为导通，从输出端子OUT得到对应于被连接到QP21的源极的Vdd的输出电压Vout。因此，在饱和驱动下，通过切换IN-U和IN-L，可以产生被提供给电动机驱动器的对应于电源Vdd和地的电压差的高度的脉冲。
接着，在使本电动机驱动器在恒流驱动下动作的情况下，将SW设为高电平。在该SW为高电平的状态下，在将IN-L设为低电平、将IN-U设为高电平时，开关62和开关64为导通，开关66为截止，运算放大器A2的输出被施加在QN21的栅极，QN21成为导通，另一方面，QP21成为截止。这里，控制QN21的导通状态，使得运算放大器A2在一个输入端子中输入的电源Va2与在另一个输入端子中输入的基准电压Vref相等。其结果，在该状态下的输出电压Iout被设定为用上述(4)式表示的对应于Vref的恒流。即为，Iout＝Vref/Rt …(4)而且，在SW为高电平的状态下，在将IN-L设为高电平、将IN-U设为低电平时，QN28在栅极接受至IN-L的高电平而导通，将被施加在源极的接地电位输入开关64。由此，在QN21的栅极施加开关64输出的接地电位、即低电平，QN21成为截止状态。另一方面，QP21成为导通，从输出端子OUT得到对应于被连接到QP21的源极的对应于Vdd的输出电压Vout。另外，由于IN-L为高电平，所以开关62截止，QN21不会由于运算放大器A2的输出而成为导通状态。
在上述的结构中，在运算放大器A2的输出端子和QN21的栅极之间串联地配置了两个开关62、64，但是也可以是省略了开关62的结构。在该结构中，在将QP21导通时，除了将IN-L设为高电平、将IN-U设为低电平，还将SW设为低电平。由此，由于开关64被保持为截止，所以即使没有开关62，也可以防止QN21由于运算放大器A2的输出成为导通状态。
以上，在第一实施方式中说明了可切换饱和驱动和恒压驱动的电动机驱动器，在第二实施方式中说明了可切换饱和驱动和恒流驱动的电动机驱动器。而且，按照本发明，还可以构成可切换饱和驱动、恒压驱动和恒流驱动三种方式的电动机驱动器。例如，通过设为用第一实施方式的QP11的控制电路置换第二实施方式的QP21的控制电路的结构，可以实现可进行三种方式的切换的电动机驱动器。
权利要求
1.一种电动机驱动电路，其特征在于，包括输出部分，具有控制第一电源和驱动输出端子之间的导通的第一驱动晶体管，以及控制第二电源和所述驱动输出端子之间的导通的第二驱动晶体管，并且从所述驱动输出端子向电动机进行对应于所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的控制状态的电力供给；第一控制部分，根据被提供的第一切换信号而切换所述第一驱动晶体管的通断，在所述第一驱动晶体管的导通状态中，使所述驱动输出端子输出对应于所述第一电源的电压；以及第二控制部分，对应于被提供的第二切换信号和模式信号，控制所述第二驱动晶体管的动作，所述第二控制部分具有导通截止控制部分，根据所述第二切换信号选择性地输出使所述第二驱动晶体管成为导通状态的导通电压以及成为中断状态的截止电压；恒压控制部分，根据对所述驱动输出端子中设定规定的目的电压的情况，生成输入到所述第二驱动晶体管的控制端子的导通控制信号；以及开关部分，在将所述第二驱动晶体管设为所述导通状态时，根据所述模式信号，对将所述导通截止控制部分输出的所述导通电压和所述恒压控制部分的输出的哪一个作为所述导通控制信号输入到所述第二驱动晶体管进行切换，所述开关部分在所述模式信号对应于饱和输出模式的情况下，将所述导通截止控制部分的所述导通电压选择为所述导通控制信号，使所述驱动输出端子输出对应于所述第二电源的电压，在所述模式切换信号对应于恒压输出模式的情况下，将所述恒压控制部分的输出选择为所述导通控制信号，将所述驱动输出端子设定为所述目的电压。
2.如权利要求1所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述恒压控制部分具有运算放大器，该运算放大器在一个输入端子中被输入基准电压，在另一个端子连接所述驱动输出端子，输出端子经由所述开关部分连接到所述第二驱动晶体管的所述控制端子；所述目的电压对应于所述基准电压被设定。
3.如权利要求1或2所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述开关部分具有被设置在所述导通截止控制部分和所述控制端子之间的第一开关；以及被设置在所述恒压控制部分和所述控制端子之间的第二开关，所述第一开关和所述第二开关根据所述模式信号互补地切换通断状态。
4.一种电动机驱动电路，其特征在于，包括输出部分，具有控制第一电源和驱动输出端子之间的导通的第一驱动晶体管，以及控制第二电源和所述驱动输出端子之间的导通的第二驱动晶体管，并且从所述驱动输出端子向电动机进行对应于所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管的控制状态的电力供给；第一控制部分，根据被提供的第一切换信号而切换所述第一驱动晶体管的通断，在所述第一驱动晶体管的导通状态中，使所述驱动输出端子输出对应于所述第一电源的电压；以及第二控制部分，对应于被提供的第二切换信号和模式信号，控制所述第二驱动晶体管的动作，所述第二控制部分具有导通截止控制部分，根据所述第二切换信号选择性地输出使所述第二驱动晶体管成为导通状态的导通电压以及成为中断状态的截止电压；恒流控制部分，根据流过所述驱动输出端子的电流被设定为规定的目的电流的情况，生成输入到所述第二驱动晶体管的控制端子的导通控制信号；以及开关部分，在将所述第二驱动晶体管设为所述导通状态时，根据所述模式信号，对将所述导通截止控制部分输出的所述导通电压和所述恒流控制部分的输出的哪一个作为所述导通控制信号输入到所述第二驱动晶体管进行切换，所述开关部分在所述模式信号对应于饱和输出模式的情况下，将所述导通截止控制部分的所述导通电压选择为所述导通控制信号，使所述驱动输出端子输出对应于所述第二电源的电压，在所述模式切换信号对应于恒流输出模式的情况下，将所述恒流控制部分的输出选择为所述导通控制信号，将所述驱动输出端子中流过的电流设定为所述目的电流。
5.如权利要求4所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述恒流控制部分具有电流检测部分，生成对应于流过所述第二晶体管的电流的反馈电压；以及运算放大器，该运算放大器在一个输入端子中被输入基准电压，在另一个端子中被输入所述反馈电压，输出端子经由所述开关部分连接到所述第二驱动晶体管的所述控制端子，所述目的电流对应于所述基准电压被设定。
6.如权利要求4或5所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述开关部分具有被设置在所述导通截止控制部分和所述控制端子之间的第一开关；以及被设置在所述恒流控制部分和所述控制端子之间的第二开关，所述第一开关和所述第二开关根据所述模式信号互补地切换通断状态。
全文摘要
本发明的课题是利用恒压驱动或者恒流驱动用的电动机驱动电路进行饱和驱动时难以进行高速下的开关动作。本发明将输出级的晶体管QP
文档编号H02P7/18GK1933320SQ20061012568
公开日2007年3月21日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年9月6日
发明者横尾聪 申请人:三洋电机株式会社