电动机驱动装置、电动机驱动电路、电动机驱动IC以及使用其的冷却装置、电子设备的制作方法

本发明涉及电动机驱动装置。

背景技术：

随着近年的个人计算机和工作站的高速化，CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)和DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)等运算处理用LSI(Large Scale集成电路，大规模集成电路)的动作速度一直在上升。随着这样的LSI的动作速度，即时钟频率提高，发热量也增大。来自LSI的发热存在导致该LSI本身热失控，或者对周围的电路产生影响的问题。因此，以LSI为首的发热体的适当的热冷却成为非常重要的技术。

在多数电子设备中，为了对LSI进行冷却，采用通过冷却风扇的空冷式的冷却方法。在该方法中，例如，与LSI的表面相对配置冷却风扇，将冷空气吹到LSI表面。在这样的通过冷却风扇进行LSI的冷却时，要监视LSI附近的温度，并根据该温度来改变风扇的旋转，从而调整冷却的程度。

图1是包括发明人们所研究的风扇电动机的驱动IC(集成电路，集成电路)的冷却装置的电路图。另外，图1的任何结构都不能认定为公知技术。

冷却装置2r包括风扇电动机6以及驱动风扇电动机6的驱动装置9r。驱动装置9r由驱动IC200r及其周边器件构成。驱动装置9r的构成器件被搭载在共同的印刷基板上。

风扇电动机6是无刷DC电动机。霍尔传感器8被设置在风扇电动机6的近傍，用于检测转子的位置。驱动IC200r的第1引脚以及第16引脚的接地端子(GND)接地。第3引脚的电源端子(VCC)上，经由防止逆流用的二极管D1而输入电源电压V_DD。驱动级230的输出经由第2引脚(OUT2)、第15引脚(OUT1)而与风扇电动机6连接。另外，本说明书中，引脚的号码是为了方便，与引脚的布局等无关。

霍尔偏置电路204生成霍尔偏置电压V_HB，并经由第10引脚的霍尔偏置端子(HB)而提供给霍尔传感器8。第9引脚、第11引脚的霍尔输入端子(H+，H-)上输入由霍尔传感器8生成的霍尔信号H+、H-。霍尔比较器202对霍尔信号H-、H+进行比较，生成表示转子的位置的脉冲信号S1，并输出到控制逻辑电路208。控制逻辑电路208与该脉冲信号S1同步而进行换流控制。

参考电压源214生成被稳定在规定的电压电平的参考电压V_REF。参考电压V_REF经由第12引脚的参考电压端子(REF)而被输出到外部。

对第6引脚的振荡器端子(OSC)外置电容器C1。振荡器220通过对电容器C1进行充放电，从而生成三角波的振荡器电压V_OSC。

第4引脚的最低转速设定端子(MIN)上被输入用于指示风扇电动机6的最低转速的电压V_MIN。MIN端子的电压V_MIN是将参考电压V_REF通过电阻R11、R12分压而生成的。

PWM比较器216将MIN端子的电压V_MIN与振荡器电压V_OSC进行比较。PWM比较器216的输出S2具有与MIN端子的电压V_MIN相应的占空比。

PWM比较器218将第5引脚的转速控制端子(TH)的电压V_TH与振荡器电压V_OSC进行比较。PWM比较器218的输出S3具有与TH端子的电压V_TH相应的占空比。

PWM输入上被提供具有与风扇电动机6的目标转速相应的占空比(输入占空比)的输入PWM信号。输入PWM信号在被反相器10反转之后，由RC滤波器12平滑化后被输入TH端子。

控制逻辑电路208将PWM比较器216和218的输出脉冲S2、S3进行逻辑合成，生成脉冲信号S4。脉冲信号S4的占空比为PWM比较器216和218的输出脉冲S2、S3的占空比中较大的一方。

驱动级230包含霍尔放大器232、234。霍尔放大器232将霍尔信号H+、H-的差量以第1极性进行放大，并从OUT2端子输出。霍尔放大器234将霍尔信号H+、H-的差量以第2极性进行放大，并从OUT15端子输出。霍尔放大器232、234分别具有推挽形式的输出级。霍尔放大器232、234各自输出级根据来自控制逻辑电路208的脉冲信号S4而进行转换。OUT1端子、OUT2端子的输出电压根据霍尔比较器202的输出S1而交替成为有效(换流控制)。此外，作为有效的一方的输出电压具有将霍尔信号放大而得到的包络线，而 且导通状态和高阻抗状态以与PWM比较器218(或216)的输出脉冲S3(或S2)相应的占空比被转换。

锁定保护电路240检测风扇电动机6的锁定状态。TSD电路242检测过热状态。信号输出电路244生成表示异常的警报信号，并从第8引脚的警报端子(AL)输出。此外，信号输出电路244生成具有与风扇电动机6的转速相应的周期的FG(Frequency Generator，频率发生器)信号，并从第7引脚的FG端子输出。

图2是图1的驱动IC200r的动作波形图。本说明书中的波形图和时序图的纵轴和横轴为了容易理解而进行了适当的放大、缩小，而且所示的各波形也为了容易理解而被简化或夸张或者强调。图2由于将相对于霍尔信号H+、H-的周期充分短的时间刻度扩大后进行表示，因此霍尔信号H+、H-实质上表示一定的电压电平。输出OUT1具有与V_MIN和V_TH中较低一方、以及振荡器电压V_OSC的比较结果相应的占空比。由此，输入PWM信号的占空比越大，则风扇电动机6的扭矩(转速)越增大。此外，最小扭矩即最低转速可以根据MIN端子的电压V_MIN而设定。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2005-224100号公报

[专利文献2]日本特开2004-166429号公报

[专利文献3]日本特开2009-296839号公报

技术实现要素：

〔发明所要解决的课题〕

本发明人们对图1的驱动IC200r进行了研究的结果，认识到了以下的课题。

课题1.

图3的(a)～(c)是表示图1的驱动装置9r中的、输入占空比、TH端子的电压V_TH、输出OUT1(OUT2)的输出占空比以及转速的关系的图。如图3的(a)所示，TH端子的电压V_TH相对于输入PWM信号的输入占空比而线性地变化，因此如图3的(b)所示，输出OUT1、OUT2的占空比(输 出占空比)也相对于输入占空比而线性地变化。

图3的(c)中示出输入占空比和风扇电动机6的转速的关系。图3的(c)中示出假定无负载、无损失的情况下的理想特性(i)。显示中的实际特性(i)由于电动机线圈的发热、轴承的摩擦损失、伴随转子的旋转的涡流损失、电动机的各种器件的发热的影响，而比理想特性(i)降低，转速越高则其影响越显著。随着将转速提高，相对于输入占空比的转速被压缩本身是不可避免的。

课题2.

专利文献3(日本特开2009-296839号公报)中公开了关联技术。在该文献中，读取PWM信号，进行补偿运算并求补偿信号，对补偿信号加上/减去补偿值，并且基于得到的补偿后的PWM信号，控制风扇的转速。

另外，驱动IC与各种风扇电动机组合使用。图3的(c)所示的风扇电动机的旋转特性根据风扇电动机6的种类、扇叶形状和大小、风扇电动机6和驱动IC200r的散热性而变化。因此，若能够针对每个驱动IC200r，相对于其被使用的状况而设定最佳的校正特性，则会很方便。

本发明一个方式鉴于课题1而完成，其例示的目的之一在于提供一种转速相对于控制输入的线性度被改善了的电动机驱动装置。此外，本发明的另一方式鉴于课题2而完成，其例示的目的至于在于提供一种能够针对所使用状况而设定最佳的校正特性，从而改善转速相对于转速控制信号的线性度的电动机驱动装置。

〔用于解决课题的手段〕

1.本发明的某一方式涉及对风扇电动机进行PWM(脉宽调制)驱动的电动机驱动装置。电动机驱动装置包括：转速控制端子，接受用于指示转速的模拟的控制电压，第1振荡器端子，在第1平台上，在其本身与接地之间，并联地连接电容器和放电电阻，充电电阻以及第1开关，被串联地设置在其电压被稳定化的参考电压线和第1振荡器端子之间，切换电路，若在第1振荡器端子上产生的振荡器电压达到上侧阈值，则将第1开关关断，若振荡器电压降低至下侧阈值，则将第1开关接通，PWM比较器，将转速控制端子的电压与振荡器电压进行比较，并生成控制脉冲，和输出电路，至少基于控制 脉冲来驱动风扇电动机。

振荡器电压的斜坡并非直线而使随着CR时间常数而变化。由此，能够改善转速控制端子的电压和输出占空比的线性。此外，充电、放电的斜率，以至于振荡器电压的频率可以通过充电电流和放电电阻规定。

在某一方式中，电动机驱动装置还可以包括第2振荡器端子。在第1平台上，充电电阻被外置于第2振荡器端子和第1振荡器端子之间，第1开关被设置于第2振荡器端子和参考电压源的输出之间。

切换电路包含：第1电阻、第2电阻、第3电阻，按顺序被串联地连接在参考电压源的输出与接地之间，第2开关，被与第3电阻并联地设置，和比较器，将第1电阻和第2电阻的连接点的电压与振荡器电压进行比较；根据比较器的输出，第1开关以及第2开关的开、关被控制。

在某一方式中，电动机驱动装置还可以包含：第1电流源，在使能状态下对振荡器端子拉规定的充电电流，和第2电流源，在使能状态下从振荡器端子灌规定的放电电流；第1电流源、第2电流源的至少一者被构成为能够通过切换电路来控制开、关。切换电路还可以能够切换将第1电流源以及第2电流源设为禁用状态，并对第1开关的开、关进行控制的第1模式、和将第1开关设为关，将第1电流源以及第2电流源设为使能状态，并对第1电流源以及第2电流源的至少一者的开、关进行控制的第2模式。

在将第1电流源、第2电流源设为使能状态的第2模式下，可以将振荡器电压的斜坡的斜率设为直线，并且能够在以往的平台上使用。

在某一方式中，电动机驱动装置还可以包含：第1电流源，在使能状态下对振荡器端子拉规定的充电电流，和第2电流源，在使能状态下能够控制开、关，并且在开期间从振荡器端子灌规定的放电电流。切换电路还可以能够切换将第1电流源以及第2电流源设为禁用状态并对第1开关的开、关进行控制的第1模式、和将第1开关设为关并对第2电流源的开、关进行控制的第2模式。

在某一方式中，切换电路也可以包含：第1电阻、第2电阻、第3电阻，按顺序被串联地连接在参考电压源的输出和接地之间，第2开关，并与第3电阻并联地设置，和比较器，将第1电阻和第2电阻的连接点的电压与振荡器电压进行比较；(i)在第1模式下，根据比较器的输出，第1开关以及第2 开关的开、关被控制，(ii)在第2模式下，根据比较器的输出，第2电流源以及第2开关的开、关被控制。

在某一方式中，电动机驱动装置也可以还包括选择器端子，接受用于指示第1模式和第2模式的选择信号。

在某一方式中，电动机驱动装置也可以被一体集成到一个半导体基板上。

所谓“一体集成”，包含电路的构成要素全部被形成在半导体基板上的情况，和电路的主要构成要素被一体集成的情况，也可以为了调节电路常数而将一部分电阻和电容器等设置在半导体基板的外部。

通过将电路集成为1个IC，能够削减电路面积，并且能够保持电路元件的特性均匀。

转速控制端子上也可以经由滤波器而被输入输入脉冲调制信号。

本发明的另一方式涉及冷却装置。冷却装置包括风扇电动机，和用于驱动风扇电动机的上述任何一个电动机驱动装置。

本发明另一方式涉及对风扇电动机进行PWM(脉宽调制)驱动的电动机驱动IC(集成电路)。电动机驱动IC包括：转速控制端子，接受用于指示转速的模拟的控制电压，第1振荡器端子，在第1平台上，在其本身与接地之间，并联地连接电容器以及放电电阻，第2振荡器端子，在第1平台上，在其本身与第1振荡器端子之间外置充电电阻，第1开关，被设置在其电压被稳定化的参考电压线和第1振荡器端子之间，切换电路，若在第1振荡器端子上产生的振荡器电压达到上侧阈值，则将第1开关关断，若振荡器电压降低到下侧阈值，则将第1开关接通，PWM比较器，将转速控制端子的电压与振荡器电压进行比较，并生成控制脉冲，和输出电路，至少基于控制脉冲来驱动风扇电动机。

某一方式的电动机驱动IC还可以包括：第1电流源，在使能状态下对振荡器端子拉规定的充电电流，和第2电流源，在使能状态下从振荡器端子灌规定的放电电流。切换电路能够切换(i)将第1电流源以及第2电流源设为禁用状态，并对第1开关的开、关进行控制的第1模式、和(ii)将第1开关设为关，将第1电流源以及第2电流源设为使能状态，并对第2电流源的开、关进行控制的第2模式。

2.本发明的另一方式涉及对风扇电动机进行PWM(脉宽调制)驱动的 电动机驱动电路。电动机驱动电路包括：转速控制输入部，被输入用于指示风扇电动机的转速的转速控制信号，第1设定输入部，被输入用于指示第1参数α的第1信息，数字脉宽调制器，定义向下凸出地弯曲的校正函数y＝f(x)，且根据第1参数α，校正函数f(x)的弯曲程度能够变更，并且生成具有与转速控制信号以及校正函数f(x)相应的输出占空比的控制脉冲，和输出电路，至少基于控制脉冲来驱动风扇电动机。

根据该方式，通过根据所使用的状况来提供第1参数α从而能够设定最佳的校正特性，并且能够改善转速相对于转速控制信号的线性度。

也可以在将与转速控制信号的最小值相应的值记作x₀，将与转速控制信号的最大值相应的值记作x₁₀₀时，定义校正函数y＝f(x)，使得对应于y＝ax的直线，满足f(x₀)＝ax₀、f(x₁₀₀)＝ax₁₀₀。

第1信息也可以作为模拟电压而被输入到第1设定输入部。

第1信息也可以作为数字数据而被输入到第1设定输入部。第1设定输入部还可以包含用于保存第1信息的第1存储器。

第1设定输入部还可以包含用于接收数字数据的第1信息的I²C(Inter IC)总线接口电路。

在某一方式中，电动机驱动电路还可以包括第2设定输入部，被输入用于指示第2参数β的第2信息。第2参数β也可以规定a。

本发明另一方式也涉及电动机驱动电路。电动机驱动电路包括：转速控制端子，接受用于指示风扇电动机的转速的转速控制信号，输入电路，将转速控制信号变换为输入数字值x，第1设定端子，接受用于指示第1参数α的第1信息，占空运算部，将与转速控制信号的最小值相应的输入数字值记作x₀，将与转速控制信号的最大值相应的输入数字值记作x₁₀₀时，定义对应于y＝ax的直线满足f(x₀)＝ax₀、f(x₁₀₀)＝ax₁₀₀的向下凸出地弯曲的校正函数y＝f(x)，且根据第1参数α，校正函数f(x)的弯曲程度能够变更，并且运算与输入数字值x相应的占空指令值y，数字脉宽调制器，生成具有与占空指令值y相应的输出占空比的控制脉冲，和输出电路，至少基于控制脉冲来驱动风扇电动机。

根据该方式，通过根据所使用的状况来提供第1参数α从而能够设定最佳的校正特性，并且能够改善转速相对于转速控制信号的线性度。

在某一方式中，也可以在将ax和f(x)之差成为最大的输入数字值记作x_C时，第1参数α规定ax_C和f(x_C)的差量。

在某一方式中，x_C也可以被定为与输入占空比为33～66％的范围相应的值。x_C也可以被定为与输入占空比50％相应的值。

在某一方式中，也可以第1信息作为模拟电压而被输入到第1设定端子，电动机驱动电路还包括将第1设定端子的模拟电压变换为数字的第1参数α的第1A/D转换器。

在某一方式中，还可以包括接受用于指示第2参数β的第2信息的第2设定端子。第2参数β也可以规定a。

在某一方式中，也可以第2信息作为模拟电压而被输入到第2设定端子，电动机驱动电路还包括将第2设定端子的模拟电压变换为数字的第2参数β的第2A/D转换器。

在某一方式中，也可以第1信息作为数字数据而被输入到第1设定端子，电动机驱动电路还包括：接口电路，接收被输入到第1设定端子的数字数据，并取得第1参数α，和第1存储器，保存第1参数α。

在某一方式中，也可以第2信息作为数字数据被输入到第2设定端子，电动机驱动电路还包括：接口电路，接收被输入到第2设定端子的数字数据，并取得第2参数β，和第2存储器，保存第2参数β。

在某一方式中，还可以包括第3设定端子，接受用于指示第3参数γ的第3信息。占空运算部也可以将所述第3参数γ作为下限，从而对占空指令值y进行钳位。

在某一方式中，也可以在转速控制端子上，作为转速控制信号而被输入具有输入占空比的输入脉冲调制信号。输入电路也可以包含占空/数字变换器，接受输入脉冲调制信号，并变换为与输入占空比相应的输入数字值x。

电动机驱动电路也可以被一体集成在一个半导体基板上。

所谓“一体集成”，包含电路的构成要素全部被形成在半导体基板上的情况，和电路的主要构成要素被一体集成的情况，也可以为了调节电路常数而将一部分电阻和电容器等设置在半导体基板的外部。通过将电路集成为1个IC，能够削减电路面积，并且能够保持电路元件的特性均匀。

本发明的另一方式涉及冷却装置。冷却装置包括：风扇电动机，和用于 驱动风扇电动机的上述电动机驱动IC。

本发明的另一方式涉及电子设备。电子设备也可以包括：处理器，和用于冷却处理器的上述冷却装置。

另外，以上构成要素的任意组合和本发明的构成要素和表现在方法、装置、系统等之间相互置换的结果作为本发明的方式也有效。

〔发明效果〕

根据本发明某一方式，能够改善转速相对于控制输入的线性度。

附图说明

图1是本发明人们所研究的包括风扇电动机的驱动IC(集成电路)的冷却装置的电路图。

图2是图1的驱动IC的动作波形图。

图3的(a)～(c)是表示图1的驱动装置中的输入占空比、TH端子的电压、输出OUT1(OUT2)的输出占空比以及转速的关系的图。

图4是表示包括第1实施方式的驱动IC的冷却装置的构成的电路图。

图5是表示切换电路的构成例的电路图。

图6是图4的驱动装置的动作波形图。

图7的(a)是表示图1的振荡器电压V_OSC’和图4的振荡器电压V_OSC的波形图，图7的(b)是表示TH端子的电压和控制脉冲的占空比的关系的图。

图8是表示改变充电电阻、放电电阻的组合时的控制特性的图。

图9是第2实施方式的驱动IC的电路图。

图10是包括冷却装置的PC的立体图。

图11的(a)～(c)是第1变形例的驱动IC的电路图。

图12是表示包括第3实施方式的驱动IC的冷却装置的构成的电路图。

图13是表示图12的驱动IC的构成的框图。

图14是表示校正函数f(x)的图。

图15的(a)、(b)是说明占空运算部的输入输出特性的参数依赖性的图。

图16的(a)是表示驱动IC的输入占空比D_IN和输出占空比D_OUT的关 系的图，图16的(b)是表示输入占空比D_IN和风扇电动机的转速的关系的图。

图17的(a)是第1变形例的驱动IC的框图，图17的(b)是第2变形例的驱动IC的框图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图4是表示包括第1实施方式的驱动IC200a的冷却装置2a的构成的电路图。冷却装置2a，例如搭载在桌面型、或者膝上型计算机、工作站、游戏设备、音频设备、视频设备等中，对CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)、电源装置等冷却对象(未图示)进行冷却。冷却装置2a包括与冷却对象相对地设置的风扇电动机6、和对风扇电动机6进行驱动的驱动装置9a。

驱动装置9a由实施方式的驱动IC200a及其周边器件构成。以下，关于驱动装置9a的构成，以与图1的驱动装置9的不同点为中心进行说明。驱动IC200a是被集成在一个半导体基板上的功能IC。

转速控制端子(TH)端子上被输入用于指示风扇电动机6的转速的模拟的控制电压V_TH。在该平台上，在TH端子上，经由反相器10以及RC滤波器12而输入具有输入占空比的输入脉冲调制信号PWM。在其他平台上，也可以在TH端子上输入由热敏电阻等生成的模拟电压。

在第6引脚的第1振荡器端子(OSC)上，在其本身OSC与接地之间，并联地外置电容器C21以及放电电阻R22。在第13引脚的第2振荡器端子(OSCH)和OSC端子之间，外置充电电阻R21。

驱动IC200a代替图1的振荡器220而包括切换电路250、第1开关252。如参照图1所说明的，参考电压源214生成参考电压V_REF。参考电压线254与参考电压源214的输出连接，其电压被稳定化。经由参考电压线254对驱动IC200a内部的各块提供参考电压V_REF。

第1开关252被设置在参考电压线254和OSCH端子之间。即，第1开关252以及充电电阻R21被串联地设置在参考电压线254和OSC端子之间。

切换电路250若在OSC端子上产生的振荡器电压V_OSC达到规定的上侧阈值V_H(例如3.5V)，则将第1开关252关断，若振荡器电压V_OSC降低到下 侧阈值V_L(例如1.5V)，则将第1开关252接通。

PWM比较器218将TH端子的电压V_TH与振荡器电压V_OSC进行比较，生成控制脉冲S3。

控制逻辑电路208以及驱动级230构成至少基于控制脉冲S8来驱动风扇电动机6的输出电路260。关于控制逻辑电路208、驱动级230如参照图1所说明的。

本发明作为图4的框图和电路图而被掌握，或者及于从上述说明所导出的各种装置、电路，不现定于特定的构成。以下，不是为了缩小本发明的范围，而使为了帮助发明的本质和电路动作的理解，并且将他们明确化，将说明更具体的构成例。

图5是表示切换电路250的构成例的电路图。第1电阻R31、第2电阻R32、第3电阻R33按顺序被串联地连接在参考电压线254与接地之间。第2开关256为N沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，与第3电阻R33并联设置。第2开关256也可以是NPN型双极晶体管。

比较器258将第1电阻R31和第2电阻R32的连接点N1的电压V_N1与振荡器电压V_OSC进行比较。第1开关252以及第2开关256根据比较器258的输出S5而互补地被控制开、关。

具体来说，比较器258的输出S5在V_N1＞V_OSC时为高电平，在V_N1＜V_OSC时为低电平。在输出S5为高电平时，第1开关252为关，第2开关256为开，成为放电状态。

在放电状态下，电容器C21经由放电电阻R22而被放电，因此，成为振荡器电压V_OSC的下降斜坡的区间。在放电状态下，由于第2开关256为开，因此第3电阻R33被短路，成为V_N1＝V_REF×R32/(R31+R32)，这相当于下侧阈值V_L。

在输出S5为低电平时，第1开关252为开，第2开关256为关，成为充电状态。在充电状态下，电容器C21经由充电电阻R21被充电，因此成为振荡器电压V_OSC的上升斜坡的区间。在充电状态下，由于第2开关256为关，因此成为V_N1＝V_REF×(R32+R33)/(R31+R32+R33)，这相当于上侧阈值V_H。

另外，切换电路250作为滞后比较器被掌握。因此，切换电路250除了图5的构成以外还可以使用公知的滞后比较器构成。或者，也可以对V_H、V_L 分别准备独立的比较器。

以上为驱动IC200a的结构。接着说明其动作。

图6是图4的驱动装置9a的动作波形图。OSC端子的振荡器电压V_OSC在第1开关252为开的充电期間，经由充电电阻R21被充电，以大的斜率增大。若振荡器电压V_OSC达到上侧阈值V_H，则第1开关252关断，电容器C21经由放电电阻R22而被缓慢地充电。然后，若振荡器电压V_OSC降低到下侧阈值V_L，则第1开关252接通。通过重复该动作，振荡器电压V_OSC如图6所示，成为具有非线性的上升斜坡、下降斜坡的锯齿波形。

若将非线性的锯齿波形和电压V_TH进行比较，则其结果得到的控制脉冲S3的占空比相对于电压V_TH的电压电平以非线性变化。图7的(a)是表示图1的振荡器电压V_OSC’和图4的振荡器电压V_OSC的波形图。这里，为了容易比较，暂且将图1的振荡器电压V_OSC’的上升斜坡和图4的振荡器电压V_OSC的上升斜坡的斜率合并。图7的(b)是表示TH端子的电压V_TH和控制脉冲S3的占空比的关系的图。(i)表示图4的驱动IC200a的特性，(ii)表示图1的驱动IC200r的特性。从图7的(b)可知，在图4的驱动IC200a中，控制脉冲S3相对于电压V_TH非线性地弓形变化。通过该弓形的特性(称作校正特性)，能够校正输入占空比和转速的关系，并且能够接近图3的(c)的目标特性(iii)。

图8是表示改变了充电电阻R21、放电电阻R22的组合时的控制特性的图。这里，假设C21＝100pF。

(i)R21＝10kΩ，R22＝100kΩ

(ii)R21＝10kΩ，R22＝10kΩ

(iii)R21＝10kΩ，R22＝100kΩ//470kΩ

100kΩ//470kΩ是100kΩ和470kΩ的并联连接。在本例中，(i)的组合最接近目标特性。

图3的(c)所示的实际特性根据风扇电动机6的种类、扇叶的形状和大小、风扇电动机6和驱动IC200的散热性而变化。根据实施方式的驱动IC200a，如图8所示，由于能够根据充电电阻R21、放电电阻R22的组合，从而使控制特性的曲线变化，因此通过根据实际特性来选择最佳的组合，从而能够接近目标特性。

这样，根据实施方式的驱动IC200a，能够改善转速相对于控制输入V_TH(即PWM输入信号的占空比)的线性度。

(第2实施方式)

图9是第2实施方式的驱动IC200b的电路图。驱动IC200b除了图4的驱动IC200a之外，还包括第1电流源CS1、第2电流源CS2、逻辑门259。

第1电流源CS1、第2电流源CS2被构成为能够切换启用、禁用。第1电流源CS1在使能状态下，对OSC端子拉(ソ一スする)规定量的充电电流IC₁。第2电流源CS2在使能状态下，从OSC端子灌(シンクする)规定量的放电电流IC₂。

此外，除了启用、禁用的切换之外，第1电流源CS1、第2电流源CS2的至少一者被构成为能够通过切换电路250来控制开、关。在图9中，仅仅第2电流源CS2能够根据比较器258的输出S5而控制开、关。

驱动IC200b具有用于设定振荡器的模式的选择器端子(SELO)。SELO端子被输入高电平或低电平的电压。第1电流源CS1、第2电流源CS2在SELO端子的电压为第1电平(例如高电平)时成为启用，在SELO端子的电压为第2电平(例如低电平)时成为禁用。也可以代替设置SELO端子而经由I²C总线等接口来输入用于设定模式的信号。或者，也可以在驱动IC200b中内置非易失性存储器，并根据非易失性存储器的数据来选择模式。

逻辑门259为了关断第1开关252而被设置。逻辑门259在SELO端子为第1电平(高电平)时，将第1开关252固定为关。此外，逻辑门259在SELO端子为第2电平(低电平)时，使比较器258的输出S5通过，并切换第1开关252的开、关。另外，这里为了使理解容易，将逻辑门259以“或门”的符号表示，但实际的结构不限定于“或门”，也可以采用具有相同功能的其他结构。

以上为驱动IC200b的结构。

驱动IC200b能够根据所使用的平台来切换使用第1模式、第2模式。第1模式通过对SELO端子输入低电平而被选择。在第1模式下，第1电流源CS1、第2电流源CS2禁用，与第1实施方式同样动作。

第2模式通过对SELO端子输入高电平而被选择。在第2模式下，第1开关252被固定为关，第1电流源CS1、第2电流源CS2成为启用。在选择 第2模式的平台上，不需要充电电阻R21、放电电阻R22。而且，根据比较器258的输出S5，若第2电流源CS2接通，则电容器C21通过IC₂-IC₁被放电，若第2电流源CS2关断，则电容器C21通过IC₁被充电。在第2模式下，振荡器电压V_OSC成为三角波。因此，能够进行与图1的驱动IC200r相同的动作。在第2模式下，由于不需要充电电阻R21、放电电阻R22，因此能够减少电路器件。

(用途)

最后，说明冷却装置2的用途。图10是包括冷却装置2的PC的立体图。PC500包括壳体502、CPU504、主板506、散热器508以及多个冷却装置2。

CPU504被安装在主板506上。散热器508紧贴在CPU504的上表面。冷却装置2_1与散热器508相对配置，向散热器508吹空气。冷却装置2_2被设置在壳体502背面，向壳体502的内部送入外部的空气。

冷却装置2除了图10的PC500之外，还可以搭载于工作站、笔记本型PC、电视机、冰箱等各种电子设备。

以上，说明了第1以及第2实施方式。这些实施方式为例示，这些各构成要素和各处理过程的组合可以有各种变形例，而且这样的变形例也属于本发明的范围，这是本领域技术人员应当理解的。以下，说明第1、第2实施方式相关联的变形例。

(第1变形例)

构成驱动IC200的元件可以全部被一体集成，或者也可以分开构成为不同的集成电路，进而，其一部分也可以由分立器件构成。将哪部分集成根据成本和占有面积、用途等而决定即可。相反，在实施方式中对驱动IC200外置的电路元件的一部分也可以被集成到驱动IC200上。图11的(a)～(c)是第1变形例的驱动IC200的电路图。在图11的(a)中，电容器C21被集成在驱动IC200上。由此，不需要外置的电容器，能够降低成本、安装面积。

在图11的(b)中，充电电阻R21被集成在驱动IC200上。由此，可以减少一个外置电阻，因此能够降低成本、安装面积。此外，由于不需要OSCH端子，因此也存在能够降低驱动IC200的芯片尺寸的情况。

在图11的(c)中，充电电阻R21、放电电阻R22双方都被集成在驱动IC200上。由此，能够减少一个外置电阻，因此能够降低成本、安装面积。 此外，由于不需要OSCH端子，因此存在能够减少驱动IC200的芯片尺寸的情况。在图11的(c)中，最好将充电电阻R21、放电电阻R22的至少一者，优选双方设为可变电阻。由此，对每个平台能够将校正特性进行微调节。

(第2变形例)

在实施方式中，说明了假设R21＜R22，振荡器电压V_OSC的下降斜坡长的情况，但也可以假设R21＞R22从而延长上升斜坡的时间。在该情况下，反转控制脉冲S3的逻辑，或者反转TH端子的电压V_TH的极性即可。

(第3变形例)

在实施方式中，说明了驱动对象的风扇电动机为单相驱动电动机的情况，但本发明不限定于此，也可以利用于其他电动机的驱动。

(第4变形例)

驱动级230的构成、驱动方式不限定于实施方式中所说明的。在实施方式中，根据霍尔信号H+、H-而改变了OUT1端子、OUT2端子的输出电压的振幅(包络线)，但也可以将振幅设为一定。

(第5变形例)

在实施方式中说明的各信号的极性、逻辑电平为例示，可以适当反转。

(第3实施方式)

图12是表示包括第3实施方式的驱动IC200的冷却装置2的构成的电路图。冷却装置2例如图10所示，被搭载于桌面型或者膝上型的计算机、工作站、游戏设备、音频设备、视频设备等中，对CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)、电源装置等冷却对象(未图示)进行冷却。冷却装置2包括与冷却对象相对设置的风扇电动机6和对风扇电动机6进行驱动的驱动装置9。

驱动装置9由第3实施方式的驱动IC200及其周边器件构成。驱动装置9的构成器件被搭载在共同的印刷基板上。图12中关于驱动IC200仅表示了本发明的关联部分，省略了无关的结构。

风扇电动机6是无刷DC电动机。霍尔传感器8被设置在风扇电动机6的近傍，用于检测转子的位置。驱动IC200是被集成在一个半导体基板上的功能IC。

在作为驱动IC200的第5引脚的转速控制端子(PWM)上，从外部输入 用于指示风扇电动机6的转速的转速控制信号S_IN。驱动IC200根据转速控制信号S_IN而对风扇电动机6进行PWM(脉宽调制)驱动。

在本实施方式中，在第5引脚的转速控制端子(PWM)上，作为转速控制信号S_IN而被输入具有输入占空比D_IN的输入脉冲调制信号(输入PWM信号)S_PWM。输入电路201接受输入脉冲调制信号S_PWM，并生成与输入占空比D_IN相应的输入数字值x。输入电路201可以由数字滤波器构成，也可以由模拟滤波器和A/D转换器的组合构成。PWM端子和输入电路201也称作转速控制输入部。

驱动IC200的第16引脚的接地端子(GND)接地。在第10引脚的电源端子(VCC)上，经由防止逆流用的二极管D1而被输入电源电压V_DD。驱动级230的输出经由第9引脚(OUT1)、第7引脚(OUT2)而与风扇电动机6连接。另外，在本说明书中引脚的号码是为了方便，与引脚的布局等无关。

在第2引脚、第3引脚的霍尔输入端子(H-、H+)上被输入由霍尔传感器8生成的霍尔信号H-、H+。霍尔比较器202对霍尔信号H-、H+进行比较，生成表示转子的位置的脉冲信号S1，并输出到控制逻辑电路100。控制逻辑电路100与该脉冲信号S1同步地进行换流控制。

参考电压源214生成被稳定化为规定的电压电平的参考电压V_REF。参考电压V_REF经由第11引脚的参考电压端子(REF)而被输出到外部。参考电压V_REF作为霍尔偏置信号V_HB而被提供给霍尔传感器8。

在作为第13引脚的第1设定端子(ADJ)上被输入用于指示第1参数α的第1信息。在本实施方式中，第1信息作为模拟电压V_ADJ而被提供给ADJ端子。例如对驱动IC200外置电阻R11、R12，对参考电压V_REF进行分压，从而生成模拟电压V_ADJ。在该情况下，能够根据电阻R11、R12的分压比来设定第1参数α。第1A/D转换器270将ADJ端子的模拟电压V_ADJ变换为数字的第1参数α。ADJ端子和第1A/D转换器270也称作第1设定输入部。

在作为第15引脚的第2设定端子(SLOPE)上，输入用于指示第2参数β的第2信息。在本实施方式中，第2信息作为模拟电压V_SLOPE而被提供给SLOPE端子。例如对驱动IC200外置电阻R21、R22，对参考电压V_REF进行分压，从而生成模拟电压V_SLOPE。在该情况下，能够根据电阻R21、R22的分压比来设定第2参数β。第2A/D转换器272将SLOPE端子的模拟电压 V_SLOPE变换为数字的第2参数β。SLOPE端子和第2A/D转换器272也称作第2设定输入部。

在作为第12引脚的第3设定端子(MIN)上，输入用于指示第3参数γ的第3信息。在本实施方式中，第3信息作为模拟电压V_MIN而被提供给MIN端子。例如对驱动IC200外置电阻R31、R32，对参考电压V_REF进行分压，从而生成模拟电压V_MIN。在该情况下，能够根据电阻R31、R32的分压比来设定第3参数γ。第3A/D转换器274将MIN端子的模拟电压V_MIN变换为数字的第3参数γ。MIN端子和第3A/D转换器274也称作第3设定输入部。

控制逻辑电路100基于输入数字值x、第1参数α、第2参数β、第3参数γ来运算输出占空比D_OUT。然后生成具有运算的输出占空比D_OUT的控制脉冲。控制逻辑电路100将霍尔比较器202的输出S1和控制脉冲合成，生成驱动信号S5。

驱动级209包含预驱动器210和H桥电路212。预驱动器210根据驱动信号S5来驱动H桥电路212。由此，与霍尔比较器202的输出S1同步地，输出OUT1、OUT2交替成为有效(换流控制)，有效的输出根据控制脉冲而转换(PWM驱动)。另外，驱动级209也可以具有图1的驱动级230的构成。

作为第8引脚的RNF端子与H桥电路212的下侧端子连接。在RNF端子和外部的接地之间，插入电流检测用电阻R_NF。电阻R_NF上发生与风扇电动机6中流过的电流成比例的检测电压V_NF。检测电压V_NF被输入到作为第6引脚的电流检测端子(CS)。电流钳位比较器206将检测电压V_NF与规定的电压V_CL进行比较。电压V_CL规定在风扇电动机6中流过的电流的上限。若电流钳位比较器206的输出(限流信号)S6被置为有效(高电平)，则控制逻辑电路100使驱动信号S5的逻辑值变化，以停止对风扇电动机6的通电。

TSD电路242检测过热状态。信号输出电路244生成具有与风扇电动机6的转速相应的周期的FG(频率产生器)信号，并从第1引脚的FG端子输出。

以上为驱动IC200的整体结构。接着说明其内部结构。

图13是表示图12的驱动IC200的结构的框图。另外，图13中仅表示用于生成驱动信号S5的结构，其他结构适当省略。

控制逻辑电路100包括：占空运算部108、数字脉冲调制器110、输出逻 辑部112。控制逻辑电路100可以由硬件逻辑构成，也可以由处理器和软件的组合构成。

占空运算部108保存有校正函数f(x)，使用校正函数来运算占空指令值y＝f(x)。图14是表示校正函数f(x)的图。横轴表示x，纵轴表示y。将与转速控制信号S_PWM的最小值(即占空比0％)相应的输入数字值记作x₀，将与转速控制信号S_PWM的最大值(即占空比100％)相应的输入数字值记作x₁₀₀。在本实施方式中，输入数字值x为6比特，因此x₀＝0、x₁₀₀＝64。

图14中示出y＝ax的直线。这里，假设a＝1。校正函数f(x)满足f(x₀)＝ax₀、f(x₁₀₀)＝ax₁₀₀，并且向下凸出地弯曲。该弓形的校正函数f(x)可以使用从理论的解析所导出的曲线，也可以由拟合求出图3的(c)的压缩特性并对压缩特性进行逆运算而求出，还可以使用对他们进行了近似的曲线。校正函数y＝f(x)能够根据第1参数α来变更弯曲的程度。

这里，说明各种参数。将ax和f(x)之差成为最大的输入数字值记作x_C。在图14中，x_C是与输入占空比D_IN＝50％相应的值(即32)。第1参数α规定ax_C和f(x_C)的差量Δ。此外，第2参数β规定y＝ax的斜率a。此外，占空运算部108以第3参数γ作为下限而对占空指令值y进行钳位。即，第3参数γ规定输出占空比D_OUT的最低值，换言之，风扇电动机6的最低转速。在图14中，示出γ＝0的例子。

图15的(a)、(b)是说明占空运算部108的输入输出特性的参数依赖性的图。图15的(a)是对第2参数β进行了变更时的输入输出特性。(i)～(iii)分别表示设为a＝1、0.5、1.33时的特性。图15的(b)是对第3参数γ进行了变更时的输入输出特性。

返回图13。数字脉冲调制器110生成具有与占空指令值y相应的输出占空比D_OUT的控制脉冲S4。数字脉冲调制器110可以使用数字计数器构成。

输出电路120至少基于控制脉冲S4来驱动风扇电动机6。输出电路120包括：控制逻辑电路100的输出逻辑部112、驱动级209、霍尔比较器202、电流钳位比较器206。

输出逻辑部112基于来自霍尔比较器202的脉冲信号S1、来自电流钳位比较器206的限流信号S6以及控制脉冲S4，生成驱动信号S5。输出逻辑部112使用公知技术即可。

以上是驱动IC200的构成。接着说明其动作。

图16的(a)是表示驱动IC200的输入占空比D_IN和输出占空比D_OUT的关系的图，图16的(b)是表示输入占空比D_IN和风扇电动机6的转速的关系的图。(i)表示目标特性，(ii)表示不使用校正函数f(x)而基于y＝ax运算了输出占空比时的特性，(iii)表示图12的驱动IC200的特性。

这样，根据第3实施方式的驱动IC200，可以使实际的旋转特性(iii)接近目标特性(i)，并且能够改善转速相对于转速控制信号S_PWM的线性度。

尤其在第3实施方式的驱动IC200中，能够根据提供给AJD端子的第1信息V_ADJ来调节校正函数f(x)的弯曲程度。因此，通过根据驱动对象的风扇电动机6的种类和特性、风扇的形状、冷却装置2被使用的环境来改变校正的曲线，从而在各种环境下能够实现高的线性度。

此外，能够根据提供给SLOPE端子的第2信息V_SLOPE来调节校正函数f(x)的斜率，并能够根据提供给MIN端子的第3信息V_MIN来设定最低转速。

第3实施方式也是例示，这些实施方式为例示，这些各构成要素和各处理过程的组合可以有各种变形例，而且这样的变形例也属于本发明的范围，这是本领域技术人员应当理解的。以下，说明第3实施方式相关联的变形例。

(第1变形例)

图17的(a)是第1变形例的驱动IC200a的框图。在该变形例中，表示第1参数α的第1信息作为数字数据被输入到ADJ端子。接口电路280接收被输入到ADJ端子的数字数据，取得第1参数α。第1存储器282保存第1参数α。同样，表示第2参数β的第2信息、表示第3参数γ的第3信息也作为数字数据而被输入到SLOPE端子、MIN端子。接口电路280从数字数据取得第2参数β、第3参数γ，并存储在第2存储器284、第3存储器286中。例如，接口电路280也可以是I²C总线的接收器。另外，在各数字数据通过分时复用被传输的情况下，ADJ端子、SLOPE端子、MIN端子可以共用。此外，存储器282、284、286可以是非易失性存储器也可以是易失性存储器。

(第2变形例)

在实施方式中对PWM端子输入了被脉宽调制后的转速控制信号S_PWM，但本发明不限定于此。图17的(b)是第2变形例的驱动IC200b的框图。驱动IC200b代替PWM端子而包括用于接受作为模拟电压V_TH的转速控制信号 S_IN的TH端子。此外，作为输入电路201，包括将TH端子的电压变换为输入数字值x的A/D转换器288。

(第3变形例)

在实施方式中，将图14的x_C设为与D_IN＝50％相应的值，但本发明不限定于此，也可以决定为与D_IN＝33～66％的范围相应的值。或者，用于设定x_C的第4参数也可以从外部输入。

(第4变形例)

在实施方式中，假设第2参数β、第3参数γ能够从外部设定，但是其中一方或者双方也可以在驱动IC200中预先规定。在该情况下，可以减少端子数以及外置电阻的个数。

(第5变形例)

在实施方式中，说明了驱动对象的风扇电动机为单相驱动电动机的情况，但本发明不限定于此，也可以利用于其他的二相、三相电动机的驱动。

(第6变形例)

实施方式说明了霍尔传感器8外置于驱动IC200的情况，霍尔传感器8也可以内置于霍尔中。或者本发明也能够用于省略霍尔传感器8而基于逆电动势来检测转子的位置的无传感器驱动。

〔标号说明〕

2…冷却装置，6…风扇电动机，8…霍尔传感器，9…驱动装置，10…反相器，12…RC滤波器，R21…充电电阻，R22…放电电阻，C21…电容器，R31…第1电阻，R32…第2电阻，R33…第3电阻，100…控制逻辑电路，108…占空运算部，110…数字脉冲调制器，112…输出逻辑部，120…输出电路，200…驱动IC，201…输入电路，202…霍尔比较器，204…霍尔偏置电路，206…电流钳位比较器，208…控制逻辑电路，209…驱动级，210…预驱动器，212…H桥电路，214…参考电压源，216，218…PWM比较器，220…振荡器，230…驱动级，232，234…霍尔放大器，240…锁定保护电路，242…TSD电路，244…信号输出电路，250…切换电路，252…第1开关，254…参考电压线，256…第2开关，258…比较器，259…逻辑门，CS1…第1电流源，CS2…第2电流源，260…输出电路，270…第1A/D转换器，272…第2A/D转换器，274…第 3A/D转换器，280…接口电路，282…第1存储器，284…第2存储器，286…第3存储器，288…A/D转换器，500…PC，502…壳体，504…CPU，506…主板，508…散热器。