电动机驱动集成电路的制作方法

专利名称：电动机驱动集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机驱动集成电路。
技术背景在以往的电子设备中，在一个设备内采用多个电动机的情况较多。例如， 在数字照相机的情况下，为了驱动变焦机构、聚焦机构、光圈机构、快门机 构等，而采用多个电动机。因此，通常采用一个电动机驱动集成电路来驱动 多个电动机(例如，参照专利文献1 )。由这样的电动机驱动集成电路所控制的电动机的驱动电压，并不是在所 有的电动机都相同，而大多是每个电动机不同。像这样，在对驱动电压不同 的多个电动机进行驱动的电动机驱动集成电路中，并不是每个电动机不同的 多个驱动电压施加到电动机驱动集成电路，而仅施加最高的驱动电压的情况 较多。并且，对于不需要从外部施加的较高驱动电压的电动机，通常采取在电动机驱动集成电路内，通过恒压控制或PWM (Pulse Width Modulation:脉 沖宽度调制)控制等，使驱动电压降压以使用(例如，参照专利文献2)。图11是表示利用恒压控制而使电动机的驱动电压降压的电动机驱动集 成电路的一般结构例的图。电动机驱动集成电路100包括P沟道MOSFETllO、 111、 N沟道MOSFET112、 113、基准电压电路114、电阻115、 116、比较器 117、开关电路118而构成，控制包含电动机120在内的多个电动机的驱动。 电动机120例如为控制数字照相机的变焦机构的DC电动机，连接在电动机 驱动集成电路100的端子OUTl、 OUT2之间。并且，从电源125输出的电源 电压Vjvi经由端子VM施加到电动机驱动集成电路100。该电源电压Vm例如 假设为电动机驱动集成电路100驱动的多个电动机中最高的驱动电压，为高 于电动机120的驱动电压的电压。P沟道MOSFET110、 111以及N沟道MOSFET112、 113构成H电桥电 路。并且，通过P沟道MOSFET110以及N沟道MOSFET113导通，P沟道 MOSFET111以及N沟道MOSFET112截止，从端子OUT1向端子OUT2的方向进行电动机120的通电。另外，通过P沟道MOSFET111以及N沟道 MOSFET112导通，P沟道MOSFET110以及N沟道MOSFETU3截止，从端 子OUT2向端子OUT1的方向进行电动机120的通电。例如，在^v端子OUT1向端子OUT2的方向4吏电动4几120通电的情况下， P沟道MOSFET110以及N沟道MOSFET113导通。这里，由于通过P沟道 MOSFET110导通，端子OUT1的电压V0UT1与施加到端子VM的电压VM大 致相等，所以V0UT1=VM。另一方面，端子OUT2的电压VouT2被比较器117 进行控制，使得电动机120的驱动电压(V0UT1-V0UT2)为低于电压Vm的規 定的VM，。即，在从端子OUT1向端子OUT2的方向使电动机120通电的情 况下，开关电路118被切换到B侧，并且，N沟道MOSFET113的栅极电压 被控制，以-使电阻115、 116的连接点电压与从基准电压电路114输出的电压 相等，从而电压V0UT2=V0UT1-VM，。专利文献1特开2004-104940号公才艮专利文献2特开2005-287186号公才艮通过这样进行恒压控制，虽然能够使电动机120的驱动电压成为低于电圧Vm的Vm，，但是由于电压V。ut2成为将电压VM降压后的电压，在电动机驱动集成电路内功率会白白消耗。即，假设在恒压驱动时，流过电动机uo 的电流为I，除了 VM，xI的电动机驱动功率之外，还消耗降压的电压 (VM-VM，=V0UT2) xn々功率，导致功率消耗量的增大。另外，通过采用PWM控制而不是采用恒压控制，也可以抑制电动机驱 动集成电路的消耗功率，但是需要从电动机驱动集成电路的外部输入调整成 为期望的占空比的用于PWM控制的脉冲。因此，成为电动机驱动集成电路 的端子数增加，成本增大的主要原因。发明内容本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供一种可抑制功率消耗量的 增大以及端子数的增加的电动机驱动集成电路。为了实现上述目的，本发明的电动机驱动集成电路，控制电动机的驱动， 包括数据输入端子；数据接收电路，接收从所述数据输入端子输入的数据； 控制电路，基于经由所述数据接收电路接收的第1数据，进行所述电动机驱 动集成电路的控制；以及脉沖生成电路，基于经由所述数据接收电路接收的第2数据，生成对电动机线圈进行PWM ( Pulse Width Modulation)控制的脉 沖，所述脉冲生成电路包括矩形信号生成电路，生成脉沖宽度不同的多个 矩形信号；以及合成电路，合成由所述矩形信号生成电路输出的所述多个矩 形信号，生成与所述第2It据对应的占空比的所述脉沖。另外，所述控制电路可以合成由所述矩形信号生成电路输出的所述多个 矩形信号，生成用于对其它电动机线圈进行PWM控制的、与所述第l数据 对应的占空比的脉冲。另外，所述矩形信号生成电路为对规定频率的振荡信号进行分频从而生 成所述多个矩形信号的分频电路，所述合成电路可以是将由所述分频电路输 出的所述多个矩形信号、和所述第2数据进行逻辑合成，从而生成所述脉冲 的逻辑电路。进而，所述矩形信号生成电路包括所述分频电^各；以及调整电路，生 成将作为由所述分频电路输出的脉冲宽度最大的所述矩形信号中的一个逻辑 值的时间、延长作为由所述分频电路输出的脉冲宽度最小的所述矩形信号中 的一个逻辑值的时间以上的矩形信号，所述逻辑电路将由所述分频电路输出 的所述多个矩形信号、由所述调整电路输出的所述矩形信号、和所述第2数 据进行逻辑合成，从而生成所述脉沖。发明效果可提供一种电动机驱动集成电路，能够抑制功率消耗量的增大以及端子 数的增加。


图1是表示本发明一实施方式的电动机驱动集成电路的结构的图。 图2是表示从CPU向电动机驱动集成电路的串行数据输入的定时的图。 图3是表示一例用于控制DC电动机而输入的串行数据的图。 图4是表示一例用于控制步进电动机(steping motor)而输入的串行数据 的图。图5是表示一例用于控制音圈(voice coil)电动机而输入的串行数据的图。图6是表示脉沖生成电路的结构例的图。图7是表示由图6例示的脉冲生成电路生成的脉沖的例子的图。图8是表示一例在可将占空比设定到100%的情况下、用于控制占空比所输入的串行数据的图。图9是表示可将占空比设定到100%的脉沖生成电路的结构例的图。图IO是表示由图9例示的脉沖生成电路生成的脉沖的例子的图。图11是表示通过恒压控制使电动机的驱动电压降压的电动机驱动集成电路的一般结构例的图。
具体实施方式
图1是表示作为本发明的一实施方式的电动机驱动集成电路的结构的 图。电动才几驱动集成电^各10其构成为包括P沟道MOSFET ( P1 P9 )、 N沟 道MOSFET (N1 N9 )、串-并行变换电路20、振荡电路21、脉沖生成电路 22、 23、正反控制电路24、励磁控制电路25、通电控制电路26、基准电压 电路27、基准电压选择电路28、比较器29、以及逻辑电路30 32。再有，电 动机驱动集成电路IO作为与外部的连接端子，具有端子VM、 OUTl OUT9、 GND、 SCLK、 DATA、 STB、 RF。P沟道MOSFET (P1 P9 )以及N沟道MOSFET (N1 N9 )是用于控制 多个电动机线圈41~45的通电的晶体管。P沟道MOSFET ( Pl ， P2 )以及N沟道MOSFET ( Nl 、 N2 )构成H电 桥电路，P沟道MOSFET (Pl)以及N沟道MOSFET (Nl )的连接点与端子 OUT1相连接，P沟道MOSFET ( P2 )以及N沟道MOSFET (N2 )的连接点 与端子OUT2连接。并且，在端子OUTl、 OUT2之间(1通道(channel): lch)，连接着电动机线圈41。电动机线圈41例如是控制数字照相机的变焦机 构(ZM)的DC电动机的线圈。P沟道MOSFET (P3， P4 )以及N沟道MOSFET ( N3， N4 )构成H电 桥电路，P沟道MOSFET ( P3 )以及N沟道MOSFET (N3 )的连接点与端子 OUT3相连接，P沟道MOSFET ( P4 )以及N沟道MOSFET (N4 )的连接点 与端子OUT4连接。并且，在端子OUT3、 OUT4之间(2通道2ch),连接 着电动机线圈42。再有，P沟道MOSFET (P5， P6 )以及N沟道MOSFET (N5, N6)构成H电桥，P沟道MOSFET(P5)以及N沟道MOSFET(N5) 的连接点与端子OUT5相连接，P沟道MOSFET ( P6 )以及N沟道MOSFET (N6)的连接点与端子OUT6连接。并且，在端子OUT5、 OUT6之间(3通道3ch)，连接着电动才几线圏43。电动冲几线圈42、 43例如是控制数字照相 机的自动聚焦机构(AF)的步进电动机的线圈。P沟道MOSFET (P7， P8 )以及N沟道MOSFET (N7， N8 )构成H电 桥电路，P沟道MOSFET ( P7 )以及N沟道MOSFET (N7 )的连接点与端子 OUT7相连接，P沟道MOSFET ( P8 )以及N沟道MOSFET ( N8 )的连接点 与端子OUT8连接。并且，在端子OUT7、 OUT8之间(4通道4ch),连接 着电动才几线圈44。电动冲几线圈44例如是控制^:字照相冲几的光圈^L构的音围 电动;^几的线圈。P沟道MOSFET ( P8, P9 )以及N沟道MOSFET (N8, N9 )构成H电 桥电路，P沟道MOSFET ( P8 )以及N沟道MOSFET (N8 )的连接点与端子 OUT8相连接，P沟道MOSFET ( P9 )以及N沟道MOSFET (N9 )的连接点 与端子OUT9连接。并且，在端子OUT8、 OUT9之间(5通道5ch)，连接 着电动机线圈45。电动机线圈45例如是控制数字照相机的快门机构的音圈 电动机的线圈。另夕卜，P沟道MOSFET ( P8 )以及N沟道MOSFET ( N8 )为 与控制电动机线圈44的通电的H电桥电路的共用。P沟道MOSFET (P1 P9 )的源极被经由端子VM施加从电源46输出的 电源电压VM。电源电压Vw例如是将电池电压由DC/DC变换器进行升压所 生成的电压。N沟道MOSFET (N1 N6)的源极经由端子GND接地。另夕卜， N沟道MOSFET (N7 N9 )的源极经由端子RF与电阻47相连接。串-并行变换电路20 (数据接收电路)经由用于串行通信的端子SCLK、 DATA、 STB(数据输入端子)，与CPU48相连接，接收从CPU48发送来的 各种串行数据，并将接收到的串行数据变换成并行数据，传送给电动机驱动 集成电路10内的各个电路。振荡电路21输出以规定频率进行振荡的振荡信号。从振荡电路21输出 的振荡信号被使用于生成对电动机线圈进行PWM ( Pulse Width Modulation) 控制的脉沖。脉沖生成电路22基于从振荡电路21输出的振荡信号，生成用于对电动 机线圏41进行PWM控制的脉冲。另外，脉冲生成电路22生成的脉沖的占 空比(例如为H (高)电平的比例)基于从串-并行变换电路20输出给脉冲 生成电路22的数据来设定。正反控制电路24基于从串-并行变换电路20输出给正反控制电路24的数据，输出用于控制由电动机线圏41构成的DC电动机的旋转方向的控制信 号。在本实施方式中，假设在从端子OUT1向端子OUT2对电动机线圈41 通电时，DC电动机正转，在从端子OUT2向端子OUT1对电动机线圏41通 电时，DC电动机反转。逻辑电路30基于从脉沖生成电路22输出的脉沖、和从正反控制电路24 输出的控制信号，将用于对电动机线圈41进行PWM控制的信号输出给P沟 道MOSFET (PI, P2)以及N沟道MOSFET (Nl， N2)的栅极。例如，在从正反控制电路24输出的控制信号为指示正转的信号的情况 下，通过逻辑电路30输出使P沟道MOSFET( Pl )以及N沟道MOSFET( N2 ) 导通、使P沟道MOSFET (P2)以及N沟道MOSFET (Nl)截止的信号， 从端子OUT1向端子OUT2使电动机线圈41通电。进而，逻辑电路30基于 从脉冲生成电路22输出的脉冲，如果为正转的情况，则例如对P沟道MOSFET(Pl )进行间歇驱动(PWM控制)。并且，仅在P沟道MOSFET (Pl )为导 通的期间，电动机线圈41的两端间的电压成为VM。即，通过基于从脉沖生 成电路22输出的脉沖，控制P沟道MOSFET (Pl )成为导通的比例，从而 电动机线圈41的驱动电压进行变化。另外，进行PWM控制的晶体管不限于 源侧的P沟道MOSFET(Pl， P2)，也可以是漏(sink)侧的N沟道MOSFET(Nl， N2)。在对P沟道MOSFET( Pl )进行间歇驱动的情况下，即使P沟道MOSFET (Pl)变为截止，电动机线圈41也会继续流过电流。因此，从电动机线圈 41输出的电流通过N沟道MOSFET (N2)和N沟道MOSFET (Nl )的寄生 二极管流过。但是，在电流流过N沟道MOSFET(Nl)的寄生二极管时，能 量损失较大，所以逻辑电路30可以在使P沟道MOSFET (Pl)截止时，使N 沟道MOSFET (Nl )变为导通。此时，从电动机线圈41输出的电流通过N 沟道MOSFET (N2 )、和N沟道MOSFET (Nl )流过，可以抑制能量的损失。脉冲生成电路23基于从振荡电路21输出的振荡信号，生成用于对电动 机线圈42、 43进行PWM控制的脉沖。另外，脉沖生成电路23生成的脉沖 的占空比基于从串-并行变换电路20输出给脉沖生成电路23的数据来设定。励磁控制电路25基于从串-并行变换电路20输出给励磁控制电路25的 数据，输出用于控制由电动机线圈42、 43构成的步进电动机的旋转方向以及 励磁模式的控制信号。另外，在本实施方式中，假设通过2相励磁或者1-2相励磁能够对电动机线圈42、 43励磁。逻辑电路31基于从脉冲生成电路23输出的脉沖、和从励磁控制电路25 输出的控制信号，将以对电动机线圈42、 43已设定的励磁模式进行PWM控 制的信号输出给P沟道MOSFET ( P3 P6 )以及N沟道MOSFET (N3 N6 ) 的才册极。另夕卜，电动机线圏42、 43的PWM控制可以与电动才几线圏41的PWM 控制同样地进行。通电控制电路26基于从串-并行变换电路20输出给通电控制电路26的 数据，输出用于控制电动机线圈44、 45的通电方向的控制信号。基准电压电路27为输出规定的基准电压的电路。基准电压选择电路28 可基于从基准电压电路27输出的基准电压，生成多级的多个基准电压。并且， 基准电压选择电路28基于从串-并行变换电路20输出给基准电压选择电路28 的数据，选择多个基准电压中的任意一个，输出到比较器29的+输入端子。比较器29是用于控制的电路，该控制使得流入到电动机线圈44、 45的 电流量为与从基准电压选择电路28输出的基准电压对应的恒定电流。N沟道 MOSFET (N7 N9)的源极经由端子RF与电阻47相连接，同时与比较器29 的-输入端子相连接。所以，与流过电动机线圈44、 45的电流对应的电压被 施加给比较器29的-输入端子。即，在流过电动机线圈44、 45的电流少于与 从基准电压选择电路28输出的基准电压对应的恒定电流的情况下，从比较器 29输出H (高)电平的信号，在多于与从基准电压选择电路28输出的基准 电压对应的恒定电流的情况下，从比较器29输出L(低)电平的信号。逻辑电路32基于从通电控制电路26输出的控制信号，将用于控制电动 机线圏44、 45的任意一方的通电的信号输出给P沟道MOSFET ( P7 P9 )以 及N沟道MOSFET (N7 N9 )的栅极。另夕卜，逻辑电路32通过基于从比较 器29输出的信号，控制输出给P沟道MOSFET( P7 P9 )以及N沟道MOSFET (N7 N9)的栅极的信号，从而使流过电动机线圈44、 45的电流量成为与从 基准电压选择电路28输出的基准电压对应的值。图2是表示从CPU48向电动机驱动集成电路10的串行数据输入的定时 的图。CPU48在从端子SCLK输入的逻辑信号的上升的定时，从端子DATA 依次输入例如6比特的数据(D0 D5)，此后，从端子STB输入脉沖信号。 串-并行变换电路20将从端子DATA输入的例如6比特的数据(D0 D5 )在 从端子STB输入的信号的上升的定时进行锁存。另外，在本实施方式中，假设输入的串行数据为6比特(D0 D5 )，高位3比特(D0 D2 )表示地址，低 位3比特(D3 D5 )表示各种控制内容。图3是表示一例为控制由电动机线圈41构成的DC电动机而输入的串行 数据的图。在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"000"的情况下，低位3 比特(D3 D5)的数据输出到脉沖生成电路22。脉冲生成电路22基于从串-并行变换电路20输出的3比特的数据(D3 D5 )，控制生成的脉沖的占空比。 例如，在数据(D3 D5 )为"000"的情况下，占空比为50%,随着数据(D3 D5 )按"001"、 "010"、 "011".......上升，占空比按56.25%、 62.5%、 68.75%……这样以6.25%的刻度上升。并且，在数据(D3 D5)为"111"的情况下，占 空比为93.75%。另外，在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"001"的情况下，数据 D3被输出到正反控制电路24。正反控制电路24基于从串-并行变换电路20 输出的数据D3，控制由电动机线圈41构成的DC电动机的旋转方向。例如， 正反控制电路24在数据D3为"0"的情况下，将使DC电动机的旋转方向为 正转的控制信号输出到逻辑电路30，在数据D3为"1"的情况下，将使DC 电动机的旋转方向为反转的控制信号输出到逻辑电路30。另夕卜，图3中的"*" 表示自由(don't care )，在以后的图中也同样。图4是表示一例用于控制由电动才几线圈42、 43构成的步进电动冲几而输入 的串行数据的图。在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"010"的情况下， 低位3比特(D3 D5)的数据输出给脉沖生成电路23。脉冲生成电路23基 于从串_并行变换电路20输出的3比特的数据(D3 D5),与脉冲生成电路22 同样地，控制生成的脉冲的占空比。另夕卜，在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"011"的情况下，数据(D3， D4)输出到励磁控制电路25。励磁控制电路25基于从串-并行变换电路20 输出的数据(D3， D4)，控制由电动机线圈42、 43构成的步进电动机的旋转 方向以及励磁模式。例如，励磁控制电路25在数据D3为"0"的情况下， 将使步进电动机的旋转方向为正转的控制信号输出到逻辑电路31，在数据 D3为'T，的情况下，将使步进电动机的旋转方向为反转的控制信号输出到 逻辑电^各31。另外，例如，励》兹控制电路25在数据D4为"0"的情况下， 将使步进电动机的励石兹模式为2相励^磁的控制信号输出给逻辑电路31,在数 据D4为"1"的情况下，将步进电动机的励磁模式为l-2相励磁的控制信号输出给逻辑电路31。图5是表示一例用于控制由电动机线圏44、45构成的音圏电动机而输入 的串行数据的图。在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"100"的情况下， 低位3比特(D3 D5)的数据输出到通电控制电路26。通电控制电路26基 于从串-并行变换电路20输出的3比特的数据(D3 D5)，控制电动机线圏44、 45的通电方向。例如，通电控制电路26在数据D3为"0"的情况下，输出 用于控制电动机线圏44 (4ch)的通电的控制信号，并且，在数据D3为"1" 的情况下，输出用于控制电动机线圈45 (5ch)的通电的控制信号。并且，通 电控制电路26在数据(D4, D5)为"00"的情况下，将使音圈电动机截止 的控制信号输出给逻辑电路32。并且，通电控制电路26在数据(D4， D5) 为"01"的情况下，将使通电方向从端子OUT7向端子OUT8或者从端子OUT8 向端子OUT9的控制信号输出给逻辑电路32。另外，通电控制电路26在数 据(D4， D5)为"10"的情况下，将使通电方向从端子OUT8向端子OUT7 或者从端子OUT9向端子OUT8的控制信号输出给逻辑电路32。另外，通电 控制电路26在数据(D4， D5)为"11"的情况下，将对音圈电动机实施制 动的控制信号输出给逻辑电路32。例如，如果为控制电动^/L线圈44的通电的情况，则通过P沟道MOSFET (P7, P8)以及N沟道MOSFET (N7, N8 )都^皮截止，从而由电动机线圈 44构成的音圈电动机截止。另外，通过P沟道MOSFET (P7)以及N沟道 MOSFET (N8)导通、P沟道MOSFET ( P8 )以及N沟道MOSFET (N7) 截止，从而，通电方向成为从端子OUT7向端子OUT8。另外，通过P沟道 MOSFET (P8)以及N沟道MOSFET (N7)导通、P沟道MOSFET ( P7 ) 以及N沟道MOSFET (N8)截止，从而通电方向成为从端子OUT8向端子 OUT7。另外，通过P沟道MOSFET (P7， P8 )导通、N沟道MOSFET (N7, N8)截止，从而对由电动机线圈44构成的音圏电动机实施制动。另外，在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"101"的情况下，低位3 比特(D3 D5)的数据输出给基准电压选择电路28。基准电压选择电路28 选择与从串-并行变换电路20输出的3比特的数据(D3 D5)对应的基准电 压，施加到比较器29的+输入端子。例如，在数据(D3 D5)为"000"的情 况下，基准电压为0.15V,随着数据(D3 D5)按"001"、 "010"、 "011"……上升，基准电压按0.145V、 0.14V、 0.135V.......这样每0.005V地下降下去。并且，在数据(D3 D5)为"111"的情况下，基准电压为0.115V。这样，对 应于数据(D3 D5)来选择多个基准电压并输出的基准电压选择电路28例如 可以使用多个分压电阻和开关电路构成。图6是表示脉冲生成电路22的结构例的图。脉沖生成电路22具有锁 存电路60、 D型触发器(D-FF) 61~64、异或(EXOR)电路65、 66、以及 与非(NAND)电路67~70。锁存电路60是保持从串-并行变换电路20输出的数据(D3 D5 )并输出 的电路。另夕卜，锁存电路60可以使用例如三个D-FF构成。D-FF61-64是将从振荡电路21输出的规定频率的振荡信号CLK分频从 而生成脉冲宽度不同的多个矩形信号的电路(矩形信号生成电路)。另外，假 设振荡信号CLK其H (高)电平的期间和L (低)电平的期间为相同的长度。 D-FF61其时钟端子C被输入从振荡电路21输出的振荡信号CLK，从反相输 出端子/Q输出的信号被输入到数据输入端子D,从输出端子Q输出的信号为 将振荡信号CLK进行1/2分频后的矩形信号。D-FF62其时钟端子C被输入 从D-FF61的反相输出端子/Q输出的信号，从反相输出端子/Q输出的信号被 输入到数据输入端子D,从输出端子Q输出的信号为对振荡信号CLK进行 1/4分频后的矩形信号。D-FF63其时钟端子C被输入从D-FF62的反相输出 端子/Q输出的信号，从反相输出端子/Q输出的信号被输入到数据输入端子D ， 从输出端子Q输出的信号为对振荡信号CLK进行1/8分频后的矩形信号。 D-FF64其时钟端子C被输入从D-FF63的反相输出端子/Q输出的信号，从反 相输出端子/Q输出的信号被输入到数据输入端子D，从输出端子Q输出的信 号为对振荡信号CLK进行1/16分频后的矩形信号。异或电路65、 66以及与非电路67~70是将从D-FF61~64输出的频率不 同的矩形信号基于从锁存电路60输出的数据(D3 D5)合成、并作为脉冲 PWM输出的逻辑电路(合成电路)。对异或电路65输入从D-FF62的输出端 子Q输出的信号、和从锁存电路60输出的数据D4。对异或电路66输入从 D-FF63的输出端子Q输出的信号、和从锁存电路60输出的数据D3。对与非 电路67输入从D-FF61的输出端子Q输出的信号、从锁存电路60输出的数 据D5、和从异或电路65、 66输出的信号。对与非电路68输入从D-FF62的 输出端子Q输出的信号、从锁存电路60输出的数据D4、和从异或电路66存电路60输出的数据D3。对与非电路70输入从与非电路67~69输出的信号、 从D-FF64的输出端子Q输出的信号，与非电路70输出的信号为脉沖PWM。图7是表示由图6例示的脉冲生成电路22生成的脉沖的例子的图。在图 7中，表示为PWM的信号为从与非电路70输出的脉冲PWM。另外，表示 为50%Duty的信号为从D-FF64的输出端子Q输出的信号，表示为25%Duty 的信号为从D-FF63的输出端子Q输出的信号，表示为12.5%Duty的信号为 从D-FF62的输出端子Q输出的信号，表示为6.25°/oDuty的信号为从D-FF61 的输出端子Q输出的信号。这里，若假设(D3， D4， D5) = (0， 0, 0),则与非电路67~69的输出 都为H (高)电平，则脉冲PWM为将从D-FF64输出的信号(50%Duty )反 转后的信号，脉冲PWM的占空比为50%。即，脉冲PWM在从D-FF64输出 的信号(50%Duty)为L (低)电平的期间为H (高)电平。另外，例如若假 设(D3, D4, D5) = (0， 0， 1)，则在从D-FF64输出的信号(50%Duty) 为L (低)电平的期间，加上在从D-FF61输出的信号(6.25%Duty)的l周 期为H (高)电平的期间的期间，脉冲PWM为H (高)电平，脉冲PWM的 占空比为50%+6.25%=56.25%。同样地，在数据D4为"1"的情况下，在从 D-FF62输出的信号(12.5%Duty)的一周期内为H (高)电平的期间，与脉 冲PWM为H(高)电平的期间相力口，脉沖PWM的占空比增加12.5%。另夕卜， 在数据D3为'T，的情况下，在从D-FF63输出的信号(25%Duty )的一周 期内为H (高)电平的期间，与脉冲PWM为H (高)电平的期间相加，脉 冲PWM的占空比增加250/。。并且，在(D3， D4, D5) = (l， 1, 1 )的情况 下，如图7所示，在从D-FF64输出的信号(50%Duty)为L (低)电平的期 间，加上在从D-FF61 63输出的各个信号的一周期内为H (高)电平的期间 的期间，脉冲 PWM 为H(高)电平，占空比为 50%+25%+12.5%+6.25%=93.75%。这样，通过脉冲生成电路22合成从D-FF61 ~64输出的脉沖宽度不同的 矩形信号，可以将脉沖PWM的占空比在50%~93.75%的范围内以6.25%的刻 度进行调整。另外，在本实施方式中，使占空比的刻度宽度为6.25%，但是 通过变更对振荡信号CLK进行分频的D-FF的级数，也能够变更脉沖PWM 的占空比的刻度宽度。另外，关于脉沖生成电路23也可以为与脉冲生成电路22同样的构成。另外，作为生成脉沖宽度不相同的多个矩形信号的分频电路，可以在脉沖生成电路22、 23共用D-FF61~64。这样，通过在脉冲生成电路22、 23共用 D-FF61 64，可以抑制电动机驱动集成电路10的电路规模的增大。另外，在图6例示的脉沖生成电路22,脉沖PWM的占空比的范围为 50% 93.75°/。，但是可以为能够将脉冲PWM的占空比设定到100°/。的结构。图8是表示一例在可将占空比设定到100%的情况下、用于控制占空比 而输入的串行数据的图。在串行数据的高位3比特(D0 D2)为"001"的情 况下，低位3比特(D3 D5)的数据输出到脉冲生成电路22。并且，控制电 动机线圈41的脉冲的占空比与低位3比特的数据(D3 D5)对应，在 56.25%~100%的范围内以6.25%的刻度来设定。另外，在串行数据的高位3 比特(D0 D2)为"011"的情况下，低位3比特(D3 D5)的数据被输出到 脉冲生成电路23。并且，控制电动机线圈42、 43的脉沖的占空比与低位3 比特的数据(D3 D5)对应，在56.25% 100%的范围内以6.25°/。的刻度来设 定。图9是表示可将占空比设定到100。/。的脉冲生成电路22的结构例的图。 脉冲生成电路22除了图6所示的结构之外，还具有D-FF75以及与(AND) 电路76 (调整电路)。D-FF75其时钟端子C被输入从D-FF61的输出端子Q 输出的信号，对数据输入端子D输入从D-FF64的输出端子Q输出的信号。 对与电路76输入从D-FF64的输出端子Q输出的信号、和从D-FF75的输出 端子Q输出的信号SIG1。并且，对与非电路70输入从与电路76输出的信号 SIG2,取代图6所示的结构中从D-FF64的输出端子Q输出的信号。除此之 外，与图6所示的结构相同。图IO是表示由图9例示的脉沖生成电路22生成的脉冲的例子的图。从 D-FF75的输出端子Q输出的信号SIG1是将从D-FF64的输出端子Q输出的 信号(50%Duty)的相位相应延迟从D-FF61的输出端子Q输出的信号 (6.25%Duty )半周期的信号。并且，从与电路76输出的信号SIG2为从D-FF64 输出的信号(50%Duty)、和从D-FF75输出的信号SIG1的逻辑与。即，从与 电路76输出的信号SIG2为将作为从D-FF61~64输出的信号当中、脉沖宽度 最大的信号(50%Duty)中的L (低)电平的时间相应延长作为脉沖宽度最小 的信号(6.25°/。Duty )中的L (低)电平的时间的矩形信号。这里，例如假设(D3， D4, D5) = (0， 0, 0),则脉冲PWM为将从与电路76输出的信号SIG2反转后的信号，脉冲PWM的占空比为56.25%。并 且，与图6所示的结构的情况同样，对信号SIG2合成从D-FF61 63输出的 信号，从而，脉冲PWM的占空比以6.25%的刻度来设定。例如，假设(D3， D4， D5) = (l, 1， 1),如图10所示，在信号SIG2为L (低)电平的期间， 加上从D-FF61 63输出的信号(6.25%Duty， 12.5%Duty， 25%Duty)的一周 期内为H电平的期间的信号为脉冲PWM,脉冲PWM的占空比为100%。另 外，关于脉沖生成电路23也同样地构成，从而可以实现可将占空比设定到 100%。以上，关于本实施方式进行了说明。如上述那样，在电动机驱动集成电 路10中，用于控制励磁控制电路25和通电控制电路26、基准电压选择电路 28等的控制电路的串行数据从一个数据输入端子DATA输入。并且，这些控 制电路基于串-并行变换电路20经由数据输入端子DATA接收的数据(第1 数据)，进行各种控制。另外，在生成用于PWM控制的脉沖的脉沖生成电路 22中，也与其它控制电路一样，基于串-并行变换电路20经由数据输入端子 DATA接收的数据(第2数据)，调整生成的脉冲的占空比。即，例如不需要 在CPU48等生成所需要的占空比的脉沖以输入到电动机驱动集成电路10。所 以，不需要单独地设置用于输入用于PWM控制的脉冲的端子，能抑制电动 机驱动集成电路10中的端子数的增加。并且，在电动机驱动集成电路10中， 作为控制电动机线圈41的驱动电压的方法，采用PWM控制而不是恒压控制，因此能抑制功率消耗量的增大。另外，电动机驱动集成电路10除了脉冲生成电路22之外，还具有生成 对电动机线圈42、 43进行PWM控制的脉冲的脉冲生成电路23。并且，在脉 冲生成电路23中，也与脉冲生成电路22同样地，基于串-并行变换电路20 经由数据输入端子DATA接收的数据(第1数据)，调整生成的脉冲的占空比。 由此，在电动机驱动集成电路10内，可生成占空比不同的多个脉沖。即，即 使作为PWM控制的对象的电动机数增力。，也不需要设置用于输入用于PWM 控制的脉冲的端子，所以可抑制端子数的增加。另外，在本实施方式中，使 生成用于PWM控制的脉冲的电路为两个，但是即使在为三个以上的情况下， 也能够同样地进行控制而不会使端子增加。另外，在脉沖生成电路22中，脉冲宽度不同的多个矩形信号使用由 D-FF61-64构成的分频电路生成，这些多个矩形信号基于从CPU48输入的数据在逻辑电路进行合成，从而生成期望的占空比的脉沖。通过这样将由分频 电路分频后的矩形信号在逻辑电路进行合成，例如与在比较器比较三角波电 压和规定电压而生成脉冲的情况相比，能够高精度地生成脉沖宽度小的矩形 信号等。进而，在图9例示的脉冲生成电路22中，作为生成矩形信号SIG2的调 整电路，追加D-FF75以及与电路76，其中矩形信号SIG2为，将作为从 D-FF61-64输出的脉冲宽度最大的矩形信号(50%Duty )中的L (低)电平的 时间相应延长作为脉冲宽度最小的矩形信号(6.25%Duty)中的L U氐)电平 的时间。并且，如图IO所例示，通过使用这样的矩形信号SIG2,即使在脉 冲宽度最小的矩形信号(6.25%Duty)为L (低)电平的期间，也能够使脉沖 PWM为H(高)电平，并且，能够生成占空比为100%的脉冲。另外，即便 是进一步延长矩形信号SIG2为L(低)电平的时间，也能够同样地生成100% 的占空比。另外，上述实施例是用于使本发明的理解变得容易的例子，并不是用于 限定、解释本发明的例子。本发明在不脱离其精神下能够变更、改进的同时， 本发明中还包含其等效物。
权利要求
1、一种电动机驱动集成电路，控制电动机的驱动，其特征在于，包括数据输入端子；数据接收电路，接收从所述数据输入端子输入的数据；控制电路，基于经由所述数据接收电路接收的第1数据，进行所述电动机驱动集成电路的控制；以及脉冲生成电路，基于经由所述数据接收电路接收的第2数据，生成对电动机线圈进行PWM(Pulse Width Modulation)控制的脉冲，所述脉冲生成电路包括矩形信号生成电路，生成脉冲宽度不同的多个矩形信号；以及合成电路，合成由所述矩形信号生成电路输出的所述多个矩形信号，生成与所述第2数据对应的占空比的所述脉冲。
2、 如权利要求1所述的电动机驱动集成电路，其特征在于， 所述控制电路合成由所述矩形信号生成电路输出的所述多个矩形信号，从而生成用于对其它电动机线圈进行PWM控制的、与所述第l数据对应的 占空比的脉冲。
3、 如权利要求1或2所述的电动机驱动集成电路，其特征在于， 所述矩形信号生成电路为对规定频率的振荡信号进行分频从而生成所述多个矩形信号的分频电路，所述合成电路为将由所述分频电路输出的所述多个矩形信号、和所述第 2数据进行逻辑合成，从而生成所述脉冲的逻辑电路。
4、 如权利要求3所述的电动机驱动集成电路，其特征在于， 所述矩形信号生成电路包括所述分频电路；以及调整电路，生成将作为由所述分频电路输出的脉沖宽度最大的所述矩形 信号中的一个逻辑值的时间、延长作为由所述分频电路输出的脉冲宽度最小 的所述矩形信号中的一个逻辑值的时间以上的矩形信号，所述逻辑电路将由所述分频电路输出的所述多个矩形信号、由所述调整电路输出的所 述矩形信号、和所述第2数据进行逻辑合成，从而生成所述脉沖。
全文摘要
本发明提供一种电动机驱动集成电路，能够抑制功率消耗量的增大以及端子数的增加。该电动机驱动集成电路包括数据输入端子；数据接收电路，接收从数据输入端子输入的数据；控制电路，基于经由数据接收电路接收的第1数据，进行电动机驱动集成电路的控制；以及脉冲生成电路，基于经由数据接收电路接收的第2数据，生成对电动机线圈进行PWM控制的脉冲，脉冲生成电路包括矩形信号生成电路，生成脉冲宽度不同的多个矩形信号；以及合成电路，合成由矩形信号生成电路输出的多个矩形信号，生成与第2数据对应的占空比的脉冲。
文档编号H02P8/00GK101237207SQ200810008559
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年2月1日
发明者吉冨哲也, 川上洋昭, 染谷孝 申请人:三洋电机株式会社;三洋半导体株式会社