モータ駆動回路
【課題】駆動コイルにブレーキ電流が流れたとき、回生電流が電源に向かって供給されることによる電源電圧の上昇を抑え、電源の損傷やＩＣ等の耐圧破壊を防止する。
【解決手段】第１シンク側トランジスタ１４から第２ソース側トランジスタ１１の方向へ、又は、第２シンク側トランジスタ１３から第１ソース側トランジスタ１２の方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、検出回路が逆方向電流の検出を開始してから所定期間、検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、検出回路が逆方向電流の検出を開始してから所定期間が経過した場合、検出回路の検出出力に従って同期整流を禁止する第１禁止回路と、第１又は第２シンク側トランジスタをオンするＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が所定期間よりも短い場合、第１禁止回路の動作に関わらず、同期整流を禁止する第２禁止回路とを備える。
【解決手段】第１シンク側トランジスタ１４から第２ソース側トランジスタ１１の方向へ、又は、第２シンク側トランジスタ１３から第１ソース側トランジスタ１２の方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、検出回路が逆方向電流の検出を開始してから所定期間、検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、検出回路が逆方向電流の検出を開始してから所定期間が経過した場合、検出回路の検出出力に従って同期整流を禁止する第１禁止回路と、第１又は第２シンク側トランジスタをオンするＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が所定期間よりも短い場合、第１禁止回路の動作に関わらず、同期整流を禁止する第２禁止回路とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、駆動電流を供給するＨブリッジ回路で同期整流を行うモータ駆動回路が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されるモータ駆動回路は、図２に示されるＨブリッジ回路を有する。このＨブリッジ回路は、駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１を供給するためのソース側トランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２、駆動コイル３００から駆動電流Ｉ１が供給されるシンク側トランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４を有する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の一端（接続点Ｐ１側の端部）から他端（接続点Ｐ２側の端部）に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフした後に、再度オンするときのＨブリッジ回路を流れる電流について、図２乃至図５を用いて説明する。例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンしている場合、図２の一点鎖線で示される駆動電流Ｉ１がＨブリッジ回路を流れる。その後、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフした場合、同期整流によってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオンされる。この場合、図３の一点鎖線で示される回生電流Ｉ２がＨブリッジ回路を流れる。その後、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消すために、回生電流Ｉ２が流れる方向とは反対方向に、図４の一点鎖線で示されるブレーキ電流Ｉ３が流れる。その後、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフした後、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従って再度オンされる。この場合、駆動コイル３００がブレーキ電流Ｉ３を維持しようとするために、図５の一点鎖線で示される逆方向電流Ｉ４がＨブリッジ回路を流れる。従って、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフしたとき、図５の一点鎖線で示される逆方向電流Ｉ４が電源に対して供給されるので、電源電圧Ｖｃｃが上昇し、電源の損傷やＩＣ等の耐圧破壊を引き起こす虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、直列接続される第１ソース側トランジスタ及び第１シンク側トランジスタの第１接続点と、直列接続される第２ソース側トランジスタ及び第２シンク側トランジスタの第２接続点と、の間に接続される駆動コイルに対して駆動電流を供給するべく、前記第１ソース側トランジスタ及び前記第２シンク側トランジスタと、前記第２ソース側トランジスタ及び前記第１シンク側トランジスタと、を相補的にオンオフする場合、前記第１又は第２シンク側トランジスタをＰＷＭ信号に従ってオンオフし、前記第１又は第２シンク側トランジスタが前記ＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしている前記第１又は第２ソース側トランジスタをオンする同期整流を行うモータ駆動回路であって、前記第１シンク側トランジスタから前記第２ソース側トランジスタの方向へ、又は、前記第２シンク側トランジスタから前記第１ソース側トランジスタの方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから所定期間、前記検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから前記所定期間が経過した場合、前記検出回路の検出出力に従って前記同期整流を禁止する第１禁止回路と、前記第１又は第２シンク側トランジスタをオンする前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも短い場合、前記第１禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第２禁止回路と、を備えたことを特徴とするモータ駆動回路である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、逆方向電流の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ駆動回路を示す図である。
【図２】駆動電流を説明するための回路図である。
【図３】回生電流を説明するための回路図である。
【図４】ブレーキ電流を説明するための回路図である。
【図５】逆方向電流を説明するための回路図である。
【図６】本発明の実施形態におけるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【図７】本発明の実施形態におけるＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝モータ駆動回路＝＝＝
図１は、本実施形態に係るモータ駆動回路を示す図である。
モータ駆動回路１００は、例えば集積回路であって、例えば単相モータ（不図示）を駆動するための回路である。モータ駆動回路１００は、Ｈブリッジ回路１１０、同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０、同期整流制御回路４００、例えば６個の端子ＰＷＭｔ、ＣＬＫｔ、Ｖｃｃｔ、Ｖｔ、Ｕｔ、Ｇｔを備えて構成される。
【００１１】
端子Ｖｃｃｔには電源電圧Ｖｃｃが印加され、端子Ｇｔは接地される。端子Ｖｔ、Ｕｔの間には、駆動コイル３００が接続される。端子ＰＷＭｔ、ＣＬＫｔには夫々、外部のマイコン２００からＰＷＭ信号、クロック信号（ＣＬＫ）が入力される。尚、ＰＷＭ信号とクロック信号の詳細については後述する。
【００１２】
Ｈブリッジ回路１１０は、単相モータを回転させるための駆動電流Ｉ１を駆動コイル３００に供給するための回路である。尚、Ｈブリッジ回路１１０の詳細については後述する。
【００１３】
同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０は、単相モータの回転数に応じた周波数を有するＦＧ信号に基づいて、Ｈブリッジ回路１１０を制御する回路である。尚、同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０の詳細については後述する。
【００１４】
同期整流制御回路４００は、モータ駆動回路１００に入力されるＰＷＭ信号、シンク電源ラインＬ２からソース電源ラインＬ１の方向へ逆方向電流Ｉ４が流れるか否かに応じて、同期整流回路１２０による同期整流の禁止／許可を制御する回路である。尚、同期整流制御回路４００、ＰＷＭ信号、逆方向電流Ｉ４、同期整流の詳細については後述する。
【００１５】
＝＝＝Ｈブリッジ回路＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態におけるＨブリッジ回路について説明する。
Ｈブリッジ回路１１０は、４個のＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を含んで構成されており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４のドレイン・ソース間には夫々寄生ダイオードＤ１１乃至Ｄ１４が形成されている。尚、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２がソース側トランジスタに相当し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４がシンク側トランジスタに相当する。
【００１６】
ここで、ソース電源ラインＬ１には、端子Ｖｃｃｔを介して電源電圧Ｖｃｃが印加される。シンク電源ラインＬ２は、検出抵抗２１、端子Ｇｔを介して接地されている。尚、検出抵抗２１の詳細については後述する。
【００１７】
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３は、ソース電源ラインＬ１とシンク電源ラインＬ２との間に直列接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のソースとＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３のドレインとの接続点Ｐ１は、端子Ｕｔを介して駆動コイル３００の一端に接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１３に夫々形成される寄生ダイオードＤ１１、Ｄ１３のカソード及びアノードは夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１３のドレイン及びソースに夫々接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４は、ソース電源ラインＬ１とシンク電源ラインＬ２との間に直列接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のソースとＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインとの接続点Ｐ２は、端子Ｖｔを介して駆動コイル３００における一端とは反対側の他端に接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１４に夫々形成される寄生ダイオードＤ１２、Ｄ１４のカソード及びアノードは夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１４のドレイン及びソースに夫々接続される。
【００１８】
＝＝＝通電制御回路１４０、ＰＷＭ合成回路１３０、同期整流回路１２０＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における通電制御回路１４０、ＰＷＭ合成回路１３０、同期整流回路１２０について説明する。
【００１９】
通電制御回路１４０には、単相モータの回転数に応じた周波数を有するＦＧ信号が入力される。ＦＧ信号は、例えばホール素子等の出力を基に生成される。通電制御回路１４０は、ＦＧ信号に基づいて、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４のオンオフを夫々制御するための論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２を出力する。駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する場合、通電制御回路１４０は、ハイレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＬ２、ローレベルの論理信号ＶＨ２、ＵＬ２を出力する。駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流（以下、「駆動電流Ｉ１´」という）を供給する場合、通電制御回路１４０は、ハイレベルの論理信号ＶＨ２、ＵＬ２、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＬ２を出力する。駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１、Ｉ１´を供給しない場合、通電制御回路１４０は、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２を出力する。尚、例えば、ハイレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２が夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を夫々オンするための論理信号であり、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２が夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を夫々オフするための論理信号であるものとする。
【００２０】
ＰＷＭ合成回路１３０は、通電制御回路１４０から出力された論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２のうち論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号とを合成して制御信号ＵＬ、ＶＬを出力する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する場合、前述の通り、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２は夫々、ローレベル、ハイレベルとなる。ＰＷＭ合成回路１３０は、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々と、ＰＷＭ信号との論理積をとって制御信号ＵＬ、ＶＬを生成する。つまり、ＰＷＭ合成回路１３０は、ローレベルの制御信号ＵＬと、ハイレベルの期間にＰＷＭ信号のローレベルが間欠的に現れる制御信号ＶＬとを出力する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１´を供給する場合、前述の通り、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２は夫々、ハイレベル、ローレベルとなる。ＰＷＭ合成回路１３０は、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々と、ＰＷＭ信号との論理積をとって制御信号ＵＬ、ＶＬを生成する。つまり、ＰＷＭ合成回路１３０は、ローレベルの制御信号ＶＬと、ハイレベルの期間にＰＷＭ信号のローレベルが間欠的に現れる制御信号ＵＬとを出力する。論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号との論理積に基づく制御信号を生成することを、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号とを合成するという。ＰＷＭ合成回路１３０は、通電制御回路１４０から出力された論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２のうち論理信号ＵＨ２、ＶＨ２と同様な論理信号ＵＨ１、ＶＨ１を出力する。ここで、ＰＷＭ信号は、単相モータの回転速度に比例したオンデューティが設定される、モータの回転速度を制御するための論理信号である。尚、オンデューティの詳細について後述する。駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する際、ＰＷＭ信号がハイレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４はオンし、ＰＷＭ信号がローレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４はオフする。駆動コイル３００に対して駆動コイルＩ´を供給する際、ＰＷＭ信号がハイレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はオンし、ＰＷＭ信号がローレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はオフする。ＰＷＭ信号のオンデューティは、ＰＷＭ信号１周期内のパルス幅の比率のことであり、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４におけるオンタイムとスイッチング周期（オンタイム＋オフタイム）との比率である。尚、オンタイム（ＰＷＭ信号が例えばハイレベルの期間）をオンデューティ期間、オフタイム（ＰＷＭ信号が例えばローレベルの期間）をオフデューティ期間と称する。モータを最速の回転速度で回転させる場合、オンデューティは例えば１００パーセントに設定される。モータを停止する場合、オンデューティは例えば０パーセントに設定される。モータを最速の回転速度の半分の回転速度で回転させる場合、オンデューティは例えば５０パーセントに設定される。
【００２１】
同期整流回路１２０は、例えばＰＷＭ合成回路１３０からの出力を、同期整流を行うための波形に変換して出力する。同期整流回路１２０には、例えばＰＷＭ合成回路１３０から出力された論理信号ＵＨ１、ＶＨ１、同期整流制御回路４００の第５イネーブル信号ＥＮＢ５が入力される。尚、同期整流、第５イネーブル信号ＥＮＢ５の詳細については後述する。例えば、同期整流回路１２０は、論理信号ＵＨ１、ＶＨ１から夫々同期整流を行うための波形に変換した制御信号ＵＨ、ＶＨを夫々Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２のゲート夫々に対して印加する。
【００２２】
＝＝＝同期整流、逆流現象＝＝＝
以下、図２乃至図５を参照して、本実施形態における同期整流、逆流現象について説明する。図２は駆動電流を説明するための回路図である。図３は回生電流を説明するための回路図である。図４はブレーキ電流を説明するための回路図である。図５は逆方向電流を説明するための回路図である。尚、図２乃至図５は、図１におけるＨブリッジ回路１１０、検出抵抗２１、比較回路２２、駆動コイル３００を、説明の便宜上、取り出した回路図であり、その他の構成については省略されている。
【００２３】
例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する際の同期整流、逆流現象について説明する。
【００２４】
＜同期整流＞
同期整流は、例えば、モータを駆動するときの発熱、消費電力を抑える際に用いられるモータ駆動回路の制御手法である。
【００２５】
例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４が夫々、オン、オフ、オフ、オン（以下、「第１の状態」という）の場合、電源、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインソース路、検出抵抗２１、接地ＧＮＤの順に、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオフすると、駆動コイル３００は、第１の状態の場合に駆動コイル３００の一端から他端に向かって流れる駆動電流Ｉ１を維持しようとする。そのため、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、寄生ダイオードＤ１２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路の順に、回生電流Ｉ２が流れる。この場合、回生電流Ｉ２と寄生ダイオードＤ１２の順方向バイアスとによって、消費電力が増大する。そこで、ＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンからオフする場合、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンすることによって、回生電流Ｉ２は、寄生ダイオードＤ１２の順方向の抵抗よりも低いオン抵抗のＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路に流れて、発熱、消費電力を抑えることができる。このように、ＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンからオフする場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４と直列接続されて、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンして、発熱、消費電力を抑える制御手法を同期整流という。
【００２６】
＜逆流現象＞
逆流現象は、例えば、同期整流を行っている際に、接地ＧＮＤから電源に向かって逆方向電流Ｉ４が流れる現象である。つまり、シンク側電源ラインＬ２からソース側電源ラインＬ１に向けて逆方向電流Ｉ４が流れる現象である。
【００２７】
例えば、第１の状態の場合、前述の通り、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えばＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする場合に同期整流を行った際、前述の通り、回生電流Ｉ２が流れる。この場合、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消す方向にブレーキ電流Ｉ３が流れる。尚、ブレーキ電流Ｉ３は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路、接続点Ｐ２、駆動コイル３００、接続点Ｐ１、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路の順に流れる。このブレーキ電流Ｉ３は、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１とは反対方向に供給される電流なので、モータの回転速度を減速させることになる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフすると、駆動コイル３００は、駆動コイル３００の他端から一端に向かって流れるブレーキ電流Ｉ３を維持しようとする。そのため、接地ＧＮＤ、検出抵抗２１、寄生ダイオードＤ１４、接続点Ｐ２、駆動コイル３００、接続点Ｐ１、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、電源の向きに、逆方向電流Ｉ４が流れる。
【００２８】
例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１´を供給する際、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４が夫々、オフ、オン、オン、オフ（以下、「第２の状態」という）する。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はＰＷＭ信号に従ってオンオフする。オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオフする場合に同期整流を行った際、回生電流Ｉ２とは反対方向に向かって回生電流（以下、「回生電流Ｉ２´」という）が流れる。この場合、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消す向き（回生電流Ｉ２´が流れる方向とは反対の向き）にブレーキ電流（以下、「ブレーキ電流Ｉ３´」という）が流れる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオフすると、駆動コイル３００は、駆動コイル３００の一端から他端に向かって流れるブレーキ電流Ｉ３´を維持しようとする。そのため、接地ＧＮＤ、検出抵抗２１、寄生ダイオードＤ１３、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路、電源の向きに逆方向電流（以下、「逆方向電流Ｉ４´」という）が流れる。逆方向電流Ｉ４、Ｉ４´が流れる現象が、逆流現象である。
【００２９】
＝＝＝同期整流制御回路＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における同期整流制御回路について説明する。
同期整流制御回路４００は、検出抵抗２１、比較回路２２、マスク回路１５０（無効回路）、逆流防止回路１６０（第１禁止回路）、パルス幅測定回路１７０（第２禁止回路）、周波数カウンタ回路１８０（第３禁止回路）、ＡＮＤ回路３１、３２を有する。尚、検出抵抗２１、比較回路２２が検出回路に相当する。
【００３０】
検出抵抗２１は、Ｈブリッジ回路１１０を流れる電流を検出するための例えばシャント抵抗である。検出抵抗２１は、シンク電源ラインＬ２におけるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４夫々のソースの接続点よりも端子Ｇｔ側に接続される。尚、検出抵抗２１の端子Ｇｔ側の端部を一端Ｐ５とし、検出抵抗２１における一端Ｐ５とは反対側の端部を他端Ｐ４とする。
【００３１】
比較回路２２は、検出抵抗２１の一端Ｐ５と他端Ｐ４とに現れる電位を比較して、その比較結果を示す比較信号ＣＭＰを出力する。比較回路２２の非反転入力端子は、検出抵抗２１の他端Ｐ４と接続される。比較回路２２の反転入力端子は、検出抵抗２１の一端Ｐ５と接続される。他端Ｐ４の電位が一端Ｐ５の電位よりも高い場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。一方、他端Ｐ４の電位が一端Ｐ５の電位よりも低い場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。
【００３２】
マスク回路１５０は、比較信号ＣＭＰがハイレベルからローレベルに変化したときから、比較信号ＣＭＰを第１期間（所定期間）（例えば１．５マイクロ秒）マスクしてマスク信号ＭＳＫを出力する例えばアナログフィルタ回路である。ここで、比較信号ＣＭＰをマスクするとは、例えば後段の処理で比較信号ＣＭＰが使われるのを禁止することを示す。マスク回路１５０には、比較信号ＣＭＰが入力される。例えば、比較信号ＣＭＰがハイレベルになると、マスク回路１５０は、マスクを行わないでハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。一方、例えば、比較信号ＣＭＰがローレベルになると、マスク回路１５０は、比較信号ＣＭＰがローレベルになってからの第１期間は、比較信号をマスクするべくハイレベルになるマスク信号ＭＳＫを出力する。つまり、比較信号ＣＭＰがローレベルになってから第１期間が経過するまでは、マスク回路１５０は、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力し、比較信号ＣＭＰがローレベルになってから第１期間が経過した後、マスク回路１５０は、マスク回路１５０に入力された比較信号ＣＭＰと同様な論理レベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。
【００３３】
逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫに基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する回路である。逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫ、ＰＷＭ信号が入力され、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。例えば、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力された場合、逆流防止回路１６０は、ＰＷＭ信号の論理レベルに関わらず、同期整流を許可するためのハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。一方、例えば、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力された場合、逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力されてから、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間だけ同期整流を禁止するためのローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力した後、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。尚、逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫがハイレベルからローレベルになった後、逆流防止回路１６０に入力されるＰＷＭ信号の論理レベルがハイレベルからローレベルに変化する立下りエッジを計数することによって、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する期間を計時する。ＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間は、例えば、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力されてから、逆流防止回路１６０がＰＷＭ信号の立下りエッジを例えば３回計数するまでの期間である。
【００３４】
パルス幅測定回路１７０は、モータ駆動回路１００に入力されたＰＷＭ信号のオンデューティ期間に基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ＰＷＭ信号、クロック信号が入力される。クロック信号は、例えばＰＷＭ信号のオンデューティ期間を計時するための、ＰＷＭ信号の周波数よりも十分に高い周波数の信号である。パルス幅測定回路１７０は、例えば、ＰＷＭ信号の論理レベルがローレベルからハイレベルに変化する立上りエッジを検出してから、直後の立下りエッジを検出するまでの期間に基づいて、第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。尚、上述したＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから直後の立下りエッジを検出するまでの期間が、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間に対応する。
【００３５】
例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出したとき、パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第１期間以内に、ＰＷＭ信号の立下りエッジを検出しない（以下、「オンデューティ期間が第１期間よりも長い」という）場合、パルス幅測定回路１７０は、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第２期間が経過したときにハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、オンデューティ期間が第１期間よりも長い場合、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。一方、例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第１期間以内に、ＰＷＭ信号の立下りエッジを検出した（以下、「オンデューティ期間が第１期間よりも短い」という）場合、パルス幅測定回路１７０は、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第２期間が経過した後もローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続ける。つまり、オンデューティ期間が第１期間よりも短い場合、パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。この場合、パルス幅測定回路１７０は、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出されるまで、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続けるものとする。その後、例えば、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出された場合、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力するものとする。
【００３６】
周波数カウンタ回路１８０は、モータ駆動回路１００に入力されたＰＷＭ信号の周波数に基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。周波数カウンタ回路１８０は、ＰＷＭ信号、クロック信号が入力される。周波数カウンタ回路１８０は、例えば、ＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから、次の立上りエッジを検出するまでの期間に基づいて、第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。尚、上述したＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから、次の立上りエッジを検出するまでの期間がＰＷＭ信号の周期に対応し、ＰＷＭ信号の周期の逆数がＰＷＭ信号の周波数に対応する。
【００３７】
例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数（例えば１０キロヘルツ）よりも低い場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を禁止するためのローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。一方、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するためのハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。尚、所定周波数の詳細については、後述する。
【００３８】
ＡＮＤ回路３２は、パルス幅測定回路１７０から出力される第２イネーブル信号ＥＮＢ２、周波数カウンタ回路１８０から出力される第３イネーブル信号ＥＮＢ３が入力され、第４イネーブル信号ＥＮＢ４を出力する。ＡＮＤ回路３１は、逆流防止回路１６０から出力される第１イネーブル信号ＥＮＢ１、ＡＮＤ回路３２から出力される第４イネーブル信号ＥＮＢ４が入力され、第５イネーブル信号ＥＮＢ５を出力する。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３が全てハイレベルの場合、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなる。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３のうち、何れかのイネーブル信号がローレベルの場合、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなる。
【００３９】
ここで、例えば、ハイレベルの第５イネーブル信号ＥＮＢ５が同期整流回路１２０に入力された場合、同期整流回路１２０は、同期整流を行うものとする。一方、例えば、ローレベルの第５イネーブル信号ＥＮＢ５が同期整流回路１２０に入力された場合、同期整流回路１２０は、同期整流を行わないものとする。よって、例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３が全てハイレベルの場合、同期整流回路１２０の同期整流は許可された状態となる。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３のうち、何れかのイネーブル信号がローレベルの場合、同期整流回路１２０の同期整流は禁止された状態となる。
【００４０】
＝＝＝所定周波数＝＝＝
以下、図１乃至図４を参照して、本実施形態における周波数カウンタ回路１８０で用いられる所定周波数について説明する。
【００４１】
例えば、第１の状態の場合、前述の通り、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオンからオフする場合に同期整流を行った際、前述の通り、駆動コイル３００の一端から他端へ向かって回生電流Ｉ２が流れる。その後、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消すように、駆動コイル３００の他端から一端へ向かってブレーキ電流Ｉ３が流れる。ここで、所定周波数は、例えば同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間Ｔ１００の逆数とする。尚、同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間が、「駆動コイルに供給される電流の方向が同期整流を開始したときの方向とは反対方向に変化するような周期」に対応する時間である。同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間よりも短い時間が、「駆動コイルに供給される電流の方向が同期整流を開始したときの方向から変化しないような周期」に対応する時間である。
【００４２】
例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い周波数に設定された場合、回生電流Ｉ２が減衰して、回生電流Ｉ２とは反対方向に流れるブレーキ電流Ｉ３が発生する状態となる。一方、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い周波数に設定された場合、回生電流Ｉ２が減衰する前に、同期整流が停止する。よって、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い周波数に設定された場合、ブレーキ電流Ｉ３が発生しない状態となる。
【００４３】
＝＝＝モータ駆動回路の動作＝＝＝
以下、図１乃至図７を参照して、本実施形態におけるモータ駆動回路の動作について説明する。図６は、本実施形態におけるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。図７は、本実施形態におけるＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【００４４】
例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合に分けて説明する。尚、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際のモータ駆動回路１００の動作と、駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流Ｉ１´を供給する際のモータ駆動回路１００の動作は同様であるので、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際のモータ駆動回路１００の動作について説明し、駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流Ｉ１´を供給する際のモータ駆動回路１００の動作の説明は省略する。
【００４５】
例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１３が夫々、オン、オフ、オフのとき、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオンオフする際の動作について説明する。
【００４６】
＜ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合＞
例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる際、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）、オンデューティ期間が短い場合（時刻Ｔ６から時刻Ｔ１３）、逆方向電流Ｉ４が発生する場合（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ２０）に分けて説明する。尚、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のＰＷＭ信号の周波数は、所定周波数よりも高いものとし、周波数カウンタ回路１８０は、ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力し続けるものとする。
【００４７】
（１）逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ１）、逆方向電流Ｉ４が検出されない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このとき、マスク回路１５０、逆流防止回路１６０は夫々、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫ、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を第２期間（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間）出力した後、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４、第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。同期整流回路１２０によって行われる同期整流の動作については、前述したのでその説明は省略する。
【００４８】
（２）オンデューティ期間が短い場合（時刻Ｔ６から時刻Ｔ１３）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ６）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このときのＰＷＭ信号のオンデューティ期間（時刻Ｔ６から時刻Ｔ７）が第１期間、第２期間よりも短いものとする。尚、前述の通り、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする直前に、ブレーキ電流Ｉ３が発生している場合、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間の長さに関わらず、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化してＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするときに逆方向電流Ｉ４は発生する。例えば、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの期間にブレーキ電流Ｉ３が発生していたために、時刻Ｔ６にＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化したとき、逆方向電流Ｉ４が発生するものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクするので、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力し続ける。逆流防止回路１６０は、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ＰＷＭ信号の立上りエッジを検出したとき（時刻Ｔ６）からローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。パルス幅測定回路１７０で検出されるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が第１期間よりも短いので、パルス幅測定回路１７０は、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出される時刻Ｔ１１までローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続ける。その後、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する（時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３）。第４イネーブル信号ＥＮＢ４、ＥＮＢ５は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。例えば、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。
【００４９】
（３）逆方向電流Ｉ４が発生する場合（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ２０）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするとき（時刻Ｔ１３）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。尚、逆方向電流Ｉ４は、例えば第１期間、第２期間よりも長い期間（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５）検出されるものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４）ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクして、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４までの期間、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力した後、時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５までの期間ローレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが出力されてから（時刻Ｔ１４）、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間（時刻Ｔ１４からＴ２０）、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）と同様な第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第１イネーブル信号ＥＮＢ１と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ１６から時刻Ｔ１７、時刻Ｔ１８から時刻Ｔ１９までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。
【００５０】
＜ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合＞
例えば、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも高く、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも低いものとする。例えば、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる際、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９）、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合（時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５）に分けて説明する。尚、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のＰＷＭ信号のオンデューティ期間は、第１期間より長いものとし、パルス幅測定回路１７０は、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）と同様な第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力するものとする。
【００５１】
（１）ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ２１）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。尚、逆方向電流Ｉ４は、例えば第１期間、第２期間よりも長い期間（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２３）検出されるものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２３までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２）ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクして、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの期間、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力した後、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間ローレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが出力されてから（時刻Ｔ２２）、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間（時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２８）、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力した後、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。前述の通り、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも高いので、周波数カウンタ回路１８０は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間、ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２８までの期間ローレベルとなり、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間ハイレベルとなる。よって、例えば、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５、時刻Ｔ２６から時刻Ｔ２７までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。例えば、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。
【００５２】
（２）ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合（時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするとき（時刻Ｔ２９）、逆方向電流Ｉ４が検出されない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このとき、マスク回路１５０、逆流防止回路１６０は夫々、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫ、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。前述の通り、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも低いので、周波数カウンタ回路１８０は、例えば時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３２までの期間に対応するＰＷＭ信号の周期に基いて、所定周波数よりも低いＰＷＭ信号の周波数を検出する。周波数カウンタ回路１８０は、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３２までの期間ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力し、時刻Ｔ３２から時刻Ｔ３５までの期間ローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３０までの期間ローレベルとなり、時刻Ｔ３０から時刻Ｔ３２までの期間ハイレベルとなり、時刻Ｔ３２から時刻Ｔ３５までの期間ローレベルとなる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第４イネーブル信号ＥＮＢ４と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。例えば、時刻Ｔ３３から時刻Ｔ３４までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。
【００５３】
前述したように、駆動コイル３００は、直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３の接続点Ｐ１と、直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４の接続点Ｐ２と、の間に接続される。駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１、Ｉ´を供給する場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１３は相補的にオンオフされる。そのとき、シンクトランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４はＰＷＭ信号に従ってオンオフする。例えば、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオンしているときに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオンオフする。この場合、モータ駆動回路１００では、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンする同期整流が行われる。検出抵抗２１と比較回路２２は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４からＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１の方向へ、又は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３からＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２の方向へ流れる逆方向電流Ｉ４を検出する。例えば、逆方向電流Ｉ４を検出しない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力し、逆方向電流Ｉ４を検出した場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、比較回路２２が逆方向電流Ｉ４を検出した際に出力される例えばローレベルの比較信号ＣＭＰを第１期間マスクして、マスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、例えばローレベルのマスク信号ＭＳＫが入力された場合、同期整流を禁止するためのローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が第１期間よりも短い場合、パルス幅測定回路１７０は、逆流防止回路１６０の動作に関わらず、同期整流を禁止するためのローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。よって、例えばＨブリッジ回路１１０で逆方向電流Ｉ４が発生した際、逆流防止回路１６０によって同期整流が禁止されるので、逆方向電流Ｉ４の発生を防止できる。更に、例えば、ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が例えば第１期間よりも短く、逆流防止回路１６０によって同期整流が禁止できない場合、パルス幅測定回路１７０によって同期整流を禁止して、逆方向電流Ｉ４の発生を確実に防止できる。
【００５４】
又、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合、周波数カウンタ回路１８０は、逆流防止回路１６０、パルス幅測定回路１７０の動作に関わらず、同期整流を禁止するためのローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。よって、逆方向電流Ｉ４の発生の原因となるブレーキ電流Ｉ３が発生する可能性がある場合、同期整流が禁止される。従って、逆方向電流Ｉ４の発生を更に確実に防止できる。又、同期整流によるブレーキ電流Ｉ３の発生を防止できるので、モータの回転速度がブレーキ電流Ｉ３によって変化するのを防止して、モータを安定的に駆動するモータ駆動回路１００を提供できる。
【００５５】
又、パルス幅測定回路１７０が同期整流を禁止するローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力しているとき、ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が例えば第２期間よりも長くなると、パルス幅測定回路１７０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、例えば、逆流防止回路１６０で逆方向電流Ｉ４の発生を防止できる場合、パルス幅測定回路１７０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。よって、同期整流回路１２０の同期整流によって、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給するときの、モータ駆動回路１００の発熱、消費電力を抑えることができる。
【００５６】
又、周波数カウンタ回路１８０が同期整流を禁止するローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力しているとき、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高くなると、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、例えば、方向電流Ｉ４の発生の原因となるブレーキ電流Ｉ３が発生する可能性がない場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。よって、同期整流回路１２０の同期整流によって、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給するときの、モータ駆動回路１００の発熱、消費電力を抑えることができる。
【００５７】
尚、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５８】
本実施形態においては、モータ駆動回路１００が、図６、図７に示される論理に基づいて動作する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図６、図７に示された論理を反転させた論理に基づいて動作する構成としてもよい。その場合、例えばＡＮＤ回路３１、３２を夫々ＯＲ回路に置き換えるものとする。
【００５９】
本実施形態においては、単相モータの駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１を供給するモータ駆動回路１００の逆方向電流Ｉ４、Ｉ４´の発生を防止する構成について説明したが、これに限定されるもではない。例えば、三相モータを駆動するモータ駆動回路の逆方向電流の発生を防止する構成としてもよい。例えば、三相モータがセンサ付きモータの場合、ロータの位置を検出するホール素子から出力されたＦＧ信号に基づいて、通電制御回路が論理信号を生成する構成とし、同期整流制御回路４００を設けて、逆方向電流の発生を防止してもよい。又、例えば、三相モータがセンサレスモータの場合、三相の駆動コイルが夫々に発生する逆起電圧に基づいて生成されたＦＧ信号に基づいて、通電制御回路が論理信号を生成する構成とし、同期整流制御回路４００を設けて、逆方向電流の発生を防止してもよい。又、三相モータを駆動する場合、図１に示される通電制御回路１４０を、ＦＧ信号に基づいて三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相）の駆動コイルに駆動電流を供給するための論理信号を生成する回路に置き換えるものとする。
【００６０】
本実施形態においては、Ｈブリッジ回路１１０、検出抵抗２１が、例えば集積回路であるモータ駆動回路１００に含まれる構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モータ駆動回路１００に、Ｈブリッジ回路、検出抵抗を接続するための端子を設けて、モータ駆動回路１００に対して、外付けのＨブリッジ回路、検出抵抗を接続する構成としてもよい。つまり、Ｈブリッジ回路、検出抵抗のうち、少なくとも一方を外付けとしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１１、１２、１３、１４ Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
２１ 検出抵抗
２２ 比較回路
３１、３２ ＡＮＤ回路
１００ モータ駆動回路
１１０ Ｈブリッジ回路
１２０ 同期整流回路
１３０ ＰＷＭ合成回路
１４０ 通電制御回路
１５０ マスク回路
１６０ 逆流防止回路
１７０ パルス幅測定回路
１８０ 周波数カウンタ回路
２００ マイコン
３００ 駆動コイル
４００ 同期整流制御回路
ＣＭＰ 比較信号
Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４ 寄生ダイオード
Ｌ１ ソース電源ライン
Ｌ２ シンク電源ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、駆動電流を供給するＨブリッジ回路で同期整流を行うモータ駆動回路が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されるモータ駆動回路は、図２に示されるＨブリッジ回路を有する。このＨブリッジ回路は、駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１を供給するためのソース側トランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２、駆動コイル３００から駆動電流Ｉ１が供給されるシンク側トランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４を有する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の一端（接続点Ｐ１側の端部）から他端（接続点Ｐ２側の端部）に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフした後に、再度オンするときのＨブリッジ回路を流れる電流について、図２乃至図５を用いて説明する。例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンしている場合、図２の一点鎖線で示される駆動電流Ｉ１がＨブリッジ回路を流れる。その後、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフした場合、同期整流によってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオンされる。この場合、図３の一点鎖線で示される回生電流Ｉ２がＨブリッジ回路を流れる。その後、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消すために、回生電流Ｉ２が流れる方向とは反対方向に、図４の一点鎖線で示されるブレーキ電流Ｉ３が流れる。その後、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフした後、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従って再度オンされる。この場合、駆動コイル３００がブレーキ電流Ｉ３を維持しようとするために、図５の一点鎖線で示される逆方向電流Ｉ４がＨブリッジ回路を流れる。従って、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフしたとき、図５の一点鎖線で示される逆方向電流Ｉ４が電源に対して供給されるので、電源電圧Ｖｃｃが上昇し、電源の損傷やＩＣ等の耐圧破壊を引き起こす虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、直列接続される第１ソース側トランジスタ及び第１シンク側トランジスタの第１接続点と、直列接続される第２ソース側トランジスタ及び第２シンク側トランジスタの第２接続点と、の間に接続される駆動コイルに対して駆動電流を供給するべく、前記第１ソース側トランジスタ及び前記第２シンク側トランジスタと、前記第２ソース側トランジスタ及び前記第１シンク側トランジスタと、を相補的にオンオフする場合、前記第１又は第２シンク側トランジスタをＰＷＭ信号に従ってオンオフし、前記第１又は第２シンク側トランジスタが前記ＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしている前記第１又は第２ソース側トランジスタをオンする同期整流を行うモータ駆動回路であって、前記第１シンク側トランジスタから前記第２ソース側トランジスタの方向へ、又は、前記第２シンク側トランジスタから前記第１ソース側トランジスタの方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから所定期間、前記検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから前記所定期間が経過した場合、前記検出回路の検出出力に従って前記同期整流を禁止する第１禁止回路と、前記第１又は第２シンク側トランジスタをオンする前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも短い場合、前記第１禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第２禁止回路と、を備えたことを特徴とするモータ駆動回路である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、逆方向電流の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ駆動回路を示す図である。
【図２】駆動電流を説明するための回路図である。
【図３】回生電流を説明するための回路図である。
【図４】ブレーキ電流を説明するための回路図である。
【図５】逆方向電流を説明するための回路図である。
【図６】本発明の実施形態におけるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【図７】本発明の実施形態におけるＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＝＝＝モータ駆動回路＝＝＝
図１は、本実施形態に係るモータ駆動回路を示す図である。
モータ駆動回路１００は、例えば集積回路であって、例えば単相モータ（不図示）を駆動するための回路である。モータ駆動回路１００は、Ｈブリッジ回路１１０、同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０、同期整流制御回路４００、例えば６個の端子ＰＷＭｔ、ＣＬＫｔ、Ｖｃｃｔ、Ｖｔ、Ｕｔ、Ｇｔを備えて構成される。
【００１１】
端子Ｖｃｃｔには電源電圧Ｖｃｃが印加され、端子Ｇｔは接地される。端子Ｖｔ、Ｕｔの間には、駆動コイル３００が接続される。端子ＰＷＭｔ、ＣＬＫｔには夫々、外部のマイコン２００からＰＷＭ信号、クロック信号（ＣＬＫ）が入力される。尚、ＰＷＭ信号とクロック信号の詳細については後述する。
【００１２】
Ｈブリッジ回路１１０は、単相モータを回転させるための駆動電流Ｉ１を駆動コイル３００に供給するための回路である。尚、Ｈブリッジ回路１１０の詳細については後述する。
【００１３】
同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０は、単相モータの回転数に応じた周波数を有するＦＧ信号に基づいて、Ｈブリッジ回路１１０を制御する回路である。尚、同期整流回路１２０、ＰＷＭ合成回路１３０、通電制御回路１４０の詳細については後述する。
【００１４】
同期整流制御回路４００は、モータ駆動回路１００に入力されるＰＷＭ信号、シンク電源ラインＬ２からソース電源ラインＬ１の方向へ逆方向電流Ｉ４が流れるか否かに応じて、同期整流回路１２０による同期整流の禁止／許可を制御する回路である。尚、同期整流制御回路４００、ＰＷＭ信号、逆方向電流Ｉ４、同期整流の詳細については後述する。
【００１５】
＝＝＝Ｈブリッジ回路＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態におけるＨブリッジ回路について説明する。
Ｈブリッジ回路１１０は、４個のＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を含んで構成されており、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４のドレイン・ソース間には夫々寄生ダイオードＤ１１乃至Ｄ１４が形成されている。尚、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２がソース側トランジスタに相当し、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４がシンク側トランジスタに相当する。
【００１６】
ここで、ソース電源ラインＬ１には、端子Ｖｃｃｔを介して電源電圧Ｖｃｃが印加される。シンク電源ラインＬ２は、検出抵抗２１、端子Ｇｔを介して接地されている。尚、検出抵抗２１の詳細については後述する。
【００１７】
Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３は、ソース電源ラインＬ１とシンク電源ラインＬ２との間に直列接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のソースとＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３のドレインとの接続点Ｐ１は、端子Ｕｔを介して駆動コイル３００の一端に接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１３に夫々形成される寄生ダイオードＤ１１、Ｄ１３のカソード及びアノードは夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１３のドレイン及びソースに夫々接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２とＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４は、ソース電源ラインＬ１とシンク電源ラインＬ２との間に直列接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のソースとＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインとの接続点Ｐ２は、端子Ｖｔを介して駆動コイル３００における一端とは反対側の他端に接続される。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１４に夫々形成される寄生ダイオードＤ１２、Ｄ１４のカソード及びアノードは夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１４のドレイン及びソースに夫々接続される。
【００１８】
＝＝＝通電制御回路１４０、ＰＷＭ合成回路１３０、同期整流回路１２０＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における通電制御回路１４０、ＰＷＭ合成回路１３０、同期整流回路１２０について説明する。
【００１９】
通電制御回路１４０には、単相モータの回転数に応じた周波数を有するＦＧ信号が入力される。ＦＧ信号は、例えばホール素子等の出力を基に生成される。通電制御回路１４０は、ＦＧ信号に基づいて、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４のオンオフを夫々制御するための論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２を出力する。駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する場合、通電制御回路１４０は、ハイレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＬ２、ローレベルの論理信号ＶＨ２、ＵＬ２を出力する。駆動コイル３００に対して駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流（以下、「駆動電流Ｉ１´」という）を供給する場合、通電制御回路１４０は、ハイレベルの論理信号ＶＨ２、ＵＬ２、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＬ２を出力する。駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１、Ｉ１´を供給しない場合、通電制御回路１４０は、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２を出力する。尚、例えば、ハイレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２が夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を夫々オンするための論理信号であり、ローレベルの論理信号ＵＨ２、ＶＨ２、ＵＬ２、ＶＬ２が夫々、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４を夫々オフするための論理信号であるものとする。
【００２０】
ＰＷＭ合成回路１３０は、通電制御回路１４０から出力された論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２のうち論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号とを合成して制御信号ＵＬ、ＶＬを出力する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する場合、前述の通り、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２は夫々、ローレベル、ハイレベルとなる。ＰＷＭ合成回路１３０は、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々と、ＰＷＭ信号との論理積をとって制御信号ＵＬ、ＶＬを生成する。つまり、ＰＷＭ合成回路１３０は、ローレベルの制御信号ＵＬと、ハイレベルの期間にＰＷＭ信号のローレベルが間欠的に現れる制御信号ＶＬとを出力する。例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１´を供給する場合、前述の通り、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２は夫々、ハイレベル、ローレベルとなる。ＰＷＭ合成回路１３０は、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々と、ＰＷＭ信号との論理積をとって制御信号ＵＬ、ＶＬを生成する。つまり、ＰＷＭ合成回路１３０は、ローレベルの制御信号ＶＬと、ハイレベルの期間にＰＷＭ信号のローレベルが間欠的に現れる制御信号ＵＬとを出力する。論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号との論理積に基づく制御信号を生成することを、論理信号ＵＬ２、ＶＬ２夫々とＰＷＭ信号とを合成するという。ＰＷＭ合成回路１３０は、通電制御回路１４０から出力された論理信号ＵＨ２、ＵＬ２、ＶＨ２、ＶＬ２のうち論理信号ＵＨ２、ＶＨ２と同様な論理信号ＵＨ１、ＶＨ１を出力する。ここで、ＰＷＭ信号は、単相モータの回転速度に比例したオンデューティが設定される、モータの回転速度を制御するための論理信号である。尚、オンデューティの詳細について後述する。駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する際、ＰＷＭ信号がハイレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４はオンし、ＰＷＭ信号がローレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４はオフする。駆動コイル３００に対して駆動コイルＩ´を供給する際、ＰＷＭ信号がハイレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はオンし、ＰＷＭ信号がローレベルの期間、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はオフする。ＰＷＭ信号のオンデューティは、ＰＷＭ信号１周期内のパルス幅の比率のことであり、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４におけるオンタイムとスイッチング周期（オンタイム＋オフタイム）との比率である。尚、オンタイム（ＰＷＭ信号が例えばハイレベルの期間）をオンデューティ期間、オフタイム（ＰＷＭ信号が例えばローレベルの期間）をオフデューティ期間と称する。モータを最速の回転速度で回転させる場合、オンデューティは例えば１００パーセントに設定される。モータを停止する場合、オンデューティは例えば０パーセントに設定される。モータを最速の回転速度の半分の回転速度で回転させる場合、オンデューティは例えば５０パーセントに設定される。
【００２１】
同期整流回路１２０は、例えばＰＷＭ合成回路１３０からの出力を、同期整流を行うための波形に変換して出力する。同期整流回路１２０には、例えばＰＷＭ合成回路１３０から出力された論理信号ＵＨ１、ＶＨ１、同期整流制御回路４００の第５イネーブル信号ＥＮＢ５が入力される。尚、同期整流、第５イネーブル信号ＥＮＢ５の詳細については後述する。例えば、同期整流回路１２０は、論理信号ＵＨ１、ＶＨ１から夫々同期整流を行うための波形に変換した制御信号ＵＨ、ＶＨを夫々Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１２のゲート夫々に対して印加する。
【００２２】
＝＝＝同期整流、逆流現象＝＝＝
以下、図２乃至図５を参照して、本実施形態における同期整流、逆流現象について説明する。図２は駆動電流を説明するための回路図である。図３は回生電流を説明するための回路図である。図４はブレーキ電流を説明するための回路図である。図５は逆方向電流を説明するための回路図である。尚、図２乃至図５は、図１におけるＨブリッジ回路１１０、検出抵抗２１、比較回路２２、駆動コイル３００を、説明の便宜上、取り出した回路図であり、その他の構成については省略されている。
【００２３】
例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給する際の同期整流、逆流現象について説明する。
【００２４】
＜同期整流＞
同期整流は、例えば、モータを駆動するときの発熱、消費電力を抑える際に用いられるモータ駆動回路の制御手法である。
【００２５】
例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４が夫々、オン、オフ、オフ、オン（以下、「第１の状態」という）の場合、電源、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４のドレインソース路、検出抵抗２１、接地ＧＮＤの順に、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオフすると、駆動コイル３００は、第１の状態の場合に駆動コイル３００の一端から他端に向かって流れる駆動電流Ｉ１を維持しようとする。そのため、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、寄生ダイオードＤ１２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路の順に、回生電流Ｉ２が流れる。この場合、回生電流Ｉ２と寄生ダイオードＤ１２の順方向バイアスとによって、消費電力が増大する。そこで、ＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンからオフする場合、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンすることによって、回生電流Ｉ２は、寄生ダイオードＤ１２の順方向の抵抗よりも低いオン抵抗のＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路に流れて、発熱、消費電力を抑えることができる。このように、ＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンからオフする場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４と直列接続されて、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンして、発熱、消費電力を抑える制御手法を同期整流という。
【００２６】
＜逆流現象＞
逆流現象は、例えば、同期整流を行っている際に、接地ＧＮＤから電源に向かって逆方向電流Ｉ４が流れる現象である。つまり、シンク側電源ラインＬ２からソース側電源ラインＬ１に向けて逆方向電流Ｉ４が流れる現象である。
【００２７】
例えば、第１の状態の場合、前述の通り、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えばＰＷＭ信号に従ってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする場合に同期整流を行った際、前述の通り、回生電流Ｉ２が流れる。この場合、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消す方向にブレーキ電流Ｉ３が流れる。尚、ブレーキ電流Ｉ３は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路、接続点Ｐ２、駆動コイル３００、接続点Ｐ１、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路の順に流れる。このブレーキ電流Ｉ３は、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１とは反対方向に供給される電流なので、モータの回転速度を減速させることになる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフすると、駆動コイル３００は、駆動コイル３００の他端から一端に向かって流れるブレーキ電流Ｉ３を維持しようとする。そのため、接地ＧＮＤ、検出抵抗２１、寄生ダイオードＤ１４、接続点Ｐ２、駆動コイル３００、接続点Ｐ１、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインソース路、電源の向きに、逆方向電流Ｉ４が流れる。
【００２８】
例えば、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１´を供給する際、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１４が夫々、オフ、オン、オン、オフ（以下、「第２の状態」という）する。Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３はＰＷＭ信号に従ってオンオフする。オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオフする場合に同期整流を行った際、回生電流Ｉ２とは反対方向に向かって回生電流（以下、「回生電流Ｉ２´」という）が流れる。この場合、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消す向き（回生電流Ｉ２´が流れる方向とは反対の向き）にブレーキ電流（以下、「ブレーキ電流Ｉ３´」という）が流れる。その後、例えば、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオフすると、駆動コイル３００は、駆動コイル３００の一端から他端に向かって流れるブレーキ電流Ｉ３´を維持しようとする。そのため、接地ＧＮＤ、検出抵抗２１、寄生ダイオードＤ１３、接続点Ｐ１、駆動コイル３００、接続点Ｐ２、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２のドレインソース路、電源の向きに逆方向電流（以下、「逆方向電流Ｉ４´」という）が流れる。逆方向電流Ｉ４、Ｉ４´が流れる現象が、逆流現象である。
【００２９】
＝＝＝同期整流制御回路＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における同期整流制御回路について説明する。
同期整流制御回路４００は、検出抵抗２１、比較回路２２、マスク回路１５０（無効回路）、逆流防止回路１６０（第１禁止回路）、パルス幅測定回路１７０（第２禁止回路）、周波数カウンタ回路１８０（第３禁止回路）、ＡＮＤ回路３１、３２を有する。尚、検出抵抗２１、比較回路２２が検出回路に相当する。
【００３０】
検出抵抗２１は、Ｈブリッジ回路１１０を流れる電流を検出するための例えばシャント抵抗である。検出抵抗２１は、シンク電源ラインＬ２におけるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４夫々のソースの接続点よりも端子Ｇｔ側に接続される。尚、検出抵抗２１の端子Ｇｔ側の端部を一端Ｐ５とし、検出抵抗２１における一端Ｐ５とは反対側の端部を他端Ｐ４とする。
【００３１】
比較回路２２は、検出抵抗２１の一端Ｐ５と他端Ｐ４とに現れる電位を比較して、その比較結果を示す比較信号ＣＭＰを出力する。比較回路２２の非反転入力端子は、検出抵抗２１の他端Ｐ４と接続される。比較回路２２の反転入力端子は、検出抵抗２１の一端Ｐ５と接続される。他端Ｐ４の電位が一端Ｐ５の電位よりも高い場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。一方、他端Ｐ４の電位が一端Ｐ５の電位よりも低い場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。
【００３２】
マスク回路１５０は、比較信号ＣＭＰがハイレベルからローレベルに変化したときから、比較信号ＣＭＰを第１期間（所定期間）（例えば１．５マイクロ秒）マスクしてマスク信号ＭＳＫを出力する例えばアナログフィルタ回路である。ここで、比較信号ＣＭＰをマスクするとは、例えば後段の処理で比較信号ＣＭＰが使われるのを禁止することを示す。マスク回路１５０には、比較信号ＣＭＰが入力される。例えば、比較信号ＣＭＰがハイレベルになると、マスク回路１５０は、マスクを行わないでハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。一方、例えば、比較信号ＣＭＰがローレベルになると、マスク回路１５０は、比較信号ＣＭＰがローレベルになってからの第１期間は、比較信号をマスクするべくハイレベルになるマスク信号ＭＳＫを出力する。つまり、比較信号ＣＭＰがローレベルになってから第１期間が経過するまでは、マスク回路１５０は、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力し、比較信号ＣＭＰがローレベルになってから第１期間が経過した後、マスク回路１５０は、マスク回路１５０に入力された比較信号ＣＭＰと同様な論理レベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。
【００３３】
逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫに基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する回路である。逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫ、ＰＷＭ信号が入力され、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。例えば、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力された場合、逆流防止回路１６０は、ＰＷＭ信号の論理レベルに関わらず、同期整流を許可するためのハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。一方、例えば、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力された場合、逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力されてから、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間だけ同期整流を禁止するためのローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力した後、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。尚、逆流防止回路１６０は、マスク信号ＭＳＫがハイレベルからローレベルになった後、逆流防止回路１６０に入力されるＰＷＭ信号の論理レベルがハイレベルからローレベルに変化する立下りエッジを計数することによって、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する期間を計時する。ＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間は、例えば、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが逆流防止回路１６０に入力されてから、逆流防止回路１６０がＰＷＭ信号の立下りエッジを例えば３回計数するまでの期間である。
【００３４】
パルス幅測定回路１７０は、モータ駆動回路１００に入力されたＰＷＭ信号のオンデューティ期間に基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ＰＷＭ信号、クロック信号が入力される。クロック信号は、例えばＰＷＭ信号のオンデューティ期間を計時するための、ＰＷＭ信号の周波数よりも十分に高い周波数の信号である。パルス幅測定回路１７０は、例えば、ＰＷＭ信号の論理レベルがローレベルからハイレベルに変化する立上りエッジを検出してから、直後の立下りエッジを検出するまでの期間に基づいて、第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。尚、上述したＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから直後の立下りエッジを検出するまでの期間が、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間に対応する。
【００３５】
例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出したとき、パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第１期間以内に、ＰＷＭ信号の立下りエッジを検出しない（以下、「オンデューティ期間が第１期間よりも長い」という）場合、パルス幅測定回路１７０は、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第２期間が経過したときにハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、オンデューティ期間が第１期間よりも長い場合、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。一方、例えば、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第１期間以内に、ＰＷＭ信号の立下りエッジを検出した（以下、「オンデューティ期間が第１期間よりも短い」という）場合、パルス幅測定回路１７０は、パルス幅測定回路１７０がＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから第２期間が経過した後もローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続ける。つまり、オンデューティ期間が第１期間よりも短い場合、パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。この場合、パルス幅測定回路１７０は、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出されるまで、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続けるものとする。その後、例えば、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出された場合、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力するものとする。
【００３６】
周波数カウンタ回路１８０は、モータ駆動回路１００に入力されたＰＷＭ信号の周波数に基づいて、同期整流回路１２０による同期整流の許可／禁止を制御する第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。周波数カウンタ回路１８０は、ＰＷＭ信号、クロック信号が入力される。周波数カウンタ回路１８０は、例えば、ＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから、次の立上りエッジを検出するまでの期間に基づいて、第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。尚、上述したＰＷＭ信号の立上りエッジを検出してから、次の立上りエッジを検出するまでの期間がＰＷＭ信号の周期に対応し、ＰＷＭ信号の周期の逆数がＰＷＭ信号の周波数に対応する。
【００３７】
例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数（例えば１０キロヘルツ）よりも低い場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を禁止するためのローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。一方、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するためのハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。尚、所定周波数の詳細については、後述する。
【００３８】
ＡＮＤ回路３２は、パルス幅測定回路１７０から出力される第２イネーブル信号ＥＮＢ２、周波数カウンタ回路１８０から出力される第３イネーブル信号ＥＮＢ３が入力され、第４イネーブル信号ＥＮＢ４を出力する。ＡＮＤ回路３１は、逆流防止回路１６０から出力される第１イネーブル信号ＥＮＢ１、ＡＮＤ回路３２から出力される第４イネーブル信号ＥＮＢ４が入力され、第５イネーブル信号ＥＮＢ５を出力する。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３が全てハイレベルの場合、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなる。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３のうち、何れかのイネーブル信号がローレベルの場合、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなる。
【００３９】
ここで、例えば、ハイレベルの第５イネーブル信号ＥＮＢ５が同期整流回路１２０に入力された場合、同期整流回路１２０は、同期整流を行うものとする。一方、例えば、ローレベルの第５イネーブル信号ＥＮＢ５が同期整流回路１２０に入力された場合、同期整流回路１２０は、同期整流を行わないものとする。よって、例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３が全てハイレベルの場合、同期整流回路１２０の同期整流は許可された状態となる。例えば、第１乃至第３イネーブル信号ＥＮＢ１、ＥＮＢ２、ＥＮＢ３のうち、何れかのイネーブル信号がローレベルの場合、同期整流回路１２０の同期整流は禁止された状態となる。
【００４０】
＝＝＝所定周波数＝＝＝
以下、図１乃至図４を参照して、本実施形態における周波数カウンタ回路１８０で用いられる所定周波数について説明する。
【００４１】
例えば、第１の状態の場合、前述の通り、駆動電流Ｉ１が流れる。その後、例えばＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号のオフデューティに従ってオンからオフする場合に同期整流を行った際、前述の通り、駆動コイル３００の一端から他端へ向かって回生電流Ｉ２が流れる。その後、駆動コイル３００にコイル電圧が発生し、そのコイル電圧を打ち消すように、駆動コイル３００の他端から一端へ向かってブレーキ電流Ｉ３が流れる。ここで、所定周波数は、例えば同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間Ｔ１００の逆数とする。尚、同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間が、「駆動コイルに供給される電流の方向が同期整流を開始したときの方向とは反対方向に変化するような周期」に対応する時間である。同期整流を開始してからブレーキ電流Ｉ３が流れるまでの時間よりも短い時間が、「駆動コイルに供給される電流の方向が同期整流を開始したときの方向から変化しないような周期」に対応する時間である。
【００４２】
例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い周波数に設定された場合、回生電流Ｉ２が減衰して、回生電流Ｉ２とは反対方向に流れるブレーキ電流Ｉ３が発生する状態となる。一方、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い周波数に設定された場合、回生電流Ｉ２が減衰する前に、同期整流が停止する。よって、例えば、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い周波数に設定された場合、ブレーキ電流Ｉ３が発生しない状態となる。
【００４３】
＝＝＝モータ駆動回路の動作＝＝＝
以下、図１乃至図７を参照して、本実施形態におけるモータ駆動回路の動作について説明する。図６は、本実施形態におけるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。図７は、本実施形態におけるＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のモータ駆動回路の信号を示す波形図である。
【００４４】
例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合に分けて説明する。尚、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際のモータ駆動回路１００の動作と、駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流Ｉ１´を供給する際のモータ駆動回路１００の動作は同様であるので、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際のモータ駆動回路１００の動作について説明し、駆動コイル３００の他端から一端に向かう方向に駆動電流Ｉ１´を供給する際のモータ駆動回路１００の動作の説明は省略する。
【００４５】
例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１乃至１３が夫々、オン、オフ、オフのとき、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオンオフする際の動作について説明する。
【００４６】
＜ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合＞
例えば、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる際、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）、オンデューティ期間が短い場合（時刻Ｔ６から時刻Ｔ１３）、逆方向電流Ｉ４が発生する場合（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ２０）に分けて説明する。尚、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間が短くなる場合のＰＷＭ信号の周波数は、所定周波数よりも高いものとし、周波数カウンタ回路１８０は、ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力し続けるものとする。
【００４７】
（１）逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ１）、逆方向電流Ｉ４が検出されない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このとき、マスク回路１５０、逆流防止回路１６０は夫々、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫ、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を第２期間（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間）出力した後、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４、第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。同期整流回路１２０によって行われる同期整流の動作については、前述したのでその説明は省略する。
【００４８】
（２）オンデューティ期間が短い場合（時刻Ｔ６から時刻Ｔ１３）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ６）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このときのＰＷＭ信号のオンデューティ期間（時刻Ｔ６から時刻Ｔ７）が第１期間、第２期間よりも短いものとする。尚、前述の通り、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする直前に、ブレーキ電流Ｉ３が発生している場合、ＰＷＭ信号のオンデューティ期間の長さに関わらず、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化してＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするときに逆方向電流Ｉ４は発生する。例えば、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの期間にブレーキ電流Ｉ３が発生していたために、時刻Ｔ６にＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化したとき、逆方向電流Ｉ４が発生するものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクするので、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力し続ける。逆流防止回路１６０は、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、ＰＷＭ信号の立上りエッジを検出したとき（時刻Ｔ６）からローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。パルス幅測定回路１７０で検出されるＰＷＭ信号のオンデューティ期間が第１期間よりも短いので、パルス幅測定回路１７０は、オンデューティ期間が第２期間よりも長いＰＷＭ信号が検出される時刻Ｔ１１までローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力し続ける。その後、パルス幅測定回路１７０は、ハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する（時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３）。第４イネーブル信号ＥＮＢ４、ＥＮＢ５は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ７から時刻Ｔ８、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。例えば、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１３までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。
【００４９】
（３）逆方向電流Ｉ４が発生する場合（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ２０）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするとき（時刻Ｔ１３）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。尚、逆方向電流Ｉ４は、例えば第１期間、第２期間よりも長い期間（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５）検出されるものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間（時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４）ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクして、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４までの期間、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力した後、時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５までの期間ローレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが出力されてから（時刻Ｔ１４）、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間（時刻Ｔ１４からＴ２０）、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。パルス幅測定回路１７０は、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）と同様な第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第１イネーブル信号ＥＮＢ１と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ１６から時刻Ｔ１７、時刻Ｔ１８から時刻Ｔ１９までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。
【００５０】
＜ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合＞
例えば、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも高く、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも低いものとする。例えば、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる際、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９）、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合（時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５）に分けて説明する。尚、ＰＷＭ信号の周波数が低くなる場合のＰＷＭ信号のオンデューティ期間は、第１期間より長いものとし、パルス幅測定回路１７０は、逆方向電流Ｉ４が発生しない場合（時刻Ｔ１から時刻Ｔ６）と同様な第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力するものとする。
【００５１】
（１）ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高い場合（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンした際（時刻Ｔ２１）、逆方向電流Ｉ４が検出された場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。尚、逆方向電流Ｉ４は、例えば第１期間、第２期間よりも長い期間（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２３）検出されるものとする。比較回路２２は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２３までの期間ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、第１期間（時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２）ローレベルの比較信号ＣＭＰをマスクして、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの期間、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫを出力した後、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３までの期間ローレベルのマスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、ローレベルのマスク信号ＭＳＫが出力されてから（時刻Ｔ２２）、例えばＰＷＭ信号の略２周期に相当する期間（時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２８）、ローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力した後、ハイレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。前述の通り、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも高いので、周波数カウンタ回路１８０は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２９までの期間、ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、第２イネーブル信号ＥＮＢ２と同様な論理レベルの信号となる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２８までの期間ローレベルとなり、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間ハイレベルとなる。よって、例えば、時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５、時刻Ｔ２６から時刻Ｔ２７までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。例えば、時刻Ｔ２８から時刻Ｔ２９までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。
【００５２】
（２）ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合（時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５）
例えば、ＰＷＭ信号がローレベルからハイレベルに変化して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオンする際、オンしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２がオフするとき（時刻Ｔ２９）、逆方向電流Ｉ４が検出されない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。このとき、マスク回路１５０、逆流防止回路１６０は夫々、ハイレベルのマスク信号ＭＳＫ、第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。前述の通り、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３５までの期間では、ＰＷＭ信号の周波数は所定周波数よりも低いので、周波数カウンタ回路１８０は、例えば時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３２までの期間に対応するＰＷＭ信号の周期に基いて、所定周波数よりも低いＰＷＭ信号の周波数を検出する。周波数カウンタ回路１８０は、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３２までの期間ハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力し、時刻Ｔ３２から時刻Ｔ３５までの期間ローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。第４イネーブル信号ＥＮＢ４は、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３０までの期間ローレベルとなり、時刻Ｔ３０から時刻Ｔ３２までの期間ハイレベルとなり、時刻Ｔ３２から時刻Ｔ３５までの期間ローレベルとなる。第５イネーブル信号ＥＮＢ５は、第４イネーブル信号ＥＮＢ４と同様な論理レベルの信号となる。よって、例えば、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はハイレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は許可される。例えば、時刻Ｔ３３から時刻Ｔ３４までの期間、ＰＷＭ信号がローレベルとなってＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４がオフする際、第５イネーブル信号ＥＮＢ５はローレベルとなるので、同期整流回路１２０の同期整流は禁止される。
【００５３】
前述したように、駆動コイル３００は、直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３の接続点Ｐ１と、直列接続されるＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ１４の接続点Ｐ２と、の間に接続される。駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１、Ｉ´を供給する場合、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１、１４と、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１２、１３は相補的にオンオフされる。そのとき、シンクトランジスタとしてのＮ型ＭＯＳＦＥＴ１３、１４はＰＷＭ信号に従ってオンオフする。例えば、駆動コイル３００に対して、駆動コイル３００の一端から他端に向かう方向に駆動電流Ｉ１を供給する際、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１１がオンしているときに、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオンオフする。この場合、モータ駆動回路１００では、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４がＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしているＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２をオンする同期整流が行われる。検出抵抗２１と比較回路２２は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１４からＮ型ＭＯＳＦＥＴ１１の方向へ、又は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ１３からＮ型ＭＯＳＦＥＴ１２の方向へ流れる逆方向電流Ｉ４を検出する。例えば、逆方向電流Ｉ４を検出しない場合、比較回路２２は、ハイレベルの比較信号ＣＭＰを出力し、逆方向電流Ｉ４を検出した場合、比較回路２２は、ローレベルの比較信号ＣＭＰを出力する。マスク回路１５０は、比較回路２２が逆方向電流Ｉ４を検出した際に出力される例えばローレベルの比較信号ＣＭＰを第１期間マスクして、マスク信号ＭＳＫを出力する。逆流防止回路１６０は、例えばローレベルのマスク信号ＭＳＫが入力された場合、同期整流を禁止するためのローレベルの第１イネーブル信号ＥＮＢ１を出力する。ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が第１期間よりも短い場合、パルス幅測定回路１７０は、逆流防止回路１６０の動作に関わらず、同期整流を禁止するためのローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。よって、例えばＨブリッジ回路１１０で逆方向電流Ｉ４が発生した際、逆流防止回路１６０によって同期整流が禁止されるので、逆方向電流Ｉ４の発生を防止できる。更に、例えば、ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が例えば第１期間よりも短く、逆流防止回路１６０によって同期整流が禁止できない場合、パルス幅測定回路１７０によって同期整流を禁止して、逆方向電流Ｉ４の発生を確実に防止できる。
【００５４】
又、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも低い場合、周波数カウンタ回路１８０は、逆流防止回路１６０、パルス幅測定回路１７０の動作に関わらず、同期整流を禁止するためのローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。よって、逆方向電流Ｉ４の発生の原因となるブレーキ電流Ｉ３が発生する可能性がある場合、同期整流が禁止される。従って、逆方向電流Ｉ４の発生を更に確実に防止できる。又、同期整流によるブレーキ電流Ｉ３の発生を防止できるので、モータの回転速度がブレーキ電流Ｉ３によって変化するのを防止して、モータを安定的に駆動するモータ駆動回路１００を提供できる。
【００５５】
又、パルス幅測定回路１７０が同期整流を禁止するローレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力しているとき、ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が例えば第２期間よりも長くなると、パルス幅測定回路１７０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、例えば、逆流防止回路１６０で逆方向電流Ｉ４の発生を防止できる場合、パルス幅測定回路１７０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。よって、同期整流回路１２０の同期整流によって、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給するときの、モータ駆動回路１００の発熱、消費電力を抑えることができる。
【００５６】
又、周波数カウンタ回路１８０が同期整流を禁止するローレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力しているとき、ＰＷＭ信号の周波数が所定周波数よりも高くなると、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するハイレベルの第２イネーブル信号ＥＮＢ２を出力する。つまり、例えば、方向電流Ｉ４の発生の原因となるブレーキ電流Ｉ３が発生する可能性がない場合、周波数カウンタ回路１８０は、同期整流を許可するハイレベルの第３イネーブル信号ＥＮＢ３を出力する。よって、同期整流回路１２０の同期整流によって、駆動コイル３００に対して駆動電流Ｉ１を供給するときの、モータ駆動回路１００の発熱、消費電力を抑えることができる。
【００５７】
尚、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５８】
本実施形態においては、モータ駆動回路１００が、図６、図７に示される論理に基づいて動作する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図６、図７に示された論理を反転させた論理に基づいて動作する構成としてもよい。その場合、例えばＡＮＤ回路３１、３２を夫々ＯＲ回路に置き換えるものとする。
【００５９】
本実施形態においては、単相モータの駆動コイル３００に駆動電流Ｉ１を供給するモータ駆動回路１００の逆方向電流Ｉ４、Ｉ４´の発生を防止する構成について説明したが、これに限定されるもではない。例えば、三相モータを駆動するモータ駆動回路の逆方向電流の発生を防止する構成としてもよい。例えば、三相モータがセンサ付きモータの場合、ロータの位置を検出するホール素子から出力されたＦＧ信号に基づいて、通電制御回路が論理信号を生成する構成とし、同期整流制御回路４００を設けて、逆方向電流の発生を防止してもよい。又、例えば、三相モータがセンサレスモータの場合、三相の駆動コイルが夫々に発生する逆起電圧に基づいて生成されたＦＧ信号に基づいて、通電制御回路が論理信号を生成する構成とし、同期整流制御回路４００を設けて、逆方向電流の発生を防止してもよい。又、三相モータを駆動する場合、図１に示される通電制御回路１４０を、ＦＧ信号に基づいて三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｖ相）の駆動コイルに駆動電流を供給するための論理信号を生成する回路に置き換えるものとする。
【００６０】
本実施形態においては、Ｈブリッジ回路１１０、検出抵抗２１が、例えば集積回路であるモータ駆動回路１００に含まれる構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モータ駆動回路１００に、Ｈブリッジ回路、検出抵抗を接続するための端子を設けて、モータ駆動回路１００に対して、外付けのＨブリッジ回路、検出抵抗を接続する構成としてもよい。つまり、Ｈブリッジ回路、検出抵抗のうち、少なくとも一方を外付けとしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１１、１２、１３、１４ Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
２１ 検出抵抗
２２ 比較回路
３１、３２ ＡＮＤ回路
１００ モータ駆動回路
１１０ Ｈブリッジ回路
１２０ 同期整流回路
１３０ ＰＷＭ合成回路
１４０ 通電制御回路
１５０ マスク回路
１６０ 逆流防止回路
１７０ パルス幅測定回路
１８０ 周波数カウンタ回路
２００ マイコン
３００ 駆動コイル
４００ 同期整流制御回路
ＣＭＰ 比較信号
Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４ 寄生ダイオード
Ｌ１ ソース電源ライン
Ｌ２ シンク電源ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続される第１ソース側トランジスタ及び第１シンク側トランジスタの第１接続点と、直列接続される第２ソース側トランジスタ及び第２シンク側トランジスタの第２接続点と、の間に接続される駆動コイルに対して駆動電流を供給するべく、前記第１ソース側トランジスタ及び前記第２シンク側トランジスタと、前記第２ソース側トランジスタ及び前記第１シンク側トランジスタと、を相補的にオンオフする場合、前記第１又は第２シンク側トランジスタをＰＷＭ信号に従ってオンオフし、前記第１又は第２シンク側トランジスタが前記ＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしている前記第１又は第２ソース側トランジスタをオンする同期整流を行うモータ駆動回路であって、
前記第１シンク側トランジスタから前記第２ソース側トランジスタの方向へ、又は、前記第２シンク側トランジスタから前記第１ソース側トランジスタの方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、
前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから所定期間、前記検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、
前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから前記所定期間が経過した場合、前記検出回路の検出出力に従って前記同期整流を禁止する第１禁止回路と、
前記第１又は第２シンク側トランジスタをオンする前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも短い場合、前記第１禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第２禁止回路と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記ＰＷＭ信号の周期が、前記駆動コイルに供給される電流の方向が前記同期整流を開始したときの方向とは反対方向に変化するような周期である場合、前記第１又は第２禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第３禁止回路
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記第２禁止回路は、
前記同期整流を前記第２禁止回路によって禁止しているとき、前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも長くなると、前記同期整流を許可する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記第３禁止回路は、
前記同期整流を前記第３禁止回路によって禁止しているとき、前記ＰＷＭ信号の周期が、前記駆動コイルに供給される電流の方向が前記同期整流を開始したときの方向から変化しないような周期になると、前記同期整流を許可する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ駆動回路。
【請求項１】
直列接続される第１ソース側トランジスタ及び第１シンク側トランジスタの第１接続点と、直列接続される第２ソース側トランジスタ及び第２シンク側トランジスタの第２接続点と、の間に接続される駆動コイルに対して駆動電流を供給するべく、前記第１ソース側トランジスタ及び前記第２シンク側トランジスタと、前記第２ソース側トランジスタ及び前記第１シンク側トランジスタと、を相補的にオンオフする場合、前記第１又は第２シンク側トランジスタをＰＷＭ信号に従ってオンオフし、前記第１又は第２シンク側トランジスタが前記ＰＷＭ信号に従ってオフする期間、オフしている前記第１又は第２ソース側トランジスタをオンする同期整流を行うモータ駆動回路であって、
前記第１シンク側トランジスタから前記第２ソース側トランジスタの方向へ、又は、前記第２シンク側トランジスタから前記第１ソース側トランジスタの方向へ流れる逆方向電流を検出する検出回路と、
前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから所定期間、前記検出回路の検出出力を無効にする無効回路と、
前記検出回路が前記逆方向電流の検出を開始してから前記所定期間が経過した場合、前記検出回路の検出出力に従って前記同期整流を禁止する第１禁止回路と、
前記第１又は第２シンク側トランジスタをオンする前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも短い場合、前記第１禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第２禁止回路と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動回路。
【請求項２】
前記ＰＷＭ信号の周期が、前記駆動コイルに供給される電流の方向が前記同期整流を開始したときの方向とは反対方向に変化するような周期である場合、前記第１又は第２禁止回路の動作に関わらず、前記同期整流を禁止する第３禁止回路
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記第２禁止回路は、
前記同期整流を前記第２禁止回路によって禁止しているとき、前記ＰＷＭ信号の各オンデューティ期間が前記所定期間よりも長くなると、前記同期整流を許可する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記第３禁止回路は、
前記同期整流を前記第３禁止回路によって禁止しているとき、前記ＰＷＭ信号の周期が、前記駆動コイルに供給される電流の方向が前記同期整流を開始したときの方向から変化しないような周期になると、前記同期整流を許可する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９０４１５（Ｐ２０１３−９０４１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８１６８（Ｐ２０１１−２２８１６８）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（３０００５７２３０）セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー (119)
【Ｆターム（参考）】
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