CN101494437A - 电机驱动装置、驱动方法及使用了它的冷却装置 - Google Patents

Abstract

提供一种以所希望的转矩驱动电机的电机驱动装置、驱动方法及使用了它的冷却装置。第1电容器(C1)一端的电位被固定。充放电电路(20)通过与指示电机的转速的输入信号(S1)相应的电流(Ict)来对第1电容器进行充放电。第1比较器(CMP1)将第1电容器(C1)的电压(Vct)与预定的阈值电压(Vth)进行比较。控制信号生成部(30)生成具有与同步于电机的旋转的周期信号(FG)的边沿和从第1比较器(CMP1)输出的比较信号(S2)的边沿的定时相应的电平的控制电压(Vcont)。进而，控制信号生成部(30)基于周期信号和比较信号的边沿来切换充放电电路的充放电状态。电机被以与控制电压相应的转矩驱动。

Description

电机驱动装置、驱动方法及使用了它的冷却装置

技术领域

本发明涉及电机驱动技术，特别涉及其转矩控制技术。

背景技术

伴随于近年来个人计算机、工作站的高速化，CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等运算处理用LSI(Large Scale Integration circuit：大规模集成电路)的动作速度不断上升。

这样的LSI随着其动作速度、即时钟频率的变高，发热量也变大。存在由于LSI的发热导致该LSI本身出现热失控、或者对周围的电路造成影响的问题。因此，对LSI进行适当的热冷却正成为极其重要的技术。

作为用于冷却LSI的技术的一个例子，有利用冷却风扇的空冷式冷却方法。在这种方法中，例如，与LSI表面相对地设置冷却风扇，由冷却风扇向LSI表面吹送冷空气。在进行这种基于冷却风扇的LSI的冷却时，有监视LSI附近的温度，使风扇的旋转根据该温度而变化，从而调整冷却的程度的技术(参考专利文献1、2)。

专利文献3～5中公开了根据转速的目标值来适当设定电机的转矩的驱动技术。

专利文献1：特开平7-31190号公报

专利文献2：特开2001-284868号公报

专利文献3：特开2007-68344号公报

专利文献4：特开2007-68347号公报

专利文献5：特开2007-68348号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

本发明是鉴于这样的状况而设计的，其目的在于提供一种以不同于以往的方法驱动电机的电机驱动装置及方法。

〔用于解决课题的方案〕

本发明的一个方案的电机驱动装置包括：充放电电路，通过与指示电机的转速的输入信号相应的电流来对一端电位被固定了的第1电容器进行充放电；比较器，将第1电容器的电压与预定的阈值电压进行比较；控制信号生成部，生成具有与同步于电机的旋转的周期信号的边沿和从比较器输出的比较信号的边沿的定时相应的电平的控制信号，并切换充放电电路的充放电状态；驱动部，以与控制信号相应的转矩驱动电机。

比较信号的边沿的间隔相应于输入信号而变化。因此，通过生成具有与比较信号和周期信号的边沿的定时(timing)相应的电平的控制信号，能够以与输入信号相应的转速驱动电机。

控制信号生成部可以包括：脉冲生成部，生成在每次周期信号的预定边沿和来自比较器的比较信号的预定边沿时发生电平转变的脉冲信号；电荷泵电路，根据来自脉冲生成部的脉冲信号的电平，对一端电位被固定了的第2电容器进行充放电。控制信号生成部可以将电荷泵电路的第2电容器的另一端的电位作为控制信号输出。充放电电路可以根据脉冲信号的电平切换充电状态和放电状态。

此时，能够使脉冲信号与周期信号同步。

控制信号生成部可以包括：脉冲生成部，生成在每次周期信号的预定边沿和来自比较器的比较信号的预定边沿时发生电平转变的脉冲信号；积分放大器。积分放大器可以包括：一端被输入脉冲信号的输入电阻；反相输入端子与输入电阻的另一端相连接的运算放大器；设置在运算放大器的非反相输入端子与输出端子之间的反馈电阻；与反馈电阻并联设置的电容器；并且，将运算放大器的输出端子的电位作为控制信号输出。充放电电路可以根据脉冲信号的电平切换充电状态和放电状态。

此时，能够使脉冲信号与周期信号同步。

充放电电路可以包括生成与输入信号相应的第1电流的第1电流源，和生成预定的第2电流的第2电流源，并且，通过将第1电流与第2电流合成后的电流来对第1电容器进行充放电。

此时，能够通过第2电流使输入信号与转矩(转速)的关系移位。

第1电流源可以将第1电流限制在预定的范围内。此时，能够限制转矩。

输入信号可以是具有与电机的转速的目标值相应的占空比的、被脉冲调制了的信号，电机驱动装置可以还包括对输入信号进行平滑化的滤波器。充放电电路可以包括将被滤波器平滑化后的输入信号转换成电流的电压电流转换电路。

此时，能够基于从CPU输出的被脉冲调制了的输入信号设定电机的转矩。

电机驱动装置可以还包括用于连接构成滤波器的分路电容器的电容器端子。可以被构成为当输入信号是模拟电压时，能够从电容器端子输入输入信号。

此时，即使输入信号是用热敏电阻得到的具有依赖于温度的电压电平的模拟电压，也能驱动电机。

作为指示电机的转速的输入信号，电机驱动装置可以接收具有与转速相应的占空比的数字信号和具有与转速相应的电压电平的模拟电压。充放电电路可以生成与两个输入信号中提高转速的信号相应的电流，对第1电容器进行充放电。

此时，能够基于来自CPU(Central Processing Unit)或微型计算机等的数字信号、和热敏电阻等所生成的模拟电压两者来控制转速。

本发明的另一方案也是一种电机驱动装置。该装置包括：脉冲生成部，生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度、且具有与同步于电机的旋转的周期信号相应的周期的脉冲信号；时间电压转换部，生成具有与脉冲信号的占空比相应的电平的控制信号；驱动部，以与控制信号相应的转矩驱动电机。

根据该方案，脉冲信号的占空比被设定为与电机的转速和输入信号相应的值。通过生成与该脉冲信号相应的控制信号，能够以与输入信号相应的转矩驱动电机。

本发明的再一个方案是一种冷却装置。该装置包括：风扇电机；和驱动风扇电机的上述任一种电机驱动装置。

根据该方案，能够根据控制信号设定风扇电机的转速，能够以所希望的程度对冷却对象进行冷却。

本发明的再一个方案是一种电机驱动方法。该方法包括：生成与指示电机的转速的输入信号相应的电流的步骤；通过电流对一端电位被固定了的第1电容器进行充放电的步骤；将第1电容器的电压与预定的阈值电压进行比较，生成具有与该两电压的大小关系相应的电平的比较信号的步骤；生成具有与同步于电机的旋转的周期信号的边沿和比较信号的边沿的定时相应的电平的控制信号的步骤；根据同步于电机的旋转的周期信号的边沿和比较信号的边沿的定时，切换第1电容器的充放电状态的步骤；以与控制信号相应的转矩驱动电机的步骤。

本发明的再一个方案也是一种电机驱动方法。该方法包括：生成同步于电机的旋转的周期信号的步骤；生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度的脉冲信号的步骤；生成具有与周期信号的周期和脉冲信号的脉冲宽度的时间比率相应的电平的控制信号的步骤；以与控制信号相应的转矩驱动电机的步骤。

本发明的再一个方案还是一种电机驱动方法。该方法包括：生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度、且具有与同步于电机的旋转的周期信号相应的周期的脉冲信号的步骤；生成具有与脉冲信号的占空比相应的电平的控制信号的步骤；以与控制信号相应的转矩驱动电机的步骤。

另外，将以上结构要件的任意组合、本发明的结构要件和表现形式在方法、装置、系统等之间相互转换的方案，作为本发明的方案也是有效的。

〔发明效果〕

通过本发明的电机驱动装置，能够以与输入信号相应的转速驱动电机。

附图说明

图1是表示含有实施方式的电机驱动装置的冷却装置的结构的图。

图2是表示实施方式的转速控制电路的结构的电路图。

图3是表示图2的转速控制电路的动作状态的时序图。

图4是表示输入信号的占空比与风扇电机的转速的关系(输入输出特性)的图。

图5是表示变形例的控制信号生成部的结构的电路图。

图6是表示接收两个输入信号的转速控制电路的输入部的电路图。

〔标号说明〕

10...转速控制电路，12...滤波器，14...反相器，16...缓冲器，20...充放电电路，22...第1电流源，24...第1运算放大器，26...第2电流源，28...第2运算放大器，29...电流合成部，SW1...充电开关，M10...放电开关，CMP1...第1比较器，30...控制信号生成部，32...脉冲生成部，34...电荷泵电路，36...脉冲生成部，38...时间电压转换部，40...驱动部，50...脉冲宽度调制器，52...PWM比较器，54...振荡器，56...逻辑部，58...预驱动器，100...控制电路，102...开关电路，104...霍尔元件，200...电机驱动装置，202...风扇电机，300...冷却装置，C1...第1电容器，C2...第2电容器，70...偏置电路，72...霍尔比较器，S1...输入信号，S2...比较信号，S3...脉冲信号。

具体实施方式

关于本发明的实施方式，以安装在个人计算机、工作站等电子计算机中，用于驱动对CPU等进行冷却的风扇电机的风扇电机驱动装置为例进行说明。

首先，参照图1说明实施方式的电机驱动装置200整体的结构。图1表示含有实施方式的电机驱动装置200的冷却装置300的结构。冷却装置300包括电机驱动装置200和风扇电机202。风扇电机202靠近冷却对象CPU(未图示)地配置着。电机驱动装置200基于用于指示风扇电机202的转矩(转速)的控制输入信号(以下简称控制信号)S1来驱动风扇电机202。输入信号S1可以是与利用热敏电阻等得到的周围温度Ta相应的模拟电压，也可以是来自CPU等主处理器的数字信号。

电机驱动装置200包括控制电路100和开关电路102。风扇电机202是单相电机，开关电路102是H桥电路。风扇电机202可以是多相电机，此时，只要适当改变开关电路102的电路形式即可。

控制电路100基于输入信号S1，用具有与目标转矩相应的占空比的脉冲宽度调制信号(以下称PWM信号)来对开关电路102的晶体管M1～M4进行开关驱动。

控制电路100具有转速控制电路10、驱动部40、偏置电路70、霍尔比较器72，是一体集成在一个半导体衬底上的功能IC。开关电路102可以被集成在控制电路100中，也可以用外装的分立元件来构成。

霍尔元件104生成具有与风扇电机202的转子的位置相应的信号电平的霍尔信号H+、H-，输出给控制电路100。霍尔比较器72对霍尔信号H+、H-的电平进行比较，生成与风扇电机202的旋转同步的周期信号(以下记为FG信号)。偏置电路70生成应提供给霍尔元件104的偏置电压。电阻R10、R11是为调节霍尔元件104的偏置电平而设的。

转速控制电路10基于输入信号S1和FG信号生成具有与风扇电机202的转矩相应的电压电平的模拟的控制电压Vcont。驱动部40通过开关电路102驱动风扇电机202，以得到与控制电压Vcont相应的转矩。

驱动部40包括脉冲宽度调制器50、逻辑部56、预驱动器58。脉冲宽度调制器50生成具有与控制电压Vcont的电平相应的占空比的PWM信号Spwm。脉冲宽度调制器50可以包括生成三角波或锯齿波(斜坡波形)的周期电压Vosc的振荡器54、和对周期电压Vosc与控制电压Vcont进行比较的PWM比较器52。PWM比较器52的输出作为PWM信号Spwm输入到后级的逻辑部56。另外，脉冲宽度调制器50的结构并不限于图1所示的情形。

逻辑部56基于FG信号和PWM信号Spwm生成应提供给开关电路102的晶体管M1～M4的栅极的驱动信号Sd1～Sd4。预驱动器58对驱动信号Sd1～Sd4进行放大，提供给晶体管M1～M4的栅极。

开关电路102包括设置在风扇电机202的线圈电流的路径上的电流检测电阻Rd。检测电阻Rd上所产生的电压降与线圈电流成正比。逻辑部56监视检测电阻Rd的电压降，进行过电流保护和转矩的控制。该功能采用公知技术即可，并不特别限定。

实施方式的电机驱动装置200的特点之一在于基于FG信号和输入信号S1生成控制电压Vcont的转速控制电路10。下面详细说明转速控制电路10的结构。

图2是表示实施方式的转速控制电路10的结构的电路图。转速控制电路10的构成中包括滤波器12、充放电电路20、第1电容器C1、第1比较器CMP1、控制信号生成部30、以及外装的外围部件。

当输入信号S1是被脉冲调制了的数字信号时，输入信号S1被提供到输入端子P1。此时的输入信号S1具有与风扇电机202的转速(转矩)的目标值相应的占空比。滤波器12将输入信号S1平滑化，变换成具有与输入信号S1的平均电平(占空比)相应的电平的直流电压V1。滤波器12包括反相器14、缓冲器16、电阻R3、外装的电容器C3。反相器14将输入信号S1反转。电阻R3和电容器C3构成一阶低通滤波器，除去缓冲器16的输出的高频分量，变换成直流电压V1。输入信号S1的占空比越大，直流电压V1就越小。在不包含反相器14的情况下，输入信号S1的占空比越大，直流电压V1就越大。因此，可以利用反相器14的有无，来设定输入信号S1的占空比与转矩的关系。

当输入信号S1是具有与转矩相应的电平的模拟的直流电压(V1)时，可以直接输入到连接电容器C3的电容器端子P2。

第1电容器C1的一端接地，其电位被固定。充放电电路20利用与指示电机的转速的输入信号S1相应的电流Ict，来对第1电容器C1充放电。

充放电电路20通过对第1电容器C1充放电，来生成锯齿波状的周期电压Vct。

第1比较器CMP1将第1电容器C1的电压Vct与预定的阈值电压Vth进行比较，生成在Vct＞Vth时成为高电平、在Vct＜Vth时成为低电平的比较信号S2。

控制信号生成部30接收与风扇电机202的旋转相同步的FG信号(周期信号)的边沿、和从第1比较器CMP1输出的比较信号S2。控制信号生成部30生成具有与两个信号的边沿的定时(时间差)相应的电压电平的模拟的控制电压Vcont。进而，控制信号生成部30利用比较信号S2和FG信号这两个信号的边沿来切换充放电电路20的充放电状态。

控制信号生成部30包括脉冲生成部32、电荷泵电路(CP)34。脉冲生成部32生成在每次FG信号的预定边沿和比较信号S2的预定边沿时发生电平转变的脉冲信号S3。FG信号的预定边沿可以是正沿和负沿的某一者，或者也可以是两者。另外，比较信号S2的预定边沿可以是正沿和负沿的任一者。

例如，脉冲生成部32在FG信号的两种边沿时都使脉冲信号S3转变为高电平，而在比较信号S2的每个正沿时使脉冲信号S3转变为低电平。

电荷泵电路34根据来自脉冲生成部32的脉冲信号S3的电平，使一端电位被固定了的第2电容器C2充放电。例如电荷泵电路34在脉冲信号S3为高电平时以预定的充电电流Ich对第2电容器C2无电，在脉冲信号S3为低电平时以预定的放电电流Idis对第2电容器C2放电。结果，第2电容器C2上呈现与脉冲信号S3的占空比相应的控制电压Vcont。脉冲信号S3的高电平期间越长、即占空比越大，控制电压Vcont就越高。

以上是转速控制电路10和控制电路100的结构。图3是表示图2的转速控制电路10的动作状态的时序图。图3的时序图中以实线表示输入信号S1所指示的转矩为第1值时的动作，以虚线表示输入信号S1所指示的转矩为第2值时的动作。

当出现FG信号的边沿时，脉冲信号S3变成高电平，充放电电路20开始第1电容器C1的充电，电容器电压Vct上升。当电容器电压Vct达到阈值电压Vth时，比较信号S2变成高电平。比较信号S2变成高电平时，脉冲信号S3转变成低电平，充放电电路20将电容器C1的电荷放电。结果，电容器电压Vct下降。当再次出现FG信号的边沿时，脉冲信号S3再次变成高电平。转速控制电路10反复进行以上动作。

若输入信号S1的电平发生变化，则充放电电路20的充电电流Ict也变化。其结果，从基于FG信号的边沿开始充电起至电容器电压Vct达到阈值电压Vth的时间发生变化。结果，脉冲信号S3的脉冲宽度、即占空比根据输入信号S1的电平而变化。由于控制电压Vcont是通过根据脉冲信号S3的占空比使第2电容器C2充放电而生成的，所以控制电压Vcont的电压值成为与脉冲信号S3的占空比相应的值。

这样，通过实施方式的转速控制电路10，能够生成与FG信号同步、且具有与输入信号S1的电平相应的电压电平的控制电压Vcont，进而能够以与输入信号S1相应的转矩驱动风扇电机202。

图4是表示输入信号S1的占空比与风扇电机202的转速的关系(输入输出特性)的图。在实施方式中，输入信号S1的占空比越大，控制电压Vcont的电压电平就越下降。在控制电压Vcont越低，驱动部40就越以高转矩驱动风扇电机202的情况下，输入信号S1的占空比越大，风扇电机202就越被高转矩、高旋转地驱动。图4中表示了使第2电流I2的值变化时的输入输出特性。

另外，只要输入信号S1和控制电压Vcont的大小关系满足所希望的关系即可，输入信号S1的占空比与直流电压V1的大小关系、直流电压V1与第1电流I1的大小关系、第1电流I1与充电电流Ict的大小关系、脉冲信号S3的占空比与控制电压Vcont的大小关系只要分别任意设定即可。

以上是转速控制电路10和控制电路100的结构及动作。下面说明各电路块的详细结构和动作。

充放电电路20包括第1电流源22、第2电流源26、电流合成部29、充电开关SW1、放电开关M10。

第1电流源22生成与输入信号S1相应的第1电流I1。充放电电路20在充电状态下使充电开关SW1接通，将与第1电流I1相应的充电电流Ict提供给第1电容器C1。在放电状态下，使放电开关M10导通，将第1电容器C1的电荷放电。

在以上基本结构的基础上，充放电电路20具有以下特征。

第2电流源26生成预定的第2电流I2。电流合成部29将第1电流I1与第2电流I2合成后的电流作为充电电流Ict输出。以

Ict＝I2-I1

得出。电流合成部29可以利用电流镜电路等构成，其结构是任意的。

通过在与输入信号S1相应的第1电流I1中合成不依赖于输入信号S1的第2电流I2，能够使充电电流Ict移位。其结果，能够根据第2电流I2的值来使占空比与转矩的关系移位，详细情况在后面叙述。

第1电流源22的构成中包括第1运算放大器24、双极型晶体管Q1、以及外装的电阻R1。第1运算放大器24的非反相输入端子被输入直流电压V1。电阻R1被连接在双极型晶体管Q1的射极与接地端子之间。第1运算放大器24的反相输入端子与双极型晶体管Q1的射极相连，其输出端子与双极型晶体管Q1的基极相连接。其结果，双极型晶体管Q1中流过以

I1＝V1/R1

得出的第1电流。

图2的第1电流源22具有将第1电流I1限制在预定范围内的功能。为此，第1运算放大器24具有两个非反相输入端子。第2个非反相输入端子被输入用于设定箝位目标值的电压VCL。电压VCL是用电阻R10、R11将预定的电压分压而生成的。第1运算放大器24将两个非反相输入端子的电压中的较低者与反相输入端子的电压的误差进行放大。其结果，在V1＜VCL的区域，成为I1＝V1/R1。在V1＞VCL的区域，I1被箝位为目标值ICL＝VCL/R1。

第2电流源26包括第2运算放大器28、双极型晶体管Q2以及电阻R2，其构成与第1电流源22一样。第2电流I2由

I2＝Vref/R2

得出。

由于Ict＝I2-I1成立，所以第1电流I1被设定上限值时，充电电流Ict的下限值就被设定为I2-ICL。由图3的时序图可知，当设定充电电流Ict的下限值时，脉冲信号S3的导通时间(高电平期间)被设定上限值。其结果，能够对控制电压Vcont设定上限值，能够对风扇电机202的转矩(转速)设定下限。

若使逻辑电平反转，还能够对转矩设定上限。

在充放电电路20采用图2的结构时，能够根据第1电阻R1的电阻值和第1电容器C1的电容值来调节图4的输入输出特性的倾斜度。

另外，如图4所示，通过使第2电流I2变化，能够使占空比和风扇电机202的转速的关系移位。对于第2电流I2，可以使之根据第2电阻R2的电阻值来变化。即，能够根据R1与R2的大小关系来调节占空比与转速的关系。

现在假定缓冲器16的电源电压Vdd与第2电流源26的基准电压Vref相等。此时，若设定为R1＝R2，则占空比为0％时的第1电流I1和第2电流I2变得相等，所以充电电流Ict成为0，能够将转速设定为0。

当设定为R2＝R1/(1-A/100)时，即R1＜R2时，移位使得占空比为A％时的转速与占空比为0％时的转速相一致。

反过来，当设定为R2＝R1/(1+B/100)时，即R1＞R2时，移位使得占空比为B％时转速成为0％。

根据图3的转速控制电路10，能够通过改变第1电阻R1、第2电阻R2来使输入输出特性移位。

关于图3的转速控制电路10，从其他观点来看还可以是具有以下结构的电路。

转速控制电路10的脉冲生成部36生成具有与指示电机转速的输入信号S1相应的脉冲宽度的脉冲信号S2。控制信号生成部30生成具有与同步于电机的旋转的FG信号的周期和脉冲信号S2的脉冲宽度的时间比率相应的电平的控制电压Vcont。驱动部40以与控制电压Vcont相应的转矩驱动风扇电机202。

基于其他观点，转速控制电路10具有滤波器12、脉冲生成部36、时间电压转换部38。

滤波器12对输入信号S1进行平滑化，将之变换成具有与输入信号S1的平均电平(占空比)相应的电平的直流电压V1。脉冲生成部36生成具有与指示风扇电机202的转速的输入信号S1相应的脉冲宽度、且具有与同步于风扇电机202的旋转的FG信号相应的周期的脉冲信号S3。时间电压转换部38生成具有与脉冲信号S3的占空比相应的电平的控制电压Vcont。

上述实施方式只是例示，可以对其各结构要件、各处理过程的组合做出各种各样的变形例，本领域技术人员能够理解这些变形例也包括在本发明的范围内。

图5是表示变形例的控制信号生成部30a的结构的电路图。图5的控制信号生成部30a具有积分放大器电路34a以取代图2的电荷泵电路34。该积分放大器电路34a也可以看作上述时间电压变换部38。积分放大器电路34a具有运算放大器35、输入电阻R20、反馈电阻R21、第2电容器C2a。

输入电阻R20的一端与运算放大器35的反相输入端子相连接，另一端被输入脉冲信号S3。反馈电阻R21被设置在运算放大器35的反相输入端子与输出端子之间。第2电容器C2a与反馈电阻R21并联地外装于转速控制电路10。运算放大器35的反相输入端子被输入阈值电压Vth2。

积分放大器电路34a在脉冲信号S3的电压电平高于阈值电压Vth2时(称为高电平期间T1)对第2电容器C2a充电，在低于阈值电压Vth2时(称为低电平期间T2)对第2电容器C2a放电。积分放大器电路34a进行动作，使得被阈值电压Vth2划分的脉冲信号S3的上侧和下侧的面积变得相等。

其结果，第2电容器C2a的充放电被根据高电平期间T1与低电平期间T2的时间比率来进行，能够生成具有与脉冲信号S3的占空比相应的电平的控制电压Vcont。

图2的转速控制电路10是采用接收具有与风扇电机202的转速(转矩)的目标值相应的占空比的数字的输入信号S1、或者具有与转速的目标值相应的电平的模拟的直流电压V1的某一者来控制风扇电机202的结构的，但也可以采用以下变形例。

在变形例中，作为指示转速的输入信号，转速控制电路10接收数字的输入信号S1和模拟的输入电压V2两者。图6是表示接收两种输入信号的转速控制电路10的输入部的电路图。输入部11具有滤波器12和信号选择部13。滤波器12将数字的输入信号S1平滑化，输出直流电压V1。信号选择部13接收从滤波器12输出的直流电压V1和从外部输入的模拟的输入电压V2。信号选择部13从两个电压V1、V2中选择具有提高转速的电压电平的电压，输出给第1电流源22。信号选择部13的功能可以用最大值电路或最小值电路来实现，或者也可以通过增加后级的第1运算放大器24的非反相输入端子，分别输入电压V1、V2来实现，其方法并不限定。根据图6的变形例，能够考虑来自CPU的数字控制和来自热敏电阻的温度信息这两者地控制风扇电机202的转速。

在实施方式中，构成电机驱动装置200的元件可以被一体集成，也可以分成不同的集成电路来构成，还可以是其一部分用分立部件来构成。至于对哪部分进行集成，根据成本、所占面积、用途等决定即可。

另外，在实施方式中说明了将冷却装置300安装在电子计算机中冷却CPU的情形，但本发明的用途不限于此，可以应用于冷却发热体的各种用途。进一步说，本实施方式的电机驱动装置200的用途并不限于风扇电机的驱动，可以适用于其他各种电机的驱动。

Claims (14)

1.一种电机驱动装置，包括：

充放电电路，通过与指示电机的转速的输入信号相应的电流来对一端电位被固定了的第1电容器进行充放电；

比较器，将上述第1电容器的电压与预定的阈值电压进行比较；

控制信号生成部，生成具有与同步于上述电机的旋转的周期信号的边沿和从上述比较器输出的比较信号的边沿的定时相应的电平的控制信号，并切换上述充放电电路的充放电状态；以及

驱动部，以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机。

2.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于：

上述控制信号生成部包括

脉冲生成部，生成在每次上述周期信号的预定边沿和来自上述比较器的上述比较信号的预定边沿时发生电平转变的脉冲信号，和

电荷泵电路，根据来自上述脉冲生成部的脉冲信号的电平，对一端电位被固定了的第2电容器进行充放电，

并且，将上述电荷泵电路的第2电容器的另一端的电位作为上述控制信号输出；

上述充放电电路根据上述脉冲信号的电平来切换充电状态和放电状态。

3.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于：

上述控制信号生成部包括

脉冲生成部，生成在每次上述周期信号的预定边沿和来自上述比较器的上述比较信号的预定边沿时发生电平转变的脉冲信号，和

积分放大器；

上述积分放大器包括

一端被输入上述脉冲信号的输入电阻，

反相输入端子与上述输入电阻的另一端相连的运算放大器，

设置在上述运算放大器的非反相输入端子与输出端子之间的反馈电阻，以及

与上述反馈电阻并联设置的电容器，

并且，将上述运算放大器的输出端子的电位作为上述控制信号输出；

上述充放电电路根据上述脉冲信号的电平切换充电状态和放电状态。

4.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于：

上述充放电电路包括

生成与上述输入信号相应的第1电流的第1电流源，和

生成预定的第2电流的第2电流源，

并且，通过将上述第1电流与第2电流合成后的电流来对上述第1电容器进行充放电。

5.如权利要求4所述的电机驱动装置，其特征在于：

上述第1电流源将上述第1电流限制在预定的范围内。

6.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于：

上述输入信号是具有与电机的转速的目标值相应的占空比的、被脉冲调制了的信号；

上述电机驱动装置还包括对上述输入信号进行平滑化的滤波器；

上述充放电电路包括将被上述滤波器平滑化后的上述输入信号转换成电流的电压电流转换电路。

7.如权利要求6所述的电机驱动装置，其特征在于：

还包括用于连接构成上述滤波器的分路电容器的电容器端子，

且被构成为当上述输入信号是模拟电压时，能够从上述电容器端子输入上述输入信号。

8.如权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于：

作为指示电机的转速的输入信号，接收具有与转速相应的占空比的数字信号和具有与转速相应的电压电平的模拟电压，

上述充放电电路生成与两个输入信号中提高转速的信号相应的电流，对上述第1电容器进行充放电。

9.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：

脉冲生成部，生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度、且具有与同步于上述电机的旋转的周期信号相应的周期的脉冲信号；

时间电压转换部，生成具有与上述脉冲信号的占空比相应的电平的控制信号；以及

驱动部，以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机。

10.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：

脉冲生成部，生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度的脉冲信号；

控制信号生成部，生成具有与同步于电机的旋转的周期信号的周期和上述脉冲信号的脉冲宽度的时间比率相应的电平的控制信号；以及

驱动部，以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机。

11.一种冷却装置，其特征在于，包括：

风扇电机；和

驱动上述风扇电机的权利要求1至10的任一项所述的电机驱动装置。

12.一种电机驱动方法，其特征在于，包括：

生成与指示电机的转速的输入信号相应的电流的步骤；

通过上述电流对一端电位被固定了的第1电容器进行充放电的步骤；

将上述第1电容器的电压与预定的阈值电压进行比较，生成具有与该两电压的大小关系相应的电平的比较信号的步骤；

生成具有与同步于上述电机的旋转的周期信号的边沿和上述比较信号的边沿的定时相应的电平的控制信号的步骤；

根据上述同步于电机的旋转的周期信号的边沿和上述比较信号的边沿的定时，切换上述第1电容器的充放电状态的步骤；以及

以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机的步骤。

13.一种电机驱动方法，其特征在于，包括：

生成同步于电机的旋转的周期信号的步骤；

生成具有与指示上述电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度的脉冲信号的步骤；

生成具有与上述周期信号的周期和上述脉冲信号的脉冲宽度的时间比率相应的电平的控制信号的步骤；以及

以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机的步骤。

14.一种电机驱动方法，其特征在于，包括：

生成具有与指示电机的转速的输入信号相应的脉冲宽度、且具有与同步于上述电机的旋转的周期信号相应的周期的脉冲信号的步骤；

生成具有与上述脉冲信号的占空比相应的电平的控制信号的步骤；以及

以与上述控制信号相应的转矩驱动上述电机的步骤。

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