JP5060750B2 - Motor drive circuit and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、モータコイルに流れる電流に基づいてトルクを制御するモータ駆動技術に関する。 The present invention relates to a motor drive technique for controlling torque based on a current flowing in a motor coil.
例えばモータ電流が許容最大値になるように制御するために、モータコイルに流れる電流を検出することが一般的に行われている(下記特許文献1)。特許文献1のモータ駆動装置は、Hブリッジの2つのローサイドスイッチの接地側を互いに接続し、その接続点および接地との間に設けられた抵抗を電流検出に用いている。
いわゆるカレントリミットの機能においては特許文献1の技術は一定の成果を上げているといえる。しかし、モータコイルに流れる電流を一定にするように制御するとき、電流検出の精度を高めるために、特許文献1の技術には改善の余地がある。具体的には、特許文献1に記載のモータ電流検出回路では、ローサイドスイッチあるいはハイサイドスイッチのいずれかをパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)信号により駆動するとき回生電流を検出できないため、モータのトルク制御のためには電流検出の精度が十分とはいえない。
In the so-called current limit function, it can be said that the technique of
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、モータコイルに流れる電流の検出精度を高めることにある。 The present invention has been made in recognition of such a situation, and an object thereof is to improve the detection accuracy of the current flowing in the motor coil.
本発明のある態様は、モータ駆動回路である。このモータ駆動回路は、ハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを2組有し、モータコイルに通電するHブリッジ回路と、モータコイルに流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧を出力する電流検出回路と、検出電圧の大きさがトルク指示信号により定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、モータコイルへの通電方向を指示する方向指示信号およびパルス信号に基づいてスイッチング回路を駆動するプリドライバとを備える。プリドライバは、対角に配置されたハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチのいずれか一方を固定的にオンするとともに、他方をパルス信号にもとづいて周期的にオンオフする。電流検出回路は、第1の組のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動する際に、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチの両方がオンする通電期間に流れる電流と、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチの少なくとも一方がオフとなる回生期間に流れる電流と、の両方が流れる経路上に設けられた第1抵抗と、第2の組のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動する際に、通電期間に流れる電流と、回生期間に流れる電流と、の両方が流れる経路上に設けられた第2抵抗とを有し、第1の組のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するときには第1抵抗の電圧降下を、第2の組のハイサイドスイッチおよびローサイドスイッチを駆動するときには第2抵抗の電圧降下を、それぞれ検出結果として用いる。 One embodiment of the present invention is a motor drive circuit. This motor drive circuit has two sets of a high side switch and a low side switch, an H bridge circuit that energizes the motor coil, and a current detection circuit that detects a current flowing through the motor coil and outputs a detection voltage corresponding to the result A pulse signal generation unit that generates a pulse signal whose duty ratio changes so that the magnitude of the detected voltage matches a voltage value determined by the torque instruction signal, and a direction instruction signal and a pulse that indicate the energization direction to the motor coil And a pre-driver for driving the switching circuit based on the signal. The pre-driver fixedly turns on one of the high-side switch and the low-side switch arranged diagonally, and periodically turns on and off the other based on the pulse signal. When driving the first set of the high-side switch and the low-side switch, the current detection circuit has a current flowing during an energization period in which both the high-side switch and the low-side switch are turned on, and at least one of the high-side switch and the low-side switch A current that flows during a regeneration period that is turned off, a first resistor that is provided on a path through which both flow, and a current that flows during the energization period when driving the second set of high-side switches and low-side switches; Current flowing in the period, and a second resistor provided on a path through which both flow, and when driving the first set of high-side switches and low-side switches, the voltage drop of the first resistor is When driving a pair of high-side and low-side switches, the voltage drop across the second resistor is used as the detection result. Used.
この態様によると、通電期間に流れる電流および回生期間に流れる電流の双方が検出されるので、モータコイルの電流の検出精度が増し、モータのトルクをより正確に制御することができる。 According to this aspect, since both the current flowing during the energization period and the current flowing during the regeneration period are detected, the detection accuracy of the current of the motor coil is increased, and the motor torque can be controlled more accurately.
本発明の別の態様もまた、モータ駆動回路である。このモータ駆動回路は、モータコイルに通電するスイッチング回路と、モータコイルに流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧を出力する電流検出回路と、検出電圧の大きさがトルク指示信号により定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、モータコイルへの通電方向を指示する方向指示信号およびパルス信号に基づいてスイッチング回路を駆動するプリドライバとを備える。スイッチング回路は、モータコイルの両端にそれぞれ接続される第1端子および第2端子と、電源端子と第1端子との間に設けられた第1スイッチングトランジスタと、電源端子と第2端子との間に設けられた第2スイッチングトランジスタと、第1端子と固定電圧端子との間に設けられた第3スイッチングトランジスタと、第2端子と固定電圧端子との間に設けられた第4スイッチングトランジスタとを有する。プリドライバは、第1の向きの電流をモータコイルに流すとき、第1スイッチングトランジスタおよび第4スイッチングトランジスタのいずれか一方を固定的にオンし、他方をパルス信号に基づいて周期的にオンオフし、第2の向きの電流をモータコイルに流すとき、第2スイッチングトランジスタおよび第3スイッチングトランジスタのいずれか一方を固定的にオンし、他方をパルス信号に基づいて周期的にオンオフする。電流検出回路は、第1の向きの電流が流れるときに、第1スイッチングトランジスタおよび第4スイッチングトランジスタが同時にオンする期間にモータコイルに流れる電流と、第1スイッチングトランジスタおよび第4スイッチングトランジスタのいずれか一方がオフする期間にモータコイルに流れる電流と、の両方が流れる経路に設けられた第1抵抗と、第2の向きに電流が流れるときに、第2スイッチングトランジスタおよび第3スイッチングトランジスタが同時にオンする期間にモータコイルに流れる電流と、第2スイッチングトランジスタおよび第3スイッチングトランジスタのいずれか一方がオフする期間にモータコイルに流れる電流と、の両方が流れる経路に設けられた第2抵抗とを有し、第1の向きの電流が流れるときには第1抵抗の電圧降下を、第2の向きに電流が流れるときには第2抵抗の電圧降下を、それぞれ検出結果として用いる。 Another embodiment of the present invention is also a motor drive circuit. The motor drive circuit includes a switching circuit for energizing the motor coil, a current detection circuit for detecting a current flowing in the motor coil and outputting a detection voltage corresponding to the result, and the magnitude of the detection voltage is determined by a torque instruction signal. A pulse signal generation unit that generates a pulse signal whose duty ratio changes so as to match the voltage value, and a pre-driver that drives the switching circuit based on the direction indication signal and the pulse signal instructing the energization direction to the motor coil Prepare. The switching circuit includes a first terminal and a second terminal connected to both ends of the motor coil, a first switching transistor provided between the power supply terminal and the first terminal, and between the power supply terminal and the second terminal. A second switching transistor provided between, a third switching transistor provided between the first terminal and the fixed voltage terminal, and a fourth switching transistor provided between the second terminal and the fixed voltage terminal. Have. The pre-driver, when flowing the current in the first direction through the motor coil, either turns on either the first switching transistor or the fourth switching transistor fixedly, and periodically turns the other on / off based on the pulse signal, When a current in the second direction is passed through the motor coil, one of the second switching transistor and the third switching transistor is fixedly turned on, and the other is periodically turned on / off based on the pulse signal. The current detection circuit includes a current flowing through the motor coil during a period in which the first switching transistor and the fourth switching transistor are simultaneously turned on when a current in the first direction flows, and one of the first switching transistor and the fourth switching transistor. When the current flows in the second direction, and when the current flows in the second direction, the second switching transistor and the third switching transistor are simultaneously turned on. A second resistor provided in a path through which both the current flowing in the motor coil during the period when the current flows and the current flowing in the motor coil during the period when either the second switching transistor or the third switching transistor is off. When the current in the first direction flows 1 a voltage drop across the resistor, when current flows in the second direction voltage drop of the second resistor is used as each of the detection result.
この態様によると、第1の向きの電流が流れるときに一貫してモータコイルの電流が流れる経路に第1抵抗を設け、第1の向きの電流が流れるときは第1抵抗の電圧降下を検出結果として用いる。また、第2の向きの電流が流れるときに一貫してモータコイルの電流が流れる経路に第2抵抗を設け、第2の向きの電流が流れるときは第2抵抗の電圧降下を検出結果として用いる。これにより、第1の向きの電流が流れるときと、第2の向きの電流が流れるときとの両方につき、対となるハイサイドスイッチとローサイドスイッチの一方がオフの期間も含む全期間を通してモータコイルの電流を検出することができる。したがって、モータコイルの電流を精度よく検出でき、モータのトルクをより正確に制御することができる。 According to this aspect, when the current in the first direction flows, the first resistor is provided in the path through which the motor coil current flows, and when the current in the first direction flows, the voltage drop of the first resistor is detected. Use as a result. Further, a second resistor is provided in a path through which the motor coil current flows consistently when a current in the second direction flows, and a voltage drop of the second resistor is used as a detection result when a current in the second direction flows. . As a result, the motor coil is used throughout the entire period including the period when one of the paired high-side switch and low-side switch is off, both when the current in the first direction flows and when the current in the second direction flows. Current can be detected. Therefore, the current of the motor coil can be detected with high accuracy, and the motor torque can be controlled more accurately.
本発明のさらに別の態様もまた、モータ駆動回路である。このモータ駆動回路は、モータコイルに通電するスイッチング回路と、モータコイルに流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧を出力する電流検出回路と、検出電圧の大きさがトルク指示信号により定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、モータコイルへの通電方向を指示する方向指示信号およびパルス信号に基づいてスイッチング回路を駆動するプリドライバとを備える。スイッチング回路は、モータコイルの両端にそれぞれ接続される第1端子および第2端子と、電源端子と第1端子との間に設けられた第1スイッチングトランジスタと、電源端子と第2端子との間に設けられた第2スイッチングトランジスタと、第1端子と固定電圧端子との間に設けられた第3スイッチングトランジスタと、第2端子と固定電圧端子との間に設けられた第4スイッチングトランジスタとを有する。第1の向きの電流をモータコイルに流すとき、プリドライバは、第1スイッチングトランジスタおよび第4スイッチングトランジスタのいずれか一方を固定的にオンし、他方をパルス信号に基づいて周期的にオンオフし、電流検出回路は、その固定的にオンされた方のスイッチングトランジスタの電圧降下を検出結果として用いる。第2の向きの電流をモータコイルに流すとき、プリドライバは、第2スイッチングトランジスタおよび第3スイッチングトランジスタのいずれか一方を固定的にオンし、他方をパルス信号に基づいて周期的にオンオフし、電流検出回路は、その固定的にオンされた方のスイッチングトランジスタの電圧降下を検出結果として用いる。 Yet another embodiment of the present invention is also a motor drive circuit. The motor drive circuit includes a switching circuit for energizing the motor coil, a current detection circuit for detecting a current flowing in the motor coil and outputting a detection voltage corresponding to the result, and the magnitude of the detection voltage is determined by a torque instruction signal. A pulse signal generation unit that generates a pulse signal whose duty ratio changes so as to match the voltage value, and a pre-driver that drives the switching circuit based on the direction indication signal and the pulse signal instructing the energization direction to the motor coil Prepare. The switching circuit includes a first terminal and a second terminal connected to both ends of the motor coil, a first switching transistor provided between the power supply terminal and the first terminal, and between the power supply terminal and the second terminal. A second switching transistor provided between, a third switching transistor provided between the first terminal and the fixed voltage terminal, and a fourth switching transistor provided between the second terminal and the fixed voltage terminal. Have. When flowing the current in the first direction through the motor coil, the pre-driver fixedly turns on one of the first switching transistor and the fourth switching transistor, and periodically turns on / off the other based on the pulse signal, The current detection circuit uses a voltage drop of the switching transistor that is fixedly turned on as a detection result. When flowing the current in the second direction through the motor coil, the pre-driver fixedly turns on one of the second switching transistor and the third switching transistor and periodically turns on / off the other based on the pulse signal, The current detection circuit uses a voltage drop of the switching transistor that is fixedly turned on as a detection result.
この態様によると、第1の向きの電流をモータコイルに流すときに固定的にオンされるスイッチングトランジスタの電圧降下を、第1の向きの電流が流れるときの検出結果として用いる。また、第2の向きの電流をモータコイルに流すときに固定的にオンされるスイッチングトランジスタの電圧降下を、第2の向きの電流が流れるときの検出結果として用いる。これにより、別途電流検出用に抵抗を設けなくとも、第1の向きの電流が流れるときと、第2の向きの電流が流れるときとの両方につき、対となるハイサイドスイッチとローサイドスイッチの一方がオフの期間も含む全期間を通してモータコイルの電流を検出することができる。したがって、モータコイルの電流を精度よく検出でき、モータのトルクをより正確に制御することができる。また、電流検出用の抵抗が不要となるため、その分だけ損失を低減でき、高効率である。 According to this aspect, the voltage drop of the switching transistor that is fixedly turned on when the current in the first direction flows through the motor coil is used as the detection result when the current in the first direction flows. Further, the voltage drop of the switching transistor that is fixedly turned on when the current in the second direction flows through the motor coil is used as a detection result when the current in the second direction flows. Accordingly, one of the high-side switch and the low-side switch that are paired with each other when the current in the first direction flows and when the current in the second direction flows without separately providing a resistor for current detection. It is possible to detect the current of the motor coil throughout the entire period including the period in which is turned off. Therefore, the current of the motor coil can be detected with high accuracy, and the motor torque can be controlled more accurately. In addition, since a resistor for current detection is not required, the loss can be reduced correspondingly and the efficiency is high.
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、モータと、このモータを駆動する上記のモータ駆動回路とを備える。 Yet another embodiment of the present invention is an electronic device. The electronic device includes a motor and the motor drive circuit that drives the motor.
この態様によると、正確なトルク制御によるメリットを電子機器として享受でき、電子機器の価値が高められる。 According to this aspect, the merit of accurate torque control can be enjoyed as an electronic device, and the value of the electronic device is increased.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation obtained by converting the expression of the present invention between methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、モータコイルに流れる電流の検出精度を高めることができる。 According to the present invention, the detection accuracy of the current flowing through the motor coil can be increased.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかるモータ駆動回路100の構成を示す。この回路は、例えばデジタルカメラの絞りやオートフォーカス、ズームレンズ用のモータを駆動するモータドライバとして使用することができる。
モータ駆動回路100は、Hブリッジ回路12と、電流検出回路14と、パルス信号生成部16と、プリドライバ18とを備え、これらは1つの半導体基板上に一体集積化される。なお、「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗などが半導体基板の外部に設けられていてもよい。1つの半導体基板上に一体集積化することにより、電子機器への搭載が容易となる。モータ駆動回路100は、電源端子106から電源電圧Vddを入力し、固定電圧端子108を介して接地に接続される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of a
The
Hブリッジ回路12は、モータコイル150に通電するスイッチング回路である。
電流検出回路14は、モータコイル150に流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧Vdetを出力する。
パルス信号生成部16は、検出電圧Vdetの大きさがトルク指示信号Strqにより定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号Vplsを生成する。パルス信号生成部16には、一般的なPWM回路を用いることができる。トルク指示信号Strqは、例えば図示しないマイクロプロセッサから供給される。
プリドライバ18は、モータコイル150への通電方向を指示する方向指示信号Sdrcおよびパルス信号Vplsに基づいて後述のプリドライブ信号V1ないしV4を生成・出力し、それらの信号によりHブリッジ回路12を駆動する。方向指示信号Sdrcは、ロータの位置を検出した結果に基づいて生成される2値信号である。この2値信号がハイレベルおよびローレベルのいずれであるかにより、モータコイル150に流す電流の向きが決定される。ロータの位置検出には種々の公知技術を用いることができる。
The
The
The pulse
The pre-driver 18 generates and outputs pre-drive signals V1 to V4, which will be described later, based on the direction instruction signal Sdrc and the pulse signal Vpls for instructing the energization direction to the
Hブリッジ回路12は、第1端子102と、第2端子104と、第1スイッチングトランジスタM1と、第2スイッチングトランジスタM2と、第3スイッチングトランジスタM3と、第4スイッチングトランジスタM4とを備える。
The
第1スイッチングトランジスタM1および第2スイッチングトランジスタM2は、それぞれHブリッジ回路12のハイサイドスイッチを構成する。図1では、それらがPチャンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である場合を示している。
第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4は、それぞれHブリッジ回路12のローサイドスイッチを構成する。図1では、それらがNチャンネルMOSFETである場合を示している。
本実施の形態では、第1スイッチングトランジスタM1ないし第4スイッチングトランジスタM4の各々のバックゲートおよびドレイン間のボディダイオードを回生電流の経路として利用する。
The first switching transistor M1 and the second switching transistor M2 constitute a high-side switch of the
The third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 constitute a low-side switch of the
In the present embodiment, the body diode between the back gate and the drain of each of the first switching transistor M1 to the fourth switching transistor M4 is used as a regenerative current path.
第1端子102および第2端子104は、モータコイル150の両端にそれぞれ接続される。第1スイッチングトランジスタM1のソースは電源端子106に、ドレインは第1端子102にそれぞれ接続される。第2スイッチングトランジスタM2のソースは電源端子106に、ドレインは第2端子104にそれぞれ接続される。第3スイッチングトランジスタM3のドレインは第1端子102に、ソースは後述する第2抵抗R2を介して固定電圧端子108にそれぞれ接続される。第4スイッチングトランジスタM4のドレインは第2端子104に、ソースは後述する第1抵抗R1を介して固定電圧端子108にそれぞれ接続される。
The
第1スイッチングトランジスタM1ないし第4スイッチングトランジスタM4のゲートは、プリドライバ18から出力されるプリドライブ信号V1ないしV4によりそれぞれ駆動される。詳細は後述のタイムチャートのところで説明する。
The gates of the first switching transistor M1 to the fourth switching transistor M4 are driven by predrive signals V1 to V4 output from the
電流検出回路14は、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、第3スイッチSW3と、第4スイッチSW4と、増幅器42とを備える。第1抵抗R1および第2抵抗R2は、1つの半導体基板上にてペアリングされる。なお、「ペアリングする」とは、同一種類の複数の素子を、1つの半導体基板上の近接した位置に作り込むことにより、それらの素子の特性に関して、製造誤差、温度変化にともなう変動等を揃えることをいう。第1スイッチSW1ないし第4スイッチSW4の各々は、例えばMOSFETによる電子的なスイッチである。
The
第1抵抗R1は、第4スイッチングトランジスタM4のソースと固定電圧端子108とを接続する経路に設けられる。第2抵抗R2は、第3スイッチングトランジスタM3のソースと固定電圧端子108とを接続する経路に設けられる。第1スイッチSW1は、第3スイッチングトランジスタM3および第2抵抗R2の接点と、増幅器42の非反転入力端子とを接続する経路に設けられる。第2スイッチSW2は、第2抵抗R2および固定電圧端子108の接点と、増幅器42の反転入力端子とを接続する経路に設けられる。第3スイッチSW3は、第1抵抗R1および固定電圧端子108の接点と、増幅器42の反転入力端子とを接続する経路に設けられる。第4スイッチSW4は、第4スイッチングトランジスタM4および第1抵抗R1の接点と、増幅器42の非反転入力端子とを接続する経路に設けられる。
The first resistor R1 is provided in a path connecting the source of the fourth switching transistor M4 and the fixed
第1スイッチSW1および第2スイッチSW2は、第2抵抗R2の両端の電位差すなわち電圧降下を増幅器42に入力するためのスイッチである。第3スイッチSW3および第4スイッチSW4は、第1抵抗R1の両端の電位差を増幅器42に入力するためのスイッチである。第1スイッチSW1ないし第4スイッチSW4のオンオフを制御する信号は、プリドライバ18からのプリドライブ信号の一部を流用してもよいし、図示しないスイッチ制御回路からの信号を用いてもよい。これらのスイッチのオンオフタイミングについては、後述のタイムチャートのところで詳述する。
増幅器42は、第1抵抗R1あるいは第2抵抗R2の両端の電位差を増幅し、検出電圧Vdetとしてパルス信号生成部16に出力する。
The first switch SW1 and the second switch SW2 are switches for inputting a potential difference between both ends of the second resistor R2, that is, a voltage drop, to the
The
以下、図1を参照しながらタイムチャートによりモータ駆動回路100の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
図2は、図1の第1スイッチングトランジスタM1ないし第4スイッチングトランジスタM4および第1スイッチSW1ないし第4スイッチSW4のオンオフを示すタイムチャートである。 FIG. 2 is a time chart showing on / off of the first switching transistor M1 to the fourth switching transistor M4 and the first switch SW1 to the fourth switch SW4 of FIG.
「T1」で示される期間は、第1端子102からモータコイル150を通って第2端子104に至る向き(以下「第1の向き」と表記する)に電流を流す期間を示す。この期間を以下「第1の期間」と表記する。「T2」で示される期間は、第1の向きと反対の向き(以下「第2の向き」と表記する)に電流を流す期間を示す。この期間を以下「第2の期間」と表記する。プリドライバ18は、方向指示信号Sdrcに応じて、第1の期間と第2の期間とを繰り返すようにHブリッジ回路12を駆動する。
A period indicated by “T1” indicates a period in which current flows in a direction from the
第1の期間において、プリドライバ18は、第1スイッチングトランジスタM1を周期的にオンオフし、第4スイッチングトランジスタM4を固定的にオンする。一方、第2スイッチングトランジスタM2および第3スイッチングトランジスタM3をオフする。電流検出回路14は、第3スイッチSW3および第4スイッチSW4をオンし、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2をオフする。
In the first period, the pre-driver 18 periodically turns on and off the first switching transistor M1 and turns on the fourth switching transistor M4 in a fixed manner. On the other hand, the second switching transistor M2 and the third switching transistor M3 are turned off. The
第1スイッチングトランジスタM1および第4スイッチングトランジスタM4がともにオンしている期間(以下「第1駆動期間」という)では、モータコイル150の電流は、電源端子106から第1スイッチングトランジスタM1、第1端子102、モータコイル150、第2端子104、第4スイッチングトランジスタM4、第1抵抗R1、固定電圧端子108という経路で流れる。
一方、第1スイッチングトランジスタM1がオフし、第4スイッチングトランジスタM4がオンしている期間(以下「第1回生期間」ともいう)では、モータコイル150の電流は、固定電圧端子108から第2抵抗R2、第3スイッチングトランジスタM3のボディダイオード、第1端子102、モータコイル150、第2端子104、第4スイッチングトランジスタM4、第1抵抗R1という経路で流れる。
During the period in which both the first switching transistor M1 and the fourth switching transistor M4 are on (hereinafter referred to as “first driving period”), the current of the
On the other hand, during the period in which the first switching transistor M1 is off and the fourth switching transistor M4 is on (hereinafter also referred to as “first regeneration period”), the current of the
ここで、第1の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が第1抵抗R1に流れることに注目すべきである。換言すれば、本実施の形態では第1の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れる経路に第1抵抗R1を設けている。そして電流検出回路14はこの期間に第1抵抗R1の両端の電圧を検出結果とし、その電圧を増幅器42で増幅して検出電圧Vdetとして出力する。これにより、第1の期間の全体を通して、すなわち第1駆動期間および第1回生期間の両方において、モータコイル150に流れる電流を検出できる。
Here, it should be noted that the same current as that of the
第2の期間において、プリドライバ18は、第2スイッチングトランジスタM2を周期的にオンオフし、第3スイッチングトランジスタM3を固定的にオンする。一方、第1スイッチングトランジスタM1および第4スイッチングトランジスタM4をオフする。電流検出回路14は、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2をオンし、第3スイッチSW3および第4スイッチSW4をオフする。
In the second period, the pre-driver 18 periodically turns on and off the second switching transistor M2, and turns on the third switching transistor M3 in a fixed manner. On the other hand, the first switching transistor M1 and the fourth switching transistor M4 are turned off. The
第2スイッチングトランジスタM2および第3スイッチングトランジスタM3がともにオンしている期間(以下「第2駆動期間」という)では、モータコイル150の電流は、電源端子106から第2スイッチングトランジスタM2、第2端子104、モータコイル150、第1端子102、第3スイッチングトランジスタM3、第2抵抗R2、固定電圧端子108という経路で流れる。
一方、第2スイッチングトランジスタM2がオフし、第3スイッチングトランジスタM3がオンしている期間(以下「第2回生期間」ともいう)では、モータコイル150の電流は、固定電圧端子108から第1抵抗R1、第4スイッチングトランジスタM4のボディダイオード、第2端子104、モータコイル150、第1端子102、第3スイッチングトランジスタM3、第2抵抗R2という経路で流れる。
During the period in which both the second switching transistor M2 and the third switching transistor M3 are on (hereinafter referred to as “second driving period”), the current of the
On the other hand, during the period in which the second switching transistor M2 is off and the third switching transistor M3 is on (hereinafter also referred to as “second regeneration period”), the current of the
ここで、第2の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が第2抵抗R2に流れることに注目すべきである。換言すれば、本実施の形態では第2の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れる経路に第2抵抗R2を設けている。そして電流検出回路14はこの期間に第2抵抗R2の両端の電圧を検出結果とし、その電圧を増幅器42で増幅して検出電圧Vdetとして出力する。これにより、第2の期間の全体を通して、すなわち第2駆動期間および第2回生期間の両方において、モータコイル150に流れる電流を検出できる。
Here, it should be noted that the same current as that of the
このように本実施の形態のモータ駆動回路100によれば、電流検出回路14は、第1抵抗R1および第2抵抗R2により第1の期間および第2の期間の全体を通してモータコイル150に流れる電流を検出できる。したがって、電流検出の精度が高められ、モータのトルクをより正確に制御することができる。また、従来技術のように抵抗1つで電流を検出する場合と比較して検出結果の変動が小さくなるため、検出結果の電圧を増幅する増幅器の性能はごく一般的なもので足り、コスト安である。
Thus, according to the
また、第1抵抗R1および第2抵抗R2が1つの半導体基板上にてペアリングされるため、それらの抵抗値および電気的特性の相対的な誤差が最小限に抑えられ、電流検出の精度が高められる。 Further, since the first resistor R1 and the second resistor R2 are paired on one semiconductor substrate, the relative error between their resistance values and electrical characteristics can be minimized, and the accuracy of current detection can be improved. Enhanced.
さらに、第1抵抗R1に流れる電流は、第1の期間の全体を通して同じ向きである。同様に、第2抵抗R2に流れる電流は、第2の期間の全体を通して同じ向きである。したがって、電流検出回路14において電流の検出結果としての電圧を反転させる必要がないため、第1の期間および第2の期間の全体を通してモータコイル150に流れる電流を検出するために構成が複雑化するリスクを低減できる。
Further, the current flowing through the first resistor R1 has the same direction throughout the first period. Similarly, the current flowing through the second resistor R2 is in the same direction throughout the second period. Therefore, since it is not necessary to invert the voltage as the current detection result in the
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態のモータ駆動回路100では、第1抵抗R1および第2抵抗R2により第1の期間および第2の期間の全体を通してモータコイル150に流れる電流を検出した。第2の実施の形態のモータ駆動回路200では第1抵抗R1および第2抵抗R2を設けずにモータコイル150に流れる電流を同様に検出する。このために、第2の実施の形態のモータ駆動回路200では、図1の第1抵抗R1および第2抵抗R2の代わりに、第4スイッチングトランジスタM4および第3スイッチングトランジスタM3のオン抵抗を用いる。なお、「オン抵抗」とは、スイッチングトランジスタをオンしたときのチャンネル抵抗をいう。
(Second Embodiment)
In the
図3は、第2の実施の形態にかかるモータ駆動回路200の構成を示す。モータ駆動回路200にも図2のタイムチャートが適用される。図3において、図1に示されたものと同一または同様の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。以下、相違点を中心に説明する。
FIG. 3 shows a configuration of a
モータ駆動回路200では、第4スイッチングトランジスタM4および第3スイッチングトランジスタM3は、それぞれ図1の場合と同様にHブリッジ回路12のローサイドスイッチを構成するとともに、図1と異なり、各オン抵抗が第1抵抗R1および第2抵抗R2の代わりに電流検出のために用いられる。また、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4は、図3においては1つの半導体基板上にてペアリングされる。また、図1と比較して、モータ駆動回路200は、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4のオン抵抗の特性を補償する特性補償回路56をさらに備えている。特性補償回路56は、検出電圧Vdetの変化に加え、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4のオン抵抗の変化に応じて、パルス信号Vplsのデューティ比を変化させる。具体的には、トルク指示信号Strqにより定まるトルク制御電圧Vtrqの値を変化させる。特性補償回路56の構成については後述する。
In the
図1の第1抵抗R1と同様に、図3の第4スイッチングトランジスタM4のソース・ドレイン間にも第1の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れる。また、図1の第2抵抗R2と同様に、図3の第3スイッチングトランジスタM3のソース・ドレイン間にも第2の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れる。
Similar to the first resistor R1 of FIG. 1, the same current as that of the
図2のタイムチャートを参照すれば、第1の期間では第4スイッチングトランジスタM4のソース・ドレイン間の電圧が電流検出回路54におけるモータコイル150に流れる電流の検出結果となる。同様に第2の期間では第3スイッチングトランジスタM3のソース・ドレイン間の電圧がモータコイル150に流れる電流の検出結果となる。
Referring to the time chart of FIG. 2, in the first period, the voltage between the source and the drain of the fourth switching transistor M4 is a detection result of the current flowing in the
したがって、第2の実施の形態のモータ駆動回路200によれば、第1抵抗R1および第2抵抗R2を設けなくとも、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4のオン抵抗を用いることで、第1の期間および第2の期間の全体を通してモータコイル150に流れる電流を検出できる。
さらに、第1抵抗R1および第2抵抗R2を除いた分、それらの抵抗による損失がなくなるためモータ駆動が効率化される。
また、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4が1つの半導体基板上にてペアリングされるため、これらのオン抵抗の抵抗値および電気的特性の相対的な誤差が最小限に抑えられ、電流検出の精度が高められる。
Therefore, according to the
Furthermore, since the first resistor R1 and the second resistor R2 are removed, losses due to these resistors are eliminated, so that the motor drive is made more efficient.
In addition, since the third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 are paired on one semiconductor substrate, the relative error in the resistance value and electrical characteristics of these on-resistances can be minimized, The accuracy of current detection is increased.
図4は、図3の特性補償回路56の構成を示す。
特性補償回路56は、モニタ用トランジスタM5と、電流源62と、バッファ64と、DAC66(DAC:Digital-Analog Converter)とを備える。DAC66は、抵抗ラダーおよびスイッチ群を有する。トルク指示信号Strqにより、DAC66のスイッチ群の中から1つのスイッチが選択される。このスイッチを介して出力される電圧が、トルク制御電圧Vtrqである。トルク制御電圧Vtrqは、DAC66からパルス信号生成部16に出力される。
FIG. 4 shows a configuration of the
The
モニタ用トランジスタM5は、NチャンネルMOSFETであり、1つの半導体基板上にて図3の第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4とペアリングされる。したがって、それらのオン抵抗および電気的特性の相対的な誤差は最小限に抑えられる。また、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4、モニタ用トランジスタM5は、それぞれゲートが電源電圧Vddにより駆動されるので、それらのオン抵抗の電源電圧特性が揃えられる。 The monitoring transistor M5 is an N-channel MOSFET, and is paired with the third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 in FIG. 3 on one semiconductor substrate. Therefore, the relative errors in their on-resistance and electrical characteristics are minimized. Further, since the gates of the third switching transistor M3, the fourth switching transistor M4, and the monitoring transistor M5 are driven by the power supply voltage Vdd, the power supply voltage characteristics of their on-resistances are made uniform.
電流源62およびモニタ用トランジスタM5は、電源端子106と固定電圧端子108との間に直列接続される。
モニタ用トランジスタM5のソースは固定電圧端子108に、ドレインはバッファ64の入力にそれぞれ接続される。モニタ用トランジスタM5のゲートは電源端子106に接続される。したがって、モニタ用トランジスタM5は常時オンされる。
The
The source of the monitor transistor M5 is connected to the fixed
電流源62は、図3のモータコイル150に供給すべき電流と同じ大きさの電流をモニタ用トランジスタM5に流す。
バッファ64は、その出力をDAC66の高電位側基準電圧とする。
The
The
いま、温度上昇により第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4のオン抵抗が大きくなったことを考える。このとき、同じ大きさの電流が流れていても、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4のソース・ドレイン間の電圧は温度上昇前よりも大きくなる。そうすると、同じ大きさの電流が流れているにも関わらず電流検出回路54は電流が大きくなったときと同じように検出電圧Vdetを変化させる。そしてパルス信号生成部16はパルス信号Vplsのデューティ比を変化させてモータコイル150に流れる電流を抑制しようとする。この点、図4の特性補償回路56を設けると、温度上昇に伴ってトルク制御電圧Vtrqの電圧値が大きくなる。なぜなら、モニタ用トランジスタM5オン抵抗も上昇してそのソース・ドレイン間の電圧が大きくなり、バッファ64から出力されるDAC66の高電位側基準電圧が大きくなるからである。このことが、パルス信号生成部16が生成するパルス信号Vplsのデューティ比を変化させてモータコイル150に流れる電流を大きくしようとする。すなわち、温度上昇時、電流検出回路54からの検出電圧Vdetの変化による影響と相殺するようにトルク制御電圧Vtrqが変化する。したがって、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4の各オン抵抗の温度特性が補償される。電源電圧Vddの変化によりオン抵抗が大きくなったときも同様に補償される。逆にオン抵抗が小さくなった場合、検出電圧Vdetがパルス信号Vplsのデューティ比を変化させてモータコイル150に流れる電流を大きくしようとするのに対し、トルク制御電圧Vtrqは電圧値が小さくなることにより、パルス信号Vplsのデューティ比を変化させてモータコイル150に流れる電流を小さくしようとする。それらの影響が相殺され、オン抵抗が小さくなった場合の影響も補償される。
Now, consider that the ON resistance of the third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 has increased due to the temperature rise. At this time, even if currents of the same magnitude flow, the voltage between the source and drain of the third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 becomes larger than before the temperature rise. As a result, the
このように、特性補償回路56を設けることで、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4の各オン抵抗が種々の要因から変化しても、その変化による影響が軽減されるため、それを設けない場合と比較してより正確なトルク制御が可能となる。
In this way, by providing the
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、変形例を列挙する。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to the combination of each component and each treatment process, and such modifications are within the scope of the present invention. . Hereinafter, modifications will be listed.
(変形例1)
第1の実施の形態では、第4スイッチングトランジスタM4のソースと固定電圧端子108とを接続する経路に第1抵抗R1を設け、第3スイッチングトランジスタM3のソースと固定電圧端子108とを接続する経路に第2抵抗R2を設けた。しかし第1抵抗R1および第2抵抗R2を設ける経路はこれに限定されない。
変形例においては、第1抵抗R1は、第4スイッチングトランジスタM4のドレインと第2端子104とを接続する経路に設けられてもよい。この経路にも第1の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れるので、第1の期間の全体を通して、モータコイル150に流れる電流を検出できる。
また、変形例においては、第2抵抗R2は、第3スイッチングトランジスタM3のドレインと第1端子102とを接続する経路に設けられてもよい。この経路にも第2の期間の全体を通してモータコイル150の電流と同じ電流が流れるので、第2の期間の全体を通して、モータコイル150に流れる電流を検出できる。
(Modification 1)
In the first embodiment, the first resistor R1 is provided in the path connecting the source of the fourth switching transistor M4 and the fixed
In the modification, the first resistor R1 may be provided in a path connecting the drain of the fourth switching transistor M4 and the
In the modification, the second resistor R2 may be provided in a path connecting the drain of the third switching transistor M3 and the
(変形例2)
実施の形態では、プリドライバ18は、第1の期間において、第1スイッチングトランジスタM1を周期的にオンオフし、第4スイッチングトランジスタM4を固定的にオンした。また、第2の期間において、第2スイッチングトランジスタM2を周期的にオンオフし、第3スイッチングトランジスタM3を固定的にオンした。
変形例においてはこれと逆に、プリドライバ18は、第1の期間において、第4スイッチングトランジスタM4を周期的にオンオフし、第1スイッチングトランジスタM1を固定的にオンする。また、第2の期間において、第3スイッチングトランジスタM3を周期的にオンオフし、第2スイッチングトランジスタM2を固定的にオンする。
(Modification 2)
In the embodiment, the pre-driver 18 periodically turns on and off the first switching transistor M1 and fixedly turns on the fourth switching transistor M4 in the first period. In the second period, the second switching transistor M2 is periodically turned on / off, and the third switching transistor M3 is fixedly turned on.
In the modification, on the contrary, the pre-driver 18 periodically turns on and off the fourth switching transistor M4 and fixedly turns on the first switching transistor M1 in the first period. In the second period, the third switching transistor M3 is periodically turned on / off, and the second switching transistor M2 is fixedly turned on.
この変形例を第1の実施の形態に適用する場合、第1抵抗R1および第2抵抗R2を設ける経路を変更する。第1抵抗R1を設ける経路は、第1スイッチングトランジスタM1のソースと電源端子106とを接続する経路あるいは第1スイッチングトランジスタM1のドレインと第1端子102とを接続する経路であってもよい。第2抵抗R2を設ける経路は、第2スイッチングトランジスタM2のソースと電源端子106とを接続する経路あるいは第2スイッチングトランジスタM2のドレインと第2端子104とを接続する経路であってもよい。この場合も、第1の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
When this modification is applied to the first embodiment, the path for providing the first resistor R1 and the second resistor R2 is changed. The path for providing the first resistor R1 may be a path for connecting the source of the first switching transistor M1 and the
この変形例を第2の実施の形態に適用する場合、第1抵抗R1および第2抵抗R2の代わりとなるスイッチングトランジスタを変更する。つまり、電流検出回路54は、第1の期間に第1スイッチングトランジスタM1のソース・ドレイン間の電圧をモータコイル150に流れる電流の検出結果とし、第2の期間では第2スイッチングトランジスタM2のソース・ドレイン間の電圧をモータコイル150に流れる電流の検出結果とする。この場合も、第2の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
When this modified example is applied to the second embodiment, the switching transistor serving as a substitute for the first resistor R1 and the second resistor R2 is changed. That is, the
(変形例3)
実施の形態では、プリドライバ18は、第1の期間において第3スイッチングトランジスタM3はオフした。変形例では第1の期間において第3スイッチングトランジスタM3を第1スイッチングトランジスタM1と排他的にオンオフし、同期整流を行う。第2の期間についても同様に、第4スイッチングトランジスタM4を第2スイッチングトランジスタM2と排他的にオンオフし、同期整流を行う。これにより、第1回生期間の電流の経路に第3スイッチングトランジスタM3のソース・ドレイン間チャンネルを、第2回生期間の電流の経路に第4スイッチングトランジスタM4のソース・ドレイン間チャンネルをそれぞれ利用できる。したがって、第3スイッチングトランジスタM3および第4スイッチングトランジスタM4の各ボディダイオードを経路とする場合と比較して、スイッチングトランジスタによる電圧降下を小さくできるので、モータの駆動効率が高められる。
(Modification 3)
In the embodiment, in the pre-driver 18, the third switching transistor M3 is turned off in the first period. In the modification, the third switching transistor M3 is exclusively turned on / off with the first switching transistor M1 in the first period, and synchronous rectification is performed. Similarly, in the second period, the fourth switching transistor M4 is exclusively turned on / off with the second switching transistor M2, and synchronous rectification is performed. Thereby, the channel between the source and the drain of the third switching transistor M3 can be used for the current path in the first regeneration period, and the channel between the source and the drain of the fourth switching transistor M4 can be used for the current path in the second regeneration period. Therefore, compared with the case where each body diode of the third switching transistor M3 and the fourth switching transistor M4 is used as a path, the voltage drop due to the switching transistor can be reduced, so that the driving efficiency of the motor is increased.
(その他の変形例)
実施の形態では、増幅器42の反転入力端子に接続する第2スイッチSW2および第3スイッチSW3をそれぞれ設けたが、これらは1つであってもよい。あるいは、2つとも省略して、増幅器42の反転入力端子には固定電圧端子108から固定的に固定電圧を入力してもよい。
(Other variations)
In the embodiment, the second switch SW2 and the third switch SW3 connected to the inverting input terminal of the
実施の形態では第1スイッチングトランジスタM1および第2スイッチングトランジスタM2をPチャンネルのMOSFETとした。変形例においては、それらをNチャンネルMOSFETとしてもよい。この場合、図1あるいは図3において、第1スイッチングトランジスタM1および第2スイッチングトランジスタM2のソース・ドレインの位置を交換する。 In the embodiment, the first switching transistor M1 and the second switching transistor M2 are P-channel MOSFETs. In a modification, they may be N-channel MOSFETs. In this case, in FIG. 1 or FIG. 3, the positions of the source and drain of the first switching transistor M1 and the second switching transistor M2 are exchanged.
実施の形態では第1スイッチングトランジスタM1ないし第4スイッチングトランジスタM4をMOSFETとした場合を説明した。変形例においては、各スイッチングトランジスタをバイポーラトランジスタとしてもよい。この場合、ハイサイドスイッチをPNPトランジスタとし、ローサイドスイッチをNPNトランジスタとし、コレクタ・エミッタ・ベースをそれぞれドレイン・ソース・ゲートと対応づけることで、図1あるいは図3の構成を準用できる。なお、回生電流の経路を確保するためのダイオードは適宜設ければよい。 In the embodiment, the case where the first switching transistor M1 to the fourth switching transistor M4 are MOSFETs has been described. In a modification, each switching transistor may be a bipolar transistor. In this case, the configuration of FIG. 1 or FIG. 3 can be applied mutatis mutandis by making the high-side switch a PNP transistor, the low-side switch an NPN transistor, and correlating the collector, emitter, and base with the drain, source, and gate, respectively. A diode for securing a path for the regenerative current may be provided as appropriate.
実施の形態では第1抵抗R1および第2抵抗R2をICに内蔵した場合を説明した。変形例においては、それらの抵抗は外付けされてもよい。 In the embodiment, the case where the first resistor R1 and the second resistor R2 are built in the IC has been described. In a variant, these resistors may be externally attached.
実施の形態ではモータ駆動回路が1つの半導体基板上にて一体集積化された場合を説明したが、これに限定されることはなく、一部または全部の回路素子がディスクリート部品にて構成されてもよい。特に第1スイッチングトランジスタM1ないし第4スイッチングトランジスタM4は外付けされてもよい。 In the embodiment, the case where the motor drive circuit is integrated on one semiconductor substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and a part or all of the circuit elements are configured by discrete components. Also good. In particular, the first switching transistor M1 to the fourth switching transistor M4 may be externally attached.
12・・・Hブリッジ回路、14・・・電流検出回路、16・・・パルス信号生成部、18・・・プリドライバ、100・・・モータ駆動回路、102・・・第1端子、104・・・第2端子、106・・・電源端子、108・・・固定電圧端子、150・・・モータコイル、M1・・・第1スイッチングトランジスタ、M2・・・第2スイッチングトランジスタ、M3・・・第3スイッチングトランジスタ、M4・・・第4スイッチングトランジスタ、R1・・・第1抵抗、R2・・・第2抵抗、Strq・・・トルク指示信号、Vtrq・・・トルク制御電圧、Vdet・・・検出電圧、Vpls・・・パルス信号。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータコイルに流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧を出力する電流検出回路と、
前記検出電圧の大きさがトルク指示信号により定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記モータコイルへの通電方向を指示する方向指示信号および前記パルス信号に基づいて前記スイッチング回路を駆動するプリドライバとを備え、
前記スイッチング回路は、
モータコイルの両端にそれぞれ接続される第1端子および第2端子と、
電源端子と前記第1端子との間に設けられた第1スイッチングトランジスタと、
前記電源端子と前記第2端子との間に設けられた第2スイッチングトランジスタと、
前記第1端子と固定電圧端子との間に設けられた第3スイッチングトランジスタと、
前記第2端子と前記固定電圧端子との間に設けられた第4スイッチングトランジスタとを有し、
前記プリドライバは、
第1の向きの電流を前記モータコイルに流すとき、前記第4スイッチングトランジスタを固定的にオンし、前記第1スイッチングトランジスタを前記パルス信号に基づいて周期的にオンオフし、
第2の向きの電流を前記モータコイルに流すとき、前記第3スイッチングトランジスタを固定的にオンし、前記第2スイッチングトランジスタを前記パルス信号に基づいて周期的にオンオフし、
前記電流検出回路は、
前記第2端子と前記固定電圧端子の間に、前記第4スイッチングトランジスタと直列に設けられた第1抵抗と、
前記第1端子と前記固定電圧端子の間に、前記第3スイッチングトランジスタと直列に設けられた第2抵抗と、
その一端が前記第2抵抗の高電位側の端子と接続された第1スイッチと、
その一端が前記第2抵抗の低電位側の端子と接続された第2スイッチと、
その一端が前記第1抵抗の低電位側の端子と接続された第3スイッチと、
その一端が前記第1抵抗の高電位側の端子と接続された第4スイッチと、
その一方の入力端子に、前記第1スイッチの他端および前記第4スイッチの他端が接続され、その他方の入力端子に、前記第2スイッチの他端および前記第3スイッチの他端が接続され、前記一方の入力端子と前記他方の入力端子の電位差に応じた検出電圧を生成する増幅器と、
を含み、前記第1の向きの電流を前記モータコイルに流す期間、前記第3、第4スイッチをオン状態、前記第1、第2スイッチをオフ状態とし、前記第2の向きの電流を前記モータコイルに流す期間、前記第1、第2スイッチをオン状態、前記第3、第4スイッチをオフ状態とすることを特徴とするモータ駆動回路。 A switching circuit for energizing the motor coil;
A current detection circuit for detecting a current flowing in the motor coil and outputting a detection voltage according to the result;
A pulse signal generation unit that generates a pulse signal whose duty ratio changes so that the magnitude of the detection voltage matches a voltage value determined by a torque instruction signal;
A direction indication signal for instructing the energization direction to the motor coil and a pre-driver for driving the switching circuit based on the pulse signal;
The switching circuit is
A first terminal and a second terminal respectively connected to both ends of the motor coil;
A first switching transistor provided between a power supply terminal and the first terminal;
A second switching transistor provided between the power supply terminal and the second terminal;
A third switching transistor provided between the first terminal and the fixed voltage terminal;
A fourth switching transistor provided between the second terminal and the fixed voltage terminal;
The pre-driver is
When a current in the first direction flows through the motor coil, the fourth switching transistor is fixedly turned on, the first switching transistor is periodically turned on / off based on the pulse signal,
When a current in the second direction flows through the motor coil, the third switching transistor is fixedly turned on, and the second switching transistor is periodically turned on / off based on the pulse signal,
The current detection circuit includes:
A first resistor provided in series with the fourth switching transistor between the second terminal and the fixed voltage terminal;
A second resistor provided in series with the third switching transistor between the first terminal and the fixed voltage terminal;
A first switch having one end connected to a terminal on the high potential side of the second resistor;
A second switch having one end connected to a low-potential-side terminal of the second resistor;
A third switch having one end connected to a terminal on the low potential side of the first resistor;
A fourth switch having one end connected to a terminal on the high potential side of the first resistor;
The other end of the first switch and the other end of the fourth switch are connected to one input terminal, and the other end of the second switch and the other end of the third switch are connected to the other input terminal. An amplifier that generates a detection voltage according to a potential difference between the one input terminal and the other input terminal;
The third and fourth switches are turned on, the first and second switches are turned off, and the current in the second direction is A motor driving circuit characterized in that the first and second switches are in an on state and the third and fourth switches are in an off state during a period of flowing through a motor coil .
前記モータコイルに流れる電流を検出し、その結果に応じた検出電圧を出力する電流検出回路と、
前記検出電圧の大きさがトルク指示信号により定まる電圧値と一致するようにデューティ比が変化するパルス信号を生成するパルス信号生成部と、
前記モータコイルへの通電方向を指示する方向指示信号および前記パルス信号に基づいて前記スイッチング回路を駆動するプリドライバとを備え、
前記スイッチング回路は、
モータコイルの両端にそれぞれ接続される第1端子および第2端子と、
電源端子と前記第1端子との間に設けられた第1スイッチングトランジスタと、
前記電源端子と前記第2端子との間に設けられた第2スイッチングトランジスタと、
前記第1端子と固定電圧端子との間に設けられた第3スイッチングトランジスタと、
前記第2端子と前記固定電圧端子との間に設けられた第4スイッチングトランジスタとを有し、
前記プリドライバは、
第1の向きの電流を前記モータコイルに流すとき、前記第1スイッチングトランジスタを固定的にオンし、前記第4スイッチングトランジスタを前記パルス信号に基づいて周期的にオンオフし、
第2の向きの電流を前記モータコイルに流すとき、前記第2スイッチングトランジスタを固定的にオンし、前記第3スイッチングトランジスタを前記パルス信号に基づいて周期的にオンオフし、
前記電流検出回路は、
前記第1端子と前記電源端子の間に、前記第1スイッチングトランジスタと直列に設けられた第1抵抗と、
前記第2端子と前記電源端子の間に、前記第2スイッチングトランジスタと直列に設けられた第2抵抗と、
その一端が前記第2抵抗の高電位側の端子と接続された第1スイッチと、
その一端が前記第2抵抗の低電位側の端子と接続された第2スイッチと、
その一端が前記第1抵抗の低電位側の端子と接続された第3スイッチと、
その一端が前記第1抵抗の高電位側の端子と接続された第4スイッチと、
その一方の入力端子に、前記第1スイッチの他端および前記第4スイッチの他端が接続され、その他方の入力端子に、前記第2スイッチの他端および前記第3スイッチの他端が接続され、前記一方の入力端子と前記他方の入力端子の電位差に応じた検出電圧を生成する増幅器と、
を含み、前記第1の向きの電流を前記モータコイルに流す期間、前記第3、第4スイッチをオン状態、前記第1、第2スイッチをオフ状態とし、前記第2の向きの電流を前記モータコイルに流す期間、前記第1、第2スイッチをオン状態、前記第3、第4スイッチをオフ状態とすることを特徴とするモータ駆動回路。 A switching circuit for energizing the motor coil;
A current detection circuit for detecting a current flowing in the motor coil and outputting a detection voltage according to the result;
A pulse signal generation unit that generates a pulse signal whose duty ratio changes so that the magnitude of the detection voltage matches a voltage value determined by a torque instruction signal;
A direction indication signal for instructing the energization direction to the motor coil and a pre-driver for driving the switching circuit based on the pulse signal;
The switching circuit is
A first terminal and a second terminal respectively connected to both ends of the motor coil;
A first switching transistor provided between a power supply terminal and the first terminal;
A second switching transistor provided between the power supply terminal and the second terminal;
A third switching transistor provided between the first terminal and the fixed voltage terminal;
A fourth switching transistor provided between the second terminal and the fixed voltage terminal;
The pre-driver is
When flowing a current in the first direction through the motor coil, the first switching transistor is fixedly turned on, the fourth switching transistor is periodically turned on / off based on the pulse signal,
When a current in the second direction flows through the motor coil, the second switching transistor is fixedly turned on, and the third switching transistor is periodically turned on / off based on the pulse signal,
The current detection circuit includes:
A first resistor provided in series with the first switching transistor between the first terminal and the power supply terminal;
A second resistor provided in series with the second switching transistor between the second terminal and the power supply terminal;
A first switch having one end connected to a terminal on the high potential side of the second resistor;
A second switch having one end connected to a low-potential-side terminal of the second resistor;
A third switch having one end connected to a terminal on the low potential side of the first resistor;
A fourth switch having one end connected to a terminal on the high potential side of the first resistor;
The other end of the first switch and the other end of the fourth switch are connected to one input terminal, and the other end of the second switch and the other end of the third switch are connected to the other input terminal. An amplifier that generates a detection voltage according to a potential difference between the one input terminal and the other input terminal;
The third and fourth switches are turned on, the first and second switches are turned off, and the current in the second direction is A motor driving circuit characterized in that the first and second switches are in an on state and the third and fourth switches are in an off state during a period of flowing through a motor coil .
を備えることを特徴とする電子機器。 A motor and a motor drive circuit according to any one of claims 1 to 4 for driving the motor,
An electronic device comprising:
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