[發明專利]電動機的驅動電路、驅動方法及冷卻裝置

有效

• 申請號: 201010148969.5
• 申請日: 2010-02-20
• 公開（公告）號: CN101807873A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 三島智文
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 郭定輝

技術領域

本發明涉及利用了脈沖寬度調制(PWM)的電動機的驅動技術，特別涉及起動 時的控制技術。

背景技術

伴隨近年來的個人計算機或者工作站的高速化，CPU(CentralProcessingUnit (中央處理單元))或DSP(DigitalSignalProcessing(數字信號處理))等的運算處理 用LSI(LargeScaleIntegration(大規模集成電路))的工作速度不斷上升。這樣的LSI， 隨著其工作速度亦即時鐘頻率升高發熱量也增大。來自LSI的發熱，有使該LSI自 身誘發熱逸潰，或者對于周圍的電路產生影響這樣的問題。因此，LSI的適當的熱冷 卻成為極為重要的技術。

作為冷卻LSI的技術的一例，有通過冷卻風扇的空冷式的冷卻方法。在該方法 中，例如面對LSI的表面設置冷卻風扇，通過冷卻風扇向LSI表面噴吹冷空氣。

在驅動構成冷卻風扇的電動機(也稱風扇電動機)的情況下，有時通過脈沖寬 度調制控制電動機的通電時間(占空比)來控制電動機的轉矩即轉速的情況。

【專利文獻1】特開2005-6405號公報

【專利文獻2】特開平10-234130號公報

【專利文獻3】特開2008-263733號公報

【專利文獻4】特開2006-180608號公報

發明內容

本發明人研究這樣的PWM方式的電動機驅動電路，認識到以下的課題。

圖1是表示風扇電動機的轉速和占空比的關系的圖。在電動機停止的狀態下， 在使占空比從0％向100％增加時，在占空比比某個閾值(例如15％)低的區域內， 得不到足夠使電動機開始轉動的轉矩，電動機的轉速為0。在占空比比閾值高的區域 內，隨著占空比上升，轉速也增加(加速特性(I))。反之，在電動機轉動的狀態下， 在使占空比向0％減小時，當占空比在圖1的例子中低于9％時，電動機停止(制動 特性(II))。

為了使處于停止狀態的電動機平穩地起動，只要以低的占空比驅動而得到低的 電動機轉速即可。但是，如圖1所示，當占空比過低時，有時轉矩不足，電動機不 起動。反之，為使電動機可靠地起動，只要以高的占空比驅動即可，但是當占空比 過高時風扇電動機的風切聲過大。特別在要求靜音性的筆記本PC等中，風扇電動機 的聲音對于產品的價值有很大的影響。

從這樣的事情出發，在以往，需要搭載風扇電動機的裝置的設計者通過嘗試來 改變起動時的占空比。這樣的問題不限于風扇電動機，是適合于全部其他電動機的 問題。

本發明在這樣的狀況下完成，其某一形式的例示的目的在于，提供通過可靠而 且簡易的控制能夠起動電動機的驅動技術。

本發明的某一形式涉及一種驅動電路，用于接受根據目標轉速進行了脈沖寬度 調制的控制脈沖信號，根據該控制脈沖信號驅動電動機。該驅動電路具有：產生規 定的占空比的起動脈沖信號的起動脈沖信號生成單元；將起動脈沖信號和控制脈沖 信號的一方作為驅動脈沖信號輸出的控制單元；和根據驅動脈沖信號，通過脈沖寬 度調制驅動電動機的驅動單元。控制單元在電動機的停止狀態下，將控制脈沖信號 的占空比從零轉變到非零作為契機開始電動機的驅動，在從電動機的驅動開始的某 一起動期間中，將起動脈沖信號作為驅動脈沖信號輸出，在經過起動期間后，將控 制脈沖信號作為驅動脈沖信號輸出。

根據這樣的形式，即使在控制脈沖信號的占空比過低，達不到電動機開始起動 的轉矩的情況下，也可以按在驅動電路內部生成的起動脈沖信號的占空比可靠地起 動電動機。

控制單元也可以在起動期間中，在控制脈沖信號的占空比比規定的閾值低時將 起動脈沖信號作為驅動脈沖信號輸出，在控制脈沖信號的占空比比閾值高時，將控 制脈沖信號作為驅動脈沖信號輸出。

根據該形式，可以犧牲靜音性，從而在短時間內起動電動機，例如在希望通過 風扇電動機急速地冷卻對象物時是有效的。

起動脈沖信號生成單元也可以是以規定的頻率振蕩的振蕩器。

起動脈沖信號生成單元也可以生成這樣的起動脈沖信號：該信號在從控制脈沖 信號的正邊沿或者負邊沿的一方的邊沿起規定的時間內取第一電平，其后，在到下 一個該一方的邊沿的期間內取與第一電平互補的第二電平。

在這種情況下，能夠生成與控制脈沖信號同步的起動脈沖信號，能夠簡化生成 驅動脈沖信號時的信號處理。