[发明专利]电机控制用半导体集成电路

说明书

本发明涉及电机控制用半导体集成电路，尤其涉及利用锁相环路控制(PLL控制，Phase Locked Loop control)和脉冲宽度调制方式(Pulse WidthModulation)对电机进行定速控制的半导体集成电路。

原来的电机控制用半导体集成电路100如图10所示，它与被控制的3相电机(主轴电机)1、生成设定电机1转速的基本时钟CLK的基准振荡器2、检测流过电机1定子一边的电枢绕组的电流的读出电阻3和直流电源(图中未示出)连接起来使用。

半导体集成电路100中，4、5、6是控制向电机1各电枢绕组通电的定时的P沟道型输出晶体管；7、8、9是控制流入电枢绕组的电流量的N沟道型输出晶体管；晶体管4和7、5和8以及6和9串联连接；晶体管4、5、6的源极以及晶体管7、8、9的源极分别连在一起，通过外加的读出电阻3接到电源端子VDD与接地之间，同时晶体管4和7、5和8以及6和9的连接点分别连接到输出端子Out1、Out2、Out3，电机1的各电枢绕组与这些输出端子Out1、Out2、Out3连接。

10、11、12是反向比较器，“-”输入端通过延迟电路13、14、15连接到电机1的各电枢绕组，“+”输入端连接到绕组的中心点。

16是相位比较电路，2个输入端中的1个连接外加的基准振荡器2，另一个输入端连接到反向比较器10的输出端。17是低通滤波器，输入端连接相位比较电路16的输出端。18是利用运算放大器构成的积分器，运算放大器的“+”输入端连接低通滤波器17的输出端，“-”输入端通过积分器的电阻连接晶体管7、8、9的源极。19是三角形波发生电路。20是比较器，比较器20的“+”输入端连接积分器的输出端，“-”输入端连接三角形波发生电路19。

21是输出状态设定电路，输入端连接反向比较器10、11、12和比较器20的输出端，输出端连接晶体管4、5、6、7、8、9。

相位比较电路16如图12所示，包括由“与非”门构成的锁存器组合而成的数字式相位比较器22、串联连接在电源端子VDD与接地之间的P沟道型MOS晶体管23和N沟道型MOS晶体管24，以及反向器25。相位比较器22两个输入端子中的一个输入端子R连接基准振荡器2，而另一个输入端子V连接反向比较器10。相位比较器22两个输出端中的一个输出端子U连接晶体管23的栅极，而另一个输出端子D通过反向器25连接晶体管24的栅极；使晶体管23和24的连接点连接低通滤波器17。

并用图12来说明上述结构的半导体集成电路100的工作情况。

电机1由于利用晶体管4、5、6、7、8、9的通/断控制使3相电枢绕组中的两相两相顺序通过电流而使定子转动，其电流方向从输出端子Out3到Out2,Out3到到Out1,Out2到Out1,Out2到Out3,Out1到Out3，Out1到Out2的顺序重复变换6种状态。在这种电流方向变换的时候，通过延迟电路13、14、15，用反向比较器10、11、12将电枢绕组端产生的反向电压与绕组中心点的电位相比较，向输出状态设定电路21供给如图11(a)中所示波形的信号作为转子位置检测信号P1、P2、P3，同时向相位比较电路16的输入端子V供给位置检测信号P1(用P2或P3也可以)。此外，延迟电路13、14、15为了重复上述6种状态而使绕组端产生的反向电压的相位延迟60度，通过反向比较器10、11、12把变换的电流方向的下一个状态作为位置检测信号P1、P2、P3供给输出状态设定电路21。

对向电机1的各电枢绕组通电的定时作如下控制。在输出状态设定电路21利用位置检测信号P1、P2、P3生成如图11(b)所示的定时信号T1、T2、T3。生成的定时信号T1、T2、T3供给晶体管4、5、6的栅极，使晶体管4、5、6通/断，从而控制对各电枢绕组的通电定时。