(57)【要約】【課題】  ファンモータの温度対回転数特性のリニアリティを改善する。【解決手段】  第１ＰＷＭコンパレータ２２は、温度検出電圧Ｖｔｈを周期電圧Ｖｏｓｃと比較し、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１を出力する。第２ＰＷＭコンパレータは、ファンモータ１１０の最低回転数を指示する最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎを周期電圧Ｖｏｓｃと比較し、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を出力する。駆動回路３０は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を論理演算により合成してファンモータ１１０を駆動する。駆動回路３０は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２の論理和を生成する第１論理ゲートと、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１と、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２の反転信号との論理積を生成する第２論理ゲートを含む。駆動回路３０は、第１論理ゲートおよび第２論理ゲートにもとづく駆動モードを切り換える。【選択図】  図１
2007060869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度に依存する温度検出電圧を周期電圧と比較し、第１パルス幅変調信号を出力する第１パルス幅変調コンパレータと、
駆動対象のモータの最低回転数を指示する最低回転数設定電圧を前記周期電圧と比較し、第２パルス幅変調信号を出力する第２パルス幅変調コンパレータと、
前記第１、第２パルス幅変調コンパレータから出力される前記第１、第２パルス幅変調信号を論理演算により合成して前記駆動対象のモータを駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、
前記第１、第２パルス幅変調信号の論理和を生成する第１論理ゲートと、
前記第１、第２パルス幅変調信号のいずれか一方の信号と、他方の反転信号との論理積を生成する第２論理ゲートと、
前記第１論理ゲートの出力信号にもとづく第１駆動モードと、前記第２論理ゲートの出力信号にもとづく第２駆動モードを切り換える選択部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記温度検出電圧を増幅する増幅器をさらに備え、前記第１パルス幅変調コンパレータは、前記増幅器の出力信号と前記周期電圧との比較により、前記第１パルス幅変調信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記増幅器は、その利得が外付けの抵抗によって調節可能に構成されることを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
駆動対象のモータの回転数を制御するパルス幅変調された制御信号を平滑化し、回転制御電圧として出力する平滑回路をさらに備え、
前記第２パルス幅変調コンパレータは、前記最低回転数設定電圧に代えて前記回転制御電圧を前記周期電圧と比較し、前記第２パルス幅変調信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記平滑回路は、
前記制御信号がベースに入力され、エミッタ接地された第１トランジスタと、
一端が前記第１トランジスタのコレクタに接続され、他端に所定の電圧が印加される第１抵抗と、
ベースが前記第１トランジスタと前記第１抵抗の接続点がベースに接続され、エミッタ接地された第２トランジスタと、
一端が前記第２トランジスタのコレクタに接続され、他端に前記所定の電圧が印加される第２抵抗と、
前記第２トランジスタのコレクタと接地間に接続されたキャパシタと、を含み、
前記第２トランジスタのコレクタに現れる信号を前記回転制御電圧として出力することを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
ファンモータと、
前記ファンモータを駆動する請求項１から７のいずれかに記載のモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のパーソナルコンピュータやワークステーションの高速化にともない、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)などの演算処理用ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の動作速度は上昇の一途をたどっている。
【０００３】
このようなＬＳＩは、その動作速度、すなわちクロック周波数が高くなるにつれて発熱量も大きくなる。ＬＳＩからの発熱は、そのＬＳＩ自体を熱暴走に導いたり、あるいは周囲の回路に対して影響を及ぼすという問題がある。したがって、ＬＳＩの適切な熱冷却はきわめて重要な技術となっている。
【０００４】
ＬＳＩを冷却するための技術の一例として、冷却ファンによる空冷式の冷却方法がある。この方法においては、たとえば、ＬＳＩの表面に対向して冷却ファンを設置し、冷たい空気を冷却ファンによりＬＳＩ表面に吹き付ける。このような冷却ファンによるＬＳＩの冷却に際して、ＬＳＩ付近の温度をモニタし、その温度に応じてファンの回転を変化させることにより冷却の程度を調整することが行われている（特許文献１、２）。また、特許文献３には、ファンモータが予め定められた最低の回転数以上で回転するように、パルス幅変調された信号のデューティ比を制限する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−３１１９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８４８６８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５３９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３に記載の技術においては、３入力コンパレータを用いて、サーミスタを用いて生成される温度に依存した電圧（以下、温度検出電圧という）および最低回転数を規定する電圧（以下、最低回転数設定電圧という）を、のこぎり波状の周期電圧と比較することにより、デューティ比が制限されたパルス幅変調信号を生成している。
【０００６】
しかしながら、３入力コンパレータを用いた場合、温度検出電圧が最低回転数設定電圧に近接するに従って、３入力コンパレータの入力オフセット電圧の影響が顕著となる。その結果、モータの回転数が低下する低温時において、ファンモータの回転制御の精度、すなわちリニアリティが悪化するという問題があった。
【０００７】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リニアリティを改善したモータ駆動装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様のモータ駆動装置は、温度に依存する温度検出電圧を周期電圧と比較し、第１パルス幅変調信号を出力する第１パルス幅変調コンパレータと、駆動対象のモータの最低回転数を指示する最低回転数設定電圧を周期電圧と比較し、第２パルス幅変調信号を出力する第２パルス幅変調コンパレータと、第１、第２パルス幅変調コンパレータから出力される第１、第２パルス幅変調信号を論理演算により合成して駆動対象のモータを駆動する駆動回路と、を備える。
【０００９】
この態様によると、第１、第２パルス幅変調コンパレータを設け、２つのパルス幅変調信号を論理演算により合成することにより、３入力コンパレータを用いた場合に比べて、入力オフセット電圧の影響を低減し、温度対回転数特性のリニアリティを改善することができる。
【００１０】
駆動回路は、第１、第２パルス幅変調信号の論理和を生成する第１論理ゲートと、第１、第２パルス幅変調信号のいずれか一方の信号と、他方の反転信号との論理積を生成する第２論理ゲートと、第１論理ゲートの出力信号にもとづく第１駆動モードと、第２論理ゲートの出力信号にもとづく第２駆動モードを切り換える選択部と、を含んでもよい。
【００１１】
第１論理ゲートにおいては、第２パルス幅変調信号によってデューティ比が制限される信号が生成され、第２論理ゲートにおいては、第１パルス幅変調信号と第２パルス幅変調信号の差分信号が生成される。これらの２つの論理ゲートから出力される２つの出力信号を切り換えてモータを駆動することにより、自由度の高いモータ駆動が実現できる。
【００１２】
上述のモータ駆動装置は、温度検出電圧を増幅する増幅器をさらに備え、第１パルス幅変調コンパレータは、増幅器の出力信号と周期電圧との比較により、第１パルス幅変調信号を生成してもよい。増幅器は、その利得が外付けの抵抗によって調節可能に構成されてもよい。
【００１３】
温度検出電圧を増幅することにより、温度検出電圧の温度依存性のリニアリティの良好な範囲を使って第１パルス幅変調信号を生成することができ、温度対回転数のリニアリティを改善することができる。
【００１４】
上述のモータ駆動装置は、駆動対象のモータの回転数を制御するパルス幅変調された制御信号を平滑化し、回転制御電圧として出力する平滑回路をさらに備えてもよい。第２パルス幅変調コンパレータは、最低回転数設定電圧に代えて回転制御電圧を周期電圧と比較し、第２パルス幅変調信号を出力してもよい。
この場合、モータを温度のみでなく、制御信号のデューティ比に応じて変化させることができる。
【００１５】
平滑回路は、制御信号がベースに入力され、エミッタ接地された第１トランジスタと、一端が第１トランジスタのコレクタに接続され、他端に所定の電圧が印加される第１抵抗と、ベースが第１トランジスタと第１抵抗の接続点がベースに接続され、エミッタ接地された第２トランジスタと、一端が第２トランジスタのコレクタに接続され、他端に所定の電圧が印加される第２抵抗と、第２トランジスタのコレクタと接地間に接続されたキャパシタと、を含んでもよい。第２トランジスタのコレクタに現れる信号を回転制御電圧として出力してもよい。
【００１６】
モータ駆動装置は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。「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やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。モータ駆動装置を、１つのＬＳＩとして集積化することにより、回路面積を削減することができる。
【００１７】
本発明の別の態様は、冷却装置である。この装置は、ファンモータと、ファンモータを駆動する上述のモータ駆動装置と、を備える。この態様によると、ファンモータの回転数を温度に対して精度良く制御することができる。
【００１８】
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、上述の冷却装置を備える。この態様によると、電子機器の内部の冷却対象を、温度に応じて好適に冷却することができる。
【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、温度対回転数特性のリニアリティを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の実施の形態は、デスクトップ型あるいはノート型のパーソナルコンピュータやワークステーションなどの電子計算機、あるいは冷蔵庫などの電子機器を冷却するための冷却装置に使用されるモータ駆動装置に関する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置２００の構成を示す回路図である。冷却装置２００は、モータ駆動装置１００、ファンモータ１１０を含む。
【００２２】
ファンモータ１１０は、単相全波モータであって、図示しない冷却対象物に対向して配置される。このファンモータ１１０は、モータ駆動装置１００から出力される駆動信号によりコイル電流、すなわち通電状態が制御されて回転が制御される。
【００２３】
モータ駆動装置１００は、１つの半導体基板上に一体集積化された機能ＩＣである。モータ駆動装置１００は、信号の入出力用の端子として、温度検出端子１０２、最低回転数設定端子１０４、モードセレクト端子１０６、出力端子１０８ａ、１０８ｂを備える。
【００２４】
温度検出端子１０２には、冷却対象物の周囲温度に依存した温度検出電圧Ｖｔｈを生成する温度検出回路１３０が接続される。温度検出回路１３０は、基準電圧Ｖｒｅｆと接地間に直列に接続された抵抗Ｒ１０およびサーミスタＲｔｈを含む。抵抗Ｒ１０およびサーミスタＲｔｈの接続点の電圧は、温度検出電圧Ｖｔｈとして、モータ駆動装置１００の温度検出端子１０２に出力される。温度検出電圧Ｖｔｈの電圧値は、周囲温度が高くなるほど下がっていく。
【００２５】
最低回転数設定端子１０４には、駆動対象のファンモータ１１０の最低回転数を指示する最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎが入力される。
本実施の形態に係るモータ駆動装置１００は、各端子に入力される温度検出電圧Ｖｔｈおよび最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎにもとづき、ファンモータ１１０を後述する２つの駆動モードで切り換えて駆動する。モードセレクト端子１０６には、２つの駆動モードを切り換えるためのモード選択信号Ｖｍｏｄｅが入力される。
【００２６】
以下、モータ駆動装置１００の内部構成について詳細に説明する。モータ駆動装置１００は、増幅器１０、第１パルス幅変調コンパレータ（以下、第１ＰＷＭコンパレータという）２２、第２パルス幅変調コンパレータ（以下、第２ＰＷＭコンパレータという）２４、オシレータ２６、駆動回路３０を備える。
【００２７】
増幅器１０は、温度検出回路１３０から出力される温度に依存した温度検出電圧Ｖｔｈを増幅する。増幅器１０は、演算増幅器１２、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２を含む。演算増幅器１２の非反転入力端子には、温度検出電圧Ｖｔｈが入力され、反転入力端子と接地間には抵抗Ｒ１１が、反転入力端子と出力端子間には、抵抗Ｒ１２が設けられる。増幅器１０は、温度検出電圧Ｖｔｈを利得（１＋Ｒ１２／Ｒ１１）で増幅して、後段の第１ＰＷＭコンパレータ２２へと出力する。抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の少なくとも一方は、モータ駆動装置１００の外部に外付け部品として設けられていても良い。この場合、増幅器１０の利得を調節することが可能となる。以下、増幅器１０から出力される増幅された信号を、温度検出電圧Ｖｔｈ’とする。
【００２８】
オシレータ２６は、周波数が一定で、三角波またはのこぎり波状の電圧波形を有する周期電圧Ｖｏｓｃを出力する。第１ＰＷＭコンパレータ２２は、増幅器１０から出力される温度検出電圧Ｖｔｈを、周期電圧Ｖｏｓｃと比較し、Ｖｔｈ’＜Ｖｏｓｃのときハイレベル、Ｖｔｈ’＞Ｖｏｓｃのときローレベルとなる第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１を出力する。この第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１のデューティ比は、温度検出回路１３０により監視される温度が高くなるに従って大きくなる。
【００２９】
第２ＰＷＭコンパレータ２４は、駆動対象のファンモータ１１０の最低回転数を指示する最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎをオシレータ２６から出力される周期電圧Ｖｏｓｃと比較する。第２ＰＷＭコンパレータ２４から出力される第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２は、Ｖｍｉｎ＜Ｖｏｓｃのときハイレベル、Ｖｍｉｎ＞Ｖｏｓｃのときローレベルとなる。
【００３０】
第１ＰＷＭコンパレータ２２から出力される第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１ならびに、第２ＰＷＭコンパレータ２４から出力される第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２は、後段の駆動回路３０へと出力される。駆動回路３０は、ロジック回路３２、プリドライバ回路３４、Ｈブリッジ回路３６を含む。ロジック回路３２は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を論理演算により合成する。プリドライバ回路３４は、ロジック回路３２により合成された信号にもとづき、Ｈブリッジ回路３６を構成する第１ハイサイドスイッチＭ１、第２ハイサイドスイッチＭ２、第１ローサイドスイッチＭ３、第２ローサイドスイッチＭ４のオンオフを制御してファンモータ１１０を駆動する。
【００３１】
図２は、ロジック回路３２の構成の一部を示す回路図である。ロジック回路３２は、第１論理ゲート４０、第２論理ゲート４２、セレクタ４８を含む。
第１論理ゲート４０は、ＯＲゲートであって、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１と第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２の論理和を生成する。第１論理ゲート４０の出力信号を第１信号Ｓｉｇ１とする。すなわち、Ｓｉｇ１＝Ｖｐｗｍ１∨Ｖｐｗｍ２の関係が成り立つ。
第２論理ゲート４２は、インバータ４４、ＡＮＤゲート４６を含む。インバータ４４は、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を反転する。ＡＮＤゲート４６は、反転された第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２と第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１の論理積を生成する。ＡＮＤゲート４６の出力信号を第２信号Ｓｉｇ２とする。すなわち、Ｓｉｇ２＝Ｖｐｗｍ１∧（＊Ｖｐｗｍ２）の関係が成り立つ。ここで＊は論理反転を表す。
【００３２】
セレクタ４８は、図１のモードセレクト端子１０６に入力されるモード選択信号Ｖｍｏｄｅにもとづき、第１論理ゲート４０から出力される第１信号Ｓｉｇ１と、第２論理ゲート４２から出力される第２信号Ｓｉｇ２のいずれか一方を選択して出力する。駆動回路３０は、セレクタ４８から出力される信号Ｖｐｗｍ’にもとづき、ファンモータ１１０を駆動する。本実施の形態において、第１論理ゲート４０の出力信号にもとづくモータ駆動を第１駆動モードといい、第２論理ゲート４２の出力信号にもとづくモータ駆動を第２駆動モードという。
【００３３】
図１に戻る。駆動回路３０の出力段であるＨブリッジ回路３６は、第１ハイサイドスイッチＭ１、第２ハイサイドスイッチＭ２、第１ローサイドスイッチＭ３、第２ローサイドスイッチＭ４を含む。第１ハイサイドスイッチＭ１、第２ハイサイドスイッチＭ２は、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、第１ローサイドスイッチＭ３、第２ローサイドスイッチＭ４は、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴである。
【００３４】
第１ハイサイドスイッチＭ１および第１ローサイドスイッチＭ３は、電源電圧Ｖｄｄが印加される電源ラインと接地間に直列に接続される。第１ハイサイドスイッチＭ１、第１ローサイドスイッチＭ３の接続点の電圧は、出力端子１０８ａを介し、駆動電圧としてファンモータ１１０の一端に印加される。第１ハイサイドスイッチＭ１、第１ローサイドスイッチＭ３は、各ゲートに入力されるゲート制御信号により制御される。第１ハイサイドスイッチＭ１、第１ローサイドスイッチＭ３は、相補的にオンオフが制御される。
【００３５】
出力端子１０８ａから出力され、ファンモータ１１０の一端に印加される電圧は、第１ハイサイドスイッチＭ１がオン、第１ローサイドスイッチＭ３がオフのとき電源電圧Ｖｄｄとなり、第１ハイサイドスイッチＭ１がオフ、第１ローサイドスイッチＭ３がオンのとき接地電位０Ｖとなる。
【００３６】
同様に、第２ハイサイドスイッチＭ２および第２ローサイドスイッチＭ４も電源ラインと接地間に直列に接続される。第２ハイサイドスイッチＭ２および第２ローサイドスイッチＭ４の接続点の電圧は、出力端子１０８ｂを介して、ファンモータ１１０の他端に印加される。
【００３７】
以上のように構成された冷却装置２００の動作について、図３をもとに説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は、図１の冷却装置２００の動作状態を示すタイムチャートである。図３（ａ）は、温度検出電圧Ｖｔｈ、最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎならびに周期電圧Ｖｏｓｃを、図３（ｂ）は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１を、図３（ｃ）は、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を、図３（ｄ）は、第１信号Ｓｉｇ１を、図３（ｅ）は、第２信号Ｓｉｇ２を示す。
【００３８】
冷却対象の温度が低下し、サーミスタＲｔｈの抵抗値が上昇すると、温度検出回路１３０から出力される温度検出電圧Ｖｔｈは上昇する。このとき、第１ＰＷＭコンパレータ２２から出力される第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１のハイレベルの期間Ｔｈ１は、図３（ｂ）に示すように温度が低下するに従って短くなっていく。
【００３９】
一方、第２ＰＷＭコンパレータ２４から出力される第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のハイレベルの期間Ｔｈ２は、温度の変化によらず、最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎにより定まる最小値Ｔｍｉｎに固定される。
【００４０】
ロジック回路３２において、第１論理ゲート４０により生成される第１信号Ｓｉｇ１は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１および第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２の論理和で与えられる。したがって、第１信号Ｓｉｇ１のハイレベルの期間は、最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎで定められる最小値Ｔｍｉｎを下限として温度が低くなるに従って徐々に短くなっていく。
【００４１】
第２信号Ｓｉｇ２のハイレベルは、第２論理ゲート４２によって第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１と第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２の反転信号との論理積で与えられる。したがって、第２信号Ｓｉｇ２は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１のハイレベルの期間Ｔｈ１から、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のハイレベルの期間Ｔｈ２を減じた期間だけハイレベルとなる。
【００４２】
上述したように、駆動回路３０は、第１駆動モードにおいては、第１信号Ｓｉｇ１にもとづき、第２駆動モードにおいては、第２信号Ｓｉｇ２にもとづいてファンモータ１１０を駆動する。図４は、第１駆動モードおよび第２駆動モードにおけるファンモータ１１０の回転数と温度の関係を示す図である。
【００４３】
図４に（Ｉ）で示すのが第１駆動モードの特性である。第１駆動モードでは、温度が低いとき、第１信号Ｓｉｇ１のハイレベルの期間は最小値Ｔｍｉｎとなるため、ファンモータ１１０は、最低回転数で回転する。温度が上昇するに従って、第１信号Ｓｉｇ１のハイレベルの期間は長くなっていき、ファンモータ１１０の回転数はリニアに増加する。温度が上昇して、第１信号Ｓｉｇ１のデューティ比が１００％となると、ファンモータ１１０はフルトルクで駆動され、最大回転数で回転する。
【００４４】
第１駆動モードの特性について着目する。図４に破線で示すように、３入力コンパレータを用いた場合には、最低回転数付近で、温度と回転数の関係のリニアリティが損なわれてしまう。これに対して、本実施の形態に係るモータ駆動装置１００においては、温度検出電圧Ｖｔｈおよび最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎを、３入力コンパレータを用いずに、２つのコンパレータを用いてパルス幅変調を行っているため、コンパレータの入力オフセット電圧の影響を受けにくい。その結果、図４に実線（Ｉ）で示すように、最低回転数付近においても、リニアリティを損なうことなくファンモータ１１０を駆動することができる。
【００４５】
次に、第２駆動モードの特性について着目する。第２駆動モードにおいては、第２信号Ｓｉｇ２のハイレベルの期間は温度が低くなるに従って、最小値Ｔｍｉｎに制限されることなく次第に短くなり、やがて０となる。その結果、温度が低いとき、ファンモータ１１０の回転数は０に近づく。第２信号Ｓｉｇ２のハイレベルの期間は、第１信号Ｓｉｇ１のハイレベルの期間に比べて、最小値Ｔｍｉｎだけ短くなる。したがって、第２駆動モードにおけるファンモータ１１０の回転数は、第１駆動モードにおける回転数よりも、Δｒｐｍだけシフトしたものとなる。温度が上昇すると、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１のハイレベルの期間Ｔｈ１は、周期電圧Ｖｏｓｃの周期時間Ｔｐに等しくなり、デューティ比は１００％となる。このとき、第２信号Ｓｉｇ２のハイレベルの期間は、（Ｔｐ−Ｔｍｉｎ）となり、ファンモータ１１０の回転数は制限される。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係るモータ駆動装置１００によれば、第１駆動モードと第２駆動モードを切り換えることにより、冷却対象の状態などに応じて、ファンモータ１１０の制御方法を好適に切り換えることも可能となる。
【００４７】
さらに、本実施の形態に係るモータ駆動装置１００においては、増幅器１０の利得を外付けの抵抗によって可変に構成することにより以下の効果を得ることができる。
図５（ａ）は、サーミスタを用いて温度検出回路１３０を構成した場合の温度と温度検出電圧Ｖｔｈの関係を示す図である。図５（ａ）に示すように、温度検出電圧Ｖｔｈと温度の関係が直線とならない場合には、ファンモータ１１０の回転数と温度の関係は、図４に示すように直線とはならず、図５（ｂ）に実線で示すようにリニアリティが悪化する。
【００４８】
このような場合、増幅器１０の利得を大きくすることにより、図５（ｂ）に破線で示すようにリニアリティに優れた回転数と温度の関係を得ることができる。すなわち、増幅器１０の利得が低い場合には、図５（ａ）にΔＶｔｈで示す電圧範囲において、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１が生成される。これに対して、増幅器１０の利得を大きく設定した場合、図５（ａ）にΔＶｔｈ’で示す電圧範囲で第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１が生成されることになる。この場合、温度のダイナミックレンジは狭くなるが、温度検出電圧Ｖｔｈが温度に対して線形に変化する範囲を使用することができるため、ファンモータ１１０を、温度に対して線形に制御したい場合に有効となる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態においては、最低回転数設定端子１０４に所定の最低回転数設定電圧Ｖｍｉｎを入力する場合について設定した。これに対して、第２の実施の形態では、最低回転数設定端子１０４に入力する電圧を積極的に変化させてファンモータ１１０の回転数を制御する技術について説明する。
【００５０】
図６は、第２の実施の形態に係る冷却装置２００の構成を示す回路図である。本実施の形態に係る冷却装置２００は、図１の冷却装置２００に加えて平滑回路１４０を更に備える。この冷却装置２００には、駆動対象のファンモータ１１０の回転数を制御するパルス幅変調された制御信号Ｖｃｎｔが入力され、この制御信号Ｖｃｎｔにもとづいてファンモータ１１０を制御する。本実施の形態において、モータ駆動装置１００の構成は図１と同様である。制御信号Ｖｃｎｔは、冷却装置２００の外部に接続される制御部から出力される。
【００５１】
平滑回路１４０は、ファンモータ１１０の回転数を制御するパルス幅変調された制御信号Ｖｃｎｔを平滑化し、直流の回転制御電圧Ｖｃｎｔ’として出力する。平滑回路１４０は、モータ駆動装置１００の外部にディスクリート部品を用いて構成してもよいし、モータ駆動装置１００の内部に集積化してもよい。平滑回路１４０は、第１トランジスタＱ１、第２トランジスタＱ２、キャパシタＣ１、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２を含む。
【００５２】
第１トランジスタＱ１は、ベースに制御信号Ｖｃｎｔが入力され、エミッタ接地される。第１抵抗Ｒ１は、一端が第１トランジスタＱ１のコレクタに接続され、他端に所定の電圧Ｖｒｅｆが印加される。第２トランジスタＱ２は、ベースが第１トランジスタＱ１のコレクタに接続され、エミッタ接地される。第２抵抗Ｒ２は、一端が第２トランジスタＱ２のコレクタに接続され、他端に所定の電圧Ｖｒｅｆが印加される。キャパシタＣ１は、第２トランジスタＱ２のコレクタと接地間に接続される。平滑回路１４０は、第２トランジスタＱ２のコレクタに現れる信号を直流の回転制御電圧Ｖｃｎｔとして出力する。
【００５３】
本実施の形態に係る冷却装置２００によれば、ファンモータ１１０の回転制御を、外部から入力される制御信号Ｖｃｎｔのデューティ比に応じて制御することができる。すなわち、図６の平滑回路１４０からは、制御信号Ｖｃｎｔのデューティ比が大きい程、電圧値が大きくなる回転制御電圧Ｖｃｎｔ’が出力される。第２ＰＷＭコンパレータ２４は、回転制御電圧Ｖｃｎｔ’を周期電圧Ｖｏｓｃと比較し、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２を出力する。第１の実施の形態で説明したように、回転制御電圧Ｖｃｎｔ’が大きいほど、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のデューティ比は小さくなる。
【００５４】
図７は、第２の実施の形態に係る冷却装置２００の、第２駆動モード時におけるファンモータ１１０の回転数と温度の関係を示す図である。上述したように、第２駆動モードにおいては、第２信号Ｓｉｇ２のデューティ比は、第１ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ１のデューティ比から第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のデューティ比を減じた値となる。したがって、制御信号Ｖｃｎｔのデューティ比が大きい、すなわち回転制御電圧Ｖｃｎｔ’が大きい場合には、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のデューティ比は小さくなるため、ファンモータ１１０の回転数は高くなる。制御信号Ｖｃｎｔのデューティ比が徐々に小さくなるに従い、第２ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍ２のデューティ比は大きく、反対に第２信号Ｓｉｇ２のデューティ比は小さくなるため、モータの回転数は低くなっていく。
【００５５】
以上のように、第２の実施の形態に係るモータ駆動装置１００によれば、ファンモータ１１０の回転制御を、温度と制御電圧Ｖｃｎｔの両方を反映させることができる。なお、モータ駆動装置１００の最低回転数設定端子１０４には、回転制御電圧Ｖｃｎｔ’を外部から直接入力してもよい
【００５６】
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例が可能なこと、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。
【００５７】
実施の形態では、モータ駆動装置１００がひとつのＬＳＩに一体集積化される場合について説明したが、これには限定されず、一部の構成要素がＬＳＩの外部にディスクリート素子あるいはチップ部品として設けられ、あるいは複数のＬＳＩにより構成されてもよい。たとえば、駆動回路３０のＨブリッジ回路３６は、ディスクリートのパワートランジスタを用いて構成してもよい。
【００５８】
また、実施の形態において使用されるトランジスタは、バイポーラトランジスタとＦＥＴを相互に置換してもよい。
【００５９】
実施の形態で説明したハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。たとえば、温度検出回路１３０を、抵抗Ｒ１０およびサーミスタＲｔｈを逆に接続して構成してもよい。この場合、温度と温度検出電圧Ｖｔｈの関係は実施の形態と逆になるが、論理反転を行うことにより、実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷却装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１のロジック回路の構成の一部を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、図１の冷却装置の動作状態を示すタイムチャートである。
【図４】第１駆動モードおよび第２駆動モードにおけるファンモータの回転数と温度の関係を示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、サーミスタを用いた一般的な温度検出回路の特性およびモータの回転数と温度の関係を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る冷却装置の構成を示す回路図である。
【図７】第２の実施の形態に係る冷却装置の、第２駆動モード時におけるファンモータの回転数と温度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  モータ駆動装置、  １０２  温度検出端子、  １０４  最低回転数設定端子、  １０６  モードセレクト端子、  １０８  出力端子、  １０  増幅器、  １２  演算増幅器、  ２２  第１ＰＷＭコンパレータ、  ２４  第２ＰＷＭコンパレータ、  ２６  オシレータ、  ３０  駆動回路、  ３２  ロジック回路、  ３４  プリドライバ回路、  ３６  Ｈブリッジ回路、  ４０  第１論理ゲート、  ４２  第２論理ゲート、  ４４  インバータ、  ４６  ＡＮＤゲート、  ４８  セレクタ、  １１０  ファンモータ、  １３０  温度検出回路、  １４０  平滑回路、  ２００  冷却装置、  Ｖｐｗｍ１  第１ＰＷＭ信号、  Ｖｐｗｍ２  第２ＰＷＭ信号、  Ｓｉｇ１  第１信号、  Ｓｉｇ２  第２信号、  Ｖｏｓｃ  周期電圧、  Ｖｔｈ  温度検出電圧、  Ｖｍｉｎ  最低回転数設定電圧、  Ｑ１  第１トランジスタ、  Ｑ２  第２トランジスタ、  Ｒ１  第１抵抗、  Ｒ２  第２抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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