(57)【要約】 【課題】待機電力を削減可能な制御回路を提供する。【解決手段】実施形態によれば、制御回路は、スイッチ回路と、定電圧回路と、を備える。スイッチ回路は、モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の入力電圧が予め設定されたしきい値を超えたときにオフ状態からオン状態に切り替わる。定電圧回路は、スイッチ回路がオン状態であるときに、スイッチ回路を介して供給された電圧に基づいて定電圧を生成して出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の入力電圧が予め設定されたしきい値を超えたときにオフ状態からオン状態に切り替わるスイッチ回路と、
前記スイッチ回路が前記オン状態であるときに、前記スイッチ回路を介して供給された電圧に基づいて定電圧を生成して出力する定電圧回路と、
を備える制御回路。
【請求項２】
前記入力電圧を前記しきい値と比較し、前記入力電圧が前記しきい値を超えているか否かを示す出力制御信号を前記スイッチ回路へ出力する比較回路をさらに備える、請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記モータ駆動制御信号は、前記入力電圧に基づいて前記モータの回転数を制御する速度制御信号である、請求項１または２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記モータ駆動制御信号および前記出力制御信号に基づいて、前記モータを駆動可能なモータ駆動回路を制御するドライブ回路をさらに備え、
前記比較回路は、前記出力制御信号を前記スイッチ回路とともに前記ドライブ回路にも出力する、請求項１から３のいずれかに記載の制御回路。
【請求項５】
前記モータの回転位置を検出する外付けホールセンサから前記回転位置を示す回転位置信号が入力され、前記回転位置信号を増幅して前記ドライブ回路に出力するホールアンプをさらに備え、
前記定電圧回路は、前記定電圧を前記ホールアンプとともに前記外付けホールセンサにも出力する、請求項４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記定電圧回路から前記定電圧の供給を受けて前記モータ駆動回路を保護する保護回路をさらに備える、請求項４または５のいずれかに記載の制御回路。
【請求項７】
前記定電圧回路は、前記定電圧に対応する基準電圧を生成する基準電圧回路と、前記定電圧回路の出力端子の電圧を前記基準電圧と比較し、比較結果に基づいて前記出力端子の電圧を前記定電圧に維持する帰還回路と、を備え、
前記スイッチ回路が、前記基準電圧回路に接続された第１のスイッチと、前記帰還回路に接続された第２のスイッチとを、備え、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチがオンしたときに前記スイッチ回路が前記オン状態となり、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチがオフしたときに前記スイッチ回路が前記オフ状態となる、請求項１から６のいずれかに記載の制御回路。
【請求項８】
モータを駆動するためのモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の入力電圧が予め設定されたしきい値を超えている場合にオフ状態からオン状態となるスイッチ回路と、
前記スイッチ回路が前記オン状態であるときに、前記スイッチ回路を介して供給された制御電圧に基づいて定電圧を生成して出力する定電圧回路と、
を備える半導体装置。
【請求項９】
モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の入力電圧が予め設定されたしきい値を超えている場合にスイッチ回路がオフ状態からオン状態となるステップと、
前記スイッチ回路が前記オン状態であるときに、前記スイッチ回路を介して供給された直流電圧に基づいて定電圧を生成して出力するステップと、
を備える定電圧出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御回路、半導体装置、および定電圧出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エアコンや洗濯機などの白物家電に内蔵されるモータには、駆動時の消費電力の削減だけでなくスタンバイ時の待機電力の削減も求められている。
【０００３】
上述したモータは、一般的に、モータ駆動回路によって駆動され、このモータ駆動回路は制御回路によって制御される。この制御回路には、一般的に、レギュレータ回路、ドライブ回路、保護回路等が設けられている。
【０００４】
制御回路が電源部に接続されると、レギュレータ回路は電源部から電圧を供給される。そのため、モータが駆動していないときにもレギュレータ回路がドライブ回路や保護回路等に定電圧を供給するので、待機電力が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０４１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、待機電力を削減可能な制御回路、および半導体装置、および定電圧出力方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態によれば、スイッチ回路と、定電圧回路と、を備える制御回路が提供される。前記スイッチ回路は、モータの駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の入力電圧が予め設定されたしきい値を超えたときにオフ状態からオン状態に切り替わる。前記定電圧回路は、前記スイッチ回路が前記オン状態であるときに、前記スイッチ回路を介して供給された電圧に基づいて定電圧を生成して出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略的な回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態のレギュレータの概略的な回路構成を示す図である。
【図３】（ａ）は実施形態の比較例に係る制御回路の定電圧出力動作を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は実施形態に係る制御回路の定電圧出力動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略的な回路構成を示すブロック図である。図１には、本実施形態の半導体装置１００だけでなく、この半導体装置１００でモータ５００を駆動するために外付けされる電子部品も記載されている。そのため、以下の実施形態では、半導体装置１００をモータ５００の駆動に応用した例について説明する。なお、本実施形態では、モータ５００は３相ＤＣブラシレスモータであるが、３相ＤＣブラシ付きモータ、単相ＤＣブラシレスモータ、または単相ＤＣブラシ付きモータ等の他の種類のモータであってもよい。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、モータ駆動回路２００と、制御回路３００と、充電回路４００と、を備える。概略的には、モータ駆動回路２００はモータ５００を駆動するための回路であり、制御回路３００はモータ駆動回路２００を制御するための回路であり、充電回路４００は半導体装置１００に外付けされたブートストラップコンデンサＣ１〜Ｃ３を充電するための回路である。以下、各回路の構成について詳しく説明する。
【００１２】
［モータ駆動回路２００］
図１に示すように、モータ駆動回路２００は、制御回路３００の制御に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子２０１〜２０６と、スイッチング素子２０１〜２０６の各々に並列に接続されている還流ダイオード２１１〜２１６とを備える。本実施形態では、スイッチング素子２０１〜２０６は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子２０１〜２０６は、他の種類のスイッチング素子であってもよい。
【００１３】
図１に示すように、スイッチング素子２０１とスイッチング素子２０４は直列に接続されている。スイッチング素子２０１のエミッタとスイッチング素子２１４のコレクタは、Ｕ相出力端子１８（Ｕ端子）に接続されている。同様に、スイッチング素子２０２とスイッチング素子２０５も直列に接続されている。スイッチング素子２０２のエミッタとスイッチング素子２０５のコレクタは、Ｖ相出力端子２１（Ｖ端子）に接続されている。さらに、スイッチング素子２０３とスイッチング素子２０６も直列に接続されている。スイッチング素子２０３のエミッタとスイッチング素子２０６のコレクタは、Ｗ相出力端子２５（Ｗ端子）に接続されている。Ｕ相出力端子１８、Ｖ相出力端子２１、およびＷ相出力端子２５は、モータ５００に接続されている。
【００１４】
また、スイッチング素子２０１〜２０３のコレクタは、高圧電源端子２３（ＶＢＢ端子）に接続されている。スイッチング素子２０４、２０５のエミッタは、エミッタ／アノード端子２０（ＩＳ１端子）に接続されている。スイッチング素子２０６のエミッタは、エミッタ／アノード端子２６（ＩＳ２端子）に接続されている。エミッタ／アノード端子２０、２６は、外付け抵抗Ｒ１を介して接地端子１、１６（ＧＮＤ端子）に接続されている。モータ５００を駆動する際には、高圧電源端子２３と接地端子１、１６との間に直流電圧が印加される。
【００１５】
［制御回路３００］
図１に示すように、制御回路３００は、三角波発生部３１と、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）部３２と、ホールアンプ３３と、ドライブ回路３４と、過電流保護回路３５と、過熱保護回路３６と、電源低下保護回路３７ａ〜３７ｄと、レギュレータ３８と、を備える。
【００１６】
（三角波発生部３１）
三角波発生部３１には、周波数設定信号が外部から入力端子１２、１３（ＯＳ端子、ＲＲＥＦ端子）を介して入力される。三角波発生部３１は、入力された周波数設定信号に対応する周波数の三角波をＰＷＭ部３２へ出力する。
【００１７】
（ＰＷＭ部３２）
ＰＷＭ部３２には、速度制御信号が外部から速度制御信号入力端子１４（ＶＳ端子）を介して入力される。ＰＷＭ部３２は、この速度制御信号と、三角波発生部３１から入力された三角波とに基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をドライブ回路３４へ出力する。速度制御信号入力端子１４には、外付け抵抗Ｒ２および外付けコンデンサＣ４が接続されている。速度制御信号は、モータ５００の駆動を制御するためのモータ駆動制御信号の一例である。速度制御信号入力端子１４に入力された速度制御信号の電圧に基づいて、モータ５００の回転数が制御される。
【００１８】
また、ＰＷＭ部３２は、速度制御信号の入力電圧がしきい値を超えているか否かを示す出力制御信号をドライブ回路３４およびレギュレータ３８へ出力する。
【００１９】
（ホールアンプ３３）
ホールアンプ３３は、外付けホールセンサＨＣ１〜ＨＣ３の各々から入力された回転位置信号を増幅してドライブ回路３４へ出力する。回転位置信号は、モータ５００の回転位置を示す信号である。外付けホールセンサＨＣ１は、入力端子２、３（ＨＵ＋端子、ＨＵ−端子）を介してホールアンプ３３に接続されている。同様に、外付けホールセンサＨＣ２も、入力端子４、５（ＨＶ＋端子、ＨＶ−端子）を介してホールアンプ３３に接続されている。さらに、外付けホールセンサＨＣ３も、入力端子６、７（ＨＷ＋端子、ＨＷ−端子）を介してホールアンプ３３に接続されている。
【００２０】
入力端子２と入力端子３との間には外付けコンデンサＣ５が接続されている。同様に、入力端子４と入力端子５との間にも外付けコンデンサＣ５が接続されている。さらに、入力端子６と入力端子７との間にも外付けコンデンサＣ５が接続されている。また、外付けホールセンサＨＣ１〜ＨＣ３は、外付け抵抗Ｒ３を介してレギュレータ出力端子１０（ＶＲＥＧ端子）に接続されているとともに、外付け抵抗Ｒ４を介して接地されている。レギュレータ出力端子１０には、外付けコンデンサＣ６が接続されている。
【００２１】
（ドライブ回路３４）
ドライブ回路３４は、三相分配ロジック３４ａと、ハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂと、ローサイドドライバ３４ｃとを備える。
【００２２】
三相分配ロジック３４ａは、ホールアンプ３３から入力された回転位置信号に基づいて、ＰＷＭ部３２から入力されたＰＷＭ信号をハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂとローサイドドライバ３４ｃとにそれぞれ出力する。
【００２３】
また、三相分配ロジック３４ａは、パルス数切り替え端子８（ＦＧＣ端子）と回転パルス出力端子９（ＦＧ端子）とにそれぞれ接続されている。パルス数切り替え端子８は接地されている。回転パルス出力端子９は、外付け抵抗Ｒ５に接続されているとともに、外付け抵抗Ｒ６を介してレギュレータ出力端子１０に接続されている。パルス数切り替え端子８は、回転パルス出力端子９から出力されるパルス信号の数を設定するための端子である。例えば、パルス数切り替え端子８においてパルス信号の数が「１」に設定されていると、モータ５００が１回転する毎に１つのパルス信号回転パルスが出力端子９から出力される。
【００２４】
ハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂは、三相分配ロジック３４ａから入力されたＰＷＭ信号に基づいてハイサイドのスイッチング素子２０１〜２０３のスイッチング動作を制御する。ローサイドドライバ３４ｃは、三相分配ロジック３４ａから入力されたＰＷＭ信号に基づいてローサイドのスイッチング素子２０４〜２０６のスイッチング動作を制御する。
【００２５】
（過電流保護回路、過熱保護回路、電源低下保護回路）
過電流保護回路３５、過熱保護回路３６、および電源低下保護回路３７ａ〜３７ｄは、いずれもモータ駆動回路２００を保護するための保護回路である。以下、各保護回路について説明する。
【００２６】
過電流保護回路３５は、過電流検出端子１５を介して外付け抵抗Ｒ１の電圧を検出し、検出した電圧が許容値を超えているか否かを示す電流検出信号を三相分配ロジック３４ａへ出力する。検出電圧がこの許容値を超えたとき、三相分配ロジック３４ａは、ハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂおよびローサイドドライバ３４ｃへのＰＷＭ信号の出力を停止する。
【００２７】
過熱保護回路３６は、モータ駆動回路２００の温度を検出し、検出した温度が許容値を超えているか否かを示す温度検出信号を三相分配ロジック３４ａへ出力する。検出温度がこの許容値を超えたとき、三相分配ロジック３４ａは、ハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂおよびローサイドドライバ３４ｃへのＰＷＭ信号の出力を停止する。
【００２８】
電源低下保護回路３７ａ〜３７ｃは、充電回路４００を介して制御電源端子１１（ＶＣＣ端子）に接続されている。電源低下保護回路３７ｄは、充電回路４００を介することなく制御電源端子１１に直接接続されている。制御電源端子１１には、外部の制御電源から直流電圧が供給される。本実施形態では、１５Ｖの直流電圧が制御電源端子１１を介して制御回路３００に供給される。
【００２９】
電源低下保護回路３７ａ〜３７ｃは、充電回路４００の出力電圧を検出し、検出した出力電圧が許容値以下になっているか否かを示す電圧検出信号をハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂへ出力する。充電回路４００の出力電圧がこの許容値以下になったとき、ハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂはハイサイドのスイッチング素子２０１〜２０３へのＰＷＭ信号の出力を停止する。
【００３０】
電源低下保護回路３７ｄは、制御電源端子１１の出力電圧を検出し、検出した出力電圧が許容値以下になっているか否かを示す電圧検出信号を三相分配ロジック３４ａへ出力する。検出した出力電圧がこの許容値以下になったとき、三相分配ロジック３４ａは、ローサイドドライバ３４ｃへのＰＷＭ信号の出力を停止する。
【００３１】
なお、本実施形態の制御回路３００は、上述した３種類の保護回路を備えているが、制御回路３００は、これらの保護回路の少なくとも１つを備えていてもよい。
【００３２】
（レギュレータ回路３８）
図２は、レギュレータ３８の概略的な回路構成を示す図である。図２には、レギュレータ３８だけでなく比較回路３９も記載されている。まず、レギュレータ３８を説明する前に、この比較回路３９を説明する。
【００３３】
図２に示すように、比較回路３９は、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３と、定電流源ＩＡ１１、ＩＡ１２と、ＭＯＳトランジスタＭ１１〜Ｍ１４と、インバータ回路ＩＮＶ１１、ＩＮＶ１２と、バンドギャップレギュレータＶＢＧＲ１とを備える。本実施形態の比較回路３９は上述したＰＷＭ部３２の内部に設けられているが、比較回路３９はＰＷＭ部３２の外部に設けられていてもよい。
【００３４】
抵抗Ｒ１１は、速度制御信号入力端子１４に接続されている。抵抗Ｒ１２は、抵抗Ｒ１１に直列に接続されている。抵抗Ｒ１３は、制御電源端子１１に接続されている。定電流源ＩＡ１１は、制御電源端子１１に接続されている。定電流源ＩＡ１２は、抵抗Ｒ１３を介して制御電源端子１１に接続されている。
【００３５】
ＭＯＳトランジスタＭ１１のゲートは、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２との間に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースは、定電流源ＩＡ１１に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインに接続されている。
【００３６】
ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲートは、バンドギャップレギュレータＶＢＧＲ１に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１２のソースは、定電流源ＩＡ１１に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１２のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ１４のドレインに接続されている。
【００３７】
ＭＯＳトランジスタＭ１３のゲートは、ＭＯＳトランジスタＭ１４のゲートに接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ１４では、ゲートとドレインが接続されている。これにより、ＭＯＳトランジスタＭ１３とＭＯＳトランジスタＭ１４は、カレントミラー回路を構成している。
【００３８】
インバータ回路ＩＮＶ１１は、ＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインとＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインとの間に接続されるとともに、定電流源ＩＡ１２にも接続されている。インバータ回路ＩＮＶ１２は、インバータ回路ＩＮＶ１１に直列に接続されている。
【００３９】
上記のように構成された比較回路３９では、速度制御信号が速度制御信号入力端子１４に入力されると、速度制御信号の入力電圧は、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２とで分圧される。そして、この分圧値が、バンドギャップレギュレータＶＢＧＲ１の電圧以下の場合、ＭＯＳトランジスタＭ１１はオン状態となり、ＭＯＳトランジスタＭ１２はオフ状態となっている。この場合、インバータ回路ＩＮＶ１２は、速度制御信号の入力電圧がしきい値を超えていないことを示す第１の出力制御信号を三相分配ロジック３４ａおよびレギュレータ３８へ出力する。
【００４０】
一方、速度制御信号の分圧値がバンドギャップレギュレータＶＧＲ１の電圧を超えている場合、ＭＯＳトランジスタＭ１１はオフ状態となり、ＭＯＳトランジスタＭ１２はオフ状態となる。この場合、インバータ回路ＩＮＶ１２は、速度制御信号の入力電圧がしきい値を超えていることを示す第２の出力制御信号を三相分配ロジック３４ａおよびレギュレータ３８へ出力する。
【００４１】
換言すると、上述した比較回路３９は、速度制御信号の入力電圧をしきい値と比較し、当該入力電圧がしきい値を超えているか否かを示す出力制御信号を三相分配ロジック３４ａおよびレギュレータ３８へ出力する。
【００４２】
以上が比較回路３９の説明である。次に、レギュレータ３８について説明する。図２に示すように、レギュレータ３８は、スイッチ回路３８ａと、定電圧回路３８ｂと、を備える。
【００４３】
スイッチ回路３８ａは、ＭＯＳトランジスタＶＳ１(第１のスイッチ)と、ＭＯＳトランジスタＶＳ２（第２のスイッチ）とを備える。ＭＯＳトランジスタＶＳ１のゲートは、インバータ回路ＩＮＶ１２に接続されている。ＭＯＳトランジスタＶＳ１のソースは、抵抗Ｒ２１を介して制御電源端子１１に接続されている。ＭＯＳトランジスタＶＳ１のドレインは、定電圧回路３８ｂに接続されている。
【００４４】
ＭＯＳトランジスタＶＳ２のゲートは、インバータ回路ＩＮＶ１２に接続されている。ＭＯＳトランジスタＶＳ２のソースは、定電流源ＩＡ２１を介して制御電源端子１１に接続されている。ＭＯＳトランジスタＶＳ２のドレインは、定電圧回路３８ｂに接続されている。
【００４５】
上記のように構成されたスイッチ回路３８ａでは、インバータ回路ＩＮＶ１２が上述した第１の速度制御信号をＭＯＳトランジスタＶＳ１、ＶＳ２のゲートにそれぞれ出力しているとき、ＭＯＳトランジスタＶＳ１、ＶＳ２はともにオフ状態となる。反対に、インバータ回路ＩＮＶ１２が上述した第２の速度制御信号をＭＯＳトランジスタＶＳ１、ＶＳ２のゲートにそれぞれ出力しているとき、ＭＯＳトランジスタＶＳ１、ＶＳ２はともにオン状態となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、スイッチ回路３８ａをＭＯＳトランジスタＶＳ１、ＶＳ２で構成したが、ＭＯＳトランジスタ以外の他の種類のスイッチング素子でスイッチ回路３８ａを構成することも可能である。
【００４７】
次に、定電圧回路３８ｂについて説明する。この定電圧回路３８ｂは、基準電圧回路３８ｂ１と、帰還回路３８ｂ２とを備える。
【００４８】
基準電圧回路３８ｂ１は、バイポーラトランジスタＢ２１〜２３と、抵抗Ｒ２２、２３と、を備える。バイポーラトランジスタＢ２１のコレクタおよびエミッタは、ＭＯＳトランジスタＶＳ１のドレインに接続されている。そのため、このバイポーラトランジスタＢ２１は、コレクタおよびエミッタをアノードとするダイオードに相当する。バイポーラトランジスタＢ２２は、バイポーラトランジスタＢ２１のベース（ダイオードのカソード）に接続されている。バイポーラトランジスタＢ２３は、バイポーラトランジスタＢ２２に直列に接続されている。バイポーラトランジスタＢ２２、Ｂ２３では、ベースとコレクタが接続されている。そのため、これらのバイポーラトランジスタＢ２２、Ｂ２３は、ベースをアノードとし、エミッタをカソードとするダイオードに相当する。
【００４９】
抵抗Ｒ２２は、ＭＯＳトランジスタＶＳ１のドレインに接続されている。抵抗Ｒ２３は、抵抗Ｒ２２に直列に接続されている。
【００５０】
帰還回路３８ｂ２は、ＭＯＳトランジスタＭ２１〜Ｍ２５と、抵抗Ｒ２４、２５とを備える。
【００５１】
ＭＯＳトランジスタＭ２１のゲートは、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３との間に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２１のソースは、ＭＯＳトランジスタＶＳ２のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２１のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２３のドレインに接続されている。
【００５２】
ＭＯＳトランジスタＭ２２のゲートは、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５との間に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２２のソースは、ＭＯＳトランジスタＶＳ２のドレインに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２２のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２４のドレインに接続されている。
【００５３】
ＭＯＳトランジスタＭ２３のゲートは、ＭＯＳトランジスタＭ２４のゲートに接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２４では、ゲートとドレインが接続されている。これにより、ＭＯＳトランジスタＭ２３とＭＯＳトランジスタＭ２４は、カレントミラー回路を構成している。
【００５４】
抵抗Ｒ２４は、レギュレータ出力端子１０に接続されている。抵抗Ｒ２５は、抵抗Ｒ２４に直列に接続されている。
【００５５】
上記のように構成された定電圧回路３８ｂでは、スイッチ回路３８ａがオフ状態からオン状態に変化したときに、制御電源端子１１に入力された直流電圧がスイッチ回路３８ａを介して基準電圧回路３８ｂ１に供給されると同時に、定電流源ＩＡ２１から出力された定電流が帰還回路３８ｂ２に供給される。
【００５６】
基準電圧回路３８ｂ１は、供給された直流電圧に基づいて基準電圧を生成する。この基準電圧は、レギュレータ出力端子１０の電圧、すなわちホールアンプ３３、ドライブ回路３４、各種保護回路等に供給される定電圧（本実施形態では６Ｖ）に対応している。
【００５７】
一方、帰還回路３８ｂ２は、基準電圧回路３８ｂ１で生成された基準電圧とレギュレータ出力端子１０の電圧とを比較し、比較結果に基づいてＭＯＳトランジスタＭ２５の出力電流を制御する。これにより、制御電源端子１１に入力された直流電圧が変動しても抵抗Ｒ２４、２５を流れる電流が調整されるので、レギュレータ出力端子１０の電圧が定電圧に維持される。
【００５８】
［充電回路４００］
再び図１に戻って、充電回路４００は、ダイオードＤ４１〜Ｄ４３と、抵抗Ｒ４１〜４３と、を備える。ダイオードＤ４１〜Ｄ４３のアノードは、制御電源端子１１にそれぞれ接続されている。ダイオードＤ４１のカソードは、抵抗Ｒ４１を介してＵ相ブートストラップコンデンサ接続端子１７（ＢＳＵ端子）に接続されている。Ｕ相ブートストラップコンデンサ接続端子１７は、ブートストラップコンデンサＣ１に接続されている。ダイオードＤ４２のカソードは、抵抗Ｒ４２を介してＶ相ブートストラップコンデンサ接続端子２２（ＢＳＶ端子）に接続されている。Ｖ相ブートストラップコンデンサ接続端子２２は、ブートストラップコンデンサＣ２に接続されている。ダイオードＤ４３のカソードは、抵抗Ｒ４３を介してＷ相ブートストラップコンデンサ接続端子２４（ＢＳＷ端子）に接続されている。Ｗ相ブートストラップコンデンサ接続端子２４は、ブートストラップコンデンサＣ３に接続されている。
【００５９】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る制御回路３００の定電圧出力動作について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の比較例に係る制御回路の定電圧出力動作を示すタイミングチャートである。図３（ｂ）は、本実施形態に係る制御回路の定電圧出力動作を示すタイミングチャートである。本比較例に係る制御回路の構成は、上述したスイッチ回路３８ａを備えていない点を除いて本実施形態に係る制御回路３００と同様である。
【００６０】
図３（ａ）、（ｂ）においてＶＣＣ電圧は、制御回路に供給された直流電圧を示す。ＶＲＥＧ（レギュレータ電圧）は、定電圧回路の出力電圧を示す。ＶＳ（速度制御電圧）は、速度制御信号の入力電圧を示す。ＩＣＣ（消費電流）は、制御回路の消費電流を示す。（ｔｙｐ）は、標準値を示す。例えば、ＶＳの波形に記載された１．３Ｖは標準値であり、１．１Ｖ〜１．５Ｖの変動が許容される。
【００６１】
図３（ａ）に示すように、比較例に係る制御回路では、スイッチ回路３８ａが設けられていないので、ＶＲＥＧはＶＣＣ電圧に連動する。そのため、ＶＣＣ電圧が制御回路に供給されると直ちに定電圧回路に電圧が供給される。つまり、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖを超える前に定電圧回路に電圧が供給される。
【００６２】
また、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖを超えた後、再び１．３Ｖ以下になっても定電圧回路には引き続き電圧が供給されている。その結果、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖ以下に下がっても、定電圧回路は、ホールアンプ、ドライブ回路、種々各種の保護回路等に定電圧を供給し続ける。そして、ＶＣＣ電圧が降圧するのに連動してＶＲＥＧも降圧する。
【００６３】
しかし、比較例の制御回路では、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖを超えるまでスイッチング素子はスイッチング動作を行わない。つまり、比較例に係る制御回路では、モータ５００が停止しているにも関わらず、定電圧回路がホールアンプ３３、ドライブ回路３４、各種保護回路等に定電圧を供給する。
【００６４】
一方、図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る制御回路３００では、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖ以下となっているとき、比較回路３９のインバータ回路ＩＮＶ１２は、上述した第１の出力制御信号をスイッチ回路３８ａへ出力する。このとき、スイッチ回路３８ａはオフ状態であり、定電圧回路３８ｂには電圧が供給されない。その結果、ＶＲＥＧは０となる。このとき、三相分配ロジック３４ａは、ＰＷＭ信号をハイサイドレベルシフトドライバ３４ｂとローサイドドライバ３４ｃのいずれにも出力しない。つまり、第１の出力制御信号は、全てのスイッチング素子２０１〜２０６をオフさせるオールオフ信号に相当する。
【００６５】
その後、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖを超えたとき、インバータ回路ＩＮＶ１２は、上述した第２の出力制御信号をスイッチ回路３８ａに出力する。このとき、スイッチ回路３８ａはオフ状態からオン状態に変化する。これにより、定電圧回路３８ｂには、スイッチ回路３８ａを介して電圧が供給される。その結果、ＶＲＥＧは、時間の経過に伴って上昇して定電圧（６Ｖ）となる。この定電圧が、ホールアンプ３３、ドライブ回路、各種保護回路等に供給される。
【００６６】
また、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖを超えたとき、三相分配ロジック３４ａは、ＰＷＭ信号をローサイドドライバ３４ｃに出力する。ローサイドドライバ３４ｃは、このＰＷＭ信号に基づいてローサイドのスイッチング素子２０４〜２０６をオンさせる。これにより、充電回路４００がブートストラップコンデンサＣ１〜Ｃ３を充電する。つまり、本実施形態に係る制御回路３００では、モータ５００が駆動し始めるタイミングで、定電圧回路３８ｂが定電圧をホールアンプ３３、ドライブ回路、種々の保護回路等に供給する。
【００６７】
その後、速度制御信号の入力電圧が、再び１．３Ｖ以下に下がったとき、インバータ回路ＩＮＶ１２が、第１の出力制御信号をスイッチ回路３８ａへ再び出力する。このとき、スイッチ回路３８ａはオン状態からオフ状態に変化する。これにより、定電圧回路３８ｂへの電圧供給が遮断される。その結果、定電圧回路３８ｂレギュレータ３８からホールアンプ３３、ドライブ回路、各種保護回路等への電圧供給も遮断される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の制御回路３００は、スイッチ回路３８ａと定電圧回路３８ｂとを備える。スイッチ回路３８ａは、速度制御信号の入力電圧がしきい値を超えたときにオフ状態からオン状態に切り替わる。定電圧回路３８ｂは、スイッチ回路３８ａがオン状態であるときにスイッチ回路３８ａを介して供給された電圧に基づいて定電圧を生成して出力する。そのため、モータ５００が停止しているときに定電圧回路３８ｂへの電圧供給を停止できる。これにより、モータ５００が停止しているときに、この定電圧回路３８ｂから定電圧の供給を受ける回路等の動作も停止するので、待機電力を削減することが可能となる。
【００６９】
特に本実施形態の制御回路３００では、定電圧回路３８ｂが、ホールアンプ３３だけでなく外付けホールセンサＨＣ１〜ＨＣ３にも定電圧を供給可能な構成となっている。そのため、モータ５００の停止時に定電圧回路３８ｂへの電圧供給を遮断することによって、ホールアンプ３３の待機電力だけでなく外付けホールセンサＨＣ１〜ＨＣ３の待機電力も削減できるようになる。よって、待機電力の削減効果を高めることが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態の半導体装置１００によれば、ＰＷＭ信号を生成するための速度制御信号が、スイッチ回路３８ａをオン状態またはオフ状態に切り替える信号として用いられている。すなわち、このスイッチ回路３８ａを制御するために新たな制御信号を生成する必要がない。よって、簡易な回路構成で待機電力を削減することが可能となる。
【００７１】
さらに、本実施形態のスイッチ回路３８ａでは、速度制御信号の入力電圧が１．３Ｖ以下のとき（モータ５００が停止しているとき）に、ＭＯＳトランジスタＶＳ１が基準電圧回路３８ｂ１への電圧供給を遮断するとともに、ＭＯＳトランジスタＶＳ２が帰還回路３８ｂ２への電圧供給を遮断する。これにより、定電圧回路３８ｂを構成する２つの回路への電圧供給をより確実に遮断することが可能となる。
【００７２】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７３】
１００  半導体装置
２００  モータ駆動回路
３００  制御回路
３３  ホールアンプ
３４  ドライブ回路
３５  過電流保護回路
３６  過熱保護回路
３７ａ〜３７ｄ  電源低下保護回路
３８ａ  スイッチ回路
３８ｂ  定電圧回路
３８ｂ１  基準電圧回路
３８ｂ２  帰還回路
３９  比較回路
【図１】
2016171719.tif 000003
【図２】
2016171719.tif 000004
【図３】
2016171719.tif 000005