(57)【要約】【課題】  電流値検出抵抗がショートした場合にパワートランジスタに過電流が流れるのを防止して、パワートランジスタの駆動動作を継続することができる信頼性の高いモータドライブ回路あるいは半導体装置を提供することにある。【解決手段】  この発明は、電流出力のパワートランジスタと、第１の出力電流検出回路と、パワートランジスタの出力電流が規定値に達したときに出力電流検出回路から第１の検出信号に応じてパワートランジスタの出力電流を所定期間停止させることで出力電流を制限する電流制限回路とを備える半導体回路における過電流保護回路であって、パワートランジスタにカレントミラー接続された出力電流検出トランジスタと、出力電流が規定値を越えた所定値に達したときの出力電流検出トランジスタの出力電流に応じて第２の検出信号を発生する第２の出力電流検出回路とを有し、第２の検出信号に応じて電流制限回路を動作させてパワートランジスタの出力電流を所定期間停止させるものである。【選択図】      図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流出力のパワートランジスタと、第１の出力電流検出回路と、前記パワートランジスタの出力電流が規定値に達したときに前記出力電流検出回路から第１の検出信号に応じて前記パワートランジスタの前記出力電流を所定期間停止させることで前記出力電流を制限する電流制限回路とを備える半導体回路における過電流保護回路であって、
前記パワートランジスタにカレントミラー接続された出力電流検出トランジスタと、
前記出力電流が前記規定値を越えた所定値に達したときの前記出力電流検出トランジスタの出力電流に応じて第２の検出信号を発生する第２の出力電流検出回路とを有し、
前記第２の検出信号に応じて前記電流制限回路を動作させて前記パワートランジスタの前記出力電流を所定期間停止させる過電流保護回路。
【請求項２】
前記半導体回路は、ＩＣ化されたモータドライバ回路であり、所定値は、前記パワートランジスタがモータを駆動する動作を継続しても問題の生じない範囲に設定されている請求項１記載の過電流保護回路。
【請求項３】
前記所定値は、前記規定値の電流値に対して５％〜１０％程度高い範囲であり、前記出力電流検出回路は、前記ＩＣの所定の端子を介して外付けされた第１の抵抗を有し、この第１の抵抗に発生する端子電圧を前記第１の検出信号とする請求項２記載の過電流保護回路。
【請求項４】
前記電流制限回路はコンパレータを有し、このコンパレータが前記第１の抵抗に発生する端子電圧と所定の基準電圧とを比較してその比較結果に応じて前記出力電流を前記所定期間停止させるための出力信号を発生し、かつ、前記第２の検出信号を受けたときに前記第２の検出信号に応じて発生する電圧信号と前記所定の基準電圧とを比較してその比較結果に応じて前記出力信号を発生する請求項３記載の過電流保護回路。
【請求項５】
さらに、チョッピングパルス発生回路とタイマ回路とを有し、前記所定期間は一定期間であって、前記タイマ回路は、前記一定期間を計測するものであって、前記出力信号を受けて動作し、前記チョッピングパルス発生回路は、前記タイマ回路により設定された前記一定期間置きにパルスを発生し、このパルスに応じて前記パワートランジスタのＯＮ／ＯＦＦが制御される請求項４記載の過電流保護回路。
【請求項６】
前記出力電流は、前記パワートランジスタが電流を出力する出力端子からシンクする電流であり、前記モータがこのシンク電流に応じて駆動される請求項３記載の過電流保護回路。
【請求項７】
さらに、前記出力電流検出トランジスタと基準電圧ラインとの間に設けられた第２の抵抗を有し、前記パワートランジスタと前記出力電流検出トランジスタとはＮチャネルＭＯＳトランジスタであり、前記第２の抵抗に発生する端子電圧に応じて前記第２の検出信号を発生する請求６記載の過電流保護回路。
【請求項８】
さらに、前記第２の抵抗値の端子電圧が、ある値以上になったときにＯＮになる過電流検出のためのトランジスタと、前記モータドライバＩＣの内部において前記所定の端子と前記コンパレータとの間に設けられた第３の抵抗とを有し、前記第２の検出信号は、過電流検出のための前記トランジスタがＯＮすることにより発生し、前記第３の抵抗の端子に前記所定の基準電圧よりも高い電圧を生成する請求項７記載のの過電流保護回路。
【請求項９】
さらに、前記過電流検出のためのトランジスタのグランド電流を発生する端子と第２の抵抗の前記基準電圧ラインに接続される側の端子とが前記所定の端子に接続されている請求項８記載の過電流保護回路。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか記載の前記過電流保護回路を有し、前記半導体回路がＩＣ化されているモータドライブ回路。
【請求項１１】
前記パワートランジスタの出力端子がステッピングモータに接続される請求項１０記載のモータドライブ回路。
【請求項１２】
請求項１０または１１項記載のモータドライブ回路を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過電流保護回路、モータドライブ回路および半導体装置に関し、詳しくは、ユニポーラ（半波）駆動のステッピングモータドライバにおいて、出力電流検出用の抵抗がショートしたときにパワートランジスタに過電流が流れるのを防止して、パワートランジスタの駆動動作を継続することができるような過電流保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニポーラ駆動のステッピングモータドライバ（パルスモータドライバ）は、１相駆動、１相−２相駆動あるいは２相駆動等によりモータの固定子側を順次励磁することで、所定の回転角だけ突起形状の回転子を回転させる。
各固定子を励磁するための駆動電流を流すドライバは、電源ラインに接続され固定子に巻かれたコイル（励磁コイル）に対してこれに直列にパワートランジスタ（出力段トランジスタ）が各相対応にそれぞれ設けられていている。この各相対応に設けられたパワートランジスタが所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦされることで、固定子が順次励磁されてステッピングモータがドライブされる。
ある相のパワートランジスタがＯＮすると、その相の励磁コイルのインダクタンスとパワートランジスタ等のインピーダンスにより決定される所定の時定数の過渡現象でＯＮ期間の間順次駆動電流が増加していく。この増加量を所定値までに制限するために、パワートランジスタをＯＮさせてから所定の期間後にＯＦＦすることで、パワートランジスタに過電流が流れないように制御される。そのため、パワートランジスタは、通常、ＯＮ／ＯＦＦする“Ｈ”（ＨＩＧＨレベル），“Ｌ”（ＬＯＷレベル）の論理値パルスで各相がチョッピングによるパルス駆動される。【０００３】
このようなパルス駆動制御の１つとして、ＯＮ期間をタイマ回路で設定して制御するチョッパ制御の３相モータドライバとそのＩＧＢＴパワートランジスタの保護回路が公知である（特許文献１）。
この特許文献１（特開平１１−１１２３１３号）に示されているように、この種のドライバの過電流保護回路は、出力電流を検出する電流検出回路とパワートランジスタの駆動を停止する過電流検出回路とで構成される。電流検出回路は、通常、パワートランジスタに直列に設けられている。過電流検出回路は、出力段パワートランジスタの出力電流値が所定値以上の過電流になったときに得られる電流検出回路からの検出信号に応じて動作して出力電流値を制限する。
【特許文献１】特開平１１−１１２３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の過電流検出（あるいは出力電流を制限する）のための電流検出回路は、パワートランジスタに直列に１Ω以下の小さい抵抗を設けるのが一番単純な回路になる。しかし、この電流値検出抵抗がショートしたときには、過電流保護回路（あるいは電流制限回路）がはたらかない。そのため、パワートランジスタが破壊される問題がある。
また、電流値検出抵抗がショートした場合に限らず、電流検出回路に電流検出信号が発生しないような故障が発生したときにも同様に過電流保護回路は機能しない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであり、電流値検出抵抗がショートした場合にパワートランジスタに過電流が流れるのを防止して、パワートランジスタの駆動動作を継続することができる過電流保護回路、モータドライブ回路あるいは半導体装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、電流値検出抵抗がショートした場合にパワートランジスタに過電流が流れるのを防止して、パワートランジスタの駆動動作を継続することができる信頼性の高いモータドライブ回路あるいは半導体装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、電流値検出抵抗がショートした場合に加えて出力電流検出用の回路が故障したときにもパワートランジスタに過電流が流れるのを防止して、パワートランジスタの駆動動作を継続することができる過電流保護回路、モータドライブ回路あるいは半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するためのこの発明の過電流保護回路、モータドライブ回路あるいは半導体装置の構成は、電流出力のパワートランジスタと、第１の出力電流検出回路と、パワートランジスタの出力電流が規定値に達したときに出力電流検出回路から第１の検出信号に応じてパワートランジスタの出力電流を所定期間停止させることで出力電流を制限する電流制限回路とを備える半導体回路における過電流保護回路であって、
パワートランジスタにカレントミラー接続された出力電流検出トランジスタと、
出力電流が規定値を越えた所定値に達したときの出力電流検出トランジスタの出力電流に応じて第２の検出信号を発生する第２の出力電流検出回路とを有し、
第２の検出信号に応じて電流制限回路を動作させてパワートランジスタの出力電流を所定期間停止させるものである。
【発明の効果】
【０００６】
ところで、出力電流検出回路の出力電流値検出抵抗は、通常１Ω以下の抵抗抗値の小さい抵抗が用いられるので、この抵抗がショートして０Ω（抵抗の端子電圧が電圧ゼロ）になったとしても、過電流保護回路あるいは電流制限回路が機能しない点を除いては駆動回路全体としての動作はほとんど影響がない。このような故障による駆動回路が無駄となるは忍びない。しかも、出力電流値検出抵抗は、通常外付け抵抗となるのでこのような故障が比較的多い。
そこで、この発明にあっては、出力電流検出回路のほかにパワートランジスタにカレントミラー接続された出力電流検出トランジスタを設けて電流制限回路を動作させて過電流保護を別の回路ルートで行い、かつ、すでにある電流制限回路を使用する。
これにより、チョッピング制御のための電流制限回路と過電流保護回路との２系統で２段階の保護回路を構成する。
特に、モータドライブ回路のように、パワートランジスタに直列に励磁コイルが接続され、出力電流検出回路がパワートランジスタに直列に接続された抵抗であるときには、たとえ、この抵抗がショートしても端子電圧がゼロ（あるいは出力電流検出回路が故障して抵抗の端子電圧が電圧ゼロに近くなっても）、この発明では、前記の構成のように２系統の保護回路となっている。そのためこの発明の過電流保護回路が設けられたモータドライバＩＣを継続使用しても、そのまま使用することができ、かつ、過電流を防止できるので、パワートランジスタが破壊されないで済む。これにより、このような故障においてもモータドライブ回路をダメにすることなく、救うことができる。【０００７】
ここでの規定値は、過電流保護ではなくモータ駆動回路をチョッピング駆動するときに電流値を制限する設計値に対応するものである。この点、過電流保護回路は、本来ＩＣとしての破壊を防止するために設けられるものであるが、ここでは、この過電流保護回路の動作を電流制限回路に近いところに設定して電流制限回路側の動作ができなくなったときに電流制限回路として動作させる。そこで、このときの規定値を越えた所定値はパワートランジスタがモータ駆動動作を継続しても問題の生じない範囲に設定される。例えば、これは、電流制限を行う電流値に対して５％〜１０％程度高い範囲である。
モータ駆動のパワートランジスタの規定値は、通常のパワートランジスタの回路の駆動と同様に長時間駆動における限界値に対して余裕をもって電流を制限する設計値として設定されているので、モータ駆動回路の出力電流を５％〜１０％程度高い範囲に設定してもほとんど問題は生じない。
その結果、出力電流値検出抵抗がショートしたときにも、さらには出力電流検出用の回路が故障したときにも出力段のパワートランジスタに過電流が流れるのを防止し、パワートランジスタの駆動動作を継続することができる過電流保護回路を提供することができる。さらに、信頼性の高いモータドライブ回路および半導体装置を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、この発明の過電流保護回路を適用した一実施例のユニポーラ駆動のステッピングモータドライバのブロック図、図２は、その駆動タイミングチャート、そして図３は、この発明の他の実施例の説明図である。
図１において、１０は、励磁コイルが４個のユニポーラ駆動のステッピングモータドライバＩＣである。これには、単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄが設けられ、それぞれの出力端子２ａ，２ｂ、２ｃ，２ｄにはステッピングモータ１１の励磁コイル１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄがそれぞれ接続されている。
これら励磁コイル１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄは、電源（電池）１２の電源ライン１３に接続されてこれから電力供給を受ける。なお、各励磁コイル１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄには、それぞれフライホイールダイオードＤが並列に接続されている。
また、電源１２は、端子２ｅを介してＩＣ内部の電圧レギュレータ回路（ＲＥＧ）２に電力を供給して、ＲＥＧ２を介して内部電源ライン＋ＶDDに安定化した所定の電圧、例えば、１２Ｖの電力を送出する。
単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄは、それぞれ同一の回路で構成されているので、その詳細は単相駆動回路１ａのみに示す。以下、単相駆動回路１ａについて説明し、単相駆動回路１ｂ、１ｃ，１ｄは、同様であるのでその説明を割愛する。【０００９】
単相駆動回路１ａについて説明すると、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴパワートランジスタ３と、出力電流検出用のＮチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタ４、電流制限回路５、そして過電流検出回路６とからなる。なお、説明の都合上、各単相駆動回路の電流制限回路５は、単相駆動回路１ａの点線枠の外に出してある。
パワートランジスタ３は、ドレインが出力端子２ａに接続され、出力端子２ａに励磁電流を出力する。トランジスタ４は、ドレインが出力端子２ａに接続され、パワートランジスタ４とカレントミラー接続されている。なお、出力端子２ａの出力電流は、この出力端子２ａに励磁コイル１１ａからシンクする電流となる。
パワートランジスタ３のソース側は、端子２ｆを介してＩＣ外部に取り付けられた出力電流検出用の抵抗Ｒsに接続され、これを介して接地されている。
トランジスタ４とパワートランジスタ３とのチャネル幅（ゲート幅）の比は、１：Ｎ（Ｎは２以上の数）に設定されている。そこで、励磁コイル１１ａに流れる出力電流の１／（Ｎ＋１）の電流がトランジスタ４に流れる。【００１０】
電流制限回路５は、抵抗Ｒ0と、コンパレータ５ａ、そして、基準電圧発生回路５ｂとからなる。なお、ここでの抵抗Ｒ0は、ＩＣに外付けされ、出力電流検出回路を構成している。前記では説明の都合上、抵抗Ｒ0を電流制限回路５の一部としているが、抵抗Ｒ0を電流制限回路５の一部として扱っても、独立の回路として扱っても実質的な差ではない。
抵抗Ｒ0は、端子２ｆとコンパレータ５ａの（＋）入力端子との間に接続され、基準電圧発生回路５ｂは、ＩＣ外部に設けられ、端子２ｇを介してコンパレータ５ａの（−）入力端子に接続され、基準電圧ＶREFを（−）入力端子に加える。
ここで、出力電流検出用の抵抗Ｒsの端子電圧が抵抗Ｒ0とコンパレータ５ａとの接続点Ｎに現れる電圧をＶsとすると、パワートランジスタ３の出力電流が増加して、電圧Ｖsが基準電圧ＶREFを越えるような出力電流がパワートランジスタ３に発生したとき、言い換えれば、出力電流が規定値になったときに、コンパレータ５ａは検出パルスＳを発生する。この検出パルスＳは、チョッピングパルス発生回路７に加えられて、“Ｈ”のチョッピングパルスＰをＯＦＦ（“Ｈ”から“Ｌ”）にするとともにＯＦＦタイマ回路８を駆動する。これによりパワートランジスタ３はＯＦＦになる（その動作については後述）。
なお、ここで、Ｒ0＞＞Ｒsとする。Ｒ0は抵抗Ｒ0の抵抗値、Ｒsは抵抗Ｒsの抵抗値であって、１Ω以下の値、例えば、０．３Ω程度である。
チョッピングパルスＰの停止時間（“Ｌ”の期間）は、ＯＦＦ時間設定のＯＦＦタイマ回路８によりカウントされて、一定期間後（図２（ｂ）のＴOFF参照）、例えば、１５μsec後にチョッピングパルスＰが“Ｌ”から“Ｈ”となる。このチョッピングパルスＰは、例えば、３０μsec〜５０μsec程度の範囲で選択された期間の間“Ｈ”となるパルスである。すなわち、チョッピングパルスＰは、定常状態で“Ｈ”のパルスが検出パルスＳに応じて“Ｌ”となり、一定時間後に“Ｈ”となることで、チョッピングパルスとして生成される。
その結果、電流制限回路５は、抵抗Ｒsの端子電圧による接続点Ｎの電圧Ｖsが電圧ＶREFを越えたときに駆動電流を停止させてパワートランジスタ３の出力電流を制限する。この点で電流制限回路５は、過電流検出回路６による電流制限よりも低い出力電流値（規定値）においてパワートランジスタ３の出力電流をチョッピング制御をするために制限する回路である。電流を制限する意味では過電流保護回路を兼ねるものとして設けられている。【００１１】
定常状態で“Ｈ”のチョッピングパルスＰは、相励磁信号生成回路９に送出されて、例えば、相励磁信号生成回路９においてアンドゲートにより単相駆動回路１ａのゲート駆動パルスの“Ｈ”とアンド論理が採られて、パワートランジスタ３のゲートに出力される（図２（ａ），（ｂ）参照）。そこで、パワートランジスタ３とトランジスタ４の共通ゲートには、ゲート駆動パルスの“Ｈ”の期間、所定の周波数で断続するチョッピングパルス（チョッピングパルスＰに対応）が相励磁信号生成回路９から加えられることになる。チョッピングパルスＰが“Ｌ”のときには、ゲート駆動パルスは“Ｌ”となり、パワートランジスタ３がＯＦＦにされて、ステッピングモータ１１の励磁コイル１１ａに対する駆動電流が停止する。
ここで、各励磁コイルにはフライホイールダイオードＤが並列に設けられているので、各励磁コイル１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄに流れるそれぞれの電流は、チョッピングパルスＰが“Ｌ”のＯＦＦ期間にはフライホイールダイオードＤを通して流れる。それは、チョッピングパルスＰによるＯＮ期間とＯＦＦ期間との関係で決定される平均的な電流となる。【００１２】
ここでは、チョッピングパルス発生回路７とＯＦＦタイマ回路８とは、単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄに対応して共通に設けられていて、これら回路により各単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄの励磁コイル駆動に対応してチョッピングパルスＰがそれぞれに生成され、相励磁信号生成回路９に送出される。
相励磁信号生成回路９は、各励磁コイルを単相駆動、１相−２相駆動、２相駆動等に応じて、単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄの各パワートランジスタ３のゲート駆動パルスを所定のタイミングで生成する回路であって、“Ｈ”、“Ｌ”のゲート駆動パルスを発生し、さらに、駆動電流を制限するために各ゲートパルスの“Ｈ”の期間がそれぞれにそれぞれのチョッピングパルスＰによりチョッピングされる。【００１３】
過電流検出回路６は、抵抗Ｒ1と、ＮＰＮバイポーラトランジスタＱ1、抵抗Ｒ2、そしてＰＮＰバイポーラトランジスタＱ2，Ｑ3からなるカレントミラー回路６ａとからなる。  抵抗Ｒ1は、トランジスタ４のソースとグランドＧＮＤとの間に接続されている。
トランジスタＱ1は、過電流検出用のトランジスタであって、そのエミッタがグランドＧＮＤに接続され、そのコレクタが抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のコレクタに接続されている。トランジスタＱ1のベースは、トランジスタ４のソースに接続され、抵抗Ｒ1の端子電圧ＶｂがトランジスタＱ1のベースに供給される。そこで、端子電圧Ｖｂが１Ｖｆ（＝０．７Ｖ、ベース−エミッタ間順方向電圧）を越えたときにトランジスタＱ1は、ＯＮとなり、過電流を検出する。
トランジスタＱ2は、ダイオード接続されたカレントミラーの入力側のトランジスタであって、そのエミッタ側は、出力側トランジスタＱ3のエミッタとともに電源ライン＋ＶDDに接続され、出力側トランジスタＱ3のコレクタが抵抗Ｒ0とコンパレータ５ａの（＋）入力端子との接続点Ｎに接続されている。
そこで、この過電流検出回路６が動作したときには、出力側トランジスタＱ3のコレクタから出力される電流が接続点Ｎ、抵抗Ｒ0、抵抗ＲS、そしてグランドＧＮＤへと流れ、接続点Ｎに基準電圧ＶREFより高い電圧が発生する。【００１４】
次に、図２に従って過電流検出回路６の動作を説明する。なお、この駆動タイミングチャートにおいて前半の波形が定常状態での動作であり、後半の波形が検出抵抗Ｒsショートの状態である。
図２（ａ）は、単相駆動回路１ａのゲート駆動パルスであり、これが“Ｈ”の期間の間、パワートランジスタ３がチョッピング駆動される。図２（ｂ）は、そのチョッピングパルスＰであり、これの“Ｈ”の期間の間、ステッピングモータ１１の励磁コイル１１ａに対して駆動電流が流れるので、出力端子２ａの出力電圧Ｖoutは、図２（ｃ）のようになる。
電流制限回路５の動作により、通常は、コンパレータ５ａの（＋）入力端子に加えられる接続点Ｎの電圧Ｖsは、ＶREFまで上昇してグランドＧＮＤへと落ちる電圧となる（図２（ｄ）参照）。しかし、抵抗Ｒsがショートしたときには（抵抗Ｒsの端子電圧が電圧ゼロになったときには）、２つ目より後の波形（後半の波形）はなくなる。このときには、端子２ｆに電圧が発生しないので、そのままであると、接続点Ｎの電圧Ｖsは、接続点ＮがグランドＧＮＤへと落ちたこと等価になる。この段階ではまだ過電流検出回路６は動作していないので、たとえ、抵抗Ｒ0が接続点Ｎと端子２ｆとの間に設けられていても抵抗Ｒ0には実質的に電流が流れない。しかも、このときには電流制限回路５が電流制限動作をしない。そこで、図２（ｃ）に示すように、出力端子２ａの出力電圧Ｖoutは上昇する。
その結果、抵抗Ｒsがショートしたときには、電流制限回路５により制限される電流以上の出力電流がパワートランジスタ３に流れることになる。【００１５】
このときに、例えば、２．６Ａを越える電流が流れたとすると、これに応じた電流がトランジスタ４に流れて、抵抗Ｒ1の端子電圧Ｖｂを上昇させる（図２（ｅ）参照）。なお、パワートランジスタ３の最大定格電流は、３．０Ａ（＞２．６Ａ）であるとする。
この端子電圧Ｖｂが１Ｖｆを越えたときに過電流検出回路６が動作して、過電流検出用のトランジスタＱ1がＯＮとなり、カレントミラー回路６ａを動作させて抵抗Ｒ0、ショートした抵抗Ｒsを介してグランドＧＮＤへとカレントミラーの出力側トランジスタＱ3から電流Ｉが流れる（図２（ｆ）参照）。このときの抵抗Ｒ0の抵抗値は、電流Ｉにより接続点Ｎの電圧Ｖsが電圧ＶREFを越える電圧になるように設定されている（図２（ｇ）参照）。
その結果、コンパレータ５ａの出力は“Ｈ”となり、チョッピングパルスＰがＯＦＦして“Ｈ”から“Ｌ”となり、ＯＦＦタイマ回路８が駆動され、ゲート駆動パルスが“Ｌ”になる。そして、パルスチョッピングパルスＰのＯＦＦ期間の間（“Ｌ”の間）パワートランジスタ３がＯＦＦする。
パワートランジスタ３がＯＦＦすると、駆動電流が停止して抵抗Ｒ1の端子電圧がグランドＧ電位まで落ちる。それによりトランジスタＱ1がＯＦＦとなり、カレントミラー回路６ａの動作が停止する（図２（ｅ）参照）。
ＯＦＦ期間経過後にチョッピングパルスＰが“Ｈ”になると、パワートランジスタ３がＯＮして、励磁コイル１１ａに駆動電流が流れる。【００１６】
その結果、図２（ｈ）に示すような電流波形で励磁コイル１１ａが電流駆動され、前記のような状態が繰り返される。出力端子２ａの出力電流は、この出力端子２ａに励磁コイル１１ａからシンクされる電流である。なお、図２（ｈ）は、説明のためのものであって、図２（ｃ）の出力電圧波形に対する電流波形のディレー等は考慮していない。図２（ｈ）において、Ｉ1は、電流制限回路５により制限される規定電流値、例えば、２．６Ａに相当する。また、Ｉ2は、過電流検出回路６により制限される電流値であって、例えば、前記より少し大きな値の２．７Ａに相当する。いずれの場合も、最大定格電流以下に設定される。
ところで、ここでの電流制限は、外付け抵抗Ｒsが選択されてチョッピング制御のための設計仕様値になるような電流値に制限するためのものである。過電流保護とは本来目的が相違する。通常、過電流保護の電流値は、最大定格電流以下でより大きな値に設定されるが、この実施例では、抵抗Ｒsがショートしたときにも過電流保護回路が利用できるように、電流制限値２．６Ａに対して過電流保護の電流値を２．７Ａとしてこれらの差を小さくしている。また、この実施例において、設計仕様値になる電流値以上の電流値を過電流と考えれば、電流制限回路５は、第１の過電流保護回路となり、過電流検出回路６は、第２の過電流保護回路となり、２段階の過電流保護の電流制限回路が設けられているものである。
これにより、ステッピングモータドライバＩＣ１０は、たとえ、抵抗Ｒsがショートしても駆動回路として動作し、パワートランジスタ３は、過電流保護回路６が動作するので、破壊されることはない。【００１７】
図３は、図１に示す実施例において、トランジスタＱ1のエミッタ（グランド電流流出側端子）を端子２ｆに接続し、抵抗Ｒ1のグランドＧＮＤに接続され端子を端子２ｆに接続したものである。さらに、トランジスタＱ3のコレクタと接続点Ｎとの間には抵抗Ｒ3を設けてある。
このような構成を採る利点は、コンパレータ５ａがより単純な形になり、かつ、出力電流値検出抵抗がショートしたときに過電流保護回路６を積極的に動作させ、定常状態では端子２ｆの電圧が少し高くなる分だけ過電流保護回路６が動作し難くなることである。
図１では、コンパレータ５ａの内部回路を示していないが、図１に示すように、トランジスタＱ3のコレクタを接続点Ｎに接続してコンパレータ５ａの（＋）入力端子に入力した場合には、抵抗Ｒ0の端子とワイヤドオアされた出力がコンパレータ５ａの（＋）入力端子に入力されることになる。
このような接続形態を採ると抵抗Ｒ0の抵抗値とトランジスタＱ3の出力電流値との関係でコンパレータ５ａの回路構成によっては、その動作が不安定になる場合がある。これを回避するためには、例えば、コンパレータ５ａの内部回路をパラレルに２つのコンパレータとして抵抗Ｒ0側とトランジスタＱ1側の入力を分けるか、（＋）入力端子が２つあるコンパレータを用いなければならなくなる。その分、コンパレータ５ａの回路構成が複雑になる。
しかし、図３に示すように、トランジスタＱ1のエミッタを端子２ｆに接続し、抵抗Ｒ1のグランドＧＮＤ接続側の端子を端子２ｆに接続すると、それぞれの検出回路の検出信号の発生点が共通になるので単純な内部回路のコンパレータ５ａを１つ設けるだけで済む。なお、抵抗Ｒ3は、適宜設ければよい。【００１８】
ところで、実施例では、コンパレータ５ａは、単相駆動回路１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄにそれぞれ設けられる構成となっているが、コンパレータ５ａは、複数の単相駆動回路に共通に設けられていてもよい。この場合、例えば、単相駆動回路１ａ，１ｂのそれぞれのコンパレータ５ａと、単相駆動回路１ｃ，１ｄのそれぞれのコンパレータ５ａとに対して出力電流値の検出抵抗Ｒsをそれぞれに共通化してトータルで２個とすることができる。
また、実施例のパワートランジスＴｒは、ＭＯＳＦＥＴトランジスタであるが、これは、バイポーラトランジスタであってもよいことはもちろんである。
さらに、実施例では、ユニポーラ駆動のステッピングモータドライバＩＣのモータ駆動回路について説明しているが、パワートランジスタの出力回路をプッシュ・プル動作の駆動回路として、バイポーラ駆動（正位相と逆位相の両波駆動）のステッピングモータドライバＩＣにこの発明を適用してもよいことはもちろんである。
なお、実施例では、説明上、過電流検出回路６に電流検出用のトランジスタ４を含めていないが、これを含めて過電流検出回路と考えてもよいことももちろんである。また、電流制限回路５の抵抗Ｒ0は、過電流検出回路６側に含めてもよいことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上説明してきたが、実施例では、電流検出用の抵抗Ｒsがショートした場合（抵抗Ｒsの端子電圧が電圧ゼロになった場合）について説明しているが、抵抗Ｒsがショートした場合に限らず、パワートランジスタ３の出力電流検出用の回路が故障（パワートランジスタの出力ラインの断線は除く）して検出信号が発生しないか、発生してもその電圧レベルが基準電圧ＶREFよりも低いときには、電流制限が行われないので抵抗Ｒsがショートした場合（抵抗Ｒsの端子電圧が電圧ゼロになった場合）と同様の現象になる。そこで、この発明は、パワートランジスタの出力電流検出用の回路が故障した場合にも同様に適用される。
また、実施例では、チョッピングパルス発生回路７とＯＦＦタイマ回路８を介してパワートランジスタ３のＯＦＦ制御をしているが、パワートランジスタ３がＯＦＦされる構成であれば、チョッピングパルス発生回路７やＯＦＦタイマ回路８はこの発明にとって必ずしも必要な構成ではない。
さらに、実施例では、ステッピングモータドライバＩＣについて説明しているが、規定の電流値でパワートランジスタをＯＦＦして駆動電流を制限するような電流制限回路あるいは過電流保護回路を有するドライブ回路であれば、どのような回路であってもこの発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、この発明の過電流保護回路を適用した一実施例のユニポーラ駆動のステッピングモータドライバのブロック図である。
【図２】図２は、その駆動タイミングチャートである。
【図３】図３は、この発明の他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ａ，１ｂ、１ｃ，１ｄ…単相駆動回路、
２ａ，２ｂ、２ｃ，２ｄ…出力端子、
３，４…ＮチャネルＭＯＳＦＥＴパワートランジスタ、
５…電流制限回路、５ａ…コンパレータ、
６…過電流検出回路、６ａ…カレントミラー回路、
７…チョッピングパルス発生回路、８…ＯＦＦタイマ回路、
９…相励磁信号生成回路、
１０…ステッピングモータドライバＩＣ、
１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄ…励磁コイル、
１２…電源、Ｒ0、Ｒs、抵抗Ｒ1〜Ｒ3…抵抗、
Ｑ1〜Ｑ3…バイポーラトランジスタ、Ｄ…フライホイールダイオード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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