[发明专利]半导体装置、驱动机构以及电机驱动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置、驱动机构以及电机驱动控制方法，尤其涉及适合高效地进行电机等的驱动控制的半导体装置、驱动机构以及电机驱动控制方法。

背景技术

例如，在专利文献1中公开有使用微型控制器（以下，也称为微型计算机）等半导体装置来进行电机的驱动控制的技术。在该专利文献1中，使用微型计算机、驱动器电路以及位置检测电路来控制驱动电路（上臂、下臂）的开关元件以进行无刷电机的旋转控制。

另外，在专利文献2中公开了不使用驱动器电路而仅使用微型计算机和位置检测电路来控制驱动电路（上臂、下臂）的开关元件以进行电机的旋转控制和电源控制的技术。

在电机中，根据在电机内的励磁线圈中流动的电流量来控制扭矩等。若由于某种原因无法控制流入该励磁线圈的电流，则有可能发生重大的事故。因此，在无法控制流入励磁线圈的电流的情况下，需要立即切断流入励磁线圈的电流作为安全措施。

一般地，若使电机驱动并在旋转中途停止向电机的通电，则有在线圈中积蓄的电流成为反电动势而使电源的电位上升，并由于该电源的电位上升并超过连接于电源的元件的耐压而导致该元件损坏的情况。

为了解决该问题，在以往的使用微型计算机的无刷电机的驱动控制中，检测到无刷电机的过电流而要进行停止的情况下，检测电流的比较仪的中断使CPU（Central Processing Unit；中央处理装置）动作，截止控制无刷电机与大地间的通电的下臂的晶体管，并且使控制无刷电机与电源间的通电的上臂的晶体管导通，从而使线圈的两端短路来回生电流，以对积蓄在线圈的感应电流进行放电从而控制反电动势，防止连接于电源的元件的损坏。

然而，在这种情况下，需要由CPU对检测电流的比较仪的中断处理进行软件处理。因此，产生时滞无法立即降低反电动势，存在由于反电动势带来元件损坏的危险。

在专利文献3中涉及利用由IC芯片构成的旋转电机控制装置进行三相交流电机的驱动控制的技术，在由于某种原因无法控制流在旋转电机的励磁线圈中流动的电流的情况下，作为安全措施立即切断流向励磁线圈的电流的技术。具体而言，在由于某种原因无法控制在旋转电机的励磁线圈中流动的电流的情况下，利用来自微型计算机的控制来切断以串联的方式插入连接于该励磁线圈的PMOS晶体管和NMOS晶体管。

另外，在专利文献4中公开有如下技术：用比较仪比较在电机中流动的电流值与预先设定的目标电流值，若在电机中流动的电流值超过目标电流值，则通过切断来自CPU的控制信号并向驱动电路直接输出用于降低在电机中流动的电流值的信号，来抑制在电流变化大的反转时等的相对目标电流值的电流值变动。

专利文献1：日本特开平6－165568号公报

专利文献2：日本特开2002－165476号公报

专利文献3：日本特开2007－028694号公报

专利文献4：日本特开2003－335456号公报

近年来，以微型计算机的省电力化为目的正在进行低电压化，寻求仅用这样的低驱动电压的微型计算机就可高效地控制高驱动电压的电机的技术和通过检测电机的过电流来高效地进行停止的技术。

在上述专利文献2中，仅用微型计算机和位置检测电路来控制驱动电路（上臂、下臂）的开关元件以进行电机的旋转控制。然而，在专利文献2中，在用AD转换器将从位置检测信号生成电路输出的位置检测信号转换为数字信号后，通过CPU的运算处理并使用该数字信号来计算电机中的旋转件的位置。因此，存在电机的旋转位置的检测耗时、和为了控制高转速的电机而需要能够进行高速运算处理的高性能的微型计算机的问题。并且，还存在由于AD转换器的电路的面积大，从小面积化的观点出发不被优选的问题。

另外，在仅使用微型计算机来检测电机的过电流以停止电机的旋转的以往的技术中，存在由于需要由CPU对检测电流的比较仪的中断处理进行软件处理，所以产生时滞无法立即抑制反电动势，并由于反电动势引起元件的损坏的危险的问题。

此外，在专利文献4所述的技术是抑制电流变化大的反转时等中的相对目标电流值的电流值变动的技术，不是检测电机的过电流并立即停止电机的旋转的技术。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而完成的，目的在于仅用低电压驱动的微型计算机来高效地进行电机的驱动控制。