CN1922496A

CN1922496A - 电流检测电路、负载驱动装置以及存储装置

Info

Publication number: CN1922496A
Application number: CN 200580005619
Authority: CN
Inventors: 杉江尚; 笹本裕
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2007-02-28
Also published as: JP2005249519A; JP4034279B2

Abstract

本发明提供一种能够大幅减少伴随负载中流动的电流的检测的功率损耗，且可经常进行电流检测，并可稳定、高精度地检测电流的电流检测电路。对功率晶体管和电流检测晶体管共同供给电源电压及开关信号。对该电流检测晶体管的输出节点供给空载电流，并以两晶体管的输出电压成为假想相同电位的方式设置缓冲电路。由此，始终使缓冲电路作为A级放大电路而动作。

Description

电流检测电路、负载驱动装置以及存储装置

技术领域

本发明涉及稳定且高精度地检测出在HDD或FDD用等存储装置用主轴马达等的负载中流动的电流的电流检测电路、使用该电流检测电路的负载驱动电路以及具有由该负载驱动电路驱动的马达的存储装置。

背景技术

作为用于检测出由晶体管等驱动的负载中流动的电流的电流检测电路，在该晶体管或负载上串联连接电流检测电阻，通过由该电流检测电阻引起的电压降直接检测电流，一般，该电流检测电路如特开平11-299292号公报(以下称专利文献1)或特开2003-174766号公报(以下称专利文献2)中所公开的那样而使用。

而且，已知有如专利第2570523号公报(以下称专利文献3)所公开的电流检测电路，其使检测用晶体管流过恒定电流，该检测用晶体管被施加与串联连接于负载的晶体管相同的控制电压，比较这两个晶体管的输出电压，从而检测出负载电流的强度。

在以往的专利文献1、2的电流检测电路中，由于总是发生由电流检测电阻引起的损耗，因此导致功率效率降低。而且，当在桥接电路构成的负载驱动电路中，PWM驱动负载时，在PWM截止的期间不能进行本身的电流检测。

而且，在专利文献3的电流检测电路中，虽然没有由电流检测电阻引起的功率损耗，但由于进行负载电流是否是规定值以上的强度检测，所以，不能检测出连续的负载电流。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种可大幅度减少伴随电流检测的功率损耗，且能够经常进行电流检测，并可稳定、高精度地以低消耗电流检测电流的电流检测电路，以及使用了该电流检测电路的负载驱动电路。

本发明的电流检测电路，包括：

第1晶体管，其用于向负载供给负载电流；

电流检测用晶体管，其控制电极被施加与施加到该第1晶体管的控制电极的控制信号相同的控制信号，用于供给与所述负载电流成比例的比例电流；

缓冲电路，其具有将规定的空载电流供给到该电流检测用晶体管的输出节点的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出将所述比例电流和所述空载电流相加后的检测电流；和

变换电路，其变换从该缓冲电路输出的所述检测电流，作为输出信号。

而且，本发明的电流检测电路，包括：

电流控制用晶体管，其控制电极与输出电极连接；

电流可变型的控制电流供给用电流源，其用于使被控制的电流流经该电流控制用晶体管；

第1晶体管，其与所述电流控制用晶体管电流镜连接，用于向负载供给负载电流；

电流检测用晶体管，其与所述电流控制用晶体管电流镜连接，用于供给与所述负载电流成比例的比例电流；

缓冲电路，其具有将规定的空载电流供给到该电流检测用晶体管的输出节点的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出将所述比例电流与所述空载电流相加后的检测电流；和

并且，所述缓冲电路具有：放大器，其被输入所述第1晶体管的输出电压和所述电流检测用晶体管的输出节点的电压；和第3晶体管，其设置在所述电流检测用晶体管的输出节点与所述变换电路之间，由所述放大器的输出控制。

而且，供给到所述空载用电流源的空载用电源电压，是比供给到所述第1晶体管和所述电流检测用晶体管的第1电源电压高的电压或相等的电压。

并且，所述电流检测电路具有：开关电路，其设置在所述空载用电流源；和比较器，其将所述输出信号与基准值比较，在所述输出信号大于所述基准值时产生比较输出，通过所述比较输出断开所述开关电路。

而且，所述比较器具有规定宽度的滞后特性。

另外，所述电流检测电路具有：开关电路，其设置在所述空载用电流源，通过空载信号而接通；和时序电路，其根据控制指令信号的输入，仅在第1规定时间输出所述空载信号，并且，从所述控制指令信号开始经过比所述第1规定时间短的第2规定时间后输出所述控制信号。

本发明的负载驱动电路，具有两组数份以上第1晶体管与第2晶体管的串联电路，所述第1晶体管连接在第1电源电压与向负载输出的输出点之间，按照开关信号而被导通截止，用于向负载供给电流；所述第2晶体管连接在向所述负载输出的输出点与第2电源电压点之间，通过PWM开关信号被切换成导通截止，所述负载驱动电路形成单相或多相桥接电路，并且PWM驱动单相或多相负载，

对应于所述各第1晶体管，具有：所述组数份的电流检测用晶体管，其被施加与施加到所述第1晶体管的开关信号相同的开关信号，用于供给与所述负载电流成比例的比例电流；和所述组数份缓冲电路，其具有向该电流检测用晶体管的输出节点供给规定的空载电流的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出所述比例电流与空载电流相加后的检测电流，

包括变换电路，其将从所述组数份的各缓冲电路输出的所述检测电流汇总变换为输出信号。

而且，本发明的负载驱动电路，具有两组数份以上的电流输出电路，该电流输出电路包括：电流控制用晶体管，其控制电极与输出电极连接；电流可变型的控制电流供给用电流源，其用于使被控制的电流流经该电流控制用晶体管；第1晶体管，其与所述电流控制用晶体管电流镜连接，设置在第1电源电压与向负载输出的输出点之间，用于向负载供给负载电流；和第2晶体管，其连接在向所述负载输出的输出点与第2电源电压点之间，通过开关信号被切换，所述负载驱动电路形成单相或多相桥接电路，并按照所述控制电流驱动单相或多相负载，

对应于各所述各第1晶体管，具有：

所述组数份的电流检测用晶体管，其与所述电流控制用晶体管电流镜连接，用于供给与所述负载电流成比例的比例电流；

和所述组数份的缓冲电路，其具有向该电流检测用晶体管的输出节点供给规定的空载电流的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出所述比例电流与空载电流相加后的检测电流，

而且，所述负载驱动电路具有：开关电路，其设置于所述空载用电流源；和比较器，其将所述输出信号与基准值比较，在所述输出信号大于所述基准值时产生比较输出，通过所述比较输出断开所述开关电路。

并且，所述负载驱动电路具有：开关电路，其设置于所述空载用电流源，通过空载信号被接通；和时序电路，其根据控制指令信号的输入，仅在第1规定时间输出所述空载信号，并且从所述控制指令信号开始经过比所述第1规定时间短的第2规定时间后输出所述开关信号。

本发明的存储装置具有：本发明的任意一项所述的负载驱动电路；和由该负载驱动电路所驱动的马达。

根据本发明，作为功率晶体管的第1晶体管与电流检测晶体管，共用电源电压及开关信号，输出电压成为假想相同电位。在晶体管为P型MOS时，栅极、源极公共连接，漏极成为假想相同电位。因此，由于利用电流检测用晶体管的小电流(N分之一)能够检测负载电流，与以往的直接检测相比，可减少消耗功率。

而且，即使在桥接构成的被PWM控制的负载驱动电路中，在PWM截止时也能检测负载电流。因此，与PWM驱动无关，能够连续检测负载电流。

并且，根据本发明，设置有电流可变型的控制电流供给用电流源，其用于使被控制的电流流经控制电极与输出电极连接的电流控制用晶体管。该电流控制用晶体管、作为功率晶体管的第1晶体管和电流检测用晶体管连接成电流镜构造。第1晶体管与电流检测用晶体管共用电源电压及控制电压，它们的输出电压成为假想相同电位。在晶体管为P型MOS时，栅极、源极公共连接，漏极成为假想相同电位。因此，由于利用电流检测用晶体管的小电流(N分之一)能够检测负载电流，与以往的直接检测相比，能减少消耗功率。

而且，通过按照变换电路的输出信号对控制电流供给用电流源的电流值进行控制，能够将负载电流设定为规定值。因此，即使电流控制用晶体管与第1晶体管的电流镜比中包含误差，也不会对负载电流的大小产生影响。由此，相对于第1晶体管的尺寸，能够使电流控制用晶体管的尺寸极其小(例如，1000∶1)。

并且，由于连续控制第1晶体管的导通度而控制负载电流，因此，即使在桥接构成的负载驱动电路中，与PWM驱动的情况不同，也能够连续检测负载电流。

而且，由于缓冲电路具有将规定的空载电流供给到电流检测用晶体管的输出节点的空载用电流源，以使该第1晶体管的输出电压与电流检测用晶体管的输出节点的电压相等的方式动作，并输出将比例电流与空载电流相加后的检测电流，所以，作为A级放大电路而动作。由此，即使在开关导通的初始时，也能够稳定地进行电流检测。并且，即使在控制动作的初始时、在负载电流较小时，都能够稳定进行电流检测。且由于负载电流与检测电流的直线性(linearity)提高，从而可高精度地进行电流检测。

另外，由于在检测电流成为规定以上时(规定值或规定时间后)截止空载电流，因此，能够进一步降低消耗功率。

附图说明

图1是表示第1实施例的电流检测电路的构成图；

图2是表不图1的电流检测电路的等效电路图；

图3是表示第2实施例的电流检测电路的构成图；

图4是表示第3实施例的电流检测电路的构成图；

图5是用于说明图4的动作的特性图；

图6是用于说明图4的动作的其它特性图；

图7是表示第4实施例的电流检测电路的构成图；

图8是表示第5实施例的电流检测电路的构成图；

图9是用于说明图8的动作的时序图；

图10是表示第6实施例的电流检测电路的构成图；

图11是表示第7实施例的负载驱动电路的构成图；

图12是表示第8实施例的负载驱动电路的构成图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的电流检测电路、使用该电流检测电路的负载驱动电路、以及具有由该负载驱动电路驱动的马达的存储装置的实施例进行说明。

图1表示第1实施例的电流检测电路。由于由该电流检测电路驱动负载，所以，也可将图1的电流检测电路称作负载驱动电路或负载驱动装置。

图1中，作为第1晶体管的P型MOS晶体管11与负载50串联连接，连接于第1电源电压V_CC与地之间。第1晶体管11在作为控制信号的开关信号S1(L电平)施加于栅极时导通，流过负载电流(输出电流)I1。另外，当在本说明书中未特别规定的情况下，电压表示相对于接地电压的电位。

由于设电流检测用晶体管12的由沟道宽度W与沟道长度L确定的尺寸为第1晶体管11的尺寸的N分之一，所以，通过对其源极和栅极供给相同的第1电源电压V_CC与开关信号S1，会流过负载电流I1的N分之一比例的电流I1/N。但是，由于该电流检测用晶体管12的漏极电压与第1晶体管11的漏极电压(输出电压)大多情况不相等，所以，该情况下不能获得正确的比例电流I1/N。

本发明中，设电流检测用晶体管12的漏极电压与第1晶体管11的漏极电压相等，并设置了特有的缓冲电路100，以便稳定且高精度地进行电流检测。

该缓冲电路100，具有输入第1晶体管11的输出节点A1的电压(漏极电压)和电流检测用晶体管12的输出节点B1的电压(漏极电压)的放大器13(例如，可以是运算放大器)，设该运算放大器13的输出是作为第3晶体管的N型MOS晶体管14的控制信号。该MOS晶体管14连接在电流检测用晶体管12的输出节点B1与检测电阻19之间。另外，电容器16用于防止振荡而设置。

并且，缓冲电路100在空载用电源电压Vid和输出节点B1之间连接有电流源15，对该输出节点B1供给规定的空载电流Iid1。电流源15为恒流源、空载电流Iid1为恒定电流为佳。为了使恒流源15的动作可靠，希望空载用电源电压Vid是比第1电源电压V_CC高的电压。即，Vid1＞V_CC。另外，作为空载用电源电压Vid，也可使用第1电源电压V_CC。

从缓冲电路100输出检测电流I12，该检测电流I12是来自电流检测用晶体管12的比例电流I1/N与来自电流源15的空载电流Iid1合并在一起的电流。

该检测电流I12流经检测电阻19，输出对应于该电阻值Rs与检测电流I12的积的检测电压(输出信号)Vdet。检测电阻19起到变换电路的作用，检测电压Vdet供给到未图示的控制电路。

在该图1的电流检测电路中，参照图2的等效电路图说明其动作。在从控制电路(省略了图示，以下相同)供给开关信号S1之前，第1晶体管11、电流检测用晶体管12截止。输出节点A1成为高阻抗(Hi-Z)或低电压(Low；例如零电压)。因此，输出节点A1的电压比第1电源电压V_CC或空载用电源电压Vid低。另一方面，输出节点B1的电压由空载用电源电压Vid决定。

由于缓冲电路100以使作为其两输入的输出节点A1的电压与输出节点B1的电压相等的方式动作，因此，MOS晶体管14导通，以便使输出节点B1的电压下降。通过MOS晶体管14的导通，空载电流Iid1作为检测电流I12流经检测电阻19。由于在供给开关信号S1之前流过空载电流Iid1，因此，缓冲电路100从供给开关信号S1的时点开始作为A级放大电路而动作。该空载电流Iid1产生检测电压Vdet的偏置电压Rs×Iid1。

若被供给开关信号S1，则第1晶体管11与电流检测用晶体管12导通，负载电流I1从第1晶体管11流向负载50，对应于第1晶体管11的导通电阻r11与负载电流I1的积，在第1晶体管11中产生电压降。输出节点A1的电压成为仅比第1电源电压Vcc低该电压降I1×r11的电压。此时，输出节点B1的电压通过缓冲电路100被控制为与输出节点A1的电压相等。电流检测用晶体管12的电压降成为比例电流I1/N与电流检测用晶体管12的导通电阻r12(＝N×r11)的积。因此，第1晶体管11和电流检测用晶体管12，由于源极电压、栅极电压以及漏极电压全部相等，所以，流过电流检测用晶体管12的比例电流I1/N成为预期的值。

在该第1晶体管11与电流检测用晶体管12导通的初期阶段，与该负载电流I1、比例电流I1/N较小时，假设没有空载电流Iid1时，将会发生不能稳定动作或比例电流I1/N不与负载电流I1成正确比例等问题。

但是，在本发明中，由于在第1晶体管11和电流检测用晶体管12导通之前流过空载电流Iid1，所以，缓冲电路100会作为A级放大电路而动作。因此，在第1晶体管11和电流检测用晶体管12导通的初期阶段、与该负载电流I1、比例电流I1/N较小时，也可稳定动作，并且负载电流与检测电流的直线性(linearity)提高，从而可高精度地检测电流。

另外，第1晶体管11、电流检测用晶体管12，也可以代替P型MOS晶体管，而使用N型MOS晶体管。而且，N型MOS晶体管14除P型MOS晶体管以外，也可使用双极性晶体管。

图3表示第2实施例的电流检测电路。在图3中，与图1的第1实施例不同点在于，作为第1晶体管的P型MOS晶体管11以及作为电流检测用晶体管的P型MOS晶体管12，可由任意强度的控制电压Vsig控制。图3的其它方面与图1相同。因此，以该不同之处为中心进行说明。

在图3中，作为第1晶体管的P型MOS晶体管11与负载50串联连接，以负载50中流过负载电流I1的方式，连接于第1电源电压V_CC与地之间。设置有作为电流检测用晶体管的P型MOS晶体管12，其用于供给与该负载电流I1成比例的比例电流I1/N。

作为电流控制用晶体管的P型MOS晶体管10，其作为控制电极的栅极与作为输出电极的漏极连接，并与电流可变型的控制电流供给用电流源7串联连接于第1电源电压V_CC与地之间。

电流控制用晶体管10的栅极与第1晶体管11和电流检测用晶体管12的栅极连接，成为电流镜结构。电流控制用晶体管10的栅极电压成为控制电压Vsig。即，由于电流控制用晶体管10、第1晶体管11以及电流检测用晶体管12构成电流镜电路，因此，与电流控制用晶体管10中流过的控制电流I0成比例的负载电流I1以及比例电流I1/N，在第1晶体管11及电流检测用晶体管12中流动。这里，电流控制用晶体管10的由沟道宽度W和沟道长度L决定的尺寸α，是相对于第1晶体管11的尺寸N显著小的值，例如设定为1000分之一。

电流源7被供给误差放大器8的误差输出，该误差输入是误差放大器8放大基准电压Vref1与检测电压(输出信号)Vdet这两个输入的差，根据该误差输出，可控制其电流即控制电流I0的大小。

误差放大器8在被供给开关信号S1时动作，产生对应于两个输入之差的误差输出。而且，在未被供给开关信号S1时，由于不产生该误差输出，所以，电流源7的控制电流I0被截止。另外，也可以将开关信号S1供给到电流源7，由开关信号S1直接控制电流源7动作或不动作。

说明该图3的电流检测电路的动作。在从控制电路(省略图示，以下相同)供给开关信号S1之前，误差放大器8不产生误差输出，电流源7截止，控制电流I0为零。因此，电流控制用晶体管10、第1晶体管11、电流检测用晶体管12截止，负载电流I1及比例电流I1/N也为零。

若开关信号S1被供给到误差放大器8，则误差放大器8产生对应于基准电压Vref1与检测电压Vdet的误差输出。电流源7使对应于该误差输出的控制电流I0在电流控制用晶体管10中流过。根据该控制电流I0，在电流控制用晶体管10的栅极产生控制电压Vsig，该控制电压Vsig被施加到第1晶体管11及电流检测用晶体管12的栅极，使得电流控制用晶体管10、第1晶体管11、电流检测用晶体管12进行电流镜动作。

在第1晶体管11中，与电流控制用晶体管10的电流镜比对应的负载电流I1流向负载50。在第1晶体管11的漏极产生与其导通度和负载电流I1对应的电压，即输出节点A1的电压。此时，电流检测用晶体管12的漏极电压，即输出节点B1的电压，通过缓冲电路100被控制为与输出节点A1的电压相等。电流检测用晶体管12的电压降由比例电流I1/N和电流检测用晶体管12的导通度决定。因此，第1晶体管11与电流检测用晶体管12，由于源极电压、栅极电压以及漏极电压全部相等，所以，电流检测用晶体管12中流动的比例电流I1/N成为预期的值。

而且，反馈基于检测电流I12的检测电压Vdet，以检测电压Vdet成为规定值(＝基准电压Vref1)的方式进行控制。因此，若第1晶体管11和电流检测用晶体管12之间的电流镜比保持为规定精度，则即使电流控制用晶体管10与第1晶体管11(以及电流检测用晶体管12)之间的电流镜比的精度稍微变差，也不会对电路动作与电流检测造成影响。由此，能够将电流控制用晶体管10的尺寸设成极小于第1晶体管11(例如，1000分之一左右)，同样，也能够将电流源7的电流容量设为极小。

并且，在图3中，以反馈检测电压Vdet使其与规定值一致的方式进行了反馈控制，但并非限定于此，也可构成将控制电压Vsig设定为规定值的前馈控制。在设为前馈控制时，例如可以在图3中去掉误差放大器8，而对电流源7供给规定的指令信号，而且，也可去掉电流控制用晶体管10、电流源7、误差放大器8，将规定的控制电压Vsig施加到第1晶体管11、电流检测用晶体管12的栅极。另外，该点在其它实施例中也是同样的。

图4表示本发明第3实施例所涉及的电流检测电路。图5及图6是用于说明图4的动作的特性图。在该图4的电流检测电路中，根据检测电流的大小停止空载电流Iid1的供给。

在图4中，与图1的不同之处在于：在空载用电源电压Vid与输出节点B1之间设置有电流源15和开关电路17；以及设置有比较器18，该比较器18比较检测电压Vdet与基准电压Vref，在检测电压Vdet大于基准电压Vref时，产生使开关电路17断开的比较输出。另外，当电流源15能够由比较器18的比较输出而接通、断开时，例如在电流源15为电流镜结构时，也可由比较器18的比较输出接通、断开电流源15。该情况下，可以去掉开关电路17。

参照图4～图6说明该第3实施例的动作。在被供给开关信号S1之前，开关电路17接通。若被供给开关信号S1，则与图1的情况同样，第1晶体管11、电流检测用晶体管12导通，输出来自电流检测用晶体管12的比例电流I1/N、与来自电流源15的空载电流Iid1合并在一起的检测电流I12。

比较器18比较由检测电流I12产生的检测电压Vdet和基准电压Vref。该检测电压Vdet在负载电流I1为零时，产生相当于空载电流Iid1的偏置电压。随着负载电流I1的增加，检测电压Vdet也增大。若检测电压Vdet超过基准电压Vref，则比较器18的比较输出反相，断开开关电路17。该基准电压Vref设定为即使没有空载电流Iid1也可仅由比例电流I1/N进行A级放大动作的电压值为佳。

由于通过开关电路17被断开而使得空载电流Iid1消失，所以，检测电压Vdet的大小仅减小了与空载电流Iid1对应的大小。由于比较器18中设定有规定宽度(比Iid1大)的滞后量，因此其输出不会波动。

另外，将比较器18的比较输出供给到控制电路，以便能够由控制电路判定供给到控制电路的检测电压Vdet中是否含有空载电流Iid1，即是否添加有偏置。

由于开关电路17被断开阶段的比例电流I1/N成为即使空载电流Iid1被截止，也不会对A级放大动作产生影响的大小，所以，在获得正确的检测电流上没有问题。而且，通过截止该空载电流Iid1，可减少对应程度的消耗功率。

图7表示本发明第4实施例所涉及的电流检测电路。在该图7中，作为第1晶体管的P型MOS晶体管11以及作为电流检测用晶体管的P型MOS晶体管12，可由任意强度的控制电压Vsig控制，该点与图4的第3实施例不同。图7的其它方面与图4相同。

而且，在图7中，对于由控制电压Vsig控制的方面，与图3的第2实施例中所说明的情况相同。

图8表示本发明第5实施例所涉及的电流检测电路。图9是用于说明图8的动作的时序图。该图8的电流检测电路中，仅在负载被驱动的最初规定期间供给空载电流Iid1，经过该时间后停止供给。

在图8中，与图1的不同之处在于：在空载用电源电压Vid与输出节点B1之间设置有电流源15和开关电路17；以及设置有时序电路17A，其接受动作指令信号S0，产生空载信号Sid和开关信号S1。另外，当电流源15能够由空载信号Sid接通、断开时，例如在电流源15为电流镜结构时，也可由空载信号Sid接通、断开电流源15。该情况下，可去掉开关电路17。

参照图8、图9说明该第5实施例的动作。在动作指令信号S0被供给到时序电路17A之前，第1晶体管11、电流检测用晶体管12、开关电路17全部截止。若动作指令信号被S0供给到时序电路17A，则时序电路17A立即产生空载信号Sid，接通开关电路17，使其流过空载电流Iid1。该状态与图1中被供给开关信号S1之前相同。

在时序电路17A被供给动作指令信号S0的同时，例如由计数器开始测量从该时刻t1开始的经过时间。在从时刻t1开始仅测量了期间T2后的时刻t2，产生了开关信号S1(L电平)，使第1晶体管11、电流检测用晶体管12导通。通过使第1晶体管11、电流检测用晶体管12导通，与图1的情况同样，会输出来自电流检测用晶体管12的比例电流I1/N、与来自电流源15的空载电流Iid1合并在一起的电流的检测电流I12。

时序电路17A继续测量经过时间，在从时刻t1开始经过期间T1(T1＞T2)后的时刻t3停止供给空载信号Sid，断开开关电路17。另外，若在时刻t4停止供给动作指令信号S0，则开关信号S1也消失(H电平)，使得电流检测电路的动作停止。优选该期间T1设定为：即使没有空载电流Iid1，比例电流I1/N的大小也将成为能使缓冲电路100进行A级放大动作的电流值的时间。

另外，将空载信号Sid供给到控制电路，以便可由控制电路判定供给到控制电路的检测电压Vdet中是否含有空载电流Iid1，即是否添加有偏置。

由于通过开关电路17被断开而使得空载电流Iid1消失，因此，检测电压Vdet的大小仅减小与空载电流Iid1对应的大小。但是，由于开关电路17被断开的T1时间后的阶段的比例电流I1/N成为即使空载电流Iid1被截止，也不会对A级放大动作造成影响的大小，因此在获得正确的检测电流上没有问题。而且，与图5同样，通过截止该空载电流Iid1，可减少对应程度的消耗功率。

图10表示本发明第6实施例所涉及的电流检测电路。在该图10中，作为第1晶体管的P型MOS晶体管11以及作为电流检测用晶体管的P型MOS晶体管12，可由任意强度的控制电压Vsig控制，该点与图8的第5实施例不同。图10的其它方面与图8相同。

而且，在图10中，对于由控制电压Vsig进行控制的方面，与图3的第2实施例中所说明的情况相同。

图11表示本发明第7实施例所涉及的、驱动HDD或FDD的主轴马达等负载的负载驱动电路。

该图11的负载驱动电路具有：第1晶体管11与第2晶体管51的第1串联电路，所述第1晶体管11连接于第1电源电压Vcc和向负载50输出的输出节点A1之间，按照开关信号S1被导通截止，用于向负载50供给电流，所述第2晶体管51连接于向负载50输出的输出节点A1与第2电源电压点(地)之间，通过PWM开关信号S3被转换为导通、截止；和第1晶体管21与第2晶体管61的第2串联电路，所述第1晶体管21连接于第1电源电压Vcc与向负载50输出的输出节点A2之间，按照开关信号S2被导通截止，用于向负载50供给电流，所述第2晶体管61连接于向负载50输出的输出节点A2与第2电源电压点(地)之间，通过PWM开关信号S4被转换为导通、截止。

由于该图11是单相桥接电路的例子，因此，第1晶体管与第2晶体管的串联电路组数为两组。当将本发明应用于三相桥接电路中时，第1晶体管与第2晶体管的串联电路组数为三组。进而，也同样可应用于多相的情况。

这样，具有两组以上组数的所述串联电路，形成单相或多相桥接电路，以在PWM驱动单相或多相负载的负载驱动电路中，相对于各第1晶体管11、21，包含所述电路的方式设置与图1中同样的电流检测电路，构成图11的负载驱动电路。

即，设置电流检测用晶体管12，其被施加与施加到第1晶体管11的开关信号S1相同的开关信号S1。电流检测用晶体管12供给与第1晶体管11中流动的负载电流I1成比例的比例电流I1/N。缓冲电路100具有电流源15，其向该电流检测用晶体管12的输出节点B1供给规定的空载电流Iid1，以使第1晶体管11的输出节点A1的电压与电流检测用晶体管12的输出节点B1的电压相等的方式动作，并且，输出比例电流I1/N与空载电流Iid1相加后的检测电流I12。缓冲电路200也是与缓冲电路100同样的结构，只是符号不同(例如，相对12为22)。

并且，设置有检测电阻(变换电路)19，其将从分别设置为多组的缓冲电路100、200输出的检测电流I12、I22汇总，并转换成检测电压(输出信号)Vdet。而且，设置有误差放大器71，其被输入指示速度与转矩或者电流的指示值Vtarget与检测电压Vdet，输出基于该两个输入之差的误差信号。该误差信号被供给到控制马达等负载的控制电路(省略图示)。

从该图11的单相桥接电路的负载驱动电路来看，检测各第1晶体管11、21的负载电流I1、I2的动作与图1等中所说明的情况同样。但是，图11的第7实施例中，由于是PWM驱动的负载驱动电路，因此，对伴随PWM控制的特有电流检测作用进行说明。

在图11中存在：第1晶体管11导通，第2晶体管61由PWM开关信号S4被切换为导通/截止的情况；和第1晶体管21导通，第2晶体管51由PWM开关信号S3被切换为导通/截止的情况。

若考虑第1晶体管11导通，第2晶体管61由PWM开关信号S4被切换为导通/截止的情况，则在第2晶体管61PWM导通时，负载电流I1如图中实线所示，从第1电源电压V_CC开始流经第1晶体管11-负载50-第2晶体管61-地。另一方面，在第2晶体管61PWM截止时，负载电流I1如图中虚线所示，流经第1晶体管11-负载50-第1晶体管21的寄生二极管-第1晶体管11的路径。

在以往通过电阻进行的直接检测方式中，PWM导通时的负载电流I1无法被检测。但是，在本发明中，若负载电流I1流经第1晶体管11，则PWM导通时当然可以检测，即使在PWM截止时也能连续测量比例电流I1/N。相反，第1晶体管21导通，第2晶体管51由PWM开关信号S3被切换成导通/截止的情况也同样。

在图11的负载驱动电路中，当对存储装置的例如主轴马达进行速度控制时，指示值Vtarget是转矩指示值。该转矩指示值Vtarget根据主轴马达的速度设定值与其速度实际值之差而形成。

对该主轴马达进行速度控制时，为了进行稳定的速度控制而希望检测电流的变化，即检测电压Vdet的变化连续。因此，一旦开始主轴马达的速度控制之后，不中断空载电流Iid1、Iid2而持续流动为佳。即使持续流动空载电流Iid1、Iid2，由于其本身为恒定值，因此不会对负载电流I1、I2产生影响。

这样，通过不中断空载电流而持续流动，可将马达速度控制的稳定度维持得较高。

而且，通过停止主轴马达时空载电流Iid1、Iid2也流动，使得检测电压Vdet产生恒定的偏置电压，另一方面，转矩指示值为零。该情况下，由于转矩指示值Vtarget仅比检测电压Vdet低该偏置电压，因此，能够可靠地消除停止时的马达的驱动力(转矩)。

在不具有基于该空载电流Iid1、Iid2的偏置电压的状态下，由噪声等影响，转矩指示值Vtarget等会受到影响，在马达中有可能产生转矩。但是，通过不截断空载电流地持续流动而施加偏置电压，例如在噪声环境下也能防止马达误旋转的错误动作。对于该错误动作，并非限定于速度控制，其它控制(例如，电流控制)的情况也同样能够实现。

并且，在图11的第7实施例中，空载电流Iid1、Iid2还可控制成：仅流过第1晶体管11或21中的需要导通的任意一方。该控制通过与来自控制电路的开关信号S1、S2的产生相关联，以输出用于控制空载电流Iid1、Iid2的信号的方式而实现。例如，与开关信号S1、S2相关联，使电流源15、25导通或截止为佳。

而且，在图11的负载驱动电路中还可添加：如图4的第3实施例的、使用了开关电路17和比较器18的空载电流的截止控制电路；或如图8的第5实施例的、使用了开关电路17与时序电路17A的空载电流的时序控制电路。这些情况下，优选设置于各相用驱动电路中的开关电路17，由来自比较器18的比较输出使其同时导通或截止(如图4的情况)，或由来自时序电路17A的空载信号Sid使其同时导通或截止(如图8的情况)。

这样，根据第1、第2晶体管11、2的1导通或截止而导通或截止空载电流Iid1、Iid2，或如图4与图8那样，根据检测电压Vdet与经过时间而进行截止控制，适用于例如以高精度进行由电流控制驱动主轴马达等的负载电流I1、I2的检测。另外，由该电流控制驱动马达时，指示值Vtarget成为电流指示值。

图12表示本发明第8实施例所涉及的、驱动HDD或FDD的主轴马达等负载的负载驱动电路。

该图12的负载驱动电路是驱动三相主轴马达50的三相桥接电路的例子，具有U相用驱动电路1U、V相用驱动电路1V及W相用驱动电路1W。

观察U相用驱动电路1U，与第2实施例的图3比较其不同之处在于：U相用控制信号S1u被供给到控制电流供给用电流源7，与之对应，控制电压Vsigu被供给到第1晶体管11、电流检测用晶体管12的栅极；第2晶体管9连接在输出节点A1与地之间；U相用开关信号S2u被供给到该第2晶体管9的栅极；输出节点A1连接在三相主轴马达50的U相线圈端子U等。其它方面与图3的电路同样。

对于V相用驱动电路1V和W相用驱动电路1W，在图12中分别仅表示其一部分，但仅符号对应不同，其它与U相用驱动电路1U相同。即与第2实施例的图3比较其不同之处在于：V相用控制信号S1v、W相用控制信号S1w被供给到控制电流供给用电流源27、37，与之对应，控制电压Vsigv、Vsigw被供给到第1晶体管21、31的栅极；第2晶体管29、39连接在输出节点A2、A3与地之间；V相用开关信号S2v、W相用开关信号S2w被供给到该第2晶体管29、39的栅极；输出节点A2、A3连接在三相主轴马达50的V相线圈端子V、W相线圈端子W等。

并且，汇总从各相用驱动电路1U、1V、1W获得的各检测电流I12、…，供给到检测电阻19。

误差放大器71比较指示被输入的速度与转矩或者电流的指示值Vtarget和检测电压Vdet，输出这两个输入的误差信号，供给到栅极控制逻辑电路72。误差放大器71在被供给开关信号S1时动作。另外，开关信号S1也可供给到栅极控制逻辑电路72。

若开关信号S1供给到误差放大器71，则栅极控制逻辑电路72按照三相驱动用的逻辑，产生各相用的控制信号S1u、S1v、S1w以及各相用的开关信号S2u、S2v、S2w。该各相用的控制信号S1u、S1v、S1w及各相用的开关信号S2u、S2v、S2w，被供给到控制电流供给用电流源7、27、37及第2晶体管9、29、39的栅极。三相控制用的逻辑，例如以对三相马达50的U相端子、V相端子、W相端子按照U→V、U→W、V→W、V→U、W→U、W→V、U→V…的顺序供电的方式，控制第1晶体管11、21、31的导通度，并且，开闭转换第2晶体管9、29、39。该栅极控制逻辑电路72也可与其它的控制部一起包含于未图示的控制电路中。

该图12是三相桥接电路的例子，因此各相用驱动电路为三个。在将本发明应用于单相桥接电路时，各相用驱动电路为两个。并且，在三相以上的多相情况下也同样可应用。

这样，图12的负载驱动电路为：在具有多个各相用驱动电路、形成单相或多相桥接电路，线性驱动单相或多相负载的负载驱动电路中，相对于由控制电压Vsig线性控制的各第1晶体管11、21、31，以包含所述电路的方式设置有与图3中同样的电流检测电路。

另外，在图12的第8实施例中，希望各相用驱动电路1U、1V、1W的空载电流Iid1等为相同的电流值。

在图12的负载驱动电路中，当速度控制存储装置的例如主轴马达时，指示值Vtarget为转矩指示值。该转矩指示值Vtarget根据主轴马达的速度设定值与其速度实际值之差而形成。

在速度控制该主轴马达时，为了进行稳定的速度控制，希望检测电流的变化即检测电压Vdet的变化连续。因此，一旦开始主轴马达的速度控制之后，不中断空载电流Iid1…地使其持续流动为佳。即使持续流动空载电流Iid1…，由于其本身为恒定值，因此不会对负载电流I1产生影响。

这样，通过不中断空载电流地使其持续流动，可将马达的速度控制的稳定度维持得较高。

而且，通过停止主轴马达时空载电流Iid1…也流动，使得检测电压Vdet产生恒定的偏置电压，另一方面，转矩指示值为零。该情况下，由于转矩指示值Vtarget仅比检测电压Vdet低该偏置电压，所以，能够可靠地消除停止时的马达的驱动力(转矩)。

在不具有基于该空载电流Iid1…的偏置电压的状态下，由噪声等影响，转矩指示值Vtarget等会受到影响，在马达中有可能产生转矩。但是，通过不遮断空载电流地持续流动而施加偏置电压，例如在噪声环境下也可防止马达误转动的错误动作。对于该错误动作，并非限定于速度控制，其它控制(例如，电流控制)的情况也同样可实现。

在该图12的负载驱动电路中还能够添加：如图7的第4实施例的、使用了开关电路17和比较器18的空载电流的截止控制电路；或如图10的第6实施例的、使用了开关电路17与时序电路17A的空载电流的时序控制电路。这些情况下，优选设置于各相用驱动电路的开关电路17，由来自比较器18的比较输出使其同时导通或截止(如图7的情况)，或由来自时序电路17A的空载信号Sid使其同时导通或截止(如图10的情况)。

这样，如图7与图10所示，根据检测电压Vdet或经过时间来截止控制空载电流，适用于例如以高精度进行由电流控制驱动主轴马达等的负载电流I1的检测。另外，由该电流控制驱动马达时，指示值Vtarget成为电流指示值。

工业上的可利用性

根据本发明的电流检测电路或使用该电流检测电路的负载驱动电路，可对HDD或FDD用等的存储装置用主轴马达等负载中流动的电流经常进行电流检测，并大幅度减少伴随电流检测的功率损耗，且可稳定、高精度地且以低消耗电流检测电流。

Claims

1.一种电流检测电路，包括：

第1晶体管，其用于向负载供给负载电流；

2.一种电流检测电路，包括：

电流控制用晶体管，其控制电极与输出电极连接；

3.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于，

所述缓冲电路具有：放大器，其被输入所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的输出节点的电压；和第3晶体管，其设置在所述电流检测用晶体管的输出节点与所述变换电路之间，由所述放大器的输出控制。

4.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于，

供给到所述空载用电流源的空载用电源电压，是比供给到所述第1晶体管及所述电流检测用晶体管的第1电源电压高的电压或相等的电压。

5.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于，

具有：开关电路，其设置在所述空载用电流源；和比较器，其将所述输出信号与基准值比较，在所述输出信号大于所述基准值时产生比较输出，

通过所述比较输出断开所述开关电路。

6.根据权利要求5所述的电流检测电路，其特征在于，

所述比较器具有规定宽度的滞后特性。

7.根据权利要求1或2所述的电流检测电路，其特征在于，

具有：开关电路，其设置在所述空载用电流源，通过空载信号而被接通；和时序电路，其根据控制指令信号的输入，仅在第1规定时间输出所述空载信号，并且，从所述控制指令信号开始经过比所述第1规定时间短的第2规定时间后输出所述控制信号。

8.一种负载驱动电路，其具有两组数份以上的第1晶体管与第2晶体管的串联电路，所述第1晶体管连接在第1电源电压与向负载输出的输出点之间，按照开关信号而被切换，用于向负载供给电流，所述第2晶体管连接在向所述负载输出的输出点与第2电源电压点之间，通过PWM开关信号被切换成导通截止，所述负载驱动电路形成单相或多相桥接电路，并且PWM驱动单相或多相负载，

对应于所述各第1晶体管，具有：所述组数份的电流检测用晶体管，其被施加与施加到所述第1晶体管的开关信号相同的开关信号，用于供给与所述负载电流成比例的比例电流；和所述组数份的缓冲电路，其具有向该电流检测用晶体管的输出节点供给规定的空载电流的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出所述比例电流与所述空载电流相加后的检测电流，

包括变换电路，其将从所述组数份的各缓冲电路输出的所述检测电流汇总，变换为输出信号。

9.一种负载驱动电路，其具有两组数份以上的电流输出电路，该电流输出电路包括：电流控制用晶体管，其控制电极与输出电极连接；电流可变型的控制电流供给用电流源，其用于使被控制的电流流经该电流控制用晶体管；第1晶体管，其与所述电流控制用晶体管电流镜连接，设置在第1电源电压与向负载输出的输出点之间，用于向负载供给负载电流；和第2晶体管，其连接在向所述负载输出的输出点与第2电源电压点之间，通过开关信号被切换，所述负载驱动电路形成单相或多相桥接电路，并按照所述控制电流驱动单相或多相负载，

对应于所述各第1晶体管，具有：

和所述组数份的缓冲电路，其具有向该电流检测用晶体管的输出节点供给规定的空载电流的空载用电流源，以使所述第1晶体管的输出电压与所述电流检测用晶体管的所述输出节点的电压相等的方式动作，并输出所述比例电流与所述空载电流相加后的检测电流，

10.根据权利要求8或9所述的负载驱动电路，其特征在于，

11.根据权利要求8或9所述的负载驱动电路，其特征在于，

通过所述比较输出断开所述开关电路。

12.根据权利要求8或9所述的负载驱动电路，其特征在于，

具有：开关电路，其设置在所述空载用电流源，通过空载信号而被接通；和时序电路，其根据控制指令信号的输入，仅在第1规定时间输出所述空载信号，并且，从所述控制指令信号开始经过比所述第1规定时间短的第2规定时间后输出所述开关信号。

13.一种存储装置，具有：

权利要求8～12中任一项所述的负载驱动电路；和

由该负载驱动电路所驱动的马达。