JP2006081363A

JP2006081363A - コイル負荷駆動回路及びそれを備えた光ディスク装置

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Publication number: JP2006081363A
Application number: JP2004265062A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshikawa; 寛吉川
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23
Also published as: WO2006030621A1; US20070253129A1; CN101019306A; KR20070065377A; TW200613745A

Abstract

【課題】過電流検出のための外付け抵抗を必要としないコイル負荷駆動回路の提供。
【解決手段】このコイル負荷駆動回路１は、電源電圧Ｖｃｃと接地電位の間に直列に設けられた電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１と接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１の中間点である出力端子からコイル負荷Ｌの一端を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするものであって、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１の制御電圧又は接地側の駆動トランジスタの制御電圧Ｑ_ｌｎ１が入力される過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１と、過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源I_０１と、出力端子の電圧とリファレンス電圧を比較して過電流を検出する過電流検出用比較器ＣＭＰ１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、過電流保護回路を有するコイル負荷駆動回路、及びそのコイル負荷駆動回路を備えた光ディスク装置に関する。

図８にコイル負荷Ｌを駆動するようＨブリッジ型に接続された駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２を有し、過電流保護回路を備えた従来のコイル負荷駆動回路１００を示す。同図においてプリドライバＰ１、Ｐ２からの制御信号に遅延等によるずれが生じて電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１又はＱ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２に貫通電流が発生した場合、それらの駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２に大電流（以下、過電流）が流れる。また、異物などにより、出力端子Ｔ１０１、１０２間がショートしたときや過負荷の状態のときなどにも同様に駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２に過電流が流れる。この過電流により駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２が破壊されることがあるので過電流を防止する過電流保護回路として、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２に流れる電流を検出するために過電流検出抵抗Ｒ_ｄと過電流検出用比較器ＣＭＰ１が設けてある。

例えば駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ２がオン、駆動トランジスタＱ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ１がオフの状態であって同図に示す矢印の方向に過電流が流れた場合、過電流検出抵抗Ｒ_ｄによって降下する電圧が大きくなるため、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子に入力されるリファレンス電圧Ｖ_ｒｅｆよりも反転入力端子に入力される電圧が低くなる。過電流検出用比較器ＣＭＰ１はこれを検出しプリドライバＰ１、Ｐ２に駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２をオフするよう信号を伝達する。

このような技術を記載したものとしては以下の特許文献１が挙げられる。
特開平５−２３６７９７号公報

しかし、上述したコイル負荷駆動回路１００は、駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２及びコイル負荷Ｌに流れる電流が定常時においても比較的大きいので、出力電圧のダイナミックレンジを確保するためには過電流検出抵抗Ｒ_ｄは通常１Ωよりも小さくかつ高精度にする必要がある。そのため、過電流検出抵抗Ｒ_ｄとして高精度の外付け抵抗が用いられることが多く、このことがコストの増大を招いていた。また、このようなコイル負荷駆動回路を用いた光ディスク装置などの電子機器にあっては、過電流検出抵抗Ｒ_ｄを搭載するプリント基板が大型化する。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、過電流検出抵抗としての外付け抵抗を必要としないコイル負荷駆動回路を提供するにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に係るコイル負荷駆動回路は、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた電源側の駆動トランジスタと接地側の駆動トランジスタの中間点である出力端子からコイル負荷の一端を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、前記電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される過電流検出用トランジスタと、過電流検出用トランジスタに一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、前記出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係るコイル負荷駆動回路は、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第１の電源側の駆動トランジスタと第１の接地側の駆動トランジスタの中間点である第１の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第２の電源側の駆動トランジスタと第２の接地側の駆動トランジスタの中間点である第２の出力端子と、からコイル負荷の両端を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、前記第１の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第１の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第１の過電流検出用トランジスタと、前記第２の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第２の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第２の過電流検出用トランジスタと、前記第１又は第２の過電流検出用トランジスタに選択的に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、前記第１又は第２の出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を選択的に比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、を備えることを特徴とする。

請求項３に係るコイル負荷駆動回路は、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第１の電源側の駆動トランジスタと第１の接地側の駆動トランジスタの中間点である第１の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第２の電源側の駆動トランジスタと第２の接地側の駆動トランジスタの中間点である第２の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第３の電源側の駆動トランジスタと第３の接地側の駆動トランジスタの中間点である第３の出力端子と、から３相のコイル負荷を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、前記第１の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第１の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第１の過電流検出用トランジスタと、前記第２の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第２の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第２の過電流検出用トランジスタと、前記第３の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第３の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第３の過電流検出用トランジスタと、前記第１、第２、又は第３の過電流検出用トランジスタに選択的に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、前記第１、第２、又は第３の出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を選択的に比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、を備えることを特徴とする。

請求項４に係るコイル負荷駆動回路は、請求項１乃至３のいずれかに記載のコイル負荷駆動回路において、前記過電流検出用比較器で比較される電圧の入力タイミングを制御する手段を備えたことを特徴とする。

請求項５に係るコイル負荷駆動回路は、請求項４に記載のコイル負荷駆動回路において、前記過電流検出用比較器で比較される電圧の入力タイミングを制御する手段が、前記電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は接地側の駆動トランジスタの制御電圧と前記過電流検出用トランジスタの制御電圧のタイミングを制御するタイミング制御回路であることを特徴とする。

請求項６に係る光ディスク装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載のコイル負荷駆動回路を備えることを特徴とする。

本発明に係るコイル負荷駆動回路は、過電流検出用トランジスタを設けてリファレンス電圧を生成し、これと出力端子の電圧を比較して過電流を検出するようにしたので、過電流検出抵抗としての外付け抵抗が不要となってコストの低減が図れ、しかも過電流と判定される電流値が温度の影響を受けないので、正確な過電流検出が可能になる。また、このコイル負荷駆動回路を備えた本発明に係る光ディスク装置は、コストの低減が図れる上に小型化も図れる。

以下、本発明を実施するための最良な形態について説明する。図１は本発明に係るコイル負荷駆動回路の第１の実施形態である。このコイル負荷駆動回路１（及び後述のコイル負荷駆動回路２乃至５）は、例えば光ディスク装置を構成する光ピックアップやスレッドモータのコイル負荷を駆動するコイル負荷駆動回路に適用される。コイル負荷駆動回路１（及び後述のコイル負荷駆動回路２乃至５）の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２はコイル負荷Ｌを介してＨブリッジ接続されている。

Ｐ型ＭＯＳトランジスタである第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１とＮ型ＭＯＳトランジスタである第１の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１は電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列に接続され、その中間点である第１の出力端子Ｔ１からコイル負荷Ｌの一端を駆動している。プリドライバＰ１は、外部から入力端子ＩＮ１を介して入力される制御信号と後述する第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の比較結果に基づき、ハイレベル又はローレベルの電圧を出力して第１の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１のオン・オフを制御する。P型ＭＯＳトランジスタのＱ_ｄｐ１は第１の過電流検出用トランジスタであり、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１よりも面積が小さく（例えば約１００分の１）、それとゲートを共通にして制御電圧が入力されている。なお、第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１は、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１と比較して、２０分の１〜２０００分の１程度の大きさであっても以下に説明する目的を達成できる。また、第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１は第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１とゲート長を共通にした同一形状のものとして整合性を良くすることが望ましい。第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のドレインにはそれに一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する第１の定電流源I_０１が設けられている。第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１は、非反転入力端子に第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１のドレイン、すなわち第１の出力端子Ｔ１の電圧が入力され、反転入力端子に第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のドレインの電圧がリファレンス電圧として入力され、それらの比較結果をプリドライバＰ１に出力する。この比較結果が過電流を示すものである場合、プリドライバＰ１は第１の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１をオフするハイレベル又はローレベルの電圧を出力する。

入力端子ＩＮ２、プリドライバＰ２、第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２、第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ２、第２の出力端子Ｔ２、第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ２、第２の過電流検出用比較器ＣＭＰ２、第２の定電流源Ｉ_０２は、それぞれ入力端子ＩＮ１、プリドライバＰ１、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、第１の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、第１の出力端子Ｔ１、第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１、第１の定電流源I_０１に対応し、それらの間は同じ接続関係であるため詳しい説明は省略する。

次に、コイル負荷駆動回路１の動作について説明する。第１の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１のゲートへの電圧がローレベル、第２の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２へのゲートへの電圧がハイレベルであるとき、すなわち第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１と第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ２がオン、第１の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１と第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２がオフであるときは、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１から第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ２へ（同図に長破線で示す矢印の方向へ）と電流が流れる。その結果、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１のドレインの電圧は、電源電圧Ｖｃｃからそのオン抵抗と流れる電流との積の分だけ降下したものとなり、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子に入力される。一方、第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のドレインの電圧、すなわちリファレンス電圧は、電源電圧Ｖｃｃからそのオン抵抗と第１の定電流源I_０１の定電流の積の分だけ降下したものであり、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子に入力される。

ここで、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１に過電流が流れた場合、そのオン抵抗による降下電圧が大きくなり、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子と反転入力端子の電圧の大きさが反転し、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の出力も反転することとなる。

例えば、第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のオン抵抗をＲ_ON、第１の定電流源I_０１の電流値をI_０１Ａとすると、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子には（Ｖｃｃ−（Ｉ_０１Ａ×Ｒ_ＯＮ））の電圧が入力される。第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１の面積が第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のＮ倍とすると、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１のオン抵抗はR_ＯＮ／Ｎとなるので、コイルＬに流れる電流量をＩとすると、非反転入力端子には（Ｖｃｃ−（Ｉ×Ｒ_ＯＮ／Ｎ））の電圧が入力される。従って、第１の定電流源I_０１の電流値I_０１Ａを過電流と判定される電流値の１／Ｎに設定しておけば、コイルＬに流れる電流量Ｉがそれ以上になったとき、第１の過電流検出用比較器ＣＭＰ１の出力が反転することになる。また、コイルＬに流れる電流が逆方向で、第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２及び第１の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１に過電流が流れた場合も同様に、第２の過電流検出用比較器ＣＭＰ２の出力が反転する。なお、この過電流と判定される電流値は、駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２の許容電流から決められる。

そして、第１及び第２の過電流検出用比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２の出力がプリドライバＰ１、Ｐ２へと伝達され、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２又は接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２がオフの状態になるように制御される。こうして、過電流が流れ続けることが防止されるのである。

従って、この実施形態によると、過電流検出用トランジスタを設けてリファレンス電圧を生成し、これと出力端子Ｔ１、Ｔ２の電圧を比較して過電流を検出するようにしたので、過電流検出抵抗としての外付け抵抗が不要となってコストの低減が図ることができる。また、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２のオン抵抗（R_ＯＮ／Ｎ）の温度特性と過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２のオン抵抗（R_ＯＮ）の温度特性は相殺され、第１及び第２の定電流源I_０１、I_０２の電流値I_０１Ａ、I_０２Ａに比例した（Ｎ倍の）電流が温度に係わらず過電流と判定されるため、正確な過電流検出が可能になる。なお、上述の従来のコイル負荷駆動回路では、外付け抵抗である過電流検出抵抗Ｒ_ｄの温度特性はリファレンス電圧Ｖ_ｒｅｆと相殺されないので、過電流の検出は温度変化の影響を受け易い。

図２に本発明に係るコイル負荷駆動回路の第２の実施形態を示す。このコイル負荷駆動回路２において、第１及び第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２、第１及び第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２、第１及び第２の出力端子Ｔ１、Ｔ２、コイル負荷Ｌ、プリドライバＰ１、Ｐ２、第１及び第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２はコイル負荷駆動回路１と同様の接続関係になっている。そして、第１又は第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２に選択的に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源I_０１が設けられている。第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１又は第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ２には、第１及び第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２のオン・オフに連動して選択的に定電流源I_０１の電流が流れる。過電流検出用比較器ＣＭＰ１は、非反転入力端子に第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１のドレインの電圧（第１の出力端子Ｔ１の電圧）又は第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２のドレインの電圧（第２の出力端子Ｔ２の電圧）がアナログスイッチＡＳＷ１及びＡＳＷ２を介して選択的に入力され、反転入力端子に第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のドレインの電圧又は第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ２のドレインの電圧が選択的にリファレンス電圧として入力され、それらを比較することにより過電流を検出する。過電流検出用比較器ＣＭＰ１の出力はプリドライバＰ１、Ｐ２へと伝達され、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２又は接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２がオフの状態になるように制御される。

ここで、アナログスイッチＡＳＷ１は第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１がオンのときに連動してオンの状態となるので、例えば、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１の制御電圧がローレベルであるときはアナログスイッチＡＳＷ１は導通した状態となる。同様に、アナログスイッチＡＳＷ２も、第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２がオンするときに連動してオンの状態となる。従って、第１の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｌｎ１の制御電圧がローレベル、第２の電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ２、Ｑ_ｌｎ２の制御電圧がハイレベルであるときはＡＳＷ１はオンの状態であり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子には第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１のドレインの電圧が、反転入力端子には第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１のドレインの電圧が入力される。

このコイル負荷駆動回路２は、コイル負荷駆動回路１と同様に、過電流検出抵抗としての外付け抵抗が不要となってコストの低減が図ることができ、温度に係わらず正確な過電流検出が可能になる。その上、コイル負荷駆動回路１と比較して占有面積が大きな比較器が１つでよいのでその分回路規模が縮小できる。なお、アナログスイッチが２つ増えているが、その影響は少ない。また、定電流源も１つでよいので待機電流が少なく、消費電力が低減される。

次に、本発明に係るコイル負荷駆動回路の第３の実施形態を図３に基づいて説明する。このコイル負荷駆動回路３は、第１及び第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２に並列にＮ型ＭＯＳトランジスタである第１及び第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｎ１、Ｑ_ｄｎ２を設けた構成である。定電流源I_０１は電源側から電流を第１又は第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｎ１、Ｑ_ｄｎ２に選択的に供給し、これらの過電流検出用トランジスタＱ_ｄｎ１、Ｑ_ｄｎ２で生成されたリファレンス電圧が過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子に入力される。過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子には第１又は第２の接地側のトランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２のドレインの電圧（第１又は第２の出力端子Ｔ１、Ｔ２の電圧）が選択的に入力される。

ここで、第１又は第２の接地側のトランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２の電流が増加するとそれらのオン抵抗により生じる電圧が大きくなり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１は、過電流が流れると反転入力端子の電圧が非反転入力端子に入力されるリファレンス電圧より大きくなるので、その出力を反転させてプリドライバＰ１、Ｐ２に出力する。

なお、上記のコイル負荷駆動回路１、２、３は第１及び第２の電源側の駆動トランジスタがＰ型ＭＯＳトランジスタであるが、これらを同一電流駆動能力では占有面積が小さいＮ型ＭＯＳトランジスタにして、回路規模を小さくすることも可能である。

次に、図４に本発明の第４の実施形態を示す。このコイル負荷駆動回路４は、上記のコイル負荷駆動回路１に比較して電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２のそれぞれのゲートに過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２のそれぞれのゲートを直接に接続せず、タイミング制御のためのタイミング制御回路Ｌ１、Ｌ２を挿入した点が異なる。すなわち、タイミング制御回路Ｌ１、Ｌ２は、過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２のオン時間が電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２のオン時間を完全に含むようにタイミングを制御するタイミング制御回路であり、延いては過電流検出用比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２で比較される電圧の入力タイミングを制御している。これは、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２と過電流検出用トランジスタＱ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２が同時に過渡動作を行い、電源側の駆動トランジスタＱ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２のドレイン電圧がノイズ等により瞬間的にリファレンス電圧より下がり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２の出力が反転し、プリドライバＰ１、Ｐ２が瞬間的な誤動作をするのを抑制するためである。具体的には、このタイミング制御回路Ｌ１、Ｌ２は、図４に示すように、プリドライバＰ１、Ｐ２の出力電圧の立ち上がりと立ち下がりを遅らせる遅延素子（ＤＥＬＡＹ）と、ＡＮＤ回路と、ＯＲ回路と、で実現できる。

なお、このコイル負荷駆動回路４はコイル負荷駆動回路１を変形して改良したものであるが、同様の変形はコイル負荷駆動回路２、３においても行うことができる。

次に、本発明を例えば光ディスクを構成するスピンドルモータの３相のコイル負荷を駆動するコイル負荷駆動回路に適用したものを説明する。以下、コイル負荷駆動回路２、３をそれぞれ変形したコイル負荷駆動回路５、６を説明する。

図５に示す本発明の第５の実施形態であるコイル負荷駆動回路５において、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰと第１の接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬは電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列に接続され、その中間点である第１の出力端子Ｔ_ＵがＵ相のコイル負荷Ｕ_Ｌに接続され、第２の電源側の駆動トランジスタＱ_ＶＨＰと第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ＶＬは電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列に接続され、その中間点である第２の出力端子Ｔ_ＶがＶ相のコイル負荷Ｖ_Ｌに接続され、第３の電源側の駆動トランジスタＱ_ＷＨＰと第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＷＬは電源電圧Ｖｃｃと接地電位との間に直列に接続され、その中間点である第３の出力端子Ｔ_ＷがＷ相のコイル負荷Ｗ_Ｌに接続されている。電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰ、Ｑ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰはＰ型ＭＯＳトランジスタであり、接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬはＮ型ＭＯＳトランジスタである。プリドライバＰ１は、外部から入力端子ＩＮ１を介して入力される制御信号に基づいて電源側及び接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰ、Ｑ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰ、Ｑ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬのオン・オフを制御する。Ｐ型ＭＯＳトランジスタＱ_ｄｕｐ、Ｑ_ｄｖｐ、Ｑ_ｄｗｐはそれぞれ第１、第２、第３の過電流検出用トランジスタであり、第１、第２、第３の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰ、Ｑ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰとそれぞれゲートを共通にして同じ制御電圧が入力されている。アナログスイッチＡＳＷ１は第１の電源側のトランジスタＱ_ＵＨＰ、アナログスイッチＡＳＷ２は第２の電源側のトランジスタＱ_ＶＨＰ、アナログスイッチＡＳＷ３は第３の電源側のトランジスタＱ_ＷＨＰに連動してオン・オフする。第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｕｐ、第２の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｖｐ、第３の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｗｐは、定電流源Ｉ_１１により一定の電流が選択的に流され、リファレンス電圧が生成される。リファレンス電圧は、定電流源Ｉ_１１の電流値と第１、第２、又は第３の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｕｐ、Ｑ_ｄｖｐ、Ｑ_ｄｗｐのオン抵抗との積の分だけ電源電圧Ｖｃｃから降下したものであり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子へ入力される。過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子には、第１、第２、又は第３の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰ、Ｑ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰに流れる電流とそのオン抵抗との積の分だけ電源電圧Ｖｃｃから降下した電圧がアナログスイッチＡＳＷ１、ＡＳＷ２、ＡＳＷ３を介して選択的に入力される。

このコイル負荷駆動回路５の過電流検出の動作について説明する。例えば、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰがオン、第２及び第３の電源側の駆動トランジスタＱ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰがオフ、第１及び第２の接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬがオフ、第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＷＬがオンとすると、図５に長破線で示す矢印の方向、すなわち第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰから、Ｕ相のコイル負荷Ｕ_Ｌ、Ｗ相のコイル負荷Ｗ_Ｌ、第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＷＬを経て電流が流れる。このとき、アナログスイッチＡＳＷ１はオン、アナログスイッチＡＳＷ２、ＡＳＷ３はオフであり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子には第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰのドレインの電圧が入力され、非反転入力端子には第１の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｕｐのドレインの電圧がリファレンス電圧として入力される。第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰに過電流が流れてそのドレインの電圧がリファレンス電圧よりも下がると、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の出力が反転する。そして、過電流検出用比較器ＣＭＰ１の出力がプリドライバＰ１へと伝達され、第１の電源側の駆動トランジスタＱ_ＵＨＰがオフの状態になるように制御される。こうして、過電流が流れ続けることが防止されるのである。以上の動作は他の電源側の駆動トランジスタＱ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰがオンしてそれらに過電流が流れた場合も同様である。

このように、３相のコイル負荷を駆動するコイル負荷駆動回路５も、上記のＨブリッジ接続のコイル負荷駆動回路と同様に、過電流検出抵抗としての外付け抵抗が不要となってコストの低減が図ることができ、過電流の判定値が温度に係わらず一定なので、正確な過電流検出が可能になる。

次に、図６に本発明の第６の実施形態を示す。このコイル負荷駆動回路６は、第１、第２、第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬに並列にＮ型ＭＯＳトランジスタである第１、第２、第３の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｕｎ、Ｑ_ｄｖｎ、Ｑ_ｄｗｎを設けた構成である。定電流源I_１１は電源側から電流を第１、第２、又は第３の過電流検出用トランジスタＱ_ｄｕｎ、Ｑ_ｄｖｎ、Ｑ_ｄｗｎに選択的に供給し、これらのトランジスタＱ_ｄｕｎ、Ｑ_ｄｖｎ、Ｑ_ｄｗｎで生成されたリファレンス電圧が過電流検出用比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子に入力される。過電流検出用比較器ＣＭＰ１の反転入力端子には第１、第２、又は第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬのドレインの電圧（第１、第２又は第３の出力端子の電圧）が選択的に入力される。

ここで、第１、第２、又は第３の接地側の駆動トランジスタＱ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬの電流が増加するとそれらのオン抵抗により生じる電圧が大きくなり、過電流検出用比較器ＣＭＰ１は、過電流が流れると反転入力端子の電圧が非反転入力端子に入力されるリファレンス電圧より大きくなり、出力を反転させてプリドライバＰ１に出力する。

なお、コイル負荷駆動回路５、６はコイル負荷駆動回路２、３をそれぞれ変形したものであるが、コイル負荷駆動回路１を変形することも可能である。また、コイル負荷駆動回路５、６は、第１、第２、第３の電源側の駆動トランジスタがＰ型ＭＯＳトランジスタであるが、これらを同一電流駆動能力では占有面積が小さいＮ型ＭＯＳトランジスタにして、回路規模を小さくすることも可能である。また、上記のコイル負荷駆動回路４のように、コイル負荷駆動回路５、６にタイミング制御回路を設けてプリドライバＰ１の瞬間的な誤動作を防止することもできる。

また、上記のコイル負荷駆動回路を備える半導体装置は、光ディスク装置などの電子機器のプリント基板に搭載される。この半導体装置は、外付け抵抗を必要としないのでプリント基板の大きさを縮小することができる。なお、駆動トランジスタは別個の半導体装置とされる場合もある。また、この半導体装置は、コイル負荷駆動回路のみならず他の機能の回路を備えることができるのは勿論である。

次に、上記のコイル負荷駆動回路を搭載した光ディスク装置を図７に基づいて説明する。この光ディスク装置は、光ピックアップ１０２、ＲＦアンプ１０３、エラーアンプ１０４、エンコーダ／デコーダ１０５、サーボ回路１０６、スピンドルモータ１０７、スレッドモータ１０８、マイコン１１０、位置検出器１１１から構成されている。上記のコイル負荷駆動回路はサーボ回路１０６に含まれる。スピンドルモータ１０７が光ディスク１０１を回転させ、光ピックアップ１０２が光ディスク１０１からの信号を読み取り、この信号がＲＦアンプ１０３とエラーアンプ１０４へ伝達される。ＲＦアンプ１０３の出力信号はエンコーダ／デコーダ１０５へ伝達され、エラーアンプ１０４の出力信号はサーボ回路１０６に伝達される。マイコン１１０は位置検出器１１１からの信号を受けサーボ回路１０６を制御している。例えば光ディスク１０１の回転が阻まれたときなど、位置検出器１１１で検出する回転数が落ちることから、マイコン１１０は回転数を一定に保つべく回転数を上げる信号をサーボ回路１０６に伝達する。それに従ってサーボ回路１０６に含まれるコイル負荷駆動回路はスピンドルモータ１０７のコイル負荷に流れる電流を増加するよう駆動するが、上記の実施形態で説明したように、過電流が流れるとそれが流れ続けないように制御を行うのである。また、光ピックアップ１０２の動きが阻止されたときも同様に、過電流が流れるとそれが流れ続けないように制御を行う。

上記コイル負荷駆動回路を備える光ディスク装置は、外付けの抵抗を必要としないのでプリント基板の大きさを縮小することができ、もって小型化及びコストの低減化が可能になる。

以上、本発明の実施形態であるコイル負荷駆動回路及び光ディスク装置について説明したが、本発明は実施形態に記載されたものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内での様々な設計変更が可能である。例えば過電流検出用比較器ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は、その前段に反転回路等を用いて反転入力端子と非反転入力端子の極性を反対にすることもできる。また、アナログスイッチについては、例えば図２に示すＡＳＷ１、ＡＳＷ２の制御端子は同図に示す接続に限られず、接地側の駆動トランジスタＱ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２のゲートに接続されていたり、プリドライバＰ１、Ｐ２に独立に接続されていたりしても良い。

本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第１の実施形態の回路図本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第２の実施形態の回路図本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第３の実施形態の回路図本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第４の実施形態の回路図本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第５の実施形態の回路図本発明に係わるコイル負荷駆動回路の第６の実施形態の回路図光ディスク装置の構成図従来のコイル負荷駆動回路の回路図

符号の説明

１、２、３、４、５、６、７コイル負荷駆動回路
Ｌ、Ｕ_Ｌ、Ｖ_Ｌ、Ｗ_Ｌコイル負荷
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ_Ｕ、Ｔ_Ｖ、Ｔ_Ｗ出力端子
Ｑ_ｈｐ１、Ｑ_ｈｐ２、Ｑ_ＵＨＰ、Ｑ_ＶＨＰ、Ｑ_ＷＨＰ電源側の駆動トランジスタ
Ｑ_ｌｎ１、Ｑ_ｌｎ２、Ｑ_ＵＬ、Ｑ_ＶＬ、Ｑ_ＷＬ接地側の駆動トランジスタ
Ｑ_ｄｐ１、Ｑ_ｄｐ２、Ｑ_ｄｕｐ、Ｑ_ｄｖｐ、Ｑ_ｄｗｐ過電流検出用トランジスタ
Ｉ_０１、Ｉ_０２、Ｉ_１１定電流源
ＣＭＰ１、ＣＭＰ２過電流検出用比較器
Ｌ１、Ｌ２タイミング制御回路

Claims

電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた電源側の駆動トランジスタと接地側の駆動トランジスタの中間点である出力端子からコイル負荷の一端を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、
前記電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される過電流検出用トランジスタと、
過電流検出用トランジスタに一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、
前記出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、
を備えることを特徴とするコイル負荷駆動回路。
電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第１の電源側の駆動トランジスタと第１の接地側の駆動トランジスタの中間点である第１の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第２の電源側の駆動トランジスタと第２の接地側の駆動トランジスタの中間点である第２の出力端子と、からコイル負荷の両端を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、
前記第１の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第１の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第１の過電流検出用トランジスタと、
前記第２の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第２の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第２の過電流検出用トランジスタと、
前記第１又は第２の過電流検出用トランジスタに選択的に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、
前記第１又は第２の出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を選択的に比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、
を備えることを特徴とするコイル負荷駆動回路。
電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第１の電源側の駆動トランジスタと第１の接地側の駆動トランジスタの中間点である第１の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第２の電源側の駆動トランジスタと第２の接地側の駆動トランジスタの中間点である第２の出力端子と、電源電圧と接地電位の間に直列に設けられた第３の電源側の駆動トランジスタと第３の接地側の駆動トランジスタの中間点である第３の出力端子と、から３相のコイル負荷を駆動し、これらの駆動トランジスタのいずれかに過電流が流れるとそれをオフするコイル負荷駆動回路であって、
前記第１の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第１の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第１の過電流検出用トランジスタと、
前記第２の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第２の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第２の過電流検出用トランジスタと、
前記第３の電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は第３の接地側の駆動トランジスタの制御電圧が入力される第３の過電流検出用トランジスタと、
前記第１、第２、又は第３の過電流検出用トランジスタに選択的に一定の電流を流し、リファレンス電圧を生成する定電流源と、
前記第１、第２、又は第３の出力端子の電圧と前記リファレンス電圧を選択的に比較して過電流を検出する過電流検出用比較器と、
を備えることを特徴とするコイル負荷駆動回路。
請求項１乃至３のいずれかに記載のコイル負荷駆動回路において、
前記過電流検出用比較器で比較される電圧の入力タイミングを制御する手段を備えたことを特徴とするコイル負荷駆動回路。
請求項４に記載のコイル負荷駆動回路において、
前記過電流検出用比較器で比較される電圧の入力タイミングを制御する手段が、前記電源側の駆動トランジスタの制御電圧又は接地側の駆動トランジスタの制御電圧と前記過電流検出用トランジスタの制御電圧のタイミングを制御するタイミング制御回路であることを特徴とするコイル負荷駆動回路。
請求項１乃至５のいずれかに記載のコイル負荷駆動回路を備えることを特徴とする光ディスク装置。