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CN106253772A - 马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法 - Google Patents

马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法 Download PDF

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CN106253772A
CN106253772A CN201610256720.3A CN201610256720A CN106253772A CN 106253772 A CN106253772 A CN 106253772A CN 201610256720 A CN201610256720 A CN 201610256720A CN 106253772 A CN106253772 A CN 106253772A
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Abstract

本发明提供马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法，使向地线流出的电流向电源回流来减少电力损耗。具有：各相的H桥电路(20)；电流检测部(116)，其检测各相的马达线圈电流；以及电桥控制电路(110)，其对于H桥电路(20)指定充电模式、高损耗模式、低损耗模式、或者检测反电动势的过零的自由模式中任意一个。电桥控制电路(110)在充电模式使马达线圈的马达电流增加，若检测到与紧前面的相位的H桥电路(20)连接的马达线圈的反电动势过零，则将该H桥电路(20)切换到高损耗模式，在经过规定时间之后切换到低损耗模式，若检测到在马达线圈流动的马达电流向与上述充电模式相反的方向流动则切换到自由模式。

Description

马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法
技术领域
本发明涉及构成H桥并驱动步进马达的马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法。
背景技术
专利文献1公开了组合再生电流和换向电流使在感性负载流动的开关电流合适的感性负载驱动方法。
在专利文献1的段落0023记载了“由四个半导体开关元件、和分别与上述各半导体开关元件逆并联连接的续流二极管构成H桥电路以使电流在感性负载向正反双方向流动，在进行从电源向上述感性负载供给电流的电流供给动作时，使各半导体开关元件中的两个为导通状态，对感性负载向所希望方向流动电流，通过那样的电流供给动作，在感性负载流动的电流增大，在达到规定的基准电流值以上的情况下，使积蓄于感性负载的能量释放，控制在感性负载流动的电流。”。
在段落0024记载了“此时，能够通过使半导体开关元件中的一个成为导通状态，通过积蓄于感性负载的能量，由该处于导通状态的半导体开关元件和一个续流二极管形成闭合电流路径，在闭合电流路径流动电流的动作、和使半导体开关元件的四个全部成为截止状态，通过积蓄于感性负载的能量而在两个续流二极管流动电流，对电源进行充电的动作两种动作进行控制。”。
此外，前者的闭合电流路径流动电流的情况称为换向动作。
并且，在专利文献1的段落0026记载了“生成规定频率的驱动周期，通过该驱动周期的开始使电流供给动作开始，若在电流供给动作中在感性负载流动的电流在规定值以上则结束电流供给动作，使积蓄于上述感性负载的能量释放，此时，在将从驱动周期的开始规定期间作为电源再生期间，讲从电源再生期间的结束到上述驱动周期的结束作为换向期间时，在电流供给动作结束之后，在电源再生期间内进行电源再生动作，在上述换向期间内进行换向动作。”。
专利文献1：日本特开平10－80194号公报
马达通过以双方向(双极)驱动对多个驱动线圈切换相位并通电进行旋转。在该旋转时，若使隔着线圈的马达供给电压侧(高侧)和地线侧(低侧)双方的开关元件同时截止，则由于积蓄于线圈的能量，产生较高的电压的回描脉冲(kickback)。
线圈电流在相位切换时最大。若产生回描脉冲，则由于基于ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)的CMOS(Complementary MOS：互补金属氧化物半导体)制造工艺的寄生晶体管效应，线圈电流向地线流出而产生电力损耗。由此ASIC发热，限制在高温时的动作。
在回描脉冲产生的期间，若代替使全开关元件截止而使高侧开关元件暂时导通，使向地线流出的电流以经由该高侧开关元件的方式换向来使其向马达供给电源回流，则能够减小电力损耗。
但是由于回描脉冲的产生时间根据马达驱动电压、马达的驱动负载以及旋转速度而变化，所以根据马达动作状况管理适当的换向时间较困难。由此存在产生换向动作的时间并不最佳的情况而产生电力损耗这样的问题。
例如，在换向动作的时间比回描脉冲的产生期间短的情况下，在开关元件流动的电流经由并联连接的续流二极管而回流所以产生电力损耗。另一方面，在换向动作的时间比回描脉冲的产生期间长的情况下，感性负载短路所以作为马达旋转的制动器作用，马达的速度控制恶化，并且不能够进行用于在进行了该控制之后实施的失调检测的反电动势的测定。
另外，能够通过在ASIC安装散热片，并使基板尺寸大型化使铜增量等来使其散热，减小发热的影响。但是，该方法存在基板或者壳体尺寸大型化，而成本增加的担心。
能够通过对每个马达输出端子追加外置二极管，不受到寄生晶体管效应影响而使线圈电流向马达电源回流，来减小电力损耗。但是，在该方法中，也存在由于安装部件数目和安装面积的增加而基板尺寸大型化，而成本增加的担心。
发明内容
因此，本发明的课题在于对于马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法，使向地线流出的电流向电源回流来减少电力损耗。
为了解决上述的课题，本发明的马达驱动控制装置具有：H桥电路，其具有开关元件和续流二极管，并组合了与设置于马达的马达线圈连接的半桥；电流检测单元，其检测在上述马达线圈流动的马达电流；过零检测单元，其检测上述马达线圈的反电动势的过零；以及控制单元，其根据上述电流检测单元的检测结果驱动上述开关元件，对于上述H桥电路指定充电模式、高损耗模式、低损耗模式或者自由模式中任意一个动作模式，上述充电模式是使在上述马达线圈流动的马达电流增加的模式，上述高损耗模式是使上述马达线圈的回描脉冲产生且能量损耗较高的模式，上述低损耗模式是损耗比上述高损耗模式低的模式，上述自由模式是在上述马达线圈的回描脉冲的衰减后通过上述过零检测单元检测上述马达线圈的反电动势的过零的模式，上述控制单元将上述H桥电路切换到上述充电模式，若通过上述过零检测单元检测到与上述H桥电路的紧前面的相位的H桥电路连接的马达线圈的反电动势过零，则将上述H桥电路切换到上述高损耗模式，在经过了规定时间之后将上述H桥电路切换到上述低损耗模式，若通过上述电流检测单元检测到在与上述H桥电路连接的马达线圈流动的马达电流向与上述充电模式相反的方向流动，则将上述H桥电路切换到上述自由模式。
对于其它的方法，在用于实施发明的方式中进行说明。
根据本发明，对于马达驱动控制装置以及马达驱动控制方法，能够使向地线流出的电流向电源回流而减少电力损耗。
附图说明
图1是本实施方式以及比较例的马达控制系统的整体框图。
图2是本实施方式以及比较例的马达驱动控制装置的详细框图。
图3是本实施方式的H桥电路的动作模式的说明图。
图4是说明H桥电路的X相与Y相的换向顺序的波形图。
图5是H桥电路的X相的各部电压和电流的波形图。
图6是表示本实施方式的马达驱动控制装置的X相的第一象限的处理的流程图。
图7是表示本实施方式的马达驱动控制装置的X相的第二象限的处理的流程图。
图8是比较例的H桥电路的动作模式的说明图。
图9是说明比较例的H桥电路的X相与Y相的换向顺序的波形图。
图10是表示比较例的马达驱动控制装置的X相的第一象限的处理的流程图。
图11是表示比较例的马达驱动控制装置的X相的第二象限的处理的流程图。
附图标记的说明：2、4、6、8…开关元件，12、14、16、18…二极管，20、20X、20Y…H桥电路，100…马达控制装置(马达驱动控制装置的一个例子)，101…CPU，107…电桥控制部，110…电桥控制电路，113…PWM信号产生器，114…比较器，115…D/A转换器，116…电流检测部，118…BEMF检测部(过零检测单元的一个例子)，120…马达，122YP、122XN、122YN、122XP…定子，124…线圈，126…转子，140…直流电源，142…地线。
具体实施方式
以下，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。
《第一实施方式与比较例共同的结构》
图1是本实施方式以及比较例的马达控制系统的整体框图。
在图1中，马达120是双极型二相步进马达，具有：转子126，其具有永磁铁且以能够转动的方式设置；以及定子，其设在转子126的周围的圆周方向四等分位置。这些定子由X相的定子122XP、122XN、和Y相的定子122YP、122YN构成。在这些定子分别缠绕有绕组。缠绕于定子122YP、122YN的绕组以串联的方式连接，并将两绕组一起称为“线圈124Y”。同样地，缠绕于定子122XP、122XN的绕组以串联的方式连接，并将两绕组一起称为“线圈124X”。
上位装置130输出命令马达120的旋转速度的速度命令信号。马达控制装置100与该速度命令信号对应地驱动控制马达120。在马达控制装置100设有H桥电路20X、20Y，分别对线圈124X、124Y施加X相的电压VMX和Y相的电压VMY。
X相的线圈124X的一端是端子Mout0，另一端是端子Mout1。X相的电压VMX是端子Mout1的电压与端子Mout0的电压之差。X相的线圈电流IMX从端子Mout0向端子Mout1的方向为正。
另外Y相的线圈124Y的一端是端子Mout2，另一端是端子Mout3。Y相的电压VMY是端子Mout3的电压与端子Mout2的电压之差。Y相的线圈电流IMY从端子Mout2向端子Mout3的方向为正。
接下来，参照图2，对马达控制装置100的详细进行说明。
图2是本实施方式以及比较例的马达驱动控制装置的详细框图。此外，虽然在图1示出了两个系统的线圈124X、124Y、和两个系统的H桥电路20X、20Y，但在图2中，代表它们示出一个系统的线圈124、和一个系统的H桥电路20。
设在马达控制装置100的内部的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)101基于存储于ROM(Read Only Memory：只读存储器)103的控制程序，经由总线106控制各部。RAM(Random AccessMemory：随机存储器)102作为CPU101的工作存储器使用。计时器104在CPU101的控制下，测定从复位的时刻开始的经过时间。I/O端口105在与图1所示的上位装置130、其它外部设备之间输入输出信号。电桥控制部107基于来自CPU101的命令，控制电桥控制电路110的各部。
这里，电桥控制电路110构成为一体的集成电路。在其内部PWM信号产生器113基于电桥控制部107的控制，生成PWM信号并供给至H桥电路20。在H桥电路20包含有由FET(Field-Effect Transistor：场效应晶体管)构成的开关元件2、4、6、8，PWM信号是作为门极电压施加给这些开关元件2、4、6、8的开/关信号。此外，在图中，这些开关元件2、4、6、8的下侧的端子成为源极端，上侧的端子成为漏极端。
开关元件2、4以串联的方式连接，针对该串联电路，连接直流电源140以及地线142，并被施加规定的电源电压MVdd。同样地，开关元件6、8也以串联的方式连接，并对该串联电路施加电源电压MVdd。二极管12、14、16、18是回流用的二极管(续流二极管)，相对于开关元件2、4、6、8以并联的方式连接。开关元件15、17为了电流检测用而被设置，与各个开关元件4、8一起形成电流反射镜电路。由此，在各个开关元件15、17流动与在开关元件4、8流动的电流成比例的电流。
作为开关元件2、4的连接点的端子Mout0的电压VMout0施加给马达120的线圈124X的一端。另外，作为开关元件6、8的连接点的端子Mout1的电压VMout1施加给线圈124的另一端。因此在线圈124施加有两者之差亦即马达电压VM(＝电压VMout0－VMout1)。该马达电压VM实际上是图1所示的X相的电压VMX以及Y相的电压VMY。此外，在Y相的线圈124Y的一端施加有电压VMout2，在Y相的线圈124Y的另一端施加有电压VMout3。
电流检测部116通过与电流方向对应地测定在开关元件15、17流动的电流值，来输出在线圈124流动的电流的电流测定值Icoil。D/A转换器115从电桥控制部107接收电流基准值Iref的数字值，并将其转换为模拟值。比较器114比较模拟值的电流测定值Icoil和电流基准值Iref，若前者在后者以上则输出“1”信号，并且在其以外的情况下输出“0”信号。
另外，电压VMout0、VMout1也供给至BEMF(反电动势)检测部118。BEMF检测部118是过零检测单元，在马达电压VM为反电动势的情况下，即在未从H桥电路20施加电压的期间与电压方向的切换(过零)对应地输出标志ZC。
《比较例的动作》
图8(a)～(c)是比较例的H桥电路20的动作模式的说明图。
图8(a)是表示充电模式中的H桥电路20的动作的图。
在线圈124使马达电流动电的情况下，使斜着对置的两个开关元件为导通状态。在图示的例子中，开关元件4、6为导通状态，开关元件2、8为截止状态。在该状态下，马达电流经由开关元件6、线圈124、开关元件4在以粗实线示出的方向流动。将H桥电路20以充电模式动作的期间称为“通电期间”。
然而，即使使任意一个开关元件的门极电压截止，由于该开关元件的寄生电容，该开关元件暂时也停留在导通状态。因此，若将斜着对置的一方的开关元件4、6从导通切换到截止，同时将斜着对置的另一方的开关元件2、8从截止切换到导通，则瞬间串联的开关元件2、4成为导通状态而贯穿。由此，担心直流电源140与地线142之间短路而开关元件2、4被破坏。对于开关元件6、8也一样。为了防止这样的情况，H桥电路20接着“充电模式”，设定为图8(b)所示的“高损耗模式”。
即，若从图8(a)所示的充电模式，在使开关元件2、8为截止状态的状态下使开关元件4、6为截止状态，则移至图8(b)的高损耗模式。将H桥电路20以高损耗模式动作的期间称为“高损耗期间”。
图8(b)是表示高损耗模式中的H桥电路20的动作的图。
在高损耗模式中，H桥电路20使开关元件2、4、6、8全部截止。此时由于积蓄在线圈124的能量，电流经由二极管18、线圈124、二极管12在以粗实线示出的方向流动。即，由于积蓄在线圈124的能量，电流在由处于以粗实线示出的马达电流流动的方向的一侧的高侧的二极管12、和处于以粗实线示出的马达电流流动的方向的相反侧的低侧的二极管18形成的闭合电路流动。在该高损耗模式下，产生与二极管12、18各自的正向压降Vf对应的电力损耗。并且，若以CMOS工艺构成该H桥电路20，则在高损耗模式，由于寄生晶体管效应而电流向地线142流出并发热，所以还存在能量损耗较大这样的问题。
若从图8(b)所示的高损耗模式，线圈124充分地释放出能量则不流动电流，移至图8(c)所示的“自由模式”。将H桥电路20以自由模式动作的期间称为“自由期间”。
图8(c)是表示自由模式中的H桥电路20的动作的图。
在自由模式中，H桥电路20使开关元件2、4、6、8全部截止。此时积蓄在线圈124的能量被释放。在该自由模式下，在线圈124出现反电动势。电桥控制电路110通过在自由期间检测马达120的反电动势的过零，移至下一象限。然后H桥电路20再次移至图8(a)所示的充电模式。
图9是说明H桥电路20的X相与Y相的换向顺序的波形图。
图9的波形图以粗实线表示X相的电压VMout0，并以粗虚线表示开关元件6的设定。以粗实线表示X相的电压VMout1，以粗虚线表示开关元件2的设定。该粗虚线在各开关元件导通时描绘为H电平，在截止时描绘为L电平。并且在其以下，示出X相的线圈电流IMX和动作模式。
图9的波形图还以实线表示Y相的电压VMout2，并以虚线表示端子Mout2侧引线的高侧开关元件的设定。以实线表示Y相的电压VMout3，并以虚线表示端子Mout3侧引线的高侧开关元件的设定。并且在其以下，示出Y相的线圈电流IMY和动作模式。
比较例的马达控制装置100以与马达驱动电压和负载对应的一相励磁驱动马达120。马达120在四个相位(象限)构成一个电角度进行旋转。若在某个象限X相为通电期间(参照图8(a))，则Y相在高损耗期间(参照图8(b))之后成为自由期间(参照图8(c))。
在马达驱动电压较高的情况下或者负载较小的情况下，马达120的旋转速度较快，线圈124的最大电流变小。在马达驱动负载较小的情况下，回描脉冲的时间较短。反电动势是在各相的自由期间产生的电压。马达旋转速度越快该反电动势越高，在停止时为0[V]，并且能够利用于失调检测。
《第一象限》
在图9中第一象限是从时刻t111到时刻t121的期间。在该第一象限，X相的H桥电路20X以充电模式动作。此时H桥电路20X的端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4成为导通状态。由此端子Mout0与直流电源140导通并施加电源电压MVdd，端子Mout1与地线142导通而成为0[V]。X相的线圈电流IMX从端子Mout0向端子Mout1的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
在第一象限，Y相的H桥电路20Y的全部的开关元件为截止状态，从时刻t111到时刻t112以高损耗模式动作，在时刻t112以后以自由模式动作。此外，在图9中将高损耗模式省略记载为“K”。
在时刻t111紧后面，Y相的端子Mout2的电压VMout2由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管而被钳位。另外，端子Mout3的电压VMout3在(－Vf)[V]以下并且由于二极管而被钳位。端子Mout2的电压VMout2与端子Mout3的电压VMout3的电压值持续规定期间。在时刻t112，电压VMout2急剧减少成为0[V]，电压VMout3比其延迟而稍微增大之后缓慢减少并在时刻t121再次成为0[V]。Y相的线圈电流IMY在时刻t111紧后面从端子Mout3向端子Mout2的方向流动，但电流的绝对值逐渐减少并在时刻t112的紧前面成为0[mA]，以后到时刻t121为止为0[mA]。
《第二象限》
第二象限是从时刻t121到时刻t131的期间。在该第二象限，X相的H桥电路20X全部的开关元件2、4、6、8为截止状态，在从时刻t121到时刻t122以高损耗模式动作，在时刻t122以后以自由模式动作。
在时刻t121的紧后面，X相的端子Mout1的电压VMout1由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管12而被钳位。另外，端子Mout0的电压VMout0在(－Vf)[V]以下并且由于二极管18而被钳位。端子Mout1的电压VMout1和端子Mout0的电压VMout0的电压值持续规定期间。在时刻t122，电压VMout1急剧减少成为0[V]，电压VMout0比其延迟而稍微增大后缓慢减少在时刻t131再次成为0[V]。X相的线圈电流IMX在时刻t121的紧后面从端子Mout0向端子Mout1的方向流动，但电流的绝对值逐渐减少并在时刻t122的紧前面成为0[mA]，以后到时刻t131为止为0[mA]。
在第二象限，Y相的H桥电路20Y以充电模式动作。此时H桥电路20Y的端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件成为导通状态。由此端子Mout2与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout3与地线142导通而成为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout2向端子Mout3的方向流动，并且其电流的绝对值逐渐增加。
《第三象限》
第三象限是从时刻t131到时刻t141的期间。在该第三象限，X相的H桥电路20X以充电模式动作。此时H桥电路20X的端子Mout1侧引线的高侧开关元件2、和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8成为导通状态。由此端子Mout1与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout0与地线142导通而施加电压成为0[V]。X相的线圈电流IMX从端子Mout1向端子Mout0的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
在第三象限，Y相的H桥电路20Y全部的开关元件为截止状态，在从时刻t131到时刻t132以高损耗模式动作，在时刻t132以后以自由模式动作。
在时刻t131的紧后面，Y相的端子Mout3的电压VMout3由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管而被钳位。另外端子Mout2的电压VMout2在(－Vf)[V]以下并且由于二极管而被钳位。端子Mout3的电压VMout3和端子Mout2的电压VMout2的电压值持续规定期间。在时刻t132，电压VMout3急剧减少成为0[V]，电压VMout2比其延迟而稍微增大之后缓慢地减少并在时刻t141再次成为0[V]。Y相的线圈电流IMY在时刻t131的紧后面从端子Mout2向端子Mout3的方向流动，但电流的绝对值逐渐减少并在时刻t132的紧前面成为0[mA]，在以后到时刻t141为止为0[mA]。
《第四象限》
第四象限是从时刻t141到时刻t151的期间。在该第四象限，X相的H桥电路20X全部的开关元件2、4、6、8为截止状态，在从时刻t141到时刻t142以高损耗模式动作，在时刻t142以下以自由模式动作。
在时刻t141的紧后面，X相的端子Mout0的电压VMout0由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管16而被钳位。另外，端子Mout1的电压VMout1在(－Vf)[V]以下并且由于二极管14而被钳位。端子Mout0的电压VMout0和端子Mout1的电压VMout1的电压值持续规定期间。在时刻t142，电压VMout0急剧减少成为0[V]，电压VMout1比其延迟而稍微增大之后缓慢地减少并在时刻t151再次成为0[V]。X相的线圈电流IMX在时刻t141的紧后面从端子Mout1向端子Mout0的方向流动，但电流的绝对值逐渐减少并在时刻t142的紧前面成为0[mA]，在以后到时刻t151为止为0[mA]。
在第四象限，Y相的H桥电路20Y以充电模式动作。此时H桥电路20Y的端子Mout3侧引线的高侧开关元件、和端子Mout2侧引线的低侧开关元件成为导通状态。由此端子Mout3与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout2与地线142导通而成为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout3向端子Mout2的方向流动，并且其电流的绝对值逐渐增加。
以下，在反复第一象限到第四象限的波形的同时，马达120旋转。
《电力损耗的计算》
通电期间的电力损耗Pon能够利用以下的式(1)计算。
【式1】
Pon＝Irms 2×(RdsH+RdsL)…(1)
其中，Pon是通电期间的电力损耗，Irms是线圈电流的有效值，RdsH是高侧开关元件的漏极-源极间导通电阻，RdsL是低侧开关元件的漏极-源极间导通电阻。
高损耗期间的电力损耗Poff1在由于寄生晶体管效应，而不向直流电源140回流，而全部的电流向地线142流出的情况下，能够利用以下的式(2)计算。
【式2】
P o f f 1 = ( ( I p e a k 2 × V f ) + ( I p e a k 2 × ( MV d d + V f ) ) ) × D f l y ... ( 2 )
其中，Poff1是高损耗期间的电力损耗，Ipeak是最大线圈电流，Vf是二极管的正向压降，Dfly是每个象限的高损耗时间比率。
在自由期间在线圈124几乎不流动电流，所以没有电力损耗。该二相步进马达的一个电角度的电力损耗P能够利用以下的式(3)计算。
【式3】
P＝(Pon+Poff1)×4…(3)
其中，P是步进马达的一个电角度下的电力损耗。
如式(1)～式(3)所示出的那样，电力损耗P较大地被电源电压MVdd、线圈电流和高损耗时间比率影响。因此，由于寄生晶体管效应的影响，产生较大的电力损耗。
图10是表示比较例的马达驱动控制装置的X相的第一象限的处理的流程图。另外流程图所示出的八角形的附图符号表示H桥电路20X、20Y的状态。
X相从通电期间开始第一象限。电桥控制电路110在X相的H桥电路20X，使端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4导通(步骤S30)。由此，X相的H桥电路20X进行第一象限的通电。此时，电压VMout0与电压VMout1之差成为电源电压MVdd(步骤S31)。电流从端子Mout0向端子Mout1流动而马达120旋转，线圈电流IMX的绝对值逐渐增大(步骤S32)。
这里若Y相的电压VMY的反电动势过零(步骤S33→是)，则使X相的端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4截止(步骤S34)，X相移至高损耗期间。由此电压VMout0和电压VMout1相等(步骤S35)，结束第一象限。
《第一象限的Y相的动作》
在第一象限Y相的H桥电路20Y成为回描电压与反电动势抵消的电压波形。第一象限的最初由于马达旋转而产生反电动势，但同时由于紧前面的第四象限的最后使全部的开关元件截止的影响，在紧前面的通电的相反方向产生基于线圈124Y的回描电压，移至高损耗期间。由于该回描电压，电压VMout2在电源电压MVdd与二极管的正向压降Vf的和以上并且由于二极管而被钳位，并且电压VMout3在二极管的正向压降Vf以下并且由于二极管而被钳位。电压VMout2与电压VMout3的电压值持续规定期间。
由此，形成从地线142经由线圈124Y向直流电源140回流的电流路径，线圈电流IMY的绝对值到成为0[mA]为止高速衰减，消除回描电压。Y相的H桥电路20Y由于回描电压的消除，移至自由期间。由此，在端子Mout2与端子Mout3之间出现基于马达旋转的反电动势。在Y相的电压VMY的反电动势过零时，进行上述的步骤S32的处理，第一象限结束。
图11是表示比较例的马达驱动控制装置的X相的第二象限的处理的流程图。
在第二象限X相的H桥电路20X成为回描电压和反电动势抵消的电压波形。第二象限的最初由于马达旋转而产生反电动势，但同时由于紧前面的第一象限的最后使全部的开关元件截止的影响，在与紧前面的通电的相反方向产生回描电压，移至高损耗期间。
在第二象限的最初，X相的H桥电路20X的电压VMout0与电压VMout1相等(步骤S40)。其后，释放积蓄在线圈124X的能量而线圈电流IMX减少(步骤S41)，在端子Mout1与端子Mout0之间产生回描电压(步骤S42)。
由于X相的回描电压，电压VMout0在电源电压MVdd与二极管12的正向压降Vf的和以上并且由于二极管16而被钳位，并且电压VMout1在二极管18的正向压降Vf以下并且由于二极管14而被钳位。电压VMout0和电压VMout1的电压值持续规定期间。因此，形成从地线142经由二极管18、线圈124X、二极管12回流到直流电源140的电流路径，线圈电流IMX的绝对值到成为0[mA]为止高速地衰减(步骤S43)，并移至自由期间。
在自由期间在端子Mout1与端子Mout0之间出现基于马达旋转的反电动势(步骤S44)。由于X相的电压VMX的反电动势的过零(步骤S45→是)，第二象限结束。
《第二象限的Y相的动作》
在第二象限，Y相的H桥电路20Y进行与图10的X相的动作相当的动作。换言之，Y相的H桥电路20Y使端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件导通(相当于图10的步骤S30)并进行通电。电压VMout2与电压VMout3之差成为电压MVdd(相当于图10的步骤S31)。此时电流从端子Mout2向端子Mout3流动而马达120旋转，线圈电流IMY的绝对值逐渐增大(相当于图10的步骤S32)。
这里若X相的电压VMX的反电动势过零(相当于图10的步骤S33→是)，则使Y相的端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件截止(图10的步骤S34相当)，Y相移至高损耗期间。由此电压VMout2与电压VMout3相等(相当于图10的步骤S35)，结束第二象限。
《本实施方式的动作》
图3(a)～(e)是本实施方式的H桥电路20的动作模式的说明图。
图3(a)是表示充电模式中的H桥电路20的动作的图，与图8(a)所示的H桥电路20的动作相同。此时H桥电路20在充电模式之后，与比较例相同移至图3(b)所示的高损耗模式。
图3(b)是表示高损耗模式中的H桥电路20的动作的图，与图8(b)所示的H桥电路20的高损耗模式的动作相同。比较例的H桥电路20在回描电压产生中维持高损耗模式。但是，对于本实施方式的H桥电路20来说，若经过规定时间，则开关元件2从截止切换到导通，移至图3(c)所示的低损耗模式。
图3(c)是表示低损耗模式中的H桥电路20的动作的图。
此时由于积蓄在线圈124的能量，电流经由开关元件8、线圈124、开关元件2在以粗实线表示的方向流动。即，使处于以粗实线表示的马达电流流动的方向侧的高侧的开关元件2为导通状态，由于积蓄在线圈124的能量，而电流在由处于导通状态的高侧的开关元件2、和处于以粗实线表示的马达电流流动的方向的相反侧的低侧的开关元件8形成的闭合电路流动。在图3(c)的低损耗模式下，仅为基于开关元件8、2的导通电阻的电力损耗，而电力损耗比高损耗模式低。本实施方式的H桥电路20即使在以CMOS制造工艺构成的情况下，也不会由于寄生晶体管效应而向地线142流出电流产生发热，并且能够防止能量的损耗。将H桥电路20以低损耗模式动作的期间称为“回描应对期间”。
另外，若从图3(c)的状态，线圈124充分地释放出能量则电流的方向反转，移至图3(d)的状态。
图3(d)是表示低损耗模式中的H桥电路20的动作的图。
此时，电流经由开关元件2、线圈124、开关元件8在以粗实线表示的方向流动。该电流的镜像电流在开关元件17流动，若在比较器114检测到预先设定于D/A转换器115的最小电流阈值交叉，则移至图3(e)的状态。此外，比较器114挪用为了电流控制检测用而测定线圈124的正电流的设备。
图3(e)是表示自由模式中的H桥电路20的动作的图，与图8(c)所示的H桥电路20的动作相同。电桥控制电路110在该自由期间通过检测马达120的反电动势的过零，移至下一象限。然后H桥电路20再次移至图3(a)所示的充电模式。
图4是说明H桥电路20的X相与Y相的换向顺序的波形图。
图4的波形图与图9相同，以实线表示X相的电压VMout0，并以虚线表示开关元件6的设定。以粗实线表示X相的电压VMout1，并以粗虚线表示开关元件2的设定。该粗虚线在各开关元件导通时描绘为H电平，在截止时描绘为L电平。并且在其以下，示出X相的线圈电流IMX和动作模式。
图4的波形图还以粗实线表示Y相的电压VMout2，以粗虚线表示端子Mout2侧引线的高侧开关元件的设定。以粗实线表示Y相的电压VMout3，并以粗虚线表示端子Mout3侧引线的高侧开关元件的设定。并且在其以下，示出Y相的线圈电流IMY和动作模式。
本实施方式的马达控制装置100与比较例相同，以与马达驱动电压和负载对应的一相励磁驱动马达120。马达120在四个相位(象限)构成一个电角度进行旋转。若在某个象限X相为通电期间(参照图3(a))，则Y相经过高损耗期间(图3(b)参照)成为回描应对期间(参照图3(c)和图3(d))，其后成为自由期间(参照图3(e))。
在马达驱动电压较高的情况下或者负载较小的情况下，马达120的旋转速度较快，线圈124的最大电流变小。在马达驱动负载较小的情况下，回描脉冲的时间较短。反电动势是在各相的自由期间产生的电压。马达旋转速度越快该反电动势越高，在停止时为0[V]，并且能够利用于失调检测。
《第一象限》
在图4中第一象限是从时刻t11到时刻t21的期间。在该第一象限，X相的H桥电路20X以充电模式动作。此时H桥电路20X的端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4成为导通状态。由此端子Mout0与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout1与地线142导通而为0[V]。X相的线圈电流IMX从端子Mout0向端子Mout1的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
在第一象限的最初，Y相的H桥电路20Y全部的开关元件为截止状态，在时刻t11后的短时间(规定期间)以高损耗模式动作。此时Y相的电压VMout2由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管而被钳位。另外，电压VMout3在(－Vf)[V]以下并且由于二极管而被钳位。电压VMout2和电压VMout3的电压值持续规定期间。Y相的线圈电流IMY从端子Mout3向端子Mout2的方向流动。此外，在图4省略高损耗模式的记载。
从时刻t11开始经过规定期间之后，H桥电路20Y的端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件成为导通状态，并到时刻t13为止以低损耗模式动作。此外，在图4中将低损耗模式省略记载为“T”。
此时Y相的电压VMout2为(+MVdd)[V]，电压VMout3为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout3向端子Mout2的方向流动，并且绝对值逐渐减少并在时刻t12过零反转。在时刻t13线圈电流IMY与最小电流阈值交叉。
在低损耗模式中，电桥控制电路110预先在D/A转换器115设定最小电流阈值，并利用比较器114周期性地检测线圈电流IMY与最小电流阈值交叉。若线圈电流IMY与最小电流阈值交叉，则电桥控制电路110使端子Mout2侧引线的高侧开关元件和端子Mout3侧引线的低侧开关元件截止。这在时刻t13进行。通过这样的控制方式，能够与供给马达120的电源电压MVdd、负载等动作状况对应地进行最佳的电力损耗应对。
在该回描应对期间的结束时开关元件的截止延迟的情况下，存在隔着线圈的双方的电压被供给到马达120的电源电压MVdd平衡化，而电压波形杂乱的担心。线圈电流IMY与回描脉冲的波峰时相比大幅度地衰减，但由于向马达120供给的电源电压MVdd施加到马达驱动的相反方向，而作为马达旋转的制动器作用。这能够通过能够利用比较器114检测的D/A转换器115的最小电流阈值的设定、以及缩短比较器114的取样周期来进行应对。
在时刻t13，全部的开关元件成为截止状态，在这以后以自由模式动作。此时电压VMout2急剧减少并成为0[V]，电压VMout3急剧增大之后坡状地减少，并在时刻t21再次成为0[V]。线圈电流IMY成为0[mA]。
《第二象限》
第二象限是从时刻t21到时刻t31的期间。在该第二象限的最初，X相的H桥电路20X全部的开关元件2、4、6、8为截止状态，在时刻t21后的短时间(规定期间)以高损耗模式动作。此时X相的电压VMout1由于回描脉冲在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管12而被钳位。另外，电压VMout0在(－Vf)[V]以下并且由于二极管18而被钳位。电压VMout1和电压VMout0的电压值持续规定期间。X相的线圈电流IMX从端子Mout0向端子Mout1的方向流动，并且绝对值逐渐减少并在时刻t22过零反转。在时刻t23线圈电流IMX的绝对值与最小电流阈值交叉。
在低损耗模式中，电桥控制电路110预先在D/A转换器115设定最小电流阈值，并利用比较器114周期性地检测线圈电流IMX与最小电流阈值交叉。若线圈电流IMX与最小电流阈值交叉，则电桥控制电路110使端子Mout1侧引线的高侧开关元件2和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8截止。这在时刻t23进行。
在时刻t23，全部的开关元件2、4、6、8为截止状态，在这以后以自由模式动作。此时电压VMout1急剧减少并成为0[V]，电压VMout0急剧增大之后坡状地减少，并在时刻t31再次成为0[V]。线圈电流IMX成为0[mA]。
在第二象限，Y相的H桥电路20Y以充电模式动作。此时H桥电路20Y的端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件为导通状态。由此端子Mout2与直流电源140导通而被施加电源电压MVdd，端子Mout3与地线142导通而成为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout2向端子Mout3的方向流动，并且该电流的绝对值逐渐增加。
《第三象限》
第三象限是从时刻t31到时刻t41的期间。在该第三象限，X相的H桥电路20X以充电模式动作。此时H桥电路20X的端子Mout1侧引线的高侧开关元件2、和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8成为导通状态。由此端子Mout1与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout0与地线142导通而施加电压成为0[V]。X相的线圈电流IMX从端子Mout1向端子Mout0的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
在第三象限的最初，Y相的H桥电路20Y全部的开关元件为截止状态，在时刻t31后的短时间(规定期间)以高损耗模式动作。此时Y相的电压VMout3由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管而被钳位。另外，电压VMout2在(－Vf)[V]以下并且由于二极管而被钳位。电压VMout3和电压VMout2的电压值持续规定期间。Y相的线圈电流IMY从端子Mout2向端子Mout3的方向流动。
在从时刻t31经过规定期间之后，H桥电路20Y的端子Mout3侧引线的高侧开关元件、和端子Mout2侧引线的低侧开关元件成为导通状态，到时刻t33为止以低损耗模式动作。
此时Y相的电压VMout3为(+MVdd)[V]，电压VMout2为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout2向端子Mout3的方向流动，并且绝对值逐渐减少并在时刻t32过零反转。在时刻t33线圈电流IMY与最小电流阈值交叉。
在低损耗模式中，电桥控制电路110预先在D/A转换器115设定最小电流阈值，并利用比较器114周期性地检测线圈电流IMY与最小电流阈值交叉。若线圈电流IMY与最小电流阈值交叉，则电桥控制电路110使端子Mout3侧引线的高侧开关元件和端子Mout2侧引线的低侧开关元件截止。这在时刻t33进行。
在时刻t33，全部的开关元件为截止状态，在这以后以自由模式动作。此时电压VMout3急剧减少并成为0[V]，电压VMout2急剧增大之后坡状地减少，并在时刻t41再次成为0[V]。线圈电流IMY成为0[mA]。
《第四象限》
第四象限是从时刻t41到时刻t51的期间。在该第四象限的最初，X相的H桥电路20X全部的开关元件2、4、6、8为截止状态，在时刻t41后的短时间(规定期间)以高损耗模式动作。此时X相的电压VMout0由于回描脉冲而在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管16而被钳位。另外，电压VMout1在(－Vf)[V]以下并且由于二极管14而被钳位。电压VMout0和电压VMout1的电压值持续规定期间。X相的线圈电流IMX从端子Mout1向端子Mout0的方向流动，并且绝对值逐渐减少并在时刻t42过零反转。在时刻t43线圈电流IMX的绝对值与最小电流阈值交叉。
在低损耗模式中，电桥控制电路110预先在D/A转换器115设定最小电流阈值，并利用比较器114周期性地检测线圈电流IMX与最小电流阈值交叉。若线圈电流IMX与最小电流阈值交叉，则电桥控制电路110使端子Mout0侧引线的高侧开关元件6和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4截止。这在时刻t43进行。
在时刻t43，全部的开关元件成为截止状态，在这以后以自由模式动作。此时电压VMout0急剧减少并成为0[V]，电压VMout1急剧增大之后坡状地减少，并在时刻t51再次成为0[V]。线圈电流IMX成为0[mA]。
在第四象限，Y相的H桥电路20Y以充电模式动作。此时H桥电路20Y的端子Mout3侧引线的高侧开关元件、和端子Mout2侧引线的低侧开关元件成为导通状态。由此端子Mout3与直流电源140导通而施加电源电压MVdd，端子Mout2与地线142导通而成为0[V]。Y相的线圈电流IMY从端子Mout3向端子Mout2的方向流动，并且该电流的绝对值逐渐增加。
以下，在反复第一象限到第四象限的波形的同时，马达120旋转。
在本实施方式中，例如X相为通电期间的情况下，Y相在高损耗期间、回描应对期间、以及自由期间移行。由于向该回描应对期间的移行而减少电力损耗。
《电力损耗的计算》
在本实施方式的高损耗模式中，考虑由于寄生晶体管效应而不向直流电源140回流，而全部的电流向地线142流出的情况。此时的电力损耗Poff2利用以下的式(4)示出。
【式4】
P o f f 2 = ( ( I p e a k 2 × V f ) + ( I p e a k 2 × ( MV d d + V f ) ) ) × D d e a d ... ( 4 )
其中，Poff2是高损耗期间的电力损耗，Ipeak是最大线圈电流，Vf是二极管的正向压降，Ddead是每个象限的高损耗时间比率。
回描应对期间的电力损耗Poff3由于经由开关元件，而利用以下的式(5)表示。
【式5】
Poff3＝(Ipeak 2×RdsL+Ipeak 2×RdsH)×Dfly…(5)
其中，Poff3是回描应对期间的电力损耗，Ipeak是最大线圈电流，RdsL是低侧开关元件的漏极-源极间导通电阻，RdsH是高侧开关元件的漏极-源极间导通电阻，Dfly是每个象限的回描应对时间比率。
该二相步进马达的一个电角度下的电力损耗P利用以下的式(6)表示。
【式6】
P＝(Pon+Poff2+Poff3)×4…(6)
其中，P是步进马达的一个电角度下的电力损耗。
如式(5)所示那样，在“回描应对期间”经由开关元件，所以电力损耗不受电源电压MVdd和寄生晶体管效应的影响。因此，能够减少电力损耗。
图5是H桥电路20的X相的各部电压和电流的波形图。
图5的波形图全部以示波器的波形示出X相的电压VMX以及线圈电流IMX、和X相的电压VMout0、VMout1。
《第一象限》
在第一象限，H桥电路20X的端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4成为导通状态。
X相的电压VMX成为(－MVdd)[V]，X相的线圈电流IMX从端子Mout0向端子Mout1的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
由于端子Mout0与直流电源140导通，所以电压VMout0成为(+MVdd)[V]。由于端子Mout1与地线142导通，所以电压VMout1成为0[V]。
《第二象限》
在第二象限，H桥电路20X的全部的开关元件2、4、6、8成为截止状态。X相的电压VMX在时刻t21的紧后面由于回描脉冲而在(+MVdd+2Vf)[V]以上并且由于二极管12、18而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而成为(+MVdd)[V]。该电压值持续规定期间。电压VMX在时刻t23的紧前面急剧减少并过零，减少到规定电压之后缓慢地增加并在时刻t31再次过零。X相的线圈电流IMX在时刻t21的紧后面从端子Mout0向端子Mout1的方向(正方向)流动，但电流的绝对值逐渐减少，在时刻t23电流(－IMX)比最小电流阈值大之后再次成为0[mA]，以后到时刻t31为止为0[mA]。
端子Mout0的电压VMout0由于回描脉冲，在时刻t21的紧后面在(－Vf)[V]以下并且由于二极管18而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而到时刻t23为止为0[V]，时刻t23以后由于马达120的反电动势缓慢地增加到规定值之后减少，并在时刻t31再次成为0[V]。
端子Mout1的电压VMout1由于回描脉冲，而在时刻t21的紧后面在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管12而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而成为(+MVdd)[V]。该电压值持续规定期间。电压VMout1在时刻t23急剧地减少成为0[V]，到时刻t31为止为0[V]。
《第三象限》
在第三象限，H桥电路20X的端子Mout1侧引线的高侧开关元件2、和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8成为导通状态。
X相的电压VMX成为(+MVdd)[V]，X相的线圈电流IMX从端子Mout1向端子Mout0的方向流动，并且电流的绝对值逐渐增加。
由于端子Mout0与地线142导通，所以电压VMout0成为0[V]。由于端子Mout1与直流电源140导通，所以电压VMout1成为(+MVdd)[V]。
《第四象限》
在第四象限，H桥电路20X的全部的开关元件2、4、6、8成为截止状态。
X相的电压VMX在时刻t41的紧后面由于回描脉冲而在(－MVdd－2Vf)[V]以下并且由于二极管14、16而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而紧前面急剧地增加并过零，增加到规定电压之后缓慢地减少并在时刻t51再次过零。X相的线圈电流IMX在时刻t41的紧后面从端子Mout1向端子Mout0的方向(负方向)流动，但电流的绝对值逐渐减少并在时刻t43比最小电流阈值大之后再次成为0[mA]，以后到时刻t51为止成为0[mA]。
端子Mout0的电压VMout0由于回描脉冲，在时刻t41的紧后面在(+MVdd+Vf)[V]以上并且由于二极管16而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而成为(+MVdd)[V]。该电压值持续规定期间。电压VMout0在时刻t43急剧地减少并成为0[V]，到时刻t51为止为0[V]。
端子Mout1的电压VMout1由于回描脉冲，在时刻t41的紧后面在(－Vf)[V]以上并且由于二极管14而被钳位，其后由于向低损耗模式的切换而到时刻t43为止为0[V]，时刻t43以后由于马达120的反电动势而缓慢地增加到规定值之后减少，并在时刻t51再次成为0[V]。
图6是表示本实施方式的马达驱动控制装置的X相的第一象限的处理的流程图。虽然与图10所示的比较例的流程图相同，但Y相的动作不同。
X相从通电期间开始第一象限。电桥控制电路110在X相的H桥电路20X，使端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4导通(步骤S10)。由此，X相的H桥电路20X进行第一象限的通电。此时，电压VMout0与电压VMout1之差成为电源电压MVdd(步骤S11)。从端子Mout0向端子Mout1流动电流而马达120旋转，线圈电流IMX的绝对值逐渐增大(步骤S12)。
这里若Y相的电压VMY的反电动势过零(步骤S13→是)，则使X相的端子Mout0侧引线的高侧开关元件6、和端子Mout1侧引线的低侧开关元件4截止(步骤S14)，X相移至高损耗期间。由此电压VMout0与电压VMout1相等(步骤S15)，结束第一象限。
《第一象限的Y相的动作》
在第一象限Y相的H桥电路20Y成为回描电压与反电动势抵消的电压波形。第一象限的最初由于马达旋转而产生反电动势，但同时由于紧前面的第四象限的最后使全部的开关元件截止的影响，在紧前面的通电的相反方向产生基于线圈124Y的回描电压，移至高损耗期间。由于该回描电压，电压VMout2在电源电压MVdd与二极管的正向压降Vf的和以上并且由于二极管而被钳位，并且电压VMout3在二极管的正向压降Vf以下并且由于二极管而被钳位。电压VMout2和电压VMout3的电压值持续规定期间。由此，形成从地线142经由线圈124Y回流到直流电源140的电流路径。
其后若经过规定期间，则H桥电路20Y使线圈电流IMY的方向的高侧开关元件、和其相反方向的低侧开关元件成为导通状态，移至低损耗模式。形成从地线142经由线圈124Y向直流电源140回流的电流路径，线圈电流IMY的绝对值到成为0[mA]为止衰减，消除回描电压。其后，Y相的H桥电路20Y在线圈电流IMY的方向反转，且(－IMY)超过了最小电流阈值时移至自由期间。由此，在端子Mout2与端子Mout3之间出现基于马达旋转的反电动势。在Y相的电压VMY的反电动势过零时，进行上述的步骤S14的处理，第一象限结束。
图7是表示本实施方式的马达驱动控制装置的X相的第二象限的处理的流程图。
在第二象限X相的H桥电路20X成为回描电压与反电动势抵消的电压波形。第二象限的最初由于马达旋转而产生反电动势，但同时由于在紧前面的第一象限的最后使全部的开关元件2、4、6、8截止的影响，在紧前面的通电的相反方向产生回描电压，移至高损耗期间。
在第二象限的最初，X相的H桥电路20X的电压VMout0与电压VMout1相等(步骤S20)。其后，释放积蓄在线圈124X的能量而线圈电流IMX减少(步骤S21)，在端子Mout1与端子Mout0之间产生回描电压(步骤S22)。
若经过规定时间，则由于X相的回描电压，电压VMout0在电源电压MVdd与二极管12的正向压降Vf的和以上并且由于二极管16而被钳位，并且电压VMout1在二极管18的正向压降Vf以下并且由于二极管14而被钳位。电压VMout0与电压VMout1的电压值持续规定期间。因此，形成从地线142经由二极管18、线圈124X、以及二极管12向直流电源140回流的电流路径。
电桥控制电路110使端子Mout1侧引线的高侧开关元件2和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8导通(步骤S23)，移至回描应对期间。在回描应对期间，形成从地线142经由开关元件8、线圈124X、以及开关元件2向直流电源140回流的电流路径，线圈电流IMX高速地衰减直至成为0[mA]。将其称为低损耗模式，损耗比高损耗模式低。
在该回描应对期间电桥控制电路110在线圈电流IMX的过零之后(步骤S24)，判断电流(－IMX)是否在最小电流阈值以上(步骤S25)。若电流(－IMX)在最小电流阈值以上(步骤S25→是)，则电桥控制电路110使端子Mout1侧引线的高侧开关元件2和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8截止(步骤S26)，移至自由期间。若在该步骤S25电桥控制电路110检测到在线圈124流动的线圈电流IMX向与充电模式相反的方向流动，则移至自由期间。
在自由期间，在端子Mout0与端子Mout1之间出现反电动势(步骤S27)。电桥控制电路110在BEMF检测部118尝试在电压VMX产生的反电动势的过零检测(步骤S28)。若反电动势过零(步骤S28→是)，则第二象限结束。
电桥控制电路110使端子Mout1侧引线的高侧开关元件2、和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8导通(步骤S23)，以损耗比高损耗模式低的低损耗模式动作。由此，能够减少电力损耗。并且若电流(－IMX)在最小电流阈值以上，则电桥控制电路110使端子Mout1侧引线的高侧开关元件2和端子Mout0侧引线的低侧开关元件8截止，结束该低损耗模式。由此，不会对回描脉冲的结束后的反电动势的测定、和失调检测带来影响，并且起到不产生针对马达120的制动这样的效果。
《第二象限的Y相的动作》
在第二象限，Y相的H桥电路20Y进行与图6的X相的动作相当的动作。换言之，Y相的H桥电路20Y使端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件导通(相当于图6的步骤S10)并进行通电。电压VMout2与电压VMout3之差成为MVdd的电压(相当于图6的步骤S11)。此时从端子Mout2向端子Mout3流动电流而马达120旋转，线圈电流IMY的绝对值逐渐增大(相当于图6的步骤S12)。
这里若X相的电压VMX所产生的反电动势过零(相当于图6的步骤S13→是)，则使Y相的端子Mout2侧引线的高侧开关元件、和端子Mout3侧引线的低侧开关元件截止(相当于图6的步骤S14)，Y相移至高损耗期间。瞬间Y相的电压VMout2与电压VMout3相等(相当于图6的步骤S15)，并且第二象限结束。
在本实施方式中，由于挪用微步电流控制用的比较器114和、D/A转换器115以及电流检测部116来检测回描的结束，所以能够不提高成本而实施。另外即使在电源电压MVdd、负载转矩、旋转速度变化的情况下，也不产生电力损耗、制动。
在本实施方式中还能够检测回描脉冲的结束时刻，并在该时刻使开关元件截止。由此，不会对回描脉冲的结束后的反电动势的测定、和失调检测带来影响。并且由于不产生针对马达120的制动，所以有不会给予马达的最高速度性能负面影响这样的优点。
(变形例)
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行变更实施，例如，有以下的(a)～(i)那样的实施方式。
(a)本发明并不限定于二相步进马达，而可以是任意相的马达，例如也可以是三相步进马达。另外，也可以是马达线圈成为星型接线、三角接线的无刷马达。
(b)开关元件并不限定于MOSFET，而可以是任意种类的半导体开关元件。
(c)驱动控制装置的各构成要素也可以至少其一部分不为基于硬件的处理，而是基于软件的处理。
(d)驱动控制装置也可以至少使其一部分集成电路(IC：IntegratedCircuit)。
(e)图1、图2所示的驱动控制装置的电路块构成是具体例，并不限定于此。
(f)图6、图所示的控制流程是一个例子，并不限定于这些步骤的处理，例如，也可以在各步骤间插入其它的处理。
(g)从高损耗模式向低损耗模式的迁移并不限定于规定时间的经过，也可以由于回描电压的过零而迁移，并不限定。
(h)本发明的H桥电路也可以是组合了半桥的电路，并不限定。

Claims (6)

1.一种马达驱动控制装置，其特征在于，具有：
H桥电路，其具有开关元件和续流二极管，并组合了与设置于马达的马达线圈连接的半桥；
电流检测单元，其检测在上述马达线圈流动的马达电流；
过零检测单元，其检测上述马达线圈的反电动势的过零；以及
控制单元，其根据上述电流检测单元的检测结果驱动上述开关元件，对于上述H桥电路指定充电模式、高损耗模式、低损耗模式或者自由模式中任意一个动作模式，上述充电模式是使在上述马达线圈流动的马达电流增加的模式，上述高损耗模式是使上述马达线圈的回描脉冲产生且能量损耗较高的模式，上述低损耗模式是损耗比上述高损耗模式低的模式，上述自由模式是在上述马达线圈的回描脉冲的衰减后通过上述过零检测单元检测上述马达线圈的反电动势的过零的模式，
上述控制单元将上述H桥电路切换到上述充电模式，若通过上述过零检测单元检测到与上述H桥电路的紧前面的相位的H桥电路连接的马达线圈的反电动势过零，则将上述H桥电路切换到上述高损耗模式，在经过了规定时间之后将上述H桥电路切换到上述低损耗模式，若通过上述电流检测单元检测到在与上述H桥电路连接的马达线圈流动的马达电流向与上述充电模式相反的方向流动，则将上述H桥电路切换到上述自由模式。
2.根据权利要求1所述的马达驱动控制装置，其特征在于，
上述控制单元在上述低损耗模式中使上述H桥电路的开关元件中处于上述马达电流流动的方向侧的高侧的一个、和处于上述马达电流流动的方向的相反侧的低侧的一个成为导通状态，通过积蓄于上述马达线圈的能量，在由处于导通状态的高侧的开关元件和低侧的开关元件形成的闭合电路流动电流。
3.根据权利要求1或2所述的马达驱动控制装置，其特征在于，
上述控制单元在上述高损耗模式中使上述H桥电路的开关元件全部为非导通状态，通过积蓄于上述马达线圈的能量，在由处于上述马达电流流动的方向侧的高侧的续流二极管、和处于上述马达电流流动的方向的相反侧的低侧的续流二极管形成的闭合电路流动电流。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的马达驱动控制装置，其特征在于，
构成上述H桥电路的上述开关元件和上述续流二极管利用CMOS工艺形成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的马达驱动控制装置，其特征在于，
上述电流检测单元由电流反射镜电路和比较器构成。
6.一种马达驱动控制方法，是马达驱动控制装置的马达驱动控制方法，上述马达驱动控制装置具有：H桥电路，其具有开关元件并组合了与设置于马达的马达线圈连接的半桥；电流检测单元，其检测在上述马达线圈流动的马达电流；过零检测单元，其检测上述马达线圈的反电动势的过零；以及控制单元，其根据上述电流检测单元的检测结果驱动上述开关元件，对于上述H桥电路指定充电模式、高损耗模式、低损耗模式或者自由模式中任意一个动作模式，上述充电模式是使在上述马达线圈流动的马达电流增加的模式，上述高损耗模式是使上述马达线圈的回描脉冲产生且能量损耗较高的模式，上述低损耗模式是损耗比上述高损耗模式低的模式，上述自由模式是在上述马达线圈的回描脉冲的衰减后通过上述过零检测单元检测上述马达线圈的反电动势的过零的模式，
上述马达驱动控制方法的特征在于，执行：
上述控制单元将上述H桥电路切换到上述充电模式的步骤；
若通过上述过零检测单元检测到与上述H桥电路的紧前面的相位的H桥电路连接的马达线圈的反电动势过零，则上述控制单元将上述H桥电路切换到上述高损耗模式的步骤；
在切换到上述高损耗模式后经过了规定时间之后上述控制单元将上述H桥电路切换到上述低损耗模式的步骤；以及
若通过上述电流检测单元检测到在与上述H桥电路连接的马达线圈流动的马达电流向与上述充电模式相反的方向流动，则上述控制单元将上述H桥电路切换到上述自由模式的步骤。
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