JPH04229097A - モーター制御用高電圧ブリッジ回路 - Google Patents
モーター制御用高電圧ブリッジ回路Info
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- JPH04229097A JPH04229097A JP3114207A JP11420791A JPH04229097A JP H04229097 A JPH04229097 A JP H04229097A JP 3114207 A JP3114207 A JP 3114207A JP 11420791 A JP11420791 A JP 11420791A JP H04229097 A JPH04229097 A JP H04229097A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/041—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0412—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
- H03K17/04123—Modifications for accelerating switching without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in field-effect transistor switches
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般にモーターの制御装
置に関し、さらに詳細には制御回路と高電圧電源との間
の一方向的な分離をもたらすために分割されて、ノイズ
耐性を改善しシステム全体の集積化を簡単にするACモ
ーター、ブラシレスDCモーター制御用の高電圧ブリッ
ジ回路に関する。
置に関し、さらに詳細には制御回路と高電圧電源との間
の一方向的な分離をもたらすために分割されて、ノイズ
耐性を改善しシステム全体の集積化を簡単にするACモ
ーター、ブラシレスDCモーター制御用の高電圧ブリッ
ジ回路に関する。
【0002】
【従来技術および解決すべき課題】現代社会においては
産業社会においても家庭においても、事実上すべての局
面で電気モーターは当たり前の存在となっている。一般
的な電気モーターは固定されたステータ巻線と、それに
磁気的に結合したロータ巻線を含んでおり、これらが内
部の部品を回転させるのに必須の部品となっている。モ
ーター制御回路はステータ巻線に流れる電流を制限し、
ロータ巻線への磁束結合を通してのエネルギー伝達を制
御し、ロータ巻線に電流を流し、そして機械的負荷に対
するトルクを生みだす。例えばブラシレスDCモータに
おいては、ステータ巻線は一般的にはロータに対して均
一な磁場を維持するために従来型の3相電力によってエ
ネルギーが与えられている。モータ制御回路は、所定の
直流値(例えば300V)と大地電位においてそれぞれ
動作する第1電力供給路と第2電力供給路とを直列に結
合する3つのペアのトランジスタおよびモトローラ製部
品番号MC33034のような6つの出力信号を持ちパ
ワーMOSFETをオンまたはオフの状態に交互に制御
して3相のステータ電流を生成する制御回路からなるパ
ワーMOSFETブリッジを有する。下側のパワーMO
SFETのゲート端子(これらのソース端子は第2電力
供給路に結合している)は制御回路によってしばしば直
接に駆動されているのにもかかわらず、上側のパワーM
OSFET(これらのドレイン端子は第1電力供給路に
結合している)は制御回路とそれに対応するゲート端子
との間を結合する3つのターンオン/ターンオフ駆動回
路を必要とする。そのわけは上側のパワーMOSFET
のソース端子においてもたらされる第1電力供給路と第
2電力供給路との間でフルスケールの電圧振幅があるか
らである。この設計においては下側のMOSFETは制
御回路を通してパルス幅変調(PWM)され、「オン時
間」によって回転速度を制御し、一方で上側のMOSF
ETはステータ電流を制御するように整流される。さら
に駆動回路は第1電力供給路を基準にしたチャージポン
プを用いてゲート・ソース間の導通を可能にするように
上側のパワーMOSFETのゲート電位をそのソース電
位よりも上に引き上げる。在来型のモータ制御回路の構
成、つまりチャージポンプおよび3つの駆動回路は複雑
で、これまでは主に制御回路と高電圧電力路との間の分
離をもたらすために個別部品回路(ディスクリート回路
)として実現されてきた。しかしながらこの回路形式は
高いPWM周波数で動作させられる下側のパワーMOS
FETのソース端子で過大な電圧が振幅し、それによっ
て上側のトランジスタが伝導または非伝導の状態に不適
切な時間内で切り替えられることが原因でノイズの影響
を受けやすい。したがって上側のパワーMOSFETを
パルス幅変調し、下側のパワーMOSFETで整流する
ことでモータ制御回路の対ノイズ特性を改善し、負荷の
かかった状態においても滑らかなモータの始動をもたら
すことが望ましい。さらに電気モータの商業的な成功が
しばしば製造および全体的な集積化の努力に結びつけら
れるように、特に大きな市場がある応用製品分野におい
ては、高電圧の分離を維持しながらモータ制御回路を最
低限の数の集積回路(IC)に分割し、従来技術におけ
る数多くの個別素子を追放することにより関連コストを
減少させることが望ましい。したがって、ここで求めら
れているのは最低限の数のICに適度に分割され、制御
回路と高電圧電力路との間の1方向の分離をもたらす改
良されたモータ制御回路であり、この回路はパワーMO
SFETのゲート端子において対ノイズ特性を改良し、
システムの構成を単純化する。
産業社会においても家庭においても、事実上すべての局
面で電気モーターは当たり前の存在となっている。一般
的な電気モーターは固定されたステータ巻線と、それに
磁気的に結合したロータ巻線を含んでおり、これらが内
部の部品を回転させるのに必須の部品となっている。モ
ーター制御回路はステータ巻線に流れる電流を制限し、
ロータ巻線への磁束結合を通してのエネルギー伝達を制
御し、ロータ巻線に電流を流し、そして機械的負荷に対
するトルクを生みだす。例えばブラシレスDCモータに
おいては、ステータ巻線は一般的にはロータに対して均
一な磁場を維持するために従来型の3相電力によってエ
ネルギーが与えられている。モータ制御回路は、所定の
直流値(例えば300V)と大地電位においてそれぞれ
動作する第1電力供給路と第2電力供給路とを直列に結
合する3つのペアのトランジスタおよびモトローラ製部
品番号MC33034のような6つの出力信号を持ちパ
ワーMOSFETをオンまたはオフの状態に交互に制御
して3相のステータ電流を生成する制御回路からなるパ
ワーMOSFETブリッジを有する。下側のパワーMO
SFETのゲート端子(これらのソース端子は第2電力
供給路に結合している)は制御回路によってしばしば直
接に駆動されているのにもかかわらず、上側のパワーM
OSFET(これらのドレイン端子は第1電力供給路に
結合している)は制御回路とそれに対応するゲート端子
との間を結合する3つのターンオン/ターンオフ駆動回
路を必要とする。そのわけは上側のパワーMOSFET
のソース端子においてもたらされる第1電力供給路と第
2電力供給路との間でフルスケールの電圧振幅があるか
らである。この設計においては下側のMOSFETは制
御回路を通してパルス幅変調(PWM)され、「オン時
間」によって回転速度を制御し、一方で上側のMOSF
ETはステータ電流を制御するように整流される。さら
に駆動回路は第1電力供給路を基準にしたチャージポン
プを用いてゲート・ソース間の導通を可能にするように
上側のパワーMOSFETのゲート電位をそのソース電
位よりも上に引き上げる。在来型のモータ制御回路の構
成、つまりチャージポンプおよび3つの駆動回路は複雑
で、これまでは主に制御回路と高電圧電力路との間の分
離をもたらすために個別部品回路(ディスクリート回路
)として実現されてきた。しかしながらこの回路形式は
高いPWM周波数で動作させられる下側のパワーMOS
FETのソース端子で過大な電圧が振幅し、それによっ
て上側のトランジスタが伝導または非伝導の状態に不適
切な時間内で切り替えられることが原因でノイズの影響
を受けやすい。したがって上側のパワーMOSFETを
パルス幅変調し、下側のパワーMOSFETで整流する
ことでモータ制御回路の対ノイズ特性を改善し、負荷の
かかった状態においても滑らかなモータの始動をもたら
すことが望ましい。さらに電気モータの商業的な成功が
しばしば製造および全体的な集積化の努力に結びつけら
れるように、特に大きな市場がある応用製品分野におい
ては、高電圧の分離を維持しながらモータ制御回路を最
低限の数の集積回路(IC)に分割し、従来技術におけ
る数多くの個別素子を追放することにより関連コストを
減少させることが望ましい。したがって、ここで求めら
れているのは最低限の数のICに適度に分割され、制御
回路と高電圧電力路との間の1方向の分離をもたらす改
良されたモータ制御回路であり、この回路はパワーMO
SFETのゲート端子において対ノイズ特性を改良し、
システムの構成を単純化する。
【0003】したがって本発明の目的は改良されたモー
タ制御回路をもたらすことにある。さらに本発明の目的
は制御回路に反応してACモータまたはDCブラシレス
電気モータに3相電流を供給するパワーMOSFETを
含む改良されたモータ制御回路をもたらすことにある。 さらに本発明の目的は、制御回路と高電圧電力供給路と
の間にMOSFETブリッジをもちいて一方向の分離を
維持する高電圧ブリッジインターフェイス回路をもたら
すように分離された改良モータ制御回路を提供すること
にある。さらに本発明の目的はシステム全体の構成を簡
素化するために部品の数を減少させた高電圧ブリッジイ
ンターフェイス回路を提供することにある。その他の本
発明の目的はパワーMOSFETブリッジのゲート端子
において改良された対ノイズ特性をもたらす改良された
高電圧ブリッジインターフェイス回路を提供することに
ある。
タ制御回路をもたらすことにある。さらに本発明の目的
は制御回路に反応してACモータまたはDCブラシレス
電気モータに3相電流を供給するパワーMOSFETを
含む改良されたモータ制御回路をもたらすことにある。 さらに本発明の目的は、制御回路と高電圧電力供給路と
の間にMOSFETブリッジをもちいて一方向の分離を
維持する高電圧ブリッジインターフェイス回路をもたら
すように分離された改良モータ制御回路を提供すること
にある。さらに本発明の目的はシステム全体の構成を簡
素化するために部品の数を減少させた高電圧ブリッジイ
ンターフェイス回路を提供することにある。その他の本
発明の目的はパワーMOSFETブリッジのゲート端子
において改良された対ノイズ特性をもたらす改良された
高電圧ブリッジインターフェイス回路を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記のおよびその他の目
的にしたがって、その出力を通して電気モータのステー
タ巻線に対して電流を供給したり、吸い込んだりするた
めの回路が提供される。この回路はゲート端子、ソース
端子、ドレイン端子をそれぞれ有する第1および第2パ
ワートランジスタを持ち、第1パワートランジスタのド
レイン端子は第1動作電位源に結合し、第2パワートラ
ンジスタのソース端子は第2動作電位源に結合し、第1
パワートランジスタのソース端子および第2パワートラ
ンジスタのドレイン端子は共に出力に結合している。さ
らにこの回路はそれぞれの間に所定の位相関係のある複
数の制御信号をもたらす複数の出力を有する第1回路、
前記複数の制御信号に反応して複数の出力信号をもたら
すことを許可または不許可にし、前記第1回路を第1動
作電位源と第2動作電位源との間で発生する電位から一
方向に分離する第2回路、および入力、第1出力および
第2出力をそれぞれ有する第1および第2駆動回路であ
って、該入力は前記第2回路の複数の出力信号のうちの
第1および第2信号を受信するために結合され、前記第
1出力はそれぞれ第1および第2パワートランジスタの
ゲート端子に結合し、前記第2出力はそれぞれ第1およ
び第2パワートランジスタのソース端子にそれぞれ結合
するところの第1および第2駆動回路を有する。
的にしたがって、その出力を通して電気モータのステー
タ巻線に対して電流を供給したり、吸い込んだりするた
めの回路が提供される。この回路はゲート端子、ソース
端子、ドレイン端子をそれぞれ有する第1および第2パ
ワートランジスタを持ち、第1パワートランジスタのド
レイン端子は第1動作電位源に結合し、第2パワートラ
ンジスタのソース端子は第2動作電位源に結合し、第1
パワートランジスタのソース端子および第2パワートラ
ンジスタのドレイン端子は共に出力に結合している。さ
らにこの回路はそれぞれの間に所定の位相関係のある複
数の制御信号をもたらす複数の出力を有する第1回路、
前記複数の制御信号に反応して複数の出力信号をもたら
すことを許可または不許可にし、前記第1回路を第1動
作電位源と第2動作電位源との間で発生する電位から一
方向に分離する第2回路、および入力、第1出力および
第2出力をそれぞれ有する第1および第2駆動回路であ
って、該入力は前記第2回路の複数の出力信号のうちの
第1および第2信号を受信するために結合され、前記第
1出力はそれぞれ第1および第2パワートランジスタの
ゲート端子に結合し、前記第2出力はそれぞれ第1およ
び第2パワートランジスタのソース端子にそれぞれ結合
するところの第1および第2駆動回路を有する。
【0005】
【実施例】図1を参照すると、制御回路12を有する高
電圧ブリッジ回路10が示され、ここで制御回路12は
6つの出力端子を有し、それぞれの出力端子は抵抗14
,16,18,20,22,24を通してPNPトラン
ジスタ26,28,30,32,34,36のエミッタ
に結合している。PNPトランジスタ26−36のベー
スは一般にツェナダイオード38のカソードに結合し、
そのアノードは通常大地電圧で動作する電力供給路40
に結合している。抵抗14−24、PNPトランジスタ
26−36、ツェナダイオード38は高電圧分離回路4
2を形成する。PNPトランジスタ26−36のコレク
タはターンオン/ターンオフ駆動回路44,46,48
,50,52,54の入力に結合し、駆動回路44−5
4の第1出力はトランジスタ56,58,60,62,
64,66のゲート端子にそれぞれ結合している。 トランジスタ56−66は一般にはディスクリートのパ
ワーMOSFET素子である。トランジスタ56,58
,60のソース端子は駆動回路44,46,48の第2
出力にそれぞれ結合し、さらに一般的には−300Vで
動作する電力供給路68に結合する。トランジスタ62
,64,66のドレイン端子は電力供給路69に結合し
、トランジスタ62,64,66のソース端子はそれぞ
れ駆動回路50,52,54の第2出力およびトランジ
スタ56,58,60のドレイン端子に結合している。 出力端子70,72,74はそれぞれトランジスタ56
,58,60のドレイン端子においてACモータまたは
DCブラシレスモータのステータ巻線に結合する。 さらに、ダイオード76,78,80,82,84,8
6は在来型の逆バイアス保護をもたらすためにトランジ
スタ56−66のドレイン端子とソース端子の間を結合
する。
電圧ブリッジ回路10が示され、ここで制御回路12は
6つの出力端子を有し、それぞれの出力端子は抵抗14
,16,18,20,22,24を通してPNPトラン
ジスタ26,28,30,32,34,36のエミッタ
に結合している。PNPトランジスタ26−36のベー
スは一般にツェナダイオード38のカソードに結合し、
そのアノードは通常大地電圧で動作する電力供給路40
に結合している。抵抗14−24、PNPトランジスタ
26−36、ツェナダイオード38は高電圧分離回路4
2を形成する。PNPトランジスタ26−36のコレク
タはターンオン/ターンオフ駆動回路44,46,48
,50,52,54の入力に結合し、駆動回路44−5
4の第1出力はトランジスタ56,58,60,62,
64,66のゲート端子にそれぞれ結合している。 トランジスタ56−66は一般にはディスクリートのパ
ワーMOSFET素子である。トランジスタ56,58
,60のソース端子は駆動回路44,46,48の第2
出力にそれぞれ結合し、さらに一般的には−300Vで
動作する電力供給路68に結合する。トランジスタ62
,64,66のドレイン端子は電力供給路69に結合し
、トランジスタ62,64,66のソース端子はそれぞ
れ駆動回路50,52,54の第2出力およびトランジ
スタ56,58,60のドレイン端子に結合している。 出力端子70,72,74はそれぞれトランジスタ56
,58,60のドレイン端子においてACモータまたは
DCブラシレスモータのステータ巻線に結合する。 さらに、ダイオード76,78,80,82,84,8
6は在来型の逆バイアス保護をもたらすためにトランジ
スタ56−66のドレイン端子とソース端子の間を結合
する。
【0006】次に図2を参照して、ここで駆動回路44
がより詳しく図示されるが、回路44はダイオード90
を有し、このダイオードのアノード端子とカソード端子
は駆動回路44の入力と第1出力とにそれぞれ結合して
いる。トランジスタ92のコレクタはダイオード90の
アノードに結合し、エミッタは駆動回路44の第2出力
に結合する。トランジスタ92のコレクタおよびベース
はトランジスタ94のベースおよびコレクタにそれぞれ
結合し、トランジスタ94のエミッタはダイオード90
のカソードに結合する。抵抗96がトランジスタ92の
ベース・エミッタ間に結合され、抵抗98がトランジス
タ92のコレクタ・エミッタ間に結合される。さらにツ
ェナダイオード100が駆動回路44の第1、第2出力
の間に結合され、第1出力において第2出力に対しての
正クランプをもたらす。
がより詳しく図示されるが、回路44はダイオード90
を有し、このダイオードのアノード端子とカソード端子
は駆動回路44の入力と第1出力とにそれぞれ結合して
いる。トランジスタ92のコレクタはダイオード90の
アノードに結合し、エミッタは駆動回路44の第2出力
に結合する。トランジスタ92のコレクタおよびベース
はトランジスタ94のベースおよびコレクタにそれぞれ
結合し、トランジスタ94のエミッタはダイオード90
のカソードに結合する。抵抗96がトランジスタ92の
ベース・エミッタ間に結合され、抵抗98がトランジス
タ92のコレクタ・エミッタ間に結合される。さらにツ
ェナダイオード100が駆動回路44の第1、第2出力
の間に結合され、第1出力において第2出力に対しての
正クランプをもたらす。
【0007】高電圧ブリッジ回路10の動作は以下のよ
うである。制御回路12の6つの出力端子はそれぞれ所
定の位相関係を持つ出力パルス電圧を発生する。これは
モトローラ社の製品番号MC33034の製品資料にも
詳しく記載されている。制御回路12の出力端子は一般
に、位相A、位相B、位相C、下側出力端子、上側出力
端子として知られる。位相Aの下側出力端子および位相
Aの上側出力端子は例えば抵抗14,20に結合され、
位相Bの下側出力端子および位相Bの上側出力端子はそ
れぞれ抵抗16および22に結合する。簡単にいえば、
それぞれの位相の下側のパルスと上側のパルスはおおよ
そ30度の位相差をもっており、つまり位相Aの下側の
出力パルスと位相Aの上側の出力パルスとの間では30
度の位相差がある。さらに位相A、位相B、位相Cの通
常出力パルス間ではそれぞれ120度の位相差関係にあ
る。注意すべきことはMC33034モータ制御回路を
使用するためにはメタルマスクオプションを導入するこ
とが必要なことである。メタルマスクオプションでは上
側の出力パルスは反転され、上側と下側の出力端子は通
常の使用形態とは逆にされる。例えば、通常の位相A上
側出力は反転され、位相A下側トランジスタに通じる結
合路に結合している。一方通常の位相A下側出力端子は
位相A上側トランジスタへ通じる結合路に結合する。こ
の回路構成では上側のトランジスタは制御回路12を通
してパルス幅変調され、「オン時間」で回転速度を制御
し、一方下側のトランジスタは整流されてステータ電流
を制御する。通常の制御回路12の基本動作周波数は2
5KHzである。
うである。制御回路12の6つの出力端子はそれぞれ所
定の位相関係を持つ出力パルス電圧を発生する。これは
モトローラ社の製品番号MC33034の製品資料にも
詳しく記載されている。制御回路12の出力端子は一般
に、位相A、位相B、位相C、下側出力端子、上側出力
端子として知られる。位相Aの下側出力端子および位相
Aの上側出力端子は例えば抵抗14,20に結合され、
位相Bの下側出力端子および位相Bの上側出力端子はそ
れぞれ抵抗16および22に結合する。簡単にいえば、
それぞれの位相の下側のパルスと上側のパルスはおおよ
そ30度の位相差をもっており、つまり位相Aの下側の
出力パルスと位相Aの上側の出力パルスとの間では30
度の位相差がある。さらに位相A、位相B、位相Cの通
常出力パルス間ではそれぞれ120度の位相差関係にあ
る。注意すべきことはMC33034モータ制御回路を
使用するためにはメタルマスクオプションを導入するこ
とが必要なことである。メタルマスクオプションでは上
側の出力パルスは反転され、上側と下側の出力端子は通
常の使用形態とは逆にされる。例えば、通常の位相A上
側出力は反転され、位相A下側トランジスタに通じる結
合路に結合している。一方通常の位相A下側出力端子は
位相A上側トランジスタへ通じる結合路に結合する。こ
の回路構成では上側のトランジスタは制御回路12を通
してパルス幅変調され、「オン時間」で回転速度を制御
し、一方下側のトランジスタは整流されてステータ電流
を制御する。通常の制御回路12の基本動作周波数は2
5KHzである。
【0008】位相A下側出力端子の出力パルスが「ハイ
」で、トランジスタ26のベース・エミッタ接合を順方
向バイアスし、抵抗14、トランジスタ26を通しての
結合路を開いて駆動回路44に電流が流れ込むのを可能
にする動作状態を考える。制御回路12の6つの出力パ
ルスの1つが常に「ハイ」であるから、ツェナダイオー
ド38は一定の基準電位、つまり大地電位に対して15
.5Vの電位を、トランジスタ26−36の共通ベース
端子において維持する。さらに図2を参照して、駆動回
路44の人力を流れる電流はダイオード90を順方向に
バイアスして、トランジスタ56のゲート端子への結合
路をもたらす。トランジスタ56のゲートにおいてもた
らされる電位は増加し、ツエナ電圧(おおよそ10.4
V)でクランプし、これを導通状態にし、出力70にお
ける電圧を電力供給路68以上飽和電位にまで引き上げ
て位相Aステータ巻線から電流を吸い込む。トランジス
タ56にとって必要とされない過剰な電流はツェナダイ
オード100を通ってトランジスタ56のソース端子に
流れ込む。ダイオード90の順方向バイアス状態はトラ
ンジスタ94のベース・エミッタ接合を逆バイアスし、
トランジスタ92と同様にこれをオフにする。
」で、トランジスタ26のベース・エミッタ接合を順方
向バイアスし、抵抗14、トランジスタ26を通しての
結合路を開いて駆動回路44に電流が流れ込むのを可能
にする動作状態を考える。制御回路12の6つの出力パ
ルスの1つが常に「ハイ」であるから、ツェナダイオー
ド38は一定の基準電位、つまり大地電位に対して15
.5Vの電位を、トランジスタ26−36の共通ベース
端子において維持する。さらに図2を参照して、駆動回
路44の人力を流れる電流はダイオード90を順方向に
バイアスして、トランジスタ56のゲート端子への結合
路をもたらす。トランジスタ56のゲートにおいてもた
らされる電位は増加し、ツエナ電圧(おおよそ10.4
V)でクランプし、これを導通状態にし、出力70にお
ける電圧を電力供給路68以上飽和電位にまで引き上げ
て位相Aステータ巻線から電流を吸い込む。トランジス
タ56にとって必要とされない過剰な電流はツェナダイ
オード100を通ってトランジスタ56のソース端子に
流れ込む。ダイオード90の順方向バイアス状態はトラ
ンジスタ94のベース・エミッタ接合を逆バイアスし、
トランジスタ92と同様にこれをオフにする。
【0009】周期中おおよそ60度後に、位相A下側出
力端子の出力パルスは「ロー」に落ち込み、トランジス
タ26をオフにし、駆動回路44への入力電流を止めて
ダイオード90を非導通状態にする。トランジスタ56
のゲート端子に蓄えられた電荷は、抵抗98を通してト
ランジスタ94のベース・エミッタ接合を順方向にバイ
アスし、抵抗96を通しての結合路をもたらし、これに
よってトランジスタ92にベース電位をあたえてトラン
ジスタ92をオンにし、SCR(シリコンコントロール
レクティファイア)型のラッチを提供し、トランジスタ
92および94は互いを導通状態に維持する。結果とし
て、トランジスタ56のゲート電位はソース電位にまで
引き下げられ、トランジスタ56はより迅速にオフにさ
れる。位相A下側出力端子の出力パルスが「ロー」に落
ちると同時に、位相C下側出力端子の出力パルスは「ハ
イ」に変化し、駆動回路44について解説したのと同じ
方法で駆動回路48を通してトランジスタ60をオンに
し、これによって位相Cの副サイクルを開始させる。も
う30度後に位相A下側出力端子の出力パルスは「ロー
」に落ち込み、位相A上側出力端子の出力パルスは「ハ
イ」になり、駆動回路50を通してトランジスタ62を
オンにする。トランジスタ62を通るドレイン・ソース
伝導路は電力供給路69から位相Aステータ巻線へ出力
70を通して電流を供給する。同様に位相B、位相Cの
各副サイクルもそれぞれ出力72,74を通してステー
タ電流を吸い込み、または供給する。注意すべきことは
、抵抗14−24は少なくとも2mAの電流が関連する
駆動回路に流れるような値に選択されねばならないとい
うことである。ここで1mAの電流はツェナダイオード
100を通しての伝導を維持し、もう1mAは抵抗98
を流れることになる。駆動回路46,48,50,52
,54は駆動回路44と同じ部品から構成され、同様の
動作をする。
力端子の出力パルスは「ロー」に落ち込み、トランジス
タ26をオフにし、駆動回路44への入力電流を止めて
ダイオード90を非導通状態にする。トランジスタ56
のゲート端子に蓄えられた電荷は、抵抗98を通してト
ランジスタ94のベース・エミッタ接合を順方向にバイ
アスし、抵抗96を通しての結合路をもたらし、これに
よってトランジスタ92にベース電位をあたえてトラン
ジスタ92をオンにし、SCR(シリコンコントロール
レクティファイア)型のラッチを提供し、トランジスタ
92および94は互いを導通状態に維持する。結果とし
て、トランジスタ56のゲート電位はソース電位にまで
引き下げられ、トランジスタ56はより迅速にオフにさ
れる。位相A下側出力端子の出力パルスが「ロー」に落
ちると同時に、位相C下側出力端子の出力パルスは「ハ
イ」に変化し、駆動回路44について解説したのと同じ
方法で駆動回路48を通してトランジスタ60をオンに
し、これによって位相Cの副サイクルを開始させる。も
う30度後に位相A下側出力端子の出力パルスは「ロー
」に落ち込み、位相A上側出力端子の出力パルスは「ハ
イ」になり、駆動回路50を通してトランジスタ62を
オンにする。トランジスタ62を通るドレイン・ソース
伝導路は電力供給路69から位相Aステータ巻線へ出力
70を通して電流を供給する。同様に位相B、位相Cの
各副サイクルもそれぞれ出力72,74を通してステー
タ電流を吸い込み、または供給する。注意すべきことは
、抵抗14−24は少なくとも2mAの電流が関連する
駆動回路に流れるような値に選択されねばならないとい
うことである。ここで1mAの電流はツェナダイオード
100を通しての伝導を維持し、もう1mAは抵抗98
を流れることになる。駆動回路46,48,50,52
,54は駆動回路44と同じ部品から構成され、同様の
動作をする。
【0010】本発明の1つの主要な機能は高電圧分離回
路42と駆動回路44−54を組み合わせたことであり
、これによって高電圧インターフェイスを単純にし、全
体のシステムを集積化する努力を低減させている。高電
圧分離回路42は制御回路12と高電圧電源路68,6
9との間の1方向的な分離をもたらす。PNPトランジ
スタ26−36は導通状態にあるとき、コレクタ自体に
おける電位は−300Vにも達する。しかしながらエミ
ッタの電位は制御回路12の動作電位を決して越えるこ
とはない。したがって電力供給路68と69の間の高電
圧はPNPトランジスタ26−36のコレクタ・エミッ
タ接合間で維持され、制御回路12に印加されることは
ない。トランジスタ56−66のゲート・ソース間電位
はソース端子を基準にとったツェナダイオード100に
よって確立され、電流がそれぞれPNPトランジスタ2
6−36を通して駆動回路44−54へ流れることを可
能にし、付加的なチャージポンプ回路の必要をなくして
いる。さらに、上側のトランジスタがパルス幅変調され
ているので、下側のトランジスタのソース端子はACの
接地電位である。これによって下側のトランジスタのゲ
ート端子における電圧の振幅を大幅に減少させ、パワー
MOSFETのノイズ特性を改善する。
路42と駆動回路44−54を組み合わせたことであり
、これによって高電圧インターフェイスを単純にし、全
体のシステムを集積化する努力を低減させている。高電
圧分離回路42は制御回路12と高電圧電源路68,6
9との間の1方向的な分離をもたらす。PNPトランジ
スタ26−36は導通状態にあるとき、コレクタ自体に
おける電位は−300Vにも達する。しかしながらエミ
ッタの電位は制御回路12の動作電位を決して越えるこ
とはない。したがって電力供給路68と69の間の高電
圧はPNPトランジスタ26−36のコレクタ・エミッ
タ接合間で維持され、制御回路12に印加されることは
ない。トランジスタ56−66のゲート・ソース間電位
はソース端子を基準にとったツェナダイオード100に
よって確立され、電流がそれぞれPNPトランジスタ2
6−36を通して駆動回路44−54へ流れることを可
能にし、付加的なチャージポンプ回路の必要をなくして
いる。さらに、上側のトランジスタがパルス幅変調され
ているので、下側のトランジスタのソース端子はACの
接地電位である。これによって下側のトランジスタのゲ
ート端子における電圧の振幅を大幅に減少させ、パワー
MOSFETのノイズ特性を改善する。
【0011】さらに本発明の機能的な寄与としては、分
離構造と回路の集積化があげられる。 ある実施例に
おいては制御回路12は1つのIC中に収められ、抵抗
14−24およびPNPトランジスタ26−36および
ツェナダイオード38を含む高電圧分離回路42は他の
ICを構成する。ゆえに制御用IC(12)は高電圧イ
ンターフェイスIC(42)から物理的に分離すること
ができる。駆動回路44−54は1つのICに集積する
ことも6つの独立したICに分割することもできる。一
般にはパワーMOSFET56−66は個別素子である
。 したがって本発明はモータ制御部品を1つのIC中にお
いて高電圧インターフェイスをもちいて分離し、パワー
MOSFET駆動回路の個別部品の集積化を可能にし、
システム全体の集積化を簡単にする。
離構造と回路の集積化があげられる。 ある実施例に
おいては制御回路12は1つのIC中に収められ、抵抗
14−24およびPNPトランジスタ26−36および
ツェナダイオード38を含む高電圧分離回路42は他の
ICを構成する。ゆえに制御用IC(12)は高電圧イ
ンターフェイスIC(42)から物理的に分離すること
ができる。駆動回路44−54は1つのICに集積する
ことも6つの独立したICに分割することもできる。一
般にはパワーMOSFET56−66は個別素子である
。 したがって本発明はモータ制御部品を1つのIC中にお
いて高電圧インターフェイスをもちいて分離し、パワー
MOSFET駆動回路の個別部品の集積化を可能にし、
システム全体の集積化を簡単にする。
【0012】以上ここに開示したのは新規な高電圧ブリ
ッジインターフェイス回路であって、高電圧電源路と制
御回路との間の1方向の分離をもたらすために分割され
た回路であり、パワーMOSFETのゲート端子におけ
るノイズ特性とシステムの集積化コストを低減させるも
のであることが理解されるだろう。
ッジインターフェイス回路であって、高電圧電源路と制
御回路との間の1方向の分離をもたらすために分割され
た回路であり、パワーMOSFETのゲート端子におけ
るノイズ特性とシステムの集積化コストを低減させるも
のであることが理解されるだろう。
【図1】本発明の好適実施例を表した簡単なブロックダ
イアグラムである。
イアグラムである。
【図2】本発明の実施例のさらに詳細なダイアグラムで
ある。
ある。
12 制御回路
42 高電圧分離回路
44−54 駆動回路
56−66 パワートランジスタ
Claims (6)
- 【請求項1】 出力を通して電流を供給またはシンク
する回路であって:ゲート端子、ソース端子、ドレイン
端子をそれぞれ有する第1および第2パワートランジス
タであって、前記第1パワートランジスタの前記ドレイ
ン端子は第1動作電位源に結合し、前記第2パワートラ
ンジスタの前記ソース端子は第2動作電位源に結合し、
前記第1パワートランジスタの前記ソース端子および前
記第2パワートランジスタの前記ドレイン端子は共に出
力に結合する、ところの第1および第2パワートランジ
スタ;互いに所定の位相関係を有する複数の制御信号を
もたらす複数の出力をもつ第1手段;前記複数の制御信
号に応答して複数の出力信号をもたらすことを許可また
は不許可にし、前記第1手段を第1動作電位源と第2動
作電位源との間で発生する電位から一方向に分離する第
2手段;および人力、第1出力および第2出力をそれぞ
れ有する第1および第2駆動回路であって、該人力は前
記第2手段の複数の出力信号のうちの第1および第2信
号を受信するために結合され、前記第1出力はそれぞれ
第1および第2パワートランジスタのゲート端子に結合
し、前記第2出力はそれぞれ第1および第2パワートラ
ンジスタのソース端子にそれぞれ結合する、ところの第
1および第2駆動回路;から成ることを特徴とする回路
。 - 【請求項2】 請求項1記載の回路であって、前記第
2手段がベース、エミッタ、コレクタをそれぞれ有する
複数のトランジスタを含み、該ベースは第3動作電位源
に共に結合し、該エミッタは前記複数の制御信号のいく
つかを受信するように結合され、前記複数のトランジス
タの第1および第2のもののコレクタは前記第1および
第2駆動回路に結合し、前記複数の出力信号をもたらす
、ことを特徴とする回路。 - 【請求項3】 請求項2記載の回路であって、前記第
2手段が:前記第1手段の前記複数の出力と前記複数の
トランジスタの前記エミッタとの間をそれぞれ結合する
複数の抵抗;前記複数のトランジスタの前記ベースにお
いて、前記第3動作電位源に対して正の電位をもたらす
ように前記複数のトランジスタの前記ベースと前記第3
動作電位源との間に結合されたツェナダイオード;をさ
らに含むことを特徴とする回路。 - 【請求項4】 請求項3記載の回路であって、前記複
数のトランジスタがPNPトランジスタである回路。 - 【請求項5】 請求項4記載の回路であって、前記第
1駆動回路が:前記第1駆動回路の前記人力に結合した
アノードと前記第1駆動回路の前記第1出力に結合した
カソードとを有するダイオード手段;ベース、エミッタ
、コレクタを有する第1トランジスタであって、前記コ
レクタは前記第1ダイオード手段の前記アノードに結合
し、前記エミッタは前記第1駆動回路の前記第2出力に
結合するところの第1トランジスタ;ベース、エミッタ
、コレクタを有する第2トランジスタであって、前記ベ
ースは前記第1トランジスタの前記コレクタに結合し、
前記エミッタは前記第1ダイオード手段の前記カソード
に結合し、前記コレクタは前記第1トランジスタの前記
ベースに結合するところの第2トランジスタ;前記第1
トランジスタの前記ベースとエミッタとの間に結合され
た第1抵抗;前記第1トランジスタの前記コレクタとエ
ミッタとの間に結合された第2抵抗;前記第1駆動回路
の前記第1出力に結合したカソードおよび前記第1駆動
回路の前記第2出力に結合したアノードを有する第2ダ
イオード手段;から成ることを特徴とする前記第1駆動
回路。 - 【請求項6】 モータ制御回路を分離する方法であっ
て:互いに所定の位相関係を有する複数の制御信号を生
成する段階;複数の出力信号に応答して高電圧電力路間
に結合された複数のパワートランジスタを通して出力電
流を供給し、出力電流はモータ制御回路の出力を通して
出力電流を供給またはシンクする段階;および前記複数
の制御信号に応答して前記複数の出力信号を供給可能に
し、さらに前記高電圧電力路から前記複数の制御信号に
対して一方向の分離を維持する段階;からなる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US484946 | 1990-02-26 | ||
| US07/484,946 US4967336A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | High voltage bridge interface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04229097A true JPH04229097A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=23926293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3114207A Pending JPH04229097A (ja) | 1990-02-26 | 1991-02-26 | モーター制御用高電圧ブリッジ回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4967336A (ja) |
| EP (1) | EP0444404B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04229097A (ja) |
| KR (1) | KR920000168A (ja) |
| DE (1) | DE69127838T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4007566C2 (de) * | 1990-03-09 | 1998-07-16 | Siemens Ag | Leistungsverstärker für die Speisung einer Induktivität mit geschalteten Transistoren |
| US5103148A (en) * | 1990-11-06 | 1992-04-07 | Motorola, Inc. | Low voltage circuit to control high voltage transistor |
| US5517402A (en) * | 1992-06-04 | 1996-05-14 | Sanden Corporation | Inverter circuit with an improved inverter driving circuit |
| IT1266377B1 (it) * | 1993-05-31 | 1996-12-27 | Merloni Antonio Spa | Metodo di alimentazione di motori elettrici a induzione mediante inverter elettronici |
| JP3411437B2 (ja) * | 1996-02-23 | 2003-06-03 | 富士電機株式会社 | 電力用半導体モジュール |
| EP1258980B1 (en) * | 2001-05-17 | 2005-12-07 | STMicroelectronics S.r.l. | "Driving circuit and method for preventing voltage surges on supply lines while driving a dc motor" |
| DE10156939B4 (de) | 2001-11-20 | 2004-06-03 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer elektrischenMaschine |
| CA2716022C (en) * | 2010-09-30 | 2019-03-12 | Light-Based Technologies Incorporated | Apparatus and methods for supplying power |
| KR102167778B1 (ko) * | 2013-12-04 | 2020-10-20 | 엘지이노텍 주식회사 | 손떨림 보정 액추에이터 고전류 제어 시스템 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0634587B2 (ja) * | 1982-05-06 | 1994-05-02 | 株式会社東芝 | 電圧形インバータ装置 |
| US4481434A (en) * | 1982-06-21 | 1984-11-06 | Eaton Corporation | Self regenerative fast gate turn-off FET |
| JPS59123478A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Toshiba Corp | 電圧形インバ−タの制御装置 |
| JPH0634594B2 (ja) * | 1983-10-07 | 1994-05-02 | 株式会社東芝 | 電圧形インバ−タ |
| JPS6373898A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバ−タ装置 |
| KR900008393B1 (ko) * | 1986-10-02 | 1990-11-17 | 미츠비시 덴키 가부시키가이샤 | 인버터장치의 과전류보호회로 |
| JP2578159B2 (ja) * | 1988-04-18 | 1997-02-05 | 日本オーチス・エレベータ株式会社 | Pwmインバータ |
| US4875148A (en) * | 1988-12-16 | 1989-10-17 | Sundstrand Corporation | Control for producing a low magnitude voltage at the output of a PWM inverter |
-
1990
- 1990-02-26 US US07/484,946 patent/US4967336A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-14 EP EP91100366A patent/EP0444404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-14 DE DE69127838T patent/DE69127838T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-20 KR KR1019910002698A patent/KR920000168A/ko not_active Withdrawn
- 1991-02-26 JP JP3114207A patent/JPH04229097A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69127838D1 (de) | 1997-11-13 |
| EP0444404A2 (en) | 1991-09-04 |
| DE69127838T2 (de) | 1998-03-26 |
| EP0444404A3 (en) | 1991-10-23 |
| KR920000168A (ko) | 1992-01-10 |
| US4967336A (en) | 1990-10-30 |
| EP0444404B1 (en) | 1997-10-08 |
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