JPH0683402A - Pwm駆動回路 - Google Patents
Pwm駆動回路Info
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- JPH0683402A JPH0683402A JP4230689A JP23068992A JPH0683402A JP H0683402 A JPH0683402 A JP H0683402A JP 4230689 A JP4230689 A JP 4230689A JP 23068992 A JP23068992 A JP 23068992A JP H0683402 A JPH0683402 A JP H0683402A
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- JP
- Japan
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- circuit
- signal
- pwm
- polarity
- input
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は簡単な構成で歪みの少ないPWM
駆動回路である。 【構成】 入力信号VINと基準電圧VR とを比較器2で
レベル比較して比較結果POLに基づいて所要極性の鋸歯
状波信号WSOW を発生させる鋸歯状波発生回路3と、入
力信号VINと鋸歯状波発生回路3で発生する鋸歯状波信
号WSOW とをレベル比較して所要の極性のPWM信号を
生成する比較器1と、比較結果POLと生成された所要の
極性のPWM信号とに基づいて負荷5の駆動方向を決定
するPWMロジック回路4手段とを備えている。
駆動回路である。 【構成】 入力信号VINと基準電圧VR とを比較器2で
レベル比較して比較結果POLに基づいて所要極性の鋸歯
状波信号WSOW を発生させる鋸歯状波発生回路3と、入
力信号VINと鋸歯状波発生回路3で発生する鋸歯状波信
号WSOW とをレベル比較して所要の極性のPWM信号を
生成する比較器1と、比較結果POLと生成された所要の
極性のPWM信号とに基づいて負荷5の駆動方向を決定
するPWMロジック回路4手段とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PWM(パルス幅変
調)信号で、例えばモータやアクチュエータ等の負荷に
供給する電力を制御するPWM駆動回路に関するもので
ある。
調)信号で、例えばモータやアクチュエータ等の負荷に
供給する電力を制御するPWM駆動回路に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来のモータ等を両方向に回転駆動させ
るPWM駆動回路は図3(a) に示すように構成されてい
る。同図において、入力端子に供給された入力信号VIN
は、全波整流回路31に供給され、基準電圧端子に印加
されている基準電圧VR に基づいて同図(b) に示すよう
に全波整流される。
るPWM駆動回路は図3(a) に示すように構成されてい
る。同図において、入力端子に供給された入力信号VIN
は、全波整流回路31に供給され、基準電圧端子に印加
されている基準電圧VR に基づいて同図(b) に示すよう
に全波整流される。
【0003】また、この入力信号VINは、極性判別用の
比較回路32にも供給されて、基準電圧VR に対して電
圧値が高いか低いかの極性が判別され、比較結果の極性
判別出力POLは、ロジック回路33の一方の入力に送ら
れている。なお、ロジック回路33はアンド回路33
a,33bおよびノット回路33cにより構成されてい
る。また、クロック端子から供給される同図(c) に示す
ような、クロック信号PWMに同期した鋸状波WSAW を発
生させる鋸歯状波発生器34が設けられている。
比較回路32にも供給されて、基準電圧VR に対して電
圧値が高いか低いかの極性が判別され、比較結果の極性
判別出力POLは、ロジック回路33の一方の入力に送ら
れている。なお、ロジック回路33はアンド回路33
a,33bおよびノット回路33cにより構成されてい
る。また、クロック端子から供給される同図(c) に示す
ような、クロック信号PWMに同期した鋸状波WSAW を発
生させる鋸歯状波発生器34が設けられている。
【0004】全波整流回路31の全波整流出力はPWM
信号生成用の比較器35に一方の入力に送られ、他方の
入力に送られる鋸歯状波発生器34の鋸状波出力とレベ
ル比較されて、PWM信号に変換される。このPWM信
号はロジック回路33の他方の入力に送られている。
信号生成用の比較器35に一方の入力に送られ、他方の
入力に送られる鋸歯状波発生器34の鋸状波出力とレベ
ル比較されて、PWM信号に変換される。このPWM信
号はロジック回路33の他方の入力に送られている。
【0005】ロジック回路33はPWM信号と極性判別
出力POLにより、PWM信号を正極性のPWM信号と負
極性のPWM信号に分離し、分離されたPWM信号のそ
れぞれを正方向駆動用パワートランジスタQ1 および負
方向駆動用パワートランジスタQ2 を制御するゲート信
号として供給する。
出力POLにより、PWM信号を正極性のPWM信号と負
極性のPWM信号に分離し、分離されたPWM信号のそ
れぞれを正方向駆動用パワートランジスタQ1 および負
方向駆動用パワートランジスタQ2 を制御するゲート信
号として供給する。
【0006】これにより、負荷36に対して電源VD →
Q1 →負荷36→GNDまたはGND→負荷36→Q2
→電源VE の二つの経路方向に電流を流して、負荷36
を駆動するものである。
Q1 →負荷36→GNDまたはGND→負荷36→Q2
→電源VE の二つの経路方向に電流を流して、負荷36
を駆動するものである。
【0007】図4(a)(b)は別の従来例の回路である。図
4(a) に示す回路は、負荷36にかかる電圧を入力端子
側に帰還する回路を設けて、VD およびVE の変動を抑
圧する従来例であるが、負荷36に対する駆動原理は前
記の回路と同じである。
4(a) に示す回路は、負荷36にかかる電圧を入力端子
側に帰還する回路を設けて、VD およびVE の変動を抑
圧する従来例であるが、負荷36に対する駆動原理は前
記の回路と同じである。
【0008】また、同図(b) に示す回路は、単一電源構
成になる従来例の回路であるが、全波整流回路31等の
主要構成部は前記の従来例と同じであり、駆動原理も同
じである。
成になる従来例の回路であるが、全波整流回路31等の
主要構成部は前記の従来例と同じであり、駆動原理も同
じである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
PWM駆動回路は、正方向駆動用PWM信号と負方向駆
動用PWM信号の生成を同一の比較器35で行うため、
入力信号VINを基準電圧VR に対して相対的に全波整流
し、基準電圧VR に対する電圧絶対値の偏差分だけを求
め、これを比較器35に送る手段、つまり、全波整流回
路31が必要であった。
PWM駆動回路は、正方向駆動用PWM信号と負方向駆
動用PWM信号の生成を同一の比較器35で行うため、
入力信号VINを基準電圧VR に対して相対的に全波整流
し、基準電圧VR に対する電圧絶対値の偏差分だけを求
め、これを比較器35に送る手段、つまり、全波整流回
路31が必要であった。
【0010】また、この全波整流回路31はダイオード
の立上がり特性などにより、理想的な直線性を得ること
が難しく、図3(b) の実線に示すように、破線に示す理
想波形に対して歪みを生じて全波整流回路31に不感帯
が形成され、図5(a) に示すように入力信号VINの電圧
が基準電圧VR に近い値で、出力電圧の直線性が損なわ
れ、歪みを生ずる問題もあった。この発明は、このよう
な問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で
歪みの少ないPWM駆動回路を提供することを目的とし
ている。
の立上がり特性などにより、理想的な直線性を得ること
が難しく、図3(b) の実線に示すように、破線に示す理
想波形に対して歪みを生じて全波整流回路31に不感帯
が形成され、図5(a) に示すように入力信号VINの電圧
が基準電圧VR に近い値で、出力電圧の直線性が損なわ
れ、歪みを生ずる問題もあった。この発明は、このよう
な問題を解決するためになされたもので、簡単な構成で
歪みの少ないPWM駆動回路を提供することを目的とし
ている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明のPWM駆動回
路は、入力信号と一定周期の鋸歯状波信号とをレベル比
較して得られたPWM信号により負荷に対して正負両方
向のいずれから電力を供給制御するPWM駆動回路にお
いて、入力信号と基準電圧とをレベル比較してこの比較
結果に基づいて所要極性の鋸歯状波信号を発生させる手
段と、入力信号と前記所要の極性の鋸歯状波信号とをレ
ベル比較して所要の極性のPWM信号を生成する手段
と、前記比較結果と生成された前記所要の極性のPWM
信号とに基づいて負荷の駆動方向を決定する手段とを備
えたことを特徴としている。
路は、入力信号と一定周期の鋸歯状波信号とをレベル比
較して得られたPWM信号により負荷に対して正負両方
向のいずれから電力を供給制御するPWM駆動回路にお
いて、入力信号と基準電圧とをレベル比較してこの比較
結果に基づいて所要極性の鋸歯状波信号を発生させる手
段と、入力信号と前記所要の極性の鋸歯状波信号とをレ
ベル比較して所要の極性のPWM信号を生成する手段
と、前記比較結果と生成された前記所要の極性のPWM
信号とに基づいて負荷の駆動方向を決定する手段とを備
えたことを特徴としている。
【0012】
【作用】このように構成することで、入力信号と基準電
圧との差電圧を求める全波整流回路等の手段を不要と
し、歪みの少ないPWM駆動信号を得ることができる。
圧との差電圧を求める全波整流回路等の手段を不要と
し、歪みの少ないPWM駆動信号を得ることができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の一実施
例を説明する。図1はこの実施例の構成を示す回路図と
動作を説明する波形図である。図1(a) に示す回路にお
いて、入力端子に供給される入力信号VINは、PWM信
号生成用の比較回路1の一方の入力に送られている。
例を説明する。図1はこの実施例の構成を示す回路図と
動作を説明する波形図である。図1(a) に示す回路にお
いて、入力端子に供給される入力信号VINは、PWM信
号生成用の比較回路1の一方の入力に送られている。
【0014】また、入力信号VINは極性検出用の電圧比
較器2にも送られており、この比較器2において、基準
電圧端子から供給される基準電圧VR と電圧値が比較さ
れて、基準電圧VR より高いか低いかの極性が判別され
る。
較器2にも送られており、この比較器2において、基準
電圧端子から供給される基準電圧VR と電圧値が比較さ
れて、基準電圧VR より高いか低いかの極性が判別され
る。
【0015】電圧の比較器2の極性判別出力POLは、P
WMの波形幅を規定する鋸歯状波を発生する鋸歯状波発
生回路3とPWM信号を分離するPWMロジック回路4
の一方の入力に送られる。
WMの波形幅を規定する鋸歯状波を発生する鋸歯状波発
生回路3とPWM信号を分離するPWMロジック回路4
の一方の入力に送られる。
【0016】鋸歯状波発生回路3は同図(b) に示すよう
に、比較器2の極性判別出力POLの一方の極性によりセ
ットされ、クロック入力端子から送られるPWMのクロ
ック信号PWNCKの一周期毎の立上がりでリセットされる
フリップフロップ3a,クロック信号PWNCKの立上がり
を検出するアップエッジ検出回路3b、鋸歯状波形を発
生させるための一方が基準電圧VR に接続されている充
放電用のコンデンサ3c,このコンデンサ3cに極性の
異なる充電電流を供給するための定電流回路3d,3
e,定電流回路3dをコンデンサ3cに対して、フリッ
プフロップ3aの出力POLD で開閉するスイッチ3f,
また、定電流回路3eをフリップフロップ3aの出力P
OLD のインバータ3gを介した出力で開閉するスイッチ
3h,およびアップエッジ検出回路3bのエッジ出力に
よりコンデンサ3cを放電させるスイッチ3iよりなっ
ている。
に、比較器2の極性判別出力POLの一方の極性によりセ
ットされ、クロック入力端子から送られるPWMのクロ
ック信号PWNCKの一周期毎の立上がりでリセットされる
フリップフロップ3a,クロック信号PWNCKの立上がり
を検出するアップエッジ検出回路3b、鋸歯状波形を発
生させるための一方が基準電圧VR に接続されている充
放電用のコンデンサ3c,このコンデンサ3cに極性の
異なる充電電流を供給するための定電流回路3d,3
e,定電流回路3dをコンデンサ3cに対して、フリッ
プフロップ3aの出力POLD で開閉するスイッチ3f,
また、定電流回路3eをフリップフロップ3aの出力P
OLD のインバータ3gを介した出力で開閉するスイッチ
3h,およびアップエッジ検出回路3bのエッジ出力に
よりコンデンサ3cを放電させるスイッチ3iよりなっ
ている。
【0017】比較器2の極性判別出力POLの極性が、例
えば負で、フリップフロップ3aの出力の極性判別出力
POLD がLの場合は、図示のようにスイッチ3hが閉じ
て、基準電圧VR 側からコンデンサ3cを通して定電流
回路3e側に充電電流を流して、コンデンサ3cを直線
的に充電する。
えば負で、フリップフロップ3aの出力の極性判別出力
POLD がLの場合は、図示のようにスイッチ3hが閉じ
て、基準電圧VR 側からコンデンサ3cを通して定電流
回路3e側に充電電流を流して、コンデンサ3cを直線
的に充電する。
【0018】コンデンサ3cに充電された電荷は、次の
クロック信号PWNCKの立上がり縁でスイッチ3iにより
放電され、再びこのクロック信号PWNCKについての充電
が始まる。また、極性判別出力POLの極性が正に転極す
れば、スイッチ3fが閉じ、スイッチ3hが開いて、コ
ンデンサ3cを逆方向に充電する。
クロック信号PWNCKの立上がり縁でスイッチ3iにより
放電され、再びこのクロック信号PWNCKについての充電
が始まる。また、極性判別出力POLの極性が正に転極す
れば、スイッチ3fが閉じ、スイッチ3hが開いて、コ
ンデンサ3cを逆方向に充電する。
【0019】このようにして、図(c) に示すように極性
判別出力POLの極性に応じて、POLの極性が正の期間
(POLD =H)では基準電圧VR 値に対して正方向の、
また、POLの極性が負の期間(POLD =L)では基準電
圧VR 値に対して負方向になるように、基準電圧VR 値
に対して極性が転極する鋸歯状波のPWM生成用の信号
WSOW を発生させて、この信号出力WSOW を比較器1の
他方の入力に送る。
判別出力POLの極性に応じて、POLの極性が正の期間
(POLD =H)では基準電圧VR 値に対して正方向の、
また、POLの極性が負の期間(POLD =L)では基準電
圧VR 値に対して負方向になるように、基準電圧VR 値
に対して極性が転極する鋸歯状波のPWM生成用の信号
WSOW を発生させて、この信号出力WSOW を比較器1の
他方の入力に送る。
【0020】比較器1は入力信号VINと鋸歯状波形の信
号WSOW の電圧の両者を比較し、入力信号VINと鋸歯状
信号WSOW のレベルが等しくなるまでの幅のPWM信号
を生成し、このPWM信号をPWMロジック回路4の他
方の入力に送る。
号WSOW の電圧の両者を比較し、入力信号VINと鋸歯状
信号WSOW のレベルが等しくなるまでの幅のPWM信号
を生成し、このPWM信号をPWMロジック回路4の他
方の入力に送る。
【0021】PWM信号を分離するPWMロジック回路
4は、アンド回路4a,4bとノット回路4c,4dよ
りなり、例えば、極性判別出力POLの極性が正の場合
は、アンド回路4aを開き、アンド回路4bをノット回
路4dを介して閉じる。反対にPOLの極性が負の場合
は、アンド回路4aを閉じ、アンド回路4bをノット回
路4dを介して開くようになっている。したがって、ア
ンド回路4aが開き、このアンド回路4aに比較器1か
ら正のPWM信号が与えられたとき、アンド回路4aは
このPWM信号を出力する。
4は、アンド回路4a,4bとノット回路4c,4dよ
りなり、例えば、極性判別出力POLの極性が正の場合
は、アンド回路4aを開き、アンド回路4bをノット回
路4dを介して閉じる。反対にPOLの極性が負の場合
は、アンド回路4aを閉じ、アンド回路4bをノット回
路4dを介して開くようになっている。したがって、ア
ンド回路4aが開き、このアンド回路4aに比較器1か
ら正のPWM信号が与えられたとき、アンド回路4aは
このPWM信号を出力する。
【0022】また、アンド回路4bが開き、このアンド
回路4bに比較器1から負のPWM信号が与えられたと
き、ノット回路4cにより反転されて、アンド回路4b
はこの負のPWM信号を出力する。
回路4bに比較器1から負のPWM信号が与えられたと
き、ノット回路4cにより反転されて、アンド回路4b
はこの負のPWM信号を出力する。
【0023】PWMロジック回路4のアンド回路4a,
4bの出力はそれぞれ正方向駆動用パワートランジスタ
Q1 および負方向駆動用パワートランジスタQ2 を制御
するゲート信号として供給される。これにより、負荷5
に対して電源VD →Q1 →負荷5→GNDまたはGND
→負荷5→Q2 →電源VE の二つの経路方向に電流を流
して負荷5を駆動する。
4bの出力はそれぞれ正方向駆動用パワートランジスタ
Q1 および負方向駆動用パワートランジスタQ2 を制御
するゲート信号として供給される。これにより、負荷5
に対して電源VD →Q1 →負荷5→GNDまたはGND
→負荷5→Q2 →電源VE の二つの経路方向に電流を流
して負荷5を駆動する。
【0024】上述したように、この実施例は、入力信号
VINと基準電圧VR とを比較して、比較極性が転極した
とき、鋸歯状信号WSOW を基準電圧VR に対して反転さ
せてPWM信号の生成させるものである。
VINと基準電圧VR とを比較して、比較極性が転極した
とき、鋸歯状信号WSOW を基準電圧VR に対して反転さ
せてPWM信号の生成させるものである。
【0025】図2(a)(b)は、それぞれ別の実施例の回路
図である。図2(a) に示す実施例は負荷5から帰還回路
6を介して入力側に帰還を施し、電源VD ,VE 等の変
動を抑えて、負荷5に供給する電圧の安定を図った実施
例である。
図である。図2(a) に示す実施例は負荷5から帰還回路
6を介して入力側に帰還を施し、電源VD ,VE 等の変
動を抑えて、負荷5に供給する電圧の安定を図った実施
例である。
【0026】同図(b) は、バッテリー等を使用し消費電
力を節減するために、単一電源構成としてこの単一電源
により負荷5を両方向から駆動する場合の実施例であ
る。この実施例では、出力回路を出力トランジスタQ1
,Q2 ,Q3 ,Q4 によりH型ブリッジを形成して負
荷5に電力を供給する実施例で、この実施例も帰還回路
6を介して入力側に帰還を施している。
力を節減するために、単一電源構成としてこの単一電源
により負荷5を両方向から駆動する場合の実施例であ
る。この実施例では、出力回路を出力トランジスタQ1
,Q2 ,Q3 ,Q4 によりH型ブリッジを形成して負
荷5に電力を供給する実施例で、この実施例も帰還回路
6を介して入力側に帰還を施している。
【0027】これらの実施例によれば、従来の回路で必
要としていた全波整流回路が不要であるので、全波整流
回路に起因する非線形が無くなり、入出力特性は図5
(b) に示すように入力信号VINの全範囲に対して直線性
が得られて、出力波形に歪みを生じない。なお、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変更
しない範囲で変形して実施できる。
要としていた全波整流回路が不要であるので、全波整流
回路に起因する非線形が無くなり、入出力特性は図5
(b) に示すように入力信号VINの全範囲に対して直線性
が得られて、出力波形に歪みを生じない。なお、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変更
しない範囲で変形して実施できる。
【0028】
【発明の効果】この発明によれば、従来の回路で必要で
あった入力信号の全波整流回路が不要になり回路構成が
簡単になるとともに、歪みの原因であった全波整流回路
が不要になるので、歪みの少ないPWM駆動回路を提供
することができる。
あった入力信号の全波整流回路が不要になり回路構成が
簡単になるとともに、歪みの原因であった全波整流回路
が不要になるので、歪みの少ないPWM駆動回路を提供
することができる。
【図1】この発明の一実施例の構成を示すブロック回路
図と動作説明用の波形図。
図と動作説明用の波形図。
【図2】他の実施例の構成を示すブロック回路図。
【図3】従来のPWM駆動回路の構成を示すブロック回
路図と動作説明用の波形図。
路図と動作説明用の波形図。
【図4】従来の他のPWM駆動回路の構成を示すブロッ
ク回路図。
ク回路図。
【図5】従来のPWM駆動回路の入出力特性とこの発明
のPWM駆動回路の入出力特性を示す特性図。
のPWM駆動回路の入出力特性を示す特性図。
1…比較器(レベル)、2…比較器(極性)、3…鋸歯
状波発生回路、3a…フリップフロップ、3b…アップ
エッジ検出回路3b、3c…コンデンサ,3d,3e…
定電流回路、3g…ノット回路、3f,3h,3i…ス
イッチ4…PWMロジック回路、4a,4b…アンド回
路、4c,4d…ノット回路、5…負荷、6…帰還回
路、Q1 …正方向駆動用パワートランジス,Q2 …負方
向駆動用パワートランジス、Q3 ,Q4 …出力トランジ
スタ、VIN…入力信号、VR …基準電圧、VD ,VE …
電源、POL…極性判別出力、POLD …極性判別出力(フ
リップフロップ3a出力)PWMCK…PWM用クロック、
WSOW …鋸歯状波信号。
状波発生回路、3a…フリップフロップ、3b…アップ
エッジ検出回路3b、3c…コンデンサ,3d,3e…
定電流回路、3g…ノット回路、3f,3h,3i…ス
イッチ4…PWMロジック回路、4a,4b…アンド回
路、4c,4d…ノット回路、5…負荷、6…帰還回
路、Q1 …正方向駆動用パワートランジス,Q2 …負方
向駆動用パワートランジス、Q3 ,Q4 …出力トランジ
スタ、VIN…入力信号、VR …基準電圧、VD ,VE …
電源、POL…極性判別出力、POLD …極性判別出力(フ
リップフロップ3a出力)PWMCK…PWM用クロック、
WSOW …鋸歯状波信号。
Claims (1)
- 【請求項1】入力信号と一定周期の鋸歯状波信号とをレ
ベル比較して得られたPWM信号により負荷に対して正
負両方向のいずれから電力を供給制御するPWM駆動回
路において、 入力信号と基準電圧とをレベル比較してこの比較結果に
基づいて所要極性の鋸歯状波信号を発生させる手段と、 入力信号と前記所要の極性の鋸歯状波信号とをレベル比
較して所要の極性のPWM信号を生成する手段と、 前記比較結果と生成された前記所要の極性のPWM信号
とに基づいて負荷の駆動方向を決定する手段と、 を備えたことを特徴とするPWM駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4230689A JPH0683402A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Pwm駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4230689A JPH0683402A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Pwm駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0683402A true JPH0683402A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16911772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4230689A Pending JPH0683402A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Pwm駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0683402A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074222A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Hitachi, Ltd. | H-type bridge circuit and integrated circuit |
| WO2003061103A3 (en) * | 2002-01-02 | 2003-10-16 | Bae Systems Plc | A switching circuit and a method of operation thereof |
| WO2003061123A3 (en) * | 2002-01-02 | 2004-06-24 | Bae Systems Plc | A switching circuit and a method of operation thereof |
| US9466865B2 (en) | 2014-04-08 | 2016-10-11 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for improved ferrite circulator RF power handling |
| US9466866B2 (en) | 2014-04-08 | 2016-10-11 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for using power dividers for improved ferrite circulator RF power handling |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4230689A patent/JPH0683402A/ja active Pending
Cited By (6)
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