JPH0723589A

JPH0723589A - Ｈ形ブリッジ回路の制御回路

Info

Publication number: JPH0723589A
Application number: JP5162834A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Yasuda; 幸央安田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-24
Also published as: US5532562A

Abstract

(57)【要約】【目的】集積回路化した場合に、外部付加素子を減少
させ、小形化、高信頼性を実現しうるＨブリッジ回路の
制御回路を提供する。【構成】制御回路７Ａは、１個のコンデンサ１１２
と、制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３により前記コンデンサ１
１２の充放電を行う充放電回路１１０と、前記コンデン
サ１１２の電圧を検出する電圧検出回路１１３ー１１６
と、その電圧検出回路１１３−１１６の検出電圧に基づ
いて前記制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を保持する保持回路
８３、８７とを備える。制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の変
化により前記コンデンサ１１２の充電、放電制御を行っ
て前記Ｈ型ブリッジ回路３ａー３ｄの貫通電流を防止す
るとともに、充放電期間の経過後に前記ブリッジ回路を
前記制御信号に対応する動作状態に移行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直流電動機（モー
タ）等の駆動制御用のＨ形ブリッジ回路を安全に動作さ
せる制御回路、特にＨ形ブリッジ回路の動作切り替え時
の貫通電流を防止しうるＨ形ブリッジ回路の制御回路に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６はＨ形ブリッジ回路を構成するモー
タ駆動制御用のスイッチング回路を含む従来の直流電動
機用駆動回路のブロック図である。図７は図６のＨ形ブ
リッジ状のスイッチング回路を駆動、制御する制御回路
としてのプリドライバ回路の回路図、図８はＨ形ブリッ
ジ回路のプリドライバ回路の一部を示す回路図である。

【０００３】図６において、符号１はモータで、このモ
ータ１への駆動電流のオンオフ及び駆動電流の流動方向
を切り換えてモータ１の正逆転を切り替える４個のスイ
ッチング素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、モータ１の周
囲に配置されており、これらのスイッチング素子３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄとモータ１とはＨ形ブリッジ回路を構
成するように電気的に接続されている。

【０００４】第１及び第２スイッチング素子３ａ、３ｂ
は共に電源に接続され、第３及び第４スイッチング素子
３ｃ、３ｄは共にアースされている。各スイッチング素
子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはそれぞれ対応するスイッチ
駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに接続され、それらス
イッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは制御回路とし
てのプリドライバ回路７を介してコンピュータ等から成
る制御ユニット９に接続されている。

【０００５】第７図は各スイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄ及び各スイッチング素子３ａ、３ｂ、３ｃ、
３ｄの一例を示す回路図である。この図において、各ス
イッチング素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、Ｎチャンネ
ル型ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）か
らなり、各スイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ
は、ベースをプリドライバ回路７の対応する出力端子に
接続され、コレクタを抵抗５３を介して電源に接続され
た、エミッタ接地のトランジスタ５１と、ベースをトラ
ンジスタ５１のコレクタに接続され、エミッタをトラン
ジスタ５１のエミッタと共に接地され、コレクタを抵抗
を介して電源に接続されたトランジスタ５３と、ベース
を抵抗５４とトランジスタ５３のコレクタとの結節点に
接続され、エミッタを対応するスイッチング素子３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄのスイッチ入力端子に接続されると共
にダイオード５６を介してトランジスタ５３のコレクタ
に接続され、コレクタを電源に接続されたトランジスタ
５５とから構成される。

【０００６】プリドライバ回路７の出力が低レベルの場
合にはトランジスタ５１が非道通（オフ）で、トランジ
スタ５３が導通（オン）になるので、出力トランジスタ
５５の出力レベルは低く、従って対応するスイッチング
素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはオフ状態にある。一方、
プリドライバ回路７の出力が高レベルになると、トラン
ジスタ５１が導通してトランジスタ５３が非導通になる
ので、出力トランジスタ５５が導通状態になり、スイッ
チング素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのスイッチング入力
端子に高レベルの出力が入力されるので、該スイッチン
グ素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはオン状態になる。

【０００７】ところで、各スイッチング素子３ａ、３
ｂ、３ｃ、３ｄのオンオフ状態の組み合わせにより、電
源からモータ１への電流供給を切り換えてモータ１の正
逆転及び停止状態を切り換えることができる。

【０００８】すなわち、第１スイッチング素子３ａがオ
フ、第２スイッチング素子３ｂがオン、第３スイッチン
グ素子３ｃがオン、第４スイッチング素子３ｄがオフの
場合には、電源から電流が第２スイッチング素子３ｂ、
モータ１及び第３スイッチング素子３ｃを通ってアース
に流れてモータ１は正回転する。

【０００９】また、第１スイッチング素子３ａがオン、
第２スイッチング素子３ｂがオフ、第３スイッチング素
子３ｃがオフ、第４スイッチング素子３ｄがオンの場合
には、電源から電流が第１スイッチング素子３ａ、モー
タ１及び第４スイッチング素子３ｄを通ってアースへ流
れてモータ１は逆回転する。

【００１０】さらに、第１乃至第４スイッチング素子３
ａ乃至３ｄが総てオンの場合には、電源からの供給電流
は、第１及び第２スイッチング素子３ａ、３ｂから、モ
ータ１を通らずに直接第３及び第４スイッチング素子３
ｃ、３ｄを経てアースに流れるのでモータ１は制動され
る。さらにまた、第１乃至第４スイッチング素子３ａ乃
至３ｄが共にオフの場合には、モータ１は停止する。
尚、第１及び第４スイッチング素子３ａ、３ｄ及び第２
及び第３スイッチング素子３ｂ、３ｃは夫々互いに連動
してオンオフ動作するようになっている。

【００１１】上記したようにスイッチング素子３ａ乃至
３ｄをＨブリッジ状に接続したスイッチング回路では、
各スイッチング素子３ａ乃至３ｄのオンオフ動作の切り
換えタイミングによっては、例えば、スイッチング素子
３ａ、３ｃるいは３ｂ、３ｄが同時にオンされた場合に
は、電源とアース間が短絡して非常に危険である。従っ
て、通常は、専用のプリドライバ回路７を用いて、その
様な短絡事故が起きないようにスイッチング素子３ａ、
３ｂ、３ｃ、３ｄを制御している。

【００１２】図８はそのようなプリドライバ回路７の一
例を示す回路図である。この図において、３つの第１乃
至第３入力端子７０ａ、７０ｂ、７０ｃと、出力側を対
応するスイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに各別
に接続された出力部としての４個のＮＯＲ回路７１ａ、
７１ｂ、７１ｃ、７１ｄとを有し、各ＮＯＲ回路７１
ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの入力側は図８に示すよう
に接続されている。

【００１３】第１入力端子７０ａは増幅器７２ａを介し
て第１及び第４ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｄの入力側に各
別に接続されるとともに、インバータ７３ａを介して第
２ＮＯＲ回路７１ｂの入力側に接続されている。第２入
力端子７０ｂは増幅器７２ｂを介して第２及び第３ＮＯ
Ｒ回路７１ｂ、７１ｃの入力側に各別に接続されるとと
もに、インバータ７３ｂを介して第１ＮＯＲ回路７１ａ
の入力側に接続されている。

【００１４】また、第１乃至第３入力端子７０ａ、７０
ｂ、７０ｃは、増幅器７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及びイン
バータ７３ａ、７３ｂ、７３ｃを介してフリップフロッ
プ回路７４の入力側に接続され、そのフリップフロップ
回路７４の出力側は第３及び第４ＮＯＲ回路７１ｃ、７
１ｄの入力側に接続されている。

【００１５】さらに、第１及び第２入力端子７０ａ、７
０ｂは増幅器７２ａ、７２ｂ、インバータ７３ａ、７３
ｂを介して遅延回路７５の入力側に接続され、その遅延
回路７５の出力側はそれぞれインバータ７６ａ、７６
ｂ、７６ｃ、７６ｄを介して第１乃至第４ＮＯＲ回路７
１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの入力側に接続されてい
る。

【００１６】遅延回路７５は、電源とアース間に、４個
のトランジスタ１０と４個のコイル１１から成る充放電
回路を備えた４個のコンデンサ１２をそれぞれ並列に接
続して構成され、制御ユニット９からの入力信号（プリ
ドライバ回路７の第１及び第２入力端子７０ａ、７０ｂ
の入力レベル）の状態変化時（オンからオフあるいはオ
フからオンへの変化時）に、すなわちプリドライバ回路
７の出力部であるＮＯＲ回路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、
７１ｄの出力状態の変化時、特にスイッチング素子３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄをオフ状態からオン状態に変化さ
せるときに、スイッチング素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ
のスイッチング動作を遅延させて、第１及び第３スイッ
チング素子３ａ、３ｃ同士、あるいは第２及び第４スイ
ッチング素子３ｂ、３ｄ同士が同時にオン状態になるこ
とを防止している。この結果、モータ１の動作状態を変
化させるときには、必ずモータ１への電力供給をカット
する動作を一時的に行う。

【００１７】図９は図８の回路の各部の信号の動作波形
を示している。この場合、モータの動作状態は、停止、
正回転、制動、逆回転、制動、正回転、逆回転の順で変
化する。図８中、符号Ｓ１乃至Ｓ３は、制御ユニット９
（図６参照）からプリドライバ回路７の第１乃至第３入
力端子７０ｂ、７０ａ、７０ｃへの出力信号（制御信
号）の動作波形であり、Ａ乃至Ｈは図１のＡ乃至Ｈの各
点の信号の動作波形を示しており、Ｓ５ａ乃至Ｓ５ｄは
第１乃至第４ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１
ｄから第１乃至第４スイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄへ出力される出力信号の動作波形である。

【００１８】上述したように、モータ１への電力供給を
カットする時間をデッドタイムというが、デッドタイム
は、使用するモータ１、スイッチング素子３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄ等により必要な時間が異なるため、可変であ
ることが望ましい。図８の回路では、コンデンサ１２の
容量を変えることによりデッドタイムを変更することが
できる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＨ形ブ
リッジ回路を構成するスイッチング素子３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄのプリドライバ回路７では、Ｈ形ブリッジ回路
の短絡事故を防ぐため、遅延回路７５中でコンデンサ１
２を少なくとも２つ以上（図示例では４個）必要とす
る。また、プリドライバ回路７を集積回路化しようとし
た場合、上記遅延時間は、ブリッジ回路に使用される電
力素子等により変わるため、コンデンサ１２を外付けに
して容量の異なるものに替える必要が生じる。この場
合、コンデンサ１２の接続用の集積回路の端子数が増加
する上、コンデンサ１２を集積回路に組み込むこともで
きないので、回路の小形化への障害になる。また、部品
点数の増加により回路の信頼性が低下する等の問題点が
あった。

【００２０】この発明は上述したような問題点を解消す
るためになされたもので、集積回路化した場合に、外部
付加素子を減少させ、小形化、高信頼性を実現しうるＨ
ブリッジ回路の制御回路を提供することを目的とするも
のである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＨ形ブリ
ッジ回路の制御回路は、１個のコンデンサと、制御信号
により前記コンデンサの充放電を行う充放電回路と、前
記コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路と、その電
圧検出回路の検出電圧に基づいて前記制御信号を保持す
る保持回路とを備える。

【００２２】

【作用】この発明におけるＨ形ブリッジ回路の制御回路
は、前記制御信号の変化により前記コンデンサの充電、
放電制御を行って前記Ｈ型ブリッジ回路の貫通電流を防
止するとともに、充放電期間の経過後に前記ブリッジ回
路を前記制御信号に対応する動作状態に移行させる。

【００２３】

【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例を図面に
ついて説明する。図１は、本発明をモータ駆動用のＨブ
リッジ回路を駆動、制御するプリドライバ回路に応用し
た実施例を示す回路図である。この図において、図８の
回路と同一の部材には同一の符号を付した。

【００２４】この実施例では、制御回路としてのプリド
ライバ回路７Ａが図８のプリドライバ回路７に対比し
て、以下の構成において異なっている。すなわち、プリ
ドライバ回路７Ａの第１入力端子７０ａは、第１排他的
ＯＲ回路８１の第１入力端子と、入力状態を記憶する第
１Ｄ型フリップフロップ回路８３の入力側とにそれぞれ
接続され、第１Ｄ型フリップフロップ回路８３の出力側
は、第１排他的ＯＲ回路８１の第２入力端子に接続され
るととも、第２及び第４ＮＯＲ回路７１ｂ、７１ｄの入
力端子にそれぞれ接続されている。

【００２５】また、プリドライバ回路７Ａの第２入力端
子７０ｂは、第２排他的ＯＲ回路８５の第１入力端子
と、入力状態を記憶する第２Ｄ型フリップフロップ回路
８７の入力側とにそれぞれ接続され、第２Ｄ型フリップ
フロップ回路８７の出力側は、第２排他的ＯＲ回路８５
の第２入力端子に接続されるととも、第１及び第３ＮＯ
Ｒ回路７１ａ、７１ｃの入力端子にそれぞれ接続されて
いる。第１及び第２フリップフロップ回路８３、８７は
本発明の保持回路を構成する。

【００２６】第１及び第２排他的ＯＲ回路８１、８５の
出力は、第５ＮＯＲ回路８９の第１及び第２入力端子に
それぞれ入力される。また、第５ＮＯＲ回路８９の出力
は遅延回路１００に入力される。

【００２７】次に、遅延回路１００の構成について説明
する。エミッタ接地のトランジスタ１１０のベースが第
５ＮＯＲ回路８９の出力端子に接続され、トランジスタ
１１０のコレクタは、電源とアース間で直列に接続され
たコイル１１１とコンデンサ１１２との結節点に、抵抗
１１６を介して接続される。コイル１１１とコンデンサ
１１２との結節点はコンパレータ１１３の非反転入力端
子に接続され、コンパレータ１１３の反転入力端子は、
電源とアース間に直列に接続された抵抗１１４、１１５
の結節点に接続されている。電源電圧は抵抗１１４、１
１５により適当に分割され、抵抗１１５の両端間の電圧
が基準電圧としてコンパレータ１１３の反転入力端子へ
入力される。トランジスタ１１０はコンデンサ１１２の
充放電回路を構成する。コンパレータ１１３、抵抗１１
４、１１５、１１６は本発明の電圧検出回路を構成す
る。

【００２８】電源からコイル１１１を介して充電される
コンデンサ１１２の充電電圧はコンパレータ１１３の非
反転入力端子に入力され、この充電電圧が反転入力端子
の基準電圧を越えると、コンパレータ１１３の出力が高
レベルに変わる。コンパレータ１１３の出力は第１及び
第２フリップフロップ回路８３、８７のリセット端子に
それぞれ入力される。第１及び第２フリップフロップ回
路８３、８７は、電圧検出回路の検出電圧に基づいて制
御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を保持する保持回路を構成す
る。

【００２９】第１及び第２フリップフロップ回路８３、
８７のセット端子には、プリドライバ回路７Ａの第１及
び第２入力端子７０ａ、７０ｂへ供給された入力信号が
増幅器７２ａ、７２ｂを介して各別に入力されており、
従って第１及び第２フリップフロップ回路８３、８７
は、セット端子に次の入力信号が入力されるまで、ある
いはリセット端子にコンパレータ１１３から高出力が入
力されまで、出力レベルが変化せず、すなわち第１及び
第２入力端子の入力状態を記憶、保持する。第１フリッ
プフロップ回路８３の出力は第２及び第４ＮＯＲ回路７
１ｂ、７１ｄへ入力され、第２フリップフロップ回路８
７の出力は第１及び第３ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｃへ入
力される。

【００３０】図２は図１の回路の各部の信号の動作波形
を示している。この場合、モータの動作状態は、停止、
正回転、制動、逆回転、制動、正回転、逆回転の順で変
化する。図２中、符号Ｓ１乃至Ｓ３は、制御ユニット９
（図６参照）からプリドライバ回路７Ａの第１乃至第３
入力端子７０ｂ、７０ａ、７０ｃへの出力信号の動作波
形であり、ａ乃至ｅは図１のａ乃至ｅの各点の信号の動
作波形を示しており、Ｓ５ａ乃至Ｓ５ｄは第１乃至第４
ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄから第１乃
至第４スイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄへ出力
される出力信号の動作波形である。

【００３１】ａ及びｂは第２及び第１フリップフロップ
回路８７、８３の出力信号であり、ｃはコンデンサの放
電回路（すなわちトランジスタ１１０）を制御する第５
ＮＯＲ回路８９の出力信号であり、第５ＮＯＲ回路８９
の出力ｃが高レベルになったときトランジスタ１１０が
導通状態になってコンデンサ１１２が放電し、第５ＮＯ
Ｒ回路８９の出力ｃが低レベルのとき、トランジスタ１
１０が非導通になりコンデンサ１１２への充電が行われ
る。ｄはコンデンサ１１２とコイル１１１の結節点の電
圧すなわちコンデンサ１１２の充電電圧の波形で、コン
デンサ１１２の充電が、第５ＮＯＲ回路８９の出力ｃが
高レベルから低レベルへ切り替わったときに開始され、
出力ｃが低レベルから高レベルへ切り替わったときに瞬
間的に放電が行われることを示している。ｅはコンパレ
ータ１１３の出力信号の波形であり、コンデンサ１１２
の充電電圧ｄがコンパレータ１１３の基準電位よりも大
きいとき出力される。

【００３２】放電回路すなわちトランジスタ１１０が停
止するのは、第１及び第２フリップフロップ回路８３、
８７の出力レベルｂ、ａが入力レベルと異なったときで
あり、すなわち入力レベルＳ２、Ｓ１が変化した場合で
ある。トランジスタ１１０が停止すなわち非導通になる
と、電源からコイル１１１を介して電流がコンデンサ１
１２に供給され、コンデンサ１１２の充電電圧が一定の
割合で増加する。コンデンサ１１２の充電電圧がコンパ
レータ１１３の基準電圧を越えると、コンパレータ１１
３の出力ｅが高レベルになり、従って、第１及び第２フ
リップフロップ回路８３、８７はリセットされて保持デ
ータの更新が行われる。すなわち、それらの第１及び第
２フリップフロップ回路８３、８７の出力レベルｂ、ａ
は現在の入力レベルと等しくなり、第１及び第２排他的
ＯＲ回路８１、８５の出力ｉ、ｈが共に低レベルにな
り、第５ＮＯＲ回路８９の出力ｃが高レベルになるの
で、トランジスタ１１０が導通状態になり、コンデンサ
１１２の放電が開始し、放電が瞬間的に終了した後、コ
ンデンサ１１２の電圧ｄ及びコンパレータ１１３の出力
ｅは低レベルで安定する。

【００３３】また、第１ＮＯＲ回路７１ａの入力側に
は、プリドライバ回路７Ａの第１入力端子７０ａの入力
信号Ｓ２、第２入力端子７０ｂの入力信号Ｓ１の反転信
号及び第２フリップフロップ回路８７からの出力信号ａ
が入力されているので、これら総ての信号が低レベルの
とき、第１ＮＯＲ回路７１ａの出力信号が高レベルにな
る。従って、第１スイッチ駆動回路５ａの出力Ｓ５ａも
高レベルになるので第１スイッチング素子３ａがオン状
態になる。

【００３４】第２ＮＯＲ回路７１ｂの入力側には、プリ
ドライバ回路７Ａの第２入力端子７０ｂの入力信号Ｓ
１、第１入力端子７０ａの入力信号Ｓ２の反転信号及び
第１フリップフロップ回路８３からの出力信号ｂが入力
され、これら総ての信号が低レベルのとき、第２ＮＯＲ
回路７１ｂの出力信号が高レベルになる。従って、第２
スイッチ駆動回路５ｂの出力Ｓ５ｂも高レベルになって
第２スイッチング素子３ｂがオン状態になる。

【００３５】第３ＮＯＲ回路７１ｃの入力側には、プリ
ドライバ回路７Ａの第２入力端子７０ｂの入力信号Ｓ
１、フリップフロップ回路７４の出力信号ｇ及び第２フ
リップフロップ回路８７の出力信号ａが入力されている
ので、これら総ての信号Ｓ１、ｇ、ａが低レベルのと
き、第３ＮＯＲ回路７１ｃの出力信号が高レベルにな
る。従って、第３スイッチ駆動回路５ｃの出力Ｓ５ｃも
高レベルとなり、第３スイッチング素子３ｃがオン状態
になる。すなわち、第２入力端子７０ｂの入力信号Ｓ１
及び第２フリップフロップ回路８７の出力信号ａが共に
低レベルで、且つ第１入力端子７０ａの入力信号Ｓ２が
低レベルであるか、あるいは第２入力端子７０ｂの入力
信号Ｓ１が高レベルであると同時に第３入力端子７０ｃ
の入力信号Ｓ３が高レベルであるとき、第３ＮＯＲ回路
７１ｃの出力レベルが高レベルになる。

【００３６】第４ＮＯＲ回路７１ｄの入力側には、プリ
ドライバ回路７Ａの第１入力端子７０ａの入力信号Ｓ
２、フリップフロップ回路７４の出力信号ｆ及び第１フ
リップフロップ回路８３の出力信号ｂが入力されている
ので、これら総ての信号Ｓ２、ｆ、ｂが低レベルのと
き、第４ＮＯＲ回路７１ｄの出力信号が高レベルにな
る。従って、第４スイッチ駆動回路５ｄの出力Ｓ５ｄも
高レベルとなり、第４スイッチング素子３ｄがオン状態
になる。すなわち、第１入力端子７０ａの入力信号Ｓ２
及び第１フリップフロップ回路８３の出力信号ｂが共に
低レベルで、且つ第２入力端子７０ｂの入力信号Ｓ１が
低レベルであるか、あるいは第１入力端子７０ａの入力
信号Ｓ２が高レベルであると同時に第３入力端子７０ｃ
の入力信号Ｓ３が高レベルであるとき、第４ＮＯＲ回路
７１ｄの出力レベルが高レベルになる。

【００３７】従って、図２のＳ５ａ乃至Ｓ５ｄから明ら
かなように、各スイッチング素子３ａ乃至３ｄが閉じら
れる（オンとなる）際には、必ず略コンデンサ１１２の
充電時間Ｔに相当する時間間隔だけ遅延されので、第１
及び第４スイッチング素子３ａ、３ｄや第２及び第３ス
イッチング素子３ｂ、３ｃの開閉時に、それらの開閉タ
イミングが重なったりするようなことはなく、従ってＨ
ブリッジ状に接続されたスイッチング回路が短絡するよ
うなことはない。

【００３８】また、図１の回路は自己回復的な機能を有
する。すなわち、第１及び第２フリップフロップ回路８
３、８７は特定のデータ（入力信号レベル）を一定期間
保持するが、例えば第１あるいは第２入力端子７０ａ、
７０ｂにノイズが入ってきた場合には、第１あるいは第
２フリップフロップ回路８３、８７の出力レベルｂ、ａ
が変化するが、この場合第１あるいは第２排他的ＯＲ回
路８１、８５の出力レベルｉ、ｈが変化して第５ＮＯＲ
回路８９の出力ｃが低レベルになるので、トランジスタ
１１０が非導通になり、コンデンサ１１２の充電電圧が
基準電圧を越えると、コンパレータ１１３の出力ｅが高
レベルに変わって第１及び第２フリップフロップ回路８
３、８７はリセットされる。従って、それらの出力信号
レベルが現在の入力信号レベルに一致するようになる。

【００３９】また、第１及び第２フリップフロップ回路
８３、８７が誤動作して問題になるのは、その誤動作中
に第１あるいは第２入力端子７０ａ、７０ｂの入力信号
Ｓ２、Ｓ１のレベルが変化して、各スイッチング素子３
ａ乃至３ｄの動作状態の切り換えが生じた場合である
が、第１及び第２フリップフロップ回路８３、８７はコ
ンデンサ１１２の充電時間後に自己回復するので、実際
にはその充電時間中に切り換え動作が生じた場合に問題
が起こるが、この確率は極めて小さく、実用上殆ど支障
無いものである。また、この実施例では、フリップフロ
ップ回路８３、８７を用いたデータの保持回路を有する
ので、回路外部からのノイズ等により誤動作して保持デ
ータが変化してしまう可能性があるが、図１の回路で
は、データが変化した場合でも、直に保持回路がリセッ
トされる構成をとっているため、誤ってスイッチング素
子３ａ乃至３ｄがオンになって貫通電流が流れるような
ことはなく、安全性が高い。

【００４０】尚、上述した図１の回路では、遅延回路１
００のコンデンサ１１２の電圧は１つの安定状態を持
ち、動作状態が変化したときに、一時的に電圧が変化し
てその後再び安定状態に戻るが、コンデンサ１１２の電
圧が双安定状態を取るようにしてもよい。

【００４１】実施例２．図３はこのように、遅延回路の
コンデンサの電圧が双安定状態を取るようにした本発明
の第２実施例を示す回路図である。この第２実施例にお
いて、図１の第１実施例と異なるのは、第１及び第２フ
リップフロップ回路８３、８７へリセット信号ｒを与え
る遅延回路２００の構成である。

【００４２】すなわち、制御回路としてのプリドライバ
回路７Ｂの第１及び第２入力端子７０ａ、７０ｂの入力
信号Ｓ２、Ｓ１がそれぞれ第１及び第２増幅器７２ａ、
７２ｂを介して排他的ＯＲ回路２１０へ入力され、この
排他的ＯＲ回路２１０の出力ｊが、コンデンサ２１２の
充放電回路２１１に入力され、その充放電回路２１１の
出力ｋは、一端を接地されたコンデンサ２１２の他端に
入力されると共に、第１及び第２コンパレータ２１３、
２１４の非反転入力端子にそれぞれ入力される。第１及
び第２コンパレータ２１３、２１４の非反転入力端子
は、一端を電源に接続されたコイル２１７の他端に共通
に接続されている。

【００４３】第１及び第２コンパレータ２１３、２１４
の反転入力端子は、電源とアース間に直列に接続された
抵抗２１５、２１６の第１及び第２結節点にそれぞれ接
続され、第１及び第２コンパレータ２１３、２１４の反
転入力端子には、それぞれ異なる第１及び第２基準電圧
が印加されている。第１コンパレータ２１３の第１基準
電圧は第２コンパレータ２１４の第２基準電圧よりも大
きく設定される。第１及び第２コンパレータ２１３、２
１４の出力ｍ、ｎは排他的ＯＲ回路２１８に入力され、
この排他的ＯＲ回路２１８の出力ｒは第１及び第２フリ
ップフロップ回路８３、８７のリセット端子に入力され
る。抵抗１１４、１１５、１１６、コンパレータ２１
３、２１４、抵抗２１５、２１６、及び排他的ＯＲ回路
２１８は本発明の電圧検出回路を構成する。

【００４４】図５はコンデンサ２１２の充放電回路２１
１の一例を示す回路図である。この図において、入力端
子２１２ａが排他的ＯＲ回路２１０の出力側に接続さ
れ、出力端子２１２ｂがコンデンサ２１２並びに第１及
び第２コンパレータ２１３、２１４の非反転入力端子に
接続され、これら入、出力端子２１２ａ、２１２ｂ間
に、トランジスタ２２０乃至２２７及び抵抗２２８、２
２９が図示のように接続されている。

【００４５】図４は図３の回路の各部の信号の動作波形
を示している。この場合にも、モータの動作状態は、停
止、正回転、制動、逆回転、制動、正回転、逆回転の順
で変化する。図４中、符号Ｓ１乃至Ｓ３は、制御ユニッ
ト９（図６参照）からプリドライバ回路７Ｂの第１乃至
第３入力端子７０ｂ、７０ａ、７０ｃへの出力信号の動
作波形であり、ｊ乃至ｒは図３のｊ乃至ｒの各点の信号
の動作波形を示しており、Ｓ５ａ乃至Ｓ５ｄは第１乃至
第４ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄから第
１乃至第４スイッチ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄへ
出力される出力信号の動作波形である。

【００４６】図４に示すように、充放電回路２１１は、
排他的ＯＲ回路２１０の出力信号ｊが高レベルの時、コ
ンデンサ２１２への充電を行い、その出力信号ｊが低レ
ベルの時、コンデンサ２１２を放電させるように作用
し、図４のｋで示すような電圧をコンデンサ２１２の両
端間に生じさせる。コンデンサ２１２の電圧ｋは第１及
び第２コンパレータ２１３、２１４の反転入力端子にへ
それぞれ入力され、それらの非反転入力端子に供給され
ている互いに異なる第１、第２基準電圧と比較される。
第１及び第２コンパレータ２１３、２１４は、コンデン
サ２１２の電圧ｋが第１、第２基準電圧よりも高いと
き、それぞれ高レベルの出力ｍ、ｎを発生する。

【００４７】排他的ＯＲ回路２１８は、第１及び第２コ
ンパレータ２１３、２１４の出力ｍ、ｎが互いに相違す
るとき、高レベルの信号ｒを出力し、この出力信号ｒは
第１及び第２フリップフロップ回路８３、８７のリセッ
ト端子へ入力される。このようにして、第１及び第２フ
リップフロップ回路８３、８７は、図４のｑ、ｐでそれ
ぞれ示されるような波形の出力信号を発生する。第１及
び第２フリップフロップ回路８３、８７の出力信号ｑ、
ｐは、図３に示されるように、第１乃至第４ＮＯＲ回路
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに入力され、これら第
１乃至第４ＮＯＲ回路７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ
から、図４のＳ５ａ、Ｓ５ｂ、Ｓ５ｃ、Ｓ５ｄで示され
るような波形の出力信号が対応する第１乃至第４スイッ
チ駆動回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄへそれぞれ出力され
る。

【００４８】この実施例においては、コンデンサ２１２
の電圧ｋがモータ１の動作状態を表している。すなわ
ち、コンデンサ２１２の電圧ｋが高レベルであれば、モ
ータの動作は正回転か逆回転の何れかであり、コンデン
サ２１２の電圧ｋが低レベルであれば、モータは制動か
停止の何れかである。コンデンサ２１２の電圧ｋが高レ
ベルから低レベルへ、あるいは低レベルから高レベルへ
変化する場合に、一定の遅延時間を経て第１及び第２フ
リップフロップ回路８３、８７の内容が更新される。

【００４９】この実施例の特徴は、コンデンサ２１２の
電圧ｋの変化を伴わないような動作状態の変化が発生し
た場合には、遅延動作を行わないことにある。すなわ
ち、制動から停止、停止から制動への動作状態の変化時
や、正回転から逆回転、逆回転から正回転への動作状態
の変化時には、遅延動作を行わない。制動から停止、停
止から制動へと動作状態が変化する場合には、遅延動作
の必要はなく、また、正回転から逆回転、逆回転から正
回転へと動作状態が変化する場合には、回路構成上、停
止と同様の動作を行うので特に問題はない。

【００５０】充放電回路２１１を集積回路化する場合に
は、コンデンサ２１２を取り替えてその容量を変えるた
めにコンデンサ２１２を外部付加素子（集積回路に外付
けされる素子）としてもよい。また、充放電回路２１１
の充放電電流量を決定する抵抗２２９を外部付加素子と
して取り替えられるようにして、充放電電流を可変とし
てもよい。この場合には、コンデンサ２１２は、外部付
加素子としてもよいし、集積回路に内蔵させてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、１個
のコンデンサと、制御信号により前記コンデンサの充放
電を行う充放電回路と、前記コンデンサの電圧を検出す
る電圧検出回路と、その電圧検出回路の検出電圧に基づ
いて前記制御信号を保持する保持回路とを備え、前記制
御信号の変化により前記コンデンサの充電、放電制御を
行って前記Ｈ型ブリッジ回路の貫通電流を防止するとと
もに、充放電期間の経過後に前記ブリッジ回路を前記制
御信号に対応する動作状態に移行させるようにしたの
で、回路を集積化した場合に、外部付加素子としてコン
デンサを１個用いるだけでよいため，従来のように複数
の素子を外部から付加する回路に比べて、装置の小形化
及び組み立て作業が容易であり、且つ、安価に製造する
ことができる。さらに、外部付加素子の減少により、信
頼性の向上を図ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＨ形ブリッジ回路の制御回路の第
１実施例を表す回路図である。

【図２】図１のＨ形ブリッジ回路の制御回路の各部の信
号波形を表す波形図である。

【図３】本発明によるＨ形ブリッジ回路の制御回路の第
２実施例を表す回路図である

【図４】図３のＨ形ブリッジ回路の制御回路の各部の信
号波形を表す波形図である。

【図５】図３のＨ形ブリッジ回路の制御回路を構成する
充放電回路の回路図である。

【図６】本発明を適用しうるモータ駆動回路の構成を示
すブロック図である。

【図７】図６のモータ駆動回路の一部を構成するスイッ
チ駆動回路及びスイッチング素子の回路図である。

【図８】従来のＨ形ブリッジ回路の制御回路の回路図で
ある。

【図９】図８のＨ形ブリッジ回路の制御回路の各部の信
号波形を表す波形図である。

【符号の説明】

３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄＨ形ブリッジ回路を構成する
第１乃至第４スイッチング素子７Ａ、７Ｂ制御回路としてのプリドライバ回路８３、８７保持回路としての第１及び第２フリップフ
ロップ回路１１０充放電回路としてのトランジスタ１１２コンデンサ１１３電圧検出回路としてのコンパレータ１１４、１１５、１１６電圧検出回路としての抵抗２１１充放電回路２１２コンデンサ２１３、２１４電圧検出回路としてのコンパレータ２１５、２１６電圧検出回路としての抵抗２１８電圧検出回路としての排他的ＯＲ回路Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３制御信号

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】さらに、第１，第２スイッチング素子３
ａ，３ｂがオン、第３，第４スイッチング素子３ｃ，３
ｄがオフの場合には、モータ１の両端はスイッチング素
子３ａ，３ｂにより短絡されるため、モータ１は制動さ
れる。さらにまた、第１乃至第４スイッチング素子３ａ
乃至３ｄが共にオフの場合には、モータ１は停止する。
尚、第１及び第４スイッチング素子３ａ、３ｄ及び第２
及び第３スイッチング素子３ｂ、３ｃは夫々互いに連動
してオンオフ動作するようになっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】次に、遅延回路１００の構成について説明
する。エミッタ接地のトランジスタ１１０のベースが第
５ＮＯＲ回路８９の出力端子に接続され、トランジスタ
１１０のコレクタは、電源とアース間で直列に接続され
た定電流源１１１とコンデンサ１１２との結節点に、抵
抗１１６を介して接続される。定電流源１１１とコンデ
ンサ１１２との結節点はコンパレータ１１３の非反転入
力端子に接続され、コンパレータ１１３の反転入力端子
は、電源とアース間に直列に接続された抵抗１１４、１
１５の結節点に接続されている。電源電圧は抵抗１１
４、１１５により適当に分割され、抵抗１１５の両端間
の電圧が基準電圧としてコンパレータ１１３の反転入力
端子へ入力される。トランジスタ１１０はコンデンサ１
１２の充放電回路を構成する。コンパレータ１１３、抵
抗１１４、１１５、１１６は本発明の電圧検出回路を構
成する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】電源から定電流源１１１を介して充電され
るコンデンサ１１２の充電電圧はコンパレータ１１３の
非反転入力端子に入力され、この充電電圧が反転入力端
子の基準電圧を越えると、コンパレータ１１３の出力が
高レベルに変わる。コンパレータ１１３の出力は第１及
び第２フリップフロップ回路８３、８７のリセット端子
にそれぞれ入力される。第１及び第２フリップフロップ
回路８３、８７は、電圧検出回路の検出電圧に基づいて
制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を保持する保持回路を構成す
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】ａ及びｂは第２及び第１フリップフロップ
回路８７、８３の出力信号であり、ｃはコンデンサの放
電回路（すなわちトランジスタ１１０）を制御する第５
ＮＯＲ回路８９の出力信号であり、第５ＮＯＲ回路８９
の出力ｃが高レベルになったときトランジスタ１１０が
導通状態になってコンデンサ１１２が放電し、第５ＮＯ
Ｒ回路８９の出力ｃが低レベルのとき、トランジスタ１
１０が非導通になりコンデンサ１１２への充電が行われ
る。ｄはコンデンサ１１２と定電流源１１１の結節点の
電圧すなわちコンデンサ１１２の充電電圧の波形で、コ
ンデンサ１１２の充電が、第５ＮＯＲ回路８９の出力ｃ
が高レベルから低レベルへ切り替わったときに開始さ
れ、出力ｃが低レベルから高レベルへ切り替わったとき
に瞬間的に放電が行われることを示している。ｅはコン
パレータ１１３の出力信号の波形であり、コンデンサ１
１２の充電電圧ｄがコンパレータ１１３の基準電位より
も大きいとき出力される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】放電回路すなわちトランジスタ１１０が停
止するのは、第１及び第２フリップフロップ回路８３、
８７の出力レベルｂ、ａが入力レベルと異なったときで
あり、すなわち入力レベルＳ２、Ｓ１が変化した場合で
ある。トランジスタ１１０が停止すなわち非導通になる
と、電源から定電流源１１１を介して電流がコンデンサ
１１２に供給され、コンデンサ１１２の充電電圧が一定
の割合で増加する。コンデンサ１１２の充電電圧がコン
パレータ１１３の基準電圧を越えると、コンパレータ１
１３の出力ｅが高レベルになり、従って、第１及び第２
フリップフロップ回路８３、８７はリセットされて保持
データの更新が行われる。すなわち、それらの第１及び
第２フリップフロップ回路８３、８７の出力レベルｂ、
ａは現在の入力レベルと等しくなり、第１及び第２排他
的ＯＲ回路８１、８５の出力ｉ、ｈが共に低レベルにな
り、第５ＮＯＲ回路８９の出力ｃが高レベルになるの
で、トランジスタ１１０が導通状態になり、コンデンサ
１１２の放電が開始し、放電が瞬間的に終了した後、コ
ンデンサ１１２の電圧ｄ及びコンパレータ１１３の出力
ｅは低レベルで安定する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】また、図１の回路は自己回復的な機能を有
する。すなわち、第１及び第２フリップフロップ回路８
３、８７は特定のデータ（入力信号レベル）を一定期間
保持するが、例えば第１あるいは第２入力端子７０ａ、
７０ｂにノイズ等による瞬間的な入力変動により誤作動
した場合には、第１あるいは第２フリップフロップ回路
８３、８７の出力レベルｂ、ａが変化するが、この場合
第１あるいは第２排他的ＯＲ回路８１、８５の出力レベ
ルｉ、ｈが変化して第５ＮＯＲ回路８９の出力ｃが低レ
ベルになるので、トランジスタ１１０が非導通になり、
コンデンサ１１２の充電電圧が基準電圧を越えると、コ
ンパレータ１１３の出力ｅが高レベルに変わって第１及
び第２フリップフロップ回路８３、８７はリセットされ
る。従って、それらの出力信号レベルが現在の入力信号
レベルに一致するようになる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】すなわち、制御回路としてのプリドライバ
回路７Ｂの第１及び第２入力端子７０ａ、７０ｂの入力
信号Ｓ２、Ｓ１がそれぞれ第１及び第２増幅器７２ａ、
７２ｂを介して排他的ＯＲ回路２１０へ入力され、この
排他的ＯＲ回路２１０の出力ｊが、コンデンサ２１２の
充放電回路２１１に入力され、その充放電回路２１１の
出力ｋは、一端を接地されたコンデンサ２１２の他端に
入力されると共に、第１及び第２コンパレータ２１３、
２１４の非反転入力端子にそれぞれ入力される。第１及
び第２コンパレータ２１３、２１４の非反転入力端子
は、一端を電源に接続された定電流源２１７の他端に共
通に接続されている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号により動作を切り替えるＨ形ブ
リッジ回路の制御回路において、１個のコンデンサと、
前記制御信号により前記コンデンサの充放電を行う充放
電回路と、前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出回
路と、その電圧検出回路の検出電圧に基づいて前記制御
信号を保持する保持回路とを備え、前記制御信号の変化
により前記コンデンサの充電、放電制御を行って前記Ｈ
型ブリッジ回路の貫通電流を防止するとともに、充放電
期間の経過後に前記ブリッジ回路を前記制御信号に対応
する動作状態に移行させることを特徴とするＨ形ブリッ
ジ回路の制御回路。