JPH08280180A - インバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機のコイル電圧をＰＷＭ制御するインバ
ータにおいて、電動機巻線端子の電圧制御誤差が極めて
小さく、かつ小形でより理想的な正弦波駆動できるイン
バータを提供することを目的とする。 【構成】 スイッチング素子を有するモータドライブ手
段と、前記スイッチング素子を駆動制御するプリドライ
ブ手段と、前記プリドライブ手段を駆動制御するマイコ
ンを有する駆動指令発生手段を備え、少なくとも前記プ
リドライブ手段と前記モータドライブ手段を１チップ上
に配している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動機のコイル電圧をＰ
ＷＭ制御するインバータに関するものである。ＰＷＭ
は、Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎの
略でモータ制御の分野において広く利用されている技術
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＰＷＭインバータが急速に普及
し、広くモータ制御に利用されている。

【０００３】図５は従来のインバータの構成を示す略線
図で、三相ＰＷＭインバータを例にとって示している。

【０００４】一般的にＰＷＭインバータでは使用する電
動機の相数に応じてプリドライブ手段４とモータドライ
ブ手段５より構成されるＰＷＭインバータ用出力回路２
の数が異なるが、その基本動作は同じである。

【０００５】図５において従来の三相ＰＷＭインバータ
の構成を説明する。まず、駆動指令発生手段３のマイコ
ン６に電動機２８に供給する三相交流電圧波形の基本周
波数と実効電圧値がセットされる。次にマイコン６は、
それら設定された情報をもとに内部で三相ＰＷＭ信号を
発生し、スイッチング指令信号１３，１４，１５，１
６，１７および１８として出力する。

【０００６】このスイッチング指令信号１３，１４，１
５，１６，１７および１８は、通常スイッチング指令信
号１４はスイッチング指令信号１３の正負論理を反転し
た信号、スイッチング指令信号１６はスイッチング指令
信号１５の正負論理を反転した信号、スイッチング指令
信号１８はスイッチング指令信号１７の正負論理を反転
した信号として出力されており、電動機巻線端子２５，
２６および２７を、それぞれ直流主電源２９のプラス端
子に接続するかまたはマイナス端子に接続するかを指令
する２値信号である。

【０００７】また、このスイッチング指令信号１３，１
４，１５，１６，１７および１８の周波数はＰＷＭキャ
リア周波数と呼ばれ、通常電動機２８に供給する三相交
流電圧波形の基本周波数の１０倍以上の値をとる。

【０００８】一般的に、電動機に供給する三相交流電圧
波形の基本周波数が０Hz〜２００Hz程度で、ＰＷＭキャ
リア周波数が２ｋHz〜２０ｋHz程度のものが多い。ま
た、このスイッチング指令信号１３，１４，１５，１
６，１７および１８は、フリーラン状態においては、電
動機巻線端子２５，２６および２７のすべてを直流主電
源２９のプラス端子にもマイナス端子にも接続しないよ
うに出力されている。

【０００９】フリーラン状態とは電動機巻線端子２５，
２６および２７のすべてを直流主電源２９のプラス端子
にもマイナス端子にも接続しない状態で、何らかのトラ
ブルが発生した場合などにおいてこの状態とし、電動機
および制御装置を保護するのが一般的である。

【００１０】駆動指令発生手段３は、ＰＷＭインバータ
用出力回路２を駆動するためマイコン６より出力された
スイッチング指令信号をそれぞれスイッチング指令信号
１３はオンディレイ回路７によりオンディレイ時間ＴＤ
遅らせた信号を上アーム制御信号１９として出力し、ス
イッチング指令信号１４はオンディレイ回路８によりオ
ンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を下アーム制御信号２
０として出力し、スイッチング指令信号１５はオンディ
レイ回路９によりオンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を
上アーム制御信号２１として出力し、スイッチング指令
信号１６はオンディレイ回路１０によりオンディレイ時
間ＴＤ遅らせた信号を下アーム制御信号２２として出力
し、スイッチング指令信号１７はオンディレイ回路１１
によりオンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を上アーム制
御信号２３として出力し、スイッチング指令信号１８は
オンディレイ回路１２によりオンディレイ時間ＴＤ遅ら
せた信号を下アーム制御信号２４として出力する。

【００１１】ＰＷＭインバータ用出力回路２は、スイッ
チング指令信号１３，１４，１５，１６，１７および１
８にしたがって電動機巻線端子２５または２６または２
７を直流主電源２９のプラス端子またはマイナス端子に
接続制御する半導体スイッチ回路である。

【００１２】一般的に直流主電源はＡＣ１００Ｖを整流
平滑したＤＣ１４０Ｖ程度のものや、ＡＣ２００Ｖを整
流平滑したＤＣ２８０Ｖ程度のものが多い。

【００１３】以下に従来のインバータ用出力回路につい
て説明する。図６は従来のインバータ用出力回路の構成
図である。図６において、プリドライブ手段４はベース
ドライブ回路３４および３５より構成されており、モー
タドライブ手段５はパワートランジスタ３０および３１
とダイオード３２および３３より構成されている。

【００１４】ベースドライブ回路３４は、上アーム制御
信号１９に対応してパワートランジスタ３０をＯＮまた
はＯＦＦさせ、ベースドライブ回路３５は下アーム制御
信号２０に対応してパワートランジスタ３１をＯＮまた
はＯＦＦさせるように構成されている。

【００１５】すなわち、上アーム制御信号１９が‘Ｈ’
レベルになるとホトカプラ４０の出力トランジスタがＯ
Ｎし、これによりトランジスタ３６がＯＮし、これによ
りトランジスタ３７がＯＦＦすることによりパワートラ
ンジスタ３０がＯＮする。

【００１６】逆に上アーム制御信号１９が‘Ｌ’レベル
になるとホトカプラ４０の出力トランジスタがＯＦＦ
し、これによりトランジスタ３６もＯＦＦし、これによ
りトランジスタ３７がＯＮすることによりパワートラン
ジスタ３０がＯＦＦする。このベースドライブ回路は、
他に実開昭５７−４２５８９号公報や特開昭５９−１７
８９８０号公報に記載されているものなどがあるが、基
本的に図６に記載のベースドライブ回路３４および３５
と同様の作用を行い置換可能である。

【００１７】図７は、図６のインバータ用出力回路の動
作を示す図で、まずスイッチング指令信号１３が‘Ｌ’
レベルから‘Ｈ’レベルに変化すると、オンディレイ回
路７はオンディレイ時間ＴＤだけ遅れて上アーム制御信
号１９を‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化させる。

【００１８】上アーム制御信号１９を‘Ｈ’レベルにす
るとパワートランジスタ３０がＯＮするが、その間には
ベースドライブ回路３４とパワートランジスタ３０の動
作遅れ時間ＴＸ１が存在する。この動作遅れ時間ＴＸ１
はパワートランジスタ３０の温度やコレクタを流れる電
流値の変化により変動し、またベースドライブ回路を構
成する部品やパワートランジスタのバラツキや経年変化
によっても変化する。

【００１９】また、スイッチング指令信号１３が‘Ｌ’
レベルから‘Ｈ’レベルに変化すると、スイッチング指
令信号１４は‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに変化し、
オンディレイ回路８は下アーム制御信号２０をほとんど
時間遅れなしに‘Ｌ’レベルにする。下アーム制御信号
２０を‘Ｌ’レベルにするとパワートランジスタ３１が
ＯＦＦするが、その間にはベースドライブ回路３５とパ
ワートランジスタ３１の動作遅れ時間ＴＹ２が存在す
る。この動作遅れ時間ＴＹ２はパワートランジスタ３１
の温度やコレクタを流れる電流値の変化により変動し、
またベースドライブ回路を構成する部品やパワートラン
ジスタのバラツキや経年変化によっても変化する。

【００２０】次にスイッチング指令信号１３が‘Ｈ’レ
ベルから‘Ｌ’レベルに変化すると、オンディレイ回路
７は上アーム制御信号１９をほとんど時間遅れなしに
‘Ｌ’レベルにし、パワートランジスタ３０はＯＦＦす
るが、その間にはベースドライブ回路３４とパワートラ
ンジスタ３０の動作遅れ時間ＴＹ１が存在する。

【００２１】また、スイッチング指令信号１３が‘Ｈ’
レベルから‘Ｌ’レベルに変化すると、スイッチング指
令信号１４は‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化し、
オンディレイ回路８はオンディレイ時間ＴＤだけ遅れて
下アーム制御信号２０を‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベル
に変化する。下アーム制御信号２０を‘Ｈ’レベルにす
るとパワートランジスタ３１がＯＮするが、その間には
ベースドライブ回路３５とパワートランジスタ３１の動
作遅れ時間ＴＸ２が存在する。

【００２２】ここで、動作遅れ時間ＴＸ１または動作遅
れ時間ＴＸ２と、動作遅れ時間ＴＹ１または動作遅れ時
間ＴＹ２を比較すると、一般的に動作遅れ時間ＴＸ１ま
たはＴＸ２より動作遅れ時間ＴＹ１またはＴＹ２のほう
が長くなる傾向がある。動作遅れ時間ＴＸ１および動作
遅れ時間ＴＸ２の最悪条件を考慮した上での最短の値を
ＴＸＷとし、動作遅れ時間ＴＹ１および動作遅れ時間Ｔ
Ｙ２の最悪条件を考慮した上での最長の値をＴＹＷとす
ると、通常オンディレイ時間ＴＤはＴＹＷからＴＸＷを
差し引いた値に多少の余裕を加えた時間に設定される。
通常、オンディレイ時間ＴＤはバイポーラタイプのパワ
ートランジスタを使用したもので１０〜５０マイクロ秒
程度に設定され、ＩＧＢＴを使用したもので５〜３０マ
イクロ秒程度に設定され、ＭＯＳタイプのパワーＭＯＳ
−ＦＥＴを使用したもので２〜１０マイクロ秒程度に設
定される。

【００２３】これにより、スイッチング指令信号１３，
１４が‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに変化した時や
‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化したときに、パワ
ートランジスタ３０とパワートランジスタ３１が同時に
ＯＮ状態となり直流主電源２９のプラス端子とマイナス
端子が短絡状態となることを防止している。

【００２４】以上により、スイッチング指令信号１３，
１４と電動機巻線端子電圧５４の状態とに着目して考察
すると、まずスイッチング指令信号１３が‘Ｌ’レベ
ル、スイッチング指令信号１４が‘Ｈ’レベルに固定し
ている時は、パワートランジスタ３０がＯＦＦ状態でパ
ワートランジスタ３１がＯＮ状態となっているため電動
機巻線端子２５は直流主電源２９のマイナス端子に接続
されることになり、またスイッチング指令信号１３が
‘Ｈ’レベル、スイッチング指令信号１４が‘Ｌ’レベ
ルに固定している時は、パワートランジスタ３０がＯＮ
状態でパワートランジスタ３１がＯＦＦ状態となってい
るため電動機巻線端子２５は直流主電源２９のプラス端
子に接続されることになる。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、スイッチング指令信号１３が‘Ｌ’レベル
から‘Ｈ’レベルに変化した時や‘Ｈ’レベルから
‘Ｌ’レベルに変化した時に、ある時間パワートランジ
スタ３０とパワートランジスタ３１が両方ＯＦＦした状
態となり、これが電動機巻線端子２５を電圧制御する上
での制御誤差となる。この制御誤差は電動機の発生トル
クや回転速度の変動を招き、また電動機の騒音振動も大
きくするという問題点を有していた。

【００２６】これをさらに詳細に説明する。図６および
図７において、スイッチング指令信号１３が‘Ｌ’レベ
ルから‘Ｈ’レベルに変化した時や、‘Ｈ’レベルから
‘Ｌ’レベルに変化した時には、ＯＮしていたパワート
ランジスタをまずＯＦＦさせた後ＯＦＦしていたパワー
トランジスタをＯＮさせる。したがって、ある時間パワ
ートランジスタ３０とパワートランジスタ３１が両方Ｏ
ＦＦした状態となる。この状態をフローティング状態と
呼び、この時間をフローティング時間ＴＺと呼んでい
る。一般的にフローティング時間ＴＺはオンディレイ時
間ＴＤの１／２〜２／３程度である場合が多い。

【００２７】一般的に電動機のＰＷＭ制御は本来、電動
機巻線端子を直流主電源のプラス端子とマイナス端子に
交互に接続し、そのプラス端子に接続する時間とマイナ
ス端子に接続する時間の比率に応じて電動機巻線端子の
平均電圧を制御しようとするものである。したがって、
直流主電源２９の電圧を一定とした場合において、スイ
ッチング指令信号１３の‘Ｈ’レベルと‘Ｌ’レベルの
時間の比率に応じて電動機巻線端子２５の平均電圧を一
義的に制御できることが理想である。

【００２８】しかしながら上記従来のインバータ用出力
回路においては、フローティング状態が存在するため電
動機巻線端子を流れる電流の方向により電動機巻線端子
の平均電圧が変動する。すなわち、電動機巻線端子２５
よりＰＷＭインバータ用出力回路２に電流が流入する方
向に電流が流れている状態でフローティング状態になる
とダイオード３２が導通し、電動機巻線端子２５は直流
主電源２９のプラス端子に接続された状態となる。この
状態を図７の電動機巻線端子電圧５４Ａに示す。逆に、
フローティング状態においてＰＷＭインバータ用出力回
路２より電動機巻線端子２５に電流が流出する方向に電
流が流れると、ダイオード３３が導通し電動機巻線端子
２５は直流主電源２９のマイナス端子に接続された状態
となる。この状態を図７の電動機巻線端子電圧５４Ｂに
示す。またフローティング状態において、電動機巻線端
子２５に電流が流れていない状態では、電動機巻線端子
２５の電圧は電動機２８の内部で発生する誘起電圧など
より定まる電圧となる。

【００２９】以上のように、フローティング状態がある
ためにスイッチング指令信号１３および１４と電動機巻
線端子２５の平均電圧が一義的に定まらず制御誤差を生
じる。通常、電動機巻線端子２５を流れる電流は交流で
電流の方向が変化するため、それに応じて制御誤差も変
化し、電動機２８の発生トルクや回転速度の変動が生じ
る。

【００３０】フローティング状態をなくし、フローティ
ング時間を０にすることによりこの問題は解決できる
が、直流主電源２９のプラス端子とマイナス端子の短絡
状態が生じ実際には不可能である。

【００３１】さらに、パワートランジスタがＯＮまたは
ＯＦＦする際に電気ノイズが発生するが、特にこれを小
さくしたい用途においてはパワートランジスタのベース
とエミッタ間にコンデンサを接続するなどの方法でスイ
ッチングスピードを遅くする場合がある。しかし、これ
により動作遅れ時間ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＹ１およびＴＹ
２のバラツキが非常に大きくなり、フローティング時間
をさらに大きくせざるを得ない。したがって制御誤差が
大きくなり、結果としてスイッチングスピードをあまり
遅くできない。

【００３２】また、図６のパワートランジスタ３０とパ
ワートランジスタ３１をそれぞれＩＧＢＴに置き換えた
タイプの従来のインバータ用出力回路や図６のパワート
ランジスタ３０とパワートランジスタ３１をそれぞれパ
ワーＭＯＳ−ＦＥＴに置き換えたタイプの従来のインバ
ータ用出力回路もあるが、動作は全く図６に示すインバ
ータ用出力回路と同じでありフローティング状態を有す
る。

【００３３】本発明は上記従来の問題点を解決すること
を目的とするもので、フローティング状態の時間を非常
に短くし、スイッチング指令信号と電動機巻線端子の平
均電圧が一義的に定まることにより制御誤差が非常に小
さく、かつ小形でより理想的な正弦波駆動できるインバ
ータを提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインバータは、スイッチング素子を有するモ
ータドライブ手段と、前記スイッチング素子を駆動制御
するプリドライブ手段と、前記プリドライブ手段を駆動
制御するマイコンを有する駆動指令発生手段を備え、前
記駆動指令発生手段より出力する制御信号を前記プリド
ライブ手段の入力となるよう接続し、前記プリドライブ
手段より出力する制御信号を前記モータドライブ手段の
入力となるよう接続した構成とし、少なくとも前記プリ
ドライブ手段と前記モータドライブ手段を１チップ上に
配している。

【００３５】

【作用】この構成によって、配線による遅延時間の短縮
やスイッチング素子のバラツキによるオンディレイ時間
の短縮が図れ、フローティング時間を短縮することがで
き制御誤差が非常に小さく、かつ小形でより理想的な正
弦波駆動できるインバータを実現できる。

【００３６】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。

【００３７】図１において、１はワンチップ構成の範
囲、２はＰＷＭインバータ用出力回路、３は駆動指令発
生手段、４はプリドライブ手段、５はモータドライブ手
段、６はマイコン、７，８，９，１０，１１，１２はオ
ンディレイ回路、２８は電動機、２９は直流主電源であ
る。

【００３８】以上のように構成されたインバータについ
て、以下その動作を説明する。まず、駆動指令発生手段
３のマイコン６に電動機２８に供給する三相交流電圧波
形の基本周波数と実効電圧値がセットされる。次にマイ
コン６は、それら設定された情報をもとに内部で三相Ｐ
ＷＭ信号を発生し、スイッチング指令信号１３，１４，
１５，１６，１７および１８として出力する。

【００３９】このスイッチング指令信号１３，１４，１
５，１６，１７および１８は、通常スイッチング指令信
号１４はスイッチング指令信号１３の正負論理を反転し
た信号、スイッチング指令信号１６はスイッチング指令
信号１５の正負論理を反転した信号、スイッチング指令
信号１８はスイッチング指令信号１７の正負論理を反転
した信号として出力されており、電動機巻線端子２５，
２６および２７を、それぞれ直流主電源２９のプラス端
子に接続するかまたはマイナス端子に接続するかを指令
する２値信号である。

【００４０】また、このスイッチング指令信号１３，１
４，１５，１６，１７および１８の周波数はＰＷＭキャ
リア周波数と呼ばれ、通常電動機２８に供給する三相交
流電圧波形の基本周波数の１０倍以上の値をとる。

【００４１】一般的に、電動機に供給する三相交流電圧
波形の基本周波数が０Hz〜２００Hz程度で、ＰＷＭキャ
リア周波数が２ｋHz〜２０ｋHz程度のものが多い。ま
た、このスイッチング指令信号１３，１４，１５，１
６，１７および１８は、フリーラン状態においては、電
動機巻線端子２５，２６および２７のすべてを直流主電
源２９のプラス端子にもマイナス端子にも接続しないよ
うに出力されている。

【００４２】フリーラン状態とは電動機巻線端子２５，
２６および２７のすべてを直流主電源２９のプラス端子
にもマイナス端子にも接続しない状態で、何らかのトラ
ブルが発生した場合などにおいてこの状態とし、電動機
および制御装置を保護するのが一般的である。

【００４３】駆動指令発生手段３は、ＰＷＭインバータ
用出力回路２を駆動するためマイコン６より出力された
スイッチング指令信号をそれぞれスイッチング指令信号
１３はオンディレイ回路７によりオンディレイ時間ＴＤ
遅らせた信号を上アーム制御信号１９として出力し、ス
イッチング指令信号１４はオンディレイ回路８によりオ
ンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を下アーム制御信号２
０として出力し、スイッチング指令信号１５はオンディ
レイ回路９によりオンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を
上アーム制御信号２１として出力し、スイッチング指令
信号１６はオンディレイ回路１０によりオンディレイ時
間ＴＤ遅らせた信号を下アーム制御信号２２として出力
し、スイッチング指令信号１７はオンディレイ回路１１
によりオンディレイ時間ＴＤ遅らせた信号を上アーム制
御信号２３として出力し、スイッチング指令信号１８は
オンディレイ回路１２によりオンディレイ時間ＴＤ遅ら
せた信号を下アーム制御信号２４として出力する。

【００４４】ＰＷＭインバータ用出力回路２は、スイッ
チング指令信号１３，１４，１５，１６，１７および１
８にしたがって電動機巻線端子２５または２６または２
７を直流主電源２９のプラス端子またはマイナス端子に
接続制御する半導体スイッチ回路である。

【００４５】一般的に直流主電源はＡＣ１００Ｖを整流
平滑したＤＣ１４０Ｖ程度のものや、ＡＣ２００Ｖを整
流平滑したＤＣ２８０Ｖ程度のものが多い。

【００４６】図２は本発明の第１の実施例におけるイン
バータ用出力回路の構成図である。図２において、プリ
ドライブ手段４はベースドライブ回路３４および３５よ
り構成されており、モータドライブ手段５はパワートラ
ンジスタ３０および３１とダイオード３２および３３よ
り構成されている。

【００４７】ベースドライブ回路３４は、上アーム制御
信号１９に対応してパワートランジスタ３０をＯＮまた
はＯＦＦさせ、ベースドライブ回路３５は下アーム制御
信号２０に対応してパワートランジスタ３１をＯＮまた
はＯＦＦさせるように構成されている。

【００４８】すなわち、上アーム制御信号１９が‘Ｈ’
レベルになるとホトカプラ４０の出力トランジスタがＯ
Ｎし、これによりトランジスタ３６がＯＮし、これによ
りトランジスタ３７がＯＦＦすることによりパワートラ
ンジスタ３０がＯＮする。

【００４９】逆に上アーム制御信号１９が‘Ｌ’レベル
になるとホトカプラ４０の出力トランジスタがＯＦＦ
し、これによりトランジスタ３６もＯＦＦし、これによ
りトランジスタ３７がＯＮすることによりパワートラン
ジスタ３０がＯＦＦする。

【００５０】図３は本発明の第１の実施例におけるイン
バータ用出力回路の動作を示す図である。図３におい
て、スイッチング指令信号１３が‘Ｌ’レベルから
‘Ｈ’レベルに変化すると、オンディレイ回路７はオン
ディレイ時間ＴＤだけ遅れて上アーム制御信号１９を
‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化させる。

【００５１】上アーム制御信号１９を‘Ｈ’レベルにす
るとパワートランジスタ３０がＯＮするが、その間には
ベースドライブ回路３４とパワートランジスタ３０の動
作遅れ時間ＴＸ１が存在する。この動作遅れ時間ＴＸ１
はパワートランジスタ３０の温度やコレクタを流れる電
流値の変化により変動し、またベースドライブ回路を構
成する部品やパワートランジスタのバラツキや経年変化
によっても変化する。

【００５２】また、スイッチング指令信号１３が‘Ｌ’
レベルから‘Ｈ’レベルに変化すると、スイッチング指
令信号１４は‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに変化し、
オンディレイ回路８は下アーム制御信号２０をほとんど
時間遅れなしに‘Ｌ’レベルにする。下アーム制御信号
２０を‘Ｌ’レベルにするとパワートランジスタ３１が
ＯＦＦするが、その間にはベースドライブ回路３５とパ
ワートランジスタ３１の動作遅れ時間ＴＹ２が存在す
る。この動作遅れ時間ＴＹ２はパワートランジスタ３１
の温度やコレクタを流れる電流値の変化により変動し、
またベースドライブ回路を構成する部品やパワートラン
ジスタのバラツキや経年変化によっても変化する。

【００５３】次にスイッチング指令信号１３が‘Ｈ’レ
ベルから‘Ｌ’レベルに変化すると、オンディレイ回路
７は上アーム制御信号１９をほとんど時間遅れなしに
‘Ｌ’レベルにし、パワートランジスタ３０はＯＦＦす
るが、その間にはベースドライブ回路３４とパワートラ
ンジスタ３０の動作遅れ時間ＴＹ１が存在する。

【００５４】また、スイッチング指令信号１３が‘Ｈ’
レベルから‘Ｌ’レベルに変化すると、スイッチング指
令信号１４は‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化し、
オンディレイ回路８はオンディレイ時間ＴＤだけ遅れて
下アーム制御信号２０を‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベル
に変化する。下アーム制御信号２０を‘Ｈ’レベルにす
るとパワートランジスタ３１がＯＮするが、その間には
ベースドライブ回路３５とパワートランジスタ３１の動
作遅れ時間ＴＸ２が存在する。

【００５５】ここで、動作遅れ時間ＴＸ１または動作遅
れ時間ＴＸ２と、動作遅れ時間ＴＹ１または動作遅れ時
間ＴＹ２を比較すると、一般的に動作遅れ時間ＴＸ１ま
たはＴＸ２より動作遅れ時間ＴＹ１またはＴＹ２のほう
が長くなる傾向がある。動作遅れ時間ＴＸ１および動作
遅れ時間ＴＸ２の最悪条件を考慮した上での最短の値を
ＴＸＷとし、動作遅れ時間ＴＹ１および動作遅れ時間Ｔ
Ｙ２の最悪条件を考慮した上での最長の値をＴＹＷとす
ると、通常オンディレイ時間ＴＤはＴＹＷからＴＸＷを
差し引いた値に多少の余裕を加えた時間に設定される。
通常、オンディレイ時間ＴＤはバイポーラタイプのパワ
ートランジスタを使用したもので１０〜５０マイクロ秒
程度に設定され、ＩＧＢＴを使用したもので５〜３０マ
イクロ秒程度に設定され、ＭＯＳタイプのパワーＭＯＳ
−ＦＥＴを使用したもので２〜１０マイクロ秒程度に設
定される。

【００５６】これにより、スイッチング指令信号１３，
１４が‘Ｈ’レベルから‘Ｌ’レベルに変化した時や
‘Ｌ’レベルから‘Ｈ’レベルに変化したときに、パワ
ートランジスタ３０とパワートランジスタ３１が同時に
ＯＮ状態となり直流主電源２９のプラス端子とマイナス
端子が短絡状態となることを防止している。

【００５７】しかしながら、少なくともプリドライブ手
段４とモータドライブ手段５を１チップ上に配すること
により、パワートランジスタ３０および３１とベースド
ライブ回路３４および３５の特性バラツキを非常に小さ
くすることができ、かつ配線遅延も小さくすることがで
きるため、上記オンディレイ時間ＴＤを通常の１／１０
程度とすることができる。

【００５８】したがって、オンディレイ時間ＴＤにより
生じるフローティング時間ＴＺを非常に小さな値とする
ことができ、スイッチング指令信号１３および１４と電
動機巻線端子２５の平均電圧を一義的に定めることがで
き制御誤差を小さくすることができる。

【００５９】また、図２のパワートランジスタ３０とパ
ワートランジスタ３１をそれぞれＩＧＢＴに置き換えた
タイプのインバータ用出力回路や図２のパワートランジ
スタ３０とパワートランジスタ３１をそれぞれパワーＭ
ＯＳ−ＦＥＴに置き換えたタイプのインバータ用出力回
路にしても同様の効果があることはいうまでもない。

【００６０】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００６１】図４において、２はＰＷＭインバータ用出
力回路、３は駆動指令発生手段、４はプリドライブ手
段、５はモータドライブ手段、６はマイコン、７，８，
９，１０，１１，１２はオンディレイ回路、２８は電動
機、２９は直流主電源である。

【００６２】図１の構成と異なるのは、１チップ構成の
範囲１を駆動指令発生手段３とプリドライブ手段４とモ
ータドライブ手段５により構成される範囲１ａとした点
である。１チップ構成の範囲を上記範囲とすることによ
り、さらに特性バラツキや配線遅延を小さくすることが
でき、スイッチング指令信号１３および１４と電動機巻
線端子２５の平均電圧を一義的に定めることができ制御
誤差をさらに小さくすることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明は、スイッチング素
子を有するモータドライブ手段と、前記スイッチング素
子を駆動制御するプリドライブ手段と、前記プリドライ
ブ手段を駆動制御するマイコンを有する駆動指令発生手
段を備え、前記駆動指令発生手段より出力する制御信号
を前記プリドライブ手段の入力となるよう接続し、前記
プリドライブ手段より出力する制御信号を前記モータド
ライブ手段の入力となるよう接続した構成とし、少なく
とも前記プリドライブ手段と前記モータドライブ手段を
１チップ上に配することにより、配線による遅延時間の
短縮やスイッチング素子のバラツキによるオンディレイ
時間の短縮が図れ、フローティング状態を短縮すること
ができ制御誤差が非常に小さく、かつ小形でより理想的
な正弦波駆動できるインバータを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるインバータの回
路図

【図２】本発明の第１の実施例におけるインバータ用出
力回路の構成図

【図３】本発明の第１の実施例におけるインバータ用出
力回路の動作を示す図

【図４】本発明の第２の実施例におけるインバータの回
路図

【図５】従来のインバータの回路図

【図６】従来のインバータ用出力回路の構成図

【図７】従来のインバータ用出力回路の動作を示す図

【符号の説明】

１，１ａ ワンチップ構成の範囲 ２ ＰＷＭインバータ用出力回路 ３ 駆動指令発生手段 ４ プリドライブ手段 ５ モータドライブ手段 ６ マイコン ７，８，９，１０，１１，１２ オンディレイ回路 １３，１４，１５，１６，１７，１８ スイッチング指
令信号 １９，２１，２３ 上アーム制御信号 ２０，２２，２４ 下アーム制御信号 ２５，２６，２７ 電動機巻線端子 ２８ 電動機 ２９ 直流主電源 ３０，３１ パワートランジスタ ３２，３３ ダイオード ３４，３５ ベースドライブ回路 ３６，３７，３８，３９ トランジスタ ４０，４１ ホトカプラ ４２，４３ 直流電源 ４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０，５１，５
２，５３ 抵抗 ５４，５４Ａ，５４Ｂ 電動機巻線端子電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング素子を有するモータドライブ
   手段と、前記スイッチング素子を駆動制御するプリドラ
   イブ手段と、前記プリドライブ手段を駆動制御するマイ
   コンを有する駆動指令発生手段を備え、前記駆動指令発
   生手段より出力する制御信号を前記プリドライブ手段の
   入力となるよう接続し、前記プリドライブ手段より出力
   する制御信号を前記モータドライブ手段の入力となるよ
   う接続した構成とし、少なくとも前記プリドライブ手段
   と前記モータドライブ手段を１チップ上に配したことを
   特徴とするインバータ。
2. 【請求項２】スイッチング素子を有するモータドライブ
   手段と、前記スイッチング素子を駆動制御するプリドラ
   イブ手段と、前記プリドライブ手段を駆動制御するマイ
   コンを有する駆動指令発生手段を備え、前記駆動指令発
   生手段より出力する制御信号を前記プリドライブ手段の
   入力となるよう接続し、前記プリドライブ手段より出力
   する制御信号を前記モータドライブ手段の入力となるよ
   う接続した構成とし、前記駆動指令発生手段と、前記プ
   リドライブ手段と、前記モータドライブ手段を１チップ
   上に配したことを特徴とするインバータ。