JPH09266692A - 駆動装置 - Google Patents
駆動装置Info
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- JPH09266692A JPH09266692A JP8074050A JP7405096A JPH09266692A JP H09266692 A JPH09266692 A JP H09266692A JP 8074050 A JP8074050 A JP 8074050A JP 7405096 A JP7405096 A JP 7405096A JP H09266692 A JPH09266692 A JP H09266692A
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Abstract
る。 【解決手段】 電源端子1に接続された第1及び第2M
OSFET51,52と接地端子2にセンス抵抗55を
介して接続された第3及び第4MOSFET53,54
とを有する出力バッファHブリッジ回路50に流れる駆
動電流は、駆動相判定回路61から出力される駆動電流
制御信号を第1及び第2演算増幅器62,63の正相入
力に入力すると共にセンス抵抗55の両端に発生する電
圧をその逆相入力に帰還して第1演算増幅器62の出力
を第3MOSFET53のゲート又は第2演算増幅器6
3の出力を第4MOSFET54のゲートに印加して制
御される。従来に比較して、演算増幅器が複数段構造で
はないので系は安定しており発振対策用の回路を外付け
する必要がなく、素子数も削減されているので低コスト
化と共に精度の高い電流制御を実現できる。
Description
にモータの駆動電流を微細に制御するリニア制御型の駆
動装置に関する。
うに4個のMOSFET11〜14とセンス抵抗15と
を有する出力バッファHブリッジ回路10と、演算増幅
器21,22と第1基準電圧源23と抵抗24〜29と
を有する駆動電流制御回路20と、演算増幅器31,3
2と利得切替スイッチ33と第2基準電圧源34と位相
調整回路35と抵抗36〜41とを有する利得制御回路
30とで構成されている。出力バッファHブリッジ回路
10のPチャネル型の第1及び第2MOSFET11,
12はソースが共通接続されて電源端子1に接続されて
いる。Nチャネル型の第3及び第4MOSFET13,
14はソースが共通接続されて接地端子2に接続されて
いる。MOSFET11,13のドレインは共通接続さ
れ出力端子3に接続されている。MOSFET12,1
4のドレインは共通接続されセンス抵抗15を介して出
力端子4に接続されている。出力端子3と4との間に外
部のモータMが負荷5として接続される。
1にMOSFET11,13が出力バッファとして接続
され、第2演算増幅器22にMOSFET12,14が
出力バッファとして接続されている。演算増幅器21の
逆相入力及び演算増幅器22の正相入力と接地端子2と
の間に帰還抵抗25,29をそれぞれ介して第1基準電
圧源23が共通に接続されている。演算増幅器21の逆
相入力と出力間との間と演算増幅器22の正相入力と出
力との間とに帰還抵抗26,28がそれぞれ接続されて
いる。演算増幅器21の正相入力及び演算増幅器22の
逆相入力にインピーダンス整合用抵抗24,27の一端
がそれぞれ接続されている。利得制御回路30の第2基
準電圧源34及び利得調整用抵抗36,37,38は直
列接続され、その直列回路の一端(利得調整用抵抗38
側)がセンス抵抗15の一端に接続され、その直列回路
の他端(第2基準電圧源34側)が接地端子2に接続さ
れている。利得調整用抵抗39,40,41は直列接続
され、その直列回路の一端(利得調整用抵抗41側)が
センス抵抗15の他端に接続され、その直列回路の他端
(利得調整用抵抗39側)が駆動制御用端子6に接続さ
れている。演算増幅器31の正相入力が利得調整用抵抗
39,40の接続点に、その逆相入力が利得調整用抵抗
36,37の接続点に接続され、演算増幅器32の正相
入力が利得調整用抵抗40,41の接続点に,その逆相
入力が利得調整用抵抗37,38の接続点に接続されて
いる。演算増幅器31,32の出力は利得切替スイッチ
33の2入力側に接続され、この利得切替スイッチ33
の出力側は抵抗24を介して演算増幅器21の正相入力
と抵抗27を介して演算増幅器22の逆相入力に接続さ
れている。利得切替スイッチ33の制御入力側は利得切
替信号が入力される利得制御用端子7へ接続されてい
る。演算増幅器32の正相及び逆相入力と切替スイッチ
7の出力側との間に位相調整回路35が接続されてい
る。
する。負荷5を流れる駆動電流を制御する動作は、セン
ス抵抗15の両端に発生する電圧を駆動制御用端子6へ
の駆動制御信号の電圧と第2基準電圧源34の電圧との
差に比例するように決定することにより行なう。負荷5
を流れる駆動電流の倍率調整である利得制御は、抵抗3
6〜41の抵抗値と、切替スイッチ33により演算増幅
器31,32のどちらを選択するかとにより倍率が決定
されて行なわれる。以上説明したように負荷5を流れる
駆動電流の制御はセンス抵抗15の両端に発生する電圧
を演算増幅器31,32に帰還し、その結果に基づき演
算増幅器21,22を駆動することにより行なわれる
のモータ駆動装置は、負荷5を流れる駆動電流の制御が
センス抵抗15の両端に発生する電圧を演算増幅器3
1,32に帰還し、その結果に基づき演算増幅器21,
22を駆動することにより行なわれるので、駆動制御信
号による負荷の制御は、演算増幅器を2段経由した帰還
系で行なわれるためこれらの演算増幅器の周波数特性よ
り発振しやすい制御系となっている。そのため、周波数
特性設計を十分に行なう必要があり、特に演算増幅器2
1,22の演算増幅器31,32に対する周波数特性に
注意する必要があり、位相調整回路35を設けて発振防
止を行なっており、素子数が増加し複雑な制御系となり
高コスト化が問題とされていた。また、2段の演算増幅
器や多数の抵抗で構成されているため、演算増幅器の駆
動電流オフセットや抵抗の精度等の影響を受けやすく、
駆動電流の制御精度を上げることが困難であった。本発
明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、出力バッ
ファHブリッジ回路の制御系に各駆動相に対して1段の
みの演算増幅器を使用して素子数を増加することなく発
振しにくい制御系とすることにより低コスト化を実現す
ると共に、制御の高精度化を図ることを目的とする。
決するために提案されたもので、電源端子に接続された
第1及び第2MOSFETと接地端子にセンス抵抗を介
して接続された第3及び第4MOSFETとを有し、第
1及び第4MOSFETで第1駆動相と第2及び第3M
OSFETで第2駆動相とを形成し、第1又は第2駆動
相を駆動して負荷に駆動電流を流す出力バッファHブリ
ッジ回路と、駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを
含む駆動装置において、駆動電流制御回路は第3及び第
4MOSFETの各ゲートに出力がそれぞれ接続される
第1及び第2演算増幅器を有し、この第1及び第2演算
増幅器の各逆相入力に前記センス抵抗に発生する電圧を
帰還し、その各正相入力に駆動電流制御信号を入力し、
その駆動電流制御信号の電圧に基づいて駆動電流を制御
する駆動装置を提供する。上記の駆動装置は、駆動電流
の倍率調整を第1及び第2演算増幅器の各逆相入力と接
地端子との間に直列接続したスイッチ手段及び第1利得
調整用抵抗と、第3及び第4MOSFETとセンス抵抗
との接続点と逆相入力との間に接続した第2利得調整用
抵抗とを有する利得制御回路を含むことにより可能とし
ている。上記においてスイッチ手段として具体的にはM
OSFETを用いる。また、上記の駆動装置は、第1又
は第2MOSFETをオン状態にすると共にオン状態に
しない第1又は第2MOSFETと同一駆動相の第3又
は第4MOSFETをオフ状態にする駆動相判定信号と
駆動電流制御信号とを出力する駆動相判定回路を含む。
上記駆動装置は、駆動相の設定を第1及び第2MOSF
ETのゲートに駆動相判定信号を入力して第1又は第2
MOSFETをオン状態にすると共に、第1及び第2演
算増幅器の各イネーブル端子に駆動相判定信号を入力し
てオン状態にしない第1又は第2MOSFETと同一駆
動相の第3又は第4MOSFETをオフ状態にすること
により可能としている。具体的には、駆動相判定信号を
第2MOSFETのゲート及び第2演算増幅器のイネー
ブル端子に直接入力すると共に、第1MOSFETのゲ
ート及び第1演算増幅器のイネーブル端子にインバータ
を介して入力することにより可能としている。上記駆動
装置は、第1及び第2MOSFETが二重拡散型のPチ
ャネル型MOSFETで構成され、第3及び第4MOS
FETが二重拡散型のNチャネル型MOSFETで構成
されている。また、上記駆動装置は、第1〜第4MOS
FETが二重拡散型のNチャネルMOSFETで構成さ
れ、第1及び第2MOSFETのゲートが昇圧回路によ
り昇圧された駆動相判定信号により駆動するものであっ
てもよい。上記の駆動装置の駆動相判定回路は具体的に
は、正相入力に入力される駆動制御信号と逆相入力に印
加される基準電源電圧とで比較処理され駆動相判定信号
が出力される比較器と、入力される駆動制御信号に基づ
き駆動電流制御信号が出力される全波整流回路とを含
む。また、本発明は、電源端子に接続された第1及び第
2MOSFETと接地端子にセンス抵抗を介して接続さ
れた第3及び第4MOSFETとを有し、第1及び第4
MOSFETで第1駆動相と第2及び第3MOSFET
で第2駆動相とを形成し、第1又は第2駆動相を駆動し
て負荷に駆動電流を流す出力バッファHブリッジ回路
と、駆動電流を制御する駆動電流制御回路と、駆動電流
の利得を制御する利得制御回路とを含む駆動装置におい
て、駆動電流制御回路は、駆動制御用端子からの駆動制
御信号に基づき、第1又は第2MOSFETをオン状態
にすると共にオン状態にしない第1又は第2MOSFE
Tと同一駆動相の第3又は第4MOSFETをオフ状態
にする駆動相判定信号と駆動電流を制御する駆動電流制
御信号とを出力する駆動相判定回路と、センス抵抗の両
端に発生する電圧を検出して駆動電流制御信号と比較し
前記第3及び第4MOSFETのゲートをそれぞれ制御
する第1及び第2演算増幅器とを有し、利得制御回路は
第1及び第2演算増幅器の逆相入力と接地との間に接続
した第1利得調整用抵抗及び第5MOSFETの直列回
路と、第3及び第4MOSFETとセンス抵抗との接続
点と第1及び第2演算増幅器の逆相入力との間に接続し
た第2利得調整用抵抗とを有している駆動装置を提供す
る。
第1の実施例について図1及び図4を参照して説明す
る。図1に示すように、本発明のモータ駆動装置は、第
1〜第4MOSFET51〜54とセンス抵抗55とを
有する出力バッファHブリッジ回路50と、駆動相判定
回路61と演算増幅器62,63とインバータ64とを
有する駆動電流制御回路60と、スイッチ手段である第
5MOSFET71と第1及び第2利得調整用抵抗7
2,73とを有する利得制御回路70とで構成されてい
る。出力バッファHブリッジ回路50において、Pチャ
ネル型の第1及び第2MOSFET51,52は、ソー
スが共通接続されて電源端子1に接続されている。Nチ
ャンネル型の第3及び第4MOSFET53,54は、
ソースが共通接続されてセンス抵抗55を介して接地端
子2に接続されている。MOSFET51,53のドレ
インが共通接続され出力端子3に接続され、MOSFE
T52,54のドレインが共通接続され出力端子4に接
続されている。出力端子3と4との間に外部のモータM
が負荷5として接続される。
定回路61の入力は駆動制御用端子6に接続されてい
る。この駆動相判定回路61は、例えば図4に示すよう
に、基準電圧源65と比較器66と全波整流回路67と
を含み、比較器66の正相入力に駆動制御信号が入力さ
れ、逆相入力に基準電圧源65が接続され、比較器66
から駆動相判定信号が出力されると共に、全波整流回路
67にも駆動制御信号が入力され、全波整流回路67か
ら駆動電流制御信号が出力される。駆動相判定回路61
の駆動電流制御信号出力は演算増幅器62,63の正相
入力に接続されている。演算増幅器62,63の出力は
MOSFET53,54のゲートにそれぞれ接続されて
いる。駆動相判定回路61の駆動相判定信号出力はMO
SFET52のゲート及び演算増幅器63の第2イネー
ブル端子63aに直接接続されると共に、MOSFET
51のゲート及び演算増幅器62の第1イネーブル端子
62aにインバータ64を介して接続されている。利得
制御回路70において、Nチャネル型のMOSFET7
1と利得調整用抵抗72が直列接続され、演算増幅器6
2,63の逆相入力と接地端子2との間に接続されてい
る。MOSFET71のゲートには利得切替信号が入力
される利得制御用端子7が接続されている。演算増幅器
62,63の逆相入力とMOSFET53,54のソー
スの共通接続点との間には利得調整用抵抗73が接続さ
れている。上述の駆動装置は半導体集積回路で構成さ
れ、4個のMOSFET51〜54は二重拡散型で構成
されている。
る。駆動相の設定は次のように行なわれる。駆動相判定
回路61の比較器66の正相に入力された駆動制御信号
は比較器66の逆相に接続された基準電圧源65の電圧
と比較処理され駆動相判定信号としてインバータ64を
介してMOSFET51のゲート及び直接にMOSFE
T52のゲートに出力され、MOSFET51又は52
のいずれかがオン状態となる。そのとき同時に駆動相判
定信号はインバータ64を介して演算増幅器62のイネ
ーブル端子62a及び直接に演算増幅器63のイネーブ
ル端子63aに出力され、例えばMOSFET51がオ
ン状態となる場合は、演算増幅器62の出力がロウレベ
ルに固定されMOSFET53がオフ状態となり、MO
SFET51 ,54が負荷5を駆動する第1駆動相と
して設定される。また、逆にMOSFET52がオン状
態となる場合は、演算増幅器63の出力がロウレベルに
固定されMOSFET54がオフ状態となり、MOSF
ET52 ,53が負荷5を駆動する第2駆動相として
設定される。
駆動相判定回路61の全波整流回路67に入力された駆
動制御信号は全波整流され駆動電流制御信号として演算
増幅器62,63の正相入力へ電圧V1で出力される。
そのときMOSFET71のゲートに利得制御用端子7
から利得切替信号がロウレベルで入力されMOSFET
71がオフ状態のとき、演算増幅器62,63の逆相入
力の電位V2はMOSFET53,54とセンス抵抗5
5との接続点P1 の電位V3と等しくなる。演算増幅器
62,63の正相入力と逆相入力は同電位であるので、
V3=V1となる。従って、負荷5に流れる電流IM
は、センス抵抗55(抵抗値をRs とする)に流れる電
流と等しく、IM =V3/Rs =V1/Rs となる。ま
た、MOSFET71のゲートに利得切替信号がハイレ
ベルで入力されMOSFET71がオン状態のとき、M
OSFET71のオン抵抗が利得調整用抵抗72,73
(抵抗値をR1,R2とする)に対して無視できれば、
演算増幅器62,63の逆相入力の電位V2はMOSF
ET53,54とセンス抵抗55との接続点P1 の電位
V3のR1/(R1+R2)倍となる。演算増幅器6
2,63の正相入力と逆相入力は同電位であるので、V
3×R1/(R1+R2)=V1となる。従って、負荷
5に流れる電流IM は、R1+R2≫Rs とすると、セ
ンス抵抗55に流れる電流と等しく、 IM =V3/RS =(V1/Rs)× (R1+R2)/R1 となり、MOSFET71がオフ状態のときに対して
(R1+R2)/R1倍に倍率調整して駆動電流を制御
することができる。このとき上記の電流IM が流れるよ
うにMOSFET53及び54のゲートは演算増幅器6
2,63の出力により制御されるが、結果的には上記の
式で示されるように演算増幅器62,63の増幅度に関
係なく、駆動電流制御信号の電圧V1とセンス抵抗55
又はセンス抵抗55及び利得調整用抵抗72,73とに
より決まり、リニアな電流制御が可能である。
を変化させることにより負荷に流れる駆動電流をリニア
に制御できる。また利得制御も演算増幅器62,63の
入力の制御により簡単に行なうことができる。このよう
に制御系は各駆動相において演算増幅器を1段のみ使用
することにより実現でき、多段演算増幅器構造の発振し
やすい制御系のように、発振対策を外部的に行なう必要
がなく、素子数が削減でき、コスト削減と共に回路の簡
素化により制御精度が向上する。
実施例について図2を参照して説明する。尚、図1に示
す回路と同一部分は同一符号を付したのでその説明を省
略する。図2に示すように、本発明のモータ駆動装置
は、図1とは一部異なる出力バッファHブリッジ回路8
0及び駆動電流制御回路90と、図1と同一の利得制御
回路70とで構成されている。出力バッファHブリッジ
回路80は、図1の出力バッファHブリッジ回路50に
おいて一対のPチャネルMOSFET51,52が一対
のNチャネルMOSFET81,82である点以外は同
一である。即ち、4個のMOSFETがすべてNチャネ
ル型で二重拡散型のMOSFETで構成されている。駆
動電流制御回路90は、上記のMOSFET81,82
のゲートに入力される信号レベルが出力抵抗を低減させ
るために出力バッファHブリッジ回路80の電源端子1
からの電圧より十分昇圧された電圧レベルを必要とする
ため、図1の駆動電流制御回路60において駆動相判定
回路61とインバータ64との間にレベルシフタ91を
設け、このレベルシフタ91とインバータ64とに電源
端子1に接続された昇圧回路92を接続している点以外
は同一である。尚、動作については、駆動相判定回路6
1からの駆動相判定信号をレベルシフタ91により電源
端子1からの電圧より十分昇圧された電圧レベルにする
以外は第1の実施例と同様であるので説明を省略する。
以上説明したように、第1の実施例と同様に、駆動電流
を制御でき、素子数が削減でき、コスト削減と共に回路
の簡素化により制御精度が向上する。
ジ回路を流れる駆動電流の制御を各駆動相において1個
の演算増幅器とセンス抵抗のみで行なうことができるた
め、発振対策用位相調整を外部的に行なう必要がなく、
素子数が削減でき、コストが削減できると共に制御精度
が向上する。
回路の回路図
Claims (10)
- 【請求項1】第1及び第2MOSFETと接地端子にセ
ンス抵抗を介して接続された第3及び第4MOSFET
とを有し、前記第1及び第4MOSFETで第1駆動相
と前記第2及び第3MOSFETで第2駆動相とを形成
し、前記第1又は第2駆動相を駆動して負荷に駆動電流
を流す出力バッファHブリッジ回路と、前記駆動電流を
制御する駆動電流制御回路とを含む駆動装置であって、
前記駆動電流制御回路は前記第3及び第4MOSFET
の各ゲートに出力がそれぞれ接続される第1及び第2演
算増幅器を有し、この第1及び第2演算増幅器の各逆相
入力に前記センス抵抗に発生する電圧を帰還し、それら
の各正相入力に駆動電流制御信号を入力し、その駆動電
流制御信号の電圧に基づいて駆動電流を制御する駆動装
置。 - 【請求項2】前記第1及び第2演算増幅器の各逆相入力
と接地端子との間に直列接続したスイッチ手段及び第1
利得調整用抵抗と、前記第3及び第4MOSFETとセ
ンス抵抗との接続点と前記逆相入力との間に接続した第
2利得調整用抵抗とを有する利得制御回路を含む請求項
1記載の駆動装置。 - 【請求項3】前記スイッチ手段が第5MOSFETであ
ることを特徴とする請求項2記載の駆動装置。 - 【請求項4】前記駆動電流制御回路が、駆動制御用端子
からの駆動制御信号に基づき、前記第1又は第2MOS
FETをオン状態にすると共にオン状態にしない前記第
1又は第2MOSFETと同一駆動相の前記第3又は第
4MOSFETをオフ状態にする駆動相判定信号と前記
駆動電流制御信号とを出力する駆動相判定回路を含む請
求項1記載の駆動装置。 - 【請求項5】前記第1及び第2MOSFETのゲートに
前記駆動相判定信号を入力して第1又は第2MOSFE
Tをオン状態にすると共に、前記第1及び第2演算増幅
器の各イネーブル端子に前記駆動相判定信号を入力して
オン状態にしない前記第1又は第2MOSFETと同一
駆動相の前記第3又は第4MOSFETをオフ状態にす
る請求項4記載の駆動装置。 - 【請求項6】前記駆動相判定信号が前記第2MOSFE
Tのゲート及び第2演算増幅器のイネーブル端子に直接
入力されると共に、前記第1MOSFETのゲート及び
第1演算増幅器のイネーブル端子にインバータを介して
入力される請求項5記載の駆動装置。 - 【請求項7】前記第1及び第2MOSFETが二重拡散
型のPチャネル型MOSFETで構成され、前記第3及
び第4MOSFETが二重拡散型のNチャネル型MOS
FETで構成されている請求項1記載の駆動装置。 - 【請求項8】前記第1〜第4MOSFETが二重拡散型
のNチャネルMOSFETで構成され、前記第1及び第
2MOSFETのゲートが昇圧回路により昇圧された駆
動相判定信号により駆動する請求項4記載の駆動装置。 - 【請求項9】前記駆動相判定回路が、正相入力に入力さ
れる前記駆動制御信号と逆相入力に印加される基準電源
電圧とで比較処理され前記駆動相判定信号が出力される
比較器と、入力される前記駆動制御信号に基づき前記駆
動電流制御信号が出力される全波整流回路とを含む請求
項4記載の駆動装置。 - 【請求項10】電源端子に接続された第1及び第2MO
SFETと接地端子にセンス抵抗を介して接続された第
3及び第4MOSFETとを有し、前記第1及び第4M
OSFETで第1駆動相と前記第2及び第3MOSFE
Tで第2駆動相とを形成し、前記第1又は第2駆動相を
駆動して負荷に駆動電流を流す出力バッファHブリッジ
回路と、前記駆動電流を制御する駆動電流制御回路と、
前記駆動電流の利得を制御する利得制御回路とを含む駆
動装置であって、 前記駆動電流制御回路は、駆動制御用端子からの駆動制
御信号に基づき、前記第1又は第2MOSFETをオン
状態にすると共にオン状態にしない前記第1又は第2M
OSFETと同一駆動相の前記第3又は第4MOSFE
Tをオフ状態にする駆動相判定信号と前記駆動電流を制
御する駆動電流制御信号とを出力する駆動相判定回路
と、前記センス抵抗の両端に発生する電圧を検出して前
記駆動電流制御信号と比較し前記第3及び第4MOSF
ETのゲートをそれぞれ制御する第1及び第2演算増幅
器とを有し、 前記利得制御回路は前記第1及び第2演算増幅器の逆相
入力と接地との間に接続した第1利得調整用抵抗及び第
5MOSFETの直列回路と、前記第3及び第4MOS
FETとセンス抵抗との接続点と前記第1及び第2演算
増幅器の逆相入力との間に接続した第2利得調整用抵抗
とを有している駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07405096A JP3568068B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07405096A JP3568068B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266692A true JPH09266692A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3568068B2 JP3568068B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=13535979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07405096A Expired - Fee Related JP3568068B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 駆動装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3568068B2 (ja) |
Cited By (5)
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