JPH10271894A - 負荷駆動装置 - Google Patents
負荷駆動装置Info
- Publication number
- JPH10271894A JPH10271894A JP7568797A JP7568797A JPH10271894A JP H10271894 A JPH10271894 A JP H10271894A JP 7568797 A JP7568797 A JP 7568797A JP 7568797 A JP7568797 A JP 7568797A JP H10271894 A JPH10271894 A JP H10271894A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- load
- circuit
- state
- switching element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷に供給する電流量の制御を、その制御の
開始時から確実に行うことが可能な負荷駆動装置を提供
する。 【解決手段】 ＦＥＴ４をステッピングモータ３とアー
スとの間に接続し、電源＋Ｂとモータ３との間には電流
遮断用のＦＥＴ２を接続して、オフ状態設定回路２６
は、通電電流量の指令値が零である間は、オペアンプ７
の入力状態にかかわらず、電流検出回路２４の出力を強
制的にハイレベルに設定して、ＦＥＴ４をオフ状態に維
持する制御信号を電流制御回路２５に出力させる。
開始時から確実に行うことが可能な負荷駆動装置を提供
する。 【解決手段】 ＦＥＴ４をステッピングモータ３とアー
スとの間に接続し、電源＋Ｂとモータ３との間には電流
遮断用のＦＥＴ２を接続して、オフ状態設定回路２６
は、通電電流量の指令値が零である間は、オペアンプ７
の入力状態にかかわらず、電流検出回路２４の出力を強
制的にハイレベルに設定して、ＦＥＴ４をオフ状態に維
持する制御信号を電流制御回路２５に出力させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源と負荷とを通
断電することにより、負荷に供給される電流量を制御し
てその駆動を制御する負荷駆動装置に関する。
断電することにより、負荷に供給される電流量を制御し
てその駆動を制御する負荷駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記の負荷駆動装置の一例として、コピ
ー，ＦＡＸ，プリンタや、産業用ロボットの駆動制御等
に使用されているステッピングモータ（以下、モータと
称す）に供給する電流量を、回転磁界のダンピングやモ
ータの応答性を高めるためなどの目的で制御する制御装
置がある。
ー，ＦＡＸ，プリンタや、産業用ロボットの駆動制御等
に使用されているステッピングモータ（以下、モータと
称す）に供給する電流量を、回転磁界のダンピングやモ
ータの応答性を高めるためなどの目的で制御する制御装
置がある。
【０００３】従来、この様な制御装置においては、例え
ば、電流ヒステリシス制御方式等が用いられていた。電
流ヒステリシス制御方式は、電流値が比較的大なる領域
での制御には十分であるが、電流値が０Ａ付近の小なる
領域での制御に対して使用するには、制御精度を確保す
るのが困難であった。
ば、電流ヒステリシス制御方式等が用いられていた。電
流ヒステリシス制御方式は、電流値が比較的大なる領域
での制御には十分であるが、電流値が０Ａ付近の小なる
領域での制御に対して使用するには、制御精度を確保す
るのが困難であった。
【０００４】電流値が比較的小なる領域における制御を
より精密に行うために、例えばＰＷＭ制御によってモー
タの通電電流量を０Ａから滑らかに精度良く増減させる
ことを考えた場合、例えば、図３に示すような回路構成
が想定される。
より精密に行うために、例えばＰＷＭ制御によってモー
タの通電電流量を０Ａから滑らかに精度良く増減させる
ことを考えた場合、例えば、図３に示すような回路構成
が想定される。
【０００５】この図３において、直流電源＋Ｂとアース
との間には、電流検出用の抵抗１，ｐチャネルのＭＯＳ
ＦＥＴ（以下、ＦＥＴと称す）２のソース−ドレイン，
モータ３，ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴ（以下、ＦＥＴと
称す）４のドレイン−ソースの直列回路が接続されてい
る。
との間には、電流検出用の抵抗１，ｐチャネルのＭＯＳ
ＦＥＴ（以下、ＦＥＴと称す）２のソース−ドレイン，
モータ３，ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴ（以下、ＦＥＴと
称す）４のドレイン−ソースの直列回路が接続されてい
る。
【０００６】抵抗１の電源＋Ｂ側及びモータ３側の端子
は、夫々抵抗５及び６を介してオペアンプ７の非反転入
力端子及び反転入力端子に接続されており、オペアンプ
７の出力端子は、ｎｐｎ形のトランジスタ８のベースに
接続されている。トランジスタ８のコレクタは、オペア
ンプ７の非反転入力端子に接続されており、エミッタ
は、抵抗９を介してアースに接続されていると共に、抵
抗１０を介してオペアンプ１１の反転入力端子に接続さ
れている。
は、夫々抵抗５及び６を介してオペアンプ７の非反転入
力端子及び反転入力端子に接続されており、オペアンプ
７の出力端子は、ｎｐｎ形のトランジスタ８のベースに
接続されている。トランジスタ８のコレクタは、オペア
ンプ７の非反転入力端子に接続されており、エミッタ
は、抵抗９を介してアースに接続されていると共に、抵
抗１０を介してオペアンプ１１の反転入力端子に接続さ
れている。
【０００７】積分回路を構成するオペアンプ１１の非反
転入力端子には、外部より電流指令値が与えられるよう
になっており、オペアンプ１１の反転入力端子と出力端
子との間には、コンデンサ１２が接続されている。ま
た、オペアンプ１１の出力端子は、コンパレータ１３の
反転入力端子に接続されている。尚、以上のオペアンプ
１１を中心とする積分回路は、抵抗１に流れる電流の検
出に基づいてトランジスタ８から出力される信号を平滑
化して、次段のコンパレータ１３に与えるために設けら
れている。
転入力端子には、外部より電流指令値が与えられるよう
になっており、オペアンプ１１の反転入力端子と出力端
子との間には、コンデンサ１２が接続されている。ま
た、オペアンプ１１の出力端子は、コンパレータ１３の
反転入力端子に接続されている。尚、以上のオペアンプ
１１を中心とする積分回路は、抵抗１に流れる電流の検
出に基づいてトランジスタ８から出力される信号を平滑
化して、次段のコンパレータ１３に与えるために設けら
れている。
【０００８】そのコンパレータ１３の非反転入力端子に
は、三角波発生器１４からＰＷＭ信号の搬送波である三
角波が与えられるようになっており、コンパレータ１３
の出力端子は、負論理のドライバ１５を介してＦＥＴ４
のゲートに接続されている。
は、三角波発生器１４からＰＷＭ信号の搬送波である三
角波が与えられるようになっており、コンパレータ１３
の出力端子は、負論理のドライバ１５を介してＦＥＴ４
のゲートに接続されている。
【０００９】ＦＥＴ２のゲートには、図示しない制御回
路からゲート信号が与えられるようになっている。ＦＥ
Ｔ２は、電流指令値が零である場合は常時オフ状態であ
り、電流指令値が零以外である場合はオン状態となるよ
うに制御される。尚、実際にはモータ３の巻線は複数相
分あり、上記の回路は、各相毎に対応して設けられてい
る。
路からゲート信号が与えられるようになっている。ＦＥ
Ｔ２は、電流指令値が零である場合は常時オフ状態であ
り、電流指令値が零以外である場合はオン状態となるよ
うに制御される。尚、実際にはモータ３の巻線は複数相
分あり、上記の回路は、各相毎に対応して設けられてい
る。
【００１０】以上のような制御装置の構成を想定し、外
部よりある値の電流指令値が与えられＦＥＴ２及び４が
オン状態であり、モータ３に電流量Ｉｍの電流が供給さ
れて既に駆動されている状態の動作について以下に考察
する。
部よりある値の電流指令値が与えられＦＥＴ２及び４が
オン状態であり、モータ３に電流量Ｉｍの電流が供給さ
れて既に駆動されている状態の動作について以下に考察
する。
【００１１】オペアンプ７の非反転入力端子，反転入力
端子における入力電圧を、夫々Ｖ１（＋），Ｖ１（−）
とすると、（１）式，（２）式となる。 Ｖ１（＋）＝ＶＢ−ｒ×ｉ …（１） Ｖ１（−）＝ＶＢ−Ｒ×Ｉｍ …（２） 但し、ＶＢは電源＋Ｂの電圧，ｒは抵抗５の抵抗値，ｉ
は非反転入力端子に流れる電流値（即ち、トランジスタ
８に流れるコレクタ電流），Ｒは抵抗１の抵抗値であ
る。
端子における入力電圧を、夫々Ｖ１（＋），Ｖ１（−）
とすると、（１）式，（２）式となる。 Ｖ１（＋）＝ＶＢ−ｒ×ｉ …（１） Ｖ１（−）＝ＶＢ−Ｒ×Ｉｍ …（２） 但し、ＶＢは電源＋Ｂの電圧，ｒは抵抗５の抵抗値，ｉ
は非反転入力端子に流れる電流値（即ち、トランジスタ
８に流れるコレクタ電流），Ｒは抵抗１の抵抗値であ
る。
【００１２】Ｖ１（＋）＝Ｖ１（−）であるから、 ｒ×ｉ＝Ｒ×Ｉｍ ｉ＝（Ｒ／ｒ）×Ｉｍ …（３） となる。トランジスタ８に流れるベース電流は、コレク
タ電流に比較して小さく無視できるから、トランジスタ
８のエミッタに接続された抵抗９（抵抗値Ｒ１）の端子
電圧ＶＯ１は、 ＶＯ１＝Ｒ１×ｉ ＝Ｒ１×（Ｒ／ｒ）×Ｉｍ …（４） となる。
タ電流に比較して小さく無視できるから、トランジスタ
８のエミッタに接続された抵抗９（抵抗値Ｒ１）の端子
電圧ＶＯ１は、 ＶＯ１＝Ｒ１×ｉ ＝Ｒ１×（Ｒ／ｒ）×Ｉｍ …（４） となる。
【００１３】また、オペアンプ１１の非反転入力端子，
反転入力端子における入力電圧を夫々Ｖ２（＋）（電流
指令値），Ｖ２（−）とし、コンデンサ１２に流れる電
流をＩｃとすると、 Ｉｃ＝（ＶＯ１−Ｖ２（−））／Ｒ２ …（５） である。但し、Ｒ２は抵抗１０の抵抗値である。従っ
て、コンデンサ１２の容量をＣ，電流Ｉｃがｔ秒間流れ
てコンデンサ１２に充電された電荷をＱとすると、オペ
アンプ１１の出力電圧ＶＯ２は、 ＶＯ２＝Ｑ／Ｃ ＝Ｉｃ×ｔ／Ｃ ＝（ＶＯ１−Ｖ２（−））×ｔ／（Ｃ×Ｒ２） …（６） となる。
反転入力端子における入力電圧を夫々Ｖ２（＋）（電流
指令値），Ｖ２（−）とし、コンデンサ１２に流れる電
流をＩｃとすると、 Ｉｃ＝（ＶＯ１−Ｖ２（−））／Ｒ２ …（５） である。但し、Ｒ２は抵抗１０の抵抗値である。従っ
て、コンデンサ１２の容量をＣ，電流Ｉｃがｔ秒間流れ
てコンデンサ１２に充電された電荷をＱとすると、オペ
アンプ１１の出力電圧ＶＯ２は、 ＶＯ２＝Ｑ／Ｃ ＝Ｉｃ×ｔ／Ｃ ＝（ＶＯ１−Ｖ２（−））×ｔ／（Ｃ×Ｒ２） …（６） となる。
【００１４】即ち、オペアンプ１１の出力電圧ＶＯ２
は、電流量Ｉｍに比例した電圧ＶＯ１とＶ２（−）（電
流指令値Ｖ２（＋）に等しい）との差に基づくレベルの
電圧として出力される。出力電圧ＶＯ２のレベルは、コ
ンパレータ１３において搬送波たる三角波のレベルと比
較されてＰＷＭ信号が出力される。そして、ＦＥＴ４の
ゲート信号は、電圧ＶＯ１とＶ２（−）との差が大であ
る程オン時間が長くなるＰＷＭ信号として与えられる。
は、電流量Ｉｍに比例した電圧ＶＯ１とＶ２（−）（電
流指令値Ｖ２（＋）に等しい）との差に基づくレベルの
電圧として出力される。出力電圧ＶＯ２のレベルは、コ
ンパレータ１３において搬送波たる三角波のレベルと比
較されてＰＷＭ信号が出力される。そして、ＦＥＴ４の
ゲート信号は、電圧ＶＯ１とＶ２（−）との差が大であ
る程オン時間が長くなるＰＷＭ信号として与えられる。
【００１５】以上のような回路構成を想定すれば、電流
指令値に応じた値の電流量Ｉｍをモータ３に供給するこ
とができ、電流値が比較的小なる領域においても精密な
制御を行うことが可能となる。
指令値に応じた値の電流量Ｉｍをモータ３に供給するこ
とができ、電流値が比較的小なる領域においても精密な
制御を行うことが可能となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（４）
式及び（６）式から、オペアンプ１１の出力電圧ＶＯ２
は、モータ３に流れる電流量Ｉｍに比例したものとなっ
ている。このため、初期状態で電流指令値が０Ａ、即ち
Ｖ２（＋）＝０であり、電流量Ｉｍが確定しない状態に
おいては、オペアンプ１１の出力は不定となってしま
う。
式及び（６）式から、オペアンプ１１の出力電圧ＶＯ２
は、モータ３に流れる電流量Ｉｍに比例したものとなっ
ている。このため、初期状態で電流指令値が０Ａ、即ち
Ｖ２（＋）＝０であり、電流量Ｉｍが確定しない状態に
おいては、オペアンプ１１の出力は不定となってしま
う。
【００１７】この様な初期状態において、オペアンプ１
１の出力が不定でハイレベル（即ち、略電源電圧に等し
いレベル）を示す場合の回路動作について、本発明の発
明者が行った実験結果の一例を示す図４を参照して説明
する。尚、電源＋Ｂの電圧ＶＢは、約１４Ｖ程度であ
る。
１の出力が不定でハイレベル（即ち、略電源電圧に等し
いレベル）を示す場合の回路動作について、本発明の発
明者が行った実験結果の一例を示す図４を参照して説明
する。尚、電源＋Ｂの電圧ＶＢは、約１４Ｖ程度であ
る。
【００１８】電流指令値が０Ａの時点（図４（ｃ）参
照）でオペアンプ１１の出力信号がハイレベルであるか
らＦＥＴ４のゲートに出力されるゲート信号がハイレベ
ルとなり（図４（ａ），（ｂ）参照）、ＦＥＴ４は既に
オン状態にある。
照）でオペアンプ１１の出力信号がハイレベルであるか
らＦＥＴ４のゲートに出力されるゲート信号がハイレベ
ルとなり（図４（ａ），（ｂ）参照）、ＦＥＴ４は既に
オン状態にある。
【００１９】そして、電流指令値が０Ａからある所定の
値（例えば２．５Ａ）に変化すると（図４（ｃ），参
照）、ＦＥＴ２に対してハイレベルのゲート信号が与え
られオン状態となり、電流がモータ３に供給される。す
ると、オペアンプ７により上記電流が検出された後、オ
ペアンプ１１及びコンパレータ１３を経てＰＷＭ信号が
作成されて制御が開始される。
値（例えば２．５Ａ）に変化すると（図４（ｃ），参
照）、ＦＥＴ２に対してハイレベルのゲート信号が与え
られオン状態となり、電流がモータ３に供給される。す
ると、オペアンプ７により上記電流が検出された後、オ
ペアンプ１１及びコンパレータ１３を経てＰＷＭ信号が
作成されて制御が開始される。
【００２０】この時、オペアンプ７，１０及びコンパレ
ータ１３はＦＥＴ２に比較して動作速度が遅いため、Ｆ
ＥＴ２がオン状態となった時点からＰＷＭ制御が開始さ
れるまでには若干の時間を要することになる。従って、
その時間が経過するまでは、ＦＥＴ２及び４は共にオン
であり、モータ３はフル通電状態となる。このため、誘
導性の負荷であるモータ３には、過渡的に電流指令値の
数倍である大電流（本発明の発明者が行った一実験例と
して約７．３Ａ）が流れる（図４（ｃ），時点参
照）。
ータ１３はＦＥＴ２に比較して動作速度が遅いため、Ｆ
ＥＴ２がオン状態となった時点からＰＷＭ制御が開始さ
れるまでには若干の時間を要することになる。従って、
その時間が経過するまでは、ＦＥＴ２及び４は共にオン
であり、モータ３はフル通電状態となる。このため、誘
導性の負荷であるモータ３には、過渡的に電流指令値の
数倍である大電流（本発明の発明者が行った一実験例と
して約７．３Ａ）が流れる（図４（ｃ），時点参
照）。
【００２１】ＰＷＭ制御は、モータ３に流れる電流がピ
ークとなる付近から開始されるが（図４（ｂ），時点
参照）、その開始直後に、検出される電流量が著しく高
いことからＦＥＴ４は全くのオフ状態（ＰＷＭデューテ
ィ０％）となる（図４（ｂ），時点参照）。尚、図４
（ｂ）においては、ＰＷＭ信号のレベルについてハイ，
ロウを示す必要がある部分以外は、パルス幅が変化する
ことによる粗密のみを概略的に図示している。
ークとなる付近から開始されるが（図４（ｂ），時点
参照）、その開始直後に、検出される電流量が著しく高
いことからＦＥＴ４は全くのオフ状態（ＰＷＭデューテ
ィ０％）となる（図４（ｂ），時点参照）。尚、図４
（ｂ）においては、ＰＷＭ信号のレベルについてハイ，
ロウを示す必要がある部分以外は、パルス幅が変化する
ことによる粗密のみを概略的に図示している。
【００２２】そして、電流量がある程度低下した時点か
ら、正常なＰＷＭ制御が開始される（図４（ｂ），時点
参照）。この時点〜の間は、一時的にＰＷＭ制御
が不能となって過剰に電流が消費される期間であり、こ
の期間内では当初の目的である高精度の制御を行うこと
ができず、図３に示す回路のままでは実用上問題があ
る。
ら、正常なＰＷＭ制御が開始される（図４（ｂ），時点
参照）。この時点〜の間は、一時的にＰＷＭ制御
が不能となって過剰に電流が消費される期間であり、こ
の期間内では当初の目的である高精度の制御を行うこと
ができず、図３に示す回路のままでは実用上問題があ
る。
【００２３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、負荷に供給する電流量の制御を、そ
の制御の開始時から確実に行うことが可能な負荷駆動装
置を提供することにある。
あり、その目的は、負荷に供給する電流量の制御を、そ
の制御の開始時から確実に行うことが可能な負荷駆動装
置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の負荷駆動
装置によれば、オフ状態設定回路は、外部より与えられ
る通電電流量の指令値が零である間は、その指令値と電
流検出回路が検出する負荷へ流れる通電電流量との差に
基づいてスイッチング素子に制御信号を出力する電流制
御回路が、前記スイッチング素子をオフ状態に維持する
制御信号を出力するように設定を行う。
装置によれば、オフ状態設定回路は、外部より与えられ
る通電電流量の指令値が零である間は、その指令値と電
流検出回路が検出する負荷へ流れる通電電流量との差に
基づいてスイッチング素子に制御信号を出力する電流制
御回路が、前記スイッチング素子をオフ状態に維持する
制御信号を出力するように設定を行う。
【００２５】従って、指令値が零であっても電流制御回
路の出力状態が確定して、電源と負荷とを通断電するス
イッチング素子は確実にオフ状態となるので、電流制御
回路の出力状態が不確定となってスイッチング素子のオ
ンオフが定まらずに、制御の開始時において負荷に無用
の通電が行われることを防止でき、最初から確実な制御
動作を行わせることができる。
路の出力状態が確定して、電源と負荷とを通断電するス
イッチング素子は確実にオフ状態となるので、電流制御
回路の出力状態が不確定となってスイッチング素子のオ
ンオフが定まらずに、制御の開始時において負荷に無用
の通電が行われることを防止でき、最初から確実な制御
動作を行わせることができる。
【００２６】請求項２または３記載の負荷駆動装置によ
れば、オフ状態設定回路は、指令値が零である間は、電
流検出回路が出力する検出信号のレベルを所定値に強制
的に設定するので、電流制御回路の出力状態は、零であ
る指令値と強制的に設定された所定値との差に基づいて
確定される（請求項２）。具体的には、オフ状態設定回
路は、電流検出回路を構成する演算増幅器の入力状態と
は無関係にその電流検出回路が出力する検出信号のレベ
ルを強制的に設定してスイッチング素子をオフ状態に維
持する制御信号を与える（請求項３）。従って、請求項
１と同様の効果が得られる。
れば、オフ状態設定回路は、指令値が零である間は、電
流検出回路が出力する検出信号のレベルを所定値に強制
的に設定するので、電流制御回路の出力状態は、零であ
る指令値と強制的に設定された所定値との差に基づいて
確定される（請求項２）。具体的には、オフ状態設定回
路は、電流検出回路を構成する演算増幅器の入力状態と
は無関係にその電流検出回路が出力する検出信号のレベ
ルを強制的に設定してスイッチング素子をオフ状態に維
持する制御信号を与える（請求項３）。従って、請求項
１と同様の効果が得られる。
【００２７】請求項４記載の負荷駆動装置によれば、電
流制御回路が出力する制御信号をＰＷＭ信号としたの
で、通電電流量の指令値が零からある間になる場合に
は、スイッチング素子が必ずオフの状態からＰＷＭ制御
が開始される。従って、その開始時からＰＷＭ制御を安
定した状態で行うことができ、通電電流量を電流指令値
と同じレベルに短時間内に収束させることができる。ま
た、通電電流量が０Ａ付近の比較的小なる領域において
も、その電流量の制御を精度良く行うことが可能とな
る。
流制御回路が出力する制御信号をＰＷＭ信号としたの
で、通電電流量の指令値が零からある間になる場合に
は、スイッチング素子が必ずオフの状態からＰＷＭ制御
が開始される。従って、その開始時からＰＷＭ制御を安
定した状態で行うことができ、通電電流量を電流指令値
と同じレベルに短時間内に収束させることができる。ま
た、通電電流量が０Ａ付近の比較的小なる領域において
も、その電流量の制御を精度良く行うことが可能とな
る。
【００２８】請求項５記載の負荷駆動装置によれば、ス
イッチング素子を、負荷とアースとの間に接続し、電源
と負荷との間には電流遮断用の遮断用スイッチング素子
を接続したので、指令値が零である間はスイッチング素
子及び遮断用スイッチング素子はいずれもオフ状態であ
り、負荷に流れる電流をより確実に遮断することができ
る。また、指令値が零からある値になった場合は、電流
検出回路が検出信号を出力する以前に遮断用スイッチン
グ素子が先にオン状態となったとしてもスイッチング素
子はオフ状態を維持しているので、負荷に過剰な電流が
流れてしまうことを防止できる。
イッチング素子を、負荷とアースとの間に接続し、電源
と負荷との間には電流遮断用の遮断用スイッチング素子
を接続したので、指令値が零である間はスイッチング素
子及び遮断用スイッチング素子はいずれもオフ状態であ
り、負荷に流れる電流をより確実に遮断することができ
る。また、指令値が零からある値になった場合は、電流
検出回路が検出信号を出力する以前に遮断用スイッチン
グ素子が先にオン状態となったとしてもスイッチング素
子はオフ状態を維持しているので、負荷に過剰な電流が
流れてしまうことを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１及び図２を参照して説明する。尚、図３と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。コンパレータ２１の反転入力端子
には、参照電圧Ｖref が与えられていると共に、非反転
入力端子には、オペアンプ１１と同様に電流指令値が与
えられるようになっている。コンパレータ２１の出力端
子は、スイッチ２２の開閉を制御する信号を出力するよ
うになっている。尚、参照電圧Ｖref は、零に近い正の
電圧値に設定されている。
図１及び図２を参照して説明する。尚、図３と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。コンパレータ２１の反転入力端子
には、参照電圧Ｖref が与えられていると共に、非反転
入力端子には、オペアンプ１１と同様に電流指令値が与
えられるようになっている。コンパレータ２１の出力端
子は、スイッチ２２の開閉を制御する信号を出力するよ
うになっている。尚、参照電圧Ｖref は、零に近い正の
電圧値に設定されている。
【００３０】スイッチ２２の一方の端子は、定電流源
（電流値ｉ１）２３を介して電源＋Ｂに接続されてお
り、他方の端子は、抵抗９及び１０の共通接続点に接続
されている。このスイッチ２２は、例えばトランジスタ
などで構成されており、コンパレータ２１からの制御信
号がハイレベルであればオフ，ロウレベルであればオン
するようになっている。
（電流値ｉ１）２３を介して電源＋Ｂに接続されてお
り、他方の端子は、抵抗９及び１０の共通接続点に接続
されている。このスイッチ２２は、例えばトランジスタ
などで構成されており、コンパレータ２１からの制御信
号がハイレベルであればオフ，ロウレベルであればオン
するようになっている。
【００３１】尚、抵抗１，５，６，オペアンプ（演算増
幅器）７，トランジスタ８及び抵抗９は、電流検出回路
２４を構成し、抵抗１０，オペアンプ１１，コンデンサ
１２，コンパレータ１３，三角波発生器１４及びドライ
バ１５は、電流制御回路２５を構成している。また、コ
ンパレータ２１，スイッチ２２及び定電流源２３は、オ
フ状態設定回路２６を構成している。
幅器）７，トランジスタ８及び抵抗９は、電流検出回路
２４を構成し、抵抗１０，オペアンプ１１，コンデンサ
１２，コンパレータ１３，三角波発生器１４及びドライ
バ１５は、電流制御回路２５を構成している。また、コ
ンパレータ２１，スイッチ２２及び定電流源２３は、オ
フ状態設定回路２６を構成している。
【００３２】次に、本実施例の作用について図２をも参
照して説明する。電流指令値が０Ａである場合は、コン
パレータ２１が出力する制御信号のレベルはロウであ
り、スイッチ２２はオンとなる。すると、この時点では
負荷たるモータ３に電流は供給されていないが、定電流
源２３から電流値ｉ１の電流が抵抗９に流れることによ
って、電圧ＶＯ１はあるレベルに確定される。この場合
の電圧ＶＯ１のレベルは、例えば１Ｖ程度となるように
電流値ｉ１及び抵抗９の抵抗値Ｒ１を設定する。従っ
て、図２（ａ）の時点に示すように、オペアンプ１１
の出力はロウレベルとなり、ＦＥＴ（スイッチング素
子）４のゲート信号のレベルもロウとなってＦＥＴ４は
オフ状態に維持される（図２（ｂ）参照）。
照して説明する。電流指令値が０Ａである場合は、コン
パレータ２１が出力する制御信号のレベルはロウであ
り、スイッチ２２はオンとなる。すると、この時点では
負荷たるモータ３に電流は供給されていないが、定電流
源２３から電流値ｉ１の電流が抵抗９に流れることによ
って、電圧ＶＯ１はあるレベルに確定される。この場合
の電圧ＶＯ１のレベルは、例えば１Ｖ程度となるように
電流値ｉ１及び抵抗９の抵抗値Ｒ１を設定する。従っ
て、図２（ａ）の時点に示すように、オペアンプ１１
の出力はロウレベルとなり、ＦＥＴ（スイッチング素
子）４のゲート信号のレベルもロウとなってＦＥＴ４は
オフ状態に維持される（図２（ｂ）参照）。
【００３３】そして、電流指令値が所定の値になると
（例えば２．５Ａ）、先ず、ＦＥＴ（遮断用スイッチン
グ素子）２が先にオン状態となる。それと同時に、オペ
アンプ１１の出力が確定することによりＰＷＭ信号がコ
ンパレータ１３から出力されて、ＦＥＴ４はオンオフ制
御される（図２（ｂ），時点参照）。
（例えば２．５Ａ）、先ず、ＦＥＴ（遮断用スイッチン
グ素子）２が先にオン状態となる。それと同時に、オペ
アンプ１１の出力が確定することによりＰＷＭ信号がコ
ンパレータ１３から出力されて、ＦＥＴ４はオンオフ制
御される（図２（ｂ），時点参照）。
【００３４】すると、モータ３は通断電されて電源＋Ｂ
から電流が流れ、オペアンプ７はその通電電流量を検出
して検出信号を出力する。また、電流指令値は、コンパ
レータ２１の非反転入力端子にも与えられてスイッチ２
２はオフするので、定電流源２３から抵抗９に供給され
ていた電流は断たれる。
から電流が流れ、オペアンプ７はその通電電流量を検出
して検出信号を出力する。また、電流指令値は、コンパ
レータ２１の非反転入力端子にも与えられてスイッチ２
２はオフするので、定電流源２３から抵抗９に供給され
ていた電流は断たれる。
【００３５】この場合、モータ３に流れる電流は、ＰＷ
Ｍ制御の開始から増加してピークに達する（図２
（ｃ），時点参照）。その後、オペアンプ７により検
出される通電電流量に応じて、ＦＥＴ２のオン時間を短
くするようにＰＷＭ信号がコンパレータ１３から出力さ
れ（図２（ｂ），時点参照）、通電電流量は抑制され
る方向に向かう（図２（ｃ），時点参照）。そして、
若干の上下変動があった後、最終的には、電流指令値と
同じ値の２．５Ａとなるように制御される（図２
（ｃ），時点参照）。
Ｍ制御の開始から増加してピークに達する（図２
（ｃ），時点参照）。その後、オペアンプ７により検
出される通電電流量に応じて、ＦＥＴ２のオン時間を短
くするようにＰＷＭ信号がコンパレータ１３から出力さ
れ（図２（ｂ），時点参照）、通電電流量は抑制され
る方向に向かう（図２（ｃ），時点参照）。そして、
若干の上下変動があった後、最終的には、電流指令値と
同じ値の２．５Ａとなるように制御される（図２
（ｃ），時点参照）。
【００３６】この時、時点においてピークに達する通
電電流量は、本発明の発明者が行った実験の一例では約
４．７Ａであり、図４の場合と比較して最大電流値は約
６４％低減されている。即ち、モータ３には、当初から
ＰＷＭ制御が行われた状態で電流が供給されるので、図
３に示した回路のように、ＦＥＴ２がオンした時点でＦ
ＥＴ４が無制御状態にあり、過剰な電流（オーバーシュ
ート電流）が流れてしまうことがない。
電電流量は、本発明の発明者が行った実験の一例では約
４．７Ａであり、図４の場合と比較して最大電流値は約
６４％低減されている。即ち、モータ３には、当初から
ＰＷＭ制御が行われた状態で電流が供給されるので、図
３に示した回路のように、ＦＥＴ２がオンした時点でＦ
ＥＴ４が無制御状態にあり、過剰な電流（オーバーシュ
ート電流）が流れてしまうことがない。
【００３７】以上のように本実施例によれば、ＦＥＴ４
をモータ３とアースとの間に接続し、電源＋Ｂとモータ
３との間には電流遮断用のＦＥＴ２を接続して、オフ状
態設定回路２６は、通電電流量の指令値が零である間
は、オペアンプ７の入力状態にかかわらず、電流検出回
路２４の出力を強制的にハイレベルに設定して、ＦＥＴ
４をオフ状態に維持する制御信号を電流制御回路２５に
出力させるようにした。従って、電流指令値が零であっ
ても、電流制御回路２５の出力状態が確定してＦＥＴ２
及び４はいずれもオフ状態であり、モータ３に流れる電
流をより確実に遮断することができる。
をモータ３とアースとの間に接続し、電源＋Ｂとモータ
３との間には電流遮断用のＦＥＴ２を接続して、オフ状
態設定回路２６は、通電電流量の指令値が零である間
は、オペアンプ７の入力状態にかかわらず、電流検出回
路２４の出力を強制的にハイレベルに設定して、ＦＥＴ
４をオフ状態に維持する制御信号を電流制御回路２５に
出力させるようにした。従って、電流指令値が零であっ
ても、電流制御回路２５の出力状態が確定してＦＥＴ２
及び４はいずれもオフ状態であり、モータ３に流れる電
流をより確実に遮断することができる。
【００３８】また、電源＋Ｂとモータ３とを通断電する
ＦＥＴ４が確実にオフ状態となるので、電流指令値が零
からある値になった場合に、電流検出回路２４が検出信
号を出力する以前にＦＥＴ２が先にオン状態となったと
しても、ＦＥＴ４はオフ状態を維持する。よって、図３
に示した回路のように、電流制御回路２５の出力状態が
不確定となって、ＦＥＴ４のオンオフが定まらずにモー
タ３に無用の通電が行われ過剰な電流が流れてしまうこ
とを防止でき、最初から確実な制御動作を行わせること
ができる。
ＦＥＴ４が確実にオフ状態となるので、電流指令値が零
からある値になった場合に、電流検出回路２４が検出信
号を出力する以前にＦＥＴ２が先にオン状態となったと
しても、ＦＥＴ４はオフ状態を維持する。よって、図３
に示した回路のように、電流制御回路２５の出力状態が
不確定となって、ＦＥＴ４のオンオフが定まらずにモー
タ３に無用の通電が行われ過剰な電流が流れてしまうこ
とを防止でき、最初から確実な制御動作を行わせること
ができる。
【００３９】加えて、本実施例によれば、電流指令値が
零からある値になる場合に、電流制御回路２５によるＰ
ＷＭ制御はＦＥＴ４がオフの状態から開始されるので、
モータ３に対する通電開始直後に比較的大きな電流が流
れた場合であっても安定したＰＷＭ制御が行われるの
で、通電電流量を電流指令値と同じレベルに短時間内に
収束させることができる。また、通電電流量が０Ａ付近
の比較的小なる領域においても、その電流量の制御を精
度良く行うことができる。
零からある値になる場合に、電流制御回路２５によるＰ
ＷＭ制御はＦＥＴ４がオフの状態から開始されるので、
モータ３に対する通電開始直後に比較的大きな電流が流
れた場合であっても安定したＰＷＭ制御が行われるの
で、通電電流量を電流指令値と同じレベルに短時間内に
収束させることができる。また、通電電流量が０Ａ付近
の比較的小なる領域においても、その電流量の制御を精
度良く行うことができる。
【００４０】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。コンパクレータ１３の反転，非反転
入力端子に与えらられる信号を入替えて、ドライバ１５
を正論理出力のドライバに置換えても良い。
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。コンパクレータ１３の反転，非反転
入力端子に与えらられる信号を入替えて、ドライバ１５
を正論理出力のドライバに置換えても良い。
【００４１】オフ状態設定回路は、電流指令値が零であ
る場合には、例えばオペアンプ７の出力を強制的にロウ
レベルに設定したり、また、オペアンプ１１の出力を強
制的にハイレベルに設定するように構成しても良い。Ｆ
ＥＴ２は、ＦＥＴ４がオフ状態にある場合の遮断電流が
問題にならない場合は省略しても良い。
る場合には、例えばオペアンプ７の出力を強制的にロウ
レベルに設定したり、また、オペアンプ１１の出力を強
制的にハイレベルに設定するように構成しても良い。Ｆ
ＥＴ２は、ＦＥＴ４がオフ状態にある場合の遮断電流が
問題にならない場合は省略しても良い。
【００４２】電流制御回路は、ＰＷＭ信号を出力するも
のでなくても良く、電流指令値と電流検出回路が検出し
た通電電流量の検出信号との差に基づく制御信号を出力
するものであれば何でも良い。スイッチング素子及び遮
断用スイッチング素子はＦＥＴ４及び２に限らず、ＩＧ
ＢＴやバイポーラトランジスタでも良い。負荷はステッ
ピングモータ３に限らず、同様の電流制御を要するもの
であれば適用が可能である。
のでなくても良く、電流指令値と電流検出回路が検出し
た通電電流量の検出信号との差に基づく制御信号を出力
するものであれば何でも良い。スイッチング素子及び遮
断用スイッチング素子はＦＥＴ４及び２に限らず、ＩＧ
ＢＴやバイポーラトランジスタでも良い。負荷はステッ
ピングモータ３に限らず、同様の電流制御を要するもの
であれば適用が可能である。
【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成図
【図２】動作波形図
【図３】従来技術を示す図１相当図
【図４】図２相当図
２はＦＥＴ（遮断用スイッチング素子）、３はステッピ
ングモータ（負荷）、４はＦＥＴ（スイッチング素
子）、７はオペアンプ（演算増幅器）、２４は電流検出
回路、２５は電流制御回路、２６はオフ状態設定回路を
示す。
ングモータ（負荷）、４はＦＥＴ（スイッチング素
子）、７はオペアンプ（演算増幅器）、２４は電流検出
回路、２５は電流制御回路、２６はオフ状態設定回路を
示す。
Claims (5)
- 【請求項１】 電源と負荷とを通断電するスイッチング
素子と、 前記負荷へ流れる通電電流量を検出して検出信号を出力
する電流検出回路と、 外部より与えられる通電電流量の指令値と前記電流検出
回路が出力する検出信号との差に基づいて前記スイッチ
ング素子に対して制御信号を出力する電流制御回路と、 前記指令値が零である間は、前記電流制御回路が前記ス
イッチング素子をオフ状態に維持する制御信号を出力す
るように設定を行うオフ状態設定回路とを具備したこと
を特徴とする負荷駆動装置。 - 【請求項２】 前記オフ状態設定回路は、前記電流検出
回路が出力する検出信号のレベルを所定値に強制的に設
定することにより、前記電流制御回路に前記スイッチン
グ素子をオフ状態に維持する制御信号を出力させること
を特徴とする請求項１記載の負荷駆動装置。 - 【請求項３】 前記電流検出回路は、演算増幅器で構成
されており、 前記オフ状態設定回路は、前記指令値が零である間は、
前記演算増幅器の入力状態とは無関係に前記電流検出回
路が出力する検出信号のレベルを強制的に設定すること
を特徴とする請求項２記載の負荷駆動装置。 - 【請求項４】 前記電流制御回路が出力する制御信号
は、ＰＷＭ信号であることを特徴とする請求項１乃至３
の何れかに記載の負荷駆動装置。 - 【請求項５】 前記スイッチング素子は、前記負荷とア
ースとの間に接続されており、 前記電源と負荷との間には、電流遮断用の遮断用スイッ
チング素子が接続されていることを特徴とする請求項１
乃至４の何れかに記載の負荷駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7568797A JP3728857B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 負荷駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7568797A JP3728857B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 負荷駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10271894A true JPH10271894A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3728857B2 JP3728857B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=13583371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7568797A Expired - Fee Related JP3728857B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 負荷駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3728857B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002034292A (ja) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Rohm Co Ltd | モータドライバ |
| JP2004208401A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Minebea Co Ltd | ステッピングモータの制御装置 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7568797A patent/JP3728857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002034292A (ja) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Rohm Co Ltd | モータドライバ |
| JP2004208401A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Minebea Co Ltd | ステッピングモータの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3728857B2 (ja) | 2005-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6377034B1 (en) | Method and circuits for inductor current measurement in MOS switching regulators | |
| US6271712B1 (en) | Synchronous rectifier and method of operation | |
| CN1316729C (zh) | 单相电动机驱动装置、单相电动机驱动方法 | |
| JPS6126315B2 (ja) | ||
| JPH09201065A (ja) | 電源回路 | |
| JP3987953B2 (ja) | ソレノイド駆動装置及び駆動方法 | |
| US4683438A (en) | Circuit for connecting a load to the high side of a DC power supply | |
| US6222751B1 (en) | Driver circuit for a polyphase DC motor with minimized voltage spikes | |
| JP3608472B2 (ja) | 出力回路 | |
| US20080107408A1 (en) | Motor Driving Apparatus | |
| JPH10271894A (ja) | 負荷駆動装置 | |
| JPH08331839A (ja) | 電源回路 | |
| CN100431251C (zh) | 负电流补偿方法和电路 | |
| JP2573300B2 (ja) | 電磁石のコイル駆動装置 | |
| JP3596415B2 (ja) | 誘導性負荷駆動回路 | |
| JP2001345682A (ja) | 三角波発生回路、ｐｗｍ制御装置及び電動パワーステアリング装置 | |
| JPH11234108A (ja) | 誘導負荷をスイッチングするためのスイッチング装置 | |
| JP3232739B2 (ja) | スイッチ投入検出回路 | |
| JPH05300669A (ja) | 車両用電気負荷への電力供給装置 | |
| JPS6146187A (ja) | 直流電動機の速度制御装置 | |
| JP3002918B2 (ja) | インダクタンスコイルの通電制御装置 | |
| JP2685873B2 (ja) | 電磁石のコイル駆動装置 | |
| JP3455665B2 (ja) | 直流モータの速度制御回路 | |
| JPH01103191A (ja) | モータ駆動回路 | |
| JP3182325B2 (ja) | ステッピングモータの駆動回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050128 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050913 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050926 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131014 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |