JPH11235084A

JPH11235084A - モータドライブ回路

Info

Publication number: JPH11235084A
Application number: JP10037723A
Authority: JP
Inventors: Misao Furuya; 操古谷; Kazuhito Matsuura; 一仁松浦
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-27
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: US5990644A; JP3707228B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】逆起電力による電圧の低下を吸収できる。【解決手段】直流電源２からモータ３の第１の端子Ｔ
m1に供給する駆動電流を制御する第１の駆動トランジス
タＱ1 、モータ３の第１の端子Ｔm1から電流を引き込み
接地に供給する第２の駆動トランジスタＱ2 、直流電源
２からモータ３の第２の端子Ｔm2に供給する駆動電流を
制御する第３の駆動トランジスタＱ3 、モータ３の第２
の端子Ｔm2から電流を引き込む第４の駆動トランジスタ
Ｑ4 、第１及び第２の制御端子Ｔc1、Ｔc2に供給される
第１及び第２の制御信号に応じて第１〜第４の駆動トラ
ンジスタＱ1 〜Ｑ4 を制御し、モータ３の動作を制御す
る駆動制御回路４、第２の駆動トランジスタＱ2 と同極
性で、逆方向に接続された第１の制御トランジスタＱc
1、並びに第４の駆動トランジスタＱ4 と同極性で、逆
方向に接続された第２の制御トランジスタＱc2を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータドライブ回路
に係り、特に、直流モータを正逆転駆動させることがで
きるモータドライブ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に従来のモータドライブ回路の一例
の回路図を示す。従来のモータドライブ回路３００は、
電源端子Ｔv11 、Ｔv12 に接続される直流電源３０１に
より駆動され、直流電源３０１からモータ３０２の第１
の端子Ｔm11 に供給する駆動電流を制御する第１の駆動
トランジスタＱA 、モータ３０２の第１の端子Ｔm11 か
ら電流を引き込み接地に供給する第２の駆動トランジス
タＱB 、直流電源３０１からモータ３０２の第２の端子
Ｔm12 に供給する駆動電流を制御する第３の駆動トラン
ジスタＱC 、モータ３０２の第２の端子Ｔm12 から電流
を引き込む第４の駆動トランジスタＱD 、第１及び第２
の制御端子Ｔc11 、Ｔc12 に供給される第１及び第２の
制御信号に応じて第１〜第４の駆動トランジスタＱA 〜
ＱD を制御し、モータ３０２の動作を制御する駆動制御
回路３０３、モータ３０２に発生する逆起電力による正
側の振れを吸収するダイオードＤ11〜Ｄ14から構成され
る。

【０００３】第１の駆動トランジスタＱA は、ＰＮＰト
ランジスタから構成され、エミッタが直流電源３０１の
正極、コレクタがモータ３０２の第１の端子Ｔm11 に接
続され、ベースに駆動制御回路３０３から第１の駆動制
御信号が供給される。第２の駆動トランジスタＱB は、
ＮＰＮトランジスタから構成され、エミッタが直流電源
３０１の負極、コレクタがモータ３０２の第１の端子Ｔ
m11 に接続され、ベースに駆動制御回路３０３から第２
の駆動制御信号が供給される。

【０００４】第３の駆動トランジスタＱC は、ＰＮＰト
ランジスタから構成され、エミッタが直流電源３０１の
正極、コレクタがモータ３０２の第２の端子Ｔm12 が接
続され、ベースに駆動制御回路３０３から第３の駆動制
御信号が供給される。第４の駆動トランジスタＱD は、
ＮＰＮトランジスタから構成され、エミッタが直流電源
３０１の負極、コレクタがモータ３０２の第２の端子Ｔ
m2に接続され、ベースに駆動制御回路３０３から第４の
駆動制御信号が供給される。

【０００５】なお、第２の駆動トランジスタＱB のベー
スに供給される第２の駆動制御信号は、第３の駆動トラ
ンジスタＱC のベースに供給される第３の駆動制御信号
を反転した信号である。また、第４の駆動トランジスタ
ＱD のベースに供給される第４の駆動制御信号は、第１
の駆動トランジスタＱA に供給される第１の駆動制御信
号を反転した信号である。

【０００６】第１〜第４の駆動制御信号は、駆動制御回
路３０３により第１及び第２の制御端子Ｔc11 、Ｔc12
に供給される第１、第２の制御信号に応じて生成され
る。従来のモータドライブ回路３００では、例えば、第
１の制御端子Ｔc11 に供給される第１の制御信号がハイ
レベル、第２の制御端子Ｔc12 に供給される第２の制御
信号がローレベルであると、第１の駆動トランジスタＱ
A 、及び、第４の駆動トランジスタＱD をオン、第２の
駆動トランジスタＱB 、及び、第３の駆動トランジスタ
ＱC をオフとなり、モータ３０２に第１の端子Ｔm11 か
ら第２の端子Ｔm12 の方向に駆動電流が流れ、モータ３
０２は正転する。

【０００７】また、第１の制御端子Ｔc11 に供給される
第１の制御信号がローレベル、第２の制御端子Ｔc12 に
供給される第２の制御信号がハイレベルであると、第１
の駆動トランジスタＱA 、及び、第４の駆動トランジス
タＱD をオフ、第２の駆動トランジスタＱB 、及び、第
３の駆動トランジスタＱC をオンとなり、モータ３０２
に第２の端子Ｔm12 から第２の端子Ｔm11 の方向に駆動
電流が流れ、モータ３０２は逆転する。

【０００８】さらに、第１及び第２の制御端子Ｔc11 、
Ｔc12 に供給される第１、第２の制御信号がともにハイ
レベルとなると、第１〜第４の駆動トランジスタＱA 〜
ＱDのうち第１、第３のトランジスタＱA 、ＱC がオフ
となり、トランジスタＱB 、ＱD がオンとなり、モータ
３０２にブレーキがかかる。モータ３０２は、ブレーキ
により逆起電力は発生する。

【０００９】図１０にモータの等価回路図を示す。モー
タ３０２は、コイルを内蔵するので、一般に、図１０に
示すようにインダクタンスＭL と負荷抵抗ＲL を直列に
接続した等価回路で表される。よって、モータ３０２に
駆動電流Ｉm が供給されると、インダクタンスＭL によ
って、逆起電力が発生する。特に、ブレーキ時にはモー
タ３０２のロータが慣性により回転するので、ロータの
回転により、逆方向に電圧が発生し、逆起電力となる。

【００１０】このとき、モータドライブ回路３００をＩ
Ｃ化したとすると、このブレーキ時の逆起電力により、
モータ３０２を接続する第１、第２の端子Ｔm11 、Ｔm1
2 に負の電圧が発生する。ＩＣは、半導体基板に不純物
を拡散させることによりトランジスタ等の各素子を形成
しており、隣合う素子同士では、半導体層の極性が逆バ
イアスとなるように設定されている。このため、通常、
所定方向のバイアス電圧で正常に動作する。

【００１１】第１、第２の端子Ｔm11 、Ｔm12 に負の電
圧が発生し、基板のバイアスの状態が崩れると、素子間
の半導体層が寄生の素子として動作して、ラッチアップ
などの異常動作する。このため、ブレーキ動作などによ
り、モータ３０２の両端に負の電圧が発生したときに、
これを吸収するために、ダイオードＤ11〜Ｄ14が設けら
れていた。

【００１２】特に、ダイオードＤ12、Ｄ14は、ブレーキ
動作時の端子Ｔm11 、Ｔm12 の−側への電圧の振れを防
止し、ラッチアップなどの異常動作を防止している。モ
ータ３０２のブレーキ動作時にモータ３０２に発生する
逆起電力により、モータ３０２の第１、第２の端子Ｔm1
1 、Ｔm12 側が負側に振れた場合、ダイオードＤ12、Ｄ
14がオンすることにより接地側から電流が供給され、モ
ータ３０２の第１、第２の端子Ｔm11 、Ｔm12 側の電圧
の負側への振れを抑制し、逆起電力により引き起こされ
るラッチアップなどの異常動作を防止していた。

【００１３】図１１に従来の一例の動作波形図を示す。
図１１（Ａ）はモータ３０２の動作モード、図１１
（Ｂ）はモータ３０２の第１端子Ｔm11 の電圧を示す。
図１１（Ａ）に示すように、モータ３０２の動作状態が
正転状態からブレーキ状態に移行すると、図１１（Ｂ）
に示すような第１の端子Ｔm11 に負の電圧が発生する。
モータドライブ回路３００は、モータ３０２の逆起電力
により負の電圧が発生すると、ダイオードＤ12、Ｄ14に
より、ダイオードＤ12、Ｄ14の順方向電圧ＶF でクラン
プされ、それ以上は低下しない。このとき、モータ３０
２の逆起電力により発生される負の電圧により、最大
１．２〔Ｖ〕にクランプされる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のモー
タドライブ回路では、ダイオードＤ12、Ｄ14により逆起
電力による電流を接地にバイパスする構成とされていた
ため、ダイオードＤ12、Ｄ14に大きな電流が流れること
になり、よって、ダイオードＤ12、Ｄ14の素子サイズを
比較的大きくとる必要があった。このため、モータドラ
イブ回路をＩＣ化した場合に、チップ面積が増大する等
の問題点があった。

【００１５】また、製造工程の素子特性のバラツキなど
によりダイオードＤ12、Ｄ14だけでは、逆起電力による
負側の電流を十分に吸収できない等の問題点があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小さい素子
サイズで、逆起電力による電圧低下を吸収できるモータ
ドライブ回路を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、制
御信号に応じてモータの第１の端子に供給する電流を制
御する第１の駆動トランジスタと、該制御信号に応じて
該モータの第１の端子から電流を引き込む第２の駆動ト
ランジスタと、該制御信号に応じて該モータの第２の端
子に供給する電流を制御する第３の駆動トランジスタ
と、該制御信号に応じて該モータの第２の端子から電流
を引き込む第４の駆動トランジスタとを有するモータド
ライブ回路において、前記第２の駆動トランジスタと同
極性で、前記第２の駆動トランジスタに並列向に、か
つ、逆方向に接続された第１の制御トランジスタと、前
記第４の駆動トランジスタと同極性で、前記第４の駆動
トランジスタに並列に、かつ、逆方向に接続された第２
の制御トランジスタとを有することを特徴とする。

【００１７】請求項１によれば、第２及び第４の駆動ト
ランジスタに並列に第２及び第４の駆動トランジスタと
同極性で、かつ、並列にかつ逆方向に接続された第１及
び第２の制御トランジスタを設けることにより、モータ
の第１及び第２の端子の電圧が逆起電力により低下して
も、第１及び第２の制御トランジスタが逆β特性により
駆動され、第１及び第２の制御トランジスタを介してモ
ータの第１及び第２の端子に電流が供給され、モータの
第１及び第２の端子の電圧の低下を抑制できる。このと
き、第１及び第２の制御トランジスタは、トランジスタ
の逆β特性により駆動されるので、モータの第１及び第
２の端子をダイオードなどの素子に比べて低い電圧にク
ランプできるため、ラッチアップなどの異常状態の発生
を防止できる。また、大容量のダイオードなどの素子が
不要となり、チップ面積を低減できる。

【００１８】請求項２は、請求項１において、前記第１
の制御トランジスタ及び前記第２の制御トランジスタ
は、コレクタ−エミッタ間電圧が逆方向の電圧であると
きのコレクタ電流がコレクタ−エミッタ間電圧が順方向
であるときのコレクタ電流に比べて小さいことを特徴と
する。請求項２によれば、第１の制御トランジスタ及び
第２の制御トランジスタは、コレクタ−エミッタ間電圧
が逆方向の電圧であるときのコレクタ電流がコレクタ−
エミッタ間電圧が順方向であるときのコレクタ電流に比
べて小さい特性とすることにより、モータに逆方向電圧
が発生し、第２、第４の駆動トランジスタ及び第１、第
２の制御トランジスタに逆方向電圧が印加されたとき
に、第２、第４の駆動トランジスタがオフしても、第
１、第２の制御トランジスタがオンするので、モータの
第１及び第２の端子の電圧の低下を抑制でき、ラッチア
ップなどの異常状態の発生を防止できるとともに、チッ
プ面積を低減でき、また、第３、第４の駆動トランジス
タに順方向に電圧が印加されたときには、第１、第２の
制御トランジスタは逆方向となり、オフするので、駆動
電流に影響しない。

【００１９】請求項３は、請求項１又は２において、前
記第１の制御トランジスタ及び前記第２の制御トランジ
スタは、素子の形状が周辺長に対して面積が大きい構造
であることを特徴とする。請求項３によれば、第１の制
御トランジスタ及び第２の制御トランジスタの素子形状
を周辺長に対して面積が大きい構造とすることにより、
第１の制御トランジスタ及び第２の制御トランジスタの
コレクタ−エミッタ間電圧に対するコレクタ電流の逆方
向の特性が順方向の特性に比べて小さくすることがで
き、これにより、小さい電圧でオンし、モータの第１及
び第２の端子の電圧の低下を抑制でき、ラッチアップな
どの異常状態の発生を防止できるとともに、チップ面積
を低減できる。

【００２０】請求項４は、請求項１〜３において、前記
第２の駆動トランジスタ及び前記第１の制御トランジス
タのベース電位に応じて前記第４の駆動トランジスタの
ベース電位を制御する第１の制御回路と、前記第４の駆
動トランジスタ及び前記第２の制御トランジスタのベー
ス電位に応じて前記第２の駆動トランジスタのベース電
位を制御する第２の制御回路とを有することを特徴とす
る。

【００２１】請求項５は、請求項４において、前記第１
の制御回路は、第２の駆動トランジスタ及び前記第１の
制御トランジスタのベース電位に応じて電流を引き込む
第１の検出トランジスタと、前記第１の検出トランジス
タにより引き込まれる電流に応じて前記第２の駆動トラ
ンジスタのベース電位を制御する第１の駆動トランジス
タ制御用トランジスタと、前記第１の検出トランジスタ
により引き込まれる電流に応じて前記第１の駆動トラン
ジスタ制御用トランジスタのベース電位をクランプする
第１のクランプ手段とを有し、前記第２の制御回路は、
第４の駆動トランジスタ及び前記第２の制御トランジス
タのベース電位に応じて電流を引き込む第２の検出トラ
ンジスタと、前記第２の検出トランジスタにより引き込
まれる電流に応じて前記第４の駆動トランジスタのベー
ス電位を制御する第２の駆動トランジスタ制御用トラン
ジスタと、前記第２の検出トランジスタにより引き込ま
れる電流に応じて前記第２の駆動トランジスタ制御用ト
ランジスタのベース電位をクランプする第２のクランプ
手段とを有することを特徴とする。

【００２２】請求項４、５によれば、第１〜第４の駆動
トランジスタＱ1 〜Ｑ4 の状態に応じて第２、第４の駆
動トランジスタＱ2 、Ｑ4 の状態を最適に制御できる。
請求項６は、請求項５において、前記第１及び第２のク
ランプ手段が、抵抗であることを特徴とする。請求項６
によれば、第１及び第２のクランプ手段を抵抗で構成す
ることにより、簡単な構成で、回路を実現できる。

【００２３】請求項７は、請求項５において、前記第１
及び第２のクランプ手段が、ＰＮ接合素子であることを
特徴とする。請求項７によれば、第１及び第２のクラン
プ手段をＰＮ接合素子で構成することにより、所定の動
作点で、正確に動作させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第１実施例のブロ
ック構成図、図２に本発明の第１実施例の回路構成図を
示す。本実施例のモータドライブ回路１は、電源端子Ｔ
v1、Ｔv2に接続される直流電源２により駆動され、直流
電源２からモータ３の第１の端子Ｔm1に供給する駆動電
流を制御する第１の駆動トランジスタＱ1 、モータ３の
第１の端子Ｔm1から電流を引き込み接地に供給する第２
の駆動トランジスタＱ2 、直流電源２からモータ３の第
２の端子Ｔm2に供給する駆動電流を制御する第３の駆動
トランジスタＱ3 、モータ３の第２の端子Ｔm2から電流
を引き込む第４の駆動トランジスタＱ4、第２の駆動ト
ランジスタＱ2 と同極性のトランジスタから構成され、
第２の駆動トランジスタＱ2 に逆方向に並列に接続され
た第１の制御トランジスタＱc1、第４の駆動トランジス
タＱ4 と同極性のトランジスタから構成され、第４の駆
動トランジスタＱ4 に逆方向に並列に接続された第２の
制御トランジスタＱc2、モータ３に発生する逆起電力に
よる正側の振れを吸収するダイオードＤ1 、Ｄ2 、コン
デンサＣ1 、Ｃ2 から構成され、例えば、同一の半導体
基板上に形成される。なお、コンデンサＣ1 、Ｃ2 は外
付け部品とする構成も考えられる。

【００２５】第１の駆動トランジスタＱ1 は、ＰＮＰト
ランジスタから構成され、エミッタが直流電源２の正
極、コレクタがモータ３の第１の端子Ｔm1に接続され、
ベースに駆動制御回路４から第１の駆動制御信号が供給
される。第２の駆動トランジスタＱ2 は、ＮＰＮトラン
ジスタから構成され、エミッタが直流電源２の負極、コ
レクタがモータ３の第１の端子Ｔm1に接続され、ベース
に駆動制御回路４から第２の駆動制御信号が供給され
る。

【００２６】第３の駆動トランジスタＱ3 は、ＰＮＰト
ランジスタから構成され、エミッタが直流電源２の正
極、コレクタがモータ３の第２の端子Ｔm2に接続され、
ベースに駆動制御回路４から第３の駆動制御信号が供給
される。第４の駆動トランジスタＱ4 は、ＮＰＮトラン
ジスタから構成され、エミッタが直流電源２の負極、コ
レクタがモータ３の第２の端子Ｔm2に接続され、ベース
に駆動制御回路４から第４の駆動制御信号が供給され
る。

【００２７】また、第２の駆動トランジスタＱ2 には、
並列に第１の制御トランジスタＱc1が接続される。第１
の制御トランジスタＱc1は、第２の駆動トランジスタＱ
2 と同極性のＮＰＮトランジスタから構成され、第２の
駆動トランジスタＱ2 に対して逆方向に接続される。す
なわち、第１の制御トランジスタＱc1は、第２の駆動ト
ランジスタＱ2 のコレクタにエミッタが接続され、第２
の駆動トランジスタＱ2 のエミッタにコレクタが接続さ
れ、さらに、ベースは、第２の駆動トランジスタＱ2 の
ベースに接続されている。

【００２８】さらに、第４の駆動トランジスタＱ4 に
は、並列に第２の制御トランジスタＱc2が接続される。
第２の制御トランジスタＱc2は、第４の駆動トランジス
タＱ4と同極性のＮＰＮトランジスタから構成され、第
４の駆動トランジスタＱ4 に対して逆方向に接続され
る。すなわち、第２の制御トランジスタＱc2は、第４の
駆動トランジスタＱ4 のコレクタにエミッタが接続さ
れ、第４の駆動トランジスタＱ4 のエミッタにコレクタ
が接続され、さらに、ベースは、第４の駆動トランジス
タＱ4 のベースに接続されている。

【００２９】図３に本発明の第１実施例の第１及び第２
の制御トランジスタの断面図、図４に本発明の第１実施
例の第１及び第２の制御トランジスタの素子形状を説明
するための図を示す。第１及び第２の制御トランジスタ
Ｑc1、Ｑc2は、例えば、図３に示すように、モータドラ
イブ回路１が形成されるＰ型基板Ｓ0 上にＮ型領域Ｓ1
が形成され、そのＮ型領域Ｓ1 内にＰ型領域Ｓ2 が形成
され、さらに、Ｐ型領域Ｓ2 内にＮ型領域Ｓ3 が形成さ
れた構造とされている。Ｎ型領域Ｓ1 がコレクタ、Ｐ型
領域Ｓ2 がベース、Ｎ型領域Ｓ3 がエミッタとなる。

【００３０】第１及び第２の制御トランジスタＱc1、Ｑ
c2の素子の形状は、例えば、図３、図４に示すように辺
の長さがａ、ｂ、厚さがｈの直方体とすると、素子の面
積（ａ×ｂ）が素子の周辺長（ａ＋ｂ＋ｈ）より十分に
大きくなるように設定されている。すなわち、（ａ＋ｂ＋ｈ）＜＜（ａ×ｂ）・・・（１）に設定されている。

【００３１】素子の形状を式（１）のように設定するこ
とにより、一般に、コレクタ−エミッタ間電圧ＶCEに対
するコレクタ電流Ｉc の特性において、逆方向のコレク
タ電流Ｉc は順方向のコレクタ電流Ｉc に比べて小さい
値でクランプされるようになることが知られている。図
５に本発明の第１実施例の第１及び第２の制御トランジ
スタのコレクタ−エミッタ間電圧に対するコレクタ電流
の特性図を示す。

【００３２】図５に示すように式（１）のように設定さ
れた第１及び第２の制御トランジスタＱc1、Ｑc2では、
ベース電流ＩB1のときには、順方向では飽和時にコレク
タ電流Ｉc1が流れるのに対し、逆方向ではコレクタ電流
Ｉc1' （＜Ｉc1）しか流れず、また、ベース電流ＩB2の
ときには、順方向で、飽和時にコレクタ電流Ｉc2が流れ
るのに対し、逆方向ではコレクタ電流Ｉc2' （＜Ｉc2）
しかながれない。

【００３３】このため、第１、第２の制御トランジスタ
Ｑc1、Ｑc2は順方向のときだけ、有効に動作されるよう
になる。第１、第２の制御トランジスタＱc1、Ｑc2は、
第２、第４の駆動トランジスタＱ2 、Ｑ4 とは、互いに
逆方向に接続されているので、第２、第４の駆動トラン
ジスタＱ2 、Ｑ4 がオンしているときには、第１、第２
の制御トランジスタＱc1、Ｑc2は、逆方向となるので、
有効には動作しない。

【００３４】また、第１、第２の制御トランジスタＱc
1、Ｑc2は、第２、第４の駆動トランジスタＱ2 、Ｑ4
がオフで、順方向にコレクタ−エミッタ間に電圧が印加
されたときには、すなわち、モータ３の第１、第２の端
子Ｔm1、Ｔm2に負側の電圧が発生したときには、有効に
動作され、モータ３の第１、第２の端子Ｔm1、Ｔm2に発
生した負側の電圧を所定の電圧、例えば、０．３〔Ｖ〕
程度にクランプできる。

【００３５】なお、第２の駆動トランジスタＱ2 及び第
１の制御トランジスタＱc1のベースに供給される第２の
駆動制御信号は、第３の駆動トランジスタＱ3 のベース
に供給される第３の駆動制御信号を反転した信号であ
る。また、第４の駆動トランジスタＱ4 及び第２の制御
トランジスタＱc2のベースに供給される第４の駆動制御
信号は、第１の駆動トランジスタＱ1 に供給される第１
の駆動制御信号を反転した信号である。

【００３６】第１〜第４の駆動制御信号は、駆動制御回
路４により第１及び第２の制御端子Ｔc1、Ｔc2に供給さ
れる第１、第２の制御信号に応じて生成される。駆動制
御回路４は、図２に示すようにＮＰＮトランジスタＱ11
〜Ｑ30、ＰＮＰトランジスタＱ31〜Ｑ41、抵抗Ｒ1 〜Ｒ
29、コンデンサＣ10から構成される。ここで、駆動制御
回路４の動作を説明する。

【００３７】図６に本発明の第１実施例の要部の動作波
形図を示す。図６（Ａ）はモータ３の動作モード、図６
（Ｂ）はモータ３に流れる電流、図６（Ｃ）はモータ３
の両端の電圧の波形を示す。モータ３を正転させる図６
（Ａ）の正転モードで動作させる場合には、駆動制御回
路４の第１の制御端子Ｔc1をハイレベル、第２の制御端
子Ｔc2をローレベルとする。駆動制御回路４の第１の制
御端子Ｔc1がハイレベル、第２の制御端子Ｔc2がローレ
ベルになると、トランジスタＱ11がオンし、トランジス
タＱ14がオフする。トランジスタＱ11がオンすると、ト
ランジスタＱ31がオンし、これによりトランジスタＱ3
2、Ｑ33、Ｑ40がオンする。トランジスタＱ32、Ｑ33が
オンすると、トランジスタＱ12、Ｑ13がオンする。

【００３８】一方、トランジスタＱ14はオフとなるの
で、トランジスタＱ34はオフとなり、これによりトラン
ジスタＱ35、Ｑ36、Ｑ39はオフする。トランジスタＱ3
5、Ｑ36がオフすると、トランジスタＱ15、Ｑ18はオフ
する。また、トランジスタＱ12がオンすると、トランジ
スタＱ24がオフする。このとき、トランジスタＱ29のベ
ース電位はローレベルとなり、トランジスタＱ29はオフ
する。トランジスタＱ29がオフすると、第３の駆動トラ
ンジスタＱ3 のベース電位、すなわち、第３の駆動制御
信号はハイレベルになり、第３の駆動トランジスタＱ3
は、オフする。また、トランジスタＱ29がオフすると、
第２の駆動トランジスタＱ2 のベース電位、すなわち、
第２の駆動制御信号はローレベルになり、第２の駆動ト
ランジスタＱ2 もオフする。

【００３９】さらに、トランジスタＱ18がオフすること
により、トランジスタＱ37、Ｑ38がオフとなる。トラン
ジスタＱ37、Ｑ38がオフすると、トランジスタＱ19がオ
フとなり、トランジスタＱ22、Ｑ23、Ｑ41はオフする。
このとき、トランジスタＱ40はオン、トランジスタＱ15
はオフしているため、トランジスタＱ40のコレクタ電流
はトランジスタＱ27のベースに供給される。よって、ト
ランジスタＱ27がオンする。

【００４０】トランジスタＱ27がオンすると、第１の駆
動トランジスタＱ1 のベース電位、すなわち、第１の駆
動制御信号がローレベルとなり、第１の駆動トランジス
タＱ1 はオンする。また、トランジスタＱ27がオンする
ことにより、第４の駆動トランジスタＱ4 のベース電
位、すなわち、第４の駆動制御信号がハイレベルになる
ので、第４の駆動トランジスタＱ4 がオンする。

【００４１】このように、第１の制御端子Ｔc1に供給す
る第１の制御信号をハイレベル、第２の制御端子Ｔc2に
供給する第２の制御信号をローレベルにすることによ
り、第１の駆動トランジスタＱ1 がオン、第２の駆動ト
ランジスタＱ2 がオフ、第３の駆動トランジスタＱ3 が
オフ、第４の駆動トランジスタＱ4 がオンすることによ
り、モータ３の第１の端子Ｔm1が直流電源２の正極に接
続され、第２の端子Ｔm2が直流電源２の負極に接続され
る。このため、モータ３には第１の端子Ｔm1から第２の
端子Ｔm2の方向に電流が流れ、モータ３は正転する。

【００４２】このとき、第１の制御トランジスタＱc1
は、第２の駆動トランジスタＱ2 のベースがオフ電位と
なるので、オフとなる。また、第２の制御トランジスタ
Ｑc2は、第４の駆動トランジスタＱ4 がオンとなるが、
第４の駆動トランジスタＱ4 に対して逆方向に接続され
ているので、逆β特性により有効に動作せず、オフとな
る。

【００４３】次に、第１の制御端子Ｔc1がハイレベル
で、第２の制御端子Ｔc2をローレベルからハイレベルに
すると、モータ３にブレーキがかかる。第２の制御端子
Ｔc2がローレベルからハイレベルになると、トランジス
タＱ14がオンする。トランジスタＱ14がオンすると、ト
ランジスタＱ34がオンし、これによりトランジスタＱ3
5、Ｑ36、Ｑ39がオンする。トランジスタＱ35、Ｑ36が
オンすると、トランジスタＱ15、Ｑ18がオンする。

【００４４】トランジスタＱ15がオンすると、トランジ
スタＱ27、Ｑ25がオフする。トランジスタＱ27がオフす
ると、第１の駆動トランジスタＱ1 のベース電位、すな
わち、第１の駆動制御信号がハイレベルとなり、第１の
駆動トランジスタＱ1 がオフする。また、トランジスタ
Ｑ27がオフすると、第４の駆動トランジスタＱ4 のベー
ス電位、すなわち、第４の駆動制御信号がローレベルに
なるので、第４の駆動トランジスタＱ4 もオフする。こ
のため、モータ３の第１の端子Ｔm1は、直流電源２から
切断される。

【００４５】このとき、第３の駆動トランジスタＱ3 、
第２の駆動トランジスタＱ2 はオフのままであるので、
モータ３の第１の端子Ｔm1と第２の端子Ｔm2との両方が
直流電源２から切断され、モータ３にブレーキがかか
る。モータ３の第１の端子Ｔm1と第２の端子Ｔm2との両
方が直流電源２から切断されても、モータ３は慣性によ
り回転を続け、逆起電力を発生する。モータ３の逆起電
力によりモータ３の第１の端子Ｔm1には、負極性の電圧
が発生する。

【００４６】第１の端子Ｔm1に負極性の電圧が発生する
と、第２の駆動トランジスタＱ2 のコレクタ−エミッタ
間は逆方向となり、有効に動作しないが、第１の制御ト
ランジスタＱc1のコレクタ−エミッタ間は順方向とな
り、有効に動作するようになり、コレクタ側、すなわ
ち、接地側から第１の端子Ｔm1に電流が引き込まれ、第
１の端子Ｔm1の電位は、図６（Ｃ）に示すように、所定
の電位Ｖｎ、例えば、０．３〔Ｖ〕程度にクランプされ
る。よって、ラッチアップなどの異常動作が抑制でき
る。

【００４７】次に、第１の制御端子Ｔc1に供給される第
１の制御信号をハイレベルからローレベルにすると、モ
ータ３逆転する。第１の制御端子Ｔc1に供給される第１
の制御信号をハイレベルからローレベルになると、トラ
ンジスタＱ11がオフする。トランジスタＱ11がオフする
と、トランジスタＱ31、Ｑ32、Ｑ33、Ｑ40がオフする。

【００４８】トランジスタＱ32がオフすると、トランジ
スタＱ12がオフする。トランジスタＱ12がオフすると、
トランジスタＱ24がオンする。また、このとき、トラン
ジスタＱ18はオンであるので、トランジスタＱ22、Ｑ2
3、Ｑ26、Ｑ41がオンし、トランジスタＱ29のベース電
位がハイレベルとなり、トランジスタＱ29がオンする。
トランジスタＱ29がオンすると、第３の駆動トランジス
タＱ3 のベース電位、すなわち、第３の駆動制御信号が
ローレベルになるので、第３の駆動トランジスタＱ3 が
オンする。第３の駆動トランジスタＱ3 がオンすると、
直流電源２からモータ３の第２の端子Ｔm2に電流が供給
される。

【００４９】また、トランジスタＱ29がオンすると、第
２の駆動トランジスタＱ2 のベース電位、すなわち、第
２の駆動制御信号がハイレベルとなり、第２の駆動トラ
ンジスタＱ2 がオンする。このとき、第１の駆動トラン
ジスタＱ1 及び第４の駆動トランジスタＱ4 はオフのま
まであるので、モータ３には、第２の端子Ｔm2から第１
の端子Ｔm1の方向に電流が流れ、モータ３は逆転する。

【００５０】このとき、第２の制御トランジスタＱc2
は、第４の駆動トランジスタＱ4 のベースがオフ電位と
なるので、オフとなる。また、第１の制御トランジスタ
Ｑc1は、第２の駆動トランジスタＱ2 がオンとなるが、
第２の駆動トランジスタＱ2 に対して逆方向に接続され
ているので、逆β特性により有効に動作せず、オフとな
る。

【００５１】次に、第２の制御端子Ｔc2がハイレベル
で、第１の制御端子Ｔc1をローレベルからハイレベルに
すると、モータ３にブレーキがかかる。第１の制御端子
Ｔc1がローレベルからハイレベルになると、第１の駆動
トランジスタＱ1 、及び、第４の駆動トランジスタＱ4
もオフする。このため、モータ３の第１の端子Ｔm1は、
直流電源２から切断される。

【００５２】このとき、第３の駆動トランジスタＱ3 、
第２の駆動トランジスタＱ2 はオフのままであるので、
モータ３の第１の端子Ｔm1と第２の端子Ｔm2との両方が
直流電源２から切断され、モータ３にブレーキがかか
る。モータ３の第１の端子Ｔm1と第２の端子Ｔm2との両
方が直流電源２から切断されても、モータ３は慣性によ
り回転を続け、逆起電力を発生する。モータ３の逆起電
力によりモータ３の第２の端子Ｔm2には、負極性の電圧
が発生する。

【００５３】第２の端子Ｔm2に負極性の電圧が発生する
と、第４の駆動トランジスタＱ4 のコレクタ−エミッタ
間は逆方向となり、有効に動作しないが、第２の制御ト
ランジスタＱc2のコレクタ−エミッタ間は順方向とな
り、有効に動作するようになり、コレクタ側、すなわ
ち、接地側から第２の端子Ｔm2に電流が引き込まれ、第
２の端子Ｔm2の電位は、所定の電位、例えば、０．３
〔Ｖ〕程度の低い電位でクランプされる。よって、ラッ
チアップなどの異常動作が抑制できる。

【００５４】本実施例によれば、モータ３のブレーキ動
作時にモータ３に生じる逆起電力によりモータ３を接続
する第１及び第２の端子Ｔm1、Ｔm2の負極性の電圧に低
下しても、第１及び第２の制御トランジスタＱc1、Ｑc2
が順方向に接続され、有効に動作することにより、第１
及び第２の端子Ｔm1、Ｔm2の負極性の電圧を吸収するの
で、モータ３の第１及び第２の端子Ｔm1、Ｔm2の電圧の
低下を防止できる。

【００５５】よって、モータドライブ回路１をＩＣ化し
た場合に、寄生トランジスタがオンするような、いわゆ
る、ラッチアップなどの異常状態が発生することを防止
できる。図７に本発明の第２実施例の回路構成図を示
す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。

【００５６】本実施例のモータドライブ回路１００は、
第１及び第２の駆動トランジスタＱ1 、Ｑ2 のベース電
位に応じて第４の駆動トランジスタＱ4 のベース電位を
最適に制御する第１の制御回路１０１と、第３及び第４
の駆動トランジスタＱ3 、Ｑ4 のベース電位に応じて第
２の駆動トランジスタＱ2 のベース電位を最適に制御す
る第２の制御回路１０２とを設けてなる。

【００５７】第１の制御回路１０１は、第２の駆動トラ
ンジスタＱ2 のベース電位に応じてコレクタ電流が制御
されるＮＰＮトランジスタＱ100 、第１の駆動トランジ
スタＱ1 のベース電位に応じてコレクタ電流が制御され
るＰＮＰトランジスタＱ101、ＮＰＮトランジスタＱ100
及びＰＮＰトランジスタＱ101 のコレクタ電流の和に
応じてコレクタ電流が制御されるＰＮＰトランジスタＱ
102 、プルアップ抵抗Ｒ100 から構成される。

【００５８】また、第２の制御回路１０２は、第４の駆
動トランジスタＱ4 のベース電位に応じてコレクタ電流
が制御されるＮＰＮトランジスタＱ103 、第３の駆動ト
ランジスタＱ3 のベース電位に応じてコレクタ電流が制
御されるＰＮＰトランジスタＱ104 、ＮＰＮトランジス
タＱ103 及びＰＮＰトランジスタＱ104 のコレクタ電流
の和に応じてコレクタ電流が制御されるＰＮＰトランジ
スタＱ105 、プルアップ抵抗Ｒ101 から構成される。

【００５９】本実施例によれば、第１〜第４の駆動トラ
ンジスタＱ1 〜Ｑ4 の状態に応じて第２、第４の駆動ト
ランジスタＱ2 、Ｑ4 の状態を最適に制御できる。図８
に本発明の第３実施例の回路構成図を示す。同図中、図
７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略
する。本実施例のモータドライブ回路２００は、第１、
第２の制御回路の構成が、第２実施例の第１、第２の制
御回路１０１、１０２と相違する。

【００６０】本実施例の第１、第２の制御回路２０１、
２０２は、プルアップ抵抗Ｒ100 、Ｒ101 に代えてＰＮ
ＰトランジスタＱ200 、Ｑ201 から構成される定電圧素
子を用いた。本実施例によれば、第２実施例に比べて正
確に制御を行える。なお、本発明は上記第１〜第３実施
例の回路構成に限定されるものではなく、要は、モータ
３の両端に発生した負の電圧を第２、第４の駆動トラン
ジスタＱ2、Ｑ4 と同極性で、かつ、並列に逆方向に接
続されたトランジスタにより吸収し、ラッチアップなど
の異常動作を防止できるような構成であればよい。

【００６１】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、第２及び第４の駆動トランジスタに並列に第２及び
第４の駆動トランジスタと同極性で、かつ、逆方向に接
続された第１及び第２の制御トランジスタを設けること
により、モータの第１及び第２の端子の電圧が逆起電力
により低下しても、第１及び第２の制御トランジスタが
逆β特性により駆動され、第１及び第２の制御トランジ
スタを介してモータの第１及び第２の端子に電流が供給
され、モータの第１及び第２の端子の電圧の低下を抑制
できるため、ラッチアップなどの異常状態の発生を防止
でき、また、大容量のダイオードなどの素子が不要とな
るため、チップ面積を低減できる等の特長を有する。

【００６２】請求項２によれば、第１の制御トランジス
タ及び第２の制御トランジスタは、コレクタ−エミッタ
間電圧が逆方向の電圧であるときのコレクタ電流がコレ
クタ−エミッタ間電圧が順方向であるときのコレクタ電
流に比べて小さい特性とすることにより、モータに逆方
向電圧が発生し、第２、第４の駆動トランジスタ及び第
１、第２の制御トランジスタに逆方向電圧が印加された
ときに、第２、第４の駆動トランジスタがオフしても、
第１、第２の制御トランジスタがオンするので、モータ
の第１及び第２の端子の電圧の低下を抑制でき、ラッチ
アップなどの異常状態の発生を防止できるとともに、チ
ップ面積を低減でき、また、第３、第４の駆動トランジ
スタに順方向に電圧が印加されたときには、第１、第２
の制御トランジスタは逆方向となり、オフするので、駆
動電流に影響しない等の特長を有する。

【００６３】請求項３によれば、第１の制御トランジス
タ及び第２の制御トランジスタの素子形状を面積に対し
て厚さが薄い構造とすることにより、第１の制御トラン
ジスタ及び第２の制御トランジスタのコレクタ−エミッ
タ間電圧に対するコレクタ電流の逆方向の特性が順方向
の特性に比べて小さくすることができ、これにより、小
さい電圧でオンし、モータの第１及び第２の端子の電圧
の低下を抑制でき、ラッチアップなどの異常状態の発生
を防止できるとともに、チップ面積を低減できる等の特
長を有する。

【００６４】請求項４、５によれば、第１〜第４の駆動
トランジスタＱ1 〜Ｑ4 の状態に応じて第２、第４の駆
動トランジスタＱ2 、Ｑ4 の状態を最適に制御できる等
の特長を有する。請求項６によれば、第１及び第２のク
ランプ手段を抵抗で構成することにより、簡単な構成
で、回路を実現できる等の特長を有する。

【００６５】請求項７によれば、第１及び第２のクラン
プ手段をＰＮ接合素子で構成することにより、所定の動
作点で、正確に動作させることができる等の特長を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の回路構成図である。

【図３】本発明の第１実施例の第１及び第２の制御トラ
ンジスタの断面図である。

【図４】本発明の第１実施例の第１及び第２の制御トラ
ンジスタの素子形状を説明するための図である。

【図５】本発明の第１実施例の第１及び第２の制御トラ
ンジスタのコレクタ−エミッタ間電圧に対するコレクタ
電流の特性図である。

【図６】本発明の第１実施例の要部の動作波形図であ
る。

【図７】本発明の第２実施例の回路構成図である。

【図８】本発明の第３実施例の回路構成図である。

【図９】従来の一例の回路構成図である。

【図１０】モータの等価回路図である。

【図１１】従来の一例の要部の動作波形図である。

【符号の説明】

１、１００、２００モータドライブ回路２直流電源３モータ４駆動制御回路Ｑ1 第１の駆動トランジスタＱ2 第２の駆動トランジスタＱ3 第３の駆動トランジスタＱ4 第４の駆動トランジスタＱc1 第１の制御トランジスタＱc2 第２の制御トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御信号に応じてモータの第１の端子に
供給する電流を制御する第１の駆動トランジスタと、該
制御信号に応じて該モータの第１の端子から電流を引き
込む第２の駆動トランジスタと、該制御信号に応じて該
モータの第２の端子に供給する電流を制御する第３の駆
動トランジスタと、該制御信号に応じて該モータの第２
の端子から電流を引き込む第４の駆動トランジスタとを
有するモータドライブ回路において、前記第２の駆動トランジスタと同極性で、前記第２の駆
動トランジスタに並列に、かつ、逆方向に接続された第
１の制御トランジスタと、前記第４の駆動トランジスタと同極性で、前記第４の駆
動トランジスタに並列に、かつ、逆方向に接続された第
２の制御トランジスタとを有することを特徴とするモー
タドライブ回路。
【請求項２】前記第１の制御トランジスタ及び前記第
２の制御トランジスタは、コレクタ−エミッタ間電圧が
逆方向の電圧であるときのコレクタ電流がコレクタ−エ
ミッタ間電圧が順方向であるときのコレクタ電流に比べ
て小さいことを特徴とする請求項１記載のモータドライ
ブ回路。
【請求項３】前記第１の制御トランジスタ及び前記第
２の制御トランジスタは、素子の形状が周辺長に対して
面積が大きい構造であることを特徴とする請求項１又は
２記載のモータドライブ回路。
【請求項４】前記第２の駆動トランジスタ及び前記第
１の制御トランジスタのベース電位に応じて前記第４の
駆動トランジスタのベース電位を制御する第１の制御回
路と、前記第４の駆動トランジスタ及び前記第２の制御トラン
ジスタのベース電位に応じて前記第２の駆動トランジス
タのベース電位を制御する第２の制御回路とを有するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のモ
ータドライブ回路。
【請求項５】前記第１の制御回路は、第２の駆動トラ
ンジスタ及び前記第１の制御トランジスタのベース電位
に応じて電流を引き込む第１の検出トランジスタと、前記第１の検出トランジスタにより引き込まれる電流に
応じて前記第２の駆動トランジスタのベース電位を制御
する第１の駆動トランジスタ制御用トランジスタと、前記第１の検出トランジスタにより引き込まれる電流に
応じて前記第１の駆動トランジスタ制御用トランジスタ
のベース電位をクランプする第１のクランプ手段とを有
し、前記第２の制御回路は、第４の駆動トランジスタ及び前
記第２の制御トランジスタのベース電位に応じて電流を
引き込む第２の検出トランジスタと、前記第２の検出トランジスタにより引き込まれる電流に
応じて前記第４の駆動トランジスタのベース電位を制御
する第２の駆動トランジスタ制御用トランジスタと、前記第２の検出トランジスタにより引き込まれる電流に
応じて前記第２の駆動トランジスタ制御用トランジスタ
のベース電位をクランプする第２のクランプ手段とを有
することを特徴とする請求項４記載のモータドライブ回
路。
【請求項６】前記第１及び第２のクランプ手段は、抵
抗であることを特徴とする請求項５記載のモータドライ
ブ回路。
【請求項７】前記第１及び第２のクランプ手段は、Ｐ
Ｎ接合素子であることを特徴とする請求項５記載のモー
タドライブ回路。