JPS626526A - Pwm drive circuit - Google Patents
Pwm drive circuitInfo
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- JPS626526A JPS626526A JP60145078A JP14507885A JPS626526A JP S626526 A JPS626526 A JP S626526A JP 60145078 A JP60145078 A JP 60145078A JP 14507885 A JP14507885 A JP 14507885A JP S626526 A JPS626526 A JP S626526A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、PWM (パルス幅変調)駆動回路に関し、
特に駆動信号の信号レベルに応じたパルス幅のパルス信
号を生成し、このパルス信号に基づいて負荷をスイッチ
ング駆動する片電源PWM駆動回路に関づる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a PWM (Pulse Width Modulation) drive circuit;
In particular, the present invention relates to a single-power PWM drive circuit that generates a pulse signal with a pulse width that corresponds to the signal level of a drive signal, and switches and drives a load based on this pulse signal.
背狽技術
モータ等の負荷を駆動する1方式として、PWM双方向
スイッチング駆動方式が知られている。A PWM bidirectional switching drive method is known as one method for driving a load such as a motor.
当該駆動方式は、損失が少なくかつ消費電力を低減でき
るという優れた特徴を有して43す、特にバッテリを電
源とする車載用機器や携帯用機器等におけるモータ等の
負荷の駆動に有用である。This drive method has excellent features such as low loss and low power consumption, and is particularly useful for driving loads such as motors in vehicle-mounted devices, portable devices, etc. that use batteries as a power source. .
従来、PWM駆動回路としては、第13図に示すように
、互いに同相の2つの三角波信号a、 bを生成し、こ
れら三角波信号をその一方aが他方すに比して直流バイ
アスレベルが高い状態で比較回路100の上限及び下限
の基準入力とし、更に駆動信号Cを比較入力とすること
により、駆動信号の信号レベルに応じたパルス幅でかつ
負荷の駆動方向に対応した一対のパルス信号d、eを1
0、この一対のパルス信号d、eに基づいて負荷をスイ
ッチング駆動する構成のものがあった。Conventionally, a PWM drive circuit generates two triangular wave signals a and b that are in phase with each other, as shown in FIG. By using the upper and lower limit reference inputs of the comparator circuit 100 and the drive signal C as a comparison input, a pair of pulse signals d, which have a pulse width corresponding to the signal level of the drive signal and correspond to the drive direction of the load, are generated. e to 1
0, there was a configuration in which the load was switched and driven based on the pair of pulse signals d and e.
かかる構成において、駆動信号Cの信号レベルが小なる
範囲では三角波信号の先端部分を使用することになる。In such a configuration, the tip portion of the triangular wave signal is used in a range where the signal level of the drive signal C is small.
しかし、三角波信号の生成過程において、アンプには帯
域が無限大のものは無く、三角波の先端部分にリンギン
グがのったり、いわゆるなまりが生ずるのは避けられな
いので、三角波信号の先端部分を使用しなければならな
い従来回路では、特に駆動信号Cの信号レベルが小なる
ときの入出力特性のりニアリティが悪化するという欠点
があった。However, in the process of generating a triangular wave signal, no amplifier has an infinite bandwidth, and it is inevitable that ringing or so-called distortion will occur at the tip of the triangular wave, so the tip of the triangular wave signal is used. Conventional circuits that require this have the disadvantage that the linearity of the input/output characteristics worsens, especially when the signal level of the drive signal C becomes small.
また、PWM駆動回路を車載用機器や携帯用機器におけ
るモータ等の負荷の駆動に用いる場合には、これら機器
の電源としてはバッテリが用いられ、いわゆる片電源と
なるので、電源電圧鄭を1/2にし、この1/2Vcc
を回路基準レベルとして回路を構成するのが一般的であ
る。しかし、バッテリを電源とした場合、電源電圧v印
の変動が激しく、この電源電圧の変動によって回路基準
レベルも変動することになるので、電源電圧の変動に対
する対策が望まれる。Furthermore, when a PWM drive circuit is used to drive a load such as a motor in an in-vehicle device or a portable device, a battery is used as a power source for these devices, which is a so-called single power source. 2 and this 1/2Vcc
It is common to configure a circuit using this as the circuit reference level. However, when a battery is used as a power source, the power supply voltage v fluctuates sharply, and the circuit reference level also fluctuates due to the fluctuation of the power supply voltage, so it is desirable to take measures against fluctuations in the power supply voltage.
発明の概要
本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、パルス信
号の生成に三角波信号の直線部分のみを利用することに
より、特に駆動信号の信号レベルが小なるときの入出力
特性のりニアリティを向上でき、更には電源電圧の変動
に対しても安定した動作が可能なPWM駆動回路を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and by using only the linear portion of a triangular wave signal to generate a pulse signal, the linearity of the input/output characteristic can be improved, especially when the signal level of the drive signal is small. It is an object of the present invention to provide a PWM drive circuit that can improve the power supply voltage and operate stably even with fluctuations in power supply voltage.
本発明によるPWM駆動回路は、ピーク値がほぼ等しく
互いに逆相の2相の三角波信号を生成し、この′2相の
三角波信号をそれぞれ比較回路の上限及び下限の基準入
力とすることにより、駆動信号の信号レベルに応じたパ
ルス信号を生成する構成のものにおいて、回路基準レベ
ル及び駆動信号の直流バイアスレベルを同一電源電圧の
分圧によって設定したことを特徴としている。The PWM drive circuit according to the present invention generates two-phase triangular wave signals having substantially equal peak values and opposite phases, and uses these two-phase triangular wave signals as reference inputs for the upper and lower limits of the comparison circuit, respectively. The device is configured to generate a pulse signal according to the signal level of the signal, and is characterized in that the circuit reference level and the DC bias level of the drive signal are set by dividing the same power supply voltage.
実 施 例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。Example Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第1図において、第1の定電流源1は、トランジスタQ
+ 、Q2及び抵抗R+ 、R2からなる電流ミラー回
路によって構成されている。この第1の定電流源1と直
列接続された第2の定電流源2は、互いに並列接続され
たトランジスタQ3 、 Q4と、これらトランジスタ
Q3 、Q4と抵抗R3を介してベースが共通接続され
たトランジスタQ5及び各トランジスタのエミッタ抵抗
R4、Rsからなる電流ミラー回路によって構成されて
おり、第1の定電流源1の定電流値Ioの2倍の電流値
2Ioを吸い込むようになっている。第1及び第2の定
電流源1.2の共通接続点、即ちトランジスタQ2及び
トランジスタQ3 、Q4のコレクタ共通接続点と基準
電位点であるアースとの間には、蓄電手段であるコンデ
ンサC1が接続されている。In FIG. 1, a first constant current source 1 is a transistor Q
+, Q2 and a current mirror circuit consisting of resistors R+, R2. A second constant current source 2 connected in series with the first constant current source 1 has transistors Q3 and Q4 connected in parallel to each other, and bases of these transistors Q3 and Q4 are commonly connected through a resistor R3. It is constituted by a current mirror circuit consisting of a transistor Q5 and emitter resistors R4 and Rs of each transistor, and is adapted to sink a current value 2Io that is twice the constant current value Io of the first constant current source 1. A capacitor C1, which is a power storage means, is connected between the common connection point of the first and second constant current sources 1.2, that is, the common connection point of the collectors of transistors Q2 and transistors Q3 and Q4, and the ground, which is a reference potential point. It is connected.
コンデンナC1の両端電圧は、コンパレータC○MP+
、COMP2からなり当該電圧レベルを監視する比較
回路3の比較入力、即ちコンパレータCOMP+の反転
入力及びCOM P 2の非反転入力となる。比較回路
3の上限及び下限の比較基準レベルVu及びVLは、互
いに直列接続された4つの抵抗R5〜R8によるM単電
源電圧V refの分圧によって設定されている。抵抗
R5〜R8は更に、基準電源電圧V refを略1/2
に分圧し、電圧ホロア回路構成のオペアンプOP+を介
して1 / 2 V refとする。比較回路3の2つ
の比較出力、即チII ンハL/ −タCOM P +
、 COM P 2 (7)各出力はR8−フリップ
フロップ4のセット(S)及びリセット(R)入力とな
る。フリップフロップ(以下単にFFの記す)4のΦ出
力は、トランジスタQ6及び抵抗R9,RIOからなり
第2の定電流源2の活性化・非活性化の制御をなす制御
回路5に供給される。このイリ御回路5は、トランジス
タQ6がFF4のd出力に応答してオン状態となってト
ランジスタQ3 、Q4をオフ状態とすることにより、
第2の定電流源2を非活性化状態とする。The voltage across the capacitor C1 is the comparator C○MP+
, COMP2 and serves as a comparison input of a comparison circuit 3 that monitors the voltage level, that is, an inverting input of the comparator COMP+ and a non-inverting input of COMP2. The upper and lower comparison reference levels Vu and VL of the comparison circuit 3 are set by dividing the M single power supply voltage V ref by four resistors R5 to R8 connected in series. The resistors R5 to R8 further reduce the reference power supply voltage V ref by approximately 1/2.
The voltage is divided into 1/2 V ref through an operational amplifier OP+ having a voltage follower circuit configuration. The two comparison outputs of the comparison circuit 3, i.e., COM P +
, COM P 2 (7) Each output becomes the set (S) and reset (R) input of R8-flip-flop 4. The Φ output of the flip-flop (hereinafter simply referred to as FF) 4 is supplied to a control circuit 5 comprising a transistor Q6, resistors R9, and RIO and controlling activation/deactivation of the second constant current source 2. This fault control circuit 5 operates by turning on the transistor Q6 in response to the d output of the FF4 and turning off the transistors Q3 and Q4.
The second constant current source 2 is inactivated.
第2の定電流源2におけるエミッタ抵抗R5の両端電圧
は電圧ホロア回路構成のオペアンプOP2の反転入力と
なっている。オペアンプOPzは抵抗RI1.R12に
よる基準電源電圧V refの分圧によって比較基準レ
ベルが設定されており、その比較出力によって第1及び
第2の定電流源1.2の定電流値を設定する電流値設定
回路6を構成している。The voltage across the emitter resistor R5 in the second constant current source 2 serves as an inverting input of an operational amplifier OP2 having a voltage follower circuit configuration. The operational amplifier OPz is connected to a resistor RI1. A comparison reference level is set by dividing the reference power supply voltage V ref by R12, and the comparison output constitutes a current value setting circuit 6 that sets the constant current values of the first and second constant current sources 1.2. are doing.
コン°デンサC+の両端電圧は電圧ホロア回路構成のオ
ペアンプ○P3を介して第1相の三角波信号φa1.l
:なると共に、オペアンプOP4及び抵抗RI3.RI
4からなるインバータ7で位相反転されて第1相の三角
波信号φaとは逆相の第2相の三角波信号φbとなる。The voltage across the capacitor C+ is applied to the first phase triangular wave signal φa1. l
:, and the operational amplifier OP4 and the resistor RI3. R.I.
The phase of the triangular wave signal φa is inverted by an inverter 7 consisting of 4, and becomes a second phase triangular wave signal φb having a phase opposite to that of the first phase triangular wave signal φa.
これら三角波信号φa、φbには、1 / 2 V r
efの直流バイアスが与えられる。These triangular wave signals φa and φb have 1/2 V r
A DC bias of ef is given.
以上により、ピーク値がほぼ等しく互いに逆相の2相の
三角波信号φa、φbを発生する三角波生成回路8が構
成されている。かかる三角波生成回路8では、定電流値
1oなる第1の定電流源1と定電流値21oなる第2の
定電流源2とを設け、第2の定電流源2のオン/オフ制
御によってコンデンサC1を定電流にて充放電すること
により、三角波を生成する構成となっているので、当該
回路8をIC(集積回路)化する場合には、コンデンサ
C1用として端子ビンが11[1i1(第1図における
端子8a)で済むという利点がある。As described above, a triangular wave generation circuit 8 is configured that generates two-phase triangular wave signals φa and φb having substantially equal peak values and mutually opposite phases. This triangular wave generation circuit 8 is provided with a first constant current source 1 with a constant current value of 1o and a second constant current source 2 with a constant current value of 21o, and the capacitor is controlled by on/off control of the second constant current source 2. Since the configuration is such that a triangular wave is generated by charging and discharging C1 with a constant current, when converting the circuit 8 into an IC (integrated circuit), the terminal bin 11 [1i1 (first There is an advantage that the terminal 8a) in FIG. 1 is sufficient.
2相の三角波信号φa、φbはコンパレータCOM P
3 、 G OM P Jからなる比較回路9の上限
及び下限の比較基準入力、即ちコンパレータCOMP3
、COMP4の各反転入力となる。比較回路9の比較
入力、即ちコンパレータCOMP3 。The two-phase triangular wave signals φa and φb are sent to the comparator COM P
3. Upper and lower limit comparison reference inputs of the comparator circuit 9 consisting of GOM PJ, that is, comparator COMP3
, COMP4 are inverted inputs. Comparison input of comparison circuit 9, ie, comparator COMP3.
COM P 4の各非反転入力として負荷である例えば
モータMの駆動信号が抵抗R+sを介して供給される。A drive signal for a load, for example a motor M, is supplied to each non-inverting input of COMP 4 via a resistor R+s.
コンパレータCOM P 3 、 COM P aの各
非反転入力端には抵抗RI6 (R15=R+s )を
介して基準電源電圧V refが印加されており、抵抗
R+s、R+6の各抵抗値が等しく設定されていること
で、駆動信号はウィンドコンパレータ9の比較入力とな
る時点で1 / 2 V refにバイアスされること
になる。すなわち、駆動信号の信号基準レベルが1/2
Vrefとなる。A reference power supply voltage V ref is applied to each non-inverting input terminal of the comparators COM P 3 and COM P a via a resistor RI6 (R15=R+s), and the resistance values of the resistors R+s and R+6 are set equal. As a result, the drive signal is biased to 1/2 V ref at the time it becomes the comparison input of the window comparator 9. In other words, the signal reference level of the drive signal is 1/2
Vref.
これにより、三角波生成回路8の回路基準レベル、即ち
比較回路3の比較基準レベルと駆動信号の直流バイアス
レベル(信号基準レベル)とが共に同一の基準電源電圧
Vrerの抵抗分圧によって設定されることになる。従
って、電源電圧の変動があっても2相の三角波信号φa
、φbと駆動信号との相対的な信号レベルが常に一定に
保たれることになるので、電源電圧の変動に拘らず常に
安定した回路動作が行なわれることになる。As a result, the circuit reference level of the triangular wave generation circuit 8, that is, the comparison reference level of the comparator circuit 3 and the DC bias level (signal reference level) of the drive signal are both set by resistive voltage division of the same reference power supply voltage Vrer. become. Therefore, even if there is a fluctuation in the power supply voltage, the two-phase triangular wave signal φa
, φb and the drive signal are always kept constant, so that stable circuit operation is always performed regardless of fluctuations in the power supply voltage.
コンパレータCOMP3の比較出力はANDゲート10
及びNORゲート11の各−人力となり、コンパレータ
COM P 4の比較出力はANDゲート10及びNO
Rゲート11の各他人力となる。The comparison output of comparator COMP3 is AND gate 10
and NOR gate 11, and the comparison output of comparator COMP4 is AND gate 10 and NO
Each member of the R gate 11 becomes a power source.
これにより、ANDゲート10及びNORゲート11の
各出力端には、モータMの駆動方向に対応した第1及び
第2のパルス信号が導出されることになる。As a result, first and second pulse signals corresponding to the driving direction of the motor M are derived from each output terminal of the AND gate 10 and the NOR gate 11.
先述した駆動信号は抵抗R+sを介してコンパレータC
OMP5の非反転入力ともなっている。コンパレータC
OM P sは1 / 2 V refを反転入力とす
ることで、駆動信号の信号基準レベルに対する極性を判
別する極性判別手段を構成している。The drive signal mentioned above is sent to the comparator C via the resistor R+s.
It also serves as the non-inverting input of OMP5. Comparator C
The OMP s constitutes a polarity determining means that determines the polarity of the drive signal with respect to the signal reference level by using 1/2 V ref as an inverted input.
コンパレータCOMPsの判別出力はD’、 F F
12のデータ(D)入力となる。D−FF12は三角波
生成回路8におけるR8−FF4のQ出力をトリガ(T
)入力とし、そのQ、Φ出力はANDゲート13..1
4の各−人力となる。ANDゲート13,14はAND
ゲート10及びNORゲート11の各出力、即ち第1及
び第2のパルス信号をそれぞれ他人力としており、D−
FF12のQ。The discrimination output of the comparator COMPs is D', F F
12 data (D) are input. D-FF12 triggers the Q output of R8-FF4 in the triangular wave generation circuit 8 (T
) input, and its Q and Φ outputs are AND gate 13. .. 1
Each of 4 - becomes human power. AND gates 13 and 14 are AND
The outputs of the gate 10 and the NOR gate 11, that is, the first and second pulse signals, are respectively inputted, and D-
Q of FF12.
d出力に基づいて第1及び第2のパルス信号のうちのい
ずれか一方のみを出力するゲート手段を構成している。A gate means is configured to output only one of the first and second pulse signals based on the d output.
ANDゲート13.14の各出力パルスは、後述するモ
ータドライブ回路18における逆起電力吸収用ダイオー
ドD+ 、D2の逆起電力によるエネルギー損失分を補
償する補償回路15.16に供給される。補償回路15
において、ANDゲート13の出力パルスが抵抗R+7
を介してトランジスタQ7のベース入力となり、このト
ランジスタQ、はコンデンサC2と並列接続されている
。コンデンサC2はトランジスタQ7のオン時に両端が
短絡されて充電電荷が瞬時に放電され、トランジスタQ
7がオフになった時点、即ちANDゲート13の出力パ
ルスが消滅した時点から定電流源laによって充電が開
始される。コンデンサC2の両端電圧はコンパレータC
OM P 6の反転入力となる。コンパレータCOM
P sは基準電圧EOを非反転入力とし、コンデンサC
2の両端電圧が基準電圧Eoより低いとき高レベルのパ
ルス信号を発生ずる。その結果、補償回路15からはA
NDゲート13の出力パルスに対し、はぼ一定のパルス
幅のパルスが追加されたパルス信号が出力されることに
なる。Each output pulse of the AND gate 13.14 is supplied to a compensation circuit 15.16 that compensates for energy loss due to back electromotive force of back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 in a motor drive circuit 18, which will be described later. Compensation circuit 15
, the output pulse of the AND gate 13 is connected to the resistor R+7
It becomes the base input of the transistor Q7 via the transistor Q7, and this transistor Q is connected in parallel with the capacitor C2. Both ends of capacitor C2 are short-circuited when transistor Q7 is turned on, and the charge is instantly discharged, and transistor Q
7 is turned off, that is, when the output pulse of the AND gate 13 disappears, charging is started by the constant current source la. The voltage across the capacitor C2 is the comparator C
This becomes the inverting input of OMP6. Comparator COM
Ps has the reference voltage EO as a non-inverting input, and the capacitor C
When the voltage across the terminal 2 is lower than the reference voltage Eo, a high level pulse signal is generated. As a result, the compensation circuit 15 outputs A
A pulse signal in which a pulse having a substantially constant pulse width is added to the output pulse of the ND gate 13 is output.
補償回路16も補償回路15と同様に、抵抗R18、ト
ランジスタQ8、コンデンサC3、定電流源1b及びコ
ンパレータCOM P yによって構成されており、そ
の動作も補償回路15と全く同じである。Similar to the compensation circuit 15, the compensation circuit 16 also includes a resistor R18, a transistor Q8, a capacitor C3, a constant current source 1b, and a comparator COMP y, and its operation is exactly the same as that of the compensation circuit 15.
補償回路15.16の各出力パルスは、プリドライブ回
路17を介してモータドライブ回路18に供給される。Each output pulse of the compensation circuit 15 , 16 is supplied via a predrive circuit 17 to a motor drive circuit 18 .
モータドライブ回路18において、モータMはPNPN
上形ンジスタQ9とNPN形トランジスタQ +o及び
PNP形トランジスタQ nとNPN形トランジスタQ
12の各コレクタ共通接続点間に接続されている。トラ
ンジスタQ9 、 QIQ 、 Qn 、 Q10はパ
ワートランジスタである。トランジスタQ9.Qllの
各エミッタは直接電源V工に接続され、各ベースはそれ
ぞれ抵抗R+s、R2oを介して電源Vccに接続され
ている。一方、トランジスタQ+o、Q+2各エミッタ
は共に接地され、各ベースはそれぞれ抵抗R2+、R2
2を介して接地されると共にツェナーダイオードZD+
、ZD2を介して各コレクタに接続されている。モー
タMの両端は逆起電力吸収用ダイオードD+ 、D2を
介してM lli V ccに接続されている。In the motor drive circuit 18, the motor M is PNPN.
Upper transistor Q9, NPN transistor Q +o, PNP transistor Q n, and NPN transistor Q
Each of the 12 collectors is connected between the common connection points. Transistors Q9, QIQ, Qn, and Q10 are power transistors. Transistor Q9. Each emitter of Qll is directly connected to the power source V, and each base is connected to the power source Vcc through resistors R+s and R2o, respectively. On the other hand, the emitters of transistors Q+o and Q+2 are both grounded, and the bases of each transistor are connected to resistors R2+ and R2, respectively.
2 and the Zener diode ZD+
, ZD2 to each collector. Both ends of the motor M are connected to M lli V cc via back electromotive force absorbing diodes D+ and D2.
プリドライブ回路17において、補旧回路15から供給
されるパルス信号は抵抗R23,R24及びトランジス
タQ 13からなるプリドライブ段を介してパワートラ
ンジスタQ9を駆動すると共に、インバータ19で反転
された後抵抗R25〜R27及びトランジスタQ 14
からなるプリドライブ段を介してパワートランジスタQ
12を駆動する。これにより、モータMには図に実線で
示す矢印方向の電流が流れ、モータMは正方向に回転駆
動されることになる。また、補償回路15からのパルス
信号はインバータ20を介してトランジスタQ+sにも
供 ′給され、モータMの正方向駆動の停止時
に当該トランジスタQCsをオンせしめる。これにより
、パワートランジスタQ 12のベース・エミッタ間が
トランジスタQ+5によって短絡されるので、パワート
ランジスタQI2は瞬時にオフ状態となる。このトラン
ジスタQ+sを設けた理由については、後で詳細に説明
する。トランジスタQCsのベースは抵抗R2Bを介し
て電源■αに接続されている。In the predrive circuit 17, the pulse signal supplied from the correction circuit 15 drives the power transistor Q9 through a predrive stage consisting of resistors R23, R24 and the transistor Q13, and after being inverted by the inverter 19, the pulse signal is applied to the resistor R25. ~R27 and transistor Q14
power transistor Q via a predrive stage consisting of
12. As a result, a current flows through the motor M in the direction of the arrow shown by the solid line in the figure, and the motor M is driven to rotate in the forward direction. Further, the pulse signal from the compensation circuit 15 is also supplied to the transistor Q+s via the inverter 20, and turns on the transistor QCs when the forward drive of the motor M is stopped. As a result, the base and emitter of the power transistor Q12 are short-circuited by the transistor Q+5, so that the power transistor QI2 is instantly turned off. The reason for providing this transistor Q+s will be explained in detail later. The base of the transistor QCs is connected to the power supply α via a resistor R2B.
一方、補償回路16から供給されるパルス信号は抵抗R
29,R2O及びトランジスタQ 16からなるプリド
ライブ段を介してパワートランジスタQ nを駆動する
と共に、インバータ21で反転された後抵抗R31〜R
33及びトランジスタQ+yからなるプリドライブ段を
介してパワートランジスタQ +。On the other hand, the pulse signal supplied from the compensation circuit 16 is
29, R2O and the transistor Q16 through a pre-drive stage, and after being inverted by the inverter 21, the resistors R31 to R
33 and the power transistor Q+ via a predrive stage consisting of the transistor Q+y.
を駆動する。これにより、モータMには図に破線で示で
矢印方向の電流が流れ、モータMは逆方向に回転駆動さ
れることになる。また、補償回路16からの定電流源は
インバータ22を介してトランジスタQ +sにも供給
され、モータMの逆方向駆動の停止時に当該トランジス
タQ+aをオンせしめる。これにより、パワートランジ
スタQ toのベース・エミッタ間がトランジスタQ
+sによって短絡されるので、パワートランジスタQ
toは瞬時にオフ状態となる。トランジスタQ +sの
ベースは抵抗R34を介して電源Vccに接続されてい
る。to drive. As a result, a current flows through the motor M in the direction of the arrow shown by the broken line in the figure, and the motor M is driven to rotate in the opposite direction. Further, the constant current source from the compensation circuit 16 is also supplied to the transistor Q+s via the inverter 22, and turns on the transistor Q+a when the reverse drive of the motor M is stopped. As a result, between the base and emitter of the power transistor Q to
Since it is short-circuited by +s, the power transistor Q
to is instantly turned off. The base of transistor Q+s is connected to power supply Vcc via resistor R34.
次に、本発明によるPWM駆動回路の回路動作について
説明する。Next, the circuit operation of the PWM drive circuit according to the present invention will be explained.
まず、三角波生成回路8の回路動作を第2図の波形図を
参照しつつ説明する。三角波生成回路8において、第2
の定電流源2が非活性化状態にあるとき、即ちトランジ
スタQ6のオンによりトランジスタQ3 、Q4がオフ
状態にあるとき、コンデンサC1は第1の定電流源1か
ら供給される定電流により、第2図(a)に示びょうに
、一定の傾斜角をもって充電される。コンデンサC1の
両端電圧が比較回路3の上限基準レベルVuに達すると
コンパレータCOM P +が低レベルのパルス(b)
を発生し、このパルス(b)に応答してR8−FF4の
φ出力(d)が低レベルに遷移する。First, the circuit operation of the triangular wave generation circuit 8 will be explained with reference to the waveform diagram of FIG. In the triangular wave generation circuit 8, the second
When the constant current source 2 of the first constant current source 2 is in an inactive state, that is, when the transistor Q6 is turned on and the transistors Q3 and Q4 are turned off, the capacitor C1 is As shown in Figure 2(a), the battery is charged at a constant angle of inclination. When the voltage across the capacitor C1 reaches the upper limit reference level Vu of the comparator circuit 3, the comparator COM P + outputs a low level pulse (b)
is generated, and in response to this pulse (b), the φ output (d) of R8-FF4 transitions to a low level.
これにより、トランジスタQ6がオフ状態となるので、
第2の定電流源2が活性化状態、即ちトランジスタQ3
、Q4がオン状態となり、第1の定電流源1の定電流
の2倍の電流の吸い込みを行なう。This turns transistor Q6 off, so
The second constant current source 2 is in an activated state, that is, the transistor Q3
, Q4 are turned on, and a current twice the constant current of the first constant current source 1 is sucked.
その結果、それまで充電状態にあったコンデンサC1は
放電状態に移行し、第2図(a>に示すように、充電時
と同じ傾斜角をもって放電が行なわれる。続いて、コン
デンサC1の両端電圧が比較回路3の下限基準レベルV
Lに達するとコンパレータCOM P 2が低レベルの
パルス(C)を発生し、このパルス(c)5応答してR
8−FF4のQ出力(d)が高レベルに遷移する。これ
により、トランジスタQ6がオン状態となり、第2の定
電流源2が非活性化状態となるので、再びコンデンサC
1は第1の定電流源1から供給される定電流により一定
の傾斜角をもって充電されることになる。As a result, the capacitor C1, which had been in the charging state until then, shifts to the discharging state, and as shown in FIG. is the lower limit reference level V of comparator circuit 3
When reaching L, the comparator COMP2 generates a low level pulse (C), and in response to this pulse (c)5, R
The Q output (d) of 8-FF4 transitions to high level. As a result, the transistor Q6 is turned on and the second constant current source 2 is deactivated, so that the capacitor C is turned on again.
1 is charged at a constant angle of inclination by a constant current supplied from the first constant current source 1.
このように、第1及び第2の定電流源1,2による定電
流にてコンデンサC1の充放電動作が繰り返されること
により、コンデンサC+の両端電圧は、第2図(a)に
実線で示す如く三角波状に変化し、オペアンプOP3を
介して第1相の三角波信号φaとして出力され、又イン
バータ7で位相反転されることにより、第2図(a)に
破線で示す如く第1相の三角波信号φaとピーク値が等
しくかつ逆相の第2相の三角波信号φbとして出力され
ることになる。この2相の三角波信号φa。In this way, by repeating the charging and discharging operation of the capacitor C1 with the constant current from the first and second constant current sources 1 and 2, the voltage across the capacitor C+ is as shown by the solid line in FIG. 2(a). The signal changes into a triangular waveform as shown in FIG. It is output as a second phase triangular wave signal φb, which has the same peak value as the signal φa and has an opposite phase. This two-phase triangular wave signal φa.
φbは比較回路9の基準入力となる。φb becomes a reference input of the comparator circuit 9.
比較回路9の比較入力としては、1/2Vrefの信号
基準レベルを有するモータMの駆動信号が供給される。A drive signal for the motor M having a signal reference level of 1/2 Vref is supplied as a comparison input of the comparison circuit 9.
ここで、モータMが例えばコンパクトディスクを回転駆
動するスピンドルモータである場合には、ディスクから
の再生同期信号と基準同期信号との比較によって得られ
るエラー信号が上記駆動信号となり、このエラー信号に
基づいてスピンドルモータの駆動制御が行なわれること
になる。これがいわゆるスピンドルサーボである。Here, if the motor M is, for example, a spindle motor that rotationally drives a compact disc, the error signal obtained by comparing the reproduction synchronization signal from the disc with the reference synchronization signal becomes the drive signal, and based on this error signal, The drive control of the spindle motor is then performed. This is the so-called spindle servo.
第3図において、2相の三角波信号φa、φbのクロス
点が1/2Vrefレベルとなっており、この1/2V
rerレベルに対して駆動信号の信号レベルが高い場合
°及び低い場合のPWM動作について以下に説明する。In Fig. 3, the cross point of the two-phase triangular wave signals φa and φb is at the 1/2Vref level, and this 1/2V
The PWM operation when the signal level of the drive signal is higher and lower than the rer level will be described below.
比較回路9において、まず、駆動信号の信号レベルが図
(a)に一点鎖線で示す如<1/2Vre「レベルより
高い場合には、コンパレータCOMP3の出ノJ (b
)は駆動信号の信号レベルに対し第1相の三角波信号φ
aの信号レベルが低くなった時点t1で低レベルから高
レベルに遷移し、三角波信号φaの信号レベルが駆動信
号の信号レベルを越える時点t4まで高レベルを維持す
る。また、コンパレータCOM P 4の出力(C)は
、第2相の三角波信号φbの信号レベルが駆動信号の信
号レベルを越えた時点t2で高レベルから低レベルに遷
移し、駆動信号の信号レベルより低くなった時点t3で
再び高レベルに遷移する。In the comparator circuit 9, first, when the signal level of the drive signal is higher than the <1/2Vre level as shown by the dashed line in FIG.
) is the first phase triangular wave signal φ with respect to the signal level of the drive signal.
At the time t1 when the signal level of the triangular wave signal φa becomes low, it transitions from the low level to the high level, and the high level is maintained until the time t4 when the signal level of the triangular wave signal φa exceeds the signal level of the drive signal. Furthermore, the output (C) of the comparator COMP4 transitions from high level to low level at time t2 when the signal level of the second phase triangular wave signal φb exceeds the signal level of the drive signal, At time t3 when it becomes low, it changes to high level again.
一方、駆動信号の信号レベルが図(a 、>に二点鎖線
で示す如<1/2Vrefレベルより低くかつ例えば上
記の場合と同一の絶対値レベルを有する場合には、コン
パレータCOMP3の出力(d)は第1相の三角波信号
φaの信号レベルが駆動信号の信号レベルを越えた時点
t2で低レベルから高レベルに遷移し、三角波信号φa
の信号レベルが駆動信号の信号レベルを越える時点t3
まで高レベルを維持する。また、コンパレータCOMP
4の出力<8)は、第2相の三角波信号φbの信号レベ
ルが駆動信号の信号レベルを越えた時点t1で高レベル
から低レベルに遷移し、駆動信号の信号レベルより低く
なった時点t4で再び高レベルに遷移する。On the other hand, if the signal level of the drive signal is lower than <1/2Vref level as shown by the two-dot chain line in Figure (a, >) and has the same absolute value level as in the above case, the output (d ) transitions from a low level to a high level at time t2 when the signal level of the first phase triangular wave signal φa exceeds the signal level of the drive signal, and the triangular wave signal φa
A time point t3 when the signal level of exceeds the signal level of the drive signal
maintain a high level. Also, the comparator COMP
The output of 4<8) transitions from high level to low level at time t1 when the signal level of the second phase triangular wave signal φb exceeds the signal level of the drive signal, and at time t4 when it becomes lower than the signal level of the drive signal. to move to a higher level again.
コンパレータCOM P 3. COM P 4の各出
力はANDゲート10及びNORゲート11の2人力と
なっており、ANDゲート10は2人力が共に高レベル
のとき、即ち駆動信号の信号レベルが1/2Vrerレ
ベルより高いとき高レベルのパルス(、f>を出力し、
NORゲート11は2人力が共に低レベルのとき、即ち
駆動信号の信号レベルが1 / 2 V refレベル
より低いとき高レベルのパルス(Q)を出力する。従っ
て、ANDゲート10及びNORゲート11はモータM
の駆動方向に対応したパルス信号(f)、l)を出力づ
ることになる。なお、ここでは駆動信号の信号レベルが
一定の場合について説明したので、パルス信号(f)、
(Q)のパルス幅が一定となっているが、このパルス幅
が駆動信号の信号レベルに応じて変化することは容易に
理解できる。Comparator COM P 3. Each output of COMP 4 is made up of two outputs, an AND gate 10 and a NOR gate 11, and the AND gate 10 goes high when both outputs are at a high level, that is, when the signal level of the drive signal is higher than the 1/2 Vrer level. output a level pulse (, f>,
The NOR gate 11 outputs a high level pulse (Q) when both of the two input signals are at a low level, that is, when the signal level of the drive signal is lower than the 1/2 V ref level. Therefore, the AND gate 10 and the NOR gate 11 are connected to the motor M
Pulse signals (f), l) corresponding to the driving direction of the motor are output. Note that here we have explained the case where the signal level of the drive signal is constant, so the pulse signal (f),
Although the pulse width of (Q) is constant, it is easy to understand that this pulse width changes depending on the signal level of the drive signal.
このように、ピーク値が等しくかつ互いに逆相の2相の
三角波信号φa、φbを生成し、この2相の三角波信号
φa、φbの直線部分を用いてPWM動作を行なうこと
により、たとえ三角波の先端部分にリンギングがのった
り、いわゆるなまりが生じていても、駆動信号の信号レ
ベルが小なるときのりニアリティの悪化は全くないので
ある。In this way, by generating two-phase triangular wave signals φa and φb with equal peak values and mutually opposite phases, and performing PWM operation using the linear portions of these two-phase triangular wave signals φa and φb, even if the triangular wave Even if there is ringing or so-called rounding at the tip, there is no deterioration in the linearity when the signal level of the drive signal is small.
ここで、基準電源電圧vrefが変動した場合、PWM
によって生成されるパルス信号のパルス幅が変化し、こ
のパルス信号による駆動電力が電源電圧の変動に応じて
変化してしまうことになる。Here, if the reference power supply voltage vref fluctuates, the PWM
The pulse width of the pulse signal generated by this changes, and the driving power generated by this pulse signal changes in accordance with fluctuations in the power supply voltage.
すなわち、第4図(A)に示すように、駆動信号がある
信号レベルのときのパルス信号のパルス幅をToとする
と、このパルス信号による駆動電力は、そのパルス幅T
oとドライブ電圧Vo (基準電源電圧Vref)の積
で定義されるので、電源電圧の変動によりドライブ電圧
Voが例えば1/2になった場合、駆動電力も斜線で示
す如り1/2になってしまうことになる。That is, as shown in FIG. 4(A), if the pulse width of the pulse signal when the drive signal is at a certain signal level is To, the drive power due to this pulse signal is equal to the pulse width T.
o and the drive voltage Vo (reference power supply voltage Vref), so if the drive voltage Vo becomes, for example, 1/2 due to fluctuations in the power supply voltage, the drive power will also become 1/2 as shown by the diagonal line. This will result in
ところが、三角波生成回路8においては、第1及び第2
の定電流源1.2の定電流値を設定する電流値設定回路
6の比較基準レベルが抵抗Ru。However, in the triangular wave generation circuit 8, the first and second
The comparison reference level of the current value setting circuit 6 for setting the constant current value of the constant current source 1.2 is the resistor Ru.
R+2による基準電源電圧V refの分圧によって設
定されており、当該基準レベルも電源電圧の変動に応じ
て変動することになるので、電流値設定回路6は電源電
圧の変動に応じて第1及び第2の定電流源1,2の定電
流値を制御できることになる。The current value setting circuit 6 is set by dividing the reference power supply voltage V ref by R+2, and the reference level also changes according to the fluctuations in the power supply voltage. This means that the constant current values of the second constant current sources 1 and 2 can be controlled.
その結果、第4図(B)に示すように、三角波の傾斜角
が変化することになる。一方、比較回路3の上限及び下
限の比較基準レベルVU、VLも抵抗R5〜R8による
基準電源電圧V refの分圧によって設定されている
ので、基Q−電源電圧V refが1/2になれば、上
限及び下限の比較基準レベルVU、VLも1/2になり
、その結果三角波のピーク値Vpが第4図(8)に示す
如く電源変動前の1/2になる。従って、三角波の繰返
し周期が電源変動前と変動後で同じになるように三角波
の傾斜角を設定することにより、変動前の2倍く2To
)のパルス幅を有するパルス信号が生成されることにな
るので、ドライブ電圧VDが1/2になってもパルス信
号による駆動電力は電源変動前と同じになる。As a result, the inclination angle of the triangular wave changes as shown in FIG. 4(B). On the other hand, since the upper and lower comparison reference levels VU and VL of the comparator circuit 3 are also set by dividing the reference power supply voltage V ref by the resistors R5 to R8, the base Q-power supply voltage V ref can be reduced to 1/2. For example, the comparison reference levels VU and VL of the upper and lower limits also become 1/2, and as a result, the peak value Vp of the triangular wave becomes 1/2 of the value before the power supply fluctuation, as shown in FIG. 4 (8). Therefore, by setting the slope angle of the triangular wave so that the repetition period of the triangular wave is the same before and after the power fluctuation, the 2To
) is generated, so even if the drive voltage VD becomes 1/2, the drive power generated by the pulse signal remains the same as before the power supply fluctuation.
すなわち、三角波生成回路8においては、三角波のピー
ク値及び傾斜角を電源電圧の変動に応じて制御すること
により、パルス信号による駆動電力を基準電源電圧V
refの変動に拘らず常に一定にできるのである。なお
、三角波の傾斜角は第1及び第2の定電流源1.2の定
電流値及びコンデンサC1の8伍によって決定される。That is, in the triangular wave generation circuit 8, by controlling the peak value and slope angle of the triangular wave according to fluctuations in the power supply voltage, the driving power generated by the pulse signal is adjusted to the reference power supply voltage V.
It can always be kept constant regardless of fluctuations in ref. Incidentally, the inclination angle of the triangular wave is determined by the constant current values of the first and second constant current sources 1.2 and the capacitor C1.
再び第1図において、今、駆動信号の信号レベルが第5
図(a)に一点鎖線で示す如く変化したとすると、その
駆動信号の極性及び信号レベルに応じたパルス幅の2つ
のパルス信号(b)、(c)がANDゲート10及びN
ORゲート11から出力され、それぞれA’NDゲート
13.14の各−人力となる。駆動信号はコンパレータ
COMPsの比較入力ともなって、信号基準レベル1/
2Vrefに対する極性が判別される。このコンパレー
タCOMPsの比較出力(d>をデータ入力とするD−
FF12は、三角波生成回路8におけるR8−FF4の
口出力(e)をトリガ入力としており、当該口出力(e
)の立下がりのタイミングでQ、 C)出力(f)、(
o)を発生する。このQ。In FIG. 1 again, the signal level of the drive signal is now at the fifth level.
If the change occurs as shown by the dashed line in Figure (a), two pulse signals (b) and (c) with pulse widths corresponding to the polarity and signal level of the drive signal will
The outputs from the OR gate 11 become the outputs of the A'ND gates 13 and 14, respectively. The drive signal also serves as a comparison input for the comparator COMPs, and the signal reference level 1/
The polarity with respect to 2Vref is determined. The comparison output of this comparator COMPs (D- with d> as the data input)
FF12 uses the output (e) of R8-FF4 in the triangular wave generation circuit 8 as a trigger input, and
) at the falling timing of Q, C) output (f), (
o). This Q.
0出力(f)’、(Q)はゲート制御信号としてAND
ゲート13.14に供給される。0 output (f)', (Q) is ANDed as gate control signal
It is fed to gates 13.14.
なお、上記実施例では、R8−FF4の口出力(e)を
直接D−FF12のトリガ入力としていたが、口出力(
e)の立上り及び立下りのタイミングでパルスを発生す
るパルス発生器を介してD−FF12のトリガ入力とす
ることも可能である。これによれば、極性判別の周期が
172となり、分解能を2倍にできることになる。In the above embodiment, the mouth output (e) of R8-FF4 was directly used as the trigger input of D-FF12, but the mouth output (e)
It is also possible to use a trigger input of the D-FF 12 via a pulse generator that generates pulses at the rising and falling timings of e). According to this, the period of polarity determination becomes 172, which means that the resolution can be doubled.
D−FF12のQ、口出力(f)、(Q)はモータMの
駆動方向を決定する制御信号となり、例えば駆動信号の
信号レベルが小ざくかつその極性が正から負に変るタイ
ミングでNORゲート11から第5図(C)に示す如く
瞬時に発生した逆方向駆動のパルス信号(第1番目のパ
ルス)に対しては、その発生時点では口出力(0)が低
レベルにあるので、ANDゲート14はその出力を禁止
する動作をなす。この禁止する理由について以下に説明
する。The Q, output (f), and (Q) of the D-FF12 become control signals that determine the drive direction of the motor M. For example, when the signal level of the drive signal is small and its polarity changes from positive to negative, a NOR gate is activated. As shown in FIGS. 11 to 5 (C), for the reverse direction drive pulse signal (first pulse) that occurs instantaneously, the output (0) is at a low level at the time of generation, so the AND Gate 14 operates to inhibit its output. The reason for this prohibition will be explained below.
今、駆動信号の信号レベルが小さくかつその極性が正か
ら負に変るタイミングで、NORゲート11から第5図
(C)に示す如く瞬時に逆方向駆動のパルス信号が発生
しな場合を考えるに、モータドライブ回路18では、第
5図(b)に示すパルス信号に応答してトランジスタQ
9.Q10がオン状態となり、モータMを正方向に駆動
しているのであるが、第5図(C)に示き逆方向駆動の
パルス信号が発生することで、上ランジスタQ9゜Q1
0がオフ状態となり、トランジスタQll、QIGがオ
ン状態となってモータMを逆方向に駆動しようとする。Now, let's consider a case where the reverse drive pulse signal is not instantaneously generated from the NOR gate 11 at the timing when the signal level of the drive signal is small and its polarity changes from positive to negative, as shown in FIG. 5(C). , in the motor drive circuit 18, the transistor Q is activated in response to the pulse signal shown in FIG. 5(b).
9. Q10 is turned on and drives the motor M in the forward direction, but as shown in FIG.
0 is in the off state, transistors Qll and QIG are in the on state, and attempt to drive the motor M in the opposite direction.
ここで、トランジスタには一般に、第6図に示す如くベ
ース・エミッタ間に容量coが存在することにより、駆
動パルス(a)に応答してオン状態にあるトランジスタ
がパルス(a)の消滅時点からオフ状態に移行するまで
にjOFFなるディレ一時間を要する特性を有している
。従って、上述のように、第5図(C)に示す逆方向駆
動のパルス信号が発生することで、トランジスタQ9゜
Q10がオフ状態となり、トランジスタQI1.QIO
がオン状態となるはずなのであるが、上記ディレ一時間
tOFFによってトランジスタQI2が瞬時にオフ状態
になり得なく、一時的にトランジスタQ nと同時にオ
ン状態となる期間が生じることになるので、トランジス
タQllIQ+2に大電流が流れ当該トランジスタが破
壊に至る場合が生じることになる。Generally, a transistor has a capacitance co between the base and emitter as shown in FIG. 6, so that the transistor that is turned on in response to the driving pulse (a) can be It has a characteristic that a delay of one hour (jOFF) is required before transitioning to the off state. Therefore, as described above, by generating the reverse drive pulse signal shown in FIG. 5(C), transistors Q9 and Q10 are turned off, and transistors QI1. QIO
However, due to the delay time tOFF, the transistor QI2 cannot be turned off instantaneously, and there will be a period in which it is temporarily turned on at the same time as the transistor Qn, so the transistor QllIQ+2 A large current may flow through the transistor, causing destruction of the transistor.
ところが、本PWM駆動回路では、ANDゲート13.
14を設け、これらゲート13.14を駆動信号の信号
基準レベルに対する極性判別結果に基づいて制御するよ
うにしたので、上記の例の場合には、第5図(C)に示
す逆方向駆動のパルス信号の出力をD−FF12の口出
力(q)に応答してANDゲート14で禁止できるから
、トランジスタQI2がトランジスタQ uと同時にオ
ン状態となることはないのである。However, in this PWM drive circuit, the AND gate 13.
14, and these gates 13 and 14 are controlled based on the polarity determination result with respect to the signal reference level of the drive signal, so in the above example, the reverse direction drive shown in FIG. Since the output of the pulse signal can be inhibited by the AND gate 14 in response to the output (q) of the D-FF 12, the transistor QI2 does not turn on at the same time as the transistor Qu.
また、パワートランジスタQ 12 + 010のディ
レ一時間tOFFを小さくするために、プリドライブ回
路17にはトランジスタQ Is及びQ +gが設けら
れている。これらトランジスタQ+s、Q+aはパワー
トランジスタQ12.0IOの駆動パルスの消滅に応答
して瞬時にオン状態となり、これらトランジスタQ12
.0IOのベース・エミッタ間を短絡することにより上
記ディレ一時B tOF Fを短縮できるのである。ト
ランジスタのディレ一時間tOFFは一般に1〜2μS
ec位であるが、トランジスタQ Is及びQ +aを
設けたことによって約1/10、即ち100 n se
c程度に短縮が可能となる。Furthermore, in order to reduce the delay time tOFF of the power transistor Q 12 +010, the predrive circuit 17 is provided with transistors Q Is and Q +g. These transistors Q+s and Q+a instantaneously turn on in response to the extinction of the drive pulse of power transistor Q12.0IO, and these transistors Q12.
.. By short-circuiting the base and emitter of 0IO, the above-mentioned delay time B tOF can be shortened. The delay time tOFF of a transistor is generally 1 to 2 μS.
However, by providing the transistors Q Is and Q +a, it is about 1/10, that is, 100 n se
It is possible to shorten the length to approximately c.
上述したパワートランジスタの同時ON防止のための他
の実施例を第7図に示す。本図において、先述した如く
モータMの駆動方向に対応した第1及び第2のパルス信
号(a)がANDゲート10及びNORゲート11から
出力され、これらパルス信号はそれぞれ遅延回路23.
24で所定時間τ0だ(ブ遅延される。これら遅延出力
(b)はそれぞれ3ステートバッファ25.26に供給
される。上だ、第1及び第2のパルス信号(a)はワン
ショットマルチバイブレータ27.28にもそれぞれ供
給される。ワンショットマルチバイブレータ27.28
は第1及び第2のパルス信号の発生時点からその消滅後
一定時間、好ましくは遅延回路23.24の遅延時間τ
0の2倍の時間(2τ0)だけ経過するまでの間低レベ
ルの出力(C)を発生し、バッファ26.25に供給し
て遅延回路24.23から出力される第2及び第1のパ
ルス信号の次段への供給を禁止する。Another embodiment for preventing the above-mentioned power transistors from turning on simultaneously is shown in FIG. In this figure, as described above, the first and second pulse signals (a) corresponding to the driving direction of the motor M are output from the AND gate 10 and the NOR gate 11, and these pulse signals are transmitted to the delay circuit 23.
24 for a predetermined time τ0 (delayed). These delayed outputs (b) are respectively supplied to three-state buffers 25 and 26. Above, the first and second pulse signals (a) are one-shot multivibrator 27.28 are also supplied respectively.One-shot multivibrator 27.28
is a certain period of time from the time of generation of the first and second pulse signals to their disappearance, preferably the delay time τ of the delay circuits 23 and 24.
The second and first pulses are outputted from the delay circuit 24.23 by generating a low-level output (C) until twice the time (2τ0) of Prohibits the signal from being supplied to the next stage.
第8図は第7図の回路の動作波形図であり、図中(a)
〜(C)は第7図の各部信号(a)〜(C)の各波形を
それぞれ対応して示している。FIG. 8 is an operating waveform diagram of the circuit in FIG. 7, and (a)
-(C) show the waveforms of the signals (a) to (C) in FIG. 7, respectively.
この波形図を参照して第7図の回路動作を例えばAND
NOゲート11関して説明するならば、パルス信号<8
)は遅延回路23で時間τ0だけ遅延されてモータMの
駆動パルス(b)となるのであるが、このときワンショ
ットマルチバイブレータ27から出力される低レベルの
禁止信号(C)に応答してバッファ26が他方の駆動パ
ルスの出力ラインを遮断状態とする。これにより、駆動
パルス(b)の発生前及び発生後の一定期間(時間τ0
)の間地方の駆動パルスの出力が禁止されることになる
ので、時間τ0を先述したパワートランジスタQ12I
QIOのディレ一時間tOFFよりも長く設定すること
により、パワートランジスタQ9とQIO(又はQ u
とQ12)が同時にオン状態となることはないのである
。Referring to this waveform diagram, the circuit operation in FIG.
Regarding the NO gate 11, if the pulse signal <8
) is delayed by a time τ0 in the delay circuit 23 and becomes the drive pulse (b) for the motor M. At this time, in response to the low level inhibition signal (C) output from the one-shot multivibrator 27, the buffer 26 cuts off the output line of the other drive pulse. As a result, a certain period (time τ0
), the output of the local drive pulse is prohibited, so the time τ0 is
By setting the QIO delay time longer than tOFF, power transistor Q9 and QIO (or Q
and Q12) are never turned on at the same time.
なお、先述したように、トランジスタのディレ一時間t
OFFは一般に1〜2μsec位であるから、時間τ0
を5μsec程度に設定するのが望ましい。As mentioned earlier, the delay time t of the transistor
Since the OFF time is generally about 1 to 2 μsec, the time τ0
It is desirable to set the time to about 5 μsec.
第1図において、ANDゲート13.14から出力され
るモータMの駆動方向に対応した第1及び第2のパルス
信号は補償回路15.16にそれぞれ供給される。これ
ら補償回路15.16はモータドライブ回路18におけ
る逆起電力吸収用ダイオードD+ 、D2でのエネルギ
ー損失分を補償するためのものである。逆起電ノコ吸収
用ダイオードD+ 、D2でのエネルギー損失はほぼ一
定であり、パルス信号のパルス幅が大きいときには無視
し得る程度のものであるが、パルス幅が小さいときは損
失の比率が大きくなってくる。従って、第9図に破線で
承りように、パルス信号のパルス幅が小なる領域でゲイ
ンが低下することになるので、パルス幅が小さいときに
逆起電力吸収用ダイオードD+ 、D2でのエネルギー
損失分を補償してやれば良いのである。In FIG. 1, first and second pulse signals corresponding to the driving direction of the motor M output from the AND gate 13.14 are respectively supplied to a compensation circuit 15.16. These compensation circuits 15 and 16 are for compensating for energy loss in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 in the motor drive circuit 18. The energy loss in the back electromotive saw absorption diodes D+ and D2 is almost constant and can be ignored when the pulse width of the pulse signal is large, but when the pulse width is small, the loss ratio increases. It's coming. Therefore, as shown by the broken line in Figure 9, the gain decreases in the region where the pulse width of the pulse signal is small, so when the pulse width is small, energy loss occurs in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2. It would be better to compensate them for that.
ここで、補償回路15の回路動作について第10図の波
形図を参照しつつ説明するならば、コン ・デンサC2
は定電流源1aにより定電流にて充電されており、入力
パルス(a>に応答してトランジスタQ7がオン状態と
なることによってコンデンサC2の充電電荷が瞬時に放
電され、入力パルス(a)が消滅した時点から再びコン
デンサC2は定電流にて充電される。従って、コンデン
サC2の両端電圧は第10図(b)に示す如く変化する
。この両OHM圧(b)はコンパレータCOMP7で基
準電圧Eoと比較され、その結果コンパレータCOM
P yの出力端には入力パルス(a)の発生時からその
消滅後一定時間Taだ(プ経過するまでの時間のパルス
幅を有するパルス信号(C)が得られることになる。す
なわち、入力パルス(a)に対して一定のパルス幅Ta
が追加されたことになり、この追加されたパルス幅Ta
分に相当するエネルギーによって逆起電力吸収用ダイオ
ードD+ 、D2でのエネルギー損失分を補償できるの
である。Here, the circuit operation of the compensation circuit 15 will be explained with reference to the waveform diagram in FIG. 10.
is charged with a constant current by a constant current source 1a, and when the transistor Q7 turns on in response to the input pulse (a), the charge in the capacitor C2 is instantly discharged, and the input pulse (a) From the moment when the capacitor C2 disappears, the capacitor C2 is charged again with a constant current.Therefore, the voltage across the capacitor C2 changes as shown in FIG. is compared with the result comparator COM
At the output end of Py, a pulse signal (C) is obtained which has a pulse width from the time when the input pulse (a) is generated to when a certain period of time Ta has elapsed after its extinction. Constant pulse width Ta for pulse (a)
is added, and this added pulse width Ta
The energy loss in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 can be compensated for by the energy equivalent to the amount of energy.
第11図には補償回路15.16の入出力特性、即ら入
力パルスのパルス幅と追加されるパルス幅との関係が示
されており、コンデンサC2の両端電圧がコンパレータ
COM P yの基準電圧Eoまで低下し得ない程度の
入力パルスのパルス幅領域■ではパルス幅の追加はなく
、基Q電圧EO以下零レベルになるまでの領域■では追
加パルス幅が比例的に変化し、零レベルに達した以降の
領域■では追加されるパルス幅が固定幅となる。すなわ
ち、入力パルスのパルス幅が極めて小さいfRIt■■
ではパルス幅の追加が無かったり、追加パルス幅が比例
的に変化するが、これは入力パルスの立上り及び立下り
が急峻ではなく実際にはなだらかであることに起因する
ものであり、その結果領域■の範囲では第9図に実線で
示す如くゲインを向上できることになる。FIG. 11 shows the input/output characteristics of the compensation circuits 15 and 16, that is, the relationship between the pulse width of the input pulse and the added pulse width, and the voltage across the capacitor C2 is the reference voltage of the comparator COM P y. In the pulse width region (■) of the input pulse that cannot drop to Eo, no pulse width is added, and in the region (■) until the input pulse reaches zero level below the base Q voltage EO, the additional pulse width changes proportionally and reaches the zero level. After reaching the region (2), the added pulse width becomes a fixed width. In other words, the pulse width of the input pulse is extremely small.
In this case, there is no additional pulse width, or the additional pulse width changes proportionally, but this is due to the fact that the rise and fall of the input pulse are not steep but actually gentle, and as a result, the area In the range (2), the gain can be improved as shown by the solid line in FIG.
補償回路15.16としては、上記実施例の構成のもの
に限定されることなく、例えば第12図に示すように、
入力パルスの立上りエツジに応答して一定のパルス幅T
bを有するパルス信号を発生するパルス発生回路29と
、このパルス発生回路29の出力パルスと入力パルスと
の論理和をとるORゲート30とからなる構成のもので
あっても良い。かかる構成においては、入力パルスのパ
ルス幅が上記パルス幅Tbより小なるときには、常時当
該パルス幅Tbを有するパルス信号がORゲート30か
ら出力されることにより、入力パルスのパルス幅が小さ
いときの逆起電力吸収用ダイオードD+ 、Dzでのエ
ネルギー損失分の補償が行なわれ、入力パルスのパルス
幅が上記パルス幅Tbより大なるときには入力パルスに
対するパルス幅の変更は行なわれない。The compensation circuits 15 and 16 are not limited to the configurations of the above embodiments, but may include, for example, as shown in FIG.
Constant pulse width T in response to the rising edge of the input pulse
The pulse generating circuit 29 may be configured to include a pulse generating circuit 29 that generates a pulse signal having a pulse signal having a value of b, and an OR gate 30 that calculates the logical sum of the output pulse of the pulse generating circuit 29 and the input pulse. In this configuration, when the pulse width of the input pulse is smaller than the pulse width Tb, a pulse signal having the pulse width Tb is always output from the OR gate 30, so that the pulse width of the input pulse is the opposite of that when the pulse width is small. Energy loss in the electromotive force absorbing diodes D+ and Dz is compensated for, and when the pulse width of the input pulse is greater than the pulse width Tb, the pulse width of the input pulse is not changed.
なお、上記実施例では、コンパクトディスクを回転駆動
するスピンドルモータの駆動回路に通用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、ピック
アップを駆動するギヤリッジモータ、ピックアップにお
ける情報読取光のフォーカスやトラッキングの制御をな
すフォーカスアクチュエータやトラッキングアクチュエ
ータの駆動回路にも適用可能であり、又コンパクトディ
スクプレーヤのみならず種々の機器における各種負荷の
駆動回路にも広く適用できるものである。In the above embodiment, a case has been described in which the drive circuit is used for a spindle motor that rotationally drives a compact disc, but the invention is not limited to this, and the invention is not limited to this. It can also be applied to drive circuits for focus actuators and tracking actuators that control focus and tracking, and can be widely applied not only to compact disc players but also to drive circuits for various loads in various devices.
発明の詳細
な説明したように、本発明によるPWM駆動回路によれ
ば、負荷を駆動するパルス信号の生成に三角波信号の直
線部分のみを利用する構成となっているので、三角波の
先端部分にリンギングがのったり、なまりが生じていて
もこれらの影響を全く受けることはなく、特に駆動信号
の信号レベルが小なるときの入出力特性のリニアリティ
を向上できることになる。As described in detail, the PWM drive circuit according to the present invention is configured to use only the linear portion of the triangular wave signal to generate the pulse signal that drives the load, so that ringing does not occur at the tip of the triangular wave. Even if the signal level is increased or the signal level is rounded, there is no influence from these factors, and the linearity of the input/output characteristics can be improved, especially when the signal level of the drive signal is small.
また、回路基準レベル及び駆動信号の直流バイアスレベ
ルを同一電源電圧の分圧によって設定したので、片電源
において電源電圧が変動しても、パルス信号生成段にお
いて三角波信号と駆動信号との相対的な信号レベルが常
に一定に保たれることになり、電源電圧の変動に拘らず
常に安定した回路動作が行なわれることになる。In addition, since the circuit reference level and the DC bias level of the drive signal are set by dividing the same power supply voltage, even if the power supply voltage fluctuates in one power supply, the relative relationship between the triangular wave signal and the drive signal in the pulse signal generation stage is The signal level is always kept constant, and stable circuit operation is always performed regardless of fluctuations in the power supply voltage.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図における三角波生成回路の回路動作を説明するための
各部波形図、第3図はPWM動作による負荷の駆動方向
に対応した2つのパルス信号の生成動作を説明するため
の各部波形図、第4図<A>、(B)は電源電圧の変動
に対応して三角波の傾斜角及びピーク値を変化せしめる
動作を説明するための波形図、第5図はトランジスタの
tOFFディレ一時間に起因するドライブ段のパワート
ランジスタの同時ON防止回路の回路動作を説明するた
めの各部波形図、第6図はトランジスタのtOFFディ
レ一時間について説明するための図、第7図は同時ON
防止回路の他の実施例を示すブロック図、第8図は第7
図の回路動作を説明するための各部波形図、第9図は逆
起電力吸収用ダイオードでの逆起電力によるエネルギー
損失に起因するゲインの変化を示ず図、第10図は逆起
電力吸収用ダイオードでの逆起電力によるエネルギー損
失分を補償する補償回路の回路動作を説明するための波
形図、第11図はかかる補ta回路の入出力特性を示す
図、第12図はかかる補償回路の他の実施例を示すブロ
ック図、第13図は従来例及びその動作を説明するため
の図である。
主要部分の符号の説明
1・・・・・・第1の定電流源
2・・・・・・第2の定電流源
3.9・・・・・・比較回路
8・・・・・・三角波生成回路Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a waveform diagram of each part to explain the circuit operation of the triangular wave generation circuit in the figure. Figure 3 is a waveform diagram of each part to explain the operation of generating two pulse signals corresponding to the drive direction of the load by PWM operation. <A> and (B) are waveform diagrams for explaining the operation of changing the slope angle and peak value of the triangular wave in response to fluctuations in the power supply voltage, and Figure 5 shows the drive stage due to the 1-hour tOFF delay of the transistor. Figure 6 is a waveform diagram of each part to explain the circuit operation of the simultaneous ON prevention circuit for power transistors. Figure 6 is a diagram to explain the tOFF delay time of the transistor. Figure 7 is a diagram for explaining the simultaneous ON prevention circuit.
A block diagram showing another embodiment of the prevention circuit, FIG.
Waveform diagrams of various parts to explain the circuit operation in the figure, Figure 9 shows the change in gain due to energy loss due to back electromotive force in the back electromotive force absorption diode, and Figure 10 shows back electromotive force absorption. A waveform diagram for explaining the circuit operation of a compensation circuit that compensates for the energy loss due to the back electromotive force in the diode, FIG. 11 is a diagram showing the input/output characteristics of such a supplementary TA circuit, and FIG. 12 is a diagram showing the input/output characteristics of such a compensation circuit. FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining the conventional example and its operation. Explanation of symbols of main parts 1...First constant current source 2...Second constant current source 3.9...Comparison circuit 8... Triangular wave generation circuit
Claims (2)
信号を生成し、このパルス信号に基づいて負荷をスイッ
チング駆動する片電源によるPWM〈パルス幅変調〉駆
動回路であって、ピーク値がほぼ等しく互いに逆相の2
相の三角波信号を発生する三角波生成回路と、前記2相
の三角波信号をそれぞれ上限及び下限の基準入力としか
つ前記駆動信号を比較入力とする第1の比較回路とを備
え、前記三角波生成回路の回路基準レベル及び前記駆動
信号の直流バイアスレベルは同一基準電源電圧の分圧に
よつて設定されたことを特徴とするPWM駆動回路。(1) A PWM (pulse width modulation) drive circuit using a single power supply that generates a pulse signal with a pulse width corresponding to the signal level of the drive signal and switches the load based on this pulse signal, and the peak value is approximately 2 equal and opposite phases
a triangular wave generation circuit that generates triangular wave signals of three phases; and a first comparison circuit that uses the two-phase triangular wave signals as reference inputs for upper and lower limits, respectively, and uses the drive signal as a comparison input; A PWM drive circuit, wherein a circuit reference level and a DC bias level of the drive signal are set by dividing the same reference power supply voltage.
第1の定電流源と直列接続されかつ前記第1の定電流源
の2倍の電流を吸い込む第2の定電流源と、前記第1及
び第2の定電流源の共通接続点と基準電位点との間に接
続された蓄電手段と、前記蓄電手段の出力レベルを監視
する第2の比較回路と、前記第2の比較回路の出力に基
づいて前記第2の定電流源の活性化・非活性化の制御を
なす制御手段とを有し、前記第2の比較回路の比較基準
レベルが前記回路基準レベルとなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のPWM駆動回路。(2) The triangular wave generation circuit includes a first constant current source, and a second constant current source that is connected in series with the first constant current source and draws twice as much current as the first constant current source. , a power storage means connected between a common connection point of the first and second constant current sources and a reference potential point, a second comparison circuit that monitors an output level of the power storage means, and a second comparison circuit that monitors the output level of the power storage means; control means for controlling activation/deactivation of the second constant current source based on the output of the comparison circuit, and a comparison reference level of the second comparison circuit is the circuit reference level. A PWM drive circuit according to claim 1, characterized in that:
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145078A JPS626526A (en) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | Pwm drive circuit |
| EP91200593A EP0441459A1 (en) | 1985-07-02 | 1986-07-02 | Pulse-width modulation drive circuit |
| EP86305141A EP0208508B1 (en) | 1985-07-02 | 1986-07-02 | Pulse-width modulation drive circuit |
| US06/881,540 US4823056A (en) | 1985-07-02 | 1986-07-02 | Pulse-width modulation drive circuit |
| DE86305141T DE3689210T2 (en) | 1985-07-02 | 1986-07-02 | Pulse width modulation drive circuit. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145078A JPS626526A (en) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | Pwm drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS626526A true JPS626526A (en) | 1987-01-13 |
| JPH0469449B2 JPH0469449B2 (en) | 1992-11-06 |
Family
ID=15376871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145078A Granted JPS626526A (en) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | Pwm drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS626526A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007202376A (en) * | 2005-12-26 | 2007-08-09 | Fujitsu Ltd | DC-DC converter and control circuit for DC-DC converter |
| JP2009065246A (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Yazaki Corp | Load control device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153219A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Tamagawa Seiki Kk | Pulse width modulation signal generation circuit |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145078A patent/JPS626526A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153219A (en) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Tamagawa Seiki Kk | Pulse width modulation signal generation circuit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007202376A (en) * | 2005-12-26 | 2007-08-09 | Fujitsu Ltd | DC-DC converter and control circuit for DC-DC converter |
| JP2009065246A (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-26 | Yazaki Corp | Load control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469449B2 (en) | 1992-11-06 |
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