JPS627395A - モ−タのpwm駆動回路 - Google Patents
モ−タのpwm駆動回路Info
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- JPS627395A JPS627395A JP60145076A JP14507685A JPS627395A JP S627395 A JPS627395 A JP S627395A JP 60145076 A JP60145076 A JP 60145076A JP 14507685 A JP14507685 A JP 14507685A JP S627395 A JPS627395 A JP S627395A
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 17
- 102100027473 Cartilage oligomeric matrix protein Human genes 0.000 description 14
- 101710176668 Cartilage oligomeric matrix protein Proteins 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
区五且1
本発明は、モータの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モータ
をスイッチング駆動するPWM駆動回路に関する。
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モータ
をスイッチング駆動するPWM駆動回路に関する。
1且亘I
モータを駆動する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。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
しており、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の駆動に有用である。
ング駆動方式が知られている。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
しており、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の駆動に有用である。
ところで、モータは駆動電流がある一定レベルに達しな
いと起動しないいわゆる不感帯を有している。従って、
例えば駆動信号ラインにノイズがのった場合、このノイ
ズのレベネが零レベル付近であれば、このノイズに対し
てモータは起動しないことになる。しかし、モータは起
動しなくても、そのノイズレベルに相当する電流がモー
タに流れることになり、その電流によって消費される電
力は全く無駄なものとなってしまう。
いと起動しないいわゆる不感帯を有している。従って、
例えば駆動信号ラインにノイズがのった場合、このノイ
ズのレベネが零レベル付近であれば、このノイズに対し
てモータは起動しないことになる。しかし、モータは起
動しなくても、そのノイズレベルに相当する電流がモー
タに流れることになり、その電流によって消費される電
力は全く無駄なものとなってしまう。
また、駆動回路を片電源で動作させる場合、回路の基準
レベルが基準電源電圧の例えば抵抗分割によって設定さ
れるのであるが、素子のバラツキ等によって設定基準レ
ベルが目標レベルからずれることにより、駆動信号の信
号レベルにオフセットが生じ、信号レベルが零であって
も常時モータにそのオフセット電圧に応じた電流が流れ
ることになり、上記の場合と同様に、ミノ〕の余分な損
失となる。
レベルが基準電源電圧の例えば抵抗分割によって設定さ
れるのであるが、素子のバラツキ等によって設定基準レ
ベルが目標レベルからずれることにより、駆動信号の信
号レベルにオフセットが生じ、信号レベルが零であって
も常時モータにそのオフセット電圧に応じた電流が流れ
ることになり、上記の場合と同様に、ミノ〕の余分な損
失となる。
このような電力の損失分は電源装置の大型化を招来する
ことになるので、当該電力損失は全く無いのが好ましい
。また、PWM駆動回路を特に車載用闘器や携帯用機器
等におけるモータの駆動に用いる場合、これらの電源と
してバッテリが用いられるので、消費電力は出来るだけ
少ない方が良く、更に機器の小型化、軽量化のためにも
省電力化が望まれる。
ことになるので、当該電力損失は全く無いのが好ましい
。また、PWM駆動回路を特に車載用闘器や携帯用機器
等におけるモータの駆動に用いる場合、これらの電源と
してバッテリが用いられるので、消費電力は出来るだけ
少ない方が良く、更に機器の小型化、軽量化のためにも
省電力化が望まれる。
1且立11
本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、モータの
不感帯における電力損失を無くずことにより、消費電力
の低減を可能としたモータのPWM駆動回路を提供する
ことを目的とする。
不感帯における電力損失を無くずことにより、消費電力
の低減を可能としたモータのPWM駆動回路を提供する
ことを目的とする。
本発明によるモータのPWM駆動回路は、回路的に不感
帯を設け、モータの不感帯範囲内ではモータに電流が供
給されないようにした構成となっている。
帯を設け、モータの不感帯範囲内ではモータに電流が供
給されないようにした構成となっている。
裏−JLJ
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
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 、Qa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。
+ 、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 、Qa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。
コンデンサC+の両端電圧は、コンパレータCOM P
1. COM P z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COM
P + 、 COM P 2の各反転入力となる。
1. COM P z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COM
P + 、 COM P 2の各反転入力となる。
比較回路3の上限及び下限の比較基準レベルVu及びV
Lは、互いに直列接続された4つの抵抗R5〜R8によ
る基準電源電圧y 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 rerを
略1/2に分圧し、電圧ホロア回路構成のオペアンプO
P+を介して1/2Vrefとする。比較回路3の2つ
の比較出力、即ちコンパレータCOMP+ 、GOMP
2(7)各出カバ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4出力は、トランジスタQ
6及び抵抗Rs、R+o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。
Lは、互いに直列接続された4つの抵抗R5〜R8によ
る基準電源電圧y 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 rerを
略1/2に分圧し、電圧ホロア回路構成のオペアンプO
P+を介して1/2Vrefとする。比較回路3の2つ
の比較出力、即ちコンパレータCOMP+ 、GOMP
2(7)各出カバ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4出力は、トランジスタQ
6及び抵抗Rs、R+o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。
この制御回路5は、トランジスタQ6がFF4の4出力
に応答してオン状態となってトランジスタQ3 、Qa
をオフ状態とすることにより、第2の定電流1fA2を
非活性化状態とする。
に応答してオン状態となってトランジスタQ3 、Qa
をオフ状態とすることにより、第2の定電流1fA2を
非活性化状態とする。
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OP2は抵抗R11,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。
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OP2は抵抗R11,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。
コンデンサC1の両端電圧は電圧ボロア回路構成のオペ
アンプOP3を介して第1相の三角波信号φaになると
共に、オペアンプOP4及び抵抗RI3.RI4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φ
aとは逆相の第2相の三角波信号φbとなる。これら三
角波信号φa、φbには、1 / 2 V refの直
流バイアスが与えられる。
アンプOP3を介して第1相の三角波信号φaになると
共に、オペアンプOP4及び抵抗RI3.RI4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φ
aとは逆相の第2相の三角波信号φbとなる。これら三
角波信号φa、φbには、1 / 2 V refの直
流バイアスが与えられる。
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。
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。
2相の三角波信号φa、φbは第1及び第2の比較回路
9A、9Bに供給される。第1の比較回路9Aは、2相
の三角波信号φa、φbをそれぞれ非反転入力とする一
対のコンパレータCOMP3、COMP4からなってい
る。一方、第2の比較回路9Bは、2相の三角波信号φ
a、φbをそれぞれ反転入力とする一対のコンパレータ
COMPs 、COMPsからなっている。コンパレー
タC0MPa 、COMP4の各反転入力及びコンパレ
ータCOMPs 、COMPsの各非反転入力としては
、入力端子P1と基準電源(Vref)端子P2との間
に直列接続された抵抗R+s〜R+sによって信号基準
レベルがシフトされたモータMの駆動信号が供給される
。
9A、9Bに供給される。第1の比較回路9Aは、2相
の三角波信号φa、φbをそれぞれ非反転入力とする一
対のコンパレータCOMP3、COMP4からなってい
る。一方、第2の比較回路9Bは、2相の三角波信号φ
a、φbをそれぞれ反転入力とする一対のコンパレータ
COMPs 、COMPsからなっている。コンパレー
タC0MPa 、COMP4の各反転入力及びコンパレ
ータCOMPs 、COMPsの各非反転入力としては
、入力端子P1と基準電源(Vref)端子P2との間
に直列接続された抵抗R+s〜R+sによって信号基準
レベルがシフトされたモータMの駆動信号が供給される
。
抵抗R+sとR18、抵抗R+sとR17はそれぞれ同
じ抵抗値となるように設定され、また抵抗R+s。
じ抵抗値となるように設定され、また抵抗R+s。
R+sの抵抗値は抵抗RI6.RI7に比して比較的大
きく設定されている。これにより、コンパレータCOM
P 3 、 COM P 4の各反転入力となる駆動
信号は、三角波信号の中心レベル<1/2Vref)よ
りも正側に所定レベル(Δ■)だけシフトされ、又D
ンハL/ −’l COM P s 、 COM P
e (1)各反転入力となる駆動信号は、三角波信号の
中心レベル(1/2Vref)よりも負側に所定レベル
(Δ■)だけシフトされることになる。
きく設定されている。これにより、コンパレータCOM
P 3 、 COM P 4の各反転入力となる駆動
信号は、三角波信号の中心レベル<1/2Vref)よ
りも正側に所定レベル(Δ■)だけシフトされ、又D
ンハL/ −’l COM P s 、 COM P
e (1)各反転入力となる駆動信号は、三角波信号の
中心レベル(1/2Vref)よりも負側に所定レベル
(Δ■)だけシフトされることになる。
コンパI、i−11−1cO、GOMP4 (7)各出
力はANDゲート10の2人力となり、コンパレータC
OMPs 、COMPsの各出力はANDゲート11の
2人力となる。これにより、ANDゲート10.11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。
力はANDゲート10の2人力となり、コンパレータC
OMPs 、COMPsの各出力はANDゲート11の
2人力となる。これにより、ANDゲート10.11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。
先述した駆動信号は抵抗R+s〜抵抗R+sによって1
/ 2 V refなる信号基準レベルが付与されて
コンパレータCOM P 7の非反転入力ともなってい
る。コンパレータCOMPy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
対する極性の判別行なう。コンパレータCOMP7の判
別出力はD−FFI 2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R3−FF4の
Q出力をトリガ(T)入力とし、その司、Q出力はAN
Dゲート13.14の各−人力となる。ANDゲート1
3.14はANDゲート10.11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
−FFI 2のCL、Q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。AN
D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
+ 、02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1’5.16に供給される。補償回路15.
16からはANDゲート13.14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。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。
/ 2 V refなる信号基準レベルが付与されて
コンパレータCOM P 7の非反転入力ともなってい
る。コンパレータCOMPy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
対する極性の判別行なう。コンパレータCOMP7の判
別出力はD−FFI 2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R3−FF4の
Q出力をトリガ(T)入力とし、その司、Q出力はAN
Dゲート13.14の各−人力となる。ANDゲート1
3.14はANDゲート10.11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
−FFI 2のCL、Q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。AN
D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
+ 、02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1’5.16に供給される。補償回路15.
16からはANDゲート13.14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。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。
このモータドライブ回路18において、モータMはPN
PN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。
PN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Qs 、 QID 、 Qll、、Q12
はパワートランジスタである。トランジスタQ9.Qn
の各エミッタは直接電源Va:に接続され、各ベースは
それぞれ抵抗R19,R21を介して電源Vccに接続
されている。一方、トランジスタQ m * 012各
エミツタは共に接地され、各ベースはそれぞれ抵抗R2
+、RZ2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を介して電源■匡に接続されている。
はパワートランジスタである。トランジスタQ9.Qn
の各エミッタは直接電源Va:に接続され、各ベースは
それぞれ抵抗R19,R21を介して電源Vccに接続
されている。一方、トランジスタQ m * 012各
エミツタは共に接地され、各ベースはそれぞれ抵抗R2
+、RZ2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を介して電源■匡に接続されている。
プリドライブ回路17において、補償回路16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QI3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Rδ〜R27及びトランジスタQI4からな
るプリドライブ段を介してパワートランジスタQt2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16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Q5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Q
+sをオンせしめる。これにより、パワートランジス
タQI2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 12
は瞬時にオフ状態となる。トランジスタQIsのベース
は抵抗R2Bを介して電源■匡に接続されている。
されるパルス信号は抵抗R23,R24及びトランジス
タQI3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Rδ〜R27及びトランジスタQI4からな
るプリドライブ段を介してパワートランジスタQt2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16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Q5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Q
+sをオンせしめる。これにより、パワートランジス
タQI2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 12
は瞬時にオフ状態となる。トランジスタQIsのベース
は抵抗R2Bを介して電源■匡に接続されている。
一方、補償回路15から供給されるパルス信号は抵抗R
29,R:a及びトランジスタQ 1sからなるブリド
ー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(及びトランジスタQI7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+。
29,R:a及びトランジスタQ 1sからなるブリド
ー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(及びトランジスタQI7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+。
を駆動する。これにより、モータMには図に破線で示す
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15からの定電流源は
インバータ22を介してトランジスタQI8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
QCsをオンせしめる。これにより、パワートランジス
タQ +trのベース・エミッタ間がトランジスタQ
reによって短絡されるので、パワートランジスタQ
+oは瞬時にオフ状態となる。トランジスタQCsのベ
ースは抵抗R34を介して電源Vccに接続されている
。
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15からの定電流源は
インバータ22を介してトランジスタQI8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
QCsをオンせしめる。これにより、パワートランジス
タQ +trのベース・エミッタ間がトランジスタQ
reによって短絡されるので、パワートランジスタQ
+oは瞬時にオフ状態となる。トランジスタQCsのベ
ースは抵抗R34を介して電源Vccに接続されている
。
次に、本発明によるモータのPWM駆動回路の回路動作
について説明する。
について説明する。
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Qs 、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)に示すように
、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COMP+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4出
力(d)が低レベルに遷移する。
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Qs 、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)に示すように
、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COMP+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4出
力(d)が低レベルに遷移する。
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i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。
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i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。
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C+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)に応答してR
8−FF4の口出力(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。
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C+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)に応答してR
8−FF4の口出力(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。
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C1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;φbは第1
および第2の比較回路9A、9Bの基準入力となる。
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C1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;φbは第1
および第2の比較回路9A、9Bの基準入力となる。
第1及び第2の比較回路9A、9Bの比較入力としては
、1 / 2 V ref+Δ■及び1 / 2 V
ref−Δ■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。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。
、1 / 2 V ref+Δ■及び1 / 2 V
ref−Δ■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。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。
ここで、駆動信号のレベルシフト前の信号レベルが零レ
ベル、所定レベル+ΔV以上及び−ΔV以下の場合のP
WM動作について、第3図乃至第5図の波形図を参照し
つつ説明する。第3図乃至第5図は第1図のPWM回路
の動作波形図であり、(a)〜(f)は第1図の各部信
号(a)〜(f)の各波形をそれぞれ対応して示してい
る。
ベル、所定レベル+ΔV以上及び−ΔV以下の場合のP
WM動作について、第3図乃至第5図の波形図を参照し
つつ説明する。第3図乃至第5図は第1図のPWM回路
の動作波形図であり、(a)〜(f)は第1図の各部信
号(a)〜(f)の各波形をそれぞれ対応して示してい
る。
まず、駆動信号レベルが零レベルの場合(第3図参照)
、第1の比較回路9Aに入力される駆動信号の信号レベ
ルは図に一点鎖線で示す如く1/2 V ref+Δ■
にレベルシフトされており、コンパレータCOMP3の
出力(a)U、当該信号レベルに対し第1相の三角波信
号φaの信号レベルが低くなった時点t1で高レベルか
ら低レベルに遷移し、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まで低レベルを維
持する。また、フンパレータCOM P 4の出力(b
)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で低レベルから高レベル
に遷移し、駆動信号の信号レベルより低くなった時点t
3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら出力(a
)及び(b)を2人力とするANDゲート10の出力(
C)はどの時点においても低レベルにあり、ANDゲー
ト10からパルス信号は出力されない。
、第1の比較回路9Aに入力される駆動信号の信号レベ
ルは図に一点鎖線で示す如く1/2 V ref+Δ■
にレベルシフトされており、コンパレータCOMP3の
出力(a)U、当該信号レベルに対し第1相の三角波信
号φaの信号レベルが低くなった時点t1で高レベルか
ら低レベルに遷移し、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まで低レベルを維
持する。また、フンパレータCOM P 4の出力(b
)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で低レベルから高レベル
に遷移し、駆動信号の信号レベルより低くなった時点t
3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら出力(a
)及び(b)を2人力とするANDゲート10の出力(
C)はどの時点においても低レベルにあり、ANDゲー
ト10からパルス信号は出力されない。
一方、第2の比較回路9Bに入力される駆動信号の信号
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2V ref−Δ
Vにレベルシフトされており、コンパレータCOMPs
の出力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三角波
信号φbの信号レベルが高くなった時点で1で高レベル
から低レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベルが
駆動信号の信号レベルより低くなる時点t4まで低レベ
ルを維持する。また、コンパレータC; OM P s
の出力(l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より低くなった時点t2で低レベ
ルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越える
時点t3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら出
力(d)及び(e)を2人力とするANDゲート11の
出力(f)もどの時点においても低レベルにあり、AN
Dゲート11からもパルス信号は出力されない。
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2V ref−Δ
Vにレベルシフトされており、コンパレータCOMPs
の出力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三角波
信号φbの信号レベルが高くなった時点で1で高レベル
から低レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベルが
駆動信号の信号レベルより低くなる時点t4まで低レベ
ルを維持する。また、コンパレータC; OM P s
の出力(l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より低くなった時点t2で低レベ
ルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越える
時点t3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら出
力(d)及び(e)を2人力とするANDゲート11の
出力(f)もどの時点においても低レベルにあり、AN
Dゲート11からもパルス信号は出力されない。
次に、駆動信号レベルが+Δ■以上(ΔV十α)となっ
た場合について、第4図の波形図を参照して説明する。
た場合について、第4図の波形図を参照して説明する。
この場合、第1の比較回路9Aに入力される駆動信号の
信号レベルは図に一点鎖線で示す如<1/2Vref+
2ΔV+αにレベルシフトされており、コンパレータC
OM P sの出力(a)は、当該信号レベルに対し第
1相の三角波信号φaの信号レベルが低くなった時点t
1で高レベルから低レベルに遷移し、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t8ま
で低レベルを維持する。また、コンパレータCOM P
4の出力(b)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t4で低レベ
ルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベルより低
くなった時点t5で再び低レベルに遷移する。しかし、
これら出力(a>及び(b)を2人力とするANDゲー
ト10の出力(C)はどの時点においても低レベルにあ
り、ANDゲート10からはパルス信号は出力されない
。
信号レベルは図に一点鎖線で示す如<1/2Vref+
2ΔV+αにレベルシフトされており、コンパレータC
OM P sの出力(a)は、当該信号レベルに対し第
1相の三角波信号φaの信号レベルが低くなった時点t
1で高レベルから低レベルに遷移し、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t8ま
で低レベルを維持する。また、コンパレータCOM P
4の出力(b)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t4で低レベ
ルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベルより低
くなった時点t5で再び低レベルに遷移する。しかし、
これら出力(a>及び(b)を2人力とするANDゲー
ト10の出力(C)はどの時点においても低レベルにあ
り、ANDゲート10からはパルス信号は出力されない
。
一方、第2の比較回路9Bに入力される駆動信号の信号
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2vref+αに
レベルシフトされており、コンパレータCOMPsの出
力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三角波信号
φbの信号レベルが高くなった時点t3で高レベルから
低レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベルが駆動
信号の信号レベルより低くなる時点t6まで低レベルを
維持する。また、コンパレータCOM P 6の出力(
e)は、第1相の三角波信号φaの信号レベルが駆動信
号の信号レベルより低くなった時点t2で低レベルから
高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越える時点t
7で再び低レベルに遷移する。その結果、これら出力(
d)及び(e)を2人力とするANDゲート11の出力
(f)は、時点t2とt3の間及び時点t6とt7の間
で高レベルとなり、ANDゲート11から正方向駆動パ
ルス信号が出力されることになる。
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2vref+αに
レベルシフトされており、コンパレータCOMPsの出
力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三角波信号
φbの信号レベルが高くなった時点t3で高レベルから
低レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベルが駆動
信号の信号レベルより低くなる時点t6まで低レベルを
維持する。また、コンパレータCOM P 6の出力(
e)は、第1相の三角波信号φaの信号レベルが駆動信
号の信号レベルより低くなった時点t2で低レベルから
高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越える時点t
7で再び低レベルに遷移する。その結果、これら出力(
d)及び(e)を2人力とするANDゲート11の出力
(f)は、時点t2とt3の間及び時点t6とt7の間
で高レベルとなり、ANDゲート11から正方向駆動パ
ルス信号が出力されることになる。
次に、駆動信号レベルがトΔ■以下(ΔV−α)となっ
た場合について、第5図の波形図に基づいて説明する。
た場合について、第5図の波形図に基づいて説明する。
この場合、第1の比較回路9Aに入力される駆動信号の
信号レベルは図に一点鎖線で示す如<1/2Vref−
αにレベルシフトされており、コンパレータCOM P
3の出力(a>は、当該信号レベルに対し第1相の三
角波信号φaの信号レベルが低くなった時点t!で高レ
ベルから低レベルに遷移し、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まで低レベ
ルを維持する。また、コンパレータCOMP4の出力(
b)は、第2相の三角波信号φbの信号レベルが駆動信
号の信号レベルより−低くなった時点t5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を越えた時
点t8で再び高レベルに遷移する。その結果、これら出
力(’a)及び(b)を2人力とするANDゲート10
の出力(C)は、時点t4とt5の間及び時点t8とt
lの間で高レベルとなり、ANDゲート10から逆方向
駆動パルス信号が出力されることになる。
信号レベルは図に一点鎖線で示す如<1/2Vref−
αにレベルシフトされており、コンパレータCOM P
3の出力(a>は、当該信号レベルに対し第1相の三
角波信号φaの信号レベルが低くなった時点t!で高レ
ベルから低レベルに遷移し、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まで低レベ
ルを維持する。また、コンパレータCOMP4の出力(
b)は、第2相の三角波信号φbの信号レベルが駆動信
号の信号レベルより−低くなった時点t5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を越えた時
点t8で再び高レベルに遷移する。その結果、これら出
力(’a)及び(b)を2人力とするANDゲート10
の出力(C)は、時点t4とt5の間及び時点t8とt
lの間で高レベルとなり、ANDゲート10から逆方向
駆動パルス信号が出力されることになる。
一方、第2の比較回路9Bに入力される駆動信号の信号
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2V ref−Δ
■−αにレベルシフトされており、コンパレータCOM
Psの出力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三
角波信号φbの信号レベルが低くなった時点t6で低レ
ベルから高レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベ
ルが駆動信号の信号レベルより高くなる時点t7まで低
レベルを維持する。また、コンパレータCOM P s
の出力(e)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より低くなった時点t2で低レ
ベルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越え
る時点t3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら
出力(d)及び(e)を2人力とするANDゲート11
の出力(f)は、どの時点においても低レベルにあり、
ANDゲート11からはパルス信号は出力されない。
レベルは図に二点鎖線で示す如り1/2V ref−Δ
■−αにレベルシフトされており、コンパレータCOM
Psの出力(d)は、当該信号レベルに対し第2相の三
角波信号φbの信号レベルが低くなった時点t6で低レ
ベルから高レベルに遷移し、三角波信号φbの信号レベ
ルが駆動信号の信号レベルより高くなる時点t7まで低
レベルを維持する。また、コンパレータCOM P s
の出力(e)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より低くなった時点t2で低レ
ベルから高レベルに遷移し、駆動信号の信号レベル越え
る時点t3で再び低レベルに遷移する。しかし、これら
出力(d)及び(e)を2人力とするANDゲート11
の出力(f)は、どの時点においても低レベルにあり、
ANDゲート11からはパルス信号は出力されない。
以上の説明から明らかなように、駆動信号のレベルシフ
ト前の信号レベルが零レベルに対して±Δ■の範囲では
正逆いずれの方向の駆動パルスも発生されないことにな
る。すなわち、零レベル゛に対して±ΔVの範囲の駆動
信号に対しては回路的には不感帯となるのである。従っ
て、±△Vの範囲をモータMの不感帯に対応して設定す
ることにより、モータMの不感帯では何ら電流が流れる
ことはなく、無駄な電力の損失もなくなるのである。
ト前の信号レベルが零レベルに対して±Δ■の範囲では
正逆いずれの方向の駆動パルスも発生されないことにな
る。すなわち、零レベル゛に対して±ΔVの範囲の駆動
信号に対しては回路的には不感帯となるのである。従っ
て、±△Vの範囲をモータMの不感帯に対応して設定す
ることにより、モータMの不感帯では何ら電流が流れる
ことはなく、無駄な電力の損失もなくなるのである。
再び第1図において、ANDゲート1o、iiから出力
される駆動方向に対応した2つのパルス信号は、それぞ
れAND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。
される駆動方向に対応した2つのパルス信号は、それぞ
れAND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COMP7の比較出力をデータ入力と
するD−FFI 2は、三角波生成回路8におけるR3
−FF4のQ出力をトリガ入力としており、当該Q出力
の立下がりのタイミングでQ、 CF出力を発生する。
するD−FFI 2は、三角波生成回路8におけるR3
−FF4のQ出力をトリガ入力としており、当該Q出力
の立下がりのタイミングでQ、 CF出力を発生する。
このQ、A出力はモータMの駆動方向を決定するゲート
制御信号としてANDゲート14.13に供給される。
制御信号としてANDゲート14.13に供給される。
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又は第2のパルス信号は補償回路1
5.16及びプリドライブ回路17を介してモータドラ
イブ回路18に供給され、これによりモータMは正方向
又は逆方向に駆動されることになる。
方向に対応した第1又は第2のパルス信号は補償回路1
5.16及びプリドライブ回路17を介してモータドラ
イブ回路18に供給され、これによりモータMは正方向
又は逆方向に駆動されることになる。
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適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、ピック
アップを駆動するキャリッジモータ、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。
するスピンドルモータの駆動回路に適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、ピック
アップを駆動するキャリッジモータ、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。
l肚立皇j
以上説明したように、本発明によるモータのPWM駆動
回路によれば、回路的に不感帯を設け、モータの不感帯
範囲内ではモータに電流が流れないように構成したので
、モータの不感帯における電力損失を無くすことができ
、消費電力を低減できることになる。従って、本発明に
よるPWM駆動回路を用いることにより、電源装置の省
電力化、小型化及び軽量化が可能となり、かかる駆動回
路は特に車載用機器や携帯用機器におけるモータの駆動
用として最適である。
回路によれば、回路的に不感帯を設け、モータの不感帯
範囲内ではモータに電流が流れないように構成したので
、モータの不感帯における電力損失を無くすことができ
、消費電力を低減できることになる。従って、本発明に
よるPWM駆動回路を用いることにより、電源装置の省
電力化、小型化及び軽量化が可能となり、かかる駆動回
路は特に車載用機器や携帯用機器におけるモータの駆動
用として最適である。
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、第4図及び第5図は駆動信号のレ
ベルシフト前の信号レベルが零レベル、所定レベル+Δ
V以上及び−ΔV以下の場合のPWM動作によるモータ
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 3.9A、9B・・・・・・比較回路 8・・・・・・三角波生成回路 15.16・・・・・・補償回路 17・・・・・・プリドライブ回路 18・・・・・・モータドライブ回路 纂2 図 毛3 ロ 幕4 図
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、第4図及び第5図は駆動信号のレ
ベルシフト前の信号レベルが零レベル、所定レベル+Δ
V以上及び−ΔV以下の場合のPWM動作によるモータ
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 3.9A、9B・・・・・・比較回路 8・・・・・・三角波生成回路 15.16・・・・・・補償回路 17・・・・・・プリドライブ回路 18・・・・・・モータドライブ回路 纂2 図 毛3 ロ 幕4 図
Claims (1)
- 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
生成するパルス生成手段を有し、このパルス信号に基づ
いてモータをスイッチング駆動するPWM(パルス幅変
調)駆動回路であつて、前記パルス生成手段は、ピーク
値がほぼ等しく互いに逆相の2相の三角波信号を発生す
る三角波生成手段と、前記2相の三角波信号をそれぞれ
非反転入力としかつ前記三角波信号の中心レベルよりも
正側に所定レベルだけシフトされた前記駆動信号を反転
入力とする一対のコンパレータからなる第1の比較回路
と、前記2相の三角波信号をそれぞれ反転入力としかつ
前記三角波信号の中心レベルよりも負側に所定レベルだ
けシフトされた前記駆動信号を非反転入力とする一対の
コンパレータからなる第2の比較回路とを備え、前記第
1及び第2の比較回路の各出力に基づいて前記パルス信
号を生成することを特徴とするモータのPWM駆動回路
。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145076A JPS627395A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | モ−タのpwm駆動回路 |
| 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 (de) | 1985-07-02 | 1986-07-02 | Pulsbreitenmodulationsansteuerschaltung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145076A JPS627395A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | モ−タのpwm駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627395A true JPS627395A (ja) | 1987-01-14 |
| JPH0452714B2 JPH0452714B2 (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=15376824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145076A Granted JPS627395A (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | モ−タのpwm駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627395A (ja) |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145076A patent/JPS627395A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452714B2 (ja) | 1992-08-24 |
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