JPS63314165A - 負荷駆動装置 - Google Patents

負荷駆動装置

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JPS63314165A
JPS63314165A JP62148443A JP14844387A JPS63314165A JP S63314165 A JPS63314165 A JP S63314165A JP 62148443 A JP62148443 A JP 62148443A JP 14844387 A JP14844387 A JP 14844387A JP S63314165 A JPS63314165 A JP S63314165A
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JP
Japan
Prior art keywords
mosfet
circuit
control signal
control
signal generation
Prior art date
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Pending
Application number
JP62148443A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Koshin
博昭 小新
Yoshiyasu Sakaguchi
阪口 善保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、直流電源にてトランジスタブリッジを介しで
モータのような負荷を駆動する負荷駆動装置に関するも
のである。
[背景技術] 従来、直流?′It源にてトランジスタブリフジを介し
てモータのような負荷を駆動するこの種の負荷駆動装置
としては、第7図に示すような負荷駆動装置があった。
すなわち、Pチャンネル型のMOSFETQ、’、Q、
’およりNチャンネル型(7)MOS F E T Q
 2 、Q 4にで構成されたトランジスタブリッジと
、各MOSFETQ+’、Q3’、Q2.Q、を制御す
るゲート制御回路G、〜04と、各ゲート制@ Qn 
18G 、 〜G 、に入力される制御ffi号を発生
する制御信号発生回路CGとを具備し、トランジスタブ
リッジの入力端に直流電源Vinを接続するとともに出
力端にモータM1を接続し、各MOSFETQ、’、Q
、’、Q、、Q、のオン、オフ制御を適当に行うことに
よりモータM1に正方向電流、あるいは逆方向電流を任
意に流し得るように制御信号発生回路CGを形成してい
た。しかしながら、このような従来例にあっては、トラ
ンクスタブリッツの正極側のスイッチ素子としてPチャ
ンネル型のMOSFETQ1”、Q3’を用いているの
で、ゲート制御回路G1.G、およびその給電系の構成
が簡単になるという利点があるものの、Pチャンネル型
のMOSFETQ、’、Q、’のスイッチング速度が遅
り、シかもソース、ドレイン間のオン抵抗が大きいので
、各M OS F E T Q l’、Qz’、Q2.
Q。
を高いスイッチ周波数でオン、オフしてPWM制御を行
う場合においてスイッチング損失が大きくなって効率が
悪くなるという問題があった。
そこで、このような問題点を解決するために、第8図に
示すように、Nチャンネル型のMOSFETQ、〜Q4
のみでトランジスタブリッジを構成したものがあった。
ところで、このように第7図従来例のPチャンネル型の
MOSFETQ、°tQi1に代えてNチャンネル型の
MOSFETQ1.Q。
を用いた場合において、ゲート制御回路G + = G
 3の給電系が複雑になるとともに、損失が大きくなる
という問題があった。すなわち、直流電源V i nの
正極側のM OS F E T Q + 、Q 3を制
御するゲート制御回路G、、G、に給電する制御電源の
グランドラインは、トランクスタブリッツの出力端に設
定する必要がある。したがって、従来例では、逆流阻止
用ダイオードD + −D 2および抵抗R8を介して
直流電源Vinから常に充電されるコンデンサC1、C
2を設け、このコンデンサC+ 、C2の両端電圧を制
御電源としてゲート制御回路G、、G、に印加すること
によりトランジスタブリッジの出力端をグランドライン
とした制御電源を得るようになっていた。
しかしながら、このような従来例にあっては、コンデン
サC,,C2の充電経路を常に確保するために抵抗R1
,R2を設けていたので、回路構成が複雑になるととも
に、どの抵抗R+ 、R2にコンデ:zlC+tC2の
充電電流I O+* I cztJよI/MOSFET
Q、、Q3のゲート電流が流れるので、抵抗R8゜R2
による電力損失が多くなって大きな発熱が生じる上、形
状も大型化するという問題があった。
すなわち、この種の負荷駆動装置においては、負荷が重
くなると、正極側のMOSFETQ、あるいはQ3が常
にオンして最大電流を流すようにしていたので、抵抗R
l−R2を設けなかった場合には、長期間に亘ってコン
デンサC+ −C2の充電が行なわれなくなる場合があ
り、ゲート回路Glt6つの制御電源が正常に得られな
くなってしまうという不都合が生じる。したがって、上
述の場合にあっても充電経路を確保し、常に制御電源が
得られるようにするために、従来例にあっては、コンデ
ンサ充電用の抵抗R1あるいはR2を付加していたが、
回路構成が複雑になる上、この抵抗R11R2に電流が
流れ続けることによる無駄な消費電力が発生するという
問題があり、さらに、抵抗R2,R2として大容量のも
のを使用する必要があるので、装置サイズが大型化する
とともにコストアップになるという問題があった。
[発明の目的] 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、回路構成が簡単で、しかも電力損失
および発熱が少なく小型化も容易にできる負荷駆動装置
を提供することにある。
[発明の開示1 (構 成) 本発明は、Nチャンネル型のMOSFETにて構成され
たトランジスタブリッジと、各MO6FETを制御する
ゲート制御回路と、各ゲート制御回路に入力される制御
信号を発生する制御信号発生回路とを具備し、トランジ
スタブリッジの入力端に直流電源を接続するととらに出
力端にモータのような負荷を接続し、各MOSFETの
オン、オフ制御を適当に行うことにより負荷に正方向電
流、あるいは逆方向電流を任意に流し得るように制御信
号発生回路を形成してなる負荷駆動装置において、直流
電源の正極側の各MOSFETにそれぞれ逆流阻止用ダ
イオードとコンデンサの直列回路を並列接続し、直流電
源に対して並列接続されたMOSFET直列回路の正極
側のMOSFETが定期的にオフされるとともに負極側
のMOSFETが定期的にオフされてコンデンサが逆流
阻止用ダイオードを介して定期的に充電されるようにf
ilJ御信号発信号発生回路するとともに、該コンデン
サの両端電圧を正極側のMOSFETを制御′するゲー
ト制御回路の電源端に制御電源として印加することによ
り、回路構成が簡単で、しかも電力損失および発熱が少
なく小型化も容易にできる負荷駆動装置を提供するもの
である。
(実施例) 第1図は本発明一実施例を示すもので、Nチャンネル型
のMOSFETQI〜Q4にて構成されたトランジスタ
ブリツノと、各MOSFETQ、〜Q4を制御するゲー
ト制御回路61〜G4と、各ゲート制御回路01〜G、
に入力される制御信号を発生する制御信号発生回路CG
とを具備し、トランジスタブリツノの入力端に直流電源
Vinを接続するとともに出力端にモータM、を接続し
、各MOSFETQ、〜Q、のオン、オフ制御を適当に
行うことにより負荷M1に正方向電流、あるいは逆方向
電流を任意に流し得るように制御信号発生回路CGを形
成しでなる第8図従来例と同様の負荷駆動装置において
、直流電源Vinの正極側の各MOSFETQ1−Q3
にそれぞれ逆流阻止用ダイオードD、、D2とコンデン
サC+ 、C2の直列回路を並列接続し、直流電源Vi
nに対して並列接続されたMOSFET直列回路の正極
側のMOSFETQ、。
Q、が定期的にオフされるとともに負極側のM 08F
ETQ2.Q、が定期的にオフされてコンデンサC,,
C,が逆流阻止用ダイオードDI、D2を介して定期的
に充電されるように制御信号発生回路CGを形成すると
ともに、該コンデンサC,,C2の両端電圧を正極側の
M OS F E T Q + 、Q 3を制御するゲ
ート制御回路G、、G、の電源端に制御電源として印加
したものである。
以下、実施例の動作について具体的に説明する。
いま、基本的な動作は従来例と同41であり、fit!
Ill信号発生回路CGは、MOSFETQ、〜Q4を
オン、オフ制御するPWM制御信号を発生しており、各
ゲート制御回路G、〜G4から出力されMO8FE T
 Q I−Q 4のゲートに印加されるゲート電圧Vg
1〜Vg<は、第2図に示すような波形となっている。
ここに、ゲート電圧vg、、vg4が”H″のときには
M OS F E T Q 5.Q 4がオンしてモー
タM、に、  矢印Aのような正方向電流が流れ、ゲー
ト電圧Vg2.Vgコが”H″のときにはMOSFET
QztQxがオンして矢印Bのような逆方向電流が流れ
る。
一方、ゲート制御回路G + −04の電源端に制御電
源を供給するためのコンデンサC1の充電は、MOSF
ETQlが、t7L、MOSFETQzが2ンしている
T3期間にダイオードD、を介して行なわれ、コンデン
サC2の充電は、MOSFETQ3がオフし、MOSF
ETQ4がオンしているT2期間にダイオードD2を介
して行なわれるようになっている6図中、ICps I
 e2はコンデンサC,,C2の充電電流を示しており
、I g3.I gzはゲート制御回路G + −G 
3に流れるコンデンサCI、C2からの放電電流を示し
ている。実施例にあっては、正極側のMOSFETQ、
、Q3が定期的にオフされるとともに負極側のMOSF
ETQ、−Q4が定期的にオフされてコンデンサC1−
C2が逆流阻止用ダイオードD、、D、を介して定期的
に充電されるように制御信号発生回路CGを形成し、ゲ
ート制御回路G、、G、の制御電源が常に確保されるよ
うにしているので、第8図従来例のように抵抗R+ 、
R2を必要とせず、回路構成が簡単になるとともに、電
力損失および発熱を少なくすることができ、小型化も容
易にできることになる。なお、実施例では、負荷が重く
なった場合にあっても、PWM制御による制御状態が1
00%制御あるいは0%制御(オンデユーテイが100
%あるいは0%)にならないようにし、M OS F 
E T Q + ” Q 4のオン、オフ状態が長期間
連続しないようにしてコンデンサC,,C2の定期的充
電期間を確保してゲート制御回路G、、G、の制御電源
を確保するようになっている。
以下、直流モータM1をPWM制御によって定速回松さ
せる場合の動作にういて具体的に説明する。いま、トラ
ンジスタブリッジの各MOSFETQ、〜Q4には、第
3図に示すように、ソース、ドレイン間に寄生ダイオー
ドI)o+〜D 04が存在しており、ゲート制御回路
G1〜G4から出力されるゲート信号vg、、vg、、
 vg2.vg、が、第4図(a)(b)に示すような
信号となっている場合において、モータM、に流れる電
流ILは第4図(c)に示すようになる。すなわち、M
 OS F E T Q 1−Q4がオン、M OS 
F E T Q 2− Q sがオフしている状態にお
いては、実線で示す経路でモータM、に電流■Lが流れ
、次に、M OS F E T Q l−Q 4 カ2
7すると、モータM、の逆起電流(図中斜線で示す部分
の滅貨電流)が点線で示す経路で流れる。この逆起電流
が寄生ダイオードを介して流れている間は、M OS 
F E T Q sのソース、ドレイン間は逆バイアス
になっているので、ゲート信号VDがH″になっている
にも拘わらずMOSFETQ3はオンしない。次に、逆
起電流が減衰して0になると、MOSFETQ3のソー
ス、ドレイン間に順バイアスが印加されるので、MOS
FETQ、がオンしてM OS F E T Q 2−
 Q 3を介して電流が流れ、モータM、に流れる電流
ILの方向が逆転する。
第5図はモータM、に平均電流■L、を流す過程を示す
もので、まず、第5図(a)に示すように、M OS 
F E T Q 1t Q 4のオンデユーテイを10
0%にならないように適当に増やした状態で起動し、徐
々にオンデユーテイを減少させてモータM1に流れる電
流■LがIL+に達した時点でオンデユーテイを50%
に安定させれば、以後モータM1には略一定の平均電流
ILIが流れることになる。なお、同様にしてモータM
1に流れる電流1.が逆の場合にも、PWM制御によっ
て平均電流を制御することができることは言うまでもな
い。
第6図は他の実施例を示すもので、3相モ一タM、を負
荷として駆動する負荷駆動装置を示しており、Nチャン
ネル型のMOSFETQ、〜Q6にで構成された3相ト
ランクスタブリツジと、各MO6FETQ、〜Q6を制
御するゲート制御回路G1〜G、と、制御信号発生回路
CGと、MOSFET Q + −Q y −Q sの
両端に並列接続され逆流阻止用ダイオードD、−D、を
介して充電されるコンデンサC,−C,とで構成されて
いる。なお、動作については前記実施例と同様であるの
で説明を省略する。
また、上記実施例では、負荷としてモータM1゜M3を
接続した例を示しているが、負荷としてトランスを接続
してスイッチング電源を構成することも可能である。
[発明の効果1 本発明は上述のように、Nチャンネル型のMOSFET
にて構成されたトランクスタブリッジと、各MOSFE
Tを制御するゲート制御回路と、各ゲート制御回路に入
力される制御信号を発生する制御信号発生回路とを具備
し、トランジスタブリッジの入力端に直流電源を接続す
るとともに出力端にモータのような負荷を接続し、各M
OSFETのオン、オフ制御を適当に行うことに上り負
荷に正方向電流、あるいは逆方向電流を任意に流し得る
ように制御信号発生回路を形成してなる負荷駆動装置に
おいて、直流電源の正極側の各MOSFETにそれぞれ
逆流阻止用ダイオードとコンデンサの直列回路を並列接
続し、直流電源に対して並列接続されたMOSFET直
列回路の正極側のMOSFETが定期的にオフされると
ともに負極側のMOSFETが定期的にオフされてコン
デンサが逆流阻止用ダイオードを介して定期的に充電さ
れるように制御信号発生回路を形成するとともに、該コ
ンデンサの両端電圧を正極側のMOSFETを制御する
ゲート制御回路の電源端に制御電源として印加したもの
であり、Nチャンネル型のMOSFETを用いてトラン
ジスタブリツノを構成しているので、第7図従来例に比
べてスイッチング損失を少なくすることができ、また、
第8図従来例のように抵抗R+ 、R2を必要としない
ので、回路借成が簡単になるとともに、電力損失お上1
発熱を少なくすることができ、小型化も容易にできると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の回路図、第2図乃至第5図は
同上の動作説明図、第6図は他の実施例の回路図、第7
図は従来例の回路図、第8図は他の従来例の回路図であ
る。 Q、−Q6はMOSFET、G、〜G6はゲート制御回
路、CGは制御信号発生回路、Vinは直流電源、M、
、M3はモータ、D1〜D3はダイオード、C1〜C1
はコンデンサである。 代理人 弁理士 石 1)艮 七 第2図 第5図 第6図 第7図 手続補正書(自発) 昭和63年1月16日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Nチャンネル型のMOSFETにて構成されたト
    ランジスタブリッジと、各MOSFETを制御するゲー
    ト制御回路と、各ゲート制御回路に入力される制御信号
    を発生する制御信号発生回路とを具備し、トランジスタ
    ブリッジの入力端に直流電源を接続するとともに出力端
    にモータのような負荷を接続し、各MOSFETのオン
    、オフ制御を適当に行うことにより負荷に正方向電流、
    あるいは逆方向電流を任意に流し得るように制御信号発
    生回路を形成してなる負荷駆動装置において、直流電源
    の正極側の各MOSFETにそれぞれ逆流阻止用ダイオ
    ードとコンデンサの直列回路を並列接続し、直流電源に
    対して並列接続されたMOSFET直列回路の正極側の
    MOSFETが定期的にオフされるとともに負極側のM
    OSFETが定期的にオフされてコンデンサが逆流阻止
    用ダイオードを介して定期的に充電されるように制御信
    号発生回路を形成するとともに、該コンデンサの両端電
    圧を正極側のMOSFETを制御するゲート制御回路の
    電源端に制御電源として印加したことを特徴とする負荷
    駆動装置。
JP62148443A 1987-06-15 1987-06-15 負荷駆動装置 Pending JPS63314165A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01291679A (ja) * 1988-05-19 1989-11-24 Jidosha Kiki Co Ltd モータ正逆転駆動回路
JPH02125598U (ja) * 1989-03-28 1990-10-16
US5218523A (en) * 1990-08-08 1993-06-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Driver circuit for an inverter device with output voltage stabilization during start-up period
WO2000074222A1 (en) * 1999-05-27 2000-12-07 Hitachi, Ltd. H-type bridge circuit and integrated circuit

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