JP2006333561A - Driver - Google Patents

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Katsuya Koyama
克也 小山
Mitsuhiko Watabe
光彦 渡部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driver for stably driving a load using a power supply having a large fluctuation in a power supply voltage even if the voltage is low. <P>SOLUTION: The driver includes an upstream driving circuit 23 for driving an upstream switching element 25, a downstream driving circuit 24 for driving a downstream switching element 26, a voltage boosting power supply circuit 21 for creating a voltage boosting power supply output voltage 21a supplied to the upstream driving circuit 23, based on a battery voltage 4a, and a voltage dropping power supply circuit 22 for creating a voltage dropping power supply output voltage 22a supplied to the downstream driving circuit 24, based on the voltage boosting power supply output voltage 21a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動装置に関し、特に、電源電圧変動が大きい電源下において負荷を駆動する駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device, and more particularly, to a drive device that drives a load under a power supply with a large power supply voltage fluctuation.

駆動回路、特に、ハーフブリッジ型駆動回路を２個、または、３個備えた駆動回路は、モータ駆動回路として、車輌用の電動パワーステアリング制御装置に適用され始めている。従来、電動パワーステアリングは、小型車にのみ適用されていたが、燃費向上，車輌レイアウト性メリットにより、中型車以上への適用が進んでいる。   A drive circuit, in particular, a drive circuit having two or three half-bridge type drive circuits, has begun to be applied to an electric power steering control device for a vehicle as a motor drive circuit. Conventionally, electric power steering has been applied only to small-sized cars, but it has been increasingly applied to medium-sized cars and more due to the advantages of improved fuel efficiency and vehicle layout.

この電動パワーステアリングの市場拡大により、電動パワーステアリングのアシスト能力維持に関し、特に低電圧時のアシスト能力が必要要件とされている。特に、車輌用の電動パワーステアリング制御装置の駆動回路において、電源電圧の低電圧から高電圧時下においての安定駆動が必要である。   Due to the expansion of the electric power steering market, the assisting ability of the electric power steering is particularly required for maintaining the assisting ability at a low voltage. In particular, in a drive circuit of an electric power steering control device for a vehicle, it is necessary to stably drive the power supply voltage from a low voltage to a high voltage.

従来の駆動回路では、ハーフブリッジ型駆動回路上流側のプリドライバ回路の駆動電源は、昇圧電源で生成し、ハーフブリッジ型駆動回路下流側のプリドライバ回路の駆動電源は、バッテリ電源としていた。本回路構成において、バッテリ電圧低電圧時には、ハーフブリッジ型駆動回路下流側のゲート電圧は、６Ｖ程度まで降下する可能性がある。   In the conventional driving circuit, the driving power source of the pre-driver circuit upstream of the half-bridge driving circuit is generated by a boost power source, and the driving power source of the pre-driver circuit downstream of the half-bridge driving circuit is a battery power source. In this circuit configuration, when the battery voltage is low, the gate voltage on the downstream side of the half-bridge drive circuit may drop to about 6V.

しかし、ハーフブリッジ型駆動回路で用いるＭＯＳＦＥＴは、ゲート電圧８〜１０ＶでＯＮ抵抗が飽和するため、前記のような６Ｖ程度の電圧では、ＯＮ抵抗が大きく、駆動回路として十分に機能しなくなる可能性がある。   However, the MOSFET used in the half-bridge type drive circuit saturates the ON resistance at a gate voltage of 8 to 10 V. Therefore, at a voltage of about 6 V as described above, the ON resistance is large and may not function sufficiently as a drive circuit. There is.

本課題を解決するための従来技術として、特許文献１（特開２００３−２４４９６６号公報）に記載された技術がある。   As a conventional technique for solving this problem, there is a technique described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-244966).

特開２００３−２４４９６６号公報JP 2003-244966 A

上記従来技術は、ハーフブリッジ型駆動回路上流側、及び、下流側のプリドライバ回路の駆動電源用に個別に昇圧電源を設定する手法である。   The above-described conventional technique is a method in which boost power supplies are individually set for the drive power supplies of the pre-driver circuits upstream and downstream of the half-bridge drive circuit.

しかし、本従来技術では、昇圧電源を２種類設定するために、部品点数の増加を招くデメリットがある。また、大電流を流すハーフブリッジ型駆動回路に使用する素子のゲート寄生容量の増加により、昇圧電源の効率が悪化し、発熱量が増加する可能性がある。   However, this conventional technique has a demerit that increases the number of parts because two types of boost power supplies are set. Further, an increase in the gate parasitic capacitance of the element used in the half-bridge type drive circuit for passing a large current may deteriorate the efficiency of the boost power supply and increase the amount of heat generation.

本発明に係る駆動装置の代表的な一つは、バッテリと、バッテリとグランドの間に接続された第１スイッチング素子（上流Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）及び第２スイッチング素子（下流Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）と、第１スイッチング素子を駆動するための第１駆動回路（上流駆動回路）と、第２スイッチング素子を駆動するための第２駆動回路（下流駆動回路）と、バッテリの電圧に基づいて第１駆動回路へ供給される第１電源電圧（昇圧電源出力電圧）を生成する昇圧電源回路と、第１電源電圧に基づいて第２駆動回路へ供給される第２電源電圧（降圧電源出力電圧）を生成する降圧電源回路とを備えたものである。   A representative drive device according to the present invention includes a battery, a first switching element (upstream N-type MOSFET) and a second switching element (downstream N-type MOSFET) connected between the battery and the ground, A first drive circuit (upstream drive circuit) for driving one switching element, a second drive circuit (downstream drive circuit) for driving the second switching element, and the first drive circuit based on the voltage of the battery A step-up power supply circuit that generates a supplied first power supply voltage (step-up power supply output voltage) and a step-down circuit that generates a second power supply voltage (step-down power supply output voltage) supplied to the second drive circuit based on the first power supply voltage And a power supply circuit.

好ましくは、第１電源電圧は、バッテリの電圧に所定電圧を加えた値になるように制御され、第２電源電圧は、バッテリの電圧が変化しても一定の電圧値に固定されるように制御される。   Preferably, the first power supply voltage is controlled to be a value obtained by adding a predetermined voltage to the battery voltage, and the second power supply voltage is fixed to a constant voltage value even if the battery voltage changes. Be controlled.

また、本発明に係る駆動装置の他の代表的な一つは、バッテリと、バッテリにより電源が供給されるハーフブリッジ型駆動回路と、ハーフブリッジ型駆動回路を駆動するプリドライバ回路と、ハーフブリッジ型駆動回路の上流側のプリドライバ回路の駆動電圧を生成する昇圧電源回路と、昇圧電源回路の出力から定電圧を生成する降圧電源回路と、降圧電源回路の出力をハーフブリッジ型駆動回路の下流側のプリドライバ回路の駆動電圧とする手段とを備えたものである。   In addition, another representative drive device according to the present invention includes a battery, a half-bridge type drive circuit that is powered by the battery, a pre-driver circuit that drives the half-bridge type drive circuit, and a half-bridge. Boost power supply circuit that generates a drive voltage for the pre-driver circuit upstream of the type drive circuit, a step-down power supply circuit that generates a constant voltage from the output of the boost power supply circuit, and the output of the step-down power supply circuit downstream of the half-bridge type drive circuit Means for setting the driving voltage of the pre-driver circuit on the side.

好ましくは、昇圧電源回路の出力電圧を監視する機能または降圧電源回路の出力電圧を監視する機能を備えている。   Preferably, a function for monitoring the output voltage of the step-up power supply circuit or a function for monitoring the output voltage of the step-down power supply circuit is provided.

また好ましくは、昇圧電源回路は昇圧用コイルを備えたステップアップコンバータにより構成され、降圧電源回路は、リニアレギュレータにより構成されている。   Preferably, the step-up power supply circuit is constituted by a step-up converter provided with a step-up coil, and the step-down power supply circuit is constituted by a linear regulator.

本発明の駆動装置によれば、低電圧時にも負荷を安定して駆動することができる。   According to the drive device of the present invention, the load can be stably driven even at a low voltage.

以下、本発明の実施の形態を示す実施例を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an example showing an embodiment of the invention is described in detail based on a drawing.

図１は、本発明が適用された電動パワーステアリング制御装置を含んだ電動パワーステアリングシステムを示した図である。   FIG. 1 is a diagram showing an electric power steering system including an electric power steering control device to which the present invention is applied.

１は、電動パワーステアリング制御装置である。電動パワーステアリング制御装置１は、バッテリ２を電源として動作する。３は、イグニッションスイッチであり、ユーザによりＯＮ／ＯＦＦされる。イグニッションスイッチ３がＯＮすると、電動パワーステアリング制御装置１内に設定された電源導通遮断素子４がＯＮし、バッテリ２の電圧が電動パワーステアリング制御装置１内に供給される。   Reference numeral 1 denotes an electric power steering control device. The electric power steering control device 1 operates using the battery 2 as a power source. An ignition switch 3 is turned on / off by the user. When the ignition switch 3 is turned on, the power conduction cut-off element 4 set in the electric power steering control device 1 is turned on, and the voltage of the battery 2 is supplied into the electric power steering control device 1.

バッテリ電圧４ａは、電源回路５により電圧変換され、ＣＰＵ６等に最適な電圧が供給される。また、バッテリ電圧４ａは、モニタ回路７で低電圧変換され、モニタ回路出力
７ａは、ＣＰＵ６のＡＤポートに入力される。ＣＰＵ６では、バッテリ２の電圧状態を認識し、モータ１６のアシスト量をコントロールするＰＷＭのＤＵＴＹ比を演算し、モータ１６をコントロールする。 The battery voltage 4a is voltage-converted by the power supply circuit 5, and an optimum voltage is supplied to the CPU 6 and the like. The battery voltage 4a is converted to a low voltage by the monitor circuit 7, and the monitor circuit output 7a is input to the AD port of the CPU 6. The CPU 6 recognizes the voltage state of the battery 2, calculates a PWM duty ratio for controlling the assist amount of the motor 16, and controls the motor 16.

９は、プリドライバである。プリドライバ９は、ＣＰＵ６のＰＷＭ出力８に従い、６個のＮ型ＭＯＳＦＥＴ (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor) で構成された出力回路１１をドライブする機能と自己診断機能を有している。なお、自己診断結果は、通信線１２でＣＰＵ６に通知される。   Reference numeral 9 denotes a pre-driver. The pre-driver 9 has a function of driving an output circuit 11 composed of six N-type MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors) and a self-diagnosis function according to the PWM output 8 of the CPU 6. The self-diagnosis result is notified to the CPU 6 through the communication line 12.

モータ１６は、例えば３相モータで構成され、Ｕ相１３，Ｖ相１４，Ｗ相１５の各制御信号により、出力回路１１で駆動制御される。   The motor 16 is composed of, for example, a three-phase motor, and is driven and controlled by the output circuit 11 by each control signal of the U phase 13, the V phase 14, and the W phase 15.

図２は、プリドライバ９と出力回路１１の内部構成を示した図である。なお、３相のモータ１６において、１相分の回路構成について特に記載する。   FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the pre-driver 9 and the output circuit 11. In the three-phase motor 16, a circuit configuration for one phase will be particularly described.

プリドライバ９内には、以下の機能が内蔵される。   The following functions are built in the pre-driver 9.

２１は昇圧電源回路であり、バッテリ電圧４ａから昇圧電圧を生成する。昇圧電源出力電圧２１ａは、上流駆動回路２３及び降圧電源回路２２に供給される。   A booster power supply circuit 21 generates a boosted voltage from the battery voltage 4a. The step-up power supply output voltage 21 a is supplied to the upstream drive circuit 23 and the step-down power supply circuit 22.

上流駆動回路２３は、出力回路１１内のハーフブリッジ回路の上流スイッチング素子
２５を駆動する回路であり、本実施例では、上流スイッチング素子２５はＮ型MOSFETで構成される。そのため、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴの駆動電圧２３ａのＨＩＧＨ電圧は、Ｎ型MOSFETのＯＮ抵抗を飽和させるために、バッテリ電圧４ａ＋８Ｖ以上の電圧とする必要がある。 The upstream drive circuit 23 is a circuit that drives the upstream switching element 25 of the half-bridge circuit in the output circuit 11, and in the present embodiment, the upstream switching element 25 is configured by an N-type MOSFET. Therefore, the HIGH voltage of the drive voltage 23a of the N-type MOSFET needs to be a battery voltage 4a + 8V or more in order to saturate the ON resistance of the N-type MOSFET.

また、通常、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間電圧（Ｖｇｓ）には、２０Ｖの最大定格が設定されている。このため、駆動電圧２３ａのＨＩＧＨ電圧は、バッテリ電圧４ａ＋８Ｖ〜バッテリ電圧４ａ＋２０Ｖで供給する必要がある。したがって、昇圧電源出力電圧２１ａは、バッテリ電圧４ａ＋１３Ｖ程度とするのが一般的である。   Usually, a maximum rating of 20 V is set for the gate-source voltage (Vgs) of the N-type MOSFET. For this reason, the HIGH voltage of the drive voltage 23a needs to be supplied from the battery voltage 4a + 8V to the battery voltage 4a + 20V. Therefore, the boosted power supply output voltage 21a is generally about battery voltage 4a + 13V.

２２は、降圧電源回路であり、昇圧電源２１から出力される昇圧電源出力電圧２１ａに基づき、降圧した所定電圧を生成する。降圧電源回路２２の電源を昇圧電源出力電圧21ａとすることで、常に安定した所定電圧が生成できる。   A step-down power supply circuit 22 generates a predetermined voltage that is stepped down based on the step-up power supply output voltage 21 a output from the step-up power supply 21. By setting the power supply of the step-down power supply circuit 22 to the boosted power supply output voltage 21a, a stable predetermined voltage can always be generated.

降圧電源出力電圧２２ａは、下流駆動回路２４に供給される。下流駆動回路２４は、出力回路１１内のハーフブリッジ回路の下流スイッチング素子２６を駆動する回路である。本実施例では、下流スイッチング素子２６は、上流スイッチング素子２５と同様に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴで構成される。このため、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴの駆動電圧２４ａのＨＩＧＨ電圧は、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴのＯＮ抵抗を飽和させるために、８Ｖ以上の電圧とする必要がある。また、電圧の上限は、同様に２０Ｖ以下とする必要がある。したがって、降圧電源出力電圧２２ａは、１３Ｖ程度とするのが一般的である。   The step-down power supply output voltage 22 a is supplied to the downstream drive circuit 24. The downstream drive circuit 24 is a circuit that drives the downstream switching element 26 of the half bridge circuit in the output circuit 11. In the present embodiment, the downstream switching element 26 is configured by an N-type MOSFET, similarly to the upstream switching element 25. For this reason, the HIGH voltage of the drive voltage 24a of the N-type MOSFET needs to be a voltage of 8 V or more in order to saturate the ON resistance of the N-type MOSFET. Similarly, the upper limit of the voltage needs to be 20 V or less. Therefore, the step-down power supply output voltage 22a is generally about 13V.

ＣＰＵ６は、上流側駆動信号８ａと下流側駆動信号８ｂにより、モータ１６を制御する。また、ＣＰＵ６は、自己診断部２７からの情報２７ａによりプリドライバ９の診断を実施する。   The CPU 6 controls the motor 16 by the upstream drive signal 8a and the downstream drive signal 8b. In addition, the CPU 6 diagnoses the pre-driver 9 based on the information 27 a from the self-diagnosis unit 27.

自己診断部２７は、昇圧電源出力電圧２１ａ及び降圧電源出力電圧２２ａの電圧を監視する。昇圧電源回路２１と降圧電源回路２２のいずれかが異常状態となった場合には、出力回路１１、すなわち、モータ１６の制御ができなくなる。このため、昇圧電源回路２１と降圧電源回路２２の異常状態を検出し、フェールセーフを機能させる必要がある。   The self-diagnosis unit 27 monitors the voltage of the step-up power supply output voltage 21a and the step-down power supply output voltage 22a. When either the step-up power supply circuit 21 or the step-down power supply circuit 22 is in an abnormal state, the output circuit 11, that is, the motor 16 cannot be controlled. For this reason, it is necessary to detect an abnormal state of the step-up power supply circuit 21 and the step-down power supply circuit 22 and to make the fail safe function.

図３は、バッテリ電圧４ａの変化による昇圧電源出力電圧２１ａ及び降圧電源出力電圧２２ａの状態を示した図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating states of the boosted power supply output voltage 21a and the stepped-down power supply output voltage 22a due to the change in the battery voltage 4a.

バッテリ電圧４ａが所定電圧４１に達したとき、回路は動作を開始する。このとき、昇圧電源出力電圧２１ａは、バッテリ電圧４ａ＋所定電圧（例えば１３Ｖ）となり、降圧電源出力電圧２２ａは、所定電圧（例えば１３Ｖ）となる。すなわち、バッテリ電圧４ａの上昇とともに、昇圧電源出力電圧２１ａは、バッテリ電圧４ａに所定電圧(例えば１３Ｖ)を加えた電圧値をキープしながら上昇する。一方、降圧電源電圧は、バッテリ電圧４ａが上昇しても、所定電圧（例えば１３Ｖ）のまま一定となる。   When the battery voltage 4a reaches the predetermined voltage 41, the circuit starts to operate. At this time, the step-up power supply output voltage 21a is the battery voltage 4a + predetermined voltage (for example, 13V), and the step-down power supply output voltage 22a is the predetermined voltage (for example, 13V). That is, as the battery voltage 4a rises, the boosted power supply output voltage 21a rises while keeping a voltage value obtained by adding a predetermined voltage (for example, 13V) to the battery voltage 4a. On the other hand, the step-down power supply voltage remains constant at a predetermined voltage (for example, 13 V) even when the battery voltage 4a increases.

本動作により、バッテリ変動に対し、両電源電圧とも所定電圧（例えば１３Ｖ）をキープし、上流駆動回路２３出力ＨＩＧＨ電圧および下流駆動回路２４出力ＨＩＧＨ電圧は、ハーフブリッジ回路２８のゲートを安定ドライブできる。   With this operation, both power supply voltages keep a predetermined voltage (for example, 13V) against battery fluctuation, and the upstream drive circuit 23 output HIGH voltage and the downstream drive circuit 24 output HIGH voltage can drive the gate of the half bridge circuit 28 stably. .

所定電圧４２は、通常バッテリ電圧範囲６Ｖ〜１６Ｖ以上の電圧、例えば、２４Ｖとする。そして、バッテリ電圧４ａが所定電圧４２以上に達した際に、昇圧電源２１の動作を制限する機能を有する。本機能により、素子耐圧の低いプロセスを利用可能となり、プリドライバ素子のシュリンク化を図ることができる。   The predetermined voltage 42 is a normal battery voltage range of 6V to 16V or more, for example, 24V. And when the battery voltage 4a reaches the predetermined voltage 42 or more, it has a function which restrict | limits operation | movement of the step-up power supply 21. FIG. This function makes it possible to use a process with a low element breakdown voltage and to shrink the pre-driver element.

図４は、昇圧電源出力電圧２１ａ及び降圧電源出力電圧２２ａの自己診断を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing self-diagnosis of the boosted power supply output voltage 21a and the step-down power supply output voltage 22a.

昇圧電源出力電圧２１ａは、バッテリ電圧４ａに従い、所定電圧差をキープしながら変化するが、自己診断部２７は、この所定電圧差がキープされているかを判断する。すなわち、自己診断部２７は、昇圧電源出力電圧２１ａが、所定電圧差下限５２〜所定電圧差上限５１の間に収まっている場合は正常であると判断する。逆に、所定電圧差上限５１より大きいか、または、所定電圧差下限５２より小さい場合には、異常であると判定する。   The boosted power supply output voltage 21a changes according to the battery voltage 4a while keeping a predetermined voltage difference. The self-diagnosis unit 27 determines whether or not the predetermined voltage difference is kept. That is, the self-diagnosis unit 27 determines that the boosted power supply output voltage 21a is normal when it is within the predetermined voltage difference lower limit 52 to the predetermined voltage difference upper limit 51. On the contrary, when it is larger than the predetermined voltage difference upper limit 51 or smaller than the predetermined voltage difference lower limit 52, it is determined to be abnormal.

一方、降圧電源出力電圧２２ａは、バッテリ電圧４ａに依存せずに所定電圧をキープする。このため、自己診断部２７は、降圧電源出力電圧２２ａが所定電圧下限５４〜所定電圧上限５３の間に収まっている場合は正常であると判断する。逆に、所定電圧上限５３より大きいか、または、所定電圧下限５４より小さい場合には、異常であると判定する。   On the other hand, the step-down power supply output voltage 22a keeps a predetermined voltage without depending on the battery voltage 4a. For this reason, the self-diagnosis unit 27 determines that the step-down power supply output voltage 22a is normal when it falls within the predetermined voltage lower limit 54 to the predetermined voltage upper limit 53. On the contrary, when it is larger than the predetermined voltage upper limit 53 or smaller than the predetermined voltage lower limit 54, it is determined that it is abnormal.

自己診断部２７で実施された診断結果は、２７ａを介してＣＰＵ６へ送信される。   The result of diagnosis performed by the self-diagnosis unit 27 is transmitted to the CPU 6 via 27a.

図５は、昇圧電源２１、及び、降圧電源２２の内部構成の一実施例を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the internal configuration of the step-up power supply 21 and the step-down power supply 22.

昇圧電源２１は、バッテリ電圧４ａをインダクタ６１，ＭＯＳＦＥＴ６２，ダイオード６３，コンデンサ６４、及び、コントローラ６５から構成されるステップアップコンバータである。   The step-up power supply 21 is a step-up converter that includes a battery voltage 4 a including an inductor 61, a MOSFET 62, a diode 63, a capacitor 64, and a controller 65.

ＭＯＳＦＥＴ６２をコントローラ６５によりＰＷＭ制御することにより、インダクタ
６１に蓄えられたエネルギーを、ダイオード６３を介してコンデンサ６４に蓄える。これにより、バッテリ電圧４ａを昇圧し、昇圧した電圧を昇圧電源出力電圧２１ａとして出力する。昇圧電源出力電圧２１ａは、コントローラ６５により監視されており、MOSFET62のＰＷＭ値を変化させることにより最適電圧に制御される。 The MOSFET 62 is PWM-controlled by the controller 65, whereby the energy stored in the inductor 61 is stored in the capacitor 64 via the diode 63. Thereby, the battery voltage 4a is boosted, and the boosted voltage is output as the boosted power supply output voltage 21a. The boosted power supply output voltage 21a is monitored by the controller 65, and is controlled to the optimum voltage by changing the PWM value of the MOSFET 62.

バッテリ電圧４ａが変化した場合は、昇圧電源出力電圧２１ａをバッテリ電圧４ａと所定電圧（例えば１３Ｖ）の間隔に保って変化させる。これにより、上流スイッチング素子２５のゲート−ソース間電圧（Ｖｇｓ）には常に一定電圧（例えば１３Ｖ）を供給し、上流スイッチング素子２５のＯＮ抵抗を一定にコントロールすることができる。   When the battery voltage 4a changes, the boosted power supply output voltage 21a is changed while maintaining the interval between the battery voltage 4a and a predetermined voltage (for example, 13V). As a result, a constant voltage (for example, 13 V) is always supplied to the gate-source voltage (Vgs) of the upstream switching element 25, and the ON resistance of the upstream switching element 25 can be controlled to be constant.

降圧電源２２は、ＭＯＳＦＥＴ６６，コンデンサ６７，コントローラ６８で構成されたリニアレギュレータである。   The step-down power supply 22 is a linear regulator composed of a MOSFET 66, a capacitor 67, and a controller 68.

コントローラ６８は、ＭＯＳＦＥＴ６６のゲート電圧をリニア制御することにより
ＭＯＳＦＥＴ６６をリニア制御し、降圧電源出力電圧２２ａを所定電圧に制御する。 The controller 68 linearly controls the MOSFET 66 by linearly controlling the gate voltage of the MOSFET 66, and controls the step-down power supply output voltage 22a to a predetermined voltage.

バッテリ電圧４ａが変化した場合は、前述の通り、昇圧電源出力電圧２１ａはバッテリ電圧４ａと所定電圧（例えば１３Ｖ）の間隔に保って変化する。しかし、昇圧電源出力電圧２１ａが変化しても、降圧電源出力電圧２２ａは、所定電圧（例えば１３Ｖ）一定に制御する。これにより、下流スイッチング素子２６のゲート−ソース間電圧（Ｖｇｓ）には常に一定電圧（例えば１３Ｖ）を供給し、下流スイッチング素子２６のＯＮ抵抗を一定にコントロールすることができる。   When the battery voltage 4a changes, as described above, the boosted power supply output voltage 21a changes at an interval between the battery voltage 4a and a predetermined voltage (for example, 13V). However, even if the step-up power supply output voltage 21a changes, the step-down power supply output voltage 22a is controlled to be constant at a predetermined voltage (for example, 13V). As a result, a constant voltage (for example, 13 V) is always supplied to the gate-source voltage (Vgs) of the downstream switching element 26, and the ON resistance of the downstream switching element 26 can be controlled to be constant.

以上のとおり、本実施例によれば、電源電圧変動が大きい電源において、特に低電圧時でも負荷を安定して駆動する駆動装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a driving device that stably drives a load even in the case of a low voltage in a power source with a large power supply voltage fluctuation.

以上、本発明の一実施例について具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本実施例では、出力回路１１内のスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた場合を説明したが、特にこれに限られるものではなく、ＩＧＢＴ等の他の素子でも代替可能である。   Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. For example, in this embodiment, the case where a MOSFET is used as a switching element in the output circuit 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and other elements such as an IGBT can be substituted.

本発明が適用された電動パワーステアリング制御装置を含んだ電動パワーステアリングシステムを示した図。The figure which showed the electric power steering system containing the electric power steering control apparatus with which this invention was applied. プリドライバ９と出力回路１１の内部構成を示した図。The figure which showed the internal structure of the predriver 9 and the output circuit 11. FIG. バッテリ電圧４ａの変化による昇圧電源出力電圧２１ａ及び降圧電源出力電圧２２ａの状態を示した図。The figure which showed the state of the step-up power supply output voltage 21a and the step-down power supply output voltage 22a by the change of the battery voltage 4a. 昇圧電源出力電圧２１ａ及び降圧電源出力電圧２２ａの自己診断を示した図。The figure which showed the self-diagnosis of the step-up power supply output voltage 21a and the step-down power supply output voltage 22a. 昇圧電源２１及び降圧電源２２の内部構成を示した図。The figure which showed the internal structure of the step-up power supply 21 and the step-down power supply 22. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…電動パワーステアリング制御装置、２…バッテリ、６…ＣＰＵ、９…プリドライバ、１１…出力回路、１６…モータ、２１…昇圧電源回路、２２…降圧電源回路、２３…上流駆動回路、２４…下流駆動回路、２７…自己診断部、２８…ハーフブリッジ回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering control apparatus, 2 ... Battery, 6 ... CPU, 9 ... Pre-driver, 11 ... Output circuit, 16 ... Motor, 21 ... Boost power supply circuit, 22 ... Buck power supply circuit, 23 ... Upstream drive circuit, 24 ... Downstream drive circuit, 27 ... self-diagnostic unit, 28 ... half-bridge circuit.

Claims (10)

バッテリと、
前記バッテリとグランドの間に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子を駆動するための第１駆動回路と、
前記第２スイッチング素子を駆動するための第２駆動回路と、
前記バッテリの電圧に基づいて前記第１駆動回路へ供給される第１電源電圧を生成する昇圧電源回路と、
前記第１電源電圧に基づいて前記第２駆動回路へ供給される第２電源電圧を生成する降圧電源回路とを備えたことを特徴とする駆動装置。 Battery,
A first switching element and a second switching element connected between the battery and ground;
A first drive circuit for driving the first switching element;
A second drive circuit for driving the second switching element;
A step-up power supply circuit that generates a first power supply voltage to be supplied to the first drive circuit based on the voltage of the battery;
A drive device comprising: a step-down power supply circuit that generates a second power supply voltage to be supplied to the second drive circuit based on the first power supply voltage. 請求項１記載の駆動装置において、
前記第１電源電圧は、前記バッテリの電圧に所定電圧を加えた値になるように制御され、
前記第２電源電圧は、前記バッテリの電圧が変化しても一定の電圧値に固定されるように制御されることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 1, wherein
The first power supply voltage is controlled to be a value obtained by adding a predetermined voltage to the voltage of the battery,
The driving device according to claim 1, wherein the second power supply voltage is controlled to be fixed to a constant voltage value even when the voltage of the battery changes. 請求項２記載の駆動装置において、
前記駆動装置は、前記昇圧電源回路により生成された前記第１電源電圧を監視し、前記降圧電源回路により生成された前記第２電源電圧を監視する自己診断回路を備えたことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 2, wherein
The drive device includes a self-diagnosis circuit that monitors the first power supply voltage generated by the step-up power supply circuit and monitors the second power supply voltage generated by the step-down power supply circuit. apparatus. 請求項２記載の駆動装置において、
前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子はＮ型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第１スイッチング素子のドレインは前記バッテリに接続されており、
前記第２スイッチング素子のソースは前記グランドに接続されており、
前記第１スイッチング素子のソースは前記第２スイッチング素子のドレインと接続されていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 2, wherein
The first switching element and the second switching element are N-type MOSFETs,
The drain of the first switching element is connected to the battery;
A source of the second switching element is connected to the ground;
The drive device according to claim 1, wherein a source of the first switching element is connected to a drain of the second switching element. 請求項４記載の駆動装置において、
前記昇圧電源回路は、昇圧用コイルを有するステップアップコンバータにより構成されており、
前記降圧電源回路は、リニアレギュレータにより構成されていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 4, wherein
The step-up power supply circuit includes a step-up converter having a step-up coil,
The step-down power supply circuit is constituted by a linear regulator. バッテリと、
前記バッテリにより電源が供給されるハーフブリッジ型駆動回路と、
前記ハーフブリッジ型駆動回路を駆動するプリドライバ回路と、
前記ハーフブリッジ型駆動回路の上流側のプリドライバ回路の駆動電圧を生成する昇圧電源回路と、
前記昇圧電源回路の出力から定電圧を生成する降圧電源回路と、
前記降圧電源回路の出力を前記ハーフブリッジ型駆動回路の下流側のプリドライバ回路の駆動電圧とする手段とを備えたことを特徴とする駆動装置。 Battery,
A half-bridge drive circuit to which power is supplied by the battery;
A pre-driver circuit for driving the half-bridge type driving circuit;
A step-up power supply circuit that generates a drive voltage of a pre-driver circuit upstream of the half-bridge type drive circuit;
A step-down power supply circuit that generates a constant voltage from the output of the step-up power supply circuit;
And a means for using the output of the step-down power supply circuit as a drive voltage for a pre-driver circuit downstream of the half-bridge drive circuit. 請求項６記載の駆動装置において、
前記駆動装置は、前記昇圧電源回路の出力電圧を監視する機能を備えたことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 6, wherein
The drive device has a function of monitoring an output voltage of the boost power supply circuit. 請求項６記載の駆動装置において、
前記駆動装置は、前記降圧電源回路の出力電圧を監視する機能を備えたことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 6, wherein
The drive device has a function of monitoring an output voltage of the step-down power supply circuit. 請求項６記載の駆動装置において、
前記駆動装置は、前記バッテリの電圧を監視する手段と、
前記バッテリの電圧が所定電圧以上である場合に前記昇圧電源電圧の動作を制限し、昇圧電源電圧の最大電圧を制限する機能とを備えたことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 6, wherein
The driving device comprises means for monitoring the voltage of the battery;
And a function of limiting the operation of the boosted power supply voltage and limiting the maximum voltage of the boosted power supply voltage when the voltage of the battery is equal to or higher than a predetermined voltage. 請求項６記載の駆動装置において、
前記昇圧電源回路は、昇圧用コイルを備えたステップアップコンバータにより構成され、
前記降圧電源回路は、リニアレギュレータにより構成されていることを特徴とする駆動装置。
The drive device according to claim 6, wherein
The step-up power supply circuit includes a step-up converter including a step-up coil,
The step-down power supply circuit is constituted by a linear regulator.
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