JP2002084171A - ブラシレスモータコントロールicの出力回路 - Google Patents

ブラシレスモータコントロールicの出力回路

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JP2002084171A
JP2002084171A JP2000271383A JP2000271383A JP2002084171A JP 2002084171 A JP2002084171 A JP 2002084171A JP 2000271383 A JP2000271383 A JP 2000271383A JP 2000271383 A JP2000271383 A JP 2000271383A JP 2002084171 A JP2002084171 A JP 2002084171A
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mos transistor
circuit
transistor
stage circuit
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Inventor
Hirotaka Morita
裕隆 森田
Takekiyo Okumura
武清 奥村
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】出力段のD−MOSトランジスタのゲートとド
レイン間にツェナーダイオードを接続すると電流により
発熱する。そのため前記ツェーナーダイオードと前段M
OSトランジスタ間に制限抵抗を接続するが前記D−M
OSトランジスタONに立ち上がりに遅延時間が生じ
る。 【解決手段】本発明は出力端子に制限抵抗が接続されな
い第2前段回路で出力段回路のD−MOSトランジスタ
の動作開始させ、動作の開始が遅延されることがないよ
うにし、正常動作状態では第1前段回路で出力段回路の
D−MOSトランジスタの動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MOSトランジス
タのチップ面積を小さくできるようにしたブラシレスモ
ータコントロールICの出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のブラシレスモータコントロールI
Cの出力回路では、CMOS構成の高耐圧MOSトラン
ジスタを使用していた。
【0003】図3は従来の出力回路で、1はP−chの
MOSトランジスタ、2はN−chのMOSトランジス
タで夫々のソース・ドレインは電源とアース間に接続さ
れ、ゲートにはインバータ3を介して制御信号が加えら
れ、ソースより出力電流IOが取出される。
【0004】前記出力回路において、大きい出力電流I
Oを取出す必要がある場合MOSトランジスタのサイズ
をしなければならなず、特にP−chのMOSトランジ
スタのサイズが大きくなってしまう。
【0005】チップサイズを小さく、電流能力の効率良
い出力回路を構成するにはN−chのD−MOSトラン
ジスタを使用する出力回路構成があるが、いくつかの問
題点がある。
【0006】図4は従来のD−MOSトランジスタを使
用した出力回路で、前段回路5はソースに22Vの電源
電圧VACC1が加えられゲートに制御電圧が加えられ
るP−chのCMOSトランジスタ6とN−chのCM
OSトランジスタ7と、同様にソース・ドレインゲート
にドレイン間に22Vの電源電圧VACC1が加えられ
前記MOSトランジスタ6よりの出力電圧が加えられる
P−chのCMOSトランジスタ8とN−chのCMO
Sトランジスタ9とよりなる。
【0007】出力段回路10はソースに前記電源電圧V
ACC1より低い12Vの電源電圧VACC2が加えら
れゲートにMOSトランジスタ8からの出力電圧が加え
られるN−chのD―MOSトランジスタ11とN−c
hのD―MOSトランジスタ12とよりなる。16は外
付けのMOSトランジスタである。
【0008】前記出力回路において、P−chのMOS
トランジスタ6のゲートに制御信号が加えられると、該
MOSトランジスタ6がONし、MOSトランジスタ8
のゲートに電圧を加え、MOSトランジスタ8をONし
D−MOSトランジスタ11に電圧を加え、該D−MO
Sトランジスタ11をONし出力端子13よりMOSト
ランジスタ16に出力信号を供給する。
【0009】ところで前記出力回路をD−MOSトラン
ジスタで構成したときの問題点として、プロセス上、高
耐圧D−MOSトランジスタの定格はVGSmaxが6
Vである。そのため出力段のD−MOSトランジスタ1
1のVGS間に2個のツェナーダイオード14、15を
接続し、D−MOSトランジスタ11のゲート電圧をク
ランプしている。
【0010】
【発明が解決するための課題】前記出力回路において、
出力段回路のD−MOSトランジスタのVGS間に接続
されたツェナーダイオードは出力端子がハイレベル状態
では、前段回路のMOSトランジスタから供給される電
流が流れてしまう。この電流が流れたままであると、前
記ツェナーダイオードでは常に電力消費されてしまい発
熱しやすくなる。
【0011】そこで前記ツェナーダイオードに流れる電
流により発熱を抑えるため、前段回路のMOSトランジ
スタの出力端子と前記ツェーナーダイオードが接続され
ている出力段回路のD−MOSトランジスタのゲート間
に制限抵抗を接続する。しかし前記制限抵抗を入れるこ
とによって、制限抵抗と出力段回路のD−MOSトラン
ジスタのゲート容量でスイッチングONに立ち上がる遅
延時間が生じる
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は出力端子に制限
抵抗が接続されない第2前段回路で出力段回路のD−M
OSトランジスタの動作開始させ、動作の開始が遅延さ
れることがないようにし、正常動作状態では第1前段回
路で出力段回路のD−MOSトランジスタの動作させ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明におけるブラシレス
モータコントロールICの出力回路の回路図である。
【0014】20はCMOSトランジスタで構成された
第1前段回路で、ソースに第1電源電圧VACC1が加
えられゲートに制御電圧が加えられるP−chのMOS
トランジスタ21とN−chのMOSトランジスタ22
と、同様にソースに第1電源電圧VACC1が加えられ
前記MOSトランジスタ21よりの出力電圧が加えられ
るP−chのMOSトランジスタ23とN−chのMO
Sトランジスタ24とよりなる。
【0015】25は第2前段回路ではソースに第2電源
電圧VACC2が加えられゲートに制御電圧が加えられ
るP−chのMOSトランジスタ26とN−chのMO
Sトランジスタ27と、同様にソースに第2電源電圧V
ACC2が加えられ前記MOSトランジスタ26よりの
出力電圧が加えられるP−chのMOSトランジスタ2
8とN−chのMOSトランジスタ29とよりなる。
【0016】30は電流能力の効率良いNチャンネルの
D−MOSトランジスタで構成された出力段回路で、ソ
ースに第2電源電圧VACC2が加えられN−chのD
−MOSトランジスタとN−chのD−MOSトランジ
スタ32とよりなる。
【0017】前記出力段回路30のD−MOSトランジ
スタ31のゲート・ドレイン間には定格電圧以上が加わ
らないようにツェナーダイオード34、35が接続され
ている。
【0018】また、第1前段回路20におけるP−ch
のMOSトランジスタ23の出力端子とD−MOSトラ
ンジスタ31のゲート間には電流制限抵抗35を介して
接続され、前記ツェナーダイオード34、35に大電流
が流れないようにしているが、第2前段回路25におけ
るP−chのMOSトランジスタ28の出力端子とD−
MOSトランジスタ31のゲート間には電流制限抵抗が
接続されていない。前記P−chのMOSトランジスタ
28のソースと第2電源電圧VACCの電源ライン間に
は逆流阻止用ダイオード38が接続されている。
【0019】前記第2電源電圧VACCは出力段にD−
MOSトランジスタを用いたため、第1電源電圧VAC
C1が24Vであるのに対してより低く12VとしてD
−MOSトランジスタの定格電圧を越えないようにして
いる。48は外付けのMOSトランジスタである。
【0020】今制御端子Sに制御回路から制御信号が加
えられると、最初第2前段回路25のP−chのMOS
トランジスタ26をONし、それによりMOSトランジ
スタ28もONする。するとMOSトランジスタ28の
出力電圧が出力段回路30のD−MOSトランジスタ3
1のゲートに加わり、該D−MOSトランジスタ31を
遅延なくONし、それにより外付けの出力トランジスタ
48もONし駆動コイル53の駆動電流を流す。
【0021】前記制御端子Sに制御回路から出力信号が
加えられると、第1前段回路20におけるP−chのM
OSトランジスタ21をONし、それによりMOSトラ
ンジスタ23もONする。しかし制限抵抗35とD−M
OSトランジスタ31のゲート容量で前記D−MOSト
ランジスタ31のスイッチングするのが遅れる。
【0022】第2電源電圧VACCが12Vまでは第2
前段回路25のMOSトランジスタ28からの出力電圧
で出力段回路30のD−MOSトランジスタ31をON
し、それにより外付けの出力トランジスタ48もONし
駆動コイル53の駆動電流を流す。
【0023】第2電源電圧VACCが12V以上になっ
た後は22Vの第1電源電圧VACCが第1前段回路2
0の第1MOSトランジスタ23から加わり、前記出力
段回路のD−MOSトランジスタ31をONし、外付け
の出力トランジスタ48もONし駆動コイル53の駆動
電流を流す。
【0024】前記第1前段回路20のMOSトランジス
タ23からの出力信号で出力段回路30のD−MOSト
ランジスタ31がONされ出力端子がハイレベル状態に
なったとき、D−MOSトランジスタ31のゲート電位
は18.3Vになる。従って第2前段回路25のMOS
トランジスタ28のに内臓されている寄生ダイオードを
経由して第2電源電圧ラインに流れてしまう恐れがある
が、逆流阻止用ダイオード38にて阻止されるため、第
2電源電圧ラインに逆流することがない。
【0025】また制限抵抗35に50KΩの抵抗を使用
すると、ツェナナーダイオード36、37に流れる電流
は約0.1mmAとなり、消費電力が抑えられる。
【0026】図2は図1のブラシレスモータコントロー
ルICの出力回路を用いたブラシレスモータの全体のブ
ロック回路図で、40は制御回路でモータの回転を検出
して6種類の制御信号を発生する。41、42、43、
44、45、46は前記制御回路40よりの制御信号が
加えられるHi側出力回路及びLOW側出力回路で、図
1の出力回路は例えばLOW側出力回路42に相当す
る。
【0027】47、48、49、50、51、52は前
記Hi側出力回路41、43、4546及びLOW側出
力回路42、44、46よりの出力信号にてON/OF
Fされる出力トランジスタ、53、54、55はU相、
V相及びW相の駆動コイルで、Y結線されておりU相の
駆動コイル53の一端は出力トランジスタ47、48の
ドレイン・ソース間の接続点に接続され、V相の駆動コ
イル54の一端は出力トランジスタ49、50のドレイ
ン・ソース間の接続点に接続され、W相の駆動コイル5
5の一端は出力トランジスタ51、52のドレイン・ソ
ース間の接続点に接続されている。
【0028】今モータの回転を検出して制御回路から6
種類の出力信号を発生し前記Hi側出力回路41、4
3、45及びLOW側出力回路42、44、46に加わ
る。するとHi側出力回路41、43、45及びLOW
側出力回路42、44、46が駆動され前記出力トラン
ジスタ41、42、43、44、45、46を順次ON
/OFFさせる。
【0029】例えば最初の電気角60度では出力トラン
ジスタ47と出力トランジスタ50がONされ、出力ト
ランジスタ47、駆動コイル53、54及び出力トラン
ジスタ50を通って駆動電流が流れ、次の電気角60度
から電気角120度では出力トランジスタ47が引続き
ONすると共に出力トランジスタ52がONされ、出力
トランジスタ47、駆動コイル53、55及び出力トラ
ンジスタ52を通って駆動電流が流れる。
【0030】電気角120度から電気角180度では出
力トランジスタ49がONすると共に出力トランジスタ
52がONされ、出力トランジスタ49、駆動コイル5
4、55及び出力トランジスタ52を通って駆動電流が
流れる。
【0031】そして電気角180度から電気角240度
では出力トランジスタ49が引続きONすると共に出力
トランジスタ48がONされ、出力トランジスタ49、
駆動コイル54、53及び出力トランジスタ48を通っ
て駆動電流が流れる。
【0032】電気角180度から電気角240度では出
力トランジスタ51がONすると共に出力トランジスタ
48がONされ、出力トランジスタ51、駆動コイル5
5、53及び出力トランジスタ48を通って駆動電流が
流れる。
【0033】そして電気角240度から電気角360度
では出力トランジスタ51が引続きONすると共に出力
トランジスタ50がONされ、出力トランジスタ51、
駆動コイル55、54及び出力トランジスタ50を通っ
て駆動電流が流れる。このような動作を繰返してモータ
を回転させる。
【0034】
【発明の効果】本発明のセンサレスモータコントロール
ICの出力回路は出力端子に制限抵抗が接続された第1
前段回路と、出力端子に制限抵抗が接続されない第2前
段回路とを設け、出力段回路を出力端子に制限抵抗が接
続されていない第2前段回路の出力電圧で動作開始後第
1前段回路の出力電圧で動作させるので、制限抵抗でツ
ェナーダイドードに流れる電流が制限され消費電力が抑
えられ、しかも前記D−MOSトランジスタの動作開始
時間が遅延することがない。
【0035】また第2前段回路のMOSトランジスタの
ソースと第2電源電圧ラインに逆流阻止用ダイオードを
接続したので、第1高い電源電圧が第2電源電圧ライン
に流れることを阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるブラシレスモータコントロール
ICの出力回路の回路図である。
【図2】本発明のブラシレスモータコントロールICの
出力回路を用いたブラシレスモータの全体ブロック回路
図である。
【図3】従来の出力回路の回路図である。
【図4】従来におけるブラシレスモータコントロールI
Cの出力回路の回路図である。
【符号の説明】
20 第1前段回路 21、22、23、24 MOSトランジスタ 25 第2前段回路 26、27、28、29 MOSトランジスタ 30 出力段回路 31、32 D−MOSトランジスタ 35 電流制限抵抗 36、37 ツェナーダイオード 38 逆流阻止ダイオード
フロントページの続き Fターム(参考) 5H560 BB04 BB07 EC10 SS01 UA05 XB06 XB07 5J055 AX03 AX55 BX16 CX20 DX22 DX43 DX59 DX83 EX07 EY01 EY13 EZ07 FX04 FX08 FX12 FX20 FX34 GX01 GX02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1電源電圧が加えられるMOSトランジ
    スタよりなる第1前段回路と、第2電源電圧が加えられ
    るMOSトランジスタよりなる第2前段回路と、前記第
    2電源電圧が加えられるD−MOSトランジスタよりな
    る出力段回路とよりなり、前記出力段回路のD−MOS
    トランジスタのゲートとドレイン間にツェナーダイオー
    ドを接続し、第1前段回路の出力端子は出力段回路のD
    −MOSトランジスタのゲートに電流制限用の制限抵抗
    を介し接続し、第2前段回路の出力端子は出力段回路の
    D−MOSトランジスタのゲート間に制限抵抗を介さず
    直接接続し、出力段回路のD−MOSトランジスタを前
    記第2前段回路の出力電圧で動作開始させ、その後第1
    前段回路の出力電圧で動作させることを特徴とするブラ
    シレスモータコントロールICの出力回路。
  2. 【請求項2】前記第2電源電圧は第1電源電圧より低
    く、第2電源電圧になるまでは第2前段回路よりの出力
    電圧で出力段回路を動作させることを特徴とする請求項
    1に記載のブラシレスモータコントロールICの出力回
    路。
  3. 【請求項3】第2前段回路のMOSトランジスタのソー
    スと電源電圧ライン間に逆流阻止用ダイオードを接続し
    たことを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ
    コントロールICの出力回路。
  4. 【請求項4】前記第2電源電圧はD−MOSトランジス
    タの耐圧許容以下の電圧であることを特徴とする請求項
    1に記載のブラシレスモータコントロールICの出力回
    路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072424A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Denso Corp Mosゲートトランジスタのゲート駆動回路
US8018001B2 (en) 2008-04-08 2011-09-13 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004072424A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Denso Corp Mosゲートトランジスタのゲート駆動回路
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