JP2005051852A - モータ駆動回路、集積回路、モータ回路の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直列接続される第1の吐出側および吸込側トランジスタと、第2の吐出側および吸込側トランジスタと、所定周波数で相補的に変化する複数の入力信号に基づいて、モーターのコイルに一方向または反対方向の電流を供給する制御回路と、を有するモータ駆動回路であって、前記制御回路は、前記複数の入力信号が相補的に切り替わって変化するとき、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側のトランジスタを所定時間オフし、その後、動作する側の一方のトランジスタを前記入力信号の変化タイミングでオンオフするための制御信号を出力する、ことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動回路、集積回路、モータ回路の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4、図5、図6を参照しつつ、従来のモータ駆動回路について説明する。図4は、一般的なモータ駆動回路を示す回路ブロック図である。図5は、図4のモータ駆動回路に設けられる同期整流型のPWM回路を示す回路図である。図6は、図4の要部波形を示す波形図である。なお、従来の技術では、コイルを除くモータ駆動回路は、バイポーラトランジスタおよびCMOSトランジスタが混在して同一チップ上に集積化される集積回路であることとする。また、モータ駆動回路において、コイルと接続される吐出側トランジスタおよび吸込側トランジスタは、PWM回路から出力される制御信号が供給されて動作する。
【0003】
NPN型のバイポーラトランジスタ2(第1吐出側トランジスタ)とNPN型のバイポーラトランジスタ4(第1吸込側トランジスタ)は、そのコレクタエミッタ路が電源VCCと接地VSSの間に直列接続される。また、NPN型のバイポーラトランジスタ6(第2吐出側トランジスタ)とNPN型のバイポーラトランジスタ8(第2吸込側トランジスタ)は、そのコレクタエミッタ路が電源VCCと接地VSSの間に直列接続される。更に、バイポーラトランジスタ2、4のコレクタエミッタ接続部から導出される端子10とバイポーラトランジスタ6、8のコレクタエミッタ接続部から導出される端子12との間には、コイル14が外部接続される。バイポーラトランジスタ2、4、6、8は、後述するPWM回路から制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4が供給されてオンオフ動作するものである。即ち、バイポーラトランジスタ2、8がともにオンする期間は、コイル14にR方向の電流が供給される。一方、バイポーラトランジスタ6、4がともにオンする期間は、コイル14にL方向の電流が供給される。そして、バイポーラトランジスタ2、8とバイポーラトランジスタ6、4が相補的に動作して、コイル14の電流の方向が適宜変化することによって、モータは所定方向に回転することとなる。
【0004】
制御回路16は、バイポーラトランジスタ2、4、6、8のオンオフタイミングを制御するための制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力するものである。制御回路16は、モータを所定速度で回転させるためのPWM回路18を有する。PWM回路18は、相補的に変化する入力信号IN1、IN2に基づいて、バイポーラトランジスタ2、4、6、8を動作させるための制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力するものである。
【0005】
モータ駆動回路はバイポーラトランジスタおよびCMOSトランジスタが混在する回路であるため、PWM回路18はバイポーラトランジスタ2、4、6、8を同期整流するための制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力可能である。つまり、PWM回路18は、コイル14にR方向の電流を供給するとき、バイポーラトランジスタ6をオフ、バイポーラトランジスタ8をオン、バイポーラトランジスタ2、4を相補的にオンオフするための制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力し、一方、コイル14にL方向の電流を供給するとき、バイポーラトランジスタ2をオフ、バイポーラトランジスタ4をオン、バイポーラトランジスタ6、8を相補的にオンオフするための制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力する。そして、バイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8がそれぞれ相補的にオンオフする速度を適宜設定することによって、モータは所定速度で回転することとなる。
【0006】
PWM回路18は、例えばIIL(Integrated Injection Logic)で構成される。なお、IILとは、バイポーラトランジスタで構成されるインバータを適宜接続し、信号線同士の交点の信号を論理積とする回路技術である。
【0007】
【特許文献1】特開2002−272162号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
バイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8がそれぞれ相補的にオンオフするとき、コイル14の特性に起因して、電源VCCと接地VSSの間に生じる電流がバイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8のコレクタエミッタ路を貫通してしまい、モータ駆動回路が誤動作または破壊される可能性がある。
【0009】
そのため、PWM回路18は、バイポーラトランジスタ2、4が相補的にオンオフする期間TAにおいて、バイポーラトランジスタ2、4がともにオフする期間TAAを有する制御信号OUT1、OUT2を出力し、一方、バイポーラトランジスタ6、8が相補的にオンオフする期間TBにおいて、バイポーラトランジスタ6、8がともにオフする期間TBBを有する制御信号OUT3、OUT4を出力する。これにより、コイル14が接続される端子10、12のインピーダンスは期間TAAおよび期間TBBにて無限大(Z)となるため、バイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8のコレクタエミッタ路を電流が貫通することはなくなる。
【0010】
しかし、複数の期間TAAが期間TAの中に存在するとともに複数の期間TBBが期間TBの中に存在することとなるため、バイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8がそれぞれ相補的にオンオフする速度が高くなるほど、期間TAAおよび期間TBBを無視できない割合が高くなる。従って、従来のモータ駆動回路は、バイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8をそれぞれ高速で相補的にオンオフする(高速でPWM駆動する)仕様に対して不向きとなる問題があった。
【0011】
そこで、本発明は、コイルと接続される吐出側トランジスタまたは吸込側トランジスタを高速でオンオフ可能なモータ駆動回路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための主たる発明は、直列接続される第1吐出側トランジスタおよび第1吸込側トランジスタと、直列接続される第2吐出側トランジスタおよび第2吸込側トランジスタと、所定周波数で相補的に変化する複数の入力信号に基づいて、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタの接続点と前記第2吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタの接続点との間に接続されるコイルに一方向または反対方向の電流を供給するための制御信号を、前記第1吐出側トランジスタ、前記第1吸込側トランジスタ、前記第2吐出側トランジスタ、前記第2吸込側トランジスタに供給する制御回路と、を有するモータ駆動回路であって、前記制御回路は、前記複数の入力信号が相補的に切り替わって変化するとき、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側のトランジスタを所定時間オフし、その後、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側の一方のトランジスタを前記入力信号の変化タイミングでオンオフするための制御信号を出力する、ことを特徴とする。
【0013】
このモータ駆動回路によれば、複数の入力信号が相補的に切り替わって変化するとき、動作する側のトランジスタを所定時間オフし、その後、動作する側の一方のトランジスタを入力信号の変化タイミングでオンオフする。これにより、高速のPWM駆動を実現するモータ駆動回路を提供できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【0015】
===PWM回路の構成===
図1を参照しつつ、本発明のモータ駆動回路に使用するPWM回路について説明する。図1は、本発明のモータ駆動回路に使用するPWM回路(制御回路)の一例を示す回路図である。なお、本実施の形態では、図4のモータ駆動回路は、バイポーラトランジスタからなる集積回路であることとし、図1のPWM回路は、例えばIILで構成され、図4のモータ駆動回路に使用されることとする。
【0016】
PWM回路100は、入力信号IN1、IN2(第1入力信号、第2入力信号)から制御信号OUT1、OUT4を出力するためのD型フリップフロップ102、104と、入力信号IN1、IN2から制御信号OUT3、OUT2を出力するためのD型フリップフロップ106、108と、を有する。
【0017】
先ず、D型フリップフロップ102のCL(クロック)端子は、3個のインバータ110、112、114を介して入力信号IN1の端子と接続され、D型フリップフロップ102は、インバータ114から出力される信号CL1(入力信号IN+の反転信号)が立ち下がるタイミングで動作する。D型フリップフロップ102のR(リセット)端子は、4個のインバータ116、118、120、122を介して入力信号IN2の端子と接続され、D型フリップフロップ102は、インバータ122から出力される信号R1(入力信号IN2の非反転信号)が立ち上がるタイミングでリセットされる。D型フリップフロップ102のQ(出力)端子は、2本の信号線を有し、D型フリップフロップ102は、入力信号IN1、IN2が相補的に切り替わるタイミングで変化する矩形信号A1を出力する。D型フリップフロップ102のQ端子の一方の信号線は、4個のインバータ124、126、128、130と接続され、インバータ130は、矩形信号A1の一方のエッジがインバータ124、126、128、130の信号伝達時間(期間TX)のみ遅延する遅延信号A2を出力する。D型フリップフロップ102のQ端子の他方の信号線は、インバータ130の出力と接続されるとともに2個のインバータ132、134を介して制御信号OUT1の端子と接続され、インバータ134は、矩形信号A1と遅延信号A2の論理積信号A3を制御信号OUT1として出力する。インバータ112の出力は、インバータ130の出力と接続されるとともに2個のインバータ136、138を介して制御信号OUT4の端子と接続され、入力信号IN1と遅延信号A2の論理積信号A4を制御信号OUT4として出力する。
【0018】
D型フリップフロップ104のCL端子は、4個のインバータ116、118、120、122を介して入力信号IN2の端子と接続され、D型フリップフロップ104は、インバータ122から出力される信号CL2(=信号R1)が立ち下がるタイミングで動作する。D型フリップフロップ104のR端子は、3個のインバータ110、112、114を介して入力信号IN1の端子と接続され、D型フリップフロップ104は、インバータ114から出力される信号R2(=信号CL1)が立ち上がるタイミングでリセットされる。D型フリップフロップ104のQ端子は、2本の信号線を有し、D型フリップフロップ104は、入力信号IN1、IN2が相補的に切り替わるタイミングで変化する矩形信号B1を出力する。D型フリップフロップ104のQ端子の一方の信号線は、4個のインバータ140、142、144、146と接続され、インバータ146は、矩形信号B1の一方のエッジがインバータ140、142、144、146の信号伝達時間(期間TX)のみ遅延する遅延信号B2を出力する。D型フリップフロップ104のQ端子の他方の信号線は、インバータ146の出力と接続されるとともに2個のインバータ148、134を介して制御信号OUT1の端子と接続され、インバータ134は、矩形信号B1と遅延信号B2の論理積信号B3を制御信号OUT1として出力する。インバータ120の出力は、インバータ146の出力と接続されるとともに2個のインバータ150、138を介して制御信号OUT4の端子と接続され、入力信号IN2の反転信号と遅延信号B2の論理積信号B4を制御信号OUT4として出力する。
【0019】
D型フリップフロップ106のCL端子は、3個のインバータ116、118、152を介して入力信号IN2の端子と接続され、D型フリップフロップ106は、インバータ152から出力される信号CL3(入力信号IN2の反転信号)が立ち下がるタイミングで動作する。D型フリップフロップ106のR端子は、4個のインバータ110、112、154、156を介して入力信号IN1の端子と接続され、D型フリップフロップ106は、インバータ156から出力される信号R3(入力信号IN1の非反転信号)が立ち上がるタイミングでリセットされる。D型フリップフロップ106のQ端子は、2本の信号線を有し、D型フリップフロップ106は、入力信号IN1、IN2が相補的に切り替わるタイミングで変化する矩形信号C1を出力する。D型フリップフロップ106のQ端子の一方の信号線は、4個のインバータ158、160、162、164と接続され、インバータ164は、矩形信号C1の一方のエッジがインバータ158、160、162、164の信号伝達時間(期間TX)のみ遅延する遅延信号C2を出力する。D型フリップフロップ106のQ端子の他方の信号線は、インバータ164の出力と接続されるとともに2個のインバータ166、168を介して制御信号OUT3の端子と接続され、インバータ168は、矩形信号C1と遅延信号C2の論理積信号C3を制御信号OUT3として出力する。インバータ118の出力は、インバータ164の出力と接続されるとともに2個のインバータ170、172を介して制御信号OUT2の端子と接続され、入力信号IN2と遅延信号C2の論理積信号C4を制御信号OUT2として出力する。
【0020】
D型フリップフロップ108のCL端子は、4個のインバータ110、112、154、156を介して入力信号IN1の端子と接続され、D型フリップフロップ108は、インバータ156から出力される信号CL4(=信号R3)が立ち下がるタイミングで動作する。D型フリップフロップ108のR端子は、3個のインバータ116、118、152を介して入力信号IN2の端子と接続され、D型フリップフロップ108は、インバータ152から出力される信号R4(=信号CL3)が立ち上がるタイミングでリセットされる。D型フリップフロップ108のQ端子は、2本の信号線を有し、D型フリップフロップ108は、入力信号IN1、IN2が相補的に切り替わるタイミングで変化する矩形信号D1を出力する。D型フリップフロップ108のQ端子の一方の信号線は、4個のインバータ174、176、178、180と接続され、インバータ180は、矩形信号D1の一方のエッジがインバータ174、176、178、180の信号伝達時間(期間TX)のみ遅延する遅延信号D2を出力する。D型フリップフロップ108のQ端子の他方の信号線は、インバータ180の出力と接続されるとともに2個のインバータ182、168を介して制御信号OUT3の端子と接続され、インバータ168は、矩形信号D1と遅延信号D2の論理積信号D3を制御信号OUT3として出力する。インバータ154の出力は、インバータ180の出力と接続されるとともに2個のインバータ184、172を介して制御信号OUT2の端子と接続され、入力信号IN+の反転信号と遅延信号D2の論理積信号D4を制御信号OUT2として出力する。
【0021】
なお、D型フリップフロップ102とインバータ110、112、114、116、118、120、122は、矩形信号A1を出力するための第1回路を構成する。D型フリップフロップ104とインバータ110、112、114、116、118、120、122は、矩形信号B1を出力するための第1回路を構成する。D型フリップフロップ106とインバータ110、112、116、118、152、154、156は、矩形信号C1を出力するための第1回路を構成する。D型フリップフロップ108とインバータ110、112、116、118、152、154、156は、矩形信号D1を出力するための第1回路を構成する。また、D型フリップフロップ102とインバータ130の接続は、論理積信号A3を出力するための第2回路を構成する。D型フリップフロップ104とインバータ146の接続は、論理積信号B3を出力するための第2回路を構成する。D型フリップフロップ106とインバータ164の接続は、論理積信号C3を出力するための第2回路を構成する。D型フリップフロップ108とインバータ180の接続は、論理積信号D3を出力するための第2回路を構成する。また、インバータ112、130の接続は、論理積信号A4を出力するための第3回路を構成する。インバータ120、146の接続は、論理積信号B4を出力するための第3回路を構成する。インバータ118、164の接続は、論理積信号C4を出力するための第3回路を構成する。インバータ154、180の接続は、論理積信号D4を出力するための第3回路を構成する。
【0022】
なお、PWM回路100は、2個の最小限の入力信号を基にして制御信号を出力するハードウエア回路である。これにより、PWM回路100は、簡単な構成で、入力信号と対応する制御信号を確実に出力できる。更に、PWM回路100を有するモータ駆動回路は、集積化することも可能である。
【0023】
===PWM回路の動作===
≪入力信号の一仕様≫
図1、図2、図4を参照しつつ、本発明のモータ駆動回路に使用するPWM回路の動作について説明する。図2は、図1の要部波形を示す波形図である。なお、図2の波形では、入力信号IN1、IN2は、期間TA、TBにおいて、所定周波数の変化とハイレベルを相補的に繰り返すこととする。
【0024】
先ず、期間TAにおいて、入力信号IN1は、第1電圧(例えば5ボルト)と第2電圧(例えば0ボルト)の間を所定周波数で矩形変化する。入力信号IN2は、第1電圧(以下ハイレベルと称する)に固定される。信号CL1(=信号R2)は入力信号IN1を反転したものとなり、信号R1(=信号CL2)はハイレベルとなる。D型フリップフロップ102は、信号CL1が変化するものの、信号R1がハイレベルであるため、常時リセットされる。即ち、信号A1は第2電圧(以下ローレベルと称する)となる。このとき、信号A2、A3、A4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ104は、信号R2が変化するものの、信号CL2がハイレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号B1はローレベルとなる。このとき、信号B2、B3、B4もローレベルとなる。従って、制御信号OUT1、OUT4はローレベルとなる。
【0025】
一方、信号CL3(=信号R4)はローレベルとなり、信号R3(=信号CL4)は入力信号IN1を反転しないものとなる。D型フリップフロップ106は、信号R3が変化するものの、信号CL3がローレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号C1はローレベルとなる。このとき、信号C2、C3、C4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ108は、信号R4がローレベルであるため、信号CL4が立ち下がるタイミングでクロック動作する。即ち、信号D1はハイレベルとなる。このとき、信号D3は、信号D1の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。信号D4は、入力信号IN1の反転信号の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。従って、制御信号OUT3は信号D3と同一となり、制御信号OUT2は信号D4と同一となる。
【0026】
制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4が上記の関係を有することによって、バイポーラトランジスタ4は所定周波数でオンオフし、バイポーラトランジスタ6はオンする。そして、端子10がローレベル(L)となるとともに端子12がハイレベル(H)となる期間、コイル14はL方向の電流が供給される。なお、期間TXを経過するまで、バイポーラトランジスタ4、6はオフし、端子10、12のインピーダンスは無限大(Z)となる。期間TXを経過した後、バイポーラトランジスタ4、6は、制御信号OUT2、OUT3の変化に応じてオンオフする。特に、バイポーラトランジスタ4は、入力信号IN1が変化するそのままのタイミングでオンオフする。
【0027】
次に、期間TBにおいて、入力信号IN1は、第1電圧に固定される。入力信号IN2は、第1電圧と第2電圧の間を所定周波数で矩形変化する。信号CL1(=信号R2)はローレベルとなり、信号R1(=信号CL2)は入力信号IN2を反転しないものとなる。D型フリップフロップ102は、信号R1が変化するものの、信号CL1がローレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号A1はローレベルとなる。このとき、信号A2、A3、A4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ104は、信号R2がローレベルであるため、信号CL2が立ち下がるタイミングでクロック動作する。即ち、信号B1はハイレベルとなる。このとき、信号B3は、信号B1の立ち上がりが期間TBの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。信号B4は、入力信号IN2の反転信号の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。従って、制御信号OUT1は信号B3と同一となり、制御信号OUT4は信号B4と同一となる。
【0028】
一方、信号CL3(=信号R4)は入力信号IN2を反転したものとなり、信号R3(=信号CL4)はハイレベルとなる。D型フリップフロップ106は、信号CL3が変化するものの、信号R3がハイレベルであるため、常時リセットされる。即ち、信号C1はローレベルとなる。このとき、信号C2、C3、C4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ108は、信号R4が変化するものの、信号CL4がハイレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号D1はローレベルとなる。このとき、信号D2、D3、D4もローレベルとなる。従って、制御信号OUT3、OUT2はローレベルとなる。
【0029】
制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4が上記の関係を有することによって、バイポーラトランジスタ2はオンし、バイポーラトランジスタ8は所定周波数でオンオフする。そして、端子10がハイレベル(H)となるとともに端子12がローレベル(L)となる期間、コイル14はR方向の電流が供給される。なお、期間TXを経過するまで、バイポーラトランジスタ2、8はオフし、端子10、12のインピーダンスは無限大(Z)となる。期間TXを経過した後、バイポーラトランジスタ2、8は、制御信号OUT1、OUT4の変化に応じてオンオフする。特に、バイポーラトランジスタ8は、入力信号IN2が変化するそのままのタイミングでオンオフする。
【0030】
≪入力信号の他の仕様≫
図1、図3、図4を参照しつつ、本発明のモータ駆動回路に使用するPWM回路の動作について説明する。図3は、図1の要部波形を示す波形図である。なお、図3の波形では、入力信号IN1、IN2は、期間TA、TBにおいて、所定周波数の変化とローレベルを相補的に繰り返すこととする。
【0031】
先ず、期間TAにおいて、入力信号IN1は、第1電圧と第2電圧の間を所定周波数で矩形変化する。入力信号IN2は、第2電圧(以下ローレベルと称する)に固定される。信号CL1(=信号R2)は入力信号IN1を反転したものとなり、信号R1(=信号CL2)はローレベルとなる。D型フリップフロップ102は、信号R1がローレベルであるため、信号CL1が立ち下がるタイミングでクロック動作する。即ち、信号A1はハイレベルとなる。このとき、信号A3は、信号A1の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。信号A4は、入力信号IN1の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。従って、制御信号OUT1は信号A3と同一となり、制御信号OUT4は信号A4と同一となる。
【0032】
一方、信号CL3(=信号R4)はハイレベルとなり、信号R3(=信号CL4)は入力信号IN1を反転しないものとなる。D型フリップフロップ106は、信号R3が変化するものの、信号CL3がハイレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号C1はローレベルとなる。このとき、信号C2、C3、C4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ108は、信号CL4が変化するものの、信号R4がハイレベルであるため、常時リセットされる。即ち、信号D1はローレベルとなる。このとき、信号D2、D3、D4もローレベルとなる。従って、制御信号OUT3、OUT2はローレベルとなる。
【0033】
制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4が上記の関係を有することによって、バイポーラトランジスタ2はオンし、バイポーラトランジスタ8は所定周波数でオンオフする。そして、端子10がハイレベル(H)となるとともに端子12がローレベル(L)となる期間、コイル14はR方向の電流が供給される。なお、期間TXを経過するまで、バイポーラトランジスタ2、8はオフし、端子10、12のインピーダンスは無限大(Z)となる。期間TXを経過した後、バイポーラトランジスタ2、8は、制御信号OUT1、OUT4の変化に応じてオンオフする。特に、バイポーラトランジスタ8は、入力信号IN1が変化するそのままのタイミングでオンオフする。
【0034】
次に、期間TBにおいて、入力信号IN1は、第2電圧に固定される。入力信号IN2は、第1電圧と第2電圧の間を所定周波数で矩形変化する。信号CL1(=信号R2)はハイレベルとなり、信号R1(=信号CL2)は入力信号IN2を反転しないものとなる。D型フリップフロップ102は、信号R1が変化するものの、信号CL1がハイレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号A1はローレベルとなる。このとき、信号A2、A3、A4もローレベルとなる。また、D型フリップフロップ104は、信号R2が変化するものの、信号CL2がローレベルであるため、クロック動作しない。即ち、信号B1はローレベルとなる。このとき、信号B2、B3、B4もローレベルとなる。従って、制御信号OUT1、OUT4はローレベルとなる。
【0035】
一方、信号CL3(=信号R4)は入力信号IN2を反転したものとなり、信号R3(=信号CL4)はローレベルとなる。D型フリップフロップ106は、信号R3がローレベルであるため、信号CL3が立ち下がるタイミングでクロック動作する。即ち、信号C1はハイレベルとなる。このとき、信号C3は、信号C1の立ち上がりが期間TBの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。信号C4は、入力信号IN2の立ち上がりが期間TAの開始タイミングから期間TX遅延するものとなる。従って、制御信号OUT3は信号C3と同一となり、制御信号OUT2は信号C4と同一となる。
【0036】
制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4が上記の関係を有することによって、バイポーラトランジスタ4は所定周波数でオンオフし、バイポーラトランジスタ6はオンする。そして、端子10がローレベル(L)となるとともに端子12がハイレベル(H)となる期間、コイル14はL方向の電流が供給される。なお、期間TXを経過するまで、バイポーラトランジスタ4、6はオフし、端子10、12のインピーダンスは無限大(Z)となる。期間TXを経過した後、バイポーラトランジスタ4、6は、制御信号OUT2、OUT3の変化に応じてオンオフする。特に、バイポーラトランジスタ4は、入力信号IN2が変化するそのままのタイミングでオンオフする。
【0037】
===PWM回路の効果===
バイポーラトランジスタ2、8およびバイポーラトランジスタ4、6は、入力信号IN1、IN2が相補的に切り替わるとき、即ち、期間TAおよび期間TBが切り替わるとき、期間TXのみオフする。これにより、電源VCCと接地VSSの間に生じる電流がバイポーラトランジスタ2、4とバイポーラトランジスタ6、8のコレクタエミッタ路を貫通して、モータ駆動回路が誤動作または破壊されるという問題を防止できる。なお、期間TXはインバータの信号伝達時間を利用しているため、期間TXをモータの仕様に応じて適宜設定できる。
【0038】
また、バイポーラトランジスタ4、8は、期間TX経過後、入力信号IN1、IN2が変化するそのままのタイミングでオンオフする。これにより、バイポーラトランジスタを用いて、モータ(DCモータ等)を高速でPWM駆動できる。
【0039】
更に、PWM回路100は、図2および図3の何れの入力信号IN1、IN2を用いても動作する。これにより、汎用性が高いモータ駆動回路を提供できる。
【0040】
===その他の実施形態===
以上、本発明に係るモータ駆動回路、集積回路、モータ回路の駆動方法について説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【0041】
≪吐出側トランジスタおよび吸込側トランジスタ≫
本実施形態では、吸込側となるバイポーラトランジスタ4、8を所定周波数でオンオフしているが、これに限定されるものではない。例えば、吐出側となるバイポーラトランジスタ2、6を所定周波数でオンオフして、モータをPWM駆動することも可能である。
【0042】
≪制御回路≫
本実施形態では、制御回路16内に設けられるPWM回路100は、図1に限定されるものではない。PWM回路100は、入力信号IN1、IN2に基づいて制御信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4を出力できればよく、IIL以外の回路技術を使用することも可能である。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、コイルと接続される吐出側トランジスタまたは吸込側トランジスタを高速でオンオフ可能なモータ駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ駆動回路に使用するPWM回路(制御回路)の一例を示す回路図である。
【図2】図1の要部波形を示す波形図である。
【図3】図1の要部波形を示す波形図である。
【図4】一般的なモータ駆動回路を示す回路ブロック図である。
【図5】図4のモータ駆動回路に設けられる同期整流型のPWM回路を示す回路図である。
【図6】図4の要部波形を示す波形図である。
【符号の説明】
2 バイポーラトランジスタ(第1吐出側トランジスタ)
4 バイポーラトランジスタ(第1吸込側トランジスタ)
6 バイポーラトランジスタ(第2吐出側トランジスタ)
8 バイポーラトランジスタ(第2吸込側トランジスタ)
14 コイル
16 制御回路
100 PWM回路
Claims (5)
- 直列接続される第1吐出側トランジスタおよび第1吸込側トランジスタと、直列接続される第2吐出側トランジスタおよび第2吸込側トランジスタと、所定周波数で相補的に変化する複数の入力信号に基づいて、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタの接続点と前記第2吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタの接続点との間に接続されるコイルに一方向または反対方向の電流を供給するための制御信号を、前記第1吐出側トランジスタ、前記第1吸込側トランジスタ、前記第2吐出側トランジスタ、前記第2吸込側トランジスタに供給する制御回路と、を有するモータ駆動回路であって、
前記制御回路は、前記複数の入力信号が相補的に切り替わって変化するとき、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側のトランジスタを所定時間オフし、その後、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側の一方のトランジスタを前記入力信号の変化タイミングでオンオフするための制御信号を出力する、
ことを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記複数の入力信号は、第1入力信号と、前記第1入力信号と相補的に変化する第2入力信号と、からなることを特徴とする請求項1記載のモータ駆動回路。
- 前記制御回路は、前記第1入力信号と前記第2入力信号が相補的に切り替わるタイミングで変化する矩形信号を出力する第1回路と、前記矩形信号の一方の変化を前記タイミングから前記所定時間遅延させる第2回路と、前記第1入力信号および前記第2入力信号の変化を前記タイミングから前記所定時間遅延させる第3回路と、を有し、
前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側の一方のトランジスタを前記第2回路の出力信号で駆動するとともに、動作する側の他方のトランジスタを前記第3回路の出力信号で駆動することを特徴とする請求項2記載のモータ駆動回路。 - 請求項1乃至3のモータ駆動回路を集積化したことを特徴とする集積回路。
- 直列接続される第1吐出側トランジスタおよび第1吸込側トランジスタと、直列接続される第2吐出側トランジスタおよび第2吸込側トランジスタと、所定周波数で相補的に変化する複数の入力信号に基づいて、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタの接続点と前記第2吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタの接続点との間に接続されるコイルに一方向または反対方向の電流を供給するための制御信号を、前記第1吐出側トランジスタ、前記第1吸込側トランジスタ、前記第2吐出側トランジスタ、前記第2吸込側トランジスタに供給する制御回路と、を有するモータ回路の駆動方法であって、
前記制御回路は、前記複数の入力信号が相補的に切り替わって変化するとき、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側のトランジスタを所定時間オフし、その後、前記第1吐出側トランジスタおよび前記第2吸込側トランジスタ、または、前記第2吐出側トランジスタおよび前記第1吸込側トランジスタのうち、動作する側の一方のトランジスタを前記入力信号の変化タイミングでオンオフするための制御信号を出力する、
ことを特徴とするモータ回路の駆動方法。
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