JP2006303992A - 誘導性負荷駆動装置 - Google Patents
誘導性負荷駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006303992A JP2006303992A JP2005123841A JP2005123841A JP2006303992A JP 2006303992 A JP2006303992 A JP 2006303992A JP 2005123841 A JP2005123841 A JP 2005123841A JP 2005123841 A JP2005123841 A JP 2005123841A JP 2006303992 A JP2006303992 A JP 2006303992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse width
- width modulation
- pulse
- modulation signal
- switching element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
- H02M7/53878—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current by time shifting switching signals of one diagonal pair of the bridge with respect to the other diagonal pair
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/68—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B15/00—Suppression or limitation of noise or interference
- H04B15/02—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus
- H04B15/04—Reducing interference from electric apparatus by means located at or near the interfering apparatus the interference being caused by substantially sinusoidal oscillations, e.g. in a receiver or in a tape-recorder
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2215/00—Reducing interference at the transmission system level
- H04B2215/064—Reduction of clock or synthesizer reference frequency harmonics
- H04B2215/067—Reduction of clock or synthesizer reference frequency harmonics by modulation dispersion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
【課題】 複数の誘導性負荷をＰＷＭ駆動信号により同時に駆動する場合に、ＰＷＭ駆動信号により発生するノイズを低減した誘導性負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】電源に接続された２つの誘導性負荷２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ直列に接続されるとともにパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で２つの誘導性負荷２０Ａ、２０Ｂを通電させる２つのスイッチング素子１５Ａ、１５Ｂと、パルス幅変調信号を出力しスイッチング素子１５Ａ、１５Ｂのオンオフを制御する制御装置３０とを備え、２つのパルス幅変調信号は、一方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点と立ち下り開始時点との間で他方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、一方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間と他方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間が重ならない。
【選択図】 図１
【解決手段】電源に接続された２つの誘導性負荷２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ直列に接続されるとともにパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で２つの誘導性負荷２０Ａ、２０Ｂを通電させる２つのスイッチング素子１５Ａ、１５Ｂと、パルス幅変調信号を出力しスイッチング素子１５Ａ、１５Ｂのオンオフを制御する制御装置３０とを備え、２つのパルス幅変調信号は、一方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点と立ち下り開始時点との間で他方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、一方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間と他方のパルス幅変調信号の１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間が重ならない。
【選択図】 図１
Description
本発明は、誘導性負荷駆動装置に関するものである。
一般に、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号によってモータ等の誘導性負荷を複数個同時に駆動する場合に発生するノイズの低減方法については、様々なものが提案されている。例えば、２つのＭＯＳＦＥＴにより２つのモータを駆動する場合において、各ＭＯＳＦＥＴに入力するＰＷＭ駆動信号の位相をずらし、一方のパルスの立ち上がり終了タイモングが他方のパルスの立ち下がり開始タイミングと一致するように位相を設定し、２つのＭＯＳＦＥＴが同時にスイッチングされることを回避することで、スイッチングノイズの低減を図る提案がされている（特許文献１）。
特開平１０−２２２２号公報
しかしながら、このような誘導性負荷駆動装置では、ＭＯＳＦＥＴのスイッチングノイズの低減が図れる一方、２つのＰＷＭ駆動信号の変化点で発生する高調波ノイズを十分に低減できない、という問題点がある。すなわち、２つのＰＷＭ駆動信号をＰＷＭ駆動信号Ａ、ＰＷＭ駆動信号Ｂとして、両信号の１周期分の経時変化を見た場合、図１４に示すように、ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち上がり開始点→ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち上がり終了点（＝ＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち下がり開始点）→ＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち下がり終了点→ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち下がり開始点→ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち下がり終了点→ＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち上がり開始点→ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち上がり終了点、と７つの変化点が存在し、それぞれの変化点で高調波ノイズが発生するため、全体としてはさらに周波数成分が増えたノイズとなってしまう。
本発明の課題は、複数の誘導性負荷をＰＷＭ駆動信号により同時に駆動する場合に、ＰＷＭ駆動信号により発生するノイズを低減した誘導性負荷駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 電源に接続された２つの誘導性負荷と、前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点と立ち下り開始時点との間で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間と前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間が重ならないことを特徴としている。
上記構成によれば、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
また請求項２の発明は、電源に接続された２つの誘導性負荷と、前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、 前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がり終了時点で前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がりが開始することを特徴としている。
上記構成によれば、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
またパルスの変化点の一部が同じタイミングとなるように２つのパルス幅変調信号のパルスを発生させているため、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減することができる。
また請求項３の発明は、電源に接続された２つの誘導性負荷と、前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、 前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がり開始時点で前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下りが終了することを特徴としている。
上記構成によれば、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
またパルスの変化点の一部が同じタイミングとなるように２つのパルス幅変調信号のパルスを発生させているため、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減することができる。
また請求項４の発明は、電源に接続された２つの誘導性負荷と、前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号と他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号とが所定の位相差および所定のデューティ比の差を備えるとともに、該所定の位相差および該所定のデューティ比の差が所定の算式を満足する関係にあることを特徴としている。
また請求項５の発明によれば、請求項４において、前記算式は、ｍおよびｎを正の整数とし、前記位相差＝１．８×（ｍ／ｎ）×前記デューティ比の差で表わされることを特徴としている。
上記構成によれば、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
また２つのパルス幅変調信号の合成高調波が最小となるように２つのパルス幅変調信号の位相差およびデューティ比を設けているため、合成高調波によるノイズを抑制することができる。
本発明によれば、複数の誘導性負荷をＰＷＭ駆動信号により同時に駆動する場合に、ＰＷＭ駆動信号により発生するノイズを低減した誘導性負荷駆動装置を実現することができる。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
図１は、本発明の第１の実施例のブロック図である。
電源２１の電圧は、変圧器１８により所定の電圧ＶＣＣ１９に変換される。
ＶＣＣ１９とグランドの間には、モータ２０ＡとＭＯＳＦＥＴ１５Ａの直列回路と、モータ２０ＢとＭＯＳＦＥＴ１５Ｂの直列回路が並列接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１５Ａと１５Ｂのドレインは、順方向のダイオード１６Ａ、１６Ｂをそれぞれ介してＶＣＣ１９に接続されている。
ダイオード１６Ａ、１６Ｂにはノイズ除去用のコンデンサ１７Ａ、１７Ｂがそれぞれ並列に接続されている。
入力信号処理部１１は、図示しない他の装置からモータ２０Ａ、２０Ｂの制御信号を受けて、波形設定部１２にＰＷＭ信号を出力する。
波形設定部１２は、入力信号処理部１１から取り込んだＰＷＭ信号を元に、あらかじめ設定されたデューティ比および位相差の関係を備えた２種類のＰＷＭ駆動信号であるＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂを生成し、駆動部１３Ａ、１３Ｂに出力する。
波形設定部１２で生成されたＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ａは、それぞれ駆動部１３Ａ、１３Ｂによって増幅された後に抵抗１４Ａおよび１４Ｂによってパルス形状が整形された後に、ＭＯＳＦＥＴ１５Ａ、１５Ｂのゲートに出力される。
ここで、上記のモータ２０Ａ、２０Ｂが請求項の誘導性負荷にあたる。また上記のＭＯＳＦＥＴ１５Ａ、１５Ｂが請求項のスイッチング素子にあたる。さらに上記の入力信号処理部１１、波形設定部１２、駆動部１３Ａ、１３Ｂ、抵抗１４Ａ、１４Ｂを備えた制御装置３０が請求項の制御装置にあたる。
次に、本発明の第１の実施例の動作について説明する。
本実施例では、２つのＰＷＭ駆動信号の位相をずらすことで２つのＰＷＭ駆動信号のパルスの変化点の一部を揃え、全体としてのパルスの変化点の数を減らして、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減するものである。
本実施例では、制御装置３０が出力するＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂは図２に示すような関係で生成される。
すなわち、ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち上がり終了時点でＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち上がりが開始し、またＰＷＭ駆動信号Ａの立ち下がり終了時点でＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち下がりが開始する。このようにＰＷＭ駆動信号ＡとＰＷＭ駆動信号Ｂのパルスの変化点の一部を揃えることで、全体としてのパルスの変化点の数を減らし、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減する。
この関係は、ＰＷＭ駆動信号Ｂの位相を所定量（図２ではα）ずらすことで実現でき、デューティ比の値には左右されない。
図１５〜図１７に、特許文献１に記載の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。また図３〜図５に、本実施例の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。
図３と図１５はデューティ比を５０％とした場合の結果を、図４と図１６はデューティ比を７０％とした場合の結果を、図５と図１７はデューティ比を９０％とした場合の結果を表している。
図３と図１５を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図４と図１６を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図５と図１７を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
以上の動作により、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
また全体としてのパルスの変化点の数を減らしているため、従来技術に比較して高調波ノイズ、特にＡＭラジオ帯域の約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの周波数を有する高調波ノイズを低減することができる。
次に、本発明の第２の実施例の動作について説明する。
本実施例では、２つのＰＷＭ駆動信号のデューティ比を変えて２つのＰＷＭ駆動信号のパルスの変化点の一部を揃え、全体としてのパルスの変化点の数を減らして、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減するものである。
本実施例では、制御装置３０が出力するＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂは図６に示すような関係で生成される。
すなわち、ＰＷＭ駆動信号Ａの立ち上がり終了時点でＰＷＭ駆動信号Ｂが立ち上がり、またＰＷＭ駆動信号Ａの立ち下がり開始時点でＰＷＭ駆動信号Ｂの立ち下がりが終了する。このようにＰＷＭ駆動信号ＡとＰＷＭ駆動信号Ｂのパルスの変化点の一部を揃えることで、全体としてのパルスの変化点の数を減らし、パルスの変化点で発生する高調波ノイズを低減する。
この関係は、ＰＷＭ駆動信号Ｂのデューティ比を変えることで実現でき、ＰＷＭ駆動信号ＡとＰＷＭ駆動信号Ｂとの間に位相差を設定する必要はない。
図１５〜図１７に、特許文献１に記載の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。また図７〜図９に、本実施例の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。
図７はＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂのデューティ比をそれぞれ５０％および５３．５％とした場合の結果を、図８はデューティ比をそれぞれ７０％および７３．５％とした場合の結果を、図９はデューティ比をそれぞれ９０％および９３．５％とした場合の結果を表している。
図７と図１５を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図８と図１６を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図９と図１７を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
以上の動作により、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
また全体としてのパルスの変化点の数を減らしているため、従来技術に比較して高調波ノイズ、特にＡＭラジオ帯域の約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの周波数を有する高調波ノイズを低減することができる。
次に、本発明の第３の実施例の動作について説明する。
本実施例では、２つのＰＷＭ駆動信号の位相およびデューティ比を変えることで、高調波ノイズを低減するものである。
２つのＰＷＭ駆動信号の周波数をｆ、位相差をΦとすると、２つのＰＷＭ駆動信号のそれぞれの高調波を合成した合成高調波がゼロとなる周波数Ｆ０（Φ）は、下記の式で表すことができる。
（式１）・・・Ｆ０（Φ）＝ｎ×（１８０°×ｆ）／Φ （ｎは１以上の整数で奇数）
また、合成高調波が大きくなる周波数ＦＰ（Φ）は、下記の式で表すことができる。
（式２）・・・ＦＰ（Φ）＝ｍ×（１８０°×ｆ）／Φ （ｍは２以上の整数で偶数）
一方、２つのＰＷＭ駆動信号の周波数をｆ、デューティ比の差をＤとすると、２つのＰＷＭ駆動信号のそれぞれの高調波を合成した合成高調波がゼロとなる周波数Ｆ０（Ｄ）は、下記の式で表すことができる。
（式３）・・・Ｆ０（Ｄ）＝ｎ×（１００％×ｆ）／Ｄ （ｎは１以上の整数で奇数）
また、合成高調波が大きくなる周波数ＦＰは、下記の式で表すことができる。
（式４）・・・ＦＰ（Ｄ）＝ｍ×（１００％×ｆ）／Ｄ （ｍは２以上の整数で偶数）
ここで、位相およびデューティ比の双方を調整して高調波ノイズを低減させることを考えると、（式１）＝（式４）、または（式２）＝（式３）となる条件が満たすことができれば、合成高調波成分を効率的に相殺することができる。
（式１）・・・Ｆ０（Φ）＝ｎ×（１８０°×ｆ）／Φ （ｎは１以上の整数で奇数）
また、合成高調波が大きくなる周波数ＦＰ（Φ）は、下記の式で表すことができる。
（式２）・・・ＦＰ（Φ）＝ｍ×（１８０°×ｆ）／Φ （ｍは２以上の整数で偶数）
一方、２つのＰＷＭ駆動信号の周波数をｆ、デューティ比の差をＤとすると、２つのＰＷＭ駆動信号のそれぞれの高調波を合成した合成高調波がゼロとなる周波数Ｆ０（Ｄ）は、下記の式で表すことができる。
（式３）・・・Ｆ０（Ｄ）＝ｎ×（１００％×ｆ）／Ｄ （ｎは１以上の整数で奇数）
また、合成高調波が大きくなる周波数ＦＰは、下記の式で表すことができる。
（式４）・・・ＦＰ（Ｄ）＝ｍ×（１００％×ｆ）／Ｄ （ｍは２以上の整数で偶数）
ここで、位相およびデューティ比の双方を調整して高調波ノイズを低減させることを考えると、（式１）＝（式４）、または（式２）＝（式３）となる条件が満たすことができれば、合成高調波成分を効率的に相殺することができる。
（式２）＝（式３）の関係より、次式が導かれる。
（式５）・・・Φ＝１．８×（ｍ／ｎ）×Ｄ
図１０に上記の関係を備えたＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂを示す。
（式５）・・・Φ＝１．８×（ｍ／ｎ）×Ｄ
図１０に上記の関係を備えたＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂを示す。
図１５〜図１７に、特許文献１に記載の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。また図１１〜図１３に、本実施例の内容で生成したＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂによる高調波ノイズのシミュレーション結果例を示す。
ここで、（式５）においてＤ＝２．５、ｍ／ｎ＝４とし、Φ≒２０と設定している。
図１１はＰＷＭ駆動信号ＡおよびＰＷＭ駆動信号Ｂのデューティ比をそれぞれ５０％および５２．５％とするとともに位相差を２０度とした場合の結果を、図１２はデューティ比をそれぞれ７０％および７２．５％とするとともに位相差を２０度とした場合の結果を、図１３はデューティ比をそれぞれ９０％および９２．５％とするとともに位相差を２０度とした場合の結果を表している。
図１１と図１５を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図１２と図１６を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
また図１３と図１７を比較して明らかなように、特許文献１の方法に比べ、本実施例におけるノイズの周波数分布は、ＡＭラジオ帯域である約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの間で低減されていることが確認できる。
以上の動作により、２つのパルス幅変調信号のパルスの変化区間が重ならないように２つのスイッチング素子を時間的にずらしてスイッチングするため、スイッチングが重なることに起因するノイズの発生の増加を抑制することができる。
また合成高調波が最も少なくなるように位相差Φおよびデューティ比の差Ｄを設定しているため、従来技術に比較して高調波ノイズ、特にＡＭラジオ帯域の約５００ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの周波数を有する高調波ノイズを低減することができる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、実施例は本発明の例示にしか過ぎず、本発明は実施例の構成にのみ限定されるものではない。したがって本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれることはもちろんである。
例えば、第３の実施例において、ＰＷＭ駆動信号ＡとＰＷＭ駆動信号Ｂとの位相差およびデューティ比の差は、第３の実施例で示した値に限定されるものではなく、（式５）の関係を満足するものであれば良い。
１０ 誘導性負荷駆動装置
１１ 入力信号処理部
１２ 波形設定部
１３Ａ、１３Ｂ 駆動部
１４Ａ、１４Ｂ 抵抗
１５Ａ、１５Ｂ ＭＯＳＦＥＴ
１６Ａ、１６Ｂ ダイオード
１７Ａ、１７Ｂ コンデンサ
１８ 変圧器
１９ ＶＣＣ
２０Ａ、２０Ｂ モータ
２１ 電源
３０ 制御装置
１１ 入力信号処理部
１２ 波形設定部
１３Ａ、１３Ｂ 駆動部
１４Ａ、１４Ｂ 抵抗
１５Ａ、１５Ｂ ＭＯＳＦＥＴ
１６Ａ、１６Ｂ ダイオード
１７Ａ、１７Ｂ コンデンサ
１８ 変圧器
１９ ＶＣＣ
２０Ａ、２０Ｂ モータ
２１ 電源
３０ 制御装置
Claims (5)
- 電源に接続された２つの誘導性負荷と、
前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、
前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、
前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点と立ち下り開始時点との間で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間と前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下り開始時点から立ち下り終了時点までの時間が重ならないことを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 電源に接続された２つの誘導性負荷と、
前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、
前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、
前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がり終了時点で前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がりが開始することを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 電源に接続された２つの誘導性負荷と、
前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、
前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、
前記パルス幅変調信号は、一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がり終了時点で他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の１パルスの立ち上がりが開始するとともに、前記一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下がり開始時点で前記他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号の前記１パルスの立ち下りが終了することを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 電源に接続された２つの誘導性負荷と、
前記２つの誘導性負荷にそれぞれ直列に接続されるとともに、外部から受け取ったパルス幅変調信号によりオンオフが制御され、オン状態で前記２つの誘導性負荷をそれぞれ通電させる２つのスイッチング素子と、
前記２つのスイッチング素子にそれぞれパルス幅変調信号を出力し、該２つのスイッチング素子のオンオフをそれぞれ制御する制御装置とを備えた誘導性負荷駆動装置であって、
一方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号と他方のスイッチング素子に出力されるパルス幅変調信号とが所定の位相差および所定のデューティ比の差を備えるとともに、該所定の位相差および該所定のデューティ比の差が所定の算式を満足する関係にあることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。 - 前記算式は、ｍおよびｎを正の整数とし、前記位相差＝１．８×（ｍ／ｎ）×前記デューティ比の差で表わされることを特徴とする請求項４に記載の誘導性負荷駆動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005123841A JP4768307B2 (ja) | 2005-04-21 | 2005-04-21 | 誘導性負荷駆動装置 |
| US11/392,954 US7317304B2 (en) | 2005-04-21 | 2006-03-30 | Inductive load driving device |
| EP06006752A EP1715575A1 (en) | 2005-04-21 | 2006-03-30 | Inductive load driving device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005123841A JP4768307B2 (ja) | 2005-04-21 | 2005-04-21 | 誘導性負荷駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006303992A true JP2006303992A (ja) | 2006-11-02 |
| JP4768307B2 JP4768307B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=36608516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005123841A Expired - Fee Related JP4768307B2 (ja) | 2005-04-21 | 2005-04-21 | 誘導性負荷駆動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7317304B2 (ja) |
| EP (1) | EP1715575A1 (ja) |
| JP (1) | JP4768307B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010052543A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Autonetworks Technologies Ltd | 車両用電源装置 |
| JP2012156938A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Denso Corp | 誘導性負荷駆動装置 |
| US8263912B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-09-11 | Denso Corporation | Noise reduced PWM driver |
| WO2017057682A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 駆動装置 |
| JP2018157626A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 株式会社ユーシン | 車両用ドア開閉装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7795826B2 (en) * | 2006-07-07 | 2010-09-14 | Panasonic Corporation | Brushless motor driving circuit and motor having the same circuit |
| US20090015066A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Yazaki North America, Inc. | Close-loop relay driver with equal-phase interval |
| CN101997473B (zh) * | 2009-08-20 | 2013-12-25 | 上海御能动力科技有限公司 | 伺服控制器的降噪控制方法 |
| JP6418844B2 (ja) * | 2014-08-20 | 2018-11-07 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、モータ制御装置、撮像装置用レンズユニット、および撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072977A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-03-04 | Denso Corp | 車両用冷却ファンモータの駆動装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0641536Y2 (ja) | 1987-09-29 | 1994-11-02 | オリンパス光学工業株式会社 | 内視鏡装置 |
| JPH06189593A (ja) * | 1992-12-16 | 1994-07-08 | Canon Inc | モータ制御方法及び制御装置 |
| JPH102222A (ja) | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Denso Corp | 自動車用冷却システムに用いられる電動ファン制御装置 |
| US6674258B2 (en) * | 2001-06-21 | 2004-01-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driver and motor drive method |
| JP2003259634A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 負荷駆動回路及び負荷駆動方法 |
| US6891342B2 (en) | 2002-08-08 | 2005-05-10 | Denso Corporation | Drive apparatus for PWM control of two inductive loads with reduced generation of electrical noise |
| JP2004274975A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-09-30 | Calsonic Kansei Corp | Ｐｗｍ駆動装置 |
-
2005
- 2005-04-21 JP JP2005123841A patent/JP4768307B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-03-30 EP EP06006752A patent/EP1715575A1/en not_active Withdrawn
- 2006-03-30 US US11/392,954 patent/US7317304B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072977A (ja) * | 2002-08-09 | 2004-03-04 | Denso Corp | 車両用冷却ファンモータの駆動装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8263912B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-09-11 | Denso Corporation | Noise reduced PWM driver |
| JP2010052543A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Autonetworks Technologies Ltd | 車両用電源装置 |
| JP2012156938A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Denso Corp | 誘導性負荷駆動装置 |
| WO2017057682A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 駆動装置 |
| US11152782B2 (en) | 2015-09-30 | 2021-10-19 | Aisin Aw Co., Ltd. | Drive device |
| JP2018157626A (ja) * | 2017-03-15 | 2018-10-04 | 株式会社ユーシン | 車両用ドア開閉装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4768307B2 (ja) | 2011-09-07 |
| US7317304B2 (en) | 2008-01-08 |
| EP1715575A1 (en) | 2006-10-25 |
| US20060238950A1 (en) | 2006-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2006303992A (ja) | 誘導性負荷駆動装置 | |
| JP4855887B2 (ja) | Ｐｗｍ／ｐｆｍ制御回路及びスイッチング電源回路 | |
| JP4825323B2 (ja) | 負荷駆動システム、電動機駆動システム、および車両制御システム | |
| EP1977503B1 (en) | Apparatus, method and system for control of ac/ac conversion | |
| CN101291115B (zh) | 功率变换装置及其控制方法 | |
| JP5377634B2 (ja) | 負荷駆動システムの制御装置 | |
| EP2575250B1 (en) | Power converter | |
| JP2004274975A (ja) | Ｐｗｍ駆動装置 | |
| TW200514343A (en) | Parallel operation system for DC-AC converting device and its controller IC | |
| TWI485968B (zh) | 電源轉換系統及其操作方法 | |
| JP2008109727A (ja) | インバータ装置 | |
| WO2010067021A3 (fr) | Dispositif à machine électrique polyphasée et machine électrique associée | |
| JP2012070527A (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータ回路 | |
| US7426122B2 (en) | Power-converter control apparatus employing pulse width modulation and adjusting duration of a zero-voltage vector | |
| JP2011066963A (ja) | 電力変換器 | |
| JP4976797B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2008035652A (ja) | 直接形電力変換器の制御方法 | |
| US20040105200A1 (en) | Inverter apparatus, drive control apparatus, and drive control method | |
| JP2006025540A (ja) | 電力変換装置 | |
| Gao et al. | Performance analysis of random pulse-width modulated Z-source inverter with reduced common mode switching | |
| JP5388912B2 (ja) | パルス電源装置とそのパルス電圧生成方法 | |
| JP2004274866A (ja) | ハーフブリッジ形インバータ回路 | |
| JP2008253122A (ja) | 負荷駆動装置及び負荷駆動方法 | |
| US6456512B1 (en) | Method for pulse width modulation frequency correlation | |
| JP2005176472A (ja) | Ｐｗｍ駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101004 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101012 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101126 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110614 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110616 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |