JP2013106136A - 駆動信号出力回路 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷、電源などの動作条件が変化しても、電磁妨害等を引き起こす周波数帯域の成分が除去された駆動信号を出力する。
【解決手段】負荷５に与えられる駆動信号をハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタからなる検出用フィルタ１７を介して検出し、その検出駆動信号をバンドギャップ回路１８に入力する。バンドギャップ回路１８は、固有の周波数特性を有し、検出駆動信号に固有の周波数帯域内の周波数成分が含まれていると出力電圧が低下する特性を持つ。制御回路２８は、バンドギャップ回路１８の出力電圧を基準電圧と比較し、検出駆動信号に固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定する。含まれる場合には、ローパスフィルタ１３により駆動信号から当該周波数帯域内の信号成分を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁妨害等を引き起こす周波数帯域成分が除去された駆動信号を出力する駆動信号出力回路に関する。

車両に搭載される電子制御装置（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）は、モータや電磁弁などのアクチュエータ、ランプ、スイッチング素子などの負荷に対し駆動信号（駆動電圧、駆動電流）を出力する駆動信号出力回路を備えている。図１２に示すように、一般的な駆動信号出力回路１は、ＰＷＭ信号などの矩形波信号を生成するドライバ２、矩形波信号から電磁妨害等を引き起こす高周波成分を除去するローパスフィルタ３および負荷５に対する駆動能力を高めるバッファ４から構成されている。電子制御装置には、駆動信号出力回路１を内蔵するＩＣとともに種々のＩＣ、デバイス、素子などを搭載した回路基板および他の回路基板が配設されている。そして、これらの回路基板は、電源ラインと信号ラインにより相互に接続されている。

駆動信号出力回路１が出力する矩形波信号は、ＰＷＭ周波数などの基本波成分の他に、より高い周波数成分を含んでいる。この高周波成分は、伝導ノイズまたは輻射ノイズとなって伝搬し、他の電子部品、他の回路基板、他の電子制御装置、ラジオなどに電磁妨害を引き起こす。また、高周波成分を含む駆動信号は、駆動対象の負荷自体を誤動作させる虞もある。そこで、従来は電磁妨害等を引き起こす高周波成分をローパスフィルタを通して低減し、或いは立ち上がり時間と立ち下がり時間を制御した台形波状の駆動信号を用いることで防いでいる（特許文献１参照）。

特許第３６８５１０８号公報

図１３は、電子制御装置の設計、製作の手順を示している。はじめに仕様書に基づきＩＣやデバイスを設計、製作し、それらの部品を載せる回路基板を設計、製作する。続いて、電子制御装置、ハーネス、負荷などのアセンブリ（組立品）を設計、製作し、負荷、電源などの動作条件を変化させて部品およびアセンブリのＥＭＣ試験を実施する。このＥＭＣ試験が基準を満たせば、最終的に車両全体に対してＥＭＣ試験を実施し、この全体的なＥＭＣ試験が基準を満たすことにより製品の完成となる。

これに対し、ＥＭＣ試験で例えばＥＭＩが基準を満たさない場合には、基板の設計、製作段階に戻ってパターンの修正、パスコンの追加などの対策を施す。そして、基板対策が功を奏さない場合にはＩＣやデバイスの設計、製作段階まで戻る必要が生じる。このように、ノイズに対する評価は、ＩＣ、デバイス等を製作した後にアセンブリ化した状態で、負荷、電源などの動作条件を変化させながら実機試験により行っているのが現状である。そのため、基準に満たない場合に再設計までの手戻りが大きく、電子制御装置の設計、製作が非常に非効率となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、負荷、電源などの動作条件が変化しても、電磁妨害等を引き起こす周波数帯域の成分が除去された駆動信号を出力可能な駆動信号出力回路を提供することにある。

請求項１に記載した駆動信号出力回路は、駆動信号生成回路、検出用フィルタ、バンドギャップ回路および制御回路を備えている。駆動信号生成回路は、高周波除去指令信号に応じて、例えば矩形波信号をローパスフィルタに通し、或いは台形波信号を生成することにより、矩形波から特定の高周波成分が除去された周期的な駆動信号を出力する。検出用フィルタは、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどから構成されており、駆動信号を入力し、その駆動信号の基本周波数よりも高い周波数範囲内の全てまたは一部の信号成分を通過させて検出駆動信号を出力する。

バンドギャップ回路は、一般に温度特性に優れた直流電圧を生成する目的で用いられている。しかし、本駆動信号出力回路では、固有の周波数帯域に含まれる周波数成分を持つ信号が入力されると出力電圧が低下するというバンドギャップ回路の特性を利用している。上記検出用フィルタから出力される検出駆動信号をバンドギャップ回路に入力する。

制御回路は、バンドギャップ回路の出力電圧を基準電圧と比較することにより、検出駆動信号に固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定する。そして、含まれると判定した場合には駆動信号から当該固有の周波数帯域内の信号成分の除去を指令する高周波除去指令信号を出力する。

本手段によれば、検出用フィルタに設定された通過周波数帯域とバンドギャップ回路に設定された固有の周波数帯域との組み合わせにより、駆動信号における特定の周波数帯域の成分の有無を検出することができる。そこで、この特定の周波数帯域を、電磁妨害や駆動対象負荷の誤動作などを引き起こす高周波帯域に設定することにより、動作中に負荷、電源などの動作条件が変化して当該高周波帯域の信号成分が発生した場合でも、駆動信号から当該高周波帯域の信号成分を除去することができる。

請求項２に記載した手段によれば、検出用フィルタは、バンドギャップ回路の固有の周波数帯域内において通過周波数帯域が互いに異なる複数のフィルタを備えている。これら複数のフィルタから出力される各検出駆動信号は、同一特性を持つバンドギャップ回路に入力される。この場合、同一特性を持つバンドギャップ回路を複数備えてもよいし、１つのバンドギャップ回路を共用してもよい。

制御回路は、複数のフィルタから出力される各検出駆動信号を入力信号としたときのバンドギャップ回路の出力電圧をそれぞれ基準電圧と比較する。この比較結果を用いると、バンドギャップ回路の固有の周波数帯域は、上記フィルタの数に応じた数の周波数帯域に区分することが可能になる。制御回路は、比較結果に基づいて当該区分された各周波数帯域の信号成分が含まれるか否かを判定し、その判定結果に基づいて駆動信号から当該区分された各周波数帯域の信号成分の除去を指令する高周波除去指令信号を出力する。

本手段によれば、区分された個々の周波数帯域の幅がフィルタの数（区分の数）に応じて狭まるので、バンドギャップ回路の固有の周波数帯域が広い場合でも、電磁障害等を引き起こす高周波帯域の信号成分の有無を精度よく判定することができる。

請求項３に記載した手段によれば、バンドギャップ回路は、固有の周波数帯域が互いに異なる複数のバンドギャップ回路から構成されている。検出用フィルタから出力される検出駆動信号は、当該複数のバンドギャップ回路に入力される。制御回路は、複数のバンドギャップ回路の出力電圧をそれぞれ基準電圧と比較することにより、検出駆動信号に各固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定し、この判定結果に基づいて当該各固有の周波数帯域内の信号成分の除去を指令する高周波除去指令信号を出力する。

本手段によれば、複数のバンドギャップ回路がそれぞれ有する固有の周波数帯域ごとに信号成分の有無を判定できるので、ノイズ障害を引き起こす高周波帯域の信号成分の有無を精度よく判定することができる。

請求項４に記載した手段によれば、バンドギャップ回路は、バンドギャップバイアス回路と増幅回路と定電流出力回路とを備えて構成されている。バンドギャップバイアス回路は、２つのトランジスタの動作状態に応じて出力される第１および第２の参照電圧が互いに等しくなるバイアス条件の下で、２つのトランジスタが互いに異なる電流密度で駆動されて基準電圧出力線からバンドギャップ基準電圧を出力する。

増幅回路は、第１の参照電圧と第２の参照電圧とを入力して差動増幅し、その出力電圧を基準電圧出力線を介してバンドギャップバイアス回路にフィードバックする。定電流出力回路は、電源線から電源電圧を入力し、基準電圧出力線に対し定電流を出力する。この構成において、検出用フィルタから出力される検出駆動信号を基準電圧出力線、電源線（グランド線を含む）に入力する。

この構成によれば、バンドギャップ回路に入力される検出駆動信号に固有の周波数帯域内の周波数成分が含まれていると、出力電圧が規定電圧（例えば１．２Ｖ）よりも低下する。この出力電圧は温度係数が小さいので、上記周波数成分の有無を高精度に判定できる。

請求項５に記載した手段によれば、バンドギャップ回路は、電源線とグランド線との間、定電流出力回路および基準電圧出力線とグランド線との間の少なくとも１箇所にコンデンサを接続することにより固有の周波数帯域が設定される。従って、コンデンサの静電容量および接続位置を種々に変更することにより、固有の周波数帯域を所望の帯域に設定することができる。

請求項６に記載した手段によれば、駆動信号生成回路は、矩形波信号を生成する矩形波信号生成回路と、高周波除去指令信号に応じて矩形波信号から特定の高周波成分を除去するローパスフィルタとから構成されている。

請求項７に記載した手段によれば、ローパスフィルタは、スイッチ回路と抵抗との直列回路が複数並列に接続された抵抗回路と、スイッチ回路とコンデンサとの直列回路が複数並列に接続されたコンデンサ回路とを備えて構成されている。制御回路は、抵抗回路が開放状態となる期間が生じないように抵抗回路のスイッチ回路とコンデンサ回路のスイッチ回路を切り換える高周波除去指令信号を生成する。

請求項８に記載した手段によれば、駆動信号生成回路は、高周波除去指令信号に応じた立ち上がり時間と立ち下がり時間を持つ台形波信号を生成する。本手段は、台形波信号（矩形波信号の一種）からローパスフィルタを用いて特定の高周波成分を除去する手段と組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態を示す駆動信号出力回路のブロック構成図 ローパスフィルタの構成図 バンドギャップ回路の構成図 バンドギャップ回路の出力電圧の周波数特性を示す図 第２の実施形態を示す図１相当図 図２相当図 バンドギャップ回路の周波数特性とフィルタの通過周波数帯域との関係を示す説明図 ローパスフィルタを構成するスイッチの切り換えシーケンス図 第３の実施形態を示す図１相当図 バンドギャップ回路の周波数特性を示す説明図 第４の実施形態を示す図１相当図 従来技術を示す図１相当図 電子制御装置の設計、製作の手順を示す図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照しながら説明する。図１は、駆動信号出力回路の電気的構成を機能ブロックにより示している。各機能ブロックのうちドライバ２、バッファ４および負荷５については、図１２に示した従来構成と同一であるため同一符号を付している。この駆動信号出力回路１１はＩＣとして構成されており、そのＩＣチップは車載用の電子制御装置（ＥＣＵ）に収容された回路基板に搭載されている。

駆動信号生成回路１２は、ドライバ２とローパスフィルタ１３とから構成されており、ＰＷＭ信号の矩形波から特定の高周波成分を除去した周期的な駆動信号を出力する。ドライバ２は、図示しないＰＷＭ回路から与えられる信号に応じてＰＷＭ信号（矩形波信号）を生成する矩形波信号生成回路である。ローパスフィルタ１３は、後述する高周波除去指令信号に応じてフィルタ作用の有無を切り換え可能に構成されている。

図２は、ローパスフィルタ１３の構成を示している。スイッチ１４ａ、１４ｂは、高周波除去指令信号に応じてオンオフ動作する。スイッチ１４ａがオン、スイッチ１４ｂがオフのときは入出力間が短絡されるのでフィルタ作用は生じない。スイッチ１４ａがオフ、スイッチ１４ｂがオンのときには、抵抗１５とコンデンサ１６とにより高域遮断作用を生じ、ＰＷＭ信号から特定の高周波成分を除去した駆動信号を出力する。

バッファ４は、ローパスフィルタ１３から出力された駆動信号を入力し、その波形を保ったまま負荷５を駆動する。負荷５は、上述したようにモータや電磁弁などのアクチュエータ、ランプ、ＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子等である。検出用フィルタ１７は、バッファ４から出力された駆動信号を入力し、その駆動信号の基本周波数（すなわちＰＷＭ周波数）よりも高い周波数範囲内の信号成分を通過させる。この検出用フィルタ１７は、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタから構成されている。

バンドギャップ回路１８は、図３に示すようにバンドギャップバイアス回路１９、オペアンプ２０、定電流出力回路２１、ボルテージフォロアとして動作するオペアンプ２２などから構成されている。バンドギャップバイアス回路１９は、抵抗Ｒ１とダイオード接続されたトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間との直列回路および抵抗Ｒ２とトランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間と抵抗Ｒ３との直列回路が、基準電圧出力線２３と電源線２４（グランド線）との間に接続された構成を備えている。トランジスタＱ１とＱ２とはベース同士が接続されており、このベース電位およびトランジスタＱ２のコレクタ電位が第１の参照電圧および第２の参照電圧となる。基準電圧出力線２３は、抵抗Ｒ４を介して定電圧出力線２５に接続されている。

オペアンプ２０（増幅回路）は、第１の参照電圧と第２の参照電圧とを入力して差動増幅し、その出力電圧を基準電圧出力線２３を介してバンドギャップバイアス回路１９にフィードバックする。定電流出力回路２１は、電源線２６にエミッタ接地されてカレントミラー回路を構成するトランジスタＱ３、Ｑ４と、トランジスタＱ３と電源線２４との間に設けられた定電流回路２７とから構成されている。トランジスタＱ４は、基準電圧出力線２３に対し定電流を出力する。

オペアンプ２０からのフィードバックにより、第１の参照電圧と第２の参照電圧が等しくなるバイアス条件が確立され、トランジスタＱ１、Ｑ２が互いに異なる電流密度で駆動される。その結果、基準電圧出力線２３にバンドギャップ基準電圧が生成され、その電圧はバッファ回路であるオペアンプ２２を介して出力される。

本実施形態のバンドギャップ回路１８は、上記構成に加えてコンデンサＣ１〜Ｃ４のうちの少なくとも１つを備えている。コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、それぞれ電源線２６と電源線２４との間、電源線２６とトランジスタＱ３、Ｑ４のベースとの間、トランジスタＱ３、Ｑ４のベースと電源線２４との間、オペアンプ２０の出力端子と電源線２４との間に接続される。

さらに、オペアンプ２０の出力端子に高周波信号（ここでは検出用フィルタ１７から出力される検出駆動信号）が入力（注入）される。高周波信号を注入するノードは、電源線２４または電源線２６であってもよい。この構成によれば、バンドギャップ回路１８は、コンデンサＣ１〜Ｃ４の有無および静電容量に応じて定まる固有の周波数特性を持つようになる。固有の周波数帯域に含まれる周波数成分を持つ検出駆動信号が入力されると、本来１．２Ｖ（バンドギャップ電圧）であるべき出力電圧が低下する特性を示す。

制御回路２８は、コンパレータ２９とロジック回路３０とから構成されている。コンパレータ２９は、バンドギャップ回路１８の出力電圧と基準電圧とを比較する。ロジック回路３０は、比較結果に基づいて検出駆動信号に固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定する。含まれないと判定したときには、スイッチ１４ａをオン、スイッチ１４ｂをオフする高周波除去指令信号を出力し、含まれると判定したときには、スイッチ１４ａをオフ、スイッチ１４ｂをオンする高周波除去指令信号を出力する。なお、切り換え時には、スイッチ１４ａ、１４ｂがともにオフする期間が生じないようにオン重なり期間を設けている。

次に、図４も参照しながら本実施形態の作用について説明する。駆動信号出力回路１１は、負荷５に対し駆動信号を出力する。この駆動動作中に負荷５の状態、例えば回転速度、トルク、電流、電圧、温度などが変化すると、負荷５のインピーダンスが変化し、駆動信号（駆動電圧、駆動電流）に含まれる高周波成分が変化する。駆動信号に特定の高周波成分が含まれていると、伝導ノイズや輻射ノイズにより他の電子部品、回路基板、電子制御装置、ラジオなどに電磁妨害を与える。また、特定の高周波成分を含む駆動信号は、負荷５を誤動作させる虞もある。

そこで、検出用フィルタ１７とバンドギャップ回路１８とコンパレータ２９により、駆動信号に電磁妨害等を引き起こす高周波成分が含まれているか否かを判定する。検出用フィルタ１７は、電磁妨害等を引き起こす高周波成分を通過させるように通過帯域が設定されている。

図４は、バンドギャップ回路１８の出力電圧の周波数特性を示している。特性１は、コンデンサＣ１〜Ｃ４のうち１０ｐＦの容量値を持つコンデンサＣ１のみが付加された構成１が示す特性であり、３００ＭＨｚから２ＧＨｚの固有の周波数帯域内の周波数成分を持つ信号が入力されると出力電圧が１．２Ｖよりも低下する。特性２は、２０ｐＦの容量値を持つコンデンサＣ２、Ｃ４のみが付加された構成２が示す特性であり、８０ＭＨｚから２ＧＨｚの固有の周波数帯域内の周波数成分を持つ信号が入力されると出力電圧が１．２Ｖよりも低下する。

この例によれば、電磁妨害等を引き起こす周波数が３００ＭＨｚから２ＧＨｚまでの範囲内である場合には構成１の回路を採用してＩＣを製作し、さらに８０ＭＨｚから２００ＭＨｚまでの周波数も電磁妨害等を引き起こす場合には、構成２の回路を採用してＩＣを製作すればよい。実際にはコンデンサＣ１〜Ｃ４の有無および静電容量を種々に組み合わせることにより、電磁妨害等を引き起こす主要な周波数範囲を含むように上記固有の周波数帯域を設定すればよい。

コンパレータ２９が用いる基準電圧は、バンドギャップ電圧である１．２Ｖに接近して設定することができる。バンドギャップ回路１８の出力電圧の温度係数は非常に小さいので、基準電圧をバンドギャップ電圧１．２Ｖに接近して設定しても、温度変化による誤判定が生じにくいからである。コンパレータ２９は、バンドギャップ回路１８の出力電圧が基準電圧よりも高い場合にはＨレベル（固有の周波数帯域内の信号成分を含まない）を出力し、バンドギャップ回路１８の出力電圧が基準電圧以下の場合にはＬレベル（固有の周波数帯域内の信号成分を含む）を出力する。

ローパスフィルタ１３を構成する抵抗１５とコンデンサ１６の定数は、上記電磁妨害等を引き起こす主要な周波数成分が遮断されるように定められている。ロジック回路３０は、コンパレータ２９の出力信号がＬレベルとなっている期間に限り、ローパスフィルタ１３のスイッチ１４ａをオフ、スイッチ１４ｂをオンしてフィルタ作用を生じさせる。

以上説明したように、本実施形態の駆動信号出力回路１１は、電磁妨害（ＥＭＩ）等を引き起こす周波数成分が駆動信号に含まれているか否かを判定し、含まれている場合にはローパスフィルタ１３により当該周波数成分を遮断した上で駆動信号を出力する機能を備えている。これにより、駆動信号出力回路１１を内蔵したＩＣおよびその他の電子部品を回路基板に搭載し、当該回路基板およびその他の回路基板を接続して製造した電子制御装置は、負荷５の状態変化や負荷５の交換にかかわらず、装置内の電子部品や回路基板および他の電子制御装置やラジオへの伝導ノイズおよび輻射ノイズを低減できる。その結果、図１３に示した電子制御装置の設計、製作の手順において、ＥＭＣ試験が基準を満たし易くなり、基板の設計、製作段階への手戻りを大幅に低減できる。

負荷５がスイッチング素子の場合、矩形波からなる駆動信号をなまらせるとスイッチング損失が増加する。駆動信号出力回路１１は、駆動信号に上記不要な高周波成分が含まれているときに限りローパスフィルタ１３を作用させるので、こうした損失の発生を最小限に抑えることができる。

駆動信号出力回路１１は、バンドギャップ回路１８が固有に持つ出力電圧の周波数特性を利用して駆動信号に含まれる特定の周波数成分を検出している。この場合、出力電圧がバンドギャップ電圧１．２Ｖに対し低下する固有の周波数帯域を、コンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量および接続位置に応じて所望値に設定することができる。また、バンドギャップ回路１８の出力電圧は温度係数が非常に小さいので、当該出力電圧と基準電圧とを精度よく比較することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５ないし図８を参照しながら説明する。図５において図１と同一構成部分には同一符号を付している。本実施形態の駆動信号出力回路３１は、第１の実施形態で説明した駆動信号出力回路１１に対し、互いに異なる遮断特性を持つ複数の検出用フィルタを設けることにより、バンドギャップ回路が有する固有の周波数帯域を実質的に複数の周波数帯域に区分して信号成分の有無を判定可能とした構成において異なる。

駆動信号生成回路３２は、ドライバ２とローパスフィルタ３３とから構成されている。ローパスフィルタ３３は、図６に示すように、２つのスイッチ３４ｘと抵抗３５ｘ（ｘはａ、ｂ、…）との直列回路が複数並列に接続された抵抗回路３６と、２つのスイッチ３７ｙとコンデンサ３８ｙ（ｙはａ、ｂ、…）との直列回路が複数並列に接続されたコンデンサ回路３９とからなるＣＲフィルタである。ただし、抵抗３５ａは短絡要素であるため、同図において抵抗として表されていない。ローパスフィルタ３３は、高周波除去指令信号に応じてスイッチ３４ｘ、３７ｙを切り換えることにより複数の遮断特性を持つことができる。

検出用フィルタ４０は、通過周波数帯域が互いに異なる３つのハイパスフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（フィルタＡ、Ｂ、Ｃ）を備えている。３つのバンドギャップ回路１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、同一構成であり同一の周波数特性を有している。図７は、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの出力電圧の周波数特性と、フィルタ４０ａ〜４０ｃの通過周波数帯域との関係を示している。フィルタ４０ａ〜４０ｃの各通過周波数帯域は、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの固有の周波数帯域［ｆ１〜ｆ２］の間において互いに異なる。このため、フィルタ４０ａ〜４０ｃのカットオフ周波数ｆａ〜ｆｃは、上記固有の周波数帯域［ｆ１〜ｆ２］の間で互いに異なる値に設定されている。

制御回路４１はセレクタ４２を備えている。制御回路４１は、セレクタ４２を切り換えながらバンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの出力電圧を順次入力してコンパレータ２９に出力する。ロジック回路３０は、コンパレータ２９の比較結果に基づいて、周波数帯域［ｆ１〜ｆ２］内で区分された帯域Ａから帯域Ｃの何れの信号成分が存在するか否かを判定する。

例えば、帯域Ａにのみ信号成分が存在する場合には、コンパレータ２９は、バンドギャップ回路１８ａの出力電圧に対してのみＬレベルを出力する。帯域Ｂまたは帯域ＡとＢに信号成分が存在する場合には、コンパレータ２９は、バンドギャップ回路１８ａ、１８ｂの出力電圧に対してのみＬレベルを出力する。帯域Ｃに信号成分が存在する場合には、コンパレータ２９は、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの出力電圧に対して全てＬレベルを出力する。ロジック回路３０は、電磁妨害等を引き起こす帯域Ａ、Ｂ、Ｃの各周波数成分のうち検出した最も低い周波数帯域の信号成分を除去できるように、ローパスフィルタ３３のスイッチ３４ｘ、３７ｙを切り換える。

具体的には、ローパスフィルタ３３の抵抗３５ｘ（ｘはｂ、ｃ、…）とコンデンサ３８ｙ（ｙはａ、ｂ、…）が全て等しい定数を持つ場合、除去すべき信号成分が含まれる帯域が低いほど、抵抗３５ｘの並列接続数を減らし、或いはコンデンサ３８ｙの並列接続数を増やす。逆に、除去すべき信号成分が含まれる帯域が高いほど、抵抗３５ｘの並列接続数を増やし、或いはコンデンサ３８ｙの並列接続数を減らす。また、帯域Ａ、Ｂ、Ｃの何れにも信号成分が検出されない場合には、スイッチ３４ａのみをオンにし、その他のスイッチを全てオフにする。このときフィルタ作用は生じない。

図８は、帯域Ａ、Ｂ、Ｃの何れかに信号成分が検出されている状態から帯域Ａ、Ｂ、Ｃの何れにも信号成分が検出されない状態に変化した時のスイッチ３４ｘの切り換えシーケンスを示している。ロジック回路３０は、スイッチ３４ｂをオンに保持したままスイッチ３４ａをオンし、その後駆動信号の１周期以上遅れた時点でスイッチ３４ｂをオフするように高周波除去指令信号を出力する。これは、抵抗回路３６の入出力間が開放状態となる期間が生じないようにするためである。

以上説明した本実施形態によれば、フィルタ４０ａ〜４０ｃの遮断特性を互いにずらすことにより、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃが有する固有の周波数帯域を３つの周波数帯域Ａ、Ｂ、Ｃに区分して識別することができ、各周波数帯域内の信号成分の有無を判定可能となる。区分された各帯域幅は、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃが有する固有の周波数帯域の幅に対し狭まるので、電磁妨害等を引き起こす成分が存在する周波数帯域を精度よく検出することができる。その結果、駆動信号から当該周波数成分を除去する場合、ローパスフィルタ３３のカットオフ周波数を極力高く設定することができるので、矩形波をなまらせることにより生じる損失を最小限に抑えることができ、ＥＭＩの改善と効率の向上を両立させることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図９および図１０を参照しながら説明する。図９において図１または図５と同一構成部分には同一符号を付している。本実施形態の駆動信号出力回路５１は、第１の実施形態で説明した駆動信号出力回路１１に対し、固有の周波数帯域が互いに異なる複数のバンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃを設けることにより、その固有の周波数帯域ごとに信号成分の有無を判定可能とした構成において異なる。バンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃは、それぞれ図３に示す構成においてコンデンサＣ１〜Ｃ４の静電容量および接続の有無を変更した構成を備えている。

図１０は、バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの出力電圧の周波数特性を示している。バンドギャップ回路１８ａ〜１８ｃの固有の周波数帯域は、それぞれ帯域Ａ［ｆ１〜ｆ２］、帯域Ｂ［ｆ２〜ｆ３］、帯域Ｃ［ｆ３〜ｆ４］である。検出用フィルタ１７は、電磁妨害等を引き起こす周波数であるｆ１からｆ４の範囲を含む通過帯域を有している。制御回路４１は、セレクタ４２を切り換えながらバンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃの出力電圧を順次入力してコンパレータ２９に出力する。ロジック回路３０は、コンパレータ２９の比較結果に基づいて、帯域Ａから帯域Ｃの何れの信号成分が存在するか否かを判定し、検出した最も低い帯域の信号成分を除去できるように、ローパスフィルタ３３のスイッチ３４ｘ、３７ｙを切り換える。スイッチ３４ｘの切り換えシーケンスは第２の実施形態と同様である。

以上説明した本実施形態によれば、それぞれ互いに異なる固有の周波数帯域Ａ〜Ｃを持つバンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃを備えることにより、各固有の周波数帯域Ａ〜Ｃ内の信号成分の有無を区別して判定可能となる。従って、電磁妨害等を引き起こす成分が存在する周波数帯域を精度よく検出することができる。その結果、第２の実施形態と同様に、高周波ノイズの低減と損失の低減とのバランスを図り、以てＥＭＩの改善と効率の向上を両立させることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について図１１を参照しながら説明する。図１１において図５と同一構成部分には同一符号を付している。駆動信号出力回路６１が備える駆動信号生成回路６２は、高周波除去指令信号に応じた立ち上がり時間と立ち下がり時間を持つ台形波状の駆動信号（ＰＷＭ信号）を出力する台形波信号生成回路から構成されている。

この構成は、例えばコンデンサに対する充電電流の大きさと放電電流の大きさを高周波除去指令信号に応じて変更することにより実現できる。さらに、上述した先行技術文献１に記載された構成としてもよい。この場合には、駆動信号生成回路６２は、バッファ４から負荷５に流れる駆動電流を検出し、その電流検出信号と高周波除去指令信号に応じた台形波状の電流指令信号との比較に基づいて台形波状の駆動電流を出力する。そして、負荷電流の立ち上がり時間および立ち下がり時間の計測値が基準値と等しくなるように、電流検出信号の立ち上がり時間および立ち下がり時間を制御する。本実施形態によっても第２の実施形態と同様の効果が得られる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。

検出用フィルタ４０は、通過周波数帯域が互いに異なる複数のバンドパスフィルタから構成してもよい。この場合には、駆動信号に含まれる周波数成分の有無をバンドパスフィルタの通過周波数帯域ごとに判定可能となる。

第２、第４の実施形態において、１つのバンドギャップ回路１８を備え、セレクタ４２をフィルタ４０ａ〜４０ｃとバンドギャップ回路１８との間に設け、セレクタ４２を切り換えながらフィルタ４０ａ〜４０ｃの出力電圧を順次バンドギャップ回路１８に入力する構成としてもよい。

第３の実施形態において、バンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃが有する固有の周波数帯域は、互いに重複する周波数範囲があってもよい。
第４の実施形態において、駆動信号生成回路６２は、高周波除去指令信号に応じて立ち上がり時間と立ち下がり時間の一方を制御して台形波状の駆動信号を生成してもよい。

第２（または第４）の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、検出用フィルタを通過周波数帯域が互いに異なる３つのハイパスフィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｃから構成し、且つ、バンドギャップ回路を固有の周波数帯域が互いに異なる複数のバンドギャップ回路５２ａ〜５２ｃから構成してもよい。上記第２ないし第４の実施形態も含め、検出用フィルタに設定された通過周波数帯域とバンドギャップ回路に設定された固有の周波数帯域との組み合わせにより、駆動信号における特定の周波数帯域の成分の有無を検出することができる。なお、上述した各場合において、検出用フィルタを構成するフィルタの数およびバンドギャップ回路の数は３に限られない。

第２の実施形態と第４の実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、駆動信号生成回路は、高周波除去指令信号に応じて立ち上がり時間および／または立ち下がり時間を制御して台形波状の駆動信号を生成し、その駆動信号をさらにローパスフィルタに通して特定の高周波成分を除去する構成としてもよい。

ローパスフィルタ１３、３３の構成は、ＣＲ一次フィルタに限らず二次、三次フィルタなど種々に変更してもよい。
バンドギャップ回路１８、１８ａ〜１８ｃ、５２ａ〜５２ｃは、図３に示す回路構成に限らず他の回路構成を採用してもよい。
駆動信号生成回路が生成する駆動信号は、ＰＷＭ信号に限らず周期的なパルス状の波形であればよい。

図面中、２はドライバ（矩形波信号生成回路）、１１、３１、５１、６１は駆動信号出力回路、１２、３２、６２は駆動信号生成回路、１３、３３はローパスフィルタ、１７、４０は検出用フィルタ、１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃはバンドギャップ回路、１９はバンドギャップバイアス回路、２０はオペアンプ（増幅回路）、２１は定電流出力回路、２３は基準電圧出力線、２４は電源線（グランド線）、２６は電源線、２８、４１は制御回路、３４ｘ、３７ｘはスイッチ（スイッチ回路）、３５ｘは抵抗、３６は抵抗回路、３８ｙはコンデンサ、３９はコンデンサ回路、４０ａ、４０ｂ、４０ｃはフィルタ、Ｃ１〜Ｃ４はコンデンサである。

Claims (8)

1. 高周波除去指令信号に応じて矩形波から特定の高周波成分が除去された周期的な駆動信号を出力する駆動信号生成回路と、
   前記駆動信号を入力し、その駆動信号の基本周波数よりも高い周波数範囲内の信号成分を通過させる検出用フィルタと、
   固有の周波数帯域に含まれる周波数成分を持つ信号が入力されると出力電圧が低下する特性を有し、前記検出用フィルタから出力される検出駆動信号を入力信号とするバンドギャップ回路と、
   前記バンドギャップ回路の出力電圧を基準電圧と比較することにより、前記検出駆動信号に前記固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定し、含まれる場合には前記駆動信号から当該固有の周波数帯域内の信号成分の除去を指令する前記高周波除去指令信号を出力する制御回路とを備えたことを特徴とする駆動信号出力回路。
2. 前記検出用フィルタは、前記バンドギャップ回路の固有の周波数帯域内において通過周波数帯域が互いに異なる複数のフィルタを備えており、
   これら複数のフィルタから出力される各検出駆動信号は同一特性を持つ前記バンドギャップ回路に入力され、
   前記制御回路は、前記複数のフィルタから出力される各検出駆動信号を入力信号としたときの前記バンドギャップ回路の出力電圧をそれぞれ基準電圧と比較することにより、前記検出駆動信号に前記固有の周波数帯域内の区分された各周波数帯域の信号成分が含まれるか否かを判定し、この判定結果に基づいて当該区分された各周波数帯域の信号成分の除去を指令する前記高周波除去指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の駆動信号出力回路。
3. 前記バンドギャップ回路は、前記固有の周波数帯域が互いに異なる複数のバンドギャップ回路から構成されており、
   前記検出用フィルタから出力される検出駆動信号は当該複数のバンドギャップ回路に入力され、
   前記制御回路は、前記複数のバンドギャップ回路の出力電圧をそれぞれ基準電圧と比較することにより、前記検出駆動信号に前記各固有の周波数帯域内の信号成分が含まれるか否かを判定し、この判定結果に基づいて当該各固有の周波数帯域内の信号成分の除去を指令する前記高周波除去指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の駆動信号出力回路。
4. 前記バンドギャップ回路は、
   ２つのトランジスタの動作状態に応じて出力される第１および第２の参照電圧が互いに等しくなるバイアス条件の下で、前記２つのトランジスタが互いに異なる電流密度で駆動されて基準電圧出力線からバンドギャップ基準電圧を出力するバンドギャップバイアス回路と、
   前記第１の参照電圧と前記第２の参照電圧とを入力して差動増幅し、その出力電圧を前記基準電圧出力線を介して前記バンドギャップバイアス回路にフィードバックする増幅回路と、
   電源線から電源電圧を入力し、前記基準電圧出力線に対し定電流を出力する定電流出力回路とを備えて構成され、
   前記検出用フィルタから出力される検出駆動信号を前記基準電圧出力線、前記電源線またはグランド線に入力することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の駆動信号出力回路。
5. 前記バンドギャップ回路は、前記電源線と前記グランド線との間、前記定電流出力回路および前記基準電圧出力線と前記グランド線との間の少なくとも１箇所にコンデンサを接続することにより前記固有の周波数帯域が設定されていることを特徴とする請求項４記載の駆動信号出力回路。
6. 前記駆動信号生成回路は、矩形波信号を生成する矩形波信号生成回路と、前記高周波除去指令信号に応じて前記矩形波信号から特定の高周波成分を除去するローパスフィルタとから構成されていることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の駆動信号出力回路。
7. 前記ローパスフィルタは、スイッチ回路と抵抗との直列回路が複数並列に接続された抵抗回路と、スイッチ回路とコンデンサとの直列回路が複数並列に接続されたコンデンサ回路とを備えて構成され、
   前記制御回路は、前記抵抗回路が開放状態となる期間が生じないように前記抵抗回路のスイッチ回路と前記コンデンサ回路のスイッチ回路を切り換える前記高周波除去指令信号を生成することを特徴とする請求項６記載の駆動信号出力回路。
8. 前記駆動信号生成回路は、前記高周波除去指令信号に応じた立ち上がり時間および／または立ち下がり時間を持つ台形波信号を生成することを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の駆動信号出力回路。

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