JP2576639B2 - スイッチ素子の駆動回路 - Google Patents
スイッチ素子の駆動回路Info
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- JP2576639B2 JP2576639B2 JP1263542A JP26354289A JP2576639B2 JP 2576639 B2 JP2576639 B2 JP 2576639B2 JP 1263542 A JP1263542 A JP 1263542A JP 26354289 A JP26354289 A JP 26354289A JP 2576639 B2 JP2576639 B2 JP 2576639B2
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- Japan
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- switch element
- current
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はバイポーラトランジスタ、バイポーラ型SI
T等のスイッチ素子を駆動する駆動回路に関するもので
ある。
T等のスイッチ素子を駆動する駆動回路に関するもので
ある。
トランジスタの駆動回路として定電流型駆動回路があ
る。例えば、第４図に示すようにバッテリ電源１から直
流電圧が印加される直流モータ２に対して直列に接続さ
れたパワートランジスタ３の定電流型の駆動回路は、DC
−DCコンバータからなる直流電圧供給部４と同供給部４
からの直流定電圧Vdを入力し駆動信号SG1に応答してパ
ワートランジスタ３のベース端子にベース電流Ibを出力
する定電流型駆動部５とから構成されている。
る。例えば、第４図に示すようにバッテリ電源１から直
流電圧が印加される直流モータ２に対して直列に接続さ
れたパワートランジスタ３の定電流型の駆動回路は、DC
−DCコンバータからなる直流電圧供給部４と同供給部４
からの直流定電圧Vdを入力し駆動信号SG1に応答してパ
ワートランジスタ３のベース端子にベース電流Ibを出力
する定電流型駆動部５とから構成されている。
定電流型駆動部５について詳述すると、パワートラン
ジスタ３のベース端子と直流電圧供給部４との間にはシ
ャフト抵抗RsとMOSFET6が接続されている。MOSFET6のゲ
ート端子は抵抗R1,R2を介してアースされ、誤差増幅器
７からの出力電圧によりゲート電圧が制御されドレイン
電流、即ちパワートランジスタ３のベース電流Ibが制御
されるようになっている。誤差増幅器７の反転入力端子
は抵抗R3,R4からなる基準電圧設定回路から基準電圧Vk
を入力するとともに、非反転入力端子はシャント抵抗R
s、抵抗R5,ダイオードD1及びスイッチングトランジスタ
８の直列回路の接続点ａの電圧Vsを入力する。尚、誤差
増幅器７にはコンデンサC1を介して負帰還がかけられて
いる。
ジスタ３のベース端子と直流電圧供給部４との間にはシ
ャフト抵抗RsとMOSFET6が接続されている。MOSFET6のゲ
ート端子は抵抗R1,R2を介してアースされ、誤差増幅器
７からの出力電圧によりゲート電圧が制御されドレイン
電流、即ちパワートランジスタ３のベース電流Ibが制御
されるようになっている。誤差増幅器７の反転入力端子
は抵抗R3,R4からなる基準電圧設定回路から基準電圧Vk
を入力するとともに、非反転入力端子はシャント抵抗R
s、抵抗R5,ダイオードD1及びスイッチングトランジスタ
８の直列回路の接続点ａの電圧Vsを入力する。尚、誤差
増幅器７にはコンデンサC1を介して負帰還がかけられて
いる。
そして、誤差増幅器７は駆動信号SG1に基づいてスイ
ッチングトランジスタ８がオンしている時、即ちVk＞Vs
の時にはMOSFET6のゲート電圧はゼロでベース電流Ibを
流さずパワートランジスタ３をオフ状態に保持してい
る。反対に、スイッチングトランジスタ８がオフしてい
る時、即ちVk＜Vsの時には、誤差増幅器７はMOSFET6の
ゲート電圧を印加してベース電流Ibを流しパワートラン
ジスタ３をオンさせるとともに、ベース電流Ibの変動を
シャント抵抗Rsの電圧降下の変動、即ち電圧Vsの変動で
検出する。そして、誤差増幅器７はこの電圧Vsと基準電
圧Vkとでベース電流Ibが一定となるようにゲート電圧を
制御している。
ッチングトランジスタ８がオンしている時、即ちVk＞Vs
の時にはMOSFET6のゲート電圧はゼロでベース電流Ibを
流さずパワートランジスタ３をオフ状態に保持してい
る。反対に、スイッチングトランジスタ８がオフしてい
る時、即ちVk＜Vsの時には、誤差増幅器７はMOSFET6の
ゲート電圧を印加してベース電流Ibを流しパワートラン
ジスタ３をオンさせるとともに、ベース電流Ibの変動を
シャント抵抗Rsの電圧降下の変動、即ち電圧Vsの変動で
検出する。そして、誤差増幅器７はこの電圧Vsと基準電
圧Vkとでベース電流Ibが一定となるようにゲート電圧を
制御している。
又、この駆動回路の定電流型駆動部５の電圧損失を小
さくするためにDC−DCコンバータよりなる直流電圧供給
部４からの直流定電圧Vdをできるだけ低い値に設定して
いた。
さくするためにDC−DCコンバータよりなる直流電圧供給
部４からの直流定電圧Vdをできるだけ低い値に設定して
いた。
しかしながら、前記した駆動回路においてはベース電
流Ibが流れる配線経路上にインダクタンス等を有してい
ることから前記MOSFET6がオンしベース電流Ibが定常値
に到達するまでに遅れが生じる。しかも、前記DC−DCコ
ンバータよりなる直流電圧供給部４からの直流定電が低
く設定されているため、第５図に示すようにその立ち上
がりは非常に遅くなりパワートランジスタ３を駆動させ
る際の応答性に問題があった。
流Ibが流れる配線経路上にインダクタンス等を有してい
ることから前記MOSFET6がオンしベース電流Ibが定常値
に到達するまでに遅れが生じる。しかも、前記DC−DCコ
ンバータよりなる直流電圧供給部４からの直流定電が低
く設定されているため、第５図に示すようにその立ち上
がりは非常に遅くなりパワートランジスタ３を駆動させ
る際の応答性に問題があった。
本発明の目的は、スイッチ素子の駆動電流の立ち上が
りの遅れを防止して、その応答性を向上させることがで
きるスイッチ素子の駆動回路を提供することにある。
りの遅れを防止して、その応答性を向上させることがで
きるスイッチ素子の駆動回路を提供することにある。
本発明は、負荷に対して電流を供給制御するスイッチ
素子と、直流電源からの予め設定された直流定電圧を入
力し駆動信号に応答して前記スイッチ素子の制御端子に
駆動電流を出力するとともに、その出力される駆動電流
の定常値が一定となるように制御する電流制御手段とか
らなるスイッチ素子の駆動回路において、前記スイッチ
素子の動作の有無を判断する判断手段と、前記判断手段
がスイッチ素子が動作していないと判断した時、前記電
流制御手段に入力する直流電源からの直流定電圧を同ス
イッチ素子の動作時に入力する電圧値より高くする電圧
調整手段とを備えたスイッチ素子の駆動回路を要旨とす
るものである。
素子と、直流電源からの予め設定された直流定電圧を入
力し駆動信号に応答して前記スイッチ素子の制御端子に
駆動電流を出力するとともに、その出力される駆動電流
の定常値が一定となるように制御する電流制御手段とか
らなるスイッチ素子の駆動回路において、前記スイッチ
素子の動作の有無を判断する判断手段と、前記判断手段
がスイッチ素子が動作していないと判断した時、前記電
流制御手段に入力する直流電源からの直流定電圧を同ス
イッチ素子の動作時に入力する電圧値より高くする電圧
調整手段とを備えたスイッチ素子の駆動回路を要旨とす
るものである。
スイッチ素子がオンされる直前においては、電流制御
手段に入力されている直流定電圧は高い値に保たれてい
る。そして、スイッチ素子が動作を開始したと判断手段
が判断し、電圧調整手段が直流電源の出力電圧を高い値
から低い値に調整する間、即ちスイッチ素子の動作開始
直後はいまだ電流制御手段に入力されている直流電源の
出力電圧が高いままである。従って、駆動電流の立ち上
がりは高い電圧に基づいて行われるため、駆動電流が定
常値に達するまでの時間は非常に短くなる。
手段に入力されている直流定電圧は高い値に保たれてい
る。そして、スイッチ素子が動作を開始したと判断手段
が判断し、電圧調整手段が直流電源の出力電圧を高い値
から低い値に調整する間、即ちスイッチ素子の動作開始
直後はいまだ電流制御手段に入力されている直流電源の
出力電圧が高いままである。従って、駆動電流の立ち上
がりは高い電圧に基づいて行われるため、駆動電流が定
常値に達するまでの時間は非常に短くなる。
以下、この発明を直流モータを駆動制御するためのパ
ワートランジスタの駆動回路に具体化した一実施例を第
1,2図に従って説明する。尚、上記した従来の駆動回路
と同一構成の箇所は説明を省略するとともに同一番号を
付す。又、本実施例においては定電流型駆動部５により
電流制御手段が構成されている。
ワートランジスタの駆動回路に具体化した一実施例を第
1,2図に従って説明する。尚、上記した従来の駆動回路
と同一構成の箇所は説明を省略するとともに同一番号を
付す。又、本実施例においては定電流型駆動部５により
電流制御手段が構成されている。
前記スイッチングトランジスタ８のコレクタは電圧供
給部４の判断手段としての基準電圧回路９と接続され、
この基準電圧回路９は電圧調整手段を構成する誤差増幅
器10の反転入力端子と接続されている。又、誤差増幅器
10の非反転入力端子は直流電圧供給部４の定電圧出力回
路11と接続され、この誤差増幅器10の出力端子は同じく
電圧調整手段を構成するPWM制御回路12を介して定電圧
出力回路11と接続されている。
給部４の判断手段としての基準電圧回路９と接続され、
この基準電圧回路９は電圧調整手段を構成する誤差増幅
器10の反転入力端子と接続されている。又、誤差増幅器
10の非反転入力端子は直流電圧供給部４の定電圧出力回
路11と接続され、この誤差増幅器10の出力端子は同じく
電圧調整手段を構成するPWM制御回路12を介して定電圧
出力回路11と接続されている。
そして、基準電圧回路９はスイッチングトランジスタ
８がオフ（パワートランジスタ３がオン）の時、誤差増
幅器10の反転入力端子に予め定められた電圧Vbを出力す
るようになっている。この電圧Vbは誤差増幅器10にて定
電圧出力回路11から出力される直流定電圧Vdと比較さ
れ、その偏差に基づいて同直流定電圧Vdが、予め定めた
値のベース電流Ibをパワートランジスタ３に供給し、か
つ定電流型駆動部５での損失が極力抑えられるように低
い電圧値に設定される。
８がオフ（パワートランジスタ３がオン）の時、誤差増
幅器10の反転入力端子に予め定められた電圧Vbを出力す
るようになっている。この電圧Vbは誤差増幅器10にて定
電圧出力回路11から出力される直流定電圧Vdと比較さ
れ、その偏差に基づいて同直流定電圧Vdが、予め定めた
値のベース電流Ibをパワートランジスタ３に供給し、か
つ定電流型駆動部５での損失が極力抑えられるように低
い電圧値に設定される。
反対にスイッチングトランジスタ８がオン（パワート
ランジスタ３がオフ）の時、誤差増幅器10の反転入力端
子に前記直流定電圧Vdより高い直流定電圧Vdを出力す
る。従って、スイッチングトランジスタ８がオンの時に
は定電圧出力回路11からの直流定電圧Vdは前記スイッチ
ングトランジスタ８がオフ時よりも高くなる。
ランジスタ３がオフ）の時、誤差増幅器10の反転入力端
子に前記直流定電圧Vdより高い直流定電圧Vdを出力す
る。従って、スイッチングトランジスタ８がオンの時に
は定電圧出力回路11からの直流定電圧Vdは前記スイッチ
ングトランジスタ８がオフ時よりも高くなる。
次に、このように構成したパワートランジスタの駆動
回路の作用を第２図のタイミングチャートに従って説明
する。
回路の作用を第２図のタイミングチャートに従って説明
する。
今、スイッチングトランジスタ８がオフしていると
き、MOSFET6がオンされていることからパワートランジ
スタ３にベース電流Ibが流れてオンする。又、このとき
基準電圧回路９の出力電圧Vbが低い値となることから定
電圧出力回路11の直流定電圧Vdも低い値に調整される。
このように定電圧出力回路11の直流定電圧Vdが低い値で
あるため、定電流型駆動部５の電圧損失が最小限に抑制
される。
き、MOSFET6がオンされていることからパワートランジ
スタ３にベース電流Ibが流れてオンする。又、このとき
基準電圧回路９の出力電圧Vbが低い値となることから定
電圧出力回路11の直流定電圧Vdも低い値に調整される。
このように定電圧出力回路11の直流定電圧Vdが低い値で
あるため、定電流型駆動部５の電圧損失が最小限に抑制
される。
又、スイッチングトランジスタ８がオンすると、MOSF
ET6がオフされることからパワートランジスタ３にベー
ス電流Ibが流れずオフされる。又、このとき基準電圧回
路９の出力電圧Vbが高い値となることから定電圧出力回
路11の直流定電圧Vdも高い値に調整される。
ET6がオフされることからパワートランジスタ３にベー
ス電流Ibが流れずオフされる。又、このとき基準電圧回
路９の出力電圧Vbが高い値となることから定電圧出力回
路11の直流定電圧Vdも高い値に調整される。
一方、上記した状態からスイッチングトランジスタ８
のオフに伴って再びパワートランジスタ３がオンされる
直前においては、MOSFET6に入力されている直流定電圧V
dが高い値に保たれている。そして、パワートランジス
タ３が動作を開始してPWM制御回路12にて定電圧出力回
路11の直流定電圧Vdが高い値から低い値に調整される
間、即ちパワートランジスタ３の動作開始直後はいまだ
MOSFET6に入力されている定電圧出力回路11の出力電圧
が高いままである。従って、ベース電流Ibの立ち上がり
は高い電圧に基づいて行われるため、速やかに立ち上が
り定常値に達するまでの時間は非常に短くなる。
のオフに伴って再びパワートランジスタ３がオンされる
直前においては、MOSFET6に入力されている直流定電圧V
dが高い値に保たれている。そして、パワートランジス
タ３が動作を開始してPWM制御回路12にて定電圧出力回
路11の直流定電圧Vdが高い値から低い値に調整される
間、即ちパワートランジスタ３の動作開始直後はいまだ
MOSFET6に入力されている定電圧出力回路11の出力電圧
が高いままである。従って、ベース電流Ibの立ち上がり
は高い電圧に基づいて行われるため、速やかに立ち上が
り定常値に達するまでの時間は非常に短くなる。
このように本実施例のパワートランジスタの駆動回路
においては、パワートランジスタ３をオンするためのベ
ース電流Ibを高い電圧に基づいて速やかに立ち上げるこ
とができるため、定常値に達するまでの時間を短くして
パワートランジスタ３の応答性を向上させることができ
る。
においては、パワートランジスタ３をオンするためのベ
ース電流Ibを高い電圧に基づいて速やかに立ち上げるこ
とができるため、定常値に達するまでの時間を短くして
パワートランジスタ３の応答性を向上させることができ
る。
尚、この発明は上記実施例に限定されることはなく、
例えば、上記実施例ではスイッチングトランジスタ８の
コレクタの電圧（Vs）に基づいて基準電圧回路９を作動
させたが、第３図に示すように、定電圧回路11の出力電
流が電流センサ21にて検出し、電流センサ21が検出した
電流値（パワートランジスタ３のオン・オフに応じて変
動する）に基づいて基準電圧回路９を作動させるように
してもよい。
例えば、上記実施例ではスイッチングトランジスタ８の
コレクタの電圧（Vs）に基づいて基準電圧回路９を作動
させたが、第３図に示すように、定電圧回路11の出力電
流が電流センサ21にて検出し、電流センサ21が検出した
電流値（パワートランジスタ３のオン・オフに応じて変
動する）に基づいて基準電圧回路９を作動させるように
してもよい。
以上詳述したように本発明のスイッチ素子の駆動回路
によれば、スイッチ素子の駆動電流の立ち上がりの遅れ
を防止して、その応答性を向上させることができるとい
う優れた効果を発揮する。
によれば、スイッチ素子の駆動電流の立ち上がりの遅れ
を防止して、その応答性を向上させることができるとい
う優れた効果を発揮する。
第１図は実施例の駆動回路の電気回路図、第２図は同じ
く実施例の駆動回路のタイミングチャート、第３図は別
例の駆動回路の電気回路図、第４図は従来の駆動回路の
電気回路図、第５図は同じく従来の駆動回路のタイミン
グチャートである。 ２は負荷としての直流モータ、３はスイッチ素子として
のパワートランジスタ、５は電流制御手段としての定電
流型駆動部、９は判断手段としての基準電圧回路、10は
電圧調整手段を構成する誤差増幅器、11は直流電源とし
ての定電圧出力回路、12は電圧調整手段を構成するPWM
制御回路。
く実施例の駆動回路のタイミングチャート、第３図は別
例の駆動回路の電気回路図、第４図は従来の駆動回路の
電気回路図、第５図は同じく従来の駆動回路のタイミン
グチャートである。 ２は負荷としての直流モータ、３はスイッチ素子として
のパワートランジスタ、５は電流制御手段としての定電
流型駆動部、９は判断手段としての基準電圧回路、10は
電圧調整手段を構成する誤差増幅器、11は直流電源とし
ての定電圧出力回路、12は電圧調整手段を構成するPWM
制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】負荷に対して電流を供給制御するスイッチ
素子と、 直流電源からの予め設定された直流定電圧を入力し駆動
信号に応答して前記スイッチ素子の制御端子に駆動電流
を出力するとともに、その出力される駆動電流の定常値
が一定となるように制御する電流制御手段と からなるスイッチ素子の駆動回路において、 前記スイッチ素子の動作の有無を判断する判断手段と、 前記判断手段がスイッチ素子が動作していないと判断し
た時、前記電流制御手段に入力する直流電源からの直流
定電圧を同スイッチ素子の動作時に入力する電圧値より
高くする電圧調整手段と を備えたスイッチ素子の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263542A JP2576639B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | スイッチ素子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263542A JP2576639B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | スイッチ素子の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03124117A JPH03124117A (ja) | 1991-05-27 |
| JP2576639B2 true JP2576639B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=17390987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1263542A Expired - Lifetime JP2576639B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | スイッチ素子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576639B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP1263542A patent/JP2576639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03124117A (ja) | 1991-05-27 |
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