JP2880660B2 - 負荷の駆動装置 - Google Patents

負荷の駆動装置

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JP2880660B2
JP2880660B2 JP7027840A JP2784095A JP2880660B2 JP 2880660 B2 JP2880660 B2 JP 2880660B2 JP 7027840 A JP7027840 A JP 7027840A JP 2784095 A JP2784095 A JP 2784095A JP 2880660 B2 JP2880660 B2 JP 2880660B2
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倫章 山
康二 中桐
慎一 橋本
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Rohm Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スピーカ、アクチュエ
ータやボイスコイル型のモータなどの負荷を駆動する負
荷の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電池を電源とした単電源仕様の携
帯型機器が多数発売されている。これらの機器は低消費
電力を達成するためにパルス幅変調(以下「PWM」と
略す)駆動がなされることが多い。例えば、ポータブル
・コンパクトディスク(以下「CD」と略す)プレーヤ
やミニディスク(以下「MD」と略す)プレーヤなどが
その好例である。
【0003】これらは、機構駆動系統がフォーカス・ア
クチュエータ、トラッキングアクチュエータ、光ピック
アップの送りモータ、CDやMDを回転させるためのス
ピンドル・モータの4種類があり、コンパクトカセット
プレーヤのようにキャプスタンモータ1個で済むものと
では、その消費電力が自ずと大きくなってしまう。
【0004】そこで、アナログ値による連続駆動では、
電池寿命が著しく下がるので、上述のPWM駆動が多用
されている。このような従来のPWM駆動回路の一例を
説明する。
【0005】図3は、従来の負荷の駆動装置の構成を示
すブロック図である。同図において、1は絶対値回路、
2は入力電圧電流変換回路(以下「入力V/I回路」と
略す)、3は比較器、4は減算器、5はPWM変換回
路、6は駆動回路、7は駆動電圧検出回路、8は帰還V
/I回路、9は電流電圧変換回路(以下「I/V回路」
と略す)、10は負荷である。以上のように構成された
従来の負荷の駆動装置につき、以下にその動作を説明す
る。
【0006】基準電圧Vrefはそれぞれ絶対値回路
1、入力V/I回路2と比較器3に供給されており、入
力電圧Viが片電源仕様であるので、その零レベルを示
している。絶対値回路1は入力信号Viの極性を基準電
圧Vrefを中心に消滅させ、入力V/I回路2に送
る。入力V/I回路2では付属の抵抗器2aで決まる電
圧電流変換利得でこの入力信号の絶対値|Vi|を電流
Iiに変換する。一方、比較器3は、入力信号Viの極
性に応じた2値信号Spを出力する。
【0007】電流Iiは減算器4において帰還V/I回
路8の出力する帰還電流Ifとの間の差を取り、I/V
回路9の持つ複素インピーダンスによって電圧Vdに変
換される。これら電圧Vdと信号Spは、PWM変換回
路5において所定の幅のパルスに変換され駆動回路6に
おけるトランジスタ6a〜6dのうち、トランジスタ6
aと6dが同時にオンし、正の駆動電流I+を、または
トランジスタ6bと6cが同時にオンし負の駆動電流I
−のいずれかを負荷10に供給する。
【0008】このとき、負荷に流れた駆動電流I+また
はI−によって負荷10の両端に生じた電圧降下は、駆
動電圧検出回路7を構成する抵抗器7aと7bで検出さ
れ、コンデンサ7cとで決まる時定数で平滑されて帰還
V/I回路8を構成する差動増幅器8aの正入力端子に
電圧Vlが与えられる。
【0009】この帰還V/I回路8における差動増幅器
8aは、アナログ動作させるトランジスタ8bによって
生じるベース−エミッタ間の動作電圧VBEを差動増幅器
8aの利得分の1に圧縮するためのものである。これに
より、事実上、電圧Vlと同じ電圧値が抵抗値Rfの抵
抗器8cのA端子に現れ、帰還電流Ifは、Vl/Rf
となる。この帰還電流Ifが入力電流Iiと一致するよ
うにPWM変換回路の出力するパルス幅が増減して負帰
還されるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の負荷の駆動装置には、次のような問題点が
あった。すなわち、抵抗器8cはグランド電位点に繋が
れているが、負荷10に発生する電圧はトランジスタ6
cもしくは6dを介してグランド点につながれるもので
あり、現実の回路においてはトランジスタ6cあるいは
6dの飽和電圧Vsatを有しており、特に集積回路で
はその値が同じプロセスでも駆動電流I+もしくはI−
によって大きく左右されるという問題点がある。
【0011】また、トランジスタ6cあるいは6dの導
通抵抗値は0ではなく、通常数Ωを有しており、負荷が
10Ω前後の場合には無視できなくなるという問題点が
ある。ここでいう負荷は、純抵抗負荷ではなく、前述の
ように制御対象たるアクチュエータなどであるから、そ
の構造は図示しないが、磁界の中に置かれた巻線であ
る。したがって、フレミングの法則から、感度はその駆
動電流I+あるいはI−によって左右されるのであり、
それが導通抵抗のばらつきなどによって変化したので
は、利得のばらつきなってしまうという問題点がある。
【0012】本発明は上記問題点に鑑み成されたもので
あり、駆動トランジスタのばらつきによる負荷駆動のオ
フセットのばらつきや利得のばらつきを抑えた負荷の駆
動装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の負荷の駆動装置は、請求項1では、負荷に
PWM信号を供給する駆動手段と、この負荷の一端から
抽出した電圧をトランジスタを介して実質的なグランド
電位点に接続し、この抽出した電圧を電流に変換する電
圧電流変換手段と、この変換した電流を用いて上記PW
M信号のパルス幅を制御する制御手段とを備え、上記グ
ランド電位点は上記負荷の他端であることを特徴とする
ものである。
【0014】また、請求項2では、負荷の一方の端部と
グランド間に接続された第1駆動トランジスタ及び前記
負荷の他方の端部とグランド間に接続された第2駆動ト
ランジスタを有していて一方の駆動トランジスタがON
のとき他方の駆動トランジスタがOFFとなる関係で負
荷にPWM信号を供給する駆動手段と、この負荷の端部
のうちOFFの駆動トランジスタが接続されている端部
から抽出した電圧を第3のトランジスタを介して実質的
なグランド電位点に接続し、この抽出した電圧を電流に
変換する電圧電流変換手段と、この変換した電流を用い
て上記PWM信号のパルス幅を制御する制御手段とを備
え、上記実質的なグランド電位点は上記負荷の端部のう
ちONの駆動トランジスタが接続されている端部であり
駆動極性に応じて切り換えられることを特徴とするもの
である。
【0015】
【作用】上記した構成により、請求項1では、負荷に駆
動手段からPWM信号を供給し、電圧電流変換手段にお
いて、この負荷の一端から抽出した電圧をトランジスタ
を介して実質的なグランド電位点に接続し、この抽出し
た電圧を電流に変換し、制御手段が、この変換した電流
を用いて上記PWM信号のパルス幅を制御する。このと
き、上記グランド電位点は上記負荷の他端とするので、
該他端に接続される駆動トランジスタ等のばらつきによ
る負荷駆動のオフセットのばらつきや利得のばらつきを
抑えることとなる。
【0016】また、請求項2でも駆動トランジスタのば
らつきによる負荷駆動のオフセットのばらつきや利得の
ばらつきを抑えることとなる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の一実施例における
負荷の駆動装置のブロック略図を示すものである。図1
において、絶対値回路1、入力V/I回路2、比較器
3、減算器4、PWM変換回路5、駆動回路6、駆動電
圧検出回路7、帰還I/V回路8、I/V回路9、負荷
10は、従来例におけるそれらと同一であり、詳しい説
明は省略する。11はは切り換え回路であり、極性信号
Spによって制御される。以上のように構成された本発
明の信号処理装置につき、以下にその動作を説明する。
【0018】第1のスイッチ(以下「第1のSW」と略
す)11aは比較器3の出力が論理”0”のときオン
し、第2のスイッチ(以下「第2のSW」と略す)11
bは比較器3の出力が論理”1”のときオンする。
「●」印と「○」印はこの違いを示すものである。第1
のSW11aは負荷10のB端子に接続され、第2のS
W11bは負荷10のC端子に接続されている。
【0019】さて、このような入力信号Viの極性、即
ち極性信号Spの論理値に応じて抵抗器8cのグランド
電位点を切り換えるのは、従来例において説明したよう
に、トランジスタ6a〜6dがこの極性信号Spによっ
て同期運転するため、トランジスタ6aと6dがオンす
る時にはC点から、またトランジスタ6bと6cがオン
する時にはB点からグランド電位点を得ることにより、
トランジスタ6cと6dの飽和電圧や導通抵抗を事実上
無視する事ができるものである。
【0020】このような第1のSW11aとしては、図
2の(a)〜(d)に示すような回路構成が考えられ
る。まず、図2の(a)のようにNPNトランジスタ
を、図2の(b)のようにMOSトランジスタをそれぞ
れ極性信号Spによって開閉してもよい。または図2の
(c)のようにNPNトランジスタとPNPトランジス
タを組み合わせて、VBEの電圧降下をキャンセルしたエ
ミッタフォロワ構成として初段のPNPトランジスタの
負荷電流源を極性信号Spで制御してもよい。或いは更
に図2の(d)のように動作・非動作を切り換え可能な
差動増幅器を用いてもよい。なお、第2のSW11bに
おいても全く同様の回路構成で実現できる。
【0021】以上のように本実施例によれば、駆動回路
6の下側のトランジスタ6cと6dを介して負荷10に
印加される駆動電圧を検出するのではなく、図1上のB
点或いはC点からその駆動極性に応じて負荷10に加わ
る電圧を検出するので、下側のトランジスタ6cおよび
6dの飽和電圧Vsatや導通抵抗を無視する事ができ
る。これにより駆動トランジスタ6cと6dのばらつき
による負荷駆動のオフセットのばらつきや利得のばらつ
きを抑えることができる。
【0022】なお、以上の説明では駆動回路を単にトラ
ンジスタと呼んだが、バイポーラ・トランジスタでもよ
いし、MOSトランジスタでもよい。その他本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々変形実施可能
である。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、請求項1
では、負荷に駆動手段からPWM信号を供給し、電圧電
流変換手段において、この負荷の一端から抽出した電圧
をトランジスタを介して実質的なグランド電位点に接続
し、この抽出した電圧を電流に変換し、制御手段が、こ
の変換した電流を用いて上記PWM信号のパルス幅を制
御する。このとき、上記グランド電位点は駆動トランジ
スタが接続される負荷の他端であるので、駆動トランジ
スタのばらつきによる負荷駆動のオフセットのばらつき
や利得のばらつきを抑えるという効果がある。
【0024】また、請求項2でも駆動トランジスタのば
らつきによる負荷駆動のオフセットのばらつきや利得の
ばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る負荷の駆動装置の構
成を示すブロック略図である。
【図2】 同実施例における第1のSWの具体的構成を
示す回路図である。
【図3】 本発明の従来例に係る負荷の駆動装置の構成
を示すブロック略図である。
【符号の説明】
1 絶対値回路 2 入力V/I回路 3 比較器 4 減算器 5 PWM変換回路 6 駆動回路 7 駆動電圧検出回路 8 帰還V/I回路 9 I/V回路 10 負荷 11 切り換え回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】負荷にPWM信号を供給する駆動手段と、 この負荷の一端から抽出した電圧をトランジスタを介し
    て実質的なグランド電位点に接続し、この抽出した電圧
    を電流に変換する電圧電流変換手段と、 この変換した電流を用いて上記PWM信号のパルス幅を
    制御する制御手段と、を備え、上記グランド電位点は上
    記負荷の他端であることを特徴とする負荷の駆動装置。
  2. 【請求項2】負荷の一方の端部とグランド間に接続され
    た第1駆動トランジスタ及び前記負荷の他方の端部とグ
    ランド間に接続された第2駆動トランジスタを有してい
    て一方の駆動トランジスタがONのとき他方の駆動トラ
    ンジスタがOFFとなる関係で負荷にPWM信号を供給
    する駆動手段と、 この負荷の端部のうちOFFの駆動トランジスタが接続
    されている端部から抽出した電圧を第3のトランジスタ
    を介して実質的なグランド電位点に接続し、この抽出し
    た電圧を電流に変換する電圧電流変換手段と、 この変換した電流を用いて上記PWM信号のパルス幅を
    制御する制御手段と、を備え、上記実質的なグランド電
    位点は上記負荷の端部のうちONの駆動トランジスタが
    接続されている端部であり駆動極性に応じて切り換えら
    れることを特徴とする負荷の駆動装置。
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JP2008043171A (ja) 2006-08-10 2008-02-21 Rohm Co Ltd 負荷駆動装置及びこれを用いた電気機器
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