JP2943810B2

JP2943810B2 - モータ駆動ｉｃ回路

Info

Publication number: JP2943810B2
Application number: JP63059187A
Authority: JP
Inventors: 洋介山本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1988-03-12
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH01234075A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はモータ駆動IC回路、特にモータ駆動コイルに
正負の駆動電流を極性を切り替えて供給するモータ駆動
IC回路の改良に関するものである。

［従来の技術］回転駆動源としてのモータが各種の産業分野において
用いられ、特に、近年においては、オーディオ／ビデオ
機器、磁気記録或いは光学記録装置等に位置制御の容易
な各種モータが広範囲に用いられている。

この種のモータは連続的に大出力を発生するよりも、
応答性に優れ、制御信号によって任意に正逆回転し、ま
たその回転量が制御できることを望まれ、このために、
モータ駆動回路は、モータの駆動コイルに正負の任意に
切り替えられた駆動電流を供給するトランジスタスイッ
チング回路として形成され、特に、近年においては、駆
動回路の小型化、低消費電力化を図り、またその製造コ
スとを低減するために広くIC化が進められている。

第５図には従来のモータ駆動回路の一例が示されてお
り、一対のモータ駆動コイル10に任意の極性で正負の駆
動電流を供給することにより、モータが所定の正逆いず
れかの方向に回転し、またパルスモータ駆動することに
よってモータの回転量あるいは位置制御を任意に行うこ
とができる。

駆動回路は、前記コイル対10に極性の異なる駆動電流
を供給するために正及び負のスイッチング回路を含み、
実施例において、正スイッチング回路は、一対のトラン
ジスタ12,14を含み、両トランジスタ12,14のベース電流
を制御するために正側の切替トランジスタ16が設けられ
ている。

一方負側のスイッチング回路も一対のトランジスタ1
8,20を含み、それぞれのベース電流が負側の切替トラン
ジスタ22によって制御されている。

前記両切替トランジスタ16,22をオンオフ制御するた
めに、正負切替回路24が設けられ、入力トリガ信号に応
じて正負切替信号を両切替トランジスタ16,22へ供給す
る。

第６図には第５図における従来の正負切替信号の一例
が示され、正負切替回路24のトリガ入力端子にはトリガ
信号Ｇが供給され、正負切替回路24はこのトリガ信号Ｇ
に応じて極性の反転した正切替信号Ａ及び負切替信号Ｂ
をそれぞれトランジスタ16,22のベース入力に供給す
る。

従って、正切替信号Ａにより、トランジスタ16がオン
作動すると、これに対応して正側のスイッチング回路1
2,14がオン作動し、電源電圧は、トランジスタ12から駆
動コイル対10そしてトランジスタ14を通って接地端子に
流れ、図の実線で示される正極性の駆動電流を得ること
ができる。

一方、負切替信号Ｂによれば、トランジスタ22そして
スイッチングトランジスタ18,20がオン作動し、図の破
線で示されるごとく反対極性の駆動電流が得られ、任意
にモータの正逆回転を制御することができる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような従来の一般的なモータ駆動
IC回路においては、正負切替信号A,Bの切替時にややも
すれば正負の両スイッチング回路が同時にオン作動して
しまう場合が生じ、このときには、電源電圧は駆動コイ
ル10を通ることなく、例えば正側のトランジスタ12から
負側のトランジスタ20を通って接地端子を流れてしま
う、いわゆる貫通電流が生じるという不都合があった。
このような貫通電流が生じると、トランジスタの破損、
過熱、消費電流の増大或いはノイズ発生などの各種の問
題が発生する。

従来、このような貫通電流を除去するため、例えば特
開昭60−185427或いは特開昭61−157277等に示される回
路が提案されていた。

前者は一方のスイッチングトランジスタのオフ切替時
の遅れを検出して両スイッチング回路が同時にオン状態
になることを禁止する回路を設けたものであるが、スイ
ッチング回路自体のオフ作動遅れは必ずしも一定してお
らず、正負切替時に確実な貫通電流除去作用を行うため
に、モータの特性が制約され、特に高速切替え或いは比
較的高い電圧で駆動されるような場合に不適当であると
いう問題があった。

一方、後者の電流切替え制御回路においては、コンデ
ンサの充電時間を用いた遅延回路を設けるために、確実
な貫通電流防止作用を得ることができるが、一方におい
て、正負切替回路の両者にそれぞれコンデンサを必要と
し、回路構成が複雑化するという問題があった。特に、
このようなモータ駆動回路をIC化する場合に、コンデン
サはその必要面積が大きくICそのものが大型化したり、
製造工程に複雑さが増す等の問題があって、実用上極め
て好ましくないという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑み為されたものであり、
その目的は、簡単な構造によって確実に貫通電流を除去
することができ、また極めてIC化し易い回路構成を達成
できるモータ駆動IC回路を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は、正負切替回路
のいずれか一方の切替信号側にのみ遅延回路を挿入し、
またこの遅延出力と正負の各原切替信号とからオンタイ
ミングが重ならない切替信号を形成するために以下の構
成を含んでいる。

すなわち、前記遅延回路による遅延信号と、前記正側
又は負側の原切替信号との排他的論理和を採り、さら
に、この排他的論理和の信号を反転したガード信号を出
力するガード信号出力回路と、前記ガード信号と、前記正側又は負側の原切替信号の
論理積を採り、正側又は負側の最終切替信号を出力する
第１の最終切替信号出力回路と、前記ガード信号と、負側又は正側の原切替信号の論理
積を採り、負側又は正側の最終切替信号を出力する第２
の最終切替信号出力回路と、を含んでいる。

そして、第１及び第２の最終切替信号は出力素子を駆
動（ドライブ）する単一のドライバ素子に印加される。

また、本発明は、前記正のスイッチング回路が、正側
電源と、前記モータの正極との間に接続配置された出力
素子であって、前記正側ドライバ端子の出力信号によっ
てON作動され、前記正側電源から前記モータの正極へ電
流を供給する第１の出力素子と、負側電源と、前記モー
タの負極との間に接続配置された出力素子であって、前
記正側ドライバ端子の出力信号によってON作動され、前
記モータの負極から前記負側電源へ電流を吸い込ませる
第２の出力素子と、を含んでいるものであり、前記負の
スイッチング回路も、同様に、正側電源と、前記モータ
の負極との間に接続配置された出力素子であって、前記
負側ドライバ端子の出力信号によってON作動され、前記
正側電源から前記モータの負極へ電流を供給する第３の
出力素子と、負側電源と、前記モータの正極との間に接
続配置された出力素子であって、前記負側ドライバ端子
の出力信号によってON作動され、前記モータの正極から
前記負側電源へ電流を吸い込ませる第４の出力素子と、
を含むことを特徴とするモータ駆動IC回路である。

［作用］従って、本発明によれば、貫通電流を生じさせるおそ
れのある原切替信号のいずれか一方を遅延して遅延出力
を形成し、次に、この遅延出力と両原切替信号とをゲー
ト回路によって演算し、オンタイミングが重ならない、
すなわち正負切替時オン反転時期がわずかに遅れた正負
切替信号が形成され、この結果、正負いずれの極性への
切替時にも貫通電流が生じることを確実に防止すること
ができる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について
説明する。

第１図は本発明に係るモータ駆動IC回路の好適な実施
例を示し、第５図に示した従来のモータ駆動回路と同一
部材には同一符号を付して説明を省略する。

実施例において特徴的なことは、正負切替回路が所定
の遅延作用を有することであり、第１図において、トリ
ガ信号から原切替信号を形成する信号分配回路は従来と
同様であって、その詳細な説明は省略する。

従来、この原切替信号A,Bは、第５図で示されるよう
に、正負の切替トランジスタ16,22にそれぞれ直接供給
されていたが、本発明では、この原切替信号に所定の遅
延作用を与えた後に切替信号A₀及びB₀として正負の切替
トランジスタ16,22へ供給している。

本発明において特徴的なことは、いずれか一方の原切
替信号系のみに遅延回路が設けられていることであり、
実施例において、原切替信号Ｂが遅延回路30に供給され
ている。実施例における遅延回路30はコンデンサの充放
電を用いており、その遅延時間は任意に定められるが、
例えば原切替信号A,Bが20Hzの周波数で供給されている
場合、例えば５μ秒程度の遅延時間を設定することが好
適である。

前記遅延回路30の遅延出力はゲート回路によって原切
替信号A,Bと演算され、実施例において、このゲート回
路はエクスクルーシブノアゲート32及びアンドゲート3
4,36を含む。

そして、エクスクルーシブノアゲート32の入力には前
記遅延回路30の遅延出力及び原切替信号Ｂが供給され、
またその出力Ｄが両アンドゲート34,36の各一方の入力
に供給されている。両アンドゲート34,36の他方の入力
にはそれぞれ原切替信号A,Bが供給され、各出力が切替
信号A₀,B₀としてトランジスタ16,22のゲートに供給され
ている。

第１図の実施例は以上の構成からなり、以下に第２図
のタイミングチャートを用いて、その作用を説明する。

原切替信号A,Bは、例えば20Hzの周波数で切替えら
れ、この結果、それぞれのオン作動周期は25ミリ秒とな
り、従来の説明から明らかなように、この原切替信号A,
Bで切替制御を行うと貫通電流を生じる可能性が高い。

実施例において、遅延回路30には、原切替信号Ｂが供
給されており、従って、その遅延出力は第２図の遅延時
間δだけ遅れることとなり、実施例において、この遅延
時間δは約５μ秒程度に設定される。

図１に示されているように、原切替信号Ｂは遅延回路
30に供給される。そして遅延回路30は、この原切替信号
Ｂより５μ秒遅延した信号Ｃを出力する。

前記遅延出力Ｃは原切替信号Ｂと共にエクスクルーシ
ブノアゲート32へ入力され、この結果、エクスクルーシ
ブノアゲート32の出力は第２図のＤで示されるごとく、
原切替信号Ｂの立ち上がり及び立ち下がりから遅延時間
Ｄだけ「Ｌ」となり、それ以外は「Ｈ」となる信号で示
される。

次に、前記エクスクルーシブノアゲート32の出力信号
Ｄはアンドゲート34,36によりそれぞれ原切替信号A,Bと
論理積演算され、この結果、図示のごとく、切替信号
A₀,B₀を出力する。

切替信号A₀は原切替信号Ａの立上がりのみ遅延時間δ
だけ遅延した出力となる。

また、切替信号B₀も同様にその立上がり時間がδだけ
遅れた信号となり、図から明らかな如く、両切替信号
A₀,B₀はそのオン作動時期が重複することなく、必ず切
替時に遅延時間分の遅れを伴なうこととなり、貫通電流
を確実に除去することができる。

従って、本発明によれば、正負極性の電流切替が頻繁
に行われるようなモータ駆動制御回路においても、貫通
電流の発生を確実に防止でき、回路保護及びノイズ特性
に優れた回路を得ることができる。

第３図には、前記本発明の遅延回路の好適な一例が示
されている。

第３図において、原切替信号Ｂは入力トランジスタ40
のベース入力に供給され、このトランジスタ40はそのコ
レクタが定電流回路42を介して電源に接続され、またエ
ミッタが接地されている。

トランジスタ40にはコレクタを共通にしたトランジス
タ44が並設され、そのベース入力はコレクタと接続され
て前記定電流回路42から電流供給を受けている。

また、トランジスタ44には、そのベースを共通したト
ランジスタ46が接続され、トランジスタ46のエミッタが
接地され、そのコレクタは定電流回路48からの電流供給
を受け、実施例において、定電流回路48は前記定電流回
路42と同一の電流Ｉを供給し、また、トランジスタ46は
トランジスタ44に比較して倍の電流を流し得る構成から
なる。

前記トランジスタ46のコレクタには更にトランジスタ
50,52がダーリントン接続されており、後段のトランジ
スタ52のコレクタには定電流回路54から定電流I₁が供給
されている。そして、このダーリントン接続された前段
トランジスタ50のベースと後段トランジスタ52のコレク
タ間には本実施例の特徴である遅延時間を決定するため
のコンデンサ56が接続されている。

前記トランジスタ52のコレクタには、更にダイオード
58を介してトランジスタ60のベースが接続され、このト
ランジスタ60のエミッタが接地され、コレクタには更に
他の定電流回路62から定電流I₂が供給されている。トラ
ンジスタ60のエミッタと接地間には抵抗64が接続され、
またこのトランジスタ60のコレクタから遅延出力Ｃが取
り出される。

第３図の遅延回路は、前記コンデンサ56の充放電によ
って原切替信号Ｂを所定時間遅延した遅延時間Ｃを得る
ものであり、実施例において、原切替信号Ｂの立ち上が
り及び立ち下がりにおいて遅延時間はそれぞれ決定さ
れ、必ずしも両者を等しくする必要はない。

以下に、第４図のタイミングチャートを用いて第３図
に示した遅延回路の作用を説明する。時間t₁において、
原切替信号Ｂが立ち上がると、それまでオフ作動してい
たトランジスタ40,44がオン作動し、定電流Ｉが流れ始
める。一方、それまでオン状態であったトランジスタ46
はオフ状態に切り替えられ、このときコンデンサ56のＦ
側電位は定電流回路48からの電流供給を受けてその電位
が所定の充電特性で上昇する。このとき、コンデンサ56
のＨ側電位は、トランジスタ50,52がオン状態であり、
トランジスタ60をオン作動する電位に保たれている。通
常、この電位Ｈはトランジスタ60のベース・エミッタ電
位及びダイオード58の順方向電圧で定められる。そし
て、コンデンサ56のＨ側電位を固定した状態で、Ｆ側電
位は順次増加し、このときの充電抵抗が極めて少ないの
で、ほぼ直線的な増加特性を得ることができる。

時刻t₂までコンデンサ56の充電が進行すると、トラン
ジスタ50のベース電位が所定のスレッショルド値を超
え、トランジスタ50,52が次々とオン作動する。従っ
て、トランジスタ60のベース電位は急激に低下し、この
結果トランジスタ60は直ちにオフ作動し、この結果、遅
延出力Ｃの立ち上がりが得られ、このときの遅延時間δ
_１は前記コンデンサ56の充電特性から定められることが
理解される。

時刻t₂からt₃までの間、コンデンサ56のＨ側電位は順
次低下し、これに伴なってＦ側電位は定電流回路48から
の電流供給を受けながら、その電流をほぼ一定に保つ。
Ｈ側電位が完全に低下した後、更に充電が続く場合、図
示のごとくＦ側電位は僅かに増加し、この充電状態を保
つ。

以上のようにして、原切替信号Ｂの立ち上がり時の遅
延作用が得られる。

一方、時刻t₄で示されるごとく、原切替信号Ｂが立ち
下がると、前記と本体の動作が生じ、すなわち、時刻t₅
まではトランジスタ50,52のオン作動が継続し、同時に
トランジスタ60のオフ状態に継続するので、コンデンサ
56のＨ側電位は一定値を保ち、一方、時刻t₄にてトラン
ジスタ40がオフ状態となることから、コンデンサ56のＦ
側電位はオン作動したトランジスタ46を通って放電さ
れ、その電位を順次低下させる。

トランジスタ50のスレッショルド値よりＦ電位が低下
すると、トランジスタ50,52は順次オフ作動し、この結
果、コンデンサ56のＨ側電位は再び定電流回路54からの
電流供給を受け、順次その電位が上昇する。そして、時
刻t₄からδ_２だけ遅延した時刻t₆になると、Ｈ電位は充
分に上昇して、トランジスタ60をオン作動させ、遅延出
力Ｃを立ち下げる。

前記コンデンサ56の放電時、トランジスタ46はその電
流容量がトランジスタ44の２倍に設定されており、コン
デンサ56からの放電電流及び電流回路48からの電流供給
を受け入れることができる。

第３図の遅延回路から明らかなごとく、本発明によれ
ば、IC化するときに、極めて作り難いコンデンサはいず
れか一方の切替回路系にただ一個挿入すれば良く、その
他はIC化の容易なトランジスタで構成するので、回路構
成が極めて簡略化可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、モータ駆動回
路の貫通電流の発生を確実に防止し、回路破損或いはノ
イズ発生などの減少を除去し、また本発明の回路はオン
作動の重複を確実に防止する遅延回路をいずれかの切替
系にのみ設けられたコンデンサで構成することができ、
IC化の容易なモータ駆動回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るモータ駆動回路の好適な実施例を
示す回路図、第２図は第１図の作用を説明するためのタイミングチャ
ート図、第３図は第１図における遅延回路の一例を示す回路図、第４図は第３図の遅延動作を示すタイミングチャート
図、第５図は従来のモータ駆動回路を示す回路図、第６図は第５図に示す従来の正負切替信号の説明図であ
る。 10……駆動モータコイル 12,14……正側スイッチングトランジスタ 18,20……負側スイッチングトランジスタ 24……正負切替回路 30……遅延回路 32,34,36……ゲート回路 56……コンデンサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの駆動コイルにそれぞれ極性の異な
る駆動電流を供給する正及び負のスイッチング回路と、
前記両スイッチング回路を交互に切替制御する正負切替
回路と、を含むモータ駆動IC回路において、前記正負切替回路は、正側又は負側の原切替信号の何れか一方の原切替信号を
所定時間遅延させる遅延回路と、前記遅延回路による遅延信号と、前記正側又は負側の原
切替信号との排他的論理和を採り、さらに、この排他的
論理和の信号を反転したガード信号を出力するガード信
号出力回路と、前記ガード信号と、前記正側又は負側の原切替信号の論
理積を採り、正側又は負側の最終切替信号を出力する第
１の最終切替信号出力回路と、前記ガード信号と、負側又は正側の原切替信号の論理積
を採り、負側又は正側の最終切替信号を出力する第２の
最終切替信号出力回路と、を含み、前記正のスイッチング回路は、この正のスイッチング回
路に含まれる出力素子を全て駆動するドライバ素子であ
って、前記正側の最終切替信号が印可される単一の正側
ドライバ素子を含み、前記負のスイッチング回路は、この負のスイッチング回
路に含まれる出力素子を全て駆動するドライバ素子であ
って、前記負側の最終切替信号が印可される単一の負側
ドライバ素子を含み、正負切替時に貫通電流が流れることを防止したことを特
徴とするモータ駆動IC回路。
【請求項２】特許請求の範囲（１）記載のモータ駆動IC
回路において、前記正のスイッチング回路は、正側電源と、前記モータの正極との間に接続配置された
出力素子であって、前記正側ドライバ端子の出力信号に
よってON作動され、前記正側電源から前記モータの正極
へ電流を供給する第１の出力素子と、負側電源と、前記モータの負極との間に接続配置された
出力素子であって、前記正側ドライバ端子の出力信号に
よってON作動され、前記モータの負極から前記負側電源
へ電流を吸い込ませる第２の出力素子と、を含み、前記負のスイッチング回路は、正側電源と、前記モータの負極との間に接続配置された
出力素子であって、前記負側ドライバ端子の出力信号に
よってON作動され、前記正側電源から前記モータの負極
へ電流を供給する第３の出力素子と、負側電源と、前記モータの正極との間に接続配置された
出力素子であって、前記負側ドライバ端子の出力信号に
よってON作動され、前記モータの正極から前記負側電源
へ電流を吸い込ませる第４の出力素子と、を含むことを特徴とするモータ駆動IC回路。