JPH0374189A - モータ制御icの駆動回路 - Google Patents

モータ制御icの駆動回路

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JPH0374189A
JPH0374189A JP1210323A JP21032389A JPH0374189A JP H0374189 A JPH0374189 A JP H0374189A JP 1210323 A JP1210323 A JP 1210323A JP 21032389 A JP21032389 A JP 21032389A JP H0374189 A JPH0374189 A JP H0374189A
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JP
Japan
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voltage
motor
circuit
bridge
charge pump
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Application number
JP1210323A
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English (en)
Inventor
Yoichi Matsumoto
洋一 松本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータ制御ICの駆動回路に関し、特にモータ
駆動部にNチャネルパワーMOS−FETを4個用いて
形成したHブリッジ駆動回路を有するモータ制御ICの
駆動回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、かかるモータ制御ICの駆動回路におけるHブリ
ッジ駆動回路は、モータの正転、逆転を容易に実現でき
るので、モータ駆動用として非常に普及した回路である
。最近はON抵抗を下げるために、Hブリッジを′!R
戒するトランジスタとしてパワーMOS −FETを使
用する場合が多く、特にディスクリート構成の場合はハ
イサイド側にPチャネルパワニMOS−FETを用い、
しかもロウサイド側にNチャネルパワーMOS −FE
Tを使用している。しかし、モノリシックitとすると
き、かかるPチャネルパワーMOS−FETは面積が大
きくなり不利であるため、ハイサイド(JiffにもN
チャネルパワーMOS −FETを使用し、ハイサイド
のパワーMOS −FET駆動用としてチャージポンプ
による昇圧回路を使用するのが一般的である。
第5図はかかる従来の一例を示すNチャネルパワーMO
SのHブリッジモータ制御ICの駆動回路図である。
第5図に示すように、かかるモータ制御ICの駆動回路
は昇圧電圧を得るために、まずチャージポンプ昇圧回路
14内のスイッチを発振回路6で制御し、2つの昇圧コ
ンデンサ11.12にそれぞれロジック電源電圧(VD
D)を充電する。次に、基準となるロジック電源電圧(
VDD)に対し、2つのコンデンサ11.12にそれぞ
れ充電した電圧を加算するように内部スイッチを制御し
、最終的にはゲート端子24にVDDの3倍の昇圧電圧
を得る。この昇圧電圧をさらに出力コンデンサ13に充
電する。以上の動作を発振回Fl@ 6により繰り返す
、このゲート端子24に得られた電圧3XVooはハイ
サイド側のNチャネルパワーMOS −FETQI、Q
2およびQ5.Q6を十分にONさせるために必要とな
る。Hブリッジ回路16.17を構成するトランジスタ
のON。
OFFはコントロール入力1〜3に印加されたコントロ
ール信号によって制御される。このためコントロール信
号入力をコントロール回路10でデコードし、レベルシ
フト回路■5で前述のゲート端子24に得られた電圧(
3XVDD)に電圧変換する。このHブリッジ回路16
.17においては、対角線上のトランジスタを交互にO
N。
OFFさせ、モータ巻線19.22に流れる電流の向き
を変える。
例えば、QlとQ4がONの時はQ2とQ3をOFF、
またQlとQ4がOFFの時はQ2とQ3をONさせて
、モータ巻線1つに流す電流の向きを反転させる。また
、モータを停止する時は全てのトランジスタをOFFと
する。
第6図は第5図に示すモータ制f3!IICにおけるモ
ータ電圧−HブリッジON抵抗特性図である。
第6図に示すように、従来のモータ制御ICにおけるO
N抵抗特性はロジック電源電圧VDDが5V、ON抵抗
値を上下トランジスタの和としたとき、モータ電圧Vイ
が増していくと、抵抗値が指数的に増大する傾向を示し
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のNチャネルパワーMOS−Hブリッジモ
ータ制御ICはパワーMOS −FETのゲートに印加
する電圧がロジック電源に印加された電圧の3倍と一定
値である。このパワーMOS・FETのON抵抗はゲー
ト・ソース間電圧VGSで決定され、NチャネルMOS
−FETの場合はゲート電圧がソース電圧より高ければ
高いほどON抵抗が低くなる。
上述した従来例においては、ロジック電源電圧を5■と
すると、パワーMOS −FETのゲート電圧は約15
Vと一定である。従って、モータ駆動電圧■8が増し、
15Vに近ずくにつれハイサイド側のNチャネルパワー
MOS −FETのVO2が小さくなり、ON抵抗が指
数的に増大して来るという欠点がある。
また、かかるON抵抗が増すと、飽和電圧が増大し損失
も増えるので、パワーMOS −FETをHブリッジに
使用する意味がなくなってしまう。
かかる対策として昇圧電圧を4倍以上にすると、昇圧用
の外付はコンデンサの数が増えるため、IC端子も増え
且つ制御回路も複雑となるのでメリットがない。
本発明の目的は、かかるモータ制御ICとしてのNチャ
ネルパワーMOS −FETのON抵抗を低下させ且つ
ほぼ一定になるように安定させることのできるモータ制
御ICの駆動回路を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のモータ制御ICの駆動回路は、モータ駆動部に
4個のNチャネルパワーMOS −FETにより形成さ
れるHブリッジ駆動回路と前記NチャネルパワーMOS
 −FETのうちハイサイド側の2個のNチャネルパワ
ーMOS −FETを駆動するためのチャージポンプ方
式の昇圧回路および外部ディジタル制御信号により前記
Hブリッジ駆動回路を制御する制御ロジック回路とを有
するモータ制御ICの駆動回路において、前記Hブリッ
ジ駆動回路に印加するモータ駆動電圧を前記チャージポ
ンプ昇圧回路の駆動電圧と同一にするように構成される
また、本発明のモータ制御ICの駆動回路は、モータ駆
動電圧が制御ロジック部のロジック電源電圧より高い時
はチャージポンプ昇圧回路をモータ電圧で駆動し、前記
モータ電圧がロジック電源電圧より低い時は前記チャー
ジポンプ昇圧回路を前記ロジック電源電圧で駆動する切
り替えスイッチ回路を有するように構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第一の実施例を示すN′チャネルパワ
ーMO8のHブリッジ制御ICの駆動回路図である。
第1図に示すように、本実施例は前述した従来例の回路
構成と比較して異なる点は、発振回路6およびチャージ
・ポンプ昇圧回路14に対するロジック電源端子5から
の電圧(VDD)供給に代えて、モータ電源端子18か
らの電圧(VM)供給を行うようにしたことにある。そ
の他の回路構成は従来と同様であるので説明を省略する
かかる本実施例において、発振回路6とチャージポンプ
昇圧回路14およびレベルシフト回路15は共にモータ
電源端子18に印加されるモータ電圧の少なくとも3倍
の回路耐圧を有している。すなわち、モータ電圧をVM
とすると、チャージポンプ昇圧回路14の動作電圧はV
Mであるので、ゲート端子24には3xV、の電圧が得
られる。
上述の構成とすることにより、モータ電圧VMが変化し
ても、ゲート端子24には絶えず■いの3倍の値のゲー
ト駆動電圧が得られる。従って、Hブリッジ回路16.
17におけるハイサイド側のトランジスタQl、Q2お
よびQ5.Q6はモータ電圧Vwが高くなってもゲート
・ソース間電圧VGsがさらに高くなるので、十分に低
いON抵抗を保つことができる。
第2図は第1図に示すモータ制御ICにおけるモータ電
圧−HブリッジON抵抗特性図である。
第2図に示すように、上下トランジスタの和であるON
抵抗は安定化されるが、特にモータ電圧VMがロジック
電源電圧■DDよりも高い時にその効果は大きい、なお
、ロジック部を構成するコントロール回路10はロジッ
クICとのインタフェースを保つため、モータ電圧VM
とは別のロジック電源電圧VDDで駆動する必要がある
第3図は本発明の第二の実施例を示すNチャネルパワー
MOSのHブリッジモータ制御ICの駆動回路図である
第3図に示すように、本実施例はモータ電源電圧■ユが
ロジック電源電圧VOaよりも低い時に用いられ、かか
る時はチャージポンプ昇圧回路14の駆動電圧をVDp
とした方が高いゲート電圧が得られるので有利である。
本実施例は前述した第一の実施例に加えて、ロジック電
源端子電圧VDDとモータ電圧VMを比較する比較器2
8と、スイッチ回路25と、比較器28のための分圧抵
抗26.27および29゜30とを有し、VDD<VM
の時にチャージポンプ昇圧回路14をVMで駆動し、逆
にV DD> V Mの時はVDDで駆動するように切
り換えることを特徴としている。
すなわち、本実、施例においては、VDD>VMの時に
前述した第一の実施例よりも低いON抵抗を得ることが
できる。
第4図は第3図に示すモータ制御ICにおけるモータ電
圧−HブリッジON抵抗特性図である。
第4図に示すように、ON抵抗特性は従来のON抵抗特
性(第6図)と比較しても格段に低く且つ安定化される
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のモータ制御ICの駆動回
路は、チャージポンプ昇圧回路をモータ電圧で駆動、も
しくはモータ電圧がロジック電源電圧より低いときはロ
ジック電源電圧により駆動することにより、モータ電圧
が変化してもHブリッジ回路を形成するNチャネルパワ
ーMOS−FETのON抵抗を低く且つほぼ一定に保つ
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示すNチャネルパワー
 MOSのHブリッジモータ制御ICの駆動回路図、第
2図は第1図に示ずモータ制御ICにおけるモータ電圧
−HブリッジON抵抗特性図、第3図は本発明の第二の
実施例を示すNチャネルパワーMOSのHブリッジモー
タ制御ICの駆動回路図、第4図は第3図に示すモータ
制御ICにおけるモータ電圧−HブリッジON抵抗特性
図、第5図は従来の一例を示すNチャネルパワーMOS
のHブリッジモータ制御ICの駆動回路図、第6図は第
5図に示すモータ制御ICにおけるモータ電圧−Hブリ
ッジON抵抗特性図である。 1〜3・・・コントロール入力、4・・・ロジックGN
D、5・・・ロジック電源端子、6・・・発振回路、7
〜9・・・プルアップ抵抗、10・・・コントロール回
路、11.12・・・昇圧コンデンサ、13・・・出力
コンデンサ、14・・・チャージポンプ昇圧回路、15
・・・レベルシフト回路、16.17・・・Hブリッジ
回路、18.21・・・モータ電源端子、19.22・
・・モータ巻線、20.25・・・パワーGND、24
・・・ゲート端子、Q1〜Q8・・・Nチャネルパワー
MOS・FET。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータ駆動部に4個のNチャネルパワーMOS・
    FETにより形成されるHブリッジ駆動回路と前記Nチ
    ャネルパワーMOS・FETのうちハイサイド側の2個
    のNチャネルパワーMOS・FETを駆動するためのチ
    ャージポンプ方式の昇圧回路および外部ディジタル制御
    信号により前記Hブリッジ駆動回路を制御する制御ロジ
    ック回路とを有するモータ制御ICの駆動回路において
    、前記Hブリッジ駆動回路に印加するモータ駆動電圧を
    前記チャージポンプ昇圧回路の駆動電圧と同一にするこ
    とを特徴とするモータ制御ICの駆動回路。
  2. (2)モータ駆動電圧が制御ロジック部のロジック電源
    電圧より高い時はチャージポンプ昇圧回路をモータ電圧
    で駆動し、前記モータ電圧がロジック電源電圧より低い
    時は前記チャージポンプ昇圧回路を前記ロジック電源電
    圧で駆動する切り替えスイッチ回路を有することを特徴
    とする請求項(1)記載のモータ制御ICの駆動回路。
JP1210323A 1989-08-14 1989-08-14 モータ制御icの駆動回路 Pending JPH0374189A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6747300B2 (en) * 2002-03-04 2004-06-08 Ternational Rectifier Corporation H-bridge drive utilizing a pair of high and low side MOSFETs in a common insulation housing
WO2009006172A2 (en) * 2007-06-28 2009-01-08 Rwr Electronics Llc Electronic motor controller and method for controlling a motor
CN114362612A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 河北汉光重工有限责任公司 基于p沟道和n沟道mosfet管的pwm功率放大电路

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