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Info
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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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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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。
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
。
性(第6図)と比較しても格段に低く且つ安定化される
。
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。
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。
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。
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)
- (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)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1210323A JPH0374189A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | モータ制御icの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1210323A JPH0374189A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | モータ制御icの駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0374189A true JPH0374189A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16587524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1210323A Pending JPH0374189A (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | モータ制御icの駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0374189A (ja) |
Cited By (3)
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 |
-
1989
- 1989-08-14 JP JP1210323A patent/JPH0374189A/ja active Pending
Cited By (4)
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 |
WO2009006172A3 (en) * | 2007-06-28 | 2009-02-19 | 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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