JPH05236763A - パルス駆動回路 - Google Patents

パルス駆動回路

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JPH05236763A
JPH05236763A JP3315888A JP31588891A JPH05236763A JP H05236763 A JPH05236763 A JP H05236763A JP 3315888 A JP3315888 A JP 3315888A JP 31588891 A JP31588891 A JP 31588891A JP H05236763 A JPH05236763 A JP H05236763A
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logic
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Osamu Matsushima
修 松嶋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ブリッジ接続型のトランジスタ電力増幅回路に
おいて、駆動パルス出力の異常によるトランジスタの破
壊を防止する。 【構成】遮断論理を検出するエッジ検出回路35,36
と論理ゲートE31〜E33からなる遮断論理検出回路
37を備える。遮断論理の検出期間を計数するタイマ3
1を備える。タイマの計数値をラッチするラッチ回路3
2を備える。比較値を格納する比較レジスタ34を備え
る。計数値と比較値とを比較する比較回路33を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパルス駆動回路に関し、
特にブリッジ接続電力増幅回路を駆動するパルス駆動回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】3相モータ等を駆動するブリッジ接続型
のトランジスタ電力増幅回路においては、通常、ブリッ
ジの上下をそれぞれ構成するトランジスタを相補的にオ
ンオフするように構成されている。ところが、実際に
は、駆動パルス信号の遅れやトランジスタのオンオフ特
性のばらつき等により、ブリッジの上下のトランジスタ
が同時にオンすることにより過大電流が流れ、トランジ
スタが破壊されることがある。このような事故を防止す
るため、トランジスタのベースあるいはゲート等の駆動
電極に接続に接続される信号には、両方のトランジスタ
が同時にオフとなる期間、いわゆるデッドタイムを確保
するのが一般的であった。
【0003】従来のパルス駆動回路を用いた3相モータ
の駆動回路は、図4(A)に示すように、電源71とブ
リッジ接続されたトランジスタQ71〜Q76からなる
電力増幅回路7と、パルス駆動回路を備えるマイクロコ
ンピュータ81と、電力増幅回路7により駆動されるモ
ータ10とを備えて構成されていた。
【0004】次に、従来のパルス駆動回路の動作につい
て説明する。
【0005】図4(B)は、トランジスタQ71,Q7
2のベースをそれぞれ駆動する駆動信号のタイムチャー
トである。信号Uは、トランジスタQ71のベースに、
信号VはトランジスタQ72のベースにそれぞれ印加さ
れる。ここで、各トランジスタは、駆動信号が論理値’
1’のときにオンするものとすると、期間aおよび期間
bが両トランジスタQ71,Q72がオフとなるデッド
タイムとなる。他のトランジスタQ73〜Q76につい
ても、それぞれの駆動信号の位相が変化する他は同様で
あるというものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパルス
駆動回路は、パルス駆動信号をマイクロコンピュータに
より発生する場合には、プログラムの暴走等の原因によ
り駆動信号が異常となり、正常なデッドタイムが確保不
能となるため、遂にはトランジスタが破壊してしまうこ
とがしばしば発生するという欠点があった。また、トラ
ンジスタの破壊の原因がトランジスタ自身の劣化による
ものか、あるいは、駆動信号の異常によるものかの判定
が不確実であるため、事故対策等の処置が困難であると
いう欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のパルス駆動回路
は、それぞれ相補の極性の第一および第二のパルスから
なるN相のパルス信号を発生するパルス発生回路とこの
N相のパルス信号をそれぞれ増幅しN相のブリッジ接続
の第一および第二の電力増幅素子からなる電力増幅回路
を駆動する駆動回路を備えるパルス駆動回路において、
前記第一および第二のパルスが前記電力増幅回路の前記
第一および第二の電力増幅素子を遮断するよう予め定め
た論理条件である遮断論理を検出する遮断論理検出回路
と、前記遮断論理の検出期間を計数するタイマと、前記
遮断論理が検出されたとき前記タイマの計数値をラッチ
するラッチ回路と、予め定めた比較値を格納する比較レ
ジスタと、前記ラッチ回路に保持された前記計数値と前
記比較値とを比較する比較回路とを備えて構成されてい
る。
【0008】
【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。
【0009】図1は本発明のパルス駆動回路の第一の実
施例を示すブロック図である。
【0010】本実施例のパルス駆動回路は、図1に示す
ように、それぞれ相補の極性の2組のパルスからなる3
相のすなわち6チャンネルのパルス信号を発生するパル
ス発生回路1と、パルス発生回路1からのパルスをそれ
ぞれ増幅し電力増幅回路7のトランジスタをそれぞれ駆
動する6個のドライバA21〜A26からなるドライバ
部2と、ドライバ部2からの3相の駆動パルスのそれぞ
れを監視するパルス監視部3〜5と、パルス監視部3〜
5からの出力を論理演算しドライバ部2にコントロール
信号C出力する論理ゲート6と、CPU8と、バス9と
をを含めてマイクロコンピュータを構成し、さらに、駆
動対象である3相モータ(図示は省略)駆動用の3相ブ
リッジ接続のトランジスタにより構成された電力増幅回
路7とを含めて示している。
【0011】パルス監視部3〜5は同一の構成であり、
それぞれ、タイマ31と、ラッチ32と、コンパレータ
33と、比較レジスタ34と、エッジ検出回路35,3
6と論理ゲートE31〜E34とからなる遮断論理検出
回路37を備えて構成されている。
【0012】次に、本実施例の動作について説明する。
【0013】まず、CPU8は各種プログラムを実行し
て、必要なパルス出力指令をデータバス9を経由してパ
ルス発生部1に送る。パルス発生部1はCPUからの指
令に基ずき、それぞれ相補の極性の2組のパルスからな
る3相の、すなわち、6チャンネルのパルス信号を発生
する。これらのパルス信号は、ドライバ部2を経由し
て、駆動対象である3相ブリッジ接続のトランジスタの
電力増幅回路7を駆動し3相モータ等を駆動する。
【0014】ドライバ部2の6個のドライバA21〜A
26は、コントロール信号Cが’0’のときはオフとな
り、ハイインピーダンス状態となる。
【0015】パルス監視部3〜5は、前述のように同一
構成であるため、代表としてパルス監視部3について説
明する。ドライバ部2のドライバA21,A22の出力
は相補の極性であり、それぞれ、電力増幅回路7を構成
するブリッジの第1相の上下のトランジスタ(図示は省
略)のベースに入力されている。また、電力増幅回路7
のトランジスタはNPN型であり、その遮断する方の極
性、すなわち、論理値’0’のパルスの方が論理値’
1’のパルスよりもパルス幅が大きくなっている。この
差がデッドタイムである。
【0016】図2は、図1で示す本実施例の回路のタイ
ムチャ―トである。
【0017】図2において、遮断論理検出回路37の論
理ゲートE31はデッドタイムを検出する。このデッド
タイムの検出期間、タイマ31はクロックCKの計数を
行なう。タイマ31のカウントクロックは、遮断論理検
出回路37の論理ゲートE32により制御されており、
論理ゲートE31の出力が’0’のときは阻止される。
また、論理ゲートE34の出力が’1’のときはタイマ
31はクリアされる。ここで、ドライバA21,A22
の出力が同時に’0’であると、論理ゲートE31の出
力が’1’となり、タイマ31はクロックCKをカウン
トクロックとして計数する。一方、遮断論理検出回路3
7のエッジ検出回路35,36は、それぞれ、ドライバ
A21,A22の出力の立上りを検出する。いずれかの
出力の立上がりがあると、論理ゲートE33はラッチ信
号を発生し、ラッチ32はこのタイミングT2における
タイマ31の計数値dをラッチする。コンパレータ33
は、ラッチ32の保持値cと比較レジスタ34の比較値
とを比較し、ラッチ32の保持値が比較値と同一かある
いは小さいときは検出出力Dを出力する。
【0018】ここで、比較レジスタ34には、予めCP
U8により比較値としてたとえば3が格納されている。
したがって、コンパレータ33は、ラッチ32の保持値
cが3以下であると検出出力Dを出力する。すると、論
理ゲート6は、これを検出し、制御信号Cを出力してド
ライバ部2の全部のドライバA21〜A26をハイイン
ピーダンス状態とする。この結果、電力増幅回路7のト
ランジスタはオフとなり破壊が防止される。
【0019】図2の時刻T2において、遮断論理検出回
路37のエッジ検出回路36はドライバA22の出力の
立上りを検出して検出信号bを出力し、このときのタイ
マ31の計数値dはL、たとえば5をラッチ32に格納
する。したがって、このときのラッチ32の保持値5は
3以上であるので、検出出力Dは出力されない。一方、
時刻T3〜T4でも、デッドタイムを検出し、同様にタ
イマ31はクロックCKの計数を行なう。そして、エッ
ジ検出回路35は、時刻T4において、ドライバA21
の出力の立上りを検出て検出信号aを出力する。このと
きのタイマ31の計数値dはM、たとえば2をラッチ3
2に格納する。このときのラッチ32の保持値2は3以
下であるので、検出出力D’1’が出力される。その結
果、論理ゲート6は制御信号Cを出力してドライバ部2
の全部のドライバA21〜A26をオフとする。
【0020】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。
【0021】図3は本発明の第二の実施例を示す回路図
である。
【0022】前述の第一の実施例に対する本実施例の相
違点は、パルス監視部3〜5のタイマのオーバフロー出
力Oを入力しデッドタイムが異常に長いことを検出して
CPU8に出力する論理ゲート11と、パルス異常時に
おいてドライバ部2のオンオフをソフトウェアで制御す
るための許可フラグ12と、論理ゲート13とが付加さ
れたことである。また、論理ゲート6からのコントロー
ル信号Cは論理ゲート13とCPU8の割込入力に入力
する。
【0023】次に、本実施例の動作について説明する。
【0024】まず、プログラムにより、許可フラグ12
が論理値’0’に設定されている場合のパルス監視部3
の動作について説明する。デッドタイムが比較レジスタ
34の設定値より小さい場合には、論理ゲート6からの
コントロール信号Cは前述の第一の実施例と同様に’
0’となり、論理ゲート13の一方に入力される。論理
ゲート13の他の一方には、許可フラグ12の論理値’
0’が入力されているのでコントロール信号Cは阻止さ
れる。CPU8はコントロール信号Cを割込信号として
認識し、ドライバ部2の出力をオフしないようになって
いる。
【0025】次に、許可フラグ12が論理値’0’に設
定されている場合は、前述と同一条件で、論理ゲート6
からのコントロール信号Cが’0’になると、論理ゲー
ト13の出力は’0’となり、ドライバ部2の出力をオ
フとする。
【0026】次に、検出されるデッドタイムが異常に長
い場合の動作について説明する。この場合には、タイマ
31のオーバフロー出力を論理ゲート11の出力信号E
が’1’となることににより検出する。この信号EをC
PU8は割込要求として認識し、デッドタイムが異常で
あることを検出する。これにより、マイクロコンピュー
タ内部で異常処理を行なうことが可能となる。
【0027】本実施例では、デッドタイムが規定値より
短かい場合に異常パルスとして検出して強制的にオフに
してしまうのではなく、そのときの動作状態に対応した
処理をソフトウェアにより制御し、最適な停止制御が可
能となるという利点がある。また、デッドタイムが規定
値より異常に長い場合にも異常パルスとして検出できる
という利点がある。
【0028】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。たとえば、ドライバ部の出力を第一のフォトカプ
ラを介して電力増幅回路に結合するとともに、第二のフ
ォトカプラを介して第一のフォトカプラの出力である電
力増幅部の入力をパルス監視部に結合することも、本発
明の主旨を逸脱しない限り適用できることは勿論であ
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパルス駆
動回路は、遮断論理を検出する遮断論理検出回路と、遮
断論理の検出期間を計数するタイマと、タイマの計数値
をラッチするラッチ回路と、比較値を格納する比較レジ
スタと、計数値と比較値とを比較する比較回路とを備え
ることにより、デッドタイムが規定値に対して異常であ
ることを検出してドライバ部をオフとするので、電力増
幅回路のトランジスタの破壊を防止できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパルス駆動回路の第一の実施例を示す
ブロック図である。
【図2】本実施例のパルス駆動回路における動作の一例
を示すタイムチャートである。
【図3】本発明のパルス駆動回路の第二の実施例を示す
ブロック図である。
【図4】従来のパルス駆動回路の一例を示すブロック図
およびその動作タイムチャートである。
【符号の説明】
1 パルス発生部 2 ドライバ部 3〜5 パルス監視部 6,11,13,E31〜E34 論理ゲート 7 電力増幅回路 8 CPU 9 データバス 31 タイマ 32 ラッチ 33 コンパレータ 34 比較レジスタ 35,36 エッジ検出回路 37 遮断論理検出回路 81 マイクロコンピュータ A21〜A26 ドライバ Q71〜Q76 トランジスタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ相補の極性の第一および第二の
    パルスからなるN相のパルス信号を発生するパルス発生
    回路とこのN相のパルス信号をそれぞれ増幅しN相のブ
    リッジ接続の第一および第二の電力増幅素子からなる電
    力増幅回路を駆動する駆動回路を備えるパルス駆動回路
    において、 前記第一および第二のパルスが前記電力増幅回路の前記
    第一および第二の電力増幅素子を遮断するよう予め定め
    た論理条件である遮断論理を検出する遮断論理検出回路
    と、 前記遮断論理の検出期間を計数するタイマと、 前記遮断論理が検出されたとき前記タイマの計数値をラ
    ッチするラッチ回路と、 予め定めた比較値を格納する比較レジスタと、 前記ラッチ回路に保持された前記計数値と前記比較値と
    を比較する比較回路とを備えることを特徴とするパルス
    駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記駆動回路は第一のフォトカプラを介
    して前記電力増幅回路を駆動し、前記第一のフォトカプ
    ラの出力を第二のフォトカプラを介して前記遮断論理検
    出回路に入力することを特徴とする請求項1記載のパル
    ス駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記パルス発生回路はマイクロコンピュ
    ータの中央処理装置により制御され、前記比較回路の出
    力が前記中央処理装置の割込入力となることを特徴とす
    る請求項1記載のパルス駆動回路。
  4. 【請求項4】 前記タイマのオーバフローを検出するオ
    ーバフロー検出回路を備え、前記オーバフロー検出回路
    の出力がが前記中央処理装置の割込入力となることを特
    徴とする請求項3記載のパルス駆動回路。
  5. 【請求項5】 プログラムにより前記中央処理装置が前
    記駆動回路の出力の許可不許可を制御する許可フラグを
    備えることを特徴とする請求項3記載のパルス駆動回
    路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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