JPH06121540A - Output circuit for pwm inverter - Google Patents

Output circuit for pwm inverter

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JPH06121540A
JPH06121540A JP4268394A JP26839492A JPH06121540A JP H06121540 A JPH06121540 A JP H06121540A JP 4268394 A JP4268394 A JP 4268394A JP 26839492 A JP26839492 A JP 26839492A JP H06121540 A JPH06121540 A JP H06121540A
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JP
Japan
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current
terminal
power supply
state
diode
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Application number
JP4268394A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Takada
和幸 高田
Toru Kishi
亨 岸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an inexpensive and excellent output circuit for PWM inverter in which error is suppressed considerably in PWM control of the coil voltage of a motor while suppressing power consumption. CONSTITUTION:A current control means 13 controls collector currents 47 and 48 while making sequential transition among four states thus controlling the terminal voltage 51 of motor winding correctly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機のコイル電圧を
PWM制御するPWMインバータのパワー回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power circuit of a PWM inverter for PWM controlling a coil voltage of an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、PWMインバータが急速に普及
し、広くモータ制御に利用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, PWM inverters have rapidly spread and are widely used for motor control.

【0003】図5は一般的なPWMインバータの構成を
示す略線図で、三相PWMインバータを例にとって示し
ている。一般的にPWMインバータでは使用する電動機
の相数に応じてPWMインバータ用出力回路53の数が
異なるが、その基本動作は同じである。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of a general PWM inverter, and shows a three-phase PWM inverter as an example. Generally, in the PWM inverter, the number of output circuits 53 for the PWM inverter differs depending on the number of phases of the motor used, but the basic operation is the same.

【0004】図5において一般的な三相PWMインバー
タの構成を説明する。まず、周波数電圧設定手段58に
電動機60に供給する三相交流電圧波形の基本周波数と
実効電圧値がセットされる。次にPWM制御回路59
は、周波数電圧設定手段58に設定された情報をもとに
内部で三相PWM信号を発生し、スイッチング指令信号
42,61および62として出力する。このスイッチン
グ指令信号42,61および62は、電動機巻線端子5
2,63および64を、それぞれ直流主電源14のプラ
ス端子に接続するかまたはマイナス端子に接続するかを
指令する2値信号である。また、このスイッチング指令
信号42または61または62の周波数はPWMキャリ
ア周波数と呼ばれ、通常電動機60に供給する三相交流
電圧波形の基本周波数の10倍以上の値をとる。一般的
に、電動機に供給する三相交流電圧波形の基本周波数が
0Hz〜200Hz程度で、PWMキャリア周波数が2kHz
〜20kHz程度のものが多い。PWMインバータ用出力
回路53は、スイッチング指令信号42または61また
は62に従って電動機巻線端子52または63または6
4を直流主電源14のプラス端子またはマイナス端子に
接続制御する半導体スイッチ回路である。一般的に直流
主電源はAC100Vを整流平滑したDC140V程度
のものや、AC200Vを整流平滑したDC280V程
度のものが多い。
The configuration of a general three-phase PWM inverter will be described with reference to FIG. First, the fundamental frequency and the effective voltage value of the three-phase AC voltage waveform supplied to the electric motor 60 are set in the frequency voltage setting means 58. Next, the PWM control circuit 59
Generates a three-phase PWM signal internally based on the information set in the frequency voltage setting means 58 and outputs it as switching command signals 42, 61 and 62. The switching command signals 42, 61 and 62 are applied to the motor winding terminal 5
It is a binary signal for instructing whether 2, 63 and 64 are connected to the positive terminal or the negative terminal of the DC main power supply 14, respectively. The frequency of the switching command signal 42, 61, or 62 is called the PWM carrier frequency, and takes a value 10 times or more the basic frequency of the three-phase AC voltage waveform normally supplied to the electric motor 60. Generally, the fundamental frequency of the three-phase AC voltage waveform supplied to the motor is about 0 Hz to 200 Hz, and the PWM carrier frequency is 2 kHz.
Many are about -20 kHz. The output circuit 53 for the PWM inverter outputs the motor winding terminal 52 or 63 or 6 according to the switching command signal 42 or 61 or 62.
4 is a semiconductor switch circuit for controlling connection of the positive and negative terminals of the DC main power supply 14. In general, most of the DC main power supplies are about DC140V obtained by rectifying and smoothing AC100V and about 280VDC obtained by rectifying and smoothing AC200V.

【0005】以下に従来のPWMインバータ用出力回路
について説明する。図6は従来のPWMインバータ用出
力回路の構成を示すものである。
A conventional PWM inverter output circuit will be described below. FIG. 6 shows the configuration of a conventional PWM inverter output circuit.

【0006】図6において、65は論理反転手段でスイ
ッチング指令信号42の正負論理を反転し反転スイッチ
ング信号80を出力する。66と67はオンディレイ回
路で、スイッチング指令信号42と反転スイッチング信
号80の立ち上がりエッジをそれぞれオンディレイ時間
TDだけ遅らせて上アーム制御信号81または下アーム
制御信号82を出力する。68と69はベースドライブ
回路で、68は上アーム制御信号81に対応してパワー
トランジスタ70をONまたはOFFさせ、69は下ア
ーム制御信号82に対応してパワートランジスタ71を
ONまたはOFFさせる様に構成されている。すなわ
ち、 上アーム制御信号81が‘H’レベルになるとホ
トカプラ72の出力トランジスタがONし、これにより
トランジスタ74がONし、これによりトランジスタ7
6がOFFすることによりパワートランジスタ70がO
Nする。逆に 上アーム制御信号81が‘L’レベルに
なるとホトカプラ72の出力トランジスタがOFFし、
これによりトランジスタ74もOFFし、これによりト
ランジスタ76がONすることによりパワートランジス
タ70がOFFする。
In FIG. 6, numeral 65 is a logic inverting means for inverting the positive / negative logic of the switching command signal 42 and outputting an inverted switching signal 80. Reference numerals 66 and 67 denote on-delay circuits, which delay the rising edges of the switching command signal 42 and the inverted switching signal 80 by the on-delay time TD and output the upper arm control signal 81 or the lower arm control signal 82. 68 and 69 are base drive circuits, 68 is for turning on or off the power transistor 70 in response to the upper arm control signal 81, and 69 is for turning on or off the power transistor 71 in response to the lower arm control signal 82. It is configured. That is, when the upper arm control signal 81 becomes the “H” level, the output transistor of the photocoupler 72 is turned on, which turns on the transistor 74, which causes the transistor 7 to turn on.
When 6 is turned off, the power transistor 70 is turned off.
N On the contrary, when the upper arm control signal 81 becomes'L 'level, the output transistor of the photocoupler 72 is turned off,
This also turns off the transistor 74, which turns on the transistor 76, turning off the power transistor 70.

【0007】このベースドライブ回路は、他に実開昭5
7−42589号公報や特開昭59−178980号公
報に記載されているもの等があるが、基本的に図6記載
のベースドライブ回路68および69と同様の作用を行
い、置換可能である。
[0007] This base drive circuit is also used in the actual 5
There are those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-42589 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-178980, but basically the same operation as the base drive circuits 68 and 69 shown in FIG.

【0008】以上のように構成されたPWMインバータ
用出力回路について、以下その動作について説明する。
The operation of the PWM inverter output circuit configured as described above will be described below.

【0009】図7は、図6のPWMインバータ用出力回
路の内部の信号を示す図で、まずスイッチング指令信号
42が‘L’レベルから‘H’レベルに変化すると、オ
ンディレイ回路66はオンディレイ時間TDだけ遅れて
上アーム制御信号81を‘L’レベルから‘H’レベル
に変化させる。上アーム制御信号81を‘H’レベルに
するとパワートランジスタ70がONするが、その間に
はベースドライブ回路68とパワートランジスタ70の
動作遅れ時間TX1が存在する。この動作遅れ時間TX
1はパワートランジスタ70の温度やコレクタを流れる
電流値の変化により変動し、またベースドライブ回路を
構成する部品やパワートランジスタのバラツキや経年変
化によっても変化する。
FIG. 7 is a diagram showing internal signals of the output circuit for the PWM inverter shown in FIG. 6. First, when the switching command signal 42 changes from the “L” level to the “H” level, the on-delay circuit 66 turns on-delay. The upper arm control signal 81 is changed from the “L” level to the “H” level with a delay of the time TD. When the upper arm control signal 81 is set to the “H” level, the power transistor 70 is turned on, but there is an operation delay time TX1 of the base drive circuit 68 and the power transistor 70 between them. This operation delay time TX
1 changes depending on the temperature of the power transistor 70 and changes in the current value flowing through the collector, and also changes due to variations in components forming the base drive circuit and power transistors, and changes over time.

【0010】また、スイッチング指令信号42が‘L’
レベルから‘H’レベルに変化すると、反転スイッチン
グ信号80は‘H’レベルから‘L’レベルに変化し、
オンディレイ回路67は下アーム制御信号82をほとん
ど時間遅れなしに‘L’レベルにする。下アーム制御信
号82を‘L’レベルにするとパワートランジスタ71
がOFFするが、その間にはベースドライブ回路69と
パワートランジスタ71の動作遅れ時間TY2が存在す
る。この動作遅れ時間TY2はパワートランジスタ71
の温度やコレクタを流れる電流値の変化により変動し、
またベースドライブ回路を構成する部品やパワートラン
ジスタのバラツキや経年変化によっても変化する。
Further, the switching command signal 42 is "L".
When the level changes to the'H 'level, the inverted switching signal 80 changes from the'H' level to the'L 'level,
The on-delay circuit 67 sets the lower arm control signal 82 to the'L 'level with almost no time delay. When the lower arm control signal 82 is set to the “L” level, the power transistor 71
Is turned off, but there is an operation delay time TY2 of the base drive circuit 69 and the power transistor 71 in the meantime. This operation delay time TY2 depends on the power transistor 71.
Fluctuates due to changes in the temperature of the
It also changes due to variations and aging of the components that make up the base drive circuit and power transistors.

【0011】次にスイッチング指令信号42が‘H’レ
ベルから‘L’レベルに変化すると、オンディレイ回路
66は上アーム制御信号81をほとんど時間遅れなしに
‘L’レベルにし、パワートランジスタ70はOFFす
るが、その間にはベースドライブ回路68とパワートラ
ンジスタ70の動作遅れ時間TY1が存在する。
Next, when the switching command signal 42 changes from the "H" level to the "L" level, the on-delay circuit 66 sets the upper arm control signal 81 to the "L" level with almost no time delay, and the power transistor 70 is turned off. However, there is an operation delay time TY1 of the base drive circuit 68 and the power transistor 70 between them.

【0012】また、スイッチング指令信号42が‘H’
レベルから‘L’レベルに変化すると、反転スイッチン
グ信号80は‘L’レベルから‘H’レベルに変化し、
オンディレイ回路67はオンディレイ時間TDだけ遅れ
て下アーム制御信号82を変化させる。下アーム制御信
号82を‘H’レベルにするとパワートランジスタ71
がONするが、その間にはベースドライブ回路69とパ
ワートランジスタ71の動作遅れ時間TX2が存在す
る。
Further, the switching command signal 42 is "H".
When the level changes to the'L 'level, the inverted switching signal 80 changes from the'L' level to the'H 'level,
The on-delay circuit 67 changes the lower arm control signal 82 with a delay of the on-delay time TD. When the lower arm control signal 82 is set to the “H” level, the power transistor 71
Is turned on, but there is an operation delay time TX2 of the base drive circuit 69 and the power transistor 71 in the meantime.

【0013】ここで、動作遅れ時間TX1または動作遅
れ時間TX2と、動作遅れ時間TY1または動作遅れ時
間TY2を比較すると、一般的に動作遅れ時間TX1ま
たはTX2より動作遅れ時間TY1またはTY2のほう
が長くなる傾向がある。動作遅れ時間TX1および動作
遅れ時間TX2の最悪条件を考慮した上での最短の値を
TXWとし、動作遅れ時間TY1および動作遅れ時間T
Y2の最悪条件を考慮した上での最長の値をTYWとす
ると、通常オンディレイ時間TDはTYWからTXWを
差し引いた値に多少の余裕を加えた時間と設定される。
通常、オンディレイ時間TDはバイポーラタイプのパワ
ートランジスタを使用したもので10〜50マイクロ秒
程度に設定され、MOSタイプのパワーMOS−FET
を使用したもので2〜10マイクロ秒程度に設定され
る。これにより、スイッチング指令信号42が‘H’レ
ベルから‘L’レベルに変化した時や‘L’レベルから
‘H’レベルに変化したときにパワートランジスタ70
とパワートランジスタ71が同時にON状態となり、直
流主電源14のプラス端子とマイナス端子が短絡状態と
なることを防止している。
When the operation delay time TX1 or the operation delay time TX2 is compared with the operation delay time TY1 or the operation delay time TY2, the operation delay time TY1 or TY2 is generally longer than the operation delay time TX1 or TX2. Tend. The shortest value of the operation delay time TX1 and the operation delay time TX2 considering the worst condition is TXW, and the operation delay time TY1 and the operation delay time T are set.
When the longest value of Y2 in consideration of the worst condition is TYW, the normal on-delay time TD is set to a value obtained by subtracting TXW from TYW with some margin.
Normally, the on-delay time TD uses a bipolar type power transistor and is set to about 10 to 50 microseconds.
Is set to about 2 to 10 microseconds. Accordingly, when the switching command signal 42 changes from the “H” level to the “L” level or when the switching command signal 42 changes from the “L” level to the “H” level, the power transistor 70
And the power transistor 71 are simultaneously turned on to prevent the positive terminal and the negative terminal of the DC main power supply 14 from being short-circuited.

【0014】以上より、スイッチング指令信号42と電
動機巻線端子電圧51の状態とに着目して考察すると、
まずスイッチング指令信号42が‘L’レベルに固定し
ている時はパワートランジスタ70がOFF状態でパワ
ートランジスタ71がON状態となっているため電動機
巻線端子52は直流主電源14のマイナス端子に接続さ
れることになり、またスイッチング指令信号42が
‘H’レベルに固定している時はパワートランジスタ7
0がON態でパワートランジスタ71がOFF状態とな
っているため電動機巻線端子52は直流主電源14のプ
ラス端子に接続されることになる。
From the above, considering the switching command signal 42 and the state of the motor winding terminal voltage 51,
First, when the switching command signal 42 is fixed at the “L” level, the power transistor 70 is in the OFF state and the power transistor 71 is in the ON state, so the motor winding terminal 52 is connected to the negative terminal of the DC main power supply 14. In addition, when the switching command signal 42 is fixed at the "H" level, the power transistor 7
Since 0 is in the ON state and the power transistor 71 is in the OFF state, the motor winding terminal 52 is connected to the positive terminal of the DC main power supply 14.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、スイッチング指令信号42が‘L’レベル
から‘H’レベルに変化した時や‘H’レベルから
‘L’レベルに変化した時に、ある時間パワートランジ
スタ70とパワートランジスタ71が両方OFFした状
態となり、これが電動機巻線端子52の電圧制御する上
での制御誤差となる。この制御誤差は、電動機の発生ト
ルクや回転速度の変動を招き、また電動機の騒音振動も
大きくなるという問題点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional configuration, there are cases when the switching command signal 42 changes from the'L 'level to the'H' level or from the'H 'level to the'L' level. Both the time power transistor 70 and the power transistor 71 are turned off, which causes a control error in controlling the voltage of the motor winding terminal 52. This control error has a problem that the torque generated by the electric motor and the rotation speed are changed, and the noise and vibration of the electric motor also increase.

【0016】これをさらに詳しく説明する。図6および
図7において、スイッチング指令信号42が‘L’レベ
ルから‘H’レベルに変化した時や、‘H’レベルから
‘L’レベルに変化した時には、ONしていたパワート
ランジスタをまずOFFさせた後OFFしていたパワー
トランジスタをONさせる。従って、ある時間パワート
ランジスタ70とパワートランジスタ71が両方OFF
した状態となる。この状態をフローティング状態と呼
び、この時間をフローティング時間TFと呼んでいる。
一般的にフローティング時間TFはオンディレイ時間T
Dの 1/2〜 2/3程度である場合が多い。
This will be described in more detail. In FIG. 6 and FIG. 7, when the switching command signal 42 changes from the “L” level to the “H” level or when the “H” level changes to the “L” level, the power transistor that has been turned on is first turned off. After that, the power transistor that was off is turned on. Therefore, both the power transistor 70 and the power transistor 71 are off for a certain period of time.
It will be in the state of doing. This state is called a floating state, and this time is called a floating time TF.
Generally, the floating time TF is the on-delay time T
It is often about 1/2 to 2/3 of D.

【0017】一般的に電動機のPWM制御は本来、電動
機巻線端子を直流主電源のプラス端子とマイナス端子に
交互に接続し、そのプラス端子に接続する時間とマイナ
ス端子に接続する時間の比率に応じて電動機巻線端子の
平均電圧を制御しようとするものである。従って、直流
主電源14の電圧を一定とした場合において、スイッチ
ング指令信号42の‘H’レベルと‘L’レベルの時間
の比率に応じて電動機巻線端子52の平均電圧を一義的
に制御できることが理想である。
Generally, the PWM control of an electric motor is essentially such that the electric motor winding terminals are alternately connected to the positive terminal and the negative terminal of the DC main power supply and the ratio of the time of connecting to the positive terminal and the time of connecting to the negative terminal is set. Accordingly, the average voltage of the motor winding terminals is controlled. Therefore, when the voltage of the DC main power supply 14 is constant, the average voltage of the motor winding terminal 52 can be uniquely controlled according to the ratio of the time of the “H” level and the “L” level of the switching command signal 42. Is the ideal.

【0018】しかしながら従来のPWMインバータ用出
力回路においては、フローティング状態が存在するため
電動機巻線端子を流れる電流の方向により電動機巻線端
子の平均電圧が変動する。すなわち、電動機巻線端子5
2よりPWMインバータ用出力回路53に電流が流入す
る方向に電流が流れている状態でフローティング状態に
なると、ダイオード78が導通し、電動機巻線端子52
は直流主電源14のプラス端子に接続された状態とな
る。この状態を図7の電動機巻線端子電圧51Aに示
す。逆に、フローティング状態においてPWMインバー
タ用出力回路53より電動機巻線端子52に電流が流出
する方向に電流が流れると、ダイオード79が導通し電
動機巻線端子52は直流主電源14のマイナス端子に接
続された状態となる。この状態を図7の電動機巻線端子
電圧51Bに示す。またフローティング状態において、
電動機巻線端子52に電流が流れていない状態では、電
動機巻線端子52の電圧は電動機60の内部で発生する
誘起電圧等より定まる電圧となる。
However, in the conventional output circuit for the PWM inverter, since the floating state exists, the average voltage of the motor winding terminal varies depending on the direction of the current flowing through the motor winding terminal. That is, the motor winding terminal 5
When the current is flowing in the direction in which the current flows from 2 to the PWM inverter output circuit 53, the diode 78 becomes conductive and the motor winding terminal 52 is turned on.
Is connected to the positive terminal of the DC main power supply 14. This state is shown in the motor winding terminal voltage 51A of FIG. On the contrary, when current flows from the PWM inverter output circuit 53 to the electric motor winding terminal 52 in the floating state, the diode 79 conducts and the electric motor winding terminal 52 is connected to the negative terminal of the DC main power supply 14. It will be in the state of being. This state is shown in the motor winding terminal voltage 51B of FIG. In the floating state,
When no current is flowing through the motor winding terminal 52, the voltage at the motor winding terminal 52 is a voltage determined by the induced voltage generated inside the motor 60.

【0019】以上のように、フローティング状態がある
ためにスイッチング指令信号42と電動機巻線端子52
の平均電圧が一義的に定まらず制御誤差を生じる。通
常、電動機巻線端子52を流れる電流は交流で電流の方
向が変化するため、それに応じて制御誤差も変化し、電
動機60の発生トルクや回転速度の変動が生じる。フロ
ーティング状態をなくし、フローティング時間を0にす
ることによりこの問題は解決できるが、従来のPWMイ
ンバータ用出力回路においては直流主電源14のプラス
端子とマイナス端子の短絡状態が生じ、実際には不可能
である。
As described above, the switching command signal 42 and the motor winding terminal 52 are present because of the floating state.
The average voltage of is not uniquely determined and causes a control error. Normally, the current flowing through the motor winding terminal 52 is an alternating current, and the direction of the current changes. Therefore, the control error also changes accordingly, and the torque generated or the rotation speed of the motor 60 fluctuates. This problem can be solved by eliminating the floating state and setting the floating time to 0, but in the conventional output circuit for the PWM inverter, the short circuit between the positive terminal and the negative terminal of the DC main power supply 14 occurs, which is actually impossible. Is.

【0020】さらに、パワートランジスタがONまたは
OFFする際に電気ノイズが発生するが、特にこれを小
さくしたい用途においてはパワートランジスタのベース
とエミッタ間にコンデンサを接続する等の方法でスイッ
チングスピードを遅くする場合がある。しかし、これに
より動作遅れ時間TX1,TX2,TY1およびTY2
のバラツキが非常に大きくなり、フローティング時間を
さらに大きくせざるを得ない。従って制御誤差が大きく
なり、結果としてスイッチングスピードをあまり遅くで
きない。
Further, electric noise is generated when the power transistor is turned on or off, and particularly in applications where it is desired to reduce this, the switching speed is slowed by connecting a capacitor between the base and emitter of the power transistor. There are cases. However, this causes the operation delay times TX1, TX2, TY1 and TY2.
The fluctuations in the above will become extremely large, and the floating time will have to be further increased. Therefore, the control error becomes large, and as a result, the switching speed cannot be slowed down so much.

【0021】また、図6のパワートランジスタ70とパ
ワートランジスタ71をそれぞれパワーMOS−FET
に置き換えたタイプの従来のPWMインバータ用出力回
路もあるが、動作は全く図6に示すPWMインバータ用
出力回路と同じでありフローティング状態を有する。
Further, the power transistor 70 and the power transistor 71 shown in FIG.
Although there is a conventional PWM inverter output circuit of the type replaced with, the operation is exactly the same as the PWM inverter output circuit shown in FIG. 6 and has a floating state.

【0022】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、フローティング状態を本質的になくし
フローティング時間が0で、スイッチング指令信号と電
動機巻線端子の平均電圧が一義的に定まることにより制
御誤差を生じず、かつ消費電力の少ないPWMインバー
タ用出力回路を安価に提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems. The floating state is essentially eliminated, the floating time is zero, and the switching command signal and the average voltage of the motor winding terminals are uniquely determined. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a PWM inverter output circuit that does not cause a control error and consumes less power at low cost.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のPWMインバータ用出力回路は、Nチャンネ
ルタイプの第1のパワーMOS−FETと、Pチャンネ
ルタイプの第2のパワーMOS−FETと、第1,第
2,第3,第4,第5および第6のダイオードと、PN
Pタイプの第3および第4のトランジスタと、電流出力
端子と第1および第2の電流入力端子を持ち、前記第1
および第2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む
3段階にそれぞれ独立して可変できる電流制御手段と、
直流主電源と、この直流主電源のプラス端子にマイナス
端子を接続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプ
ラス端子にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よ
りも高い電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電
源のマイナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電
源と、前記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接
続し前記第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の
直流電源を備え、第1のパワーMOS−FETのドレイ
ンと第5のダイオードのカソードを接続し、第5のダイ
オードのアノードと第3のダイオードのカソードと前記
直流主電源のプラス端子を接続し、第2のパワーMOS
−FETのドレインと第6のダイオードのアノードを接
続し、第6のダイオードのカソードと第4のダイオード
のアノードと前記直流主電源のマイナス端子を接続し、
第1のパワーMOS−FETのソースと第3のダイオー
ドのアノードと第2のパワーMOS−FETのソースと
第4のダイオードのカソードを接続し、第1のパワーM
OS−FETのゲートと第2のパワーMOS−FETの
ゲートと第1のダイオードのアノードと第2のダイオー
ドのカソードと第3のトランジスタのコレクタと前記電
流制御手段の第1の電流入力端子を接続し、第1の直流
電源のプラス端子と第1のダイオードのカソードを接続
し、第3の直流電源のマイナス端子と第2のダイオード
のアノードを接続し、第2の直流電源のプラス端子と第
3および第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗
を介して接続し、第4のトランジスタのベースとコレク
タと第3のトランジスタのベースと前記電流制御手段の
第2の電流入力端子を接続し、前記電流制御手段の電流
出力端子を第4の直流電源のマイナス端子に接続した構
成を有し、前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に
流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電
流を第1の電流値とする第1の状態と、第1の電流入力
端子に流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入
する電流を前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値
とする第2の状態と、第2の電流入力端子に流入する電
流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を第3の
電流値とする第3の状態と、第2の電流入力端子に流入
する電流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を
前記第3の電流値よりも小さな第4の電流値とする第4
の状態を有し、第1の状態から順に第4の状態まで移行
し第4の状態の次に第1の状態に移行して第1の状態か
ら第4の状態を順に繰り返し移行していく構成としてい
る。
In order to achieve this object, an output circuit for a PWM inverter according to the present invention comprises an N-channel type first power MOS-FET and a P-channel type second power MOS-FET. And the first, second, third, fourth, fifth and sixth diodes, and PN
A P-type third and fourth transistor, a current output terminal and first and second current input terminals, and
And a current control means capable of independently varying the current value flowing into the second current input terminal in three steps including 0.
A direct current main power supply, a first direct current power supply in which a positive terminal of the direct current main power supply is connected to a negative terminal, and a positive terminal of the direct current main power supply is connected to a negative terminal and has a voltage higher than that of the first direct current power supply. A second DC power supply, a third DC power supply in which a positive terminal is connected to the negative terminal of the DC main power supply, and a positive terminal is connected to a negative terminal of the DC main power supply and a voltage higher than that of the third DC power supply And a drain of the first power MOS-FET and a cathode of the fifth diode are connected to each other, and an anode of the fifth diode, a cathode of the third diode, and the plus of the DC main power source. Connect the terminals to the second power MOS
Connecting the drain of the FET to the anode of the sixth diode, connecting the cathode of the sixth diode to the anode of the fourth diode and the negative terminal of the DC mains power supply,
The source of the first power MOS-FET and the anode of the third diode are connected to the source of the second power MOS-FET and the cathode of the fourth diode, and the first power M
The gate of the OS-FET, the gate of the second power MOS-FET, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor, and the first current input terminal of the current control means are connected. Then, the positive terminal of the first DC power supply is connected to the cathode of the first diode, the negative terminal of the third DC power supply is connected to the anode of the second diode, and the positive terminal of the second DC power supply is connected to the first terminal. The emitters of the third and fourth transistors are connected via resistors, respectively, and the base and collector of the fourth transistor, the base of the third transistor and the second current input terminal of the current control means are connected to each other, and the current The current output terminal of the control means is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply, and the current control means controls the current flowing into the first current input terminal to 0. The first state in which the current flowing into the second current input terminal is the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0 when the current flowing into the first current input terminal is 0 The second state in which the second current value is smaller than the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0, and the current flowing into the first current input terminal is the third current value. And a fourth state in which the current flowing into the second current input terminal is set to 0 and the current flowing into the first current input terminal is set to a fourth current value smaller than the third current value.
Has a state of 1), transitions from the first state to the 4th state in order, transitions to the 4th state, then transitions to the 1st state, and repeatedly transitions from the 1st state to the 4th state. It is configured.

【0024】[0024]

【作用】この構成によって、本質的に第1および第2の
パワーMOS−FETが同時にON状態となることがな
く安全で、かつフローティング時間も本質的に0である
ため非常に制御誤差が小さく、かつ消費電力の少ないP
WMインバータ用出力回路が実現できる。
With this configuration, it is safe that the first and second power MOS-FETs are not essentially turned on at the same time, and the floating time is essentially 0, so that the control error is very small. And P that consumes less power
An output circuit for the WM inverter can be realized.

【0025】[0025]

【実施例】(実施例1)以下に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。
(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1において、1はNチャンネルタイプの
パワーMOS−FET、2はPチャンネルタイプのパワ
ーMOS−FET、3,4,5,6,7および8はダイ
オード、9および10はPNPタイプのトランジスタ、
11および12は抵抗、13は電流制御手段、14は直
流主電源、15,16,17および18は直流電源であ
り、直流電源17および18の出力電圧はツェナーダイ
オード36および37のツェナー電圧で決まる。
In FIG. 1, 1 is an N-channel type power MOS-FET, 2 is a P-channel type power MOS-FET, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 are diodes, and 9 and 10 are PNP type. Transistor,
Reference numerals 11 and 12 are resistors, 13 is current control means, 14 is a DC main power supply, and 15, 16, 17 and 18 are DC power supplies, and the output voltages of the DC power supplies 17 and 18 are determined by the Zener voltages of the Zener diodes 36 and 37. .

【0027】以上のように構成されたPWMインバータ
用出力回路について、その動作を説明する。
The operation of the PWM inverter output circuit configured as described above will be described.

【0028】まず、電流制御手段13の動作を図2を用
いて説明する。まず、NPNタイプのトランジスタ28
のベース信号43はスイッチング指令信号42を論理反
転手段19および20を通して発生させる。このベース
信号43はスイッチング指令信号42とほぼ同じで、
‘L’レベルが例えば0V、‘H’レベルが例えば5V
の値をとるものとする。次に、NチャンネルタイプのM
OS−FET30のゲート信号44はスイッチング指令
信号42を論理反転手段19,21および22と信号遅
延手段26を通して発生させる。このゲート信号44
は、スイッチング指令信号42を論理反転した信号を遅
延時間TAだけ遅らせたもので、‘L’レベルをMOS
−FET30を十分にOFFさせることのできる電圧と
し、‘H’レベルをMOS−FET30を十分にONさ
せることのできる電圧とする。トランジスタ28はエミ
ッタホロワ型の回路構成をとり、ベース信号43が約
0.7V以上になるとベース信号43の電圧とエミッタ
に接続された抵抗の値で定まるコレクタ電流47が流
れ、ベース信号43が約0.7V以下の場合にはコレク
タ電流47は0となる。MOS−FET30はトランジ
スタ28のエミッタに接続された抵抗の値を切り換える
働きをしており、トランジスタ28のベース信号が約
0.7V以上でMOS−FET30がONするとトラン
ジスタ28のコレクタ電流47を大きくする作用があ
る。
First, the operation of the current control means 13 will be described with reference to FIG. First, NPN type transistor 28
The base signal 43 of the signal causes the switching command signal 42 to be generated through the logic inverting means 19 and 20. This base signal 43 is almost the same as the switching command signal 42,
"L" level is 0V, "H" level is 5V
Shall take the value of. Next, N channel type M
The gate signal 44 of the OS-FET 30 causes the switching command signal 42 to be generated through the logic inverting means 19, 21 and 22 and the signal delay means 26. This gate signal 44
Is a signal obtained by logically inverting the switching command signal 42 and delaying it by a delay time TA.
-The voltage which can sufficiently turn off the FET 30 and the "H" level is a voltage which can sufficiently turn on the MOS-FET 30. The transistor 28 has an emitter follower type circuit configuration, and when the base signal 43 becomes about 0.7 V or more, a collector current 47 determined by the voltage of the base signal 43 and the value of the resistance connected to the emitter flows, and the base signal 43 becomes about 0. The collector current 47 becomes 0 when the voltage is 0.7 V or less. The MOS-FET 30 functions to switch the value of the resistance connected to the emitter of the transistor 28. When the base signal of the transistor 28 is about 0.7 V or more and the MOS-FET 30 is turned on, the collector current 47 of the transistor 28 is increased. It has an effect.

【0029】ここで、スイッチング指令信号42とコレ
クタ電流47の関係を考察すると、スイッチング指令信
号42が‘L’レベルの時にはコレクタ電流47は0
で、次にスイッチング指令信号42が‘H’レベルに変
化してから遅延時間TAが経過するまでコレクタ電流4
7は比較的大きな電流値となり、次に比較的小さな電流
値となり、スイチング指令信号42が‘L’レベルにな
るとコレクタ電流47は0となる。
Considering the relationship between the switching command signal 42 and the collector current 47, the collector current 47 is 0 when the switching command signal 42 is at the “L” level.
Then, until the delay time TA elapses after the switching command signal 42 changes to the “H” level, the collector current 4
7 has a relatively large current value, and then has a relatively small current value. When the switching command signal 42 becomes the “L” level, the collector current 47 becomes zero.

【0030】次にトランジスタ29のコレクタ電流48
について考察すると、スイッチング指令信号42が
‘H’レベルの時にはコレクタ電流48は0で、次にス
イッチング指令信号42が‘L’レベルに変化してから
遅延時間TBが経過するまでコレクタ電流48は比較的
大きな電流値となり、次に比較的小さな電流値となり、
スイッチング指令信号42が‘H’レベルになるとコレ
クタ電流48は0となる。
Next, the collector current 48 of the transistor 29 is
When the switching command signal 42 is at the “H” level, the collector current 48 is 0, and the collector current 48 is compared until the delay time TB elapses after the switching command signal 42 changes to the “L” level. Becomes a relatively large current value, then a relatively small current value,
When the switching command signal 42 becomes the'H 'level, the collector current 48 becomes zero.

【0031】これらを整理すると、スイッチング指令信
号42に従ってコレクタ電流48が0でかつコレクタ電
流47を第1の電流値とする第1の状態と、コレクタ電
流48が0でかつコレクタ電流47を第1の電流値より
も小さな第2の電流値とする第2の状態と、コレクタ電
流47が0でコレクタ電流48を第3の電流値とする第
3の状態と、コレクタ電流47が0でかつコレクタ電流
48を第3の電流値よりも小さな第2の電流値とする第
4の状態を有し、第1の状態から順に第4の状態を繰り
返し実現していることがわかる。以上が電流制御手段1
3の動作についての説明である。
In summary, the first state in which the collector current 48 is 0 and the collector current 47 is the first current value according to the switching command signal 42, and the collector current 48 is 0 and the collector current 47 is the first state. Second state in which the second current value is smaller than the current value of, the third state in which the collector current 47 is 0 and the collector current 48 is in the third current value, and the collector current 47 is 0 and the collector current 47 is 0. It can be seen that there is a fourth state in which the current 48 is the second current value smaller than the third current value, and the fourth state is repeatedly realized in order from the first state. The above is the current control means 1
It is an explanation of the operation of No. 3.

【0032】次に、抵抗11および12とトランジスタ
9および10は互いにカレントミラー構成をとり、トラ
ンジスタ9が飽和しない範囲において、トランジスタ9
のコレクタ電流49をトランジスタ28のコレクタ電流
47に比例した電流とする働きをする。ここで、トラン
ジスタ9のコレクタ電圧が上昇し過ぎてトランジスタ9
が飽和してON状態となると、コレクタ電流47とコレ
クタ電流49の比例関係がくずれ、さらにトランジスタ
9の次のOFF動作が遅くなってしまうため、トランジ
スタ9を飽和させずに動作させることが必要である。ダ
イオード3は、トランジスタ9が飽和しないようにトラ
ンジスタ9のコレクタ電圧の上限を制限する働きをして
いると同時にパワーMOS−FET1および2のゲート
電圧の上限を制限する働きをしている。ダイオード4
は、電流制御手段13のトランジスタ29が飽和しない
ようにトランジスタ29のコレクタ電流48の下限を制
限する働きをしていると同時にパワーMOS−FET1
および2のゲート電圧の下限を制限する働きをしてい
る。ここで、パワーMOS−FET1および2のゲート
電圧の上限は、パワーMOS−FET1が十分にONで
き得る電圧で、かつパワーMOS−FET2が十分にO
FFでき得る電圧で、かつパワーMOS−FET1およ
び2のゲートとソース間の耐圧を越えない値とする必要
がある。
Next, the resistors 11 and 12 and the transistors 9 and 10 have a current mirror configuration with each other, and within a range where the transistor 9 is not saturated, the transistor 9 is
The collector current 49 of the transistor 28 is made proportional to the collector current 47 of the transistor 28. Here, the collector voltage of the transistor 9 rises too much and the transistor 9
Is saturated and becomes an ON state, the proportional relationship between the collector current 47 and the collector current 49 is broken, and the next OFF operation of the transistor 9 is delayed. Therefore, it is necessary to operate the transistor 9 without saturating it. is there. The diode 3 functions to limit the upper limit of the collector voltage of the transistor 9 so that the transistor 9 does not saturate, and at the same time functions to limit the upper limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2. Diode 4
Serves to limit the lower limit of the collector current 48 of the transistor 29 so that the transistor 29 of the current control means 13 does not saturate, and at the same time, the power MOS-FET 1
And 2 to limit the lower limit of the gate voltage. Here, the upper limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2 is a voltage at which the power MOS-FET 1 can be sufficiently turned on, and the power MOS-FET 2 is sufficiently O.
It is necessary to set the voltage so that the FF can be performed and not exceed the withstand voltage between the gate and the source of the power MOS-FETs 1 and 2.

【0033】また、パワーMOS−FET1および2の
ゲート電圧の下限は、パワーMOS−FET2が十分に
ONでき得る電圧で、かつパワーMOS−FET1が十
分にOFFでき得る電圧で、かつパワーMOS−FET
1および2のゲートとソース間の耐圧を越えない値とす
る必要がある。
The lower limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2 is a voltage at which the power MOS-FET 2 can be sufficiently turned on, and a voltage at which the power MOS-FET 1 can be sufficiently turned off, and the power MOS-FET.
It is necessary that the withstand voltage between the gate and the source of 1 and 2 is not exceeded.

【0034】一般的にNチャンネルタイプのパワーMO
S−FETのゲートとソース間の耐圧は±20V〜±3
0V程度のものが多く、またドレインとソース間の導通
を開始するゲート電圧しきい値はソース電圧を基準に+
1V〜+5V程度のものが多い。一方Pチャンネルタイ
プのパワーMOS−FETのゲートとソース間の耐圧は
±20V〜±30V程度のものが多く、またドレインと
ソース間の導通を開始するゲート電圧しきい値はソース
電圧を基準に−1V〜−5V程度のものが多い。
Generally, N-channel type power MO
The breakdown voltage between the gate and source of the S-FET is ± 20 V to ± 3.
Most of them are about 0V, and the gate voltage threshold for starting conduction between the drain and the source is + based on the source voltage.
Most of them are about 1V to + 5V. On the other hand, the breakdown voltage between the gate and the source of a P-channel type power MOS-FET is often ± 20 V to ± 30 V, and the gate voltage threshold for starting conduction between the drain and the source is based on the source voltage. Most of them are about 1V to -5V.

【0035】ここで、スイッチング指令信号42と直流
主電源14のマイナス端子を基準にしたゲート信号電圧
50の関係を図3に示す。まず、スイッチング指令信号
42が‘L’レベルから‘H’レベルに変化すると、ト
ランジスタ28のコレクタ電流47に比例したトランジ
スタ9のコレクタ電流49が流れ、ゲート信号電圧50
は急上昇し、ダイオード3が導通した時点で電圧が固定
される。このゲート信号電圧50が上昇するに必要な上
昇時間TRは、パワーMOS−FET1および2やダイ
オード3および4等に含まれる静電容量とコレクタ電流
49との関係より定まる。またダイオード3が導通して
いる状態においては、ゲート信号電圧50が大きく変化
しないため、コレクタ電流49を非常に小さな電流とし
てもその電圧を維持できる。従って、信号遅延手段26
の遅延時間TAを上昇時間TRよりやや大きい程度に設
定しておけば、上昇時間TRを小さくでき、かつトラン
ジスタ28やトランジスタ9や抵抗33等の電力損失も
最小限にできる。
Here, the relationship between the switching command signal 42 and the gate signal voltage 50 based on the negative terminal of the DC main power supply 14 is shown in FIG. First, when the switching command signal 42 changes from the “L” level to the “H” level, the collector current 49 of the transistor 9 proportional to the collector current 47 of the transistor 28 flows, and the gate signal voltage 50.
Rapidly rises, and the voltage is fixed when the diode 3 becomes conductive. The rising time TR required for the gate signal voltage 50 to rise is determined by the relationship between the electrostatic capacity contained in the power MOS-FETs 1 and 2, the diodes 3 and 4, and the collector current 49. Further, when the diode 3 is conducting, the gate signal voltage 50 does not change significantly, so that the voltage can be maintained even if the collector current 49 is a very small current. Therefore, the signal delay means 26
If the delay time TA is set to be slightly larger than the rising time TR, the rising time TR can be shortened and the power loss of the transistor 28, the transistor 9, the resistor 33 and the like can be minimized.

【0036】次に、スイッチング指令信号42が‘H’
レベルから‘L’レベルに変化すると、トランジスタ2
9のコレクタ電流48が流れゲート信号50は急下降
し、ダイオード4が導通した時点で電圧が固定される。
このゲート信号50が下降するのに必要な時間TFは、
パワーMOS−FET1および2やダイオード3および
4等に含まれる静電容量とコレクタ電流48との関係よ
り定まる。また、ダイオード4が導通している状態にお
いてはゲート信号電圧50が大きく変化しないため、コ
レクタ電流48を非常に小さな電流としてもその電圧を
維持できる。従って、信号遅延手段27の遅延時間TB
を下降時間TFよりやや大きい程度に設定しておけば、
下降時間TFを小さくでき、かつトランジスタ29や抵
抗35等の電力損失も最小限にできる。
Next, the switching command signal 42 is "H".
When the level changes to'L 'level, transistor 2
The collector current 48 of 9 flows and the gate signal 50 suddenly drops, and the voltage is fixed when the diode 4 becomes conductive.
The time TF required for the gate signal 50 to fall is
It is determined by the relationship between the electrostatic capacitances contained in the power MOS-FETs 1 and 2, the diodes 3 and 4, and the collector current 48. Further, since the gate signal voltage 50 does not change significantly when the diode 4 is conducting, the collector current 48 can be maintained at that voltage even if it is a very small current. Therefore, the delay time TB of the signal delay means 27
If is set to a value slightly larger than the fall time TF,
The fall time TF can be reduced, and the power loss of the transistor 29, the resistor 35, etc. can be minimized.

【0037】次に、パワーMOS−FET1および2の
動作を説明する。パワーMOS−FET1および2はゲ
ートとソースがそれぞれ共通接続しているため、ゲート
電圧50が電機子巻線端子電圧51よりもパワーMOS
−FET1のゲート電圧しきい値以上高くなるとパワー
MOS−FET1はドレインからソースに向かって電流
を流し始め、逆にゲート電圧50が電機子巻線端子電圧
51よりもパワーMOS−FET2のゲート電圧しきい
値以上低くなるとパワーMOS−FET2はソースから
ドレインに向かって電流を流し始める。従って、ゲート
電圧50と電機子巻線端子電圧51の電位差は常に一定
の範囲内に入り、かつパワーMOS−FET1および2
が同時に電流を流して直流主電源14のプラス端子とマ
イナス端子が短絡状態となることが本質的にあり得な
い。
Next, the operation of the power MOS-FETs 1 and 2 will be described. Since the gates and the sources of the power MOS-FETs 1 and 2 are commonly connected, the gate voltage 50 is higher than that of the armature winding terminal voltage 51.
When it becomes higher than the gate voltage threshold of -FET1, the power MOS-FET1 starts to flow current from the drain to the source, and conversely, the gate voltage 50 becomes a gate voltage of the power MOS-FET2 rather than the armature winding terminal voltage 51. When it becomes lower than the threshold value, the power MOS-FET 2 starts to flow current from the source to the drain. Therefore, the potential difference between the gate voltage 50 and the armature winding terminal voltage 51 is always within a certain range, and the power MOS-FETs 1 and 2
However, it is essentially impossible that the positive terminal and the negative terminal of the DC main power supply 14 are short-circuited due to the current flowing simultaneously.

【0038】次に、ダイオード5,6,7および8の働
きについて述べる。一般的に電動機巻線の簡易等価回路
は抵抗とインダクタンスと誘起電圧に相当する電圧源が
直列に接続したものとして表わされる。従って、純抵抗
負荷とは異なり電動機巻線端子52に印加した電圧によ
り一義的に電動機巻線端子52を流れる電流の方向が定
まらず、パワーMOS−FET1がONでかつパワーM
OS−FET2がOFFでかつ電動機巻線端子52から
電動機に電流が流出しているAの状態と、パワーMOS
−FET1がONでかつパワーMOS−FET2がOF
Fでかつ電動機巻線端子52に電動機から電流が流入し
ているBの状態と、パワーMOS−FET1がOFFで
かつパワーMOS−FET2がONでかつ電動機巻線端
子52に電動機から電流が流入しているCの状態と、パ
ワーMOS−FET1がOFFでかつパワーMOS−F
ET2がONでかつ電動機巻線端子52から電動機に電
流が流出しているDの状態の4つの状態を有する。まず
Aの状態においては、電動機巻線端子52を流れる電流
はダイオード7およびパワーMOS−FET1を流れる
ことがわかる。またCの状態においては、電動機巻線端
子52を流れる電流はダイオード8およびパワーMOS
−FET2を流れることがわかる。またBの状態とDの
状態については、電動機巻線端子52を流れる電流はダ
イオード5およびダイオード6をそれぞれ流れることが
わかる。ここでBの状態における電動機巻線端子電圧5
1は、電動機巻線端子52を流れる電流により上昇し、
ダイオード5が導通した時点で固定されることがわか
る。一般的に、NチャンネルタイプのパワーMOS−F
ETにはソースからドレインに電流を流す働きをする寄
生ダイオードが存在するが、この寄生ダイオードの逆回
復時間trrが非常に長いという欠点を有す。従って、
逆回復時間trrが短いダイオード5を別に付けてかつ
パワーMOS−FET1の寄生ダイオードに電流が流れ
ない様にダイオード7を取り付けている。このダイオー
ド5の逆回復時間trrが長いとスイッチング損失が増
大するため、なるべくダイオード5は逆回復時間の短い
ものを選定することが好ましい。同様に、Dの状態にお
ける電動機巻線端子電圧51は、電動機巻線端子52を
流れる電流により下降し、ダイオード6が導通した時点
で固定される。一般的に、Pチャンネルタイプのパワー
MOS−FETにはドレインからソースに電流を流す働
きをする寄生ダイオードが存在するが、この寄生ダイオ
ードの逆回復時間trrが非常に長いという欠点を有
す。従って、逆回復時間trrが短いダイオード6を別
に付けてかつパワーMOS−FET2の寄生ダイオード
に電流が流れない様にダイオード8を取り付けている。
このダイオード6の逆回復時間trrが長いとスイッチ
ング損失が増大するため、なるべくダイオード6は逆回
復時間の短いものを選定することが好ましい。
Next, the functions of the diodes 5, 6, 7 and 8 will be described. Generally, a simple equivalent circuit of a motor winding is represented as a series connection of a resistance, an inductance, and a voltage source corresponding to an induced voltage. Therefore, unlike the pure resistance load, the direction of the current flowing through the motor winding terminal 52 is not uniquely determined by the voltage applied to the motor winding terminal 52, and the power MOS-FET 1 is ON and the power M
When the OS-FET2 is OFF and the current is flowing from the motor winding terminal 52 to the motor, the state of A and the power MOS
-FET1 is ON and power MOS-FET2 is OF
In the state of F, in which current flows from the motor to the motor winding terminal 52, and when the power MOS-FET 1 is off and the power MOS-FET 2 is on, current flows from the motor to the motor winding terminal 52. C state, power MOS-FET1 is OFF and power MOS-F
There are four states, D state in which ET2 is ON and current flows from the motor winding terminal 52 to the motor. First, in the state A, it can be seen that the current flowing through the motor winding terminal 52 flows through the diode 7 and the power MOS-FET 1. Further, in the state of C, the current flowing through the motor winding terminal 52 is the diode 8 and the power MOS.
-It can be seen that it flows through FET2. Further, regarding the state B and the state D, it can be seen that the current flowing through the motor winding terminal 52 flows through the diode 5 and the diode 6, respectively. Here, the motor winding terminal voltage 5 in the state of B
1 rises due to the current flowing through the motor winding terminal 52,
It can be seen that the diode 5 is fixed when it becomes conductive. Generally, N-channel type power MOS-F
The ET has a parasitic diode that functions to flow a current from the source to the drain, but has a drawback that the reverse recovery time trr of this parasitic diode is very long. Therefore,
A diode 5 having a short reverse recovery time trr is additionally provided, and a diode 7 is attached so that a current does not flow in a parasitic diode of the power MOS-FET 1. If the reverse recovery time trr of the diode 5 is long, switching loss increases. Therefore, it is preferable to select the diode 5 having a short reverse recovery time as much as possible. Similarly, the motor winding terminal voltage 51 in the D state is lowered by the current flowing through the motor winding terminal 52, and is fixed when the diode 6 becomes conductive. In general, a P-channel type power MOS-FET has a parasitic diode that functions to flow a current from the drain to the source, but has a drawback that the reverse recovery time trr of this parasitic diode is very long. Therefore, the diode 6 having a short reverse recovery time trr is additionally provided and the diode 8 is attached so that the current does not flow to the parasitic diode of the power MOS-FET 2.
If the reverse recovery time trr of the diode 6 is long, switching loss increases. Therefore, it is preferable to select the diode 6 having a short reverse recovery time as much as possible.

【0039】以上の説明によりスイッチング指令信号4
2を‘H’レベルにすると電動機巻線端子52が直流主
電源14のプラス端子に接続されることがわかる。ま
た、スイッチング指令信号42を‘L’レベルにすると
電動機巻線端子52が直流主電源14のマイナス端子に
接続され、スイッチング指令信号42を‘H’レベルか
ら‘L’レベルに変化させた時や‘L’レベルから
‘H’レベルに変化させた時においてもフローティング
時間が本質的に0である構成であることがわかる。
From the above description, the switching command signal 4
It can be seen that when 2 is set to the'H 'level, the motor winding terminal 52 is connected to the plus terminal of the DC main power supply 14. Further, when the switching command signal 42 is set to the “L” level, the motor winding terminal 52 is connected to the negative terminal of the DC main power supply 14, and when the switching command signal 42 is changed from the “H” level to the “L” level, It can be seen that the floating time is essentially 0 even when the level is changed from the “L” level to the “H” level.

【0040】さらに、トランジスタ28のコレクタ電流
47とトランジスタ29のコレクタ電流48の電流値を
変えることにより、ゲート信号電圧50の上昇時間TR
および下降時間TFをある程度の範囲内で自由に設定で
き、これにともなって電動機巻線端子電圧51の上昇時
間及び下降時間もある程度の範囲内で自由に設定できる
という長所を有する。通常、電動機巻線端子電圧51の
上昇時間および下降時間を小さくするほどパワーMOS
−FET1およびパワーMOS−FET2等の電力損失
が小さくできるため好ましいが、電気雑音が大きくなる
という欠点がある。従って、電気雑音を特に小さくした
い用途ではあえて電動機巻線端子電圧51の上昇時間及
び下降時間を大きくすることが必要であり、これに容易
に対応できる構成である。
Further, the rising time TR of the gate signal voltage 50 is changed by changing the current values of the collector current 47 of the transistor 28 and the collector current 48 of the transistor 29.
Also, the falling time TF can be freely set within a certain range, and accordingly, the rising time and the falling time of the motor winding terminal voltage 51 can be freely set within a certain range. Normally, the power MOS is set so that the rise time and fall time of the motor winding terminal voltage 51 are reduced.
-FET1 and power MOS-FET2 and the like can reduce power loss, which is preferable, but there is a drawback that electric noise increases. Therefore, it is necessary to increase the rising time and the falling time of the motor winding terminal voltage 51 for the purpose of particularly reducing the electric noise, and the configuration can easily cope with this.

【0041】(実施例2)以下に本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0042】図4において、1はNチャンネルタイプの
パワーMOS−FET、2はPチャンネルタイプのパワ
ーMOS−FET、3および4はダイオード、9および
10はPNPタイプのトランジスタ、11および12は
抵抗、13は電流制御手段、14は直流主電源、15,
16,17および18は直流電源で、以上は図1の構成
と同様なものである。図1の構成と異なるのは、パワー
MOS−FET1および2とダイオード5,6,7およ
び8を、逆回復時間trrの短い寄生ダイオードを有す
るNチャンネルタイプのパワーMOS−FET1aとP
チャンネルタイプのパワーMOS−FET2aとした点
である。
In FIG. 4, 1 is an N-channel type power MOS-FET, 2 is a P-channel type power MOS-FET, 3 and 4 are diodes, 9 and 10 are PNP type transistors, 11 and 12 are resistors, 13 is a current control means, 14 is a DC main power supply, 15,
Reference numerals 16, 17 and 18 denote DC power supplies, which have the same configuration as that of FIG. The difference from the configuration of FIG. 1 is that the power MOS-FETs 1 and 2 and the diodes 5, 6, 7 and 8 are N-channel type power MOS-FETs 1a and P having parasitic diodes having a short reverse recovery time trr.
This is the point that the channel type power MOS-FET 2a is used.

【0043】最近、パワーMOS−FETの技術が進歩
し、寄生ダイオードの逆回復時間trrが非常に短いも
のもごく一部で製造されている。この逆回復時間trr
の短い寄生ダイオードを有するパワーMOS−FETが
入手できる場合においては図4の構成をとることがで
き、部品点数の削減をすることができる。
Recently, the technology of the power MOS-FET has advanced, and only a small part of the parasitic diode whose reverse recovery time trr is very short is manufactured. This reverse recovery time trr
When a power MOS-FET having a short parasitic diode is available, the configuration of FIG. 4 can be adopted, and the number of parts can be reduced.

【0044】なお図5に示すように三相PWMインバー
タを構成する場合においては、一般的に直流主電源を共
通接続して3個のPWMインバータ用出力回路を配置す
るが、本発明によるPWMインバータ用出力回路におい
てはさらに第1および第2の実施例における直流電源1
5,16,17および18も共通接続できることはいう
までもない。
In the case of constructing a three-phase PWM inverter as shown in FIG. 5, generally, a DC main power source is commonly connected and three PWM inverter output circuits are arranged. In the output circuit for use, the DC power source 1 in the first and second embodiments
It goes without saying that 5, 16, 17 and 18 can be commonly connected.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明は、Nチャンネルタ
イプの第1のパワーMOS−FETと、Pチャンネルタ
イプの第2のパワーMOS−FETと、第1,第2,第
3,第4,第5および第6のダイオードと、PNPタイ
プの第3および第4のトランジスタと、電流出力端子と
第1および第2の電流入力端子を持ち前記第1および第
2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む3段階に
それぞれ独立して可変できる電流制御手段と、直流主電
源と、前記直流主電源のプラス端子にマイナス端子を接
続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプラス端子
にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よりも高い
電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電源のマイ
ナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電源と、前
記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接続し前記
第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の直流電源
を備え、第1のパワーMOS−FETのドレインと第5
のダイオードのカソードを接続し、第5のダイオードの
アノードと第3のダイオードのカソードと前記直流主電
源のプラス端子を接続し、第2のパワーMOS−FET
のドレインと第6のダイオードのアノードを接続し、第
6のダイオードのカソードと第4のダイオードのアノー
ドと前記直流主電源のマイナス端子を接続し、第1のパ
ワーMOS−FETのソースと第3のダイオードのアノ
ードと第2のパワーMOS−FETのソースと第4のダ
イオードのカソードを接続し、第1のパワーMOS−F
ETのゲートと第2のパワーMOS−FETのゲートと
第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカソ
ードと第3のトランジスタのコレクタと前記電流制御手
段の第1の電流入力端子を接続し、第1の直流電源のプ
ラス端子と第1のダイオードのカソードを接続し、第3
の直流電源のマイナス端子と第2のダイオードのアノー
ドを接続し、第2の直流電源のプラス端子と第3および
第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗を介して
接続し、第4のトランジスタのベースとコレクタと第3
のトランジスタのベースと前記電流制御手段の第2の電
流入力端子を接続し、前記電流制御手段の電流出力端子
を第4の直流電源のマイナス端子に接続した構成を有
し、前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に流入す
る電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を第
1の電流値とする第1の状態と、第1の電流入力端子に
流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電
流を前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値とする
第2の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を0
とし第1の電流入力端子に流入する電流を第3の電流値
とする第3の状態と、第2の電流入力端子に流入する電
流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を前記第
3の電流値よりも小さな第4の電流値とする第4の状態
を有し、第1の状態から順に第4の状態まで移行し第4
の状態の次に第1の状態に移行して第1の状態から第4
の状態を順に繰り返し移行していく構成とすることによ
り、フローティング状態が本質的になくフローティング
時間が0でスイッチング指令信号と電動機巻線端子の平
均電圧が一義的に定まることにより制御誤差が非常に小
さく、かつ消費電力も少ない優れたPWMインバータ用
出力回路を安価に提供することができるものである。さ
らに必要に応じて、電気雑音の発生が非常に小さな優れ
たPWMインバータ用出力回路を安価に提供することが
できるものである。
As described above, according to the present invention, the first power MOS-FET of the N-channel type, the second power MOS-FET of the P-channel type, the first, the second, the third, the fourth. , 5th and 6th diodes, PNP type 3rd and 4th transistors, and current output terminals and first and second current input terminals, which flow into the first and second current input terminals. A current control means capable of independently varying a current value in three steps including 0, a DC main power supply, a first DC power supply in which a minus terminal is connected to a plus terminal of the DC main power supply, and a DC main power supply A second DC power supply having a positive terminal connected to a negative terminal and having a voltage higher than that of the first DC power supply; a third DC power supply having a negative terminal of the DC main power supply connected to a positive terminal; Power supply A fourth direct current power supply having a Connect the positive terminal eggplant terminal said third voltage higher than the DC power source, the drain and the fifth of the first power MOS-FET
The cathode of the diode, the anode of the fifth diode, the cathode of the third diode and the positive terminal of the DC main power source are connected, and the second power MOS-FET is connected.
Of the third diode is connected to the anode of the sixth diode, the cathode of the sixth diode is connected to the anode of the fourth diode and the negative terminal of the DC main power supply, and the source of the first power MOS-FET is connected to the third terminal. Connecting the anode of the diode, the source of the second power MOS-FET, and the cathode of the fourth diode to the first power MOS-F.
The gate of ET, the gate of the second power MOS-FET, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor and the first current input terminal of the current control means are connected, The positive terminal of the first DC power supply and the cathode of the first diode are connected, and the third
The negative terminal of the direct current power supply is connected to the anode of the second diode, the positive terminal of the second direct current power supply is connected to the emitters of the third and fourth transistors through resistors, and the base of the fourth transistor is connected. And collector and third
The base of the transistor is connected to the second current input terminal of the current control means, and the current output terminal of the current control means is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply, the current control means comprising: , A first state in which the current flowing into the first current input terminal is 0 and the current flowing into the second current input terminal is the first current value, and the current flowing into the first current input terminal is 0 And a second state in which the current flowing into the second current input terminal is a second current value smaller than the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0.
And a third state in which the current flowing into the first current input terminal is the third current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0, and the current flowing into the first current input terminal is It has a fourth state in which the fourth current value is smaller than the third current value, and transitions from the first state to the fourth state in order.
After the above state, the state shifts from the first state to the fourth state.
By adopting a configuration in which the states of (1) and (2) are sequentially repeated, there is essentially no floating state, and the switching command signal and the average voltage of the motor winding terminal are uniquely determined when the floating time is 0, and the control error becomes extremely large. An excellent PWM inverter output circuit that is small and consumes less power can be provided at low cost. Further, it is possible to provide an excellent output circuit for a PWM inverter, which generates very little electrical noise, at a low cost, if necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例におけるPWMインバー
タ用出力回路の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a PWM inverter output circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施例におけるPWMインバー
タ用出力回路の電流制御手段の動作を示す図
FIG. 2 is a diagram showing the operation of the current control means of the PWM inverter output circuit in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第一の実施例におけるPWMインバー
タ用出力回路の動作を示す図
FIG. 3 is a diagram showing the operation of the PWM inverter output circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二の実施例におけるPWMインバー
タ用出力回路の構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a PWM inverter output circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】一般的なPWMインバータの構成を示す略線図FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a general PWM inverter.

【図6】従来のPWMインバータ用出力回路の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional PWM inverter output circuit.

【図7】従来のPWMインバータ用出力回路の動作を示
す図
FIG. 7 is a diagram showing an operation of a conventional PWM inverter output circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a NチャンネルタイプのパワーMOS−FET 2,2a PチャンネルタイプのパワーMOS−FET 3,4,5,6,7,8,78,79 ダイオード 9,10 PNPタイプのトランジスタ 11,12,32,33,34,35,40,41,8
3,84,85,86,87,88,89,90,9
1,92 抵抗 13 電流制御手段 14 直流主電源 15,16,17,18,93,94 直流電源 19,20,21,22,23,24,25,65 論
理反転手段 26,27 信号遅延手段 28,29,74,75,76,77 NPNタイプの
トランジスタ 30,31 NチャンネルタイプのMOS−FET 36,37 ツェナーダイオード 38,39 コンデンサ 42,61,62 スイッチング指令信号 52,63,64 電動機巻線端子 53 PWMインバータ用出力回路 54 第1の状態 55 第2の状態 56 第3の状態 57 第4の状態 58 周波数電圧設定手段 59 PWM制御回路 60 電動機 66,67 オンディレイ回路 68,69 ベースドライブ回路 70,71 パワートランジスタ 72,73 ホトカプラ
1,1a N-channel type power MOS-FET 2,2a P-channel type power MOS-FET 3,4,5,6,7,8,78,79 diode 9,10 PNP type transistor 11,12,32 , 33, 34, 35, 40, 41, 8
3,84,85,86,87,88,89,90,9
1,92 Resistance 13 Current Control Means 14 DC Main Power Supply 15, 16, 17, 18, 93, 94 DC Power Supply 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 65 Logic Inversion Means 26, 27 Signal Delay Means 28 , 29, 74, 75, 76, 77 NPN type transistor 30, 31 N channel type MOS-FET 36, 37 Zener diode 38, 39 Capacitor 42, 61, 62 Switching command signal 52, 63, 64 Motor winding terminal 53 PWM output circuit for inverter 54 First state 55 Second state 56 Third state 57 Fourth state 58 Frequency voltage setting means 59 PWM control circuit 60 Electric motor 66, 67 On-delay circuit 68, 69 Base drive circuit 70 , 71 Power transistor 72, 73 Photocoupler

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年10月18日[Submission date] October 18, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】以上より、スイッチング指令信号42と電
動機巻線端子電圧51の状態とに着目して考察すると、
まずスイッチング指令信号42が‘L’レベルに固定し
ている時はパワートランジスタ70がOFF状態でパワ
ートランジスタ71がON状態となっているため電動機
巻線端子52は直流主電源14のマイナス端子に接続さ
れることになり、またスイッチング指令信号42が
‘H’レベルに固定している時はパワートランジスタ7
0がON状態でパワートランジスタ71がOFF状態と
なっているため電動機巻線端子52は直流主電源14の
プラス端子に接続さることになる。
From the above, considering the switching command signal 42 and the state of the motor winding terminal voltage 51,
First, when the switching command signal 42 is fixed at the “L” level, the power transistor 70 is in the OFF state and the power transistor 71 is in the ON state, so the motor winding terminal 52 is connected to the negative terminal of the DC main power supply 14. In addition, when the switching command signal 42 is fixed at the "H" level, the power transistor 7
Since 0 is ON and the power transistor 71 is OFF, the motor winding terminal 52 is connected to the positive terminal of the DC main power supply 14.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のPWMインバータ用出力回路は、Nチャンネ
ルタイプの第1のパワーMOS−FETと、Pチャンネ
ルタイプの第2のパワーMOS−FETと、第1,第
2,第3,第4,第5および第6のダイオードと、PN
Pタイプの第3および第4のトランジスタと、電流出力
端子と第1および第2の電流入力端子を持ち、前記第1
および第2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む
3段階にそれぞれ独立して可変できる電流制御手段と、
直流主電源と、この直流主電源のプラス端子にマイナス
端子を接続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプ
ラス端子にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よ
りも高い電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電
源のマイナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電
源と、前記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接
続し前記第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の
直流電源を備え、第1のパワーMOS−FETのドレイ
ンと第5のダイオードのカソードを接続し、第5のダイ
オードのアノードと第3のダイオードのカソードと前記
直流主電源のプラス端子を接続し、第2のパワーMOS
−FETのドレインと第6のダイオードのアノードを接
続し、第6のダイオードのカソードと第4のダイオード
のアノードと前記直流主電源のマイナス端子を接続し、
第1のパワーMOS−FETのソースと第3のダイオー
ドのアノードと第2のパワーMOS−FETのソースと
第4のダイオードのカソードを接続し、第1のパワーM
OS−FETのゲートと第2のパワーMOS−FETの
ゲートと第1のダイオードのアノードと第2のダイオー
ドのカソードと第3のトランジスタのコレクタと前記電
流制御手段の第1の電流入力端子を接続し、第1の直流
電源のプラス端子と第1のダイオードのカソードを接続
し、第3の直流電源のマイナス端子と第2のダイオード
のアノードを接続し、第2の直流電源のプラス端子と第
3および第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗
を介して接続し、第4のトランジスタのベースとコレク
タと第3のトランジスタのベースと前記電流制御手段の
第2の電流入力端子を接続し、前記電流制御手段の電流
出力端子を第4の直流電源のマイナス端子に接続した構
成を有し、前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に
流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電
流を第1の電流値とする第1の状態と、第1の電流入力
端子に流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入
する電流を前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値
とする第2の状態と、第2の電流入力端子に流入する電
流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を第3の
電流値とする第3の状態と、第2の電流入力端子に流入
する電流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を
前記第3の電流値よりも小さな第4の電流値とする第4
の状態を有し、第1の状態から順に第4の状態まで移行
し第4の状態の次に第1の状態に移行して第1の状態か
ら第4の状態を順に繰り返し移行していく構成としてい
る。または、上記目的を達成するために本発明のPWM
インバータ用出力回路は、Nチャンネルタイプの第1の
パワーMOS−FETと、Pチャンネルタイプの第2の
パワーMOS−FETと、第1および第2ダイオード
と、PNPタイプの第3および第4のトランジスタと、
電流出力端子と第1および第2の電流入力端子を持ち、
前記第1および第2の電流入力端子に流入する電流値を
0を含む3段階にそれぞれ独立して可変できる電流制御
手段と、直流主電源と、前記直流主電源のプラス端子に
マイナス端子を接続した第1の直流電源と、前記直流主
電源のプラス端子にマイナス端子を接続し前記第1の直
流電源よりも高い電圧を有する第2の直流電源と、前記
直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接続した第3
の直流電源と、前記直流主電源のマイナス端子にプラス
端子を接続し前記第3の直流電源よりも高い電圧を有す
る第4の直流電源を備え、第1のパワーMOS−FET
のドレインと前記直流主電源のプラス端子を接続し、第
2のパワーMOS−FETのドレインと前記直流主電源
のマイナス端子を接続し、第1のパワーMOS−FET
のソースと第2のパワーMOS−FETのソースを接続
し、第1のパワーMOS−FETのゲートと第2のパワ
ーMOS−FETのゲートと第1のダイオードのアノー
ドと第2のダイオードのカソードと第3のトランジスタ
のコレクタと前記電流制御手段の第1の電流入力端子を
接続し、第1の直流電源のプラス端子と第1のダイオー
ドのカソードを接続し、第3の直流電源のマイナス端子
と第2のダイオードのアノードを接続し、第2の直流電
源のプラス端子と第3および第4のトランジスタのエミ
ッタをそれぞれ抵抗を介して接続し、第4のトランジス
タのベースとコレクタと第3のトランジスタのベースと
前記電流制御手段の第2の電流入力端子を接続し、前記
電流制御手段の電流出力端子を第4の直流電源のマイナ
ス端子に接続した構成を有し、前記電流制御手段が、第
1の電流入力端子に流入する電流を0とし第2の電流入
力端子に流入する電流を第1の電流値とする第1の状態
と、第1の電流入力端子に流入する電流を0とし第2の
電流入力端子に流入する電流を前記第1の電流値よりも
小さな第2の電流値とする第2の状態と、第2の電流入
力端子に流入する電流を0とし第1の電流入力端子に流
入する電流を第3の電流値とする第3の状態と、第2の
電流入力端子に流入する電流を0とし第1の電流入力端
子に流入する電流を前記第3の電流値よりも小さな第4
の電流値とする第4の状態を有し、第1の状態から順に
第4の状態まで移行し第4の状態の次に第1の状態に移
行して第1の状態から第4の状態を順に繰り返し移行し
ていく構成としている。
In order to achieve this object, an output circuit for a PWM inverter according to the present invention comprises an N-channel type first power MOS-FET and a P-channel type second power MOS-FET. And the first, second, third, fourth, fifth and sixth diodes, and PN
A P-type third and fourth transistor, a current output terminal and first and second current input terminals, and
And a current control means capable of independently varying the current value flowing into the second current input terminal in three steps including 0.
A direct current main power supply, a first direct current power supply in which a positive terminal of the direct current main power supply is connected to a negative terminal, and a positive terminal of the direct current main power supply is connected to a negative terminal and has a voltage higher than that of the first direct current power supply. A second DC power supply, a third DC power supply in which a positive terminal is connected to the negative terminal of the DC main power supply, and a positive terminal is connected to a negative terminal of the DC main power supply and a voltage higher than that of the third DC power supply And a drain of the first power MOS-FET and a cathode of the fifth diode are connected to each other, and an anode of the fifth diode, a cathode of the third diode, and the plus of the DC main power source. Connect the terminals to the second power MOS
Connecting the drain of the FET to the anode of the sixth diode, connecting the cathode of the sixth diode to the anode of the fourth diode and the negative terminal of the DC mains power supply,
The source of the first power MOS-FET and the anode of the third diode are connected to the source of the second power MOS-FET and the cathode of the fourth diode, and the first power M
The gate of the OS-FET, the gate of the second power MOS-FET, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor, and the first current input terminal of the current control means are connected. Then, the positive terminal of the first DC power supply is connected to the cathode of the first diode, the negative terminal of the third DC power supply is connected to the anode of the second diode, and the positive terminal of the second DC power supply is connected to the first terminal. The emitters of the third and fourth transistors are connected via resistors, respectively, and the base and collector of the fourth transistor, the base of the third transistor and the second current input terminal of the current control means are connected to each other, and the current The current output terminal of the control means is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply, and the current control means controls the current flowing into the first current input terminal to 0. The first state in which the current flowing into the second current input terminal is the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0 when the current flowing into the first current input terminal is 0 The second state in which the second current value is smaller than the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0, and the current flowing into the first current input terminal is the third current value. And a fourth state in which the current flowing into the second current input terminal is set to 0 and the current flowing into the first current input terminal is set to a fourth current value smaller than the third current value.
Has a state of 1), transitions from the first state to the 4th state in order, transitions to the 4th state, then transitions to the 1st state, and repeatedly transitions from the 1st state to the 4th state. It is configured. Alternatively, in order to achieve the above object, the PWM of the present invention
The output circuit for the inverter is the first N-channel type.
Power MOS-FET and P-channel type second
Power MOS-FET and first and second diodes
And a PNP type third and fourth transistor,
Has a current output terminal and first and second current input terminals,
The value of the current flowing into the first and second current input terminals is
Current control that can be independently changed in 3 stages including 0
Means, the DC main power supply, and the positive terminal of the DC main power supply
The first DC power source with the negative terminal connected, and the DC main
Connect the negative terminal to the positive terminal of the power supply and connect the first
A second DC power supply having a voltage higher than that of the current supply, and
3rd with positive terminal connected to negative terminal of DC main power supply
Of the DC power supply and the negative terminal of the DC main power supply
Connect the terminals and have a higher voltage than the third DC power supply
A first power MOS-FET provided with a fourth DC power supply
Connect the positive terminal of the DC main power supply to the drain of
2 power MOS-FET drain and the DC main power source
Connect the negative terminal of the first power MOS-FET
Source of the second power MOS-FET is connected
Then, the gate of the first power MOS-FET and the second power
-MOS-FET gate and first diode annotator
And the cathode of the second diode and the third transistor
And the first current input terminal of the current control means
Connect the positive terminal of the first DC power supply to the first diode.
The negative terminal of the third DC power supply by connecting the cathode of
And the anode of the second diode are connected to
Source positive terminal and third and fourth transistor emitters
Connect each via a resistor to connect the 4th transistor
The base and collector of the third transistor and the base of the third transistor
Connecting a second current input terminal of the current control means,
The current output terminal of the current control means is a minor of the fourth DC power supply.
The current control means is connected to the first terminal.
The current flowing into the current input terminal of 1 is set to 0 and the second current input is
First state in which the current flowing into the force terminal is the first current value
And setting the current flowing into the first current input terminal to 0,
The current flowing into the current input terminal is lower than the first current value.
The second state with a small second current value and the second current input
The current flowing into the input terminal is set to 0 and the current is applied to the first current input terminal.
A third state in which the input current is a third current value, and a second state
The current flowing into the current input terminal is set to 0 and the first current input terminal
The current flowing into the child is set to a fourth value smaller than the third current value.
Has a fourth state with a current value of
Moves to the 4th state, then moves to the 1st state after the 4th state
And repeat the sequence from the first state to the fourth state in sequence.
It is configured to go.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0029[Name of item to be corrected] 0029

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0029】ここで、スイッチング指令信号42とコレ
クタ電流47の関係を考察すると、スイッチング指令信
号42が‘L’レベルの時にはコレクタ電流47は0
で、次にスイッチング指令信号42が‘H’レベルに変
化してから遅延時間TAが経過するまでコレクタ電流4
7は比較的大きな電流値となり、次に比較的小さな電流
値となり、スイッチング指令信号42が‘L’レベルに
なるとコレクタ電流47は0となる。
Considering the relationship between the switching command signal 42 and the collector current 47, the collector current 47 is 0 when the switching command signal 42 is at the “L” level.
Then, until the delay time TA elapses after the switching command signal 42 changes to the “H” level, the collector current 4
7 has a relatively large current value, and then has a relatively small current value. When the switching command signal 42 becomes the'L 'level, the collector current 47 becomes zero.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0031[Correction target item name] 0031

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0031】これらを整理すると、スイッチング指令信
号42に従ってコレクタ電流48が0でかつコレクタ電
流47を第1の電流値とする第1の状態と、コレクタ電
流48が0でかつコレクタ電流47を第1の電流値より
も小さな第2の電流値とする第2の状態と、コレクタ電
流47が0でコレクタ電流48を第3の電流値とする第
3の状態と、コレクタ電流47が0でかつコレクタ電流
48を第3の電流値よりも小さな第4の電流値とする第
4の状態を有し、第1の状態から順に第4の状態を繰り
返し実現していることがわかる。以上が電流制御手段1
3の動作についての説明である。
In summary, the first state in which the collector current 48 is 0 and the collector current 47 is the first current value according to the switching command signal 42, and the collector current 48 is 0 and the collector current 47 is the first state. Second state in which the second current value is smaller than the current value of, the third state in which the collector current 47 is 0 and the collector current 48 is in the third current value, and the collector current 47 is 0 and the collector current 47 is 0. It can be seen that there is a fourth state in which the current 48 is a fourth current value smaller than the third current value, and the fourth state is repeatedly realized in order from the first state. The above is the current control means 1
It is an explanation of the operation of No. 3.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0032】次に、抵抗11および12とトランジスタ
9および10は互いにカレントミラー構成をとり、トラ
ンジスタ9が飽和しない範囲において、トランジスタ9
のコレクタ電流49をトランジスタ28のコレクタ電流
47に比例した電流とする働きをする。ここで、トラン
ジスタ9のコレクタ電圧が上昇し過ぎてトランジスタ9
が飽和してON状態となると、コレクタ電流47とコレ
クタ電流49の比例関係がくずれ、さらにトランジスタ
9の次のOFF動作が遅くなってしまうため、トランジ
スタ9を飽和させずに動作させることが必要である。ダ
イオード3は、トランジスタ9が飽和しないようにトラ
ンジスタ9のコレクタ電圧の上限を制限する働きをして
いると同時にパワーMOS−FET1および2のゲート
電圧の上限を制限する働きをしている。ダイオード4
は、電圧制御手段13のトランジスタ29が飽和しない
ようにトランジスタ29のコレクタ電圧の下限を制限す
る働きをしていると同時にパワーMOS−FET1およ
び2のゲート電圧の下限を制限する働きをしている。こ
こで、パワーMOS−FET1および2のゲート電圧の
上限は、パワーMOS−FET1が十分にONでき得る
電圧で、かつパワーMOS−FET2が十分にOFFで
き得る電圧で、かつパワーMOS−FET1および2の
ゲートとソース間の耐圧を越えない値とする必要があ
る。
Next, the resistors 11 and 12 and the transistors 9 and 10 have a current mirror configuration with each other, and within a range where the transistor 9 is not saturated, the transistor 9 is
The collector current 49 of the transistor 28 is made proportional to the collector current 47 of the transistor 28. Here, the collector voltage of the transistor 9 rises too much and the transistor 9
Is saturated and becomes an ON state, the proportional relationship between the collector current 47 and the collector current 49 is broken, and the next OFF operation of the transistor 9 is delayed. Therefore, it is necessary to operate the transistor 9 without saturating it. is there. The diode 3 functions to limit the upper limit of the collector voltage of the transistor 9 so that the transistor 9 does not saturate, and at the same time functions to limit the upper limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2. Diode 4
Serves to limit the lower limit of the collector voltage of the transistor 29 of the voltage control means 13 so as not to saturate the transistor 29 and at the same time limits the lower limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2. . Here, the upper limit of the gate voltage of the power MOS-FETs 1 and 2 is a voltage at which the power MOS-FET 1 can be sufficiently turned on, a voltage at which the power MOS-FET 2 can be sufficiently turned off, and the power MOS-FETs 1 and 2 It is necessary to use a value that does not exceed the breakdown voltage between the gate and the source of

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0036】次に、スイッチング指令信号42が‘H’
レベルから‘L’レベルに変化すると、トランジスタ2
9のコレクタ電流48が流れゲート信号電圧50は急下
降し、ダイオード4が導通した時点で電圧が固定され
る。このゲート信号電圧50が下降するのに必要な時間
TFは、パワーMOS−FET1および2やダイオード
3および4等に含まれる静電容量とコレクタ電流48と
の関係より定まる。また、ダイオード4が導通している
状態においてはゲート信号電圧50が大きく変化しない
ため、コレクタ電流48を非常に小さな電流としてもそ
の電圧を維持できる。従って、信号遅延手段27の遅延
時間TBを下降時間TFよりやや大きい程度に設定して
おけば、下降時間TFを小さくでき、かつトランジスタ
29や抵抗35等の電力損失も最小限にできる。
Next, the switching command signal 42 is "H".
When the level changes to'L 'level, transistor 2
The collector current 48 of 9 flows and the gate signal voltage 50 suddenly drops, and the voltage is fixed when the diode 4 becomes conductive. The time TF required for the gate signal voltage 50 to fall is determined by the relationship between the collector current 48 and the capacitance included in the power MOS-FETs 1 and 2, the diodes 3 and 4, and the like. Further, since the gate signal voltage 50 does not change significantly when the diode 4 is conducting, the collector current 48 can be maintained at that voltage even if it is a very small current. Therefore, if the delay time TB of the signal delay means 27 is set to be slightly larger than the fall time TF, the fall time TF can be reduced and the power loss of the transistor 29, the resistor 35, etc. can be minimized.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Name of item to be corrected] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0037】次に、パワーMOS−FET1および2の
動作を説明する。パワーMOS−FET1および2はゲ
ートとソースがそれぞれ共通接続しているため、ゲート
信号電圧50が電動機巻線端子電圧51よりもパワーM
OS−FET1のゲート電圧しきい値以上高くなるとパ
ワーMOS−FET1はドレインからソースに向かって
電流を流し始め、逆にゲート信号電圧50が電動機巻線
端子電圧51よりもパワーMOS−FET2のゲート電
圧しきい値以上低くなるとパワーMOS−FET2はソ
ースからドレインに向かって電流を流し始める。従っ
て、ゲート信号電圧50と電動機巻線端子電圧51の電
位差は常に一定の範囲内に入り、かつパワーMOS−F
ET1および2が同時に電流を流して直流主電源14の
プラス端子とマイナス端子が短絡状態となることが本質
的にあり得ない。
Next, the operation of the power MOS-FETs 1 and 2 will be described. Since the power MOS-FET1 and second gate and source are commonly connected, respectively, the gate
The signal voltage 50 is more power M than the motor winding terminal voltage 51.
When the gate voltage of the OS-FET1 becomes higher than the threshold voltage, the power MOS-FET1 starts to flow a current from the drain to the source, and conversely, the gate signal voltage 50 is higher than the motor winding terminal voltage 51 than the gate voltage of the power MOS-FET2. When it becomes lower than the threshold value, the power MOS-FET 2 starts to flow current from the source to the drain. Therefore, the potential difference between the gate signal voltage 50 and the motor winding terminal voltage 51 is always within a certain range, and the power MOS-F
It is essentially impossible for ET1 and ET2 to simultaneously conduct current and short-circuit the positive and negative terminals of DC main power supply 14.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0042】図4において、3および4はダイオード、
9および10はPNPタイプのトランジスタ、11およ
び12は抵抗、13は電流制御手段、14は直流主電
源、15,16,17および18は直流電源で、以上は
図1の構成と同様なものである。図1の構成と異なるの
は、パワーMOS−FET1および2とダイオード5,
6,7および8を、逆回復時間trrの短い寄生ダイオ
ードを有するNチャンネルタイプのパワーMOS−FE
T1aとPチャンネルタイプのパワーMOS−FET2
aとした点である。
[0042] In Fig. 4, 3 and 4 are diodes,
Reference numerals 9 and 10 are PNP type transistors, 11 and 12 are resistors, 13 is a current control means, 14 is a DC main power supply, 15, 16, 17 and 18 are DC power supplies, and the above is the same as the configuration of FIG. is there. The difference from the configuration of FIG. 1 is that the power MOS-FETs 1 and 2 and the diode 5,
6, 7 and 8 are N-channel type power MOS-FE having a parasitic diode having a short reverse recovery time trr.
T1a and P channel type power MOS-FET2
This is a point.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0045[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明は、Nチャンネルタ
イプの第1のパワーMOS−FETと、Pチャンネルタ
イプの第2のパワーMOS−FETと、第1,第2,第
3,第4,第5および第6のダイオードと、PNPタイ
プの第3および第4のトランジスタと、電流出力端子と
第1および第2の電流入力端子を持ち前記第1および第
2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む3段階に
それぞれ独立して可変できる電流制御手段と、直流主電
源と、前記直流主電源のプラス端子にマイナス端子を接
続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプラス端子
にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よりも高い
電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電源のマイ
ナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電源と、前
記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接続し前記
第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の直流電源
を備え、第1のパワーMOS−FETのドレインと第5
のダイオードのカソードを接続し、第5のダイオードの
アノードと第3のダイオードのカソードと前記直流主電
源のプラス端子を接続し、第2のパワーMOS−FET
のドレインと第6のダイオードのアノードを接続し、第
6のダイオードのカソードと第4のダイオードのアノー
ドと前記直流主電源のマイナス端子を接続し、第1のパ
ワーMOS−FETのソースと第3のダイオードのアノ
ードと第2のパワーMOS−FETのソースと第4のダ
イオードのカソードを接続し、第1のパワーMOS−F
ETのゲートと第2のパワーMOS−FETのゲートと
第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカソ
ードと第3のトランジスタのコレクタと前記電流制御手
段の第1の電流入力端子を接続し、第1の直流電源のプ
ラス端子と第1のダイオードのカソードを接続し、第3
の直流電源のマイナス端子と第2のダイオードのアノー
ドを接続し、第2の直流電源のプラス端子と第3および
第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗を介して
接続し、第4のトランジスタのベースとコレクタと第3
のトランジスタのベースと前記電流制御手段の第2の電
流入力端子を接続し、前記電流制御手段の電流出力端子
を第4の直流電源のマイナス端子に接続した構成を有
し、前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に流入す
る電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を第
1の電流値とする第1の状態と、第1の電流入力端子に
流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電
流を前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値とする
第2の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を0
とし第1の電流入力端子に流入する電流を第3の電流値
とする第3の状態と、第2の電流入力端子に流入する電
流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を前記第
3の電流値よりも小さな第4の電流値とする第4の状態
を有し、第1の状態から順に第4の状態まで移行し第4
の状態の次に第1の状態に移行して第1の状態から第4
の状態を順に繰り返し移行していく構成とすることによ
り、または、Nチャンネルタイプの第1のパワーMOS
−FETと、Pチャンネルタイプの第2のパワーMOS
−FETと、第1および第2ダイオードと、PNPタイ
プの第3および第4のトランジスタと、電流出力端子と
第1および第2の電流入力端子を持ち、前記第1および
第2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む3段階
にそれぞれ独立して可変できる電流制御手段と、直流主
電源と、前記直流主電源のプラス端子にマイナス端子を
接続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプラス端
子にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よりも高
い電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電源のマ
イナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電源と、
前記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接続し前
記第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の直流電
源を備え、第1のパワーMOS−FETのドレインと前
記直流主電源のプラス端子を接続し、第2のパワーMO
S−FETのドレインと前記直流主電源のマイナス端子
を接続し、第1のパワーMOS−FETのソースと第2
のパワーMOS−FETのソースを接続し、第1のパワ
ーMOS−FETのゲートと第2のパワーMOS−FE
Tのゲートと第1のダイオードのアノードと第2のダイ
オードのカソードと第3のトランジスタのコレクタと前
記電流制御手段の第1の電流入力端子を接続し、第1の
直流電源のプラス端子と第1のダイオードのカソードを
接続し、第3の直流電源のマイナス端子と第2のダイオ
ードのアノードを接続し、第2の直流電源のプラス端子
と第3および第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ
抵抗を介して接続し、第4のトランジスタのベースとコ
レクタと第3のトランジスタのベースと前記電流制御手
段の第2の電流入力端子を接続し、前記電流制御手段の
電流出力端子を第4の直流電源のマイナス端子に接続し
た構成を有し、前記電流制御手段が、第1の電流入力端
子に流入する電流を0とし第2の電流入力端子に流入す
る電流を第1の電流値とする第1の状態と、第1の電流
入力端子に流入する電流を0とし第2の電流入力端子に
流入する電流を前記第1の電流値よりも小さな第2の電
流値とする第2の状態と、第2の電流入力端子に流入す
る電流を0とし第1の電流入力端子に流入する電流を第
3の電流値とする第3の状態と、第2の電流入力端子に
流入する電流を0とし第1の電流入力端子に流入する電
流を前記第3の電流値よりも小さな第4の電流値とする
第4の状態を有し、第1の状態から順に第4の状態まで
移行し第4の状態の次に第1の状態に移行して第1の状
態から第4の状態を順に繰り返し移行していく構成とす
ることにより、フローティング状態が本質的になくフロ
ーティング時間が0でスイッチング指令信号と電動機巻
線端子の平均電圧が一義的に定まることにより制御誤差
が非常に小さく、かつ消費電力も少ない優れたPWMイ
ンバータ用出力回路を安価に提供することができるもの
である。さらに必要に応じて、電気雑音の発生が非常に
小さな優れたPWMインバータ用出力回路を安価に提供
することができるものである。
As described above, according to the present invention, the first power MOS-FET of the N-channel type, the second power MOS-FET of the P-channel type, the first, the second, the third, the fourth. , 5th and 6th diodes, PNP type 3rd and 4th transistors, and current output terminals and first and second current input terminals, which flow into the first and second current input terminals. A current control means capable of independently varying a current value in three steps including 0, a DC main power supply, a first DC power supply in which a minus terminal is connected to a plus terminal of the DC main power supply, and a DC main power supply A second DC power supply having a positive terminal connected to a negative terminal and having a voltage higher than that of the first DC power supply; a third DC power supply having a negative terminal of the DC main power supply connected to a positive terminal; Power supply A fourth direct current power supply having a Connect the positive terminal eggplant terminal said third voltage higher than the DC power source, the drain and the fifth of the first power MOS-FET
The cathode of the diode, the anode of the fifth diode, the cathode of the third diode and the positive terminal of the DC main power source are connected, and the second power MOS-FET is connected.
Of the third diode is connected to the anode of the sixth diode, the cathode of the sixth diode is connected to the anode of the fourth diode and the negative terminal of the DC main power supply, and the source of the first power MOS-FET is connected to the third terminal. Connecting the anode of the diode, the source of the second power MOS-FET, and the cathode of the fourth diode to the first power MOS-F.
The gate of ET, the gate of the second power MOS-FET, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor and the first current input terminal of the current control means are connected, The positive terminal of the first DC power supply and the cathode of the first diode are connected, and the third
The negative terminal of the direct current power supply is connected to the anode of the second diode, the positive terminal of the second direct current power supply is connected to the emitters of the third and fourth transistors through resistors, and the base of the fourth transistor is connected. And collector and third
The base of the transistor is connected to the second current input terminal of the current control means, and the current output terminal of the current control means is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply, the current control means comprising: , A first state in which the current flowing into the first current input terminal is 0 and the current flowing into the second current input terminal is the first current value, and the current flowing into the first current input terminal is 0 And a second state in which the current flowing into the second current input terminal is a second current value smaller than the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0.
And a third state in which the current flowing into the first current input terminal is the third current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0, and the current flowing into the first current input terminal is It has a fourth state in which the fourth current value is smaller than the third current value, and transitions from the first state to the fourth state in order.
After the above state, the state shifts from the first state to the fourth state.
Or the N-channel type first power MOS.
-FET and P channel type second power MOS
-FET, first and second diodes, PNP tie
The third and fourth transistors of the amplifier and the current output terminal
A first and a second current input terminal, and
Three levels including 0 for the current value flowing into the second current input terminal
Current control means that can be changed independently, and DC main
Connect the power supply and the negative terminal to the positive terminal of the DC main power supply.
Connected first DC power supply and positive end of the DC main power supply
The negative terminal is connected to the child and the voltage is higher than the first DC power supply.
A second direct current power supply having a high voltage and a master of the direct current main power supply.
A third DC power supply with a positive terminal connected to the INUS terminal,
Before connecting the positive terminal to the negative terminal of the DC main power
Note Fourth DC power source having a higher voltage than the third DC power source
The source and the drain of the first power MOS-FET and the front
Connect the positive terminal of the DC mains power supply to the second power MO
The drain of the S-FET and the negative terminal of the DC main power supply
To connect the source of the first power MOS-FET and the second
The source of the power MOS-FET of
-MOS-FET gate and second power MOS-FE
The gate of T, the anode of the first diode and the second die
In front of the cathode of the ode and the collector of the third transistor
The first current input terminal of the current control means is connected to
The positive terminal of the DC power supply and the cathode of the first diode
Connect the negative terminal of the third DC power supply and the second dio
The positive terminal of the second DC power supply by connecting the anode of the battery
And the emitters of the third and fourth transistors respectively
It is connected through a resistor and is connected to the base of the fourth transistor.
And the base of the third transistor and the current control device
The second current input terminal of the stage is connected,
Connect the current output terminal to the negative terminal of the fourth DC power supply.
And the current control means has a first current input terminal.
The current flowing into the child is set to 0 and flows into the second current input terminal.
And a first state in which the current is a first current value, and a first current
The current flowing into the input terminal is set to 0 and the second current input terminal is
The inflowing current is set to a second electric current smaller than the first electric current value.
The second state, which is the flow value, and the current flowing into the second current input terminal.
The current that flows into the first current input terminal is
In the third state with the current value of 3 and the second current input terminal
The current flowing into the first current input terminal is set to 0.
Let the flow be a fourth current value smaller than the third current value
Has a fourth state, from the first state to the fourth state in order
After transitioning to the fourth state and then transitioning to the first state, the first state
The state is changed from the fourth state to the fourth state in sequence.
As a result, there is essentially no floating state and the floating time is 0, and the switching command signal and the average voltage of the motor winding terminals are uniquely determined, so that the control error is extremely small and the excellent PWM inverter with low power consumption is also provided. The output circuit for use can be provided at low cost. Further, it is possible to provide an excellent output circuit for a PWM inverter, which generates very little electrical noise, at a low cost, if necessary.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Nチャンネルタイプの第1のパワーMOS
−FETと、Pチャンネルタイプの第2のパワーMOS
−FETと、第1,第2,第3,第4,第5および第6
のダイオードと、PNPタイプの第3および第4のトラ
ンジスタと、電流出力端子と第1および第2の電流入力
端子を持ち、前記第1および第2の電流入力端子に流入
する電流値を0を含む3段階にそれぞれ独立して可変で
きる電流制御手段と、直流主電源と、この直流主電源の
プラス端子にマイナス端子を接続した第1の直流電源
と、前記直流主電源のプラス端子にマイナス端子を接続
し前記第1の直流電源よりも高い電圧を有する第2の直
流電源と、前記直流主電源のマイナス端子にプラス端子
を接続した第3の直流電源と、前記直流主電源のマイナ
ス端子にプラス端子を接続し前記第3の直流電源よりも
高い電圧を有する第4の直流電源を備え、 第1のパワーMOS−FETのドレインと第5のダイオ
ードのカソードを接続し、第5のダイオードのアノード
と第3のダイオードのカソードと前記直流主電源のプラ
ス端子を接続し、第2のパワーMOS−FETのドレイ
ンと第6のダイオードのアノードを接続し、第6のダイ
オードのカソードと第4のダイオードのアノードと前記
直流主電源のマイナス端子を接続し、第1のパワーMO
S−FETのソースと第3のダイオードのアノードと第
2のパワーMOS−FETのソースと第4のダイオード
のカソードを接続し、第1のパワーMOS−FETのゲ
ートと第2のパワーMOS−FETのゲートと第1のダ
イオードのアノードと第2のダイオードのカソードと第
3のトランジスタのコレクタと前記電流制御手段の第1
の電流入力端子を接続し、第1の直流電源のプラス端子
と第1のダイオードのカソードを接続し、第3の直流電
源のマイナス端子と第2のダイオードのアノードを接続
し、第2の直流電源のプラス端子と第3および第4のト
ランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗を介して接続し、
第4のトランジスタのベースとコレクタと第3のトラン
ジスタのベースと前記電流制御手段の第2の電流入力端
子を接続し、前記電流制御手段の電流出力端子を第4の
直流電源のマイナス端子に接続した構成を有し、 前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に流入する電
流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を第1の
電流値とする第1の状態と、第1の電流入力端子に流入
する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を
前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値とする第2
の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を0とし
第1の電流入力端子に流入する電流を第3の電流値とす
る第3の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を
0とし第1の電流入力端子に流入する電流を前記第3の
電流値よりも小さな第4の電流値とする第4の状態を有
し、第1の状態から順に第4の状態まで移行し第4の状
態の次に第1の状態に移行して第1の状態から第4の状
態を順に繰り返し移行していく構成としたPWMインバ
ータ用出力回路。
1. An N-channel type first power MOS.
-FET and P channel type second power MOS
-FET and first, second, third, fourth, fifth and sixth
, A PNP-type third and fourth transistor, a current output terminal and first and second current input terminals, and sets the current value flowing into the first and second current input terminals to 0. Including three current control means that can be independently varied, a DC main power supply, a first DC power supply in which a minus terminal is connected to the plus terminal of the DC main power supply, and a minus terminal to the plus terminal of the DC main power supply. A second DC power supply having a voltage higher than that of the first DC power supply, a third DC power supply having a positive terminal connected to the negative terminal of the DC main power supply, and a negative terminal of the DC main power supply. A fourth DC power source having a voltage higher than that of the third DC power source is connected to the positive terminal, and the drain of the first power MOS-FET and the cathode of the fifth diode are connected to each other. The anode of the diode, the cathode of the third diode and the positive terminal of the DC main power supply are connected, the drain of the second power MOS-FET and the anode of the sixth diode are connected, and the cathode of the sixth diode and the The anode of the diode No. 4 and the negative terminal of the DC main power supply are connected to each other, and the first power MO
The source of the S-FET, the anode of the third diode, the source of the second power MOS-FET, and the cathode of the fourth diode are connected, and the gate of the first power MOS-FET and the second power MOS-FET are connected. Of the first diode, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor, and the first of the current control means.
Connected to the positive terminal of the first DC power supply and the cathode of the first diode, and the negative terminal of the third DC power supply to the anode of the second diode. The positive terminal of the power source and the emitters of the third and fourth transistors are connected via resistors,
The base and collector of the fourth transistor, the base of the third transistor and the second current input terminal of the current control means are connected, and the current output terminal of the current control means is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply. A first state in which the current flowing into the first current input terminal is 0 and the current flowing into the second current input terminal is the first current value; A second current input terminal having a first current input terminal of 0 and a second current input terminal having a second current value smaller than the first current value;
And a third state in which a current flowing into the second current input terminal is 0 and a current flowing into the first current input terminal is a third current value, and a current flowing into the second current input terminal There is a fourth state in which the current is 0 and the current flowing into the first current input terminal is a fourth current value smaller than the third current value. From the first state to the fourth state in order. An output circuit for a PWM inverter having a configuration in which a transition is made from the first state to the fourth state after the transition from the fourth state to the first state.
【請求項2】Nチャンネルタイプの第1のパワーMOS
−FETと、Pチャンネルタイプの第2のパワーMOS
−FETと、第1および第2ダイオードと、PNPタイ
プの第3および第4のトランジスタと、電流出力端子と
第1および第2の電流入力端子を持ち、前記第1および
第2の電流入力端子に流入する電流値を0を含む3段階
にそれぞれ独立して可変できる電流制御手段と、直流主
電源と、この直流主電源のプラス端子にマイナス端子を
接続した第1の直流電源と、前記直流主電源のプラス端
子にマイナス端子を接続し前記第1の直流電源よりも高
い電圧を有する第2の直流電源と、前記直流主電源のマ
イナス端子にプラス端子を接続した第3の直流電源と、
前記直流主電源のマイナス端子にプラス端子を接続し前
記第3の直流電源よりも高い電圧を有する第4の直流電
源を備え、 第1のパワーMOS−FETのドレインと前記直流主電
源のプラス端子を接続し、第2のパワーMOS−FET
のドレインと前記直流主電源のマイナス端子を接続し、
第1のパワーMOS−FETのソースと第2のパワーM
OS−FETのソースを接続し、第1のパワーMOS−
FETのゲートと第2のパワーMOS−FETのゲート
と第1のダイオードのアノードと第2のダイオードのカ
ソードと第3のトランジスタのコレクタと前記電流制御
手段の第1の電流入力端子を接続し、第1の直流電源の
プラス端子と第1のダイオードのカソードを接続し、第
3の直流電源のマイナス端子と第2のダイオードのアノ
ードを接続し、第2の直流電源のプラス端子と第3およ
び第4のトランジスタのエミッタをそれぞれ抵抗を介し
て接続し、第4のトランジスタのベースとコレクタと第
3のトランジスタのベースと前記電流制御手段の第2の
電流入力端子を接続し、前記電流制御手段の電流出力端
子を第4の直流電源のマイナス端子に接続した構成を有
し、 前記電流制御手段が、第1の電流入力端子に流入する電
流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を第1の
電流値とする第1の状態と、第1の電流入力端子に流入
する電流を0とし第2の電流入力端子に流入する電流を
前記第1の電流値よりも小さな第2の電流値とする第2
の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を0とし
第1の電流入力端子に流入する電流を第3の電流値とす
る第3の状態と、第2の電流入力端子に流入する電流を
0とし第1の電流入力端子に流入する電流を前記第3の
電流値よりも小さな第4の電流値とする第4の状態を有
し、第1の状態から順に第4の状態まで移行し第4の状
態の次に第1の状態に移行して第1の状態から第4の状
態を順に繰り返し移行していく構成としたPWMインバ
ータ用出力回路。
2. An N-channel type first power MOS.
-FET and P channel type second power MOS
A FET, first and second diodes, PNP type third and fourth transistors, a current output terminal and first and second current input terminals, and the first and second current input terminals Current control means capable of independently varying the value of the current flowing into each of the three stages including 0, a DC main power supply, a first DC power supply in which the minus terminal is connected to the positive terminal of this DC main power supply, and the DC A second DC power supply having a negative terminal connected to the positive terminal of the main power supply and having a higher voltage than the first DC power supply; and a third DC power supply having a negative terminal connected to the negative terminal of the DC main power supply,
A positive terminal is connected to the negative terminal of the DC main power source, and a fourth DC power source having a higher voltage than the third DC power source is provided, and the drain of the first power MOS-FET and the positive terminal of the DC main power source. To connect the second power MOS-FET
Connect the drain of and the negative terminal of the DC main power supply,
Source of first power MOS-FET and second power M
The source of the OS-FET is connected and the first power MOS-
The gate of the FET, the gate of the second power MOS-FET, the anode of the first diode, the cathode of the second diode, the collector of the third transistor, and the first current input terminal of the current control means are connected, The positive terminal of the first DC power supply is connected to the cathode of the first diode, the negative terminal of the third DC power supply is connected to the anode of the second diode, and the positive terminal of the second DC power supply is connected to the third terminal. The emitter of the fourth transistor is connected via a resistor, respectively, the base and collector of the fourth transistor, the base of the third transistor and the second current input terminal of the current control means are connected, and the current control means is connected. The current output terminal is connected to the negative terminal of the fourth DC power supply, and the current control means sets the current flowing into the first current input terminal to 0. The first state in which the current flowing into the second current input terminal is the first current value, and the current flowing into the second current input terminal is 0 when the current flowing into the first current input terminal is 0. Second current value smaller than the current value of
And a third state in which a current flowing into the second current input terminal is 0 and a current flowing into the first current input terminal is a third current value, and a current flowing into the second current input terminal There is a fourth state in which the current is 0 and the current flowing into the first current input terminal is a fourth current value smaller than the third current value. From the first state to the fourth state in order. An output circuit for a PWM inverter having a configuration in which a transition is made from the first state to the fourth state after the transition from the fourth state to the first state.
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