JPH0629803A - モータ駆動回路 - Google Patents

モータ駆動回路

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Publication number
JPH0629803A
JPH0629803A JP4090782A JP9078292A JPH0629803A JP H0629803 A JPH0629803 A JP H0629803A JP 4090782 A JP4090782 A JP 4090782A JP 9078292 A JP9078292 A JP 9078292A JP H0629803 A JPH0629803 A JP H0629803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
gate
drive circuit
motor
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP4090782A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Watanabe
清 渡辺
Yutaka Enokido
豊 榎戸
Kenji Tamakoshi
健司 玉越
Nobuyuki Kawai
伸幸 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Zexel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd, Zexel Corp filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP4090782A priority Critical patent/JPH0629803A/ja
Publication of JPH0629803A publication Critical patent/JPH0629803A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチングスピードを維持すると同時に、
スイッチング電力損失を軽減できるモータ駆動回路を提
供すること。 【構成】 モータ駆動電流をオン・オフする電界効果ト
ランジスタと、これをオン・オフするスイッチングトラ
ンジスタと、これを制御するドライブ回路とを備えたモ
ータ駆動回路にあって、上記スイッチングトランジスタ
と電界効果トランジスタのゲートとの接続電路にエミッ
タが接続され、電源とスイッチングトランジスタの接続
電路にベースが接続され、電源にコレクタが接続され、
電界効果トランジスタのゲートにエミッタ電圧を印加す
るゲート駆動トランジスタと、このトランジスタのベー
スと電源との間に接続されたベース抵抗と、該トランジ
スタのベースと上記スイッチングトランジスタとの間に
接続されたダイオードとを備えたゲートドライブ回路を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブロアモータ等のモー
タへの駆動電流を、電界効果トランジスタにより通電遮
断するモータ駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ブロアモータ等のモータの駆動回転数を
制御するには、モータに供給される駆動電流のオン・オ
フ時間の比率(Duty)を、トランジスタを用いた高
速スイッチング動作により可変させ、一定時間当たりの
モータ供給電力を変化させて、モータ回転数を増減して
いる。このようなトランジスタのスイッチング動作によ
り、モータ回転数の制御を行なうモータ駆動回路51と
しては、図4に示すように、モータ52の一端が電源5
3に接続され、他端が電界効果トランジスタ54(以
降、FETと称する。)のドレインに接続され、このF
ET54のゲートが、スイッチングトランジスタ55
(以降、SWトランジスタと称する。)のコレクタに接
続され、このSWトランジスタ55のコレクタが、電源
53に抵抗56と逆電流阻止用のダイオード57とを介
して接続され、このSWトランジスタ55のベースがド
ライブ回路58に接続された構成とされている。そし
て、このドライブ回路58によって制御されるSWトラ
ンジスタ55の高速スイッチ動作により、FET54の
オン・オフが行われて、FET54のドレイン電流がオ
ン・オフされる、すなわちモータ駆動電流を瞬時にオン
・オフできるようになっている。
【0003】したがって、このような駆動回路におい
て、モータ52をオンする場合には、上記ドライブ回路
58がSWトランジスタ55のベース電流を遮断するこ
とにより、SWトランジスタ55をオフすると、同図中
実線矢印で示すように、抵抗を通じてFET54のゲー
トに電圧が印加され、FET54がオンされ、ドレイン
電流が流れるようになり、モータ駆動電流が流れる。他
方、モータ52をオフする場合には、SWトランジスタ
55をオンすると、図中破線矢印で示すように、FET
54のゲート・ソース間の電荷が放電され、ゲート電圧
が低下してFET54がオフされ、モータ駆動電流が遮
断される。また、この場合には、全ての電源電流が抵抗
56を流れることになる。尚、59はFET54の保護
抵抗である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来のモ
ータ駆動回路によれば、抵抗56を低抵抗とし、FET
54をオン作動させるゲート電流を増大させて、FET
54のスイッチングスピードを高速化できるが、この場
合、SWトランジスタ55をオフしている間中、この抵
抗56に全ての電源電圧が加わるので、低抵抗の抵抗5
6による電力損失が増大し、この抵抗56の発熱量が増
加し放熱対策が必要になるなどの不具合が生じてしま
う。特に、ブロアモータなどに用いる場合には、モータ
発生ノイズを低減させるために、金属基板上にトランジ
スタ素子をチップ実装する必要があり、このため素子の
ディレーティングも考慮すると、この素子を多数設け1
素子当たりの電力損失を定格内に押えて発熱を分散させ
ることになり、素子の個数が増加し実装面積が増大する
とともに、コストが増加するという不具合がある。
【0005】本発明は、スイッチングスピードを維持す
ると同時に、スイッチング電力損失を軽減できるモータ
駆動回路を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願第1請求項に係る発
明のモータ駆動回路は、電源に接続されたモータと、こ
のモータに接続され該モータ駆動電流をオン・オフする
電界効果トランジスタと、この電界効果トランジスタの
ゲートに接続され該トランジスタをオン・オフするスイ
ッチングトランジスタと、このトランジスタを制御する
ドライブ回路とを備えたモータ駆動回路にあって、上記
スイッチングトランジスタと電界効果トランジスタのゲ
ートとの接続電路にエミッタが接続され、電源とスイッ
チングトランジスタの接続電路にベースが接続され、電
源にコレクタが接続され、電界効果トランジスタのゲー
トにエミッタ電圧を印加するゲート駆動トランジスタ
と、このトランジスタのベースと電源との間に接続され
たベース抵抗と、該トランジスタのベースと上記スイッ
チングトランジスタとの間に接続され該電界効果トラン
ジスタのゲート電荷を放電させる方向に配向されたダイ
オードとを備えたゲートドライブ回路を設けた構成とさ
れ、本願第2請求項に係る発明のモータ駆動回路は、上
記ダイオードをショットキーバリアーダイオードとして
いる。
【0007】
【作用】したがって、本願第1請求項に係る発明によれ
ば、スイッチングトランジスタによりオン・オフされ、
コレクタ側およびベース側に接続された各抵抗が電源と
接続され、電界効果トランジスタにゲート電圧をエミッ
タから供給するゲート駆動トランジスタを備えたゲート
ドライブ回路を設けたことにより、モータをオフする場
合、このゲート駆動トランジスタがオフし、電界効果ト
ランジスタにゲート電圧を供給するゲート駆動トランジ
スタに電流が流れないので、コレクタ抵抗を低抵抗とす
ることも可能であり、場合によっては削除することがで
き、その結果、電界効果トランジスタのスイッチングス
ピードを高速化し、このゲート駆動トランジスタ及び抵
抗で発生する電力損失を小さくすることができる。ま
た、この場合には、ゲート駆動トランジスタをオンする
ベース電流が小電流でよいことにより、ベース側の抵抗
を高抵抗として、モータオフ時にこの抵抗に加わる電源
電圧により消費される電力を軽減でき、モータオフ時の
電力損失を低下できる。
【0008】さらに、本願第2請求項に係る発明によれ
ば、電界効果トランジスタのゲート電荷を放電する方向
に配向されたダイオードとして、電圧降下が小さく、ス
イッチングスピードの速いショットキーバリアーダイオ
ードを用いることにより、電界効果トランジスタのゲー
ト・ソース間の電荷放出時間を短縮して、電界効果トラ
ンジスタのオフ所要時間を減少しているので、モータの
スイッチングスピードがさらに向上できる。
【0009】
【実施例】以下に、本発明のモータ駆動回路を図1に示
される実施例に基づき説明する。本実施例のモータ駆動
回路1は、図1に示すように、電源2と、この電源2に
一端を接続されたモータ3と、このモータ3の他端にド
レイン端が接続されドレイン・ソース電流によりモータ
3に電流を供給するMOS電界効果トランジスタ4(me
tal-oxide-semiconductor field effect transister)
(以降、FETと称する。)と、このFET4をオン・
オフ動作させるスイッチングトランジスタ6(以降、S
Wトランジスタと称する。)を備えたFET4のゲート
ドライブ回路と、このSWトランジスタ6を制御するド
ライブ回路8とから構成されている。したがって、ドラ
イブ回路8によりSWトランジスタ6を制御し、このS
Wトランジスタ6がゲートドライブ回路を介してFET
4を高速にオン・オフし、オン・オフ時間比率(Dut
y)を可変することにより、モータ供給電力が増減さ
れ、モータ3の回転数を制御するようになっている。
尚、9は本回路1のアースを示す。
【0010】すなわち、上記ゲートドライブ回路は、上
記SWトランジスタ6とFET4のゲートとの接続電路
にエミッタを接続し、電源2とSWトランジスタ6の接
続電路にベースを接続し、電源2にコレクタを接続し、
上記FET4のゲートにエミッタ電圧を印加するゲート
駆動トランジスタ10と、このトランジスタ10のベー
スと電源2との間に接続されたベース抵抗11と、同ト
ランジスタのコレクタと電源2との間に接続されたコレ
クタ抵抗12と、ゲート駆動トランジスタ10のベース
と上記SWトランジスタ6との間に接続されFET4の
ゲート電荷を放電させる方向に配向されたダイオード1
3とから構成されている。尚、14、15は保護抵抗で
ある。
【0011】次に、このようなモータ駆動回路1の動作
について説明する。モータ3をオンする場合は、上記ド
ライブ回路8によりSWトランジスタ6のベース電流を
遮断し、SWトランジスタ6をオフすると、ベース抵抗
11を通じて電流がゲート駆動トランジスタ10のベー
スに流れ、これによりゲート駆動トランジスタ10にベ
ース電流が供給されてゲート駆動トランジスタ10がオ
ンし、コレクタ抵抗12を通じて電流が、同図中実線矢
印で示すように流れ、このコレクタ電流によりFET4
のゲートに電圧が印加され、FET4がオンし、ドレイ
ン電流が流れることになり、モータ3に駆動電流が流れ
る。
【0012】また、モータ3をオフする場合は、ドライ
ブ回路8によりSWトランジスタ6をオンすると、ゲー
ト駆動トランジスタ10のベース電位が低下し、ゲート
駆動トランジスタ10がオフし、コレクタ抵抗12に電
流が流れなくなり、FET4にゲート電圧が供給されな
くなる一方、FET4のゲート・ソース間の電荷がダイ
オード13を通じて同図中点線矢印で示す経路で放電さ
れ、ゲート電圧が低下しFET4がオフされ、モータ駆
動電流が遮断される。この際、ゲート駆動トランジスタ
10がオフするので、ベース抵抗11には電流が流れる
が、コレクタ抵抗12には電流が流れないようになって
いる。
【0013】以上説明したように、本実施例のモータ駆
動回路1によれば、モータ3をオフする場合、このゲー
ト駆動トランジスタ10がオフし、FET4にゲート電
圧を供給するコレクタ抵抗12に電流が流れないので、
コレクタ抵抗12を低抵抗としFETに大電流を流すよ
うにしてFETのスイッチングスピードを高速化して
も、この抵抗によるモータオフ時の電力損失が無くな
る。また、この場合には、ゲート駆動トランジスタ10
をオンするベース電流が小電流でよいことにより、ベー
ス側の抵抗を高抵抗として、モータオフ時にこの抵抗に
加わる電源電圧により消費される電力を軽減でき、モー
タオフ時の電力損失を軽減できる。
【0014】次に、本発明を図2ないし図3を用いて他
の実施例に基づき説明する。本実施例のモータ駆動装置
は、上記ダイオード13を、順方向電圧降下がダイオー
ド13より迅速なショットキーバリアーダイオード(sh
ottkey barrier diode)としたものである。このショッ
トキーバリアーダイオードには、金属と半導体が接触し
た構造のショットキー接合が用いられており、従来のダ
イオードには、pn接合が用いられている。そして、こ
のpn接合が少数のキャリアを持つのに対し、ショット
キー接合は多数のキャリアを持っているので、このショ
ットキーダイオードは、高速なスイッチング時間と低い
順方向電圧とを得ることができる。
【0015】したがって、このショットキーダイオード
を用いた場合は、図2に示すように、従来のダイオード
と比べると、ゲート駆動トランジスタ10をオフしエミ
ッタ電圧がオフされた時点からの、ゲート端電圧の降下
速度が高速なので、FET4がオンからオフとなる所要
時間が短縮できる。また、このようなダイオードを用い
た本実施例のモータ駆動回路と、従来の駆動回路とを比
較すると、図3に示すように、FET4のスイッチ動作
の各所要時間、特にターンオン時間が減少でき、スイッ
チングスピードが高速化される。
【0016】したがって、以上説明したように、本実施
例のモータ駆動回路によれば、FET4のゲートに接続
されゲート電荷を放電させる方向に配向されたダイオー
ドとしてショットキーバリアーダイオードを用いている
ので、FET4のゲート・ソース間の電荷放出時間が短
縮され、FET4のオフスイッチ動作が通常のPN接合
ダイオードを用いた場合より高速になり、スイッチング
スピードが向上し、モータ駆動回路の制御の確実性を高
めることができる。
【0017】
【発明の効果】本願第1請求項に係る発明は、以上説明
したように構成したので、電界効果トランジスタのゲー
トに大電流を流すようにでき、スイッチングスピードの
高速動作を維持することができる。また、ベース抵抗を
高抵抗として低電力消費化できるので、スイッチング動
作時の電力損失を減少できる。
【0018】さらに、本願第2請求項に係る発明によれ
ば、電圧降下が迅速なショットキーバリアーダイオード
を用いることにより、電界効果トランジスタのゲート・
ソース間の電荷放出時間を短縮して、電界効果トランジ
スタのオフ所要時間を減少しているので、スイッチング
スピードが向上でき、モータ駆動回路の制御の確実性が
高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るモータ駆動回路の概略回
路図。
【図2】本発明の他の実施例のショットキーバリアダイ
オードの比較性能曲線図。
【図3】本発明の他の実施例の駆動回路と従来の駆動回
路とのスイッチスピード比較図。
【図4】従来例のモータ駆動回路の概略回路図。
【符号の説明】
1 モータ駆動回路 2 電源 3 モータ 4 電界効果トランジスタ 6 スイッチングトランジスタ 8 ドライブ回路 10 ゲート駆動トランジスタ 11 ベース抵抗 12 コレクタ抵抗 13 ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉越 健司 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 河合 伸幸 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源に接続されたモータと、このモー
    タに接続され該モータ駆動電流をオン・オフする電界効
    果トランジスタと、この電界効果トランジスタのゲート
    に接続され該トランジスタをオン・オフするスイッチン
    グトランジスタと、このトランジスタを制御するドライ
    ブ回路とを備えたモータ駆動回路において、 前記スイッチングトランジスタと電界効果トランジスタ
    のゲートとの接続電路にエミッタが接続され、電源とス
    イッチングトランジスタの接続電路にベースが接続さ
    れ、電源にコレクタが接続され、電界効果トランジスタ
    のゲートにエミッタ電圧を印加するゲート駆動トランジ
    スタと、 このトランジスタのベースと電源との間に接続されたベ
    ース抵抗と、 該トランジスタのベースと前記スイッチングトランジス
    タとの間に接続され該電界効果トランジスタのゲート電
    荷を放電させる方向に配向されたダイオードとを備えた
    ゲートドライブ回路を設けたことを特徴とするモータ駆
    動回路。
  2. 【請求項2】 前記ダイオードがショットキーバリア
    ーダイオードである請求項1記載のモータ駆動回路。
JP4090782A 1992-04-10 1992-04-10 モータ駆動回路 Pending JPH0629803A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105281723A (zh) * 2014-06-06 2016-01-27 丰田自动车株式会社 驱动电路及半导体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105281723A (zh) * 2014-06-06 2016-01-27 丰田自动车株式会社 驱动电路及半导体装置
CN105281723B (zh) * 2014-06-06 2018-04-10 丰田自动车株式会社 驱动电路及半导体装置

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