JPH0744866B2 - Power supply control circuit - Google Patents
Power supply control circuitInfo
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- JPH0744866B2 JPH0744866B2 JP60178861A JP17886185A JPH0744866B2 JP H0744866 B2 JPH0744866 B2 JP H0744866B2 JP 60178861 A JP60178861 A JP 60178861A JP 17886185 A JP17886185 A JP 17886185A JP H0744866 B2 JPH0744866 B2 JP H0744866B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、パワーMOSFETの破壊を防止するMOSFETの保護
回路を備えた電力供給制御回路に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power supply control circuit including a MOSFET protection circuit that prevents destruction of a power MOSFET.
［背景技術］ モータやヒータ等の被制御物の制御素子に用いているパ
ワーMOSFETはゲート電圧が10V以下の場合はオンしても
ドレイン・ソース間の抵抗が大きい。そのため、パワー
MOSFETがオンしたときの抵抗を小さくするのに、電他電
源を用いた場合には、その電圧を昇圧し、ゲートに入力
される電圧が10V以上になるようにしている。しかし、
昇圧回路の出力は電源投入後ある遅れをもって上昇す
る。そのため、被制御物がモータのような起動時に大電
流が流れる物の場合、ゲート電圧がまだ十分に昇圧され
ていないため、パワーMOSFETのオン抵抗が大きくなって
いるところに、起動時の大電流が流れ、パワーMOSFETが
許容損失オーバーで故障する恐れがあるという問題があ
った。[Background Art] When the gate voltage of a power MOSFET used as a control element for a controlled object such as a motor or a heater is 10 V or less, the resistance between the drain and the source is large even when the power MOSFET is turned on. Therefore, power
In order to reduce the resistance when the MOSFET is turned on, when a power supply other than electricity is used, the voltage is boosted so that the voltage input to the gate becomes 10 V or more. But,
The output of the booster circuit rises with a delay after the power is turned on. Therefore, if the controlled object is a motor that flows a large current at startup, the gate voltage has not been boosted sufficiently, and the on-resistance of the power MOSFET is large. However, there is a problem that the power MOSFET may fail due to excess of the allowable loss.
［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、パワ
ーMOSFETが完全にオンする電圧まで電源が昇圧されてか
らゲートパルスが出力されるようにしてパワーMOSFETを
保護することを目的とした電力供給制御回路を提供する
ものである。[Object of the Invention] The present invention has been provided in view of the above points, and protects a power MOSFET by outputting a gate pulse after the power supply is boosted to a voltage at which the power MOSFET is completely turned on. The present invention provides a power supply control circuit for the purpose.
［発明の開示］ 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。電力供
給制御回路の構成と動作をモータの速度制御回路を例に
して説明する。第１図は速度制御回路のブロック図を示
し、第２図はそのタイムチャートを示すものである。モ
ータの回転数に比例する信号を出力する速度検出回路１
は、周波数ジェネレータFG、オペアンプOP1、抵抗RF,RS
等から構成されている。サンプルパレスやリセットパル
スといったタイミングパルスを発生するサンプル・リセ
ットパルス発生回路２は、台形波を発生する台形波回路
11、ヒステリシスコンパレータOP2、ICからなるサンプ
ル・リセットパルス発生器2a等から構成され、サンプル
・リセットパルス発生器2aに台形波を入力する台形波回
路11は、定電流源I1、コンデンサCR等からなっている。
サンプル・リセットパルス発生器2aのリセットパルスに
よって鋸歯状波を形成する鋸歯状波発生回路３は定電流
源I2、コンデンサCT等から構成され、サンプル・リセッ
トパルス発生器2aのサンプルパルスによって鋸歯状波電
圧をサンプルホールドするサンプルホールド回路４はバ
ッファ4a,4b、コンデンサCH等から構成されている。適
宣な速度を設定する速度可変回路７は抵抗RX、ボリュー
ムVR、バッファ7a等からなり、その出力はエアーアンプ
12に入力されてサンプルホールド回路４からの出力と比
較され、その差が反転増幅される。さらに、エラーアン
プ12の出力は基準三角波発生回路５からの基準三角波と
コンパレータ13で比較され、このコンパレータ13出力が
Ｈレベルのときに、出力回路８を駆動する。そして、出
力回路８の出力にてスイッチング回路を構成するパワー
MOSFET14をオンして、モータＭを電池Ｂにより駆動す
る。尚、モータＭの速度信号をＦ−Ｖ変換するＦ−Ｖ変
換回路は、鋸歯状波発生回路３とサンプルホールド回路
４とで構成されるものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration and operation of the power supply control circuit will be described by taking the speed control circuit of the motor as an example. FIG. 1 is a block diagram of the speed control circuit, and FIG. 2 is a time chart thereof. Speed detection circuit 1 that outputs a signal proportional to the number of rotations of the motor
Is a frequency generator FG, operational amplifier OP 1 , resistors R F , R S
Etc. A sample / reset pulse generation circuit 2 that generates timing pulses such as a sample palace and a reset pulse is a trapezoidal wave circuit that generates a trapezoidal wave.
11, a hysteresis comparator OP 2 , a sample / reset pulse generator 2a composed of an IC, etc., and a trapezoidal wave circuit 11 for inputting a trapezoidal wave to the sample / reset pulse generator 2a is a constant current source I 1 , a capacitor C R Etc.
The sawtooth wave generation circuit 3 that forms a sawtooth wave by the reset pulse of the sample / reset pulse generator 2a is composed of a constant current source I 2 , a capacitor C T, etc. A sample and hold circuit 4 for sampling and holding the square wave voltage is composed of buffers 4a and 4b, a capacitor C H and the like. The speed variable circuit 7 for setting a proper speed is composed of a resistor R X , a volume VR, a buffer 7a, etc., and its output is an air amplifier.
It is input to 12 and compared with the output from the sample and hold circuit 4, and the difference is inverted and amplified. Further, the output of the error amplifier 12 is compared with the reference triangular wave from the reference triangular wave generating circuit 5 by the comparator 13, and when the output of the comparator 13 is at the H level, the output circuit 8 is driven. Then, the power that forms the switching circuit by the output of the output circuit 8
The MOSFET 14 is turned on and the motor M is driven by the battery B. The FV conversion circuit for FV converting the speed signal of the motor M is composed of the sawtooth wave generation circuit 3 and the sample hold circuit 4.
次に第１図と第２図とにより動作を説明する。尚、第２
図の（ａ）〜（ｊ）は第１図のａ点〜ｊ点の波形を示す
ものである。モータＭの回転数に比例した速度信号は周
波数ジェネレータFGにより出力され、その出力された速
度信号はオペアンプOP1によりRF/RS倍に増幅される。第
２図（ａ）に示すようなオペアンプOP1の出力はヒステ
リシスコンパレータOP2に入力され、第２図（ｂ）に示
すように回転数に比例した周波数の方形波パルスを得
る。この方形波によりサンプル・リセットパルス発生回
路２の台形波回路11で第２図（ｃ）のように台形波を発
生する。この台形波の立ち上がりを基準電圧発生回路６
からの基準電圧V1,V2,V3と比較し（第２図（ｃ））、サ
ンプルパルス（第２図（ｅ））とリセットパルス（第２
図ｄ））の発生するタイミングを決定する。一方、鋸歯
状波発生回路３では、コンデンサCTを定電流源I2により
充電し、第２図（ｆ）に示すようにリセットパルスが発
生した時にコンデンサCTに充電された電荷を放電し、同
図のような鋸歯状波を発生する。サンプルホールド回路
４では、サンプルパルスが発生した時に、ホールドコン
デンサCHを充電あるいは放電することにより、その時の
鋸歯状波電圧をサンプルホールドする。従って、サンプ
ルホールド回路４には第２図（ｇ）に示すような回転数
に比例したDC信号が出力されることになる。Next, the operation will be described with reference to FIG. 1 and FIG. The second
(A) to (j) in the figure show the waveforms at points a to j in FIG. A speed signal proportional to the rotation speed of the motor M is output by the frequency generator FG, and the output speed signal is amplified by R F / R S times by the operational amplifier OP 1 . The output of the operational amplifier OP 1 as shown in FIG. 2 (a) is input to the hysteresis comparator OP 2 to obtain a square wave pulse having a frequency proportional to the rotation speed as shown in FIG. 2 (b). This square wave causes the trapezoidal wave circuit 11 of the sample / reset pulse generating circuit 2 to generate a trapezoidal wave as shown in FIG. The rising edge of this trapezoidal wave is used as the reference voltage generation circuit 6
From the reference voltages V 1 , V 2 and V 3 (Fig. 2 (c)), the sample pulse (Fig. 2 (e)) and the reset pulse (Fig. 2).
The timing at which (d)) occurs is determined. On the other hand, in the sawtooth wave generation circuit 3, the capacitor C T is charged by the constant current source I 2 , and the charge stored in the capacitor C T is discharged when the reset pulse is generated as shown in FIG. 2 (f). , A sawtooth wave as shown in FIG. In the sample-hold circuit 4, when the sample pulse is generated, the hold capacitor C H is charged or discharged to sample-hold the sawtooth wave voltage at that time. Therefore, the sample-hold circuit 4 outputs a DC signal proportional to the rotation speed as shown in FIG. 2 (g).
エラーアンプ12では、速度可変回路７で設定した電圧VX
とサンプルホールド回路４の出力電圧VOの差をRA/RN倍
に反転増幅し、その出力を第２図（ｈ）に示すように基
準三角波発生回路５の基準三角波とコンパレータ13で比
較し、第２図（ｉ）に示すように方形波を得ている。こ
の方形波を出力回路８を通じて出力して第２図（ｊ）に
示すようなゲート電圧を得て、パワーMOSFET14によりDC
モータＭの供給電源をPWM制御するようにしている。
尚、ロック保護回路９は次のような機能を有している。
つまり、モータＭに過負荷がかかると、モータＭの回転
数が落ちる。従って、周波数ジェネレータFGの出力周波
数が小さくなり、サンプルホールド回路４の出力電圧が
高くなる。その電圧を抵抗RL1とRL2とで分圧された電圧
とコンパレータ15により検出し、回転数が設定値以下に
落ちると、出力パルスを遮断し、モータＭを停止させる
ものである。In the error amplifier 12, the voltage V X set by the speed variable circuit 7
And the output voltage V O of the sample and hold circuit 4 is inverted and amplified by R A / R N times, and the output is compared with the reference triangular wave of the reference triangular wave generating circuit 5 and the comparator 13 as shown in FIG. 2 (h). Then, a square wave is obtained as shown in FIG. This square wave is output through the output circuit 8 to obtain a gate voltage as shown in FIG.
The power supply of the motor M is PWM controlled.
The lock protection circuit 9 has the following functions.
That is, when the motor M is overloaded, the rotation speed of the motor M decreases. Therefore, the output frequency of the frequency generator FG decreases, and the output voltage of the sample hold circuit 4 increases. The voltage is divided by the resistors R L1 and R L2 and detected by the comparator 15, and when the rotation speed falls below a set value, the output pulse is cut off and the motor M is stopped.
次に本発明の要旨とするスタンバイ回路21について説明
する。このスタンバイ回路21は第１図に示すように、コ
ンパレータ21a、抵抗Ra,Rb等から構成されていて、電池
Ｂの電圧を昇圧した昇圧回路10の電圧から形成する基準
電圧発生回路６の基準電圧VREFと、昇圧電圧を抵抗Ra,R
bにて抵抗分割して形成する電圧とをスタンバイ回路21
のコンパレータ21aで比較している。この場合、昇圧電
圧を抵抗分割した電圧は、昇圧電圧が必要な電圧（10
V）以上になった時、基準電圧VREFより高くなるように
抵抗Ra,Rbにより設定しておく。そして、昇圧電圧が設
定電圧以下の時は、コンパレータ21aの出力にてコンパ
レータ13の出力を遮断し、出力回路８よりパワーMOSFET
14へのゲート信号は出力されないようにしている。従っ
て、パワーMOSFET14がオンするのに十分な電圧になって
から、コンパレータ13の出力が出力回路８に入力される
ようにコンパレータ21aにて制御されるため、モータＭ
の起動時の大電流によるパワーMOSFET14の破壊を防ぐこ
とができるものである。また、電池Ｂより供給されてパ
ワーMOSFET14のドレイン−ソース間に流れるモータＭの
負荷電流に比較して、パワーMOSFET14のゲートに供給さ
れるゲート電流は十分小さいから、コンパレータ21aの
出力にてコンパレータ13の出力を遮断するためのスイッ
チング素子等に大容量のものを使用する必要がないもの
である。Next, the standby circuit 21, which is the gist of the present invention, will be described. As shown in FIG. 1, the standby circuit 21 is composed of a comparator 21a, resistors Ra, Rb, etc., and is a reference voltage of the reference voltage generation circuit 6 formed from the voltage of the booster circuit 10 which boosts the voltage of the battery B. V REF and boosted voltage are converted to resistors Ra and R
The voltage generated by resistance division at b and the standby circuit 21
It is compared by the comparator 21a. In this case, the voltage obtained by dividing the boosted voltage by resistance is the voltage (10
V) or higher, it is set by resistors Ra and Rb so that it becomes higher than the reference voltage V REF . Then, when the boosted voltage is less than or equal to the set voltage, the output of the comparator 13 is cut off by the output of the comparator 21a, and the output circuit 8 causes the power MOSFET
The gate signal to 14 is not output. Therefore, since the output of the comparator 13 is controlled by the comparator 21a so as to be input to the output circuit 8 after the voltage becomes sufficient to turn on the power MOSFET 14, the motor M
It is possible to prevent the power MOSFET 14 from being destroyed by a large current at the time of startup. Further, since the gate current supplied to the gate of the power MOSFET 14 is sufficiently smaller than the load current of the motor M supplied from the battery B and flowing between the drain and the source of the power MOSFET 14, the comparator 13 outputs the output of the comparator 21a. It is not necessary to use a large capacity switching element for shutting off the output of the device.
［発明の効果］ 本発明は上述のように、電池電源からモータに供給する
電源をパワーMOSFETにより制御するものであって、電池
電圧を昇圧回路で昇圧してパワーMOSFETにゲート電圧を
供給するようにした電力供給制御回路において、パワー
MOSFETのゲート電圧が所定の設定電圧より低い場合には
パワーMOSFETのゲート信号を発生しないようにするスタ
ンバイ回路を設けたものであるから、スタンバイ回路に
よってパワーMOSFETがオンするのに十分な電圧になって
から、出力信号が発生されるため、例えばモータ起動時
等の大電流によるパワーMOSFETの破壊を防止することが
できる効果を奏するものである。また、パワーMOSFETの
ゲートに供給されるゲート電流は、パワーMOSFETのドレ
イン−ソース間に流れるモータの負荷電流に比較して十
分小さいから、スタンバイ回路においては大容量のスイ
ッチング素子等を用いる必要がなく、スタンバイ回路の
コスト上昇を抑えることができる効果を奏するものであ
る。[Effects of the Invention] As described above, the present invention controls the power supplied from the battery power source to the motor by the power MOSFET, and boosts the battery voltage by the booster circuit to supply the gate voltage to the power MOSFET. The power supply control circuit
Since a standby circuit is provided to prevent the gate signal of the power MOSFET from being generated when the gate voltage of the MOSFET is lower than the preset voltage, the standby circuit provides a voltage sufficient to turn on the power MOSFET. Since the output signal is generated thereafter, it is possible to prevent the power MOSFET from being damaged by a large current when the motor is started, for example. Also, since the gate current supplied to the gate of the power MOSFET is sufficiently smaller than the load current of the motor flowing between the drain and source of the power MOSFET, it is not necessary to use a large capacity switching element in the standby circuit. The effect of suppressing an increase in the cost of the standby circuit is achieved.
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同上の
タイムチャートである。 10は昇圧回路、14はパワーMOSFET、21はスタンバイ回路
を示す。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a time chart of the above. Reference numeral 10 is a booster circuit, 14 is a power MOSFET, and 21 is a standby circuit.
Claims (1)
ーMOSFETにより制御するものであって、電池電圧を昇圧
回路で昇圧してパワーMOSFETにゲート電圧を供給するよ
うにした電力供給制御回路において、パワーMOSFETのゲ
ート電圧が所定の設定電圧より低い場合にはパワーMOSF
ETのゲート信号を発生しないようにするスタンバイ回路
を設けて成ることを特徴とする電力供給制御回路。1. A power supply control circuit for controlling a power supply supplied from a battery power supply to a motor by a power MOSFET, wherein a battery voltage is boosted by a boosting circuit to supply a gate voltage to the power MOSFET. If the gate voltage of the power MOSFET is lower than the preset voltage, the power MOSF
A power supply control circuit comprising a standby circuit for preventing generation of an ET gate signal.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP60178861A JPH0744866B2 (en) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | Power supply control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60178861A JPH0744866B2 (en) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | Power supply control circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240076A JPS6240076A (en) | 1987-02-21 |
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ID=16055964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60178861A Expired - Fee Related JPH0744866B2 (en) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | Power supply control circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0744866B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52151815A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Voltage raising circuit |
| JPS6090914U (en) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | 株式会社東芝 | FET protection circuit |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60178861A patent/JPH0744866B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240076A (en) | 1987-02-21 |
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