JPS5819026A - パルス幅変調回路 - Google Patents

パルス幅変調回路

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JPS5819026A
JPS5819026A JP56116629A JP11662981A JPS5819026A JP S5819026 A JPS5819026 A JP S5819026A JP 56116629 A JP56116629 A JP 56116629A JP 11662981 A JP11662981 A JP 11662981A JP S5819026 A JPS5819026 A JP S5819026A
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JP
Japan
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circuit
terminal
input terminal
potential
comparator
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JP56116629A
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English (en)
Inventor
Takashi Kaneko
孝 金子
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/50Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
    • H03K4/501Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor the starting point of the flyback period being determined by the amplitude of the voltage across the capacitor, e.g. by a comparator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
    • G01R29/027Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values
    • G01R29/0273Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values the pulse characteristic being duration, i.e. width (indicating that frequency of pulses is above or below a certain limit)
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス幅変調型増幅器、スイッチング・レギュ
レータ等のノタルス幅変調型(以下PWMと略す)回路
で、少ない素子数で実現用能なパルスのオンオフ制御回
路を提案せんとするものである。
第1図は、従来のパルスのデ工−ティ比制限機能を有す
るPWM回路6のブロック図である。第1図では入力端
子1.増幅回路7、のこぎシ波発振回路8、コンパレー
タ9.IQ、アンド回路11、出力増幅回路12.抵抗
13,14、出力端子2、電源ライン3、基準電位ライ
ン4にょ多構成されている。ただし、以下、すべての図
において、各回路の電源ライン、基準電位ラインは簡単
のため省略しである場合がある。第1図の回路の動作を
第1図および第2図のタイミング・チャートIcよシ説
明する。ここで、パルスのy’ z −fイ比りを、の
こぎ9波の周期Toと、パルスがハイレベルである期間
T Hとの比で(1)式のように定義する。
O 入力端子1に印加された入力アナログ信号は増幅回路7
で増幅され、コンパレータ9の非反転入力端子15に加
えられ、反転入力端子16に印加されたのこぎシ波発振
回路8の出力と比較されることによ勺、コンパレータ出
力端子18にはPWMパルス■8.が現われ石。一方、
電源ライン3と、基準電位ライン40間の電位差を抵抗
13.14で分割した電圧をコンパレータ10の非反転
入力端子17に加え、反転入力端子16にのこぎり波発
振回路8の出力を印加することにより、コンパレータ1
0の出力端子19には、一定のデー−ティ比Doを有す
るパルスV1g  が現われる。これラハルスV、、、
y、。をアンド回路110入力に印加することにより、
出力増幅回路12の入力端子20には最大のデユーティ
比Do以下のデユーティ比となるように入力端子1の入
力信号がパルス幅変調されたパルスV20  が出力さ
れ、出力端子2よ)増幅されたパルスとして出力される
。なお、第1図において比較部6はコンパレータ9゜1
0、アンド回路11よシ構成されているが、これは、第
3図に示すように定電流源21、トランジスタ22 、
23 、24 、28 、30 、抵抗25.26,2
7.29によp例えば構成できる。これは非反転入力端
子15,17.反転入力端子16、出力端子20を有す
る3人力のコンパレータと同じであり、この場合、2つ
の非反転入力端子15.17のうち、より低電位に、す
る入力電位が、反転入力端子16Vc印加される電位と
比較される。また、のこぎシ波発振回路8の具体例とし
て、第4図の1711!JNを示す。第4図は、コンパ
レータ40.トランジスタ32 、36 、抵抗31゜
34 、35 、37 、38 、39 、コンデンサ
33よりなシ、抵抗31.コンデンサ33.トランジス
タ32よりなる充放電回路を、コンパレータ40の出力
で制御することによp端子16に第2図に示した一定周
期、一定振幅の、のこぎシ波又。
を発生する。
このように、従来のパルスのデヱーティ制限機能を有す
るPWM回路は、特に出力パルスで大電流のスイッチン
グを行なうスイッチング素子等の保護の面から、パルス
のデユーティ比がDo以下に制阻されるという点で有効
であp、またPWM回路5の半導体集積回路化が容易で
あるという利点をもつが、本発明によれば、さらに、こ
の機能に加え、主電源をオフとすることなく、少ない素
子の付加により出力パルスのオンオフを行なう機能を有
する従来ない制御回路を提供するものである0 次に、図面を参照して本発明をよ多詳細に説明する。
第5図に本発明の一実施例によるブロック図を示す。第
5図は第1図のPWM回路に更に、抵抗14の両端にコ
ンデンサ43.およびスイッチ41を接続し、スイッチ
41の制御の為の入力端子42を付加したものである。
すなわちPWM回5− 路5は第1図のPWM回路5と同じである。スイッチ4
1は入力端子42への制イ叶入力信号により開閉され、
これによシ端子17の電位は、定常的には次の2値をと
る。
v、  ?  Lニン、V−・・・・・・   (3)
ただしR+ a 1R14+Vs 、v、 Iff各に
抵抗13゜14Q抵抗値、電源ライン3.基準電位ライ
ン4の電位である。ここでVl、 =V、 、 Hの時
はPWM閣路5は、第2図のタイミングチャート図で示
される通常の動作をするが、Vl7:V17Lと端子1
7の電位がロウレベルとなると出力端子2の電位はロウ
レベルとなp、PWM回路5の入力端子1と出力端子2
との間の信号伝達のオンオフが容易に行なわれる。
さらに、スイッチ41がオフからオン[i化する時、ま
たは電源投入時の過渡期には端子17の電位は、V、、
L  よ月4)式の■0.に従い徐々に−6= 十V、  ・・・・・・・・・ (4)ただし、を二〇
でスイッチ41がオンとされるか、もしくは電源ライン
3にステツプノ(ルス状に電源が投入されるものとする
。ここで、端子15と端子17に印加される信号のうち
、より低電QVCある電位が端子16の、のときり波と
比較されて出力端子2にPWMパルスが得られる事から
、この過渡期間中では出力端子2の出力)くルス幅はO
よシ徐々に広げられ、定常状態へと移行する事になる。
これにより過渡期において、出力端子2の後段に接続さ
れるスイッチング素子等に急激な電流が流れる事が避け
られる。したがって第5図の方式によると、P”WM型
増幅器でおればスイッチング素子に流れる急激な電流に
よるシ田ツク音を発生させず、PWM型スイツナングレ
ギーレータであればスイッチングトランジスタ等を破壊
から保賎できるという好ましい機能を令する、信号伝達
のオンオフか容易に行える制御回路が得られる。
ここで、ス11ツナ41は第6図、舘7図のごとくバイ
ポーラトランジスタ45電昇効呆)・ランジスタ46、
抵抗44などで簡単に構成でき、低価格、小昇有面積で
実現できる。特VcPWM回路5などが半導体集積回路
化され、この内部での論理レベルと、パルスの伝達のオ
ンオフ制御のだめの制御信号の論理レベルが異なる場合
など、スイッチ410制御入力端子42の論理レベルの
調整により、上記のパルスの伝達のオンオフが容易に行
なえる。第8図に制御入力信号のしきい値を、第6図の
回路に対して調整する場合の回路を示す。
第6図の場合のしきい値は、トランジスタ45のベース
・エミッタ間オン電圧VBB(os)にほぼ等しいが、
第8図の場合は、さらにダイオード47の順方向電圧V
Fを〃口えた値となジ、このようにして容易に制御入力
端子42の論理レベルの調整を行なうことができる。
また、第9図は本発明による別の実施例のブロック図で
ある。第9図では、電源ライン3と抵抗13の間にスイ
ッチ41を挿入した形となっておp1スイッチ41は第
10図のごとく、トランジスタ49、抵抗48等で簡単
に構成でき、この、1鵜合の制御入力信号は電源ライン
3を基準として印加され、スイッチ41の開閉が行なわ
れ、第5図の回路例と同様に端子17の電位が制御され
て、PWM回路5の入力端子1と出力端子2の間の信号
伝達のオンオフが行なわれる。
なお、上記のほかに、信号伝達のメンメツを行なう方法
としてのこぎシ波発振回路8の出力が印加される端子1
6の電位を通常の発振状態と、ハイレベルVCよる方法
、端子20.端子2などの信号路に接続された点を直接
オンオフする方法などが考えられるが、いずれの場合も
前述の、治渡期において徐々に端子2の出力パルス幅を
変化させる機能が利用できない点で不利である。
さらに、以上の説明で1は、出力端子2がノ・インペル
時にスイッチング素子がオンされるという仮定のもとに
述ベン’cが、この極性が逆の場合も出力9− 増幅回路12の中、もしくはその前段の比較部6に反転
回路を挿入する等の手段によシ容易に対応できる事は言
うまでもない。
以上のように、本発明によれは、PWM回路において、
従来にない、少ない素子数、低価格、小専有面積、オン
オフ制御の過渡期に徐々に出力パルスを変化でき、制御
信号の論理レベルに簡単に適応できる制御回路を提供で
きる実用上の利益は多大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のパルス幅変調回路の例を示すブロック図
である。 第2図は、第1図の回路の各部の動作を示すタイミング
・チャートである。 第3図は、変調部分6の回路例を示す回路図である。 第4図は、のこぎり波発振回路8の回路例を示す回路図
である。 第5図、第9図は、本発明の各実施例を示すブー1〇− ロック図である。 第6図、第7図、第8図、第10図はスイッチ42の回
路例を示す図である。 1.2,15,16,17,18,19,20.42・
・・・・・端子、3・・・・・・電源ライン、4・・・
・・・基準電位ライン、5・・・・・・パルス幅変調回
路、6・・・・・・比較部、7・・・・・・増幅回路、
8・・・・・・のこぎル波発振回%、9,10.40・
・・・・・コンバータ、11・・・・・・アンド回路、
12・・・・・・出力増幅回路、13,14゜25.2
6,27,29,31,34,35゜37.38,39
.44・・・・・・抵抗、21・・・・・・定電流源、
22,23,24,28,30,32゜36.45.4
9・・・・・・トランジスタ、41・・・・・・スイッ
チ、47・・・・・・ダイオード。 11− 察 4  図 11 L     、−−−−J 第 5 M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号を増幅する第1の増幅器と、該第1の増幅器の
    出力端子が非反転入力端子に接続された第1のコンパレ
    ータと、該第1のコンパレータの反転入力端子に反転入
    力端子が接続された第2のコンパレータとs前に2第i
    のコンパレータの反転入力端子に出力端子が接続された
    のこぎシ波発振回路と、前記第2のコンパレータの非反
    転入力端子に基準電位を与える第1の抵抗と並列接続さ
    れた第2の抵抗およびコンデンサとの直列回路と、前記
    第1および第2のコンパレータの出力端子を各入力端子
    に各々接続したアンド回路と、該アンド回路のijj力
    端子端子力端子とする第2の増幅器と、前記、第2のコ
    ンパレータの非反転入力端子の電位を、外部制御入力信
    号により開閉するスイッチ回路とを備えたことを特徴と
    するパルス幅変調回路。
JP56116629A 1981-07-24 1981-07-24 パルス幅変調回路 Pending JPS5819026A (ja)

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