JPS60160394A

JPS60160394A - モ−タ駆動用パルス幅変調回路

Info

Publication number: JPS60160394A
Application number: JP59013683A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukushima; 徹福島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-01-27
Filing date: 1984-01-27
Publication date: 1985-08-21

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】［発明の分野］この発明は、アナログ制御信号を基準三角波信号の大き
さと比較してパルス幅変調波出力を発生させるモータ駆
動用パルス幅変調回路に関するものである。

［従来枝術］従来、この種のモータ駆動用パルス幅変調回路として、
ｆｇ　ｌ　ａ図に示すものがあった。同図において、（
１）〜（４）は比較器で、１ヒ較器（１）　、（２）は
制御信号ａを基準三角波信号すと比較器して、その将号
に応じて第ｉｂ図、第１ｃ図にボすトランジスタＴｒｉ
もしくはＩ・う／ジスタＴｒ３のパルス変調波出力を発
生させる。これに対して、比較器（３）　、　（４）は
制４Ｔｕ　（Ｍ号ａの極性のみを判別して、トランジス
タＴｒ２．Ｔｒ４のオン、オフイ、１比号を発生守る。

八第１ｄ図、第１ｅ図は第１ａ図の変調回路の各信号のタ
イミングを示し、第１ｄ図は第１ｂ図にボしたモータ回
路の電流経路を、また、第１ｅ図は第１ｃ図に示したモ
ータ回路の７Ｅ流経路をそれぞれ形成するための信号タ
イミングをパす。つまり、制御信号ａが正の場合、トラ
ンジスタＴｒｌ、トランジスタＴｒ４が導通して、ｉｌ
ｂ図にボしたモータ回路に実線で示すモータ電１１ｆ、
　ｉ　１が流れる。また、トランジスタＴｒｉがオフし
たのち、点線で示す電流Ｘ２のように、モータ電流はフ
リーホイールダイオ−１’ＦＤ２．ＦＤ３を通って循環
しなから自然減衰する。これによって、モータ電流は、
第１ｄ図に示した電流■のような電流特性となる。そし
て、制御４８号ａの波高値が変動した場合、トランジス
タＴｒｉに印加されるパルス信号のデユーティ比が変化
し、モータ電流Ｉの通電電流１１と減衰電流【２が変化
して、モータＭの回転制御が達成される。

他力、制御信号ａが負の場合、トランジスタＴｒ２、ト
ランジスタＴｒ３が導通して、第１ｃ図に；ｉｆ＜した
モータ回路に実線で示すモータ電流ｉｌか流れる。また
、トランジスタＴｒ３がオフしたのち、点線で示す電流
１２のように、モータ電流はフリーホイールダイオ−１
’ＦＤ１．ＦＤ４を通って循環しながら自然減衰する。

これによって、モータ′「に流は、第１ｅ図に示した電
流■のような電流特性となる。

１−記ｉｌｎ制御信号ａの待号かＦＥ、負反転する際、
スイッチング遅れによるトランジスタＴｒｉとトランジ
スタＴｒ２、およびトランジスタＴｒ３とトランジスタ
Ｔｒ４の各短絡を１！７＋１１−するために、比較器３
．４には多少の不感帯ΔＶが設けられている。

ところが、］二記構成においては、基準三角波信号すと
モータ′屯流Ｉの周波数が等しいため、それだけモータ
電流Ｉの変動が大きく、モータＭの駆動か不安定になる
欠点がある。

また、従来、この種のモータ駆動用パルス幅変調回路と
して、第２ａ図にボすように、２つの比較器（５）　、
　（６）を用いて、第２ｂ図に示すトランジスタＴｒ１
〜トランジスタＴｒ４のパルス変調波出力を発生させる
ものが知られている。これは、ＩＩミ側のトランジスタ
Ｔｒｉ、Ｔｒ４、負側のトランジスタＴｒ２．Ｔｒ３を
交互にオン、オフさせるものである。」４記比較器（５
）　、　（８）に不感帯ΔＶを設けることについては、
前述した従来例の場合と同様である。

第２ｂ図は正側のトランジスタＴｒｉ、Ｔｒ４がオンし
た場合におけるモータ回路の電流経路を、また、第２ｃ
図は、制御信号ａが零になる場合における正側のトラン
ジスタＴｒｉ、Ｔｒ４、あるいは負側のトランジスタＴ
ｒ２．Ｔｒ３がオンからオフになる場合のモータ回路の
電流経路を同時に示す。

上記構成において、第２Ｃ図に示すように、制御信号ａ
が零となって、正側のトランジスタＴｒ１　、Ｔｒ４、
あるいは負側のトランジスタＴｒ２、Ｔｒ３がオンから
オフとなるとき、点線で示す電流１２、ｉ４のように、
モータ電流Ｉは電源のコンデンサＣに向って流れ、第２
ｅ図に示す交流電流ＩかモータＭに流れる。これによっ
て、制御信号ａの零点付近における比較器（５）　、　
（８）の不感帯ΔＶを除去し、もってモータＭの制御性
能を向］−させることができる。

しかしながら、第２ｅ図に示す交流電流■がモータＭに
流れると、停止ｌ１中にモータＭが振動する欠点がある
。また、上述のような電源コンデンザＣｔ−設けると、
制御信号ａが零以外の正もしくは負の値をもっていると
きでも、たとえば、制御信号ａが正の場合について説明
すれば、トランジスタＴｒｉ、Ｔｒ４がオフしたとき、
ｉＺｂ図のへ線で示す電流１２がコンデンサＣに向って
流れてモータ電流Ｉは急激に減衰し、モータ電流Ｉの変
動値かきわめて大きくなり、モータＭの駆動が４Ｚ安５
−ｒｌになる欠点がある。

［発明の概要］この発明は上記従来の欠点を解消するためになされたも
ので、モータ電流の変動が小さイ、モータの駆動が円滑
であり、かつ振動を起すことのない安夏しだモータの駆
動制御を達成することができるモータ駆動用パルス幅変
調回路を提供することを目的とする。

〔発明の実施例］以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第３図はこの発明によるモータ駆動用パルス幅変調回路
の一例を示す。同図において、（ＩＩ）　、　（１２）
は比較器で、比較器（１１）の一方の入力端子は、抵抗
体Ｒ１を介して基準三角波信号すの入力端子（１３）に
、また抵抗体Ｒ２を介して制御信号ａの入力端子（１４
）にそれぞれ接続されている。また、比較器（１１）の
他方の入力端子は、抵抗体Ｒ３を介して接地されている
。

他方、比較器（１２）の一方の入力端子は、抵抗体Ｒ５
を介して基準三角波信号すの入力端子（１３）に接続さ
れている。（１５）は反転増幅器で５この反転増幅器（
１５）の一方の入力端子は、抵抗体Ｒ９を介して制御信
号ａの入力端子（１４）に接続され、また、反転増幅器
（１５）の出力端子は、抵抗体Ｒ６を介して上記比較器
（１２）の一方の入力端子に接続されている。また、比
較器（１２）の他方の入力端子は、抵抗体Ｒ７を介して
接地されている。さらに、］−記反転増幅器（Ｉ５）の
他方の入力端子は、抵抗体Ｒ１１を介して接Ｊルされて
いる。なお、Ｒ１０は反転増幅器（１５）の帰還用抵抗
体である。

１−記比較器（１１）の出力端子は、抵抗体Ｒ４を介し
てその他方の入力端子に、また、抵抗体Ｒ１２を介して
直流電源Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。他方、に記
比較器（１２）の出力端子は、抵抗体Ｒ８を介してその
他方の入力端子に、また、抵抗体Ｒ１３を介して直流電
源Ｖｃｃにそれぞれ接続されている。

（１８）〜（２１）は遅延回路で、遅延回路（１８）は
コンデンサＣＩと抵抗体Ｒ１４とからなり、その接続点
は逆方向のタイオードＤｉを介してＪ１記一方の比較器
（１１）の出力端子に接続されている。遅延回路（１９
）はコンデンサＣ２と抵抗体Ｒ１５とからなり、その接
続点はインバータ（１６）および逆方向のタイオートＤ
２を介して上記一方の比較器（１１）の出力端子に接続
されている。また、遅延回路（２ｏ）はコンデンサＣ３
と抵抗体Ｒ１６とからなり、その接続点は逆方向のダイ
オードＤ３を介して」−記他方の比較器（１２）の出力
端子に接続されている。

遅延回路（２１）はコンデンサＣ４と抵抗体Ｒ１７とか
らなり、その接続点はインバータ（１７）および逆方向
のダイオードＤ４を介して上記他方の比較器（１２）の
出力端子に接続されている。

さらに、各遅延回路（１８）〜（２１）は、抵抗体Ｒ１
８〜Ｒ２１およびインバータ（２２）〜（２５）を介し
てトランジスタＴｒｉ、トランジスタＴｒ４の各ベース
に接続されている。なお、（２６）は電源であり、その
他の構成部分については、第１ｂ図の場合と同様である
から、その詳しい説明を省略する。

つぎに、」−記構成の動作を説明する。

第４ａ図、第４ｂ図は第３図の変調回路の各信号のタイ
ミングを示し、第４ａ図は制御信号ａが正の場合を、ま
た、第４ｂ図は制御信号ａが負の場合をそれぞれ示す。

つまり、制御信号ａがＩＦの場合、一方の比較器（１１
）の出力端子には、第４ａ図に示すようなパルス信号Ａ
が出力され、他方の比較器（１２）の出力端子には、反
転増幅器（Ｉ５）によって反転されたのち、同図に示す
パルス信号Ｃが出力される。パルス４Ｑ号Ａ、Ｃは遅延
回路（ｔ８）　、　（２０）で所定の時間ＴＩ、Ｔ３の
遅延後に立にるパルス信号Ｅ、Ｇに変換され、インバー
タ（２２）　、　（２４）で反転されたパルス信号Ｊ、
ＬがトランジスタＴｒｉとトランジスタＴｒ３のベース
に印加される。

また、パルス信号Ａ、Ｃは、インバータ（１Ｂ）　。

（１７）で反転ぎれたパルス信号Ｂ、Ｄとされたのち、
遅延回路（ｆｉｌｌ）　、　（２１）で所定の時間Ｔ２
．Ｔ４の遅延後に立１−るパルス信号Ｆ、Ｈに変換され
、インバータ（２３）　、　（２５）で反転されたパル
ス信号に、ＮがトランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ
４のベースに印加される。

いま、これらのパルス信号Ｊ−Ｎを受けたトランジスタ
Ｔｒｉ−Ｔｒ４のうち、トランジスタＴｒｌとトランジ
スタＴｒ４が導通して、第４ａ図にンｂしたモータ電流
工が、第３図のモータ回路に実線で示すように流れる。

他方、制御信号ａが負の場合には、第４ｂ図に示すよう
に各パルス信号Ａ−Ｎは、５４４　ａ図のパルス信号の
波形が反転し、トランジスタＴｒ２とトランジスタＴｒ
３が導通し、モータ電流■がモータＭに逆方向へ流れる
。

第４ａ図および第４ｂ図から明らかなように、モータ電
流工の周波数は、基準三角波信号すの周波数に対して２
倍となるから、それだけモータ電流Ｉの変動が小さく、
したがって、第１ａ図および第２ａ図における従来回路
に比較してモータＭの駆動が安定する利点がある。

また、モータの停止中に従来の第２ｅ図に示したような
交流電流ＩがモータＭに流れることがないから、停止に
中におけるモータＭの振動が防止される。さらに、従来
の第２ｂ図に示したような電源コンデンサＣを設けない
構成であるから、モータ電流Ｉの変動値がきわめて小さ
くなり、モータＭの駆動が一層安定する利点がある。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、モータ電流の変動か
小さく、モータの駆動が円滑であり、かつ振動を発生す
ることのない安定した駆動制御を達成することができる
モータ駆動用パルス幅変調回路を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は従来のモータ駆動用パルス幅変調回路の−・
例を示すブロック図、第１ｂ図および８１０図はモータ
回路の異なる電流経路を示す動作説明のだめの回路図、
第１ｄ図および第１ｅ図は第１ｂ図および第１ｃ図に示
したモータ回路の各電流経路を形成するための信号タイ
ミング図、第２ａ図は従来のモータ駆動用パルス幅変調
回路の他の例を示すブロック図、第２ｂ図および第２ｃ
図はモータ回路の異なる電流経路を示す回路図、第２ｄ
図および第２ｅ図は第２ｂ図および第２ｃ図にｉｆ＜　
ｌ、たモータ回路の各電流経路を形成するための信号タ
イミング図、第３図はこの発明によるモータ駆動用パル
ス幅変調回路の一例を示す回路図、第４ａ図および第４
ｂ図は第３図の変調回路１の各信号を示すタイミング図である。（＋１）　、　（１２）・・・比較器、（１３）・・・
基準三角波信号の入力端子、（１４）・・・制御信号の
入力端子、（１５）・・・反転増幅器、（１Ｂ）　、　
（１？）　、　（２２）〜（２５）・・・遅延回路、Ｔ
　ｒ　ｌ　、　Ｔ　ｒ　４　・・、ｌＥ側のトランジス
タ、Ｔｒ２゜Ｔｒ３・・・負側のトランジスタ、Ｍ・・
・モータ、ＦＤｌ−ＦＤ４・・・フリーホイールダイオ
ード、（２８）・・・直流電源。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　大岩増雄２手続補正書（自発）特許庁長官殿２、発明の名称モータ駆動用パルス幅変調回路３、補正をする者代表者片山仁へ部６、補正の内容（１）　明細書をつぎのとおり訂正する。（２）（２）第１ｂ図、第１ｃ図、第１ｄ図、第４ａ図および
第４ｂ図を別紙の通り訂正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１対のトランジスタの直列体を直流電源に並列接
続するとともに、」二記各１対のｌ・ランジヌタの接続
点間にモータを接続し、かつ、上記各Ｉ・ランジスタの
エミッタ・コレクタ間に」二記直流電源に対して逆方向
へフリーホイールダイオードを接続し、制御信号を基準
三角波信号の大きさと比較してパルス幅変調波出力を発
生させ、上記制御信号の正負に応して止もしくは負側の
トランジスタを導通させ、」−記モータを正もしくは逆
回転させるモータ駆動用パルス幅変調回路において、制
御信号を基準三角波信号の大きさと比較してパルス幅変
調波出力を発生させる１対の比較器と、各比較器の出力
段に接続された１対づつの遅延回路と、１対づつの遅延
回路のうち他方の遅延回路の人力段に接＃Ｓぎれたイン
バータとを備え、」二記各遅延回路の出力段に接続され
て」二記制御信号の正負に范してＩＦもしイは負側のト
ランジスタを導通Ｓせることを特徴とするモータ駆動用
パルス幅変調回路。