JPS60255089A - モ−タ駆動用パルス幅変調回路 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 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。

［従来技術］ 従来、この種のモータ駆動用ノくレス幅変調回路として
、第１ａ図に示すものがあった。同図をこおいて、（１
）〜（４）は比較器で、比較器（１）、（２）　を音制
御信号ａをパ基準三角波信号すと比較して、その符号に
応じて第１ｂ図、第１Ｃ図に示すトランジスタＴｒ１も
しくはトランジスタＴｒ３のノ＜）レス変調波出力を発
生させる。これに対して、比較器（３Ｌ（４）は制御信
号ａの極性のみを判別して、トランジスタＴｒ２．Ｔｒ
４のオン、オフ信畦を発生させる。

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Ｌｄ図は第１ｂ図に示したモータ回
路の電流経路を、また、第１ｅＢ６は第１ｃ図に示した
モータ回路の電流経路をそれぞれ形成するための信号タ
イミングを示す。つまり、制御信号ａがＩＥの場合、ト
ランジスタＴｒ１、ｌ・ランジスタＴｒ４が導通して、
第１ｂ図に示したモータ回路に実線で示すモータ電流ｉ
ｆ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１２のように、モータ電流はフリーホ
イールタイオードＦＤ２を通って循環しながら自然減衰
する。これによって、モータ電流は、第１ｄ図に示した
電流工のような電流特性となる。そして、制御信号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ｉ１と減衰電流１２が変化して、モータＭの回
転制御が達成される。

他方、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図に示したモータ
回路に実線で示すモータ電流１１が流れる。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ードＦＤ４
を通って循環しながら自然減衰する。これによって、モ
ータ電流は、第１ｅ図に示した電流工のような電流特性
となる。

上記制御信号ａの符号が正、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Ｔｒ２、およびトラ
ンジスタＴｒ３とＴｒ４の各短絡を防止するために、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、上記構成においては、基準三角波信号すとモ
ータ電流工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の駆動が不安定になる欠点
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図に示すように、２つの比較器（５）、（
Ｂ）を用いて、第２ｂ図に示すトランジスタＴｒｉ−Ｔ
ｒ４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、正側のトランジスタ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。上記比較器（５）、（６）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Ｔｒｌ、Ｔｒ４がオンし
た場合にお１するモータ回路の電流経路を、また、第２
Ｃ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
Ｔｒ２．Ｔ、ｒ３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ｉ２．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がモータ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の影響を除去し、もってモータＭの制
御性能を向上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ＩがモータＭに
流れるため、モータ電流Ｉが過大になる欠点がある。ま
た、上述のような電源コンデンサＣを設けると、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、第２ｂ
図の点線で示す電流１２がコンデンサＣに向″つて流れ
てモータ電流■は急激に減衰し、モータ電流Ｉの変動値
がきわめて大きくなり、モータＭの駆動が不安定になる
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く、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定したモータの駆
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、（１１）〜（１４）は比
較器で、比較器（１１）の一方の入力端子は、抵抗体Ｒ
１を介して基準三角波信号すの入力端子（１６）に、ま
た比較器（１１）の他方の入力端子は抵抗体Ｒ２を介し
て制御信号ａの入力端子（１７）にそれぞれ接続されて
いる。

同様に１．て、比較器（１２）の一方の入力端子は、抵
抗体Ｒ３を介して制御信号ａの入力端子（１７）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Ｒ４を介して基準三角波信号すの入力端子（１
６）に接続されている。

（１５）は反転増幅器で、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（１７）に接続され、また１反転増幅器（１５）の
出力端子は、抵抗体Ｒ６を介して比較器（１３）の他方
の入力端子に、さらに、抵抗体Ｒ７を介して比較器（１
４）の一方の入力端子にそれぞれ接続されている。上記
比較器（１３）の一方の入力端子は抵抗体Ｒ５を介して
、また、比較器（１４）の他方の入力端子は抵抗体Ｒ７
を介して、基準三角波信号すの入力端子（ＩＢ）に接続
されている。さらに、上記反転増幅器（１５）の他方の
入力端子は、抵抗体Ｒ１１を介して接地されている。な
お、ＲＩＯは反転増幅器（１５）の帰還用抵抗体である
。

（１８）〜（２１）は遅延回路で、遅延回路（１８）は
コンデンサＣＩと抵抗体Ｒ１２とからなり、その接続点
は上記比較器（１１）の出力端子に接続されている。遅
延回路（１８）はコンデンサＣ２と抵抗体Ｒ１３とから
なり、その接続点は上記比較器（１２）の出力端子に接
続されている。また、遅延回路（２０）はコンデンサＣ
３と抵抗体Ｒ１４とからなり、その接続点は上記比較器
（１３）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Ｒ１５とからなり、その接
続点は上記比較器（１４）の出力端子に接続されている
。

さらに、各遅延回路（１８）〜（２Ｉ）は、抵抗体Ｒ１
６〜Ｒ１９を介して反転増幅器（２２）〜（２５）の一
方の各入力端子に接続され、また反転増幅器（２２）〜
（２５）の出力端子はトランジスタＴｒｉ　、Ｔｒ４の
各ベースに接続されている。また、抵抗体Ｒ２４、Ｒ２
５は反転増幅器（２２）〜（２５）の基準電圧を設定す
る分圧抵抗である。

なお、（２８）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、上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が正の場合、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、比較器（１３）の出力端子には、反転増幅器（１５
）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。パルス信号Ａ、Ｃは遅延回路（１８）　、
　（２Ｇ）で所定の時間ＴＩ　、Ｔ３の遅延後に立−］
二るパルス信号Ｅ、Ｇに変換され１反転増幅器（２２）
　、　（２４）で反転されたパルス信号Ｊ、Ｋがトラン
ジスタＴｒｉとトランジスタＴｒ３の各−１−スに印加
される。

また、パルス信号Ａ、Ｃは、比較器（１２）　、　（＋
４）で反転されたパルス信号Ｂ、Ｄとされたのち、遅延
回路（１９）　、　（２１）で所定の時間Ｔ２．Ｔ４の
遅延後に立上るパルス信号Ｆ、Ｈに変換され、反転増幅
器（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〉′シスタＴｒ４の各ベ
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
Ｔｒ２〜Ｔｒ４のうち、トランジスタＴｒ２とトランジ
スタＴｒ４が導通して、第４ａ図に示したモータ電流■
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図に不すよ
うに各パルス信号Ａ−Ｎは、第４ａ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Ｔｒ３
が導通し、モータ電波Ｉ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Ｉ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工の変動が小さく、
したがって、第１ａ図および第２ａｌｌ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５±−タＭに流れることがないから、停止
中に過大なモータ電流工が流れることはない。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■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、モータ電流の変動が
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、
しかも、構成が簡単で、ハイブリッドＩＣ化などが容易
に達成できて回路の小型化に寄与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一例
を示すブロック図、第１ｂ図および第１Ｃ図はモータ回
路の異なる電流経路を示す動作説明のための回路図、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４ｂ図は第３
図の変調回路の各信号を示すタイミッグ図である。 （１１）〜（１４）・・・比較器、（１５）・・・反転
増幅器、（１６）・・・基準三角波信号の入力端子、（
１７）・・・制御信号の入力端子、（１８）〜（２１）
・・・遅延回路、（２２）〜（２５）・・・反転増幅器
、Ｔｒｉ、Ｔｒ４・・・正側のトランジスタ、Ｔｒ２．
Ｔｒ３・・・負側のトランジスタ、Ｍ・・・モータ、Ｆ
ＤＩ−ＦＤ４・・・フリーホイールダイオード、（２６
）・・・直流側り なお１図中同一柱号は同一または相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第１ａ口 第１ｂ図　第１Ｃ図 第１ｄ図　第１ｅ図 手続補正書（方式） 昭和　５２　９月　１８８ 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、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」および「図面の簡単な説
明」の欄並びに図面。 ７、補正の内容 Ａ、明細書： （１）第８頁第４行目； 「Ｒ７」とあるをｒＲ８Ｊと訂正します。 （２）第８頁第８行目； 「抵抗体である。」とあるを「抵抗体であり、この抵抗
体ＲＩＯは抵抗体Ｒ９と同じ抵抗値に設定されている。 」と補正します。 （３）第９頁第１行目； 「一方」とあるを「他方」と訂正します。 （４）第１Ｏ頁第１４行目； 「ｒ２」とあるをｒｒＬＪと訂正します。 （５）第１２頁第１７行目ないし第１８行目；「第４ａ
図および第４ｂ図は１・図である。」とあるを「第４図
は第３図に示した変調回路の動作を説明するための信号
波形のタイミング図で、同図（ａ）は制御信号が正の場
合におけるタイミング図、同図（ｂ）は制御信号が負の
場合におけるタイミング図である。」と補正します。 Ｂ１図面： （１）第４図を別紙の通り補正します。 以　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、上記各１対のトランジスタの接続点間
   にモータを接続し、かつ、上記各トランジスタのエミッ
   タ・コレクタ間に上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じて正もしくは負側のトランジ
   スタを導通させ、上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対の正側と１対の負側の比較器と、各比較
   器の出力段にそれぞれ接続された遅延回路と、各遅延回
   路の出力段に接続された反転増幅器とを備え、上記反転
   増幅器の出力段に接続されて上記制御信号の正負に応じ
   て正もしくは負側のトランジスタを導通させることを特
   徴とするモータ駆動用ノくレス幅変調回路。