JPS626521A - Ｐｗｍ駆動回路 - 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】 技術分野 本発明は、ＰＷＭ　（パルス幅変調）駆動回路に関し、
特に駆動信号の信号レベルに応じたパルス幅のパルス信
号を生成し、このパルス信号に基づいて負荷をスイッチ
ング駆動するＰＷＭ駆動回路に関する。

背景技術 モータ等の負荷を駆動する１方式として、ＰＷＭ双方向
スイッチング駆動方式が知られている。

当該駆動方式は、損失が少なくかつ消費電力を低減でき
るという優れた特徴を有しており、特にバッテリを電源
とする車載用機器や携帯用機器等におけるモータ等の負
荷の駆動に有用である。

従来、ＰＷＭ駆動回路としては、第１３図に示すように
、互いに同相の２つの三角波信号ａ、ｂを生成し、これ
ら三角波信号をその一方ａが他方すに比して直流バイア
スレベルが高い状態で比較回路１００の上限及び下限の
基準入力とし、更に駆動信号Ｃを比較入力とすることに
より、駆動信号の信号レベルに応じたパルス幅でかつ負
荷の駆動方向に対応した一対のパルス信号ｄ、ｅを得、
この一対のパルス信号ｄ、ｅに基づいて負荷をスイツチ
ング駆動する構成のものがあった。

かかる構成において、駆動信号Ｃの信号レベルが小なる
範囲では三角波信号の先端部分を使用することになる。

しかし、三角波信号の生成過程において、アンプには帯
域が無限大のものは無く、三角波の先端部分にリンギン
グがのったり、いわゆるなまりが生ずるのは避けられな
いので、三角波信号の先端部分を使用しなければならな
い従来回路では、特に駆動信号Ｃの信号レベルが小なる
ときの入出力特性のリニアリティが悪化するという欠点
があった。

発明の概要 本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたもので、パルス信号の生成に三角波信号の直線
部分のみを利用することにより、特に駆動信号の信号レ
ベルが小なるときの入出力特性のリニアリティの向上を
可能としたＰＷＭ駆動回路を提供することを目的とする
。

本発明によるＰＷＭ駆動回路は、ピーク値がほぼ１等し
く互いに逆相の２相の三角波信号を生成し、この２相の
三角波信号をそれぞれ比較回路の上限及び下限の１９人
力とげることにより、駆動信号の信号レベルに応じたパ
ルス信号を生成する構成となっている。

実　　施　　例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図において、第１の定電流源１は、トランジスタＱ
＋　、Ｑ２及び抵抗Ｒ＋　、Ｒ２からなる電流ミラー回
路によって構成されている。この第１の定電流源１と直
列接続された第２の定電流源２は、互いに並列接続され
たトランジスタＱ３　、　Ｑ４と、これらトランジスタ
Ｑ３　、Ｑ４　と抵抗Ｒ３を介してベースが共通接続さ
れたトランジスタＱ５及び各トランジスタのエミッタ抵
抗Ｒ４、Ｒｓからなる電流ミラー回路によって構成され
ており、第１の定電流源１の定電流値Ｉｏの２倍の電流
値２１ｏを吸い込むようになっている。第１及び第２の
定電流源１．２の共通接続点、即ちトランジスタＱ２及
びトランジスタＱ３　、Ｑ４のコレクタ共通接続点と基
準電位点であるアースとの間には、蓄電手段であるコン
デンサＣ１が接続されている。

コンデンサＣ１の両端電圧は、コンパレータＣＯＭ　Ｐ
　＋　、　ＣＯＭ　Ｐ　２からなり当該電圧レベルを監
視する比較回路３の比較入力、即ち］ンパレータＣＯＭ
　Ｐ　＋の反転入力及びＣＯＭ　Ｐ　２の非反転入力と
なる。比較回路３の上限及び下限の比較基準レベルＶｕ
及びＶＬは、互いに直列接続された４つの抵抗Ｒ５〜Ｒ
８による基準電源電圧Ｖ　ｒｅｆの分圧によって設定さ
れている。抵抗Ｒ５〜Ｒ８は更に、基準電源電圧ｙｒｅ
ｒを略１／２に分圧し、電圧ホロア回路構成のオペアン
プ○Ｐ１を介して１　／　２　Ｖ　ｒｅｆとする。比較
回路３の２つの比較出力、即ちコンパレータＣＯＭ　Ｐ
　＋　、　ＣＯＭ　Ｐ　２の各出力はＲ８−フリップフ
ロップ４のセット（Ｓ）及びリセット（Ｒ）入力となる
。フリップフロップ（以下単にＦＦの記す）４のΦ出力
は、トランジスタＱ６及び抵抗Ｒ９，ＲＩＧからなり第
２の定電流源２の活性化・非活性化の制御をなす制御回
路５に供給される。この制御回路５は、トランジスタＱ
６がＦＦ４の０出力に応答してオン状態となってトラン
ジスタＱ３　、Ｑａをオフ状態とすることにより、第２
の定電流源２を非活性化状態とする。

第２の定電流源２におけるエミッタ抵抗Ｒ５の両端電圧
は電圧ホロア回路構成のオペアンプＯＰ２の反転入力と
なっている。オペアンプＯＰ２は抵抗Ｒ１１，Ｒ１２に
よる基準電源電圧ｙｒｅｒの分圧によって比較基準レベ
ルが設定されており、その比較出力によって第１及び第
２の定電流源１．２の定電流値を設定する電流値設定回
路６を構成している。

コンデンサＣＩの両端電圧は電圧ホロア回路構成のオペ
アンプＯＰ　３を介して第１相の三角波信号φａになる
と共に、オペアンプＯＰ４及び抵抗Ｒ１３，ＲＩ４から
なるインバータ７で位相反転されて第１相の三角波信号
φａとは逆相の第２相の三角波信号φｂとなる。これら
三角波信ｑφａ、φｂには、１　／　２　Ｖ　ｒｅｒの
直流バイアスが与えられる。

以上により、ピーク値がほぼ等しく互いに逆相の２相の
三角波信号φａ、φｂを発生する三角波生成回路８が構
成されている。かかる三角波生成回路８では、定電流値
１ｏなる第１の定電流源１と定電流値２Ｉｏなる第２の
定電流源２とを設け、第２の定電流源２のオン／オフ制
御によってコンデンサＣ＋を定電流にて充筬電すること
により、三角波を生成する構成となっているので、当該
回路８をＩＣ（集積回路）化する場合には、コンデンサ
Ｃ１用として端子ビンが１個（第１図における端子８ａ
）で済むという利点がある。

２相の三角波信号φａ、φｂはコンパレータＣＯＭ　Ｐ
　３　、　ＣＯＭ　Ｐ　４からなる比較回路９の上限及
び下限の比較基準入力、即ちコンパレータＣＯＭＰ３　
、ＧＯＭＰ４の各反転入力となる。比較回路９の比較入
力、即ちコンパレータＣＯＭＰ３゜Ｃ０ＭＰａの各非反
転入力として負荷である例えばモータＭの駆動信号が抵
抗Ｒ＋ｓを介して供給される。コンパレータＣＯＭ　Ｐ
　３　、　ＣＯＭ　Ｐ　４の各非反転入力端には抵抗Ｒ
１６（Ｒ＋５　＝ＲＩ６　＞を介して基準電源電圧Ｖｒ
ｅｌ’が印加されており、抵抗Ｒ＋ｓ、Ｒ＋ｓの各抵抗
値が等しく設定されていることで、駆動信号はウィンド
コンパレータ９の比較入力となる時点で１　／　２　Ｖ
　ｒｃｆにバイアスされることになる。すなわち、駆動
信号の信号基準レベルが１　／　２　Ｖ　ｒｅｆとなる
。

これにより、三角波生成回路８の回路基準レベル、即ち
比較回路３の比較基準レベルと駆動信号の直流バイアス
レベル（信号基準レベル）とが共に同一の基準電源電圧
Ｖ　ｒｅｆの抵抗分圧によって設定されることになる。

従って、電源電圧の変動があっても２相の三角波信号φ
ａ、φｂと駆動信号と−の相対的な信号レベルが常に一
定に保たれることになるので、電源電圧の変動に拘らず
常に安定した回路動作が行なわれることになる。

コンパレータＣＯＭＰ３の比較出力はＡＮＤゲート１０
及びＮＯＲゲート１１の各−人力となり、コンパレータ
ＣＯＭＰ４の比較出力はＡＮＤゲート１０及びＮＯＲゲ
ート１１の各他人力となる。

これにより、ＡＮＤゲート１０及びＮＯＲゲート１１の
各出力端には、モータＭの駆動方向に対応した第１及び
第２のパルス信号が導出されることになる。

先述した駆動信号は抵抗Ｒ＋ｓを介してコンパレータＣ
ＯＭＰｓの非反転入力ともなっている。コンパレータＣ
ＯＭＰｓは１／２Ｖｒｅｆを反転入力とすることで、駆
動信号の信号基準レベルに対する極性を判別する極性判
別手段を構成している。

コンパレータＣＯＭＰｓの判別出力はＤ−ＦＦ１２のデ
ータ（Ｄ）入力となる。Ｄ−ＦＦ１２は三角波生成回路
８におけるＲ８−ＦＦ４のＱ出力をトリガ（Ｔ）入力と
し、そのＱ、Φ出力はＡＮＤゲート１３．１４の各−人
力となる。ＡＮＤゲート１３．１４はＡＮＤゲート１０
及びＮＯＲゲート１１の各出力、即ち第１及び第２のパ
ルス信号をそれぞれ他人力としており、Ｄ−ＦＦ１２の
Ｑ。

ｄ出力に基づいて第１及び第２のパルス信号のうちのい
ずれか一方のみを出力するゲート手段を構成している。

ＡＮＤゲート１３．１４の各出力パルスは、後述するモ
ータドライブ回路１８における逆起電力吸収用ダイオー
ドＤ＋　、Ｄ２の逆起電力によるエネルギー損失分を補
償する補償回路１５．１６に供給される。補償回路１５
において、ＡＮＤゲート１３の出力パルスが抵抗ＲＩ７
を介してトランジスタＱ７のベース入力となり、このト
ランジスタＱ７はコンデンサＣ２と並列接続されている
。コンデンサＣ２はトランジスタＱ７のオン時に両端が
短絡されて充電電荷が瞬時に放電され、トランジスタＱ
７がオフになった時点、即ちＡＮＤゲート１３の出力パ
ルスが消滅した時点から定電流源ｌａによって充電が開
始される。コンデンサＣ２の両端電圧はコンパレータＣ
ＯＭ　Ｐ　ｓの反転入力となる。コンパレータＣＯＭＰ
ｓは基準電圧ＥＯを非反転入力とし、コンデンサＣ２の
両端電圧が基準電圧ＥＯより低いとき高レベルのパルス
信号を発生する。その結果、補償回路１５からはＡＮＤ
ゲート１３の出力パルスに対し、はぼ一定のバルス幅の
パルスが追加されたパルス信号が出力されることになる
。

補償回路１６も補償回路１５と同様に、抵抗Ｒ１８、ト
ランジスタＱ８、コンデンサＣ３、定電流源Ｉｂ及びコ
ンパレータＣＯＭＰ７によって構成されており、その動
作も補償回路１５と全く同じである。

補償回路１５．１６の各出力パルスは、プリドライブ回
路１７を介してモータドライブ回路１８に供給される。

モータドライブ回路１８において、モータＭ　Ｇ、ｔ　
Ｐ　Ｎ　Ｐ形トランジスタＱ９とＮＰＮ形トランジスタ
ＱＩＯ及びＰＮＰ形トランジスタＱｕとＮＰＮ形トラン
ジスタＱｙの各コレクタ共通接続点間に接続されている
。トランジスタＱ９．Ｑ＋ｏ　、　Ｑｎ　、　Ｑ１０は
パワートランジスタである。トランジスタＱｓ、Ｑ＋＋
の各エミッタは直接電源Ｖ印に接続され、各ベースはそ
れぞれ抵抗ＲＩ９．Ｒ２ｏを介して電源Ｖｃｃに接続さ
れている。一方、１〜ランジスタＱＩＯ，Ｑ１２各エミ
ッタは共に接地され、各ベースはそれぞれ抵抗Ｒ２＋、
Ｒ２２を介して接地されると共にツェナーダイオードＺ
Ｄ＋　、ＺＤ２を介して各コレクタに接続されている。

モータＭの両端は逆起電力吸収用ダイオードＤ＋　、Ｄ
２を介して電源Ｖ匡に接続されている。

プリドライブ回路１７において、補償回路１５から供給
されるパルス信号は抵抗Ｒ２３，Ｒ２４及びトランジス
タＱ　１３からなるプリドライブ段を介してパワートラ
ンジスタＱ９を駆動すると共に、インバータ１９で反転
された後抵抗Ｒ６〜Ｒ２７及びトランジスタＱ　１４か
らなるプリドライブ段を介してパワートランジスタＱＩ
２を駆動する。これにより、モータＭには図に実線で示
す矢印方向の電流が流れ、モータＭは正方向に回転駆動
されることになる。また、補償回路１５からのパルス信
号はインバータ２０を介してトランジスタＱ　＋ｓにも
供給され、モータＭの正方向駆動の停止時に当該トラン
ジスタＱ　＋ｓをオンせしめる。これにより、パワート
ランジスタＱＩ２のベース・エミッタ間がトランジスタ
Ｑ　＋ｓによって短絡されるので、パワートランジスタ
Ｑ　１２は瞬時にオフ状態となる。このトランジスタＱ
　＋ｓを設けた理由については、後で詳細に説明する。

トランジスタＱ　＋ｓのベースは抵抗Ｒ２１１を介して
電源Ｖｃｃに接続されている。

一方、補償回路１６から供給されるパルス信号は抵抗Ｒ
２９，Ｒ３０及びトランジスタＱ　１６からなるプリド
ライブ段を介してパワートランジスタＱｎを駆動すると
共に、インバータ２１で反転された後抵抗Ｒ３１〜Ｒ３
３及びトランジスタＱ＋ｙからなるプリドライブ段を介
してパワートランジスタＱ　１０を駆動する。これによ
り、モータＭには図に破線で示す矢印方向の電流が流れ
、モータＭは逆方向に回転駆動されることになる。また
、補償回路１６からの定電流源はインバータ２２を介し
てトランジスタＱ　＋ｓにも供給され、モータＭの逆方
向駆動の停止時に当該トランジスタＱ　＋ａをオンせし
める。これにより、パワートランジスタＱＩＯのベース
・エミッタ間がトランジスタＱ　＋ｓによって短絡され
るので、パワートランジスタＱ　１０は瞬時にオフ状態
となる。トランジスタＱ　＋ｇのベースは抵抗Ｒ３４を
介して電源Ｖｃｃに接続されている。

次に、本発明によるＰＷＭ駆動回路の回路動作について
説明する。

まず、三角波生成回路８の回路動作を第２図の波形図を
参照しつつ説明する。三角波生成回路８において、第２
の定電流源２が非活性化状態にあるとき、即ちトランジ
スタＱ６のオンによりトランジスタＱ３　、Ｑ４がオフ
状態にあるとき、コンデンサＣ＋は第１の定電流ｒＡ１
から供給される定電流により、第２図（ａ）に示すよう
に、一定の傾斜角をちって充電される。コンデンサＣ１
の両端電圧が比較回路３の上限基準レベルＶｕに達する
とコンパレータＣＯＭＰ＋が低レベルのパルス（ｂ）を
発生し、このパルス（ｂ）に応答してＲ８−ＦＦ４のΦ
出力（ｄ）が低レベルに遷移する。

これにより、トランジスタＱ６がオフ状態となるので、
第２の定電流源２が活性化状態、即ちトランジスタＱ３
　、Ｑ４がオン状態となり、第１の定電流源１の定電流
の２倍の電流の吸い込みを行なう。

その結果、それまで充電状態にあったコンデンサＣ１は
放電状態に移行し、第２図（ａ）に示すように、充電時
と同じ傾斜角をもって放電が行なわれる。続いて、コン
デンサＣ１の両端電圧が比較回路３の下限基準レベルＶ
Ｌｌ、：達するとコンパレータＣＯＭＰ２が低レベルの
パルス（Ｃ）を発生し、このパルス（Ｃ）に応答してＲ
８−ＦＦ４のｄ出力（ｄ）が高レベルに遷移する。これ
により、トランジスタＱ６がオン状態となり、第２の定
電流源２が非活性化状態となるので、再びコンデンサＣ
１は第１の定電流源１から供給される定電流により一定
の傾斜角をもって充電されることになる。

このように、第１及び第２の定電流源１．２による定電
流にてコンデンサＣ１の充放電動作が繰り返されること
により、コンデンサＣ１の両端電圧は、第２図（ａ）に
実線で示す如く三角波状に変化し、オペアンプＯＰ３を
介して第１相の三角波信号φａとして出力され、又イン
バータ７で位相反転されることにより、第２図（ａ）に
破線で示す如く第１相の三角波信号φａとピーク値が等
しくかつ逆相の第２相の三角波信号φｂとして出力され
ることになる。この２相の三角波信号φａ。

φｂは比較回路９の基準入力となる。

比較回路９の比較入力としては、１　／　２　Ｖ　ｒ＋
Ｊの信号基準レベルを有するモータＭの駆動信号が供給
される。ここで、モータＭが例えばコンパクトディスク
を回転駆動するスピンドルモータである場合には、ディ
スクからの再生同期信号と基準同期信号との比較によっ
て得られるエラー信号が上記駆動信号となり、このエラ
ー信号に基づいてスピンドルモータの駆動制御が行なわ
れることになる。これがいわゆるスピンドルサーボであ
る。

第３図において、２相の三角波信号φａ、φｂのクロス
点が１　／　２　Ｖ　ｒｅｆレベルとなっており、この
１／２Ｖｒｅｆレベルに対して駆動信号の信号レベルが
高い場合及び低い場合のＰＷＭ動作について以下に説明
する。

比較回路９において、まず、駆動信号の信号レベルが図
（ａ）に一点鎖線で示す如＜１／２Ｖｒｅｆレベルより
高い場合には、コンパレータＣＯＭＰ３の出力（ｂ）は
駆動信号の信号レベルに対し第１相の三角波信号φａの
信号レベルが低くなった時点ｔｌで低レベルから高レベ
ルに遷移し、三角波信号φａの信号レベルが駆動信号の
信号レベルを越える時点ｔ４まで高レベルを維持する。

また、コンパレータＣＯＭ　Ｐ　４の出力（Ｃ）は、第
２相の三角波信号φｂの信号レベルが駆動信号の信号レ
ベルを越えた時点ｔ２で高レベルから低レベルに遷移し
、駆動信号の信号レベルより低くなった時点ｔ３で再び
高レベルに遷移する。

一方、駆動信号の信号レベルが図（ａ）に二点鎖線で示
す如＜１／２Ｖｒｅｒレベルより低くかつ例えば上記の
場合と同一の絶対値レベルを有づる場合には、コンパレ
ータＣＯＭＰ３の出力（ｄ）は第１相の三角波信号φａ
の信号レベルが駆動信号の信号レベルを越えた時点ｔ２
で低レベルから高レベルに遷移し、三角波信号φａの信
号レベルが駆動信号の信号レベルを越える時点で３まで
高レベルを維持する。また、コンパレータＣＯＭＰ４の
出力（ｅ）は、第２相の三角波信号φｂの信号レベルが
駆動信号の信号レベルを越えた時点ｔ１で高レベルから
低レベルに遷移し、駆動信号の信号レベルより低くなっ
た時点ｔ４で再び高レベルに遷移する。

コンパレータＣＯＭＰ３　、ＧＯＭＰ４　（７）各出力
はＡＮＤゲート１０及びＮＯＲゲート１１の２人力とな
っており、ＡＮＤゲート１０は２人力が共に高レベルの
とき、叩ち駆動信号の信号レベルが１／２Ｖｒｅｆレベ
ルより高いとぎ高レベルのパルス（ｆ）を出力し、ＮＯ
Ｒゲート１１は２人力が共に低レベルのとき、即ち駆動
信号の信号レベルが１／２Ｖｒｅｆレベルより低いとぎ
高レベルのパルス（ｇ）を出力する。従って、ＡＮＤゲ
ート１０及びＮＯＲグ〜ト１１はモータＭの駆動方向に
対応したパルス信号（ｆ）、（Ｑ）を出力することにな
る。なお、ここでは駆動信号の信号レベルが一定の場合
について説明したので、パルス信号（ｆ）、ｉ）のパル
ス幅が一定となっているが、このパルス幅が駆動信号の
信号レベルに応じて変化することは容易に理解できる。

このように、ピーク値が等しくかつ互いに逆相の２相の
三角波信号φａ、φｂを生成し、この２相の三角波信号
φａ、φｂの直線部分を用いてＰＷＭ動作を行なうこと
により、たとえ三角波の先端部分にリンギングがのった
り、いわゆるなまりが生じていても、駆動信号の信号レ
ベルが小なるときのリニアリティの悪化は全くないので
ある。

ここで、基準電源電圧Ｖ　ｒｅｆが変動した場合、ＰＷ
Ｍによって生成されるパルス信号のパルス幅が変化し、
このパルス信号による駆動電力が電源電圧の変動に応じ
て変化してしまうことになる。

すなわち、第４図（Ａ）に示すように、駆動信号がある
信号レベルのときのパルス信号のパルス幅をＴＯとする
と、このパルス信号による駆動電力は、そのパルス幅Ｔ
ｏとドライブ電圧Ｖｏ　（Ｉ単電源電圧ｖｒｅｆ）の積
で定義されるので、電源電圧の変動によりドライブ電圧
Ｖｏが例えば１／２になった場合、駆動電力も斜線で示
す如り１／２になってしまうことになる。

ところが、三角波生成回路８においては、第１及び第２
の定電流源１，２の定電流値を設定する電流ｆｌｉ設定
回路６の比較１ｊ準レベルが抵抗Ｒ１１゜Ｒ１２による
基準電源電圧Ｖ　ｒｅｆの分圧によって設定されており
、当該基準レベルも′電源電圧の変動に応じて変動する
ことになるので、電流値設定回路６は電源電圧の変動に
応じて第１及び第２の定電流源１，２の定電流値を制御
できることになる。

その結果、第４図（Ｂ）に示すように、三角波の傾斜角
が変化することになる。一方、比較回路３の上限及び下
限の比較基準レベルＶＵ、ＶＬも抵抗Ｒ５〜Ｒ８による
基準電源電圧Ｖ　ｒｅｆの分圧によって設定されている
ので、基準電源電圧Ｖ　ｒｅｆが１／２になれば、上限
及び下限の比較基準レベルＶＬ１．ＶＬも１／２になり
、その結果三角波のピーク値Ｖｐが第４図＜８）に示す
如く電源変動前の１／２になる。従って、三角波の繰返
し周期が電源変動前と変動後で同じになるように三角波
の傾斜角を設定することにより、変動前の２倍（２Ｔｏ
　）のパルス幅を有するパルス信号が生成されることに
なるので、ドライブ電圧Ｖｏが１／２になってもパルス
信号による駆動電力は電源変動前と同じになる。

すなわち、三角波生成回路８においては、三角波のピー
ク値及び傾斜角を電源電圧の変動に応じて制御すること
により、パルス信号による駆動電力を基準電源電圧Ｖｒ
ｅｒの変動に拘らず常に一定にできるのである。なお、
三角波の傾斜角は第１及び第２の定電流源１，２の定電
流値及びコンデンサＣＩの容量によって決定される。

再び第１図において、今、駆動信号の信号レベルが第５
図（ａ）に一点鎖線で示す如く変化したとすると、その
駆動信号の極性及び信号レベルに応じたパルス幅の２つ
のパルス信号（ｂ）、（Ｃ）がＡＮＤゲ−１−１０及び
ＮＯＲゲート１１から出力され、それぞれＡＮＤゲート
１３．１４の各−人力となる。駆動信号はコンパレータ
ＣＯＭＰｓの比較入力ともなって、信号基準レベル１／
２■ｒ＋Ｊに対する極性が判別される。このコンパレー
タＣＯＭＰｓの比較出力（ｄ）をデータ入力とするＤ−
ＦＦ１２は、三角波生成回路８におけるＲ８−ＦＦ４の
口出力（ｅ）をトリガ入力としており、当該口出力（ｅ
）の立下がりのタイミングでＱ、（１出力（ｆ）、（ｇ
＞を発生する。このＱ。

口出力（ｆ）、（ｏ）はゲート制御信号としてＡＮＤゲ
ート１３．１４に供給される。

なお、上記実施例では、Ｒ８−ＦＦ４の口出力（ｅｌを
直接Ｄ−ＦＦ１２のトリガ入力としていたが、口出力（
ｅ）の立上り及び立下りのタイミングでパルスを発生す
るパルス発生器を介してＤ−ＦＦ１２のトリガ入力とす
ることも可能である。これによれば、極性判別の周期が
１／２となり、分解能を２倍にできることになる。

Ｄ−ＦＦ１２のＱ、口出力（ｆ）、（Ｑ）はモータＭの
駆動方向を決定する制御信号となり、例えば駆動信号の
信号レベルが小さくかつその極性が正から負に変るタイ
ミングでＮＯＲゲート１１から第５図（Ｃ）に示す如く
瞬時に発生した逆方向駆動のパルス信号（第１番目のパ
ルス）に対しては、その発生時点では口出力（ｑ）が低
レベルにあるので、ＡＮＤゲート１４はその出力を禁止
する動作をなす。この禁止する理由について以下に説明
する。

今、駆動信号の信号レベルが小さくかつその極性が正か
ら負に変るタイミングで、ＮＯＲゲート１１から第５図
（Ｃ）に示す如く瞬時に逆方向駆動のパルス信ｑが発生
した場合を考えるに、モータドライブ回路１８では、第
５図（ｂ）に示すパルス信号に応答してトランジスタＱ
９．Ｑ１２がオン状態となり、モータＭを正方向に駆動
しているのであるが、第５図（Ｃ）に示き逆方向駆動の
パルス信号が発生することで、トランジスタＱ９゜Ｑ１
０がオフ状態となり、トランジスタＱｌｌ、ＱＩＯがオ
ン状態となってモータＭを逆方向に駆動しようとする。

ここで、トランジスタには一般に、第６図に示す如くベ
ース・エミッタ間に容ｆｔｃｏが存在することにより、
駆動パルス（ａ）に応答してオン状態にあるトランジス
タがパルス（ａ）の消滅時点からオフ状態に移行するま
でにｔＯＦＦなるディレ一時間を要する特性を有してい
る。従って、上述のように、第５図（Ｃ）に示す逆方向
駆動のパルス信号が発生することで、トランジスタＱ９
゜Ｑ　１２がオフ状態となり、トランジスタＱＩ１．Ｑ
ｌＯがオン状態となるはずなのであるが、上記ディレ一
時間ｔ　ｏ　ｒ−ｔ：によってトランジスタＱ　１２が
瞬時にオフ状態になり得なく、一時的にトランジスタＱ
　ｕと同時にオン状態となる期間が生じることになるの
で、トランジスタＱＩ１．ＱＩ２に大電流が流れ当該ト
ランジスタが破壊に至る場合が生じることになる。

ところが、本ＰＷＭ駆動回路では、ＡＮＤゲート１３．
１４を設け、これらゲート１３．１４を駆動信号の信号
基準レベルに対する極性判別結果に基づいて制御するよ
うにしたので、上記の例の場合には、第５図（Ｃ）に示
す逆方向駆動のパルス信号の出力をＤ−ＦＦ１２のｄ出
力（Ｑ）に応答してＡＮＤゲート１４で禁止できるから
、トランジスタＱ＋２がトランジスタＱ　ｕと同時にオ
ン状態となることはないのである。

また、パワートランジスタＱ１２．０１Ｏのディレ一時
間ｔｏＦＦを小さくするために、プリドライブ回路１７
にはトランジスタＱ　＋ｓ及びＱＣｓが設けられている
。これらトランジスタＱ＋ｓ、Ｑ＋ｓはパワートランジ
スタＱＩ２．０ＩＯの駆動パルスの消滅に応答して瞬時
にオン状態となり、これらトランジスタＱ１２，０１０
のベース・エミッタ間を短絡することにより上記ディレ
一時間ｔｏＦＦを短縮できるのである。トランジスタの
ディレ一時間ｔＯＦＦは一般に１〜２μｓｅｃ位である
が、トランジスタＱ　＋ｓ及びＱ　ｔａを設けたことに
よって約１／１０、即ち１００　ｎ　ｓｅｃ程度に短縮
が可能となる。

上述したパワートランジスタの同時ＯＮ防止のための他
の実施例を第７図に示す。本図において、先述した如く
モータＭの駆動方向に対応した第１及び第２のパルス信
号（ａ）がＡＮＤゲート１０及びＮＯＲゲート１１から
出力され、これらパルス信号はそれぞれ遅延回路２３．
２４で所定時間τ０だけ遅延される。これら遅延出力（
ｂ）はそれぞれ３ステートバヅファ２５．２６に供給さ
れる。また、第１及び第２のパルス信号（ａ）はワンシ
ョットマルチバイブレータ２７，２８にもそれぞれ供給
される。ワンショットマルチバイブレータ２７．２８は
第１及び第２のパルス信号の発生時点からその消滅後一
定時間、好ましくは遅延回路２３．２４の遅延時間τ０
の２倍の時間（２τ０）だけ経過するまでの間低レベル
の出力（Ｃ）を発生し、バッファ２６．２５に供給して
遅延回路２４．２３から出力される第２及び第１のパル
ス信号の次段への供給を禁止する。

第８図は第７図の回路の動作波形図であり、図中（ａ）
〜（Ｃ）は第７図の各部信号＜ａ＞〜（Ｃ）の各波形を
それぞれ対応して示している。

この波形図を参照して第７図の回路動作を例えばＡＮＤ
ＮＯゲート１１関して説明するならば、パルス信号（ａ
）は遅延回路２３で時間τ０だけ遅延されてモータＭの
駆動パルス（ｂ）となるのであるが、このときワンショ
ットマルチバイブレータ２７から出力される低レベルの
禁１Ｆ信号（Ｃ）に応答してバッファ２６が他方の駆動
パルスの出力ラインを遮断状態とする。これにより、駆
ｖＪパルス（ｂ）の発生前及び発生後の一定明間（時間
τ○）の間地方の駆動パルスの出力が禁止されることに
なるので、時間τ０を先述したパワートランジスタＱ１
２．０ＩＯのディレ一時間ｔＯＦＦよりも長く設定する
ことにより、パワートランジスタＱ９とＱ＋ｏ（又はＱ
　ｎとＱ１２）が同時にオン状態となることはないので
ある。

なお、先述したように、トランジスタのディレ一時間ｔ
ＯＦＦは一般に１〜２μｓｅｃ位ひあるから、時間τ０
を５μｓｅｃ程度に設定するのが望ましい。

第１図において、ＡＮＤゲート１３．１４から出力され
るモータＭの駆動方向に対応した第１及び第２のパルス
信号は補償回路１５．１６にそれぞれ供給される。これ
ら補償回路１５．１６はモータドライブ回路１８におけ
る逆起電力吸収用ダイオードＤ＋　、Ｄ２でのエネルギ
ー損失分を補償するためのものである。逆起電力吸収用
ダイオードＤ＋　、Ｄ２でのエネルギー損失はほぼ一定
であり、パルス信号のパルス幅が大きいときには無視し
得る程度のものであるが、パルス幅が小さいときは損失
の比率が大きくなってくる。従って、第９図に破線で示
すように、パルス信号のパルス幅が小なる領域でゲイン
が低下することになるので、パルス幅が小さいときに逆
起電力吸収用ダイオードＤ＋　、Ｄ２でのエネルギー損
失分を補償してやれば良いのである。

ここで、補償回路１５の回路動作について第１０図の波
形図を参照しつつ説明づ−るならば、コンデンナＣ２は
定電流源１ａにより定電流にて充電されており、入力パ
ルス（ａ）に応答してトランジスタＱ７がオン状態とな
ることによって〕ンデンザＣ２の充電電荷が瞬時に放電
され、入力パルス（ａ）が消滅した時点から再びコンデ
ンサＣ２は定電流にて充電される。従って、コンデンサ
Ｃ２の両端電圧は第１０図（ｂ）に示す如く変化するる
この両端電圧（ｂ）はコンパレータＣＯＭＰ７で基準電
圧Ｅｏと比較され、その結果コンパレータＣＯＭＰ７の
出力端には入力パルス（ａ）の発生時からその消滅後一
定時間７ａだけ経過するまでの時間のパルス幅を有する
パルス信号（Ｃ）が得られることになる。すなわち、入
力パルス（ａ＞に対して一定のパルス幅Ｔａが追１ｒ口
されたことになり、この追加されたパルス幅Ｔａ分に相
当するエネルギーによって逆起電力吸収用ダイオードＤ
＋　、Ｄ２でのエネルギー損失分を補償できるのである
。

第１１図には補償回路１５．１６の入出力特性、即ち入
力パルスのパルス幅と追加されるパルス幅との関係が示
されており、コンデンサＣ２の両端電圧がコンパレータ
ＣＯＭ　Ｐ　ｙの３５準電圧ＥＯまで低下し得ない程度
の入力パルスのパルス幅領域■ではパルス幅の追加はな
く、基準電圧ＥＯ以下零レベルになるまでの領域■では
追加パルス幅が比例的に変化し、零レベルに達した以降
の領域■では追加されるパルス幅が固定幅となる。すな
わち、入力パルスのパルス幅が極めて小さい領域■。

■ではパルス幅の追加が無かったり、追加パルス幅が比
例的に変化するが、これは入力パルスの立上り及び立下
りが急峻ではなく実際にはなだらかであることに起因す
るものであり、その結果ｇＡ域■の範囲では第９図に実
線で示す如くゲインを向上できることになる。

補償回路１５．１６としては、上記実施例の構成のもの
に限定されることなく、例えば第１２図に示すように、
入力パルスの立上りエツジに応答して一定のパルス幅Ｔ
ｂを有するパルス信号を発生するパルス発生回路２つと
、このパルス発生回路２つの出力パルスと入力パルスと
の論理和をとるＯＲゲート３０とからなる構成のものＣ
あっても良い。かかる構成においては、入力パルスのパ
ルス幅が上記パルス幅Ｔｂより小／よるときには、常時
当該パルス幅Ｔｂを有するパルス信号がＯＲゲート３０
から出力されることにより、入力パルスのパルス幅が小
さいときの逆起電力吸収用ダイオードＤ＋　、Ｄ２での
エネルギー損失分の補償が行なわれ、入力パルスのパル
ス幅が上記パルス幅Ｔｂより大なるときには入力パルス
に対するパルス幅の変更は行なわれない。

なお、上記実施例では、コンパクトディスクを回転駆動
するスピンドルモータの駆動回路に適用した場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、ピック
アップを駆動するキャリッジモータ、ピックアップにお
ける情報読取光のフォーカスやトラッキングの制御をな
すフォーカスアクチュエータやトラッキングアクチュエ
ータの駆動回路にも適用可能であり、又コンパクトディ
スクプレーヤのみならず種々の機器における各種負荷の
駆動回路にも広く適用できるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明によるＰＷＭ駆動回路によれ
ば、負荷を駆動するパルス信号の生成に三角波信号の直
線部分のみを利用する構成となっているので、三角波の
先端部分にリンギングがのったり、なまりが生じていて
もこれらの影響を全く受けることはなく、特に駆動信号
の信号レベルが小なるときの入出力特性のリニアリティ
を向上できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実副例を示ず回路図、第２図は第１
図における三角波生成回路の回路動作を説明するための
各部波形図、第３図はＰＷＭ動作による負荷の駆動方向
に対応した２つのパルス信号の生成動作を説明するため
の各部波形図、第４図（△）、（Ｂ）は電ｖＡ電圧の変
動に対応して三角波の傾斜角及びピーク値を変化せしめ
る動作を説明するための波形図、第５図はトランジスタ
のｔｏｒ：：Ｆディレ一時間に起因するドライブ段のパ
ワートランジスタの同時ＯＮ防止回路の回路動作を説明
するための各部波形図、第６図はトランジスタのｔＯＦ
Ｆディレ一時間について説明するための図、第７図は同
時ＯＮ防止回路の他の実施例を示すブロック図、第８図
は第７図の回路動作を説明するための各部波形図、第９
図は逆起電力吸収用ダイオードでの逆起電力によるエネ
ルギー損失に起因するゲインの変化を示す図、第１０図
は逆起電力吸収用ダイオードでの逆起電力によるエネル
ギー損失分を補償する補償回路の回路動作を説明するた
めの波形図、第１１図はかかる補償回路の入出力特性を
示す図、第１２図はかかる補償回路の他の実施例を示す
ブロック図、第１３図は従来例及びその動作を説明する
ための図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・第１の定電流源 ２・・・・・・第２の定電流源 ３．９・・・・・・比較回路 ８・・・・・・三角波生成回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　駆動信号の信号レベルに応じたパルス幅のパルス信号
   を生成するパルス生成手段を有し、このパルス信号に基
   づいて負荷をスイッチング駆動するＰＷＭ（パルス幅変
   調）駆動回路であつて、前記パルス生成手段は、ピーク
   値がほぼ等しく互いに逆相の２相の三角波信号を発生す
   る三角波生成手段と、前記２相の三角波信号をそれぞれ
   上限及び下限の基準入力としかつ前記駆動信号を比較入
   力とする比較回路とを備え、前記比較回路の出力に基づ
   いて前記パルス信号を生成することを特徴とするＰＷＭ
   駆動回路。