JPS626523A - Pwm drive circuit - Google Patents

Pwm drive circuit

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JPS626523A
JPS626523A JP60145073A JP14507385A JPS626523A JP S626523 A JPS626523 A JP S626523A JP 60145073 A JP60145073 A JP 60145073A JP 14507385 A JP14507385 A JP 14507385A JP S626523 A JPS626523 A JP S626523A
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constant current
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pulse
level
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Yoshihiko Watanabe
渡辺 良彦
Hiroyuki Abe
宏之 阿部
Takayuki Iijima
飯嶋 隆行
Kazuto Shimokawa
下河 和人
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the linearity of an input/output characteristic when a signal level of a drive signal is small and to attain the operation stable against the fluctuation of a power voltage by controlling a tilt angle and a peak value of a 2-phase triangle wave signal being lower and upper limit reference inputs of a comparator circuit in response to the fluctuation of the power voltage. CONSTITUTION:In a triangle wave generating circuit 8, a comparison reference level of a current value setting circuit 6 setting a constant current value of the 1st and 2nd constant current sources 1, 2 is set by voltage division of a reference power voltage Vref by resistors R11, R12 and since the said reference level is fluctuated in response to the fluctuation of the power voltage, the constant current value of the 1st and 2nd constant current sources 1, 2 is controlled in response to the fluctuation of power voltage in a current setting circuit 6. That is, in the triangle wave generating circuit 8, the peak value and the tilt angle of the triangle wave are controlled in response to the fluctuation of the power voltage so as to make the drive power by a pulse signal always constant regardless of the fluctuation of the reference power voltage Vref. In this case, the tilt angle of the triangle wave is decided by the constant current value of the 1st and 2nd constant current sources 1, 2 and the capacitance of the capacitor C1.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a PWM (Pulse Width Modulation) drive circuit;
In particular, the present invention relates to a PWM drive circuit that generates a pulse signal with a pulse width corresponding to the signal level of a drive signal and switches and drives a load based on this pulse signal.

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。
BACKGROUND ART A PWM bidirectional switching drive method is known as one method for driving a load such as a motor.

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。
This drive method has excellent features of low loss and reduced power consumption, and is particularly useful for driving loads such as motors in vehicle-mounted devices, portable devices, etc. that use batteries as power sources.

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ッチ
ング駆動する構成のものがあった。
Conventionally, a PWM drive circuit generates two triangular wave signals a and b that are in phase with each other, as shown in FIG. By using the upper and lower limit reference inputs of the comparator circuit 100 and the drive signal C as a comparison input, a pair of pulse signals d, which have a pulse width corresponding to the signal level of the drive signal and correspond to the drive direction of the load, are generated. get e,
There is a configuration in which a load is switched and driven based on the pair of pulse signals d and e.

かかる構成において、駆動信@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。
In such a configuration, the tip portion of the triangular wave signal is used in a range where the signal level of the drive signal @C is small.

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りニアリテイが悪化するという欠点
があった。
However, in the process of generating a triangular wave signal, no amplifier has an infinite bandwidth, and it is inevitable that ringing or so-called distortion will occur at the tip of the triangular wave, so the tip of the triangular wave signal is used. Conventional circuits that require this have the disadvantage that the linearity of the input/output characteristics worsens, especially when the signal level of the drive signal C becomes small.

また、PWM駆動回路を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用いる場合には、これら機
器の電源としてはバッテリが用いられるので、電源電圧
の変動が激しく、この電源電圧の変動に対しての対策が
望まれる。
Furthermore, when a PWM drive circuit is used to drive a load such as a motor in in-vehicle equipment or portable equipment, batteries are used as the power source for these equipment, so the power supply voltage fluctuates rapidly. Measures against fluctuations are desired.

本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、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を向上でき、更には電源電圧の変動
に対しても安定した動作が可能なPWM駆動回路を提供
で“ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and by using only the linear portion of a triangular wave signal to generate a pulse signal, it is possible to improve the linearity of input/output characteristics, especially when the signal level of the drive signal is small. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a PWM drive circuit that can operate stably even with variations in power supply voltage.

本発明によるPWM駆動回路は、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基準入力
とすることにより、駆動信号の信号レベルに応じたパル
ス信号を生成すると共に、前記三角波信号の傾斜角及び
ピーク値を電源電圧の変動に応じて制御する構成となっ
ている。
The PWM drive circuit according to the present invention generates two-phase triangular wave signals having substantially equal peak values and opposite phases to each other, and uses these two-phase triangular wave signals as upper and lower limit reference inputs of a comparison circuit, respectively. The configuration is such that a pulse signal is generated in accordance with the signal level of the triangular wave signal, and the slope angle and peak value of the triangular wave signal are controlled in accordance with fluctuations in the power supply voltage.

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。Example Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

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1oの2倍の電流
値2I○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CIが接続されている。
In FIG. 1, a first constant current source 1 is a transistor Q
+, Q2 and a current mirror circuit consisting of resistors R+, R2. The second constant current source 2 connected in series with the first constant current source 1 has transistors Q3 and Q4 connected in parallel to each other, and bases of these transistors Q3 and Q4 are commonly connected through a resistor R3. It is constituted by a current mirror circuit consisting of a transistor Q5 and emitter resistors R4 and Rs of each transistor, and is adapted to sink a current value 2I○ which is twice the constant current value 1o of the first constant current source 1. A capacitor CI, which is a power storage means, is connected between the common connection point of the first and second constant current sources 1.2, that is, the common connection point of the collectors of transistors Q2 and transistors Q3 and Q4, and the ground, which is a reference potential point. It is connected.

コンデンサC1の両端電圧は、コンパレータCOM P
 + 、 G OM 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、即らコンパレータCO
M P 1の反転入力及びCOMP2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vしは、互いに直列接続された4つの抵抗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。抵抗R5〜R8は更に、基準電源電圧V re
fを略1/2に分圧し、電圧ホロア回路構成のオペアン
プ○P+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d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○出力に応答してオン状態となってトラン
ジスタQ3 、C4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。
The voltage across the capacitor C1 is the comparator COMP
+, G OMP 2, and the comparison input of the comparison circuit 3 that monitors the voltage level, that is, the comparator CO
It becomes the inverting input of M P1 and the non-inverting input of COMP2. The upper and lower comparison reference levels Vu and V of the comparator circuit 3 are set by four resistors R5 to R8 connected in series with each other.
It is set by dividing the reference power supply voltage V ref by . The resistors R5 to R8 are further connected to the reference power supply voltage V re
The voltage of f is divided to approximately 1/2, and the voltage is set to 1/2 V ref via an operational amplifier ○P+ having a voltage follower circuit configuration. Two comparison outputs of comparison circuit 3, namely comparator COMP
The outputs of + and COMP2 become set (S) and reset (R) inputs of R8-flip-flop 4. The d output of the flip-flop (hereinafter simply referred to as FF) 4 is supplied to a control circuit 5 that controls activation and deactivation of the second constant current source 2, which is made up of a transistor Q6, resistors R9, and RIG. This control circuit 5 includes a transistor Q
6 turns on in response to the ○ output of FF4, turning transistors Q3 and C4 off, and the second
The constant current source 2 is inactivated.

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RI1.R12に
よる基準電源電圧V ref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。
The voltage across the emitter resistor R5 in the second constant current source 2 serves as an inverting input of an operational amplifier OP2 having a voltage follower circuit configuration. Operational amplifier OP2 is connected to resistor RI1. A comparison reference level is set by dividing the reference power supply voltage V ref by R12, and the comparison output constitutes a current value setting circuit 6 that sets the constant current values of the first and second constant current sources 1.2. are doing.

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’+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OPa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
三角波信号φa、φbには、1 / 2 V refの
直流バイアスが与えられる。
The voltage across the capacitor CI becomes a first phase triangular wave signal φa through an operational amplifier OP'+ having a voltage follower circuit configuration, and is inverted in phase by an inverter 7 consisting of an operational amplifier OPa and resistors R13 and RI4 to become a first phase triangular wave signal. The second phase triangular wave signal φb is opposite in phase to the signal φa. A DC bias of 1/2 V ref is applied to these triangular wave signals φa and φb.

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C1を定電流にて充放電すること
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。
As described above, a triangular wave generation circuit 8 is configured that generates two-phase triangular wave signals φa and φb having substantially equal peak values and mutually opposite phases. This triangular wave generation circuit 8 includes a first constant current source 1 with a constant current value of 1o and a second constant current source 2 with a constant current value of 2io, and controls the capacitor by on/off control of the second constant current source 2. Since the configuration is such that a triangular wave is generated by charging and discharging C1 with a constant current, when converting the circuit 8 into an IC (integrated circuit), one terminal bin (the first Terminal 8a in the figure
).

2相の三角波信号φa、φbはコンパレータCOM P
 3 、 COM P a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C○MP3 
、COMPx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 。
The two-phase triangular wave signals φa and φb are sent to the comparator COM P
3. Upper and lower limit comparison reference inputs of the comparator circuit 9 consisting of COM P a, that is, comparator C○MP3
, COMPx are inverted inputs. Comparison input of comparison circuit 9, ie, comparator 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 、 G OM P 4の各非
反転入力端には抵抗RI6 (R15=R16)を介し
て基準電源電圧y rer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 ref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1/2Vr
efとなる。
A drive signal for a load, such as a motor M, is supplied as each non-inverting input of C0 MPa via a resistor R+s. A reference power supply voltage y rer is applied to each non-inverting input terminal of the comparators COM P 3 and G OM P 4 via a resistor RI6 (R15=R16), and a resistor R+
By setting the resistance values of s and R+s to be equal,
The drive signal will be biased to 1/2 V ref at the time it becomes the comparison input of the window comparator 9. That is, the signal reference level of the drive signal is 1/2Vr.
It becomes ef.

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
yrer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φa
、°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。
As a result, the circuit reference level of the triangular wave generation circuit 8, that is, the comparison reference level of the comparator circuit 3 and the DC bias level (signal reference level) of the drive signal are both set by resistor division of the same reference power supply voltage yrer. become. Therefore, even if there is a fluctuation in the power supply voltage, the two-phase triangular wave signal φa
, °φb and the drive signal are always kept constant, so that stable circuit operation is always performed regardless of fluctuations in the power supply voltage.

コンパレータCOMP3の比較比ノjはANDゲート1
0及びNORゲート11の各−人力となり、コンパレー
タC0MPa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。
The comparison ratio j of comparator COMP3 is AND gate 1
0 and NOR gate 11, and the comparison output of comparator C0MPa is AND gate 10 and NOR gate 11.
Everyone at Gate 11 becomes a force.

これにより、ANDゲート10及びNORゲート。This results in an AND gate 10 and a NOR gate.

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。
First and second pulse signals corresponding to the driving direction of the motor M are derived from each output terminal of the motor M.

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 / 2 V ref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。
The drive signal mentioned above is sent to the comparator C via the resistor R+s.
It also serves as a non-inverting input for OMPs. Comparator C
The OMPs constitutes a polarity determining means that determines the polarity of the drive signal with respect to the signal reference level by using 1/2 V ref as an inverted input.

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、Q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。
The discrimination output of the comparator COMPs becomes the data (D) input of the D-FF12. The D-FF 12 uses the Q output of R8-FF4 in the triangular wave generation circuit 8 as a trigger (T) input, and its Q and Q outputs become the respective outputs of the AND gates 13 and 14. AND gates 13 and 14 are AND gates 10
and the outputs of the NOR gate 11, that is, the first and second pulse signals, are respectively inputted, and the Q of the D-FF 12.

0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。
A gate means is configured to output only one of the first and second pulse signals based on the zero output.

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J3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1
5において、ANDゲート13の出力パルスが抵抗R+
y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
Q7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Ia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
COM P 6の反転入力となる。コンパレータCOM
Psは基準電圧E。
Each output pulse of the AND gate 13.14 is supplied to a compensation circuit 15.16 which compensates for the energy loss due to the back electromotive force of the back electromotive force absorbing diode D+ and D2 in the motor drive circuit 18, which will be described later. Compensation circuit 1
5, the output pulse of the AND gate 13 is connected to the resistor R+
It becomes the base input of the transistor Q7 via y, and this transistor Q7 is connected in parallel with the capacitor C2. Both ends of the capacitor C2 are short-circuited when the transistor Q7 is turned on, and the charge is instantly discharged, and charging is started by the constant current source Ia when the transistor Q7 is turned off, that is, when the output pulse of the AND gate 13 disappears. be done. The voltage across the capacitor C2 becomes the inverting input of the comparator COMP6. Comparator COM
Ps is the reference voltage E.

を非反転入力とし、コンデンサC2の両端電圧が基準電
圧E’o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、はぼ一定のパ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。
is a non-inverting input, and generates a high-level pulse signal when the voltage across the capacitor C2 is lower than the reference voltage E'o. As a result, the compensation circuit 15 outputs a pulse signal in which a pulse having a substantially constant pulse width is added to the output pulse of the AND gate 13.

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,定電流に!I b及
びコンパレータCOM P y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。
Similar to the compensation circuit 15, the compensation circuit 16 also has a resistor R18, a transistor Q8, a capacitor C3, and a constant current! It is composed of a comparator Ib and a comparator COMPy, and its operation is exactly the same as that of the compensation circuit 15.

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。
Each output pulse of the compensation circuit 15 , 16 is supplied via a predrive circuit 17 to a motor drive circuit 18 .

モータドライブ回路18において、モータMはPNP形
トランジスタQ9とNPN形トランジスタQ+o及びP
NP形トランジスタQ 。
In the motor drive circuit 18, the motor M is driven by a PNP transistor Q9 and NPN transistors Q+o and P.
NP type transistor Q.

とNPN形トランジスタQ 12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 、 Qlo
、Qn 、Q10はパワートランジスタである。トラン
ジスタQs、Qnの各エミッタは直接電源V匡に接続さ
れ、各ベースはそれぞれ抵抗RI9.R?0を介して電
源Vccに接続されている。一方、トランジスタQIO
,QI2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ZD1.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+ 、D2を介して電源Vccに接続されている。
and the common connection point of each collector of the NPN transistor Q12. Transistor Q9, Qlo
, Qn, and Q10 are power transistors. The emitters of transistors Qs and Qn are directly connected to the power supply V, and the bases of each transistor are connected to resistors RI9. R? 0 to the power supply Vcc. On the other hand, transistor QIO
, QI2 are both grounded, and each base is grounded through resistors R2+ and R22, respectively, and Zener diodes ZD1. It is connected to each collector via ZD2. Both ends of the motor M are connected to a power supply Vcc via back electromotive force absorbing diodes D+ and D2.

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R25〜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Q
 12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Q 12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QI2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。
In the predrive circuit 17, the pulse signal supplied from the compensation circuit 15 drives the power transistor Q9 through a predrive stage consisting of resistors R23, R24 and the transistor Q13, and after being inverted by the inverter 19, the pulse signal is applied to the resistors R25 to R27 and transistor Q14
power transistor Q via a predrive stage consisting of
12. As a result, a current flows through the motor M in the direction of the arrow shown by the solid line in the figure, and the motor M is driven to rotate in the forward direction. Further, the pulse signal from the compensation circuit 15 is passed through the inverter 20 to the transistor Q +s
is also supplied to turn on the transistor Q+s when the motor M stops driving in the forward direction. As a result, the base and emitter of the power transistor Q12 are short-circuited by the transistor Q+s, so that the power transistor QI2 is instantly turned off. This transistor Q
The reason for providing +s will be explained in detail later.

トランジスタQ +sのベースは抵抗R2Bを介して電
源Vccに接続されている。
The base of transistor Q+s is connected to power supply Vcc via resistor R2B.

一方、補償回路16から供給されるパルス信号は抵抗R
29,R3)及びトランジスタQ16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 u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Q17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 +。
On the other hand, the pulse signal supplied from the compensation circuit 16 is
29, R3) and a transistor Q16 through a pre-drive stage, and after being inverted by an inverter 21, the resistors R31 to R3
3 and the power transistor Q+ through a predrive stage consisting of transistor Q17.

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01G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 I
oは瞬時にオフ状態となる。トランジスタQ +sのベ
ースは抵抗R34を介して電源Vccに接続されている
to drive. As a result, a current flows through the motor M in the direction of the arrow shown by the broken line in the figure, and the motor M is driven to rotate in the opposite direction. Further, the constant current source from the compensation circuit 16 is also supplied to the transistor Q+s via the inverter 22, and turns on the transistor Q+a when the reverse drive of the motor M is stopped. As a result, the distance between the base and emitter of power transistor 01G becomes transistor Q +
Since it is short-circuited by s, the power transistor Q I
o is instantly turned off. The base of transistor Q+s is connected to power supply Vcc via resistor R34.

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。
Next, the circuit operation of the PWM drive circuit according to the present invention will be explained.

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C1は第1の定電流源1か
ら供給される定電流により、第2図(a)に示すように
、一定の傾斜角をもって充電される。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Q出
力(d>が低レベルに遷移する。
First, the circuit operation of the triangular wave generation circuit 8 will be explained with reference to the waveform diagram of FIG. In the triangular wave generation circuit 8, the second
When the constant current source 2 of the first constant current source 2 is in an inactive state, that is, when the transistor Q6 is turned on and the transistors Q3 and Q4 are turned off, the capacitor C1 is As shown in Figure 2(a), the battery is charged at a constant angle of inclination. When the voltage across the capacitor C1 reaches the upper limit reference level Vu of the comparator circuit 3, the comparator COMP+ generates a low level pulse (b), and in response to this pulse (b), the Q output (d>) of R8-FF4 increases. Transition to a lower level.

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
 、Qa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。
This turns transistor Q6 off, so
The second constant current source 2 is in an activated state, that is, the transistor Q3
, Qa are turned on, and a current twice the constant current of the first constant current source 1 is sucked.

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
Lに達するとコンパレータCOM P 2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Q出力(d>が高レベル辷遷移する。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。
As a result, the capacitor C1, which had been in the charging state, shifts to the discharging state, and as shown in FIG. 2(a), the capacitor C1 is discharged with the same inclination angle as during charging. Subsequently, the voltage across the capacitor C1 is set to the lower limit reference level V of the comparator circuit 3.
When reaching L, comparator COMP 2 generates a low level pulse (C), and in response to this pulse (C), R
The Q output (d>) of 8-FF4 transitions to a high level. As a result, the transistor Q6 turns on and the second constant current source 2 becomes inactivated, so that the capacitor C is turned on again.
1 is charged at a constant angle of inclination by a constant current supplied from the first constant current source 1.

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。
In this way, by repeating the charging and discharging operation of the capacitor C1 with the constant current from the first and second constant current sources 1.2, the voltage across the capacitor C1 is as shown by the solid line in FIG. 2(a). The signal changes into a triangular waveform as shown in FIG. It is output as a second phase triangular wave signal φb, which has the same peak value as the signal φa and has an opposite phase. This two-phase triangular wave signal φa.

φbは比較回路9の基準入力となる。φb becomes a reference input of the comparator circuit 9.

比較回路9の比較入力としては、1 / 2 V re
f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。
The comparison input of the comparison circuit 9 is 1/2 V re
A drive signal for motor M is supplied having a signal reference level of f. Here, if the motor M is, for example, a spindle motor that rotationally drives a compact disc, the error signal obtained by comparing the reproduction synchronization signal from the disc with the reference synchronization signal becomes the drive signal, and based on this error signal, The drive control of the spindle motor is then performed. This is the so-called spindle servo.

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。
In Figure 3, the cross point of the two-phase triangular wave signals φa and φb is at the 1/2 V ref level, and the PWM operation occurs when the signal level of the drive signal is higher or lower than this 1/2 V ref level. will be explained below.

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し1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。
In the comparator circuit 9, first, when the signal level of the drive signal is higher than <1/2Vref level as shown by the dashed line in FIG. When the signal level of the one-phase triangular wave signal φa becomes low, it transitions from the low level to the high level at 1, and the high level is maintained until time t4 when the signal level of the triangular wave signal φa exceeds the signal level of the drive signal.

また、コンパレータCOMP4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。
Further, the output (C) of the comparator COMP4 transitions from high level to low level at time t2 when the signal level of the second phase triangular wave signal φb exceeds the signal level of the drive signal, and becomes lower than the signal level of the drive signal. At time t3, the level changes to high level again.

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 / 2 V ref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する場合には
、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t3まで高レベルを維持する。また、コンパレータC
OMP4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。
On the other hand, if the signal level of the drive signal is lower than the < 1/2 V ref level as shown by the two-dot chain line in FIG. d) transitions from low level to high level at time t2 when the signal level of the first phase triangular wave signal φa exceeds the signal level of the drive signal, and at time t3 when the signal level of the triangular wave signal φa exceeds the signal level of the drive signal. maintain a high level. Also, comparator C
The output (e) of OMP4 transitions from high level to low level at time t1 when the signal level of the second phase triangular wave signal φb exceeds the signal level of the drive signal, and at the time when it becomes lower than the signal level of the drive signal. At t4, it transitions to high level again.

コンバレー ’l COM P 3 、 COM P 
a (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、即ち駆動信号の信号レベルが
1 / 2 V refレベルより高いとき高レベルの
パルス(f)を出力し、NOR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1/2
refレベルより低いとき高レベルのパルス(Q)を出
力する。従って、ANDゲート10及びNORゲート1
1はモータMの駆動方向に対応したパルス信号(f)、
(g)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)、(g>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。
Combare 'l COM P 3, COM P
a (7) Each output is powered by two people, the AND gate 10 and the NOR gate 11, and the AND gate 10 operates when both of the two powers are at a high level, that is, the signal level of the drive signal is higher than the 1/2 V ref level. The NOR gate 11 outputs a high-level pulse (f) when both input signals are at a low level, that is, when the signal level of the drive signal is 1/2.
When it is lower than the ref level, a high level pulse (Q) is output. Therefore, AND gate 10 and NOR gate 1
1 is a pulse signal (f) corresponding to the driving direction of the motor M;
(g) will be output. Note that since we have explained the case where the signal level of the drive signal is constant, the pulse width of the pulse signals (f) and (g> is constant, but this pulse width varies depending on the signal level of the drive signal. It is easy to understand that things change.

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。
In this way, by generating two-phase triangular wave signals φa and φb with equal peak values and mutually opposite phases, and performing PWM operation using the linear portions of these two-phase triangular wave signals φa and φb, even if the triangular wave Even if ringing or so-called rounding occurs at the tip, there is no deterioration in linearity when the signal level of the drive signal is small.

ここで、基!$電源電圧vref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。
Here, base! $ If the power supply voltage vref fluctuates, PW
The pulse width of the pulse signal generated by M changes,
The driving power generated by this pulse signal changes in response to fluctuations in the power supply voltage.

すなわら、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 (Wl電源電圧vrer)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
VC)が例えば1/2になった場合、駆動電力も斜線で
示す如<1/2になってしまうことになる。
In other words, as shown in FIG. 4 (A), if the pulse width of the pulse signal when the drive signal is at a certain signal level is To, then the drive power due to this pulse signal is equal to the pulse width T.
o and the drive voltage Vo (Wl power supply voltage vrer), so if the drive voltage VC) becomes, for example, 1/2 due to fluctuations in the power supply voltage, the drive power will also become <1/2 as shown by the diagonal line. It will become.

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値設定回路
6の比較基準レベルが抵抗Ro。
However, in the triangular wave generation circuit 8, the first and second
The comparison reference level of the current value setting circuit 6 that sets the constant current values of the constant current sources 1 and 2 is the resistor Ro.

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。
The current value setting circuit 6 is set by dividing the reference power supply voltage V ref by R12, and the reference level also changes according to fluctuations in the power supply voltage. This means that the constant current values of the second constant current sources 1 and 2 can be controlled.

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も低紙R5〜R8による
基準電源電圧Vrefの分圧によって設定されているの
で、基準電源電圧V rerが1/2になれば、上限及
び下限の比較基準レベルVLJ、VLも1/2になり、
その結果三角波のピーク値Vpが第4図(B)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VD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。
As a result, the inclination angle of the triangular wave changes as shown in FIG. 4(B). On the other hand, since the upper and lower comparison reference levels VU and VL of the comparator circuit 3 are also set by dividing the reference power supply voltage Vref by the lower paper R5 to R8, if the reference power supply voltage V rer becomes 1/2, The comparison reference levels VLJ and VL of the upper and lower limits are also reduced to 1/2,
As a result, the peak value Vp of the triangular wave becomes 1/2 of the value before the power supply fluctuation, as shown in FIG. 4(B). Therefore, by setting the inclination angle of the triangular wave so that the repetition period of the triangular wave is the same before and after the power supply fluctuation, the repetition period of the triangular wave is twice that before the fluctuation (2To).
Since a pulse signal having a pulse width of is generated, even if the drive voltage VD becomes 1/2, the drive power generated by the pulse signal remains the same as before the power supply fluctuation.

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2Ill
することにより、パルス信号による駆e?1力を基Q電
源電圧vrer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C1の容岱によって決定
される。
That is, in the triangular wave generation circuit 8, the peak value and slope angle of the triangular wave are controlled according to fluctuations in the power supply voltage.
By doing so, the drive e? by the pulse signal? Based on 1 power, it can always be kept constant regardless of fluctuations in the Q power supply voltage vrer. Note that the slope angle of the triangular wave is determined by the first and second constant current sources 1
, 2 and the capacitance of the capacitor C1.

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ゲート10及びN
ORゲート11から出力され、それぞれANDゲート1
3.14の各−人力となる。駆動信号はコンパレータC
OMPsの比較入力ともなって、信号基準レベル1/2
Vrer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−F
F12は、三角波生成回路8におけるR8−FF4のQ
出力(f3)をトリが入力としておリ、当該Q出力(e
)の立下がりのタイミングでQ、Φ出力(f)、(g)
を発生する。このQ。
In FIG. 1 again, the signal level of the drive signal is now at the fifth level.
If the change occurs as shown by the dashed line in Figure (a), two pulse signals (b) and (c) with pulse widths corresponding to the polarity and signal level of the drive signal will
are output from OR gate 11, and are output from AND gate 1, respectively.
3. Each of 14 - becomes human power. The drive signal is comparator C
It also serves as a comparison input for OMPs, and the signal reference level is 1/2.
The polarity with respect to Vrer is determined. D-F with the comparison output (d) of this comparator COMPs as data input
F12 is the Q of R8-FF4 in the triangular wave generation circuit 8
When the output (f3) is input to the bird, the corresponding Q output (e
) at the falling timing of Q, Φ output (f), (g)
occurs. This Q.

0出力(f)、(g)はゲート制御信号としてANDゲ
ート13.14に供給される。
The 0 outputs (f), (g) are supplied to AND gates 13.14 as gate control signals.

なお、上記実施例では、R8−FF4のQ出力fe)を
直接D−FF12のトリガ入力としていたが、Q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[)−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。
In the above embodiment, the Q output (fe) of R8-FF4 was directly used as the trigger input of D-FF12, but the Q output (
It is also possible to use the trigger input of the [)-FF 12 via a pulse generator that generates pulses at the rising and falling timings of e). According to this, the period of polarity determination becomes 1/2, and the resolution can be doubled.

D−FF12のQ、CI出力(f)、((]>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0出力((]
)が低レしルにあるので、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。
The Q and CI outputs (f) and (()> of the D-FF12 are control signals that determine the drive direction of the motor M. For example, when the signal level of the drive signal is small and its polarity changes from positive to negative, the NOR gate is activated. As shown in FIGS. 11 to 5 (C), for the reverse drive pulse signal (first pulse) that occurs instantaneously, the output is 0 at the time of generation (()
) is at a low level, AND gate 14 operates to inhibit its output. The reason for this prohibition will be explained below.

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号が発生
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)に示ぎ逆方向駆動
のパルス信号が発生することで、トランジスタQs。
Now, let's consider the case where a reverse drive pulse signal is instantaneously generated from the NOR gate 11 at a timing when the signal level of the drive signal is small and its polarity changes from positive to negative, as shown in FIG. 5(C). In the motor drive circuit 18, the transistor Q is activated in response to the pulse signal shown in FIG. 5(b).
9' and Q12 are turned on, driving the motor M in the forward direction. However, as shown in FIG.

Q 12がオフ状態となり、トランジスタQu、Q+@
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。
Q12 is turned off, and transistors Qu, Q+@
turns on and attempts to drive motor M in the opposite direction.

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6沿Co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toFp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゜
Q10がオフ状態となり、トランジスタQu、Q+。
Here, in a transistor, generally, as shown in FIG. 6, there is a 6-side Co between the base and emitter, so that the transistor that is in the on state in response to the driving pulse (a) is turned on at the point when the pulse (a) disappears. It has a characteristic that a delay of one hour toFp is required before transitioning from the state to the off state. Therefore, as described above, by generating the reverse drive pulse signal shown in FIG. 5(C), transistors Q9 and Q10 are turned off, and transistors Qu and Q+ are turned off.

がオン状態となるはずなのであるが、上記ディレ一時間
tOFF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QI+、Q12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。
However, due to the delay time tOFF, the transistor Q12 cannot be turned off instantaneously, and there will be a period in which it is temporarily turned on at the same time as the transistor Q. A large current may flow through QI+ and Q12, leading to destruction of the transistors.

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Φ出
力(g)に応答してANDゲート14で禁止できるから
、トランジスタQI2がトランジスタQuと同時にオン
状態となることはないのである。
However, in this PWM drive circuit, the AND gate 13.
14, and these gates 13 and 14 are controlled based on the polarity determination result with respect to the signal reference level of the drive signal, so in the above example, the reverse direction drive shown in FIG. Since the output of the pulse signal can be inhibited by the AND gate 14 in response to the Φ output (g) of the D-FF 12, the transistor QI2 is not turned on at the same time as the transistor Qu.

また、パワートランジスタQ12IQIO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Q +sが設けられてい
る。これらトランジスタQ+s、Q+aはパワートラン
ジスタQ12.0Il+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QI2.0
IOのベース・エミッタ間を短絡ザ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t○FFは一般に1〜2μsea位で
あるが、トランジスタGhs及びQ+aを設けたことに
よって約1/10、即ちl Q Q n sec程度に
短縮が可能となる。
In addition, in order to reduce the delay time toFF of the power transistor Q12IQIO, the predrive circuit 17
are provided with transistors Q +s and Q +s. These transistors Q+s and Q+a instantaneously turn on in response to the extinction of the drive pulse of the power transistor Q12.0Il+, and these transistors QI2.0
By short-circuiting the base and emitter of the IO, the delay time toFF can be shortened. The delay time tFF of a transistor is generally about 1 to 2 μsea, but by providing the transistors Ghs and Q+a, it can be shortened to about 1/10, that is, about 1 Q Q n sec.

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ステートバッファ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τO
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。
Another embodiment for preventing the above-mentioned power transistors from turning on simultaneously is shown in FIG. In this figure, as described above, the first and second pulse signals (a) corresponding to the driving direction of the motor M are output from the AND gate 10 and the NOR gate 11, and these pulse signals are transmitted to the delay circuit 23.
24, it is delayed by a predetermined time τ0. These delayed outputs (
b) are respectively fed to three-state buffers 25,26. The first and second pulse signals (a) are also supplied to one-shot multivibrators 27 and 28, respectively. The one-shot multivibrator 27.28 operates for a certain period of time from the generation of the first and second pulse signals until their extinction, preferably a delay time τO of the delay circuit 23.24.
A low level output (C) is generated until twice the time (2τ0) has elapsed, and the buffer 26. '25 and prohibits the second and first pulse signals output from the delay circuits 24 and 23 from being supplied to the next stage.

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。
FIG. 8 is an operating waveform diagram of the circuit in FIG. 7, and (a)
-(C) show the waveforms of the signals (a) to (C) in FIG. 7, respectively.

この波形図を参照して第7図の回路動作を例えばAND
ゲート10側に関して説明づるならば、パルス信号(a
)は遅延回路23で時間τO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
禁止信号(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、駆動
パルス(b)の発生前及び発生後の一定期間(時間τ0
)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Q12.
01O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QIO(又はQ++
とQ12)が同時にオン状態となることはないのである
Referring to this waveform diagram, the circuit operation in FIG.
To explain the gate 10 side, the pulse signal (a
) is delayed by the time τO in the delay circuit 23 and becomes the driving pulse (b) for the motor M. At this time, in response to the low level inhibition signal (C) output from the one-shot multivibrator 27, the buffer 26 cuts off the output line of the other drive pulse. As a result, a certain period (time τ0
), the output of the local drive pulse is prohibited, so the time τ0 is changed from the power transistor Q12.
By setting the delay time tOFF of 01O longer than the delay time tOFF, power transistors Q9 and QIO (or Q++
and Q12) are never turned on at the same time.

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1〜2μsea位であるから、時間τ0
を5μsec程度に設定するのが望ましい。
As mentioned earlier, the delay time t of the transistor
Since OFF is generally about 1 to 2 μsea, the time τ0
It is desirable to set the time to about 5 μsec.

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
ー損失分を補値するためのものである。逆起電り吸収用
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
すようにニ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。
In FIG. 1, first and second pulse signals corresponding to the driving direction of the motor M output from the AND gate 13.14 are respectively supplied to a compensation circuit 15.16. These compensation circuits 15 and 16 are for compensating for the energy loss in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 in the motor drive circuit 18. The energy loss in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 is almost constant and can be ignored when the pulse width of the pulse signal is large, but when the pulse width is small, the loss ratio increases. It's coming. Therefore, as shown by the broken line in Figure 9, the gain decreases in the region where the pulse width of the double-pulse signal is small, so when the pulse width is small, the energy loss in the back electromotive force absorbing diodes D+ and D2 is It would be better to compensate for this.

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するならば、コンデンサ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
ことによってコンデンサ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C
2の両端電圧は第10図N))に示す如く変化する。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COM P y
の出力端には入力パルス(a)の発生時からその濶滅後
一定時間Ta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7aが追加さ
れたことになり、この追加されたパルス幅l”a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
Here, to explain the circuit operation of the compensation circuit 15 with reference to the waveform diagram in FIG. 10, the capacitor C2 is charged with a constant current by the constant current source 1a, and responds to the input pulse (a). When the transistor Q7 is turned on, the charge in the capacitor C2 is instantly discharged, and the capacitor C2 is charged again with a constant current from the time when the input pulse (a) disappears. Therefore, capacitor C
The voltage across the terminal 2 changes as shown in FIG. 10N)). This both-end voltage (b) is compared with the reference voltage Eo by the comparator COMP7, and as a result, the comparator COMP7
A pulse signal (C) is obtained at the output end of the pulse signal (C) having a pulse width corresponding to the period from when the input pulse (a) is generated until a certain period of time Ta has elapsed after the input pulse (a) disappears. That is,
This means that a certain pulse width 7a is added to the input pulse (a), and the back electromotive force absorbing diode D is
+, the energy loss at D2 can be compensated for.

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 7の基準電圧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Q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
ら、入力パルスのパルス幅が極めて小ざい領域■。
FIG. 11 shows the input/output characteristics of the compensation circuits 15 and 16, that is, the relationship between the pulse width of the input pulse and the added pulse width. In the pulse width region (■) of the input pulse where the input pulse cannot drop to the level where it cannot be lowered, no pulse width is added, but in the region (■) where the input pulse reaches the zero level below the base Q voltage Eo, the additional pulse width changes proportionally and reaches the zero level. In the area (■) after that, the added pulse width becomes a fixed width. In other words, the pulse width of the input pulse is extremely small.

■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、その結果領域■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。
In case (2), there is no addition of pulse width or the additional pulse width changes proportionally, but this is due to the fact that the rise and fall of the input pulse are not steep but actually gentle; In the region (2), the gain can be improved as shown by the solid line in FIG.

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29と
、このパルス発生回路29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で
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より小なるときには、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DI 、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。
The compensation circuits 15 and 16 are not limited to the configurations of the above embodiments, but may include, for example, as shown in FIG.
Constant pulse width T in response to the rising edge of the input pulse
The pulse generating circuit 29 may be configured to include a pulse generating circuit 29 that generates a pulse signal having a pulse signal having a value of b, and an OR gate 30 that calculates the logical sum of the output pulse of the pulse generating circuit 29 and the input pulse. In this configuration, when the pulse width of the input pulse is smaller than the pulse width Tb, a pulse signal having the pulse width Tb is always output from the OR gate 30, so that the pulse width of the input pulse is the opposite of that when the pulse width is small. The energy loss in the electromotive force absorbing diodes DI and D2 is compensated for, and when the pulse width of the input pulse is greater than the pulse width Tb, the pulse width of the input pulse is not changed.

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。
In the above embodiment, a case has been described in which the application is applied to a drive circuit of a spindle motor that rotationally drives a compact disc, but the application is not limited to this, but is applicable to a carriage motor that drives a pickup, a focus of information reading light in a pickup, etc. It can also be applied to drive circuits for focus actuators and tracking actuators that control tracking, and can be widely applied not only to compact disc players but also to drive circuits for various loads in various devices.

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。
As described in detail, the PWM drive circuit according to the present invention is configured to use only the linear portion of the triangular wave signal to generate the pulse signal that drives the load, so that ringing does not occur at the tip of the triangular wave. Even if the signal level is increased or the signal level is rounded, there is no influence from these factors, and the linearity of the input/output characteristics can be improved, especially when the signal level of the drive signal is small.

また、三角波信号の傾斜角及びピーク値を電源電圧の変
動に応じて制御することにより、同一の駆動信号レベル
に対して駆動パルスのパルス幅を変化せしめる構成とな
っているので、電源電圧が変動しても同一の駆動信号レ
ベルに対して駆動電力を一定にできるから、電源電圧の
変動に対しても常に安定した動作が可能となる。
In addition, by controlling the slope angle and peak value of the triangular wave signal according to fluctuations in the power supply voltage, the pulse width of the drive pulse can be changed for the same drive signal level, so the power supply voltage will fluctuate. Since the drive power can be kept constant for the same drive signal level even when the power supply voltage varies, stable operation is always possible even when the power supply voltage fluctuates.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、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(A>、(B)は電源電圧の変動
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
tOFF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tOFF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
・部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
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a waveform diagram of each part to explain the circuit operation of the triangular wave generation circuit in the figure. Figure 3 is a waveform diagram of each part to explain the operation of generating two pulse signals corresponding to the drive direction of the load by PWM operation. (A>, (B) are waveform diagrams to explain the operation of changing the slope angle and peak value of the triangular wave in response to fluctuations in the power supply voltage. Figure 5 is a waveform diagram for explaining the operation of changing the slope angle and peak value of the triangular wave in response to fluctuations in the power supply voltage. Figure 6 is a waveform diagram of each part to explain the circuit operation of the simultaneous ON prevention circuit for power transistors. Figure 6 is a diagram to explain the tOFF delay time of the transistor. Figure 7 is a diagram for explaining the simultaneous ON prevention circuit.
A block diagram showing another embodiment of the prevention circuit, FIG.
Figure 9 is a diagram showing the change in gain due to energy loss due to back electromotive force in a diode for absorbing back electromotive force. A waveform diagram for explaining the circuit operation of a compensation circuit that compensates for energy loss/portion due to back electromotive force in a diode, FIG. 11 is a diagram showing the input/output characteristics of such a compensation circuit, and FIG. 12 is a diagram showing the input/output characteristics of such a compensation circuit. FIG. 13, a block diagram showing another embodiment, is a diagram for explaining a conventional example and its operation. Explanation of symbols of main parts 1...First constant current source 2...Second constant current source 3.9...Comparison circuit 8... Triangular wave generation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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(パルス幅変調)駆動回路であつて、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
較入力とする第1の比較回路とを備え、前記三角波生成
手段は、第1の定電流源と、前記第1の定電流源と直列
接続されかつ前記第1の定電流源の2倍の電流を吸い込
む第2の定電流源と、前記第1及び第2の定電流源の共
通接続点と基準電位点との間に接続された蓄電手段と、
前記蓄電手段の出力レベルを監視する第2の比較回路と
、前記第2の比較回路の出力に基づいて前記第2の定電
流源の活性化・非活性化の制御をなす制御手段と、前記
第1及び第2の定電流源の定電流値を設定する電流値設
定手段とを含み、前記電流値設定手段は電源電圧の変動
に応じて前記第1及び第2の定電流源の定電流値を制御
し、前記第2の比較回路の比較基準レベルは前記電源電
圧の分圧によって設定され、前記蓄電手段の出力信号に
基づいて前記2相の三角波信号を出力することを特徴と
するPWM駆動回路。
This is a PWM (pulse width modulation) drive circuit that generates a pulse signal with a pulse width corresponding to the signal level of the drive signal, and switches and drives a load based on this pulse signal. a first comparator circuit that uses the two-phase triangular wave signals as reference inputs for upper and lower limits, respectively, and uses the drive signal as a comparison input; , a first constant current source, a second constant current source connected in series with the first constant current source and sinking twice as much current as the first constant current source, and the first and second constant current sources. a power storage means connected between a common connection point of the constant current source and a reference potential point;
a second comparison circuit for monitoring the output level of the power storage means; a control means for controlling activation/deactivation of the second constant current source based on the output of the second comparison circuit; current value setting means for setting constant current values of the first and second constant current sources; PWM, wherein the comparison reference level of the second comparison circuit is set by dividing the power supply voltage, and the two-phase triangular wave signal is output based on the output signal of the power storage means. drive circuit.
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JP2019508007A (en) * 2016-11-25 2019-03-22 エルジー・ケム・リミテッド Diagnostic system for DC-DC voltage converter

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