JPS6397008A

JPS6397008A - パルス幅変調波形発生回路

Info

Publication number: JPS6397008A
Application number: JP61242658A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshioka; 徹吉岡
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1988-04-27

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】（産業上の利用分野〕本発明は、基準三角波電圧と被変調入力電圧を比較器で
比較してパルス幅変調された出力を得るパルス幅変調波
形発生回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、単極性のパルス幅変調波形を得る回路としては、
例えば第７図に示すものがある。比較器１９の非反転入
力端子に基準三角波電圧を加え、反転入力端子に被変調
入力電圧を加える。被変調入力電圧と基準三角波電圧と
が第８図（イ）に示すような関係で変化したとすると、
比較器１９の出力には、第８図（ロ）に示すような単極
性のパルス幅変調波形が得られる。

また、双極性のパルス幅変調波形を得る回路としては、
例えば第９図に示すものがある。比較器２０の非反転入
力端子と比較器２１の反転入力端子とに被変調入力電圧
が加えられ、比較器′２０の反転入力端子と比較器２１
の非反転入力端子とに基準三角波電圧が加えられる。被
変調入力電圧と基準三角波電圧とが第１０図（イ）に示
すような関係で変化したとすると、比較器２０および２
１の出力は、それぞれ第１０図（ロ）、（ハ）に示すよ
うな波形となり、２つ併せて双極性のパルス幅変調波形
とすることが出来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

パルス幅変調による電圧制ｍ＊よりモーターを制御した
りすることが広く行われているが、用途が拡大するにつ
れて、制御回路の簡便さと制御性能の向上が強く要求さ
れるようになってきた。

しかるに、前記従来の回路では、単極性なら単極性だけ
、双極性なら双極性だけというように、１つの回路では
１つの種類の出力しか得ることが出来なかった。そのた
め、単極性および双極性のパルスによる制御をしようと
すれば、前記した２つの回路を搭載せねばならず、構成
が複雑になるという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、１つのパルス幅変調波形発生回路で、いろ
いろな種類の単極性のパルス、双極性のパルスが得られ
るようにするため、電源とアースとの間に設けた分圧回
路と、反転入力端子、非反転入力端子を有する２つの比
較器とを具えしめ、比較器への入力を次のようにした。

被変調入力電圧を、２つの比較器の互いに異なる種類の
入力端子の１組に印加した。

基準三角波電圧を前記分圧回路の中間点に印加し、該中
間点と電源との間の電圧を分圧して一方の比較器の残り
の入力端子に入力し、該中間点とアースとの間の電圧を
分圧して他方の比較器の残りの入力端子に入力した。

〔実　施　例〕

第１図に本発明の実施例を示す。

（構成）図において、１は被変調入力電圧を入力する端子、２は
基準三角波電圧を入力する端子、３ないし６は抵抗、７
，８は比較器、９はＨ型プリフジ、１０ないし１３は抵
抗、１４ないし１７はトランジスタ、１８は負荷である
。また、ｖＩは抵抗３゜４の接続点の電圧、ｖｔは抵抗
４．５の接続点の電圧、■、は抵抗５．６の接続点の電
圧を示す。

抵抗３ないし６は、電源（その電圧Ｖ　ｃｃ）とアース
との間を分圧する分圧回路を構成する。各抵抗の抵抗値
を変えることにより、分圧比を任意に変えることが出来
る。抵抗４と抵抗５との接続点には、基準三角波電圧を
印加する端子２が接続されている。従って、電圧Ｖ、は
、電源の電圧ＶＣＣを抵抗３．４と抵抗５．６とで分圧
した電圧に、基準三角波電圧を重畳した電圧となる。電
圧Ｖ。

が、比較器７の反転入力端子に入力され、電圧ｖ３が比
較器８の非反転入力端子に入力される。比較器７の非反
転入力端子と、比較器８の反転入力端子に、被変調入力
電圧が印加される。比較器の出力は、Ｈ型ブリッジ９の
トランジスタ１６．１７のベースに供給される。トラン
ジスタ１５．１６がオンした時、負荷１８へは右から左
の方向へ電流が流れ、トランジスタ１４．１７がオンし
た時、左から右の方向へ電流が流される。

（動作）第２図は、第１図の分圧回路中の電圧Ｖ、、Ｖ、。

■３の波形を示す、各波形は、抵抗３ないし６の抵抗値
を変えて分圧比を変えることによって、上下方向にずら
すことができる０例えば、抵抗３の抵抗値を小さくすれ
ば、電圧ｖ１の波形は上方にずれ、電圧■ｃｃに近づく
、大きくすれば下方にずれる。被変調入力電圧ｖ１の波
形は、説明の便宜上、直流の定電圧とする。

第３図は、単極性のパルス幅変調波形を得る場合の波形
図である。この場合は、第３図の（イ）で示すように電
圧Ｖ、の最小値と電圧■３の最大値とを等しくする。今
、被変調入力電圧である直流の定電圧Ｖｉｆｉが図の如
く電圧■、と交わっているとすると、電圧ｖ１の最小値
は電圧■、の最大値と等しいわけであるから、当然、電
圧■１はどの時点をとっても被変調入力電圧Ｖａｎより
大である。従って、比較器７においては常に反転入力端
子の電圧の方が大きくなり、比較器７の出力は第３図（
ロ）に示すように常にロー（ｌｏｗ　）となる。

よってトランジスタ１７はオフである。一方、比較器８
においては、時刻１．ないしｔ８の期間では、電圧Ｖ、
の方が電圧Ｖ　ｉ　ａより大、即ち非反転入力端子の電
圧の方が反転入力端子の電圧より大となり、比較器８の
出力はハイ　（ｈｉｇｈ）となる。

次の、時刻ｔ２ないしｔ、の期間では逆に小となり、比
較器８の出力はローとなる。従って、比較器８の出力波
形は第３図（ハ）に示すような波形となる。この出力は
第１図のトランジスタ１６のベースに供給される。トラ
ンジスタ１６のベースにハイの出力が供給されると、ト
ランジスタ１６にベース電流が流れて、トランジスタ１
６はオンとなる。すると、抵抗１３．トランジスタ１６
を通ってトランジスタ１５にベース電流が流れ、トラン
ジスタ１５もオンとなる。トランジスタ１４゜１７はオ
フであるから、結局、負荷１８へはトランジスタ１５．
１６を経て、右から左の方向へのＴｉ、流が流れること
となる。負荷電流の大きさは、第３図（ハ）の波形の幅
によって決定される。電圧ｖ１．が電圧ｖ１と交わって
いる場合は、上記とは逆に比較器８の出力は常にローと
なり、比較器７の出力は矩形波となる。そして、負荷へ
は上記とは逆の方向に電流が流れる。このように、第３
図の如く電圧Ｖ、、Ｖ、を設定した時には、一方の比較
器のみからパルノ、幅変調波形を得ることができる。即
ち、単極性のパルス幅変調波形を得ることが出来る。

第４図は、不惑帯のある単極性のパルス幅変調波形を得
る場合の波形図である。この場合は、第４図（イ）に示
すように、電圧ｖ１の最小値と電圧Ｖ、の最大値との間
にギャップｄをとってやる。

被変調入力電圧Ｖ　ｒｎがこのギヤツブｄ中にある間は
、比較器７，８の反転入力端子の電圧は非反転入力端子
の電圧よりも大になるから、それらの出力は、第４図（
ロ）、（ハ）に示すようにいずれもローとなり、負荷１
８へは電流は流れない、つまり、このギャップｄは不感
帯となっている。被変調入力電圧Ｖｌ＋＋が上記ギャッ
プｄより上または下の値となって電圧■、あるいはＶ、
と交わると、比較器７または８がハイの出力を出す期間
が生じて、第３図のような単極性のパルス幅変調波形が
得られる。すると、負＋１Ｔ１８には何れか一方向の電
流が流れる。

第５図は、デッドタイム（ｄｅａｄ　ｔｉｎｇｅ）のあ
る双極性のパルス幅変調波形を得る場合の波形図である
。この場合は、第５図（イ）に示すように、電圧■、の
最高値と最小値との間に、電圧■、の最高値が来るよう
にしてやる。比較器７の出力は次のようになる０時刻ｔ
１ないしｔ４までの期間では、電圧Ｖ、の方が電圧ｖ、
ｆｉより大きいから、出力はローとなる。時刻ｔ４ない
しｔ、までの期間では、逆に小さいから、出力はハイと
なる。結局、比較器７の出力は第５図（ロ）のようにな
る、一方、比較器８の出力は次のようになる０時刻ｔ８
ないしｔ、の期間では、電圧Ｖ、の方が電圧Ｖｌ＋＋よ
り大きいから、出力はハイとなる０時刻ｔ、ないし１．
までの期間では、逆に小さいからローとなる。結局、比
較器８の出力は第５図（ハ）のようになる、第５図（ロ
）、（ハ）に示す２種のパルス幅変調波形の間には、例
えば時刻ｔ、ないしｔ４間のように、共に出力がローで
あるというデッドタイムが存在している。こうして、デ
ッドタイムのある双極性のパルス幅変調波形が得られる
。

デッドタイムは、第５図（ロ）の波形の立ち下がり後、
直ちに第５図（ハ）の波形を立ち上がらせたのでは、こ
れらの波形によって駆動されている負荷に悪影響を与え
てしまうという場合等に、必要とされる。

第６図は、デッドタイムの無い双極性のパルス幅変調波
形を得る場合の波形図を示す、この場合は、電圧ｖ１と
■ユを一敗させ、被変調入力電圧ｖＬｌｌをそれと交わ
らせてやればよい。そうすると、比較器７．８は交互に
ハイの出力を出し、それぞれ第６図（ロ）、（ハ）のよ
うな波形となる。これには、デッドタイムは存在しない
。

なお、上側では被変調入力電圧として定電圧の直流を入
力したが、入力としては種々の波形のものを用いること
ができる０例えば、正弦波でもよいし、鋸歯状波でもよ
い。

負荷として例えばＤＣサーボモータを接続した場合、正
逆回転の制御を簡単に行うことができる。

〔発明の効果〕

以上述べた如き本発明によれば、分圧回路の分圧比を変
えるだけで、単極性、双極性のいろいろなパルス幅変調
波形を得ることができる。そのため、単方向の電圧、電
流の制御めみならず、双方向の電圧、電流の制御も一つ
の回路ですることができ、簡単な構成で広範囲の負荷の
制御に応することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例第２図・・・本発明に用いる分圧回路の電圧波形図第３
ないし６図・・・本発明の詳細な説明する波形図第７図
・・・従来の単極性パルス幅変調波形発生回路第８図・
・・第７図の回路の動作を説明する波形図第９図・・・
従来の双極性パルス幅変調波形発生回路第１０図・・・
第９図の回路の動作を説明する波形図図において、１は
被変調入力電圧を入力する端子、２は基準三角波電圧を
入力する端子、３ないし６は抵抗、７．８は比較器、９
はＨ型ブリッジ、ＩＯないし１３は抵抗、１４ないし１
７はトランジスタ、１８は負荷、１９ないし２１は比較
器である。また、■、は抵抗３．４の接続点の電圧、ｖ
２は抵抗４．５の接続点の電圧、■、は抵抗５．６の接
続点の電圧を示す。特許出願人　　澤藤電機株式会社代理人弁理士　森　１）　寛（外２名）第　１　図一一−を賂　２１２］第３１２１　　　　　＄４図第　５　（２１葛　６７ＶＪ７（１２１＄　９　図第　８Ｉ２１＃１０　図

Claims

【特許請求の範囲】基準三角波電圧と被変調入力電圧を比較器で比較してパ
ルス幅変調された出力を得るパルス幅変調波形発生回路
において、第１の抵抗、第２の抵抗、第３の抵抗および第４の抵抗
をこの順に接続してなり、電源とアースとの間の電圧を
分圧すると共に、第２の抵抗と第３の抵抗との接続点に
基準三角波電圧を加えるようにした分圧回路と、一方の入力端子に被変調入力電圧が加えられ、他方の入
力端子に第１の抵抗と第２の抵抗との接続点の電圧が加
えられる第１の比較器と、一方の入力端子に被変調入力電圧が加えられ、他方の入
力端子に第３の抵抗と第４の抵抗との接続点の電圧が加
えられる第２の比較器とを有し、分圧回路の分圧比を変
えることによって、不感帯のある単極性パルス幅変調波
形、不感帯の無い単極性パルス幅変調波形、デッドタイ
ムのある双極性パルス幅変調波形、デッドタイムの無い
双極性パルス幅変調波形を得ることが出来るようにした
ことを特徴とするパルス幅変調波形発生回路。