JP2007318873A - PWM motor drive circuit - Google Patents
PWM motor drive circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007318873A JP2007318873A JP2006144231A JP2006144231A JP2007318873A JP 2007318873 A JP2007318873 A JP 2007318873A JP 2006144231 A JP2006144231 A JP 2006144231A JP 2006144231 A JP2006144231 A JP 2006144231A JP 2007318873 A JP2007318873 A JP 2007318873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- resistor
- channel mosfet
- mosfet transistor
- transistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 11
- 238000012421 spiking Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【課題】スイッチング時のスパイクノイズを低減する。
【解決手段】バイアス抵抗R1と並列に、出力回路のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソース端子とゲート端子に電流制限抵抗Raを介してシャント用NPNトランジスタQ1を接続する。前記出力回路のNチャンネルMOSFETトランジスタTru−のゲート端子に第2のダイオードDaのカソード端子と抵抗Rbの一端を接続した直列回路Sを抵抗Rbの他端側を前記MOSFETトランジスタTru−のゲート端子側にして第3の抵抗R7と並列に接続する。こうすることで、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のターンオフの際のゲートに蓄積した電荷の放電は電流制限抵抗Raを介して行なう。一方、NチャンネルMOSFETトランジスタTru−のターンオフの際のゲートに蓄積した電荷の放電は第3の抵抗R7を介して行なうことで、ターンオフ電流のdi/dtを規制してスパイクノイズを低減する。
【選択図】図1Spiking noise during switching is reduced.
In parallel with a bias resistor R1, a shunt NPN transistor Q1 is connected to a source terminal and a gate terminal of a P-channel MOSFET transistor Tru + of the output circuit via a current limiting resistor Ra. The series circuit S in which the cathode terminal of the second diode Da and one end of the resistor Rb are connected to the gate terminal of the N-channel MOSFET transistor Tru- of the output circuit, and the other end of the resistor Rb is connected to the gate of the MOSFET transistor Tru- . The terminal is connected in parallel with the third resistor R7. Thus, the charge accumulated in the gate at the time of turning off the P-channel MOSFET transistor Tru + is discharged via the current limiting resistor Ra. On the other hand, the charge accumulated in the gate at the turn-off time of the N-channel MOSFET transistor Tru- is discharged through the third resistor R7, thereby restricting the di / dt of the turn-off current and reducing spike noise.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、スイッチングの際のスパイクノイズを低減したPWMモータ駆動回路に関するものである。 The present invention relates to a PWM motor drive circuit that reduces spike noise during switching.
ブラシレスDCモータをPWM制御する回路として、例えば、(特許文献1)に記載された図3に示すような3相インバータ回路がある。 As a circuit for PWM-controlling a brushless DC motor, for example, there is a three-phase inverter circuit as shown in FIG. 3 described in (Patent Document 1).
この回路は、マイコン制御のブラシレスDCモータの駆動回路で、図3のように、各相U、V、Wのモータコイル(以下、ステータコイル)駆動用の出力回路に、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+、Trv+、Trw+とNチャンネルMOSFETトランジスタTru−、Trv−、Trw−を使用して省電力を図ったものである。 This circuit is a driving circuit for a brushless DC motor controlled by a microcomputer. As shown in FIG. 3, an output circuit for driving motor coils (hereinafter referred to as stator coils) of each phase U, V, W is connected to a P-channel MOSFET transistor Tru +. , Tr v + , Tr w + and N-channel MOSFET transistors Tr u− , Tr v− , Tr w− are used to save power.
さらに、この駆動回路のU、V、Wの各相のドライブ回路1は、図4のように(図ではU相を示している)、上側のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソース端子とゲート端子間にバイアス抵抗R1を設け、そのバイアス抵抗R1と並列にシャント用NPNトランジスタQ1を設けてある。そして、前記トランジスタQ1をPチャンネルMOSFETトランジスタTru+がターンオフする際にオンすることで、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のターンオフスピードの向上を図り、スイッチング損失を低減するというものである。
Further, as shown in FIG. 4 (the U phase is shown), the
ところで、上記のドライブ回路1では、図5(a)の“イ”に示すように、例えば、U相のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+がONで、V相のNチャンネルMOSFETトランジスタTrv−がONとなり、電流i1が図のようにステータコイルU→Vへ流れる。この電流i1は、ステータコイルU−V間のインダクタンスL(mH)及び抵抗R(Ω)によって決まる時定数α=L/R(s)に従って図5(b)に示すように、指数関数的に増加する。
By the way, in the
次に、図5“ロ”のように、U相のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+がONからOFFへ切り替わると、電流i2は図示のように流れ、時定数αに基づいて図5(b)のように、指数関数的に減少する。 Next, as shown in FIG. 5 "B", the U-phase of the P-channel MOSFET transistor Tr u + is switched from ON to OFF, the current i 2 flows as shown, when based on the constant α 5 (b) Like, it decreases exponentially.
このとき、電流i1が図5(a)の“イ”に示すように、ステータコイルU→Vに流入する方向を正とすると、その変化量di/dtは正である。一方、図5(a)の“ロ”では、ステータコイルU→Vへ流入する電流の方向は変化しないが、電流が減少するので、変化量di/dtは負になる。このように、電流の変化量di/dtの符号が正から負へ変化することで、ステータコイルU、Vに生じる電圧降下の向きが反転し、電流i2の流路がダイオードD3を通るように変わる。 At this time, if the direction in which the current i 1 flows into the stator coil U → V is positive as indicated by “A” in FIG. 5A, the amount of change di / dt is positive. On the other hand, in “B” in FIG. 5A, the direction of the current flowing into the stator coil U → V does not change, but since the current decreases, the change amount di / dt becomes negative. In this way, by the sign of the variation di / dt of the current changes from positive to negative, the stator coils U, orientation inverted voltage drop generated in the V, so that the current flow path i 2 passes through the diode D3 Changes to.
ここで、問題なのは、まず、図5(b)の“イ”から“ロ”へ変わる際のTru+のターンオフのスピードである。この場合は、短い時間の間に電流を、減少→増加、増加→減少と変化させるため、電流の変化量di/dtが大きく、配線インダクタンスを含むステータコイルU、Vのインダクタンス値Lに変化量±di/dtを乗じたスパイク電圧を生じてしまう。同様に、図6の“ハ”“ニ”に示すようなNチャンネルMOSFETトランジスタTrv−のターンオフ時にもスパイク電圧を生じてしまう。 Here, the problem is firstly the turn-off speed of Tru + when changing from “A” to “B” in FIG. In this case, since the current is changed from decrease → increase and increase → decrease in a short time, the current change amount di / dt is large, and the change amount is changed to the inductance value L of the stator coils U and V including the wiring inductance. A spike voltage multiplied by ± di / dt is generated. Similarly, a spike voltage is also generated when the N-channel MOSFET transistor Trv− is turned off as indicated by “c” and “d” in FIG.
しかしながら、上記のスパイク電圧によるノイズは、大きなものでは数百mp−pVに達し、図7に示すように、リンギングを含んだ減衰波形を伴う数百(KHZ)から数百(MHZ)と幅広い周波数成分を含むものになる。 However, the noise due to the spike voltage reaches several hundreds mp-pV at a large level, and as shown in FIG. 7, the frequency ranges from several hundreds (KHZ) to several hundreds (MHZ) with an attenuation waveform including ringing. Contains ingredients.
そのため、このスパイクノイズは、AC電源側へ帰還すると、雑音端子電圧や雑音端子電力となって、動作マージンを確実に減少させる。そして、電気用品安全法の技術基準値に対して悪影響を及ぼす。 Therefore, when this spike noise is fed back to the AC power supply side, it becomes a noise terminal voltage or noise terminal power, and the operation margin is surely reduced. And it adversely affects the technical standard value of the Electrical Appliance and Material Safety Law.
そこで、この発明の課題は、動作マージンを減少させるスパイクノイズを低減することである。 Therefore, an object of the present invention is to reduce spike noise that reduces the operating margin.
上記の課題を解決するため、この発明では、バイアス抵抗と並列に出力回路のPチャンネルMOSFETトランジスタのソース端子とゲート端子に接続するシャント用NPNトランジスタのコレクタとソース端子間あるいはエミッタとゲート端子間のいずれか一方あるいは両方に電流制限抵抗を設けるとともに、前記出力回路のNチャンネルMOSFETトランジスタのゲート端子に第2のダイオードのカソード端子と抵抗の一端を接続した直列回路を抵抗の他端側を前記MOSFETトランジスタのゲート端子側にして第3の抵抗と並列に接続した構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, between the collector and source terminals of the shunt NPN transistor connected between the source terminal and gate terminal of the P-channel MOSFET transistor of the output circuit in parallel with the bias resistor, or between the emitter and gate terminal. A current limiting resistor is provided in one or both, and a series circuit in which the cathode terminal of the second diode and one end of the resistor are connected to the gate terminal of the N-channel MOSFET transistor of the output circuit is connected to the other end side of the resistor. A configuration is adopted in which the transistor is connected in parallel with the third resistor on the gate terminal side.
このような構成を採用することにより、PチャンネルMOSFETトランジスタがターンオフの際のゲートに蓄積した電荷(寄生容量)の放電はNPNトランジスタが電流制限抵抗を介して行なう。こうすることで、放電時のゲート電圧の変化を緩やかにして電流のdi/dtを規制する。一方、NチャンネルMOSFETトランジスタでは、並列回路の合成した抵抗を介してNチャンネルMOSFETトランジスタをターンオンし、ターンオフの際は、並列回路のダイオードは逆接続となって直列回路がオフになる。そのため、NチャンネルMOSFETトランジスタのゲート電荷は、第3の抵抗(抵抗値は合成抵抗よりも高い)を介して放電されることになる。こうすることで、放電時のゲート電圧の変化を緩やかにできるので、電流のdi/dtを規制することができる。 By adopting such a configuration, the NPN transistor discharges the charge (parasitic capacitance) accumulated in the gate when the P-channel MOSFET transistor is turned off through the current limiting resistor. In this way, the change in the gate voltage during discharge is moderated to regulate the current di / dt. On the other hand, in the N-channel MOSFET transistor, the N-channel MOSFET transistor is turned on via the combined resistance of the parallel circuit. When turning off, the diode of the parallel circuit is reversely connected and the series circuit is turned off. Therefore, the gate charge of the N-channel MOSFET transistor is discharged via the third resistor (the resistance value is higher than the combined resistance). By so doing, the change in the gate voltage during discharge can be moderated, so that the current di / dt can be regulated.
この発明は、以上のように構成したことにより、スパイクノイズを減少させた駆動回路を実現できる。 According to the present invention configured as described above, a driving circuit with reduced spike noise can be realized.
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本願のマイコン制御による三相ブラシレスDCモータ駆動回路の一つの相(U相)を示しており、出力回路にPチャンネルMOSFETトランジスタTru+ とNチャンネルMOSFETトランジスタTru− を用いたもので、単一電源で作動する。 FIG. 1 shows one phase (U phase) of the three-phase brushless DC motor driving circuit controlled by the microcomputer according to the present application, and uses an output circuit using a P-channel MOSFET transistor Tru + and an N-channel MOSFET transistor Tru-. It operates with a single power supply.
前記出力回路は、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のドレイン端子とNチャンネルMOSFETトランジスタTru−のドレイン端子を接続し、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソース端子を電源(プラス側)+VDDと接続して、NチャンネルMOSFETトランジスタTru−のソース端子を電源のマイナス側GNDに接続し、前記PチャンネルMOSFETトランジスタTru+とNチャンネルMOSFETトランジスタTru−のドレイン端子の接続点をモータのステータコイルUへの出力としてある。 The output circuit connects the drain terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + and the drain terminal of the N-channel MOSFET transistor Tru- , and connects the source terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + to the power supply (positive side) + V DD. , The source terminal of the N channel MOSFET transistor Tr u− is connected to the negative side GND of the power source, and the connection point of the drain terminal of the P channel MOSFET transistor Tr u + and the N channel MOSFET transistor Tr u− is connected to the stator coil U of the motor. As output.
また、そのPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソース端子とゲート端子間にバイアス抵抗R1を接続して、そのバイアス抵抗R1と並列にシャント用NPNトランジスタQ1のコレクタ端子とエミッタ端子をPチャンネルMOSFETトランジスタTrv+のソース端子とゲート端子に接続するとともに、前記NPNトランジスタQ1のエミッタとPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のゲート端子間に電流制限抵抗Raを設けた構成としてある。 Also, by connecting the bias resistor R1 between the P-channel MOSFET transistor Tr u + source and gate terminals of the bias resistors R1 and P-channel MOSFET transistor the collector and emitter terminals of the shunt NPN transistor Q1 in parallel Tr v + The current limiting resistor Ra is provided between the emitter of the NPN transistor Q1 and the gate terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + .
ここで、前記電流制限抵抗Raは、シャント用NPNトランジスタQ1が短絡時の電流を制限するためのものである。そのため、この形態では、シャント用NPNトランジスタQ1のエミッタとPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のゲート端子との間に設けたが、これに限定されるものではなく、シャント用NPNトランジスタQ1のコレクタとPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソース端子間に設けたり、前記エミッタとゲート端子及びコレクタとソース端子間の両方に分割して設けたりしても良い。 The current limiting resistor Ra is for limiting the current when the shunt NPN transistor Q1 is short-circuited. Therefore, in this embodiment, it is provided between the emitter of the shunt NPN transistor Q1 and the gate terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + , but is not limited to this, and the collector of the shunt NPN transistor Q1 and the P-channel It may be provided between the source terminals of the MOSFET transistor Tru + , or may be provided separately between the emitter and gate terminals and between the collector and source terminals.
また、前記PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のゲート端子には、第1の抵抗R2の一方を接続し、その抵抗R2の他方を入力用NPNトランジスタQ2のコレクタ端子と接続して、そのトランジスタQ2のベース端子を電源(プラス側)+VCCに抵抗R5を介して接続し、そのトランジスタQ2のエミッタ端子を第2の抵抗R6を介してマイコン2のポートP1に接続してある。このように、ベース接地によるトランジスタ入力回路を設けたことにより、高速応答できるようになり、また、入力インピーダンスも小さくできるので、ノイズに対する余裕度も高くできる。
The gate terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + is connected to one end of the first resistor R2, the other end of the resistor R2 is connected to the collector terminal of the input NPN transistor Q2, and the base of the transistor Q2 is connected. connect the terminal power supply via the (positive) + V CC to the resistor R5, it is connected to the port P1 of the
この入力用NPNトランジスタQ2のベース端子とエミッタ端子には、ダイオードD4を逆接続し、入力用NPNトランジスタQ2のVbe=0.6Vとなるようにしてマイコン2のポートP1の出力電圧で電流を流せるようになっている。
A diode D4 is reversely connected to the base terminal and the emitter terminal of the input NPN transistor Q2 so that a current can flow at the output voltage of the port P1 of the
一方、前記第1の抵抗R2とPチャンネルMOSFETトランジスタTru+のゲート端子との接続点にダイオードD1のアノード端子を接続し、第1の抵抗R2と入力用NPNトランジスタQ2のコレクタ端子との接続点にコンデンサC1の一方を接続して、そのコンデンサC1の他方とダイオードD1のカソード端子とを抵抗R3(R3<R2)を介して接続し、その接続点をシャント用NPNトランジスタQ1のベース端子に接続してある。 On the other hand, the anode terminal of the diode D1 is connected to the connection point between the first resistor R2 and the gate terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + , and the connection point between the first resistor R2 and the collector terminal of the input NPN transistor Q2. One end of the capacitor C1 is connected to the other end, the other end of the capacitor C1 and the cathode terminal of the diode D1 are connected via a resistor R3 (R3 <R2), and the connection point is connected to the base terminal of the shunt NPN transistor Q1. It is.
こうすることで、コンデンサC1へ流れる過大な電流によってダイオードD1が破損することを防止して信頼性を向上させている。 By doing so, the diode D1 is prevented from being damaged by an excessive current flowing to the capacitor C1, thereby improving the reliability.
他方、出力回路のNチャンネルMOSFETトランジスタTru−には、ゲート端子にダイオードDaのカソード端子と抵抗Rbの一端を接続した直列回路Sを、抵抗Rbの他端側を前記MOSFETトランジスタTru−のゲート端子側にして第3の抵抗R7と並列に接続してある。そして、そのゲート端子に一端を接続した並列回路の他端をマイコン2のポートP2に接続して、前記入力信号と同位相の入力信号を入力するようにしてある。
On the other hand, the N-channel MOSFET transistor Tru- of the output circuit includes a series circuit S in which the gate terminal is connected to the cathode terminal of the diode Da and one end of the resistor Rb, and the other end of the resistor Rb is connected to the MOSFET transistor Tru- . The gate terminal is connected in parallel with the third resistor R7. The other end of the parallel circuit having one end connected to the gate terminal is connected to the port P2 of the
なお、ダイオードD2とD3はフライホイールダイオードである。また、抵抗R4はコンデンサC1の電荷を放電するための放電抵抗である。 Diodes D2 and D3 are flywheel diodes. The resistor R4 is a discharge resistor for discharging the electric charge of the capacitor C1.
上記のようにU相は構成されており、このように構成されたU相と、前記U相と同様の構成を有するV相とW相とで本願のPWMモータ駆動回路は構成される。また、このように構成される本願のU、V、W各相と、従来例で述べたU、V、W各相との相違は、ダイオードDaと、抵抗Rbの直列回路Sに関する部分と、電流制限抵抗Raに関する部分なので、その部分について本願発明を詳細に説明する。また、その際、理解を容易にするため、従来例で述べた図5及び図6の励磁パターンと電流経路を使用することにする。 The U phase is configured as described above, and the PWM motor drive circuit of the present application is configured by the U phase configured as described above, and the V phase and the W phase having the same configuration as the U phase. The difference between the U, V, and W phases of the present application configured as described above and the U, V, and W phases described in the conventional example is that a portion related to the series circuit S of the diode Da and the resistor Rb, Since this is a part related to the current limiting resistor Ra, the present invention will be described in detail for that part. In this case, in order to facilitate understanding, the excitation patterns and current paths shown in FIGS. 5 and 6 described in the conventional example are used.
いま、例えば、マイコン2のU相のポートP1が「L」、V相のポートP2が「H」になると、図5(a)の“イ”のように、U相のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+と、V相のNチャンネルMOSFETトランジスタTrv−がオンになる。
For example, when the U-phase port P1 of the
すなわち、ポートP1の「L」出力により、U相の入力用NPNトランジスタQ2がオンし抵抗R1→抵抗R2→NPNトランジスタQ2→抵抗R6の経路で電流が流れ、Pチ
ャンネルMOSFETトランジスタTru+は、ゲートが充電されてオンになる。
That is, the U-phase input NPN transistor Q2 is turned on by the “L” output of the port P1, and a current flows through the path of the resistor R1, the resistor R2, the NPN transistor Q2, and the resistor R6, and the P-channel MOSFET transistor Tru + Is charged and turned on.
このときのゲート電圧 VGSは、
VGS={R1/(R1+R2)}*(VDD−VCC) (V)
となり、この電圧で制御される。
The gate voltage V GS at this time is
V GS = {R1 / (R1 + R2)} * (V DD −V CC ) (V)
And is controlled by this voltage.
また、このとき、抵抗R1→ダイオードD1→抵抗R3→コンデンサC1に流れる電流により、コンデンサC1は図1の極性に充電される。 At this time, the capacitor C1 is charged to the polarity shown in FIG. 1 by the current flowing through the resistor R1, the diode D1, the resistor R3, and the capacitor C1.
一方、V相のNチャンネルMOSFETトランジスタTrv−のゲート端子は、ポートP2の「H」出力で、
ip=VCC/{R7*Rb/(R7+Rb)} (A)
となり、このピーク電流ipでNチャンネルMOSFETトランジスタTrv−のゲートは充電されてオンになる。
On the other hand, the gate terminal of the V-phase N-channel MOSFET transistor Tr v− is the “H” output of the port P2,
i p = V CC / {R7 * Rb / (R7 + Rb)} (A)
Next, N-channel MOSFET transistor Tr v-gate in the peak current i p is turned on is charged.
次に、U相のポートP1が「L」から「H」へ変わり、U相のPチャンネルMOSFETトランジスタTru+がオンからオフへ切り換わると、図5の“ロ”のように、U相の入力用NPNトランジスタQ2はオフになる。 Next, when the U-phase port P1 changes from “L” to “H” and the U-phase P-channel MOSFET transistor Tru + switches from on to off, as shown in FIG. The input NPN transistor Q2 is turned off.
このとき、コンデンサC1に蓄えられた電荷がシャント用NPNトランジスタQ1のベースに流入し、前記NPNトランジスタQ1をオンにする。そのため、オンになった前記シャント用NPNトランジスタQ1によって、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のソースとゲート端子が短絡され、ゲートの余剰キャリアは消滅することになる。 At this time, the electric charge stored in the capacitor C1 flows into the base of the shunt NPN transistor Q1, turning on the NPN transistor Q1. Therefore, the shunt NPN transistor Q1 is turned on to short-circuit the source and gate terminal of the P-channel MOSFET transistor Tru + , and the surplus gate carriers disappear.
このとき、流れる電流は、電流制限抵抗Raとバイアス抵抗R1との合成抵抗により規制されるのであるが、このときの時定数は、
CR=(Q/VG)*R//R1 (s)
ここで、
Q:ゲート電圧VGで充電された入力電荷 [C]
VGS:(R1/R1+R2)*(VDD−VCC)[V]
R//R1:Ra*R1/(Ra+R1)
で表され、従来のNPNトランジスタQ1のみのときに比べて大きな時定数により制限されることになる。したがって、電流の変化量di/dtを緩やかにすることができる。
At this time, the flowing current is regulated by the combined resistance of the current limiting resistor Ra and the bias resistor R1, but the time constant at this time is
CR = (Q / V G ) * R // R1 (s)
here,
Q: charge input charge at a gate voltage V G [C]
V GS : (R1 / R1 + R2) * (V DD −V CC ) [V]
R // R1: Ra * R1 / (Ra + R1)
This is limited by a large time constant as compared to the conventional NPN transistor Q1 alone. Therefore, the current change amount di / dt can be moderated.
その状態を図2の(a)と(b)に示す。図2(a)は、従来のNPNトランジスタQ1のみの場合を示す図で、図2(b)は、本願の電流制限抵抗Raを適用した場合である。この図から解るように、図2(a)、(b)に示すように、従来のものと、本願の電流制限抵抗Raを設けたものとの電流の変化量di/dt(図2中のA、B、C、D)を比較すると、明らかに
A>C、B>D
となる。これは、PチャンネルMOSFETトランジスタTru+のターンオフのスピードを緩めた効果である。このように、ターンオフのスピードが緩やかになると、電流の変化量di/dtが小さくなるので、スパイク電圧を抑えることができる。
The state is shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). FIG. 2A is a diagram showing a case where only the conventional NPN transistor Q1 is used, and FIG. 2B is a case where the current limiting resistor Ra of the present application is applied. As shown in FIGS. 2A and 2B, as shown in FIGS. 2A and 2B, the current change amount di / dt between the conventional one and the one provided with the current limiting resistor Ra of the present application (in FIG. 2). When A, B, C, D) are compared, it is clear that A> C, B> D
It becomes. This is an effect of slowing the turn-off speed of the P-channel MOSFET transistor Tru + . As described above, when the turn-off speed becomes slow, the current change amount di / dt becomes small, so that the spike voltage can be suppressed.
一方、V相のポートP2が「H」から「L」に切り換わり、図6の“ハ”→ “ニ”のように、NチャンネルMOSFETトランジスタTrv−がオンからオフへ切り換わった場合は、NチャンネルMOSFETトランジスタTrv−のゲート端子の電荷は、抵抗R7で放電されることになる。 On the other hand, when the V-phase port P2 is switched from “H” to “L” and the N-channel MOSFET transistor Tr v− is switched from on to off as shown in FIG. The charge at the gate terminal of the N-channel MOSFET transistor Tr v− is discharged by the resistor R7.
すなわち、ポートP2が「L」になると、並列回路はダイオードDaがオフになる。そのため、ゲート端子は、抵抗R7でポートP2と接続された状態になる。このとき、抵抗R7は、並列回路の合成抵抗よりも高い値を呈するので、ターンオフ時の電流の変化量di/dtを小さくすることができる。したがって、ターンオフ時の電流の変化量di/dtを小さくできるので、スパイク電圧を抑えることができる。 That is, when the port P2 becomes “L”, the diode Da in the parallel circuit is turned off. Therefore, the gate terminal is connected to the port P2 by the resistor R7. At this time, since the resistor R7 exhibits a value higher than the combined resistance of the parallel circuit, the current change amount di / dt at the time of turn-off can be reduced. Therefore, since the amount of change di / dt in current at turn-off can be reduced, the spike voltage can be suppressed.
このように、動作マージンを減少させるスイッチング時のスパイク電圧を低減させることができるので、AC電源へ回り込むノイズを低減して雑音端子電圧や雑音端子電力を小さくできる。そのため、動作マージンが大きく信頼性の高いPWM駆動回路を実現できる。 Thus, since the spike voltage at the time of switching that reduces the operation margin can be reduced, the noise sneaking into the AC power supply can be reduced and the noise terminal voltage and the noise terminal power can be reduced. Therefore, a highly reliable PWM drive circuit with a large operation margin can be realized.
この発明は、スパイク電圧の発生を抑制して信頼性の高いスイッチング回路を実現できるので、インバータ回路などへの利用にも最適である。 Since the present invention can realize a switching circuit with high reliability by suppressing the occurrence of spike voltage, it is also optimal for use in an inverter circuit or the like.
C1 コンデンサ
D1 第1のダイオード
Da 第2のダイオード
GND マイナス側
Q1 シャント用NPNトランジスタ
Q2 入力用NPNトランジスタ
R1 バイアス抵抗
R2 第1の抵抗
R6 第2の抵抗
R7 第3の抵抗
Rb 抵抗
Tru+ PチャンネルMOSFETトランジスタ
Tru− NチャンネルMOSFETトランジスタ
U、V、W ステータコイル
+VDD プラス側
+VCC プラス側
C1 capacitor D1 first diode Da second diode GND negative side Q1 shunt NPN transistor Q2 input NPN transistor R1 bias resistor R2 first resistor R6 second resistor R7 third resistor Rb resistor Tr u + P-channel MOSFET Transistor Tr u- N channel MOSFET transistors U, V, W Stator coil + V DD plus side + V CC plus side
Claims (1)
前記出力回路のPチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のソース端子を電源のプラス側(+VDD)と接続し、NチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru−)のソース端子を電源のマイナス側(GND)と接続して、
前記PチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のソース端子とゲート端子間にバイアス抵抗(R1)を接続し、そのバイアス抵抗(R1)と並列にシャント用NPNトランジスタ(Q1)のコレクタ端子とエミッタ端子をPチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のソース端子とゲート端子に接続するとともに、その接続するシャント用NPNトランジスタ(Q1)とPチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のコレクタとソース端子間あるいはエミッタとゲート端子間のいずれか一方あるいは両方を電流制限抵抗(Ra)を介して接続し、
前記PチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のゲート端子に第1の抵抗(R2)を介して入力用NPNトランジスタ(Q2)のコレクタ端子を接続し、その入力用NPNトランジスタ(Q2)のベース端子を電源のプラス側(+VCC)に接続して、エミッタ端子に第2の抵抗(R6)を介して入力信号を入力し、かつ、前記第1の抵抗(R2)とPチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru+)のゲート端子との接続点に第1のダイオード(D1)のアノード端子を接続し、前記第1の抵抗(R2)と入力用NPNトランジスタ(Q2)のコレクタ端子との接続点をコンデンサ(C1)の一方と接続して、そのコンデンサ(C1)の他方と第1のダイオード(D1)のカソード端子とを接続してシャント用NPNトランジスタ(Q1)のベース端子と接続し、
他方、出力回路のNチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru−)のゲート端子に、第2のダイオード(Da)のカソード端子と抵抗(Rb)の一端を接続した直列回路(S)を前記抵抗(Rb)の他端側を前記NチャンネルMOSFETトランジスタ(Tru−)のゲート端子側にして第3の抵抗(R7)と並列に接続し、その並列回路を介して前記ゲート端子へ入力信号と同位相の入力信号を入力するPWMモータ駆動回路。 The connection point of the output circuit in which the drain terminal of the P-channel MOSFET transistor (Tr u + ) and the drain terminal of the N-channel MOSFET transistor (Tr u− ) are connected is an output to the motor coil (U, V, W),
The source terminal of the P-channel MOSFET transistor (Tr u + ) of the output circuit is connected to the positive side (+ V DD ) of the power source, and the source terminal of the N-channel MOSFET transistor (Tr u− ) is connected to the negative side (GND) of the power source. do it,
A bias resistor (R1) is connected between the source terminal and gate terminal of the P-channel MOSFET transistor (Tr u + ), and the collector terminal and emitter terminal of the shunt NPN transistor (Q1) are connected in parallel with the bias resistor (R1). The channel MOSFET transistor (Tr u + ) is connected to the source terminal and the gate terminal, and the shunt NPN transistor (Q1) and the P channel MOSFET transistor (Tr u + ) are connected between the collector and the source terminal or between the emitter and the gate terminal. Either or both are connected through a current limiting resistor (Ra),
The collector terminal of the input NPN transistor (Q2) is connected to the gate terminal of the P-channel MOSFET transistor (Tr u + ) via the first resistor (R2), and the base terminal of the input NPN transistor (Q2) is powered. the plus side connected to the (+ V CC), the emitter terminal via the second resistor (R6) to an input signal, and said first resistor (R2) and P-channel MOSFET transistor (Tr u +) The anode terminal of the first diode (D1) is connected to the connection point with the gate terminal of the capacitor, and the connection point between the first resistor (R2) and the collector terminal of the input NPN transistor (Q2) is the capacitor (C1). To the other end of the capacitor (C1) and the cathode terminal of the first diode (D1) to connect the shunt NPN transistor. Connected to the base terminal of the register (Q1),
On the other hand, a series circuit (S) in which the cathode terminal of the second diode (Da) and one end of the resistor (Rb) are connected to the gate terminal of the N-channel MOSFET transistor (Tr u− ) of the output circuit is the resistor (Rb). Is connected to the third resistor (R7) in parallel with the other terminal side of the N-channel MOSFET transistor (Tr u− ) as the gate terminal side, and is connected to the gate terminal via the parallel circuit in phase with the input signal. PWM motor drive circuit that inputs input signals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006144231A JP2007318873A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | PWM motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006144231A JP2007318873A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | PWM motor drive circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007318873A true JP2007318873A (en) | 2007-12-06 |
Family
ID=38852218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006144231A Pending JP2007318873A (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | PWM motor drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007318873A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010124540A (en) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | Motor controller and refrigerator/air-conditioner and household electrical appliances using the controller |
JP2010226778A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Oki Semiconductor Co Ltd | Brushless motor drive circuit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1141974A (en) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Toyota Motor Corp | Driver for electric motor |
JP2006041571A (en) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Daiwa Industries Ltd | PWM motor drive circuit |
-
2006
- 2006-05-24 JP JP2006144231A patent/JP2007318873A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1141974A (en) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Toyota Motor Corp | Driver for electric motor |
JP2006041571A (en) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Daiwa Industries Ltd | PWM motor drive circuit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010124540A (en) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | Motor controller and refrigerator/air-conditioner and household electrical appliances using the controller |
JP2010226778A (en) * | 2009-03-19 | 2010-10-07 | Oki Semiconductor Co Ltd | Brushless motor drive circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7692474B2 (en) | Control circuit for a high-side semiconductor switch for switching a supply voltage | |
JP4113436B2 (en) | Gate drive device | |
US4356416A (en) | Voltage controlled non-saturating semiconductor switch and voltage converter circuit employing same | |
US7750720B2 (en) | Circuit arrangement and a method for galvanically separate triggering of a semiconductor switch | |
JP2001352748A (en) | Gate drive circuit for semiconductor switching element | |
JP4705683B2 (en) | Circuit apparatus and method for driving electronic components using output signals from a microprocessor | |
JP4792636B2 (en) | Inductive load drive circuit | |
US9979298B2 (en) | Rectifier bridge circuit, corresponding apparatus and method | |
US20050077947A1 (en) | Half-bridge circuit | |
EP2678941B1 (en) | Driver circuit for a semiconductor power switch | |
US20160118885A1 (en) | Three-channel high-side gate driver having startup circuit and configurable outputs | |
JP6758486B2 (en) | Semiconductor element drive and power converter | |
JP2004215002A (en) | Load driving circuit | |
JP5447575B2 (en) | Drive device | |
JP4100134B2 (en) | Inverter | |
JP2020025158A (en) | High breakdown voltage integrated circuit | |
JP2007318873A (en) | PWM motor drive circuit | |
JP3602011B2 (en) | Control circuit | |
JP2018093638A (en) | Protection circuit, and motor unit | |
JP3964912B2 (en) | Inrush current reduction circuit | |
CN113383493A (en) | Circuit arrangement for transmitting control signals, power converter and vehicle | |
JPH1169842A (en) | Drive circuit | |
US20250105836A1 (en) | Gate driver circuit | |
US11777497B1 (en) | Efficiency concept for driving a PMOS and NMOS full-bridge power stage | |
JP2019088078A (en) | Driver circuit and power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090331 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110517 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110920 |