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JP3206376B2 - Control method of load drive circuit - Google Patents

Control method of load drive circuit

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Publication number
JP3206376B2
JP3206376B2 JP16625995A JP16625995A JP3206376B2 JP 3206376 B2 JP3206376 B2 JP 3206376B2 JP 16625995 A JP16625995 A JP 16625995A JP 16625995 A JP16625995 A JP 16625995A JP 3206376 B2 JP3206376 B2 JP 3206376B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
motor
element pair
load
drive
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP16625995A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0918313A (en
Inventor
康弘 田中
晃三 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP16625995A priority Critical patent/JP3206376B2/en
Publication of JPH0918313A publication Critical patent/JPH0918313A/en
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Publication of JP3206376B2 publication Critical patent/JP3206376B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、負荷駆動回路の制御方
法に係わり、特に負荷をパルス幅変調制御を用いて駆動
する負荷駆動回路の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a load driving circuit, and more particularly to a method for controlling a load driving circuit for driving a load by using pulse width modulation control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、直流モータの制御を行う場合
にHブリッジで構成された駆動回路を用いて、パルス幅
変調(以下、PWMと称す)制御により直流モータの速
度を制御することが行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when controlling a DC motor, it has been practiced to control the speed of the DC motor by pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) control using a drive circuit constituted by an H-bridge. Have been done.

【0003】PWM制御は、直流モータを駆動するスイ
ッチング素子のオン・オフをPWMパルスによって制御
することにより、直流モータ駆動電流を制御するもので
ある。すなわち、直流モータの駆動電流を増加させる場
合にはスイッチング素子のオン時間を長く、減少させる
場合にはオン時間を短くする制御が行われる。かかるP
WM制御による直流モータ駆動回路の制御方法として
は、例えば特開平5−38188に開示される技術が従
来より公知である。
In the PWM control, the on / off of a switching element for driving a DC motor is controlled by a PWM pulse, thereby controlling a DC motor drive current. That is, control is performed to increase the ON time of the switching element when increasing the drive current of the DC motor, and to shorten the ON time when decreasing the drive current. Such P
As a control method of the DC motor drive circuit by the WM control, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-38188 is conventionally known.

【0004】上記公報に開示される直流モータ駆動回路
の制御方法においては、直流モータに対して対角に接続
される2つのスイッチング素子からなるスイッチング素
子対を2組備えたHブリッジ型の駆動回路が用いられて
いる。そして、直流モータの駆動方向に応じて選択され
たスイッチング素子対の一方のスイッチングトランジス
タをオン状態とし、他方をオン・オフ制御することによ
り、モータ駆動電流の制御が行われている。
In the method of controlling a DC motor drive circuit disclosed in the above publication, an H-bridge type drive circuit provided with two sets of switching element pairs each including two switching elements connected diagonally to the DC motor. Is used. The motor drive current is controlled by turning on one of the switching transistors of the switching element pair selected in accordance with the driving direction of the DC motor, and performing on / off control of the other.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の直流モータ
制御回路の制御方法において、オン・オフ制御されるス
イッチングトランジスタがオン状態からオフ状態に遷移
する際、直流モータの端子両端には、逆起電力が生ず
る。かかる逆起電力からスイッチングトランジスタを保
護するため、Hブリッジ回路のスイッチングトランジス
タにはダイオードが並列に配設されている。これらのダ
イオードは、オフ状態とされたスイッチング素子にモー
タの逆起電力が作用した際に、その逆起電力に起因する
電流をバイパスして流通させることができるように配設
されている。かかる構成によれば、PWM制御に伴って
モータに逆起電力が生じても、スイッチング素子に不当
な電圧が印加されることがなく、スイッチング素子を有
効に保護することができる。
In the above-described control method of the DC motor control circuit, when the switching transistor to be turned on / off transitions from the ON state to the OFF state, a counter electromotive force is applied across the terminals of the DC motor. Power is generated. In order to protect the switching transistor from such back electromotive force, a diode is arranged in parallel with the switching transistor of the H-bridge circuit. These diodes are arranged so that when a back electromotive force of the motor acts on the switching element that is turned off, a current caused by the back electromotive force can be bypassed and allowed to flow. According to such a configuration, even if a back electromotive force is generated in the motor due to the PWM control, the switching element can be effectively protected without improper voltage being applied to the switching element.

【0006】ところで、一般に、ダイオードに順方向電
流が流れる場合、ダイオードの両端子間には電圧降下が
生ずる。このため、上記従来の制御回路においては、電
流がダイオードを通って還流する時にダイオードにおい
て電力損失が生ずる。かかる電力損失が生ずると、制御
回路部からの発熱が増大するため、放熱処理など回路実
装上の構成が煩雑になるという問題が生ずる。さらに、
消費電力が増大するため、車載システムの様にバッテリ
ーが電源として用いられる場合には、バッテリー寿命に
影響を与えるという問題をも生ずる。上記従来の直流モ
ータ制御回路の制御方法は、前述の如き環流による電力
損失に伴うかかる問題を有するものであった。
In general, when a forward current flows through a diode, a voltage drop occurs between both terminals of the diode. For this reason, in the above-mentioned conventional control circuit, power loss occurs in the diode when the current flows back through the diode. When such a power loss occurs, heat generation from the control circuit unit increases, which causes a problem that a configuration on circuit mounting such as heat radiation processing becomes complicated. further,
Since power consumption increases, when a battery is used as a power source as in an in-vehicle system, there is also a problem that the battery life is affected. The above-described conventional control method of the DC motor control circuit has such a problem associated with the power loss due to the circulation as described above.

【0007】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、環流による電力損失を抑制することができる負
荷駆動回路の制御方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a method of controlling a load drive circuit that can suppress power loss due to reflux.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、負荷に対
して電気的に対角に接続される2つのスイッチング素子
からなる第1のスイッチング素子対及び第2のスイッチ
ング素子対を備えるHブリッジ式の負荷駆動回路を制御
する方法において、前記負荷への通電方向に応じて、前
記第1のスイッチング素子対または前記第2のスイッチ
ング素子対のうちの一方の素子対を構成するスイッチン
グ素子のうち一方のスイッチング素子をオン状態とし、
前記オン状態とされた一方のスイッチング素子と対をな
す他方のスイッチング素子をオン・オフ制御し、前記負
荷に対して、前記オン状態とされた一方のスイッチング
素子と対向して接続される前記第1のスイッチング素子
対または前記第2のスイッチング素子対のうちの他方の
素子対を構成するスイッチング素子のうち一方のスイッ
チング素子を、前記他方のスイッチング素子と反転状態
に制御することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an H-bridge having a first switching element pair and a second switching element pair, which are two switching elements electrically diagonally connected to a load. In the method for controlling the load drive circuit of the formula, according to a direction of energization to the load, one of the switching elements forming one of the first switching element pair or the second switching element pair One switching element is turned on,
On / off control of the other switching element that forms a pair with the one switching element that is turned on, and the load is connected to the load so as to face the one switching element that is turned on . 1 switching element
Pair or the other of the second switching element pair
One of the switching elements that make up the element pair
This is achieved by controlling the switching element in an inverted state with the other switching element.

【0009】[0009]

【作用】本発明において、他方のスイッチング素子が
ン・オフ制御でオン状態の時、他方の素子対を構成する
一方のスイッチング素子はオフ状態とされる。このた
め、負荷にはオン状態とされた一方のスイッチング素子
と他方のスイッチング素子とを経由する所定の方向の駆
動電流が流れる。
[Action] In the present invention, o the other switching element
When the on / off control is on , configure the other element pair
One of the switching elements is turned off. For this reason, a drive current in a predetermined direction flows through the load via one switching element and the other switching element which are turned on.

【0010】他方のスイッチング素子がオン・オフ制御
オン状態からオフ状態に遷移されると、負荷に付与さ
れていた駆動電圧は所定値からゼロに変化する。このた
め、負荷の端子間には逆起電力が生ずる。この際、他方
の素子対を構成する一方のスイッチング素子はオフ状態
からオン状態に遷移される。このため、負荷の逆起電力
による環流電流は、他方の素子対を構成する一方のスイ
ッチング素子、オン状態とされた一方のスイッチング素
子、及び負荷を経由する経路を流通する。
[0010] On / off control of the other switching element
When the state is changed from the on state to the off state, the drive voltage applied to the load changes from a predetermined value to zero. Therefore, back electromotive force is generated between the terminals of the load. At this time, the other
One of the switching elements constituting the element pair is transitioned from the off state to the on state. Therefore, the circulating current due to the back electromotive force of the load is reduced by one of the switches constituting the other element pair.
The flow passes through a switching element, one of the switching elements turned on, and a load.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本実施例で用いる直流モータ駆動回路
の回路図である。図1において、駆動用トランジスタ1
0、20はチャネルパワーMOSFET(以下、
ETと称す)であり、それぞれゲート14、24がロー
レベルに設定されることによりオン状態となる。また、
駆動用トランジスタ30、40はチャネルパワーMO
SFET(以下、FETと称す)であり、それぞれゲ
ート34、44がハイレベルに設定されることにより、
オン状態となる。
FIG. 1 is a circuit diagram of a DC motor driving circuit used in this embodiment. In FIG. 1, a driving transistor 1
0 and 20 are p- channel power MOSFETs (hereinafter, p F
ET), and the gates 14 and 24 are turned on by setting the gates 14 and 24 to the low level. Also,
The driving transistors 30 and 40 have an n- channel power MO
SFET (hereinafter, n referred to as FET) is, by gates 34 and 44 is set to the high level,
It turns on.

【0012】駆動トランジスタ10、20、30、40
のゲート14、24、34、44は、スイッチ80を介
してPWM信号発生器75またはアース端子76に接続
される。スイッチ80は、駆動トランジスタ10、30
のゲート14、34をPWM信号発生器75に接続し、
かつ、駆動トランジスタ20、40のゲート24、44
をアース端子76に接続する第1の状態、及び、駆動ト
ランジスタ10、30のゲート14、34をアース端子
76に接続し、かつ、駆動トランジスタ20、40のゲ
ート24、44をPWM信号発生器に接続する第2の状
態を形成する。この場合、PWM信号発生器又はアース
端子76に同時に接続される駆動トランジスタ10と3
0、及び駆動トランジスタ20と40は、つねに互いに
異なるオン・オフ状態となるように制御される。
Driving transistors 10, 20, 30, 40
Are connected to a PWM signal generator 75 or a ground terminal 76 via a switch 80. The switch 80 is connected to the driving transistors 10 and 30
Are connected to a PWM signal generator 75,
And the gates 24, 44 of the driving transistors 20, 40
Is connected to the ground terminal 76, and the gates 14, 34 of the drive transistors 10, 30 are connected to the ground terminal 76, and the gates 24, 44 of the drive transistors 20, 40 are connected to the PWM signal generator. A second state of connection is formed. In this case, the driving transistors 10 and 3 simultaneously connected to the PWM signal generator or the ground terminal 76
0 and the drive transistors 20 and 40 are controlled so as to be always in different on / off states.

【0013】駆動トランジスタ10、20のドレイン1
3、23は共にV点を経由して電源50に接続されてい
る。電源50は直流モータ60の定格駆動電圧を常時出
力する。また、駆動トランジスタ10,20のソース1
5、25はそれぞれ図1中に示すA点及びB点を経由し
て駆動トランジスタ30、40のドレイン33、43に
接続されている。直流モータ60はA点とB点との間に
接続されている。
Drain 1 of drive transistors 10 and 20
Both 3 and 23 are connected to a power supply 50 via a V point. The power supply 50 always outputs the rated drive voltage of the DC motor 60. Also, the source 1 of the driving transistors 10 and 20
Reference numerals 5 and 25 are connected to the drains 33 and 43 of the driving transistors 30 and 40 via points A and B shown in FIG. 1, respectively. DC motor 60 is connected between points A and B.

【0014】駆動トランジスタ10、20、30、40
のソース・ドレイン間には、それぞれダイオード12、
22、32、42が接続されている。本実施例において
は、ダイオード12、22、32、42をパワーMOS
FET内部に形成されるpn接合により生ずる寄生ダイ
オードによって形成している。これらダイオード12、
22、32、42により駆動トランジスタ10、20、
30、40に過大な逆方向電圧が付与されることが防止
される。なお、駆動トランジスタ10、20、30、4
0としてバイポーラ型トランジスタなど、かかる寄生ダ
イオードが形成されない素子が用いられる場合には、ダ
イオード12、22、32、42として外付ダイオード
を用いることで同様の構成を実現することができる。
Driving transistors 10, 20, 30, 40
Between the source and drain of the diode 12,
22, 32 and 42 are connected. In this embodiment, the diodes 12, 22, 32, and 42 are replaced by power MOS.
It is formed by a parasitic diode generated by a pn junction formed inside the FET. These diodes 12,
22, 32, 42, drive transistors 10, 20,
It is prevented that an excessive reverse voltage is applied to 30, 40. The driving transistors 10, 20, 30, 4
When an element in which such a parasitic diode is not formed such as a bipolar transistor is used as 0, a similar configuration can be realized by using an external diode as the diodes 12, 22, 32, and 42.

【0015】かかる構成の制御回路を用いて直流モータ
60を正転方向に駆動する場合、すなわち、図1中のA
点からB点に向けて駆動電流を流す場合の制御方法を、
図2を参照しながら説明する。図2は直流モータ60を
正転方向に駆動する場合のPWM信号発生器75から出
力されるPWM信号及び駆動トランジスタ10、20、
30、40のゲート14、24、34、44への制御信
号のタイミングチャートである。なお、駆動トランジス
タ10、20は同図(B)、(C)に示す如く、ゲート
電圧がローレベル(L)の時にオン、ハイレベル(H)
の時にオフ状態となり、また、駆動トランジスタ30、
40はゲート電圧がHの時にオン状態、Lの時にオフ状
態となる。
When the DC motor 60 is driven in the normal rotation direction by using the control circuit having such a configuration, that is, A in FIG.
The control method when the drive current flows from point to point B is
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the PWM signal output from the PWM signal generator 75 and the driving transistors 10, 20, when the DC motor 60 is driven in the forward direction.
It is a timing chart of the control signal to the gates 14, 24, 34, and 44 of 30 and 40. The drive transistors 10 and 20 are turned on and the high level (H) when the gate voltage is at the low level (L), as shown in FIGS.
And the driving transistor 30,
Reference numeral 40 denotes an ON state when the gate voltage is H, and an OFF state when the gate voltage is L.

【0016】直流モータ60を正転方向に駆動する場
合、駆動トランジスタ20及び40のゲート24及び4
4がPWMパルス発生器75の出力に接続され、駆動ト
ランジスタ10及び30のゲート14及び34がアース
に接続されるようにスイッチ80を設定する。この場
合、PWMパルス発生器75からのPWM信号に同期し
て、駆動トランジスタ10、20及び駆動トランジスタ
30、40のゲート電圧は、図2(B)、(C)、
(D)、(E)に示す如く変化する。
When the DC motor 60 is driven in the forward direction, the gates 24 and 4 of the drive transistors 20 and 40 are driven.
4 is connected to the output of the PWM pulse generator 75 and sets the switch 80 so that the gates 14 and 34 of the drive transistors 10 and 30 are connected to ground. In this case, in synchronization with the PWM signal from the PWM pulse generator 75, the gate voltages of the driving transistors 10 and 20 and the driving transistors 30 and 40 are as shown in FIGS.
It changes as shown in (D) and (E).

【0017】図2(A)の区間aに示す如く、PWM信
号がHの時には駆動トランジスタ40がオン状態とな
り、また、駆動トランジスタ20はオフ状態となる。こ
の際、駆動トランジスタ10はオン状態に、駆動トラン
ジスタ30はオフ状態にそれぞれ保持されている。この
結果、電源50、V点、駆動トランジスタ10、A点、
直流モータ60、B点、駆動トランジスタ40、E点、
アースなる順路で電流が流れ、直流モータ60は正転す
る。
As shown in section a of FIG. 2A, when the PWM signal is H, the driving transistor 40 is turned on, and the driving transistor 20 is turned off. At this time, the driving transistor 10 is kept on and the driving transistor 30 is kept off. As a result, the power supply 50, V point, drive transistor 10, A point,
DC motor 60, point B, drive transistor 40, point E,
An electric current flows in the path of earth, and the DC motor 60 rotates forward.

【0018】また、図2(A)の区間bに示す如く、P
WM信号がLの時には駆動トランジスタ40がオフ状態
となるため、直流モータ60に付与される駆動電圧はゼ
ロとなる。従って、PWM信号のデューティ比を変化さ
せることにより、直流モータ60の駆動電流の平均値を
制御することができる。これにより、直流モータ60の
回転速度を制御することができる。
Further, as shown in section b of FIG.
When the WM signal is L, the drive transistor 40 is turned off, so that the drive voltage applied to the DC motor 60 becomes zero. Therefore, the average value of the drive current of the DC motor 60 can be controlled by changing the duty ratio of the PWM signal. Thereby, the rotation speed of DC motor 60 can be controlled.

【0019】PWMパルスがHからLに遷移すると、駆
動トランジスタ40はオン状態からオフ状態に遷移し、
また、駆動トランジスタ20はオフ状態からオン状態に
遷移する。一方、駆動トランジスタ10はオン状態に、
また、駆動トランジスタ30はオフ状態にそれぞれ保持
されている。この際、直流モータ60に付与される駆動
電圧は所定値からゼロに遷移する。このため、直流モー
タ60の両端子間には逆起電力が生じ、A点はB点に対
して高電位となる。この時、前述の如く駆動トランジス
タ20及び10は共にオン状態であるため、A点、直流
モータ60、B点駆動トランジスタ20、V点、駆動ト
ランジスタ10、A点なる順路の閉回路が形成される。
このため、かかる閉回路には上記した逆起電力により環
状の電流、すなわち環流電流が流れる。この場合、駆動
トランジスタ20のソース・ドレイン間にはダイオード
22が、前記環流に対して順方向に設けられている。し
かし、ダイオード22の順方向抵抗は駆動トランジスタ
20のオン状態でのソース・ドレイン間の抵抗に比して
充分大きい。このため、環流電流はその大部分が駆動ト
ランジスタ20のソース・ドレイン間を経由して流れ、
ダイオード22を流れる電流は僅かである。従って、本
実施例によれば、環流がダイオード22を流れることに
起因する電力損失を抑制することができる。例えば、ダ
イオード22に順方向電流が流れた場合の電圧降下が
0.7V、環流電流の大きさが3.5Aとすると、従来
の制御方法に比して約2.4Wの電力損失を抑制できる
ことになる。
When the PWM pulse changes from H to L, the driving transistor 40 changes from the on state to the off state,
Further, the drive transistor 20 transitions from the off state to the on state. On the other hand, the driving transistor 10 is turned on,
Further, the drive transistors 30 are held in the off state. At this time, the drive voltage applied to the DC motor 60 changes from a predetermined value to zero. For this reason, back electromotive force is generated between both terminals of the DC motor 60, and the point A has a higher potential than the point B. At this time, since the driving transistors 20 and 10 are both in the ON state as described above, a closed circuit of a forward path including the point A, the DC motor 60, the point B driving transistor 20, the point V, the driving transistor 10, and the point A is formed. .
For this reason, an annular current, that is, a circulating current, flows through the closed circuit due to the back electromotive force. In this case, a diode 22 is provided between the source and the drain of the driving transistor 20 in the forward direction with respect to the reflux. However, the forward resistance of the diode 22 is sufficiently larger than the resistance between the source and the drain when the drive transistor 20 is on. Therefore, most of the circulating current flows through between the source and the drain of the driving transistor 20, and
The current flowing through the diode 22 is small. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the power loss caused by the circulation flowing through the diode 22. For example, if the voltage drop when a forward current flows through the diode 22 is 0.7 V and the magnitude of the circulating current is 3.5 A, the power loss of about 2.4 W can be suppressed as compared with the conventional control method. become.

【0020】なお、モータ60を逆転方向に駆動する場
合には、駆動トランジスタ10及び30のゲート14及
び34がPWMパルス発生器75の出力に接続され、駆
動トランジスタ20及び40のゲート24及び44がア
ースに接続されるようにスイッチ80を設定する。この
場合、PWM信号がHからLに遷移すると、上述した正
転の場合と同様にして、A点、駆動トランジスタ10、
V点、駆動トランジスタ20、B点、直流モータ60、
A点なる順路の環流電流が流れる。トランジスタ10の
ソース・ドレイン間には環流に対して順方向にダイオー
ド12が設けられているが、環流電流の発生時にはトラ
ンジスタ10はオン状態となるため、ダイオード12に
は電流はほとんど流れない。この結果、ダイオード12
における電力損失を抑制することができる。
When the motor 60 is driven in the reverse direction, the gates 14 and 34 of the drive transistors 10 and 30 are connected to the output of the PWM pulse generator 75, and the gates 24 and 44 of the drive transistors 20 and 40 are connected. Set switch 80 to be connected to ground. In this case, when the PWM signal transitions from H to L, the point A, the drive transistor 10,
V point, drive transistor 20, B point, DC motor 60,
A circulating current flows in the forward path at point A. The diode 12 is provided between the source and the drain of the transistor 10 in the forward direction with respect to the circulating current. However, when a circulating current is generated, the transistor 10 is turned on, so that almost no current flows through the diode 12. As a result, the diode 12
Can be suppressed.

【0021】このように、本実施例の直流モータ制御回
路の制御方法によれば、環流にともなう電力損失を抑制
することができる。このため、電力損失による制御回路
からの発熱を低減することができ、放熱方法を簡略化す
ることができる。また、消費電力の増大を抑制すること
ができるため、電源としてバッテリーを用いた場合には
バッテリー寿命の劣化を抑制することができる。
As described above, according to the control method of the DC motor control circuit of the present embodiment, it is possible to suppress the power loss due to the circulation. Therefore, heat generation from the control circuit due to power loss can be reduced, and the heat radiation method can be simplified. Further, since an increase in power consumption can be suppressed, when a battery is used as a power supply, deterioration of battery life can be suppressed.

【0022】なお、上記実施例において、直流モータ6
0が前記した負荷に対応している。また、直流モータ6
0を正転方向に駆動する場合には、駆動トランジスタ1
0が前記したオン状態とされた一方のスイッチング素子
に、駆動トランジスタ40が前記した他方のスイッチン
グ素子に、駆動トランジスタ20が前記した第3のスイ
ッチング素子に、それぞれ対応し、また、直流モータ6
0を逆転方向に駆動する場合には、駆動トランジスタ2
0が前記したオン状態とされた一方のスイッチング素子
に、駆動トランジスタ30が前記した他方のスイッチン
グ素子に、駆動トランジスタ10が前記した第3のスイ
ッチング素子に、それぞれ対応している。
In the above embodiment, the DC motor 6
0 corresponds to the load described above. The DC motor 6
0 is driven in the forward direction, the driving transistor 1
0 corresponds to one of the switching elements in the ON state, the driving transistor 40 corresponds to the other switching element, and the driving transistor 20 corresponds to the third switching element.
0 is driven in the reverse direction, the driving transistor 2
0 corresponds to the one switching element in the ON state, the driving transistor 30 corresponds to the other switching element, and the driving transistor 10 corresponds to the third switching element.

【0023】なお、本実施例においては、モータ60を
正転方向に駆動する場合には、駆動トランジスタ10を
オン状態に保持し、駆動トランジスタ40のオン・オフ
を制御することにより直流モータ60の速度を制御して
いるが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動
トランジスタ40をオン状態に保持し、駆動トランジス
タ10のオン・オフを制御することにより直流モータ6
0の速度を制御してもよい。この場合には、駆動トラン
ジスタ10、20にはpFETを用い、駆動トランジス
タ30、40にはnFETを用いる。そして、駆動トラ
ンジスタ10及び30のゲート14及び34がPWMパ
ルス発生器75の出力に接続され、駆動トランジスタ2
0及び40のゲート24及び44がアースに接続される
ようにスイッチ80を設定する。かかる構成によれば、
PWM信号がHの時に直流モータ60に駆動電流が流れ
る。PWM信号がHからLに遷移すると、環流は、A
点、モータ60、B点、駆動トランジスタ40、E点、
駆動トランジスタ30なる順路を流れる。このため、環
流に対して順方向に設けられたダイオード32における
電力損失が抑制される。なお、スイッチ80を前記と逆
に設定することにより、モータ60は逆転方向に駆動さ
れる。この場合にはダイオード42における電力損失が
抑制される。
In the present embodiment, when the motor 60 is driven in the normal rotation direction, the drive transistor 10 is maintained in the ON state, and the ON / OFF of the drive transistor 40 is controlled to thereby control the DC motor 60. Although the speed is controlled, the present invention is not limited to this, and the DC motor 6
The speed of 0 may be controlled. In this case, pFETs are used for the driving transistors 10 and 20, and nFETs are used for the driving transistors 30 and 40. Then, the gates 14 and 34 of the driving transistors 10 and 30 are connected to the output of the PWM pulse generator 75, and the driving transistor 2
Set switch 80 so that gates 24 and 44 of 0 and 40 are connected to ground. According to such a configuration,
When the PWM signal is H, a drive current flows through the DC motor 60. When the PWM signal transitions from H to L, the reflux is A
Point, motor 60, point B, drive transistor 40, point E,
The current flows through the path of the driving transistor 30. For this reason, the power loss in the diode 32 provided in the forward direction with respect to the circulation is suppressed. The motor 60 is driven in the reverse direction by setting the switch 80 in the reverse direction. In this case, power loss in the diode 42 is suppressed.

【0024】あるいは、上記実施例と同様に駆動トラン
ジスタ10、20にはnFETを用い、駆動トランジス
タ30、40にはpFETを用いて、スイッチ80を、
PWM信号発生器75とハイレベル電圧とを切り替える
ように構成しても同様の動作が得られる。モータ60を
正転方向に駆動する場合には、駆動トランジスタ10及
び30のゲート14及び34がPWMパルス発生器75
の出力に接続され、駆動トランジスタ20及び40のゲ
ート24及び44がハイレベル電圧に接続されるように
スイッチ80を設定する。かかる構成によれば、PWM
信号がLの時に直流モータ60に駆動電流が流れる。P
WM信号がLからHに遷移すると、環流は、A点、モー
タ60、B点、駆動トランジスタ40、E点、駆動トラ
ンジスタ30なる順路を流れる。このため、環流に対し
て順方向に設けられたダイオード32における電力損失
が抑制される。なお、スイッチ80を前記と逆に設定す
ることにより、モータ60は逆転方向に駆動される。こ
の場合にはダイオード42における電力損失が抑制され
る。
Alternatively, similarly to the above embodiment, the switch 80 is formed by using nFETs for the drive transistors 10 and 20 and pFETs for the drive transistors 30 and 40.
The same operation can be obtained even if the switching between the PWM signal generator 75 and the high level voltage is performed. When the motor 60 is driven in the forward direction, the gates 14 and 34 of the driving transistors 10 and 30 are connected to the PWM pulse generator 75.
The switch 80 is set such that the gates 24 and 44 of the drive transistors 20 and 40 are connected to a high level voltage. According to this configuration, the PWM
When the signal is at L, a drive current flows through the DC motor 60. P
When the WM signal transitions from L to H, the circulation flows through the forward path including the point A, the motor 60, the point B, the drive transistor 40, the point E, and the drive transistor 30. For this reason, the power loss in the diode 32 provided in the forward direction with respect to the circulation is suppressed. By setting the switch 80 in the reverse direction, the motor 60 is driven in the reverse direction. In this case, power loss in the diode 42 is suppressed.

【0025】ところで、上記の実施例においては、駆動
トランジスタ10、20、30、40の保護を図る意味
で、ダイオード12、22、32、42を配設している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイオー
ドを省略することも可能である。
In the above embodiment, the diodes 12, 22, 32, and 42 are provided to protect the drive transistors 10, 20, 30, and 40. However, the present invention is not limited to this. However, the diode can be omitted.

【0026】また、本実施例の制御方法は、DCモータ
駆動用Hブリッジ回路の制御に用いられているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、パルス状の駆動電
流により負荷を駆動するHブリッジ回路の制御に一般的
に用いることができる。例えば、ステップモータを駆動
する場合に、Hブリッジ回路によって駆動電流を制御す
ることが行われている。この場合、パルス状の駆動電流
の方向を制御することによりステップモータのステータ
側の歯とロータ側の歯との間に働く力を斥力と引力とに
切り替えることができる。本発明のHブリッジ回路の制
御方法によれば、上述の第1の状態と第2の状態を切り
替えることで、かかる斥力と引力の切り替えを行うこと
ができると共に、Hブリッジ回路における電力損失を抑
制することができる。従って、本発明は、かかるステッ
プモータ駆動用Hブリッジ回路の制御に用いることがで
きるとともに、ステップモータの駆動を省電力化するこ
とができる。
Although the control method of this embodiment is used for controlling an H-bridge circuit for driving a DC motor, the present invention is not limited to this, and the load is driven by a pulse-like drive current. Generally used for controlling an H-bridge circuit. For example, when a step motor is driven, a drive current is controlled by an H-bridge circuit. In this case, by controlling the direction of the pulsed drive current, the force acting between the teeth on the stator side and the teeth on the rotor side of the step motor can be switched between repulsive force and attractive force. According to the control method of the H-bridge circuit of the present invention, by switching between the first state and the second state, the repulsive force and the attractive force can be switched, and the power loss in the H-bridge circuit can be suppressed. can do. Therefore, the present invention can be used for controlling such an H-bridge circuit for driving a step motor, and can save power for driving the step motor.

【0027】[0027]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、他方のス
イッチング素子のオン・オフ制御がPWM制御により行
われる。このため、負荷の速度を制御することができ
る。他方のスイッチング素子がオン状態からオフ状態に
遷移すると、他方の素子対を構成する一方のスイッチン
グ素子はオフ状態からオン状態に遷移する。このため、
他方の素子対を構成する一方のスイッチング素子に並列
に設けられたダイオードに流れる環流を抑制することが
できる。この結果、ダイオードにおける電力損失を抑制
することができ、従って、負荷制御回路の発熱及び電力
消費を低減することができる。
As described above, according to the present invention, on / off control of the other switching element is performed by PWM control. Therefore, the speed of the load can be controlled. When the other switching element transitions from the on state to the off state, one of the switching elements forming the other element pair
The switching element transitions from the off state to the on state. For this reason,
The circulating current flowing through the diode provided in parallel with one of the switching elements forming the other element pair can be suppressed. As a result, power loss in the diode can be suppressed, and therefore, heat generation and power consumption of the load control circuit can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例である直流モータの制御回路の
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a control circuit of a DC motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の直流モータ正転時のPWM信号及び
駆動トランジスタのゲートへの制御信号のタイミングチ
ャートを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a timing chart of a PWM signal and a control signal to a gate of a drive transistor during forward rotation of the DC motor according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20、30、40 駆動トランジスタ 12、22、32、42 ダイオード 50 電源 60 直流モータ 75 PWM信号発生器 10, 20, 30, 40 Driving transistor 12, 22, 32, 42 Diode 50 Power supply 60 DC motor 75 PWM signal generator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−3512(JP,A) 特開 平4−207313(JP,A) 特開 平2−228124(JP,A) 特開 平5−38188(JP,A) 特開 平5−268038(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 - 17/70 H02P 7/04 - 7/34 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-3512 (JP, A) JP-A-4-207313 (JP, A) JP-A-2-228124 (JP, A) JP-A-5-228 38188 (JP, A) JP-A-5-268038 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03K 17/00-17/70 H02P 7/ 04-7/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 負荷に対して電気的に対角に接続される
2つのスイッチング素子からなる第1のスイッチング素
子対及び第2のスイッチング素子対を備えるHブリッジ
式の負荷駆動回路を制御する方法において、 前記負荷への通電方向に応じて、前記第1のスイッチン
グ素子対または前記第2のスイッチング素子対のうちの
一方の素子対を構成するスイッチング素子のうち一方の
スイッチング素子をオン状態とし、 前記オン状態とされた一方のスイッチング素子と対をな
す他方のスイッチング素子をオン・オフ制御し、 前記負荷に対して、前記オン状態とされた一方のスイッ
チング素子と対向して接続される前記第1のスイッチン
グ素子対または前記第2のスイッチング素子対のうちの
他方の素子対を構成するスイッチング素子のうち一方の
スイッチング素子を、前記他方のスイッチング素子と反
転状態に制御することを特徴とする負荷駆動回路の制御
方法。
1. A method of controlling an H-bridge type load driving circuit including a first switching element pair and a second switching element pair, which are two switching elements electrically diagonally connected to a load. In one of the first switching element pair or the second switching element pair, one of the switching elements constituting the one element pair of the first switching element pair or the second switching element pair in an on state, On / off control of the other switching element that forms a pair with the one switching element that is turned on, and the load is connected to the load so as to face the one switching element that is turned on . Switch 1
Of the switching element pair or the second switching element pair
One of the switching elements constituting the other element pair
A method for controlling a load driving circuit, wherein a switching element is controlled to be in an inverted state with respect to the other switching element.
【請求項2】 請求項1記載の負荷駆動回路を制御する
方法において、 単一のパルス幅変調発生器からの信号を、スイッチを切
り換えて前記第1のスイッチング素子対及び前記第2の
スイッチング素子対のいずれか一方に供給することを特
徴とする負荷駆動回路の制御方法。
2. The load driving circuit according to claim 1,
In the method, the signal from a single pulse width modulation generator is switched off.
The first switching element pair and the second
Supplying one of the switching element pairs
A method of controlling a load driving circuit.
【請求項3】 請求項1または2記載の負荷駆動回路を
制御する方法において、 前記第1のスイッチング素子対及び前記第2のスイッチ
ング素子対の各スイッチング素子と並列にダイオードを
接続してなることを特徴とする負荷駆動回路の制御方
法。
3. The load driving circuit according to claim 1,
In the controlling method, the first switching element pair and the second switch
A diode in parallel with each switching element of the switching element pair.
Control method of load drive circuit characterized by connecting
Law.
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