JP6298374B2 - Ｐｗｍ制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ＰＷＭ制御装置に関する。

モータをＰＷＭ制御にて駆動する場合、ＰＷＭ制御装置が用いられる。ＰＷＭ制御装置は、電圧指令にもとづいてＰＷＭ信号のデューティを調整し、ハイサイドスイッチを駆動するハイサイドＰＷＭ信号と、ハイサイドＰＷＭ信号と逆位相でローサイドスイッチを駆動するローサイドＰＷＭ信号とを出力する。このとき、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチの切り替え時には、短絡防止のために、ＰＷＭ制御装置は、ハイサイドＰＷＭ信号とローサイドＰＷＭ信号をともに一定期間‘０’とするデッドタイムを挿入する。

しかし、このデッドタイムの挿入により、例えばデューティ指令値が最大値（１．０）近傍になると、ローサイドＰＷＭ信号のパルス幅がデッドタイム以下となり、そのままデッドタイムを挿入するとローサイドＰＷＭ信号のパルスが消滅する。同様に、デューティ指令値が最小値（０．０）近傍になると、ハイサイドＰＷＭ信号のパルス幅がデッドタイム以下となり、そのままデッドタイムを挿入するとハイサイドＰＷＭ信号のパルスが消滅する。すなわち、デューティ指令値の変化に対して出力電圧が不連続となる、という問題が生じる。

そこで、従来、デューティ指令値に対して、出力電圧が不連続とならない範囲を制御範囲とする制限を設けることが行われている。しかし、この方法では、供給電源に対して出力電圧を最大まで出力できず、供給電源を有効に利用できない、という問題があった。

特開２０１１−２１７０２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、デューティ指令値に対して出力電圧を最大電圧まで連続的に変化させることのできるＰＷＭ制御装置を提供することにある。

実施形態のＰＷＭ制御装置は、第１のエッジ検出部と、第２のエッジ検出部と、第１のタイマと、第２のタイマと、第１のデッドタイム補正部と、第２のデッドタイム補正部と、ハイサイドＰＷＭ信号生成部と、ローサイドＰＷＭ信号生成部とを備える。第１のエッジ検出部は、ＰＷＭ信号を反転させた反転ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第１のエッジ検出信号を出力する。第２のエッジ検出部は、前記ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第２のエッジ検出信号を出力する。第１のタイマは、前記第１のエッジ検出信号でカウントを開始し、第１の補正デッドタイム設定値に至るまで第１のゲート信号を出力する。第２のタイマは、前記第２のエッジ検出信号でカウントを開始し、第２の補正デッドタイム設定値に至るまで第２のゲート信号を出力する。第１のデッドタイム補正部は、前記第１の補正デッドタイム設定値として、所定のデッドタイム設定値から前記第２のタイマのカウント値を減算した値を出力する。第２のデッドタイム補正部は、前記第２の補正デッドタイム設定値として、前記デッドタイム設定値から前記第１のタイマのカウント値を減算した値を出力する。ハイサイドＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ信号を前記第１のゲート信号でマスクしてハイサイドＰＷＭ信号として出力する。ローサイドＰＷＭ信号生成部は、前記反転ＰＷＭ信号を前記第２のゲート信号でマスクしてローサイドＰＷＭ信号として出力する。

第１の実施形態のＰＷＭ制御装置の構成の例を示すブロック図。 第１の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。 第１の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。 第１の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。 デューティ指令値とＰＷＭ出力デューティの関係を示す図。 第２の実施形態のＰＷＭ制御装置の構成の例を示すブロック図。 第２の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。 第２の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。 第２の実施形態のＰＷＭ制御装置の動作の例を示す波形図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のＰＷＭ制御装置の構成の例を示すブロック図である。

本実施形態のＰＷＭ制御装置は、ＰＷＭ信号をインバータＩＶ１により反転させた反転ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出してエッジ検出信号ＥＧ１を出力するエッジ検出部１１と、ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出してエッジ検出信号ＥＧ２を出力するエッジ検出部１２と、エッジ検出信号ＥＧ１でカウントを開始し、補正デッドタイム設定値ＤＴ１に至るまでゲート信号ＧＴ１を出力するタイマ２１と、エッジ検出信号ＥＧ２でカウントを開始し、補正デッドタイム設定値ＤＴ２に至るまでゲート信号ＧＴ２を出力するタイマ２２と、補正デッドタイム設定値ＤＴ１として、所定のデッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２２のカウント値ＣＴ２を減算した値を出力するデッドタイム補正部３１と、補正デッドタイム設定値ＤＴ２として、デッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２１のカウント値ＣＴ１を減算した値を出力するデッドタイム補正部３２と、ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴ１でマスクしてハイサイドＰＷＭ信号として出力するハイサイドＰＷＭ信号生成部４１と、反転ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴ２でマスクしてローサイドＰＷＭ信号として出力するローサイドＰＷＭ信号生成部４２と、を備える。

エッジ検出部１１は、ＰＷＭ信号がインバータＩＶ１により反転された反転ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出してエッジ検出信号ＥＧ１を出力する。

エッジ検出部１２は、ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出してエッジ検出信号ＥＧ２を出力する。

タイマ２１およびタイマ２２は、ロード機能付きのダウンカウンタである。

タイマ２１は、エッジ検出部１１からエッジ検出信号ＥＧ１が出力されたときに、デッドタイム補正部３１から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ１をロードしてカウントを開始し、カウント値が０になるまでダウンカウントを行う。

このタイマ２１は、カウント値ＣＴ１を出力するとともに、ダウンカウントを行っている期間Ｈ（ハイ）レベルとなるゲート信号ＧＴ１を出力する。

タイマ２２は、エッジ検出部１２からエッジ検出信号ＥＧ２が出力されたときに、デッドタイム補正部３２から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ２をロードしてカウントを開始し、カウント値が０になるまでダウンカウントを行う。

このタイマ２２は、カウント値ＣＴ２を出力するとともに、ダウンカウントを行っている期間Ｈレベルとなるゲート信号ＧＴ２を出力する。

デッドタイム補正部３１は、所定のデッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２２のカウント値ＣＴ２を減算した値を補正デッドタイム設定値ＤＴ１として出力する。すなわち、補正デッドタイム設定値ＤＴ１は、ＤＴ１＝ＤＴＳ−ＣＴ２として算出される。

ここで、デッドタイム設定値ＤＴＳは、ＰＷＭ信号と反転ＰＷＭ信号を同時にオフさせる期間（デッドタイム）を設定するための値である。本実施形態では、デッドタイム期間をタイマ２１およびタイマ２２でカウントしたときのカウント値に相当する値が、デッドタイム設定値ＤＴＳとして入力される。

デッドタイム補正部３２は、デッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２１のカウント値ＣＴ１を減算した値を補正デッドタイム設定値ＤＴ２として出力する。すなわち、補正デッドタイム設定値ＤＴ２は、ＤＴ２＝ＤＴＳ−ＣＴ１として算出される。

ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１は、ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴ１でマスクしてハイサイドＰＷＭ（ＨＳ−ＰＷＭ）信号として出力する。例えば、このハイサイドＰＷＭ信号生成部４１として、ゲート信号ＧＴ１がＨレベルのときにＰＷＭ信号の通過を阻止し、ゲート信号ＧＴ１がＬ（ロー）レベルのときにＰＷＭ信号の通過を許可するＡＮＤゲートが用いられる。

したがって、ゲート信号ＧＴ１がＨレベルのときは、ＰＷＭ信号のＨレベルがマスクされ、ＨＳ−ＰＷＭ信号はＬレベルとなる。

同様に、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２は、反転ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴ２でマスクしてローサイドＰＷＭ（ＬＳ−ＰＷＭ）信号として出力する。この場合、ゲート信号ＧＴ２がＨレベルのときは、反転ＰＷＭ信号のＨレベルがマスクされ、ＬＳ−ＰＷＭ信号はＬレベルとなる。

次に、本実施形態のＰＷＭ制御装置の動作について、デッドタイム補正部３１およびデッドタイム補正部３２の動作を中心に、図２〜図４を用いて説明する。ここで、図２は、デューティ指令値が１．０近傍でも０．０近傍でもないときの動作波形図、図３は、デューティ指令値が１．０近傍であるときの動作波形図、図４は、デューティ指令値が０．０近傍であるときの動作波形図である。

図２に示すように、周期ＴのＰＷＭ信号において、デューティ指令値が１．０近傍でも０．０近傍でもない場合、ＰＷＭ信号の立ち下りと反転ＰＷＭ信号の立ち下りの間隔は、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムよりも長い。

一方、タイマ２１およびタイマ２２のロード値は、最大でもデッドタイム設定値ＤＴＳである。したがって、ＰＷＭ信号の立ち下り時点でタイマ２１のカウント値ＣＴ１は０になっており、反転ＰＷＭ信号の立ち下り時点でタイマ２２のカウント値ＣＴ２は０になっている。

そのため、ＰＷＭ信号の立ち下りでエッジ検出信号ＥＧ２が出力されたとき、デッドタイム補正部３２から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ２は、
ＤＴ２＝ＤＴＳ−ＣＴ１＝ＤＴＳ−０＝ＤＴＳ
となり、デッドタイム設定値ＤＴＳに等しくなる。

したがって、タイマ２２は、デッドタイム設定値ＤＴＳ分、カウントを行う。このカウントの期間、タイマ２２から出力されるゲート信号ＧＴ２は、Ｈレベルになる。このゲート信号ＧＴ２がＨレベルである期間、反転ＰＷＭ信号は、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２によりマスクされる。この期間、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２から出力されるＬＳ−ＰＷＭ信号はＬレベルとなる。

これにより、ＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち下りとＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上りの間に、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムが挿入されたことになる。

同様に、反転ＰＷＭ信号の立ち下りでエッジ検出信号ＥＧ１が出力されたとき、デッドタイム補正部３１から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ１はデッドタイム設定値ＤＴＳに等しくなり、タイマ２１から出力されるゲート信号ＧＴ１は、デッドタイム設定値ＤＴＳ分、Ｈレベルになる。

そのため、この期間、ＰＷＭ信号はハイサイドＰＷＭ信号生成部４１によりマスクされ、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１から出力されるＨＳ−ＰＷＭ信号はＬレベルとなる。

これにより、ＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち下りとＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上りの間に、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムが挿入されることになる。

図３は、デューティ指令値が１．０近傍であるときの動作波形図である。この場合、反転ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＮは、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも短い。

そのため、反転ＰＷＭ信号の立ち下りでエッジ検出信号ＥＧ１が出力されたときに、ＰＷＭ信号の立ち下りで動作を開始したタイマ２２は、まだカウント動作中である。

これは、反転ＰＷＭ信号の立ち下りからＰＷＭ信号の立ち下りまでの期間が、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも十分に長く、ＰＷＭ信号の立ち下り時点でのタイマ２１のカウント値ＣＴ１が０となっていて、タイマ２２にロードされる補正デッドタイム設定値ＤＴ２が、デッドタイム設定値ＤＴＳとなっているためである。

そこで、エッジ検出信号ＥＧ１が出力されたときのタイマ２２のカウント値ＣＴ２の値をｃ２とすると、デッドタイム補正部３１から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ１は、ＤＴ１＝ＤＴＳ−ｃ２となる。

この補正デッドタイム設定値ＤＴ１がタイマ２１にロードされ、タイマ２１は、ＤＴＳ−ｃ２の期間、カウント動作を行う。したがって、タイマ２１から出力されるゲート信号ＧＴ１のＨ期間は、ＤＴＳ−ｃ２となる。

これにより、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１から出力されるＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりにＤＴＳ−ｃ２に相当する期間のデットタイムが挿入される。

このＤＴＳ−ｃ２は、図３に示すように、タイマ２２が、反転ＰＷＭ信号のＨ期間をカウントする値に相当するので、ＤＴＳ−ｃ２に相当する期間は、反転ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＮに等しい。

すなわち、ＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりには、反転ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＮに等しい時間のデットタイムが挿入されることになる。

このｔＨＮは、デューティ指令値に応じて変化する。したがって、ＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりに挿入されるデットタイムは、デューティ指令値に応じて変化することになる。

ここで、ＰＷＭ信号のＨ期間をｔＨＰとすると、ＨＳ−ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＨＳは、
ｔＨＨＳ＝ｔＨＰ−ｔＨＮ
と表される。ここで、ＰＷＭ信号の周期Ｔは、Ｔ＝ｔＨＰ＋ｔＨＮであるので、上式は、
ｔＨＨＳ＝ｔＨＰ−（Ｔ−ｔＨＰ）＝２×ｔＨＰ−Ｔ
と表される。

この式を、１．０近傍のデューティ指令値をＤＴＹ１、ＨＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値をＤＴＹＨＳして、デューティ値で表せば、ＨＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＨＳは、
ＤＴＹＨＳ＝２×ＤＴＹ１−１
と表される。

すなわち、ＨＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＨＳは、１．０近傍のデューティ指令値をＤＴＹ１に応じて連続的に変化する値となる。

図４は、デューティ指令値が０．０近傍であるときの動作波形図である。この場合、ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＰが、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも短くなる。

そのため、この場合は、ＰＷＭ信号の立ち下りでエッジ検出信号ＥＧ２が出力されたときに、反転ＰＷＭ信号の立ち下りで動作を開始したタイマ２１は、まだカウント動作中である。

したがって、エッジ検出信号ＥＧ２が出力されたときのタイマ２１のカウント値ＣＴ１の値をｃ１とすると、デッドタイム補正部３２から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴ２は、ＤＴ２＝ＤＴＳ−ｃ１となる。

この補正デッドタイム設定値ＤＴ２がタイマ２２にロードされ、タイマ２２は、ＤＴＳ−ｃ１の期間、カウント動作を行う。したがって、タイマ２２から出力されるゲート信号ＧＴ２のＨ期間は、ＤＴＳ−ｃ１となる。

これにより、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２から出力されるＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりにＤＴＳ−ｃ１に相当する時間のデットタイムが挿入される。

このＤＴＳ−ｃ１は、図４に示すように、タイマ２１が、ＰＷＭ信号のＨ期間をカウントする値に相当するので、ＤＴＳ−ｃ１に相当する期間は、ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＰに等しい。

すなわち、ＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりには、ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＰに等しい時間のデットタイムが挿入されることになる。

このｔＨＰは、デューティ指令値に応じて変化する。したがって、ＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりに挿入されるデットタイムは、デューティ指令値に応じて変化することになる。

ここで、ＬＳ−ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＬＳは、
ｔＨＬＳ＝ｔＨＮ−ｔＨＰ＝（Ｔ−ｔＨＰ）−ｔＨＰ＝Ｔ−２×ｔＨＰ
と表される。

この式を、０．０近傍のデューティ指令値をＤＴＹ０、ＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値をＤＴＹＬＳして、デューティ値で表せば、ＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＬＳは、
ＤＴＹＬＳ＝１−２×ＤＴＹ０
と表される。

すなわち、ＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＬＳは、０．０近傍のデューティ指令値をＤＴＹ０に応じて連続的に変化する値となる。

図５（ａ）に、本実施形態における、デューティ指令値とＨＳ−ＰＷＭ信号およびＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティの関係を示す。

上述したように、本実施形態では、デューティ指令値が１．０近傍では、デューティ指令値ＤＴＹ１に対して、ＨＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＨＳが、
ＤＴＹＨＳ＝２×ＤＴＹ１−１
と、連続的に変化する。

一方、デューティ指令値が０．０近傍では、デューティ指令値ＤＴＹ０に対して、ＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティ値ＤＴＹＬＳが、
ＤＴＹＬＳ＝１−２×ＤＴＹ０
と、連続的に変化する。

これに対して、図５（ｂ）に示す比較例は、デッドタイム設定値に補正を加えず、デッドタイム設定値の通りにデッドタイムを挿入した場合のデューティ指令値とハイサイドＰＷＭ信号およびローサイドＰＷＭ信号のデューティの関係を示す。

この場合、デューティ指令値が１．０近傍および０．０近傍では、デッドタイムを挿入することができない。そのため、デューティ指令値が１．０近傍では、ハイサイドＰＷＭ信号のデューティに不連続が発生し、デューティ指令値が０．０近傍では、ローサイドＰＷＭ信号のデューティに不連続が発生する。

このような本実施形態によれば、デューティ指令値が１．０近傍でも、デューティ指令値に応じて、ＨＳ−ＰＷＭ信号のデューティを連続的に変化させることができ、また、デューティ指令値が０．０近傍でも、デューティ指令値に応じて、ＬＳ−ＰＷＭ信号のデューティを連続的に変化させることができる。これにより、デューティ指令値に対して出力電圧を最大電圧まで連続的に変化させることができる。

（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、２組のタイマとデッドタイム補正部を用いるＰＷＭ制御装置の例を示したが、本実施の形態では、１組のタイマとデッドタイム補正部で構成することのできるＰＷＭ制御装置の例を示す。

図６は、第２の実施形態のＰＷＭ制御装置の構成の例を示すブロック図である。

本実施形態のＰＷＭ制御装置は、第１の実施形態と同じく、エッジ検出部１１と、エッジ検出部１２と、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１と、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２と、を備える。

また、本実施形態のＰＷＭ制御装置は、エッジ検出部１１から出力されるエッジ検出信号ＥＧ１およびエッジ検出部１２から出力されるエッジ検出信号ＥＧ２を合成して合成エッジ検出信号ＥＧＴを出力するエッジ検出信号合成部１３と、合成エッジ検出信号ＥＧＴでカウントを開始し、補正デッドタイム設定値ＤＴに至るまでゲート信号ＧＴを出力するタイマ２と、補正デッドタイム設定値ＤＴとして、所定のデッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２のカウント値ＣＴを減算した値を出力するデッドタイム補正部３と、を備える。

エッジ検出信号合成部１３は、エッジ検出信号ＥＧ１またはエッジ検出信号ＥＧ２のいずれかが入力されたときに合成エッジ検出信号ＥＧＴを出力するＯＲ回路として機能する。

タイマ２は、第１の実施形態のタイマ２１、２２と同じ、ロード機能付きのダウンカウンタである。

タイマ２は、エッジ検出信号合成部１３から合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたときに、デッドタイム補正部３から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴをロードしてカウントを開始し、カウント値が０になるまでダウンカウントを行う。

このタイマ２は、カウント値ＣＴを出力するとともに、ダウンカウントを行っている期間Ｈレベルとなるゲート信号ＧＴを出力する。

デッドタイム補正部３は、所定のデッドタイム設定値ＤＴＳからタイマ２のカウント値ＣＴを減算した値を補正デッドタイム設定値ＤＴとして出力する。すなわち、補正デッドタイム設定値ＤＴは、ＤＴ＝ＤＴＳ−ＣＴとして算出される。

第１の実施形態とは異なり、本実施形態では、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１およびローサイドＰＷＭ信号生成部４２へは、共通のゲート信号ＧＴが入力される。

ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１は、ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴでマスクしてハイサイドＰＷＭ（ＨＳ−ＰＷＭ）信号として出力する。

また、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２は、反転ＰＷＭ信号をゲート信号ＧＴでマスクしてローサイドＰＷＭ（ＬＳ−ＰＷＭ）信号として出力する。

次に、本実施形態のＰＷＭ制御装置の動作について、図７〜図９を用いて説明する。ここで、図７は、デューティ指令値が１．０近傍でも０．０近傍でもないときの動作波形図、図８は、デューティ指令値が１．０近傍であるときの動作波形図、図９は、デューティ指令値が０．０近傍であるときの動作波形図である。

図７に示すように、デューティ指令値が１．０近傍でも０．０近傍でもないときは、合成エッジ検出信号ＥＧＴの発生間隔は、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムよりも長い。

一方、タイマ２のロード値は、最大でもデッドタイム設定値ＤＴＳである。したがって、合成エッジ検出信号ＥＧＴの発生時点でタイマ２のカウント値ＣＴは０になっている。

そのため、合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたとき、デッドタイム補正部３から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴは、
ＤＴ＝ＤＴＳ−ＣＴ＝ＤＴＳ−０＝ＤＴＳ
となり、デッドタイム設定値ＤＴＳに等しくなる。

したがって、タイマ２は、デッドタイム設定値ＤＴＳ分、カウントを行う。このカウントの期間、タイマ２から出力されるゲート信号ＧＴは、Ｈレベルになる。

このゲート信号ＧＴがＨレベルである期間、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１は、ＰＷＭ信号をマスクし、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２は、反転ＰＷＭ信号をマスクする。

これにより、ＰＷＭ信号の立ち下りでは、反転ＰＷＭ信号の立ち上りがデッドタイム設定値ＤＴＳ分マスクされ、ＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち下りとＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上りの間に、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムが挿入されることになる。

一方、反転ＰＷＭ信号の立ち下りでは、ＰＷＭ信号の立ち上りがデッドタイム設定値ＤＴＳ分マスクされ、ＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち下りとＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上りの間に、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定されるデッドタイムが挿入されることになる。

図８は、デューティ指令値が１．０近傍であるときの動作波形図である。この場合、反転ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＮは、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも短い。

そのため、反転ＰＷＭ信号の立ち下りで合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたときに、ＰＷＭ信号の立ち下りで動作を開始したタイマ２は、まだカウント動作中である。

これは、反転ＰＷＭ信号の立ち下りからＰＷＭ信号の立ち下りまでの期間が、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも十分に長く、ＰＷＭ信号の立ち下り時点でのタイマ２のカウント値ＣＴが０となっていて、タイマ２にロードされる補正デッドタイム設定値ＤＴが、デッドタイム設定値ＤＴＳとなっているめである。

そこで、反転ＰＷＭ信号の立ち下りで合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたときのタイマ２のカウント値ＣＴの値をｃとすると、デッドタイム補正部３から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴは、ＤＴ＝ＤＴＳ−ｃとなる。

この補正デッドタイム設定値ＤＴがタイマ２にロードされる。これにより、タイマ２のカウント値ＣＴは更新される。タイマ２は、反転ＰＷＭ信号の立ち下りからＤＴＳ−ｃの期間、カウント動作を行う。したがって、反転ＰＷＭ信号の立ち下り以後にタイマ２から出力されるゲート信号ＧのＨ期間は、ＤＴＳ−ｃとなる。

これにより、ハイサイドＰＷＭ信号生成部４１から出力されるＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりにＤＴＳ−ｃに相当する期間のデットタイムが挿入される。

このＤＴＳ−ｃは、図８に示すように、タイマ２が、反転ＰＷＭ信号のＨ期間をカウントする値に相当するので、ＤＴＳ−ｃに相当する期間は、反転ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＮに等しい。

すなわち、本実施形態においても、第１の実施形態と同じく、ＨＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりには、デューティ指令値に応じて変化するｔＨＮに等しい時間のデットタイムが挿入されることになる。

図９は、デューティ指令値が０．０近傍であるときの動作波形図である。この場合、ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＰが、デッドタイム設定値ＤＴＳで設定される期間よりも短くなる。

そのため、この場合は、ＰＷＭ信号の立ち下りで合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたときに、反転ＰＷＭ信号の立ち下りで動作を開始したタイマ２は、まだカウント動作中である。

したがって、合成エッジ検出信号ＥＧＴが出力されたときのタイマ２のカウント値ＣＴの値をｃとすると、デッドタイム補正部３から出力される補正デッドタイム設定値ＤＴは、ＤＴ＝ＤＴＳ−ｃとなる。

この補正デッドタイム設定値ＤＴがタイマ２にロードされる。これにより、タイマ２のカウント値ＣＴは更新される。タイマ２は、ＰＷＭ信号の立ち下りからＤＴＳ−ｃの期間、カウント動作を行う。したがって、ＰＷＭ信号の立ち下り以後にタイマ２から出力されるゲート信号ＧのＨ期間は、ＤＴＳ−ｃとなる。

これにより、ローサイドＰＷＭ信号生成部４２から出力されるＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりにＤＴＳ−ｃに相当する時間のデットタイムが挿入される。

このＤＴＳ−ｃは、図９に示すように、タイマ２が、ＰＷＭ信号のＨ期間をカウントする値に相当するので、ＤＴＳ−ｃに相当する期間は、ＰＷＭ信号のＨ期間ｔＨＰに等しい。

すなわち、本実施形態においても、第１の実施形態と同じく、ＬＳ−ＰＷＭ信号の立ち上がりには、デューティ指令値に応じて変化するｔＨＰに等しい時間のデットタイムが挿入されることになる。

このような本実施形態によれば、タイマとデッドタイム補正部が１組であっても、第１の実施形態と同じく、デューティ指令値が１．０近傍あるいは０．０近傍では、デューティ指令値に応じて、挿入するデッドタイムの時間を変化させることができるので、デューティ指令値に対して出力電圧を最大電圧まで連続的に変化させることができる。

また、タイマとデッドタイム補正部が１組で済むので、ＰＷＭ制御装置の部品点数を少なくすることができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態のＰＷＭ制御装置によれば、デューティ指令値に対して出力電圧を最大電圧まで連続的に変化させることができる。

また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１、１２ エッジ検出部
１３ エッジ検出信号合成部
２、２１、２２ タイマ
３、３１、３２ デッドタイム補正部
４１ ハイサイドＰＷＭ信号生成部
４２ ローサイドＰＷＭ信号生成部

Claims (5)

1. ＰＷＭ信号を反転させた反転ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第１のエッジ検出信号を出力する第１のエッジ検出部と、
   前記ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第２のエッジ検出信号を出力する第２のエッジ検出部と、
   前記第１のエッジ検出信号でカウントを開始し、第１の補正デッドタイム設定値に至るまで第１のゲート信号を出力する第１のタイマと、
   前記第２のエッジ検出信号でカウントを開始し、第２の補正デッドタイム設定値に至るまで第２のゲート信号を出力する第２のタイマと、
   前記第１の補正デッドタイム設定値として、所定のデッドタイム設定値から前記第２のタイマのカウント値を減算した値を出力する第１のデッドタイム補正部と、
   前記第２の補正デッドタイム設定値として、前記デッドタイム設定値から前記第１のタイマのカウント値を減算した値を出力する第２のデッドタイム補正部と、
   前記ＰＷＭ信号を前記第１のゲート信号でマスクしてハイサイドＰＷＭ信号として出力するハイサイドＰＷＭ信号生成部と、
   前記反転ＰＷＭ信号を前記第２のゲート信号でマスクしてローサイドＰＷＭ信号として出力するローサイドＰＷＭ信号生成部と
   を備えることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
2. 前記第１のタイマが、
   前記第１のエッジ検出信号が出力されたときに前記第１の補正デッドタイム設定値をロードし、カウント値が０になるまでダウンカウントを行うダウンカウンタであり、
   前記第２のタイマが、
   前記第２のエッジ検出信号が出力されたときに前記第２の補正デッドタイム設定値をロードし、カウント値が０になるまでダウンカウントを行うダウンカウンタである
   ことを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
3. ＰＷＭ信号を反転させた反転ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第１のエッジ検出信号を出力する第１のエッジ検出部と、
   前記ＰＷＭ信号の立ち下りエッジを検出して第２のエッジ検出信号を出力する第２のエッジ検出部と、
   前記第１のエッジ検出信号または前記第２のエッジ検出信号のいずれかが入力されたときに合成エッジ検出信号を出力するエッジ検出信号合成部と、
   前記合成エッジ検出信号でカウントを開始し、補正デッドタイム設定値に至るまでゲート信号を出力するタイマと、
   前記補正デッドタイム設定値として、所定のデッドタイム設定値から前記タイマのカウント値を減算した値を出力するデッドタイム補正部と、
   前記ＰＷＭ信号を前記ゲート信号でマスクしてハイサイドＰＷＭ信号として出力するハイサイドＰＷＭ信号生成部と、
   前記反転ＰＷＭ信号を前記ゲート信号でマスクしてローサイドＰＷＭ信号として出力するローサイドＰＷＭ信号生成部と
   を備えることを特徴とするＰＷＭ制御装置。
4. 前記タイマが、
   前記合成エッジ検出信号が出力されたときに前記補正デッドタイム設定値をロードし、カウント値が０になるまでダウンカウントを行うダウンカウンタである
   ことを特徴とする請求項３に記載のＰＷＭ制御装置。
5. 前記タイマは、
   前記ダウンカウント中でも、前記合成エッジ検出信号が出力されたときは、その時点で前記デッドタイム補正部から出力されている前記補正デッドタイム設定値をロードする
   ことを特徴とする請求項４に記載のＰＷＭ制御装置。