(57)【要約】【課題】モータ駆動用のＨブリッジ回路を構成する半導体素子や電線を、モータの地絡、直流電源の逆接等の種々の異常電流から保護する。【解決手段】モータＭを正転・逆転駆動するためのＨブリッジ回路とアースとの間に、ドレイン接地でゲートにＨブリッジ回路に供給しているバッテリ等の直流電源をバイアスとして接続した電界効果トランジスタＭＯＳ５を設けることにより、バッテリ等の直流電源が逆接続された場合、通常ＯＮしている電界効果トランジスタＭＯＳ５がＯＦＦする。また、制御手段１０が電界効果トランジスタＭＯＳ５のソース電位を監視し、過電流を検知した場合、ハイサイドドライバ４０に制御信号を出力して、モータＭへの電源供給を阻止する。【選択図】      図１
2004274817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正転・逆転可能なモータと、
直流電源に接続され、前記モータへ正転用電流と逆転用電流とをスイッチングして供給する二つのハイサイド半導体スイッチング素子と、
前記モータに流れる正転用電流と逆転用電流とをスイッチングしてアースする二つのローサイド半導体スイッチング素子と、
前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子および前記二つのローサイド半導体スイッチング素子により構成されるＨブリッジ回路とアースとの間に設けられ、ドレイン接地でゲートに前記直流電源を接続した電界効果トランジスタと、
を有することを特徴とするモータ正転・逆転駆動回路。
【請求項２】
前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子にＯＮ／ＯＦＦ信号を印加してＯＮ／ＯＦＦ駆動するハイサイドドライバと、
前記二つのローサイド半導体スイッチング素子にＯＮ／ＯＦＦ信号を印加してＯＮ／ＯＦＦ駆動するローサイドドライバと、
前記ハイサイドドライバおよびローサイドドライバに、前記モータの正転、逆転、およびブレーキ等を指示する制御信号を出力する制御手段と、をさらに有し、
前記制御手段は、さらに前記電界効果トランジスタのソース電位を監視し、過電流を検知した場合、前記ハイサイドドライバに前記ブレーキを指示する制御信号を出力し、
前記ハイサイドドライバは、該制御信号が入力されると、前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子の両方にＯＦＦ信号を印加することを特徴とする請求項１記載のモータ正転・逆転駆動回路。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電界効果トランジスタのソース電位を監視し、前記モータのロックを示すロック電流を検知した場合、予め設定されたロック電流検知後の後処理を実行する制御信号を、前記ハイサイドドライバおよび／または前記ローサイドドライバに出力することを特徴とする請求項２記載のモータ正転・逆転駆動回路。
【請求項４】
前記ハイサイドドライバの出力電位をベース入力とし、前記ローサイドドライバの出力電位をコレクタ入力とするトランジスタをさらに有することを特徴とする請求項２または３記載のモータ正転・逆転駆動回路。
【請求項５】
前記ハイサイドドライバは、前記モータＭを正転または逆転させる場合、前記ローサイドドライバが前記ローサイドスイッチング素子をＯＦＦさせた後、一定時間経過後に該ローサイドスイッチング素子と直列に接続される前記ハイサイド半導体スイッチング素子をＯＮすることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のモータ正転・逆転駆動回路。
【請求項６】
前記ローサイドドライバは、前記モータＭの回転を停止させる場合、前記ハイサイドドライバが前記ハイサイドスイッチング素子をＯＦＦさせた後、一定時間経過後に該ハイサイドスイッチング素子と直列に接続される前記ローサイド半導体スイッチング素子をＯＮすることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のモータ正転・逆転駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーウインドウ等に使用されるモータの正転・逆転制御が可能なモータ正転・逆転駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来技術におけるモータ正転・逆転駆動回路を示す回路図である。図３に示す駆動回路は、モータＭを正転・逆転させるために、二つのメカリレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２を用いている。当該モータ正転・逆転駆動回路は、例えば５Ｖのロジック電源ＶＤＤの供給を受けて動作し、モータＭの制御を行うＣＰＵ１０、スイッチＳＷからのＯＮ／ＯＦＦ信号及び正転／逆転信号等をＣＰＵ１０に入力するための入力Ｉ／Ｆ２０、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を経由して他の電子ユニットから送信されるＯＮ／ＯＦＦ信号及び正転／逆転信号等をＣＰＵ１０に入力するための多重Ｉ／Ｆ３０を備える。
【０００３】
また、上記モータ正転・逆転駆動回路は、正転用のトランジスタＴｒ３、メカリレーＲＬＹ１、逆転用のトランジスタＴｒ４、及びメカリレーＲＬＹ２を備える。ダイオードＤ６、Ｄ７は、メカリレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２のコイルへの逆電流を防止する。ダイオードＤ８、Ｄ９は、フリーホイールダイオードであり、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のＯＦＦ時に、コレクタに流れようとする電流をバイパスする。
【０００４】
このような回路において、入力Ｉ／Ｆ２０、または多重Ｉ／Ｆ３０からの信号により、ＣＰＵ１０は、モータＭを正転させる場合は、トランジスタＴｒ３のベースをＯＮし、トランジスタＴｒ４のベースをＯＦＦする。すると、メカリレーＲＬＹ１がＯＮし、メカリレーＲＬＹ２がＯＦＦして、モータＭに正電流が流れる。また、ＣＰＵ１０は、モータＭを逆転させる場合は、トランジスタＴｒ３のベースをＯＦＦし、トランジスタＴｒ４のベースをＯＮする。すると、メカリレーＲＬＹ１がＯＦＦし、メカリレーＲＬＹ２がＯＮして、モータＭに正電流が流れる。さらに、モータＭを停止させる場合は、トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４をＯＦＦして、メカリレーＲＬＹ１、ＲＬＹ２をＯＦＦさせる。
【０００５】
また、シャント抵抗Ｒ１、及びロック電流検出回路５０は、車両のパワーウインドウ等のようにロックする負荷の場合に必要となる。ロック電流検出回路５０は、モータＭのロックを示すロック電流を検出すると、ＣＰＵ１０に通知し、ＣＰＵ１０は、モータＭの回転を停止させる等の制御を行う。
【０００６】
また、特許文献１は、Ｈブリッジ回路によりモータを駆動する回路においてモータの地絡異常や、モータ駆動手段の異常を検出するモータ電圧検出回路を開示している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２５１７４９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示したメカリレーを用いたモータ正転・逆転駆動回路には、以下のような問題点があった。（１）メカーリレーを使用しているため、モータ正転・逆転駆動回路を小型・軽量化することが困難な点である。（２）メカリレーの接点の開閉音が発生する点である。（３）メカリレーオフ時（接点が開く時）に、アークによるノイズが発生し、ＣＰＵ等に悪影響を与える可能性がある点である。（４）メカリレー接点の耐久回数には限界がある点である。（５）電線や負荷の短絡時、メカリレーに大電流が流れ続けるため、接点溶着が発生する可能性がある点である。
【０００９】
これらの問題は、特許文献１のようにスイッチング駆動手段を半導体素子にすることにより解決することができる。しかしながら、ＦＥＴ等の半導体素子は、過電流による素子の破壊が起こりやすく、過電流から保護する手段が必要となる。この点、上記特許文献１は、モータの地絡異常等から保護する回路を設けているが、バッテリ等の直流電源を逆に接続した場合についての半導体素子等の保護について何ら開示するものではない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、モータ駆動用のＨブリッジ回路を構成する半導体素子や電線を、モータの地絡、直流電源の逆接等の種々の異常電流から保護することが可能なモータ正転・逆転駆動回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、図１に示すように、正転・逆転可能なモータＭと、直流電源に接続され、前記モータＭへ正転用電流と逆転用電流とをスイッチングして供給する二つのハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１・ＭＯＳ３と、前記モータＭに流れる正転用電流と逆転用電流とをスイッチングしてアースする二つのローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２・ＭＯＳ４と、前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１・ＭＯＳ３および前記二つのローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２・ＭＯＳ４により構成されるＨブリッジ回路とアースとの間に設けられ、ドレイン接地でゲートに前記直流電源を接続した電界効果トランジスタＭＯＳ５と、を有することを特徴としている。
【００１２】
したがって、請求項１記載の発明によれば、モータＭを正転・逆転駆動するためのＨブリッジ回路とアースとの間に、ドレイン接地でゲートにＨブリッジ回路に供給しているバッテリ等の直流電源をバイアスとして接続した電界効果トランジスタＭＯＳ５を設けることにより、バッテリ等の直流電源が逆接続された場合、通常ＯＮしている電界効果トランジスタＭＯＳ５がＯＦＦすることになり、Ｈブリッジ回路への電流流入を阻止することができ、Ｈブリッジ回路を保護することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１・ＭＯＳ３にＯＮ／ＯＦＦ信号を印加してＯＮ／ＯＦＦ駆動するハイサイドドライバ４０と、前記二つのローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２・ＭＯＳ４にＯＮ／ＯＦＦ信号を印加してＯＮ／ＯＦＦ駆動するローサイドドライバ４０と、前記ハイサイドドライバ４０およびローサイドドライバ４０に、前記モータＭの正転、逆転、およびブレーキ等を指示する制御信号を出力する制御手段１０と、をさらに有し、前記制御手段１０は、さらに前記電界効果トランジスタＭＯＳ５のソース電位を監視し、過電流を検知した場合、前記ハイサイドドライバ４０に前記ブレーキを指示する制御信号を出力し、前記ハイサイドドライバ４０は、該制御信号が入力されると、前記二つのハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１、ＭＯＳ３の両方にＯＦＦ信号を印加することを特徴としている。
【００１４】
したがって、請求項２記載の発明によれば、制御手段１０が電界効果トランジスタＭＯＳ５のソース電位を監視し、過電流を検知した場合、ハイサイドドライバ４０に制御信号を出力して、モータＭへの電源供給を阻止することにより、過電流からＨブリッジ回路を保護することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制御手段１０は、前記電界効果トランジスタＭＯＳ５のソース電位を監視し、前記モータＭのロックを示すロック電流を検知した場合、予め設定されたロック電流検知後の後処理を実行する制御信号を、前記ハイサイドドライバ４０および／または前記ローサイドドライバ４０に出力することを特徴としている。
【００１６】
したがって、請求項３記載の発明によれば、制御手段１０が電界効果トランジスタＭＯＳ５のソース電位を監視し、モータＭのロックを示すロック電流を検知した場合、予め設定されたロック電流検知後の後処理（モータＭが用いられる負荷により、例えばブレーキ、逆転、ＰＷＭ制御による速度変換等）を実行する制御信号を、ハイサイドドライバ４０および／またはローサイドドライバ４０に出力することにより、モータＭがロックする負荷に対しても対応することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、前記ハイサイドドライバ４０の出力電位をベース入力とし、前記ローサイドドライバ４０の出力電位をコレクタ入力とするトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２をさらに有することを特徴としている。
【００１８】
したがって、請求項４記載の発明によれば、ハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３とハイサイドドライバ４０とを接続する電線の電位をベース入力とし、ハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３と直列に接続されるローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４とローサイドドライバ４０を接続する電線の電位をコレクタ入力とするトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を設けたことにより、ハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３にＯＮ信号が印加されている場合には、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２がＯＮすることになり、ローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４にＯＮ信号が同時に印加されることがなくなり、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３とローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４とを貫通してモータＭに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、前記ハイサイドドライバ４０は、前記モータＭを正転または逆転させる場合、前記ローサイドドライバ４０が前記ローサイドスイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４をＯＦＦさせた後、一定時間経過後に該ローサイドスイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４と直列に接続される前記ハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３をＯＮすることを特徴としている。
【００２０】
したがって、請求項５記載の発明によれば、ハイサイドドライバ４０が、ローサイドスイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４がＯＦＦした後、一定時間経過後にローサイドスイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４と直列に接続されるハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３をＯＮすることにより、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３とローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４とが同時にＯＮすることがなくなり、それらを貫通してモータＭに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明において、前記ローサイドドライバ４０は、前記モータＭの回転を停止させる場合、前記ハイサイドドライバ４０が前記ハイサイドスイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３をＯＦＦさせた後、一定時間経過後に該ハイサイドスイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３と直列に接続される前記ローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４をＯＮすることを特徴としている。
【００２２】
したがって、請求項６記載の発明によれば、ローサイドドライバ４０が、ハイサイドスイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３をＯＦＦさせた後、一定時間経過後にハイサイドスイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３と直列に接続されるローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４をＯＮすることにより、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ１／ＭＯＳ３とローサイド半導体スイッチング素子ＭＯＳ２／ＭＯＳ４とが同時にＯＮすることがなくなり、それらを貫通してモータＭに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路を示す回路図である。当該モータ正転・逆転駆動回路は、ＣＰＵ１０、入力Ｉ／Ｆ２０、多重Ｉ／Ｆ３０、ドライバＩＣ４０、モータＭ、Ｈブリッジ回路用ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１〜４、直流電源逆接時逆流防止用ＭＯＳＦＥＴ５、および貫通電流防止用トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を備える。
【００２４】
入力Ｉ／Ｆ２０は、ユーザによるスイッチＳＷ操作により発生するＯＮ／ＯＦＦ信号及び正転／逆転信号等をＣＰＵ１０に入力するためのインタフェースである。また、入力Ｉ／Ｆ２０は、図示しないセンサ等により所定の状態が検知された場合に発生する信号もＣＰＵ１０に入力する。例えば、緊急停止を示すウォーニング信号の入力等である。
【００２５】
多重Ｉ／Ｆ３０は、ＬＡＮ等のネットワークを経由して他の電子ユニットから送信されるＯＮ／ＯＦＦ信号及び正転／逆転信号等をＣＰＵ１０に入力するためのインタフェースである。本実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路をパワーウインドウ等の車両部品を駆動するために使用する場合、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＢＥＡＮ（Ｂｏｄｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のプロコトルで通信される信号をＣＰＵ１０に入力する。
【００２６】
ＣＰＵ１０は、例えば５Ｖのロジック電源ＶＤＤの供給を受けて動作する。ロジック電源ＶＤＤは、例えばバッテリ電源をレギュレータにより調整されて入力される。ＣＰＵ１０は、モータＭを制御するために、入力Ｉ／Ｆ２０または多重Ｉ／Ｆ３０から入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号及び正転／逆転信号等の信号を基に生成した制御信号をドライバＩＣ４０に出力する。
【００２７】
ドライバＩＣ４０は、Ｈブリッジ回路を構成するＭＯＳ１〜４の駆動用に設計されたＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のカスタムＩＣである。ドライバＩＣ４０は、ＭＯＳ１、３を駆動するチャージポンプ付ハイサイドドライバと、ＭＯＳ２、４を駆動するローサイドドライバを備える。ＭＯＳ１、３をＰチャネルＭＯＳＦＥＴで構成する場合は、チャージポンプは必要ない。
【００２８】
ハイサイドドライバは、モータＭを正転させる場合、ＭＯＳ１のゲートをＯＮ、ＭＯＳ３のゲートをＯＦＦする。モータＭを逆転させる場合、ＭＯＳ１のゲートをＯＦＦ、ＭＯＳ３のゲートをＯＮする。ローサイドドライバは、モータＭを正転させる場合、ＭＯＳ２のゲートをＯＦＦ、ＭＯＳ４のゲートをＯＮする。モータＭを逆転させる場合、ＭＯＳ２のゲートをＯＮ、ＭＯＳ４のゲートをＯＦＦする。また、ドライバＩＣ４０は、スタンバイ端子を備えており、ＣＰＵ１０からスタンバイ信号が入力されると、ＭＯＳ１〜４をＯＦＦして停止モードに移行し、消費電流を抑える構成となっている。
【００２９】
モータＭは、車両のドアロック、パワーウインドウ、ミラー格納等に使用されるモータである。ただし、これに限定されるものではない。
【００３０】
ＭＯＳ１〜４は、例えばバッテリ電源等の直流電源が入力されるＨブリッジ回路を構成し、ドライバＩＣ４０にＯＮ／ＯＦＦ制御されることにより、モータＭを回転・停止、及び正転・逆転させる。Ｈブリッジ回路を構成するＭＯＳ１〜４は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いるとよい。ＭＯＳ２、ＭＯＳ４は、ソース接地型スイッチ回路でソースをＧＮＤにつなげているので、ゲートの電位を＋数ＶにすればＯＮする。ＭＯＳ１、ＭＯＳ３は、ソース・フォロワ型スイッチ回路でソースを電源側につなげているので、電源＋数ＶをゲートにかけなければＯＮしない。よって、ドライバＩＣ４０のハイサイドドライバには、コンバータ等のチャージポンプ回路を設ける。
【００３１】
ただし、Ｈブリッジ回路の構成は、これに限定されるものではなく、ＭＯＳ１、ＭＯＳ３をＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。この場合、ハイサイドドライバで昇圧する必要はないが、スイッチングスピードは、Ｎチャネルより劣る。
【００３２】
また、モータＭからの逆起電力によってＭＯＳＦＥＴ素子が破壊されないようにＨブリッジを構成するＭＯＳ１〜４に形成されている寄生ダイオードＤ１〜４が使用される。モータの速度制御は、ＣＰＵ１０からの信号でＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御で行う。
【００３３】
ＭＯＳ１、ＭＯＳ３のゲート−ソース間、ＭＯＳ２、ＭＯＳ４のゲート−ソース間には、過電圧からＭＯＳＦＥＴ素子を保護するためのツェナーダイオードＺＤ１〜４を設けるとよい。ツェナーダイオードＺＤ１〜４は、所定の電圧でブレークダウンするため、ハイ・ローサイドドライバから一定の電圧をゲートに印加することが可能となる。ただし、保護回路はこれに限定されるものではなく、他の保護回路でもよい。
【００３４】
ＭＯＳ５は、バッテリ等の直流電源逆接時の逆流電流防止用のＮチャネルＭＯＳＦＥＴであり、通常とは逆のドレイン接地型である。また、ゲートがバッテリ等の直流電源に接続されており、常時バイアスがかかってＯＮ状態となっている。しかしながら、バッテリ等の直流電源が逆接された場合、ゲートに電圧が印加されなくなるため、ＭＯＳ５はＯＦＦする。したがって、Ｈブリッジ回路を構成するＭＯＳ１〜４や回路の破壊を防止することができる。
【００３５】
また、ＭＯＳ５のソースは、ＣＰＵ１０のＡ／Ｄ入力ポートまたはコンパレータと接続される。ＣＰＵ１０は、ＭＯＳ５のソース電位を監視することにより、パワーウインドウに使用する場合のモータＭのロック電流や、モータＭ負荷ショート時の過電流を検知する。ＣＰＵ１０は、これらの状態を検知した場合、当該状態に応じた後処理を行う。例えば、過電流を検知した場合、ドライバＩＣ４０にＭＯＳ１、３の両方をＯＦＦさせるための制御信号を出力する。また、コンパレータを使用する場合、入力されるソース電位と所定の閾値とを比較し、上述したロック電流や過電流を検知する。検知結果はＣＰＵ１０に出力され、ＣＰＵ１０は、当該検知結果に基づき後処理を行う。このように、ＭＯＳＦＥＴをドレイン接地し、当該ＭＯＳＦＥＴのソース電位を監視する構成により、従来のシャント抵抗を廃止することができる。
【００３６】
ＭＯＳ５のゲート−ソース間には、ツェナーダイオードＺＤ５が接続されるとよい。また、そのドレイン−ソース間には、寄生ダイオードＤ５が接続されている。夫々の役割は、上記ＭＯＳ１〜４の説明で記載した事項が当てはまる。
【００３７】
トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は、貫通電流防止用のトランジスタである。ＭＯＳ１、ＭＯＳ２の両方がＯＮしてしまうと、電流がモータＭに流れず、電流が電源からＧＮＤに貫通してしまう。トランジスタＴｒ１は、これを防止するために設置される。トランジスタＴｒ２も同様であり、ＭＯＳ３、ＭＯＳ４の両方がＯＮしてしまい、電流が貫通することを防止する。
【００３８】
トランジスタＴｒ１のコレクタは、ローサイドドライバからＭＯＳ２のゲートに印加されるゲート駆動用信号線と接続され、ベースは、ハイサイドドライバからＭＯＳ１のゲートに印加されるゲート駆動用信号線と接続される。ハイサイドドライバが、ＭＯＳ１をＯＮするためにゲートにハイレベル信号を印加すると、Ｔｒ１のベースがＯＮする。この状態でノイズその他の何らからの事由によりＭＯＳ２にハイレベル信号が印加されようとしても、トランジスタＴｒ１がＯＮしているため、電圧がアースされ、ＭＯＳ２がＯＮすることはない。トランジスタＴｒ２についても同様であり、ハイサイドドライバがＭＯＳ３のゲートにハイレベル信号を印加すると、トランジスタＴｒ２がＯＮするため、ＭＯＳ４にハイレベル信号が印加されようとしても、電圧がアースされＭＯＳ４がＯＮすることはない。
【００３９】
次に、本実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路の動作について説明する。図２は、本実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路の典型動作について説明するためのタイミングチャートである。図２の（１）は、モータＭのブレーキモードを示すチャートである。ＣＰＵ１０は、モータＭ回転状態からブレーキをかける場合、ドライバＩＣ４０にＭＯＳ１、ＭＯＳ３をＯＦＦ、ＭＯＳ２、ＭＯＳ４をＯＮするように制御信号を出力する。ドライバＩＣ４０のハイサイドドライバは、ＭＯＳ１、ＭＯＳ３の両方のゲートにローレベル信号を印加してＭＯＳ１、ＭＯＳ３をＯＦＦする。ローサイドドライバは、ＭＯＳ２、ＭＯＳ４の両方のゲートにハイレベル信号を印加してＭＯＳ２、ＭＯＳ４をＯＮする。この状態がブレーキモードである。
【００４０】
ブレーキモードは、直流電源からの電流をモータＭに流さないために、ＭＯＳ１、ＭＯＳ３の両方をＯＦＦし、一方、モータＭおよびＨブリッジ回路の残留電荷をアースさせるためにＭＯＳ２、ＭＯＳ４の両方をＯＮする。また、ＣＰＵ１０からドライバＩＣ４０へのスタンバイ信号は、ハイレベルである。
【００４１】
次に、図２の（２）は、モータＭを正転させる場合のチャートである。ＣＰＵ１０は、ブレーキモードからモータＭを正転させる場合、ＭＯＳ２をＯＦＦさせる制御信号を出力し、ＭＯＳ２のＯＦＦ後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ１をＯＮさせる制御信号を出力する。モータＭの正転を停止させる場合、ＭＯＳ１をＯＦＦさせる制御信号を出力し、ＭＯＳ１のＯＦＦ後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ２をＯＮさせる制御信号を出力する。
【００４２】
ドライバＩＣ４０のローサイドドライバは、ＭＯＳ４がＯＮの状態で、ＭＯＳ２のゲートにローレベル信号を印加してＯＦＦする。ハイサイドドライバは、ＭＯＳ３がＯＦＦの状態で、ＭＯＳ２がＯＦＦした後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ１のゲートにハイレベル信号を印加してＯＮする。
【００４３】
また、正転を停止する場合、ハイサイドドライバは、ＭＯＳ３がＯＦＦの状態で、ＭＯＳ１のゲートにローレベル信号を印加してＯＦＦする。ローサイドドライバは、ＭＯＳ４がＯＮの状態で、ＭＯＳ１がＯＦＦした後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ２のゲートにハイレベル信号を印加してＯＮする。
【００４４】
このように、ＭＯＳ２をＯＦＦすると同時にＭＯＳ１をＯＮせず、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ１をＯＮするのは、ＭＯＳ１、ＭＯＳ２を貫通する電流の発生を防止するためのである。ＭＯＳ１をＯＦＦすると同時にＭＯＳ２をＯＮせず、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ２をＯＮするのも同様の趣旨である。また、ＣＰＵ１０からドライバＩＣ４０へのスタンバイ信号は、ハイレベルである。
【００４５】
次に、図２の（３）は、モータＭを逆転させる場合のチャートである。ＣＰＵ１０は、ブレーキモードからモータＭを逆転させる場合、ＭＯＳ４をＯＦＦさせる制御信号を出力し、ＭＯＳ４のＯＦＦ後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ３をＯＮさせる制御信号を出力する。モータＭの正転を停止させる場合、ＭＯＳ３をＯＦＦさせる制御信号を出力し、ＭＯＳ３のＯＦＦ後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ４をＯＮさせる制御信号を出力する。
【００４６】
逆転を開始する場合、ドライバＩＣ４０のローサイドドライバは、ＭＯＳ２がＯＮの状態で、ＭＯＳ４のゲートにローレベル信号を印加してＯＦＦする。ハイサイドドライバは、ＭＯＳ１がＯＦＦの状態で、ＭＯＳ４がＯＦＦした後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ３のゲートにハイレベル信号を印加してＯＮする。
【００４７】
また、逆転を停止する場合、ハイサイドドライバは、ＭＯＳ１がＯＦＦの状態で、ＭＯＳ３のゲートにローレベル信号を印加してＯＦＦする。ローサイドドライバは、ＭＯＳ２がＯＮの状態で、ＭＯＳ３がＯＦＦした後、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ４のゲートにハイレベル信号を印加してＯＮする。
【００４８】
このように、ＭＯＳ４をＯＦＦすると同時にＭＯＳ３をＯＮせず、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ３をＯＮするのは、ＭＯＳ３、ＭＯＳ４を貫通する電流の発生を防止するためのである。ＭＯＳ３をＯＦＦすると同時にＭＯＳ４をＯＮせず、オン遅延時間ｔｄ経過後にＭＯＳ４をＯＮするのも同様の趣旨である。また、ＣＰＵ１０からドライバＩＣ４０へのスタンバイ信号は、ハイレベルである。
【００４９】
次に、図２の（４）は、モータＭのスタンバイモードを示すチャートである。ＣＰＵ１０は、モータＭをスタンバイモードに移行したい場合、ドライバＩＣ４０に出力するスタンバイ信号をローレベルにする。スタンバイモードは、ブレーキモードと異なり、ＭＯＳ１、ＭＯＳ３をＯＦＦするだけでなく、ＭＯＳ２、ＭＯＳ４もＯＦＦする。これにより、ドライバＩＣからＭＯＳ１〜４のゲートにハイレベル信号を印加する必要がなくなるため、消費電力を低減することができる。
【００５０】
また、ドライバＩＣ４０にスタンバイ信号の入力のための専用のスタンバイ端子を設けるとよい。この場合、ドライバＩＣ４０は、ＣＰＵ１０からのスタンバイ端子にローレベル信号が入力されると、他のＭＯＳ１〜４への端子にどのような信号が入力されていても、スタンバイモードに移行する処理をする。
【００５１】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、モータを正転・逆転駆動するためのＨブリッジ回路とアースとの間に、ドレイン接地でゲートにＨブリッジ回路に供給しているバッテリ等の直流電源をバイアスとして接続した電界効果トランジスタを設けることにより、バッテリ等の直流電源が逆接続された場合、通常ＯＮしている電界効果トランジスタがＯＦＦすることになり、Ｈブリッジ回路への電流流入を阻止することができ、Ｈブリッジ回路を保護することができる。
【００５３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、制御手段が電界効果トランジスタのソース電位を監視し、過電流を検知した場合、ハイサイドドライバに制御信号を出力して、モータへの電源供給を阻止することにより、過電流からＨブリッジ回路を保護することができる。
【００５４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、制御手段が電界効果トランジスタのソース電位を監視し、モータのロックを示すロック電流を検知した場合、予め設定されたロック電流検知後の後処理（モータが用いられる負荷により、例えばブレーキ、逆転、ＰＷＭ制御による速度変換等）を実行する制御信号を、ハイサイドドライバおよび／またはローサイドドライバに出力することにより、モータがロックする負荷に対しても対応することができる。
【００５５】
請求項記４載の発明によれば、請求項２または３記載の発明の効果に加えて、ハイサイド半導体スイッチング素子とハイサイドドライバとを接続する電線の電位をベース入力とし、ハイサイド半導体スイッチング素子と直列に接続されるローサイド半導体スイッチング素子とローサイドドライバを接続する電線の電位をコレクタ入力とするトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を設けたことにより、ハイサイド半導体スイッチング素子にＯＮ信号が印加されている場合には、トランジスタがＯＮすることになり、ローサイド半導体スイッチング素子にＯＮ信号が同時に印加されることがなくなり、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子とローサイド半導体スイッチング素子とを貫通してモータＭに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【００５６】
請求項５記載の発明によれば、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、ハイサイドドライバが、ローサイドスイッチング素子がＯＦＦした後、一定時間経過後にローサイドスイッチング素子と直列に接続されるハイサイド半導体スイッチング素子をＯＮすることにより、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子とローサイド半導体スイッチング素子とが同時にＯＮすることがなくなり、それらを貫通してモータに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【００５７】
請求項６記載の発明によれば、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、ローサイドドライバが、ハイサイドスイッチング素子がＯＦＦした後、一定時間経過後にハイサイドスイッチング素子と直列に接続されるローサイド半導体スイッチング素子をＯＮすることにより、直列接続しているハイサイド半導体スイッチング素子とローサイド半導体スイッチング素子とが同時にＯＮすることがなくなり、それらを貫通してモータに供給されない貫通電流の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態におけるモータ正転・逆転駆動回路の典型動作について説明するためのタイミングチャートである。
【図３】従来技術におけるモータ正転・逆転駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０  ＣＰＵ
２０  入力Ｉ／Ｆ
３０  多重Ｉ／Ｆ
４０  ドライバＩＣ
ＭＯＳ１〜４  Ｈブリッジ回路用ＭＯＳＦＥＴ
ＭＯＳ５  直流電源逆接時逆流保護用ＭＯＳＦＥＴ
Ｔｒ１、２  貫通電流防止用トランジスタ
Ｄ１〜５  寄生ダイオード
ＺＤ１〜５  ツェナーダイオード
【図１】
2004274817.tif 000003
【図２】
2004274817.tif 000004
【図３】
2004274817.tif 000005