(57)【要約】【課題】  電源投入直後に貫通電流が流れることがなく安全に動作する駆動回路を提供することを目的とする。【解決手段】  電源に対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、その一対のパワー素子の中間接続点に接続された負荷への通電方向を切り換えるために、バッテリ電源＋Ｂとパワー素子のゲート間に抵抗およびツェナーダイオードが直列に接続されることにより、電源投入時に一対のパワー素子の一方がオンになっても他方は前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を越えるまでオンにならないようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、該一対のパワー素子の中間接続点に接続された負荷への通電方向を切り換える駆動回路であって、
バッテリ電源＋Ｂとパワー素子のゲート間に抵抗およびツェナーダイオードが直列に接続されることにより、電源投入時に前記一対のパワー素子のうち一方がオンになっても他方は前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を越えるまでオンにならないようにしたことを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
電源に対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、該一対のパワー素子の中間接続点に接続された負荷への通電方向を切り換える駆動回路であって、
バッテリ電源＋Ｂとパワー素子のゲート間にスイッチング回路を挿入することにより、電源投入時に前記一対のパワー素子の一方がオンになっても他方は前記スイッチング回路が所定の電圧になるまでオンにならないようにしたことを特徴とする駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、駆動回路および電源に対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、負荷への通電方向を切り換える駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】  一般的に、Ｈブリッジ回路を含む電子制御装置１０は、概念的には図３に示すようになる。バッファ回路１１はマイクロコンピュータ１２によって制御され、Ｈブリッジ回路１３はバッファ回路１１によって制御される。バッテリ１４の電圧（＋１２Ｖ）より低い所定電圧ＶＯＭ（制御回路用電源）（＋５Ｖ）は電源回路によって生成される。したがって、電源スイッチの投入により、リレー１６が作動してバッテリ電源＋Ｂがマイクロコンピュータに供給されるが、所定電圧ＶＯＭの上昇が遅れ、Ｈブリッジ回路１３が正常に制御されないと、Ｈブリッジ回路１３内に貫通電流が流れてパワー素子が破壊される恐れがある。【０００３】  従来は、例えば、従来装置１として、図４に示す回路が知られている。Ｈブリッジ１は、駆動回路のバッテリ電源＋Ｂ（＋１２Ｖ）と接地ＧＮＤに対して直列に接続された一対のパワーＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ２およびＱ３，Ｑ４のその中間点に駆動モータ２が接続される。一方マイクロコンピュータ３はＭＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェース、定電圧電源などを含む電子制御装置である。所定電圧ＶＯＭはＨブリッジ１を駆動するための一対のバッファ回路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに供給される。なお、バッファ回路４ａおよび４ｂとは同一回路であり、バッファ回路５ａおよび５ｂとは同一回路である。【０００４】  バッファ回路４ａ，４ｂは以下のように構成される。バッテリ電源＋ＢよりトランジスタＴｒ１エミッタ端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒ１のベース端子に接続される。コレクタ端子には抵抗Ｒ２を介してＧＮＤに接続される。トランジスタＴｒ１のベース端子には抵抗Ｒ３が接続され、その他端はトランジスタＴｒ２のコレクタ端子に接続される。エミッタ端子はＧＮＤに接続される。トランジスタＴｒ２のベース端子は抵抗Ｒ４が接続され、その他端はＧＮＤに接続される。さらにトランジスタＴｒ２のベース端子には抵抗Ｒ５が接続される。抵抗Ｒ５の他端はトランジスタＴｒ３のコレクタ端子に接続される。トランジスタＴｒ３のエミッタ端子は所定電源ＶＯＭに接続される。所定電源ＶＯＭとトランジスタＴｒ３のベース端子には抵抗Ｒ６が接続される。さらにトランジスタＴｒ３のベース端子には抵抗Ｒ７が接続される。【０００５】  抵抗Ｒ７の他端はマイクロコンピュータ３の出力端子に接続される。トランジスタＴｒ１のコレクタ端子には抵抗Ｒ８が接続され、その他端はパワーＭＯＳトランジスタＱ１のゲート端子に接続される。抵抗Ｒ８の左端と＋Ｂ電源間は抵抗Ｒ１８が接続され、抵抗Ｒ８の右端と＋Ｂ電源間はツェナーダイオードＺＤ１が接続される。【０００６】  次にバッファ回路５ａ，５ｂについて説明する。バッテリ電源＋ＢとトランジスタＴｒ４のコレクタ端子間は抵抗Ｒ９が接続される。エミッタ端子はＧＮＤに接続される。ベース端子は抵抗Ｒ１０が接続され、その他端はＧＮＤに接続される。さらにベース端子には抵抗Ｒ１１が接続され、その他端はトランジスタＴｒ５のコレクタ端子に接続される。トランジスタＴｒ５のベース端子と所定電源ＶＯＭ間は抵抗Ｒ１２が接続される。さらにベース端子には抵抗Ｒ１３が接続され、その他端はマイクロコンピュータ��の出力端子に接続される。この出力端子とＧＮＤ間は抵抗Ｒ１４，Ｒ１５がそれぞれ接続される。【０００７】  バッファ回路５のトランジスタＴｒ４のコレクタ端子とパワーＭＯＳトランジスタＱ２間は抵抗１６が接続される。パワーＭＯＳトランジスタＱ２のゲート端子にはツェーナーダイオードＺＤ３が接続され、その他端はＧＮＤに接続される。【０００８】  また、従来装置２として、参考ではあるが、下記に記載する特許文献１がある。図６（特許文献１の第１図に相当）に示すように、Ｖｃｃ側のパワーＭＯＳトランジスタＱ１の制御信号Ｗｇ１がオフレベル（Ｌ）になると、第１のコンパレータ１５のレベル検出出力がＨになることにより、第２のＡＮＤゲート１３の両論理入力がともにＨになる。これにより、ＧＮＤ側のパワーＭＯＳトランジスタＱ２の制御信号Ｖｇ２がオフレベル（Ｌ）からオンレベル（Ｈ）に切り換えられる。この段階で、ＧＮＤ側のパワーＭＯＳトランジスタＱ２はオンになる。【０００９】  以上のようにして、今までオフであったＧＮＤ側のパワーＭＯＳトランジスタＱ２は、今までオンであったＶｃｃ側のパワーＭＯＳトランジスタＱ１がオフになった後で、自動的にオンさせられる。【００１０】  このＱ１がオフでＱ２がオンの状態は、Ｑ２の制御信号Ｖｇ２が第２のコンパレータ１６および第１のＡＮＤゲート１２を介してＱ１の制御信号Ｖｇ１に論理帰還させられることによって、安定に自己保持される。【００１１】
【特許文献１】特開平３−２９３９９５号（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  ところで、従来は、図５に示すように、電源スイッチをオンにした瞬間には、前述したように、バッテリ電源＋Ｂの立ち上がりの遅れにより約１．５ＶでＨブリッジが先に動作し、約５ＶでＨブリッジより若干遅れてバッファ回路が作動するために、駆動回路が正常に動作せず、Ｈブリッジに貫通電流が流れる恐れがある。本発明は、電源投入直後に貫通電流が流れることがなく安全にしかも確実に動作する駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  請求項１に記載の発明は、電源に対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、該一対のパワー素子の中間接続点に接続された負荷への通電方向を切り換える駆動回路であって、バッテリ電源＋Ｂとパワー素子のゲート間に抵抗およびツェナーダイオードが直列に接続されることにより、電源投入時に前記一対のパワー素子のうち一方がオンになっても他方は前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を越えるまでオンにならないようにしたことを主旨とする。ここに、パワー素子は、明細書に記載するパワーＭＯＳトランジスタに相当する。また、負荷は、明細書に記載する電動モータに相当する。【００１４】  本発明の構成によれば、電源投入時にバッテリ電源＋Ｂ電圧がツェーナー電圧を超えるまではパワー素子がオフの状態を維持するため、パワー素子のゲートにバッテリ電源＋Ｂ電圧が印加されることはなく、したがってパワー素子がオンになることはない。【００１５】  請求項２に記載の発明は、バッテリ電源＋Ｂに対して直列に接続された一対のパワー素子を相補的に導通制御することにより、該一対のパワー素子の中間接続点に接続された負荷への通電方向を切り換える駆動回路であって、バッテリ電源＋Ｂとパワー素子のゲート間にスイッチング回路を挿入することにより、電源投入時に前記一対のパワー素子の一方がオンになっても他方は前記スイッチング回路が所定の電圧になるまでオンにならないようにしたことを主旨とする。【００１６】  本発明の構成によれば、電源投入時にバッテリ電源＋Ｂがスイッチング回路が動作する電源電圧になるまではパワー素子がオフの状態を維持するため、パワー素子のゲートに電源電圧が印加されることはなく、したがってパワー素子がオンになることはない。
【発明の効果】
【００１７】  上記発明の第１の効果として、電源投入時にバッテリ電源＋Ｂがツェナー電圧を超えるまで、パワー素子のゲートに電源電圧が印加されることがなく、パワー素子がオンになることはない。したがって、貫通電流が流れることがなく駆動回路が安全に動作する。【００１８】  上記発明の第２の効果として、電源投入時にバッテリ電源＋Ｂがスイッチング回路の作動電圧を超えるまで、パワー素子のゲートに電源電圧が印加されることがなく、パワー素子がオンになることはない。したがって、貫通電流が流れることがなく駆動回路が安全に動作する。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１９】    本発明の実施例１について、図１を用いて詳細に説明する。ただし、従来装置１と同じ部分は説明を省略し、変更部分について説明する。バッファ回路５ａ，５ｂのトランジスタＴｒ４のコレクタ端子とバッテリ電源＋Ｂ間にスイッチング回路６を設ける。抵抗Ｒ９とツェナーダイオードＺＤ２が直列に接続される。【００２０】  次に作用について図１、図５を用いて説明する。図５に示すように、マイクロコンピュータ３の電源スイッチをオンにすると、短時間ではあるが、ある勾配をもって０Ｖからバッテリ電圧＋Ｂ（＋１２Ｖ）に上昇する。その過程でバッテリ電源＋Ｂの電圧が約１．５Ｖに上昇するとパワーＭＯＳトランジスタがＱ１、Ｑ３がオンになるが、バッファ回路５ａ，５ｂのツェナーダイオードＺＤ２はツェナー電圧（例えば、５Ｖ）に達しておらずパワートランジスタＴｒ４，Ｔｒ５はオフのままである。そして、バッテリ電源＋Ｂが所定電圧ＶＯＭ（＋５Ｖ）に達すると、電源回路は所定電圧ＶＯＭ（＋５Ｖ）を発生する。このときツェナー電圧を超えるためトランジスタＴｒ１、Ｔｒ４がオンとなる準備が整うことになる。【００２１】  マイクロコンピュータ３からのオン制御信号により、まずバッファ回路５ａ，４ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５がオフになり、この結果、パワーＭＯＳトランジスタＱ２、Ｑ３がオンとなる。従って、矢印方向に電流が流れモータ２が所定の方向に回転する。つぎにマイクロコンピュータ３からのオフ制御信号により、バッファ回路５ａ，４ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５がオンになり、この結果、パワーＭＯＳトランジスタＱ２、Ｑ３がオフとなる。バッファ回路４ａ，５ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５がオフになり、パワーＭＯＳトランジスタＱ１，Ｑ４がオフからオンに変化する。この結果、破線矢印方向に電流が流れモータ２が所定の方向と反対方向に回転する。したがって、貫通電流が流れることがなく駆動回路が安全にしかも確実に動作することになる。【００２２】  つぎに本発明の実施例２について、図２を用いて説明する。実施例１とは、バッファ回路５ａ，５ｂにスイッチング回路６ａが付加された点が異なる。抵抗Ｒ９とバッテリ電源＋Ｂとの間にトランジスタＴｒ６が接続され、そのベース端子とバッテリ電源＋Ｂとの間に抵抗Ｒ２０が接続される。ベース端子とトランジスタＴｒ７のコレクタ端子間をＲ１９が接続され、エミッタ端子は接地される。ベース端子は抵抗Ｒ２１を介し接地される。さらに抵抗２２が接続され、その他端は所定電源ＶＯＭに接続される。【００２３】  次に作用について図２、図５を用いて説明する。図５に示すように、マイクロコンピュータ３の電源スイッチをオンにすると、短時間ではあるが、ある勾配をもって０Ｖからバッテリ電源＋Ｂ（＋１２Ｖ）に上昇する。その過程でバッテリ電源＋Ｂの電圧が約１．５Ｖに上昇するとパワーＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ３がオンになるが、スイッチング回路６のトランジスタＴｒ７のベース電圧が所定電圧に達せずトランジスタＴｒ６はオフのままである。つづいて、バッテリ電源＋Ｂが所定電圧ＶＯＭ（＋５Ｖ）に上昇すると、マイクロコンピュータ３は所定電圧ＶＯＭ（＋５Ｖ）を発生する。このとき初めてトランジスタＴｒ６，Ｔｒ７がオンとなる準備が整うことになる。マイクロコンピュータ３からのオン制御信号によりバッファ回路５ａ，４ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４、Ｔｒ５がオフになり、この結果、パワーＭＯＳトランジスタＱ２、Ｑ３がオンとなる。【００２４】  つぎにマイクロコンピュータ３からのオフ制御信号によりバッファ回路５ａ，４ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５がオンになり、この結果、パワーＭＯＳトランジスタＱ２、Ｑ３がオフとなる。つづいてバッファ回路４ａ，５ｂのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４，Ｔｒ５がオフとなる。この結果、パワーＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ４がオンとなる。従って、矢印のごとく一方向に電流が流れモータ２が所定の方向と反対方向に回転する。したがって、貫通電流が流れることがなく駆動回路が安全に動作するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１に係る駆動回路図である。
【図２】本発明の実施例２に係る駆動回路図である。
【図３】本発明の概念図である。
【図４】従来の駆動回路図である。
【図５】本発明と従来との特性比較図である。
【図６】従来の駆動回路図である。
【符号の説明】
【００２６】Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３、Ｑ４：パワーＭＯＳトランジスタ（パワー素子）
１：Ｈブリッジ
２：電動モータ（負荷）
４，５：バッファ回路
６，６ａ：スイッチング回路
ＺＤ２：ツェナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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