(57)【要約】【課題】２個以上の負荷を駆動する場合、少なくとも１個以上の入力端子または、出力端子を削減することができるパルス幅変調式駆動装置を提供する。【解決手段】駆動手段１７，６５に含まれる一方の出力回路１１，６０に共通で接続された入力端子１３に駆動タイミング指令１を入力し、各駆動手段１７，６５の他方の出力回路１２，６１の入力端子１４，６２に負荷の駆動量に応じた時間だけずらした任意の駆動タイミング指令２ａ，２ｂを入力することにより、各駆動手段１７，６５に含まれる２つの出力回路の各端子の間に差成分で駆動されるように接続された負荷を駆動する。【選択図】図１
2005321927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状波形を出力する第１および第２の出力回路と、前記第１および第２の出力回路に出力タイミングを指令する各入力端子とを有し、前記第１および第２の出力回路の各出力端子間に負荷を接続した構成の駆動手段を備えたパルス幅変調式駆動装置において、前記駆動手段がＱ個（Ｑは２以上の整数）存在する場合に、Ｑ個の前記駆動手段に含まれる一方の出力回路の入力端子を共通に接続し、他方の出力回路の入力端子に各負荷を駆動する信号を入力する構成としたことを特徴とするパルス幅変調式駆動装置。
【請求項２】
複数個の前記駆動手段に含まれる一方の出力回路の入力端子を共通に接続した端子にデューティー略５０％のパルス状信号を用いることを特徴とした請求項１に記載のパルス幅変調式駆動装置。
【請求項３】
パルス状出力を出力する第１の出力回路と、前記第１の出力回路にパルス状信号の駆動タイミング指令を入力する入力端子と、前記第１の出力回路の出力端子にＱ個（Ｑは２以上の整数）の負荷を接続する構成を有し、各負荷の反対側はそれぞれの出力回路の出力端子に接続する構成としたことを特徴とするパルス幅変調式駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、モータ、スピーカ、電磁石などの各種負荷を駆動するパルス幅変調式駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にアクチュエータ、モータ、スピーカ、電磁石などの負荷を効率よく駆動する場合には、スイッチング動作により負荷を駆動することで駆動装置の電力損失を抑えたパルス幅変調式駆動装置がよく用いられる（特許文献１参照）。
【０００３】
従来のパルス幅変調式について図４，図５を参照しながら説明する。図４は従来のパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図、図５は図４に示す従来のパルス幅変調式駆動装置の動作を表わすタイミング図である。
【０００４】
図４において、４１は入力端子４３から入力される駆動タイミング指令１により出力端子４５に接続された負荷４８を駆動する出力回路である。４２は入力端子４４から入力される駆動タイミング指令２により出力端子４６に接続された負荷４８を駆動する出力回路である。駆動手段４７は、出力回路４１と出力回路４２を含んで構成されており、負荷４８は、出力回路４１の端子４５と出力回路４２の端子４６の出力の差成分により駆動されるように接続されている。
【０００５】
また、図５において、駆動タイミング指令１は、出力回路４１の入力端子の入力信号であり、駆動タイミング指令２は、出力回路４２の入力端子の入力信号である。出力端子４５の出力信号は、出力回路４１の出力端子から出力される出力信号であり、出力端子４６の出力信号は、出力回路４２の出力端子から出力される出力信号である。（出力端子４５の出力信号−出力端子４６の出力信号）は、負荷４８にかかる駆動信号であり、負荷４８の駆動量は、負荷を駆動する量を表わしている。
【０００６】
図５に示すように、駆動タイミング指令１に応じて出力回路４１の出力端子４５からパルス状出力信号を出力し、駆動タイミング指令２に応じて出力回路４２の出力端子４６からパルス状出力信号を出力し、その差成分で負荷４８を駆動する。このとき、同一システム内でＱ個の負荷を駆動する場合、駆動手段４７と入力端子４３，４４と出力端子４５，４６の構成を負荷の個数であるＱ個だけ用意することにより駆動される。
【特許文献１】特公平７−１１７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、一つの負荷に対して、一つの駆動手段が必要となるため、複数の負荷を一つのシステムで駆動するためには、複数の入力端子と複数の端子と複数の出力回路を備えた駆動手段が必要になり、駆動手段の増加に伴う入力端子や出力端子の増加や回路素子の増加などにより、半導体で構成した場合、端子数が増えて小さなパッケージに入らなくなる。また、入力端子が増えることにより、パルス状信号のラインも増加し、妨害が発生する。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためのもので、２個以上の駆動手段を用いた場合、少なくとも１個以上の入力端子または、出力端子を削減することができるパルス幅変調式駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明のパルス幅変調式駆動装置は、パルス状波形を出力する第１および第２の出力回路と、前記第１および第２の出力回路に出力タイミングを指令する各入力端子とを有し、前記第１および第２の出力回路の各出力端子間に負荷を接続した構成の駆動手段を備えたパルス幅変調式駆動装置において、前記駆動手段がＱ個（Ｑは２以上の整数）存在する場合に、Ｑ個の前記駆動手段に含まれる一方の出力回路の入力端子を共通に接続し、他方の出力回路の入力端子に各負荷を駆動する信号を入力する構成とし、パルス状信号の駆動タイミング指令を前記第１および第２の入力端子に入力し、前記第１および第２の出力回路の各出力端子から出力される２相のパルス状出力信号が逆相の時のみ駆動し、同相出力、逆相出力の駆動タイミング指令を前記第１および第２の出力回路の各入力端子へ入力することにより前記第１および第２の出力回路の各出力端子から出力される同相および逆相の出力パルス幅を逐次増減する構成としたものである。
【００１０】
上記構成により、第１および第２の出力回路の各出力端子の間に負荷を接続し、各出力端子から出力される２相のパルス状出力信号の差成分により負荷を駆動する。すなわち、第１および第２の出力回路の各出力端子から出力される出力信号が同相の場合は、負荷は駆動されず、第１および第２の出力回路の第１および第２の出力端子から出力される出力信号が逆相の場合に負荷は駆動される。したがって、第１の出力回路の出力信号と第２の出力回路の出力信号の立ち上がり、あるいは、立ち下がりのタイミングがずれるように駆動タイミング指令を入力することにより、そのタイミングの差の分だけ負荷が駆動される駆動手段を、負荷の数だけ構成することになる。
【００１１】
その際、本発明のパルス幅変調式駆動装置においては、第１の入力端子から第１の出力回路に入力される駆動タイミング指令を、複数の駆動手段で共通に接続し、それぞれの駆動手段の第２の出力回路の第２の入力端子には、第１の出力回路の入力端子に入力する駆動タイミング指令に対して同相出力、または、逆相出力の駆動タイミング指令を入力することにより第１および第２の出力回路の各出力端子から出力される同相および逆相の出力パルスを逐次増減し、負荷を駆動することができる。また、アクチュエータ、モータ、スピーカなどの負荷を駆動することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パルス状波形を出力する第１および第２の出力回路と、前記第１および第２の出力回路に出力タイミングを指令する各入力端子と、前記第１および第２の出力回路の各出力端子間に負荷を接続した構成の駆動手段において、前記駆動手段がＱ個存在する場合に関して、Ｑ個の前記駆動手段に含まれる一方の出力回路の入力端子を共通に接続し、他方の出力回路の入力端子に各負荷を駆動する信号を入力する構成とすることにより、半導体で構成した場合、端子数が削減でき小さなパッケージに入れることができる。また、半導体との接続ラインの減少に伴いパルス状信号ラインも減少し、他端子への妨害を削減することができる。すなわち、端子数を削減した高性能なアクチュエータ、モータ、スピーカ、電磁石などの各種負荷を駆動するパルス幅変調式駆動装置を安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態であるパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図である。図１において、１１および１２は、パルス状信号の駆動タイミング指令１，２ａを入力端子１３および入力端子１４に入力し、出力端子１５および出力端子１６の出力に応じて、負荷１８を駆動する出力回路である。１７は出力回路１１および出力回路１２を含む駆動手段である。負荷１８は、出力回路１１および出力回路１２の出力端子１５および出力端子１６から出力される２相のパルス状出力信号の差成分により駆動されるものであり、すなわち、出力回路１１の出力端子１５および出力回路１２の出力端子１６の出力信号が同相の場合は駆動されず、出力回路１１の出力端子１５および出力回路１２の出力端子１６の出力信号が逆相の場合に駆動される。６０および６１は、パルス状信号の駆動タイミング指令１，２ｂを入力端子１３および入力端子６２に入力し、出力端子６３および出力端子６４の出力に応じて、負荷６６を駆動する出力回路である。６５は出力回路６０および出力回路６１を含む駆動手段である。負荷６６は、出力回路６０の出力端子６３および出力回路６１の出力端子６４から出力される２相のパルス状出力信号の差成分により駆動されるものであり、すなわち、出力回路６０の出力端子６３および出力回路６１の出力端子６４の出力信号が同相の場合は駆動されず、出力回路６０の出力端子６３および出力回路６１の出力端子６４の出力信号が逆相の場合に駆動される。駆動タイミング指令１は、入力端子１３から入力され駆動手段１７に含まれる出力回路１１と駆動手段６５に含まれる出力回路６０に接続されている。
【００１５】
したがって、負荷１８は、出力回路１１の出力端子１５および出力回路１２の出力端子１６の出力信号の立ち上がり、あるいは、立ち下がりのタイミングが駆動タイミング指令１に対して駆動タイミング指令２ａでずれるように入力することにより、そのタイミングの差の分だけ駆動される。
【００１６】
また、負荷１８は、出力回路１１の出力端子１５の出力信号が高レベル、出力回路１２の出力端子１６の出力信号が低レベルのとき、正方向に駆動されるように出力回路１１の出力端子１５と出力回路１２の出力端子１６の間に接続されている。負荷６６は、出力回路６０の出力端子６３および出力回路６１の出力端子６４の出力信号の立ち上がり、あるいは、立ち下がりのタイミングが駆動タイミング指令１に対して駆動タイミング指令２ｂでずれるように入力することにより、そのタイミングの差の分だけ駆動される。また、負荷６６は、出力回路６０の出力端子６３の出力信号が高レベル、出力回路６１の出力端子６４の出力信号が低レベルのとき、正方向に駆動されるように出力回路６０の出力端子６３と出力回路６１の出力端子６４の間に接続されている。
【００１７】
駆動手段１７の駆動タイミング指令１，２ａと出力回路１１の出力端子１５の出力信号と出力回路１２の出力端子１６の出力信号の関係の一例は、図２に示される。
【００１８】
図２において、駆動タイミング指令１は、出力回路１１の入力端子１３の入力信号であり、駆動タイミング指令２ａは、出力回路１２の入力端子１４の入力信号である。出力端子１５の出力信号は、出力回路１１の出力端子から出力される出力信号であり、出力端子１６の出力信号は、出力回路１２の出力端子から出力される出力信号である。（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）は、負荷１８にかかる駆動信号であり、負荷１８の駆動量は、負荷を駆動する量を表わしている。
【００１９】
各負荷を両方向に駆動するために、通常は駆動タイミング指令１はデューティー略５０％のパルスである。図２のａ点のように負荷１８の駆動量Ａが正であり、かつ、直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が低レベルである場合、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで低レベルである。まず、駆動タイミング指令１の信号が立ち上がった後、出力端子１５の出力信号が立ち上がり、負荷１８の駆動量Ａのレベルに応じた時間だけ遅れて駆動タイミング指令２ａの信号が立ち上がった後、出力端子１６の出力信号が立ち上がる。このとき、負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように、出力端子１５の出力信号が立ち上がってから出力端子１６の出力信号が立ち上がるまでの間、正方向に駆動される。また、図２のｂ点のように負荷１８の駆動量が正であり、かつ直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が高レベルである場合、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで高レベルである。まず、駆動タイミング指令１の信号が立ち下がった後、出力端子１５の出力信号が立ち下がり、負荷１８の駆動量Ａのレベルに応じた時間だけ遅れて駆動タイミング指令２ａの信号が立ち下がった後、出力端子１６の出力信号が立ち下がる。このとき、負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように、出力端子１５の出力信号が立ち下がってから出力端子１６の出力信号が立ち下がるまでの間、正方向に駆動される。
【００２０】
また、図２のｃ点のように負荷１８の駆動量が零であり、かつ、直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が低レベルである場合は、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで低レベルである。また、駆動タイミング指令１と駆動タイミング指令２ａが同時に立ち上がった後、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号が同時に立ち上がる。負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように駆動されない。また、直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が高レベルである場合は、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで高レベルである。また、駆動タイミング指令１と駆動タイミング指令２ａが同時に立ち下がった後、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号が同時に立ち下がる。負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように駆動されない。
【００２１】
また、図２のｅ点のように負荷１８の駆動量Ａが負であり、かつ、直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が低レベルである場合、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで低レベルである。まず、駆動タイミング指令２ａの信号が立ち上がった後、出力端子１６の出力信号が立ち上がり、負荷１８の駆動量Ａのレベルに応じた時間だけ遅れて駆動タイミング指令１の信号が立ち上がった後、出力端子１５の出力信号が立ち上がる。このとき、負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように、出力端子１６の出力信号が立ち上がってから出力端子１５の出力信号が立ち上がるまでの間、負方向に駆動される。また、図２のｆ点のように負荷１８の駆動量が負であり、かつ直前での駆動タイミング指令１および駆動タイミング指令２ａの信号が高レベルである場合、出力端子１５の出力信号および出力端子１６の出力信号は、直前まで高レベルである。まず、駆動タイミング指令２ａの信号が立ち下がった後、出力端子１６の出力信号が立ち下がり、負荷１８の駆動量Ａのレベルに応じた時間だけ遅れて駆動タイミング指令１の信号が立ち下がった後、出力端子１５の出力信号が立ち下がる。このとき、負荷１８は、図２の（出力端子１５の出力信号−出力端子１６の出力信号）の波形で示されるように、出力端子１６の出力信号が立ち下がってから出力端子１５の出力信号が立ち下がるまでの間、負方向に駆動される。
【００２２】
また、駆動手段６５の駆動タイミング指令１，２ｂと出力回路６０の出力端子６３の出力信号と出力回路６１の出力端子６４の出力信号の関係を駆動手段１７と同様にすることにより、負荷６６を駆動することができる。
【００２３】
したがって、上記のように複数の負荷を駆動するための駆動手段に含まれる一方の出力回路に共通で接続された入力端子１３に駆動タイミング指令１を入力し、各駆動手段の他方の出力回路の入力端子１４に負荷の駆動量に応じた時間だけずらしたそれぞれ任意の駆動タイミング指令を入力することにより、それぞれの駆動手段に含まれる２つの出力回路の各端子の間に差成分で駆動されるように接続された負荷を駆動することができ、Ｑ個の駆動手段を用いた場合、少なくとも（Ｑ−１）個の入力端子を削減することができる。
【００２４】
また、本発明の他の実施形態であるパルス幅変調式駆動装置は、前記実施形態では、駆動タイミング指令１にデューティー略５０％のパルスを入力していたが、デューティー略５０％以外のパルスを入力して構成してもよい。
【００２５】
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図３は本発明の他の実施形態であるパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図である。図３のように、入力端子３３に入力されるパルス状信号の駆動タイミング指令１に応じてパルス状出力信号を出力する出力回路３１の出力端子３５を、負荷３７，７３の一方を共通に接続し共用する構成をとり、出力回路３１の出力端子３５の出力と入力端子３４に入力されるパルス状信号に応じて出力する出力回路３２の出力端子３６の出力の差成分により駆動されるように負荷３７を接続し、出力回路３１の出力端子３５の出力と出力回路７０の出力端子７２の出力との差成分により駆動されるように、負荷７３を接続するような構成を用いてもよい。
【００２７】
上記のような構成を用いることにより、一つのシステム内でＱ個の負荷を駆動する場合、従来例では、２Ｑ個の入力端子と２Ｑ個の出力端子と２Ｑ個の出力回路が必要である。本発明の実施形態では、（Ｑ＋１）個の入力端子、出力端子と出力回路で実現できる。したがって、（Ｑ−１）個の入力端子と出力端子と出力回路を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように、本発明は、同一システム内の複数のアクチュエータ、モータ、スピーカ、電磁石などの各種負荷を駆動するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】図１における各要部の動作を示すタイミング図
【図３】本発明の他の実施形態のパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図
【図４】従来のパルス幅変調式駆動装置の構成を示すブロック図
【図５】図４における各要部の動作を示すタイミング図
【符号の説明】
【００３０】
１１，１２，６０，６１  出力回路
１３，１４，６２  入力端子
１５，１６，６３，６４  出力端子
１７，６５  駆動手段
１８，６６  負荷
【図１】
2005321927.tif 000003
【図２】
2005321927.tif 000004
【図３】
2005321927.tif 000005
【図４】
2005321927.tif 000006
【図５】
2005321927.tif 000007