(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気負荷への電力供給をＰＷＭ制御する負荷駆動回路装置であって、
直流電源の高電位側の端子と前記電気負荷の一方の端子との間に接続された第１スイッチ手段と、
前記直流電源の低電位側の端子と前記電気負荷の他方の端子との間に接続された第２スイッチ手段と、
前記第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を互いに同一の周波数かつ同一デューティー比で同時に断続するように制御する制御手段と、
前記第１スイッチ手段の断続タイミングと第２スイッチ手段の断続タイミングとを同期させる同期手段と
を備え、
前記同期手段は、前記第２スイッチ手段がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに前記第１スイッチ手段をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、前記第２スイッチ手段がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに前記第１スイッチ手段をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成された第１帰還回路と、
前記第１スイッチ手段がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに前記第２スイッチ手段をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、前記第１スイッチ手段がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに前記第２スイッチ手段をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成された第２帰還回路と
を含むことを特徴とする負荷駆動回路装置。
【請求項２】
前記制御手段は、第１レベルの第１制御信号と第３レベルの第２制御信号とを同時に出力し、前記第１レベルよりも低い第２レベルの第１制御信号と前記第３レベルよりも高い第４レベルの第２制御信号とを同時に出力し、
前記第１スイッチ手段は、前記直流電源の高電位側の端子に接続した第１端子と、前記電気負荷の一方の端子に接続した第２端子と、前記制御手段から第１制御信号が入力される第１制御端子とを備え、前記第１制御信号が前記第１レベルのときにＯＦＦとなって前記第１端子と前記第２端子との間を遮断し、前記第１制御信号が前記第２レベルのときにＯＮとなって前記第１端子と前記第２端子との間を接続し、
前記第２スイッチ手段は、前記直流電源の低電位側の端子に接続した第３端子と、前記電気負荷の他方の端子に接続した第４端子と、前記制御手段から第２制御信号が入力される第２制御端子とを備え、前記第２制御信号が前記第３レベルのときにＯＦＦとなって前記第３端子と前記第４端子との間を遮断し、前記第２制御信号が前記第４レベルのときにＯＮとなって前記第３端子と前記第４端子とを接続する
ことを特徴とする請求項１記載の負荷駆動回路装置。
【請求項３】
前記第１帰還回路は、前記第２スイッチ手段の前記第４端子と前記第１スイッチ手段の前記第１制御端子とに接続された第１コンデンサを含み、
前記第２帰還回路は、前記第１スイッチ手段の前記第２端子と前記第２スイッチ手段の前記第２制御端子とに接続された第２コンデンサを含む
ことを特徴とする請求項２記載の負荷駆動回路装置。
【請求項４】
前記第１帰還回路は、前記第２スイッチ手段がＯＦＦのときに、前記第１スイッチ手段の前記第１制御端子に前記直流電源の前記高電位側の端子の電位を印加し、
前記第１スイッチ手段は、前記第１制御端子の電位が前記直流電源の前記高電位側の端子の電位のときにＯＦＦとなり、
前記第２帰還回路は、前記第１スイッチ手段がＯＦＦのときに、前記第２スイッチ手段の前記第２制御端子に前記直流電源の前記低電位側の端子の電位を印加し、
前記第２スイッチ手段は、前記第２制御端子の電位が前記直流電源の前記低電位側の端子の電位のときにＯＦＦとなる
ことを特徴とする請求項２記載の負荷駆動回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷駆動装置に関し、より詳細には、コモンモードノイズの低減を図ることができる負荷駆動回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に、従来の負荷駆動回路装置の一例を示す。負荷駆動回路装置１０１と、モータ、ソレノイド、ランプ等の電気負荷１３０とは、２本の並走するワイヤーハーネス１２０ａ及び１２０ｂで接続されている。一方のワイヤーハーネス１２０ａは、直流電源の高電位側の端子１４１に接続されている。他方のワイヤーハーネス１２０ｂは、負荷駆動回路装置１０１のスイッチ手段１１３を介して、直流電源の低電位側、即ち、グランドに接地されている。電気負荷への供給電力は、スイッチ手段１１３の高い周波数でのＯＮ／ＯＦＦによって、ＰＷＭ（pulse width modulation）制御される。
【０００３】
ところで、一方のワイヤーハーネス１２０ａの接地に対する電位は直流電源の高電位側の電位で一定である。これに対して、他方のワイヤーハーネス１２０ｂの電位は、スイッチ手段１１３のＯＮ／ＯＦＦに従って接地電位と電源電圧との間で繰り返し変化する。このため、接地電位に対する２本のワイヤーハーネス１２０ａ及び１２０ｂの電位の平均電位、即ちコモンモード電位Ｖｃｏｍも、ＰＷＭ制御により「１／２×電源電圧」と「電源電圧」との間で繰り返し変化する。その結果、コモンモードノイズが発生することが知られている。
【０００４】
そこで、コモンモードノイズの発生を抑制する技術の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の技術によれば、負荷駆動回路装置の出力側にトランスを配設することによって、正極側のワイヤーハーネスの電位と負極側のワイヤーハーネスの電位とを対称に変動させている。その結果、コモンモード電位が一定となり、その変動が抑制される。これにより、コモンモード電流が低減されてコモンモードノイズの発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４１９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１記載の技術においては、負荷駆動回路装置の出力側にトランスを配設することが必要である。このため、負荷駆動回路装置のサイズが大きくなるとともに、コストが上昇してしまうという問題があった。特に、負荷電流の大きい場合にはトランスも大型化する必要があるため、かかる問題が顕著となる。
【０００７】
そこで、本発明は、トランスを用いることなくコモンモードノイズの低減を図ることができる小型且つ低コストの負荷駆動回路装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、電気負荷への電力供給をＰＷＭ制御する負荷駆動回路装置であって、直流電源の高電位側の端子と前記電気負荷の一方の端子との間に接続された第１スイッチ手段と、前記直流電源の低電位側の端子と前記電気負荷の他方の端子との間に接続された第２スイッチ手段と、前記第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を互いに同一の周波数かつ同一デューティー比で同時に断続するように制御する制御手段と、前記第１スイッチ手段の断続タイミングと第２スイッチ手段の断続タイミングとを同期させる同期手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
このように本発明によれば、直流電源の高電位側と低電位側とにそれぞれ第１スイッチ手段及び第２スイッチ手段を設けて電気負荷との間を断続するように構成されている。これにより、負荷駆動回路装置の高電位側出力と低電位側出力を同時に独立して断続することができる。このため、トランスを用いることなく、高電位側のワイヤーハーネスの電位変化と低電位側のワイヤーハーネスの電位変化の対称化を図ることができる。その結果、簡単な構成によってコモンモード電位変化を無くしてワイヤーハーネスから放射されるノイズの低減を図ることができる。
【００１０】
さらに、同期手段によって、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段の断続タイミングの関係が制御される。これにより、負荷駆動回路手段の高電位側出力の電圧変化と低電位側出力の電圧変化との同時性を最適に調整することができる。その結果、コモンモード電位の変動を容易に抑制することができる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、前記同期手段は、前記第２スイッチ手段がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに前記第１スイッチ手段をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、前記第２スイッチ手段がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに前記第１スイッチ手段をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成された第１帰還回路と、前記第１スイッチ手段がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに前記第２スイッチ手段をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、前記第１スイッチ手段がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに前記第２スイッチ手段をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成された第２帰還回路とを含む。
【００１２】
これにより、第１帰還回路によって、第２スイッチ手段の断続に応動して第１スイッチ手段が即時に断続される。また、第２に帰還回路によって、第１スイッチ手段の断続に応動して第２スイッチ手段が即時に断続される。このため、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段との断続動作を容易に同期させることができる。その結果、コモンモード電位変化を無くしてワイヤーハーネスから放射されるノイズの低減を図ることができる。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、前記制御手段は、第１レベルの第１制御信号と第３レベルの第２制御信号とを同時に出力し、前記第１レベルよりも低い第２レベルの第１制御信号と前記第３レベルよりも高い第４レベルの第２制御信号とを同時に出力し、前記第１スイッチ手段は、前記直流電源の高電位側の端子に接続した第１端子と、前記電気負荷の一方の端子に接続した第２端子と、前記制御手段から第１制御信号が入力される第１制御端子とを備え、前記第１制御信号が前記第１レベルのときにＯＦＦとなって前記第１端子と前記第２端子との間を遮断し、前記第１制御信号が前記第２レベルのときにＯＮとなって前記第１端子と前記第２端子との間を接続し、前記第２スイッチ手段は、前記直流電源の低電位側の端子に接続した第３端子と、前記電気負荷の他方の端子に接続した第４端子と、前記制御手段から第２制御信号が入力される第２制御端子とを備え、前記第２制御信号が前記第３レベルのときにＯＦＦとなって前記第３端子と前記第４端子との間を遮断し、前記第２制御信号が前記第４レベルのときにＯＮとなって前記第３端子と前記第４端子とを接続する。
【００１４】
このように、制御手段から第１レベル（Ｈレベル）の第１制御信号と第２レベル（Ｌレベル）の第２制御信号とを同時に出力することによって、第１及び第２スイッチ手段を同時にＯＦＦ状態にすることができ、また、制御手段から第３レベル（Ｌレベル）の第１制御信号と第４レベル（Ｈレベル）の第２信制御号とを同時に出力することによって、第１及び第２スイッチ手段を同時にＯＮ状態にすることができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記第１帰還回路は、前記第２スイッチ手段の前記第４端子と前記第１スイッチ手段の前記第１制御端子とに接続された第１コンデンサを含み、前記第２帰還回路は、前記第１スイッチ手段の前記第２端子と前記第２スイッチ手段の前記第２制御端子とに接続された第２コンデンサを含む。
これにより、低コストでコモンモードノイズの発生を抑制した負荷駆動回路装置を構成することができる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、前記第１帰還回路は、前記第２スイッチ手段がＯＦＦのときに、前記第１スイッチ手段の前記第１制御端子に前記直流電源の前記高電位側の端子の電位を印加し、前記第１スイッチ手段は、前記第１制御端子の電位が前記直流電源の前記高電位側の端子の電位のときにＯＦＦとなり、前記第２帰還回路は、前記第１スイッチ手段がＯＦＦのときに、前記第２スイッチ手段の前記第２制御端子に前記直流電源の前記低電位側の端子の電位を印加し、前記第２スイッチ手段は、前記第２制御端子の電位が前記直流電源の前記低電位側の端子の電位のときにＯＦＦとなる。
【００１７】
このように、第２スイッチ手段がＯＦＦになると、第１スイッチ手段の第１制御端子に直流電源の高電位側の端子の電位が印加されて、第１スイッチ手段もＯＦＦになる。また、第１スイッチ手段がＯＦＦになると、第２スイッチ手段の第２制御端子に、直流電源の低電位側の端子の電位、例えば接地電位、が印加されて、第２スイッチ手段もＯＦＦになる。これにより、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段とを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態による負荷駆動回路装置の回路図である。
【図２】（ａ）は、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段の断続タイミングが同期している場合のコモンモード電位の変化を示す図であり、（ｂ）は、第１スイッチ手段と第２スイッチ手段の断続タイミングが同期していない場合のコモンモード電位の変化を示す図である。
【図３】ワイヤーハーネスの放射ノイズの測定結果を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態による負荷駆動回路装置の回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態による負荷駆動回路装置のより具体的な回路図である。
【図６】本発明の第３実施形態による負荷駆動回路装置の回路図である。
【図７】従来例の負荷駆動回路装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施様態について説明する。
図１に、本発明の第１実施形態による負荷駆動回路装置の回路図を示す。図１に示す負荷駆動回路装置１は、制御手段１０、同期手段１１、第１スイッチ手段１２及び第２スイッチ手段１３を備えている。第１スイッチ手段１２と電気負荷３０とは、第１ワイヤーハーネス２０ａを介して接続されている。また、第２スイッチ手段１３と電気負荷３０とは、第２ワイヤーハーネス２０ｂを介して接続されている。
【００２０】
制御手段１０は、第１スイッチ手段１２及び第２スイッチ手段１３を互いに同一の周波数かつ同一デューティー比で同時に断続するように制御する。これにより、電気負荷３０への電力供給がＰＷＭ制御される。制御手段１０は、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を有する。第１端子Ｔ１から第１制御信号が出力され、第２端子Ｔ２から第２制御信号が出力される。制御手段１０は、第１レベル（Ｈレベル）の第１制御信号と第３レベル（Ｌレベル）の第２制御信号とを同時に出力し、また、第１レベル（Ｈレベル）よりも低い第２レベル（Ｌレベル）の第１制御信号と第３レベル（Ｌレベル）よりも高い第４レベル（Ｈレベル）の第２制御信号とを同時に出力する。
【００２１】
制御手段１０から出力された第１及び第２制御信号のデューティー比によって、電気負荷３０への通電が所定の周波数（例えば２５ＫＨｚ）で断続される。これにより、電気負荷３０へ印加する平均電力をＰＷＭ制御し、電気負荷３０として例えばモータの回転数或いはランプの輝度が可変制御される。
【００２２】
また、同期手段１１は、第１スイッチ手段１２の断続タイミングと第２スイッチ手段１３の断続タイミングとを同期させる。同期手段１１は、例えば公知のバッファ回路１１ａで構成されている。バッファ回路１１ａの入力信号変化に対する出力信号変化の伝播遅延時間と、出力信号の上昇及び下降速度とが個別に独立して調整可能となっている。
【００２３】
第１スイッチ手段１２は、直流電源４０の高電位側の端子４１と電気負荷３０の一方の端子３１ａとの間に接続されている。第１スイッチ手段１２は、直流電源４０の高電位側の端子４１に接続したエミッタ（第１端子）と、電気負荷３０の一方の端子３１ａに接続したコレクタ（第２端子）と、制御手段１０から第１制御信号が入力されるベース（第１制御端子）とを備えたｐｎｐ型バイポーラトランジスタである。ｐｎｐ型バイポーラトランジスタは、第１制御信号が第１レベル（Ｈレベル）のときにＯＦＦとなってエミッタとコレクタとの間を遮断し、第１制御信号が第２レベル（Ｌレベル）のときにＯＮとなってエミッタとコレクタとの間を接続する。
なお、第１制御信号の第１レベル（Ｈレベル）及び第２レベル（Ｌレベル）の電圧は、第１スイッチ手段１２のｐｎｐ型バイポーラトランジスタの動作特性に合わせて設定するとよい。
【００２４】
また、第２スイッチ手段１３は、直流電源３０の低電位側の端子、即ちグランドと電気負荷３０の他方の端子３１ｂとの間に接続されている。第２スイッチ手段１３は、直流電源４０の低電位側の端子、即ちグランドに接地したエミッタ（第３端子）と、電気負荷３０の他方の端子３１ｂに接続したコレクタ（第４端子）と、制御手段１０から第２制御信号が入力されるベース（第２制御端子）とを備えたｎｐｎ型バイポーラトランジスタである。ｎｐｎ型バイポーラトランジスタは、第２制御信号が第３レベル（Ｌレベル）のときにＯＦＦとなってエミッタとコレクタとの間を遮断し、第２制御信号が第４レベル（Ｈレベル）のときにＯＮとなってエミッタとコレクタとを接続する。
なお、第２制御信号の第３レベル（Ｌレベル）及び第４レベル（Ｈレベル）の電圧は、第２スイッチ手段１３のｎｐｎ型バイポーラトランジスタの動作特性に合わせて設定するとよい。
【００２５】
ここで、図２に、コモンモード電位の変化を示す。図２（ａ）は、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３の断続タイミングが同期している場合のコモンモード電位の変化を示す図である。図２（ｂ）は、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３の断続タイミングが同期していない場合のコモンモード電位の変化を示す図である。
【００２６】
図２（ａ）の線Ｉは、第１スイッチ手段１２の出力、即ち第１ワイヤーハーネス２０ａの電位の時間変化を示し、線IIIは、第２スイッチ手段１３の出力、即ち第２ワイヤーハーネス２０ｂの電位の時間変化を示し、線IIは、ワイヤーハーネス２０ａとワイヤーハーネス２０ｂとの平均電位であるコモンモード電位の時間変化を示す。また、図２（ｂ）の線IVは、第１スイッチ手段１２の出力、即ち第１ワイヤーハーネス２０ａの電位の時間変化を示し、線VIは、第２スイッチ手段１３の出力、即ち第２ワイヤーハーネス２０ｂの電位の時間変化を示し、線Ｖは、コモンモード電位の時間変化を示す。
【００２７】
第１スイッチ手段１２がＯＮの場合には、図２（ａ）に曲線Ｉで示すように、ワイヤーハーネス２０ａの接地に対する電位はＶＢである。このとき、スイッチ手段１３も同時にＯＮであるから、図２（ａ）に曲線IIIで示すように、ワイヤーハーネス２０ｂの接地に対する電位は０Ｖである。したがって、ワイヤーハーネス２０ａとワイヤーハーネス２０ｂとの平均電位Ｖｃｏｍは１／２ＶＢとなる。
【００２８】
また、第１スイッチ手段１２がＯＦＦの場合には、同時にスイッチ手段１３もＯＦＦであるから、電気負荷３０の両端電圧は０Ｖである。このとき、ワイヤーハーネス２０ａとワイヤーハーネス２０ｂの接地に対する電位は、第１スイッチ手段１２及び第２スイッチ手段１３におけるＯＦＦ時リーク電流が概ね等しいため、略１／２ＶＢとなる。したがって、図２（ａ）に線IIで示すように、コモンモード電位は、常に、略１／２ＶＢで一定となる。
【００２９】
ところで、コモンモード電位が常に１／２ＶＢで一定となるためには、第１スイッチ手段１２及び第２スイッチ手段１３がそれぞれＯＮからＯＦＦへ、或いはＯＦＦからＯＮへ遷移する過渡期に、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３の出力電圧変化のタイミングと傾きが一致する必要がある。
【００３０】
しかし、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３の断続動作のタイミングが同期しない場合には、スイッチ手段のＯＮからＯＦＦへ或いはＯＦＦからＯＮへの過渡期において第１及び第２スイッチ手段１２及び１３の出力電位の平均値が１／２ＶＢとはならず、図２（ｂ）に曲線Ｖで示すように、コモンモード電位がパルス状に変化する。その結果、第１及び第２ハーネス２０ａ及び２０ｂからコモンモードノイズが発生してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態による負荷駆動回路装置１では、制御手段１０が出力するＰＷＭ信号、即ち第１制御信号及び第２制御信号を同期手段１１へ入力し、同期手段１１から第１スイッチ手段１２及び第２スイッチ手段１３へ出力させる。同期手段１１を形成するバッファ回路１１ａの特性を適宜調整することによって、バッファ回路１１ａの入力信号変化に対する出力信号変化の伝播遅延時間と、出力信号の上昇及び下降速度とが個別に独立して調整され、スイッチ手段１２とスイッチ手段１３の過渡期における出力電圧遷移が対称になるようにする。すなわち、図２（ａ）に線Ｉ及び線IIIで示すように、第１スイッチ手段１２の出力値と第２スイッチ出力手段の出力値とが線IIに対して線対称となるように、バッファ回路１１ａを調整している。
【００３２】
ここで、図３に、ワイヤーハーネスの放射ノイズの測定結果を示すグラフを示す。グラフの横軸は放射ノイズの周波数（ＭＨｚ）を対数表示し、縦軸は放射ノイズのレベル（ｄＢｍＷ）を表す。グラフ中の曲線Ｄ１は、図７に示した従来の負荷駆動回路装置を使用し、電源電圧＝１２Ｖ、ＰＷＭ周波数＝２５ＫＨｚ、ＰＷＭデューティー比＝８０％、負荷電流＝８Ａ、ワイヤーハーネス長さ＝２ｍの条件下で、放射ノイズの大きさを測定した結果を示す。曲線Ｄ１に示すように、１００ＫＨｚから３０ＭＨｚの周波数領域において最大−５０ｄＢｍＷの放射ノイズが測定された。
【００３３】
これに対して、グラフ中の曲線Ｄ２は、図１に示した本実施形態による負荷駆動回路装置を使用して、上記と同一条件下で放射ノイズの大きさを測定した結果を示す。曲線Ｄ１と曲線Ｄ２を比較して分かるように、本実施形態による負荷駆動回路装置を使用した場合に、放射ノイズが大幅に減少している。
【００３４】
次に、第２実施形態による負荷駆動回路装置を説明する。
図４は、第２実施形態による負荷駆動回路装置の回路図である。第２実施形態による負荷駆動回路装置の構成は、同期回路１１を除いて、上述した第１実施形態によるものと同じである。第１実施形態のものと同一の構成要素についてはその詳細な説明を省略する。
【００３５】
第２実施形態による負荷駆動装置における同期回路１１は、第２スイッチ手段１３の出力端子（コレクタ）から第１スイッチ手段１２の入力端子（ベース）へ信号伝達を行う第１帰還回路１１１と、第１スイッチ手段１２の出力端子（コレクタ）から第２スイッチ手段１３の入力端子（ベース）へ信号伝達を行う第２帰還回路１１２とにより構成されている。
【００３６】
第１帰還回路１１１は、第２スイッチ手段１３がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに第１スイッチ手段１２をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、第２スイッチ手段１３がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに第１スイッチ手段１２をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成されている。また、第２帰還回路１１２は、第１スイッチ手段１２がＯＮからＯＦＦに切り替わるときに第２スイッチ手段１３をＯＮからＯＦＦに切り替え、かつ、第１スイッチ手段１２がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに第２スイッチ手段１３をＯＦＦからＯＮに切り替えるように構成されている。
【００３７】
なお、第１及び第２スイッチ手段１２及び１３がＯＦＦの場合、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３のＯＦＦ時リーク電流によって、通常、出力コモンモード電圧Ｖｃｏｍは、略１／２ＶＢとなる。しかし、第２スイッチ手段１３から第１帰還回路１１１へ流れるバイアス電流と第１スイッチ手段１２から第２帰還回路１１２へ流れるバイアス電流との不均衡によって、第１及び第２スイッチ手段１２及び１３がＯＦＦの場合の出力コモンモード電圧Ｖｃｏｍが、１／２ＶＢとならない場合も有り得る。その場合には図４に示すように、第１スイッチ手段１２の両端及び第２スイッチ手段１３の両端へそれぞれ同値の抵抗１２ａと抵抗１３ａとを付加してもよい。ただし、電気負荷３０がＯＦＦ状態においても、抵抗１２ａ及び抵抗１３ａを通じて電流を供給し続けることになるため、抵抗１２ａ及び抵抗１３ａの抵抗値は、最小限の電流値となるように選定すべきである。
【００３８】
さらに、図５に、第２実施形態による負荷駆動回路装置のより具体的な回路図を示す。図５に示す例では、第１帰還回路は、第２スイッチ手段１３のコレクタ（第４端子）と第１スイッチ手段１２のベース（第１制御端子）とに接続された第１コンデンサ１１１ｃである。また、第２帰還回路は、第１スイッチ手段１２のコレクタ（第２端子）と第２スイッチ手段１３のベース（第２制御端子）とに接続された第２コンデンサ１１２ｃである。
【００３９】
第１コンデンサ１１１ｃは、第２スイッチ手段１３のＯＦＦ動作時に、第１スイッチ手段１２の入力電圧を増加して、第１スイッチ手段１２を強制的にＯＦＦするように作用する。また、第１コンデンサ１１１ｃは、スイッチ手段１３のＯＮ動作時に、スイッチ手段１２の入力電圧を減少して、第１スイッチ手段１２を強制的にＯＮするように作用する。加えて、第２コンデンサ１１２ｃは、第１スイッチ手段１２のＯＦＦ動作時に、第２スイッチ手段１３の入力電圧を減少して、第２スイッチ手段１３を強制的にＯＦＦするように作用する。また、第２コンデンサ１１２ｃは、第１スイッチ手段１２のＯＮ動作時に、第２スイッチ手段１３の入力電圧を増加して、第２スイッチ手段１３を強制的にＯＮするように作用する。
【００４０】
この構成によれば、トランジスタを用いることなく、簡単な構成で第１帰還回路１１１と第２帰還回路１１２とを形成することができる。このため、低コストで小型の負荷駆動回路装置を提供することができる。
【００４１】
次に、第３実施形態による負荷駆動回路装置を説明する。
図６は、第３実施形態による負荷駆動回路装置の回路図である。第３実施形態による負荷駆動回路装置の構成は、同期回路１１を除いて、上述した第１及び第２実施形態によるものと同じである。第１及び第２実施形態のものと同一の構成要素についてはその詳細な説明を省略する。
【００４２】
第３実施形態による負荷駆動装置における同期回路１１は、図６に示すように、第２スイッチ手段１３の出力端子（コレクタ）から、コンデンサ１１１ｃ、トランジスタ１１１ａ及びトランジスタ１１１ｂを介して第１スイッチ手段１２の入力端子（ベース）と接続し、第１帰還回路１１１を形成する。また、第１スイッチ手段１２の出力端子（コレクタ）から、コンデンサ１１２ｃ、トランジスタ１１２ａ及びトランジスタ１１２ｂを介して第２スイッチ手段１３の入力端子（ベース）と接続し、第２帰還回路１１２を形成する。
【００４３】
第２スイッチ手段１３がＯＮからＯＦＦへ移行し始めて、第２スイッチ手段１３の出力電圧の増加が開始すると、コンデンサ１１１ｃを介してトランジスタ１１１ａがＯＮし、同時にトランジスタ１１１ｂがＯＮとなる。その結果、第２スイッチ手段１３がＯＦＦのとき、第１スイッチ手段１２のベース（第１制御端子）に直流電源４０の高電位側の端子４１の電位（ＶＢ）が印加される。第１スイッチ手段１２は、そのベース（第１制御端子）の電位が直流電源４０の高電位側の端子４１の電位（ＶＢ）のときにＯＦＦとなる。このため、スイッチ手段１２は、制御手段１０の端子Ｔ１の出力信号のレベルに関係なく強制的にＯＦＦとなる。
【００４４】
また、第２スイッチ手段１３がＯＦＦからＯＮへ移行し始めて、第２スイッチ手段１３の出力電圧の減少が開始すると、コンデンサ１１１ｃを介してトランジスタ１１１ａがＯＦＦし、同時にトランジスタ１１１ｂがＯＦＦとなる。このため、制御手段１０が端子Ｔ１を介してスイッチ手段１２をＯＮしようとする信号が許可されて、該スイッチ手段１２がＯＮとなる。
【００４５】
さらに、第１スイッチ手段１２がＯＮからＯＦＦへ移行し始めて、第１スイッチ手段１２の出力電圧の減少が開始すると、コンデンサ１１２ｃを介してトランジスタ１１２ａがＯＮし、同時にトランジスタ１１２ｂがＯＮとなる。その結果、第１スイッチ手段１２がＯＦＦのとき、第２スイッチ手段１３のベース（第２制御端子）に直流電源４０の低電位側の端子、即ちグランドの接地電位（０Ｖ）が印加される。第２スイッチ手段１３は、そのベース（第２制御端子）の電位が直流電源４０の低電位側の端子の接地電位（０Ｖ）のときにＯＦＦとなる。このため、第２スイッチ手段１３は、制御手段１０の端子Ｔ２の出力信号の状態に関係なく強制的にＯＦＦとなる。
【００４６】
また、第１スイッチ手段１２がＯＦＦからＯＮへ移行し始めて、第１スイッチ手段１２の出力電圧の増加が開始すると、コンデンサ１１２ｃを介してトランジスタ１１２ａがＯＦＦし、同時にトランジスタ１１２ｂがＯＦＦとなる。このため、制御手段１０が端子Ｔ２を介してスイッチ手段１３をＯＮしようとする信号が許可されて、際２スイッチ手段１３がＯＮとなる。
【００４７】
以上のように、制御手段１０の端子Ｔ１と端子Ｔ２とからスイッチ手段１２とスイッチ手段１３とを同時に断続するＰＷＭ信号を送出するだけで、帰還回路１１１と帰還回路１１２との作用によって、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３は断続のタイミングとスイッチ手段の出力信号の上昇及び下降速度が自動的に一致するように制御される。
【００４８】
したがって、本実施例の第１及び第２帰還回路１１１及び１１２を具備した同期手段１１によれば、第１及び第２スイッチ手段１２及び１３の入出力特性が周囲温度や固体ばらつきによって変化した場合であっても、安定してスイッチ手段の断続動作の同期を図ることができる。これにより、コモンモード電位変化をより抑制してノイズ発生の少ない負荷駆動回路装置を実現することができる。
【００４９】
以上のように、本発明の負荷駆動回路装置はトランスを使用することなく該装置の出力端子から出力される高電位側及び低電位側双方の電圧信号の、対接地間電位変化を完全に対象とすることが可能であるのでコモンモード電位変化の無い、すなわちコモンモードノイズの発生を抑制した負荷駆動回路装置を小型で、安価に提供することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態では、スイッチ手段としてバイポーラトランジスタを説明に用いたが、スイッチ手段はこれに限定されない。スイッチ手段として、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ＩＧＢＴを使用してもよい。さらに、高電位側の第１スイッチ手段と低電位側の第２スイッチ手段とに同じ構造のスイッチ素子（例えば両者ともに公知のＮｃｈ−ＭＯＳＦＥＴ、或いは両者ともにＮＰＮ型トランジスタ）を採用し、第１及び第２帰還回路１１１及び１１２のいずれか一方に極性反転手段を付与してもよい。
【００５１】
加えて、電気負荷３０が公知の誘導性負荷の場合には、負荷のＯＦＦ時サージ電圧の発生を抑制するとともに、ＰＷＭ駆動時の負荷へ流れる電流を一定とするために、公知のフライバックダイオードを負荷の両端へ付加してもよい。
【００５２】
さらに、ワイヤーハーネス２０ａ及び２０ｂが有する寄生インダクタンスによるＯＮ／ＯＦＦ時のサージノイズを抑制するために、第１スイッチ手段１２の出力と第２スイッチ手段１３の出力との間（又は第１スイッチ手段１２の電源と出力端子間、及び第２スイッチ手段１３の接地と出力端子間）へ公知のＲ−Ｃスナバー回路を付加してもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態による負荷駆動回路装置において用いた第１及び第２帰還回路１１１及び１１２の構成は、実施形態の構成に限定されることなく、第１スイッチ手段１２と第２スイッチ手段１３の動作タイミング同期を図るという本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の負荷駆動回路装置は、自動車用のフューエルポンプ駆動装置等の２端子を具備した電気負荷の駆動目的のみならず、３端子以上を具備したブラシレスモータ負荷の駆動、或いは公知のＨブリッジドライバー回路を用いた駆動回路等に利用可能なコモンモードノイズ抑制技術として好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１  負荷駆動回路装置
１０  制御手段
１１  同期手段
１２  第１スイッチ手段
１３  第２スイッチ手段
２０ａ  ワイヤーハーネス
２０ｂ  ワイヤーハーネス
３０  電気負荷
４０  電源
１１１  第１帰還回路
１１２  第２帰還回路
【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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【図７】
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