(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つのトランジスタがブリッジ接続されてなるモータ駆動回路へ対して、三角波信号と外部から入力される指令信号との比較結果に応じたＰＷＭ信号を出力するよう構成されてなるＰＷＭ回路におけるＰＷＭ信号発生方法であって、
基準となる三角波信号に対して正極側の所定量のオフセットを施したプラスオフセット三角波信号と、基準となる三角波信号に対して負極側の所定量のオフセットを施したマイナスオフセット三角波信号とを生成し、
前記指令信号が正極性の場合には、前記基準となる三角波信号と前記指令信号との比較結果に応じて第１のＰＷＭ信号を、前記マイナスオフセット三角波信号と前記指令信号との比較結果に応じて第２のＰＷＭ信号を、前記プラスオフセット三角波信号と前記指令信号を極性反転した信号との比較結果に応じて第３のＰＷＭ信号を、前記基準となる三角波信号と前記指令信号を極性反転した信号との比較結果に応じて第４のＰＷＭ信号を、それぞれ出力する一方、
前記指令信号が負極性の場合には、前記プラスオフセット三角波信号と前記指令信号との比較結果に応じて第１のＰＷＭ信号を、前記基準となる三角波信号と前記指令信号との比較結果に応じて第２のＰＷＭ信号を、前記基準となる三角波信号と前記指令信号を極性反転した信号との比較結果に応じて第３のＰＷＭ信号を、前記マイナスオフセット三角波信号と前記指令信号を極性反転した信号との比較結果に応じて第４のＰＷＭ信号を、それぞれ出力することを特徴としてなるＰＷＭ信号発生方法。
【請求項２】
４つのトランジスタがブリッジ接続されてなるモータの駆動回路へ対して、三角波信号と外部から入力される指令信号との比較結果に応じたＰＷＭ信号を出力するよう構成されてなるＰＷＭ回路であって、
前記三角波信号を発生する三角波信号発生手段と、
前記指令信号の極性を判定する極性判別手段と、
前記指令信号の極性反転を行う反転手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に正極側の所定量のオフセットが施されたプラスオフセット三角波信号のいずれかと、前記指令信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第１のＰＷＭ信号として出力する第１の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に負極側の所定量のオフセットが施されたマイナスオフセット三角波信号のいずれかと、前記指令信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第２のＰＷＭ信号として出力する第２の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に正極側の所定量のオフセットが施されたプラスオフセット三角波信号のいずれかと、前記反転手段の出力信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第３のＰＷＭ信号として出力する第３の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に負極側の所定量のオフセットが施されたマイナスオフセット三角波信号のいずれかと、前記反転手段の出力信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第４のＰＷＭ信号として出力する第４の比較手段と、
前記三角波信号発生手段から出力された三角波信号を入力し、前記三角波信号に対して正極側に所定量のオフセットを施したプラスオフセット三角波信号と、前記三角波信号に対して負極側に所定量のオフセットを施したマイナスオフセット三角波信号とを生成すると共に、前記極性判別手段の判定結果に応じて、前記第１及び第４の比較手段に対して前記三角波信号を出力する場合には、前記第２及び第３の比較手段に対してそれぞれ対応するオフセットが施された三角波信号を出力する一方、前記第１及び第４の比較手段に対してそれぞれ対応するオフセットが施された三角波信号を出力する場合には、前記第２及び第３の比較手段に対して前記三角波信号を出力するオフセット制御手段と、
を具備してなることを特徴とするＰＷＭ回路。
【請求項３】
オフセット制御手段は、三角波信号を正極側に所定量オフセットして出力するプラスオフセット量制御回路と、
三角波信号を負極側に所定量オフセットして出力するマイナスオフセット量制御回路と、
極性判別手段によって、指令信号が正極性であると判定された場合に、第１及び第４の比較手段に対して前記三角波信号を、第２の比較手段に対して前記マイナスオフセット量制御回路の出力信号を、第３の比較手段に対して前記プラスオフセット量制御回路の出力信号を、それぞれ出力する一方、極性判別手段によって、指令信号が負極性であると判定された場合に、第１の比較手段に対して前記プラスオフセット量制御回路の出力信号を、第２及び第３の比較手段に対して前記三角波信号を、第４の比較手段に対して前記マイナスオフセット量制御回路の出力信号を、それぞれ出力するよう構成されてなる切換回路と、
を具備してなることを特徴とする請求項２記載のＰＷＭ回路。
【請求項４】
オフセット制御手段は、指令信号の傾きに応じて三角波信号を正極側にオフセットして出力するプラスオフセット量制御回路と、
指令信号の傾きに応じて三角波信号を負極側にオフセットして出力するマイナスオフセット量制御回路と、
極性判別手段によって、指令信号が正極性であると判定された場合に、第１及び第４の比較手段に対して前記三角波信号を、第２の比較手段に対して前記マイナスオフセット量制御回路の出力信号を、第３の比較手段に対して前記プラスオフセット量制御回路の出力信号を、それぞれ出力する一方、極性判別手段によって、指令信号が負極性であると判定された場合に、第１の比較手段に対して前記プラスオフセット量制御回路の出力信号を、第２及び第３の比較手段に対して前記三角波信号を、第４の比較手段に対して前記マイナスオフセット量制御回路の出力信号を、それぞれ出力するよう構成されてなる切換回路と、
を具備してなることを特徴とする請求項２記載のＰＷＭ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、モータ制御用のＰＷＭ回路に係り、特に、モータの安定した動作確保を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の代表的な回路としては、例えば図４に示されたような構成を有してなるものが公知・周知となっている。
以下、図４を参照しつつ、この従来回路について説明する。
この従来のモータ制御用のＰＷＭ(Pulse Width Modulation)回路は、三角波発生回路（図４においては「三角波」と表記）１と、第１及び第２の比較・ＰＷＭ生成回路（図４においては、それぞれ「比較器Ａ」、「比較器Ｂ」と表記）３１，３２と、反転回路（図４においては「反転」と表記）４とを主たる構成要素としてなり、いわゆるトランジスタブリッジに構成された駆動回路９へ、次述するようにＰＷＭ信号を出力し、モータ１４の回転制御がなされるよう構成されたものである。
【０００３】
すなわち、ＰＷＭ信号は、第１及び第２の比較・ＰＷＭ生成回路３１，３２において、三角波発生回路１の出力であるいわゆる三角波信号と、モータ１４の駆動状態を指令する指令信号との比較結果に基づいて、所定の論理回路によって生成、出力されるようになっている。
第１の比較・ＰＷＭ生成回路３１は、トランジスタブリッジを構成する第１のトランジスタ１０に対する第１のＰＷＭ信号ＰＷＭ１と第２のトランジスタ１１に対する第２のＰＷＭ信号ＰＷＭ２とを出力するようになっている一方、第２の比較・ＰＷＭ生成回路３２は、トランジスタブリッジ  を構成する第３のトランジスタ１２に対する第３のＰＷＭ信号ＰＷＭ３と第４のトランジスタ１３に対する第４のＰＷＭ信号ＰＷＭ４とを出力するようになっている。
そして、これらＰＷＭ１〜ＰＷＭ４信号により対応する第１乃至第４のトランジスタ１０〜１３がオン・オフされ、モータ１４の回転制御がなされるようになっている。
【０００４】
ところで、このＰＷＭ信号の出力周期は、大凡２〜３ＫＨｚ程度である。これに対して、第１乃至第４のトランジスタ１０〜１３が、いわゆるパワートランジスタを用いたものである場合、ターンオフ時間として２０μｓ程度必要となるため、ＰＷＭ１〜ＰＷＭ４の各々の立ち上がりについて、３０〜５０μｓ程度のいわゆるデッドタイムを設けて、第１のトランジスタ１０と第２のトランジスタ１１との短絡及び第３のトランジスタ１２と第４のトランジスタ１３との短絡の保護が図られたものとなっている。
【０００５】
図５には、かかる構成の主要部におけるタイミング波形が示されており、以下、同図を参照しつつこの回路の動作について説明すれば、まず、この図５には、指令信号（図５（Ａ）参照）が徐々に正方向へ大きくなり、ピークとなった後、徐々に零Ｖ近傍へ低下していった場合の各々のＰＷＭ信号（図５（Ｂ）〜図５（Ｇ）参照）と、第１乃至第４のトランジスタ１０〜１３の動作状態（図５（Ｈ）及び図５（Ｉ）参照）が示されている。
まず、指令信号が零Ｖ付近となる以前における各部の信号を見ると、第１の比較・ＰＷＭ生成回路３１内において、三角波発生回路１の出力信号と指令信号との比較結果として、図５（Ｂ）に示されたように、指令信号＞三角波信号の場合に、論理値Ｈｉｇｈに対応する状態となる信号（比較Ａout信号）が得られるものとなっている。
一方、第２の比較・ＰＷＭ生成回路３２内においては、三角波発生回路１の出力信号と、反転回路４により極性判定された指令信号（図５（Ａ）において点線で示された信号）との比較結果として、図５（Ｃ）に示されたように、極性判定された指令信号＞三角波信号の場合に、論理値Ｈｉｇｈに対応する状態となる信号（比較Ｂout信号）が得られるものとなっている。
【０００６】
そして、第１の比較・ＰＷＭ生成回路３１においては、上述の比較Ａout信号を基にして、ＰＷＭ１及びＰＷＭ２の各々のＰＷＭ信号が生成、出力されることとなる。ここで、ＰＷＭ２は、ＰＷＭ１を極性反転して得られるものであるが、先に述べたようにトランジスタのターンオフ時間を考慮して、その立ち上がりは、ＰＷＭ１の立ち下がりから所定のデッドタイムだけ経過した後に立ち上がるものとなっている（図５（Ｄ）及び図５（Ｅ）参照）。また、ＰＷＭ１の立ち上がりは、逆に、ＰＷＭ２の立ち下がりから所定のデッドタイムだけ経過した後に立ち上がるものとなっている（図５（Ｄ）及び図５（Ｅ）参照）。
また、第２の比較・ＰＷＭ生成回路３２においては、上述の比較Ｂout信号を基にして、ＰＷＭ３及びＰＷＭ４の各々のＰＷＭ信号が生成、出力されることとなる。この場合も先のＰＷＭ１及びＰＷＭ２の場合と同様に、トランジスタのターンオフ時間を考慮して、各々のＰＷＭ信号の立ち上がりには、所定のデッドタイムが考慮されたものとなっている（図５（Ｆ）及び図５（Ｇ）参照）。
その結果、この動作例の場合、ＰＷＭ１とＰＷＭ４が同時に論理値Ｈｉｇｈに対応する状態となる区間において、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時にオン状態とされ、モータ１４を正転状態とする駆動電流が流れることとなる。
次に、指令信号が零Ｖ付近となる場合について見ると、この場合も、ＰＷＭ１及びＰＷＭ２は、第１の比較・ＰＷＭ生成回路３１において、比較Ａout信号を基にして生成、出力され、また、ＰＷＭ３及びＰＷＭ４は、第２の比較・ＰＷＭ生成回路３２において、比較Ｂout信号を基にして生成、出力されるのは、指令信号が零Ｖ付近となる以前における場合と基本的に同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、指令信号が零Ｖ付近となると、第１の比較・ＰＷＭ生成回路３１における先に述べた比較Ａout信号の出力幅と、第２の比較・ＰＷＭ生成回路３２における先に述べた比較Ｂout信号の出力幅が近づくことと相俟って、先に説明したデッドタイムの影響により、ＰＷＭ信号が生成されなくなるいわゆる不感帯が生じる。すなわち、例えば、図５に示された例で言えば、符号ａで示されたＰＷＭ１信号とＰＷＭ４信号とは、本来であれば、ＰＷＭ１信号の立ち上がりから若干の時間と、ＰＷＭ４信号の立ち下がり近傍の若干の時間とが重複するため、この重複区間、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時にオン状態とされるはずが、ＰＷＭ１信号の立ち上がりは、本来の立ち上がりよりデッドタイム分だけ遅れたものとなっているため、双方の信号の重複区間がなくなり、第１及び第４のトランジスタ１０，１３は、同時にオン状態とされなくなる。そのため、モータ１４の駆動が所望するタイミングでなされず、指令信号とモータ１４の動作との間のいわゆるリニアリティが確保できず、指令信号に対する応答性が悪く、また、動作効率が不十分であるという問題があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、従来のような不感帯がなく、指令信号に対するリニアリティ、応答性が良好で、しかも、動作効率が良好なＰＷＭ回路を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るＰＷＭ回路は、
４つのトランジスタがブリッジ接続されてなるモータの駆動回路へ対して、三角波信号と外部から入力される指令信号との比較結果に応じたＰＷＭ信号を出力するよう構成されてなるＰＷＭ回路であって、
前記三角波信号を発生する三角波信号発生手段と、
前記指令信号の極性を判定する極性判別手段と、
前記指令信号の極性反転を行う反転手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に正極側の所定量のオフセットが施されたプラスオフセット三角波信号のいずれかと、前記指令信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第１のＰＷＭ信号として出力する第１の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に負極側の所定量のオフセットが施されたマイナスオフセット三角波信号のいずれかと、前記指令信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第２のＰＷＭ信号として出力する第２の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に正極側の所定量のオフセットが施されたプラスオフセット三角波信号のいずれかと、前記反転手段の出力信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第３のＰＷＭ信号として出力する第３の比較手段と、
前記三角波信号又は前記三角波信号に負極側の所定量のオフセットが施されたマイナスオフセット三角波信号のいずれかと、前記反転手段の出力信号とが入力されて、その比較結果に応じた信号を第４のＰＷＭ信号として出力する第４の比較手段と、
前記三角波信号発生手段から出力された三角波信号を入力し、前記三角波信号に対して正極側に所定量のオフセットを施したプラスオフセット三角波信号と、前記三角波信号に対して負極側に所定量のオフセットを施したマイナスオフセット三角波信号とを生成すると共に、前記極性判別手段の判定結果に応じて、前記第１及び第４の比較手段に対して前記三角波信号を出力する場合には、前記第２及び第３の比較手段に対してそれぞれ対応するオフセットが施された三角波信号を出力する一方、前記第１及び第４の比較手段に対してそれぞれ対応するオフセットが施された三角波信号を出力する場合には、前記第２及び第３の比較手段に対して前記三角波信号を出力するオフセット制御手段と、を具備してなるものである。
【０００９】
かかる構成においては、三角波信号をＰＷＭ信号の発生に用いる場合と、三角波信号にオフセットを施した信号をＰＷＭ信号の発生に用いる場合とを、指令信号の極性に応じてオフセット制御手段によって切り分けできるようにすることで、従来のように各ＰＷＭ信号の間に一律にデッドタイムを設けることにより、指令信号が零Ｖに近いレベルでＰＷＭ信号が生じないという従来の不都合が確実に回避され、従来のような不感帯がなく、指令信号に対するリニアリティ、応答性が良好なＰＷＭ回路が提供できることとなるものである。
かかる構成のＰＷＭ回路からのＰＷＭ信号が印加される駆動回路は、例えば、第１及び第３のトランジスタのコレクタに電源電圧が印加され、また、第２及び第３のトランジスタのエミッタは共にアースに接続される一方、第１のトランジスタのエミッタと第２のトランジスタのコレクタとが接続されてモータの一方の端子へ、第３のトランジスタのエミッタと第４のトランジスタのコレクタとが接続さてモータの他方の端子へ、それぞれ接続されてなり、第１のトランジスタのベースに第１のＰＷＭ信号が、第２のトランジスタのベースに第２のＰＷＭ信号が、第３のトランジスタのベースに第３のＰＷＭ信号が、第４のトランジスタのベースに第４のＰＷＭ信号が、それぞれ印加されるよう構成されてなるものが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、図１を参照しつつ第１の構成例におけるＰＷＭ回路の構成について説明する。なお、図４に示された従来回路と同一の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
このＰＷＭ回路Ｓ１は、三角波発生回路１と、極性判別回路２と、オフセット制御回路３と、反転回路４と、第１乃至第４の比較器５〜８とを具備してなり、いわゆるトランジスタブリッジに構成された駆動回路９へ、後述するようにしてＰＷＭ信号を出力し、モータ１４の回転制御がなされるよう構成されたものである。
【００１１】
三角波発生手段としての三角波発生回路１は、所定の繰り返し周期のいわゆる三角波を発生する公知・周知の構成を有してなるものである。
極性判別手段としての極性判別回路２は、外部から入力される指令信号の極性を判別するもので、その判別結果は、オフセット制御回路３へ入力されるようになっているもので、この発明の実施の形態においては、指令信号が正極性である場合に論理値Ｈｉｇｈに対応する信号を、指令信号が負極性である場合に論理値Ｌｏｗに対応する信号を、それぞれ出力するようになっている。
オフセット制御手段としてのオフセット制御回路３は、極性判別回路２による指令信号の極性判別結果に基づいて三角波発生回路１の出力信号に所定のオフセットを施して第１乃至第４の比較器５〜８へ入力するようになっているものである（詳細は後述）。
この発明の実施の形態におけるオフセット制御回路３は、プラスオフセット量制御回路（図１及び図２においては「＋オフセット」と表記）１５と、マイナスオフセット量制御回路（図１及び図２においては「−オフセット」と表記）１６と、切換回路１７とを具備して構成されたものとなっている。
【００１２】
プラスオフセット量制御回路１５は、三角波発生回路１から出力された三角波信号に対して所定のプラス（正極側）のオフセットを与えて出力するようになっているものである。
一方、マイナスオフセット量制御回路１６は、三角波発生回路１から出力された三角波信号に対して所定のマイナス（負極側）のオフセットを与えて出力するようになっているものである。
切換回路１７は、三角波発生回路１の出力信号並びにプラスオフセット量制御回路１５及びマイナスオフセット量制御回路１６のそれぞれの出力信号を、極性判別回路２による指令信号の極性判別結果に応じて、第１乃至第４の比較器５〜８へ予め定められた分配規則に従って分配出力するようになっているものである。
この発明の実施の形態における切換回路１７は、４回路２接点スイッチにより構成されたものとなっている。すなわち、第１乃至第４の切換スイッチ１８〜２１は、同一の構成を有してなるものであり、第１の切換スイッチ１８を例に採り、その構成を説明すれば、切換接点１８ａ（１９ａ，２０ａ，２１ａ）と第１の接点１８ｂ（１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ）と第２の接点１８ｃ（１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ）とを有して構成されたものとなっている。なお、各構成要素の後の括弧内の符号は、第２乃至第４の切換スイッチ１９〜２１における対応する構成要素の符号である。
切換接点１８ａ（１９ａ，２０ａ，２１ａ）は、極性判別回路２の出力信号に応じて第１の接点１８ｂ（１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ）又は第２の接点１８ｃ（１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ）と接続されるようになっており、この発明の実施の形態においては、極性判別回路２により指令信号が正極性であると判別されている間、切換接点１８ａ（１９ａ，２０ａ，２１ａ）は、第１の接点１８ｂ（１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ）に接続され、指令信号が負極性であると判別されている間、切換接点１８ａ（１９ａ，２０ａ，２１ａ）は、第２の接点１８ｃ（１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ）に接続されるように構成されたものとなっている。
そして、第１の切換スイッチ１８の第１の接点１８ｂには、三角波発生回路１の出力段が、第２の接点１８ｃには、プラスオフセット量制御回路１５の出力段が、それぞれ接続される一方、切換接点１８ａは、第１の比較器５の入力段へ接続されたものとなっている。
第２の切換スイッチ１９の第１の接点１９ｂには、マイナスオフセット量制御回路１６の出力段が、第２の接点１９ｃには、三角波発生回路１の出力段が、それぞれ接続される一方、切換接点１９ａは、第２の比較器６の入力段へ接続されたものとなっている。
また、第３の切換スイッチ２０の第１の接点２０ｂには、プラスオフセット量制御回路１５の出力段が、第２の接点２０ｃには、三角波発生回路１の出力段が、それぞれ接続される一方、切換接点２０ａは、第３の比較器７の入力段へ接続されたものとなっている。
さらに、第４の切換スイッチ２１の第１の接点２１ｂには、三角波発生回路１の出力段が、第２の接点２１ｃには、マイナスオフセット量制御回路１６の出力段が、それぞれ接続される一方、切換接点２１ａは、第４の比較器８の入力段へ接続されたものとなっている。
【００１３】
反転手段としての反転回路４は、指令信号の極性を反転して出力するもので、それ自体は公知・周知の回路構成を有してなるもので、従来のＰＷＭ回路において用いられていたものと基本的に変わるところがないものである。なお、反転回路４により極性反転された指令信号を、以下、便宜的に「反転指令信号」と言う。
第１乃至第４の比較器５〜８は、指令信号又は反転回路４の出力信号のいずれかと、オフセット制御回路３の出力信号とが入力されて、これらの入力信号の比較結果をＰＷＭ信号として生成、出力するようになっているものである。
すなわち、まず、第１の比較器（図１においては「比較器１」と表記）５は、オフセット制御回路３の出力信号と指令信号とを入力し、双方の入力信号の比較結果に応じて、後述する駆動回路９を構成する第１のトランジスタ１０（図１においては「ＴＲ１」と表記）に対するＰＷＭ信号であるＰＷＭ１信号（第１のＰＷＭ信号）が出力されるようになっているものである（詳細は後述）。なお、図１に示された第１乃至第４の比較器５〜８においては、指令信号がオフセット制御回路３の出力信号を越えている間に論理値Ｈｉｇｈに対応する信号が出力される側の出力段を「out」と、また、この出力段「out」の信号を反転した信号が出力される出力段を「out＊」と、それぞれ表記している。
第２の比較器（図１においては「比較器２」と表記）６は、オフセット制御回路３の出力信号と指令信号とを入力し、双方の入力信号の比較結果に応じて、後述するトランジスタブリッジを構成する第２のトランジスタ（図１においては「ＴＲ２」と表記）１１に対するＰＷＭ信号であるＰＷＭ２信号（第２のＰＷＭ信号）が出力されるようになっているものである（詳細は後述）。なお、この発明の実施の形態においては、第２の比較器６の出力段「out＊」からの出力信号が、ＰＷＭ２信号とされている。
また、第３の比較器（図１においては「比較器３」と表記）７は、オフセット制御回路３の出力信号と反転指令信号とを入力し、双方の入力信号の比較結果に応じて、後述するトランジスタブリッジを構成する第３のトランジスタ（図１においては「ＴＲ３」と表記）１２に対するＰＷＭ信号であるＰＷＭ３信号（第３のＰＷＭ信号）が出力されるようになっているものである（詳細は後述）。
さらに、第４の比較器（図１においては「比較器４」と表記）８は、オフセット制御回路３の出力信号と反転指令信号とを入力し、双方の入力信号の比較結果に応じて、後述するトランジスタブリッジを構成する第４のトランジスタ（図１においては「ＴＲ４」と表記）１３に対するＰＷＭ信号であるＰＷＭ４信号（第４のＰＷＭ信号）が出力されるようになっているものである（詳細は後述）。なお、この発明の実施の形態においては、第４の比較器８の出力段「out＊」からの出力信号が、ＰＷＭ４信号とされている。
【００１４】
駆動回路９は、いわゆるトランジスタブリッジと称される公知・周知の回路構成を有してなるもので、この発明の実施の形態においては、ｎｐｎ形の第１乃至第４のトランジスタ１０〜１３がブリッジ接続されてモータ１４への通電が可能なように構成されたものとなっている。すなわち、まず、第１のトランジスタ１０のエミッタと第２のトランジスタ１１のコレクタとが接続されると共に、モータ１４の一方の端子に接続されている一方、第３のトランジスタ１２のエミッタと第４のトランジスタ１３のコレクタとが接続されると共に、モータ１４の他方の端子に接続されたものとなっている。
また、第１及び第３のトランジスタ１０，１２のコレクタ同士が接続されると共に、電源電圧Ｖccが印加されるようになっている一方、第２及び第４のトランジスタ１１，１３のエミッタ同士が接続されると共に、アースに接続されたものとなっている。
そして、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が共にオン状態となる場合には、第１のトランジスタ１０、モータ１４、第４のトランジスタ１３という経路でモータ１４の駆動電流が流れることとなる（便宜上、この場合を「正転状態」とする）。
一方、第２及び第３のトランジスタ１１，１２が共にオン状態となる場合には、第３のトランジスタ１２、モータ１４、第２のトランジスタ１１という経路でモータ１４の駆動電流が流れることとなる（便宜上、この場合を「逆転状態」とする）。
【００１５】
次に、上記構成における動作について、図３を参照しつつ説明する。
最初に、指令信号が比較的大きい場合、換言すれば、指令信号が零Ｖ付近になく、従来回路でも正常に動作する範囲にある場合について説明する。図３に示されたタイミングチャートの例においては、指令信号が最初に零Ｖとなる時刻ｔc1以前におけるこのＰＷＭ回路の動作について説明する。
指令信号が極性判別回路２により正極性であると判別されると（図３（Ｅ）参照）、切換回路１７においては、第１乃至第４の切換スイッチ１８〜２１の切換接点１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａは、第１の接点１８ｂ，１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ側へ接続される。このため、第１及び第４の比較器５，８へは、三角波発生回路１の出力信号がオフセットを受けることなくそのまま入力される（図３（Ａ）において実線で表された三角波信号及び図３（Ｄ）において実線で表された三角波信号参照）一方、第２の比較器６へは、マイナスオフセット量制御回路１６によりマイナス側へ所定量のオフセットが施された三角波信号（以下「マイナスオフセット三角波信号」と言う）が（図３（Ｂ）において実線で表された三角波信号参照）、また、第３の比較器７へは、プラスオフセット量制御回路１５によりプラス側へ所定量のオフセットが施された三角波信号（以下「プラスオフセット三角波信号」と言う）が（図３（Ｃ）において実線で表された三角波信号参照）、それぞれ入力されることとなる。
【００１６】
そして、第１の比較器５からは、指令信号（図３（Ａ）において実線で表された曲線参照）が三角波信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ１信号が出力され、第１のトランジスタ１０のベースに印加される（図３（Ｆ）参照）。
また、第２の比較器６からは、マイナスオフセット三角波信号が指令信号（図３（Ｂ）において実線で表された曲線参照）を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ２信号が出力され、第２のトランジスタ１１のベースに印加される（図３（Ｇ）参照）。
さらに、第３の比較器７からは、反転指令信号（図３（Ｃ）において点線で表された曲線参照）がプラスオフセット三角波信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ３信号が出力され、第３のトランジスタ１２のベースに印加される（図３（Ｈ）参照）。
またさらに、第４の比較器８からは、三角波信号が反転指令信号（図３（Ｄ）において点線で表された曲線参照）を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ４信号が出力され、第４のトランジスタ１３のベースに印加される（図３（Ｉ）参照）。
【００１７】
先に述べたように、駆動回路９においては、ＰＷＭ１信号とＰＷＭ４信号が重複する区間、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時にオン状態となり、また、ＰＷＭ２信号とＰＷＭ３信号が重複する区間、第２及び第３のトランジスタ１１，１２が同時にオン状態となる。一方、図３において、時刻ｔc1までの間においては、ＰＷＭ２信号とＰＷＭ３信号とが重複する区間はなく、ＰＷＭ１信号とＰＷＭ４信号が、図３（Ｊ）に示されたように重複区間が生じ、それに対応して第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時にオン状態となり、モータ１４は正転状態に駆動されることとなる。
この時刻ｔc1までの間においては、指令信号が時刻ｔc1以降に比して、比較的高いレベルにあるため、ＰＷＭ１信号とＰＷＭ４信号、ＰＷＭ２信号とＰＷＭ３信号のそれぞれにおいて、従来と異なり、デッドタイムの影響により重複区間が生じない、換言すれば不感帯が生ずるということがなく、上述のように正常にモータ１４が駆動されることとなる。
【００１８】
次に、指令信号が零Ｖ近傍で変化する状態（図３において時刻ｔc1以降）における動作について説明すれば、次述するようなものとなる。
まず、時刻ｔc1で指令信号が零Ｖとなり、その後、負極性側で零Ｖに極近いレベルで変化する場合（図３において時刻ｔc1〜時刻ｔc2までの間）について説明すれば、指令信号が零Ｖを過ぎ、それまでの正極性から負極性に転ずると、極性判別回路２の出力は、それまでの論理値Ｈｉｇｈに相当する状態から論理値Ｌｏｗに相当する状態となる（図３（Ｅ）参照）。
そのため、切換回路１７において、第１乃至第４の切換スイッチ１８〜２１の切換接点１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａは、第２の接点１８ｃ，１９ｃ，２０ｃ，２１ｃ側へ接続されることとなる。したがって、第１の比較器５へは、プラスオフセット量制御回路１５によりプラス側へ所定量のオフセットが施されたプラスオフセット三角波信号（図３（Ａ）において実線で表された三角波信号参照）が入力されることとなる。また、第２及び第３の比較器６，７へは、三角波発生回路１の出力信号がオフセットを受けることなくそのまま入力されることとなる（図３（Ｂ）において実線で表された三角波信号及び図３（Ｃ）において実線で表された三角波信号参照）。さらに、第４の比較器８へは、マイナスオフセット量制御回路１６によりマイナス側へ所定量のオフセットが施されたマイナスオフセット三角波信号が入力されることとなる（図３（Ｄ）において実線で表された三角波信号参照）。
【００１９】
したがって、第１の比較器５からは、指令信号とプラスオフセット三角波信号との比較結果に応じてＰＷＭ１信号が、第２の比較器６からは、指令信号と三角波信号との比較結果に応じてＰＷＭ２信号が、第３の比較器７からは、反転指令信号と三角波信号との比較結果に応じてＰＷＭ３信号が、第４の比較器８からは、反転指令信号とマイナスオフセット三角波信号との比較結果に応じてＰＷＭ４信号が、それぞれ出力されることとなる（図３（Ｆ）〜図３（Ｉ）参照）。
ここで、この時刻ｔc1〜時刻ｔc2の間は、指令信号の極性が反転して、モータ１４が逆転方向で駆動される領域であり、いわゆる従来のデッドタイムを考慮しなければ、指令信号が零Ｖ近傍であることから、本来は、ＰＷＭ２信号の立ち下がり近傍とＰＷＭ３信号の立ち上がり近傍、ＰＷＭ２信号の立ち上がり近傍とＰＷＭ３信号の立ち下がり近傍のそれぞれにおいて、それぞれ重複区間が生ずるところ、従来回路ではこの僅かな重複区間にデッドタイムを考慮することにより、重複区間が消滅して、第２及び第３のトランジスタ１１，１２が同時に駆動されることは無かった（図５において指令信号が零Ｖ付近の場合の同図（Ｅ），（Ｆ），（Ｉ）参照）。
これに対して、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ回路Ｓ１においては、この時刻ｔc1〜時刻ｔc2の区間、第２の比較器６からは、三角波信号が指令信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ２信号が、また、第３の比較器７からは、反転指令信号が三角波信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ３信号が、それぞれ出力され、ＰＷＭ２信号の立ち下がり近傍とＰＷＭ３信号の立ち上がり近傍において、また、ＰＷＭ２信号の立ち上がり近傍とＰＷＭ３信号の立ち下がり近傍において、従来ではデッドタイムのために双方の信号の重複区間が生じ得なかった部分に、それぞれ重複区間が生ずるため（図３（Ｇ）及び図３（Ｈ）参照）、その重複区間、第２及び第３のトランジスタ１１，１２が同時にオン状態とされることとなる（図３（Ｋ）参照）。
【００２０】
次に、指令信号が時刻ｔc2で再び零Ｖとなり、その後、正極性側で零Ｖ近傍のレベルで変化する場合（図３において時刻ｔc2以降）について説明すれば、まず、指令信号の負極性から正極性への反転に伴い、極性判別回路２の出力は、再び論理値Ｈｉｇｈの状態となる（図３（Ｅ）参照）。そのため、切換回路１７において、第１乃至第４の切換スイッチ１８〜２１の切換接点１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａは、第１の接点１８ｂ，１９ｂ，２０ｂ，２１ｂ側へ接続され、先に説明した時刻ｔc1以前と同じ状態となる。
したがって、第１の比較器５からは、指令信号が三角波信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ１信号が、第２の比較器６からは、マイナスオフセット三角波信号が指令信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ２信号が、第３の比較器７からは、反転指令信号がプラスオフセット三角波信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ３信号が、第４の比較器８からは、三角波信号が反転指令信号を越えている間、論理値Ｈｉｇｈに対応するＰＷＭ４信号が、それぞれ出力されることとなる（図３（Ｆ）〜図３（Ｉ）参照）。
【００２１】
図３に表されている時刻ｔc2以降の区間においては、本来は、ＰＷＭ１信号の立ち上がり近傍とＰＷＭ４信号の立ち下がり近傍において、また、ＰＷＭ１信号の立ち下がり近傍とＰＷＭ４信号の立ち上がり近傍において、それぞれ重複区間が生ずるところであるが、従来回路ではこの僅かな重複区間にデッドタイムを考慮することにより、重複区間が消滅して、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時に駆動されることは無かった（図５において指令信号が零Ｖ付近の場合の同図（Ｄ），（Ｇ），（Ｈ）参照）。
これに対して、本発明の実施の形態におけるＰＷＭ回路Ｓ２においては、上述のように第１及第４の比較器５，８には、三角波発生回路１の出力がそのまま入力されるため、従来はデッドタイムによりＰＷＭ１信号とＰＷＭ４信号の重複区間が生じなかった部分でも信号の重複部分が生じ、第１及び第４のトランジスタ１０，１３が同時にオン状態とされることとなる（図３（Ｆ），（Ｉ），（Ｊ）参照）。
【００２２】
次に、第２の回路構成例について、図２を参照しつつ説明する。なお、図１に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第２の回路構成例におけるＰＷＭ回路Ｓ２は、先の図１に示されたオフセット制御回路３におけるオフセット量が固定であったのに対して、指令信号の傾き、すなわち時間変化に対する指令信号の大きさの変化に応じて三角波信号に対するオフセット量が調整されるよう構成された点が異なるものである。そして、この点を除いては、この第２の回路構成例におけるＰＷＭ回路Ｓ２は、基本的に先のＰＷＭ回路Ｓ１と同一に構成されてなるものである。
【００２３】
ＰＷＭ１〜ＰＷＭ４信号の各々の立ち上がり及び立ち下がりは、先に図３を参照しつつ説明したことから判るように、三角波信号、プラスオフセット三角波信号、マイナスオフセット三角波信号のいずれかと指令信号とが交差する点で定まる。したがって、指令信号の傾きが図３に示されたものと異なると、当然の事ながらＰＷＭ１〜ＰＷＭ４信号の各々の立ち上がり及び立ち下がりがずれ、それに伴いそれぞれのパルス幅も変化することとなる。特に、指令信号の傾きが極端に異なるような場合には、図３を参照しつつ説明したようにはＰＷＭ１〜ＰＷＭ４信号が生成されないこともあり得る。
この第２の回路構成例においては、このような不都合を解消すべく、指令信号の傾きに応じてオフセット制御回路３Ａにおけるオフセット量を可変としたものである。
【００２４】
まず、具体的には、プラスオフセット制御回路１５Ａ及びマイナスオフセット制御回路１６Ａは、共に三角波発生回路１の出力信号が入力されると共に、指令信号が入力されるようになっており、その基本的な構成は同様なものとなっている。
そして、プラスオフセット制御回路１５Ａ及びマイナスオフセット制御回路１６Ａにおいては、まず、微少時間Δｔにおける指令信号のレベルの変化ΔＬが検出され、この微少時間Δｔとレベル変化ΔＬとから指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）が算出されるようになっている。
プラスオフセット制御回路１５Ａ及びマイナスオフセット制御回路１６Ａには、その内部に、種々の指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）に対する最適なオフセット量がいわゆる変換テーブルとして予め記憶されており、演算により指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）が算出されると、このテーブルが参照されてオフセット量が決定され、三角波発生回路１の出力信号に対してオフセットが施されるようになっている。なお、算出された指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）に対応する値がテーブルに無い場合には、公知・周知のいわゆる補間によってオフセット量を決定するようにすればよい。また、指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）は、適宜な所定の時間間隔で算出するようにすると好適である。
さらに、テーブルを用いることに代えて、指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）からオフセット量を決定する演算式を実験やシュミレーション等に基づいて定めて、この演算式を用いてオフセット量を決定するようにしてもよいものである。
【００２５】
切換回路１７や第１乃至第４の比較器５〜８等の他の部分は、先に図１で説明したものと基本的に同一の構成、動作を有するものである。
したがって、このＰＷＭ回路Ｓ２の動作も、オフセット制御回路３Ａにおけるオフセット量が指令信号の傾き（ΔＬ／Δｔ）によって変わる点を除けば、先に図３を参照しつつ述べたと基本的に同様であり、変わるところがないので、ここでの詳細な説明は省略することとする。
【００２６】
なお、上述の構成例において、駆動回路９は、ｎｐｎ形のトランジスタを用いた構成例を示したが、勿論これに限定される必要はなく、ｐｎｐ形であってもよく、また、バイポーラ以外のトランジスタによって構成されたものであってもよいものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、三角波信号を適宜オフセットすることにより、従来のようなデッドタイムによる不感帯が生ずるようなことがないので、指令信号に対するリニアリティ及び応答性が良好で、そのため、動作効率が良好なＰＷＭ回路が提供できるという効果を奏するものである。
特に、オフセット量を指令信号の傾きに応じて可変する場合には、指令信号の傾きに関わらず、必要なデッドタイムを確保しつつ、しかも従来のようなデッドタイムによる不感帯が生ずるようなことがないので、指令信号に対するリニアリティ及び応答性がより良好で、そのため、より動作効率が良好なＰＷＭ回路が提供できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＷＭ回路の第１の構成例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＷＭ回路の第２の構成例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態のＰＷＭ回路の主要部における動作タイミングを示すタイミングチャートであり、図３（Ａ）は第１の比較器に入力されるオフセット制御回路の出力信号及び指令信号を示す波形図、図３（Ｂ）は第２の比較器に入力されるオフセット制御回路の出力信号及び指令信号を示す波形図、図３（Ｃ）は第３の比較器に入力されるオフセット制御回路の出力信号及び反転指令信号を示す波形図、図３（Ｄ）は第４の比較器に入力されるオフセット制御回路の出力信号及び反転指令信号を示す波形図、図３（Ｅ）は指令信号を示す波形図、図３（Ｆ）はＰＷＭ１信号を示す波形図、図３（Ｇ）はＰＷＭ２信号を示す波形図、図３（Ｈ）はＰＷＭ３信号を示す波形図、図３（Ｉ）はＰＷＭ４信号を示す波形図、図３（Ｊ）は第１及び第４のトランジスタが同時にオン状態となるタイミングを示すタイミング図、図３（Ｋ）は第２及び第３のトランジスタが同時にオン状態となるタイミングを示すタイミング図である。
【図４】従来回路の一構成例を示す構成図である。
【図５】従来回路の主要部における動作タイミングを示すタイミングチャートであり、図５（Ａ）は三角波信号及び指令信号を示す波形図、図５（Ｂ）は第１の比較・ＰＷＭ生成回路内における三角波信号と指令信号の比較結果を示す波形図、図５（Ｃ）は第２の比較・ＰＷＭ生成回路内における三角波信号と反転指令信号の比較結果を示す波形図、図５（Ｄ）は第１のＰＷＭ信号を示す波形図、図５（Ｅ）は第２のＰＷＭ信号を示す波形図、図５（Ｆ）は第３のＰＷＭ信号を示す波形図、図５（Ｇ）は第４のＰＷＭ信号を示す波形図、図５（Ｈ）は第１及び第４のトランジスタが同時にオン状態となるタイミングを示すタイミング図、図５（Ｉ）は第２及び第３のトランジスタが同時にオン状態となるタイミングを示すタイミング図である。
【符号の説明】
１…三角波発生回路
２…極性判別回路
３…オフセット制御回路（第１の構成例）
３Ａ…オフセット制御回路（第２の構成例）
５…第１の比較器
６…第２の比較器
７…第３の比較器
１…第４の比較器
１５…プラスオフセット量制御回路（第１の構成例）
１５Ａ…プラスオフセット量制御回路（第２の構成例）
１６…マイナスオフセット量制御回路（第１の構成例）
１６Ａ…マイナスオフセット量制御回路（第２の構成例）
１７…切換回路
【図１】
0004516656.tif 000002
【図２】
0004516656.tif 000003
【図３】
0004516656.tif 000004
【図４】
0004516656.tif 000005
【図５】
0004516656.tif 000006