(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間電位点を基準電位端子とした制御電源と、オープンコレクタ方式またはオープンドレイン方式の出力端子を有するコンパレータ素子と、第１乃至第４抵抗と、第１乃至第３ダイオードと、コンデンサとを備え、
前記制御電源の両端を前記コンパレータ素子の電源端子に接続し、第１抵抗の一端を前記制御電源の正側端子に接続し、第１抵抗の他端と第２抵抗の一端と第３抵抗の一端と前記コンパレータ素子の出力端子とを互いに接続し、第２抵抗の他端と前記コンパレータ素子の非反転入力端子と第４抵抗の一端と第１ダイオードのカソード端子とを互いに接続し、第４抵抗の他端と第１ダイオードのアノード端子とを前記基準電位端子に接続し、第３抵抗の他端と前記コンパレータ素子の反転入力端子と第２ダイオードのカソード端子と第３ダイオードのアノード端子とを互いに接続し、第２ダイオードのアノード端子と第３ダイオードのカソード端子とコンデンサの一端とを互いに接続し、コンデンサの他端を前記基準電位端子に接続し、
前記コンデンサの両端電圧を外部へ出力することを特徴とする三角波電圧発生回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、半導体電力変換回路を構成するそれぞれの半導体素子へのパルス幅変調（ＰＷＭ）されたオン・オフ信号を生成するための搬送波回路としての三角波電圧発生回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、この種の三角波電圧発生回路の従来例を示す回路構成図であり、Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄは抵抗、Ｃはコンデンサ、Ｃｐは反転入力端子（図示の「−」端子），非反転入力端子（図示の「＋」端子），オープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ素子（以下、単に素子Ｃｐとも称する）を示し、また、この素子Ｃｐの電源端子は中間電位（０Ｖ）点を基準電位端子（アース記号）とした図示しない制御電源の両端（Ｖ＋，Ｖ−）に接続される。ここで、オープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ素子Ｃｐは反転入力端子の電位が非反転入力端子の電位より低いときには前記出力端子がオフ状態となり、このときには該出力端子から見た内部インピーダンスが非常に大きな値になり、また、反転入力端子の電位が非反転入力端子の電位より高いときには前記出力端子がオン状態になり、このときの出力端子の電位は前記Ｖ−の電位とほぼ等しくなる。
【０００３】
図２の三角波電圧発生回路の動作を以下に説明する。
【０００４】
先ず、素子Ｃｐの出力端子がオフ状態のとき、コンデンサＣには前記Ｖ＋から抵抗Ｒａと抵抗Ｒｃとを介した充電電流が流れ、この充電電流によりコンデンサＣの素子Ｃｐの反転入力端子側の電圧が滑らかに上昇する。このコンデンサＣの電圧が素子Ｃｐの非反転入力端子の電圧、すなわち、Ｒｄの両端電圧より上昇すると、素子Ｃｐの出力端子はオフ状態からオン状態に変わる。
【０００５】
素子Ｃｐの出力端子がオン状態に変わると、コンデンサＣに蓄えられた電荷は抵抗Ｒｃと素子Ｃｐの出力端子とを介して緩やかに前記Ｖ−側に流出する。このとき、前記基準電位端子から抵抗Ｒｄと抵抗Ｒｂとを介した電流も前記Ｖ−に向かって流れるため、素子Ｃｐの非反転入力端子の電位がマイナスの値になる。従って、緩やかに低下するコンデンサＣの電圧が素子Ｃｐの非反転入力端子の電圧より低くなると、素子Ｃｐの出力端子はオン状態からオフ状態に変わる。
【０００６】
上述の動作を繰り返すことにより、コンデンサＣの両端電圧が三角波状に変化するが、このときの両端電圧の最小値は、図２に示すようにマイナスとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
半導体電力変換回路を構成するそれぞれの半導体素子へのパルス幅変調されたオン・オフ信号を生成するときには、三角波電圧と信号波電圧との比較演算を行うが、この比較演算を行うコンパレータ回路は、後段のロジック素子等とのインタフェースを簡単にするために、例えば、端子電圧が５ボルトの論理回路電源で動作させることが一般的である。
【０００８】
前記コンパレータ回路を利用する際には、三角波電圧自身の最小電圧が０ボルト、すなわち基準電位であることが望ましいが、図２に示した従来の三角波電圧発生回路が出力する三角波電圧の最小電圧は、上述の如くマイナス電位となっている。従って、バイアス電圧を発生するバイアス電源回路と、このバイアス電圧と、従来の三角波電圧発生回路が出力する三角波電圧とを加算演算して等価的に三角波電圧の最小電圧を０ボルトにする加算回路とを追加する必要があり、その結果、パルス幅変調のための回路構成全体を複雑にするという難点があった。
【０００９】
この発明の目的は上記問題点を解決し、簡単な回路構成で三角波電圧自身の最小電圧が０ボルトの三角波電圧発生回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の三角波電圧発生回路では、中間電位点を基準電位端子とした制御電源と、オープンコレクタ方式またはオープンドレイン方式の出力端子を有するコンパレータ素子と、第１乃至第４抵抗と、第１乃至第３ダイオードと、コンデンサとを備え、前記制御電源の両端を前記コンパレータ素子の電源端子に接続し、第１抵抗の一端を前記制御電源の正側端子に接続し、第１抵抗の他端と第２抵抗の一端と第３抵抗の一端と前記コンパレータ素子の出力端子とを互いに接続し、第２抵抗の他端と前記コンパレータ素子の非反転入力端子と第４抵抗の一端と第１ダイオードのカソード端子とを互いに接続し、第４抵抗の他端と第１ダイオードのアノード端子とを前記基準電位端子に接続し、第３抵抗の他端と前記コンパレータ素子の反転入力端子と第２ダイオードのカソード端子と第３ダイオードのアノード端子とを互いに接続し、第２ダイオードのアノード端子と第３ダイオードのカソード端子とコンデンサの一端とを互いに接続し、コンデンサの他端を前記基準電位端子に接続し、前記コンデンサの両端電圧を外部へ出力することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、従来の回路構成にダイオード３個を付加することにより、出力する三角波電圧の最小電圧をほぼ０ボルトにすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施例を示す三角波電圧発生回路の回路構成図であり、図２に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００１３】
図１に示した回路構成ではコンパレータ素子Ｃｐと、コンデンサＣと、第１抵抗としての抵抗Ｒ１と、第２抵抗としての抵抗Ｒ２と、第３抵抗としての抵抗Ｒ３と、第４抵抗としての抵抗Ｒ４と、第１ダイオードとしてのダイオードＤ１と、第２ダイオードとしてのダイオードＤ２と、第３ダイオードとしてのダイオードＤ３と、従来例回路と同様の制御電源（図示せず）とを備えている。
【００１４】
すなわち、図１に示した三角波電圧発生回路が図２に示した従来例回路構成と異なる点は、ダイオードＤ１〜Ｄ３が追加されていることである。
【００１５】
図１の三角波電圧発生回路の動作を以下に説明する。
【００１６】
先ず、素子Ｃｐの出力端子がオフ状態のとき、コンデンサＣには前記Ｖ＋から抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３とダイオードＤ３とを介した充電電流が流れ、この充電電流によりコンデンサＣの素子Ｃｐの反転入力端子側の電圧が滑らかに上昇する。このコンデンサＣの電圧が素子Ｃｐの非反転入力端子の電圧、すなわち、Ｒ４の両端電圧より上昇すると、素子Ｃｐの出力端子はオフ状態からオン状態に変わる。このとき、コンデンサＣの両端電圧の最大電圧値を前記Ｖ＋の値より十分に小さく設定することにより、該両端電圧はほぼ直線的に上昇する。
【００１７】
次に、素子Ｃｐの出力端子がオン状態に変わると、コンデンサＣに蓄えられた電荷はダイオードＤ２と抵抗Ｒ３と素子Ｃｐの出力端子とを介して緩やかに前記Ｖ−側に流出する。このとき、前記基準電位端子からダイオードＤ１と抵抗Ｒ２とを介した電流も前記Ｖ−に向かって流れるため、素子Ｃｐの非反転入力端子の電位がダイオードＤ１のえん層電圧分だけマイナスの値になる。従って、緩やかに低下するコンデンサＣの電圧が素子Ｃｐの非反転入力端子の前記電圧より低くなると、素子Ｃｐの出力端子はオン状態からオフ状態に変わる。このとき、コンデンサＣの両端電圧の最小電圧値を前記Ｖ−の電圧値より十分に小さく設定することにより、該両端電圧はほぼ直線的に下降し、この下降した電圧が素子Ｃｐの非反転入力端子の電圧より低くなると、素子Ｃｐの出力端子はオン状態からオフ状態に変わる。ここで、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の抵抗値を等しく設定し、ダイオードＤ１とダイオードＤ２を同仕様のものを選定すると、これらのダイオードに流れる電流はほぼ等しくなることから、これらのダイオードのえん層電圧はほぼ等しくなり、その結果、コンデンサＣの最小電圧もほぼ０ボルトとなる。
【００１８】
上述の動作を繰り返すことにより、この発明の三角波電圧発生回路の出力であるコンデンサＣの両端電圧が三角波状に変化し、このときの両端電圧の最小値は図１に示すように０ボルトとなる。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、従来の三角波電圧発生回路に対して、小形，安価な３個の信号用ダイオードを追加することで、例えば、半導体電力変換回路のＰＷＭ制御に好適な三角波電圧発生回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す三角波電圧発生回路の回路構成図
【図２】従来例を示す三角波電圧発生回路の回路構成図
【符号の簡単な説明】
Ｃｐ      ：コンパレータ素子
Ｒ１〜Ｒ４：抵抗
Ｄ１〜Ｄ３：ダイオード
Ｃ        ：コンデンサ
【図１】
0003906982.tif 000002
【図２】
0003906982.tif 000003