(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化可能な簡略化された回路構成を有しつつも十分な電流容量を確保でき、サーボドライバの広い電圧範囲に対応可能な、サーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路、内部電源安定化方法およびサーボドライバを提供すること。【解決手段】突入電流防止回路１０は、サーボドライバ駆動回路のローサイド側に配置され、突入電流防止抵抗２と抵抗短絡用ＦＥＴ（ＦＥＴ）３を備えてなり、ＦＥＴ３はＮチャンネルＦＥＴである構成とする。なお、ＦＥＴ動作回路４はＦＥＴ３を動作させるための回路である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボドライバ駆動回路のローサイド側に配置され、突入電流防止抵抗と抵抗短絡用ＦＥＴ（以下、単に「ＦＥＴ」という。）を備えてなる突入電流防止回路であって、該ＦＥＴはＮチャンネルＦＥＴであることを特徴とする、サーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
【請求項２】
前記ＦＥＴの動作回路にフィルタ回路が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
【請求項３】
前記フィルタ回路はローパスフィルタであることを特徴とする、請求項２に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
【請求項４】
前記ローパスフィルタは抵抗とコンデンサから構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路を備えた、サーボドライバ。
【請求項６】
サーボドライバ駆動回路において、請求項１ないし４のいずれかに記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路により、前記突入電流防止抵抗の電位差が高い場合でも前記ＦＥＴの誤動作を防ぎ、それにより突入電流を低減し、それにより内部回路電源を安定化する、サーボドライバ駆動回路内部電源安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路、内部電源安定化方法およびサーボドライバに係り、特に、サーボドライバの広い電圧範囲に対応可能な、サーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーボドライバの駆動回路上には回生保護用コンデンサ、スナバ回路用コンデンサなどがあり、駆動電源投入時には瞬間的に高い電流すなわち突入電流が流れ、電源回路に悪影響を与えるため、突入電流防止回路が用いられる。突入防止回路は通常、回路のハイサイド側に配置し、電流を制限する抵抗、抵抗を短絡するＦＥＴやリレー、それに、ＦＥＴやリレーを動作させる回路によって構成される。ハイサイド側でＦＥＴを動作させる回路は、ＦＥＴの種類により決定される。すなわち、ＮチャンネルＦＥＴの場合はより複雑な回路構成、一方、ＰチャンネルＦＥＴの場合はより簡単な回路構成となる。
【０００３】
なお、突入電流防止回路については従来、技術的提案が複数なされている。たとえば後掲特許文献１には、抵抗器の端子間電圧が所定値以下にならなければ、パワーＭＯＳＦＥＴが駆動できないため、入力コンデンサ充電時間の間パワーＭＯＳＦＥＴを駆動できないという従来の突入電流防止回路の問題を解決するために、入力コンデンサを有するスイッチング電源部と、並列接続された抵抗器とパワーＭＯＳＦＥＴを有し入力コンデンサと直列に入力端子間に接続され入力コンデンサの充電電流を制限する電流制限手段と、入力端子間に設ける入力電圧検出手段と、そこからの直流出力を受けレベルが漸次増加する信号に変換してパワーＭＯＳＦＥＴのゲートに入力して所定時間の不飽和領域動作を行わせた後に飽和領域動作を行なわせる電流制限制御手段を設けた構成のスイッチング電源回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−４９８４７号公報「スイッチング電源回路」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて上述のように、従来のハイサイド側でＦＥＴを動作させる突入電流防止回路の回路構成はＦＥＴの種類により決定されるが、ＮチャンネルＦＥＴの場合は、ゲートドライバＩＣを必要とするため複雑な回路構成となり、部品点数が増加してしまい、小型化することが難しい。
【０００６】
一方、ＰチャンネルＦＥＴの場合は、回路構成は簡略化することができるため小型化は可能だが、流通性が悪く、ＦＥＴ部品選択の幅が狭く、電流容量の高いＦＥＴを選定することができない。したがって、広い動作電圧範囲を持つサーボドライバに対応できない。
【０００７】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、小型化可能な簡略化された回路構成を有しつつも十分な電流容量を確保でき、サーボドライバの広い電圧範囲に対応可能な、サーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路、内部電源安定化方法およびサーボドライバを提供することである。なお上記文献開示技術は、用途・目的が異なるため、本発明とは無関係である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は上記課題について検討した結果、突入電流防止回路を従来のようなハイサイド側ではなくローサイド側に配置することによって、回路構成を簡略化することができるとともに十分な電流容量を確保でき、さらに、ＦＥＴの動作回路にフィルタ回路を設けることによって、サーボドライバの広い電圧範囲に対応できることを見出し、これらに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００９】
〔１〕  サーボドライバ駆動回路のローサイド側に配置され、突入電流防止抵抗と抵抗短絡用ＦＥＴ（以下、単に「ＦＥＴ」という。）を備えてなる突入電流防止回路であって、該ＦＥＴはＮチャンネルＦＥＴであることを特徴とする、サーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
〔２〕  前記ＦＥＴの動作回路にフィルタ回路が設けられていることを特徴とする、〔１〕に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
〔３〕  前記フィルタ回路はローパスフィルタであることを特徴とする、〔２〕に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
【００１０】
〔４〕  前記ローパスフィルタは抵抗とコンデンサから構成されていることを特徴とする、〔３〕に記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路。
〔５〕  〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路を備えた、サーボドライバ。
〔６〕  サーボドライバ駆動回路において、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路により、前記突入電流防止抵抗の電位差が高い場合でも前記ＦＥＴの誤動作を防ぎ、それにより突入電流を低減し、それにより内部回路電源を安定化する、サーボドライバ駆動回路内部電源安定化方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路、内部電源安定化方法およびサーボドライバは上述のように構成されるため、これによれば、突入電流防止回路をローサイド側に配置することで、回路構成を簡略化できて小型化対応が容易であるとともに、十分な電流容量を確保できる。特に、ＦＥＴの動作回路にフィルタ回路を設けた本発明によれば、サーボドライバの広い動作電圧範囲に対応可能である。また本発明によれば、部品選択の幅が広がり、電流容量の高いＦＥＴを選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路の基本構成例を示す回路図である。
【図２】図１の例の突入電流防止回路に残存する課題について示すグラフである。
【図３】本発明に係るサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路の改良構成例を示す回路図である。
【図４】図３の例の突入電流防止回路の機能を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係るサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路の基本構成例を示す回路図である。図示するように本突入電流防止回路１０は、サーボドライバ駆動回路のローサイド側に配置され、突入電流防止抵抗２と抵抗短絡用ＦＥＴ（ＦＥＴ）３を備えてなり、ＦＥＴ３はＮチャンネルＦＥＴであることを、主たる構成とする。
【００１４】
図中、ＦＥＴ動作回路４はＦＥＴ３を動作させるための回路である。なお図示する構成例は、動作電圧ＤＣ２０〜８０Ｖであるが、もちろん一例であり、図中の抵抗値等の詳細仕様例を含め、本発明がこれらに限定されないことはいうまでもない。また、図中のＡ点、Ｂ点の表示は、その間に設けられた突入電流防止抵抗２によって電位差が発生することを示すものである。これについては後述する。
【００１５】
図示するように、突入電流防止回路１０をサーボドライバ駆動回路のローサイド側に配置したことによって、ゲートドライバＩＣを要することなく抵抗短絡用ＦＥＴ３としてＮチャンネルＦＥＴを使用することができ、回路構成を複雑化することなく簡略化することができる。また部品点数も増加しないため、小型化を図る上で問題がない。なお、図示するようにＦＥＴ３は、電源投入後、  ＯＮで短絡し、ＯＦＦで電源投入時の突入電流を制限する設定とすることができる。
【００１６】
図２は、図１の例の突入電流防止回路に残存する課題について示すグラフであり、動作電圧範囲が広いサーボドライバにおける駆動電源投入時の突入電流量および内部電源電圧値を試験したものである。駆動電圧４８Ｖ、制御用内部電源電圧３．３Ｖにて試験を行った。図中、上方のグラフが電圧値（縦軸目盛  １ＤＩＶ  ２Ｖ）、下方のグラフが電流量（縦軸目盛  １ＤＩＶ  １０Ａ）である。
【００１７】
図に大きな突入電流ピークとして示されるように、駆動電源投入時における突入電流の最大値は４２．９Ａに達した。また３．３Ｖ設定の制御用電圧も最大３．６４Ｖまで変動した。このように、図１に例示する構成の本発明突入電流防止回路１０では、４０Ｖ程度の駆動電圧の場合には十分に突入電流を防止することができなかった。
【００１８】
これは、約４０Ｖ以上もの高電圧になると、突入電流防止抵抗２の電位差が発生し（Ａ点―Ｂ点間の電位差）、通常のプルダウン（ＦＥＴ３を短絡させる信号線をＧＮＤレベルにすること）だけではＦＥＴ３を安定的にＯＦＦすることができなくなり、突入電流防止回路が正常に機能しなくなるものと考えられる。また同時に、内部電源電圧も不安定になる。
【００１９】
そこで、たとえば２０〜８０Ｖのように動作電圧範囲が広くて４０Ｖ以上の高電圧による駆動がなされ得るサーボドライバにおいても正常に機能するよう、本発明突入電流防止回路の改良を行った。つまり、サーボドライバの動作電圧範囲に対応するための改良である。
【００２０】
図３は、本発明に係るサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路の改良構成例を示す回路図である。図示するように改良された本突入電流防止回路３１０は、ＦＥＴ動作回路３４にフィルタ回路３５が設けられた回路とする。フィルタ回路３５としては、ローパスフィルタを好適に用いることができる。もちろんローパスフィルタ以外のフィルタ回路でも本発明から除外されないが、簡便性、コスト上、ローパスフィルタで十分である。
【００２１】
なお、フィルタ回路３５（ローパスフィルタ）は図示するように、抵抗３７とコンデンサ３８から構成するものとすることができる。それ以外の構成でもよいが、図示する構成で、後述するように十分な効果が得られる。
【００２２】
図４は、図３の例の本発明突入電流防止回路の機能を示すグラフであり、サーボドライバにおける駆動電源投入時の突入電流量および内部電源電圧値を試験したものである。図２の例と同じサーボドライバで、同条件、すなわち駆動電圧４８Ｖ、制御用内部電源電圧３．３Ｖにて試験を行った図中、上方のグラフが電圧値（縦軸目盛  １ＤＩＶ  ２Ｖ）、下方のグラフが電流量（縦軸目盛  １ＤＩＶ  ２Ａ）である。
【００２３】
図示されるように、駆動電源投入時における突入電流の最大値は３．５８Ａであり、図２の例の１０分の１以下にまで突入電流を抑制することができた。また３．３Ｖ設定の制御用電圧も最大３．５８Ｖの変動に留まり、改善された。このように、図３に例示する構成の改良版本発明突入電流防止回路３１０では、４０Ｖ超の駆動電圧の場合であっても十分に突入電流を防止することができた。
【００２４】
つまり、かかる高電圧であっても本突入電流防止回路３１０であれば、ＦＥＴ３３を安定的にＯＦＦすることができ、突入電流防止回路が正常に機能した。また同時に、内部電源電圧も安定化することができた。
【００２５】
なお、以上説明した突入電流防止回路を備えたサーボドライバ自体もまた、本発明の範囲内である。また、かかる突入電流防止回路により、サーボドライバ駆動回路における突入電流防止抵抗の電位差が高い場合であってもＦＥＴの誤動作を防ぎ、それにより突入電流を低減し、それにより内部回路電源を安定化する方法も、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のサーボドライバ駆動回路の突入電流防止回路等によれば、回路構成を簡略化できて小型化対応が容易で、十分な電流容量を確保できる。特にフィルタ回路を設けた本発明によれば、サーボドライバの広い動作電圧範囲に対応可能である。したがって、当該分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００２７】
２、３２…突入電流防止抵抗
３、３３…抵抗短絡用ＦＥＴ（ＦＥＴ）
３５…フィルタ回路
３７…抵抗
３８…コンデンサ
４、３４…ＦＥＴ動作回路
６、３６…回生保護コンデンサ
１０、３１０…突入電流防止回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016082632.tif 000006