(57)【要約】【課題】発振回路を用いなくても負荷に供給する電流を調整して供給することができる電流調整装置を提供する。【解決手段】ドライバ装置１は、入力した制御信号Ｓ２に基づいて開閉を切り替える第１のスイッチ、及び第１のスイッチが閉状態にある場合に電源８から供給された電流Ｉの大きさを調整して調整電流（電流Ｉｎ）として出力する電流調整部を有する複数の出力回路部と、複数の出力回路部が並列に接続されて構成され、複数の出力回路部から出力された調整電流を負荷６に供給するドライバ回路２と、負荷６に供給する電流ＩＴを調整電流の和として生成するため、複数の出力回路部の第１のスイッチの開閉の組み合わせを実行する制御信号Ｓ２を生成して複数の出力回路部に出力を行うと共に出力を保持する制御部４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2016054625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した制御信号に基づいて開閉を切り替える第１のスイッチ、及び前記第１のスイッチが閉状態にある場合に電源から供給された電流の大きさを調整して調整電流として出力する電流調整部を有する複数の出力回路部と、
前記複数の出力回路部が並列に接続されて構成され、前記複数の出力回路部から出力された前記調整電流を負荷に供給する供給回路部と、
前記負荷に供給する電流を前記調整電流の和として生成するため、前記複数の出力回路部の前記第１のスイッチの開閉の組み合わせを実行する前記制御信号を生成して前記複数の出力回路部に出力を行うと共に前記出力を保持する制御部と、
を備えた電流調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷に供給する電流と、前記第１のスイッチの開閉の組み合わせと、を関連付けたテーブルを有する、
請求項１に記載の電流調整装置。
【請求項３】
前記電流調整部は、トランジスタであり、
前記調整電流は、前記トランジスタのドレイン電流である、
請求項１又は２に記載の電流調整装置。
【請求項４】
前記出力回路部は、さらに、前記第１のスイッチと前記電流調整部の出力側とに電気的に接続され、前記制御信号の入力により、前記第１のスイッチが開状態になると閉状態となり、前記第１のスイッチが閉状態になると開状態となる第２のスイッチを有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電流調整装置。
【請求項５】
前記出力回路部は、前記第１のスイッチと、前記電流調整部の出力側と、に電気的に接続された抵抗を有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電流調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、方形波を発振する発振回路と、発振回路から出力される方形波を積分して三角波を生成する積分回路と、積分回路から出力される三角波と、入力される制御信号とを比較して、制御信号に応じたＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する比較回路と、比較回路から出力されるＰＷＭ信号を電力増幅して、駆動対象であるモータへ供給するドライバ回路と、を備えたモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このモータ駆動装置は、さらに、発振回路の方形波出力から比較回路の三角波入力までの信号経路上に、三角波の基本波周波数よりも低周波の変動成分を抑制する変動抑制手段としてのハイパスフィルタを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のモータ駆動装置は、発振回路がノイズ源になり易いため、後段にノイズを除去するローパスフィルタが必要となり、製造コストが増加すると共に回路の面積が大きくなる問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、発振回路を用いなくても負荷に供給する電流を調整して供給することができる電流調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、入力した制御信号に基づいて開閉を切り替える第１のスイッチ、及び第１のスイッチが閉状態にある場合に電源から供給された電流の大きさを調整して調整電流として出力する電流調整部を有する複数の出力回路部と、複数の出力回路部が並列に接続されて構成され、複数の出力回路部から出力された調整電流を負荷に供給する供給回路部と、負荷に供給する電流を調整電流の和として生成するため、複数の出力回路部の第１のスイッチの開閉の組み合わせを実行する制御信号を生成して複数の出力回路部に出力を行うと共に出力を保持する制御部と、を備えた電流調整装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発振回路を用いなくても負荷に供給する電流を調整して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係るドライバ装置のブロック図であり、図１（ｂ）は、ドライバ装置のドライバ回路の等価回路図であり、図１（ｃ）は、出力回路部の第１のスイッチ及び第２のスイッチの一例を示す等価回路図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係るドライバ装置のトランジスタのＶＧＳ−ＩＤグラフであり、図２（ｂ）は、制御部が記憶するテーブルの概略図であり、図２（ｃ）は、実施の形態に係るドライバ装置のドライバ回路の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る電流調整装置は、入力した制御信号に基づいて開閉を切り替える第１のスイッチ、及び第１のスイッチが閉状態にある場合に電源から供給された電流の大きさを調整して調整電流として出力する電流調整部を有する複数の出力回路部と、複数の出力回路部が並列に接続されて構成され、複数の出力回路部から出力された調整電流を負荷に供給する供給回路部と、負荷に供給する電流を調整電流の和として生成するため、複数の出力回路部の第１のスイッチの開閉の組み合わせを実行する制御信号を生成して複数の出力回路部に出力を行うと共に出力を保持する制御部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この電流調整装置は、出力回路部よりも高コストな発振回路を用いなくても負荷に供給する電流を調整することができるので、発振回路を用いると共に後段にフィルタを配置する回路と比べて、低コストで製造することができる。
【００１２】
[実施の形態]
（ドライバ装置１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係るドライバ装置のブロック図であり、図１（ｂ）は、ドライバ装置のドライバ回路の等価回路図であり、図１（ｃ）は、出力回路部の第１のスイッチ及び第２のスイッチの一例を示す等価回路図である。図１（ａ）は、第１の出力回路部２１、第２の出力回路部２２及び第４の出力回路部２４の第１のスイッチ（ＳＷ１１、ＳＷ１２及びＳＷ１４）が閉じている場合の図である。
【００１３】
この電流調整装置としてのドライバ装置１は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、電源８から供給された電流Ｉを調整し、負荷６に供給する電流ＩＴを生成するものである。この負荷６は、例えば、センサ、アクチュエータ等である。本実施の形態の負荷６は、一例として、車両のミラーを駆動するモータである。
【００１４】
ドライバ装置１は、入力した制御信号Ｓ２に基づいて開閉を切り替える第１のスイッチ、及び第１のスイッチが閉状態にある場合に電源８から供給された電流Ｉの大きさを調整して調整電流（電流Ｉｎ）として出力する電流調整部を有する複数の出力回路部と、複数の出力回路部が並列に接続されて構成され、複数の出力回路部から出力された調整電流を負荷６に供給する供給回路部としてのドライバ回路２と、負荷６に供給する電流ＩＴを調整電流の和として生成するため、複数の出力回路部の第１のスイッチの開閉の組み合わせを実行する制御信号Ｓ２を生成して複数の出力回路部に出力を行うと共に出力を保持する制御部４と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
本実施の形態のドライバ回路２は、一例として、図１（ｂ）に示すように、複数の出力回路部として第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘを有している。このＸは、２以上の整数である。以下では、必要に応じて、１≦ｎ≦Ｘを満たすｎを用いて、構成が同じＸ個の部品の一の部品について説明し、Ｘ個の部品の説明とする。
【００１６】
（第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘの構成）
第ｎの出力回路部２ｎは、第１のスイッチとしてのスイッチＳＷ１ｎと、電流調整部としてのトランジスタＭｎと、スイッチＳＷ１ｎとトランジスタＭｎの出力側とに電気的に接続され、制御信号Ｓ２の入力により、スイッチＳＷ１ｎが開状態になると閉状態となり、スイッチＳＷ１ｎが閉状態になると開状態となる第２のスイッチとしてのスイッチＳＷ２ｎと、を備えて概略構成されている。このトランジスタＭｎの出力側とは、ドレイン電流ＩＤ（電流Ｉｎ）が出力されるソース端子側である。
【００１７】
スイッチＳＷ１ｎは、図１（ｂ）に示すように、一方端が信号線３０に電気的に接続され、他方端がトランジスタＭｎのゲート端子に電気的に接続されている。信号線３０を伝播する後述するゲートオン信号Ｓ１は、スイッチＳＷ１ｎが閉状態となり、スイッチＳＷ２ｎが開状態となると、スイッチＳＷ１ｎを介してトランジスタＭｎのゲート端子に入力する。このゲートオン信号Ｓ１は、トランジスタＭｎのソース、ドレイン間のキャリアの移動を許容する信号であるので、トランジスタＭｎがＯＮして調整電流としての電流Ｉｎが出力される。
【００１８】
この電流Ｉｎは、後述するようにトランジスタＭｎの特性により大きさが決まる電流である。従って、ドライバ装置１は、特性が異なるトランジスタＭｎを備えることにより、共通のゲートオン信号Ｓ１を用いて様々な大きさの電流Ｉｎを生成することが可能となる。
【００１９】
またスイッチＳＷ２ｎは、一方端がトランジスタＭｎのゲート端子に電気的に接続され、他方端がトランジスタＭｎのソース端子と信号線３１に電気的に接続されている。つまり、スイッチＳＷ２ｎは、スイッチＳＷ１ｎが開状態にある場合、ゲート端子が電気的にどこにも接続されていないことを防止するために配置されている。
【００２０】
またスイッチＳＷ２ｎは、入力した制御信号Ｓ２に基づいて、スイッチＳＷ１ｎが開状態の場合に閉状態となり、スイッチＳＷ１ｎが閉状態の場合に開状態となるように構成されている。つまりスイッチＳＷ１ｎ及びスイッチＳＷ２ｎは、制御信号Ｓ２により制御され、連動して正反対の開閉の切り替えを行う。
【００２１】
ここでスイッチＳＷ１ｎ及びスイッチＳＷ２ｎは、例えば、リレー等の機械スイッチ、又はトランジスタやダイオード等の電子スイッチを用いて構成される。本実施の形態のスイッチＳＷ１ｎ及びスイッチＳＷ２ｎは、一例として、図１（ｃ）に示すように、電子スイッチとしてのトランジスタにより構成されている。
【００２２】
図２（ａ）は、実施の形態に係るドライバ装置のトランジスタのＶＧＳ−ＩＤグラフであり、図２（ｂ）は、制御部が記憶するテーブルの概略図である。図２（ａ）に示すＶＧＳは、トランジスタＭｎのゲート・ソース間のゲートソース電圧を示し、ＩＤは、トランジスタＭｎのドレイン・ソース間を流れるドレイン電流を示している。
【００２３】
トランジスタＭｎは、例えば、ｎ型又はｐ型のＤＭＯＳＦＥＴ（Double-Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。本実施の形態のトランジスタＭｎは、ｎ型ＤＭＯＳＦＥＴである。
【００２４】
トランジスタＭｎは、一方端（ドレイン端子）が信号線３２を介して電源８と電気的に接続されている。またトランジスタＭｎは、他方端（ソース端子）が信号線３１を介して負荷６と電気的に接続されている。
【００２５】
トランジスタＭｎは、ゲートオン信号Ｓ１がゲート端子に入力すると、電流Ｉｎを出力する。つまりトランジスタＭｎは、許容範囲内の定電流（電流Ｉｎ）を生成する定電流源として機能する。この電流Ｉｎは、図２（ａ）に示すように、ゲートソース電圧ＶＧＳに応じて出力されるドレイン電流である。ゲートソース電圧ＶＧＳと電流Ｉｎとの関係は、図２（ａ）に示す特性曲線に基づいている。
【００２６】
例えば、トランジスタＭ１〜トランジスタＭ３の特性曲線が、特性曲線２１０〜特性曲線２３０であり、ゲートソース電圧ＶＧＳが電圧ＶＯＮの場合、トランジスタＭ１〜トランジスタＭ３のドレイン電流ＩＤは、電流Ｉ（電流Ｉ１）、電流２Ｉ（電流Ｉ２）及び電流４Ｉ（電流Ｉ３）となる。
【００２７】
この電圧ＶＯＮは、スイッチＳＷ１ｎが閉状態となり、スイッチＳＷ２ｎが開状態となる制御信号Ｓ２が第ｎの出力回路部２ｎに入力した際のゲートソース電圧ＶＧＳである。トランジスタＭ１〜トランジスタＭＸは、電圧ＶＯＮにより、電流Ｉ１〜電流ＩＸを出力する特性を有している。
【００２８】
本実施の形態では、トランジスタＭ１〜トランジスタＭＸが出力する電流Ｉ１〜電流ＩＸは、一例として、異なった大きさを有する。トランジスタＭ１〜トランジスタＭＸは、一例として、電流Ｉｎが電流２（ｎ−１）×Ｉとなるような特性を有するように構成されている。なお、電流Ｉ１〜電流ＩＸは、任意の大きさの電流で良く、例えば、全て同じ大きさの電流であっても良い。
【００２９】
負荷６に供給される電流ＩＴは、ＯＮとなったトランジスタから出力されるドレイン電流の和である。従ってドライバ装置１は、２Ｘ通り（電流がゼロの場合を含む）の電流を生成して負荷６に供給することが可能となる。
【００３０】
（制御部４の構成）
制御部４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部４が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
【００３１】
制御部４は、例えば、信号線３０を介して、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘにゲートオン信号Ｓ１を供給するように構成されている。なおゲートオン信号Ｓ１は、制御部４から供給されても良いし、許容範囲内の定電圧を発生する回路から供給されても良い。また制御部４は、ゲートオン信号Ｓ１を出力した後、この出力を保持する、つまりゲートオン信号Ｓ１をラッチする。
【００３２】
また制御部４は、負荷６に供給する電流ＩＴと、スイッチＳＷ１ｎとスイッチＳＷ２ｎの開閉の組み合わせと、を関連付けたテーブル４０と、負荷６に供給する電流ＩＴの情報である電流情報４１と、を有する。このテーブル４０及び電流情報４１は、例えば、ＲＯＭに格納される。
【００３３】
このスイッチＳＷ１ｎとスイッチＳＷ２ｎの開閉の組み合せは、トランジスタＭ１〜トランジスタＭＸのＯＮ・ＯＦＦの組み合せと同等であるので、図２（ｂ）に示すテーブル４０は、負荷６に供給する電流ＩＴに応じたトランジスタＭ１〜トランジスタＭＸのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせの一例を示している。制御部４は、トランジスタＭｎのＯＮ・ＯＦＦの組み合せを実行する制御信号Ｓ２を生成するように構成されている。
【００３４】
また制御部４は、制御信号Ｓ２を出力した後、この出力をラッチする。従って制御部４は、ゲートオン信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２をラッチすることにより、ドライバ回路２が電流ＩＴを生成する状態を保持する。
【００３５】
なおトランジスタＭｎがＯＮの場合は、スイッチＳＷ１ｎが閉状態、スイッチＳＷ２ｎが開状態であり、ＯＦＦの場合は、スイッチＳＷ１ｎが開状態、スイッチＳＷ２ｎが閉状態である。
【００３６】
制御部４は、例えば、負荷６に供給する電流ＩＴが電流３Ｉである場合、テーブル４０に基づいて、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ２のみがＯＮとなる組み合せ、すなわち、第１のスイッチがスイッチＳＷ１１及びスイッチＳＷ１２のみが閉状態、第２のスイッチがスイッチＳＷ２１及びスイッチＳＷ２２のみが開状態となる組み合せの制御信号Ｓ２を生成して出力する。ドライバ回路２は、第１の出力回路部２１から電流Ｉ１（＝Ｉ）が出力されると共に、第２の出力回路部２２から電流Ｉ２（＝２Ｉ）が出力され、その和（Ｉ１＋Ｉ２）として電流３Ｉが負荷６に供給される。
【００３７】
また図１（ｂ）では、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２及びトランジスタＭ４がＯＮとなるので、第１の出力回路部２１から電流Ｉ１（＝Ｉ）、第２の出力回路部２２から電流Ｉ２（＝２Ｉ）、及び第３の出力回路部２４から電流Ｉ４（＝８Ｉ）が出力されるので、その和（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ４）として電流１１Ｉが負荷６に供給される。
【００３８】
負荷６に供給する電流ＩＴは、例えば、外部から制御部４に指示されても良いし、予めＲＯＭに記憶されていても良い。本実施の形態の制御部４は、指示された電流ＩＴに対応する電流情報４１を有する。従って制御部４は、電流情報４１に基づいて負荷６に供給する電流ＩＴを判定し、電流ＩＴを生成するためのトランジスタのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせをテーブル４０から読み出す。そして制御部４は、読み出した組み合わせに応じた制御信号Ｓ２を生成し、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘに出力すると共にこの制御信号Ｓ２をラッチする。
【００３９】
（変形例について）
図２（ｃ）は、実施の形態に係るドライバ装置のドライバ回路の変形例である。この変形例のドライバ回路２の出力回路部は、図２（ｃ）に示すように、第１のスイッチと、トランジスタの出力側と、に電気的に接続された抵抗を有する。具体的には、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘは、第２のスイッチの代わりに、抵抗Ｒ１〜抵抗ＲＸが電気的に接続されている。
【００４０】
この抵抗Ｒ１〜抵抗ＲＸは、第１のスイッチが閉状態の際、ゲート端子に入力したゲートオン信号Ｓ１が信号線３１に流れない程度の大きさの抵抗値を有している。つまり抵抗Ｒ１〜抵抗ＲＸは、トランジスタＭｎがＯＮとなる電圧ＶＯＮの変動幅が許容範囲に収まるような抵抗値を有している。
【００４１】
以下に、ドライバ装置１の動作の一例について説明する。負荷６に供給する電流ＩＴは、予め制御部４に電流情報４１として記憶されているものとする。
【００４２】
（動作）
ドライバ装置１の制御部４は、電源８から電流Ｉが供給されると、電流情報４１に基づいて負荷６に供給する電流ＩＴを判定すると共に、ゲートオン信号Ｓ１を生成して信号線３０に出力すると共にこのゲートオン信号Ｓ１をラッチする。
【００４３】
次に、制御部４は、判定した電流ＩＴに対応するトランジスタのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせをテーブル４０から読み出し、この組み合わせに基づいた制御信号Ｓ２を生成して出力すると共にこの制御信号Ｓ２をラッチする。なおゲートオン信号Ｓ１と制御信号Ｓ２の出力の順序は、逆でも良いし、実質的に同時であっても良い。
【００４４】
次に、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘは、入力した制御信号Ｓ２に基づいたトランジスタをＯＮとしてドレイン電流を出力する。従って、ドライバ回路２は、ドレイン電流の和として電流ＩＴを負荷６に供給する。これらの動作は、電源８からの電流Ｉの供給が停止するまで継続される。
【００４５】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るドライバ装置１は、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘよりも高コストな発振回路を用いなくても負荷６に供給する電流ＩＴを調整することができるので、発振回路を用いると共に後段にフィルタを配置する回路と比べて、低コストで製造することができる。また、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘは、発振回路やフィルタと比べて、回路が簡略化され専有面積が小さいので、ドライバ装置１を小型化することができる。さらにドライバ装置１は、電流が供給され起動した後に読み出したテーブル４０に基づいて生成したゲートオン信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を保持するのみで負荷６に供給する電流ＩＴを生成することができるので、ＰＷＭ信号を用いた制御と異なり、負荷のオン、オフの周期的な切り替えに起因するノイズがない。
【００４６】
ドライバ装置１は、負荷６に供給する電流ＩＴを生成する第１のスイッチ及び第２のスイッチの開閉の組み合わせ、つまりトランジスタのＯＮ・ＯＦＦの組み合わせに関するテーブル４０を有しているので、負荷６が要求する電流ＩＴが変っても対応することができる。従ってドライバ装置１は、負荷６が変っても要求される電流ＩＴを容易に生成することができるので、負荷６ごとにドライバ装置を構成する必要がなく低コストとなる。
【００４７】
ドライバ装置１は、２Ｘ通りの電流ＩＴを生成することができるので、多様な負荷６に対応することができる。
【００４８】
ドライバ装置１は、第１の出力回路部２１〜第Ｘの出力回路部２Ｘが、主に、電子スイッチであるトランジスタにより構成されるので、機械スイッチで構成される場合と比べて、半導体プロセスによる集積化が容易であり、小型である。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１…ドライバ装置
２…ドライバ回路
２１〜２Ｘ…第１の出力回路部〜第Ｘの出力回路部
４…制御部
６…負荷
８…電源
３０…信号線
３１…信号線
３２…信号線
４０…テーブル
４１…電流情報
２１０〜２３０…特性曲線
Ｍ１〜ＭＸ…トランジスタ
ＳＷ１１〜ＳＷ１Ｘ…スイッチ
ＳＷ２１〜ＳＷ２Ｘ…スイッチ
【図１】
2016054625.tif 000003
【図２】
2016054625.tif 000004