JP4665738B2 - Drive control circuit - Google Patents
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Description
この発明は、駆動制御回路に係り、特に外部電源にパワー素子が接続された主回路に対してパワー素子をオン/オフ制御することにより主回路を駆動する駆動制御回路に関するものである。 The present invention relates to a drive control circuit, and more particularly to a drive control circuit that drives a main circuit by performing on / off control of the power element with respect to a main circuit connected to an external power supply.
パワー素子をオン/オフ制御してモータ等の誘導性負荷を駆動する従来の駆動制御回路を図2に示す。バッテリ等からなる外部電源装置1に誘導性負荷2とパワー素子3が直列に接続されると共に誘導性負荷2に並列にダイオード4が接続され、これらにより主回路Cが構成されている。この主回路Cのパワー素子3のゲート端子PGに駆動制御回路5が接続されている。駆動制御回路5の電源回路6は外部電源装置1からの電源供給により内部電源Viとドライブ回路用電源Vdとを発生し、内部電源Viを受けた信号回路7がパワー素子3のオン/オフ動作を指令するための指令信号Scをドライブ回路8に出力する。ドライブ回路8は、ドライブ回路用電源Vdを受けて作動し、指令信号Scに基づいてパワー素子3のゲート端子PGに駆動信号Sdを出力する。ドライブ回路8からの駆動信号Sdによりパワー素子3がオンすると、外部電源装置1から主回路Cの誘導性負荷2に電力が供給されて誘導性負荷2が駆動される。
FIG. 2 shows a conventional drive control circuit for driving an inductive load such as a motor by controlling on / off of the power element. An
このような外部電源装置1、誘導性負荷2、パワー素子3及び駆動制御回路5を車両等に搭載したり、所定の設置場所に設置する際には、図3に示されるように、配線ケーブルHを引き回してこれらの部品を互いに接続する必要があり、配線インダクタンスの存在を余儀なくされている。特に、主回路Cには外部電源装置1から大電流が流れるため、配線インダクタンスの影響を無視することはできない。すなわち、主回路Cに配線インダクタンスLcが寄生しているため、パワー素子3のスイッチング動作に伴って主回路Cを流れる電流Iの時間変化率dI/dtにより各配線部に電位差が発生することとなる。ここで、図2に示した従来の駆動制御回路では、電源回路6と信号回路7とドライブ回路8のグランドラインが互いに接続されて駆動制御回路5のグランドラインGND1として引き出され、配線を介して主回路CのグランドラインGND2と接続している。従って、配線インダクタンスLcに起因した電位差が発生すると、パワー素子3のグランド端子PEと駆動制御回路5のグランドラインGND1との間、すなわちパワー素子3のグランド端子PEとドライブ回路8のグランドラインDEとの間に電位差が生じ、ドライブ回路8からパワー素子3のゲート端子PGに出力された駆動信号Sdに対してパワー素子3が誤動作を生じるおそれがある。
When such an external
このような主回路Cの配線インダクタンスLcに起因した誤動作を防止するため、例えば特許文献1には、パワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路のグランドラインをドライブ回路に指令信号を出力する入力信号処理回路のグランドラインから電気的に絶縁させた駆動制御回路が記載されている。
In order to prevent such a malfunction due to the wiring inductance Lc of the main circuit C, for example,
しかしながら、ドライブ回路のグランドラインと入力信号処理回路のグランドラインとを電気的に絶縁させるためにフォトカプラやレベルシフト回路を使用する必要があると共に、ドライブ回路と入力信号処理回路とにそれぞれ専用の電源を設けなくてはならず、部品点数が増加して製造コストが高価になるという問題点を生じてしまう。 However, in order to electrically insulate the ground line of the drive circuit and the ground line of the input signal processing circuit, it is necessary to use a photocoupler and a level shift circuit, and the drive circuit and the input signal processing circuit are respectively dedicated to the drive circuit and the input signal processing circuit. A power source must be provided, resulting in an increase in the number of parts and an increase in manufacturing cost.
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、部品点数を増加することなく簡単な構成で配線インダクタンスに起因した誤動作を防止することができる駆動制御回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a drive control circuit capable of preventing malfunction due to wiring inductance with a simple configuration without increasing the number of components. For the purpose.
この発明に係る駆動制御回路は、内部電源を発生する内部電源発生部と内部電源発生部で発生された内部電源を電圧変換してドライブ回路用電源を発生する電圧変換部とを有する電源回路と、内部電源により作動し且つパワー素子のオン/オフ動作を指令する指令信号を形成する信号回路と、ドライブ回路用電源により作動し且つ信号回路から出力された指令信号に基づいてパワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路とを備え、電圧変換部のグランドラインを内部電源発生部のグランドラインから切り離してドライブ回路のグランドラインに接続すると共にドライブ回路のグランドラインをパワー素子のグランド端子に接続し、内部電源発生部のグランドラインを主回路のグランドラインに接続するものである。
A drive control circuit according to the present invention includes an internal power generation unit that generates an internal power supply, and a voltage conversion unit that generates a drive circuit power by converting the voltage of the internal power generated by the internal power generation unit ; A signal circuit that operates with an internal power supply and forms a command signal that commands on / off operation of the power element, and a drive signal to the power element based on the command signal that operates with the power supply for the drive circuit and is output from the signal circuit And a drive circuit that outputs a voltage, disconnect the ground line of the voltage conversion unit from the ground line of the internal power generation unit and connect it to the ground line of the drive circuit, and connect the ground line of the drive circuit to the ground terminal of the power element, The ground line of the internal power generation unit is connected to the ground line of the main circuit.
なお、電圧変換部とドライブ回路との間にドライブ回路への電源供給を行うコンデンサを接続することが好ましい。 Note that a capacitor for supplying power to the drive circuit is preferably connected between the voltage converter and the drive circuit.
この発明によれば、部品点数を増加することなく簡単な構成で配線インダクタンスに起因した誤動作を防止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent malfunction due to wiring inductance with a simple configuration without increasing the number of parts.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に実施の形態に係る駆動制御回路の構成を示す。外部電源装置1に誘導性負荷2とパワー素子3が直列に接続されると共に誘導性負荷2に並列にダイオード4が接続され、これらにより主回路Cが構成されている。この主回路Cのパワー素子3のゲート端子PGに駆動制御回路11が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a drive control circuit according to the embodiment. An
駆動制御回路11は、外部電源装置1に接続された電源回路12と、電源回路12に接続された信号回路13及びドライブ回路14を備えている。電源回路12は、外部電源装置1の正極端子と負極端子との間に接続されて内部電源Viを発生する内部電源発生部15と、内部電源発生部15で発生された内部電源Viを電圧変換してドライブ回路用電源Vdを発生する電圧変換部16とを有している。信号回路13は、内部電源Viを受けて作動し、パワー素子3のオン/オフ動作を指令するための指令信号Scを出力するものである。ドライブ回路14は、ドライブ回路用電源Vdを受けて作動し、信号回路13から出力された指令信号Scに基づいてパワー素子3のゲート端子PGに駆動信号Sdを出力することによりパワー素子3をオン/オフ制御する。
The
ここで、電源回路12の電圧変換部16のグランドラインREがドライブ回路14のグランドラインDEに接続されると共にドライブ回路14のグランドラインDEがパワー素子3のグランド端子PEに接続されている。さらに、電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1が主回路CのグランドラインGND2に接続されている。このように、この実施の形態に係る駆動制御回路11においては、電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1と電圧変換部16のグランドラインREとが互いに電気的に切り離され、電圧変換部16のグランドラインREがドライブ回路14のグランドラインDEを介してパワー素子3のグランド端子PEに接続されている。
Here, the ground line RE of the
次に、この実施の形態に係る駆動制御回路の動作について説明する。まず、外部電源装置1からの電源供給を受けた電源回路12の内部電源発生部15により内部電源Viが形成されて信号回路13に供給されると共に、電圧変換部16により内部電源Viからドライブ回路用電源Vdが形成されてドライブ回路14に供給される。信号回路13がパワー素子3のオン/オフ動作を指令するための指令信号Scをドライブ回路14に出力すると、ドライブ回路14は、信号回路13からの指令信号Scに基づいてパワー素子3のゲート端子PGに駆動信号Sdを出力する。この駆動信号Sdによりパワー素子3がオンすると、外部電源装置1から主回路Cに電流Iが流れ、誘導性負荷2が駆動される。
Next, the operation of the drive control circuit according to this embodiment will be described. First, an internal power supply Vi is formed by the internal
このとき、主回路Cに配線インダクタンスLcが寄生しているため、パワー素子3のスイッチング動作に伴って主回路Cを流れる電流Iの時間変化率dI/dtによりパワー素子3のグランド端子PEと電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1との間に電位差ΔVが発生する。ところが、電圧変換部16のグランドラインREとドライブ回路14のグランドラインDEは、内部電源発生部15のグランドラインGND1から電気的に切り離されているので、パワー素子3のグランド端子PEと電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1との間に発生した電位差ΔVの影響を直接受けることはなく、ドライブ回路14のグランドラインDEとパワー素子3のグランド端子PEとの間に電位差が発生することが抑制される。このため、ドライブ回路14から出力された駆動信号Sdに対し、パワー素子3は誤動作を生じることなく、正常に駆動制御される。
At this time, since the wiring inductance Lc is parasitic in the main circuit C, the ground terminal PE and the power source of the
このように、この実施の形態では、部品点数を増加することなく簡単な構成でありながら配線インダクタンスLcに起因したパワー素子3の誤動作を防止することが可能となる。
Thus, in this embodiment, it is possible to prevent malfunction of the
ここで、上述したように、パワー素子3のグランド端子PEと電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1との間に電位差ΔVが発生しているため、この電位差ΔVを電源回路12の内部電源発生部15と電圧変換部16との間で負担することとなる。すなわち、内部電源発生部15から電圧変換部16へ入力される電圧は、内部電源発生部15内で形成された電圧(内部電源Vi)に上記の電位差ΔVを加えたものとなる。従って、この電位差ΔVの加算分を考慮した上で電圧変換部16の耐圧設計を行う必要がある。
Here, as described above, since the potential difference ΔV is generated between the ground terminal PE of the
なお、図1に示されるように、電源回路12の電圧変換部16とドライブ回路14との間にコンデンサ17を接続すれば、パワー素子3のグランド端子PEと電源回路12の内部電源発生部15のグランドラインGND1との間に電位差ΔVが発生して内部電源発生部15と電圧変換部16との間で負担するときに、コンデンサ17からドライブ回路14へ電源供給を行うことができる。従って、ドライブ回路14への電源供給が安定し、さらに信頼性に優れたパワー素子3の駆動制御が可能となる。ただし、電位差ΔVが発生する間のドライブ回路14への電源供給を行うために、コンデンサ17の容量を十分に確保する必要がある。
As shown in FIG. 1, if a
なお、パワー素子3としては、MOSFETやIGBT等を用いることができる。特に、電圧駆動型のパワー素子は、グランド電位の変動によって誤動作を引き起こしやすいため、この発明の適用が有効となる。
電源回路12の電圧変換部16としては、レギュレータ、ステップダウン回路等を使用することができる。
この発明は、DC制御、AC制御に関わらずに適用することができる。また、誘導性負荷2が単相であっても、三相であってもこの発明を適用することができ、誘導性の負荷でなくても駆動制御回路と主回路のグランドライン間に電位差が発生するような場合に広く適用することが可能である。
As the
As the
The present invention can be applied regardless of DC control or AC control. Further, the present invention can be applied regardless of whether the
1 外部電源装置、2 誘導性負荷、3 パワー素子、4 ダイオード、11 駆動制御回路、12 電源回路、13 信号回路、14 ドライブ回路、15 内部電源発生部、16 電圧変換部、17 コンデンサ、C 主回路、Vi 内部電源、Vd ドライブ回路用電源、PE パワー素子のグランド端子、DE ドライブ回路のグランドライン、RE 電圧変換部のグランドライン、GND1 内部電源発生部のグランドライン、GND2 主回路のグランドライン。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
内部電源を発生する内部電源発生部と前記内部電源発生部で発生された内部電源を電圧変換してドライブ回路用電源を発生する電圧変換部とを有する電源回路と、
内部電源により作動し且つパワー素子のオン/オフ動作を指令する指令信号を形成する信号回路と、
ドライブ回路用電源により作動し且つ前記信号回路から出力された指令信号に基づいてパワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路と
を備え、前記電圧変換部のグランドラインを前記内部電源発生部のグランドラインから切り離して前記ドライブ回路のグランドラインに接続すると共に前記ドライブ回路のグランドラインをパワー素子のグランド端子に接続し、
前記内部電源発生部のグランドラインを主回路のグランドラインに接続することを特徴とする駆動制御回路。 In the drive control circuit that drives the main circuit by controlling the power element on / off with respect to the main circuit in which the power element is connected to the external power supply,
A power supply circuit having an internal power generation unit that generates an internal power supply and a voltage conversion unit that converts the internal power generated by the internal power generation unit to generate a power for a drive circuit;
A signal circuit that is operated by an internal power source and that forms a command signal that commands on / off operation of the power element;
A drive circuit that operates with a power supply for a drive circuit and outputs a drive signal to a power element based on a command signal output from the signal circuit, and a ground line of the voltage converter is connected to a ground line of the internal power generator And connected to the ground line of the drive circuit and connected to the ground terminal of the power element, and connected to the ground line of the drive circuit,
A drive control circuit, wherein the ground line of the internal power generation unit is connected to the ground line of the main circuit.
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