專利名稱：線圈負載驅(qū)動輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對電動機和傳動裝置等線圈負載進行驅(qū)動的線圈負載驅(qū)動輸出電路。
背景技術(shù)：
通常，為了驅(qū)動線圈負載，在采用脈寬調(diào)制(PWM)脈沖的裝置中，因為由其切換產(chǎn)生的輻射噪聲較多，所以存在對其它信號的串擾等影響等的問題。特別是，由于輸出線圈負載的驅(qū)動電壓的線圈負載驅(qū)動輸出電路的驅(qū)動晶體管的電流輸出能力大，所以由其切換產(chǎn)生的輻射噪聲較大。
另一方面，作為減小一般的輸出電路中的切換產(chǎn)生的噪聲的措施，采用例如專利文獻1、2中所示的方案。即，這些輸出電路通過使電源側(cè)驅(qū)動晶體管或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管緩慢地導通，獲得噪聲降低。另外，由此同時也能防止電源側(cè)驅(qū)動晶體管和接地側(cè)驅(qū)動晶體管的穿透電流。
但是，在此輸出電路驅(qū)動的負載是線圈負載的情況下、即在輸出電路是線圈負載驅(qū)動輸出電路的情況下，由于線圈負載的電感性質(zhì)就產(chǎn)生特別的現(xiàn)象。例如，如圖4所示，在從輸出端子OUT向線圈負載2提供電流I1的電源側(cè)驅(qū)動晶體管111通過切換變?yōu)榻刂沟那闆r下，由于根據(jù)線圈負載2的電感性質(zhì)而電流繼續(xù)流動，因此再生電流I2經(jīng)過與接地側(cè)驅(qū)動晶體管112并聯(lián)存在的寄生二極管113流向線圈負載2。因而，此時輸出端子OUT的電壓從電源電位VCC急劇地下降為接地電位以下，由此產(chǎn)生輻射噪聲。
通常通過將電容器等噪聲減小元件安裝在必要的位置可以解決此輻射噪聲，但減少輻射噪聲本身這點在性能和成本方面是重要的。
專利文獻1日本特開平6-152374號公報。
專利文獻2日本特開平11-317653號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于相關(guān)理由作成的發(fā)明，其目的在于提供一種能夠降低由切換產(chǎn)生的輻射噪聲的線圈負載驅(qū)動輸出電路。
為了達到上述目的，本發(fā)明的優(yōu)選實施方式涉及的線圈負載驅(qū)動輸出電路具備第1及第2控制晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接并從中間點輸出電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓；第1以及第2限流阻抗元件，分別限制在第1及第2控制晶體管中流動的電流；第3及第4控制晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接并從中間點輸出接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓；第3及第4限流阻抗元件，分別限制在第3及第4控制晶體管中流動的電流；電源側(cè)驅(qū)動晶體管以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接并分別由電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制且從中間點輸出用于驅(qū)動線圈負載的驅(qū)動電壓；電源側(cè)檢測晶體管，由電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制當導通時強制性地使接地側(cè)驅(qū)動晶體管截止；接地側(cè)檢測晶體管，由接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制當導通時強制性地使電源側(cè)驅(qū)動晶體管截止。
作為優(yōu)選，電源側(cè)驅(qū)動晶體管是P型MOS晶體管，接地側(cè)驅(qū)動晶體管是N型MOS晶體管，第2及第3限流阻抗元件比第1及第4限流阻抗元件的電阻值要大。
或者作為優(yōu)選，電源側(cè)驅(qū)動晶體管以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管皆是N型MOS晶體管，第1及第3限流阻抗元件比第2及第4限流阻抗元件的電阻值要大。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，線圈負載驅(qū)動輸出電路，由于設置有分別限制各個控制晶體管中流動的電流的限流阻抗元件，所以能使電源側(cè)驅(qū)動晶體管以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管緩慢截止以及導通，由此能夠降低由切換產(chǎn)生的輻射噪聲。


圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式涉及的線圈負載驅(qū)動輸出電路的電路圖。
圖2是表示同上的各個部分中產(chǎn)生的波形的波形圖。
圖3是本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式涉及的線圈負載驅(qū)動輸出電路的電路圖。
圖4是對切換時的現(xiàn)象進行說明的電路圖。
圖中1、51-線圈負載驅(qū)動輸出電路，2-線圈負載，15-接地側(cè)檢測晶體管，17-第1控制晶體管，18-第2控制晶體管，19、53-第1限流阻抗元件，20、54-第2限流阻抗元件，24、55-電源側(cè)檢測晶體管，26-第3控制晶體管，27-第4控制晶體管，28-第3限流阻抗元件，29-第4限流阻抗元件，30、56-電源側(cè)驅(qū)動晶體管，31-接地側(cè)驅(qū)動晶體管。
具體實施例方式
以下，參照附圖同時說明本發(fā)明的最佳實施方式。圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式涉及的線圈負載驅(qū)動輸出電路1的電路圖。11是反相器，該反相器11將從圖外的電動機控制電路或者傳動裝置控制電路輸入到輸入端子IN的高或者低電平的輸入信號(PWM信號)反相輸出。12和13是P型MOS晶體管和N型MOS晶體管，該P型MOS晶體管12以及N型MOS晶體管13在電源電位VCC和接地電位之間串聯(lián)連接，輸入反相器11的輸出信號而從中間點即節(jié)點A反相輸出。14是限流阻抗元件，該限流阻抗元件14限制在P型MOS晶體管12中流動的電流。15是N型MOS晶體管即接地側(cè)檢測晶體管，該接地側(cè)檢測晶體管15與節(jié)點A連接，由后述的節(jié)點D的電壓即接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制。16是緩沖器，該緩沖器16對節(jié)點A的電壓波形進行整形。17和18是P型MOS晶體管的第1控制晶體管和N型MOS晶體管的第2控制晶體管，該第1控制晶體管17以及第2控制晶體管18在電源電位VCC和接地電位之間串聯(lián)連接，輸入緩沖器16的輸出信號而從中間點即節(jié)點B輸出電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓。19和20是第1以及第2限流阻抗元件，該第1以及第2限流阻抗元件19和20分別限制在第1以及第2控制晶體管17和18中流動的電流。
進一步，21、22是P型MOS晶體管、N型MOS晶體管，該P型MOS晶體管21以及N型MOS晶體管22在電源電位VCC和接地電位之間串聯(lián)連接，輸入反相器11的輸出信號而從中間點即節(jié)點C反相輸出。23是限流阻抗元件，該限流阻抗元件23限制在N型MOS晶體管22中流動的電流。24是作為P型MOS晶體管的電源側(cè)檢測晶體管，該電源側(cè)檢測晶體管24與節(jié)點C連接，由節(jié)點B的電壓即電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制。25是緩沖器，該緩沖器25對節(jié)點C的電壓波形進行整形。26和27是作為P型MOS晶體管的第3控制晶體管和作為N型MOS晶體管的第4控制晶體管，該第3控制晶體管26以及第4控制晶體管27在電源電位VCC和接地電位之間串聯(lián)連接，輸入緩沖器25的輸出信號而從中間點即節(jié)點D輸出接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓。28及29是第3以及第4限流阻抗元件，該第3以及第4限流阻抗元件28、29分別限制在第3以及第4控制晶體管26、27中流動的電流。
進一步，30和31是作為P型MOS晶體管的電源側(cè)驅(qū)動晶體管和作為N型MOS晶體管的接地側(cè)驅(qū)動晶體管，該電源側(cè)驅(qū)動晶體管30以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管31，在電源電位VCC和接地電位之間串聯(lián)連接，分別由電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制，從中間點經(jīng)由輸出端子OUT輸出用于驅(qū)動線圈負載2的驅(qū)動電壓。還有，在圖1中，為了易于理解，表示有電源側(cè)驅(qū)動晶體管30的漏極·柵極間的寄生電容32、和接地側(cè)驅(qū)動晶體管31的漏極·柵極間的寄生電容33。另外，在線圈負載2的未圖示的一側(cè)設置與線圈負載驅(qū)動輸出電路1同樣的電路。
此處，限流阻抗元件14、19、20、23、28、29是電阻。限流阻抗元件14，是當接地側(cè)檢測晶體管15導通時即使P型MOS晶體管12導通也能使節(jié)點A的電壓保持為低電平的程度的電阻值。限流阻抗元件23，是當電源側(cè)檢測晶體管24導通時即使N型MOS晶體管22導通也能使節(jié)點C的電壓保持為高電平的程度的電阻值。第1限流阻抗元件19和第4限流阻抗元件29的電阻值相同或者大致相同(例如，1K至2KΩ)，比第2限流阻抗元件20和第3限流阻抗元件28的電阻值(例如10K至30KΩ)要小。
基于圖2的波形圖說明該線圈負載驅(qū)動輸出電路1的動作。首先，說明電流從輸出端子OUT向線圈負載2的方向流動的情況。還有，在同圖中，OUT的波形表示此種情況下的輸出端子OUT的電壓波形，OUT'表示后述的電流從線圈負載2向輸出端子OUT的方向流動時的輸出端子OUT的電壓波形。當來自輸入端子IN的輸入信號由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，節(jié)點A變?yōu)榈碗娖?，由于?控制晶體管17導通而使節(jié)點B的電壓按照由阻抗元件19的電阻值和寄生電容32的電容值決定的時間常數(shù)上升。隨著節(jié)點B的電壓變化，電源側(cè)驅(qū)動晶體管30的導通電阻慢慢變高，線圈負載2由于電感的性質(zhì)而繼續(xù)流動電流，由此輸出端子OUT的電壓慢慢下降。因而，輸出端子OUT的電壓沒有急劇下降，由此降低輻射噪聲。
還有，此時電源側(cè)檢測晶體管24導通，而使節(jié)點C保持為高電平且節(jié)點D保持為低電平，因而，接地側(cè)驅(qū)動晶體管31不管來自輸入端子IN的輸入信號還是被強制性地截止。于是，節(jié)點B的電壓進一步上升在電源側(cè)驅(qū)動晶體管30的柵極·源極間電壓變得比閥值(threshold)小的情況下，電源側(cè)驅(qū)動晶體管30變?yōu)樗^亞閥值區(qū)域并且導通電阻急劇變高，由此開始截止。接著，同時地電源側(cè)檢測晶體管24也開始截止，從而節(jié)點C變?yōu)榈碗娖?。由于?控制晶體管26導通，節(jié)點D的電壓就按照由阻抗元件28的電阻值和寄生電容33的電容值決定的時間常數(shù)上升。
此處，因為阻抗元件28比阻抗元件19的電阻值要大，所以節(jié)點D的電壓按照比節(jié)點B的電壓緩慢的方式上升。由此，即使在亞閥值區(qū)域，流動少量電流的電源側(cè)驅(qū)動晶體管30完全截止之后電流就在接地側(cè)驅(qū)動晶體管31中流動，由此也抑制這2個晶體管30、31中的穿透電流。為了抑制該穿透電流，需要使節(jié)點B的電壓比較快地上升至電源電位VCC為止，由此如前所述那樣阻抗元件19比阻抗元件28的電阻值要小。
在來自輸入端子IN的輸入信號由低電平變?yōu)楦唠娖降那闆r下，節(jié)點C變?yōu)楦唠娖剑捎诘?控制晶體管27導通而使節(jié)點D的電壓按照由阻抗元件29的電阻值和寄生電容33的電容值決定的時間常數(shù)下降。隨著節(jié)點D的電壓變化，接地側(cè)驅(qū)動晶體管31的導通電阻慢慢變高，雖然線圈負載2通過電感性質(zhì)繼續(xù)流動電流而使輸出端子OUT的電壓略微地下降，但由與接地側(cè)驅(qū)動晶體管31并聯(lián)存在的寄生二極管(圖中未表示)鉗位。還有，此時接地側(cè)檢測晶體管15導通，由此節(jié)點A被保持為低電平而節(jié)點B被保持為高電平，因而，電源側(cè)驅(qū)動晶體管30不管來自輸入端子IN的輸入信號還是被強制截止。于是，節(jié)點D的電壓進一步下降在接地側(cè)驅(qū)動晶體管31的柵極·源極間電壓變得比閥值(threshold)小的情況下，接地側(cè)驅(qū)動晶體管31變?yōu)閬嗛y值區(qū)域并且導通電阻急劇變高，由此開始截止。接著，同時地接地側(cè)檢測晶體管15也開始截止，而使節(jié)點A變?yōu)楦唠娖?。由于?控制晶體管18導通，節(jié)點B的電壓就按照由阻抗元件20的電阻值和寄生電容32的電容值決定的時間常數(shù)緩慢地下降。隨著該節(jié)點B的電壓而輸出端子OUT的電壓慢慢地上升。因而，降低輻射噪聲。
接著，對電流從線圈負載2向輸出端子OUT的方向流動的情況進行說明。輸出端子OUT(圖2的波形OUT’)之外的各部分表示與前述同樣的動作。在來自輸入端子IN的輸入信號由高電平變?yōu)榈碗娖交蛘哂傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖降那闆r下，輸出端子OUT的電壓隨著節(jié)點D的電壓慢慢下降或者上升。也就是說，輸出端子OUT的電壓，從接地側(cè)驅(qū)動晶體管31開始導通時開始下降，而從接地側(cè)驅(qū)動晶體管31開始截止時開始上升。此種情況也同樣地降低輻射噪聲。
接著，對作為本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式的線圈負載驅(qū)動輸出電路進行說明。該線圈負載驅(qū)動輸出電路51，如圖3所示，將線圈負載驅(qū)動輸出電路1中作為P型MOS晶體管的電源側(cè)驅(qū)動晶體管30置換成作為N型MOS晶體管的電源側(cè)驅(qū)動晶體管56。伴隨于此，分別將作為P型MOS晶體管的電源側(cè)檢測晶體管24換成作為N型MOS晶體管的電源側(cè)檢測晶體管55，將緩沖器16換成反相緩沖器52，將第1限流阻抗元件19換成電阻值較大(例如10K至30KΩ)的第1限流阻抗元件53，將第2限流阻抗元件20換成電阻值較小(例如1K至2KΩ)的第2限流阻抗元件54。該線圈負載驅(qū)動輸出電路51，雖然所述圖2中節(jié)點B的電壓波形上下相反，但進行與線圈負載驅(qū)動輸出電路1同樣的動作并且輻射噪聲降低。
還有，線圈負載驅(qū)動輸出電路1或者51，通過設置接地側(cè)檢測晶體管15以及電源側(cè)檢測晶體管24或者55等，而使電源側(cè)驅(qū)動晶體管30或者56導通時接地側(cè)驅(qū)動晶體管31被強制截止，并且接地側(cè)驅(qū)動晶體管31導通時電源側(cè)驅(qū)動晶體管30被強制截止，自動地抑制電源側(cè)驅(qū)動晶體管30或者56和接地側(cè)驅(qū)動晶體管31中的穿透電流，但也可單獨地控制第1至第4控制晶體管17、18、26、27的柵極來抑制穿透電流。
以上，對作為本發(fā)明的實施方式的線圈負載驅(qū)動輸出電路進行了說明，但本發(fā)明并不限于實施方式中所記載的，可以在權(quán)利要求書中記載的項目范圍內(nèi)進行各種設計變更。例如，限流阻抗元件14、19(或者53)、20(或者54)、23、28、29是電阻，但也可設為直流電源。另外，除了寄生電容32、33外，還可以積極地增加電容。
權(quán)利要求
1.一種線圈負載驅(qū)動輸出電路，包括第1以及第2控制晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接并且從中間點輸出電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓；第1以及第2限流阻抗元件，分別限制在第1以及第2控制晶體管中流動的電流；第3以及第4控制晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接并且從中間點輸出接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓；第3以及第4限流阻抗元件，分別限制在第3以及第4控制晶體管中流動的電流；電源側(cè)驅(qū)動晶體管以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管，在電源電位和接地電位之間串聯(lián)連接，分別由電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制并且從中間點輸出用于驅(qū)動線圈負載的驅(qū)動電壓；電源側(cè)檢測晶體管，由電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制，當導通時強制性地使接地側(cè)驅(qū)動晶體管截止；接地側(cè)檢測晶體管，由接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制，當導通時強制性地使電源側(cè)驅(qū)動晶體管截止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈負載驅(qū)動輸出電路，其特征在于，電源側(cè)驅(qū)動晶體管是P型MOS晶體管，接地側(cè)驅(qū)動晶體管是N型MOS晶體管，第2以及第3限流阻抗元件比第1以及第4限流阻抗元件的電阻值要大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈負載驅(qū)動輸出電路，其特征在于，電源側(cè)驅(qū)動晶體管及接地側(cè)驅(qū)動晶體管皆是N型MOS晶體管，第1以及第3限流阻抗元件比第2以及第4限流阻抗元件的電阻值要大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠降低由切換產(chǎn)生的輻射噪聲的線圈負載驅(qū)動輸出電路。該線圈負載驅(qū)動輸出電路(1)包括輸出電源側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓的第(1)以及第(2)控制晶體管(17)、(18)；限制這些電流的第(1)以及第(2)限流阻抗元件(19)、(20)；輸出接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓的第(3)以及第(4)控制晶體管(26)、(27)；限制這些電流的第(3)以及第(4)限流阻抗元件(28)、(29)；分別由電源側(cè)或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制并且輸出線圈負載(2)的驅(qū)動電壓的電源側(cè)以及接地側(cè)驅(qū)動晶體管(30)、(31)；分別由電源側(cè)或者接地側(cè)驅(qū)動晶體管控制電壓控制并且當導通時強制性地使接地側(cè)或者電源側(cè)驅(qū)動晶體管截止的電源側(cè)以及接地側(cè)檢測晶體管(24)、(15)。
文檔編號H03K19/00GK1961481SQ20058001782
公開日2007年5月9日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者大久保利郎 申請人:羅姆股份有限公司