能够最佳地校正负载电流的ＰＷＭ电流控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种能够最佳地校正负载电流的ＰＷＭ电流控制装置。在用于控制流过负载的负载电流的电流控制装置中，参考电平产生电路产生参考电平信号，以及参考信号产生电路根据参考电平信号产生参考信号。桥电路包括多个半导体元件，使得半导体元件导通和关断，以向负载施加负载电流。感应电路感应负载电流，由此根据负载电流产生感应信号。包括校正比较器的电流校正电路比较感应信号和参考电平信号，以产生比较信号，使得通过校正信号校正参考信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于控制流过负载的PWM电流的脉宽调制(PWM)电流控制装置。
技术介绍
已经知道使用电流控制装置比较流过负载的负载电流和目标电流，结果使得负载电流更接近目标电流(参见JP-5-137255A，JP-5-307702A和JP-5-328070A)。第一种PWM电流控制装置是由参考数模转换器、三角波信号发生器、感应电路、加法器、比较器、预驱动器以及桥电路构成，其中参考数模转换器用于对数字数据进行数模转换以产生参考电平信号，三角波信号发生器根据PWM定时信号用于产生三角波信号，感应电路用于感应流过负载例如电机的负载电流以根据负载电流产生感应信号，加法器将三角波信号叠加到参考电平信号由此产生参考信号，比较器比较感应信号和参考信号由此产生PWM信号，预驱动器根据PWM信号产生多个PWM电流控制信号，桥电路包括连接到负载的半导体元件。在这种情况中，用PWM电流控制信号驱动半导体元件。这将在后面详细解释。在上述的第一种现有技术的PWM电流控制装置中，然而，在很宽的负载电流范围中的任何负载条件下不可能使负载电流和目标电流一致。为了使负载电流和目标电流一致，在第二种现有技术的PWM电流控制装置中，还将参考电平信号以及参考信号直接施加给比较器，使得通过参考电平信号基本上可以校正参考信号，这也将在后面详细解释。
技术实现思路
然而，在上述现有技术的PWM电流控制装置中，仅仅在很小的负载电流范围中的特定负载条件下抑制负载电流从目标电流偏离。根据本专利技术，在用于控制流过负载的负载电流的电流控制装置中，参考电平产生电路产生参考电平信号，以及参考信号产生电路根据参考电平信号产生参考信号。桥电路包括多个半导体元件，使得半导体元件导通或者关断，以向负载提供负载电流。感应电路感应负载电流，由此根据负载电流产生感应信号。包括校正比较器的电流校正电路比较感应信号和参考电平信号，以产生校正信号，使得通过校正信号校正参考信号。附图说明当参考附图和现有技术进行比较时，从下述的描述中可以更清楚地理解本专利技术，其中图1是示出了第一种现有技术的PWM电流控制装置的电路图；图2是解释图1的PWM电流控制装置操作的时序图；图3是流过图1的电机的负载电流的时序图；图4是示出了第二种现有技术的PWM电流控制装置的电路图；图5是示出了根据本专利技术的PWM电流控制装置的实施例的电路图；图6是图5的稳定校正电路的方框电路图；图7是图6的闭锁电路的详细电路图；图8是用于解释包括图7的闭锁电路的图6的稳定校正电路操作的时序图；图9是用于解释图5的参考信号的校正的时序图；图10是流过图5的电机的负载电流的时序图； 图11A和11B是用于解释图5的PWM电流控制装置操作的时序图；以及图12A和12B分别是图11A和11B的部分放大图。具体实施例方式在描述优选实施例之前，将参考图1、2、3和4解释现有技术的PWM电流控制装置。在图1中，其示出了用于控制流过负载例如电机M的负载电流的第一种现有技术PWM电流控制器装置，充当参考电平信号产生电路的参考数模转换器1对来自控制电路(未示出)的数字数据DA进行数模转换，以产生参考电平信号S1。而且，三角波信号产生电路2根据时钟信号CLK和用于限定PWM周期的PWM定时信号T产生三角波信号S2。例如，三角波信号产生电路2包括递增/递减计数器，通过接收时钟信号CLK可以递增或者递减地计数该计数器的内容，并且以定时信号T的每半个时间周期颠倒它的递增和递减计数操作。通过充当产生参考信号S3的参考信号产生电路的加法器3，将三角波信号S2增加到参考电平信号S1。比较器4比较来自加法器3的参考信号S3和感应信号S7(或者S7′)以产生PWM信号S4。将在后面解释感应信号S7和S7′。将PWM信号S4提供给由缓冲器501、502、503和504，反相器505、506、507、508和509以及NOR电路510和511构成的预驱动器5，其中缓冲器根据正向/反向信号CW，分别产生PWM电流控制信号S51、S52、S53和S54。在正向模式中(CW＝“0”)，S51＝“0”(ON状态)S52＝“0”(OFF状态) S53＝“1”(OFF状态)S54＝S4(PWM状态)在这种情况中，当PWM＝“1”时，正向模式是纯正向模式，然后当PWM＝“0”时，纯正向模式进入再生(regenerative)模式。在反向模式中(CW＝“1”)S51＝“1”(OFF状态)S52＝S4(PWM状态)S53＝“0”(ON状态)S54＝“0”(OFF状态)在这种情况中，当PWM＝“1”时，反向模式是纯反向模式，然后当PWM＝“0”时，纯反向模式进入再生模式。将PWM电流控制信号S51、S52、S53和S54施加给H桥电路6，用于驱动电机M。H桥电路6连接在电源电压端子VM和接地电压端子GND之间。H桥电路6是由串联连接在电源电压端子VM和接地电压端子GND之间的p沟道MOS晶体管61和n沟道MOS晶体管62，以及串联连接在电源电压端子VM和接地电压端子GND之间的p沟道MOS晶体管63和n沟道MOS晶体管64构成的。电机M连接在MOS晶体管61和62的漏极的节点N1和MOS晶体管63和64的漏极的节点N2之间。分别用PWM电流控制信号S51、S52、S53和S54导通和关断MOS晶体管61、62、63和64。例如，在纯正向模式中，晶体管61和64导通，而晶体管62和63关断，使得正向电流IF流过电机M。然后，在纯正向模式之后的再生模式中晶体管64关断。结果，再生电流IFR从晶体管61经过电机M和寄生二极管(晶体管63)流到晶体管61。在这种情况中，由于晶体管63的背栅极和源极短路，所以晶体管63的漏极-背栅极充当这种寄生二极管。另一方面，在纯反向模式，晶体管62和63导通并且晶体管61和64关断，使得反向电流IB流过电机M。然后，在纯反向模式之后的再生模式中，晶体管62关断。结果，再生电流IBR从晶体管63经过电机M和寄生二极管(晶体管61)流到晶体管63。在这种情况中，由于晶体管61的背栅极和源极短路，所以晶体管61的漏极-背栅极充当这种寄生二极管。感应电路7感应流过电机M的负载电流I，以产生感应信号S7。感应电路7是由和p沟道MOS晶体管61形成电流镜电路的p沟道晶体管71、p沟道MOS晶体管72、电阻值为几kΩ的感应电阻器73和运算放大器74构成。在这种情况中，p沟道MOS晶体管61的尺寸和p沟道晶体管71的尺寸的比为500/1。而且，运算放大器74控制p沟道MOS放大器72的栅极电压，结果使得p沟道晶体管71的漏极电压接近于p沟道MOS晶体管61的漏极电压。结果，感应信号S7几乎与流过电机M的负载电流成比例。例如，如果流过电机M的负载电流是100mA，那么流过晶体管71的感应电流是200μA(＝100mA/500)，使得感应信号S7是200mV(＝200μA·1kΩ)的电压，其中电阻器73的电阻值是1kΩ。注意，在反向模式中提供类似于感应电路7的另一种感应电路7′以感应感应信号S7′。根据正向/反向信号CW由选择器8选择感应信号S7和S7′的其中一个，并施加给比较器4。例如，当正向/反向信号CW是“0”时(正向模式)，选择器8选择感应信号S7。另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流控制装置，用于控制流过负载的负载电流，包括：参考电平产生电路，适于产生参考电平信号；参考信号产生电路，适于根据所述参考电平信号产生参考信号；包括多个半导体元件的桥电路，使得所述半导体元件导通和关断，以向所述负载提供所述负载电流；感应电路，适于感应所述负载电流，由此根据所述负载电流产生感应信号；包括校正比较器的电流校正电路，适于比较所述感应信号和所述参考电平信号，以产生校正信号，使得通过所述校正信号校正所述参考信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：元结敏彰，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]