JP4153176B2

JP4153176B2 - Power supply device

Info

Publication number: JP4153176B2
Application number: JP2001143604A
Authority: JP
Inventors: 英樹須永; 栄二高橋; 広美川原井; 剛関根; 稔牛久保
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: JP2002341950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源回路からの高電圧電源を処理回路に適した電圧値に変換して供給する電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばモータ等の負荷を駆動する駆動制御回路が動作するための動作電圧を供給するに際して、この駆動制御回路の動作電圧よりも高い電源電圧を供給する高電圧電源を使用することが知られている。
【０００３】
高電圧電源を使用した場合、定格値として設定されている駆動制御回路の動作電圧が高電圧電源により供給する電源電圧をアナログ的にドロップダウンして、駆動制御回路の定格値以内の電圧に降下させる電源供給装置が使用されていた。
【０００４】
この電源供給装置の一構成例を図４に示す。この電源供給装置は、高電圧電源端子１０１と電源回路とが接続され、駆動制御回路の定格値の動作電圧ＶＡＣＣ（例えば１５Ｖ）よりも高い電源電圧ＡＣＣが供給される。すると、電源電圧ＡＣＣによる電流をダイオードＤを介してトランジスタＴＲに供給し、トランジスタＴＲにより電圧降下を行う。これにより、電源電圧ＡＣＣを動作電圧ＶＡＣＣにし、平滑化コンデンサＣにより平滑化して駆動制御回路と接続された動作電圧供給端子１０２から動作電圧ＶＡＣＣを供給する。
【０００５】
また、従来では、電源電圧をディジタル的にスイッチングすることでステップダウンして、駆動制御回路の定格値以内の電圧に降下させる電源供給装置が使用されていた。
【０００６】
この電源供給装置の一構成例を図５に示す。この電源供給装置は、図４に示した動作電圧供給端子１０２からの直流の動作電圧が供給される入力端子１１１を備え、この入力端子１１１から入力された動作電圧をＰＷＭ制御回路１１２に供給する。このＰＷＭ制御回路１１２では、スイッチング素子などを使用し、供給された直流の動作電圧を間欠出力することで、動作電圧をスイッチング制御し、平滑化コンデンサＣにより平滑化して出力する。これにより、図５に示す電源供給装置は、ディジタル的に動作電圧の大きさを制御して、出力端子１１３から動作電圧を駆動制御回路に供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のアナログ式の電源供給装置では、トランジスタＴＲという抵抗体により、ドロップダウンさせた電圧降下分のエネルギーを熱に変換する必要があるため、トランジスタＴＲの近傍にヒートシンクなどの放熱機構が必要となる。また、このアナログ式の電源供給装置では、長時間に亘って駆動制御回路に電源供給する必要があるときには、放熱量が大きな、すなわち巨大なヒートシンクを備える必要がある。したがって、このアナログ式の電源供給装置では、装置として熱的に不利という問題点がある。
【０００８】
上述のディジタル式の電源供給装置では、ＰＷＭ制御回路１１２によりスイッチングをするために、ＰＷＭ制御回路１１２の内部に発振回路が必要となる。また、駆動制御回路には、負荷を駆動するのに動作するためのクロックを発生させる発振回路を備えるのが通常である。したがって、この電源供給装置では、ＰＷＭ制御回路１１２内の発振回路の発振周波数と、駆動制御回路内の発振回路の発振周波数とが異なると、放射ノイズの周波数成分が増加することでラジオノイズ等が基板の広範囲に渡って発生してノイズ対策が困難となる。
【０００９】
また、ディジタル式の電源供給装置では、駆動制御回路内の発振回路の他に発振回路が必要となるので、コストが増大する上に信頼性が悪化し、更に基板サイズが大きくなってしまうという問題が発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、高電圧電源を使用して駆動制御回路を動作させる電源供給装置を簡単で且つ安価な回路構成とすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内部に発振回路を備え、モータに電流を供給するためのスイッチング素子に対して駆動信号を供給する負荷駆動回路が動作するための動作電圧を供給する電源供給装置において、上記負荷駆動回路の動作電圧よりも高い電圧値で電源供給する電源回路からの電源電圧を入力する電圧入力手段と、上記電圧入力手段で入力した電源電圧を降下させる電圧降下素子を備え、この電圧降下素子により上記電圧入力手段で入力した電源電圧の値を、上記発振回路が動作開始する最小電圧値以上であって負荷駆動回路の動作電圧よりも低い電圧値である第１電圧値に降下させて上記負荷駆動回路に供給する電圧降下手段と、上記発振回路で発生したクロック信号を入力する信号入力部を備え、この信号入力部により入力したクロック信号に基づいて、上記電圧入力手段で入力した電源電圧を、上記電圧降下手段により上記負荷駆動回路に供給する第１電圧値よりも高い第２電圧値であって、上記発振回路以外も動作する電圧を上記負荷駆動回路に供給する電圧値変換手段とを備える。上記電圧降下手段と上記電圧値変換手段とは、上記電圧入力手段及び上記負荷駆動回路に対して並列接続されており、上記電圧降下手段によって上記負荷駆動回路に第１電圧値の電圧を供給して、上記負荷駆動回路の発振回路を動作開始させ、上記発振回路から上記電圧値変換手段にクロック信号を出力して、上記電圧値変換手段によって、上記第２電圧値の電圧を上記負荷駆動回路に供給して、上記負荷駆動回路のうち上記発振回路以外も動作開始させると共に、上記電圧降下手段の動作を停止させる。
【００１２】
この請求項１に係る発明では、上記電圧降下手段と上記電圧値変換手段とは、上記電圧入力手段及び上記負荷駆動回路に対して並列接続されて構成されている。
【００１３】
請求項２に係る発明は、上記電圧降下手段と上記電圧値変換手段との接続点と、上記電圧降下手段との間にダイオードを設ける構成とした。
【００１４】
請求項３に係る発明は、上記電圧降下手段と上記電圧値変換手段との接続点と上記負荷駆動回路との間に電源平滑コンデンサを設ける構成とした。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、負荷駆動回路に電源供給を開始するに際して、電圧降下手段で電圧降下させて負荷駆動回路に第１電圧値の電源電圧を供給して発振回路を動作させることでクロック信号を電圧値変換手段に供給し、電圧値変換手段により第２電圧値を負荷駆動回路に供給開始することで電圧降下手段の動作を停止させることができるので、電圧降下素子の発熱を短期間とすることができ、負荷駆動回路の動作電圧よりも高い高電圧電源を使用して負荷駆動回路を動作させるときに、発熱防止用の構成を備える必要が無く、簡単で且つ安価な回路構成とすることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、電圧降下手段と電圧値変換手段との接続点と、電圧降下手段との間にダイオードを設ける構成としたので、電圧値変換手段が電源供給を開始した後に、確実に電圧降下手段の動作を停止させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、電圧降下手段と電圧値変換手段との接続点と負荷駆動回路との間に電源平滑コンデンサを設ける構成としたので、回路構成を簡単とすることができると共に簡単で且つ安価な構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
本発明は、例えば図１に示すように構成された駆動制御装置に適用される。
【００２０】
［駆動制御装置の構成］
この駆動制御装置は、図１に示すように、基板１上に、電源入力端子２、電圧ドロップダウン回路３、電圧ステップダウン回路４、負荷駆動回路５が設けられて構成されている。また、この駆動制御装置では、負荷駆動回路５に負荷制御回路６が接続され、負荷駆動回路５から負荷制御回路６に負荷駆動信号を供給することで、負荷制御回路６を駆動する。ここで、負荷制御回路６としては、例えばブラシレスモータに電流供給をするためのスイッチング素子などがあるが、本実施形態では限定せず、発振回路を備えたあらゆる処理回路が適用可能である。
【００２１】
電源入力端子２には、負荷駆動回路５が動作する動作電圧よりも高い電源電圧を供給する高電圧系電源が接続されている。この電源入力端子２は、高電圧系電源からの高電源電圧を後段の電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４に供給する。
【００２２】
電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４は、電源入力端子２に対して並列に接続されている。電源入力端子２と電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４との接続点Ａには、高電圧系電源からの高電源電圧が印加されている状態となる。
【００２３】
なお、本例では、高電圧系電源の高電圧電源は２４［Ｖ］であり、負荷駆動回路５の動作電圧は１５［Ｖ］であり、接続点Ａでの電圧は２４［Ｖ］となり、電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４に２４［Ｖ］の高電源電圧が供給される。
【００２４】
また、電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４は、負荷駆動回路５に対して並列に接続されている。電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４の負荷駆動回路５側の接続点Ｂと、電圧ドロップダウン回路３との間には、ダイオード７が配設されている。このダイオード７は、接続点Ｂから電圧ドロップダウン回路３に向かって電流が流れることを防止するために設けられている。
【００２５】
電圧ドロップダウン回路３は、電源入力端子２及び接続点Ａを介して高電圧系電源から供給される高電源電圧を、アナログ的に降下させる動作であるドロップダウン動作をする構成を有している。この電圧ドロップダウン回路３は、ドロップダウン動作をすることにより、電圧出力側での点Ｃでの電源電圧値を、負荷駆動回路５の発振回路が動作開始する最小電圧値以上であって負荷駆動回路５の動作電圧よりも低い電圧値にする。なお、電圧ドロップダウン回路３から出力される電圧値を、「動作開始電圧値」と呼ぶ。
【００２６】
本例において、電圧ドロップダウン回路３は、２４［Ｖ］の高電源電圧を、負荷駆動回路５の定格電圧値以下の１１［Ｖ］の電源電圧にドロップダウンにする。なお、この電圧ドロップダウン回路３の構成例については後述する。
【００２７】
電圧ステップダウン回路４は、電源入力端子２及び接続点Ａを介して高電圧系電源が供給されると共に、負荷駆動回路５からクロック信号が供給される。電圧ステップダウン回路４は、クロック信号を用いて、高電源電圧をスイッチングしてディジタル的に降下させるように変換する動作であるステップダウン動作をする構成を有している。この電圧ステップダウン回路４は、ステップダウン動作をすることにより、電圧出力側での点Ｄでの電源電圧値を、負荷駆動回路５が動作する動作電圧値にする。
【００２８】
本例において、電圧ステップダウン回路４は、２４［Ｖ］の高電源電圧を、負荷駆動回路５の定格電圧値である１５［Ｖ］の電源電圧にステップダウンにする。なお、この電圧ステップダウン回路４の構成例については後述する。
【００２９】
負荷駆動回路５は、内部に発振回路を備え、この発振回路からのクロック信号を使用して負荷制御回路６を駆動するための処理をする構成を有している。この負荷駆動回路５は、内部処理で使用するクロック信号を電圧ステップダウン回路４に出力する信号出力端子を備え、電圧ステップダウン回路４と接続されている。
【００３０】
『駆動制御装置の動作』
このように構成された駆動制御装置では、負荷駆動回路５を駆動するに際して、電源入力端子２から電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４に高電圧系電源が供給される。この状態において、負荷駆動回路５には電圧が印加されておらず、動作していない状態である。したがって、負荷駆動回路５から電圧ステップダウン回路４にクロック信号が供給されておらず、電圧ステップダウン回路４は動作不可能な状態である。
【００３１】
この状態において、電圧ドロップダウン回路３では、高電圧系電源をドロップダウンしてダイオード７、接続点Ｂを介して負荷駆動回路５に動作開始電圧値の電源電圧を供給する。すると、負荷駆動回路５では内部の発振回路が動作開始し、クロック信号を電圧ステップダウン回路４に供給する。
【００３２】
電圧ステップダウン回路４にクロック信号が供給されると、電圧ステップダウン回路４は、クロック信号を用いて高電圧系電源をスイッチングして負荷駆動回路５の動作電圧値にして接続点Ｂを介して、負荷駆動回路５に電源供給をする。
【００３３】
電圧ステップダウン回路４により電源供給を開始すると、電源入力端子２から供給される高電源電圧は電圧ステップダウン回路４にのみ供給されるようになり、電圧ドロップダウン回路３の動作が停止する。
【００３４】
『電圧ドロップダウン回路３の構成例』
図２に、電圧ドロップダウン回路３の構成例を示す回路図を示す。
【００３５】
電圧ドロップダウン回路３は、上述の電源入力端子２に対応し、高電圧系電源と接続されて高電源電圧が供給される高電源電圧供給端子１１を備える。高電源電圧供給端子１１は図示しない高電圧系電源と接続されて高電源電圧が供給される。高電源電圧供給端子１１に高電源電圧ＶＡＣＣが供給されると、電流がトランジスタＴＲ１に供給される。このトランジスタＴＲ１はエミッタフォロア接続されて、ゲート端子にツェナーダイオードＺＤ１が接続されエミッタ端子側にダイオード７に相当するダイオードＤ２が接続されている。
【００３６】
このような接続関係で構成されることにより、電圧ドロップダウン回路３は、電圧降下素子としてトランジスタＴＲ１を使用し、トランジスタＴＲ１により電流増幅をすると共に高電源電圧ＶＡＣＣをドロップダウンさせることにより電源供給端子１２から動作開始電圧値を負荷駆動回路５に供給する。また、ダイオードＤ２と電源供給端子１２との間にはサージノイズ除去用のツェナーダイオードＺＤ２が配設されている。
【００３７】
また、図２では、ダイオードＤ２に並列接続された放電抵抗Ｒ１、高周波サージ吸収用のコンデンサＣ１、電源平滑コンデンサＣ２が設けられる。
【００３８】
更に、図２では、負荷制御回路６に供給する電源端子１３に、ノイズ防止用のコンデンサＣ３、コンデンサＣ４、コンデンサＣ５が並列接続されて設けられ、トランジスタＴＲ１のコレクタ端子に逆流防止用のダイオードＤ１、トランジスタＴＲ１に流れる電流を制限するための抵抗Ｒ２が設けられる。この抵抗Ｒ２は、負荷駆動回路５への電源供給開始時にのみ機能する。
【００３９】
また、抵抗Ｒ２の他端には、電波障害対策用のコンデンサＣ６、高周波サージ吸収用のコンデンサＣ７が並列接続される。
【００４０】
『電圧ステップダウン回路４の構成例』
図３に、電圧ステップダウン回路４の構成例を示す回路図を示す。
【００４１】
この電圧ステップダウン回路４は、負荷駆動回路５からのクロック信号が供給されるクロック信号入力端子２１を備え、クロック信号入力端子２１によりパルス波形のクロック信号を入力し、抵抗Ｒ１１により波高を降下させてトランジスタアレイ２２に供給する。
【００４２】
トランジスタアレイ２２には、４Ｖ電源端子２３が接続され、クロック信号が入力されることに応じてトランジスタＴＲ１１、ＴＲ１２がスイッチング動作して波高が４Ｖのパルス信号を抵抗Ｒ１２に供給する。
【００４３】
抵抗Ｒ１２にはコンデンサＣ１１が並列接続されている。これにより、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１１とで積分回路を構成して、４Ｖのパルス信号をＣＲ微分波形にしてコンパレータ２４の正端子に供給する。
【００４４】
コンパレータ２４の負端子には抵抗Ｒ１３、抵抗Ｒ１４、及びコンデンサＣ１２が並列接続される。また、抵抗Ｒ１３には、上述の接続点Ｂと接続された動作電圧供給端子２５からの動作電圧がフィードバックされて供給される１５Ｖ電源端子２６と接続されている。これにより、抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４とで分圧された値の波高のＣＲ微分波形をコンパレータ２４の負端子に供給する。
【００４５】
また、コンパレータ２４には、駆動電圧として動作電圧供給端子２５からフィードバックされた動作電圧が供給される１５Ｖ電源端子２７、コンデンサＣ１３が接続されている。
【００４６】
コンパレータ２４の比較出力端子には、１５Ｖ電源端子２８と接続されたプルアップ抵抗Ｒ１５が接続されると共に、トランジスタＴＲ１１が接続される。トランジスタＴＲ１１のコレクタ端子はトランジスタＴＲ１２のゲート端子と接続され、トランジスタＴＲ１１はコンパレータ２４の比較出力に応じてスイッチングして、後段のトランジスタＴＲ１２をスイッチングさせる。これにより、電圧ステップダウン回路４は、トランジスタＴＲ１１及びトランジスタＴＲ１２を出力バッファとして機能させる。
【００４７】
トランジスタＴＲ１２は、コレクタ端子が上述の電源入力端子２に対応する高電源電圧入力端子２８と接続されて高電源電圧ＶＡＣＣが供給される。トランジスタＴＲ１２は、ゲート端子が負状態になることで開状態になって高電源電圧ＶＡＣＣをエミッタ側に供給して、電流安定用のインダクタＬを介して動作電圧供給端子２５から高電源電圧ＶＡＣＣをスイッチングしたパルス波形を出力する。
【００４８】
これにより、この電圧ステップダウン回路４は、高電源電圧ＶＡＣＣをスイッチングすることで、負荷駆動回路５の動作電圧相当にステップダウンする動作をする。
【００４９】
［実施の形態の効果］
以上、詳細に説明したように、駆動制御装置によれば、負荷駆動回路５を駆動開始するに際して、電圧ドロップダウン回路３により負荷駆動回路５内の発振回路が動作する最小電圧値以上の動作開始電圧値を負荷駆動回路５に供給することで、クロック信号を電圧ステップダウン回路４に供給し、電圧ステップダウン回路４から負荷駆動回路５の動作電圧を供給開始すると共に電圧ドロップダウン回路３の動作を停止させることができ、電圧ドロップダウン回路３が動作する期間を短時間とすることができる。
【００５０】
したがって、この駆動制御装置によれば、電圧ドロップダウン回路３内でのドロップダウンさせる電圧降下素子、本例ではトランジスタＴＲ１の電圧降下による発熱期間を短時間にすることができ、電圧ドロップダウン回路３の発熱量を抑制することができる。
【００５１】
したがって、この駆動制御装置によれば、高電源電圧ＶＡＣＣを使用して負荷駆動回路５を駆動するときであっても、発熱吸収用の構成を設ける必要が無く、簡単で且つ安価な回路構成とすることができる。
【００５２】
また、この駆動制御装置によれば、負荷駆動回路５からのクロック信号を分周したクロックにより高電源電圧ＶＡＣＣをスイッチングする電圧ステップダウン回路４を備えているので、高調波周波数成分を発生させる要因を負荷駆動回路５内で使用する周波数成分のみとすることができ、電圧ステップダウン回路４内に発振回路を備える場合と比較して、放射ノイズ対策を容易とすることができる。
【００５３】
更に、この駆動制御装置によれば、電圧ステップダウン回路４でステップダウン動作を行うために、負荷駆動回路５外に発振回路を設ける必要が無く、簡単で且つ安価な回路構成とすることができると共に、信頼性向上を図ることができる。
【００５４】
更にまた、この駆動制御装置によれば、電圧ドロップダウン回路３と電圧ステップダウン回路４との接続点Ｂと、電圧ドロップダウン回路３との間にダイオード７を設ける構成としたので、電圧ステップダウン回路４が電源供給を開始した後に確実に電圧ドロップダウン回路３の動作を停止させることができる。
【００５５】
更にまた、この駆動制御装置によれば、図２及び図３に示すように、電圧ドロップダウン回路３及び電圧ステップダウン回路４と負荷駆動回路５との間に設ける電源平滑コンデンサを、接続点Ｂと負荷駆動回路５との間に設けて電源平滑コンデンサＣ２で共用とすることができ、回路構成を簡単とすることができると共に安価で構成することができる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した駆動制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】電圧ドロップダウン回路の構成例を示す回路図である。
【図３】電圧ステップダウン回路の構成例を示す回路図である。
【図４】従来のアナログ式で電圧降下させる電源供給装置の一構成例を示す回路図である。
【図５】従来のディジタル式で電圧降下させる電源供給装置の一構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
１基板
２電源入力端子
３電圧ドロップダウン回路
４電圧ステップダウン回路
５負荷駆動回路
６負荷制御回路
７ダイオード
１１高電源電圧供給端子
１２電源供給端子
１３電源端子
２１クロック信号入力端子
２２トランジスタアレイ
２３４Ｖ電源端子
２４コンパレータ
２５動作電圧供給端子
２６１５Ｖ電源端子
２７１５Ｖ電源端子
２８高電源電圧入力端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device that converts a high voltage power supply from a power supply circuit into a voltage value suitable for a processing circuit and supplies the converted voltage value.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when supplying an operating voltage for operating a drive control circuit that drives a load such as a motor, for example, it has been known to use a high-voltage power supply that supplies a power supply voltage higher than the operating voltage of the drive control circuit. It has been.
[0003]
When a high-voltage power supply is used, the operating voltage of the drive control circuit that is set as the rated value drops down analogly from the power supply voltage supplied by the high-voltage power supply and falls to a voltage within the rated value of the drive control circuit. The power supply device to be used was used.
[0004]
One structural example of this power supply apparatus is shown in FIG. In this power supply device, a high voltage power supply terminal 101 and a power supply circuit are connected, and a power supply voltage ACC higher than the rated operating voltage VACC (for example, 15 V) of the drive control circuit is supplied. Then, a current from the power supply voltage ACC is supplied to the transistor TR via the diode D, and a voltage drop is performed by the transistor TR. As a result, the power supply voltage ACC is changed to the operating voltage VACC, smoothed by the smoothing capacitor C, and the operating voltage VACC is supplied from the operating voltage supply terminal 102 connected to the drive control circuit.
[0005]
Conventionally, there has been used a power supply device that steps down by digitally switching the power supply voltage and drops it to a voltage within the rated value of the drive control circuit.
[0006]
One structural example of this power supply apparatus is shown in FIG. The power supply apparatus includes an input terminal 111 to which a DC operating voltage is supplied from the operating voltage supply terminal 102 shown in FIG. 4 and supplies the operating voltage input from the input terminal 111 to the PWM control circuit 112. . The PWM control circuit 112 uses a switching element or the like to intermittently output the supplied DC operating voltage, thereby switching the operating voltage, smoothing it with the smoothing capacitor C, and outputting it. As a result, the power supply device shown in FIG. 5 digitally controls the magnitude of the operating voltage and supplies the operating voltage from the output terminal 113 to the drive control circuit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the analog power supply device described above, it is necessary to convert the energy of the dropped voltage drop into heat by the resistor called the transistor TR, so that a heat dissipation mechanism such as a heat sink is required in the vicinity of the transistor TR. . Further, in this analog power supply device, when it is necessary to supply power to the drive control circuit for a long time, it is necessary to provide a large heat sink, that is, a huge heat sink. Therefore, this analog power supply apparatus has a problem that it is thermally disadvantageous as an apparatus.
[0008]
In the digital power supply apparatus described above, an oscillation circuit is required inside the PWM control circuit 112 in order to perform switching by the PWM control circuit 112. Further, the drive control circuit usually includes an oscillation circuit that generates a clock for operating to drive the load. Therefore, in this power supply device, if the oscillation frequency of the oscillation circuit in the PWM control circuit 112 and the oscillation frequency of the oscillation circuit in the drive control circuit are different, the frequency component of the radiation noise increases, so that radio noise or the like is generated. It occurs over a wide area of the board, making it difficult to counter noise.
[0009]
In addition, since the digital power supply device requires an oscillation circuit in addition to the oscillation circuit in the drive control circuit, there is a problem that the cost is increased, the reliability is deteriorated, and the substrate size is further increased. Occurs.
[0010]
Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a simple and inexpensive circuit configuration of a power supply device that operates a drive control circuit using a high-voltage power supply. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, an invention according to claim 1 is provided for operating a load driving circuit that includes an oscillation circuit therein and supplies a driving signal to a switching element for supplying a current to a motor . In the power supply device for supplying the operating voltage, voltage input means for inputting the power supply voltage from the power supply circuit for supplying power at a voltage value higher than the operating voltage of the load driving circuit, and the power supply voltage input by the voltage input means A voltage drop element for dropping is provided, and the voltage of the power supply voltage input by the voltage input means by the voltage drop element is equal to or higher than the minimum voltage value at which the oscillation circuit starts operating and is lower than the operating voltage of the load driving circuit includes a voltage drop means for supplying is lowered to the load drive circuit to the first voltage value is a value, a signal input unit for inputting a clock signal generated by the oscillation circuit, the No. based on the clock signal input by the input unit, a power supply voltage input in the voltage input means, a second voltage value higher than the first voltage value to be supplied to the load driving circuit by the voltage drop means, Voltage value conversion means for supplying the operating voltage other than the oscillation circuit to the load driving circuit. The voltage drop means and the voltage value conversion means are connected in parallel to the voltage input means and the load drive circuit, and supply a voltage having a first voltage value to the load drive circuit by the voltage drop means. The oscillation circuit of the load drive circuit is started to operate, a clock signal is output from the oscillation circuit to the voltage value conversion means, and the voltage of the second voltage value is output by the voltage value conversion means to the load drive circuit. To start operation of the load driving circuit other than the oscillation circuit, and stop the operation of the voltage drop means .
[0012]
In the first aspect of the present invention, the voltage drop means and the voltage value conversion means are configured to be connected in parallel to the voltage input means and the load drive circuit.
[0013]
The invention according to claim 2 is configured such that a diode is provided between a connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means and the voltage drop means.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, a power supply smoothing capacitor is provided between a connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means and the load drive circuit.
[0015]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when power supply to the load drive circuit is started, the voltage drop means drops the voltage and the load drive circuit is supplied with the power supply voltage of the first voltage value to operate the oscillation circuit. By supplying the clock signal to the voltage value conversion means and starting the supply of the second voltage value to the load drive circuit by the voltage value conversion means, the operation of the voltage drop means can be stopped, so that the voltage drop element generates heat. A simple and inexpensive circuit that does not require a structure for preventing heat generation when operating the load driving circuit using a high-voltage power supply that is higher in voltage than the operating voltage of the load driving circuit, and can be of a short period It can be configured.
[0016]
According to the invention of claim 2, since the diode is provided between the voltage drop means and the connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means, and after the voltage value conversion means starts supplying power, The operation of the voltage drop means can be stopped reliably.
[0017]
According to the invention of claim 3, since the power supply smoothing capacitor is provided between the connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means and the load drive circuit, the circuit configuration can be simplified. A simple and inexpensive configuration can be achieved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
The present invention is applied to, for example, a drive control device configured as shown in FIG.
[0020]
[Configuration of drive control device]
As shown in FIG. 1, this drive control device is configured by providing a power input terminal 2, a voltage drop-down circuit 3, a voltage step-down circuit 4, and a load drive circuit 5 on a substrate 1. In this drive control device, the load control circuit 6 is connected to the load drive circuit 5, and the load control circuit 6 is driven by supplying a load drive signal from the load drive circuit 5 to the load control circuit 6. Here, the load control circuit 6 includes, for example, a switching element for supplying current to the brushless motor, but is not limited to this embodiment, and any processing circuit including an oscillation circuit is applicable.
[0021]
The power input terminal 2 is connected to a high voltage power supply that supplies a power supply voltage higher than the operating voltage at which the load driving circuit 5 operates. The power supply input terminal 2 supplies a high power supply voltage from a high voltage system power supply to the voltage drop down circuit 3 and the voltage step down circuit 4 in the subsequent stage.
[0022]
The voltage drop down circuit 3 and the voltage step down circuit 4 are connected in parallel to the power input terminal 2. A high power supply voltage from a high-voltage power supply is applied to a connection point A between the power supply input terminal 2 and the voltage drop-down circuit 3 and the voltage step-down circuit 4.
[0023]
In this example, the high voltage power supply of the high voltage system power supply is 24 [V], the operating voltage of the load drive circuit 5 is 15 [V], and the voltage at the connection point A is 24 [V]. A high power supply voltage of 24 [V] is supplied to the voltage drop-down circuit 3 and the voltage step-down circuit 4.
[0024]
The voltage drop down circuit 3 and the voltage step down circuit 4 are connected in parallel to the load drive circuit 5. A diode 7 is disposed between the connection point B of the voltage drop down circuit 3 and the voltage step down circuit 4 on the load driving circuit 5 side and the voltage drop down circuit 3. The diode 7 is provided to prevent current from flowing from the connection point B toward the voltage drop-down circuit 3.
[0025]
The voltage drop-down circuit 3 has a configuration for performing a drop-down operation, which is an operation for dropping the high power supply voltage supplied from the high-voltage power supply via the power input terminal 2 and the connection point A in an analog manner. . The voltage drop-down circuit 3 performs a drop-down operation so that the power supply voltage value at the point C on the voltage output side is equal to or higher than the minimum voltage value at which the oscillation circuit of the load drive circuit 5 starts to operate. The voltage value is lower than the operating voltage of the circuit 5. The voltage value output from the voltage drop-down circuit 3 is referred to as “operation start voltage value”.
[0026]
In this example, the voltage drop-down circuit 3 drops the high power supply voltage of 24 [V] to a power supply voltage of 11 [V] that is equal to or lower than the rated voltage value of the load driving circuit 5. A configuration example of the voltage drop-down circuit 3 will be described later.
[0027]
The voltage step-down circuit 4 is supplied with a high-voltage power supply via the power input terminal 2 and the connection point A, and is also supplied with a clock signal from the load driving circuit 5. The voltage step-down circuit 4 has a configuration that performs a step-down operation, which is an operation of switching a high power supply voltage to digitally drop it using a clock signal. The voltage step-down circuit 4 performs a step-down operation to set the power supply voltage value at the point D on the voltage output side to the operating voltage value at which the load driving circuit 5 operates.
[0028]
In this example, the voltage step-down circuit 4 steps down the high power supply voltage of 24 [V] to the power supply voltage of 15 [V] which is the rated voltage value of the load driving circuit 5. A configuration example of the voltage step-down circuit 4 will be described later.
[0029]
The load driving circuit 5 includes an oscillation circuit therein, and has a configuration for performing processing for driving the load control circuit 6 using a clock signal from the oscillation circuit. The load drive circuit 5 includes a signal output terminal that outputs a clock signal used in internal processing to the voltage step-down circuit 4, and is connected to the voltage step-down circuit 4.
[0030]
"Operation of drive control device"
In the drive control apparatus configured as described above, when driving the load drive circuit 5, high voltage system power is supplied from the power input terminal 2 to the voltage drop down circuit 3 and the voltage step down circuit 4. In this state, no voltage is applied to the load driving circuit 5 and the load driving circuit 5 is not operating. Therefore, the clock signal is not supplied from the load driving circuit 5 to the voltage step-down circuit 4, and the voltage step-down circuit 4 is in an inoperable state.
[0031]
In this state, the voltage drop-down circuit 3 drops down the high-voltage power supply and supplies the power supply voltage of the operation start voltage value to the load driving circuit 5 via the diode 7 and the connection point B. Then, in the load driving circuit 5, the internal oscillation circuit starts operating and supplies a clock signal to the voltage step-down circuit 4.
[0032]
When the clock signal is supplied to the voltage step-down circuit 4, the voltage step-down circuit 4 switches the high-voltage power supply using the clock signal to obtain the operating voltage value of the load driving circuit 5 via the connection point B. Then, power is supplied to the load driving circuit 5.
[0033]
When power supply is started by the voltage step-down circuit 4, the high power supply voltage supplied from the power input terminal 2 is supplied only to the voltage step-down circuit 4, and the operation of the voltage drop-down circuit 3 is stopped.
[0034]
“Configuration example of voltage drop-down circuit 3”
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the voltage drop-down circuit 3.
[0035]
The voltage drop-down circuit 3 includes a high power supply voltage supply terminal 11 that corresponds to the power input terminal 2 described above and is connected to a high voltage system power supply and supplied with a high power supply voltage. The high power supply voltage supply terminal 11 is connected to a high voltage system power supply (not shown) to supply a high power supply voltage. When the high power supply voltage VACC is supplied to the high power supply voltage supply terminal 11, a current is supplied to the transistor TR1. The transistor TR1 is emitter-follower-connected, a Zener diode ZD1 is connected to the gate terminal, and a diode D2 corresponding to the diode 7 is connected to the emitter terminal side.
[0036]
By being configured in such a connection relationship, the voltage drop-down circuit 3 uses the transistor TR1 as a voltage drop element, amplifies the current by the transistor TR1, and drops the high power supply voltage VACC to drop the power supply terminal. The operation start voltage value is supplied from 12 to the load drive circuit 5. In addition, a Zener diode ZD2 for removing surge noise is disposed between the diode D2 and the power supply terminal 12.
[0037]
In FIG. 2, a discharge resistor R1, a high-frequency surge absorbing capacitor C1, and a power supply smoothing capacitor C2 connected in parallel to the diode D2 are provided.
[0038]
Further, in FIG. 2, a noise prevention capacitor C3, a capacitor C4, and a capacitor C5 are connected in parallel to the power supply terminal 13 supplied to the load control circuit 6, and a backflow prevention diode D1 is provided at the collector terminal of the transistor TR1. A resistor R2 for limiting the current flowing through the transistor TR1 is provided. The resistor R2 functions only when the power supply to the load driving circuit 5 is started.
[0039]
Further, a capacitor C6 for countermeasures against radio interference and a capacitor C7 for absorbing high-frequency surge are connected in parallel to the other end of the resistor R2.
[0040]
“Configuration example of voltage step-down circuit 4”
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the voltage step-down circuit 4.
[0041]
The voltage step-down circuit 4 includes a clock signal input terminal 21 to which a clock signal from the load driving circuit 5 is supplied. A clock signal having a pulse waveform is input to the clock signal input terminal 21 and the wave height is lowered by a resistor R11. To the transistor array 22.
[0042]
A 4V power supply terminal 23 is connected to the transistor array 22, and the transistors TR11 and TR12 perform a switching operation in response to the input of a clock signal to supply a pulse signal having a wave height of 4V to the resistor R12.
[0043]
A capacitor C11 is connected in parallel to the resistor R12. Thus, the resistor R12 and the capacitor C11 constitute an integrating circuit, and a 4V pulse signal is supplied as a CR differential waveform to the positive terminal of the comparator 24.
[0044]
A resistor R13, a resistor R14, and a capacitor C12 are connected in parallel to the negative terminal of the comparator 24. The resistor R13 is connected to a 15V power supply terminal 26 to which the operating voltage from the operating voltage supply terminal 25 connected to the connection point B is fed back and supplied. As a result, a CR differential waveform having a wave height divided by the resistors R13 and R14 is supplied to the negative terminal of the comparator 24.
[0045]
The comparator 24 is connected to a 15V power supply terminal 27 to which an operating voltage fed back from the operating voltage supply terminal 25 is supplied as a driving voltage, and a capacitor C13.
[0046]
The comparison output terminal of the comparator 24 is connected to the pull-up resistor R15 connected to the 15V power supply terminal 28 and to the transistor TR11. The collector terminal of the transistor TR11 is connected to the gate terminal of the transistor TR12, and the transistor TR11 switches according to the comparison output of the comparator 24 to switch the subsequent transistor TR12. As a result, the voltage step-down circuit 4 causes the transistors TR11 and TR12 to function as output buffers.
[0047]
Transistor TR12 has a collector terminal connected to high power supply voltage input terminal 28 corresponding to power supply input terminal 2 described above, and is supplied with high power supply voltage VACC. The transistor TR12 is opened when the gate terminal is in a negative state, supplies the high power supply voltage VACC to the emitter side, and receives the high power supply voltage VACC from the operating voltage supply terminal 25 via the current stabilization inductor L. The switched pulse waveform is output.
[0048]
As a result, the voltage step-down circuit 4 operates to step down to the operating voltage of the load drive circuit 5 by switching the high power supply voltage VACC.
[0049]
[Effect of the embodiment]
As described above in detail, according to the drive control device, when the drive of the load drive circuit 5 is started, the voltage drop-down circuit 3 starts the operation above the minimum voltage value at which the oscillation circuit in the load drive circuit 5 operates. By supplying the voltage value to the load drive circuit 5, the clock signal is supplied to the voltage step-down circuit 4, and the operation of the load drive circuit 5 is started from the voltage step-down circuit 4 and the operation of the voltage drop-down circuit 3 is started. Can be stopped, and the period during which the voltage drop-down circuit 3 operates can be shortened.
[0050]
Therefore, according to this drive control device, it is possible to shorten the heat generation period due to the voltage drop of the voltage drop element, in this example, the transistor TR1, in the voltage drop down circuit 3, and the voltage drop down circuit 3 The amount of heat generated can be suppressed.
[0051]
Therefore, according to this drive control device, even when driving the load drive circuit 5 using the high power supply voltage VACC, there is no need to provide a structure for absorbing heat generation, and a simple and inexpensive circuit configuration can be obtained. can do.
[0052]
Further, according to this drive control device, the voltage step-down circuit 4 that switches the high power supply voltage VACC by the clock obtained by dividing the clock signal from the load drive circuit 5 is provided, and therefore the factor that generates the harmonic frequency component Can be used only for the frequency component used in the load drive circuit 5, and compared with the case where an oscillation circuit is provided in the voltage step-down circuit 4, a countermeasure against radiation noise can be facilitated.
[0053]
Furthermore, according to this drive control device, since the voltage step-down circuit 4 performs the step-down operation, it is not necessary to provide an oscillation circuit outside the load drive circuit 5, and a simple and inexpensive circuit configuration can be achieved. At the same time, reliability can be improved.
[0054]
Furthermore, according to this drive control device, since the diode 7 is provided between the connection point B between the voltage drop-down circuit 3 and the voltage step-down circuit 4 and the voltage drop-down circuit 3, the voltage step-down circuit is provided. The operation of the voltage drop-down circuit 3 can be reliably stopped after the circuit 4 starts supplying power.
[0055]
Furthermore, according to this drive control device, as shown in FIGS. 2 and 3, the power supply smoothing capacitor provided between the voltage drop-down circuit 3 and the voltage step-down circuit 4 and the load drive circuit 5 is connected to the connection point B. And the load drive circuit 5 can be shared by the power supply smoothing capacitor C2, and the circuit configuration can be simplified and can be configured at low cost.
[0056]
The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a drive control apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage drop-down circuit.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage step-down circuit.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a conventional power supply device that drops an analog voltage.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a conventional power supply device that drops a voltage in a digital manner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2 Power supply input terminal 3 Voltage drop down circuit 4 Voltage step down circuit 5 Load drive circuit 6 Load control circuit 7 Diode 11 High power supply voltage supply terminal 12 Power supply terminal 13 Power supply terminal 21 Clock signal input terminal 22 Transistor array 23 4V power supply Terminal 24 Comparator 25 Operating voltage supply terminal 26 15V power supply terminal 27 15V power supply terminal 28 High power supply voltage input terminal

Claims

In a power supply device that includes an oscillation circuit inside and supplies an operating voltage for operating a load driving circuit that supplies a driving signal to a switching element for supplying a current to a motor ,
Voltage input means for inputting a power supply voltage from a power supply circuit that supplies power at a voltage value higher than the operating voltage of the load driving circuit;
A voltage drop element for dropping the power supply voltage input by the voltage input means, and a value of the power supply voltage input by the voltage input means by the voltage drop element is equal to or greater than a minimum voltage value at which the oscillation circuit starts operating; Voltage drop means for dropping the voltage to a first voltage value that is lower than the operating voltage of the load drive circuit and supplying the voltage to the load drive circuit;
A signal input unit for inputting a clock signal generated by the oscillation circuit is provided. Based on the clock signal input by the signal input unit, a power supply voltage input by the voltage input unit is supplied to the load drive circuit by the voltage drop unit. Voltage value conversion means for supplying to the load driving circuit a second voltage value higher than the first voltage value supplied to the power supply circuit and operating at a voltage other than the oscillation circuit ,
The voltage drop means and the voltage value conversion means are connected in parallel to the voltage input means and the load drive circuit ,
Supplying a voltage having a first voltage value to the load drive circuit by the voltage drop means, and starting the oscillation circuit of the load drive circuit;
A clock signal is output from the oscillation circuit to the voltage value conversion means, and the voltage value conversion means supplies the voltage of the second voltage value to the load drive circuit, and the oscillation circuit of the load drive circuit The power supply device is characterized in that the operation of the voltage drop means is stopped while the operation of other than the above is started .

2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein a diode is provided between a connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means and the voltage drop means.

2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein a power supply smoothing capacitor is provided between a connection point between the voltage drop means and the voltage value conversion means and the load drive circuit.