(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、前記所定時間を前記第2の周期の時間で除して余りが生ずる場合に、前記第1の周期の開始時後の最初の前記クロック信号が、前記余りに対応する時間分、前記第1の周期の開始時から遅延するように、前記クロック信号出力部を制御する、
請求項2に記載の出力信号状態変更装置。
前記複数の第1の周期の各々で、複数の前記比較器の各々から出力される前記一致信号の中から、各第1の周期に対応する前記比較器から出力される前記一致信号のみが通過する通過回路を備え、
前記変更部は、前記通過回路から前記一致信号が通過した時に、前記出力信号の状態を他方の状態に変更する、
請求項5に記載の出力信号状態変更装置。
複数の前記カウンタの各々は、自身に対応する第1の周期の開始時にカウント値をリセットし、次の自身に対応する第1の周期の開始時まで前記クロック信号をカウントし、
前記第2のカウント値は、前記第1の周期における前記第1のカウント値の最大値以下の値である、
請求項5に記載の出力信号状態変更装置。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1には、出力信号状態変更装置の1例であるパルス生成装置のブロック図が示されている。
図2には、詳細には後述するパルス生成装置の各素子からの信号のタイミングを示すタイミングチャートが示されている。
【0019】
図1に示すように、パルス生成装置は、原クロック信号のスイッチング周期T
SW(
図2(A)も参照)で周期信号(周期パルス)を出力する周期パルス生成部12を備えている。なお、スイッチング周期T
SWは、第1の周期の1例であり、周期パルス生成部12は、周期信号出力部の1例である。
【0020】
パルス生成装置は、第1の周期T
SWより短い第2の周期Ta(
図2(C)も参照)でクロック信号を出力すると共に、クロック信号を出力するタイミングを変更することができるクロック信号出力部の1例であるクロック生成部18を備えている。なお、クロック生成部18は、クロック信号出力部の1例である。
クロック生成部18は、スイッチング周期T
SWの開始時から原クロック信号を順に一定期間遅延させた複数のタイミングの各々で信号を出力する複数の遅延素子18N1、18N2、18N3・・・と、原クロック信号と、複数の遅延素子18N1、18N2、18N3・・・の各々から出力された信号との中から信号を選択し、選択した信号の出力されたタイミングから、第2の周期Taでクロック信号を出力する選択出力器18Mとを備えている。
【0021】
パルス生成装置は、クロック信号をカウントするカウンタ20と、カウンタ20からのカウント値(第1のカウント値)と、後述するパルス数指令値により定まるカウント値(第2のカウント値)とを比較し、両者が一致した時に、立ち下げ指示信号を出力する比較器22と、を備えている。
【0022】
パルス生成装置は、スイッチング周期T
SWよりも短い所望のパルス幅(
図2(G)も参照)を指示する時間指示信号の1例であるパルス幅指令値k(デジタル値)が入力される演算部14を備えている。
なお、所望のパルス幅は、所定時間の1例であり、パルス幅指令値kは、時間指示信号の1例である。
演算部14は、パルス幅指令値kが入力されると、パルス幅指令値kに基づいて、所望のパルス幅を第2の周期Ta(
図2(C)も参照)で除し、商と余りとを求める。演算部14は、商に対応するカウント値(第2のカウント値)を比較器22に出力する。
【0023】
パルス生成装置は、演算部14からの余りのデータが入力され、クロック生成部18、特に選択出力器18Mを制御する位相調整制御部16を備えている。
【0024】
パルス生成装置は、周期パルス生成部12からの周期パルスと比較器22からの立ち下げ指示信号とが入力され、生成パルスを出力して、図示しないモータを制御する変更部の1例である合成回路24を備えている。なお、合成回路24は、変更部の1例である。
【0025】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
図2(A)〜
図2(G)にはそれぞれ、原クロック信号、周期パルス生成部12から周期パルス、クロック生成部18からのクロック信号、位相量指令値が定める時間φ、カウンタ20からのカウント値の信号、比較器22からの立ち下げ指示信号、合成回路24からの生成パルスのタイミングを示すタイミングチャートが示されている。
【0026】
図1に示す演算部14は、所望のパルス幅(
図2(G)も参照)を指示するパルス幅指令値kが入力されると、パルス幅指令値kに基づいて、所望のパルス幅を第2の周期Ta(
図2(C)も参照)で除し、商と余りとを求める。演算部14は、商に対応するカウント値(第2のカウント値)を比較器22に出力し、余りのデータを位相調整制御部16に出力する。位相調整制御部16は、クロック信号の第1のカウント値が、スイッチング周期T
SWの開始時から所望のパルス幅が経過した時に、所望のパルス幅に基づく商に対応するカウント値(第2のカウント値)となるように、クロック信号が出力されるタイミングが変更されるようにクロック生成部18を制御する。即ち、位相調整制御部16は、余りに対応する時間だけクロック信号を遅延させる指示を表す位相量指令値をクロック生成部18の選択出力器18Mに出力する。
【0027】
なお、パルス幅指令値kに基づいて、所望のパルス幅を第2の周期Taで除し、商と余りとを求める演算には時間がかかる。そこで、被除数である第2の周期Taの位相分解能を2のべき乗に予め決めておき、ビットシフト演算で当該演算に対応するようにしてもよい。
【0028】
ここで、時間分解能をΔ、スイッチング周期T
SW分の時間分解能の個数をM、スイッチング周期T
SW分の第2の周期Taの個数をNとすると、T
SW分=Δ・M=Ta・Nである。
【0029】
位相量指令値が入力された選択出力器18Mは、位相量指令値が定める時間φ(
図2(D参照)分、スイッチング周期の開始時から経過する時に出力される信号として、原クロック信号と、複数の遅延素子18N1、18N2、18N3・・・の各々から出力された信号との中から選択し、
図2(C)に示すように、選択した信号の選択出力器18Mに出力されたタイミングから、第2の周期Taでクロック信号を、カウンタ20に出力する。
【0030】
カウンタ20は、クロック生成部18からのクロック信号をカウントして、
図2(E)に示すように、カウント値を比較器22に出力する。
【0031】
なお、カウンタ20には、スイッチング周期T
SW毎に、スイッチング周期T
SWを、クロック信号の第2の周期Taで除して得た商の数だけクロック信号が入力される。例えば、スイッチング周期T
SWが1秒で、クロック信号の第2の周期Taが10msだとすると、スイッチング周期T
SWの間に100個のクロック信号がカウンタ20に出力される。そこで、カウンタ20は、100個までカウントすると、カウント値を0にリセットする。なお、パルス数指令値は、0〜100の何れかである。
【0032】
周期パルス生成部12は、原クロック信号のスイッチング周期T
SW(
図2(A)も参照)で周期パルスを、合成回路24に出力する。合成回路24は、
図2(G)に示すように、スイッチング周期T
SWで周期パルスが入力されるタイミングで、図示しないモータを制御するための生成パルスを、立ち下げの状態から立ち上げの状態に変化させる。
【0033】
演算部14は、所望のパルス幅を第2の周期Ta(
図2(C)も参照)で除して得た商に対応するカウント値(第2のカウント値)であるパルス数指令値を比較器22に出力する。
【0034】
比較器22には、上記のようにカウンタ20から、所望のパルス幅を第2の周期Ta(
図2(C)も参照)で除して得た余りの時間だけ遅延したタイミングから、第2の周期Taで出力されたクロック信号のカウント値が出力される。
【0035】
比較器22は、カウンタ20からのカウント値と、パルス数指令値とを比較する。パルス数指令値が4であるとする。カウンタ20からのカウント値が、1、2、3となった後、4となった時は、スイッチング周期T
SWの開始時から所望のパルス幅の時間が経過した時である。そこで、比較器22は、
図2(F)に示すように、カウンタ20からのカウント値(4)と、パルス数指令値(4)とが一致した時、立ち下げ指示を合成回路24に出力する。
【0036】
合成回路24は、比較器22から立ち下げ指示信号が入力されると、立ち上げられた状態の生成パルスを立ち下げの状態に変化させる。
【0037】
図3には、クロック生成部18からのクロック信号の周期が、スイッチング周期の1/4であり且つ3Δであり、パルス幅指令値kで、異なる複数の所望のパルス幅が指示された場合の、生成パルスの状態の変化を示すタイミングチャートが示されている。
【0038】
図3(A)は、上から順に、所望のパルス幅がΔ、4Δ、7Δ、10Δの場合の生成パルスの状態の変化を示すタイミングチャートが示されている。
【0039】
上記のようにクロック信号の周期は、スイッチング周期の1/4であり且つ3Δであるので、所望のパルス幅がΔ、4Δ、7Δ、10Δの場合には、(位相量指令値、パルス数指令値)は、(Δ、0)、(Δ、1)、(Δ、2)、(Δ、3)である。よって、
図3(A)で上から順に示すように、スイッチング周期の開始時からΔだけ経過してクロック信号が立ち下がった時、クロック信号のカウントが1の時、クロック信号のカウントが2の時、クロック信号のカウントが3の時に、生成パルスは立ち下がる。
【0040】
図3(B)は、上から順に、所望のパルス幅が2Δ、5Δ、8Δ、11Δの場合の生成パルスの状態の変化を示すタイミングチャートが示されている。
【0041】
上記のようにクロック信号の周期は、スイッチング周期の1/4であり且つ3Δであるので、所望のパルス幅が2Δ、5Δ、8Δ、11Δの場合には、(位相量指令値、パルス数指令値)は、(2Δ、0)、(2Δ、1)、(2Δ、2)、(2Δ、3)である。よって、
図3(B)で上から順に示すように、スイッチング周期の開始時から2Δだけ経過してクロック信号が立ち下がった時、クロック信号のカウントが1の時、クロック信号のカウントが2の時、クロック信号のカウントが3の時に、生成パルスは立ち下がる。
【0042】
図3(C)は、上から順に、所望のパルス幅が3Δ、6Δ、9Δ、12Δの場合の生成パルスの状態の変化を示すタイミングチャートが示されている。
【0043】
上記のようにクロック信号の周期は、スイッチング周期の1/4であり且つ3Δであるので、所望のパルス幅が3Δ、6Δ、9Δ、12Δの場合には、(位相量指令値、パルス数指令値)は、(0、0)、(0、1)、(0、2)、(0、3)である。よって、
図3(B)で上から順に示すように、スイッチング周期の開始時から3Δだけ経過してクロック信号が立ち下がった時、クロック信号のカウントが1の時、クロック信号のカウントが2の時、クロック信号のカウントが3の時に、生成パルスは立ち下がる。
【0044】
次に、本実施の形態の効果を説明する。
以上説明したように本実施の形態では、位相同期回路ではなく、スイッチング周期T
SWより短い第2の周期Taでクロック信号を出力すると共に、クロック信号を出力するタイミングを変更することができるクロック生成部18を備えている。所望のパルス幅を指示するパルス幅指令値kに基づいて、クロック信号のカウント値が、スイッチング周期T
SWの開始時から所望のパルス幅の時間が経過した時に、所望のパルス幅の時間に基づくカウント値となるように、クロック信号が出力されるタイミングが変更されるようにクロック生成部18を制御する。そして、クロック信号のカウント値が所望のパルス幅の時間に基づくカウント値となった時に、立ち上がりの状態の生成パルスを立ち下りの状態に変更する。よって、所望のパルス幅の時に、生成パルスを精度よく立ち下りの状態にすることができる。従って、安定しデューティ比の生成パルスを生成することができる。よって、緻密で複雑にモータを制御することが可能になる。
【0045】
また、本実施の形態では、スイッチング周期内において所望のパルス幅の生成パルスを生成することができるため、高い時間分解能で、モータを制御するための生成パルスを生成することができる。よって、モータの制御の方式を広げることができる。
【0046】
更に、位相同期回路等を用いていないので、パルス生成装置を小型化することができる。
【0047】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態の構成は、第1の実施の形態の構成と同様な部分であるので、同様な部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【0048】
図4には、第2の実施の形態のパルス生成装置のブロック図が示されている。
図5には、詳細には後述するパルス生成装置の各素子からの信号のタイミングを示すタイミングチャートが示されている。
【0049】
図4に示すように、本実施の形態のパルス生成装置は、第1クロック生成部18A及び第2クロック生成部18B、第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20B、第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bを備えている。なお、第1クロック生成部18A及び第2クロック生成部18Bは第1の実施の形態のクロック生成部18と、第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは第1の実施の形態のカウンタ20と、第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bは、第1の実施の形態の比較器22と同様であるので、これらの説明を省略する。
【0050】
本実施の形態のパルス生成装置は、周期パルス生成部12と合成回路24との間に、同期パルスカウンタ42を備えている。同期パルスカウンタ42は、周期パルス生成部12からの周期パルスを合成回路24に出力する。
【0051】
本実施の形態では、複数のスイッチング周期について、第1のスイッチング周期N1(N11、N12・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21、N22・・・)とが交互に定められている(
図5(A)も参照)。
【0052】
同期パルスカウンタ42からは、周期パルスを0、1、0、1・・・とカウントし、第1のスイッチング周期N1に対応することを示す立ち上がり状態、第2のスイッチング周期N2に対応することを示す立下り状態に、状態を変化させたカウント値の信号が出力される(
図5(B)も参照)。
【0053】
本実施の形態のパルス生成装置は、同期パルスカウンタ42からのカウント値の信号と第1クロック比較器22Aからの信号とが入力されるAND回路44、同期パルスカウンタ42からのカウント値の信号が入力されるNOT回路46、NOT回路46の出力と第2クロック比較器22Bの出力とが入力されるAND回路50、AND回路44及びAND回路50の出力が入力されるOR回路52を備える。OR回路52の信号は、合成回路24に出力される。なお、AND回路44、NOT回路46、AND回路50、OR回路52は、本発明の通過回路の1例である。
【0054】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の作用は第1の実施の形態の作用と同様の部分があるので、異なる部分のみを説明する。
【0055】
図5(A)〜
図5(I)のそれぞれは、周期パルス生成部12からの周期パルス、同期パルスカウンタ42からの同期パルスカウント値、パルス幅指令値k、演算部14の位相シフトシーケンス、位相調整制御部16からの第1クロック位相量指令値、位相調整制御部16からの第2クロック位相量指令値、第1クロック比較器22Aからの第1立ち下げ指示信号、第2クロック比較器22Bからの第2立ち下げ指示信号、合成回路24からの生成パルスのタイミングチャートが示されている。
【0056】
演算部14は、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)用のパルス幅指令値k1(k11、k12、k13・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)用のパルス幅指令値k2(k21、k22、k23・・・)とが交互に入力される。なお、パルス幅指令値k1は各スイッチング周期で互いに異なるパルス幅が指示され、パルス幅指令値k2は各スイッチング周期で互いに異なるパルス幅が指示される。パルス幅指令値k1及びパルス幅指令値k2も互いに異なるパルス幅が指示される。
【0057】
図5(C)に示すように、最も左側に位置する第2のスイッチング周期N21に、パルス幅指令値k21が演算部14に出力される。
【0058】
パルス幅指令値k21が出力された演算部14は、次のスイッチング周期N11の開始時t1〜t2の間に、パルス幅指令値k21から、パルス数指令値と位相量指令値とを求めて、パルス数指令値を第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bに出力し、位相量指令値を位相調整制御部16に出力する。
【0059】
位相量指令値が出力された位相調整制御部16は、
図5(F)に示すように、スイッチング周期N11において、第2クロック位相量指令値を第2クロック生成部18Bに出力する。
【0060】
第2クロック位相量指令値が出力された第2クロック生成部18Bは、スイッチング周期N11の時刻t2〜時刻t3の間で、第2クロック生成部18Bのクロック信号を出力するタイミングを遅延させる。第2クロック生成部18Bは、時刻t3から、位相量指令値によって定まる時間分遅延させたタイミングから、第2の周期Taで、第2クロック信号を出力する。
【0061】
第2クロックカウンタ20Bは、第2クロック信号をカウントするが、第1のスイッチング周期N11の終了時にカウント値は、100となり、リセットされる。第2クロックカウンタ20Bは、第2のスイッチング周期N22の開始時から、第2クロック信号を、0からカウントし始める。
【0062】
上記のように第2クロック比較器22Bには、演算部14によってパルス幅指令値k21で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値が入力されている。よって、第2クロック比較器22Bは、
図5(H)に示すように、次の第2のスイッチング周期N22の開始時からのカウント値が、パルス幅指令値k21で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値に一致した時、立ち下げ指示信号を、AND回路50に出力する。
【0063】
第2のスイッチング周期N22では、
図5(B)に示すように、同期パルスカウンタ42からのカウント値の信号は立ち下げ状態であるが、NOT回路46を介して立ち上げ状態となって、AND回路50に入力される。よって、AND回路50からは、
図5(H)に示すように、立ち下げ指示信号が、OR回路52を介して合成回路24に出力される。これにより、第2のスイッチング周期N22の開始時に立ち上げられた状態の生成パルスが、
図5(I)に示すように、所望のパルス幅のタイミングで、立ち下がる。
【0064】
また、
図5(C)に示すように、第2のスイッチング周期N21の次のスイッチング周期N11に、パルス幅指令値k11が演算部14に出力される。
【0065】
パルス幅指令値k11が出力された演算部14は、次のスイッチング周期N22の開始時t4〜t5の間に、パルス幅指令値k11から、パルス数指令値と位相量指令値とを求めて、パルス数指令値を第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bに出力し、位相量指令値を位相調整制御部16に出力する。
【0066】
位相量指令値が出力された位相調整制御部16は、
図5(E)に示すように、スイッチング周期N22において、第1クロック位相量指令値を第1クロック生成部18Aに出力する。
【0067】
第1クロック位相量指令値が出力された第1クロック生成部18Aは、スイッチング周期N22の時刻t5〜時刻t6の間で、第1クロック生成部18Aのクロック信号を出力するタイミングを遅延させる。第1クロック生成部18Aは、時刻t6から、位相量指令値によって定まる時間分遅延させたタイミングから、第2の周期Taで、第2クロック信号を出力する。
【0068】
第1クロックカウンタ20Aは、第1クロック信号をカウントするが、第2のスイッチング周期N22の終了時にカウント値は、100となってリセットされる。第1クロックカウンタ20Aは、第2のスイッチング周期N22の次の第1のスイッチング周期N12の開始時から、カウント値を、0からカウントし始める。
【0069】
上記のように第1クロック比較器22Aには、演算部14によってパルス幅指令値k11で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値が入力されている。よって、第1クロック比較器22Aは、
図5(G)に示すように、第1のスイッチング周期N12の開始時からのカウント値が、パルス幅指令値k11で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値に一致した時、立ち下げ指示信号を、AND回路44に出力する。
【0070】
第1のスイッチング周期N12では、同期パルスカウンタ42からのカウント値の立ち上がった状態の信号がAND回路44に入力される。よって、AND回路44からは、
図5(G)に示すように、立ち下げ指示信号が、OR回路52を介して合成回路24に出力される。これにより、
図5(I)に示すように、第1のスイッチング周期N12の開始時に立ち上げられた状態の生成パルスが、所望のパルス幅のタイミングで、立ち下がる。
【0071】
ところで、例えば、第2のスイッチング周期N22の開始時からのカウント値が、パルス幅指令値k21で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値に一致した時、立ち下げ指示信号が、第2クロック比較器22BからAND回路50及びOR回路52を介して合成回路24に出力される。この後も、第2クロック生成部18Bは、第2の周期Taで、第2クロック信号を出力し続ける。よって、第1のスイッチング周期N12において第2クロック比較器22Bから、第1のスイッチング周期N12の開始時からのカウント値が、パルス幅指令値k11で指示された所望のパルス幅に基づくカウント値に一致した時、立ち下げ指示信号が、AND回路44に出力される。この時、第1のスイッチング周期N12では、同期パルスカウンタ42からのカウント値の信号は立ち上げられた状態となっているため、当該信号は、NOT回路46により立ち下げられた状態となって、AND回路44に入力される。
【0072】
よって、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)では、第2クロック比較器22Bからの立ち下げ指示信号は合成回路24に到達しない。以上と同様に、第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)では、第1クロック比較器22Bからの立ち下げ指示信号は合成回路24に到達しない。
【0073】
以上より本実施の形態では、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)用のパルス幅指令値k1(k11、k12、k13・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)用のパルス幅指令値k2(k21、k22、k23・・・)とが各スイッチング周期において入力されても、これらが競合して、制御不能となることを防止することができる。よって、スイッチング周期毎に異なる所望のパルス幅を指示するパルス幅指令値に対応して緻密に生成パルスを生成することができる。
【0074】
なお、第2の実施の形態でも、第1の実施の形態の効果を奏することができる。
【0075】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。第3の実施の形態の構成は、第2の実施の形態の構成と同様な部分であるので、同様な部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【0076】
図6には、第3の実施の形態のパルス生成装置のブロック図が示されている。
図7には、詳細には後述するパルス生成装置の各素子からの信号のタイミングを示すタイミングチャートが示されている。
【0077】
図6に示すように、本実施の形態のパルス生成装置は、第2の実施の形態のパルス生成装置における同期パルスカウンタ42、AND回路44、AND回路50、NOT回路46、OR回路52が省略されている。
【0078】
第2の実施の形態における第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは、第1の実施の形態で説明したように、100個までカウントすると、カウント値を0にリセットする。
これに対し、本実施の形態の第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは、200個までカウントすると、カウント値を0にリセットする。第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは互いに、1スイッチング周期ずれて0からカウントし始めるように設定されている。なお、パルス数指令値は、0〜100の何れかである点は、第2の実施の形態と同じである。
【0079】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の作用は第1の実施の形態の作用と同様の部分があるので、異なる部分のみを説明する。
【0080】
図7(A)、
図7(C)〜
図7(I)は、
図5(A)、
図5(C)〜
図5(I)と同様であるので、その説明を省略する。
【0081】
図7(P)は、第1クロックカウンタ20Aのカウント値を、
図7(Q)は、第2クロックカウンタ20Bのカウント値を示すタイミングチャートである。
【0082】
図7(P)に示すように、第1クロックカウンタ20Aは、第1のスイッチング周期N11の開始時から、クロック信号を、0からカウントし、第1のスイッチング周期N11が終了した時点で100までカウントする。本実施の形態では、その後の第2のスイッチング周期N22に移行してもクロック信号をカウントし続け、第2のスイッチング周期N22が終了するとカウント値が200に到達してリセットされ、第2のスイッチング周期N22の次の第1のスイッチング周期N12の開始時から、クロック信号を、0からカウントし始める。
【0083】
図7(Q)に示すように、第2クロックカウンタ20Bは、第2のスイッチング周期N22の開始時から、クロック信号を、0からカウントし、第2のスイッチング周期N22が終了した時点で100までカウントする。その後も第1のスイッチング周期N12に移行してもクロック信号をカウントし続け、第1のスイッチング周期N12が終了するとカウント値が200に到達してリセットされ、第1のスイッチング周期N12の次の第2のスイッチング周期の開始時から、クロック信号を、0からカウントし始める。
【0084】
第2の実施の形態と同様に演算部14からは、第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bに同じ値のパルス数指令値が指定される。
【0085】
しかし、例えば、第2のスイッチング周期N22において第2クロックカウンタ20Bのカウント値がパルス数指令値C2に一致する場合でも、第2のスイッチング周期N22においては第1クロックカウンタ20Aのカウント値は101以上の値となっている。上記のように、パルス数指令値は、0〜100の何れかである。
【0086】
よって、第2のスイッチング周期N22において第2クロックカウンタ20Bのカウント値がパルス数指令値C2に一致する場合でも、同じ第2のスイッチング周期N22においては第1クロックカウンタ20Aのカウント値は、101以上の値となるので、パルス数指令値C2に一致することはない。
【0087】
よって、第3の実施の形態でも第2の実施の形態と同様に、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)用のパルス幅指令値k1(k11、k12、k13・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)用のパルス幅指令値k2(k21、k22、k23・・・)とが交互に入力されても、これらが競合して、制御不能となることを防止することができる。よって、スイッチング周期毎に異なる所望のパルス幅を指示するパルス幅指令値に対応して緻密に生成パルスを生成することができる。
【0088】
なお、第3の実施の形態でも、第1の実施の形態の効果を奏することができる。
【0089】
[変形例]
(第1の変形例)
次に、本発明の第1の変形例を説明する。本変形例の構成は、第3の実施の形態の構成とほぼ同様であり、同様な部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【0090】
図8には、本変形例のパルス生成装置のブロック図が示されている。
図9には、本変形例のパルス生成装置の各素子からの信号のタイミングを示すタイミングチャートが示されている。
【0091】
図8に示すように、本変形例は、演算部14から、第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bにそれぞれのパルス数指令値が指令される点で、第3の実施の形態で演算部14から第1クロック比較器22A及び第2クロック比較器22Bに同じパルス数指令値が指令される点で相違する。
【0092】
次に、本変形例の作用を説明する。本変形例の作用は第3の実施の形態の作用と同様の部分があるので、異なる部分のみを説明する。
【0094】
図9(V)は、演算部14が第1クロック比較器22Aに指令するパルス数指令値を、
図9(W)は、演算部14が第2クロック比較器22Bに指令するパルス数指令値を示すタイミングチャートである。
【0095】
例えば、第1のスイッチング周期N11で第1クロックカウンタ20Aのカウント値が、演算部14から第1クロック比較器22Aに指令するパルス数指令値C1Aと一致し(
図9(P)参照)、第1クロック比較器22Aから第1立ち下り指示信号が合成回路24に出力される(
図9(G)参照)。この場合、第2クロックカウンタ20Bのカウント値は、
図9(Q)に示すように、101以上の値であるため、0〜100の何れかで指定された第2パルス数指令値C2Bと一致することはないため、第2クロック比較器22Bから同じ第1のスイッチング周期N11で立ち下り指示信号が出力されることはない。
【0096】
よって、本変形例でも第2の実施の形態及び第3の実施の形態と同様に、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)用のパルス幅指令値k1(k11、k12、k13・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)用のパルス幅指令値k2(k21、k22、k23・・・)とが交互に入力されても、これらが競合して、制御不能となることを防止することができる。よって、スイッチング周期毎に異なる所望のパルス幅を指示するパルス幅指令値に対応して緻密に生成パルスを生成することができる。
【0097】
なお、本変形例でも、第1の実施の形態の効果を奏することができる。
【0098】
(第2の変形例)
クロック生成部(18、18A、18B)では、位相量指令値が入力された選択出力器18Mが、位相量指令値が定める時間φ(
図2(D参照)分、スイッチング周期の開始時から経過する時に出力される信号として、原クロック信号と、複数の遅延素子18N1、18N2、18N3・・・の各々から出力された信号との中から選択し、選択した信号の選択出力器18Mに出力されたタイミングから、第2の周期Taでクロック信号を、カウンタ20に出力する。本発明はこれに限定されない。例えば、クロックの位相量の変更には、FPGAデバイスのクロックジェネレータに搭載されている位相調整機能を用いて行うようにしてもよい。位相調整機能は、クロック生成部(18、18A、18B)の内部周波数に応じた位相ステップごとのシーケンスによって位相を変更し、目標の位相指令値になるまで、位相ステップのシーケンスを繰り返すことにより、行う。これによって、クロック生成部(18、18A、18B)では、目標の周期と位相を有するクロックを生成することができる。
【0099】
(第3の変形例)
第2の実施の形態、第3の実施の形態、及び第1の変形例では、第1クロック信号用の第1クロック生成部18A、第1クロックカウンタ20A、及び第1クロック比較器22Aと、第2クロック信号用の第2クロック生成部18B、第2クロックカウンタ20B、及び第2クロック比較器22Bとを備えている。第2の実施の形態、第3の実施の形態、及び第1の変形例では、第1のスイッチング周期N1(N11、N12,N13・・・)用のパルス幅指令値k1(k11、k12、k13・・・)と第2のスイッチング周期N2(N21,N22,N23・・・)用のパルス幅指令値k2(k21、k22、k23・・・)とがスイッチング周期で入力される。本発明はこれに限定されない。
【0100】
例えば、3以上の複数のクロック信号用のクロック生成部、クロックカウンタ、及びクロック比較器を備え且つ複数のスイッチング周期の各々用にパルス幅指令値を入力するようにしてもよい。
【0101】
ここで、例えば、クロック信号用のクロック生成部、クロックカウンタ、及びクロック比較器をそれぞれ3個備える場合を説明する。
【0102】
まず、第3の変形例の第1の態様を、
図4を参考にしながら説明する。第3の変形例の第1の態様では、同期パルスカウンタ42は、周期パルスを順に1、2、3とカウントし、3までカウントすると、次からはまた、周期パルスを順に1、2、3とカウントし、カウント値(1、2、3)を出力する。
【0103】
3個のクロック比較器の各々に対応して3個の周期パルス比較器を備える。同期パルスカウンタ42はカウント値(1、2、3)を3個の周期パルス比較器の各々に同時に出力する。3個の周期パルス比較器は、3個のクロック比較器に対応する。
【0104】
1番目の周期パルス比較器は、1番目のクロック比較器に対応して、同期パルスカウンタ42はカウント値と、1とを比較、これらが一致した場合に、1番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力する。1番目の周期パルス比較器は、同期パルスカウンタ42のカウント値と1とが一致しない場合には、1番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力しない。
【0105】
2番目の周期パルス比較器は、2番目のクロック比較器に対応して、同期パルスカウンタ42はカウント値と、2とを比較、これらが一致した場合に、2番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力する。2番目の周期パルス比較器は、同期パルスカウンタ42のカウント値と2とが一致しない場合には、2番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力しない。
【0106】
3番目の周期パルス比較器は、3番目のクロック比較器に対応して、同期パルスカウンタ42はカウント値と、3とを比較、これらが一致した場合に、3番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力する。3番目の周期パルス比較器は、同期パルスカウンタ42のカウント値と3とが一致しない場合には、3番目のクロック比較器に対応するAND回路に信号を出力しない。
【0107】
以上より、パルス幅指令値kが各スイッチング周期において入力されても、これらが競合して、制御不能となることを防止することができる。
【0108】
次に、第3の変形例の第2の態様を
図6を参考にしながら説明する。
図6に示す例では、第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは、200個までカウントすると、カウント値を0にリセットする。第1クロックカウンタ20A及び第2クロックカウンタ20Bは互いに、1スイッチング周期ずれて0からカウントし始めるように設定されている。なお、パルス数指令値は、0〜100の何れかである点は、第2の実施の形態と同じである。
【0109】
これに対し、第3の変形例の第2の態様では、第1クロックカウンタ、第2クロックカウンタ、第3クロックカウンタは、300個までカウントすると、カウント値を0にリセットする。第1クロックカウンタ、第2クロックカウンタ、第3クロックカウンタは順に、1スイッチング周期ずれて0からカウントし始めるように設定されている。
例えば、あるスイッチング周期の開始時に、第1クロックカウンタが1からカウントし始める場合には、第2クロックカウンタは、101からカウントし始め、第3クロックカウンタは、201からカウントし始めるように、設定されている。なお、パルス数指令値は、0〜100の何れかである点は、第2の実施の形態と同じである。
【0110】
以上より、パルス幅指令値kが各スイッチング周期において入力されても、これらが競合して、制御不能となることを防止することができる。
【0111】
(その他の変形例)
各例のカウンタは、所定値になった時に自身でリセットするようにしているが、原クロック信号等に基づいて所定のタイミングでリセットをカウンタに出力するようにしてもよい。
【0112】
また、スイッチング周期の開始時に生成パルスを立ち上げ、所望のパルス幅になった時に生成パルスを立ち下げているが、スイッチング周期の開始時に生成パルスを立ち下げ、所望のパルス幅になった時に生成パルスを立ち上げるようにしてもよい。
【0113】
なお、以上説明したモータ制御への本発明の適用は1例であり、スイッチング電源、インバータ、照明の調光、レーザ出力の制御、温度制御等のパルス制御に本発明を応用してもよい。