JP2001286186A - チョッピング通電装置 - Google Patents

チョッピング通電装置

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JP2001286186A
JP2001286186A JP2000094623A JP2000094623A JP2001286186A JP 2001286186 A JP2001286186 A JP 2001286186A JP 2000094623 A JP2000094623 A JP 2000094623A JP 2000094623 A JP2000094623 A JP 2000094623A JP 2001286186 A JP2001286186 A JP 2001286186A
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JP
Japan
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signal
chopping
switching means
energization
input
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JP2000094623A
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English (en)
Inventor
Tomoaki Honma
智昭 本間
Masanori Sugiyama
昌典 杉山
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気モータの一対のスイッチング素子につい
て、チョッピング損失の不平衡を抑制する。 【解決手段】 ハードチョッピングを行うチョッピング
通電装置において、その制御手段が、第1及び第2スイ
ッチング手段の、一方の前記通電指示信号に対応したオ
ン/オフ又はオフ/オンに対して、他方のオン/オフ又
はオフ/オンを遅延させ、さらに先にオン/オフ又はオ
フ/オンするスイッチング手段と後にオン/オフ又はオ
フ/オンするスイッチング手段を交互に切り替えるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、負荷の両端のそ
れぞれと電源の間にそれぞれスイッチング素子を介挿
し、両スイッチング素子の同時オンと同時オフを繰り返
すことで、負荷にチョッピング通電する通電装置に関す
るもので、例えばスイッチドリラクタンス(SR)モー
タの複数相での各相毎の電気コイルの通電制御に用いる
ことができる。
【0002】
【従来の技術】SRモータに通電する装置は、SRモー
タを回転させるために例えば3相のコイルへの通電(オ
ン/オフ)を切り替え、所要の出力トルクを得るために
各相毎に目標電流値を設定する。各相の電気コイルの両
端にそれぞれ接続した、各コイル当り一対のスイッチン
グ素子の一方(アッパ)側もしくは両者を断続的にオン
/オフ(チョッピング)して目標電流値を維持してい
る。ここでは、チョッピングの際のスイッチング素子の
電力損失が懸念されている。
【0003】例えば特開平8−172793号公報や特
開平10−337084号公報に開示があるように、チ
ョッピングの方法としては、各相の電気コイル毎につい
て、一対のスイッチング素子の一方のみをチョッピング
するソフトチョッピングと呼ばれるものと、両方のスイ
ッチング素子をチョッピングするハードチョッピングと
呼ばれるものなどがある。中でも、ハードチョッピング
については、スイッチング素子のスイッチング特性にバ
ラツキがあるため、同一の通電指示信号にしたがって一
対のスイッチング素子をオン/オフ制御しても、両素子
が厳密に同じにオン/オフするわけではない。例えば常
に一方の素子が他方に対して早いタイミングでオンされ
ることにより、他方の素子のみに電力損失、即ちチョッ
ピング損失が集中してしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、一
対のスイッチング素子について、チョッピング損失の不
平衡を抑制することを技術的課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るためになされた請求項1に記載の発明は、負荷の両端
の一方と電源の一極の間に介挿された第1スイッチング
手段と、前記負荷の他方端と電源の他極の間に介挿され
た第2スイッチング手段と、負荷へのチョッピング通電
を指示する信号を発生する手段とを備え、該通電指示信
号に基づいて第1スイッチング手段および第2スイッチ
ング手段をオン/オフ又はオフ/オンして負荷へチョッ
ピング通電するチョッピング通電装置において、該通電
装置に更に、第1及び第2スイッチング手段の一方の、
前記通電指示信号に対応したオン/オフ又はオフ/オン
に対して、他方のオン/オフ又はオフ/オンを遅延する
制御手段を備え、該制御手段が、先にオン/オフ又はオ
フ/オンするスイッチング手段と後にオン/オフ又はオ
フ/オンするスイッチング手段を交互に切り替えるよう
にした。この手段によれば、両トランジスタのオン/オ
フを繰り返してハードチョッピングを行うことができ、
チョッピング開始直後は一方のスイッチング手段の通電
開始/終了が他方のスイッチング手段の通電開始/終了
よりも遅れているが、次は他方のスイッチング手段の通
電開始/終了が一方のスイッチング手段の通電開始/終
了よりも遅れ、その次は再び一方のスイッチング手段の
通電開始/終了が他方のスイッチング手段の通電開始/
終了よりも遅れと、通電開始/終了が遅れるスイッチン
グ手段が交互に切り替えられる。
【0006】
【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。3相SRモータの1相のコ
イル1について、図1にその通電装置を示す。その他の
2つの相の通電装置は図示しないが、図1に示すものと
同一である。電気コイル1の一端はスイッチング手段と
してのアッパ側ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ
(IGBT)4を介して電源の高電位ラインと2と接続
され、他端はスイッチング手段としてのロワ側ゲート絶
縁型バイポーラトランジスタ(IGBT)5を介して電
源の低電位ラインと3と接続される。トランジスタ4の
エミッタと低電位ライン3との間にはダイオード6が接
続され、トランジスタ5のコレクタと高電位ライン2の
間にはダイオード7が接続される。したがって、トラン
ジスタ4および5を共にONにすれば電気コイル1に電
流が流れる。電流値センサ8は電気コイル1に流れる電
流値を表す信号S1を発生し、比較器14に出力してい
る。
【0007】電気波形生成回路9は、SRモータのロー
タ回転角度を検出するロータ角度センサ10からの角度
を表す信号S4aに基づいて、あるロータ回転角度にお
いて電気コイル1に流すべき基準電流値を表す信号S3
を生成し加算回路13に出力する。通常タイミング回路
19は角度信号S4aが、信号S4bで表される通電開
始角度から信号S4cで表される通電終了角度までの間
にわたりHIGHとなり、その他の回転角度ではLOW
となる2値信号S4を生成する。
【0008】昇順鋸波発生回路11は、周期および振幅
が一定の昇順鋸波信号S5および信号S5に同期した周
期の基準チョッピングタイミング信号S6を生成する。
信号S6は一周期の時間が経過するごとに瞬間的にLO
W−HIGH−LOWと変化する2値信号であり、その
周期は人間の可聴周波数帯域よりはやや高い周波数の一
周期と同じに設定されている。反転回路12は信号S5
を反転して降順鋸波信号S7を生成する。加算回路13
は基準電流信号S3に信号S7を加算して補正基準電流
信号S8を生成する。比較回路14は検出電流信号S1
を信号S8と比較し、信号S1がS8より小さければH
IGHとなり、信号S1が信号S8よりも大きければL
OWとなる2値信号S9を生成する。信号S9はアンド
ゲート15の2つの入力端子の一方に入力されると共
に、インバータ16によって反転されてフリップフロッ
プ17の入力端子CLKに入力される。アンドゲート1
5の他方の入力端子には信号S4が入力されている。ア
ンドゲート15が出力する信号S10は、アンドゲート
18の2つの入力端子の一方に入力される。アンドゲー
ト18の他方の入力端子にはフリップフロップ17の反
転出力端子から出力される2値信号S11が入力され
る。フリップフロップ17の入力端子CLRには信号S
6が入力される。フリップフロップ17の反転出力信号
S11は信号S9の立下りに応答してHIGHからLO
Wへと切り替わり、また信号S6の立ち上がりに応答し
てLOWからHIGHへと切り替わる。この信号S11
がHIGHであるときにはアンドゲート18が出力する
信号S12は信号S10がHIGHであればHIGHと
なり、信号S10がLOWであればLOWとなる。
【0009】アンドゲート18が出力する信号S12が
チョッピング通電信号(通電指示信号)であり、そのH
IGHがオン(通電)を、LOWがオフ(非通電)を指
示する。信号S12は遅延制御器20に入力される。遅
延制御器20は遅延回路21および切替回路22を備え
ている。図2に遅延回路21の構成を示す。ここで、遅
延回路21は4つのフリップフロップ21a乃至21d
をシリアルに接続したシリアルシフトレジスタである。
クロックパルスに同期して信号S12(HIGHまたは
LOW)が第1のフリップフロップ21aに入力され、
次々にクロックパルスに同期して、つまりその信号がL
OWからHIGHになる毎にフリップフロップ21b乃
至21dに転送され、信号S12に所定の遅延(略3T
c)を与えたチョッピング通電遅延信号S12dが遅延
回路21から切替回路22に出力される。なお、Tcは
クロックパルスの周期である。図3に示す切替回路22
はフリップフロップ50、インバータ51、4つのアン
ドゲート52乃至55およびオアゲート56,57を備
えている。フリップフロップ50のCLK端子には信号
S12dが入力され、JおよびK端子には同一の所定の
信号が入力され、Q端子から2値の出力信号S20が出
力される。アンドゲート52の2つの入力端子の一方に
は信号S12dが入力され、他方の入力端子には信号S
20が入力される。アンドゲート53の2つの入力端子
の一方には信号S20がインバータ51によって反転さ
れた信号が入力され、他方の入力端子には信号S12が
入力される。アンドゲート54の2つの入力端子の一方
には信号S12dが入力され、他方の入力端子には信号
S20がインバータ51によって反転された信号が入力
される。アンドゲート55の2つの入力端子の一方には
信号S12が入力され、他方の入力端子には信号S20
が入力される。アンドゲート52,53の出力信号は共
にオアゲート56に入力され、オアゲート56の出力信
号S12Aはアッパ側ゲート絶縁型バイポーラトランジ
スタ4を駆動する信号となる。アンドゲート54,55
の出力信号は共にオアゲート57に入力され、オアゲー
ト57の出力信号S12Bはロワ側ゲート絶縁型バイポ
ーラトランジスタ5を駆動する信号となる。
【0010】以上の構成を供えた通電装置により、図4
に示すチョッピング通電がコイル1に対して行われる。
この図から明らかなように、両トランジスタ4,5のオ
ン/オフを繰り返してハードチョッピングが行われてお
り、最初はロワ側トランジスタ5の通電開始/終了がア
ッパ側トランジスタ4の通電開始/終了よりも遅れてい
るが、次はアッパ側トランジスタ4の通電開始/終了が
ロワ側トランジスタ5の通電開始/終了よりも遅れ、そ
の次は再びロワ側トランジスタ5の通電開始/終了がア
ッパ側トランジスタ4の通電開始/終了よりも遅れと、
チョッピングクロックの周期毎に通電開始/終了が遅れ
るトランジスタが交互に切り替えられる。
【0011】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、一対のスイッ
チング素子について、先にオン/オフ又はオフ/オンす
るスイッチング手段(トランジスタ)と後にオン/オフ
又はオフ/オンするスイッチング手段を交互に切り替え
ているので、チョッピング損失が均等に生じ、一方の素
子への損失集中が防げ、素子の長寿命化を図ることがで
きる。。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に従ったチョッピング通電
装置の構成図である。
【図2】図1の遅延回路21の構成図である。
【図3】図1の切替回路22の構成図である。
【図4】図1のチョッピング通電装置に従う、スイッチ
ング手段への通電状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】 1・・・コイル、 4,5・・・スイッチング手段 20・・・遅延制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H420 BB12 CC02 DD02 DD06 EA11 EA39 EA47 EB04 EB25 EB37 FF04 FF13 5H550 BB08 DD09 GG01 GG05 HA09 LL22 LL35 5H571 BB07 CC01 GG01 GG04 HA10 HB01 HD02 JJ02 LL22 LL32 5H730 BB11 DD03 FD31 FF02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷の両端の一方と電源の一極の間に介
    挿された第1スイッチング手段と、 前記負荷の他方端と電源の他極の間に介挿された第2ス
    イッチング手段と、 負荷へのチョッピング通電を指示する信号を発生する手
    段とを備え、 該通電指示信号に基づいて第1スイッチング手段および
    第2スイッチング手段をオン/オフ又はオフ/オンして
    負荷へチョッピング通電するチョッピング通電装置にお
    いて、 該通電装置は更に、第1及び第2スイッチング手段の一
    方の、前記通電指示信号に対応したオン/オフ又はオフ
    /オンに対して、他方のオン/オフ又はオフ/オンを遅
    延する制御手段を備え、 該制御手段は、先にオン/オフ又はオフ/オンするスイ
    ッチング手段と後にオン/オフ又はオフ/オンするスイ
    ッチング手段を交互に切り替えることを特徴とするチョ
    ッピング通電装置。
JP2000094623A 2000-03-30 2000-03-30 チョッピング通電装置 Pending JP2001286186A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100793213B1 (ko) * 2000-11-24 2008-01-10 스위치드 릴럭턴스 드라이브즈 리미티드 스위치드 릴럭턴스 드라이브 시스템에서의 전류 초핑

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KR100793213B1 (ko) * 2000-11-24 2008-01-10 스위치드 릴럭턴스 드라이브즈 리미티드 스위치드 릴럭턴스 드라이브 시스템에서의 전류 초핑

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