JP2001511636A - 直流モータに対する制御回路 - Google Patents
直流モータに対する制御回路Info
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Abstract
Description
並列に接続された電解コンデンサと、フリーホイールダイオードと、誤極性保護
装置とを有し、誤極性保護装置はトランジスタスイッチとこのトランジスタスイ
ッチに並列に接続されたダイオードを有する。
、DE3924499A1に記載されており、とりわけそこに示された図4Dと
関連して公知である。この種の誤極性保護装置をバッテリー電圧が給電される直
流モータに使用すれば、バッテリー電圧が誤極性で接続された場合に短絡がフリ
ーホイールダイオードと、直流モータのクロック制御にために設けられた電力M
OSFETに対するリバースダイオードとを介して阻止される。さらに誤極性保
護装置によって、制御回路に設けられた電解コンデンサが誤極性の際に破壊され
るのが回避される。公知の制御回路では、誤極性保護機能がモータ電流供給部の
給電線路またはアース線路に接続される。従って従来の誤極性保護装置は相応に
大きな損失電力に対して設計しなければならない。
力が低減されるように改善することである。
装置が電解コンデンサとフリーホイールダイオードの電流回路内に接続される。
誤極性保護装置を電解コンデンサとフリーホイールダイオードの電流経路に配置
することによって、これら危険の及ぼされる構成素子が破壊に対して誤極性の際
に保護される。誤極性保護装置を流れる電流はモータの給電回路を流れる電流よ
りも格段に小さいから、誤極性保護装置を相応に小さな損失電力に対して設計す
ることができる。誤極性保護装置の損失電力は例えば係数10のオーダー、また
はそれ以下である。
電力MOSFETとして構成すると得られる。
nチャネル電力MOSFETとして構成し、そのドレイン端子を電解コンデンサ
のマイナス端子とフリーホイールダイオードのアノードに接続し、フリーホイー
ルダイオードのカソードを直流モータの正側に接続し、ソース端子を直流モータ
の負側に接続し、ゲート端子を抵抗を介して正電圧に接続する。電力MOSFE
Tを保護するために有利には、ドレイン端子とゲート端子との間にツェナーダイ
オードを接続し、このツェナーダイオードのアノードがドレイン端子に、カソー
ドがゲート端子に接続されるようにする。
共にnチャネル電力MOSFETとして構成し、そのドレイン端子を直流モータ
の正側に接続し、ソース端子を電解コンデンサのプラス端子およびフリーホイー
ルダイオードのカソードに接続し、フリーホイールダイオードのアノードを直流
モータの負側に接続する。
れたダイオードを含むからである。通常動作時、すなわち非リバース動作時には
このダイオードは誤極性の場合に誤極性保護装置を短絡する。
、直流モータを別の電力MOSFETを介してクロック制御し、別の電力MOS
FETの制御ユニットを誤極性の際に、誤極性保護装置によって遮断する。誤極
性保護装置によって別の電力MOSFET並びに制御要素も保護される。誤極性
の際に発生する直流モータの逆回転は無害である。
、ここでは切換装置がモータのプラス分路に接続されている。
示し、ここでは切換装置がモータのマイナス分路に接続されている。
ック制御される。切換装置S1を備えた直流モータ2には電解コンデンサCが誤
極性保護装置3を介して並列に接続されており、この誤極性保護装置はリバース
駆動されるnチャネルMOSFETの形態である。直流モータ2自体にはさらに
、フリーホイールダイオードD2が同じように誤極性保護装置3を介して並列に
接続されている。ここでフリーホイールダイオードD2のカソードは直流モータ
2の正側に、アノードは電解コンデンサCのマイナス側および電力MOSFET
3のドレイン端子に接続されている。電力MOSFET3のソース端子は直流モ
ータ2の負側に接続されており、負側はバッテリー電圧UBのマイナス極と接続 されている。電力MOSFET3のゲート端子は抵抗Rを介して正のバッテリー
電圧UBに接続されている。ドレイン端子とゲート端子との間にはツェナーダイ オードZが接続されており、そのカソードはゲート端子に、アノードはドレイン
端子に接続されている。
を有する回路部分が次のように誤極性保護回路3に接続されている。すなわち、
誤極性保護装置3のスイッチが開放したとき、言い替えれば誤極性が存在すると
き、誤極性保護回路5がマイクロコントローラ4にそれ以上給電しないように接
続されている。マイクロコントローラ4は切換装置S1をドライバを介して制御
する。
性保護装置3のスイッチは閉じられている。バッテリー電圧UBが間違った極性 で接続されると、電力MOSFET3が阻止される、すなわち切換ユニットが開
放される。ドレーン・ソース区間に並列に接続された集積リバースダイオードは
ここで同様に阻止方向にある。このことにより、電解コンデンサCとフリーホイ
ールダイオードD2を流れる電流経路は遮断され、単に逆方向電流が直流モータ
2を介して流れるだけである。しかしこの逆方向電流はモータに対して無害であ
る。誤極性保護装置3は、直流モータ2の給電回路の外で電流回路に配置されて
おり、この電流回路には極性が正しい場合、非常にわずかな電流しか流れないか
ら、すなわち電解コンデンサを通る電流とフリーホイール電流しか流れないから
、誤極性保護装置3には相応してわずかな、ドレイン端子とソース端子との間の
線路抵抗に起因する損失電力しか形成されない。
に対する制御回路1’が、並列に接続された集積ダイオードD1を有する切換装
置S1を介してクロック制御され、その作用も同じである。図1の構造と異なる
のは、有利には同じように集積リバースダイオードD3を有するリバース駆動さ
れるnチャネル電力MOSFETとして構成された切換ユニット3’が電解コン
デンサCのプラス端子と正のバッタリー電圧UBとの間に接続されていることで ある。電解コンデンサCのプラス端子にはフリーホイールダイオードD2のカソ
ードが接続されている。アノードは直流モータ2の負側で、このモータと切換装
置S1との間に接続されている。障害除去の目的で使用される、必ずしも必要な
い別のコンデンサC1はフィルムコンデンサの形態であり、正と負の給電線路の
間に接続されている。相応のコンデンサを図2の実施例にも設けることができる
。
回路部分が、切換ユニット3’の形態の誤極性保護装置に次のように接続されて
いる。すなわち切換ユニット3’のスイッチが開放するとき、言い替えれば図1
の実施例に相応して誤極性が存在するときに、給電回路5がマイクロコントロー
ラ4にそれ以上給電しないように接続されている。マイクロコントローラ4は切
換装置S1をドライバ7を介して直流モータ2の駆動のために、例えばパルス幅
変調された20kHzのクロック周波数により制御する。
リーホイールダイオードD2に電流が流れることが回避され、これらの素子が保
護される。さらにマイクロコントローラ4にはそれ以上電圧が供給されず、従っ
て切換装置S1の制御が遮断される。この構造によっても、誤極性保護装置の損
失電力が小さく、かつ危険の及ぼされる構成部材を確実に保護することができる
。
は切換装置がモータのプラス分路に接続されている。
こでは切換装置がモータのマイナス分路に接続されている。
Claims (7)
- 【請求項1】 直流モータに対する制御回路であって、 該直流モータは、これに並列に接続された電解コンデンサと、フリーホイール
ダイオードと、誤極性保護装置とを有し、 該誤極性保護装置はトランジスタスイッチとこのトランジスタスイッチに並列
に接続されたダイオードを有する形式の制御回路において、 誤極性保護装置(3,D3)は、電解コンデンサ(C)とフリーホイールダイ
オード(D2)の電流回路に接続されている、 ことを特徴とする制御回路。 - 【請求項2】 トランジスタスイッチはダイオード(D3)と共に電力MO
SFET(3)として構成されている、請求項1記載の電流回路。 - 【請求項3】 トランジスタスイッチはダイオード(D3)と共にnチャネ
ル電力MOSFET(3)として構成されており、 該MOSFETのドレイン端子は電界コンデンサ(C)のマイナス端子および
フリーホイールダイオード(D2)のアノードに接続されており、 該フリーホイールダイオーのカソードは直流モータの正側に接続されており、 ソース端子は直流モータ(2)の負側に接続されており、 ゲート端子は抵抗を介して正電圧に接続されている、請求項2記載の制御回路
。 - 【請求項4】 ドレイン端子とゲート端子との間にツェナーダイオード(Z
)が接続されており、 該ツェナーダイオードのアノードはドレイン端子に、カソードはゲート端子に
接続されている、請求項3記載の制御回路。 - 【請求項5】 トランジスタスイッチはダイオード(D3)と共にnチャネ
ル電力MOSFET(3)として構成されており、 該MOSFETのドレイン端子は直流モータ(2)の正側と接続されており、 ソース端子は電解コンデンサ(C)のプラス端子およびフリーホイールダイオ
ード(D2)のカソードと接続されており、 該フリーホイールダイオードのアノードは直流モータ(2)の負側に接続され
ている、請求項2記載の制御回路。 - 【請求項6】 電力MOSFET(3)はリバース駆動される、請求項2記
載の制御回路。 - 【請求項7】 直流モータ(2)は別の電力MOSFET(S1,D1)を
介してクロック制御され、 別の電力MOSFET(S1,D1)の制御ユニット(μC)は誤極性の際に
、誤極性保護装置(3,D3)によって遮断される、請求項1から6までのいず
れか1項記載の制御回路。
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