JP2002369404A - Motor drive circuit for power tool - Google Patents
Motor drive circuit for power toolInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電動工具のモー
タ駆動回路に関するものであり、特に、制動時における
起電力の有効利用を図った電動工具のモータ駆動回路に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive circuit for a power tool, and more particularly, to a motor drive circuit for a power tool that makes effective use of electromotive force during braking.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図3及び図4は、従来の電動工具のモータ
駆動回路を示し、図3においてS1は起動用のスイッチ、S
2は制動用のスイッチである。スイッチS1をオン、スイ
ッチS2はオフにて電源電池BからモータMへ電流が流れて
モータMが起動し、スイッチS1をオフ、スイッチS2をオ
ンすることによりモータMの電源入力端子がショートし
て電磁制動がかかり、モータMは急停止する。BACKGROUND OF THE INVENTION Figures 3 and 4, shows a motor drive circuit of a conventional power tool, S 1 is a switch for starting in FIG. 3, S
2 is a switch for braking. On the switch S 1, the switch S 2 is the motor M starts a current flows from the power supply battery B at off to the motor M, a power supply input terminal of the motor M by turning on off, the switch S 2 switches S 1 Is short-circuited, electromagnetic braking is applied, and the motor M stops suddenly.
【０００３】図4は、モータMを正逆両方向に駆動するブ
リッジ形モータ駆動回路を示し、スイッチS1, S4をオ
ン、スイッチS2, S3はオフにてモータが一方向に回転
し、スイッチS2, S3をオン、スイッチS1, S4をオフする
とモータMが逆方向に回転する。また、スイッチS1, S2
をオフ、スイッチS3, S4をオンすることによりモータM
に電磁制動がかかってモータMは急停止する。FIG. 4 shows a bridge type motor drive circuit for driving the motor M in both forward and reverse directions. When the switches S 1 and S 4 are turned on and the switches S 2 and S 3 are turned off, the motor rotates in one direction. When the switches S 2 and S 3 are turned on and the switches S 1 and S 4 are turned off, the motor M rotates in the opposite direction. Also, switches S 1 and S 2
By turning off switches S 3 and S 4
, The motor M stops suddenly.
【０００４】モータMは、制動されたときに発電機とし
て作用し、電源入力端子がショートされていることから
電気エネルギーはモータのコイルを発熱させて熱エネル
ギーとして消費される。[0004] The motor M acts as a generator when braked, and since the power input terminal is short-circuited, electric energy causes the coil of the motor to generate heat and is consumed as heat energy.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】電動工具は作動負荷が
大きいため、モータの起動時に大電流が流れ、しかも、
頻繁に起動と停止を反復するので電力消費が多く、一回
の充電あたりの作業可能時間が短いという問題がある。
そこで、電動工具の連続作業時間を延長するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記
課題を解決することを目的とする。Since the power tool has a large operating load, a large current flows when the motor is started.
Since starting and stopping are frequently repeated, there is a problem that power consumption is large and a workable time per charge is short.
Therefore, there arises a technical problem to be solved in order to extend the continuous working time of the power tool, and an object of the present invention is to solve the above problem.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、モータを制動する
際にモータのコイルに誘起される電力を蓄えるコンデン
サと、コンデンサの電圧を昇圧して電源電池を充電する
DC−DCコンバータを設け、モータとコンデンサとの間に
スイッチを設け、モータ駆動時に前記スイッチをオフ
し、モータ制動時に前記スイッチをオンする制御手段を
設けた電動工具のモータ駆動回路を提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is proposed to achieve the above object, and includes a capacitor for storing electric power induced in a coil of a motor when the motor is braked, and a voltage for increasing the voltage of the capacitor. To charge the power battery
A motor drive circuit for a power tool, comprising a DC-DC converter, a switch provided between a motor and a capacitor, and a control unit for turning off the switch when driving the motor and turning on the switch when braking the motor. It is.
【０００７】また、上記コンデンサの電荷を放電させる
放電線路並びに放電線路を開閉するスイッチを設け、DC
−DCコンバータの出力電圧が電池電圧以下に低下したと
きに前記スイッチを閉じてコンデンサの電荷を放電させ
る制御手段を設けた電動工具のモータ駆動回路を提供す
るものである。Further, a discharge line for discharging the electric charge of the capacitor and a switch for opening and closing the discharge line are provided.
The present invention is to provide a motor drive circuit of a power tool provided with control means for closing the switch and discharging the charge of the capacitor when the output voltage of the DC converter falls below the battery voltage.
【０００８】また、上記コンデンサは電気二重層コンデ
ンサである電動工具のモータ駆動回路を提供するもので
ある。[0008] The above-mentioned capacitor provides a motor drive circuit of a power tool which is an electric double layer capacitor.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図１に示すように、起動用のスイ
ッチS1とモータMとの間からダイオードD1、スイッチS3
を経て電気二重層コンデンサCへ至る回生回路を設けて
あり、電気二重層コンデンサCに充電された電荷はDC−D
Cコンバータ1を経て電源電池Bへ充電される。スイッチS
4は電気二重層コンデンサCの電荷を放電するためのスイ
ッチである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a diode D 1 and a switch S 3 are connected between the starting switch S 1 and the motor M.
Is provided with a regenerative circuit that leads to the electric double layer capacitor C, and the electric charge in the electric double layer capacitor C is DC-D
The power battery B is charged via the C converter 1. Switch S
Reference numeral 4 denotes a switch for discharging the electric double layer capacitor C.
【００１０】全てのスイッチS1, S2, S3, S4がオフの状
態からスイッチS1をオンすると、電源電池BからモータM
へ通電されてモータMが起動する。駆動停止の際は、ス
イッチS1をオフし、スイッチS3をオンすると、モータM
のロータの回転により発生する電気エネルギーが電気二
重層コンデンサCに蓄えられる。[0010] When all of the switches S 1, S 2, S 3 , S 4 turns on the switch S 1 from the off state, the motor M from the power supply battery B
And the motor M is started. During stopping the drive, turns off the switch S 1, when turning on the switch S 3, a motor M
The electric energy generated by the rotation of the rotor is stored in the electric double layer capacitor C.
【００１１】電気二重層コンデンサCは、一般のコンデ
ンサに比べて体積あたりの静電容量が1000倍以上と極め
て高容量であり、間欠的に大電力を必要とする機器のア
シスト電源として、或いは太陽電池や夜間電力等の電力
貯蔵などに広く使用されており、ここではモータMの起
電力を吸収するのに十分な静電容量のものを用いること
により制動性能に影響を与える虞はない。The electric double layer capacitor C has an extremely high capacitance per volume of 1000 times or more as compared with a general capacitor, and is used as an assist power source for equipment which requires large power intermittently or as a solar power source. It is widely used for storage of electric power such as batteries and nighttime electric power. Here, there is no possibility that the braking performance is affected by using a capacitor having a capacitance sufficient to absorb the electromotive force of the motor M.
【００１２】電気二重層コンデンサCに蓄えられた電荷
は、DC−DCコンバータ1により電源電池Bの電圧よりも高
い電圧に昇圧され、電源電池Bが充電される。電気二重
層コンデンサCの電荷が電源電池Bに移動して電気二重層
コンデンサCの電圧が低下し、DC−DCコンバータ1の出力
電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッチS4
をオンして電気二重層コンデンサCの電荷を完全に放電
させる。これにより、次回の制動時に電気二重層コンデ
ンサCがモータMの起電力を十分に吸収でき、モータMの
オーバーランを防止できる。The electric charge stored in the electric double layer capacitor C is boosted by the DC-DC converter 1 to a voltage higher than the voltage of the power battery B, and the power battery B is charged. Voltage of the electric double layer capacitor C is decreased charge of the electric double layer capacitor C is moved to the power supply battery B, the switch S 4 when the output voltage of the DC-DC converter 1 is equal to or less than the voltage of the power supply battery B
Is turned on to completely discharge the electric double layer capacitor C. Thereby, the electric double layer capacitor C can sufficiently absorb the electromotive force of the motor M at the next braking, and the overrun of the motor M can be prevented.
【００１３】図2はブリッジ形モータ駆動回路を示し、
従来の回路におけるスイッチS1, S2,S3, S4に加えて、
モータMの両側入力端子はそれぞれダイオードD1, D2を
介してスイッチS5に接続され、スイッチS5を介して電気
二重層コンデンサCに接続している。スイッチS6は放電
用スイッチである。FIG. 2 shows a bridge type motor drive circuit,
In addition to the switches S 1 , S 2 , S 3 , S 4 in the conventional circuit,
Sides the input terminal of the motor M is connected to a switch S 5 via respective diodes D 1, D 2, is connected to the electric double layer capacitor C through a switch S 5. Switch S 6 is a discharge switch.
【００１４】全てのスイッチS1, S2, S3, S4, S5, S6が
オフの状態から、従来のブリッジ形モータ駆動回路と同
様にスイッチS1, S4をオンするとモータMが一方向に回
転し、逆にスイッチS2, S3をオンするとモータMが逆方
向に回転する。スイッチS1, S4をオンした状態からモー
タMを制動する際は、＋側のスイッチS1をオフし、−側
のスイッチ S4はオンのままスイッチS5をオンすると、
モータMの起電力はダイオードD2、スイッチS5を通って
電気二重層コンデンサCに蓄えられる。When all the switches S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 are turned off and the switches S 1 , S 4 are turned on in the same manner as the conventional bridge type motor drive circuit, the motor M Rotates in one direction, and conversely, when the switches S 2 and S 3 are turned on, the motor M rotates in the opposite direction. When braking the motor M switches S 1, S 4 from the ON state, the positive side of the switch S 1 is turned off, - the switch S 4 side, upon turning on the switch S 5 remains ON,
The electromotive force of the motor M diode D 2, is stored in the electric double layer capacitor C through the switch S 5.
【００１５】電気二重層コンデンサCに蓄えられた電荷
は、図1の回路と同様にDC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電し、電気二重層コンデンサCの電圧が
低下してDC−DCコンバータ1の出力電圧が電源電池Bの電
圧以下となったときにスイッチS6をオンして電気二重層
コンデンサCを完全に放電させる。The electric charge stored in the electric double layer capacitor C is boosted by the DC-DC converter 1 to charge the power supply battery B, and the voltage of the electric double layer capacitor C decreases as in the circuit of FIG. to fully discharge the electric double layer capacitor C by turning on the switch S 6 when the output voltage of the DC-DC converter 1 is equal to or less than the voltage of the power supply battery B.
【００１６】また、スイッチS2, S3をオンしてモータM
を逆方向に回転駆動した状態からモータMを制動する際
は、＋側のスイッチS2をオフし、−側のスイッチ S3は
オンのままスイッチS5をオンすると、モータMの起電力
はダイオードD1、スイッチS5を通って電気二重層コンデ
ンサCに蓄えられ、前記と同様に電気二重層コンデンサC
に蓄えられた電荷は、DC−DCコンバータ1にて昇圧され
て電源電池Bを充電する。そして、DC−DCコンバータ1の
出力電圧が電源電池Bの電圧以下となったときにスイッ
チS6をオンして電気二重層コンデンサCを放電させる。
尚、上記のスイッチは、半導体スイッチであっても機械
式スイッチであってもよい。Further, the switches S 2 and S 3 are turned on and the motor M
When braking the motor M from the rotational drive state in the opposite direction turns off the positive side of the switch S 2, - the switch S 3 side is turned on the switch S 5 remains ON, electromotive force of the motor M diode D 1, through the switch S 5 is stored in the electric double layer capacitor C, the as well as the electric double layer capacitor C
Is boosted by the DC-DC converter 1 to charge the power supply battery B. Then, by turning on the switch S 6 to discharge the electric double layer capacitor C when the output voltage of the DC-DC converter 1 is equal to or less than the voltage of the power supply battery B.
Note that the above switch may be a semiconductor switch or a mechanical switch.
【００１７】また、この発明は上記の実施形態に限定す
るものではなく、この発明の技術的範囲内において種々
の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたも
のに及ぶことは当然である。Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it goes without saying that the present invention extends to those modifications. is there.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動工具
におけるモータ駆動回路は、モータ制動時に発生する電
力をコンデンサに蓄えて電源電池を充電するので、作業
時間を延長することができるとともに、モータの起動時
の突入電流をコンデンサが補償して起動特性も向上する
など電動工具の性能向上に寄与する発明である。As described above, the motor drive circuit in the electric power tool according to the present invention stores the electric power generated at the time of motor braking in the capacitor and charges the power supply battery. This is an invention that contributes to the improvement of the performance of the power tool, for example, the capacitor compensates for the inrush current at the time of starting the motor and improves the starting characteristics.
【図１】本発明のモータ駆動回路の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of a motor drive circuit according to the present invention.
【図２】本発明のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a bridge type motor drive circuit according to the present invention.
【図３】従来のモータ駆動回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional motor drive circuit.
【図４】従来のブリッジ形モータ駆動回路の回路図。FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional bridge type motor drive circuit.
S1, S2, S3, S4, S5, S6 スイッチ B 電源電池 C 電気二重層コンデンサ D1, D2 ダイオード M モータ 1 DC−DCコンバータ S1, STwo, SThree, SFour, SFive, S6switch B Power battery C Electric double layer capacitor D1, DTwo Diode M motor 1 DC-DC converter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA04 AA07 BA02 CC02 DA07 DA18 FA08 GB03 5H530 AA12 BB34 CC18 CE16 CF01 EE05 EE10 5H571 AA14 BB02 CC01 CC09 EE01 FF04 HA04 HA07 HA20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5G003 AA04 AA07 BA02 CC02 DA07 DA18 FA08 GB03 5H530 AA12 BB34 CC18 CE16 CF01 EE05 EE10 5H571 AA14 BB02 CC01 CC09 EE01 FF04 HA04 HA07 HA20
Claims (3)
誘起される電力を蓄えるコンデンサと、コンデンサの電
圧を昇圧して電源電池を充電するDC−DCコンバータを設
け、モータとコンデンサとの間にスイッチを設け、モー
タ駆動時に前記スイッチをオフし、モータ制動時に前記
スイッチをオンする制御手段を設けた電動工具のモータ
駆動回路。A capacitor for storing electric power induced in a coil of the motor when the motor is braked; and a DC-DC converter for boosting a voltage of the capacitor and charging a power supply battery, and a capacitor is provided between the motor and the capacitor. A motor drive circuit for an electric tool, comprising: a switch, and a control unit that turns off the switch when driving the motor and turns on the switch when braking the motor.
線路並びに放電線路を開閉するスイッチを設け、DC−DC
コンバータの出力電圧が電池電圧以下に低下したときに
前記スイッチを閉じてコンデンサの電荷を放電させる制
御手段を設けた請求項１記載の電動工具のモータ駆動回
路。2. A DC-DC system comprising: a discharge line for discharging electric charge of the capacitor; and a switch for opening and closing the discharge line.
2. The motor drive circuit for an electric power tool according to claim 1, further comprising control means for closing the switch to discharge the electric charge of the capacitor when the output voltage of the converter falls below the battery voltage.
である請求項１または2記載の電動工具のモータ駆動回
路。3. The motor drive circuit for a power tool according to claim 1, wherein the capacitor is an electric double layer capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A JP2002369404A (en) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | Motor drive circuit for power tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A JP2002369404A (en) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | Motor drive circuit for power tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002369404A true JP2002369404A (en) | 2002-12-20 |
Family
ID=19018606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177819A Pending JP2002369404A (en) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | Motor drive circuit for power tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002369404A (en) |
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-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177819A patent/JP2002369404A/en active Pending
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