JP2005304145A - Motor drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過電流保護を図ったモータの駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a motor drive device that is designed to provide overcurrent protection.
従来のブラシレスDCモータの駆動装置においては、インバーター制御が広く採用されている。この場合に、インバーター回路には、直流電源が供給されるが、この供給経路の途中に、駆動回路の配線基板の発煙や発火防止のためにヒューズが設けられている。 In conventional brushless DC motor driving devices, inverter control is widely adopted. In this case, DC power is supplied to the inverter circuit, and a fuse is provided in the middle of the supply path to prevent smoke and fire on the wiring board of the drive circuit.
また、モータの回転中の高負荷による過電流を防止するために、インバーター回路への供給経路の途中に抵抗素子を接続して、この抵抗素子に流れる電流を測定して、この測定した電流値が所定値以上になるとブラシレスDCモータの出力を調整する過電流保護装置が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
上記のような従来のモータの駆動装置においては、回路上にヒューズおよび電流検出用の抵抗素子の2つを接続する必要があるため、その作業が煩雑であり部品代が高くなるという問題点がある。 In the conventional motor driving apparatus as described above, since it is necessary to connect a fuse and a resistance element for current detection on the circuit, the work is complicated and the parts cost is high. is there.
また、ヒューズおよび抵抗素子による直流電源の電圧の降下によって、モータの効率が下がるという問題点がある。 Further, there is a problem in that the efficiency of the motor is lowered due to a drop in the voltage of the DC power supply caused by the fuse and the resistance element.
さらに、ヒューズおよび抵抗素子の実装スペースの確保が必要になるという問題点がある。 Furthermore, there is a problem that it is necessary to secure a mounting space for the fuse and the resistance element.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、モータの駆動装置の安全性を確保しつつ、コストを安くモータの効率を向上させ、実装スペースを確保できるモータの駆動装置を提供する。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a motor driving device that can secure the safety of the motor driving device, reduce the cost, improve the efficiency of the motor, and secure the mounting space.
請求項1に係る発明は、モータの各相の固定子巻線へ駆動電流を供給するインバーター回路と、前記インバーター回路を制御する制御手段と、前記インバーター回路に直流電源を供給する電源手段と、を有するモータの駆動装置において、前記電源手段からインバーター回路への配線路にヒューズ抵抗器が接続され、前記ヒューズ抵抗器に流れる電流が所定値を越えた時に停止信号を前記制御手段へ出力する過電流検出手段を有し、前記制御手段は、前記停止信号が入力すると前記モータの回転を停止または減速させることを特徴とするモータの駆動装置である。 The invention according to claim 1 is an inverter circuit that supplies a drive current to a stator winding of each phase of a motor, a control unit that controls the inverter circuit, a power source unit that supplies a DC power to the inverter circuit, A fuse resistor is connected to a wiring path from the power supply means to the inverter circuit, and a stop signal is output to the control means when a current flowing through the fuse resistor exceeds a predetermined value. The motor driving device includes a current detection unit, and the control unit stops or decelerates the rotation of the motor when the stop signal is input.
請求項2に係る発明は、前記モータがブラシレスDCモータであることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。 The invention according to claim 2 is the motor drive device according to claim 1, wherein the motor is a brushless DC motor.
請求項3に係る発明は、前記モータが電動工具の駆動源であることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。 The invention according to claim 3 is the motor drive device according to claim 1, wherein the motor is a drive source of an electric tool.
請求項4に係る発明は、前記電源手段がバッテリーであることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。 The invention according to claim 4 is the motor driving apparatus according to claim 1, wherein the power supply means is a battery.
請求項1に係る発明のモータの駆動装置においては、ヒューズ抵抗器に流れる電流は所定値を越えた時に過電流検出手段が停止信号を出力し、制御信号はこの停止信号が入力するとモータの出力を抑えたり、止めたりするため、インバーター回路を過電流から保護し、モータの安全性を確保できる。インバーター回路へ異常な大電流が流れた場合には、ヒューズ抵抗器のエレメントが溶断し、インバーター回路およびモータの駆動装置全体を保護する。 In the motor driving apparatus according to the first aspect of the present invention, when the current flowing through the fuse resistor exceeds a predetermined value, the overcurrent detection means outputs a stop signal, and when the stop signal is input, the control signal is output from the motor. As a result, the inverter circuit can be protected from overcurrent and the motor safety can be ensured. When an abnormally large current flows to the inverter circuit, the fuse resistor element is melted to protect the inverter circuit and the entire motor drive device.
このヒューズ抵抗器は、従来のヒューズの役割と抵抗素子の役割とを果たしているため、コストを安くすることができ、電圧降下分が少なくなってモータの効率が上昇し、実装スペースも1つの部品の分だけでよい。 Since this fuse resistor plays the role of a conventional fuse and the role of a resistance element, the cost can be reduced, the voltage drop is reduced, the motor efficiency is increased, and the mounting space is also one component. It ’s just that.
以下、本発明の一実施形態のモータの駆動装置10について図1に基づいて説明する。
A
この駆動装置10は、3相のブラシレスDCモータ(以下、単にモータという)12の駆動装置であり、電動工具の駆動源である。
The
(1)駆動装置10の構成
駆動装置10の構成について図1に基づいて説明する。
(1) Configuration of
駆動装置10は、インバーター回路14、論理回路16、PWM回路18、制御回路20、回転子位置検出回路22、速度調整回路24、過電流検出回路26、ノイズフィルター回路28、バッテリー30とより構成されている。そして、これら論理回路16、PWM回路18、制御回路20、回転子位置検出回路22および荷電流検出回路26は、1つのICチップに集積されている。
The
インバーター回路14は、充電池より構成されたバッテリー30から直流電流が供給されるものであり、ノイズフィルター回路28によってノイズが除去された所定値の直流電流が供給される。インバーター回路14は、6個のMOSFETよりなるスイッチング素子32と、6個のダイオード34とから形成され、上下2段に3個づつ接続されたスイッチング素子32からそれぞれモータ12の3相の固定子巻線36へ駆動電流を供給する。
The inverter circuit 14 is supplied with a direct current from a
回転子位置検出回路22は、3個のホールIC38からの位置検出信号に基づいて、モータ12の回転子の位置信号を制御回路20に出力する。3個のホールIC38は、モータ12の回転子の近傍に取り付けられ、その回転を検出する。
The rotor
速度調整回路24は、電動工具のフレームに取り付けられているトリガースイッチに基づいて、制御回路22に速度指令信号を出力する。
The
制御回路20は、回転子位置検出回路22からの位置検出信号と速度調整回路24からの速度指令信号に基づいて、現在のモータ12の回転数が速度指令信号に対応した回転速度になるようにPWM回路18に制御信号を出力する。
Based on the position detection signal from the rotor
PWM回路18では、制御回路20からの制御信号に基づいてPWM信号を論理回路16に出力する。
The
論理回路16では、PWM回路18からのPWM信号に基づいて、インバーター回路14の6個のスイッチング素子32をオン/オフするための駆動信号を出力する。
The
ノイズフィルター回路28とインバーター回路14との間にはヒューズ抵抗器40が接続されている。「ヒューズ抵抗器」とは、規定値未満の電流では抵抗器として機能し、規定値以上の過電流が流れた時には規定時間内に抵抗素子のエレメントが溶断して、電流の流れを阻止し抵抗値が元に復帰しない機能を持った素子のことである。
A
過電流検出回路26は、ヒューズ抵抗器40の両端部の電圧差を測定してヒューズ抵抗器40に流れる電流値を算出して、この電流値が所定値以上の場合には制御回路20に停止信号を出力する。この過電流検出回路26としては、例えばコンパレータによって構成されている。
The
(2)駆動装置10の動作状態
上記構成の駆動装置10においては、電動工具のユーザが電源スイッチをオン状態にして、トリガースイッチを調整してモータ12を回転させると、その調整した速度に基づいてモータ12が回転する。
(2) Operating state of the
モータ12が回転し、電動工具の工具部分に負荷が掛かり、インバーター回路14とヒューズ抵抗器40に所定値以上の過電流が流れると、過電流検出回路26がそれを検出して、制御回路20に停止信号を出力する。制御回路20は停止信号が出力されるとモータ12の回転を停止させるか、または、減速させる。
When the
外乱などの理由によってインバーター回路14およびヒューズ抵抗器40に大きな電流が瞬間的に流れた場合には、ヒューズ抵抗器40の抵抗素子のエレメントが溶断して、インバーター回路14への直流電源の供給が停止され、モータ12が停止する。したがって、これによって発煙、発火を防止することができる。
When a large current flows instantaneously in the inverter circuit 14 and the
本実施形態の場合にはヒューズ抵抗器40が、従来のヒューズの役割と電流検出抵抗素子の2つの構成を有しているため、部品が1つでコストが高くなることがなく、また、実装スペースを確保することができる。
In the case of the present embodiment, the
ノイズフィルター回路28の出力側にヒューズ抵抗器40が設けられ、電圧降下によるモータ効率が下がるのを防止することができる。
A
(変更例)
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施することができるものである。
(Example of change)
In addition, this invention is not limited to said embodiment, It can implement in various changes in the range which does not deviate from a summary.
(1)変更例1
モータとしてはブラシレスDCモータに限らず、他のモータであってもよい。
(1) Modification 1
The motor is not limited to a brushless DC motor, and may be another motor.
(2)変更例2
駆動装置10としては、電動工具に用いられるものでなくエアコンなどの家電機器に用いられてもよい。
(2) Modification example 2
The
(3)変更例3
本実施形態では回転子の位置を検出するためにホールIC38を設けたが、これに変えてインバーター回路14から3相の固定子巻線36に流れる駆動電流に基づいて回転子の位置を検出する、いわゆるセンサレス駆動装置であってもよい。
(3) Modification 3
In this embodiment, the Hall IC 38 is provided to detect the position of the rotor. Instead of this, the position of the rotor is detected based on the drive current flowing from the inverter circuit 14 to the three-phase stator winding 36. A so-called sensorless driving device may be used.
(4)変更例4
本実施形態では直流電源としてバッテリー30を用いたが、これに代えて交流電源を用い、この交流電源を整流平滑回路で平滑して、インバーター回路14に直流電源を供給する構成であってもよい。この場合に、ヒューズ抵抗器40は、整流平滑回路の出力側、すなわち、インバーター回路14と整流平滑回路の間に設ける。
(4) Modification 4
In the present embodiment, the
本発明は、電動工具やエアコン等のモータの駆動装置として好適である。 The present invention is suitable as a driving device for motors such as electric tools and air conditioners.
10 駆動装置
12 モータ
14 インバーター回路
16 論理回路
18 PWM回路
20 制御回路
22 回転子位置検出回路
24 速度調整回路
26 過電流検出回路
28 ノイズフィルター回路
30 バッテリー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記インバーター回路を制御する制御手段と、
前記インバーター回路に直流電源を供給する電源手段と、
を有するモータの駆動装置において、
前記電源手段からインバーター回路への配線路にヒューズ抵抗器が接続され、
前記ヒューズ抵抗器に流れる電流が所定値を越えた時に停止信号を前記制御手段へ出力する過電流検出手段を有し、
前記制御手段は、前記停止信号が入力すると前記モータの回転を停止または減速させる
ことを特徴とするモータの駆動装置。 An inverter circuit that supplies drive current to the stator windings of each phase of the motor;
Control means for controlling the inverter circuit;
Power supply means for supplying DC power to the inverter circuit;
In a motor drive device having
A fuse resistor is connected to the wiring path from the power supply means to the inverter circuit,
Overcurrent detection means for outputting a stop signal to the control means when the current flowing through the fuse resistor exceeds a predetermined value;
When the stop signal is input, the control means stops or decelerates the rotation of the motor.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the motor is a brushless DC motor.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。 The motor drive device according to claim 1, wherein the motor is a drive source of an electric tool.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the power supply means is a battery.
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JP2004114679A JP2005304145A (en) | 2004-04-08 | 2004-04-08 | Motor drive |
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