JP2006340472A

JP2006340472A - モータ制御装置

Info

Publication number: JP2006340472A
Application number: JP2005160976A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamazaki; 浩一山崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】パワーＭＯＳＦＥＴと駆動ＩＣを使用したブラシレスモータのモータ制御回路において、小型省配線で信頼性の高いモータ制御装置を提供する。
【解決手段】パワーＭＯＳＦＥＴと駆動ＩＣを使用したブラシレスモータのモータ制御回路において、外付けのダイオード７、８、９を、上側パワーＭＯＳＦＥＴ２９、３０、３１のゲート２、ソース１間に内装することによって、外付けのダイオード１０７、１０８、１０９および配線を不要にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスモータのモータ制御装置に関するものである。

従来、ブラシレスモータの小型化には、ディスクリート部品を１つのＩＣ化、モジュール化などに集積して小型化が実施されている。（例えば、特許文献１参照）
しかし、無理に１つのＩＣ化、モジュール化を行うことは、機器の小型化には効果があるが、製造工程が複雑になり高コストとなるので、最近では、機能またはプロセスごとに２から４つのモジュールに分けて低コスト、小型化を実施している。（例えば、特許文献２参照）
特許第２９６０７５４号公報特開２００２−２２３５８１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、ブラシレスモータのモータ制御装置を２〜６のモジュールに分けた場合、パワー素子を駆動する駆動用ＩＣとパワー素子間の配線が増えるという課題があった。特に、ＮチャンネルパワーＭＯＳＦＥＴ６素子、駆動ＩＣの構成で、上側のＭＯＳＦＦＥＴの昇圧回路を使用して駆動する場合、上側のパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間には、Ｕ、Ｖ、Ｗ相で各１個ダイオードが必要であり、配線が必要であった。また、表面実装のチップのダイオードを使用するため、チップ抵抗、コンデンサと比べ電極の高さが違うので、はんだ不具合も発生する可能性もあった。

上記課題を解決するために本発明は、上側パワーＭＯＳＦＥＴ内部のゲート−ソース間にダイオードを内装することによって、部品点数の削減と省配線を実現することができる。
ＭＯＳＦＥＴの内部のウエハー上に配置するため、制御系の素子とパワー系の素子とを無理やり１つのパッケージ内に入れるようなことは無いので、大幅なコストアップにはならない。

本発明のモータ制御装置によれば、従来、２〜６個のモジュールに分けた場合、上側のパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間にダイオードを外部に配置し配線しなければならなかったが、外部にダイオードは不要で、しかも、配線を不要にできる。

また、パワーＭＯＳＦＥＴが多数内装されたモジュールにおいても、上側のＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間にダイオードを内装することによって、ダイオードが不要で、配線を不要にできる。

更に、上側に配置されるパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間にダイオードと直列にツェナーダイオードを内装することにより、セルフターンオンによる故障が防止できる。

また、複数個パワーＭＯＳＦＥＴが内装されたモジュールにおいて、上側のパワーＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間にダイオードを内装し、更に直列にツェナーダイオードを内装することによって、セルフターンオンによる故障が防止できる。

したがって、小型、省配線、低コストのブラシレスモータのモータ制御装置を提供することができる。

パワーＭＯＳＦＥＴと駆動ＩＣを使用したブラシレスモータのモータ制御装置において上側のパワーＭＯＳＦＥＴ内部のゲート−ソース間にダイオードを内装したモータ制御装置とすることで、部品点数の削減と省配線を実現することができる。

図１において、本発明のモータ制御装置は、ＭＯＳＦＥＴ１３、１４、１５と、ダイオード７、８、９が内装されたＭＯＳＦＥＴ２９、３０、３１、駆動ＩＣ２２、巻線およびロータ部分を含むモータ部２３、ロータマグネットの位置を検出するホール素子１６、速度検出部１７、上側ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧発生用のＶＰＵＭＰ部２４および昇圧コンデンサ２５、ＤＣ電源２４Ｖ、ＧＮＤ、スタート／ストップ信号などのインターフェイスＩ／Ｆ部から構成されている。本発明のモータ制御装置は、前記、構成部品は、モータと一体で構成されている。本実施例では、
図１に示すように、本実施例では、ダイオード７、８、９を従来のモータ制御装置のように、外付け部品とするのではなく、内装している点が異なる。

駆動ＩＣ２２は、逆電圧が印加されると破壊するので、ダイオード７、８、９は、上側のＭＯＳＦＥＴ１０、１１、１２、２９、３０、３１をオン、オフする時、逆電圧が駆動ＩＣに印加されないように保護用として配置する部品である。下側のＭＯＳＦＥＴ１３、１４、１５は、駆動ＩＣに逆電圧が印加されることは無いので不要である。図１のモータ制御装置では、ダイオード７、８、９がＭＯＳＦＥＴに内装されているため、合計６本の配線が不要となる。

また、従来のモータ制御装置の場合、外付けダイオードは、図１に記載されていないが、チップ抵抗などの回路部品と電極の高さ、大きさが異なるため、はんだ不良が発生するが、本実施例の場合、ＭＯＳＦＥＴ２９、３０、３１にダイオード７、８、９を内装するため、はんだ不良は発生しないので信頼性が高くなる。

図２は第２の実施例のモータ制御装置を示す。本実施例は、第1の実施例と比べ、１つのパッケージに３素子のＭＯＳＦＥＴ３２、３３が入っていることが異なる。

図３は第３の実施例のモータ制御装置を示す。本実施例は、第1の実施例と比べ、１つのパッケージに２素子のＭＯＳＦＥＴ３４、３５、３６が入っていることが異なる。

図４は第４の実施例のモータ制御装置を示す。本実施例は、第1の実施例と比べ、ダイオード７、８、９と直列にツェナーダイオード４０、４１、４２が内装されていることが異なる。ツェナーダイオード４０、４１、４２は、５〜７Ｖのツェナー電圧の部品であり、セルフターンオンして上下貫通電流が流れにくくするために配置する。

図５は第５の実施例のモータ制御装置を示す。本実施例は、第４の実施例と比べ、１つのパッケージに３素子のＭＯＳＦＥＴ４３、４４が入っていることが異なる。

図６は第６の実施例のモータ制御装置を示す。本実施例は、第４の実施例と比べ、１つのパッケージに２素子のＭＯＳＦＥＴ３２、３３が入っていることが異なる。

本発明のモータ制御装置は、モータ制御装置の小型化、省配線、品質向上に有用である。

本発明の実施例１におけるモータ制御回路を示す図本発明の実施例２におけるモータ制御回路を示す図本発明の実施例３におけるモータ制御回路を示す図本発明の実施例４におけるモータ制御回路を示す図本発明の実施例５におけるモータ制御回路を示す図本発明の実施例６におけるモータ制御回路を示す図従来のモータ制御回路を示す図

符号の説明

１ソース
２ゲート
３ドレイン
４ソース
５ゲート
６ドレイン
７ダイオード
８ダイオード
９ダイオード
１０ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１１ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１２ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１３ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１４ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１５ＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
１６ホール素子
１７速度検出装置
１８電流検出抵抗
１９ホール信号
２０電流検出信号
２１速度検出信号
２２駆動ＩＣ
２３ブラシレスモータ
２４Ｖｐｕｍｐ電圧
２５Ｖｐｕｍｐコンデンサ
２６２４Ｖ
２７Ｉ／Ｆインターフェイス信号
２８ＧＮＤ
２９ダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３０ダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３１ダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３２３素子入りダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３３３素子入りＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３４２素子入りダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３５２素子入りダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３６２素子入りダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３７１素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３８１素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
３９１素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
４０ツェナーダイオード
４１ツェナーダイオード
４２ツェナーダイオード
４３３素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
４４３素子入りＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
４５２素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
４６２素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）
４７２素子入りダイオード、ツェナーダイオード内蔵のＭＯＳＦＥＴ（Ｎｃｈ）

Claims

ブラシレスモータ駆動用のパワーＭＯＳＦＥＴ内部のゲート−ソース間にダイオードを配置したことを特徴とするモータ制御装置。
パワーＭＯＳＦＥＴの回路が多数個内装されたブラシレスモータ駆動用パワーＭＯＳＦＥＴモジュールにおいて、対で使用する回路のうち、昇圧された電圧が印加される側のゲート−ソース間にダイオードを配置したことを特徴とするモータ制御装置。
ブラシレスモータ駆動用のパワーＭＯＳＦＥＴ内部のゲート−ソース間に、ダイオードとツェナーダイオードを直列接続したものを配置したことを特徴とするモータ制御装置。
パワーＭＯＳＦＥＴの回路が多数個内装されたブラシレスモータ駆動用パワーＭＯＳＦＥＴモジュールにおいて、対で使用する回路のうち、昇圧された電圧が印加される側のゲート−ソース間にダイオードとツェナーダイオードを直列接続したものを配置したことを特徴とするモータ制御装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を用いて構成したプリンタ
請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置を用いて構成したコピー機