JP2007215283A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】待機状態での消費電力を抑制できるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路２と、信号保持回路１とを備え、外部からの運転指令信号が一定時間以上途絶した場合に、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４を停止させてＣＰＵ５その他の制御回路の電源を遮断し、運転指令信号が入力されると第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４を起動して通常の制御状態に復帰させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、交流電源またはバッテリ等の直流電源に接続されて使用するモータ制御装置に関する。

一般に、サーボアンプまたはインバータなどのモータ制御装置は、ダイオードブリッジ、コンデンサなどから構成され交流を直流に変換するコンバータ部、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子を用いて直流を再度交流に変換するインバータ部、ＣＰＵやその周辺回路から構成される制御回路部、各回路にＤＣ電源を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ、入出力回路や表示素子などから成るインターフェース回路等から構成されている。

通常、これらのモータ制御装置では、ＤＣ−ＤＣコンバータは電源が投入されると同時に起動し制御回路、インターフェース回路などすべての回路に電源を供給し始める。その結果、ＣＰＵが立ち上がり外部からの運転指令信号の入力を待つスタンバイ状態となる。

このようにＤＣ−ＤＣコンバータをひとつだけ有し、そのひとつのＤＣ−ＤＣコンバータが全ての回路へＤＣ電源を供給しているのが一般的で、モータが駆動しているときはもちろん、モータが停止しているスタンバイ状態であっても制御回路を始めとするすべての回路に電源が供給されている。したがって、ＣＰＵ自体やＣＰＵによって制御されている素子、例えば冷却ファン、リレー、表示素子などによって常に電力が消費される状態となっている。

また、モータ制御装置ではなく一般のポータブル機器用の電源装置では、マイコンを含む制御回路用の電源としてシリーズレギュレータとスイッチングレギュレータとを回路の負荷に応じて使い分けることで、回路全体の省電力化を実現している （例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５８８５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、電源回路の低消費電力化である。従来のモータ制御装置ではＤＣ−ＤＣコンバータが常にすべての回路に電源を供給しているために不必要な回路でも電力が消費されており、加えてＤＣ−ＤＣコンバータ自体の損失もあり、複数のモータ制御装置を同時に使用する場合やバッテリで駆動する場合などでは無視できないものとなっている。

さらに、特許文献１に見られるように、回路の負荷に応じて２種類の電源回路を切り替えて低消費電力化を図っている例もあるが、この場合でも外部に切り替え用のスイッチなどが必要であり、この例のようにポータブル機器などには適用できるが、サーボアンプやインバータ等のモータ制御装置には適用が困難であった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、待機状態での消費電力を抑制できるモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のモータ制御装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路と、外部からの運転指令信号を受けて前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に信号を伝達す
ると共にその信号を保持してＣＰＵに入力する信号保持回路と、電源が投入されると直ちに起動し、前記信号保持回路と前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路へＤＣ電源を供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路からの信号に従って起動、停止し、ＣＰＵを有する制御回路部へＤＣ電源を供給する第２のＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、運転指令信号を受信すると第２のＤＣ−ＤＣコンバータが起動して制御回路部にＤＣ電源を供給し、運転指令信号が一定時間以上途絶するとＣＰＵはＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に停止指令を出力して第２のＤＣ−ＤＣコンバータを停止させる。

本発明のモータ制御装置によれば、モータ停止時のスタンバイ状態での消費電力を低減させることができ、同時に複数のモータ制御装置を使用する場合やバッテリで駆動する場合に特に、効果的である。

また、低消費電力のスタンバイ状態から駆動状態への切り換えには、特別な指令は必要なく通常の運転指令信号だけで良いため、上位の制御装置には何ら変更を加える必要がなく、低コストのシステム設計にも有利なモータ制御装置となる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路と、外部からの運転指令信号を受けて前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に信号を伝達すると共にその信号を保持してＣＰＵに入力する信号保持回路と、電源が投入されると直ちに起動し、前記信号保持回路と前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路へＤＣ電源を供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路からの信号に従って起動、停止し、ＣＰＵを有する制御回路部へＤＣ電源を供給する第２のＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、運転指令信号を受信すると第２のＤＣ−ＤＣコンバータが起動して制御回路部にＤＣ電源を供給し、運転指令信号が一定時間以上途絶するとＣＰＵはＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に停止指令を出力して第２のＤＣ−ＤＣコンバータを停止させるモータ制御装置である。

図１において、電源が投入されるとダイオードブリッジ７を介して電解コンデンサ８が充電され、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３が起動する。

第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３は、信号保持回路１およびＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路２にＤＣ電源を供給するため、これらの回路は動作を開始し外部からの運転指令信号の入力待ちの状態すなわちスタンバイ状態となる。このとき、モータ制御装置において動作しているのは第１のＤＣ−ＤＣコンバータ３、信号保持回路１、ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路２だけであり、消費電力は非常に小さいものとなっている。

外部より運転指令信号が入力されると信号保持回路１は、その信号を保持した指令保持信号１１をＣＰＵ５およびＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路２に出力する。

指令保持信号１１を受けてＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路２は、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４へＤＣ−ＤＣコンバータ起動信号１２を出力し、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４は起動しＣＰＵ５を含むすべての制御回路へＤＣ電源を供給し始める。

この結果、ＣＰＵ５が制御を開始し、冷却ファン、リレー、表示素子などを起動させるとともに、指令保持信号１１を受け付けてモータ駆動を開始する。ＣＰＵ５は一旦指令保持信号１１を受け付けると、信号保持回路１に保持解除指令１３を出力して信号の保持を解除させ、以後は外部からの運転指令信号に順次従ってモータの制御をおこなう。

外部からの運転指令信号が一定時間以上途絶すると、ＣＰＵ５は保持解除指令１３を停止して、信号保持回路１をもとの信号保持状態に戻す。同時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ停止指令１４を出力して第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４を停止させる。

この結果、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ４は停止し、ＣＰＵ５、その他の制御回路はすべて停止し、モータ制御装置はスタンバイ状態に戻る。

本発明のモータ制御装置は、以上を繰り返して、運転指令信号が入力されずモータが停止している待機状態のときは、必要最小限の回路だけを残して他の回路への電源を遮断することで電力の消費を抑えることができる。

また、実施例１では電源が交流電源である場合を想定して記述されているが、バッテリなどの直流電源である場合にも利用できる。

本発明のモータ制御装置は、待機状態での電力の消費を抑制でき、特に複数のモータ制御装置を同時に使用する場合、バッテリ電源にて使用する場合などに有用である。

本発明の実施例１におけるモータ制御装置のブロック図 本発明の実施例１の動作を説明するタイミングチャート

符号の説明

１ 信号保持回路
２ ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路
３ 第１のＤＣ−ＤＣコンバータ
４ 第２のＤＣ−ＤＣコンバータ
５ ＣＰＵ
１１ 指令保持信号
１２ 起動信号
１３ 保持解除指令
１４ ＤＣ−ＤＣコンバータ停止指令

Claims (1)

1. ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路と、外部からの運転指令信号を受けて前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に信号を伝達すると共にその信号を保持してＣＰＵに入力する信号保持回路と、電源が投入されると直ちに起動し、前記信号保持回路と前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路へＤＣ電源を供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路からの信号に従って起動、停止し、ＣＰＵを有する制御回路部へＤＣ電源を供給する第２のＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、運転指令信号を受信すると第２のＤＣ−ＤＣコンバータが起動して制御回路部にＤＣ電源を供給し、運転指令信号が一定時間以上途絶するとＣＰＵはＤＣ−ＤＣコンバータ起動回路に停止指令を出力して第２のＤＣ−ＤＣコンバータを停止させることを特徴とするモータ制御装置。

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