JP2008263752A - Drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両、一般機械等に搭載される負荷の駆動を制御する駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device that controls driving of a load mounted on a vehicle, a general machine, or the like.
負荷に電源およびFET(Field Effect Transistor)等により形成されたスイッチング素子を接続し、スイッチング素子をオン、オフ作動させることにより負荷に電力を供給し、駆動あるいは停止させる負荷駆動用回路があった(例えば、特許文献1参照)。
ところで、図11に示すように、負荷としての電動モータ(以下モータと呼ぶ)101に電源Eおよびスイッチング素子102を接続したモータ駆動用回路100において、回転作動中のモータ101の回転子(図示せず)に機械的な外力が働くと、内部巻線に過大な負荷電流が発生する。巻線に過電流が発生した状態を長時間放置すれば、モータ101の回転子が焼き付いて回転不能となるため、前述の従来技術においては、過電流の発生を検知して負荷の駆動を停止させている。
There was a load drive circuit that connected to a load and a switching element formed by a power supply and FET (Field Effect Transistor), etc., and turned on and off to supply power to the load to drive or stop ( For example, see Patent Document 1).
By the way, as shown in FIG. 11, in a
ここで、上記従来技術においては、負荷に流れる電流を直接に検知せずに、スイッチング素子の端子間電圧を検出することで代用している。すなわち、図11に示した駆動用回路100を用いて説明すれば、図示しない制御回路がスイッチング素子102の両端(ドレイン−ソース間)電圧Vdrvを検出し、Vdrvが所定値以上となった場合にモータ駆動電流Imotが過電流となったとして、スイッチング素子102をオフしてモータ101を停止させている。
Here, in the said prior art, it replaces by detecting the voltage between the terminals of a switching element, without detecting the electric current which flows into load directly. That is, in the description using the
しかしながら、スイッチング素子102はオンされて所定の電流が流れることにより内部温度が上昇し、温度変化によりその抵抗値(オン抵抗)も変化する。スイッチング素子102の内部抵抗値が変化すれば、その端子間電圧Vdrvも変動するため、スイッチング素子102の広範囲な温度変化を考慮すると、端子間電圧Vdrvを検出することによりモータ101に流れる過電流を検知することは容易ではなかった。すなわち、図12に示すように、スイッチング素子102の要求される温度範囲にわたって、モータ101の定常時と過電流発生時に対応するスイッチング素子102の端子電圧間に、検出電圧Vdrvの一定のしきい値(Vtrh1あるいはVthr2)を設定することができなかった。
上述したスイッチング素子の温度変化に対して、上記従来技術においては、マイクロコンピュータ内に設けられた負荷電流算出手段が、スイッチング素子温度とその端子間電圧とから負荷に流れる電流を算出することにより、その電圧変動を補っている。
With respect to the temperature change of the switching element described above, in the above prior art, the load current calculation means provided in the microcomputer calculates the current flowing through the load from the switching element temperature and the voltage between its terminals, The voltage fluctuation is compensated.
しかしながら、上述したように従来技術においては、マイクロコンピュータ内に負荷電流算出手段を必要とするため、その構成が複雑となっていた。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、負荷における過電流の発生を検出できる、構成の簡単な駆動制御装置を提供することにある。 However, as described above, in the conventional technique, the load current calculation means is required in the microcomputer, so that the configuration is complicated. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a drive control device having a simple configuration capable of detecting the occurrence of an overcurrent in a load.
本発明の課題を解決するために、請求項1の発明によれば、スイッチング素子の検出温度が温度しきい値以下の場合または温度しきい値より低い場合には、スイッチング素子のいずれかをオンさせるとともにいずれかをオフさせ、検出温度が温度しきい値より高くなった場合または温度しきい値以上となった場合には、既にオンされているスイッチング素子に加え、オフ状態にある他のスイッチング素子を更にオンさせる温度補償手段を備えたことにより、温度変化によりスイッチング素子内部の抵抗値が増大しても、オン状態となった複数のスイッチング素子により負荷を流れる駆動電流が分流されるため検出電圧の変動を低減し、簡単な構成により負荷への過電流を検出できる。
In order to solve the problems of the present invention, according to the invention of
請求項2の発明によれば、複数のスイッチング素子をオンさせて負荷を駆動している時に、その検出電圧が電圧しきい値以上となった場合または電圧しきい値よりも高くなった場合に、オン状態にあったスイッチング素子のいずれかをオフさせた状態で負荷を継続して駆動し、その検出電圧が電圧しきい値よりも高い第2電圧しきい値以上である場合または第2電圧しきい値より高い場合に、スイッチング素子をオフさせて負荷の駆動を停止させる。これにより、検出電圧に一時的にノイズがのった場合には検出電圧が第2電圧しきい値以上になることがないため、過電流が流れたと誤検出することがなく、駆動制御装置のノイズ対抗性(ロバスト性)が向上する。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、電圧しきい値がスイッチング素子の温度に応じて変化することにより、温度変化によるスイッチング素子の抵抗値変化に合わせて、より適確に過電流の発生を検出することができる。
According to the invention of
<実施形態1>
図1乃至図6に基づいて、本発明の実施形態1について説明する。モータ駆動制御装置1の電動モータ(以下モータと呼ぶ)2は本発明の負荷に該当する構成で、車両のフューエルポンプ(図示せず)に連結されている。モータ2に接続された主回路部5には、車両のエンジン制御ECU3および車両電源4が接続され、エンジン制御ECU3からの制御信号に基づいてモータ2を駆動してフューエルポンプの回転作動を制御している。
<
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. An electric motor (hereinafter referred to as a motor) 2 of the motor
モータ2の界磁巻線の一端は、主回路部5のノイズ防止用の平滑回路6を介して車両電源4に接続されており、他端には一対のスイッチング素子(第1スイッチング素子7A、第2スイッチング素子7B)が接続されている。スイッチング素子7A、7Bはこれに限定されるものではないが、本実施形態においてはいずれも、nチャネルエンハンスメントモードのパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が使用されており、それぞれのドレイン端子がモータ2の巻線に接続されるとともにソース端子が接地され、スイッチング素子7A、7Bは互いに並列に配置されている。第1スイッチング素子7A、第2スイッチング素子7Bはそれぞれゲート端子に所定の信号が入力されてオンすることにより、モータ2へ車両電源4からの電力を供給する。
One end of the field winding of the
また、第1スイッチング素子7Aのゲート端子は駆動回路8(本発明の負荷駆動手段に該当する)の出力端に直接に接続されており、第1スイッチング素子7Aは駆動回路8からのゲート端子への駆動信号DS1に基づいてオンすることにより、モータ2を駆動する。尚、上述した平滑回路6とスイッチング素子7A、7Bのドレイン端子との間には、モータ2に発生する逆方向起電力を流すべく還流ダイオード9が接続されている。
The gate terminal of the
一方、主回路部5の入力信号変換回路10はエンジン制御ECU3と接続され、エンジン制御ECU3からのモータ2の回転状態を指示する信号をD/A変換するとともに、その周波数を増大させている。モータ電圧検出回路11は車両電源4およびスイッチング素子7A、7Bのドレイン端子と接続され、モータ2の両端電圧を検出している。信号処理回路12は駆動回路8の入力端、入力信号変換回路10、モータ電圧検出回路11および発振回路13と接続され、エンジン制御ECU3からの信号とモータ電圧検出回路11によるモータ2の両端電圧を比較して、それに基づいて、駆動回路8へモータ2の回転動作を制御するPWM信号を発信する。
On the other hand, the input
過電流保護回路14(本発明の過電流保護手段に該当する)はモータ2のロックにより過電流が発生して、主回路部5あるいはモータ2が破壊されることを防ぐためのもので、上述した駆動回路8、信号処理回路12および発振回路13と接続されている。過電流保護回路14はスイッチング素子7A、7Bのドレイン端子とも接続され、スイッチング素子7A、7Bのドレイン端子とソース端子との間の電圧Vdetを検出し、これを予め設定された所定の電圧しきい値Vrefp、Vrefsと比較し、検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefpあるいは第2電圧しきい値Vrefsよりも高い場合に、駆動回路8へ対し発信することにより、スイッチング素子7A、7Bをオフさせてモータ2の駆動を停止させる機能を有する。
The overcurrent protection circuit 14 (corresponding to the overcurrent protection means of the present invention) is for preventing the main circuit unit 5 or the
ここで、第1電圧しきい値Vrefpはモータ2の定常駆動時の検出電圧と過電流発生時の検出電圧との間において、検出精度のばらつき等を考慮して設定される。具体的には、後述するように第1スイッチング素子7Aの温度が温度しきい値Tc未満の場合、第1スイッチング素子7Aのみがオンされた状態において、モータ2の定常駆動時の検出電圧と過電流発生(ロック)時の検出電圧との間に位置し、かつ、第1スイッチング素子7Aの温度が温度しきい値Tc以上の場合、第1スイッチング素子7Aおよび第2スイッチング素子7Bがともにオンされた状態において、モータ2の定常駆動時の検出電圧と過電流発生時の検出電圧との間に位置するように一定値に設定される(図5示)。第1電圧しきい値Vrefpはモータ2の定常駆動時の検出電圧と過電流発生時の検出電圧との間において、過電流発生時よりに設定することが望ましい。
Here, the first voltage threshold value Vrefp is set in consideration of variations in detection accuracy between the detection voltage at the time of steady driving of the
一方、第2電圧しきい値Vrefsは第1スイッチング素子7Aの温度が温度しきい値Tc以上の場合において、第1スイッチング素子7Aおよび第2スイッチング素子7Bがともにオンされた状態から、第2スイッチング素子7Bをオフすることにより、第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子との間の電圧が上昇する量に見合うだけ、第1電圧しきい値Vrefpよりも高くなるように設定される。
On the other hand, when the temperature of the
温度検出回路15(本発明の温度補償手段に該当する)は過電流保護回路14と接続されるとともに、AND回路16の一側の入力端子に接続されている。AND回路16の他側の入力端子は駆動回路8の出力端に接続され、AND回路16の出力端子は第2スイッチング素子7Bのゲート端子に接続されている。温度検出回路15は第1スイッチング素子7Aの温度を検出する例えばサーミスタを有しており、検出された第1スイッチング素子7Aの温度が予め設定された温度しきい値Tc(これに限定されるものではないが、例えば摂氏55℃)よりも低い場合(摂氏−30℃以上55℃未満)にはAND回路16の入力端子への送信がなく、検出された第1スイッチング素子7Aの温度が温度しきい値Tc以上である場合(摂氏55℃以上150℃以下)にはAND回路16の入力端子への送信が行われる。
The temperature detection circuit 15 (corresponding to the temperature compensation means of the present invention) is connected to the
次に、図6に基づいて、本実施形態によるモータ駆動制御装置1によるモータ2の駆動方法について説明する。ユーザが車両のキースイッチを起動すると、主回路部5に車両電源4から電力が供給されるとともに、エンジン制御ECU3からフューエルポンプの起動が要求される(図6においてステップS601)。次に、ステップS602において、主回路部5の温度検出回路15により第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが検出され、これが温度しきい値Tcと比較される(ステップS603)。第1スイッチング素子7Aの検出温度Tdetが温度しきい値Tc(摂氏55℃)よりも低い場合、駆動回路8から第1スイッチング素子7Aのゲート端子およびAND回路16の入力端子へ、駆動信号DS1が発信されるが、温度検出回路15からAND回路16の入力端子への送信がなく、従って、AND回路16から第2スイッチング素子7Bへの駆動信号DS2の発信はない。これにより、第2スイッチング素子7Bがオフされた状態で、第1スイッチング素子7Aのみがオンする(単独駆動)ことにより、車両電源4からモータ2に対し電力が供給されてモータ2が駆動される(ステップS604)。
Next, a method for driving the
次にステップS605において、過電流保護回路14が第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子間電圧Vdetを検出し、検出電圧Vdetを第1電圧しきい値Vrefpと比較する(ステップS606)。検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp以上である場合、ポンプロック等によりモータ2に過電流が流れはじめたとして過電流保護回路14内のタイマを起動する(ステップS607)。ステップS608において、タイマ起動後に所定時間tmが経過したと判定されると、過電流保護回路14から駆動回路8への発信により、駆動回路8からの駆動信号DS1が送信されなくなり、第2スイッチング素子7Bに加えて第1スイッチング素子7Aもオフされて、モータ2の駆動が停止される(ステップS609)。その後、車両ユーザにフューエルポンプを停止させたことを報知する等の所定のモータ過電流処置が行われる(ステップS610)。ステップS606において、検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp未満であると判定された場合には、第1スイッチング素子7Aのみがオンされた状態で、モータ2の駆動が継続される。
Next, in step S605, the
次に、ステップS611において、フューエルポンプの作動を停止させるか否かが判定される。ユーザが車両のエンジンを停止する等してポンプを停止すると判定されると、駆動回路8から駆動信号DS1が送信されなくなり、第2スイッチング素子7Bに加え第1スイッチング素子7Aをもオフし、モータ2の駆動が停止される(ステップS612)。フューエルポンプの作動を継続する場合、ステップS611からステップS602へと戻り、上述した処理を繰り返す。
Next, in step S611, it is determined whether or not to stop the operation of the fuel pump. When it is determined that the user stops the pump, for example, by stopping the engine of the vehicle, the drive signal DS1 is not transmitted from the
一方、ステップS603において、温度検出回路15により検出された第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが温度しきい値Tc(摂氏55℃)以上となった場合、駆動回路8から第1スイッチング素子7Aのゲート端子およびAND回路16の入力端子へ、駆動信号DS1が発信されるとともに、温度検出回路15からAND回路16の入力端子へ送信され、AND回路16から第2スイッチング素子7Bへ駆動信号DS2が発信される。これにより、第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bがオンされる(並列駆動:ステップS621)。この時、車両電源4からモータ2に流れる電流は互いに並列に配置されたスイッチング素子7A、7Bにより分流されるため、スイッチング素子7A、7Bの温度上昇に伴う内部抵抗の増大に拘わらず、スイッチング素子7A、7Bのドレイン端子とソース端子との間の電圧が減少される。
On the other hand, when the temperature Tdet of the
その後、ステップS622において、前述した場合と同様に過電流保護回路14が第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子間電圧Vdetを検出し、検出電圧Vdetを第1電圧しきい値Vrefpと比較する(ステップS623)。検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp以上である場合、過電流保護回路14内のタイマを起動する(ステップS624)。ステップS625において、タイマ起動後に所定時間tmが経過したと判定されると、過電流保護回路14からの送信に基づいて温度検出回路15がAND回路16の入力端子への送信を取りやめて駆動信号DS2を停止し、一旦、第2スイッチング素子7Bをオフさせた状態でモータ2の駆動を継続する(ステップS626)。この第1スッチング素子7Aのみをオンさせた状態で、過電流保護回路14による検出電圧Vdetが第2電圧しきい値Vrefs以上であるか否かが判定される(ステップS627)。検出電圧Vdetが第2電圧しきい値Vrefs以上である場合、モータ2に過電流が発生したと判定しステップS607へと進み、上述した場合と同様にモータ2の作動が停止される。
Thereafter, in step S622, the
検出電圧Vdetが第2電圧しきい値Vrefs未満である場合、上述したようにステップS623において、検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp以上となったのは、検出電圧Vdetにノイズ信号が乗ったためと判断し、過電流保護回路14内のタイマを起動する(ステップS628)。ステップS629において、タイマ起動後に所定時間tmが経過したと判定されると、過電流保護回路14からの温度検出回路15への発信により、温度検出回路15からAND回路16の入力端子へ送信され、再度、AND回路16から第2スイッチング素子7Bへ駆動信号DS2が発信される。これにより、再び第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bがオンされる(ステップS630)。これ以降はステップS611へと進み、上述した場合と同様の処理が行われる。また、ステップS623において、検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp未満と判定された場合も、ステップS611へと進み同様の処理が行われる。
When the detection voltage Vdet is less than the second voltage threshold value Vrefs, the detection voltage Vdet becomes equal to or higher than the first voltage threshold value Vrefp in step S623 as described above. Therefore, the timer in the
次に、図2乃至図4に基づいて、本実形態におけるモータ駆動制御装置1の各信号の発生および特性変化について説明する。図2に示すように、温度検出回路15によって検出された第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが温度しきい値Tcよりも低い場合、駆動回路8から駆動信号DS1が発信され、第1スイッチング素子7Aのみがオンされてモータ2が駆動される(図6のステップS604)。
Next, based on FIGS. 2 to 4, the generation of each signal and the characteristic change of the motor
この状態においてモータ2がロックして、巻線に過電流が流れ始め、第1スイッチング素子7Aのドレイン−ソース間電流(換言すればモータ2の巻線電流)IrelがIexe以上になると、これに伴い過電流保護回路14が、第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子の間の電圧Vdetが、第1電圧しきい値Vrefp以上となったことを検出する。これにより、タイマの働きによって所定時間tm後に、駆動回路8からの駆動信号DS1がオフされて、第2スイッチング素子7Bに加えて第1スイッチング素子7Aもオフされ、モータ2の駆動が停止される(図6のステップS609)。
In this state, when the
図3に示すように、第1スイッチング素子7Aのみがオンされてモータ2が駆動されている状態において、温度検出回路15によって検出された第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが温度しきい値Tc以上となった場合、AND回路16から駆動信号DS2が発信され、第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bがオンされる(図6のステップS621)。
As shown in FIG. 3, in the state where only the
この状態においてモータ2がロック等して、過電流保護回路14により第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子の間の電圧Vdetが、第1電圧しきい値Vrefp以上となったことが検出されると、所定時間tm後に、AND回路16からの駆動信号DS2がオフされて、第2スイッチング素子7Bがオフされ、第1スイッチング素子7Aのみがオンされた状態でモータ2の駆動が継続される(図6のステップS626)。過電流が発生した場合、第2スイッチング素子7Bがオフされると第1スイッチング素子7Aを流れる過電流自体も増大する。このため、この状態で、更に過電流保護回路14が、第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子の間の電圧Vdetが、第2電圧しきい値Vrefs以上であることを検出すると、第2スイッチング素子7Bがオフされてから所定時間tm後に、駆動回路8からの駆動信号DS1がオフされて、第2スイッチング素子7Bに加えて第1スイッチング素子7Aもオフされることにより、モータ2の駆動が停止される(図6のステップS609)。
In this state, the
図4に示すように、第1スイッチング素子7Aおよび第2スイッチング素子7Bがオンされた状態から、検出電圧Vdetに第1電圧しきい値Vrefp以上のノイズ信号が乗った場合、所定時間tm後に、AND回路16からの信号DS2がオフされて、第1スイッチング素子7Aのみがオンされ、モータ2の駆動が継続されている状態で、過電流保護回路14が、第1スイッチング素子7Aのドレイン端子とソース端子の間の電圧Vdetが、第2電圧しきい値Vrefsよりも低いことを検出すると、第2スイッチング素子7Bがオフされてから所定時間tm後に、再びAND回路16から駆動信号DS2が発信されて、第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bもオンされた状態でモータ2の駆動が継続される(図6のステップS630)。
As shown in FIG. 4, when a noise signal equal to or higher than the first voltage threshold value Vrefp is on the detection voltage Vdet from the state where the
これまで説明したように、本実施形態によれば、温度検出回路15により検出された第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが温度しきい値Tcよりも低い場合、駆動回路8により第1スイッチング素子7Aのみがオンされてモータ2が駆動され、第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが温度しきい値Tc以上となった場合、第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bがオンされてモータ2が駆動される。これにより、温度変化により第1スイッチング素子7A内部の抵抗値が増大しても、オン状態となった一対のスイッチング素子7A、7Bによりモータ2を流れる巻線電流が分流されるため検出電圧Vdetの変動を低減することができる。このため、検出温度範囲にわたって電圧しきい値Vrefpを設定でき(図5示)、簡単な構成によりモータ2への過電流を検出できる。
As described so far, according to the present embodiment, when the temperature Tdet of the
また、一対のスイッチング素子7A、7Bをオンさせてモータ2を駆動している時に、その検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefp以上となった場合に、オン状態にあった第2スイッチング素子7Bをオフさせた状態でモータ2を継続して駆動し、その検出電圧Vdetが第1電圧しきい値Vrefpよりも高い第2電圧しきい値Vrefs以上である場合に、第1スイッチング素子7Aをオフさせてモータ2の駆動を停止させる。この構成により、検出電圧Vdetに一時的にノイズがのった場合には、第2スイッチング素子7Bをオフしても、検出電圧Vdetが第2電圧しきい値Vrefs以上になることがないため、過電流が流れたと誤検出することがなく、近年のFET等のスイッチング素子の低抵抗化によるノイズ信号の影響増大にかかわらず、モータ駆動制御装置1のノイズ対抗性(ロバスト性)が向上する。
Further, when the
<実施形態2>
次に、図7および図8に基づいて、本発明の実施形態2について説明する。本実施形態によるモータ駆動制御装置1Aの主回路部5Aにおいては、モータ2の界磁巻線に3個のスイッチング素子(第1スイッチング素子7A、第2スイッチング素子7B、第3スイッチング素子7C)が接続されている。本実施形態においても、スイッチング素子7A、7B、7Cのそれぞれのドレイン端子がモータ2の巻線に接続されるとともにソース端子が接地され、スイッチング素子7A、7B、7Cは互いに並列に配置されている。また、第1スイッチング素子7Aのゲート端子は駆動回路8の出力端に直接に接続されている。
<
Next,
一方、温度検出回路15は一対のAND回路16A、16Bのそれぞれの一側の入力端子に接続されている。AND回路16A、16Bのそれぞれの他側の入力端子は駆動回路8に接続され、AND回路16Aの出力端子は第2スイッチング素子7Bのゲート端子に接続され、AND回路16Bの出力端子は第3スイッチング素子7Cのゲート端子に接続されている(図7示)。
On the other hand, the
この構成により、本実施形態によれば、温度検出回路15により検出された第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが第1温度しきい値Tc1よりも低い場合、駆動回路8により第1スイッチング素子7Aのみがオンされてモータ2が駆動され、第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが第1温度しきい値Tc以上かつ第2温度しきい値Tc2より低い値となった場合、第1スイッチング素子7Aに加えて第2スイッチング素子7Bがオンされてモータ2が駆動され、更に、第1スイッチング素子7Aの温度Tdetが第2温度しきい値Tc2以上となった場合、第1スイッチング素子7Aおよび第2スイッチング素子7Bに加えて第3スイッチング素子7Cがオンされてモータ2が駆動される。これにより、温度変化によりスイッチング素子7A、7B内部の抵抗値が増大しても、きめ細かく検出電圧Vdetの変動を低減でき、より広い検出温度範囲にわたって電圧しきい値Vrefpを設定できる(図8示)。
With this configuration, according to the present embodiment, when the temperature Tdet of the
<実施形態3>
次に、図9および図10に基づいて、本発明の実施形態3について説明する。本実施形態において、過電流保護回路14の内部構成以外は、上述した実施形態1の構成と同様である。図9において、過電流保護回路14は車両電源4と接続された温度検出用ダイオードSDを備えている。温度検出用ダイオードSDは複数個直列に接続され、そのアノード側は車両電源4に接続され、カソード側には一対の直流抵抗R1、R2が直列に接続されている。直流抵抗R1、R2間には、第1電圧しきい値Vrefpを入力するためにコンパレータCPの+側入力端子が接続され、コンパレータCPの−側入力端子にはスイッチング素子7A、7Bのドレイン端子が接続され、ドレイン端子とソース端子との間の検出電圧Vdetが入力される。コンパレータCPの出力端子はタイマTMを介して駆動回路8の入力端に接続されている。
<
Next,
温度検出用ダイオードSDは第1スイッチング素子7Aの温度変化に応じて第1電圧しきい値Vrefpを変動させるためのもので、第1スイッチング素子7Aと同一チップ上、または、主回路部5の他の電子素子のチップ上に設けられる。温度検出用ダイオードSDが主回路部5の第1スイッチング素子7A以外の素子のチップ上に設けられた場合、チップ上の他の素子の温度を検出することで、第1スイッチング素子7Aの温度を検出することに代用させることになる。コンパレータCPに入力される第1電圧しきい値Vrefpは、温度検出用ダイオードSDの温度変化による抵抗値が変化することで、直流抵抗R1、R2間の分圧値が変化するため、第1スイッチング素子7Aの温度変化に応じて変動する(第1スイッチング素子7Aの温度が高くなれば、第1電圧しきい値Vrefpも高くなる)。
本実施形態によれば、第1電圧しきい値Vrefpが第1スイッチング素子7Aの温度に応じて変化することにより、温度変化によるスイッチング素子7A、7Bの抵抗値変化に合わせて、より適確に過電流の発生を検出することができる(図10示)。
The temperature detection diode SD is for changing the first voltage threshold value Vrefp in accordance with the temperature change of the
According to the present embodiment, the first voltage threshold value Vrefp changes according to the temperature of the
<他の実施形態>
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
スイッチング素子はパワーMOSFETのみではなく、パワートランジスタ等の半導体スイッチング素子が使用可能である。また、スイッチング素子に接続される負荷はモータに限られず、ランプ、ブザー等であってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
As the switching element, not only a power MOSFET but also a semiconductor switching element such as a power transistor can be used. Further, the load connected to the switching element is not limited to the motor, and may be a lamp, a buzzer, or the like.
過電流保護回路はスイッチング素子の端子間電圧をその一部として含んでいれば、主回路部のどの箇所の電圧を検出するものであってもよい。
温度あるいは電圧の各しきい値Tc、Tc1、Tc2、Vrefp、Vrefs自体は、どちらの判定領域に含まれてもよい。
As long as the overcurrent protection circuit includes the voltage between the terminals of the switching element as a part thereof, the overcurrent protection circuit may detect any voltage in the main circuit portion.
Each threshold value Tc, Tc1, Tc2, Vrefp, Vrefs itself of temperature or voltage may be included in any determination region.
図面中、1はモータ駆動制御装置(駆動制御装置)、2はモータ(負荷)、7Aは第1スイッチング素子、7Bは第2スイッチング素子、7Cは第3スイッチング素子、8は駆動回路(負荷駆動手段)、14は過電流保護回路(過電流保護手段)、15は温度検出回路(温度補償手段)、Tdetはスイッチング素子の検出温度、Tcは温度しきい値、Tc1は第1温度しきい値、Tc2は第2温度しきい値、Vdetはスイッチング素子のドレイン端子とソース端子間電圧、Vrefpは第1電圧しきい値、Vrefsは第2電圧しきい値を示している。 In the drawings, 1 is a motor drive control device (drive control device), 2 is a motor (load), 7A is a first switching element, 7B is a second switching element, 7C is a third switching element, and 8 is a drive circuit (load drive). Means), 14 is an overcurrent protection circuit (overcurrent protection means), 15 is a temperature detection circuit (temperature compensation means), Tdet is a detected temperature of the switching element, Tc is a temperature threshold value, and Tc1 is a first temperature threshold value. , Tc2 is a second temperature threshold value, Vdet is a voltage between the drain terminal and the source terminal of the switching element, Vrefp is a first voltage threshold value, and Vrefs is a second voltage threshold value.
Claims (3)
前記スイッチング素子のいずれかをオンさせて前記負荷を駆動する負荷駆動手段と、
前記負荷駆動手段に接続されるとともに少なくとも前記スイッチング素子の端子間電圧を含む電圧を検出し、当該検出電圧が電圧しきい値以上である場合または前記電圧しきい値より高い場合に、前記スイッチング素子をオフさせて前記負荷の駆動を停止させる過電流保護手段と、
前記負荷駆動手段に接続されるとともに前記スイッチング素子の温度を検出し、検出温度が温度しきい値以下の場合または前記温度しきい値より低い場合には、前記スイッチング素子のいずれかをオンさせるとともにいずれかをオフさせ、検出温度が前記温度しきい値より高くなった場合または前記温度しきい値以上となった場合には、既にオンされている前記スイッチング素子に加え、オフ状態にある他の前記スイッチング素子を更にオンさせる温度補償手段を備えたことを特徴とする駆動制御装置。 A plurality of switching elements each connected to a load and arranged in parallel with each other, each of which is turned on to supply power to the load;
Load driving means for driving one of the switching elements to drive the load;
A voltage that is connected to the load driving means and includes at least a voltage between terminals of the switching element is detected, and the switching element is detected when the detected voltage is equal to or higher than a voltage threshold value or higher than the voltage threshold value. Overcurrent protection means for turning off the load to stop driving the load;
The temperature of the switching element is detected while being connected to the load driving means, and when the detected temperature is lower than the temperature threshold value or lower than the temperature threshold value, one of the switching elements is turned on. When any of the switching elements is turned off and the detected temperature becomes higher than the temperature threshold value or exceeds the temperature threshold value, in addition to the switching element that is already turned on, A drive control apparatus comprising temperature compensation means for further turning on the switching element.
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WO2015127710A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 上虞市冠业电器有限公司 | Current-limiting protection circuit of direct-current motor |
CN114076904A (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-22 | 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 | Protection circuit, electrical stimulation device and protection method |
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2007
- 2007-04-13 JP JP2007105878A patent/JP2008263752A/en active Pending
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