JP2011139612A - Motor drive circuit and motor with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an overcurrent from continuously flowing into a stator winding of a motor, even if one overcurrent protection circuit breaks down. <P>SOLUTION: A motor drive circuit includes a motor control unit 22 for controlling conduction to a motor unit 2, a first overcurrent protection circuit 31 for output of a first detection signal to the motor control unit 22 when a current flowing in the motor unit 2 is not less than a first threshold, and a second overcurrent protection circuit 41 for output of a second detection signal to the motor control unit 22 when the current flowing in the motor unit 2 is not less than a second threshold larger than the first threshold. The first overcurrent protection circuit 31 is constituted to stop the output of the first detection signal when the current flowing in the motor unit 2 is lower than the first threshold. The second overcurrent protection circuit 41 is constituted to output the second detection signal continuously even if the current flowing in the motor unit 2 becomes not less than the second threshold and then becomes lower than the second threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータを駆動制御するための駆動回路に関する。   The present invention relates to a drive circuit for driving and controlling a motor.

従来より、モータに過電流が流れないように該モータへの通電を制御するモータ駆動回路が知られている。例えば特開２００３−１３４８７７号公報に開示されているブラシレスモータの駆動回路では、段落［００１５］などに開示されるように、固定子の巻線に流れる電流を電圧として検出し、該電圧が基準電圧よりも高い場合に、固定子巻線への通電を停止する過電流保護回路を有している。この過電流保護回路は、過電流を検出するための第１の過電流保護回路と、通電遮断後に復帰させるまでは通電を完全に停止させる第２の過電流保護回路と、を備えている。
特開２００３−１３４８７７号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor drive circuit that controls energization of a motor so that no overcurrent flows through the motor is known. For example, in a brushless motor drive circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-134877, as disclosed in paragraph [0015], a current flowing in a stator winding is detected as a voltage, and the voltage is a reference. An overcurrent protection circuit is provided to stop energization of the stator winding when the voltage is higher than the voltage. This overcurrent protection circuit includes a first overcurrent protection circuit for detecting an overcurrent, and a second overcurrent protection circuit that completely stops energization until it is restored after the energization is interrupted.
JP 2003-134877 A

ところで、上述のように、モータの固定子巻線に流れる電流が過電流かどうかを検出する場合、過電流を検出する第１の過電流保護回路の構成部品等が故障すると、固定子巻線に過電流が流れてもそれを検出することができず、保護回路として十分に機能しないおそれがある。   By the way, as described above, when detecting whether the current flowing through the stator winding of the motor is an overcurrent or not, if a component of the first overcurrent protection circuit that detects the overcurrent fails, the stator winding Even if an overcurrent flows through the circuit, it cannot be detected and may not function sufficiently as a protection circuit.

本発明の目的は、一つの過電流保護回路が故障した場合でも、モータの固定子巻線に過電流が流れ続けるのを防止できるような構成を得ることにある。   An object of the present invention is to obtain a configuration capable of preventing an overcurrent from continuing to flow in a stator winding of a motor even when one overcurrent protection circuit fails.

第１の発明に係るモータ駆動回路は、モータへの通電を制御するモータ制御部と、該モータに流れる電流が第１閾値以上の場合に、該モータへの通電を規制するための第１検出信号を上記モータ制御部に出力する第１過電流保護回路と、上記モータに流れる電流が上記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、該モータへの通電を規制するための第２検出信号を上記モータ制御部に出力する第２過電流保護回路と、を備え、上記第１過電流保護回路は、上記モータに流れる電流が第１閾値を下回った場合には、該モータ制御部への第１検出信号の出力を停止するように構成されていて、上記第２過電流保護回路は、上記モータに流れる電流が第２閾値以上になった後は、該電流が第２閾値を下回っても上記モータ制御部に第２検出信号を出力し続けるように構成されているものとする。   A motor drive circuit according to a first aspect of the present invention includes a motor control unit that controls energization to the motor, and a first detection for regulating energization to the motor when the current flowing through the motor is equal to or greater than a first threshold value. A first overcurrent protection circuit that outputs a signal to the motor control unit, and a second for regulating energization of the motor when the current flowing through the motor is equal to or greater than a second threshold value that is greater than the first threshold value. A second overcurrent protection circuit that outputs a detection signal to the motor control unit, and the first overcurrent protection circuit, when a current flowing through the motor falls below a first threshold, The second overcurrent protection circuit is configured to stop the output of the first detection signal to the motor after the current flowing through the motor becomes equal to or higher than the second threshold value. Even if it falls below, the second detection signal is sent to the motor control unit. It is assumed to be configured to continue to force.

以上の構成により、第１過電流保護回路の構成部品等が故障して該第１過電流保護回路による過電流検出が不可能になった場合でも、第２過電流保護回路によって過電流を検出することが可能になる。したがって、モータに過電流が流れ続けて、インバータ装置内のスイッチング素子が損傷を受けるのを防止できる。   With the above configuration, even if a component of the first overcurrent protection circuit breaks down and overcurrent detection by the first overcurrent protection circuit becomes impossible, the overcurrent is detected by the second overcurrent protection circuit. It becomes possible to do. Therefore, it is possible to prevent the overcurrent from continuing to flow through the motor and damage the switching element in the inverter device.

また、２つの過電流保護回路のうち、一方の過電流保護回路（第１過電流保護回路）は、モータに流れる電流が第１閾値を下回った場合に第１検出信号の出力を停止するため、モータの負荷が一時的に上昇した場合でも、その後、モータを正常に駆動させることが可能となる。これに対し、他方の過電流保護回路（第２過電流保護回路）は、モータに流れる電流が第２閾値以上になった後は、該電流が第２閾値を下回っても第２検出信号を出力し続けるため、モータの再起動等を行うまで該モータへの通電を制限することができる。   One of the two overcurrent protection circuits (the first overcurrent protection circuit) stops the output of the first detection signal when the current flowing through the motor falls below the first threshold. Even when the load on the motor temporarily increases, the motor can be driven normally thereafter. On the other hand, the other overcurrent protection circuit (second overcurrent protection circuit) outputs the second detection signal after the current flowing through the motor becomes equal to or greater than the second threshold even if the current falls below the second threshold. Since the output continues, the power supply to the motor can be limited until the motor is restarted.

以上より、第１の発明に係るモータ駆動回路によれば、第１過電流保護回路が機能しなくなっても、第２過電流保護回路によって、モータに過電流が流れ続けるのを防止できる。しかも、上述の発明によれば、モータに流れる電流が一時的に第１閾値よりも大きくなっても、該モータに流れる電流が正常な値に戻れば該モータを正常に駆動制御できる一方、該モータに第２閾値以上の過大な過電流が一度流れた場合には、その後もモータへの通電を継続して制限できる。   As described above, according to the motor drive circuit of the first invention, even if the first overcurrent protection circuit stops functioning, the second overcurrent protection circuit can prevent the overcurrent from continuing to flow through the motor. In addition, according to the above-described invention, even if the current flowing through the motor temporarily exceeds the first threshold value, the motor can be normally driven and controlled if the current flowing through the motor returns to a normal value. When an excessive overcurrent exceeding the second threshold once flows in the motor, the energization to the motor can be continued and limited thereafter.

図１は、本発明の実施形態に係るモータ駆動回路を備えたモータの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a motor including a motor drive circuit according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施形態に係るモータ駆動回路の第２過電流保護回路の構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the second overcurrent protection circuit of the motor drive circuit according to the embodiment of the present invention. 図３は、本発明の実施形態に係るモータ駆動回路において、第１過電流保護回路が正常に機能している場合のモータ部に流れる電流とモータ制御部に入力される信号との関係の一例を示す図である。FIG. 3 shows an example of the relationship between the current flowing in the motor unit and the signal input to the motor control unit when the first overcurrent protection circuit is functioning normally in the motor drive circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 図４は、本発明の実施形態に係るモータ駆動回路において、第１過電流保護回路が機能していない場合のモータ部に流れる電流とモータ制御部に入力される信号との関係の一例を示す図である。FIG. 4 shows an example of the relationship between the current flowing through the motor unit and the signal input to the motor control unit when the first overcurrent protection circuit is not functioning in the motor drive circuit according to the embodiment of the present invention. FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

−全体構成−
図１に、本発明の実施形態に係るモータ駆動回路３を備えたモータ１の概略構成を示す。このモータ１は、図示しないケーシング内に、固定子及び回転子からなるモータ部２や、上記モータ駆動回路３が設けられた回路基板（図示省略）などが配置されたものである。このモータ１には、外部に設けられた図示しない外部コントローラから速度指令が入力される。上記モータ１は、この速度指令に基づいてモータ部２の駆動制御を行う。なお、上記モータ１は、固定子の少なくとも一部が樹脂によってモールドされたモールドモータであり、例えば空調機のファン用モータとして用いられる。 -Overall configuration-
FIG. 1 shows a schematic configuration of a motor 1 provided with a motor drive circuit 3 according to an embodiment of the present invention. In the motor 1, a motor unit 2 including a stator and a rotor, a circuit board (not shown) provided with the motor driving circuit 3 and the like are arranged in a casing (not shown). A speed command is input to the motor 1 from an external controller (not shown) provided outside. The motor 1 performs drive control of the motor unit 2 based on this speed command. The motor 1 is a molded motor in which at least a part of the stator is molded with resin, and is used as a fan motor for an air conditioner, for example.

上記モータ部２には、巻線２ａを有する固定子に対して、複数の磁石を有する回転子が回転可能に設けられている。例えば、上記固定子は略円筒状に形成されていて、上記回転子は、略円柱状に形成され且つ該固定子の内側に同心状に配置されている。   The motor unit 2 is provided with a rotor having a plurality of magnets so as to be rotatable with respect to a stator having a winding 2a. For example, the stator is formed in a substantially cylindrical shape, and the rotor is formed in a substantially columnar shape and is disposed concentrically inside the stator.

上記モータ駆動回路３は、上記モータ部２の固定子の巻線２ａに対して電力を供給するためのインバータ部１１と、該インバータ部１１内の複数のスイッチング素子１２に対して駆動信号を出力する駆動制御部２１とを備えている。   The motor drive circuit 3 outputs drive signals to an inverter unit 11 for supplying power to the stator winding 2 a of the motor unit 2 and a plurality of switching elements 12 in the inverter unit 11. And a drive control unit 21.

上記インバータ部１１は、上記固定子の各相の巻線２ａに対して通電のＯＮ／ＯＦＦを行う複数のスイッチング素子１２（図１の例では６個のスイッチング素子）が三相ブリッジ結線されたものである。具体的には、上記インバータ部１１は、２つのスイッチング素子１２，１２を直列に接続してなる３つのスイッチングレグが、互いに並列に接続されたものである。各スイッチングレグは、スイッチング素子１２，１２間の中点が上記固定子の各相の巻線２ａに接続されている。上記図１に示すように、上記インバータ部１１には、モータ駆動時にモータ電圧Ｖｍが印加される。なお、上記インバータ部１１の電源側には、後述する過電流保護回路３１，４１によって過電流を防止できない場合に、過大な電流が流れると溶断するヒューズ部１３が設けられている。   In the inverter unit 11, a plurality of switching elements 12 (six switching elements in the example of FIG. 1) for turning on and off the windings 2 a of each phase of the stator are connected in a three-phase bridge. Is. Specifically, the inverter unit 11 includes three switching legs formed by connecting two switching elements 12 and 12 in series and connected in parallel to each other. In each switching leg, the midpoint between the switching elements 12, 12 is connected to the winding 2a of each phase of the stator. As shown in FIG. 1, a motor voltage Vm is applied to the inverter unit 11 when the motor is driven. Note that, on the power source side of the inverter unit 11, a fuse unit 13 is provided that blows when an excessive current flows when an overcurrent cannot be prevented by an overcurrent protection circuit 31, 41 described later.

上記駆動制御部２１は、上記インバータ部１１内の各スイッチング素子１２を、外部コントローラから入力される速度指令に基づいて駆動制御するように構成されている。詳しくは、上記駆動制御部２１は、上記速度指令に基づいて駆動信号を生成するモータ制御部２２と、該モータ制御部２２から出力された駆動信号を上記インバータ部１１の各スイッチング素子１２のゲート（若しくはベース）に出力するための駆動回路２３と、を備えている。   The drive control unit 21 is configured to drive-control each switching element 12 in the inverter unit 11 based on a speed command input from an external controller. Specifically, the drive control unit 21 includes a motor control unit 22 that generates a drive signal based on the speed command, and a drive signal output from the motor control unit 22 as a gate of each switching element 12 of the inverter unit 11. And a drive circuit 23 for outputting to (or base).

上記モータ制御部２２は、外部コントローラから受け取った速度指令に応じて、上記インバータ部１１の各スイッチング素子１２を駆動させる駆動信号を生成するように構成されている。また、上記モータ制御部２２には、後述する２つの過電流保護回路３１，４１から出力される信号が入力される２つの入力端子２２ａ，２２ｂが設けられている。具体的には、上記モータ制御部２２は、該２つの入力端子としての電流検出端子２２ａ及びリセット端子２２ｂを備えている。   The motor control unit 22 is configured to generate a drive signal for driving each switching element 12 of the inverter unit 11 in accordance with a speed command received from an external controller. The motor control unit 22 is provided with two input terminals 22a and 22b to which signals output from two overcurrent protection circuits 31 and 41 described later are input. Specifically, the motor control unit 22 includes a current detection terminal 22a and a reset terminal 22b as the two input terminals.

上記モータ駆動回路３は、モータ部２に過電流が流れた場合に上記モータ制御部２２から出力される駆動信号を制限するための過電流保護回路３１，４１を備えている。これらの過電流保護回路３１，４１は、上記インバータ部１１に接続されるシャント抵抗３２，４２を備えている。上記過電流保護回路３１，４１は、それぞれ、シャント抵抗３２，４２で生じる電圧を計測することにより、該インバータ部１１に流れる電流が過電流かどうかを検出するように構成されている。   The motor drive circuit 3 includes overcurrent protection circuits 31 and 41 for limiting a drive signal output from the motor control unit 22 when an overcurrent flows through the motor unit 2. These overcurrent protection circuits 31 and 41 include shunt resistors 32 and 42 connected to the inverter unit 11. The overcurrent protection circuits 31 and 41 are configured to detect whether or not the current flowing through the inverter unit 11 is an overcurrent by measuring voltages generated in the shunt resistors 32 and 42, respectively.

具体的には、上記モータ駆動回路３は、モータ部２に流れる電流が第１閾値以上の場合に上記モータ制御部２２の電流検出端子２２ａに第１検出信号を出力する第１過電流保護回路３１と、モータ部２に流れる電流が上記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に上記モータ制御部２２のリセット端子２２ｂに第２検出信号を出力する第２過電流保護回路４１と、を備えている。   Specifically, the motor drive circuit 3 includes a first overcurrent protection circuit that outputs a first detection signal to the current detection terminal 22a of the motor control unit 22 when the current flowing through the motor unit 2 is equal to or greater than a first threshold value. 31 and a second overcurrent protection circuit 41 that outputs a second detection signal to the reset terminal 22b of the motor control unit 22 when the current flowing through the motor unit 2 is equal to or greater than a second threshold value greater than the first threshold value, It has.

上記第１過電流保護回路３１は、従来からよく知られた一般的な構成の過電流保護回路であり、シャント抵抗３２で発生する電圧を上記電流検出端子２２ａに信号として入力するように構成されている。上記モータ制御部２２では、上記第１過電流保護回路３１から電流検出端子２２ａに出力される信号が上記第１閾値に対応する基準値以上の場合に、モータ部２に過電流が流れていると判定する。このように、上記電流検出端子２２ａに基準値以上の信号が入力されると、上記モータ制御部２２は、モータ部２に通電する電流を低下させるような駆動信号を生成して出力する。ここで、上記基準値以上の信号が、上記第１検出信号に対応する。したがって、本発明における第１検出信号の出力停止とは、上記基準値を下回る信号のみが出力されている状態を意味する。   The first overcurrent protection circuit 31 is an overcurrent protection circuit having a well-known general configuration, and is configured to input a voltage generated by the shunt resistor 32 as a signal to the current detection terminal 22a. ing. In the motor control unit 22, an overcurrent flows through the motor unit 2 when the signal output from the first overcurrent protection circuit 31 to the current detection terminal 22 a is equal to or greater than a reference value corresponding to the first threshold value. Is determined. As described above, when a signal equal to or higher than the reference value is input to the current detection terminal 22a, the motor control unit 22 generates and outputs a drive signal that reduces the current supplied to the motor unit 2. Here, a signal equal to or higher than the reference value corresponds to the first detection signal. Therefore, the output stop of the first detection signal in the present invention means a state in which only a signal lower than the reference value is output.

すなわち、上記モータ制御部２２は、上記モータ部２に流れる電流が第１閾値以上の場合にはモータ部２に通電する電流を制限する一方、該モータ部２に流れる電流が第１閾値を下回った場合にはモータ部２に通電する電流の制限を解除する。   That is, when the current flowing through the motor unit 2 is greater than or equal to the first threshold value, the motor control unit 22 limits the current flowing through the motor unit 2 while the current flowing through the motor unit 2 falls below the first threshold value. If this happens, the restriction on the current flowing to the motor unit 2 is released.

上記第２過電流保護回路４１は、上記モータ部２に流れる電流が第２閾値以上かどうかを判定する過電流判定部４３と、該過電流判定部４３でモータ部２に流れる電流が第２閾値以上であると判定された場合に第２検出信号としての通電停止信号を出力する信号出力部４４と、該信号出力部４４から出力される通電停止信号をそのまま出力し続けるための信号保持部４５と、を備えている。なお、上記第２過電流保護回路４１の詳しい構成については後述する。   The second overcurrent protection circuit 41 includes an overcurrent determination unit 43 that determines whether or not the current flowing through the motor unit 2 is equal to or greater than a second threshold, and the current that flows through the motor unit 2 at the overcurrent determination unit 43 is a second current. A signal output unit 44 that outputs an energization stop signal as a second detection signal when it is determined that the threshold value is greater than or equal to the threshold, and a signal holding unit that continues to output the energization stop signal output from the signal output unit 44 45. The detailed configuration of the second overcurrent protection circuit 41 will be described later.

すなわち、上記第２過電流保護回路４１は、上記モータ部２に流れる電流が第２閾値以上になると、通電停止信号を出力して該モータ部２への通電を停止するように構成されている。また、上記第２過電流保護回路４１は、一旦、上記モータ部２に流れる電流が第２閾値以上になると、通電停止信号の出力状態をそのまま保持して、モータ部２への通電を継続して停止するように構成されている。   In other words, the second overcurrent protection circuit 41 is configured to output an energization stop signal to stop energization of the motor unit 2 when the current flowing through the motor unit 2 exceeds the second threshold value. . The second overcurrent protection circuit 41 keeps the output state of the energization stop signal as it is once the current flowing through the motor unit 2 exceeds the second threshold, and continues energizing the motor unit 2. Configured to stop.

ここで、上述のとおり、上記第２過電流保護回路４１で過電流を判定する基準となる第２閾値は、上記第１過電流保護回路３１で過電流を判定する基準となる第１閾値よりも大きい値に設定されている。これにより、上記第１過電流保護回路３１でモータ部２の過電流を検出する一方、該第１過電流保護回路３１が構成部品などの故障によって機能しない場合には、上記第２過電流保護回路４１によってモータ部２の過電流を検出して該モータ部２への通電を停止することができる。   Here, as described above, the second threshold value serving as a reference for determining overcurrent in the second overcurrent protection circuit 41 is higher than the first threshold value serving as a reference for determining overcurrent in the first overcurrent protection circuit 31. Is also set to a large value. Thus, when the first overcurrent protection circuit 31 detects an overcurrent of the motor unit 2 and the first overcurrent protection circuit 31 does not function due to a failure of a component or the like, the second overcurrent protection is performed. The circuit 41 can detect the overcurrent of the motor unit 2 and stop the energization of the motor unit 2.

したがって、上述の構成により、上記第１過電流保護回路３１及び第２過電流保護回路４１によってモータ部２に過電流が流れ続けるのを防止できる。   Therefore, with the above configuration, it is possible to prevent the first overcurrent protection circuit 31 and the second overcurrent protection circuit 41 from continuing an overcurrent to the motor unit 2.

なお、上述の構成では、上記第２過電流保護回路４１から第２検出信号が出力されると、モータ制御部２２はモータ部２への通電を停止するようにしているが、この限りではなく、該モータ部２に流れる電流が過電流にならないように該モータ部２の電流値を下げるようにしてもよい。すなわち、上記モータ制御部２２は、上記第２検出信号を受け取ると、上記モータ部２への通電を制限する。   In the above-described configuration, when the second detection signal is output from the second overcurrent protection circuit 41, the motor control unit 22 stops energization of the motor unit 2. However, the present invention is not limited to this. The current value of the motor unit 2 may be lowered so that the current flowing through the motor unit 2 does not become an overcurrent. That is, when the motor control unit 22 receives the second detection signal, the motor control unit 22 limits energization to the motor unit 2.

−第２過電流保護回路の構成−
次に、上記第２過電流保護回路４１の詳しい構成について図２を用いて説明する。 -Configuration of second overcurrent protection circuit-
Next, a detailed configuration of the second overcurrent protection circuit 41 will be described with reference to FIG.

上記第２過電流保護回路４１は、過電流判定部４３を構成する比較器４３ａと、信号出力部４４を構成するｎチャンネル型のスイッチング素子４４ａと、信号保持部４５を構成するｐチャンネル型のスイッチング素子４５ａと、を備えている。上記比較器４３ａは、シャント抵抗４２で発生した電圧を、モータ部２に流れる電流の第２閾値に対応する基準電圧と比較する。すなわち、上記比較器４３ａの入力側には、上記シャント抵抗４２で発生した電圧が入力される。また、上記比較器４３ａには、基準電圧として、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２によって得られる制御電圧Ｖｃｃ１の分圧が入力される。   The second overcurrent protection circuit 41 includes a comparator 43a that constitutes an overcurrent determination unit 43, an n-channel type switching element 44a that constitutes a signal output unit 44, and a p-channel type that constitutes a signal holding unit 45. Switching element 45a. The comparator 43 a compares the voltage generated by the shunt resistor 42 with a reference voltage corresponding to the second threshold value of the current flowing through the motor unit 2. That is, the voltage generated by the shunt resistor 42 is input to the input side of the comparator 43a. The comparator 43a receives the divided voltage of the control voltage Vcc1 obtained by the resistors R1 and R2 connected in series as a reference voltage.

なお、上記図２において、上記スイッチング素子４４ａ，４５ａは、トランジスタとして表記されているが、これに限らず、ＭＯＳＦＥＴなどのＦＥＴによって上記スイッチング素子４４ａ，４５ａを構成してもよい。   In FIG. 2, the switching elements 44a and 45a are represented as transistors. However, the present invention is not limited to this, and the switching elements 44a and 45a may be configured by FETs such as MOSFETs.

上記比較器４３ａの出力は、ｎチャンネル型のスイッチング素子４４ａのベース端子に入力される。また、このスイッチング素子４４ａのベース端子には、制御電圧Ｖｃｃ１が印加されている。上記シャント抵抗４２で発生した電圧が上記基準電圧を超えると、上記比較器４３ａからスイッチング素子４４ａのベース端子に信号が出力される。これにより、該比較器４３ａから出力された信号及び制御電圧Ｖｃｃ１によって上記スイッチング素子４４ａのベース端子に印加される電圧は、該スイッチング素子４４ａの駆動電圧を上回り、該スイッチング素子４４ａがオン状態になる。   The output of the comparator 43a is input to the base terminal of the n-channel switching element 44a. A control voltage Vcc1 is applied to the base terminal of the switching element 44a. When the voltage generated in the shunt resistor 42 exceeds the reference voltage, a signal is output from the comparator 43a to the base terminal of the switching element 44a. As a result, the voltage applied to the base terminal of the switching element 44a by the signal output from the comparator 43a and the control voltage Vcc1 exceeds the drive voltage of the switching element 44a, and the switching element 44a is turned on. .

上記スイッチング素子４４ａは、コレクタ側に、直列に接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４によって得られる制御電圧Ｖｃｃ１の分圧が印加されている一方、エミッタ側がグランド（ＧＮＤ）に接続されている。また、上記スイッチング素子４４ａのコレクタ側は、ｐチャンネル型のスイッチング素子４５ａのベース端子に接続されている。さらに、上記スイッチング素子４４ａのコレクタ側は、上記モータ制御部２２のリセット端子２２ｂに接続されている。すなわち、上記スイッチング素子４４ａのコレクタ側は、一端側に制御電圧Ｖｃｃ１が印加され且つ他端側がリセット端子２２ｂに接続された、直列の抵抗Ｒ３，Ｒ４間に接続されている。そして、これらの抵抗Ｒ３，Ｒ４の中点と上記スイッチング素子４５ａのベース端子とが接続されている。   The switching element 44a is applied with the divided voltage of the control voltage Vcc1 obtained by the resistors R3 and R4 connected in series on the collector side, and is connected to the ground (GND) on the emitter side. The collector side of the switching element 44a is connected to the base terminal of the p-channel type switching element 45a. Further, the collector side of the switching element 44 a is connected to the reset terminal 22 b of the motor control unit 22. That is, the collector side of the switching element 44a is connected between the series resistors R3 and R4, to which the control voltage Vcc1 is applied at one end and the other end is connected to the reset terminal 22b. The midpoint of these resistors R3 and R4 is connected to the base terminal of the switching element 45a.

これにより、上記スイッチング素子４４ａがオフ状態のとき（シャント抵抗４２で発生した電圧が上記基準電圧を超えていない場合）には、上記リセット端子２２ｂに制御電圧Ｖｃｃ１の一部が印加される。一方、上記スイッチング素子４４ａがオン状態のときには、該スイッチング素子４４ａのコレクタ側とエミッタ側とが同電位になるため、上記リセット端子２２ｂの電圧はほぼ０Ｖになる。このリセット端子２２ｂの電圧ほぼゼロの状態が、該リセット端子２２ｂに第２検出信号、すなわち通電停止信号が入力されている状態である。   Thereby, when the switching element 44a is in an OFF state (when the voltage generated by the shunt resistor 42 does not exceed the reference voltage), a part of the control voltage Vcc1 is applied to the reset terminal 22b. On the other hand, when the switching element 44a is in the ON state, the collector side and the emitter side of the switching element 44a are at the same potential, so that the voltage of the reset terminal 22b is almost 0V. The state where the voltage of the reset terminal 22b is substantially zero is a state where the second detection signal, that is, the energization stop signal is input to the reset terminal 22b.

上記スイッチング素子４５ａは、エミッタ側に制御電圧Ｖｃｃ１が印加されている一方、コレクタ側がダイオード４５ｂを介して上記比較器４３ａの入力側に接続されている。具体的には、上記スイッチング素子４５ａのコレクタ側は、上記シャント抵抗４２で発生した電圧が入力される比較器４３ａの入力側に接続されている。上記スイッチング素子４５ａは、Ｐチャンネル型の半導体素子であるため、ベース端子の電圧がほぼ０Ｖになると、オン状態になる。上記スイッチング素子４５ａがオン状態になると、制御電圧Ｖｃｃ１が上記比較器４３ａに入力されるため、該制御電圧Ｖｃｃ１の分圧によって規定される上記基準電圧に比べて、シャント抵抗４２側から入力される電圧の方が常に大きくなって、上記比較器４３ａから常に信号が出力される状態となる。   The switching element 45a has a control voltage Vcc1 applied to the emitter side, and a collector side connected to the input side of the comparator 43a via a diode 45b. Specifically, the collector side of the switching element 45a is connected to the input side of the comparator 43a to which the voltage generated by the shunt resistor 42 is input. Since the switching element 45a is a P-channel type semiconductor element, the switching element 45a is turned on when the voltage at the base terminal becomes almost 0V. When the switching element 45a is turned on, the control voltage Vcc1 is input to the comparator 43a, so that it is input from the shunt resistor 42 side as compared with the reference voltage defined by the divided voltage of the control voltage Vcc1. The voltage always increases, and a signal is always output from the comparator 43a.

ここで、上記ダイオード４５ｂは、スイッチング素子４５ａに逆方向（コレクタからエミッタへ）の電流が流れないように、該スイッチング素子４５ａのコレクタ側に対してアノード側が接続されている。なお、上記比較器４３ａの入力側には、上記ダイオード４５ｂのカソード側が接続される部分よりも下流側に、該比較器４３ａからシャント抵抗４２側への電流の逆流を防止するダイオード４６が設けられている。   Here, the anode side of the diode 45b is connected to the collector side of the switching element 45a so that a current in the reverse direction (from the collector to the emitter) does not flow through the switching element 45a. On the input side of the comparator 43a, a diode 46 for preventing a backflow of current from the comparator 43a to the shunt resistor 42 is provided downstream of the portion to which the cathode side of the diode 45b is connected. ing.

上述のような構成によって、上記比較器４３ａにおいてシャント抵抗４２で発生した電圧が基準電圧よりも大きいと判定されると、上記スイッチング素子４４ａがオン状態になって上記モータ制御部２２のリセット端子２２ｂに出力される電圧はほぼ０Ｖになる。また、このとき、上記スイッチング素子４５ａもオン状態になり、上記比較器４３ａに常に基準電圧よりも大きい電圧が入力されるため、該比較器４３ａから信号が出力し続けることになる。よって、上記シャント抵抗４２で発生した電圧が一度、基準電圧よりも大きくなると、リセット端子２２ｂに出力される電圧は約０Ｖのまま保持される。   With the above configuration, when it is determined that the voltage generated in the shunt resistor 42 in the comparator 43a is larger than the reference voltage, the switching element 44a is turned on and the reset terminal 22b of the motor control unit 22 is turned on. The voltage output to is approximately 0V. At this time, the switching element 45a is also turned on, and a voltage higher than the reference voltage is always input to the comparator 43a, so that a signal continues to be output from the comparator 43a. Therefore, once the voltage generated in the shunt resistor 42 becomes larger than the reference voltage, the voltage output to the reset terminal 22b is maintained at about 0V.

上記モータ制御部２２は、上記リセット端子２２ｂに出力される電圧が約０Ｖの場合、駆動信号の出力を停止して、モータ部２への通電を停止するように構成されている。したがって、以上の構成により、シャント抵抗４２で発生した電圧が、モータ部２に過電流が流れたと判定される基準電圧よりも大きくなると、該モータ部２への通電が停止され、その後の該モータ部２への電流の変動に関係なく通電停止状態が維持される。この通電停止状態は、例えばモータ１を再起動するまで持続される。   When the voltage output to the reset terminal 22b is about 0V, the motor control unit 22 is configured to stop outputting the drive signal and stop energization of the motor unit 2. Therefore, with the above configuration, when the voltage generated in the shunt resistor 42 becomes larger than the reference voltage at which it is determined that an overcurrent has flowed through the motor unit 2, the energization of the motor unit 2 is stopped, and the motor thereafter The energization stop state is maintained regardless of the fluctuation of the current to the unit 2. This energization stop state is maintained until the motor 1 is restarted, for example.

−第１過電流保護回路及び第２過電流保護回路の動作−
次に、上記第１過電流保護回路３１及び第２過電流保護回路４１の動作を図３及び図４に基づいて説明する。 -Operation of the first overcurrent protection circuit and the second overcurrent protection circuit-
Next, operations of the first overcurrent protection circuit 31 and the second overcurrent protection circuit 41 will be described with reference to FIGS.

まず、上記第１過電流保護回路３１が正常に機能している場合には、図３に示すように、第１過電流保護回路３１から電流検出端子２２ａに対して、モータ部２に流れる電流に対応する電圧が信号として出力される。そして、該電流検出端子２２ａに出力された信号が基準値Ｘ’（モータ部２に流れる電流の第１閾値Ｘに対応する値）以上になると、モータ制御部２２ではモータ部２に通電する電流を抑制するような駆動信号を生成する。これにより、該モータ部２に流れる電流が上記基準値Ｘ’に対応する第１閾値Ｘ以上になるのを防止できる。   First, when the first overcurrent protection circuit 31 is functioning normally, as shown in FIG. 3, the current flowing from the first overcurrent protection circuit 31 to the motor unit 2 with respect to the current detection terminal 22a. Is output as a signal. When the signal output to the current detection terminal 22a is equal to or greater than a reference value X ′ (a value corresponding to the first threshold value X of the current flowing through the motor unit 2), the motor control unit 22 supplies current to the motor unit 2 A drive signal that suppresses this is generated. Thereby, it is possible to prevent the current flowing through the motor unit 2 from exceeding the first threshold value X corresponding to the reference value X ′.

このように、上記第１過電流保護回路３１が正常に機能している場合には、モータ部２に流れる電流が第１閾値Ｘ以上にならないように通電制御できるが、該第１過電流保護回路３１の構成部品（例えば、シャント抵抗３２など）や電流検出端子２２ａが壊れた場合には、該第１過電流保護回路３１は機能しない。   As described above, when the first overcurrent protection circuit 31 is functioning normally, energization control can be performed so that the current flowing through the motor unit 2 does not exceed the first threshold value X. When a component (for example, shunt resistor 32) of the circuit 31 or the current detection terminal 22a is broken, the first overcurrent protection circuit 31 does not function.

すなわち、図４に示すように、電流検出端子２２ａに上記基準値Ｘ’を超える信号が入力されても、上記第１過電流保護回路３１は、モータ部２に流れる電流を抑制する機能を果たさなくなる。この場合には、上記図４に示すように、モータ部２に流れる電流が増大し続けることになる。   That is, as shown in FIG. 4, even if a signal exceeding the reference value X ′ is input to the current detection terminal 22a, the first overcurrent protection circuit 31 performs the function of suppressing the current flowing through the motor unit 2. Disappear. In this case, as shown in FIG. 4, the current flowing through the motor unit 2 continues to increase.

上述のような場合、モータ部２に流れる電流が第２閾値Ｙ以上になると、第２過電流保護回路４１で検出してリセット端子２２ｂに通電停止信号（図３の例では立ち下がり信号）が出力される。この通電停止信号は、モータ部２に流れる電流が第２閾値Ｙを下回った場合でも、リセット端子２２ｂに出力され続ける。モータ制御部２２は、この通電停止信号がリセット端子２２ｂを介して入力されると、駆動信号の出力を停止して、モータ部２への通電を停止する。   In the above-described case, when the current flowing through the motor unit 2 becomes equal to or greater than the second threshold Y, the second overcurrent protection circuit 41 detects the energization stop signal (falling signal in the example of FIG. 3) at the reset terminal 22b. Is output. This energization stop signal continues to be output to the reset terminal 22b even when the current flowing through the motor unit 2 falls below the second threshold Y. When this energization stop signal is input via the reset terminal 22b, the motor control unit 22 stops outputting the drive signal and stops energizing the motor unit 2.

これにより、上記第１過電流保護回路３１が正常に機能しなくなった場合でも、上記第２過電流保護回路４１によってモータ部２に流れる電流が第２閾値Ｙ以上になるのを防止できる。したがって、上記モータ部２に過電流が流れ続けるのを防止できる。   Thereby, even when the first overcurrent protection circuit 31 does not function normally, the current flowing through the motor unit 2 by the second overcurrent protection circuit 41 can be prevented from exceeding the second threshold Y. Therefore, it is possible to prevent overcurrent from continuing to flow through the motor unit 2.

−実施形態の効果−
以上より、モータ駆動回路３の第１過電流保護回路３１が構成部品や電流検出端子２２ａの故障によって機能しなくなった場合でも、上記第２過電流保護回路４１によって、モータ部２に過電流が流れ続けるのを防止できる。 -Effect of the embodiment-
As described above, even when the first overcurrent protection circuit 31 of the motor drive circuit 3 does not function due to a failure of the component parts or the current detection terminal 22a, the second overcurrent protection circuit 41 causes an overcurrent to be generated in the motor unit 2. It can be prevented from continuing to flow.

また、上記第１過電流保護回路３１は、従来の過電流保護回路と同様、シャント抵抗３２に生じる電圧を信号としてモータ制御部２２に出力する構成なので、該モータ制御部２２によって、モータ部２に流れる電流が第１閾値以上の場合にのみ該モータ部２に流れる電流を制限することができる。したがって、例えばモータ起動時やファンに過大な力が作用した場合など、モータ部２に流れる電流が一時的に上昇して上記第１閾値以上になった間だけ、電流制限を行うことができる。すなわち、モータ部２に流れる電流が上記第１閾値を下回った場合には、該モータ部２に流れる電流の制限が解除されて、速度指令に応じた電流が該モータ部２に流れることになる。   Since the first overcurrent protection circuit 31 is configured to output a voltage generated in the shunt resistor 32 to the motor control unit 22 as a signal, as in the conventional overcurrent protection circuit, the motor control unit 22 causes the motor unit 2 to be output. The current flowing through the motor unit 2 can be limited only when the current flowing through the motor is equal to or greater than the first threshold. Therefore, for example, when the motor is activated or when an excessive force is applied to the fan, the current can be limited only while the current flowing through the motor unit 2 temporarily rises and becomes equal to or higher than the first threshold value. That is, when the current flowing through the motor unit 2 falls below the first threshold, the restriction on the current flowing through the motor unit 2 is released, and the current corresponding to the speed command flows through the motor unit 2. .

また、上記第２過電流保護回路４１は、上記第１過電流保護回路３１が機能せずに、上記モータ部２に流れる電流が第２閾値以上になった場合に、通電停止信号を出力し、その後もモータ１が再起動されるまで該通電停止信号を出力するように構成されている。これにより、上記モータ部２に第２閾値以上の電流が流れるのを防止できる。   The second overcurrent protection circuit 41 outputs an energization stop signal when the first overcurrent protection circuit 31 does not function and the current flowing through the motor unit 2 exceeds the second threshold value. Thereafter, the energization stop signal is output until the motor 1 is restarted. Thereby, it is possible to prevent the current exceeding the second threshold value from flowing through the motor unit 2.

また、上記第２過電流保護回路４１を図２のような構成にすることで、簡単且つ低コストな構成により、通電停止信号を継続的に出力可能な２つめの過電流保護回路を構成することができる。   Further, by configuring the second overcurrent protection circuit 41 as shown in FIG. 2, a second overcurrent protection circuit capable of continuously outputting an energization stop signal is configured with a simple and low-cost configuration. be able to.

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.

上記実施形態では、モータ制御部２２に、第１過電流保護回路３１及び第２過電流保護回路４１から信号入力される２つの端子２２ａ，２２ｂを設けているが、この限りではなく、一つの端子に対して信号入力されるようにしてもよい。この場合には、端子が故障しない限り、第１過電流保護回路３１が機能しない場合には、第２過電流保護回路４１によってモータ部２に過電流が流れ続けるのを防止できる。   In the above embodiment, the motor control unit 22 is provided with the two terminals 22a and 22b that receive signals from the first overcurrent protection circuit 31 and the second overcurrent protection circuit 41. However, the present invention is not limited to this. A signal may be input to the terminal. In this case, if the first overcurrent protection circuit 31 does not function unless the terminal fails, the second overcurrent protection circuit 41 can prevent the overcurrent from continuing to flow through the motor unit 2.

また、上記実施形態では、モータ１内にモータ駆動回路３を設けているが、この限りではなく、該モータ１の外部にモータ駆動回路３を設けてもよい。さらに、上記実施形態では、モータ１を固定子が樹脂によってモールドされたモールドモータとしているが、この限りではなく、固定子が樹脂によってモールドされていないモータとしてもよい。   In the above embodiment, the motor drive circuit 3 is provided in the motor 1. However, the present invention is not limited to this, and the motor drive circuit 3 may be provided outside the motor 1. Furthermore, in the said embodiment, although the motor 1 is set as the molded motor by which the stator was molded with resin, it is not restricted to this, It is good also as a motor by which the stator is not molded with resin.

また、上記実施形態では、第１過電流保護回路３１を、従来の過電流保護回路の構成と同様の構成にしているが、この限りではなく、該第１過電流保護回路３１の出力信号によって、モータ部２に流れる電流が過電流かどうかを判定できる構成であれば、例えばＩＣによって構成するなど、第１過電流保護回路４１をどのように構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the 1st overcurrent protection circuit 31 is set as the structure similar to the structure of the conventional overcurrent protection circuit, it is not restricted to this, According to the output signal of this 1st overcurrent protection circuit 31 The first overcurrent protection circuit 41 may be configured in any manner as long as it can be determined whether or not the current flowing through the motor unit 2 is an overcurrent.

さらに、上記実施形態では、第２過電流保護回路４１を図２に示すような回路によって構成しているが、この限りではなく、モータ部２の過電流を検出した場合に信号を出力し、その状態を保持できる構成であれば、例えばＩＣによって構成するなど、第２過電流保護回路をどのように構成してもよい。   Furthermore, in the said embodiment, although the 2nd overcurrent protection circuit 41 is comprised by a circuit as shown in FIG. 2, not only this but a signal is output when the overcurrent of the motor part 2 is detected, As long as the state can be maintained, the second overcurrent protection circuit may be configured in any way, for example, by an IC.

また、上記実施形態では、第１過電流保護回路３１及び第２過電流保護回路４１の出力信号を、電流検出端子２２ａ及びリセット端子２２ｂを経てモータ制御部２２に入力するようにしているが、この限りではなく、２つの過電流保護回路をＩＣなどからなる駆動制御部２１内に設けてもよい。すなわち、２つの過電流保護回路を駆動制御部２１とは別回路として構成するのではなく、該駆動制御部２１の機能の一つとして構成してもよい。   In the above embodiment, the output signals of the first overcurrent protection circuit 31 and the second overcurrent protection circuit 41 are input to the motor control unit 22 via the current detection terminal 22a and the reset terminal 22b. However, the present invention is not limited to this, and two overcurrent protection circuits may be provided in the drive control unit 21 including an IC or the like. That is, the two overcurrent protection circuits may be configured as one of the functions of the drive control unit 21 instead of being configured as a separate circuit from the drive control unit 21.

以上説明したように、本発明は、モータ駆動回路に過電流保護回路が設けられたモータに有用である。   As described above, the present invention is useful for a motor in which an overcurrent protection circuit is provided in the motor drive circuit.

１ モータ
２ モータ部
３ モータ駆動回路
１１ インバータ部
１２ スイッチング素子
２１ 駆動制御部
２２ モータ制御部
２２ａ 電流検出端子（入力端子）
２２ｂ リセット端子（入力端子）
２３ 駆動回路
３１ 第１過電流保護回路
３２ シャント抵抗
４１ 第２過電流保護回路
４２ シャント抵抗
４３ 過電流判定部
４３ａ 比較器
４４ 信号出力部
４４ａ スイッチング素子
４５ 信号保持部
４５ａ スイッチング素子
Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Motor part 3 Motor drive circuit 11 Inverter part 12 Switching element 21 Drive control part 22 Motor control part 22a Current detection terminal (input terminal)
22b Reset terminal (input terminal)
23 driving circuit 31 first overcurrent protection circuit 32 shunt resistor 41 second overcurrent protection circuit 42 shunt resistor 43 overcurrent determination unit 43a comparator 44 signal output unit 44a switching element 45 signal holding unit 45a switching elements R1 to R4 resistance

Claims (4)

モータへの通電を制御するモータ制御部と、
上記モータに流れる電流が第１閾値以上の場合に、該モータへの通電を規制するための第１検出信号を上記モータ制御部に出力する第１過電流保護回路と、
上記モータに流れる電流が上記第１閾値よりも大きい第２閾値以上の場合に、該モータへの通電を規制するための第２検出信号を上記モータ制御部に出力する第２過電流保護回路と、を備え、
上記第１過電流保護回路は、上記モータに流れる電流が第１閾値を下回った場合には、該モータ制御部への第１検出信号の出力を停止するように構成されていて、
上記第２過電流保護回路は、上記モータに流れる電流が第２閾値以上になった後は、該電流が第２閾値を下回っても上記モータ制御部に第２検出信号を出力し続けるように構成されているモータ駆動回路。 A motor control unit for controlling energization to the motor;
A first overcurrent protection circuit that outputs a first detection signal for regulating energization of the motor to the motor control unit when a current flowing through the motor is equal to or greater than a first threshold;
A second overcurrent protection circuit that outputs a second detection signal to the motor control unit for restricting energization to the motor when a current flowing through the motor is equal to or greater than a second threshold value that is greater than the first threshold value; With
The first overcurrent protection circuit is configured to stop outputting the first detection signal to the motor control unit when the current flowing through the motor falls below a first threshold value.
The second overcurrent protection circuit continues to output the second detection signal to the motor control unit after the current flowing through the motor becomes equal to or greater than the second threshold even if the current falls below the second threshold. Configured motor drive circuit. 請求項１に記載のモータ駆動回路において、
上記モータ制御部は、上記第１過電流保護回路から出力される第１検出信号及び上記第２過電流保護回路から出力される第２検出信号がそれぞれ入力される２つの入力端子を有しているモータ駆動回路。 The motor drive circuit according to claim 1,
The motor control unit has two input terminals to which a first detection signal output from the first overcurrent protection circuit and a second detection signal output from the second overcurrent protection circuit are respectively input. Motor drive circuit. 請求項１または２に記載のモータ駆動回路において、
上記第２過電流保護回路は、
上記モータに流れる電流が第２閾値以上かどうかを判定する過電流判定部と、
上記過電流判定部によって上記モータに流れる電流が上記第２閾値以上であると判定された場合に、第２検出信号を出力する信号出力部と、
上記過電流判定部によって上記モータに流れる電流が上記第２閾値以上であると判定された後は、該電流が第２閾値を下回っても上記第２検出信号の出力を保持する信号保持部と、
を備えているモータ駆動回路。 In the motor drive circuit according to claim 1 or 2,
The second overcurrent protection circuit is
An overcurrent determination unit that determines whether the current flowing through the motor is equal to or greater than a second threshold;
A signal output unit that outputs a second detection signal when the overcurrent determination unit determines that the current flowing through the motor is equal to or greater than the second threshold;
A signal holding unit for holding the output of the second detection signal after the overcurrent determination unit determines that the current flowing through the motor is equal to or greater than the second threshold, even if the current falls below the second threshold; ,
A motor drive circuit comprising: 請求項１から３のいずれか一つに記載のモータ駆動回路を備えているモータ。   The motor provided with the motor drive circuit as described in any one of Claim 1 to 3.
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