JP2014230313A

JP2014230313A - 駆動回路内蔵モータ

Info

Publication number: JP2014230313A
Application number: JP2013105798A
Authority: JP
Inventors: 信介木村; Shinsuke Kimura
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2014-12-08
Also published as: CN104184262B; CN104184262A

Abstract

【課題】従来の外部からの制御用入出力端子であるＶＳＰ端子とＦＧ端子で、内蔵のマイコンと通信を可能とした駆動回路内蔵モータを提供すること。
【解決手段】ＶＳＰ信号入力手段３１と、ＦＧ信号出力手段３２と、シリアル通信の通信入力手段３３と、通信出力手段３４と、モータ駆動電源入力端子１３と、外部装置とのインターフェース端子である第一端子１１および第二端子１２と、モータ駆動電源電圧の検出手段とを備え、モータ駆動電圧が基準電圧より高い時は、第一端子がＶＳＰ信号の入力、第二端子がＦＧ信号の出力となり、モータ駆動電源電圧が基準電圧より低い時は、第一端子が通信の入力、第二端子が通信の出力となるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に家電空調機器等に用いられる駆動回路内蔵モータに関するものである。

従来、外部装置との信号のインターフェース端子として、モータの速度制御信号ＶＳＰ信号の入力端子とモータの回転数に応じたパルスであるＦＧ信号の出力端子とを備え、モータの制御用の専用ＩＣまたはマイコンを用いたモータ駆動回路がモータに内蔵されている駆動回路内蔵モータがある。（例えば、特許文献１参照）。

図２は、従来のマイコンを使用した場合の駆動回路内蔵モータの回路構成図を示すものである。

図２において、駆動回路内蔵モータ４３は、モータ駆動電源２１が接続されモータ駆動用電源電圧ＶＤＣが入力されるモータ駆動電源入力端子１３、制御電源２２が接続され制御回路用電源電圧ＶＣＣが入力される制御電源入力端子１４、外部装置（図示せず）との信号のインターフェース端子でモータの速度制御信号ＶＳＰ信号の入力端子であるＶＳＰ端子４１、モータの回転数に応じたパルスであるＦＧ信号の出力端子であるＦＧ端子４２、そして共通のＧＮＤであるＧＮＤ端子１５を備えている。

外部装置はＦＧ信号より駆動回路内蔵モータ４３の速度を検出し、所望の速度になるように、ＶＳＰ信号を変化させて、駆動回路内蔵モータ４３を速度制御している。

モータ駆動電源２１はインバータ回路４を通じて、モータ巻線５に印加される、モータを駆動する電源である。制御電源２２はモータに内蔵されているマイコン４４やドライブ回路３等の制御回路の電源である。

モータ制御用のマイコン４４はＶＳＰ信号が入力されるＶＳＰ信号入力手段３１とＦＧ信号を出力するＦＧ信号出力手段３２と、ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力手段３５を備え、ＶＳＰ信号に基づきＰＷＭ信号をドライブ回路３に出力する。

ドライブ回路３はＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号の増幅回路で、インバータ回路４は、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子で構成された３相ブリッジ回路である。マイコン４４はドライブ回路３、インバータ回路４を介し、モータ巻線５にＶＳＰ信号に応じた電圧を印加する様にＰＷＭ信号を制御している。

特開２０１０−１８３７９７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、制御ＩＣとしてマイコンを使用する場合、マイコンはモータに内蔵されており、外部に出ているＶＳＰ端子とＦＧ端子の入出力端子では外部からマイコンと通信することができない。そのため、マイコンのソフトウェアの書き換え、マイコンの内部情報の確認、等をすることができなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、従来の入出力端子であるＶＳＰ端子とＦＧ端子で、モータに内蔵されたマイコンとの通信を可能とした駆動回路内蔵モータを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の駆動回路内蔵モータは、モータの速度制御信号であるＶＳＰ信号を入力するＶＳＰ信号入力手段と、モータの回転数に応じたパルスであるＦＧ信号を出力するＦＧ信号出力手段と、シリアル通信を入力する通信入力手段と、シリアル通信を出力する通信出力手段を備えたモータ制御用のマイコンと、モータ駆動電源の入力端子と、外部装置との信号のインターフェース端子である第一端子および第二端子と、モータ駆動電源電圧の検出手段と、前記モータ駆動電源電圧検出手段が検出した電圧と基準電圧との比較手段を備える。

前記第一端子はマイコンのＶＳＰ信号入力手段と通信入力手段とに接続され、前記第二端子はＦＧ信号出力手段と通信出力手段とに接続され、モータ駆動電源電圧が基準電圧より高い時は、マイコンのＶＳＰ信号入力手段とＦＧ信号出力手段が有効になり、通信入力手段と通信出力手段が無効になることで、第一端子がＶＳＰ信号の入力、第二端子がＦＧ信号の出力となる。

モータ駆動電源電圧が基準電圧より低い時は、マイコンのＶＳＰ信号入力手段とＦＧ信号出力手段が無効になり、通信入力手段と通信出力手段が有効となることで、第一端子が通信の入力、第二端子が通信の出力となるようにしたものである。

これによって、本発明の駆動回路内蔵モータは、モータ駆動電源電圧が基準電圧より高い時は、第一端子がＶＳＰ信号の入力、第二端子がＦＧ信号の出力となり、従来の駆動回路内蔵モータと同じ端子となり、従来と同等な運転ができ、モータ駆動電源電圧が基準電圧より低い時は、第一端子が通信の入力、第二端子が通信の出力になることで、外部からマイコンとの通信が可能になる。

本発明によれば、本発明の駆動回路内蔵モータは、従来と同等な運転制御を確保しつつ、外部からマイコンとの通信が可能になり、マイコンのソフトウェアの書き換えやマイコンの内部情報の確認等が可能になる。

本発明の実施の形態における駆動回路内蔵モータの回路構成図従来の駆動回路内蔵モータの回路構成図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態における駆動回路内蔵モータの回路構成図を示すものである。

図１において、駆動回路内蔵モータ１は、モータ駆動電源２１が接続されモータ駆動用電源電圧ＶＤＣが入力されるモータ駆動電源入力端子１３、制御電源２２が接続され制御回路用電源電圧ＶＣＣが入力される制御電源入力端子１４、外部装置（図示せず）との信号のインターフェース端子である第一端子１１、第二端子１２、そして共通のＧＮＤであるＧＮＤ端子１５を備えている。モータ駆動電源２１、制御電源２２は従来の例と同じである。

制御用のマイコン２は、モータの速度制御信号であるＶＳＰ信号が入力されるＶＳＰ信
号入力手段３１と、モータの回転数に応じたパルスであるＦＧ信号を出力するＦＧ信号出力手段３２と、シリアル通信が入力される通信入力手段３３と、シリアル通信を出力する通信出力手段３４と、ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号出力手段３５と、モータ駆動電源電圧を検出するＡ／Ｄ入力である電圧検出手段３６と、第一端子と第二端子の機能を選択するための基準電圧である端子設定基準電圧を設定する基準電圧設定手段３７と、電圧検出手段３６で検出した電圧と端子設定基準電圧と比較する比較手段３８を備えている。

なお、ＶＳＰ信号入力手段３１、ＦＧ信号出力手段３２、ＰＷＭ信号出力手段３５は従来の例と同じである。

第一端子１１はマイコン２のＶＳＰ信号入力手段３１と通信入力手段３３に接続され、第二端子１２はマイコン２のＦＧ信号出力手段３２と通信出力手段３４に接続されている。

抵抗器６と抵抗器７はモータ駆動電源２１とＧＮＤ間に直列に接続され、抵抗器６と抵抗器７の接続点がマイコン２の電圧検出手段３６に接続されて、モータ駆動電源電圧を抵抗器６と抵抗器７で分圧して、マイコン２でモータ駆動電源電圧を検出している。なお、ドライブ回路３、インバータ回路４、モータ巻線５は従来の例と同じである。

以上のように構成された駆動回路内蔵モータについて、以下その動作、作用を説明する。

マイコン２は電圧検出手段３６でモータ駆動電源電圧を検出し、マイコン２はあらかじめ設定された基準電圧である端子設定基準電圧と検出したモータ駆動電源電圧とを比較手段３８で比較する。

モータ駆動電源電圧が端子設定基準電圧より高い時は、マイコン２のＶＳＰ信号入力手段３１とＦＧ信号出力手段３２が有効で、通信入力手段３３と通信出力手段３４が無効となる。モータ駆動電源電圧が端子設定基準電圧より低い時はマイコン２の通信入力手段３３と通信出力手段３４が有効で、ＶＳＰ信号入力手段３１とＦＧ信号出力手段３２が無効になる。

この時の端子設定基準電圧はモータ駆動電源電圧のスペック範囲の最小値以下に設定され、モータ駆動電源電圧範囲が例えばＤＣ２００Ｖ〜３８０Ｖで有る場合、最小値のＤＣ２００Ｖ以下で、誤検出、余裕度を考慮して、例えばＤＣ１００Ｖに設定されている。

したがって、モータ駆動電源電圧が適正に入力されている場合、マイコンの端子設定基準電圧よりモータ駆動電源電圧が高いので、マイコンのＶＳＰ信号入力手段３１とＦＧ信号出力手段３２が有効となり、第一端子１１はＶＳＰ信号の入力端子、第二の端子はＦＧ信号の出力端子となり、外部装置とのインターフェースが従来の駆動回路内蔵モータと全く同じとなり、ＶＳＰ信号がマイコン２に入力され、マイコン２はＶＳＰ信号に基づき、ＰＷＭ信号をドライブ回路３に出力し、モータ速度を制御し、また、マイコン２はＦＧ信号を出力して、従来同様のモータ運転ができる。

モータ駆動電源電圧が適正に入力されない場合、マイコンの端子設定基準電圧よりモータ駆動電源電圧が低いので、マイコンの通信入力手段３３と通信出力手段３４が有効となり、第一端子１１は通信の入力端子、第二の端子は通信の出力端子となり、外部からマイコンとの通信が可能となる。

つまり、マイコンと通信をする場合は、外部の通信装置（図示せず）とモータ駆動電源
入力端子１３とを接続しないで、第一端子１１、第二端子１２、制御電源入力端子１４、ＧＮＤ端子１５とを接続すればよく、モータは通信可能な状態となっており、何ら通信を行うための特殊な操作は不要である。

なお、図１では第一端子、第二端子とマイコン２が直接接続されているが、途中に、抵抗、コンデンサの素子やトランジスタ、バッファー、等で構成されたレベル変換、論理変換等の回路があっても良い。また、図１ではモータ駆動電源電圧と端子設定基準電圧との比較を、マイコン内で行ったが、比較器をマイコン外に設けて比較しても良い。

また、通常、モータ駆動のインバータ回路では、モータの回生電圧による過電圧を保護するためなどに、抵抗器６、抵抗器７などのモータ駆動電源電圧の検出回路も実装していることが多く、多くの場合、本発明のために、モータ駆動電源電圧を検出する手段を追加する必要はないというメリットもある。

以上のように、本実施の形態おいては、モータ駆動電源電圧を検出し、基準電圧と比較して、モータ駆動電源電圧が基準電圧より高い時は、第一端子がＶＳＰ信号入力、第二端子がＦＧ信号出力となるので、従来の駆動回路内蔵モータと同様のモータ運転ができ、モータ駆動電源電圧が基準電圧より低い時は、第一の端子が通信の入力、第二の端子が通信の出力になることで、外部からマイコンとの通信が可能になる。

外部からモータに内蔵しているマイコンと通信ができ、マイコンのプログラムの書き換え、内部情報の確認等ができる。

以上のように、本発明にかかる駆動回路内蔵モータは、通常のモータ制御が可能であるばかりでなく、外部からモータに内蔵された制御用マイコンと通信が可能となるので、マイコンのプログラムの書き換え、内部情報の確認等ができ、高機能な各種モータに適用可能である。

１、４３駆動回路内蔵モータ
２、４４マイコン
３ドライブ回路
４インバータ回路
５モータ巻線
６抵抗器
７抵抗器
１１第一端子
１２第二端子
１３モータ駆動電源入力端子
１４制御電源入力端子
１５ＧＮＤ端子
２１モータ駆動電源
２２制御電源
３１ＶＳＰ信号入力手段
３２ＦＧ信号出力手段
３３通信入力手段
３４通信出力手段
３６電圧検出手段
３７基準電圧設定手段
３８比較手段

Claims

モータの速度制御信号であるＶＳＰ信号を入力するＶＳＰ信号入力手段と、モータの回転数に応じたパルスであるＦＧ信号を出力するＦＧ信号出力手段と、シリアル通信を入力する通信入力手段と、シリアル通信を出力する通信出力手段を備えたマイコンと、モータ駆動電源の入力端子と、外部装置との信号のインターフェース端子である第一端子および第二端子と、モータ駆動電源電圧の検出手段を備え、
前記第一端子は前記ＶＳＰ信号入力手段と前記通信入力手段とに接続され、前記第二端子は前記ＦＧ信号出力手段と前記通信出力手段とに接続された駆動回路内蔵モータ。
前記モータ駆動電源電圧検出手段が検出した電圧と基準電圧とを比較する比較手段を備え、
モータ駆動電源電圧が基準電圧より高い時は、前記ＶＳＰ信号入力手段と前記ＦＧ信号出力手段が有効になり、前記通信入力手段と前記通信出力手段が無効になることで、前記第一端子がＶＳＰ信号の入力、前記第二端子がＦＧ信号の出力となり、
モータ駆動電源電圧が基準電圧より低い時は、前記ＶＳＰ信号入力手段と前記ＦＧ信号出力手段が無効になり、前記通信入力手段と前記通信出力手段が有効となることで、前記第一端子が通信の入力、第二端子が通信の出力となることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路内蔵モータ。