JP2016158443A - Motor control device - Google Patents

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大 白井
Masaru Shirai
大 白井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict a current in a motor control device in which a PWM control is performed by effectively detecting an overcurrent.SOLUTION: A motor control device comprises: a current supply circuit (110) that is controlled by a PWM signal and supplies a current to a motor; an overcurrent detection circuit (170) that outputs a signal indicating whether or not it is in an overcurrent state on the basis of the current flowing in the current supply circuit; a filter circuit (160) that outputs a signal inputted from the overcurrent detection circuit by delaying for a predetermined filter period; a variable resistance circuit (130) that is connected into a path of the current flowing in the current supply circuit; and a resistance control circuit (150) that increases the resistance of the variable resistance circuit on the basis of the signal inputted from the filter circuit and indicating the overcurrent state.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device.

特許文献1には、モータの制御装置に設けられる過電流検出回路が開示されている。過電流検出回路は、過電流を検出する抵抗器と、抵抗器の両端に接続されるフィルタ回路と、フィルタ回路の出力電圧が基準値を超えたときにモータの駆動を停止するための信号を出力する比較回路とを備える。抵抗器は、抵抗器の抵抗値及び漏れインダクタンスより定まる時定数を有する。この時定数は、抵抗器を流れる電流波形を変化させるため、過電流の検出精度に影響を与える。特許文献1の過電流検出回路は、抵抗器の時定数をフィルタ回路の時定数で補償することで、抵抗器を流れる電流の波形とフィルタ回路の出力電圧の波形を近似させ、過電流の検出精度を高めることができる。   Patent Document 1 discloses an overcurrent detection circuit provided in a motor control device. The overcurrent detection circuit includes a resistor that detects overcurrent, a filter circuit that is connected across the resistor, and a signal that stops driving the motor when the output voltage of the filter circuit exceeds a reference value. And a comparison circuit for outputting. The resistor has a time constant determined by the resistance value of the resistor and the leakage inductance. Since this time constant changes the current waveform flowing through the resistor, it affects the detection accuracy of the overcurrent. The overcurrent detection circuit of Patent Document 1 compensates the time constant of the resistor with the time constant of the filter circuit, thereby approximating the waveform of the current flowing through the resistor and the waveform of the output voltage of the filter circuit, thereby detecting the overcurrent. Accuracy can be increased.

特許文献2には、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子等の抵抗素子を過電流検出手段とする電動格納式ドアミラーの制御装置が開示されている。過電流の発生によりPTC素子を流れる電流が増加するとPTC素子の抵抗値が増加し、PTC素子の接続点の電位が上昇する。この電位上昇が検出されると、電子スイッチによりドアミラーのモータの駆動電流が遮断される。   Patent Document 2 discloses a control device for an electric retractable door mirror using a resistance element such as a PTC (Positive Temperature Coefficient) element as overcurrent detection means. When the current flowing through the PTC element increases due to the occurrence of an overcurrent, the resistance value of the PTC element increases and the potential at the connection point of the PTC element rises. When this potential increase is detected, the drive current of the door mirror motor is cut off by the electronic switch.

特開2004−312955号公報JP 2004-312955 A 特開2002−347522号公報JP 2002-347522 A

モータの制御方法としてPWM(Pulse Width Modulation)制御が広く行われている。特許文献1及び特許文献2には、PWM制御が行われるモータ制御装置において、過電流を検出する手法及びその際の課題については開示されていない。一方、PWM制御が行われるモータ制御装置においても過電流検出をより効果的に行うことが求められている。   PWM (Pulse Width Modulation) control is widely performed as a motor control method. Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose a technique for detecting an overcurrent and a problem at that time in a motor control device that performs PWM control. On the other hand, a motor control device that performs PWM control is also required to perform overcurrent detection more effectively.

本発明は、より効果的に過電流を検出して電流を制限することが可能な、PWM制御によるモータ制御装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the motor control apparatus by PWM control which can detect an overcurrent more effectively and can limit an electric current.

本発明の一実施形態によれば、PWM信号により制御され、モータに電流を供給する電流供給回路と、前記電流供給回路を流れる電流に基づいて、過電流状態であるか否かを示す信号を出力する過電流検出回路と、前記過電流検出回路から入力された信号を所定のフィルタ期間だけ遅延させて出力するフィルタ回路と、前記電流供給回路を流れる電流の経路内に接続される可変抵抗回路と、前記フィルタ回路から入力された、過電流状態であることを示す信号に基づいて、前記可変抵抗回路の抵抗を増加させる抵抗制御回路とを備える、モータ制御装置が提供される。   According to an embodiment of the present invention, a current supply circuit that is controlled by a PWM signal and supplies a current to the motor, and a signal indicating whether or not an overcurrent state is present based on the current flowing through the current supply circuit. An overcurrent detection circuit for outputting, a filter circuit for delaying and outputting a signal input from the overcurrent detection circuit by a predetermined filter period, and a variable resistance circuit connected in a path of a current flowing through the current supply circuit And a resistance control circuit that increases the resistance of the variable resistance circuit based on a signal input from the filter circuit and indicating an overcurrent state.

本発明によれば、より効果的に過電流を検出して電流を制限することが可能な、PWM制御によるモータ制御装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor control apparatus by PWM control which can detect an overcurrent more effectively and can limit an electric current is provided.

第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るモータの駆動タイミング図である。It is a drive timing diagram of the motor which concerns on 1st Embodiment. 低抵抗状態の場合と高抵抗状態の場合の電流の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the electric current in the case of a low resistance state, and the case of a high resistance state. 比較例に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on a comparative example. 比較例のモータ制御装置における過電流制限の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of the overcurrent restriction | limiting in the motor control apparatus of a comparative example. 本実施形態のモータ制御装置における過電流制限の動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement of the overcurrent restriction | limiting in the motor control apparatus of this embodiment. 第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 5th Embodiment.

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略することもある。   Hereinafter, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the form specifically described in the embodiments described below. In the drawings described below, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のモータ制御装置は、モータ120のON/OFF、回転速度、回転方向等を制御するための制御装置である。本実施形態では、モータ120は、一例として三相ブラシレスDCモータであるものとするが、本発明はPWM制御が行われるあらゆるモータに適用可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the motor control device according to the first embodiment. The motor control device of this embodiment is a control device for controlling ON / OFF, rotation speed, rotation direction, and the like of the motor 120. In the present embodiment, the motor 120 is a three-phase brushless DC motor as an example, but the present invention can be applied to any motor in which PWM control is performed.

モータ制御装置は、電流供給回路110、PWM信号生成回路140、抵抗制御回路150、フィルタ回路160及び過電流検出回路170を有する。電流供給回路110は、モータ120を動作させる駆動電流を供給する回路であり、PMOSトランジスタP1、P2、P3、NMOSトランジスタN1、N2、N3及び3個の可変抵抗回路130を有する。   The motor control device includes a current supply circuit 110, a PWM signal generation circuit 140, a resistance control circuit 150, a filter circuit 160, and an overcurrent detection circuit 170. The current supply circuit 110 is a circuit that supplies a drive current for operating the motor 120, and includes PMOS transistors P1, P2, and P3, NMOS transistors N1, N2, and N3, and three variable resistance circuits 130.

PMOSトランジスタP1、P2、P3の各々のソースには電源電圧Vddが入力される。PMOSトランジスタP1、P2、P3の各々のゲートにはPWM信号生成回路140からPWM信号が入力される。PMOSトランジスタP1、P2、P3の各々のドレインには可変抵抗回路130の入力端が接続される。   The power supply voltage Vdd is input to the sources of the PMOS transistors P1, P2, and P3. A PWM signal is input from the PWM signal generation circuit 140 to the gates of the PMOS transistors P1, P2, and P3. The input terminal of the variable resistance circuit 130 is connected to the drains of the PMOS transistors P1, P2, and P3.

各可変抵抗回路130は、抵抗素子Rx1、Rx2及びスイッチSW1、SW2を有する。以下、各抵抗素子等に付された符号はその抵抗素子の抵抗値を示すものとする。すなわち、抵抗素子Rx1、Rx2の抵抗は、それぞれRx1、Rx2とする。スイッチSW1、SW2の一端は、共通接続されており、可変抵抗回路130の入力端を構成する。スイッチSW1、SW2の他端は、抵抗素子Rx1、Rx2の一端とそれぞれ接続される。抵抗素子Rx1、Rx2の他端は、共通接続されており、可変抵抗回路130の出力端を構成する。スイッチSW1、SW2は抵抗制御回路150からの制御信号により制御される。スイッチSW1、SW2は、例えばMOSトランジスタで構成される。   Each variable resistance circuit 130 includes resistance elements Rx1 and Rx2 and switches SW1 and SW2. Hereinafter, the reference numerals attached to the resistance elements indicate the resistance values of the resistance elements. That is, the resistances of the resistance elements Rx1 and Rx2 are Rx1 and Rx2, respectively. One ends of the switches SW1 and SW2 are connected in common and constitute an input end of the variable resistance circuit 130. The other ends of the switches SW1 and SW2 are connected to one ends of the resistance elements Rx1 and Rx2, respectively. The other ends of the resistance elements Rx1 and Rx2 are connected in common and constitute an output end of the variable resistance circuit 130. The switches SW1 and SW2 are controlled by a control signal from the resistance control circuit 150. The switches SW1 and SW2 are composed of, for example, MOS transistors.

スイッチSW1をオン、スイッチSW2をオフにすると、可変抵抗回路130の抵抗はRx1となる。スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンにすると、可変抵抗回路130の抵抗はRx2となる。スイッチSW1、SW2の両方をオンにすると、可変抵抗回路130の抵抗は(Rx1×Rx2)/(Rx1+Rx2)となる。このように、スイッチSW1、SW2のオン又はオフを制御して接続関係を切り替えることにより、可変抵抗回路130の抵抗を複数の抵抗値の中から1つの抵抗値を選択可能である。なお、抵抗素子及びスイッチの個数は2つに限定されず、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。   When the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off, the resistance of the variable resistance circuit 130 becomes Rx1. When the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on, the resistance of the variable resistance circuit 130 is Rx2. When both the switches SW1 and SW2 are turned on, the resistance of the variable resistance circuit 130 is (Rx1 × Rx2) / (Rx1 + Rx2). In this way, by switching on and off the switches SW1 and SW2 and switching the connection relationship, one resistance value can be selected from among a plurality of resistance values for the resistance of the variable resistance circuit 130. The number of resistance elements and switches is not limited to two, but may be one or three or more.

NMOSトランジスタN1、N2、N3のドレインは可変抵抗回路130の出力端とそれぞれ接続され、さらにモータ120の入出力端子とも接続される。   The drains of the NMOS transistors N1, N2, and N3 are connected to the output terminal of the variable resistance circuit 130, respectively, and further connected to the input / output terminal of the motor 120.

NMOSトランジスタN1、N2、N3のゲートにはPWM信号生成回路140からPWM信号が入力される。NMOSトランジスタN1、N2、N3のドレインは過電流検出回路170に接続される。また、NMOSトランジスタN1、N2、N3のドレインには接地された抵抗素子R1が接続される。   A PWM signal is input from the PWM signal generation circuit 140 to the gates of the NMOS transistors N1, N2, and N3. The drains of the NMOS transistors N1, N2, and N3 are connected to the overcurrent detection circuit 170. The grounded resistance element R1 is connected to the drains of the NMOS transistors N1, N2, and N3.

図1に示されるようにモータ120は、デルタ結線された3つの等価インダクタンスLm及び3つの等価抵抗Rmを用いて等価回路として表すことができる。以下、各等価インダクタンスに付された符号はインダクタンスの値を示すものとする。NMOSトランジスタN1、N2、N3が接続されるノードをそれぞれノードU、V、Wとすると、ノードUとノードVの間には等価インダクタンスLm及び等価抵抗Rmが直列接続された構成となる。ノードVとノードWの間、ノードWとノードUの間にも、同様に他の等価インダクタンスLm及び等価抵抗Rmが直列接続される。なお、本実施形態では、モータ120の等価回路としてデルタ結線の回路を示しているが、スター結線の回路であってもよい。   As shown in FIG. 1, the motor 120 can be expressed as an equivalent circuit using three equivalent inductances Lm and three equivalent resistances Rm connected in a delta connection. Hereinafter, the symbol attached to each equivalent inductance represents the value of the inductance. If the nodes to which the NMOS transistors N1, N2, and N3 are connected are nodes U, V, and W, respectively, an equivalent inductance Lm and an equivalent resistance Rm are connected in series between the node U and the node V. Similarly, another equivalent inductance Lm and equivalent resistance Rm are connected in series between the node V and the node W and between the node W and the node U. In this embodiment, a delta connection circuit is shown as an equivalent circuit of the motor 120, but a star connection circuit may be used.

過電流検出回路170は、NMOSトランジスタN1、N2、N3のドレインのノードの電圧を計測し、電流が所定の閾値以上であるか否かを示す信号として出力する回路である。過電流検出回路170は、例えば、入力電圧と閾値電圧の大小関係を比較するコンパレータ回路等により構成され得る。電流供給回路110がモータ120に供給する電流をI1とした場合、過電流検出回路170によって計測される電圧V1は、抵抗素子R1による電圧降下(I1×R1)となる。このため、過電流検出回路170は、電圧V1を計測することによりモータ120に過電流が流れていないかどうかを検出することができる。過電流検出回路170は、計測される電圧V1が所定の閾値以上であるか否かを判定する。過電流検出回路170は、閾値以上の場合には過電流状態であることを示すハイレベルの信号を、閾値未満の場合には過電流状態でないことを示すローレベルの信号をフィルタ回路160に出力する。   The overcurrent detection circuit 170 is a circuit that measures the voltages of the drain nodes of the NMOS transistors N1, N2, and N3 and outputs a signal indicating whether or not the current is equal to or greater than a predetermined threshold. The overcurrent detection circuit 170 can be configured by, for example, a comparator circuit that compares the magnitude relationship between the input voltage and the threshold voltage. When the current supplied from the current supply circuit 110 to the motor 120 is I1, the voltage V1 measured by the overcurrent detection circuit 170 is a voltage drop (I1 × R1) due to the resistance element R1. For this reason, the overcurrent detection circuit 170 can detect whether or not an overcurrent flows through the motor 120 by measuring the voltage V1. The overcurrent detection circuit 170 determines whether or not the measured voltage V1 is greater than or equal to a predetermined threshold value. The overcurrent detection circuit 170 outputs to the filter circuit 160 a high level signal indicating an overcurrent condition when the threshold value is greater than or equal to the threshold value, and a low level signal indicating that no overcurrent condition exists when the value is less than the threshold value. To do.

フィルタ回路160は、リンギング等のノイズによって瞬間的に電流が閾値を超えた場合に過電流が誤検出されないように、短時間の電流変動をフィルタリングするための回路である。フィルタ回路160は、過電流検出回路170から入力された信号を所定のフィルタ期間Tfだけ遅延させて出力させることでこの機能を実現する。具体的な構成の一例としては、フィルタ回路160は、所定のフィルタ時間に対応する時定数を有する遅延回路、入力信号に対し所定の遅延時間だけ遅れて信号を出力させるオンディレイタイマ回路等により構成され得る。フィルタ回路160からの出力信号は、PWM信号生成回路140及び抵抗制御回路150に入力される。   The filter circuit 160 is a circuit for filtering a short-time current fluctuation so that an overcurrent is not erroneously detected when the current instantaneously exceeds a threshold due to noise such as ringing. The filter circuit 160 realizes this function by delaying the signal input from the overcurrent detection circuit 170 by a predetermined filter period Tf and outputting the delayed signal. As an example of a specific configuration, the filter circuit 160 includes a delay circuit having a time constant corresponding to a predetermined filter time, an on-delay timer circuit that outputs a signal delayed by a predetermined delay time with respect to the input signal, and the like. Can be done. An output signal from the filter circuit 160 is input to the PWM signal generation circuit 140 and the resistance control circuit 150.

PWM信号生成回路140は、PMOSトランジスタP1、P2、P3及びNMOSトランジスタN1、N2、N3のゲートにPWM信号を出力することにより、モータ120に供給する電流を制御する。過電流検出回路170からフィルタ回路160を介して過電流が検出されたことを示す信号がPWM信号生成回路140に入力されると、PWM信号生成回路140は、モータ120への電流の供給を停止又は減少させるように各トランジスタを制御する。   The PWM signal generation circuit 140 controls a current supplied to the motor 120 by outputting a PWM signal to the gates of the PMOS transistors P1, P2, and P3 and the NMOS transistors N1, N2, and N3. When a signal indicating that an overcurrent is detected from the overcurrent detection circuit 170 via the filter circuit 160 is input to the PWM signal generation circuit 140, the PWM signal generation circuit 140 stops supplying current to the motor 120. Alternatively, each transistor is controlled to decrease.

抵抗制御回路150は、過電流検出回路170からフィルタ回路160を介して過電流が検出されたことを示す信号が入力されると、各可変抵抗回路130のスイッチSW1、SW2を切り替えることで各可変抵抗回路130の抵抗を増加させる。一例としては、Rx1<Rx2としておいて、通常の動作時にはスイッチSW1のみをオンとする低抵抗状態にしておき、過電流が検出されると、スイッチSW1をオフ、スイッチSW2をオンに切り替えて高抵抗状態にすることにより抵抗を増加させてもよい。他の例としては、通常の動作時にはスイッチSW1、SW2の両方をオンとする低抵抗状態にしておき、過電流が検出されると、スイッチSW1及びスイッチSW2のいずれか一方をオフとする高抵抗状態にすることにより抵抗を増加させることができる。   When a signal indicating that an overcurrent has been detected is input from the overcurrent detection circuit 170 via the filter circuit 160, the resistance control circuit 150 switches each switch SW1 and SW2 of each variable resistance circuit 130 to change each variable. The resistance of the resistance circuit 130 is increased. As an example, Rx1 <Rx2 is set, and in a normal operation, only the switch SW1 is turned on and a low resistance state is set. When an overcurrent is detected, the switch SW1 is turned off and the switch SW2 is turned on. The resistance may be increased by setting the resistance state. As another example, during normal operation, both the switches SW1 and SW2 are kept in a low resistance state, and when an overcurrent is detected, one of the switches SW1 and SW2 is turned off. The resistance can be increased by setting the state.

次に、電流供給回路110によるモータ120の駆動方法と電流供給回路110を流れる電流について、図1乃至図3を用いて説明する。   Next, a method for driving the motor 120 by the current supply circuit 110 and a current flowing through the current supply circuit 110 will be described with reference to FIGS.

図2は、第1の実施形態に係るモータ120の駆動タイミング図である。本駆動タイミング図は、PWM信号生成回路140からPMOSトランジスタP1、P2、P3及びNMOSトランジスタN1、N2、N3のゲートに入力される制御信号のレベルとモータ120を流れる電流とを模式的に示したものである。なお、理解を容易にするためにPMOSトランジスタP1、P2、P3に入力される制御信号は、ハイレベルとローレベルを実際に入力される電圧と反転させて図示している。すなわち、各制御信号に関し、いずれもハイレベルがトランジスタのオンに対応しており、ローレベルがトランジスタのオフに対応するように図示されている。図中のI(U−V)、I(U−W)、I(V−W)は、それぞれ、モータ120のノードUからV、ノードUからW、ノードVからWに向かう電流を示す。   FIG. 2 is a drive timing chart of the motor 120 according to the first embodiment. This drive timing diagram schematically shows the level of the control signal input from the PWM signal generation circuit 140 to the gates of the PMOS transistors P1, P2, and P3 and the NMOS transistors N1, N2, and N3 and the current flowing through the motor 120. Is. For ease of understanding, the control signals input to the PMOS transistors P1, P2, and P3 are illustrated by inverting the high level and the low level from the actually input voltage. That is, for each control signal, the high level corresponds to the on state of the transistor, and the low level corresponds to the off state of the transistor. In the figure, I (U−V), I (U−W), and I (V−W) represent currents from the node U to V, the node U to W, and the node V to W of the motor 120, respectively.

期間T1において、PMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN2がオンである。これにより、モータ120のノードUからVに向かう電流が流れる。各トランジスタの制御信号は、所定のPWM周波数及びデューティー比でオンとオフとを繰り返すPWM信号となっている。   In the period T1, the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N2 are on. As a result, a current from node U of motor 120 toward V flows. The control signal for each transistor is a PWM signal that repeatedly turns on and off at a predetermined PWM frequency and duty ratio.

期間T2において、NMOSトランジスタN2がオフになり、NMOSトランジスタN3がオンになる。これにより、モータ120を流れる電流はノードUからWの向きに変化する。以下、期間T3からT6の期間において、オンになるトランジスタが順次切り替わり、モータ120を流れる電流も順次変化する。時刻T6の後は時刻T1と同じ状態に戻る。このようにモータ120は6つの状態を1周期として動作する。   In the period T2, the NMOS transistor N2 is turned off and the NMOS transistor N3 is turned on. As a result, the current flowing through the motor 120 changes in the direction from the node U to W. Hereinafter, in the period from T3 to T6, the transistors to be turned on are sequentially switched, and the current flowing through the motor 120 is also sequentially changed. After time T6, the state returns to the same state as time T1. Thus, the motor 120 operates with six states as one cycle.

次にモータ120を流れる電流について説明する。期間T1から期間T6の各期間においては電流の向きは変化するが、電流の大きさはほぼ一定であるため、期間T1の場合について述べる。   Next, the current flowing through the motor 120 will be described. In each period from the period T1 to the period T6, the direction of the current is changed, but the magnitude of the current is almost constant, so the case of the period T1 will be described.

PMOSトランジスタP1とNMOSトランジスタN2のオン抵抗をそれぞれ、Rp、Rnとする。モータの合成抵抗Rmaは、Rma=2/3Rmとなる。同様に、モータの合成インダクタンスLmaは、Lma=2/3Lmとなる。また、以下の説明では、過電流が検出されてない通常状態においてはスイッチSW1のみがオンであり、過電流が検出された状態ではスイッチSW2のみがオンであるものとする。また、Rx1<Rx2とする。   The on-resistances of the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N2 are Rp and Rn, respectively. The combined resistance Rma of the motor is Rma = 2 / 3Rm. Similarly, the combined inductance Lma of the motor is Lma = 2 / 3Lm. In the following description, it is assumed that only the switch SW1 is on in a normal state where no overcurrent is detected, and only the switch SW2 is on when an overcurrent is detected. Further, Rx1 <Rx2.

過電流が検出されてない通常状態において、電流が流れる全経路の合成抵抗Ra1は、Ra1=(Rp+Rx1+Rma+Rn+R1)となる。このとき、電流供給回路110がモータ120の供給する電流In(t)は、下式で表される。なお、tは電圧が印加されてからの時間であり、In(t)は電圧が印加されてからの電流の時間変化を示している。   In a normal state where no overcurrent is detected, the combined resistance Ra1 of all paths through which current flows is Ra1 = (Rp + Rx1 + Rma + Rn + R1). At this time, the current In (t) supplied from the motor 120 by the current supply circuit 110 is expressed by the following equation. In addition, t is the time after the voltage is applied, and In (t) indicates the time change of the current after the voltage is applied.

Figure 2016158443
Figure 2016158443

ここで、過電流が検出され、スイッチSW2のみがオンになった場合、電流が流れる全経路の合成抵抗Ra2は、Ra2=(Rp+Rx2+Rma+Rn+R1)となる。このとき、電流供給回路110がモータ120の供給する電流Io(t)は、下式で表される。   Here, when an overcurrent is detected and only the switch SW2 is turned on, the combined resistance Ra2 of all paths through which the current flows is Ra2 = (Rp + Rx2 + Rma + Rn + R1). At this time, the current Io (t) supplied from the motor 120 by the current supply circuit 110 is expressed by the following equation.

Figure 2016158443
Figure 2016158443

図3は、低抵抗状態の場合と高抵抗状態の場合の電流の時間変化を示すグラフである。一点鎖線で示されている曲線が低抵抗状態に対応する電流In(t)であり、実線で示されている曲線が高抵抗状態に対応する電流Io(t)である。グラフより、電流の立ち上がり時及び電流が飽和した時点のいずれにおいても電流Io(t)は電流In(t)よりも低減されている。   FIG. 3 is a graph showing changes in current over time in a low resistance state and a high resistance state. The curve indicated by the alternate long and short dash line is the current In (t) corresponding to the low resistance state, and the curve indicated by the solid line is the current Io (t) corresponding to the high resistance state. From the graph, the current Io (t) is lower than the current In (t) at both the rising edge of the current and the time when the current is saturated.

以上のように、電流が所定の閾値以上であることを示す信号が入力されると、抵抗制御回路150は可変抵抗回路130の抵抗値をRx1からRx2に増加させる。これにより、過電流の発生時にモータ120に供給される電流を低減させることができる。   As described above, when a signal indicating that the current is equal to or greater than the predetermined threshold is input, the resistance control circuit 150 increases the resistance value of the variable resistance circuit 130 from Rx1 to Rx2. Thereby, the current supplied to the motor 120 when an overcurrent is generated can be reduced.

次に、図4乃至図6を参照して、本実施形態の構成による過電流の検出及び制限の効果について、本実施形態と比較例とを対比して説明する。   Next, with reference to FIG. 4 to FIG. 6, the effect of overcurrent detection and limitation by the configuration of the present embodiment will be described in comparison with the present embodiment and a comparative example.

図4は、比較例に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図4のモータ制御装置が図1に示したモータ制御装置と相違する点は、可変抵抗回路130と抵抗制御回路150が設けられていない点である。比較例のモータ制御装置においては、PWM信号のみにより、モータ120への電流の供給の制限が行われる。すなわち、過電流検出回路170からフィルタ回路160を介して過電流が検出されたことを示す信号がPWM信号生成回路140に入力されると、PWM信号生成回路140は、モータ120への電流の供給を停止又は減少させるように各トランジスタを制御する。一方、比較例に係るモータ制御装置は可変抵抗回路130及び抵抗制御回路150を有しないため、抵抗を増加させることによる電流の制限は行われない。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a comparative example. The motor control device of FIG. 4 is different from the motor control device shown in FIG. 1 in that the variable resistance circuit 130 and the resistance control circuit 150 are not provided. In the motor control apparatus of the comparative example, the supply of current to the motor 120 is limited only by the PWM signal. That is, when a signal indicating that an overcurrent is detected from the overcurrent detection circuit 170 via the filter circuit 160 is input to the PWM signal generation circuit 140, the PWM signal generation circuit 140 supplies the current to the motor 120. Each transistor is controlled to stop or decrease. On the other hand, since the motor control device according to the comparative example does not include the variable resistance circuit 130 and the resistance control circuit 150, the current is not limited by increasing the resistance.

図5は、比較例のモータ制御装置における過電流制限の動作を説明する図である。図5には、モータ120を流れる駆動電流と、過電流検出回路170の出力電圧と、フィルタ回路160の出力電圧と、PWM信号生成回路140からの出力電圧とが図示されている。図5を参照して、各トランジスタにPWM信号が入力される際に、モータ120に印加される駆動電流が増加し、過電流検出閾値を超える際の駆動電流の変化を説明する。なお、PWM信号のデューティー比は50%として図示しているが異なる値であっても同様である。   FIG. 5 is a diagram for explaining an overcurrent limiting operation in the motor control device of the comparative example. FIG. 5 shows the drive current flowing through the motor 120, the output voltage of the overcurrent detection circuit 170, the output voltage of the filter circuit 160, and the output voltage from the PWM signal generation circuit 140. With reference to FIG. 5, changes in the drive current when the drive current applied to the motor 120 increases and exceeds the overcurrent detection threshold when a PWM signal is input to each transistor will be described. Note that the duty ratio of the PWM signal is shown as 50%, but the same applies to different values.

時刻t1から時刻t2の期間において、PWM信号はハイレベルであり、電流供給回路110からモータ120に電流が供給される。これにより、時刻t1から時刻t2の期間では、駆動電流は増加する。時刻t2から時刻t3の期間において、PWM信号はローレベルであり、電流供給回路110からモータ120への電流供給が停止される。そのため、時刻t2から時刻t3では駆動電流は低下する。時刻t3において、PWM信号は再びハイレベルになり駆動電流は増加し始める。このようにPWM信号により、電流のオン、オフが繰り返され、モータ120はPWM制御される。時刻t1から時刻t3の期間において、駆動電流は過電流検出回路170に設定された過電流検出閾値を超えていないので、過電流検出回路170の出力はローレベルであり、過電流の制限のための動作は行われない。   During the period from time t1 to time t2, the PWM signal is at a high level, and current is supplied from the current supply circuit 110 to the motor 120. As a result, the drive current increases during the period from time t1 to time t2. During the period from time t2 to time t3, the PWM signal is at a low level, and current supply from the current supply circuit 110 to the motor 120 is stopped. Therefore, the drive current decreases from time t2 to time t3. At time t3, the PWM signal becomes high level again and the drive current starts to increase. Thus, the current is repeatedly turned on and off by the PWM signal, and the motor 120 is PWM-controlled. Since the drive current does not exceed the overcurrent detection threshold set in the overcurrent detection circuit 170 during the period from the time t1 to the time t3, the output of the overcurrent detection circuit 170 is at a low level, and the overcurrent is limited. Is not performed.

時刻t4において、駆動電流は過電流検出閾値を超える。これにより、過電流検出回路170の出力はハイレベルになる。しかしながら、フィルタ回路160はフィルタ期間Tfを有しているため、フィルタ回路160の出力は時刻t4の時点ではローレベルのままである。したがって、PWM信号も時刻t4の時点では変化しない。   At time t4, the drive current exceeds the overcurrent detection threshold. As a result, the output of the overcurrent detection circuit 170 becomes high level. However, since the filter circuit 160 has the filter period Tf, the output of the filter circuit 160 remains at the low level at the time t4. Therefore, the PWM signal does not change at time t4.

時刻t4からフィルタ期間Tfが経過した後の時刻t5において、フィルタ回路160の出力はハイレベルになる。これにより、PWM信号がローレベルになり、駆動電流は低下し始める。なお、図中のPWM信号において破線で示した部分は、過電流検出がない場合に出力されるデューティー比50%に相当するPWM信号波形を参考のために示したものである。   At time t5 after the filter period Tf has elapsed from time t4, the output of the filter circuit 160 becomes high level. As a result, the PWM signal becomes low level, and the drive current starts to decrease. A portion indicated by a broken line in the PWM signal in the figure shows a PWM signal waveform corresponding to a duty ratio of 50% output when no overcurrent is detected for reference.

時刻t6において、過電流検出回路170の出力がローレベルになる。この動作は、通常動作時に過電流検出回路170に起因してPWM信号生成回路140が誤動作することを防ぐためのものである。この動作が必要となる理由について説明する。PWM信号がローレベルからハイレベルに立ち上がる際には回路に瞬間的に大きな突入電流が流れる場合がある。この突入電流は、上述の過電流とは異なり、通常動作の範囲内で起こりうるものとして考慮されているため、必ずしも検出を要しない。一方、PWM信号の立ち上がり時に過電流検出回路170が動作していると、PWM信号がハイレベルになるたびに過電流が検出され、電流の供給が停止される場合もあるため、駆動電流の供給に影響を与え得る。このような背景から、PWM制御を行うモータ制御装置は、通常動作時にPWM信号生成回路140が誤動作することを防ぐため、PWM信号がハイレベルになる前後は過電流検出回路170の検出を停止するように構成されている。時刻t6は、この過電流検出回路170の検出停止に相当する時刻である。なお、PWM信号がハイレベルになる時刻t7に過電流検出を停止しておく必要があるため、時刻t6のタイミングは、時刻t7よりもフィルタ回路160のフィルタ期間Tf程度前になるように設定される。   At time t6, the output of the overcurrent detection circuit 170 becomes low level. This operation is to prevent the PWM signal generation circuit 140 from malfunctioning due to the overcurrent detection circuit 170 during normal operation. The reason why this operation is necessary will be described. When the PWM signal rises from a low level to a high level, a large inrush current may instantaneously flow through the circuit. Unlike the above-described overcurrent, the inrush current is considered to occur within the range of normal operation, and thus does not necessarily require detection. On the other hand, if the overcurrent detection circuit 170 is operating at the rising edge of the PWM signal, the overcurrent is detected every time the PWM signal becomes high level, and the supply of current may be stopped. Can affect. From such a background, the motor control device that performs PWM control stops the detection of the overcurrent detection circuit 170 before and after the PWM signal becomes high level in order to prevent the PWM signal generation circuit 140 from malfunctioning during normal operation. It is configured as follows. The time t6 is a time corresponding to the detection stop of the overcurrent detection circuit 170. Since it is necessary to stop overcurrent detection at time t7 when the PWM signal becomes high level, the timing at time t6 is set to be about the filter period Tf of the filter circuit 160 before time t7. The

時刻t7において、PWM信号がハイレベルになる。また、上述の理由により、過電流検出回路170の出力が時刻t6にローレベルになったことにより、フィルタ回路160の出力は時刻t7にローレベルになる。これにより、電流供給回路110からモータ120に電流が再び供給され始める。すなわち、駆動電流が過電流検出閾値を超えているにもかかわらず、フィルタ期間Tfに相当する時刻t7から時刻t8の期間には、駆動電流が増加する。   At time t7, the PWM signal becomes high level. For the above-described reason, the output of the overcurrent detection circuit 170 becomes low level at time t6, so that the output of the filter circuit 160 becomes low level at time t7. As a result, current starts to be supplied again from the current supply circuit 110 to the motor 120. That is, although the drive current exceeds the overcurrent detection threshold, the drive current increases during a period from time t7 to time t8 corresponding to the filter period Tf.

時刻t7のPWM信号がハイレベルになった直後に、過電流検出回路170の検出は再開される。駆動電流は過電流検出閾値を超えているため、過電流検出回路170の出力はハイレベルになる。   Immediately after the PWM signal at time t7 becomes high level, the detection of the overcurrent detection circuit 170 is resumed. Since the drive current exceeds the overcurrent detection threshold, the output of the overcurrent detection circuit 170 becomes high level.

時刻t7からフィルタ期間Tfが経過した後の時刻t8において、フィルタ回路160の出力はハイレベルになる。これにより、PWM信号がローレベルになり、次のPWM信号の立ち上がり時刻である時刻t9までの間、駆動電流は低下する。図5に示されているように、時刻t7から時刻t8の期間における駆動電流の増加量は時刻t8から時刻t9の期間における駆動電流の低下量よりも大きい。以降、PWM信号の周期ごとに同様の駆動が繰り返されるため、駆動電流は時間とともに増加し続ける。   At time t8 after the filter period Tf has elapsed from time t7, the output of the filter circuit 160 becomes high level. As a result, the PWM signal becomes low level, and the drive current decreases until time t9, which is the rise time of the next PWM signal. As shown in FIG. 5, the amount of increase in drive current during the period from time t7 to time t8 is greater than the amount of decrease in drive current during the period from time t8 to time t9. Thereafter, the same driving is repeated for each period of the PWM signal, so that the driving current continues to increase with time.

比較例のモータ制御装置においては、PWM信号の立ち上がり時に過電流検出が停止すること、及びフィルタ回路160によりフィルタ期間Tfが設定されていることにより、駆動電流が過電流検出閾値を超えていても駆動電流が増加する現象が生じうる。特に、図5のように駆動電流の増加量が減少量よりも大きくなる場合、過電流検出閾値を超えた後も駆動電流が継続的に増加することになる。したがって、可変抵抗回路130及び抵抗制御回路150を有しない比較例のモータ制御装置は、過電流の抑制が困難となる場合がある。   In the motor control device of the comparative example, even if the drive current exceeds the overcurrent detection threshold because the overcurrent detection stops at the rising edge of the PWM signal and the filter period 160 is set by the filter circuit 160. A phenomenon in which the drive current increases may occur. In particular, when the increase amount of the drive current becomes larger than the decrease amount as shown in FIG. 5, the drive current continuously increases even after the overcurrent detection threshold is exceeded. Therefore, in the comparative motor control device that does not include the variable resistance circuit 130 and the resistance control circuit 150, it may be difficult to suppress overcurrent.

本実施形態のモータ制御装置は上述の比較例のような問題の発生を低減させることができる。図6は、本実施形態のモータ制御装置における過電流制限の動作を説明する図である。図6には、モータ120を流れる駆動電流、過電流検出回路170の出力、フィルタ回路160の出力電圧及びPWM信号生成回路140からの出力電圧に加えて抵抗制御回路150の出力電圧が図示されている。ここで、抵抗制御回路150の出力電圧がローレベルのとき、スイッチSW1はオン、スイッチSW2はオフであり、このとき抵抗はRx1となるものとする。また、抵抗制御回路150の出力電圧がハイレベルのとき、スイッチSW1はオフ、スイッチSW2はオンであり、このとき抵抗はRx2となるものとする。また、Rx1<Rx2とする。以下、図5の比較例と同様に本実施形態のモータ制御装置の動作を説明するが、重複する部分については説明を簡略化、あるいは省略する。   The motor control device of the present embodiment can reduce the occurrence of problems as in the comparative example described above. FIG. 6 is a diagram for explaining the overcurrent limiting operation in the motor control apparatus of this embodiment. FIG. 6 shows the output current of the resistance control circuit 150 in addition to the drive current flowing through the motor 120, the output of the overcurrent detection circuit 170, the output voltage of the filter circuit 160, and the output voltage from the PWM signal generation circuit 140. Yes. Here, when the output voltage of the resistance control circuit 150 is at a low level, the switch SW1 is on and the switch SW2 is off. At this time, the resistance is Rx1. When the output voltage of the resistance control circuit 150 is high, the switch SW1 is off and the switch SW2 is on. At this time, the resistance is Rx2. Further, Rx1 <Rx2. Hereinafter, the operation of the motor control device of the present embodiment will be described in the same manner as the comparative example of FIG. 5, but the description of the overlapping portions will be simplified or omitted.

時刻t1から時刻t5の期間の動作は比較例と同様である。この期間において、抵抗制御回路150の出力はローレベルである。よって、可変抵抗回路130の抵抗はRx1である。   The operation during the period from time t1 to time t5 is the same as that in the comparative example. During this period, the output of the resistance control circuit 150 is at a low level. Therefore, the resistance of the variable resistance circuit 130 is Rx1.

時刻t5において、フィルタ回路160の出力はハイレベルになる。これにより、PWM信号がローレベルになり、駆動電流は低下し始める。この出力信号に応じて抵抗制御回路150の出力もハイレベルになる。これにより、可変抵抗回路130の抵抗はRx1からRx2に増加する。   At time t5, the output of the filter circuit 160 becomes high level. As a result, the PWM signal becomes low level, and the drive current starts to decrease. In response to this output signal, the output of the resistance control circuit 150 also goes high. As a result, the resistance of the variable resistance circuit 130 increases from Rx1 to Rx2.

時刻t7において、PWM信号がハイレベルになる。これにより、電流供給回路110からモータ120に電流が再び供給され始める。時刻t7から時刻t8の期間において、可変抵抗回路130の抵抗が増加しているため、駆動電流の増加率(図6では時刻t7から時刻t8の期間の駆動電流の傾き)が比較例の場合よりも低減されている。この期間における駆動電流の増加率は、駆動電流の増加量が減少量よりも大きくならないように設定される。したがって、本実施形態の構成では、駆動電流が過電流検出閾値を一時的に超えた場合に、過電流検出閾値を超えた後も駆動電流が継続的に増加する問題は抑制される。   At time t7, the PWM signal becomes high level. As a result, current starts to be supplied again from the current supply circuit 110 to the motor 120. Since the resistance of the variable resistance circuit 130 increases during the period from the time t7 to the time t8, the increase rate of the drive current (in FIG. 6, the slope of the drive current during the period from the time t7 to the time t8) is higher than that in the comparative example. Has also been reduced. The increase rate of the drive current during this period is set so that the increase amount of the drive current does not become larger than the decrease amount. Therefore, in the configuration of the present embodiment, when the drive current temporarily exceeds the overcurrent detection threshold, the problem that the drive current continuously increases after the overcurrent detection threshold is exceeded is suppressed.

時刻t10において、駆動電流が過電流検出閾値未満となる。これにより、過電流検出回路170の出力がローレベルになる。時刻t10からフィルタ期間Tfが経過した後の時刻t11において、フィルタ回路160の出力がローレベルになり、これに応じて抵抗制御回路150の出力もローレベルになる。これにより、可変抵抗回路130の抵抗はRx2からRx1に戻る。   At time t10, the drive current becomes less than the overcurrent detection threshold. As a result, the output of the overcurrent detection circuit 170 becomes low level. At time t11 after the elapse of the filter period Tf from time t10, the output of the filter circuit 160 becomes low level, and accordingly, the output of the resistance control circuit 150 also becomes low level. As a result, the resistance of the variable resistance circuit 130 returns from Rx2 to Rx1.

上述の本実施形態の構成において、可変抵抗回路130の抵抗がRx2からRx1に戻る条件はフィルタ回路160の出力がPWM信号の立ち上がり以外のタイミングでローレベルになったときとしている。しかしながら、この条件は上記条件に限定されるものではなく適宜変形可能である。   In the configuration of the present embodiment described above, the condition for the resistance of the variable resistance circuit 130 to return from Rx2 to Rx1 is that the output of the filter circuit 160 becomes low level at a timing other than the rise of the PWM signal. However, this condition is not limited to the above condition and can be modified as appropriate.

例えば、フィルタ回路160の出力がローレベルである時間が所定の時間以上継続した場合に可変抵抗回路130の抵抗がRx2からRx1に戻るように構成してもよい。これにより、さらに確実に電流を制限することができる。   For example, the resistance of the variable resistance circuit 130 may be configured to return from Rx2 to Rx1 when the output of the filter circuit 160 is at a low level for a predetermined time or longer. As a result, the current can be more reliably limited.

別の例では、過電流検出閾値よりも小さい復帰条件閾値を別途設定し、駆動電流が復帰条件閾値未満となった場合に可変抵抗回路130の抵抗がRx2からRx1に戻るように構成してもよい。これにより、さらに確実に電流を制限することができる。   In another example, a recovery condition threshold smaller than the overcurrent detection threshold may be set separately, and the resistance of the variable resistance circuit 130 may return from Rx2 to Rx1 when the drive current becomes less than the recovery condition threshold. Good. As a result, the current can be more reliably limited.

以上、述べたように本実施形態のモータ制御装置によれば、比較例の構成で問題となり得る、駆動電流が過電流検出閾値を超えた後も継続的に増加する問題が抑制される。また、駆動電流が過電流検出閾値を超えていない場合には抵抗値は低く設定されるので、通常動作には影響を与えない。したがって、より効果的に過電流を検出して電流を制限することができるモータ制御装置が提供される。   As described above, according to the motor control device of the present embodiment, the problem that the drive current continuously increases even after the drive current exceeds the overcurrent detection threshold, which may be a problem in the configuration of the comparative example, is suppressed. Further, when the drive current does not exceed the overcurrent detection threshold, the resistance value is set low, so that normal operation is not affected. Therefore, a motor control device that can detect an overcurrent and limit the current more effectively is provided.

<第2の実施形態>
図7は、第2の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では可変抵抗回路730の回路構成が第1の実施形態と異なっている。可変抵抗回路730は抵抗素子Rx1及びスイッチSW1を有する。すなわち、可変抵抗回路730に含まれる抵抗素子及びスイッチの個数は第1の実施形態の場合よりも削減されている。可変抵抗回路730のスイッチSW1がオンの場合、可変抵抗回路730の抵抗は、配線抵抗及びスイッチSW1のオン抵抗のみとなるため、十分に小さな値となる。可変抵抗回路730のスイッチSW1がオフの場合、可変抵抗回路730の抵抗はRx1となる。よって、本実施形態の構成においても可変抵抗回路730の抵抗は2つの値から1つの値を選択するように切り替え可能であり、第1の実施形態と同様の制御が可能となる。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to the second embodiment. In this embodiment, the circuit configuration of the variable resistance circuit 730 is different from that of the first embodiment. The variable resistance circuit 730 includes a resistance element Rx1 and a switch SW1. That is, the number of resistance elements and switches included in the variable resistance circuit 730 is reduced as compared with the case of the first embodiment. When the switch SW1 of the variable resistance circuit 730 is on, the resistance of the variable resistance circuit 730 is only a wiring resistance and an on-resistance of the switch SW1, and thus has a sufficiently small value. When the switch SW1 of the variable resistance circuit 730 is off, the resistance of the variable resistance circuit 730 is Rx1. Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the resistance of the variable resistance circuit 730 can be switched so as to select one value from two values, and the same control as in the first embodiment is possible.

したがって、本実施形態によれば第1の実施形態と同様の効果が得られるモータ制御装置が提供される。これに加え、本実施形態は、スイッチ及び抵抗素子の個数が削減されているため、小型化、低コスト化及び制御方法の簡略化に有効である。   Therefore, according to the present embodiment, a motor control device that provides the same effects as those of the first embodiment is provided. In addition, since the number of switches and resistance elements is reduced, this embodiment is effective for downsizing, cost reduction, and simplification of the control method.

<第3の実施形態>
図8は、第3の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では可変抵抗回路130がNMOSトランジスタN1、N2、N3のソースと抵抗素子R1の間に1つ設けられている点が第1の実施形態と異なっている。可変抵抗回路130の回路構成は第1の実施形態と同様である。すなわち、可変抵抗回路130の個数は第1の実施形態の場合よりも削減されている。本実施形態の構成においても、第1の実施形態と同様に抵抗値の制御を行うことができる。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to the third embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that one variable resistance circuit 130 is provided between the sources of the NMOS transistors N1, N2, and N3 and the resistance element R1. The circuit configuration of the variable resistance circuit 130 is the same as that of the first embodiment. That is, the number of variable resistance circuits 130 is reduced as compared with the case of the first embodiment. Also in the configuration of the present embodiment, the resistance value can be controlled as in the first embodiment.

したがって、本実施形態によれば第1の実施形態と同様の効果が得られるモータ制御装置が提供される。これに加え、本実施形態は、スイッチ及び抵抗素子の個数が削減されているため、小型化、低コスト化及び制御方法の簡略化に有効である。   Therefore, according to the present embodiment, a motor control device that provides the same effects as those of the first embodiment is provided. In addition, since the number of switches and resistance elements is reduced, this embodiment is effective for downsizing, cost reduction, and simplification of the control method.

<第4の実施形態>
図9は、第4の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では可変抵抗回路130がPMOSトランジスタP1、P2、P3のソースと電源電圧Vddの間に1つ設けられている点が第1又は第3の実施形態と異なっている。可変抵抗回路130の回路構成は第1又は第3の実施形態と同様である。すなわち、可変抵抗回路130の個数は第1の実施形態の場合よりも削減されている。本実施形態の構成においても、第1の実施形態と同様に抵抗値の制御を行うことができる。
<Fourth Embodiment>
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to the fourth embodiment. This embodiment is different from the first or third embodiment in that one variable resistance circuit 130 is provided between the sources of the PMOS transistors P1, P2, and P3 and the power supply voltage Vdd. The circuit configuration of the variable resistance circuit 130 is the same as that of the first or third embodiment. That is, the number of variable resistance circuits 130 is reduced as compared with the case of the first embodiment. Also in the configuration of the present embodiment, the resistance value can be controlled as in the first embodiment.

したがって、本実施形態によれば第1の実施形態と同様の効果が得られるモータ制御装置が提供される。これに加え、本実施形態は、スイッチ及び抵抗素子の個数を削減することができるため、小型化、低コスト化、制御方法の簡略化等に有効である。   Therefore, according to the present embodiment, a motor control device that provides the same effects as those of the first embodiment is provided. In addition, the present embodiment can reduce the number of switches and resistance elements, and thus is effective for downsizing, cost reduction, control method simplification, and the like.

<第5の実施形態>
第1乃至第4の実施形態においては、モータ120として三相ブラシレスDCモータが例示されているが、例えば、モータ120は、単相モータであってもよく、四相以上のモータであってもよい。以下、第5の実施形態として、単相モータをHブリッジ回路により駆動する場合における本発明の適用例を示す。
<Fifth Embodiment>
In the first to fourth embodiments, a three-phase brushless DC motor is exemplified as the motor 120. For example, the motor 120 may be a single-phase motor or a motor having four or more phases. Good. Hereinafter, as a fifth embodiment, an application example of the present invention when a single-phase motor is driven by an H-bridge circuit will be described.

図10は、第5の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のモータ制御装置は、第1乃至第4の実施形態の三相モータに代えて単相のモータ1020を制御するものである。電流供給回路1010は、PMOSトランジスタP1、P2、NMOSトランジスタN1、N2及び2個の可変抵抗回路130を有する。本実施形態の電流供給回路1010は、第1乃至第4の実施形態の構成から、1相分のトランジスタ及ぶ可変抵抗回路130を削除したものであるため、回路構成の詳細な説明は省略する。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to the fifth embodiment. The motor control device of this embodiment controls a single-phase motor 1020 in place of the three-phase motor of the first to fourth embodiments. The current supply circuit 1010 includes PMOS transistors P1 and P2, NMOS transistors N1 and N2, and two variable resistance circuits 130. Since the current supply circuit 1010 of this embodiment is obtained by deleting the variable resistance circuit 130 including one phase of transistors from the configuration of the first to fourth embodiments, detailed description of the circuit configuration is omitted.

したがって、本実施形態によれば第1の実施形態と同様の効果が得られる単相のモータ制御装置が提供される。すなわち、本発明は三相ブラシレスDCモータ以外のモータにも適用可能である。   Therefore, according to the present embodiment, a single-phase motor control device that provides the same effects as those of the first embodiment is provided. That is, the present invention is applicable to motors other than three-phase brushless DC motors.

<その他の実施形態>
上述の第1乃至第5の実施形態に係るモータ制御装置は、大きな電流が入力され得る車載用モータの制御に好適に用いることができる。このような車載用モータの例としてはウォータポンプの駆動用モータが挙げられる。ウォータポンプの駆動用モータを流れる駆動電流は約20Aと大きい。このような用途において、過電流の検出が確実に行われない場合、トランジスタの故障等の問題が生じうる。本発明は、このような大きな電流が入力され得るモータの制御においてより好適に用いることができる。
<Other embodiments>
The motor control devices according to the first to fifth embodiments described above can be suitably used for controlling a vehicle-mounted motor to which a large current can be input. An example of such an in-vehicle motor is a water pump driving motor. The drive current flowing through the water pump drive motor is as large as about 20A. In such applications, problems such as transistor failure may occur if overcurrent is not reliably detected. The present invention can be used more suitably in controlling a motor that can receive such a large current.

しかしながら、本発明は、このような用途に限定されるものではなく、あらゆるモータの制御に適用可能である。例えば、車両用開閉体、スライドシート等の駆動用モータに本発明を適用してもよい。これらの用途に本発明を適用することにより、駆動部に挟み込みが生じたとき、モータの始動時等のようにモータに大きな電流が流れ得る状況において、より確実に過電流の検出を行うことができる。   However, the present invention is not limited to such an application, and can be applied to control of any motor. For example, the present invention may be applied to a drive motor such as a vehicle opening / closing body or a slide seat. By applying the present invention to these applications, overcurrent can be detected more reliably in situations where a large amount of current can flow through the motor, such as when the motor is started, when the drive unit is caught. it can.

上述の第1乃至第5の実施形態に係るモータ制御装置において、可変抵抗回路により可変とする抵抗値の個数は2個又は3個であったが、より多くの個数の抵抗値の設定が可能となるように多くの個数の抵抗素子を配置してもよい。これにより、電流の制限を複数段階で行うことができ、過電流の検出がより確実となる。さらに、モータの性能に応じて抵抗を変えることにより1つの電源供給回路の設計を共用することもできる。また、設計段階でモータを変更した場合でもモータ制御装置の再設計が不要となる。したがって、設計コストが低減される。   In the motor control devices according to the first to fifth embodiments described above, the number of resistance values that can be varied by the variable resistance circuit is two or three. However, a larger number of resistance values can be set. A large number of resistance elements may be arranged so that As a result, the current can be limited in a plurality of stages, and the overcurrent can be detected more reliably. Furthermore, the design of one power supply circuit can be shared by changing the resistance according to the performance of the motor. Further, even if the motor is changed at the design stage, it is not necessary to redesign the motor control device. Therefore, the design cost is reduced.

本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、第1乃至第5の実施形態に示した構成を任意に2つ以上選択して組み合わせてもよい。また、上記実施形態は、本発明を適用しうるいくつかの態様を例示したものに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜修正や変形を行うことを妨げるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, two or more configurations shown in the first to fifth embodiments may be arbitrarily selected and combined. The above embodiments are merely examples of some aspects to which the present invention can be applied, and do not prevent appropriate modifications and variations from being made without departing from the spirit of the present invention.

110 電流供給回路
120 モータ
130 可変抵抗回路
140 PWM信号生成回路
150 抵抗制御回路
160 フィルタ回路
170 過電流検出回路
110 current supply circuit 120 motor 130 variable resistance circuit 140 PWM signal generation circuit 150 resistance control circuit 160 filter circuit 170 overcurrent detection circuit

Claims (7)

PWM信号により制御され、モータに電流を供給する電流供給回路と、
前記電流供給回路を流れる電流に基づいて、過電流状態であるか否かを示す信号を出力する過電流検出回路と、
前記過電流検出回路から入力された信号を所定のフィルタ期間だけ遅延させて出力するフィルタ回路と、
前記電流供給回路を流れる電流の経路内に接続される可変抵抗回路と、
前記フィルタ回路から入力された、過電流状態であることを示す信号に基づいて、前記可変抵抗回路の抵抗を増加させる抵抗制御回路と
を備える、モータ制御装置。
A current supply circuit controlled by a PWM signal to supply current to the motor;
An overcurrent detection circuit that outputs a signal indicating whether or not an overcurrent state based on a current flowing through the current supply circuit;
A filter circuit that outputs a signal input from the overcurrent detection circuit with a delay of a predetermined filter period; and
A variable resistance circuit connected in a path of a current flowing through the current supply circuit;
A motor control device comprising: a resistance control circuit that increases a resistance of the variable resistance circuit based on a signal that is input from the filter circuit and indicates an overcurrent state.
前記過電流検出回路は、前記電流供給回路を流れる電流が第1の閾値以上である場合に過電流状態であることを示す信号を出力する、請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the overcurrent detection circuit outputs a signal indicating an overcurrent state when a current flowing through the current supply circuit is equal to or greater than a first threshold. 前記抵抗制御回路が前記可変抵抗回路の抵抗を増加させた後、前記フィルタ回路から入力された、過電流状態でないことを示す信号に基づいて、前記抵抗制御回路は、前記可変抵抗回路の抵抗を減少させる、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   After the resistance control circuit increases the resistance of the variable resistance circuit, the resistance control circuit determines the resistance of the variable resistance circuit based on a signal that is input from the filter circuit and indicates that it is not in an overcurrent state. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is decreased. 前記抵抗制御回路が前記可変抵抗回路の抵抗を増加させた後、前記フィルタ回路から入力された、過電流状態でないことを示す信号が所定の時間以上継続して入力された場合に、前記抵抗制御回路は前記可変抵抗回路の抵抗を減少させる、請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   After the resistance control circuit increases the resistance of the variable resistance circuit, the resistance control is performed when a signal input from the filter circuit indicating that it is not in an overcurrent state is continuously input for a predetermined time or more. The motor control device according to claim 1, wherein the circuit reduces a resistance of the variable resistance circuit. 前記抵抗制御回路が前記可変抵抗回路の抵抗を増加させた後、前記フィルタ回路から入力された、電流が前記第1の閾値よりも小さい第2の閾値未満となったことを示す信号に基づいて、前記抵抗制御回路は前記可変抵抗回路の抵抗を減少させる、請求項2に記載のモータ制御装置。   After the resistance control circuit increases the resistance of the variable resistance circuit, based on a signal that is input from the filter circuit and indicates that the current is less than a second threshold value that is smaller than the first threshold value. The motor control device according to claim 2, wherein the resistance control circuit decreases a resistance of the variable resistance circuit. 前記可変抵抗回路は、少なくとも2つの抵抗値の中から1つの抵抗値を選択可能に構成されている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the variable resistance circuit is configured to be able to select one resistance value from at least two resistance values. 前記可変抵抗回路は、
少なくとも1つの抵抗素子と、
前記抵抗素子の接続関係を切り替える少なくとも1つのスイッチと
を備え、
前記抵抗制御回路は、前記少なくとも1つのスイッチの各々を切り替えることにより、前記可変抵抗回路の抵抗を制御する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
The variable resistance circuit is:
At least one resistive element;
And at least one switch for switching the connection relationship of the resistance elements,
The motor control device according to claim 1, wherein the resistance control circuit controls a resistance of the variable resistance circuit by switching each of the at least one switch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101887940B1 (en) * 2017-08-10 2018-08-13 주식회사 마이크로텍 H-Bridge Driver Circuit Of DC Motor Having A Two Step Current Limit And Timer Function

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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