JP2806929B2 - モータの駆動制御装置 - Google Patents
モータの駆動制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、PWM（パルス幅変調）方式により回転速
度制御が行われるようになるモータの駆動制御装置に関
する。 ［従来の技術］ 直流モータの速度制御を行なう手段として、パルス制
御方法が知られているもので、モータに駆動信号として
供給されるパルス信号のデューティを制御するようにし
ている。このデューティ制御によるモータ制御は、制御
されるべきモータと並列的にフライホイールダイオード
を接続することにより行なうもので、モータ内部のコイ
ル・インダクタンスをエネルギ蓄積用として利用するよ
うにしているものである。 第６図は従来の直流モータのPWM制御を行なう場合の
例を示しているもので、モータ11はスイッチ素子12を介
して、直流電源13からの駆動電流が供給されるようにな
っているもので、上記スイッチ素子12はドライブ回路14
によってパルス的にオン・オフ制御されるようになって
いる。そして、上記モータ11に並列的に接続されるよう
にしてフライホイールダイオード（FD）15が接続設定さ
れるものである。 上記モータ11を制御するパルス信号は、三角波発生回
路16およびコンパレータ17によって発生されるもので、
三角波発生回路16で発生された三角波信号の電圧を、コ
ンパレータ17で比較電圧Vrefと比較する。すなわち、比
較電圧Vrefが上昇するとコンパレータ17からの出力パル
ス信号のデューティが小さくなるものであり、この比較
電圧Vrefによってパルス信号のデューティが可変制御さ
れるようになる。 そして、このコンパレータ17から発生された例えば第
７図で示すようなパルス信号がドライブ回路14にスイッ
チング信号として供給されると、スイッチ素子12がその
スイッチング信号に対応してオン・オフ制御される。ス
イッチ素子12がオンされると、このスイッチ素子12を介
して電源13から駆動電流がモータ11に供給されるように
なる。スイッチ素子12がオフされると、モータ11のコイ
ルに蓄積された電流が、フライホイールダイオード15を
介してモータ11に駆動電流として還流されるようになっ
て、上記スイッチング信号に対応してモータ電流IR、お
よびスイッチ素子12がオフ状態のときにフライホイール
ダイオード15に流れる電流IFは、それぞれ第７図で示す
ようになる。 通常フライホイールダイオード（FD）15は、その順方
向電圧（VF）は1V以上であり、したがって“VF×IF"な
る発熱がこのダイオード15に発生するようになる。 したがって、このようなモータ駆動回路であると、モ
ータ11の容量が大きくなり、モータ電流が増加するよう
になると、必然的にフライホイールダイオード15に流れ
る電流も増加し、このフライホイールダイオード15で消
費される電力も増加するようになる。そして、この電力
が熱に変換されるようになって、放熱設計の負担が増加
するようになるものである。 ［発明を解決するための問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、モ
ータをPWM制御する場合に、特にそのフライホイール回
路で消費されるようになる電力を効果的に減少させるこ
とができ、不要な熱の発生が効果的に抑制されるように
したモータの駆動制御装置を提供しようとするものであ
る。 ［発明が解決しようとする手段］ すなわち、この発明に係るモータの駆動制御装置にあ
っては、デューティ制御されるパルス信号に基づいてオ
ン・オフ制御されるスイッチ素子を介してモータに駆動
電流を供給するようにすると共に、上記モータに並列し
てソース・ドレイン間にボディダイオードが設定される
ようになる縦型MOSFETからなるフライホイール素子を接
続設定するもので、上記スイッチ素子およびフライホイ
ール素子は、第１および第２のパルス信号によってそれ
ぞれ逆の極性状態で制御するようにしているものであ
り、特にスイッチ素子がオフされている時間幅よりフラ
イホイール素子がオンされている時間幅を小さくされる
ように、第１および第２のパルス信号が発生制御され
る。 ここで、上記第１及び第２の駆動信号発生手段は、三
角波信号を発生する手段と、この手段で発生された三角
波信号がそれぞれ供給される第１及び第２の比較手段と
を備え、この第１及び第２の比較手段には、基準電圧信
号に基づき設定された第１及び第２の基準信号を比較電
圧として供給するもので、第１の比較手段に供給される
比較電圧と第２の比較手段に供給される比較電圧とが異
なる値に設定されるようにした。 ［作用］ 上記のようなモータ駆動制御装置にあっては、第１の
パルス信号によってスイッチ素子がオン状態とされる状
態では、電源がこのスイッチ素子を介してモータに供給
されるようになり、またスイッチ素子がオフのときには
フライホイール素子がオン状態とされ、このフライホイ
ール素子を介してモータ電流が還流されるようになる。
この場合、このフライホイール素子を構成するMOSFETに
あっては、そのオン抵抗値は充分に小さなものとなるも
のであり、したがってこのフライホイール素子を流れる
電流による電力損失は充分に小さなものとすると共に、
特にスイッチ素子のオフ時間幅よりもフライホイール素
子のオン時間幅を小さくすることにより、このフライホ
イール回路において消費される電力が減少されて、熱の
発生が抑制される。 さらに、三角波信号を基に比較電圧の異なる第１の比
較手段と第２の比較手段とにより、スイッチ素子のオフ
時間幅とフライホイール素子のオン時間幅を決めている
ため、１つの信号を基に異なる時間幅を設定できるた
め、スイッチ素子のオフ時間幅とフライホイール素子の
オン時間幅が確実に異なるように設定できるようにな
る。 ［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図はその構成を示したもので、駆動制御される
べき直流モータ21に並列にして、フライホイール素子22
が接続されている。ここで、このフライホイール素子22
は、基板とソース間、すなわちドレイン・ソース間に寄
生ダイオード（ボディダイオード）を有するようになる
縦型MOSFETによって構成されている。そして上記モータ
21には、スイッチ素子23を介して直流電源24が接続され
るようになっているもので、スイッチ素子23がオン状態
のときに、モータ21には電源24から駆動電流が供給され
るようになる。 上記スイッチ素子23およびフライホイール素子22は、
それぞれ第１および第２のパルス信号によってオン・オ
フ制御されるもので、この制御用パルス信号の発生回路
は次のように構成される。 すなわち、このパルス信号発生回路は三角波発生回路
25を備える。この三角波発生回路25からは、例えば第２
図で示すような三角波信号を発生するもので、この三角
波信号は第１および第２のコンパレータ26および27それ
ぞれの正側端子に供給する。この第１および第２のコン
パレータ26および27のそれぞれ負側端子には、それぞれ
第１および第２の比較電圧VSおよびVTを供給するもの
で、この比較電圧VSおよびVTは、基準電圧Vrefの供給さ
れる抵抗R1〜R3の抵抗分圧回路によって設定される。 ここで、基準電圧Vref、比較電圧VSおよびVTはそれぞ
れ三角波信号との関係で第２図で示されるような関係で
設定されるようになるもので、第１および第２のコンパ
レータ26および27からの出力信号は、それぞれ第２図に
S1およびS2で示すような逆極性のパルス信号とされる。
この場合、比較電圧VSに比較して比較電圧VTがやや低い
値に設定されるものであるため、第１のパルス信号S1の
ハイレベルとなるオンの時間幅より、第２のパルス信号
のローレベルとなるオフの時間幅がやや広く設定される
ようになる。 そして、この第１および第２のコンパレータ26および
27からの出力信号は、それぞれドライブ回路28、29に供
給され、第１および第２のパルス信号にそれぞれ対応し
たスイッチ信号S1およびS2が、スイッチ素子23およびフ
ライホイール素子22にそれぞれ供給されるようになり、
スイッチ素子23およびフライホイール素子22は、それぞ
れ供給されるスイッチ信号のハイレベルのオン状態でオ
ン制御されるようになる。 このように構成される装置にあっては、三角波発生回
路25において上記したように第２図で示すような三角波
信号を発生する。この場合、第２図では辺がリニアな三
角波を示しているが、これはのこぎり歯状の酸化波であ
ってもよい。この状態で基準電圧Vrefが与えられると、
第１および第２のコンパレータ26および27から“Vref＞
VS＞VT"の関係の比較電圧VSおよびVTが発生されて、第
１および第２のスイッチ信号S1およびS2が発生されるよ
うになる。 すなわち、第３図で示すように第１および第２のスイ
ッチ信号S1およびS2が発生されると、第１のスイッチ信
号S1がハイレベルの状態にあるとき第２のスイッチ信号
S2はローレベルであり、スイッチ素子23がオン制御さ
れ、フライホイール素子22がオフ状態に設定される。ま
た、第２のスイッチ信号S2がハイレベルの状態である
と、第１のスイッチ信号S1はローレベルであり、フライ
ホイール素子22のオン状態でスイッチ素子23がオフとな
り、したがってモータ21に流れる駆動電流IRは同じく第
３図で示すようになる。ここで、第１のスイッチ信号S1
のハイレベルの時間幅より、第２のスイッチ信号S2のロ
ーレベルとなる時間幅が広くなるように設定されてい
る。したがって、第１のスイッチ信号S1と第２のスイッ
チ信号S2が同時にハイレベルとされるような期間が存在
しないようになる。 第２のスイッチ信号S2がハイレベルで、スイッチ素子
23がオフされた状態でフライホイール素子22がオン状態
とされると、この素子22がMOSFETによって構成されるも
のであるため、そのオン時の抵抗値Ronは、フライホイ
ールダイオードの順方向電圧VFに比較して充分に小さな
値となる。そして、このフライホイール素子22の両端間
の電圧は、フライホイール電流をIFとした場合“Ron×I
F"となる。またフライホイール素子22における発熱量は
“Ron×IF 2"となるものであるが、通常このオン抵抗値R
onは数十ｍΩとすることが可能となるので、このフライ
ホイール素子22に発生する損失は、充分に抑制された量
となる。 そして、この装置にあってはスイッチ素子23とフライ
ホイール素子22とが同時にオン状態となる短絡状態とな
ることがなく、またスイッチ素子23がオフし、フライホ
イール素子22がオンされるまでの時間範囲では、フライ
ホイール素子22を構成するMOSFETのボディダイオードに
フライホイール電流が流れるようになる。したがって、
このMOSFETによって構成されるようになるフライホイー
ル素子22をフライホイール電流用の回路として使用する
ことに何等問題がない。 上記実施例の図面では、フライホイール素子22をＮチ
ャンネルMOSFETとして示したが、これはＰチャンネルMO
SFETで構成することも可能である。また、フライホイー
ル素子22およびモータ21の並列回路と、スイッチ素子23
との位置を交換するようにしても同様に実施できる。 第４図はモータ21を正逆回転制御する場合の例を示し
ているもので、正方向および逆方向回転制御用の第１お
よび第２のスイッチ素子231および232を備え、このスイ
ッチ素子231、232は共に電源24にその一端が接続されて
いる。そして、これら第１および第２のスイッチ素子23
1および232のそれぞれ他端は、縦型MOSFETからなる第１
および第２のフライホイール素子221および222をそれぞ
れ介して接地回路に導かれるもので、第１のスイッチ素
子231と第１のフライホイール素子221との接続点と、第
２のスイッチ素子232と第２のフライホイール素子222と
の接続点との間にモータ21が接続されるようにしてい
る。 このような装置にあって、モータ21を正方向に回転さ
せる場合には、第２のフライホイール素子222に与えら
れる信号をハイレベルに設定すると共に、第１のスイッ
チ素子231を第３図で示した第１のスイッチ信号S1で制
御する。そして、第１のフライホイール素子221が第２
のスイッチ信号S2で制御されるようにするものである。
この場合、第２のスイッチ素子232は勿論オフ状態に設
定されている。 すなわち、正方向にモータ21を回転させる場合には、
第１のスイッチ素子231からモータ21を経て第２のフラ
イホイール素子222に流れる第１の電流回路が設定され
るようになる。このような正方向回転の設定状態では、
第２のフライホイール素子222は常時オン状態に設定さ
れているものであるため、第１のスイッチ信号S1で第１
のスイッチ素子231がオフ状態とされたときは、第２の
スイッチ信号S2で第１のフライホイール素子221がオン
制御されるようになる。すなわち、この正方向回転の状
態では、第１のフライホイール素子221がモータ21に並
列接続された状態となる。 また逆方向の回転制御を行なう場合には、上記場合と
は逆に第２のスイッチ素子232が第１のスイッチ信号S1
で制御され、第２のフライホイール素子222が第２のス
イッチ信号S2で制御されるようになる。そして、第１の
スイッチ素子231はオフ状態に設定すると共に、第１の
フライホイール素子221は常時オン状態に設定されるよ
うにするものである。 第５図はモータ21が三相誘導機である場合を示してい
るもので、モータ21の各相を制御するために第１乃至第
３のスイッチ素子231〜233が設けられ、この各スイッチ
素子231〜233それぞれに直列とされるようにして、ボデ
ィダイオードを有するMOSFETでなる第１乃至第３のフラ
イホイール素子221〜223が接続されるようにしている。
そして、上記第１乃至第３のスイッチ素子231〜233それ
ぞれと、第１乃至第３のフライホイール素子221〜223そ
れぞれとの接続点は、モータ21の各相にそれぞれ接続さ
れるようにしている。 すなわち、このような三相誘導機の場合にあっても、
その各相の制御に対応して第１乃至第３のスイッチ素子
231〜233の１つが選択され、前記第１のスイッチ信号S1
によって制御されるようになるものであり、この場合上
記スイッチ信号S1で制御されるようになるスイッチ素子
に直列のフライホイール素子は、第２のスイッチ信号S2
で制御し、モータ21のコイルからの電流を還流制御させ
るようにしている。 尚、実施例図面においてはフライホイール素子22、22
1〜223は、例えばＮチャンネルMOSFETで構成しているも
のであるが、当然スイッチ素子23、231〜233も半導体ス
イッチ素子によって構成されるもので、例えばMOSFETに
よって構成される。ここで、フライホイール素子22がＮ
チャンネルMOSFETによって構成されるのに対して、スイ
ッチ素子23がＰチャンネルMOSFETによって構成されるよ
うにすると、第１および第２のパルス信号S1およびS2
は、第３図等で示したように逆極性の信号とはされず、
同極性のパルス信号とされる。この場合、スイッチ素子
とされるＰチャンネルMOSFETがオフ状態に設定される時
間幅より、フライホイール素子を構成するＮチャンネル
MOSFETがオン状態とされる時間幅が小さく設定されるよ
うに、第１および第２のパルス信号それぞれのパルスデ
ューティ時間幅が設定されるものである。 ［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係るモータの駆動制御装置に
よれば、効果的にPWM制御が実行できるようにして、特
にフライホイール電流による損失を軽減できるものであ
り、フライホイール素子部における発熱作用が確実に抑
制されるようになり、特にスイッチ素子がオフされてい
る時間幅よりフライホイール素子がオンされている時間
幅を小さくされるようにしているものであるため、フラ
イホイール回路において消費される電力が減少される。
したがって、容易に容量の大きなモータのPWM制御が行
なえるようになるものであり、この場合に放熱設計も簡
易なものとすることができるものである。 さらに、１つの三角波信号を基に比較電圧の異なる第
１の比較手段と第２の比較手段とにより、スイッチ素子
のオフ時間幅とフライホイール素子のオン時間幅を決め
ているため、スイッチ素子のオフ時間幅とフライホイー
ル素子のオン時間幅が確実に異なるように設定できるよ
うになり、容易に異なる時間幅の信号を得ることができ
る。
度制御が行われるようになるモータの駆動制御装置に関
する。 ［従来の技術］ 直流モータの速度制御を行なう手段として、パルス制
御方法が知られているもので、モータに駆動信号として
供給されるパルス信号のデューティを制御するようにし
ている。このデューティ制御によるモータ制御は、制御
されるべきモータと並列的にフライホイールダイオード
を接続することにより行なうもので、モータ内部のコイ
ル・インダクタンスをエネルギ蓄積用として利用するよ
うにしているものである。 第６図は従来の直流モータのPWM制御を行なう場合の
例を示しているもので、モータ11はスイッチ素子12を介
して、直流電源13からの駆動電流が供給されるようにな
っているもので、上記スイッチ素子12はドライブ回路14
によってパルス的にオン・オフ制御されるようになって
いる。そして、上記モータ11に並列的に接続されるよう
にしてフライホイールダイオード（FD）15が接続設定さ
れるものである。 上記モータ11を制御するパルス信号は、三角波発生回
路16およびコンパレータ17によって発生されるもので、
三角波発生回路16で発生された三角波信号の電圧を、コ
ンパレータ17で比較電圧Vrefと比較する。すなわち、比
較電圧Vrefが上昇するとコンパレータ17からの出力パル
ス信号のデューティが小さくなるものであり、この比較
電圧Vrefによってパルス信号のデューティが可変制御さ
れるようになる。 そして、このコンパレータ17から発生された例えば第
７図で示すようなパルス信号がドライブ回路14にスイッ
チング信号として供給されると、スイッチ素子12がその
スイッチング信号に対応してオン・オフ制御される。ス
イッチ素子12がオンされると、このスイッチ素子12を介
して電源13から駆動電流がモータ11に供給されるように
なる。スイッチ素子12がオフされると、モータ11のコイ
ルに蓄積された電流が、フライホイールダイオード15を
介してモータ11に駆動電流として還流されるようになっ
て、上記スイッチング信号に対応してモータ電流IR、お
よびスイッチ素子12がオフ状態のときにフライホイール
ダイオード15に流れる電流IFは、それぞれ第７図で示す
ようになる。 通常フライホイールダイオード（FD）15は、その順方
向電圧（VF）は1V以上であり、したがって“VF×IF"な
る発熱がこのダイオード15に発生するようになる。 したがって、このようなモータ駆動回路であると、モ
ータ11の容量が大きくなり、モータ電流が増加するよう
になると、必然的にフライホイールダイオード15に流れ
る電流も増加し、このフライホイールダイオード15で消
費される電力も増加するようになる。そして、この電力
が熱に変換されるようになって、放熱設計の負担が増加
するようになるものである。 ［発明を解決するための問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、モ
ータをPWM制御する場合に、特にそのフライホイール回
路で消費されるようになる電力を効果的に減少させるこ
とができ、不要な熱の発生が効果的に抑制されるように
したモータの駆動制御装置を提供しようとするものであ
る。 ［発明が解決しようとする手段］ すなわち、この発明に係るモータの駆動制御装置にあ
っては、デューティ制御されるパルス信号に基づいてオ
ン・オフ制御されるスイッチ素子を介してモータに駆動
電流を供給するようにすると共に、上記モータに並列し
てソース・ドレイン間にボディダイオードが設定される
ようになる縦型MOSFETからなるフライホイール素子を接
続設定するもので、上記スイッチ素子およびフライホイ
ール素子は、第１および第２のパルス信号によってそれ
ぞれ逆の極性状態で制御するようにしているものであ
り、特にスイッチ素子がオフされている時間幅よりフラ
イホイール素子がオンされている時間幅を小さくされる
ように、第１および第２のパルス信号が発生制御され
る。 ここで、上記第１及び第２の駆動信号発生手段は、三
角波信号を発生する手段と、この手段で発生された三角
波信号がそれぞれ供給される第１及び第２の比較手段と
を備え、この第１及び第２の比較手段には、基準電圧信
号に基づき設定された第１及び第２の基準信号を比較電
圧として供給するもので、第１の比較手段に供給される
比較電圧と第２の比較手段に供給される比較電圧とが異
なる値に設定されるようにした。 ［作用］ 上記のようなモータ駆動制御装置にあっては、第１の
パルス信号によってスイッチ素子がオン状態とされる状
態では、電源がこのスイッチ素子を介してモータに供給
されるようになり、またスイッチ素子がオフのときには
フライホイール素子がオン状態とされ、このフライホイ
ール素子を介してモータ電流が還流されるようになる。
この場合、このフライホイール素子を構成するMOSFETに
あっては、そのオン抵抗値は充分に小さなものとなるも
のであり、したがってこのフライホイール素子を流れる
電流による電力損失は充分に小さなものとすると共に、
特にスイッチ素子のオフ時間幅よりもフライホイール素
子のオン時間幅を小さくすることにより、このフライホ
イール回路において消費される電力が減少されて、熱の
発生が抑制される。 さらに、三角波信号を基に比較電圧の異なる第１の比
較手段と第２の比較手段とにより、スイッチ素子のオフ
時間幅とフライホイール素子のオン時間幅を決めている
ため、１つの信号を基に異なる時間幅を設定できるた
め、スイッチ素子のオフ時間幅とフライホイール素子の
オン時間幅が確実に異なるように設定できるようにな
る。 ［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図はその構成を示したもので、駆動制御される
べき直流モータ21に並列にして、フライホイール素子22
が接続されている。ここで、このフライホイール素子22
は、基板とソース間、すなわちドレイン・ソース間に寄
生ダイオード（ボディダイオード）を有するようになる
縦型MOSFETによって構成されている。そして上記モータ
21には、スイッチ素子23を介して直流電源24が接続され
るようになっているもので、スイッチ素子23がオン状態
のときに、モータ21には電源24から駆動電流が供給され
るようになる。 上記スイッチ素子23およびフライホイール素子22は、
それぞれ第１および第２のパルス信号によってオン・オ
フ制御されるもので、この制御用パルス信号の発生回路
は次のように構成される。 すなわち、このパルス信号発生回路は三角波発生回路
25を備える。この三角波発生回路25からは、例えば第２
図で示すような三角波信号を発生するもので、この三角
波信号は第１および第２のコンパレータ26および27それ
ぞれの正側端子に供給する。この第１および第２のコン
パレータ26および27のそれぞれ負側端子には、それぞれ
第１および第２の比較電圧VSおよびVTを供給するもの
で、この比較電圧VSおよびVTは、基準電圧Vrefの供給さ
れる抵抗R1〜R3の抵抗分圧回路によって設定される。 ここで、基準電圧Vref、比較電圧VSおよびVTはそれぞ
れ三角波信号との関係で第２図で示されるような関係で
設定されるようになるもので、第１および第２のコンパ
レータ26および27からの出力信号は、それぞれ第２図に
S1およびS2で示すような逆極性のパルス信号とされる。
この場合、比較電圧VSに比較して比較電圧VTがやや低い
値に設定されるものであるため、第１のパルス信号S1の
ハイレベルとなるオンの時間幅より、第２のパルス信号
のローレベルとなるオフの時間幅がやや広く設定される
ようになる。 そして、この第１および第２のコンパレータ26および
27からの出力信号は、それぞれドライブ回路28、29に供
給され、第１および第２のパルス信号にそれぞれ対応し
たスイッチ信号S1およびS2が、スイッチ素子23およびフ
ライホイール素子22にそれぞれ供給されるようになり、
スイッチ素子23およびフライホイール素子22は、それぞ
れ供給されるスイッチ信号のハイレベルのオン状態でオ
ン制御されるようになる。 このように構成される装置にあっては、三角波発生回
路25において上記したように第２図で示すような三角波
信号を発生する。この場合、第２図では辺がリニアな三
角波を示しているが、これはのこぎり歯状の酸化波であ
ってもよい。この状態で基準電圧Vrefが与えられると、
第１および第２のコンパレータ26および27から“Vref＞
VS＞VT"の関係の比較電圧VSおよびVTが発生されて、第
１および第２のスイッチ信号S1およびS2が発生されるよ
うになる。 すなわち、第３図で示すように第１および第２のスイ
ッチ信号S1およびS2が発生されると、第１のスイッチ信
号S1がハイレベルの状態にあるとき第２のスイッチ信号
S2はローレベルであり、スイッチ素子23がオン制御さ
れ、フライホイール素子22がオフ状態に設定される。ま
た、第２のスイッチ信号S2がハイレベルの状態である
と、第１のスイッチ信号S1はローレベルであり、フライ
ホイール素子22のオン状態でスイッチ素子23がオフとな
り、したがってモータ21に流れる駆動電流IRは同じく第
３図で示すようになる。ここで、第１のスイッチ信号S1
のハイレベルの時間幅より、第２のスイッチ信号S2のロ
ーレベルとなる時間幅が広くなるように設定されてい
る。したがって、第１のスイッチ信号S1と第２のスイッ
チ信号S2が同時にハイレベルとされるような期間が存在
しないようになる。 第２のスイッチ信号S2がハイレベルで、スイッチ素子
23がオフされた状態でフライホイール素子22がオン状態
とされると、この素子22がMOSFETによって構成されるも
のであるため、そのオン時の抵抗値Ronは、フライホイ
ールダイオードの順方向電圧VFに比較して充分に小さな
値となる。そして、このフライホイール素子22の両端間
の電圧は、フライホイール電流をIFとした場合“Ron×I
F"となる。またフライホイール素子22における発熱量は
“Ron×IF 2"となるものであるが、通常このオン抵抗値R
onは数十ｍΩとすることが可能となるので、このフライ
ホイール素子22に発生する損失は、充分に抑制された量
となる。 そして、この装置にあってはスイッチ素子23とフライ
ホイール素子22とが同時にオン状態となる短絡状態とな
ることがなく、またスイッチ素子23がオフし、フライホ
イール素子22がオンされるまでの時間範囲では、フライ
ホイール素子22を構成するMOSFETのボディダイオードに
フライホイール電流が流れるようになる。したがって、
このMOSFETによって構成されるようになるフライホイー
ル素子22をフライホイール電流用の回路として使用する
ことに何等問題がない。 上記実施例の図面では、フライホイール素子22をＮチ
ャンネルMOSFETとして示したが、これはＰチャンネルMO
SFETで構成することも可能である。また、フライホイー
ル素子22およびモータ21の並列回路と、スイッチ素子23
との位置を交換するようにしても同様に実施できる。 第４図はモータ21を正逆回転制御する場合の例を示し
ているもので、正方向および逆方向回転制御用の第１お
よび第２のスイッチ素子231および232を備え、このスイ
ッチ素子231、232は共に電源24にその一端が接続されて
いる。そして、これら第１および第２のスイッチ素子23
1および232のそれぞれ他端は、縦型MOSFETからなる第１
および第２のフライホイール素子221および222をそれぞ
れ介して接地回路に導かれるもので、第１のスイッチ素
子231と第１のフライホイール素子221との接続点と、第
２のスイッチ素子232と第２のフライホイール素子222と
の接続点との間にモータ21が接続されるようにしてい
る。 このような装置にあって、モータ21を正方向に回転さ
せる場合には、第２のフライホイール素子222に与えら
れる信号をハイレベルに設定すると共に、第１のスイッ
チ素子231を第３図で示した第１のスイッチ信号S1で制
御する。そして、第１のフライホイール素子221が第２
のスイッチ信号S2で制御されるようにするものである。
この場合、第２のスイッチ素子232は勿論オフ状態に設
定されている。 すなわち、正方向にモータ21を回転させる場合には、
第１のスイッチ素子231からモータ21を経て第２のフラ
イホイール素子222に流れる第１の電流回路が設定され
るようになる。このような正方向回転の設定状態では、
第２のフライホイール素子222は常時オン状態に設定さ
れているものであるため、第１のスイッチ信号S1で第１
のスイッチ素子231がオフ状態とされたときは、第２の
スイッチ信号S2で第１のフライホイール素子221がオン
制御されるようになる。すなわち、この正方向回転の状
態では、第１のフライホイール素子221がモータ21に並
列接続された状態となる。 また逆方向の回転制御を行なう場合には、上記場合と
は逆に第２のスイッチ素子232が第１のスイッチ信号S1
で制御され、第２のフライホイール素子222が第２のス
イッチ信号S2で制御されるようになる。そして、第１の
スイッチ素子231はオフ状態に設定すると共に、第１の
フライホイール素子221は常時オン状態に設定されるよ
うにするものである。 第５図はモータ21が三相誘導機である場合を示してい
るもので、モータ21の各相を制御するために第１乃至第
３のスイッチ素子231〜233が設けられ、この各スイッチ
素子231〜233それぞれに直列とされるようにして、ボデ
ィダイオードを有するMOSFETでなる第１乃至第３のフラ
イホイール素子221〜223が接続されるようにしている。
そして、上記第１乃至第３のスイッチ素子231〜233それ
ぞれと、第１乃至第３のフライホイール素子221〜223そ
れぞれとの接続点は、モータ21の各相にそれぞれ接続さ
れるようにしている。 すなわち、このような三相誘導機の場合にあっても、
その各相の制御に対応して第１乃至第３のスイッチ素子
231〜233の１つが選択され、前記第１のスイッチ信号S1
によって制御されるようになるものであり、この場合上
記スイッチ信号S1で制御されるようになるスイッチ素子
に直列のフライホイール素子は、第２のスイッチ信号S2
で制御し、モータ21のコイルからの電流を還流制御させ
るようにしている。 尚、実施例図面においてはフライホイール素子22、22
1〜223は、例えばＮチャンネルMOSFETで構成しているも
のであるが、当然スイッチ素子23、231〜233も半導体ス
イッチ素子によって構成されるもので、例えばMOSFETに
よって構成される。ここで、フライホイール素子22がＮ
チャンネルMOSFETによって構成されるのに対して、スイ
ッチ素子23がＰチャンネルMOSFETによって構成されるよ
うにすると、第１および第２のパルス信号S1およびS2
は、第３図等で示したように逆極性の信号とはされず、
同極性のパルス信号とされる。この場合、スイッチ素子
とされるＰチャンネルMOSFETがオフ状態に設定される時
間幅より、フライホイール素子を構成するＮチャンネル
MOSFETがオン状態とされる時間幅が小さく設定されるよ
うに、第１および第２のパルス信号それぞれのパルスデ
ューティ時間幅が設定されるものである。 ［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係るモータの駆動制御装置に
よれば、効果的にPWM制御が実行できるようにして、特
にフライホイール電流による損失を軽減できるものであ
り、フライホイール素子部における発熱作用が確実に抑
制されるようになり、特にスイッチ素子がオフされてい
る時間幅よりフライホイール素子がオンされている時間
幅を小さくされるようにしているものであるため、フラ
イホイール回路において消費される電力が減少される。
したがって、容易に容量の大きなモータのPWM制御が行
なえるようになるものであり、この場合に放熱設計も簡
易なものとすることができるものである。 さらに、１つの三角波信号を基に比較電圧の異なる第
１の比較手段と第２の比較手段とにより、スイッチ素子
のオフ時間幅とフライホイール素子のオン時間幅を決め
ているため、スイッチ素子のオフ時間幅とフライホイー
ル素子のオン時間幅が確実に異なるように設定できるよ
うになり、容易に異なる時間幅の信号を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例に係るモータの駆動制御装
置を説明する回路構成図、第２図は上記駆動制御回路で
使用される制御信号の状態を説明する図、第３図は上記
制御信号に対応したモータの制御状態を説明する各部の
電流および電圧波形図、第４図および第５図はそれぞれ
この発明の他の実施例を示す回路構成図、第６図は従来
のモータ駆動回路の例を示す図、第７図は上記従来例に
おける動作状態を説明する波形図である。 21……モータ、22、221〜223……フライホイール素子
（縦型MOSFET）、23、231〜233……スイッチ素子、24…
…電源、25……三角波発生回路、26、27……コンパレー
タ。
置を説明する回路構成図、第２図は上記駆動制御回路で
使用される制御信号の状態を説明する図、第３図は上記
制御信号に対応したモータの制御状態を説明する各部の
電流および電圧波形図、第４図および第５図はそれぞれ
この発明の他の実施例を示す回路構成図、第６図は従来
のモータ駆動回路の例を示す図、第７図は上記従来例に
おける動作状態を説明する波形図である。 21……モータ、22、221〜223……フライホイール素子
（縦型MOSFET）、23、231〜233……スイッチ素子、24…
…電源、25……三角波発生回路、26、27……コンパレー
タ。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．パルス幅の変調制御されたパルス状の第１のパルス
信号を発生する第１の駆動信号発生手段と、 上記第１のパルス信号と同期的に設定されるようにした
第２のパルス信号を発生する第２の駆動信号発生手段
と、 上記第１の駆動信号発生手段からの第１のパルス信号で
オン・オフ制御され、駆動制御される直流モータに直流
電源を供給制御するスイッチ素子と、 上記第２の駆動信号発生手段からの第２のパルス信号に
よって、上記スイッチ素子とは逆の状態でオン・オフ制
御され、上記モータに並列接続されるようにしたフライ
ホイール素子とを具備し、 上記スイッチ素子がオフされている時間幅よりもフライ
ホイール素子がオンされている時間幅を小さく設定する
と共に、前記フライホイール素子は、ソース・ドレイン
間にボディダイオードを有する縦型MOSFETによって構成
され、上記スイッチ素子が第１のパルス信号によってオ
フされていてこのフライホイール素子が第２のパルス信
号によってオン状態とされるときに、上記モータにフラ
イホイール電流を供給するようにするものであり、 上記第１及び第２の駆動信号発生手段は、三角波信号を
発生する手段と、この手段で発生された三角波信号がそ
れぞれ供給される第１及び第２の比較手段とを備え、こ
の第１及び第２の比較手段には、基準電圧信号に基づき
設定された第１及び第２の基準信号を比較電圧として供
給するもので、第１の比較手段に供給される比較電圧と
第２の比較手段に供給される比較電圧とが異なる値に設
定されるようにしたことを特徴とするモータの駆動制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242501A JP2806929B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | モータの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62242501A JP2806929B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | モータの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489993A JPS6489993A (en) | 1989-04-05 |
| JP2806929B2 true JP2806929B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=17090033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62242501A Expired - Lifetime JP2806929B2 (ja) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | モータの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806929B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11168899A (ja) * | 1997-12-01 | 1999-06-22 | Zexel:Kk | モータ駆動制御装置における駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 |
| JP2003244988A (ja) * | 2002-02-20 | 2003-08-29 | Unisia Jkc Steering System Co Ltd | 電動機駆動装置 |
| JP5303262B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2013-10-02 | 矢崎総業株式会社 | 電力供給装置 |
| JP5333503B2 (ja) * | 2011-04-04 | 2013-11-06 | 株式会社デンソー | モータ駆動装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915296U (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | 日本電気株式会社 | モ−タ駆動回路 |
| JPS62109365A (ja) * | 1985-11-07 | 1987-05-20 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP62242501A patent/JP2806929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489993A (en) | 1989-04-05 |
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