JP2808526B2 - モータの駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの電源の過電圧
を検出する過電圧検出回路、並びにその検出回路により
過電圧が検出されたときに電源の過電圧を放電する回路
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの回路は例えば特開平４−９１６
８８号公報、実開昭５６−３０５３５号公報、特開昭６
１−９８１８７号公報、特開平４−４６５９０号公報な
どに開示されている。

【０００３】図１２は特開平４−９１６８８号公報に開
示された回路であり、この回路に示す過電圧検出回路の
電圧比較器ＣＰは、直流中間回路電圧Ｖｉの検出電圧Ｖ
ｉｄと、前記電圧Ｖｉの過電圧状態検出用設定電圧Ｖｓ
ｕ或いはその電圧Ｖｓｕより電圧幅ΔＶだけ低くかつ前
記電圧Ｖｉの定格近辺値となされた設定電圧Ｖｓｄとの
両電圧を比較し、Ｖｉｄ≧Ｖｓｕ状態のときレベルＨ、
Ｖｉｄ≦Ｖｓｄ状態のときレベルＬの論理信号を出力す
るもので、Ｖｉｄ≦Ｖｓｄ状態のときは、前述のごとく
出力がレベルＬになるため、ゲートＩＣのＧＩＣ１，Ｇ
ＩＣ２の出力レベルはＨ、ＧＩＣ３の出力レベルはＬと
なり、ＦＥＴ１は遮断状態に、ＦＥＴ２は導通状態とな
り、トランジスタＴは遮断状態となって放電抵抗Ｒへの
通電を阻止する。また逆に、Ｖｉｄ≧Ｖｓｕのときは、
電圧比較器ＣＰの出力がレベルＨになるため、ゲートＩ
ＣのＧＩＣ１，ＧＩＣ２の出力レベルはＬ、ＧＩＣ３の
出力レベルはＨとなり、ＦＥＴ１は導通状態に、ＦＥＴ
２は遮断状態となり、トランジスタＴはダイオードＤを
介して導通状態となって放電抵抗Ｒに通電する。これに
より、直流中間回路電圧Ｖｉの上昇は解消される。

【０００４】また、図１３は実開昭５６−３０５３５号
公報に開示された回路であり、この回路は、交流電源１
が供給されると、コンデンサ５ａの両端に直流電圧が発
生し、このとき定電圧素子７ａのツェナー電圧を直流電
圧以上に設定しておけば、通常は抵抗６を介してサイリ
スタ４のゲートにゲート電流が流れるので、サイリスタ
４がオン状態となって負荷３に電流が流れる。ここで、
交流電源１の電圧が上昇して過電圧状態になると、コン
デンサ５ａの直流電圧が上昇し、この直流電圧が定電圧
素子７ａのツェナー電圧に達すると、抵抗７ｃを介して
トランジスタ７ｂのベースにベース電流が流れるのでト
ランジスタ７ｂがオンする。従って、直流電源５より抵
抗６を介して供給されているゲート電流は側路されてサ
イリスタ４はオフ状態になり、負荷３の電流は遮断され
る。

【０００５】さらに、特開昭６１−９８１８７号公報に
開示された先行技術は、過電圧になるとインバータを遮
断し、放電用抵抗による放電で過電圧が解消されたとき
インバータの遮断を解除する。また、特開平４−４６５
９０号公報のものは、過電圧になると放電用抵抗で放電
し、その過電圧が所定時間経過しても解消しないときは
その放電用抵抗を切り離して、その時点の通電相に継続
して通電し放電させるようになっている。

【０００６】次に、前述した図１２の過電圧検出回路を
具体的な数値を以て説明する。図１４はその過電圧検出
回路の回路図であり、図１５はその回路の動作電圧を説
明するためのグラフである。

【０００７】図において、Ｖ１は商用電源のＡＣ１００
Ｖを倍電圧整流したＤＣ２８０Ｖの直流電源で、この回
路においては直流電源Ｖ１が１１５％（３２２Ｖ）を越
えたとき過電圧と判定し、その電源Ｖ１が１１０％（３
０８Ｖ）以下のときは過電圧でないと判定するようにな
っている。１０，１１は直流電源Ｖ１を分圧して比較器
１６の反転入力端子に検出電圧Ｖ２を印加するための抵
抗で、４７０ＫΩと６．８ＫΩの値からなり１／７０で
分圧する。直流電源Ｖ１が３２２Ｖのときはその検出電
圧Ｖ２が４．５９Ｖになり、直流電源Ｖ１が３０８Ｖの
ときは検出電圧Ｖ２が４．３９Ｖになる。

【０００８】１２，１３，１４，１５は比較器１６の出
力Ｖ５（ＨｉまたはＬｏ）に基づいて制御電源Ｖ４を分
圧して基準電圧Ｖ３を作る抵抗で、４．５９Ｖと４．３
９Ｖが得られるようにそれぞれの抵抗値が選定されてい
る。比較器１６の出力がＨｉのときは抵抗１２，１３，
１４，１５の分圧によって基準電圧Ｖ３が４．５９Ｖに
なり、比較器１６の出力Ｖ５がＬｏのときはその出力値
がほぼ零Ｖであるため、抵抗１２，１３，１４の分圧に
よって基準電圧Ｖ３が４．３９Ｖになり、ヒステリシス
幅が０．２Ｖとなっている。比較器１６は、検出電圧Ｖ
２が基準電圧Ｖ３を越えたとき出力Ｖ５をＬｏにし（過
電圧検出信号）、検出電圧Ｖ２が基準電圧Ｖ３以下のと
きは出力Ｖ５をＨｉに反転する（過電圧未検出信号）。

【０００９】次に図１５のグラフを参照しながら動作を
説明する。なお、このグラフは、直流電源Ｖ１に対する
検出電圧Ｖ２（第１象限）、検出電圧Ｖ２に対する比較
器１６の出力Ｖ５（第２象限）の順に参照する。直流電
源Ｖ１が３２２Ｖ以下のときは、検出電圧Ｖ２が直流電
源Ｖ１に比例して基準電圧Ｖ３の４．５９Ｖより低くな
るため、比較器１６は出力Ｖ５をＨｉにして過電圧の未
検出を知らせる。直流電源Ｖ１が３２２Ｖを越えたとき
は、検出電圧Ｖ２も４．５９Ｖを越えて基準電圧Ｖ３
（４．５９Ｖ）以上になるので、比較器１６は出力Ｖ５
をＬｏに反転して過電圧を検出する。このとき、基準電
圧Ｖ３は抵抗１２，１３，１４の分圧によって４．３９
Ｖに切り替わる。また、図示せぬ過電圧放電回路などに
より直流電源Ｖ１が３０８Ｖ以下になると、その検出電
圧Ｖ２も４．３９Ｖ以下になって基準電圧Ｖ３の４．３
９Ｖ以下になるので、比較器１６は出力Ｖ５をＨｉにし
て過電圧の解消を知らせる。このとき、基準電圧Ｖ３は
抵抗１２，１３，１４，１５による分圧によって４．５
９Ｖに戻る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
行技術のうち図１４に示す特開平４−９１６８８号公報
においては、比較器１６に設定されている基準電圧Ｖ２
のヒステリシス幅が小さいために、回路設計がしにくく
検出精度も下がり、しかもノイズにも弱かった。

【００１１】図１３に示す実開昭５６−３０５３５号公
報においては、スイッチング回路７の定電圧素子７ａと
トランジスタ７ｂとのオンで交流電源１の過電圧を検出
するが、それらの素子７ａ，７ｂのオン・オフする特性
が比較器に対しなまっているのと、温度特性が大きいた
めに検出精度が低かった。

【００１２】特開平４−４６５９０号公報においては、
過電圧をその時点の通電相で継続通電して放電させたと
き、コイルの通電パターンの中に直流電源を全体に通電
しないパターンが含まれる場合は、過電圧発生時点のコ
イル通電パターンが直流電源を全体に通電しないパター
ンがあれば、接続していない部分で発生している過電圧
を解消することができない。また、コイル通電パターン
の中に直流電源を全体に通電するパターンがない場合も
同様に、通電しない部分で発生している過電圧は解消さ
れない。

【００１３】さらに、特開平４−９１６８８号公報、特
開平４−４６５９０号公報および特開昭６１−９８１８
７号公報の先行技術の場合、過電圧を検出した際、放電
手段として放電用抵抗とそれをスイッチングするトラン
ジスタとで行っているが、その分、回路が複雑で、しか
も高価になっていた。

【００１４】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、過電圧検出レベル付近の検出電圧の変化
量とヒステリシス幅を大きくして、回路設計の容易化、
検出精度やノイズマージンの向上を図ると共に、放電用
抵抗などを使用することなく過電圧を放電でき、しかも
コイルに発生している過電圧を完全に放電できるモータ
の駆動制御装置を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るモータの駆
動制御装置は、交流を直流に変換する直流電源回路と、
直流電源回路の直流電圧が予め設定された第１基準電圧
を越えたとき過電圧検出信号を出力すると共に、その第
１基準電圧より低い第２基準電圧を基準として設定し、
直流電圧が第２基準電圧より低くなったときは過電圧未
検出信号を出力すると共に、その基準を前記第１基準電
圧とする過電圧検出回路と、複数のスイッチング素子か
らなり、入力側が前記直流電源回路に接続されたスイッ
チング回路と、該スイッチング回路の出力側に接続され
たモータと、前記過電圧未検出信号が入力されていると
きは前記スイッチング回路を制御して前記モータを駆動
し、前記過電圧検出信号が入力されたときは前記直流電
源回路の直流電圧を放電させる通電制御回路とを備えて
なり、前記過電圧検出回路は、前記直流電源回路の直流
電圧が予め設定された定電圧を越えたときその越えた分
の電圧を出力する定電圧素子と、該定電圧素子の出力電
圧を分圧して直流電圧の検出電圧とする電圧分圧部と、
前記検出電圧が予め設定された第１基準電圧を越えたと
きは前記過電圧検出信号を前記通電制御回路に出力する
と共に、その過電圧検出信号の出力に基づいて第１基準
電圧より低い第２基準電圧を基準値として設定し、前記
検出電圧が第２基準電圧以下になったときは前記過電圧
未検出信号を前記通電制御回路に出力すると共に、その
過電圧未検出信号の出力に基づいて前記第１基準電圧を
基準値とする電圧比較部とからなっている。

【００１６】また、モータの駆動制御装置は、交流を直
流に変換する直流電源回路と、直流電源回路の直流電圧
が予め設定された第１基準電圧を越えたとき過電圧検出
信号を出力すると共に、その第１基準電圧より低い第２
基準電圧を基準として設定し、直流電圧が第２基準電圧
より低くなったときは過電圧未検出信号を出力すると共
に、その基準を前記第１基準電圧とする過電圧検出回路
と、複数のスイッチング素子からなり、入力側が前記直
流電源回路に接続されたスイッチング回路と、該スイッ
チング回路の出力側に接続されたモータと、前記過電圧
未検出信号が入力されているときは前記スイッチング回
路を制御して前記モータを駆動し、前記過電圧検出信号
が入力されたときは前記直流電源回路の直流電圧を放電
させる通電制御回路とを備えてなり、前記過電圧検出回
路は、前記直流電源回路の直流電圧を分圧する電圧分圧
部と、該電圧分圧部の電圧と予め設定された基準値とを
比較し、その基準値を越えた分の電圧を増幅する非反転
増幅部と、該非反転増幅部の増幅電圧を直流電圧の検出
電圧として入力し、その検出電圧が予め設定された第１
基準電圧を越えたとき前記過電圧検出信号を前記通電制
御回路に出力すると共に、その過電圧検出信号の出力に
基づいて第１基準電圧より低い第２基準電圧を基準値と
して設定し、前記検出電圧が第２基準電圧以下になった
ときは前記過電圧未検出信号を前記通電制御回路に出力
すると共に、その過電圧未検出信号の出力に基づいて前
記第１基準電圧を基準値とする電圧比較部とからなって
いる。

【００１７】前記直流電源回路は、交流電圧を整流・平
滑して所定の直流電圧を生成すると共にその直流電圧の
中点電圧を生成するダイオードと平滑コンデンサとから
なり、前記スイッチング回路は４つのスイッチング素子
をブリッジ状に接続してなり、前記モータは、一方が前
記スイッチング回路の出力側に接続され、他方が前記中
点電圧側に接続された複数相のステータコイルを有する
ブラシレスモータからなり、前記通電制御回路は、前記
過電圧未検出信号が入力されているときは前記４つのス
イッチング素子を順次に駆動して複数相のステータコイ
ルにそれぞれ前記直流電圧と前記中点電圧を交互に印加
し、前記過電圧検出信号が入力されたときは、対向する
一対のスイッチング素子を駆動して、前記直流電圧を複
数相のステータコイルを介してアース側に放電させるも
のである。

【００１８】また、前記通電制御回路は、前記過電圧検
出信号が入力されたとき、それぞれに対向する一対のス
イッチング素子を交互に駆動して、前記直流電圧を複数
相のステータコイルを介してアース側に放電させるもの
である。

【００１９】また、前記通電制御回路は、前記過電圧検
出信号が入力されたとき、対向する一対のスイッチング
素子を交互に駆動して、前記直流電圧を複数相のステー
タコイルを介してアース側に放電させるものである。

【００２０】さらに、前記通電制御回路は、前記過電圧
検出信号が入力されたとき、４つのスイッチング素子を
順次に駆動して、前記直流電圧を複数相のステータコイ
ルを介してアース側に放電させるものである。

【００２１】さらにまた、前記通電制御回路は、前記過
電圧検出信号の入力によってスイッチング素子を交互に
駆動する際、あるいはスイッチング素子を順次に駆動す
る際、切り換え時に所定のオフ時間を挿入するようにな
っている。

【００２２】

【作用】本発明においては、過電圧検出回路は、直流電
源回路の直流電圧が定電圧素子の定電圧を越えると、そ
の越えた分の電圧を電圧分圧部で分圧して直流電圧の検
出電圧とし、電圧比較部に設定されている第１基準電圧
と比較する。検出電圧が第１基準電圧を越えているとき
は過電圧検出信号を通電制御回路に出力すると共に、そ
の過電圧検出信号の出力に基づいて第１基準電圧より低
い第２基準電圧を基準値として設定する。また、前記検
出電圧が第２基準電圧以下になったときは過電圧未検出
信号を通電制御回路に出力すると共に、その過電圧未検
出信号の出力に基づいて前記第１基準電圧を基準値とす
る。一方、通電制御回路は、過電圧未検出信号が入力さ
れているときはスイッチング回路の複数のスイッチング
素子を順次に駆動してモータを駆動する。また、過電圧
検出信号が入力されたときは直流電源回路の直流電圧を
放電する。

【００２３】また、本発明においては、過電圧検出回路
は、直流電源回路の直流電圧を電圧分圧部で分圧し、非
反転増幅部で電圧分圧部の出力電圧と予め設定された基
準値とを比較してその基準値を越えた分の電圧を増幅
し、増幅された電圧を直流電圧の検出電圧として電圧比
較部に入力し、基準値の第１基準電圧と比較する。比較
の結果、検出電圧が第１基準電圧を越えたときは過電圧
検出信号を通電制御回路に出力すると共に、その過電圧
検出信号の出力に基づいて第１基準電圧より低い第２基
準電圧を基準値として設定する。また、前記検出電圧が
第２基準電圧以下になったときには過電圧未検出信号を
通電制御回路に出力すると共に、その過電圧未検出信号
の出力に基づいて前記第１基準電圧を基準値とする。一
方、通電制御回路は、過電圧未検出信号が入力されてい
るときはスイッチング回路の複数のスイッチング素子を
順次に駆動してモータを駆動する。また、過電圧検出信
号が入力されたときは直流電源回路の直流電圧を放電す
る。

【００２４】通電制御回路は、過電圧検出回路の過電圧
未検出信号が入力されているときは、スイッチング回路
の４つのスイッチング素子を順次に駆動して、ブラシレ
スモータの複数相のステータコイルにそれぞれ直流電源
回路の直流電圧と中点電圧とを交互に印加して駆動し、
過電圧検出信号が入力されたときは、対向する一対のス
イッチング素子を駆動して、前記直流電圧を複数相のス
テータコイルを介してアース側に放電させる。

【００２５】また、通電制御回路は、過電圧検出回路の
過電圧検出信号が入力されたときは、それぞれに対向す
る一対のスイッチング素子を交互に駆動して、直流電源
回路の直流電圧を複数相のステータコイルを介してアー
ス側に放電させる。

【００２６】また、通電制御回路は、過電圧検出信号が
入力されたときは、対向する一対のスイッチング素子を
交互に駆動して、直流電源回路の直流電圧を複数相のス
テータコイルを介してアース側に放電させる。

【００２７】さらに、通電制御回路は、過電圧検出信号
が入力されたときは、スイッチング回路の４つのスイッ
チング素子を順次に駆動して、直流電源回路の直流電圧
を複数相のステータコイルを介してアース側に放電させ
る。

【００２８】さらにまた、通電制御回路は、過電圧検出
回路からの過電圧検出信号の入力により、スイッチング
素子を交互に駆動する際、あるいはスイッチング素子を
順次に駆動する際、切り換え時に所定時間オフする。

【００２９】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の一実施例を示す過電圧検出回
路の回路図、図２はその回路の動作電圧を説明するため
のグラフである。なお、図１４で説明した従来例と同一
または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００３０】図において、２０は例えばツェナー電圧が
２７０Ｖのツェナーダイオードで、カソードが直流電源
Ｖ１側に接続され、アノードが抵抗２１に接続され、ツ
ェナー電圧を越えた電圧分を直列接続の抵抗２１，２２
に加える。例えばこの抵抗２１の値は１００ＫΩ、抵抗
２２の値は６．８ＫΩであり、比較器１６の反転入力端
子に印加する検出電圧Ｖ２を生成する。この場合、ツェ
ナー電圧を越えた直流電源Ｖ１の電圧を１／１５．７で
分圧するようになっている。直流電源Ｖ１（ＤＣ２８０
Ｖ）の１１５％（３２２Ｖ）のときは検出電圧Ｖ２が
３．３１Ｖになり、直流電源Ｖ１の１１０％（３０８
Ｖ）のときは検出電圧Ｖ２が２．４２Ｖになる。

【００３１】抵抗２３，２４，２５，２６は、比較器１
６の出力Ｖ５（ＨｉまたはＬｏ）に基づいて制御電源Ｖ
４（１２Ｖ）を分圧して基準電圧Ｖ３を生成するもの
で、３．３１Ｖと２．４２Ｖが得られるように抵抗値が
それぞれ選定されている。比較器１６の出力Ｖ５がＨｉ
（過電圧未検出信号）のときは抵抗２３，２４，２５，
２６で制御電源Ｖ４を分圧して基準電圧Ｖ３を３．３１
Ｖとし、比較器１６の出力Ｖ５がＬｏ（過電圧検出信
号）のときはその出力値がほぼ零Ｖであるため、抵抗２
３，２４，２５で分圧して基準電圧Ｖ３を２．４２Ｖと
している。

【００３２】なお、前述したツェナーダイオード２０は
定電圧素子に相当し、抵抗２１，２２で電圧分圧部が構
成され、抵抗２３，２４，２５，２６と比較器１６とで
電圧比較部が構成され、これらの部材によって本発明の
過電圧検出回路４８ａが構成されている。

【００３３】次に図２のグラフを参照しながら動作を説
明する。なお、このグラフは直流電源Ｖ１に対する検出
電圧Ｖ２（第１象限）、検出電圧Ｖ２に対する比較器１
６の出力Ｖ５（第２象限）の順に参照する。基準電源Ｖ
１が３２２Ｖ以下のときは、検出電圧Ｖ２がそれに比例
して比較器１６の基準電圧Ｖ３（３．３１Ｖ）より低く
なるので、比較器１６は出力Ｖ５をＨｉにする（過電圧
未検出）。直流電源Ｖ１が３２２Ｖを越えたときは、検
出電圧Ｖ２も３．３１Ｖより大きくなって基準電圧Ｖ３
（３．３１Ｖ）以上になるので、比較器１６は出力Ｖ５
をＬｏに反転して出力する（過電圧検出）。このとき、
基準電圧Ｖ３は、抵抗２３，２４，２５の分圧によって
２．４２Ｖになる。また、図示せぬ過電圧放電回路など
により直流電源Ｖ１が３０８Ｖ以下になると、検出電圧
Ｖ２は２．４２Ｖ以下になって基準電圧Ｖ３の２．４２
Ｖ以下になるので、比較器１６は出力Ｖ５をＨｉにして
過電圧の解消を知らせる。このとき、基準電圧Ｖ３は、
抵抗２３，２４，２５，２６の分圧によって３．３１Ｖ
に戻る。このように、比較器１６の基準電圧Ｖ３を図１
３の従来の０．２Ｖに比べ０．８９Ｖ（図２参照）と大
きくとっているので、ノイズに影響されることなく、し
かも検出精度が向上し回路設計が容易になるという効果
がある。

【００３４】なお、図１には図示していないが、この過
電圧検出回路４８ａを備えたモータの駆動制御回路にお
いては、通電制御回路が、過電圧検出回路４８ａの過電
圧検出信号を検知したときにはインバータ回路のスイッ
チング素子を制御してモータの駆動を停止し、過電圧未
検出信号を検知したときはそのモータの駆動を再開す
る。

【００３５】実施例２．図３は本発明の他の実施例を示
す過電圧検出回路の回路図、図４はその回路の動作電圧
を説明するためのグラフである。なお、図１４で説明し
た従来例と同一または相当部分には同じ符号を付し説明
を省略する。

【００３６】図において、抵抗３１，３２は、４７０Ｋ
Ωと６．８ＫΩの値からなり、直流電源Ｖ１を１／７０
で分圧して検出電圧Ｖ２を生成する。その検出電圧Ｖ２
は直流電源Ｖ１が３２２Ｖ（ＤＣ２８０Ｖの１１５％）
のとき４．５９Ｖになり、直流電源Ｖ１が３０８Ｖ（Ｄ
Ｃ２８０Ｖの１１０％）のときは４．３９Ｖになる。

【００３７】オペアンプＯＰは、予め設定された基準電
圧Ｖ６（４．２５Ｖ：直流電源Ｖ１の２９８Ｖを分圧し
た値）以上の検出電圧Ｖ２を増幅するもので、検出電圧
Ｖ２が４．５９Ｖのとき出力Ｖ７が４．２１Ｖになり、
検出電圧Ｖ２が４．３９Ｖのときは出力Ｖ７が１．７３
Ｖになる。この基準電圧Ｖ６は、抵抗３７（７．５Ｋ
Ω）、抵抗３８（４．７ＫΩ）および抵抗３９（３３Ｋ
Ω）で制御電源Ｖ４を分圧して得られたものである。

【００３８】抵抗３３，３４，３５，３６は比較器１６
の出力Ｖ５（ＨｉまたはＬｏ）に基づいて制御電源Ｖ４
を分圧して基準電圧Ｖ３を生成するもので、４．２１Ｖ
と１．７３Ｖが得られるようにそれぞれの抵抗値が選定
されている。なお、これらの部材で本発明の過電圧検出
回路４８ｂの電圧比較部が構成されている。

【００３９】なお、前記抵抗３１，３２で電圧分圧部が
構成され、オペアンプＯＰと抵抗３７，３８，３９とで
非反転増幅部が構成され、抵抗３３，３４，３５，３６
と比較器１６とで電圧比較部が構成され、これらの部材
によって本発明の過電圧検出回路４８ｂが構成されてい
る。

【００４０】次に図４のグラフを参照しながら動作を説
明する。なお、このグラフは直流電源Ｖ１に対する検出
電圧Ｖ２（第１象限）、検出電圧Ｖ２に対するオペアン
プＯＰの出力Ｖ７（第２象限）、その出力Ｖ７に対する
比較器１６の出力Ｖ５（第３象限）の順に参照する。い
ま、直流電源Ｖ１が３２２Ｖで、比較器１６の基準電圧
Ｖ３が４，２１Ｖのとき、すなわち比較器１６の出力Ｖ
５がＨｉのときで過電圧の未検出のときの状態とする。
ここから直流電源Ｖ１が昇圧して３２２Ｖを越え、検出
電圧Ｖ２がそれに比例して４．５９Ｖを越え、そして、
オペアンプＯＰの出力Ｖ７が４，２１Ｖを越えると、比
較器１６は出力Ｖ５をＬｏに反転して出力する（過電圧
検出）。このとき、基準電圧Ｖ３は抵抗３３，３４，３
５の分圧により１．７３Ｖに下がる。直流電源Ｖ１が過
電圧放電回路（図示せず）などにより３０８Ｖ以下にな
ると、検出電圧Ｖ２が４．３９Ｖ以下になり、これに伴
ってオペアンプＯＰの出力Ｖ７が１．７３Ｖ以下になる
ので、比較器１６は出力Ｖ５を再びＨｉにして出力する
（過電圧の解消）。このとき、基準電圧Ｖ３は抵抗３
３，３４，３５，３６の分圧により４．２１Ｖに戻る。

【００４１】実施例３．図５は本発明の過電圧検出回路
を備えたブラシレスモータの駆動制御回路を示す回路
図、図６はモータの定常回転時の動作を説明するための
タイムチャート、図７は過電圧検出時の動作を説明する
ためのタイムチャートである。

【００４２】図において、４１はＡＣ１００Ｖの交流電
源、４２〜４５はＡＣ１００Ｖを倍電圧整流するダイオ
ード、４６，４７は平滑用の電解コンデンサ、Ｖ１はダ
イオード４２〜４５と電解コンデンサ４６，４７とで倍
電圧整流平滑された直流電源で、この場合、約ＤＣ２８
０Ｖである。Ｖ１０はその直流電源Ｖ１の中点電圧で、
約ＤＣ１４０Ｖである。４８ａ，４８ｂは前述した過電
圧検出回路で、その出力Ｖ５は図１および図３で説明し
た比較器１６の出力である。４９は起動用信号発生回路
で、位置センサレスの場合の起動を行うためのもので強
制同期起動用信号を出力する。

【００４３】５０は入力を比較してパルスを出力する位
置信号整形回路で、後述する抵抗分圧フィルタ回路６５
の出力電圧Ａ６２とＡＶ１０とを、またその出力電圧Ａ
６３とＡＶ１０とをそれぞれ比較し、かつ波形整形して
パルス信号Ｂ６２、Ｂ６３を生成する（図６（ａ）
（ｂ）参照）。５１は信号選択回路で、位置信号整形回
路５０の出力信号Ｂ６２、Ｂ６３に変化がなく、しかも
ブラシレスモータが回転していないときは起動用信号発
生回路４９の出力信号を信号Ｃ６２、Ｃ６３として出力
し、その後は位置信号整形回路５０の出力信号Ｂ６２、
Ｂ６３をそれぞれ信号Ｃ６２、Ｃ６３として出力する。
５２は論理処理回路で、信号選択回路５１の出力信号Ｃ
６２、Ｃ６３を論理処理して各相の駆動信号Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ３，Ｄ４を出力する。

【００４４】５３はその駆動信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ
４の入力に基づいてＰＮＰトランジスタ５４，５５，Ｎ
ＰＮトランジスタ５６，５７を順次に駆動するプリドラ
イバ回路で、例えば、トランジスタ５４をオンすると直
流電源Ｖ１から中点電圧Ｖ１０にステータコイル６２を
介して電流が流れ（６２＋）、トランジスタ５５をオン
すると直流電源Ｖ１から中点電圧Ｖ１０にステータコイ
ル６３を介して電流が流れ（６３＋）、また、トランジ
スタ５６をオンすると中点電圧Ｖ１０からアース側にス
テータコイル６２を介して電流が流れ（６２−）、トラ
ンジスタ５７をオンすると中点電圧Ｖ１０からアース側
にステータコイル６３を介して電流が流れ（６３−）、
これが繰り返し行われる（図６（ｃ）（ｄ）参照）。こ
の通電が繰り返し行われることにより、回転磁界が発生
してマグネットロータ６４が回転する。

【００４５】５８〜６１はコイル通電遮断時のスパイク
電圧を回生するダイオード、６５は抵抗分圧フィルタ回
路で、コイル６２，６３の各相電圧と中点電圧Ｖ１０と
を抵抗分圧で降圧すると共に、一次遅れフィルタを通し
て電圧Ａ６２，Ａ６３，ＡＶ１０を生成する。なお、ダ
イオード４２〜４５と電解コンデンサ４６，４７とで直
流電源回路が構成され、トランジスタ５４〜５７でイン
バータ回路が構成され、ステータコイル６２，６３とマ
グネットロータ６４とでブラシレスモータが構成され、
起動用信号発生回路４９、位置信号整形回路５０、信号
選択回路５１および論理処理回路５２で通電制御回路が
構成されている。

【００４６】次に図７のタイミングチャートに基づいて
過電圧の場合の動作を説明する。なお、図５に示す回路
は駆動信号Ｄ２がＨｉ、ステータコイル６３への通電方
向が６３＋で定常回転中とする。この状態において、交
流電源４１の一時的な変動により、直流電源Ｖ１が過電
圧レベルＶｒｅｆ１を越えると（（ａ）参照）、過電圧
検出回路４８ａ（又は４８ｂ）は出力Ｖ５をＬｏに反転
する（（ｂ）参照）。このとき、論理処理回路５２は、
信号選択回路５１の出力信号Ｃ６２，Ｃ６３を無視し
て、駆動信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のレベルを予め設
定されているＨｉ，Ｌｏ，Ｌｏ，Ｈｉにする（（ｃ）参
照）。この信号レベルの切換により、トランジスタ５
４，５７がオンして、ステータコイル６２，６３への通
電方向が６２＋から６３−へとなる（（ｄ）（ｅ）参
照）。このとき、過電圧中はその通電状態が維持され、
直流電源Ｖ１が通電することになるが、その電源Ｖ１は
放電されて次第に電圧が低減していく。そして、直流電
源Ｖ１が過電圧未検出レベルＶｒｅｆ２以下になると
（（ａ）参照）、過電圧検出回路４８ａ（又は４８ｂ）
が出力Ｖ５の極性をＨｉに反転する（（ｂ）参照）。た
だし、そのときブラシレスモータの回転状態が不明のた
め、一旦、コイル６２，６３への通電をオフにして逆起
電圧をみて、回転していなければ起動用信号発生回路４
９から開始し、ブラシレスモータが回転していれば位置
信号Ｂ６２，Ｂ６３に基づき定常回転時と同じ動作に入
る。

【００４７】これによると、過電圧判定時の処理によ
り、コイル６３への通電方向が図５に示すように６３＋
から６３−へ反転するため貫通電流が流れるという問題
点や、貫通電流防止のためのオフ時間を入れる必要があ
るという問題点を解消するという効果がある。ただし、
定常時から過電圧放電に切り換えるときに、貫通電流が
流れないように必要最小限のオフ時間をその切換時に入
れる。

【００４８】なお、本実施例では、過電圧を検出したと
きトランジスタ５４，５７をオンしてコイル６２，６３
への通電方向を６２＋から６３ーへとしたが、例えばト
ランジスタ５５がオンのときに過電圧を検出した場合、
そのトランジスタ５５のオン状態を保持すると共に、ト
ランジスタ５６をオンにして通電方向が６３＋から６２
−へと変化するようにしてもよい。また、本実施例で
は、定常回転時のコイル６２，６３への通電パターン
に、直流電源Ｖ１のみを通電しない例を説明したが、そ
れを含むようにしてもよい。つまり、過電圧判定時に通
電していたパターンが直流電源Ｖ１全体との通電でない
場合は、直流電源Ｖ１全体との通電パターンに切り換え
ることによって、直流電源Ｖ１の過電圧を放電できる。
従って、直流電源Ｖ１が直列２電源でコイル駆動方式が
２相全波であることに限定されるものではない。

【００４９】実施例４．また、過電圧発生時、コイル６
２，６３に流れる電流の方向を交互に切り換えて過電圧
を放電させるようにしてもよい。図８はその実施例を説
明するためのタイムチャートで、通電制御回路の一部材
である論理処理回路５２が、過電圧検出回路４８ａの出
力Ｖ５のＬｏを検知すると、信号選択回路５１からの出
力信号Ｃ６２，Ｃ６３を無視して、図８（ｂ）に示す波
形の駆動信号Ｄ１〜Ｄ４をプリドライバ回路５３に出力
する。その出力パターンは、まず駆動信号Ｄ１，Ｄ４の
レベルをＨｉにすると同時に、駆動信号Ｄ２，Ｄ３のレ
ベルをＬｏにし、次いで駆動信号Ｄ１，Ｄ４のレベルを
Ｌｏに反転すると同時に、駆動信号Ｄ２，Ｄ３のレベル
をＨｉに反転し、これを繰り返し出力する。プリドライ
バ回路５３は、前記駆動信号Ｄ１〜Ｄ４に入力に基づい
てトランジスタ５４〜５７を駆動する。この場合、まず
トランジスタ５４，５７をオンしてコイル６２，６３へ
の通電方向を６２＋から６３−へとし、次いでそのトラ
ンジスタ５４，５７をオフすると同時に、トランジスタ
５５，５６をオンして前記通電方向を６３＋から６２−
へと切り換えて過電圧を交互に放電させる。なお、前述
したように定常時から過電圧放電に切り換えるときに、
貫通電流が流れないように必要最小限のオフ時間をその
切換時に入れる。実施例４によれば、トランジスタ５
４，５７とトランジスタ５５，５６とを交互に駆動して
過電圧を放電するようにしたので、トランジスタ５４〜
５７を発熱から保護でき劣化を防止することができると
いう効果が得られている。

【００５０】実施例５．実施例４では、実施例３の他の
実施例としてコイル６２，６３に流れる電流の方向を交
互に切り換えて放電させることについて例示したが、図
９に示すようにトランジスタ５４，５７を交互にオンし
て過電圧を放電させるようにしてもよい。この場合、ト
ランジスタ５４がオンしたとき、電流は直流電源Ｖ１か
らコイル６２を介して中点電圧Ｖ１０側に流れ（４２
＋）、トランジスタ５７がオンしたときは、中点電圧Ｖ
１０側からコイル６３を介してアースに流れ（４３
ー）、過電圧の間、この通電パターンが繰り返し行われ
る。このように、過電圧を放電するとき各コイル６２，
６３に交互に通電するようにしたので、コイル６２，６
３の発熱を抑えることができる。また、コイル電流を検
出して電流制限を行う回路においては、放電の際、各コ
イル６２，６３に電流が流れるので、その電流が制限レ
ベルを越えていた場合には電流を抑えることができ、ト
ランジスタ５４，５７の破損ということがなくなる。

【００５１】実施例６，また、トランジスタ５４〜５７
を図１０に示すように順にオンして過電圧を放電させる
ようにしてもよい。この場合、まずトランジスタ５４を
オンして電流の通電方向を４２＋とし、次いでトランジ
スタ５７をオンして電流の通電方向を４３ーとし、さら
にトランジスタ５６をオンして通電方向を４３＋とし、
そしてトランジスタ５６をオンして電流の通電方向を４
２ーとし、これを１サイクルとして繰り返し行う。この
トランジスタ５４〜５７の順次の駆動により、トランジ
スタ５４〜５７の発熱が分散されて温度上昇が抑えられ
るという効果が得られている。なお、通電方向を４３ー
から４３＋に切り換えるときと、４２ーから４２＋に切
り換えるときに、貫通電流が流れないように必要最小限
のオフ時間を入れる。

【００５２】実施例７．なお、実施例４，５、６では、
トランジスタ５４〜５７の駆動順序が異なるもののほぼ
連続的に駆動して過電圧を放電させるようにしたが、ト
ランジスタの駆動を切り換えるときに所定のオフ時間を
入れて次のトランジスタを駆動するようにしてよい。例
えば実施例４において、図１１に示すようにトランジス
タ５４，５７をオンした後、所定時間オフ状態にしてト
ランジスタ５５，５６をオンする。この場合、過電圧の
放電に要する時間は長くなるがコイル６２，６３とトラ
ンジスタ５４，５５，５６，５７の温度上昇を低下させ
る効果があり、また、トランジスタ５４，５５，５６，
５７のスイッチング回数も減るので、スイッチング損失
も少なくなるという効果が得られている。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電圧分圧
部と直流電源側との間に定電圧素子を接続して過電圧検
出レベル付近の電圧変化量を大きくとるようにしたの
で、過電圧の検出精度が向上すると共にヒステリシス幅
を大きくとれ、しかも回路設計が容易になると共に電圧
比較部にノイズが乗ってもノイズ耐力が向上するという
効果が得られている。

【００５４】また、定電圧素子の代わりに電圧分圧部で
分圧した電圧を非反転増幅部で増幅するようにしたの
で、前記の効果に加え高耐圧な定電圧素子を不要にでき
るという効果が得られている。

【００５５】通電制御回路は、過電圧検出回路から過電
圧検出信号が入力されたとき、対向する一対のスイッチ
ング素子を駆動して、直流電源回路の直流電圧を複数相
のステータコイルを介してアース側に放電させるように
したので、専用の過電圧放電用抵抗とスイッチング素子
とが不要になり、しかもその分の回路が簡素化になると
共に安価になるという効果が得られている。

【００５６】また、通電制御回路は、過電圧検出回路の
過電圧検出信号が入力されたとき、それぞれに対向する
一対のスイッチング素子を交互に駆動して、直流電源回
路の直流電圧を複数相のステータコイルを介してアース
側に放電させるようにしたので、スイッチング素子の発
熱が分散されて温度上昇を抑えられるという効果が得ら
れている。

【００５７】また、通電制御回路は、過電圧検出信号が
入力されたとき、対向する一対のスイッチング素子を交
互に駆動して、直流電源回路の直流電圧を複数相のステ
ータコイルを介してアース側に放電させるようにしたの
で、ステータコイルの発熱を低減できるという効果が得
られている。

【００５８】さらに、通電制御回路は、過電圧検出信号
が入力されたとき、スイッチング回路の４つのスイッチ
ング素子を順次に駆動して、直流電源回路の直流電圧を
複数相のステータコイルを介してアース側に放電させる
ようにしたので、スイッチング素子の発熱が分散されて
温度上昇を抑えられるという効果が得られている。

【００５９】さらにまた、通電制御回路は、過電圧検出
回路からの過電圧検出信号の入力により、スイッチング
素子を交互に駆動する際、あるいはスイッチング素子を
順次に駆動する際、切り換え時に所定時間オフするよう
にしたので、スイッチングの回数が減り、しかもスイッ
チング損失も少なくなり、ステータスコイルとスイッチ
ング素子の温度上昇を低減できるという効果が得られて
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す過電圧検出回路の回
路図である。

【図２】 図１に示す過電圧検出回路の動作電圧を説明
するためのグラフである。

【図３】 本発明の他の実施例を示す過電圧検出回路の
回路図である。

【図４】 図３に示す過電圧検出回路の動作電圧を説明
するためのグラフである。

【図５】 本発明の過電圧検出回路を備えたブラシレス
モータの駆動制御回路を示す回路図である。

【図６】 モータの定常回転時の動作を説明するための
タイムチャートである。

【図７】 過電圧検出時の動作を説明するためのタイム
チャートである。

【図８】 実施例４における過電圧検出時の動作を説明
するためのタイムチャートである。

【図９】 実施例５における過電圧検出時の動作を説明
するためのタイムチャートである。

【図１０】 実施例６における過電圧検出時の動作を説
明するためのタイムチャートである。

【図１１】 実施例７における過電圧検出時の動作を説
明するためのタイムチャートである。

【図１２】 特開平４−９１６８８号公報に開示された
回路図である。

【図１３】 実開昭５６−３０５３５号公報に開示され
た回路図である。

【図１４】 従来の過電圧検出回路の回路図である。

【図１５】 図１４に示す過電圧検出回路の動作電圧を
説明するためのグラフである。

【符号の説明】

４８ａ 過電圧検出回路、４８ｂ 過電圧検出回路、４
９ 起動用信号発生回路、５０ 位置信号整形回路、５
１ 信号選択回路、５２ 論理処理回路、５３ プリド
ライバ回路、６２ ステータコイル、６３ ステータコ
イル、６４ マグネットロータ、６５ 抵抗分圧フィル
タ回路。

フロントページの続き (72)発明者 深瀬 雄一 中津川市駒場町１番３号 三菱電機株式 会社 中津川製作所内 (72)発明者 元木 和茂 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 早川 高広 中津川市手賀野字下巾３番40号 三菱電 機エンジニアリング株式会社 名古屋事 業所中津川支所内 (56)参考文献 特開 平６−153570（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−91654（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02P 6/00 - 6/24 H02P 7/63 H02P 3/18

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流を直流に変換する直流電源回路と、
   該直流電源回路の直流電圧が予め設定された第１基準電
   圧を越えたとき過電圧検出信号を出力すると共に、その
   第１基準電圧より低い第２基準電圧を基準として設定
   し、直流電圧が第２基準電圧より低くなったときは過電
   圧未検出信号を出力すると共に、その基準を前記第１基
   準電圧とする過電圧検出回路と、複数のスイッチング素
   子からなり、入力側が前記直流電源回路に接続されたス
   イッチング回路と、該スイッチング回路の出力側に接続
   されたモータと、前記過電圧未検出信号が入力されてい
   るときは前記スイッチング回路を制御して前記モータを
   駆動し、前記過電圧検出信号が入力されたときは前記直
   流電源回路の直流電圧を放電させる通電制御回路とを備
   え、 前記過電圧検出回路は、前記直流電源回路の直流電圧が
   予め設定された定電圧を越えたときその越えた分の電圧
   を出力する定電圧素子と、該定電圧素子の出力電圧を分
   圧して直流電圧の検出電圧とする電圧分圧部と、前記検
   出電圧が予め設定された第１基準電圧を越えたときは前
   記過電圧検出信号を前記通電制御回路に出力すると共
   に、その過電圧検出信号の出力に基づいて第１基準電圧
   より低い第２基準電圧を基準値として設定し、前記検出
   電圧が第２基準電圧以下になったときは前記過電圧未検
   出信号を前記通電制御回路に出力すると共に、その過電
   圧未検出信号の出力に基づいて前記第１基準電圧を基準
   値とする電圧比較部とからなることを特徴とするモータ
   の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 交流を直流に変換する直流電源回路と、
   該直流電源回路の直流電圧が予め設定された第１基準電
   圧を越えたとき過電圧検出信号を出力すると共に、その
   第１基準電圧より低い第２基準電圧を基準として設定
   し、直流電圧が第２基準電圧より低くなったときは過電
   圧未検出信号を出力すると共に、その基準を前記第１基
   準電圧とする過電圧検出回路と、複数のスイッチング素
   子からなり、入力側が前記直流電源回路に接続されたス
   イッチング回路と、該スイッチング回路の出力側に接続
   されたモータと、前記過電圧未検出信号が入力されてい
   るときは前記スイッチング回路を制御して前記モータを
   駆動し、前記過電圧検出信号が入力されたときは前記直
   流電源回路の直流電圧を放電させる通電制御回路とを備
   え、 前記過電圧検出回路は、前記直流電源回路の直流電圧を
   分圧する電圧分圧部と、該電圧分圧部の電圧と予め設定
   された基準値とを比較し、その基準値を越えた分の電圧
   を増幅する非反転増幅部と、該非反転増幅部の増幅電圧
   を直流電圧の検出電圧として入力し、その検出電圧が予
   め設定された第１基準電圧を越えたとき前記過電圧検出
   信号を前記通電制御回路に出力すると共に、その過電圧
   検出信号の出力に基づいて第１基準電圧より低い第２基
   準電圧を基準値として設定し、前記検出電圧が第２基準
   電圧以下になったときは前記過電圧未検出信号を前記通
   電制御回路に出力すると共に、その過電圧未検出信号の
   出力に基づいて前記第１基準電圧を基準値とする電圧比
   較部とからなることを特徴とするモータの駆動制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記直流電源回路は、交流電圧を整流・
   平滑して所定の直流電圧を生成すると共にその直流電圧
   の中点電圧を生成するダイオードと平滑コンデンサとか
   らなり、前記スイッチング回路は４つのスイッチング素
   子をブリッジ状に接続してなり、前記モータは、一方が
   前記スイッチング回路の出力側に接続され、他方が前記
   中点電圧側に接続された複数相のステータコイルを有す
   るブラシレスモータからなり、前記通電制御回路は、前
   記過電圧未検出信号が入力されているときは前記４つの
   スイッチング素子を順次に駆動して複数相のステータコ
   イルにそれぞれ前記直流電圧と前記中点電圧を交互に印
   加し、前記過電圧検出信号が入力されたときは、対向す
   る一対のスイッチング素子を駆動して、前記直流電圧を
   複数相のステータコイルを介してアース側に放電させる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のモータの駆動制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記通電制御回路は、前記過電圧検出信
   号が入力されたとき、それぞれに対向する一対のスイッ
   チング素子を交互に駆動して、前記直流電圧を複数相の
   ステータコイルを介してアース側に放電させることを特
   徴とする請求項３記載のモータの駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記通電制御回路は、前記過電圧検出信
   号が入力されたとき、対向する一対のスイッチング素子
   を交互に駆動して、前記直流電圧を複数相のステータコ
   イルを介してアース側に放電させることを特徴とする請
   求項３記載のモータの駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記通電制御回路は、前記過電圧検出信
   号が入力されたとき、４つのスイッチング素子を順次に
   駆動して、前記直流電圧を複数相のステータコイルを介
   してアース側に放電させることを特徴とする請求項３記
   載のモータの駆動制御装置。
7. 【請求項７】 前記通電制御回路は、前記過電圧検出信
   号の入力によってスイッチング素子を交互に駆動する
   際、あるいはスイッチング素子を順次に駆動する際、切
   り換え時に所定のオフ時間を挿入することを特徴とする
   請求項４、５又は６記載のモータの駆動制御装置。