JP3241631B2 - Power conversion circuit - Google Patents

Power conversion circuit

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JP3241631B2
JP3241631B2 JP10098997A JP10098997A JP3241631B2 JP 3241631 B2 JP3241631 B2 JP 3241631B2 JP 10098997 A JP10098997 A JP 10098997A JP 10098997 A JP10098997 A JP 10098997A JP 3241631 B2 JP3241631 B2 JP 3241631B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、モータを駆動す
る電力変換回路に関し、特に、医療用や産業用の高速回
転に用いるモータ駆動のための電力変換回路に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion circuit for driving a motor, and more particularly to a power conversion circuit for driving a motor used for high-speed rotation for medical or industrial use.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6を参照して、従来技術に係る三相ブ
ラシレスモータの駆動回路について説明する。 当該駆
動回路は、6個のFET1〜FET6から成る駆動素子
にそれぞれ、スイッチSW1〜SW6が配設されて成
る。ここで、U相−V相に電流を流す際には、SW1に
てFET1がオンされると共にSW4にてFET4がオ
ンされる。同様に、V相−W相に電流を流す際には、S
W3にてFET3がオンされると共にSW6にてFET
6がオンされる。また、W相−U相に電流を流す際に
は、SW5にてFET5がオンされると共にSW2にて
FET2がオンされる。
2. Description of the Related Art A driving circuit for a three-phase brushless motor according to the prior art will be described with reference to FIG. The drive circuit is configured by arranging switches SW1 to SW6 on a drive element including six FETs 1 to 6 respectively. Here, when a current flows in the U-phase-V-phase, the FET1 is turned on by SW1 and the FET4 is turned on by SW4. Similarly, when a current flows through the V phase-W phase, S
FET3 is turned on by W3 and FET is turned on by SW6.
6 is turned on. When a current flows through the W-phase and the U-phase, the FET5 is turned on by SW5 and the FET2 is turned on by SW2.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図6に示すよ
うにFET1〜FET6をオン・オフするスイッチSW
1〜SW6(例えばトランジスタ等から成る)には、そ
れぞれ電源回路V1〜V6が必要となった。ここで、下
段のFET2、FET4、FET6をオン・オフするス
イッチSW2、SW4、SW6は、アースへ接続されて
いるため、電源V2、V4、V6は共用することができ
るが、これらを共用化したとしても4個の電源回路が必
要となった。
Here, as shown in FIG. 6, a switch SW for turning on / off the FET1 to FET6 is used.
Power supply circuits V1 to V6 were required for 1 to SW6 (comprising, for example, transistors). Here, the switches SW2, SW4, and SW6 for turning on and off the lower FETs 2, 4, and 6 are connected to the ground, so that the power supplies V2, V4, and V6 can be shared, but these are shared. Thus, four power supply circuits are required.

【0004】本発明は、上述した課題を解決するために
なされたものであり、その目的とするところは、単一の
電源にてFETを制御し得る電力変換回路を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a power conversion circuit capable of controlling an FET with a single power supply.

【0005】また、本発明は、電力供給を長期間停止し
た後にも、速やかに再起動できる電力変換回路を提供す
ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a power conversion circuit that can be restarted quickly even after the power supply has been stopped for a long time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため高電位側に接続された上段側のMOSFE
T(以下FETという)と、該上段側FETをオン・オ
フするフォトカプラから成る上段制御回路と、アース側
又は負電位側へ接続された下段側のFETと、該下段側
FETをオン・オフするフォトカプラから成る下段制御
回路と、から成り、前記上段側のFETと下段側のFE
Tとを直列に接続してブリッジ回路として構成し、前記
上段及び下段FETをパルス巾変調制御(以下PWM制
御という)によりスイッチングを行う単相、又は多相の
電力変換回路であって、前記下段のFETに直列であっ
て前記上段制御回路の電源へ並列に電源を供給するため
コンデンサを配設し、前記下段制御回路により前記下
段FETをオンした際に、前記コンデンサを充電し、前
記コンデンサに充電された電荷を用いて前記上段制御回
路によって前記上段FETをオンすることにより、単一
電源で単相又は多相の電力変換回路を駆動するととも
に、電力供給の停止時には、前記上段制御回路により前
記上段FETをオフし、さらに前記下段制御回路により
前記下段FETをオンして前記コンデンサを充電するシ
ーケンスを有し、モータの回転状態、及び停止状態を検
出し、前記モータが所定時間以上停止した際に、次の回
転指令が与えられるまでの間、前記コンデンサを充電す
るシーケンスに切り替えると共に、モータを短絡制動す
ることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an upper MOSFET connected to a higher potential.
T (hereinafter referred to as an FET), an upper-stage control circuit including a photocoupler for turning on / off the upper-stage FET, a lower-stage FET connected to the ground side or the negative potential side, and turning on / off the lower-stage FET. A lower-stage control circuit comprising a photocoupler , and an upper-stage FET and a lower-stage FE.
T is connected in series to form a bridge circuit, and the upper and lower FETs are switched by pulse width modulation control (hereinafter, referred to as PWM control). To supply power in parallel to the power supply of the upper control circuit in series with the
When the lower stage control circuit turns on the lower stage FET, the capacitor is charged, and the upper stage control circuit turns on the upper stage FET by using the electric charge charged in the capacitor. While driving a single-phase or multi-phase power conversion circuit with a single power supply, when power supply is stopped, the upper-stage control circuit turns off the upper-stage FET, and the lower-stage control circuit turns on the lower-stage FET. have a sequence for charging the capacitor, the rotation state of the motor, and the stop state detection
When the motor stops for a predetermined time or more,
Charge the capacitor until a turn command is given.
Cie with switching to Sequence, and technical features of the shorting braking the motor.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】発明では、下段制御回路により下段FE
Tをオンした際に、下段のFETへ直列に接続されたコ
ンデンサを充電し、コンデンサに充電された電荷を用い
て、上段制御回路により上段FETをオンする。このた
め、単相、又は多相の電力変換回路の上段及び下段FE
Tを単一の電源で制御することができる。また、電力供
給の停止時に、上段制御回路により上段FETをオフに
し、下段制御回路により下段FETをオンしてコンデン
サを充電しておくことにより、該コンデンサに蓄えられ
た電荷によって上段制御回路により上段FETをオンし
得るため、電力供給を長期間停止した後にも、速やかに
再起動できる。
In the present invention, the lower-stage control circuit controls the lower-stage FE.
When T is turned on, the capacitor connected in series to the lower FET is charged, and the upper FET is turned on by the upper control circuit using the charge charged in the capacitor. For this reason, the upper and lower FEs of a single-phase or multi-phase power conversion circuit
T can be controlled with a single power supply. When the power supply is stopped, the upper FET is turned off by the upper control circuit, the lower FET is turned on by the lower control circuit, and the capacitor is charged, so that the electric charge stored in the capacitor causes the upper control circuit to operate the upper FET. Since the FET can be turned on, it can be quickly restarted even after the power supply is stopped for a long time.

【0010】発明では、電力変換回路が、モータの回
転状態、及び停止状態を検出し、前記モータが所定時間
以上停止した際に、次の回転指令が与えられるまでの
間、前記コンデンサを充電するシーケンスに切り替える
と共に、モータを短絡制動する。
In the present invention, the power conversion circuit detects the rotation state and the stop state of the motor, and when the motor stops for a predetermined time or more, charges the capacitor until a next rotation command is given. And the motor is short-circuit braked.

【0011】発明では、上段制御及び下段制御回路が
フォトカプラから成るため、該フォトカプラにて入力と
出力とが分離され、入力ラインからのノイズによる誤動
作を防ぐことができる。
In the present invention, since the upper control circuit and the lower control circuit are composed of photocouplers, the input and the output are separated by the photocoupler, so that a malfunction due to noise from the input line can be prevented.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の電力変換回路の実
施形態について説明する。本実施態様の駆動回路にて駆
動されるブラシレスモータは、ロータ側に4極の永久磁
石を配設し、ステータ側に該ブラシレスモータ駆動回路
からの電流によって励磁されるU相、V相、W相のコイ
ルを配設して成る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the power conversion circuit according to the present invention will be described. The brushless motor driven by the drive circuit of this embodiment has a four-pole permanent magnet disposed on the rotor side, and U-phase, V-phase, and W-phase excited on the stator side by current from the brushless motor drive circuit. It consists of phase coils.

【0013】図1は第1実施形態に係る電力変換回路を
示している。電力変換回路は、ブラシレスモータ側に取
り付けられ、上記ロータ側の4個の永久磁石の極性を検
出するためのホールIC10からの信号をフィルタする
フィルタ12と、三角波を発生する三角波発生回路18
と、ブラシレスモータをPWM制御するためPWM出力
を送出するコンパレータ16とを備える。即ち、コンパ
レータ16は、ホールICからの信号を平滑化したブラ
シレスモータの回転速度を電圧値に変換したDA信号
と、三角波発生回路18からの三角波とを比較して、P
WM出力を送出する。
FIG. 1 shows a power conversion circuit according to a first embodiment. The power conversion circuit is mounted on the brushless motor side and filters a signal from the Hall IC 10 for detecting the polarity of the four permanent magnets on the rotor side, and a triangular wave generating circuit 18 for generating a triangular wave.
And a comparator 16 for transmitting a PWM output for PWM control of the brushless motor. That is, the comparator 16 compares the DA signal obtained by converting the rotation speed of the brushless motor, which has smoothed the signal from the Hall IC into a voltage value, with the triangular wave from the triangular wave generating circuit 18, and
Send WM output.

【0014】CPU14は、フィルタ12からのホール
IC10の信号と、該コンパレータ16からのPWM出
力とに基づき、ホトカプラ・パワー回路20の駆動信号
を生成する。
The CPU 14 generates a drive signal for the photocoupler / power circuit 20 based on the signal of the Hall IC 10 from the filter 12 and the PWM output from the comparator 16.

【0015】図1に示すホトカプラ・パワー回路20の
回路構成について、図2を参照して説明する。ホトカプ
ラ・パワー回路20は、電源Vcc側へ接続された3個
の上段側FET1、FET3、FET5と、アース側へ
接続された下段側FET2、FET4、FET6とから
成るブリッジ回路として構成されている。該上段側及び
下段側FET1〜FET6には、それぞれをオン・オフ
するための6個のフォトカプラFC1〜FC6が接続さ
れている。
The circuit configuration of the photocoupler power circuit 20 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The photocoupler power circuit 20 is configured as a bridge circuit including three upper-stage FETs 1, 3, and 5 connected to the power supply Vcc side, and lower-stage FETs 2, 4, and 6 connected to the ground side. Six photocouplers FC1 to FC6 for turning on and off the upper and lower FET1 to FET6 are connected to the upper and lower FET1 to FET6, respectively.

【0016】上段側FET1をオン・オフするフォトカ
プラFC1の入力は、ダイオードD1を介して+15V
のFET制御電圧ラインに接続され、また、該フォトカ
プラFC1の出力側はFET1のゲート側へ接続されて
いる。該フォトカプラFC1へ直列に、抵抗器R1が接
続されている。このフォトカプラFC1及び抵抗器R1
と該コンデンサC1と直列に、下段側FET2が接続さ
れている。
The input of the photocoupler FC1 for turning on / off the upper side FET1 is + 15V via the diode D1.
, And the output side of the photocoupler FC1 is connected to the gate side of the FET1. A resistor R1 is connected in series with the photocoupler FC1. This photocoupler FC1 and resistor R1
And a lower-stage FET2 is connected in series with the capacitor C1.

【0017】下段側FET2をオン・オフするフォトカ
プラFC2の入力は、ダイオードD2を介して+15V
のFET制御電圧ラインに接続され、また、該フォトカ
プラFC2の出力側はFET2のゲート側へ接続される
と共に、抵抗器R2を介してアースに接続されている。
なお、上段のFET1と下段のFET2とは直列に接続
されており、該FET1とFET2との接続点から図示
しないブラシレスモータの固定子コイルのU相に電流が
印加されるように構成されている。
The input of the photocoupler FC2 for turning on / off the lower side FET2 is + 15V via the diode D2.
And the output side of the photocoupler FC2 is connected to the gate side of the FET2 and to the ground through a resistor R2.
The upper FET 1 and the lower FET 2 are connected in series, and are configured so that a current is applied to a U phase of a stator coil of a brushless motor (not shown) from a connection point between the FET 1 and the FET 2. .

【0018】このホトカプラ・パワー回路20の動作に
ついて説明する。ここで、固定子コイルのW相−U相に
電流を流す際には、図1に示すCPU14からの信号に
より、図2に示すフォトカプラFC5、FC2がオンさ
れ、該フォトカプラFC5により上段のFET5がオン
されると共に、該フォトカプラFC2により下段のFE
T2がオンされ、電源電圧Vccが固定子コイルのW相
−U相へ印加される。即ち、Vcc−FET5−コイル
のW相−U相(図示せず)−FET2−抵抗器R7−ア
ースの順に電流が流れる。この際に、+15VのFET
制御電圧ラインからの電流が、ダイオードD1、コンデ
ンサC1を介して該FET2側へ流れ、コンデンサC1
に図中で示す極性の電荷を蓄える。
The operation of the photocoupler power circuit 20 will be described. Here, when a current flows through the W-phase to U-phase of the stator coil, the photocouplers FC5 and FC2 shown in FIG. 2 are turned on by a signal from the CPU 14 shown in FIG. When FET5 is turned on, the lower FE is activated by the photocoupler FC2.
T2 is turned on, and the power supply voltage Vcc is applied to the W phase-U phase of the stator coil. That is, a current flows in the order of Vcc-FET5-W-phase of coil-U-phase (not shown) -FET2-resistor R7-ground. At this time, + 15V FET
The current from the control voltage line flows to the FET2 side via the diode D1 and the capacitor C1, and the capacitor C1
Stores electric charges of the polarity shown in FIG.

【0019】次に、固定子コイルのU相−V相に電流を
流す際には、CPU14からの信号によりフォトカプラ
FC1、FC4がオンされる。ここで、フォトカプラF
C1がオンすると、上記FET2がオンされた際にコン
デンサC1へ充電された電荷が、フォトカプラFC1を
通ってFET1のゲートに印加され、該FET1をオン
する。他方、フォトカプラFC4のオンにより、+15
VのFET制御電圧ラインからの電流がダイオードD
4、該フォトカプラFC4、抵抗器R4を介してアース
側へ流れ、抵抗器R4で分圧された電位がFET4のゲ
ート側へ加わり、該FET4をオンにする。FET1、
FET4のオンによりU相−V相のコイルに電源電圧V
ccが印加される。また、FET4のオンによって、コ
ンデンサC3が図中の極性に充電される。
Next, when a current flows through the U-phase to V-phase of the stator coil, the photocouplers FC1 and FC4 are turned on by a signal from the CPU 14. Here, the photocoupler F
When C1 is turned on, the electric charge charged in the capacitor C1 when the FET2 is turned on is applied to the gate of the FET1 through the photocoupler FC1 to turn on the FET1. On the other hand, by turning on the photocoupler FC4, +15
The current from the V FET control voltage line is a diode D
4. The current flows to the ground side via the photocoupler FC4 and the resistor R4, and the potential divided by the resistor R4 is applied to the gate side of the FET 4, turning on the FET 4. FET1,
When the FET4 is turned on, the power supply voltage V is applied to the U-phase-V-phase coil.
cc is applied. When the FET 4 is turned on, the capacitor C3 is charged to the polarity shown in the figure.

【0020】固定子コイルのV相−U相に電流を流す際
には、フォトカプラFC3、FC6がオンされる。ここ
で、フォトカプラFC3がオンすると、コンデンサC3
に充電された電荷によりFET3をオンする。他方、フ
ォトカプラFC6のオンにより、FET6がオンする。
FET3、FET6のオンによりU相−W相のコイルに
電源電圧Vccが印加される。また、FET6のオンに
よって、コンデンサC5が図中の極性に充電される。こ
の電荷によって、上述したW相が励磁される際に、上段
側FET5がオンされる。
When a current flows in the V-U phase of the stator coil, the photocouplers FC3 and FC6 are turned on. Here, when the photocoupler FC3 is turned on, the capacitor C3
The FET3 is turned on by the electric charge charged in the FET3. On the other hand, when the photocoupler FC6 is turned on, the FET 6 is turned on.
When the FETs 3 and 6 are turned on, the power supply voltage Vcc is applied to the U-phase to W-phase coils. When the FET 6 is turned on, the capacitor C5 is charged to the polarity shown in the figure. When the above-described W phase is excited by this electric charge, the upper-stage FET 5 is turned on.

【0021】以上説明したように、下段側のフォトカプ
ラFC2、FC4、FC6により下段FET2、FET
4、FET6をオンした際に、下段のFET、FET
4、FET6へ直列に接続されたコンデンサC1、C
3、C5をそれぞれ充電し、充電された電荷を用いて、
上段のフォトカプラFC1、FC3、FC5によって上
段FET1、FET3、FET5を順次オンする。この
ため、三相の電力変換回路の上段側及び下段側FET1
〜FET6を単一の電源(+15VのFET制御電圧)
で制御することができる。
As described above, the lower-stage photocouplers FC2, FC4, and FC6 are used by the lower-stage photocouplers FC2, FC4, and FC6.
4. When the FET6 is turned on, the lower FET, FET
4. Capacitors C1 and C connected in series to FET6
3, C5 is charged respectively, and using the charged electric charge,
The upper photocouplers FC1, FC3, and FC5 sequentially turn on the upper FET1, FET3, and FET5. For this reason, the upper and lower FET 1 of the three-phase power conversion circuit
To FET6 as a single power supply (+ 15V FET control voltage)
Can be controlled by

【0022】引き続き、該電力変換回路がブラシレスモ
ータを停止した際の動作について説明する。図1に示す
CPU14は、ホールIC10からの信号を監視してい
る。ここで、該CPU14は、ホールIC10からの信
号が所定時間以上変化がないと、即ち、ブラシレスモー
タの回転の停止を検出すると、図2に示すホトカプラパ
ワー回路20の上段側フォトカプラFC1、FC3、F
C5を全てオフし、下段側フォトカプラFC2、FC
4、FC6をオンして、モータを短絡制動する。即ち、
充電シーケンスに切り替える。これにより、該FET
2、FET4、FET6へ直列に接続されたコンデンサ
C1、C3、C5を全て充電しておく。
Next, the operation when the power conversion circuit stops the brushless motor will be described. The CPU 14 shown in FIG. 1 monitors a signal from the Hall IC 10. Here, if the CPU 14 detects that the signal from the Hall IC 10 does not change for a predetermined time or more, that is, detects the stop of the rotation of the brushless motor, the CPU 14 of the photocoupler power circuit 20 shown in FIG. F
Turn off all C5, and lower photocouplers FC2, FC
4. Turn on FC6 to short-circuit brake the motor. That is,
Switch to charging sequence. Thereby, the FET
2. The capacitors C1, C3 and C5 connected in series to the FET4 and the FET6 are all charged.

【0023】そして、ブラシレスモータを再起動する際
には、上記U相、V相、W相のいずれかのコイルを励磁
するため、上段側及び下段側のいずれかのフォトカプラ
をオンする。ここで、本実施態様では、上段側のFET
1、FET3、FET5をオンにするためのコンデンサ
C1、C3、C5が停止中に全て充電状態に保たれてい
るため、該フォトカプラのオンによって、上段側のFE
T1、FET3、FET5を直ちに導通状態にできる。
When the brushless motor is restarted, one of the upper and lower photocouplers is turned on to excite any of the U-phase, V-phase and W-phase coils. Here, in the present embodiment, the upper FET
1. Since the capacitors C1, C3, and C5 for turning on the FET3 and the FET5 are all kept in the charged state during the stop, the upper stage FE is turned on by turning on the photocoupler.
T1, FET3, and FET5 can be immediately turned on.

【0024】即ち、図2に示す構成において、ブラシレ
スモータ停止時に上段側FET1、FET3、FET5
をオフし、下段側FET2、FET4、FET6を導通
状態に切り換えて置かないと、コンデンサC1、C3、
C5に蓄えられた電荷は徐々に放電される。ブラシレス
モータを長期間停止した後に、アースから浮いた状態に
あるフォトカプラFC1、FC3、FC5をオンして
も、コンデンサC1、C3、C5からの電位の印加のな
い限り、FET1、FET3、FET5をオンできな
い。これに対して、第1実施態様の電力変換回路では、
ブラシレスモータの停止中に、コンデンサC1、C3、
C5を全て充電しておくことにより、該コンデンサに蓄
えられた電荷によって上段FET1、FET3、FET
5をオンし得るため、ブラシレスモータを長期間停止し
た後にも、速やかに再起動できる。
That is, in the configuration shown in FIG. 2, when the brushless motor is stopped, the upper-stage FET1, FET3, FET5
Is turned off and the lower-stage FET2, FET4, and FET6 are not switched to the conductive state, and the capacitors C1, C3,
The electric charge stored in C5 is gradually discharged. Even after the brushless motor is stopped for a long time, even if the photocouplers FC1, FC3, and FC5 floating from the ground are turned on, the FET1, FET3, and FET5 are turned off unless the potential is applied from the capacitors C1, C3, and C5. Cannot turn on. On the other hand, in the power conversion circuit of the first embodiment,
While the brushless motor is stopped, the capacitors C1, C3,
By charging all of C5, the upper stage FET1, FET3, FET
Since the brushless motor 5 can be turned on, the brushless motor can be quickly restarted even after being stopped for a long time.

【0025】なお、再起動する際最初に励磁するコイル
を通電するための上段FET用のコンデンサのみを充電
しておくことも可能である。例えば、U相から励磁を開
始する際には、上段FET1を駆動するコンデンサC1
のみを充電しておくことも考え得る。これに対して、本
実施態様では、ブラシレスモータの停止中に下段側の全
てのFET2、FET4、FET6をオンし、上段FE
T駆動用の全てのコンデンサC1、C3、C5を充電し
ている。このため最初に励磁するコイルへの通電用のF
ETを特定する必要がないと共に、予め全てのコンデン
サC1、C3、C5が全て充電してあり、始動に伴って
徐々にコンデンサを充電して行く必要がないため、起動
時から全ての上段FET1、FET3、FET5を円滑
にオンすることができる。
When restarting, it is also possible to charge only the upper-stage FET capacitor for energizing the coil to be excited first. For example, when starting the excitation from the U-phase, the capacitor C1 that drives the upper FET 1
It is conceivable that only the battery is charged. On the other hand, in the present embodiment, all the lower FETs 2, 4, and 6 are turned on while the brushless motor is stopped, and the upper FE is turned on.
All capacitors C1, C3 and C5 for T drive are charged. For this reason, the F
Since it is not necessary to specify the ET, all the capacitors C1, C3, and C5 are all charged in advance, and it is not necessary to gradually charge the capacitors with the start. FET3 and FET5 can be turned on smoothly.

【0026】なお、本実施態様では、モータの停止中に
コンデンサを充電し続けたが、この代わりに、起動する
寸前に、コンデンサを充電してからコイルへの通電を開
始するようにも構成できる。
In this embodiment, the capacitor is charged while the motor is stopped. Instead, the capacitor may be charged and the coil may be energized immediately before starting. .

【0027】また、本実施態様では、上段及び下段のF
ETを制御する素子がフォトカプラFC1〜FC6から
成る。該フォトカプラにて入力と出力とが分離されるた
め、ブラシレスモータ或いは該駆動回路に発生するノイ
ズが入力ライン側へ重畳しても、誤動作が生じることが
ない。
In this embodiment, the upper and lower F
An element for controlling ET includes photocouplers FC1 to FC6. Since the input and output are separated by the photocoupler, malfunction does not occur even if noise generated in the brushless motor or the drive circuit is superimposed on the input line side.

【0028】引き続き、図2に示す第1実施態様に係る
電力変換回路のフォトカプラ・パワー回路の改変例につ
いて、図3を参照して説明する。この図3に示す改変例
に係る回路構成においては、下段側のフォトカプラFC
2、FC4、FC6へ並列に、コンデンサC2、C4、
C6が接続されている。この改変例に係る回路構成にお
いては、下段側のFET2、FET4、FET6がオン
される際に、該下段側フォトカプラFC2、FC4、F
C6に接続されたコンデンサC2、C4、C6の電荷が
印加されるため、該下段側FETを円滑に導通状態へ切
り替えることができる。
Next, a modified example of the photocoupler / power circuit of the power conversion circuit according to the first embodiment shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the circuit configuration according to the modification shown in FIG. 3, the lower photocoupler FC
2. In parallel with FC4, FC6, capacitors C2, C4,
C6 is connected. In the circuit configuration according to this modification, when the lower-stage FET2, FET4, and FET6 are turned on, the lower-stage photocouplers FC2, FC4, F4
Since the charges of the capacitors C2, C4, and C6 connected to C6 are applied, the lower-stage FET can be smoothly switched to the conductive state.

【0029】次に、本発明の構成を二相式の電力変換回
路に適用した第2実施態様について、図4を参照して説
明する。この実施態様では、上段側FET1をオン・オ
フするフォトカプラFC1、及び、上段側FET3をオ
ン・オフするフォトカプラFC3へ並列にコンデンサC
1、C3が接続されている。ここで、FET1とFET
4とがオンされている際に、該FET4と直列に接続さ
れたコンデンサC3が充電される。そして、FET3と
FET2とがオンされる際に、該FET3がコンデンサ
C3に充電された電荷によりオンするように構成されて
いる。
Next, a second embodiment in which the configuration of the present invention is applied to a two-phase power conversion circuit will be described with reference to FIG. In this embodiment, a capacitor C1 is connected in parallel to a photocoupler FC1 for turning on / off the upper FET 1 and a photocoupler FC3 for turning on / off the upper FET3.
1, C3 are connected. Here, FET1 and FET
4 is turned on, the capacitor C3 connected in series with the FET 4 is charged. Then, when the FET3 and the FET2 are turned on, the FET3 is turned on by the electric charge charged in the capacitor C3.

【0030】また、この第2実施態様の構成において
も、ブラシレスモータMの停止時には、下段側FET
2、FET4がオンされることで、コンデンサC1、C
3が充電され、再起動の際に上段側のFET1、FET
3を速やかにオンし得るよう構成されている。
Also, in the configuration of the second embodiment, when the brushless motor M is stopped, the lower FET
2. When the FET 4 is turned on, the capacitors C1, C
3 is charged, and when restarting, the upper stage FET1, FET
3 can be quickly turned on.

【0031】従来の二相式のFETブリッジにおいて
は、FETの電源が4個(下段を共用した場合には3
個)必要であったのに対して、第2実施態様では、単一
の電源にて全てのFETをスイッチングすることができ
る。
In a conventional two-phase FET bridge, four FET power supplies are used (three power supplies are used when the lower stage is shared).
However, in the second embodiment, all FETs can be switched by a single power supply.

【0032】次に、本発明の構成を単相式の電力変換回
路に適用した第3実施態様について、図5を参照して説
明する。この実施態様では、上段側FET1をオン・オ
フするフォトカプラFC1に並列にコンデンサC1が接
続されている。ここで、下段側FET2がオンされてい
る際に、該FET2と直列に接続されたコンデンサC1
が充電される。そして、フォトカプラFC1がオンされ
た際に、コンデンサC1に充電された電荷によりFET
2をオンするように構成されている。
Next, a third embodiment in which the configuration of the present invention is applied to a single-phase power conversion circuit will be described with reference to FIG. In this embodiment, a capacitor C1 is connected in parallel to a photocoupler FC1 that turns on and off the upper-stage FET1. Here, when the lower stage FET 2 is turned on, the capacitor C1 connected in series with the FET 2
Is charged. When the photocoupler FC1 is turned on, the electric charge stored in the capacitor C1 causes the FET
2 is turned on.

【0033】また、この第3実施態様の構成において
も、ブラシレスモータMの停止時には、下段側FET2
がオンされることで、コンデンサC1が充電され、再起
動の際に上段側のFET1を速やかにオンし得るよう構
成されている。
Also, in the configuration of the third embodiment, when the brushless motor M is stopped, the lower FET 2
Is turned on, the capacitor C1 is charged, so that the upper-stage FET 1 can be quickly turned on at the time of restart.

【0034】従来の単相式のFETブリッジにおいて
は、FETの電源が2個必要であったのに対して、第3
実施態様では、単一の電源にて2個のFETをスイッチ
ングすることができる。
In the conventional single-phase type FET bridge, two power supplies for the FETs are required.
In embodiments, a single power supply can switch two FETs.

【0035】なお、上述した実施態様では、単相、二
相、三相の駆動回路を例示したが、本発明の駆動回路
は、4相以上の駆動回路へも適用し得ることは言うまで
もない。
In the above-described embodiment, a single-phase, two-phase, or three-phase drive circuit has been exemplified. However, it is needless to say that the drive circuit of the present invention can be applied to a four-phase or more drive circuit.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、下段側
のフォトカプラ(制御回路)により下段FETをオンし
た際に、下段のFETへ直列に接続されたコンデンサを
充電し、充電された電荷を用いて、該コンデンサへ並列
に接続された上段FETをオンする。このため、モータ
の単相、二相、三相、及び4相以上の駆動回路の上段側
及び下段側FETを単一の電源で制御することができ
る。
As described above, according to the present invention, when the lower FET is turned on by the lower photocoupler (control circuit), the capacitor connected in series to the lower FET is charged and charged. The upper-stage FET connected in parallel to the capacitor is turned on by using the accumulated charge. Therefore, the upper and lower FETs of the single-phase, two-phase, three-phase, and four-phase or more drive circuits of the motor can be controlled by a single power supply.

【0037】また、モータを停止した際に、下段側FE
Tを導通状態にし、下段側FETへ直列に接続されたコ
ンデンサを充電しておく。そして、モータを再起動する
際に、上段側のフォトカプラ(制御回路)のオンによっ
て、上段側のFETを直ちにオンし得るため、ブラシレ
スモータを長期間停止した後にも、速やかに再起動でき
る。
When the motor is stopped, the lower FE
T is made conductive, and the capacitor connected in series to the lower FET is charged. When the motor is restarted, the upper FET can be immediately turned on by turning on the upper photocoupler (control circuit), so that the brushless motor can be restarted promptly even after being stopped for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施態様に係る電力変換回路のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a power conversion circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すパワー回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the power circuit shown in FIG.

【図3】第1実施態様の改変例に係るパワー回路の回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a power circuit according to a modification of the first embodiment.

【図4】第2実施態様に係る二相のパワー回路の回路図
である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a two-phase power circuit according to a second embodiment.

【図5】第3実施態様に係る単相のパワー回路の回路図
である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a single-phase power circuit according to a third embodiment.

【図6】従来技術に係るパワー回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a power circuit according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ホールIC 12 フィルタ 14 CPU 16 コンパレータ 18 三角波発生回路 20 ホトカプラ・パワー回路 30 回生放散回路 R10 抵抗器 Reference Signs List 10 Hall IC 12 Filter 14 CPU 16 Comparator 18 Triangular wave generation circuit 20 Photocoupler / power circuit 30 Regenerative dissipation circuit R10 resistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八代 洋和 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方1−1 イビ デン株式会社大垣北工場内 (56)参考文献 特開 平3−190677(JP,A) 特開 平6−225583(JP,A) 特開 平7−303389(JP,A) 特開 平3−74194(JP,A) 実開 平3−34696(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor, Hirokazu Yatsushiro 1-1, Ibigawa-cho, Ibi-gun, Gifu Prefecture Ibiden Co., Ltd. Ogaki-Kita Plant JP-A-6-225583 (JP, A) JP-A-7-303389 (JP, A) JP-A-3-74194 (JP, A) JP-A-3-34696 (JP, U) (58) Fields surveyed ( Int.Cl. 7 , DB name) H02P 6/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高電位側に接続された上段側のMOSF
ET(以下FETという)と、該上段側FETをオン・
オフするフォトカプラから成る上段制御回路と、アース
側又は負電位側へ接続された下段側のFETと、該下段
側FETをオン・オフするフォトカプラから成る下段制
御回路と、から成り、 前記上段側のFETと下段側のFETとを直列に接続し
てブリッジ回路として構成し、前記上段及び下段FET
をパルス巾変調制御(以下PWM制御という)によりス
イッチングを行う単相、又は多相の電力変換回路であっ
て、 前記下段のFETに直列であって前記上段制御回路の電
源へ並列に電源を供給するためのコンデンサを配設し、 前記下段制御回路により前記下段FETをオンした際
に、前記コンデンサを充電し、前記コンデンサに充電さ
れた電荷を用いて前記上段制御回路によって前記上段F
ETをオンすることにより、単一電源で単相又は多相の
電力変換回路を駆動するとともに、 電力供給の停止時には、前記上段制御回路により前記上
段FETをオフし、さらに前記下段制御回路により前記
下段FETをオンして前記コンデンサを充電するシーケ
ンスを有し、 モータの回転状態、及び停止状態を検出し、前記モータ
が所定時間以上停止した際に、次の回転指令が与えられ
るまでの間、前記コンデンサを充電するシーケンスに切
り替えると共に、モータを短絡制動 することを特徴とす
る電力変換回路。
1. An upper MOSF connected to a high potential side
ET (hereinafter referred to as FET) and the upper FET
An upper-stage control circuit including a photocoupler that is turned off, a lower-stage FET connected to the ground side or the negative potential side, and a lower-stage control circuit including a photocoupler that turns on and off the lower-stage FET. The upper FET and the lower FET are connected in series to form a bridge circuit.
Is a single-phase or multi-phase power conversion circuit that performs switching by pulse width modulation control (hereinafter referred to as PWM control), and supplies power in series with the lower FET and in parallel with the power supply of the upper control circuit. When the lower-stage FET is turned on by the lower-stage control circuit, the capacitor is charged, and the upper-stage F is controlled by the upper-stage control circuit using the electric charge charged in the capacitor.
By turning on the ET, a single power supply drives a single-phase or multi-phase power conversion circuit, and when the power supply is stopped, the upper-stage control circuit turns off the upper-stage FET, and the lower-stage control circuit further turns off the upper-stage FET. the lower FET is turned on to have the sequence to charge the capacitor, detects the rotational state, and the stopped state of the motor, the motor
Is stopped for more than the specified time, the next rotation command is given.
Until the charging cycle starts.
A power conversion circuit characterized by switching and short-circuit braking a motor .
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