JP3245720B2 - 直流モータの制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例として排気ファンあ
るいは自動ドアなどに用いられる直流モータを制御する
直流モータの制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来例の直流モータの制御回路１
の電気的構成を示すブロック図である。直流モータ２
は、３相のコイル３，４，５を備え、コンデンサ２２が
並列に接続される。制御回路１は、直流電源６からの駆
動電力を、各コイル３，４，５に順次的に供給するイン
バータ回路７を備える。インバータ回路７は直流電源６
にそれぞれ並列に接続される各２つのトランジスタから
なる３つの直列回路を有し、各直列回路はトランジスタ
８，９；１０，１１；１２，１３から構成される。ま
た、直流電源６と平行であり、相互に順接続されたダイ
オード１４，１５，１６，１７，１８，１９が、各トラ
ンジスタ８，９；１０，１１；１２，１３とそれぞれ平
行に接続される。また、制御回路１は、前記インバータ
回路７の各トランジスタ８，９；１０，１１；１２，１
３の導通／遮断状態を制御する回転制御部２０を備え、
回転制御部２０には、コンピュータやスイッチなどの外
部入力部２１が接続される。

【０００３】外部入力部２１から、直流モータ２の回転
速度に対応する制御信号が回転制御部２０に入力される
と、回転制御部２０はコイル３，４，５に順次的に電流
が流れるように、当該制御信号に対応した通電デューデ
ィで、各トランジスタ８，９；１０，１１；１２，１３
を順次的に導通／遮断制御する。これにより、直流モー
タ２が回転駆動される。制御回路１において、直流モー
タ２の駆動を停止しようとする場合、回転制御部２０に
よってトランジスタ８，１０，１２あるいはトランジス
タ９，１１，１３のいずれかを遮断状態にする。これに
より、コイル３，４，５の電流が遮断され、直流モータ
２の回転が停止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】直流モータ２の回転を
上述のように、トランジスタ８，１０，１２あるいはト
ランジスタ９，１１，１３のいずれかを遮断状態にする
ことによって実現する場合、直流モータ２が用いられる
機器によっては、直流モータ２が外力によって逆回転す
るときがある。例として排気ファンに用いられる場合で
は、外気の気流によってこのような場合が生じ、自動ド
アに用いられる場合には、停止した自動ドアを強制的に
動かすときにこのような場合が生じる。

【０００５】このようにトランジスタ８，１０，１２あ
るいはトランジスタ９，１１，１３のいずれかが遮断状
態の場合に、直流モータ２が逆回転すると、コイル３，
４，５に通常の駆動時の通電方向とは逆方向の誘起電圧
が生じる。この逆方向の誘起電圧によって、制御回路１
の回路素子、すなわち遮断されているトランジスタ８，
１０，１２あるいはトランジスタ９，１１，１３が破壊
される場合がある。または、ダイオード１４〜１９が破
壊される場合がある。したがってこのような直流モータ
２の制御回路１の信頼性が低いという課題がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
し、直流モータが停止中に逆回転した場合でも制御回路
の回路素子の破壊を防止し、信頼性が向上された直流モ
ータの制御回路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のスイッ
チング素子を予め定める順序に導通させ、直流電源から
の駆動電力を複数相のモータコイルに順次的に供給する
直流モータの制御回路において、前記直流モータの回転
方向を指示する方向指示信号に基づいて、前記各スイッ
チング素子を予め定める順序で順次的に導通させて、指
示された回転方向に回転させる導通制御手段と、前記直
流モータの回転方向を検出して、この検出した回転方向
に基づいて回転方向検出信号を出力する回転方向検出手
段と、外部からブレーキ制御信号が入力して回転が停止
した状態では前記回転方向検出信号を前記方向指示信号
として出力することにより、前記各スイッチング素子の
切換順序が指示された回転方向に基づく導通順序となる
ように制御し、また、前記ブレーキ制御信号が入力しな
いで回転した状態では、外部から入力する回転方向を決
める方向制御信号を前記方向指示信号として出力する回
転方向切換手段とを含むことを特徴とする直流モータの
制御回路である。

【０００８】

【作 用】本発明に従えば、直流モータを駆動しようと
する場合、外部から入力する回転方向を決める方向制御
信号に基づいて導通制御手段が、複数のスイッチング素
子を予め定める順序に導通させ、直流電源からの駆動電
力を複数相のモータコイルに順次的に供給し、直流モー
タを予め定める方向に回転駆動する。

【０００９】一方、外部からブレーキ制御信号が入力し
て回転が停止した状態では、回転方向切換手段が、前記
回転方向検出信号を導通制御手段へ方向指示信号として
出力して、前記各スイッチング素子の切換順序が指示さ
れた回転方向に基づく導通順序となるように制御する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例の直流モータの制御
回路３１の電気的構成を示すブロック図である。以下の
実施例は、例として自動ドアの駆動に用いられる場合に
即して説明する。本実施例において、直流モータ３２
は、３相のコイル３３，３４，３５を備える。制御回路
３１は、直流電源３６からの駆動電力を、各コイル３
３，３４，３５に順次的に供給するインバータ回路３７
を備える。インバータ回路３７は直流電源３６にそれぞ
れ並列に接続される各２つのトランジスタからなる３つ
の直列回路を有し、各直列回路はトランジスタ３８，３
９；４０，４１；４２，４３から構成される。また、直
流電源３６と並列であり、相互に順接続されたダイオー
ド４４，４５，４６，４７，４８，４９が、各トランジ
スタ３８，３９；４０，４１；４２，４３とそれぞれ平
行に接続される。直流電源３６には、並列にコンデンサ
６０が接続される。

【００１１】また、制御回路３１は、前記インバータ回
路３７の各トランジスタ３８，３９；４０，４１；４
２，４３の導通／遮断状態を制御する回転制御部５０を
備え、回転制御部５０には、コンピュータやスイッチな
どの外部入力部５１が、論理回路５２を介して接続さ
れ、外部入力部５１からは自動ドアのブレーキのオン／
オフを制御するブレーキ制御信号ＢＫと、直流モータ３
２の回転方向を制御する方向制御信号ＲＤとが、論理回
路５２に出力される。本実施例において、ブレーキ制御
信号ＢＫは、ブレーキオンがローレベル、ブレーキオフ
がハイレベルに対応し、方向制御信号ＲＤは直流モータ
３２の予め定める順方向の回転方向にローレベルが対応
し、逆方向の回転方向がハイレベルに対応するものとし
て説明する。

【００１２】前記論理回路５２は、前記ブレーキ制御信
号ＢＫが入力される排他的論理和回路（以下、ＸＯＲ回
路と略す）５３と反転回路５４とを備え、前記方向制御
信号ＲＤが入力される３ステートバッファ（以下、バッ
ファと称する）５５とを備える。反転回路５４の出力
は、バッファ５５へゲート信号として反転して入力され
ると共に、反転回路５６に入力される。例としてこのゲ
ート信号がローレベルの場合にはバッファ５５は入力信
号をそのままの信号レベルで出力する。一方、ゲート信
号がハイレベルの場合には、バッファ５５の出力はハイ
インピーダンス状態となる。反転回路５６の出力は、Ｘ
ＯＲ回路５３の出力端に接続される３ステートバッファ
（以下、バッファと略す）５７へのゲート信号として反
転して出力される。反転回路５６からのゲート信号のハ
イレベル／ローレベルに対するバッファ５７の出力の状
態は、バッファ５５の場合と同様である。

【００１３】一方、直流モータ３２には、直流モータ３
２の回転速度および回転方向を検出するために、例とし
て３つのホール素子５８ａ，５８ｂ，５８ｃからなる位
置検出素子５８が設けられる。位置検出素子５８からの
信号は、回転方向検知回路５９に入力されると共に、前
記回転制御部５０に入力される。

【００１４】回転方向検知回路５９は、位置検出素子５
８からの信号に基づいて、直流モータ３２の回転方向を
検出し、前記予め定める順方向の場合にはローレベル、
逆方向の場合にはハイレベルの信号を出力し、ＸＯＲ回
路５３に入力する。回転制御部５０は、位置検出素子５
８からの信号に基づいて、直流モータ３２を外部入力部
５１からの方向制御信号ＲＤおよび回転数制御信号に対
応する回転方向および回転速度となるように制御する。
この制御は、例としてトランジスタ３８〜４３の駆動デ
ューティの制御として行われる。

【００１５】以下、本実施例の動作について説明する。
外部入力部５１から、直流モータ３２の回転方向および
回転速度に対応する制御信号が回転制御部５０に入力さ
れると、回転制御部５０はコイル３３，３４，３５に順
次的に電流が流れるように、当該制御信号に対応した通
電デューディで、各トランジスタ３８〜４３を順次的に
導通／遮断制御する。これにより、直流モータ３２が回
転駆動される。外部入力部５１からのブレーキ制御信号
ＢＫに基づいて、制御回路３１において、直流モータ３
２の駆動を停止しようとする場合、回転制御部５０によ
ってトランジスタ３８，４０，４２あるいはトランジス
タ２９，４１，４３のいずれかを遮断状態にする。これ
により、コイル３３，３４，３５の電流が遮断され、直
流モータ３２の回転が停止される。

【００１６】ここでトランジスタ３８，４０，４２が遮
断状態に設定されて直流モータ３２が停止されている場
合について説明する。即ち、外部入力部５１から、ロー
レベルの方向制御信号ＲＤが入力されて直流モータ３２
に順方向の回転が設定され、ローレベルのブレーキ制御
信号ＢＫが入力されて直流モータ３２が停止されている
場合を説明する。

【００１７】このような直流モータ３２の停止状態で、
直流モータ３２によって駆動される自動ドアが人力など
の外力によって操作されると、コイル３３〜３５に順方
向の回転の場合と逆方向の起電力が生じる場合がある。
このとき、回転方向検知回路５９は、直流モータ３２の
この逆方向の回転を検出し、逆方向の回転に対応するハ
イレベルの信号を出力する。ブレーキ制御信号ＢＫがロ
ーレベルの場合、方向制御信号ＲＤはバッファ５５で遮
断される。ＸＯＲ回路５３からはハイレベルの信号が出
力される。バッファ５７は導通状態であり、したがって
バッファ５７からは、ＸＯＲ回路５３の信号がそのまま
の信号レベルで出力される。すなわち、回転制御部５０
には、直流モータ３２が逆方向の回転状態であることを
示すハイレベルの信号が入力される。

【００１８】回転制御部５１は、このような論理回路５
２からの信号に基づいて、トランジスタ３９，４１，４
３の通電順序を、順方向の場合とは逆の通電順序に切換
える。これにより、トランジスタ３９，４１，４３に前
記コイル３３，３４，３５における逆起電力による過大
な電圧が印加される事態が防止され、トランジスタ３
９，４１，４３などの回路素子が破壊される事態を防止
でき、制御回路３１の信頼性を格段に向上することがで
きる。

【００１９】本発明は、前記実施例におけるようなトラ
ンジスタ３８，４０，４２の遮断状態に限らず、トラン
ジスタ３９，４１，４３が遮断されている場合にも実施
できる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明に従えば、モータが
停止中に逆回転した場合でも、スイッチング素子両端間
の電圧の過度な上昇を防止し、制御回路の回路素子の電
圧による破壊を防止することができ、制御回路の信頼性
を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の直流モータの制御回路３１
の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】従来例の直流モータの制御回路１の電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

３１ 直流モータの制御回路 ３２ 直流モータ ３３，３４，３５ コイル ３７ インバータ回路 ３８，３９；４０，４１；４２，４３ トランジスタ ５０ 回転制御部 ５２ 論理回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のスイッチング素子を予め定める順序
   に導通させ、直流電源からの駆動電力を複数相のモータ
   コイルに順次的に供給する直流モータの制御回路におい
   て、前記直流モータの回転方向を指示する方向指示信号に基
   づいて、前記 各スイッチング素子を予め定める順序で順
   次的に導通させて、指示された回転方向に回転させる導
   通制御手段と、 前記直流モータの回転方向を検出して、この検出した回
   転方向に基づいて回転方向検出信号を出力する回転方向
   検出手段と、外部からブレーキ制御信号が入力して回転が停止した状
   態では前記回転方向検出信号を前記方向指示信号として
   出力することにより、前記各スイッチング素子の切換順
   序が指示された回転方向に基づく導通順序となるように
   制御し、また、前記ブレーキ制御信号が入力しないで回
   転した状態では、外部から入力する回転方向を決める方
   向制御信号を前記方向指示信号として出力する 回転方向
   切換手段とを含むことを特徴とする直流モータの制御回
   路。