JP3448797B2 - 単相モータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えばエアコンや
換気扇の送風機などに用いられる単相モータの制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は例えば特開平７−１５９６０号
公報に記された従来の電源装置を示すものであり図１３
において、１は交流電源、２は単相モータ、３は交流電
源１と単相モ−タ２の間に設けられたスイッチング回
路、４は単相モ−タ２と並列に接続されたフライホイー
ル回路、５、６はスイッチング回路３を構成するスイッ
チング用素子、７、８はフライホイール回路４を構成す
るフライホイール用素子、９はスイッチング用素子５、
６を駆動制御するスイッチング駆動制御回路、１０はフ
ライホイール用素子７、８を駆動制御するフライホイー
ル駆動制御回路である。

【０００３】次に動作について説明する。交流電源１の
正負両方向において電源周波数よりも高い周波数で、ス
イッチング駆動制御回路９の駆動信号により、スイッチ
ング用素子５６をスイッチングさせて単相モータ２に印
加される交流電圧の平均値を制御する。そして、スイッ
チング用素子５、６がオフの時には、フライホイ−ル駆
動回路１０の駆動信号により、フライホイール用素子
７、８をそれぞれオンさせることによって誘導性負荷で
ある単相モータ２の電流を常に流し続けることができ
る。

【０００４】例えば、交流電源１の正の半周期において
はスイッチング駆動制御回路９によりスイッチング用素
子６をスイッチングさせる。スイッチング用素子６がオ
フの時はフライホイール駆動制御回路１０によりフライ
ホイール用素子８をオンさせることにより単相モータ２
に電流を流し続けることが可能になる。また、交流電源
１の負の半周期においては、スイッチング用素子５をス
イッチングさせ、スイッチング素子５がオフの時はフラ
イホイール素子７をオンさせることにより、単相モータ
２の電流の経路を生成する。

【０００５】このように正負のいずれの方向でもスイッ
チング用素子５、６がオフの時もフライホイール用素子
７、８により単相モータ２の電流の経路を生成するため
電流が遮断することなく連続して交流電圧の制御を行う
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電源装置は以上
のように構成されているので交流電源１と単相モータ２
が各々誤って逆に接続されたときはフライホイール回路
４が正常に動作せず単相モータ２の端子間にサージ電圧
を発生し回路が壊れる可能性がある。また制御装置の負
荷増加や負荷短絡が起きたときは素子に流れる電流が増
加して素子が壊れる可能性がある。

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので簡素な回路構成で信頼性の高い
単相モータの制御装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる単相モ
ータの制御装置は、交流電源と単相モータとの間に直列
に接続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチン
グを行うスイッチング回路と、前記単相モータに並列に
接続され、フライホイーリングを行うフライホイール回
路と、前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチン
グ駆動制御回路と、前記フライホイール回路を駆動制御
するフライホイール駆動制御回路と、前記スイッチング
駆動制御回路の電源を生成するスイッチング電源回路
と、前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成する
フライホイール電源回路と、を備え、前記スイッチング
電源回路は、前記交流電源の正の半周期中に充電され前
記フライホイール電源回路は前記交流電源の負の半周期
中に充電されるように構成し、前記スイッチング駆動制
御回路は、前記スイッチング電源回路と前記フライホイ
ール電源回路の充電タイミングが同一周期のときは、前
記交流電源と前記単相モータが各々誤って逆に接続され
たと判断し、前記スイッチング回路を動作させないよう
に制御するものである。

【０００９】

【００１０】また、前記スイッチング電源回路及び前記
フライホイール電源回路は、各々直列に接続されたダイ
オード、抵抗及びツェナーダイオードと、このツェナー
ダイオードに並列に接続された電解コンデンサを有し、
前記スイッチング電源回路の電圧を検出する第１の電圧
検出手段と、前記フライホイール電源回路の電圧を検出
する第２の電圧検出手段と、を備え、前記スイッチング
駆動制御回路は、前記第１及び第２の電圧検出手段の出
力に基づいて、前記スイッチッング電源回路と前記フラ
イホイール電源回路の充電タイミングが同一周期かどう
か判断し、充電タイミングが同一周期のときは前記スイ
ッチング回路を動作させないものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】また、交流電源と単相モータとの間に直列
に接続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチン
グを行うスイッチング回路と、前記単相モータに並列に
接続され、フライホイーリングを行うフライホイール回
路と、前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチン
グ駆動制御回路と、前記フライホイール回路を駆動制御
するフライホイール駆動制御回路と、前記スイッチング
駆動制御回路の電源を生成するスイッチング電源回路
と、前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成する
フライホイール電源回路と、前記交流電源及び前記単相
モータの接続点と前記交流電源及び前記スイッチング回
路の接続点間に設けられた電流検出手段と、前記スイッ
チング電源回路に設けられ、前記交流電源と前記単相モ
ータが各々誤って逆に接続され、前記電流検出手段に電
流が流れないときは前記電流検出手段に連動して、前記
スイッチング電源回路をオフするスイッチと、を備え
る。

【００１５】

【００１６】また、交流電源と単相モータとの間に直列
に接続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチン
グを行うスイッチング回路と、前記単相モータに並列に
接続され、フライホイーリングを行うフライホイール回
路と、前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチン
グ駆動制御回路と、前記フライホイール回路を駆動制御
するフライホイール駆動制御回路と、前記スイッチング
駆動制御回路の電源を生成するスイッチング電源回路
と、前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成する
フライホイール電源回路と、前記交電源と前記スイッチ
ング回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
スイッチング駆動制御回路は、前記単相モータの起動時
に、前記スイッチング回路を所定幅以下のパルスでスイ
ッチングし、前記電流検出手段により検出した電流値が
所定値を越えたときは前記スイッチング回路をオフする
ものである。

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下この発明の実施の形態１を図にて説
明する。図１はこの発明の実施の形態１による単相モー
タの制御装置の基本構成ブロック図、図２は単相モータ
の制御装置の基本動作タイミング図、図３は単相モータ
の制御装置のブロック図、図４は単相モータの制御装置
の動作タイミング図である。

【００１９】まず、図１、図２によりこの発明の実施の
形態１の基本構成と基本動作について説明する。図１に
おいて１は交流電源、２は単相モータ、３は交流電源１
と単相モ−タ２の間に設けられたスイッチング回路、４
は単相モ−タ２と並列に接続されたフライホイール回
路、５、６はスイッチング回路３を構成するスイッチン
グ用ＭＯＳ−ＦＥＴ、７、８はフライホイール回路４を
構成するフライホイール用ＭＯＳ−ＦＥＴ、９はスイッ
チング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５、６を駆動制御するスイッチ
ング駆動制御回路１０はフライホイール用ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ７、８を駆動制御するフライホイール駆動制御回路で
ある。１１はスイッチング駆動制御回路９の電源を生成
するスイッチング電源回路、１２はフライホイール駆動
制御回路１０の電源を生成するフライホイール電源回路
である。

【００２０】スイッチング回路３はスイッチング用ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ５及び６のソース側が互いに接続された構成
でありまたフラィホイール回路４はスイッチング回路３
と同一の回路構成である。ここで用いられているＭＯＳ
−ＦＥＴは電圧駆動型の自己消弧制御素子であり高速ス
イッチングが可能な低損失な素子である。またドレイ
ン、ソースの端子間には寄生のダイオードが存在しさら
にＭＯＳ−ＦＥＴがオンしたときドレイン、ソースの端
子間には抵抗分（以下オン抵抗と称す）が存在するとい
う特徴がある。

【００２１】次に、この実施の形態１の基本動作を図
１、図２により説明する。図２はこの単相モータの制御
装置の基本動作タイミング図で図２（ａ）は交流電源１
の電圧波形及び単相モータ２の電流波形、図２（ｂ）は
スイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５及び６の駆動波形、図
２（ｃ）はフライホイール用ＭＯＳ−ＦＥＴ７及び８の
駆動波形、図２（ｄ）は単相モータ２に印加される電圧
波形の動作タイミングを示している。

【００２２】図２（ａ）において、交流電源１の正の半
周期Ｔｌ間においてスイッチング駆動制御回路９は、図
２（ｂ）に示すように、スイッチング電源回路１１の電
源により、スイッチング用ＭＯＳ−ＦＦＴ６をスイッチ
ングし、スイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５は常にオンさ
せる。そして、フライホイ−ル駆動制御回路１０は、フ
ライホイール電源回路１２の電源により、フライホイー
ル用ＭＯＳ−ＦＥＴ７をオフさせ、フライホイール用Ｍ
ＯＳ−ＦＥＴ８をオンさせる。

【００２３】ここで、交流電源１の電圧と電流の同位相
であるＴｌａ間は単相モータ２には（Ａ）の方向に電流
が流れる。スイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ６がオンのと
きは交流電源１→単相モータ２→スイッチング用ＭＯＳ
−ＦＥＴ６→ＭＯＳ−ＦＥＴ５の寄生ダイオード→交流
電源１の経路で電流が流れる。スイッチングがオフする
と単相モータ２は誘導性負荷であるため電流を流し続け
ようとする。スイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ６がオフし
たときは単相モータ２→フライホイール用ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ８→ＭＯＳ−ＦＥＴ７の寄生ダイオード→単相モータ
２の経路で電流を（Ａ）の方向に流し続けることができ
る。このときの印加電圧は、図２（ｄ）のようになる。

【００２４】また、交流電源１の電圧と電流の位相が反
転するＴｌｂ間では、単相モータ２には（Ｂ）の方向に
電流が流れるが、この期間ではスイッチング用ＭＯＳ−
ＦＥＴ５が常にオンしているので、交流電源１→スイッ
チング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５→ＭＯＳ−ＦＥＴ６の寄生ダ
イオード→単相モータ２→交流電源１の経路で電流が流
れる。Ｔｌｂ間でスイッチングを行うとスイッチングが
オフしたときにフライホイール回路４が正常に動作せ
ず、単相モータ２の電流の経路が遮断され単相モータ２
の端子間にサージ電圧を発生するためスイッチング駆動
制御回路９は、この期間ではスイッチングを行わないよ
うに駆動制御する。

【００２５】このように、Ｔｌｂ間ではスイッチングを
行わないため、単相モータ２には図２（ｄ）に示すよう
に交流電源１の電圧がそのまま印加され、電流の経路が
遮断されることがなく単相モータ２の端子間のサージの
発生を防止する。

【００２６】次に、負の半周期Ｔ２間ではスイッチング
用ＭＯＳ−ＦＥＴ５及び６の駆動を切り替え、スイッチ
ング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５により電源電圧のスイッチング
を行う。さらに、フライホイール用ＭＯＳ−ＦＥＴ７及
び８の駆動を切り替え、前述と同様の動作を行う。

【００２７】単相モータ２に印加される交流電圧は、図
２（ｄ）に示されるように、スイッチング回路３のスイ
ッチングパルスのオン・オフ比（以下、オンＤｕｔｙと
称す）を変化させて平均値の制御が行われる。すなわ
ち、図２（ｄ）ではオンＤｕｔｙが５０％であるので、
交流電源１の電圧が１００Ｖとすると、モ−タに印加さ
れる平均電圧は５０Ｖとなる。

【００２８】以上のように、通常の使用では、フライホ
イール回路４はスイッチング回路３がオフのときの単相
モータ２の電流の経路を生成するがここで交流電源１と
単相モータ２が各々誤って逆に接続されたとき、スイッ
チング回路３がオフするとフライホイール回路４が単相
モータ２の端子間に接続されていないため、フライホイ
ール回路４が正常に動作せず、単相モータ２の電流の経
路が遮断されて単相モータ２の端子間にサージ電圧を発
生し回路が壊れる可能性がある。この場合には、スイッ
チング駆動制御回路９が交流電源１と単相モータ２が各
々誤って逆に接続されたことを判断し、スイッチング回
路３をオフさせ、サージ電圧の発生を防止する。

【００２９】このように誤って逆に接続されたとき、サ
ージ電圧の発生を防止する単相モータの制御装置の具体
的なブロック図が図３であり、この構成及び動作を次に
説明する。図３は図１に示したスイッチング電源回路１
１を交流電源１の正の半周期中に充電するように、ダイ
オード２１と抵抗２２及び２３とツェナーダイオード２
４と電解コンデンサ２５により構成し、また、交流電源
１の負の半周期中に充電するようにスイッチング電源回
路１１と同様の回路でフライホイール電源回路１２を構
成している。

【００３０】さらに、スイッチング電源回路１１に発生
した電圧を検出する第１の電圧検出手段１８及びフライ
ホイール電源回路１２に発生する電圧を検出する第２の
電圧検出手段１９を設けたものである。なお、スイッチ
ング駆動制御回路９ａ、９ｂ及びフライホイール駆動制
御回路１０ａ、１０ｂは、回路説明上それぞれ二つに分
割しているが、図１と同じ機能である。

【００３１】次に、動作について説明する。ここでの基
本的な制御動作は図１、図２と同一である。図４は図３
の構成の単相モータの制御装置の動作タイミング図であ
り、図４（ａ）は交流電源１の電圧波形、図４（ｂ）は
第１の電圧検出手段１８により検出した電圧波形、図４
（ｃ）は第２の電圧検出手段１９により検出した電圧波
形の動作タイミングを示している。

【００３２】図３、図４においてスイッチング電源回路
１１のスイッチング充電回路には交流電源１の正の半周
期中に交流電源１→ダイオード２１→抵抗２２及び２３
→ツェナーダイオード２４→ＭＯＳ−ＦＥＴ５の寄生ダ
イオード→交流電波１の経路で電流が流れ、電解コンデ
ンサ２５にツェナー電庄が充電されて電源を生成する。
また、フライホイール電源回路１２のフライホイール電
源回路１２には交流電源１の負の半周期中に電解コンデ
ンサ３５にツェナー電庄が充電され電源を生成する。

【００３３】このように交流電源１と単相モータ２が正
常に接続されているときは図４（ｂ）（ｃ）に示すよう
に、第１の電圧検出手段により検出した電圧及び第２の
電圧検出手段により検出した電圧のタイミングは同一周
期にならない。

【００３４】図５は図３に示す交流電源１と単相モータ
２が逆に接続された場合の単相モータ制御装置のブロッ
ク図であり図６はこの単相モータの制御装置の動作タイ
ミング図で、図６（ａ）は交流電源１の電圧波形、図６
（ｂ）はに第１の電圧検出手段により検出した電圧波
形、図６（ｃ）は第２の電圧検出手段により検出した電
圧波形の動作タイミングを示している。

【００３５】図５及び図６で交流電源１の正の半周期中
において、交流電源１→ダイオード２１→抵抗２２及び
２３→ツェナーダイオード２４→ＭＯＳ−ＦＥＴ６の寄
生ダイオード→交流電源１の経路で電流が流れツェナー
電圧が電解コンデンサ２５に充電される。また、フライ
ホイール電源回路１２も同様に交流電源１の正の半周期
中に交流電源１→単相モータ２→ダイオード３１→抵抗
３２及び３３→ツェナーダイオード３４→ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ８の寄生ダイオード→交流電源１の経路で電流が流
れ、電解コンデンサ３５にツェナー電庄が充電される。

【００３６】このように交流電源１と単相モータ２が誤
って逆に接続されているときは図６（ｂ）（ｃ）に示す
ように第１の電圧検出手段で検出した電圧及び第２の電
圧検出手段で検出した電圧のタイミングは同一周期にな
る。

【００３７】以上のように、充電タイミングが同一周期
になったときはスイッチング回路３をオフさせるのでサ
ージ電圧の発生を防止して信頼性の高い単相モータの制
御装置を得ることができる。

【００３８】実施の形態２．この発明の実施の形態を図
にて説明する。図７はこの発明の実施の形態２による単
相モータの制御装置のブロック図で図１に示す交流電源
１の端子間に電圧検出手段１３を付加したものである。

【００３９】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。ここで交流電源１と単相モータ２が誤って逆に
接続されスイッチング回路３にてスイッチング動作を行
うとスイッチング回路３がオフのとき単相モータ２の端
子間にサージ電圧を発生する。このとき、スイッチング
駆動制御回路９は電圧検出手段１３によりサージ電圧が
検出されたとき、スイッチング回路３をオフさせるので
サージ電圧を防止して信頼性の高い単相モータの制御装
置を得ることができる。

【００４０】また、交流電源１と単相モータ２が正常に
接続されているとき交流電源１の電圧変動によって過電
圧や不足電圧が発生した場合でもスイッチング駆動制御
回路９は、電圧検出手段１３により検出した電圧に基づ
いてスイッチング回路３を制御するのでスイッチング素
子を保護して信頼性の高い単相モータの制御装置を得る
ことができる。

【００４１】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図にて説明する。図８はこの発明の実施の形態３による
単相モータの制御装置のブロック図で実施の形態１の図
１に示すスイッチング電源回路１１を交流電源１の正の
半周期中に充電するようにダイオード２１と抵抗２２及
び２３とツェナーダイオード２４と電解コンデンサ２５
により構成しスイッチング電源回路１１とスイッチング
用ＭＯＳ−ＦＥＴ５の間に電流検出手段１４を設けたも
のである。

【００４２】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。図８においてスイッチング電源回路１１は交流
電源１の正の半周期中に交流電源１→ダイオード２１→
抵抗２２及び２３→ツェナーダイオード２４→電流検出
手段１４→ＭＯＳ−ＦＥＴ５の寄生ダイオード→交流電
源１の経路で電流が流れ電解コンデンサ２５にツェナー
電圧が充電されて電源を生成する。

【００４３】このように交流電源１と単相モータ２が正
常に接続されているときは電流検出手段１４に電流が流
れるが交流電源１と単相モータ２が誤って逆に接続され
るとスイッチング電源回路１１に電圧が充電されるもの
の、ＭＯＳ−ＦＥＴ６の寄生ダイオードを流れるので電
流検出手段１４には電流が流れない。

【００４４】スイッチング駆動制御回路９は、電流検出
手段１４により電流が検出されないときは交流電源１と
単相モータ２の誤接続があったと判断しスイッチング回
路３をオフさせるのでサージ電圧の発生を防止して、信
頼性の高い単相モータの制御装置を得ることができる。

【００４５】この実施の形態ではスイッチング電源回路
１１とスイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５の間に電流検出
手段１４を設けたが電流検出手段１４の位置は交流電源
１と単相モータ２とスイッチング回路３で構成される直
列回路内であれば同様の動作が実現できる。

【００４６】実施の形態４．この発明の実施の形態を図
にて説明する。図９はこの発明の実施の形態４による単
相モータの制御装置のブロック図で実施の形態１の図１
に示すスイッチング電源回路１１を電源トランス２６と
ダイオードブリッジ２７と電解コンデンサ２５により構
成し電源トランス２６の一次側を交流電源１の両端に接
続したものである。

【００４７】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。図９においてスイッチング電源回路１１は交流
電源１より電源トランス２６に電流が流れダイオードブ
リッジ２７にて整流され電解コンデンサ２５に充電され
て電源を生成する。

【００４８】このように交流電源１と単相モータ２が正
常に接続されているときはスイッチング電源回路１１に
て電源が生成されるが交流電源１と単相モータ２が誤っ
て逆に接続されるとスイッチング電源回路１１にて電源
が生成されない。

【００４９】スイッチング駆動制御回路９は、スイッチ
ング電源回路１１に生成された電源により、スイッチン
グ回路３を制御するため、電源が生成されないときはス
イッチング回路３を駆動することができない。従って交
流電源１と単相モータ２が誤って逆に接続されても、サ
ージ電圧は発生せず信頼性の高い単相モータの制御装置
を得ることができる。

【００５０】実施の形態５．この発明の実施の形態を図
にて説明する。図１０はこの発明の実施の形態５による
単相モータの制御装置のブロック図で実施の形態１の図
１に示すスイッチング電源回路１１を交流電源１の正の
半周期中に充電するようにダイオード２１と抵抗２２及
び２３とツェナーダイオード２４と電解コンデンサ２５
とフォトカプラの二次側２９ｂにより構成し電流検出手
段１５を抵抗２８とフォトカプラの一次側２９ａにより
構成し交流電源１の両端に接続したものである。

【００５１】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。図１０において交流電源１の正の半周期中に交
流電源１→抵抗２８→フォトカプラの一次側２９ａ→交
流電源１の経路で電流検出手段１５に電流が流れるとス
イッチング電源回路１１はフォトカプラの二次側２９ｂ
がオンして交流電源１→ダイオード２１→抵抗２２→フ
ォトカプラの二次側２９ｂ→抵抗２３→ツェナーダイオ
ード２４→ＭＯＳ−ＦＥＴ５の寄生ダイオード→交流電
源１の経路で電流が流れ電解コンデンサ２５にツェナー
電圧が充電されて電源を生成する。

【００５２】このように交流電源１と単相モータ２が正
常に接続されているときはスイッチング電源回路１１に
て電源が生成されるが、交流電源１と単相モータ２が誤
って逆に接続されるとフォトカプラの１次側２９ａに電
流が流れないので、スイッチング電源回路１１にて電源
を生成することができない。

【００５３】スイッチング駆動制御回路９は、スイッチ
ング電源回路１１に生成された電源により、スイッチン
グ回路３を制御するため、電源が生成されないときはス
イッチング回路３を駆動することができない。従って交
流電源１と単相モータ２が誤って逆に接続されても、サ
ージ電圧は発生せず信頼性の高い単相モータの制御装置
を得ることができる。

【００５４】この実施の形態ではスイッチング電源回路
１１のスイッチとしてフォトカプラを用いたがリレーや
トランジスタを用いたスイッチでも同様の動作が実現で
きる。またスイッチング電源回路１１に電源トランスを
用いても同様の動作が実現できる。

【００５５】実施の形態６．この発明の実施の形態を図
にて説明する。図１１はこの発明の実施の形態６による
単相モータの制御装置のブロック図で実施の形態１の図
１に示すスイッチング用ＭＯＳ−ＦＥＴ５のドレイン・
ソース間に電圧検出手段１６を付加したものである。

【００５６】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。ＭＯＳ−ＦＥＴはオンするとドレイン・ソース
間のオン抵抗により電流に基づいた電圧を発生する。図
１１において電圧検出手段１６でスイッチング用ＭＯＳ
−ＦＥＴ５のドレイン・ソース間の電圧を検出すること
により制御装置に流れる電流を検出することができる。

【００５７】スイッチング駆動制御回路９は、電圧検出
手段１６により検出した電圧が所定値を越えたときは検
出電圧、つまり、制御装置の電流を下げるようにスイッ
チング回路３を制御する。例えば検出電圧が所定値より
高いときはスイッチング回路３のスイッチングパルスの
オンＤｕｔｙを下げて単相モータ２に印加される電圧の
平均値を下げ制御装置の電流を抑制するように制御す
る。所定のオンＤｕｔｙまで下げても検出電圧が所定値
より高いときは制御装置のいずれかの経路で短絡が生じ
ていると判断してスイッチング回路３をオフする。

【００５８】このようにスイッチング駆動制御回路９
は、電圧検出手段１６により検出された電圧に基づいて
スイッチング回路３を制御するのでスイッチング用素子
を保護し、信頼性の高い単相モータの制御装置を得るこ
とができる。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ内蔵のオン抵抗によ
り制御装置の電流を検出することができ、制御装置の簡
素化、小型化、低コスト化を図ることができる。

【００５９】この実施の形態ではスイッチング用ＭＯＳ
−ＦＥＴ５の両端に電圧検出手段１６を設けたが、ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ６の両端に設けてもよい。またスイッチング
用素子としてＭＯＳ−ＦＥＴを用いたが電流に基づいて
電圧が変化する素子例えばトランジスタと抵抗の直列回
路などを用いてもよい。

【００６０】実施の形態７．この発明の実施の形態を図
にて説明する。図１２はこの発明の実施の形態７による
単相モータの制御装置のブロック図で実施の形態１の図
１に示す単相モータの制御装置に電流検出手段１７を付
加したものである。

【００６１】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。スイッチング駆動制御回路９は電流検出手段１
７により検出された電流が所定値を越えたときは電流を
下げるようにスイッチング回路３を制御する。例えば検
出電流が所定値より高いときはスイッチング回路３のス
イッチングパルスのオンＤｕｔｙを下げて単相モータ２
に印加される電圧の平均値を下げ制御装置の電流を抑制
するように制御する。所定のオンＤｕｔｙまで下げても
検出電流が所定値より高いときは制御装置のいずれかの
経路で短絡が生じていると判断してスイッチング回路３
をオフする。

【００６２】このようにスイッチング駆動制御回路９は
電流検出手段１７により検出した電流に基づいてスイッ
チング回路３を制御するのでスイッチング用素子を保護
し、信頼性の高い単相モータの制御装置を得ることがで
きる。

【００６３】実施の形態８． この発明の実施の形態を図にて説明する。回路構成は実
施の形態７の図１２と同一である。

【００６４】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ここでの基本的な制御動作は実施の形態１と同一
である。単相モータ２の起動時にスイッチング回路３の
スイッチングパルスのオンＤｕｔｙを例えば１０％で駆
動する。制御装置に異常がなければ電流検出手段１７に
はほとんど電流が流れない。しかし制御装置のいずれか
の経路で短絡が生じているとオンＤｕｔｙが１０％でも
電流検出手段１７には過大の電流が流れため、制御装置
の短絡を検出することができる。

【００６５】このように起動時に制御装置の短絡を検出
するため信頼性の高い単相モータの制御装置を得ること
ができる。

【００６６】上記実施の形態１から８ではスイッチング
用素子及びフライホイール用素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ
を用いたがトランジスタやＩＧＢＴなどの自己消弧制御
素子にダイオードを逆並列したものを用いてもよい。

【００６７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００６８】この発明に係わる単相モータの制御装置
は、交流電源と単相モータとの間に直列に接続され、電
源周波数よりも高い周波数でスイッチングを行うスイッ
チング回路と、前記単相モータに並列に接続され、フラ
イホイーリングを行うフライホイール回路と、前記スイ
ッチング回路を駆動制御するスイッチング駆動制御回路
と、前記フライホイール回路を駆動制御するフライホイ
ール駆動制御回路と、前記スイッチング駆動制御回路の
電源を生成するスイッチング電源回路と、前記フライホ
イール駆動制御回路の電源を生成するフライホイール電
源回路と、を備え、前記スイッチング電源回路は、前記
交流電源の正の半周期中に充電され前記フライホイール
電源回路は前記交流電源の負の半周期中に充電されるよ
うに構成し、前記スイッチング駆動制御回路は、前記ス
イッチング電源回路と前記フライホイール電源回路の充
電タイミングが同一周期のときは、前記交流電源と前記
単相モータが各々誤って逆に接続されたと判断し、前記
スイッチング回路を動作させないように制御するので、
簡素な回路構成で交流電源と単相モータの誤接続の保護
が可能になり、サージの発生を防止して、信頼性の高い
単相モータの制御装置を得ることができる。

【００６９】

【００７０】また、前記スイッチング電源回路及び前記
フライホイール電源回路は、各々直列に接続されたダイ
オード、抵抗及びツェナーダイオードと、このツェナー
ダイオードに並列に接続された電解コンデンサを有し、
前記スイッチング電源回路の電圧を検出する第１の電圧
検出手段と、前記フライホイール電源回路の電圧を検出
する第２の電圧検出手段と、を備え、前記スイッチング
駆動制御回路は、前記第１及び第２の電圧検出手段の出
力に基づいて、前記スイッチング電源回路と前記フライ
ホイール電源回路の充電タイミングが同一周期かどうか
判断し、充電タイミングが同一周期のときは前記スイッ
チング回路を動作させないので、簡素な回路構成で交流
電源と単相モータの誤接続の保護が可能になり信頼性の
高い単相モータの制御装置を得ることができる。

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【００７４】また、交流電源と単相モータとの間に直列
に接続され、電源周波数よりも高い周 波数でスイッチ
ングを行うスイッチング回路と、前記単相モータに並列
に接続され、フライホイーリングを行うフライホイール
回路と、前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチ
ング駆動制御回路と、前記フライホイール回路を駆動制
御するフライホイール駆動制御回路と、前記スイッチン
グ駆動制御回路の電源を生成するスイッチング電源回路
と、前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成する
フライホイール電源回路と、前記交流電源及び前記単相
モータの接続点と前記交流電源及び前記スイッチング回
路の接続点間に設けられた電流検出手段と、前記スイッ
チング電源回路に設けられ、前記交流電源と前記単相モ
ータが各々誤って逆に接続され、前記電流検出手段に電
流が流れないときは前記電流検出手段に連動して、前記
スイッチング電源回路をオフするスイッチと、を備えた
ので、簡素な回路構成で交流電源と単相モータの誤接続
の保護が可能になり信頼性の高い単相モータの制御装置
を得ることができる。

【００７５】

【００７６】また、交流電源と単相モータとの間に直列
に接続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチン
グを行うスイッチング回路と、前記単相モータに並列に
接続され、フライホイーリングを行うフライホイール回
路と、前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチン
グ駆動制御回路と、前記フライホイール回路を駆動制御
するフライホイール駆動制御回路と、前記スイッチング
駆動制御回路の電源を生成するスイッチング電源回路
と、前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成する
フライホイール電源回路と、前記交電源と前記スイッチ
ング回路に流れる電流を検出する電流検出手段を備え、
スイッチング駆動制御回路は、前記単相モータの起動時
に、前記スイッチング回路を所定幅以下のパルスでスイ
ッチングし、前記電流検出手段により検出した電流値が
所定値を越えたときは前記スイッチング回路をオフする
ので、過電流が流れても保護を行うことにより素子の電
流破壊を防止し、また、起動時に制御装置の短絡を検出
することができ信頼性の高い単相モータの制御装置を得
ることができる。

【００７７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置の基本構成ブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置の基本動作タイミング図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置のブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置の動作タイミング図である。

【図５】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置のブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態１による単相モータの
制御装置の動作タイミング図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による単相モータの
制御装置のブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態３による単相モータの
制御装置のブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態４による単相モータの
制御装置のブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５による単相モータ
の制御装置のブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６による単相モータ
の制御装置のブロック図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７による単相モータ
の制御装置のブロック図である。

【図１３】 従来の電源装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、２ 単相モータ、３ スイッチング回
路、４ フライホイール回路、５６ スイッチング用Ｍ
ＯＳ−ＦＥＴ７、８ フライホイール用ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ、９ スイッチング駆動制御回路、１０ フライホイ
ール駆動制御回路、１１ スイッチング電源回路、１２
フライホイール電源回路、１３、１６ 電圧検出手
段、１４、１５、１７ 電流検出手段、１８、１９ 電
圧検出手段、２１、３１ ダイオード、２２、２３、２
８、３２、３３ 抵抗、２４、３４ ツェナーダイオー
ド、２５、３５ 電解コンデンサ、２６ 電源トラン
ス、２７ダイオードブリッジ、２９ フォトカプラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−163886（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−79596（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−67337（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/28 - 5/44 H02P 7/36 - 7/66 H02P 5/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と単相モータとの間に直列に接
   続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチングを
   行うスイッチング回路と、 前記単相モータに並列に接続され、フライホイーリング
   を行うフライホイール回路と、前記スイッチング回路を
   駆動制御するスイッチング駆動制御回路と、 前記フライホイール回路を駆動制御するフライホイール
   駆動制御回路と、 前記スイッチング駆動制御回路の電源を生成するスイッ
   チング電源回路と、 前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成するフラ
   イホイール電源回路と、を備え、前記スイッチング電源回路は、前記交流電源の正の半周
   期中に充電され前記フライホイール電源回路は前記交流
   電源の負の半周期中に充電されるように構成し、前記ス
   イッチング駆動制御回路は、前記スイッチング電源回路
   と前記フライホイール電源回路の充電タイミングが同一
   周期のときは、前記交流電源と前記単相モータが各々誤
   って逆に接続されたと判断し、前記スイッチング回路を
   動作させないように制御することを特徴とする単相モー
   タの制御装置。
2. 【請求項２】 スイッチング電源回路及び前記フライホ
   イール電源回路は、各々直列に接続されたダイオード、
   抵抗及びツェナーダイオードと、このツェナーダイオー
   ドに並列に接続された電解コンデンサを有し、 前記スイッチング電源回路の電圧を検出する第１の電圧
   検出手段と、前記フライホイール電源回路の電圧を検出
   する第２の電圧検出手段と、 を備え、 前記スイッチング駆動制御回路は、前記第１及び第２の
   電圧検出手段の出力に基づいて、前記スイッチッング電
   源回路と前記フライホイール電源回路の充電タイミング
   が同一周期かどうか判断し、充電タイミングが同一周期
   のときは前記スイッチング回路を動作させないことを特
   徴とする請求項１記載の単相モータの制御装置。
3. 【請求項３】 交流電源と単相モータとの間に直列に接
   続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチングを
   行うスイッチング回路と、 前記単相モータに並列に接続され、フライホイーリング
   を行うフライホイール回路と、 前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチング駆動
   制御回路と、 前記フライホイール回路を駆動制御するフライホイール
   駆動制御回路と、 前記スイッチング駆動制御回路の電源を生成するスイッ
   チング電源回路と、 前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成するフラ
   イホイール電源回路と、 前記交流電源及び前記単相モータの接続点と前記交流電
   源及び前記スイッチング回路の接続点間に設けられた電
   流検出手段と、 前記スイッチング電源回路に設けられ、前記交流電源と
   前記単相モータが各々誤って逆に接続され、前記電流検
   出手段に電流が流れないときは前記電流検出手段に連動
   して、前記スイッチング電源回路をオフするスイッチ
   と、 を備えたことを特徴とする単相モータの制御装置。
4. 【請求項４】 交流電源と単相モータとの間に直列に接
   続され、電源周波数よりも高い周波数でスイッチングを
   行うスイッチング回路と、 前記単相モータに並列に接続され、フライホイーリング
   を行うフライホイール回路と、 前記スイッチング回路を駆動制御するスイッチング駆動
   制御回路と、 前記フライホイール回路を駆動制御するフライホイール
   駆動制御回路と、 前記スイッチング駆動制御回路の電源を生成するスイッ
   チング電源回路と、 前記フライホイール駆動制御回路の電源を生成するフラ
   イホイール電源回路と、 前記交電源と前記スイッチング回路に流れる電流を検出
   する電流検出手段を備え、スイッチング駆動制御回路
   は、前記単相モータの起動時に、前記スイッチング回路
   を所定幅以下のパルスでスイッチングし、前記電流検出
   手段により検出した電流値が所定値を越えたときは前記
   スイッチング回路をオフすることを特徴とする単相モー
   タの制御装置。