JP4802750B2

JP4802750B2 - 負荷保護装置

Info

Publication number: JP4802750B2
Application number: JP2006034016A
Authority: JP
Inventors: 一弘吉田; 誠一有
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: JP2007215348A

Description

本発明は、過電流から負荷を保護する装置に係り、特に、過電流が発生した場合に、過電流から制御基板を保護するとともに負荷への電流供給を防止するのに好適な負荷保護装置に関する。

従来、複数の基板から構成されるモータ制御装置としては、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、電源からの電流をモータに供給してモータを駆動するパワーアンプ基板を構成するものであり、モータ制御装置は、このパワーアンプ基板に制御基板を接続し、例えば、図２に示すように構成することができる。
図２は、従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。

従来のモータ制御装置は、図２に示すように、交流電源からなる電源１ａ、１ｂと、ダイレクトドライブモータからなるモータ２と、モータ２を駆動するパワーアンプ基板３００と、モータ２を制御する制御基板６００とを有して構成されている。パワーアンプ基板３００には、電源１ａ、１ｂおよびモータ２が接続され、パワーアンプ基板３００および制御基板６００は信号線で接続されている。
パワーアンプ基板３００は、制御基板６００からの信号を処理する信号処理部３１０と、モータ２に電力を供給する電力供給部３２０とを有して構成されている。

信号処理部３１０は、スイッチングレギュレータ３３と、スイッチングレギュレータ３３から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３とを有して構成されている。フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３は、制御基板６００からの電流指令信号がローレベルであるときは、モータ２に電流を供給すべき駆動信号を出力し、制御基板６００からの電流指令信号がハイレベルであるときは、モータ２への電流供給を遮断すべき駆動信号を出力する。
電力供給部３２０は、電源１ａの交流電力を直流に整流する整流器３５と、整流器３５の出力を平滑化する平滑コンデンサＣと、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３からの駆動信号に基づいて、平滑コンデンサＣで平滑化した電流をモータ２に供給するモータ駆動回路３６とを有して構成されている。

制御基板６００は、パワーアンプ基板３００から電力の供給を受けて動作する電流指令出力回路６１およびＣＰＵ６２と、スイッチングレギュレータ３３に接続された電源ラインＬ２に設けられたヒューズ６３とを有して構成されている。制御基板６００には、ヒューズ６３を介して電源ラインＬ２に接続されかつ操作用端末（不図示）に電力を供給する電力供給端子Ｔ27と、操作用端末からの操作信号を入力する操作信号入力端子Ｔ28とが設けられている。
ＣＰＵ６２は、操作信号入力端子Ｔ28から入力した操作信号に基づいて電流指令出力回路６１に制御信号を出力する。電流指令出力回路６１は、ＣＰＵ６２からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。

次に、電流指令出力回路６１の信号出力部の構成を説明する。
図３は、電流指令出力回路６１の信号出力部の構成を示す回路図である。
電流指令出力回路６１は、電流指令信号を出力するＩ／Ｆ回路を有して構成されている。Ｉ／Ｆ回路は、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３に対応してそれぞれ設けられているが、図３では、フォトカプラＰＣ１に対応するＩ／Ｆ回路のみを示している。
Ｉ／Ｆ回路は、図３に示すように、ソースおよびバックゲートを電源ラインＬ２に接続したＮチャネルＭＯＳＦＥＴ４３と、ＭＯＳＦＥＴ４３のソースにソースを接続しかつドレインおよびバックゲートを接地したＰチャネルＭＯＳＦＥＴ４４と、ＭＯＳＦＥＴ４３のソースとドレインの間に設けられたダイオードＤ２と、ＭＯＳＦＥＴ４４のソースとドレインの間に設けられたダイオードＤ３とを有して構成されている。ＭＯＳＦＥＴ４３、４４のソースは、フォトカプラＰＣ１に接続されている。
特開２００１−２３１２１１号公報

従来のモータ制御装置では、制御基板６００に接続される操作用端末で障害等が発生し、電源ラインＬ２に過電流が流れると、ヒューズ６３が溶断し、電流指令出力回路６１への電力供給が遮断される。しかしながら、パワーアンプ基板３００には電源１ａ、１ｂから電力が供給されたままとなるので、ヒューズ６３の溶断により電源ラインＬ２が０[Ｖ]に降下すると、図３に示すように、フォトカプラＰＣ１側が高電位となり、ダイオードＤ２を介してフォトカプラＰＣ１に電流が流れる。フォトカプラＰＣ２、ＰＣ３についても同様の現象が発生する。そのため、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３により、モータ２に電流を供給すべき駆動信号が出力され、モータ２に最大駆動電流が供給されてしまうという問題があった。

なお、図２においては、パワーアンプ基板３００にヒューズが設けられていないが、例えば、スイッチングレギュレータ３３の出力段にヒューズを設けた構成としても、ヒューズ６３が先に溶断したときには上記同様の問題が生じる。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、過電流が発生した場合に、過電流から制御基板を保護するとともに負荷への電流供給を防止するのに好適な負荷保護装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の負荷保護装置は、電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する電力供給基板と、前記電力供給基板から電力の供給を受けて動作しかつ前記負荷を制御する制御基板と、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられた過電流保護手段とを備え、前記制御基板は、前記負荷に供給すべき電流の指令値を示す電流指令信号を出力する電流指令信号出力手段を備え、前記電力供給基板は、前記制御基板からの電流指令信号に基づいて稼動信号を出力する稼動信号出力手段と、前記稼動信号出力手段からの稼動信号に基づいて前記電源からの電流を前記負荷に供給する負荷稼動手段とを備える負荷保護装置であって、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路、および前記電源から前記稼動信号出力手段に電力を伝達する電流経路が共用する電流経路に前記過電流保護手段を設け、前記電源と前記過電流保護手段の間に、前記過電流保護手段の作動時に前記電源からの電流を流すための抵抗素子を設け、さらに前記制御基板は、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に前記過電流保護手段を介して接続されかつ操作装置に電力を供給する電力供給端子と、前記操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力端子と、前記操作信号入力端子から入力した操作信号に基づいて前記電流指令信号出力手段を制御するとともに前記制御基板が起動中であることを示す信号を出力する制御手段と、前記制御基板が起動中であることを示す信号に基づいて前記制御基板の異常の有無を検出する手段と、を備える。

このような構成であれば、電力供給基板に電源が接続されると、電力供給基板を介して制御基板に電力が供給される。制御基板では、電力供給基板から電力の供給を受けて電流指令信号出力手段が動作し、電流指令信号出力手段により、電流指令信号が出力される。
電力供給基板では、電流指令信号が入力されると、稼動信号出力手段により、入力された電流指令信号に基づいて稼動信号が出力され、負荷稼動手段により、稼動信号に基づいて電源からの電流が負荷に供給される。負荷に電流が供給されると、負荷が稼動する。

次に、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生すると、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路、および電源から稼動信号出力手段に電力を伝達する電流経路が共用する電流経路に過電流保護手段が設けられているので、過電流保護手段により、制御基板への電力供給および稼動信号出力手段への電力供給が一括で遮断される。そのため、稼動信号出力手段からは、電流を供給すべき稼動信号の出力が抑制される。
また、過電流保護手段により電力の供給が遮断されたときは、電源からの電流が抵抗素子を流れるので、電源が安定化する。
さらに、制御基板に操作装置が接続されるため、操作装置の操作により操作信号が入力されると、制御手段により、入力された操作信号に基づいて電流指令信号出力手段が制御される。
次に、操作装置に障害等が発生し、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生すると、過電流保護手段により、制御基板への電力供給および稼動信号出力手段への電力供給が一括で遮断される。また、前記制御基板が起動中であることを示す信号に基づいて、前記制御基板の異常の有無を検出することができる。
ここで、過電流保護手段は、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられていればよく、電力供給基板、制御基板その他の任意の箇所に設けることができる。

また、過電流保護手段としては、例えば、ヒューズ、ブレーカ、電磁開閉器および電磁接触器が含まれる。
また、稼動とは、動力の発生を伴って負荷を動作させること、動力の発生を伴わずに負荷を動作させることをいう。前者の負荷には、例えば、モータ、アクチュエータが含まれる。後者の負荷には、例えば、電子回路、半導体装置が含まれる。
また、抵抗素子は、過電流保護手段の作動・非作動にかかわらず、電源からの電流を流すように設けてもよいし、過電流保護手段の作動時に電源の電流経路に接続し、電源からの電流を流すように設けてもよい。

さらに、本発明に係る請求項２記載の負荷保護装置は、請求項１記載の負荷保護装置において、前記電力供給基板は、前記電源の電圧を定電圧化して出力する定電圧手段を備え、前記抵抗素子を、前記定電圧手段と前記過電流保護手段の間で、かつ、前記定電圧手段に対して並列に接続した。
このような構成であれば、電源の接続等に伴って定電圧手段から突入電流が発生したときは、突入電流の一部が抵抗素子に流れるので、稼動信号出力手段への過電流の流入が抑制されるとともに定電圧手段が安定化する。
また、過電流保護手段により電力の供給が遮断されたときは、定電圧手段からの電流が抵抗素子を流れるので、定電圧手段の出力電圧の上昇を抑制し、定電圧手段が安定化する。

さらに、本発明に係る請求項３記載の負荷保護装置は、請求項１および２のいずれか１項に記載の負荷保護装置において、前記制御基板は、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に前記過電流保護手段を介して接続されかつ操作装置に電力を供給する電力供給端子と、前記操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力端子と、前記操作信号入力端子から入力した操作信号に基づいて前記電流指令信号出力手段を制御する制御手段とを備える。

このような構成であれば、制御基板に操作装置が接続され、操作装置の操作により操作信号が入力されると、制御手段により、入力された操作信号に基づいて電流指令信号出力手段が制御される。
次に、操作装置に障害等が発生し、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生すると、過電流保護手段により、制御基板への電力供給および稼動信号出力手段への電力供給が一括で遮断される。

以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の負荷保護装置によれば、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生した場合は、制御基板への電力供給および稼動信号出力手段への電力供給が一括で遮断され、電流を供給すべき稼動信号の出力が抑制されるので、過電流から制御基板を保護することができるとともに負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。また、過電流保護手段により電力の供給が遮断されたときは、電源からの電流が抵抗素子を流れるので、電源を安定化させることができるという効果も得られる。
また、操作装置で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板を保護することができるとともに負荷への電流供給を防止することができる。さらに、制御手段に異常が生じた場合等、制御基板に生じた異常を検出することができるという効果が得られる。

さらに、本発明に係る請求項２記載の負荷保護装置によれば、過電流保護手段により電力の供給が遮断されたときは、定電圧手段の出力電圧の上昇を抑制し、定電圧手段を安定化させることができるという効果が得られる。また、突入電流が発生したときに、突入電流から稼動信号出力手段を保護するとともに定電圧手段を安定化させることができるという効果も得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る負荷保護装置の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、本発明に係る負荷保護装置を、図１に示すように、モータ２を制御する場合について適用したものである。
まず、本発明を適用するモータ制御装置の構成を説明する。

図１は、本実施の形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
モータ制御装置は、図１に示すように、交流電源からなる電源１ａ、１ｂと、ダイレクトドライブモータからなるモータ２と、モータ２を駆動するパワーアンプ基板（ＰＡ）３と、モータ２を制御する制御基板（ＣＢ）６と、制御基板６を操作する操作用端末７とを有して構成されている。なお、ダイレクトドライブモータとしては、例えば、特開2003-153510号公報に開示されているものを利用することができる。

パワーアンプ基板３には、電源１ａ、１ｂおよびモータ２が接続されている。
パワーアンプ基板３には、Ｕ相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子Ｔ11と、Ｖ相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子Ｔ12と、Ｗ相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子Ｔ13と、制御基板６が起動中であることを示すＰＷＭＯＮ信号を入力する入力端子Ｔ14と、制御基板６に電力を供給する電力供給端子Ｔ15と、グランド端子Ｔ16とが設けられている。制御基板６には、Ｕ相の電流指令信号を出力する出力端子Ｔ21と、Ｖ相の電流指令信号を出力する出力端子Ｔ22と、Ｗ相の電流指令信号を出力する出力端子Ｔ23と、ＰＷＭＯＮ信号を出力する出力端子Ｔ24と、電力入力端子Ｔ25と、制御基板６のグランドに接続されたグランド端子Ｔ26とが設けられている。そして、入力端子Ｔ11と出力端子Ｔ21は信号線で接続されている。同様に、入力端子Ｔ12と出力端子Ｔ22、入力端子Ｔ13と出力端子Ｔ23、入力端子Ｔ14と出力端子Ｔ24、電力供給端子Ｔ15と電力入力端子Ｔ25、およびグランド端子Ｔ16とグランド端子Ｔ26もそれぞれ信号線で接続されている。

制御基板６には、操作用端末７に電力を供給する電力供給端子Ｔ27と、操作用端末７からの操作信号を入力する操作信号入力端子Ｔ28と、制御基板６の異常の有無を確認する異常確認端子Ｔ29、Ｔ2aとが設けられている。そして、電力供給端子Ｔ27、操作信号入力端子Ｔ28および異常確認端子Ｔ29、Ｔ2aには、操作用端末７が接続されている。
パワーアンプ基板３は、制御基板６からの信号を処理する信号処理部３１と、モータ２に電力を供給する電力供給部３２とを有して構成されている。

信号処理部３１は、電源１ｂの交流電力から所定電圧の直流電流を生成するスイッチングレギュレータ３３と、スイッチングレギュレータ３３から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４とを有して構成されている。
フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流指令信号に基づいて、それら相に対応する駆動信号を出力する機能を有する。フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３の一端はそれぞれ、スイッチングレギュレータ３３の電源ラインに接続され、その他端はそれぞれ、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を介して入力端子Ｔ11〜Ｔ13に接続されている。フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３は、電流指令信号がローレベルであるときは、モータ２に電流を供給すべき駆動信号を出力し、電流指令信号がハイレベルであるときは、モータ２への電流供給を遮断すべき駆動信号を出力する。

フォトカプラＰＣ４は、ＰＷＭＯＮ信号に基づいて、電力供給部３２への電力供給の有無を切り換える切換信号を出力する機能を有する。フォトカプラＰＣ４の一端は、スイッチングレギュレータ３３の電源ラインに接続され、その他端は、抵抗Ｒ４を介して入力端子Ｔ14に接続されている。フォトカプラＰＣ４は、ＰＷＭＯＮ信号がローレベルであるときは、電力供給部３２に電力を供給すべき切換信号を出力し、ＰＷＭＯＮ信号がハイレベルであるときは、電力供給部３２への電力供給を遮断すべき切換信号を出力する。

電力供給端子Ｔ15は、スイッチングレギュレータ３３の電源ラインに電源ラインＬ１で接続され、グランド端子Ｔ16は、パワーアンプ基板３のグランドに接続されている。
スイッチングレギュレータ３３の電源ラインであって電源ラインＬ１との接点よりも前段（スイッチングレギュレータ３３側）には、所定の電流が流れたときに溶断するヒューズ３４が設けられている。この箇所は、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３への電源ラインおよび制御基板６への電源ラインが共用する電源ラインであるので、ヒューズ３４の溶断により、制御基板６への電力供給およびフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３への電力供給を一括で遮断することができる。

スイッチングレギュレータ３３とヒューズ３４の間には、スイッチングレギュレータ３３に対して並列にブリーダ抵抗ＲBBが接続されている。ブリーダ抵抗ＲBBは、ヒューズ３４が溶断したときに、スイッチングレギュレータ３３からの電流を流すことにより、スイッチングレギュレータ３３の端子電圧の上昇を抑制し、スイッチングレギュレータ３３を安定化させる機能を有する。また、パワーアンプ基板３に電源１ｂを接続したときに発生する突入電流の一部を分流することにより、突入電流からフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４を保護するとともにスイッチングレギュレータ３３を安定化させる機能を有する。

電力供給部３２は、電源１ａの交流電力を直流に整流する整流器３５と、整流器３５の出力を平滑化する平滑コンデンサＣと、平滑コンデンサＣで平滑化した電流をモータ２に供給するモータ駆動回路３６と、電源１ａと整流器３５の電源ラインに設けられたリレー３７とを有して構成されている。
モータ駆動回路３６は、インバータ回路３６ａおよびＦＥＴゲート駆動回路３６ｂを有して構成されている。

インバータ回路３６ａは、２つの電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２が直列に接続された第１直列回路と、第１直列回路と並列に接続された同様に２つの電界効果トランジスタＦＥＴ３およびＦＥＴ４の第２直列回路と、第１直列回路と並列に接続された同様に２つの電界効果トランジスタＦＥＴ５およびＦＥＴ６の第３直列回路とからなる３相交流インバータ回路である。そして、ＦＥＴゲート駆動回路３６ｂから供給されるゲート駆動信号によりスイッチング動作し、平滑コンデンサＣに接続するＰＬ線とＮＬ線の間の直流電圧を３相交流電力に変換し、モータ２のＵＬ線、ＶＬ線およびＷＬ線の間に３相交流電圧を出力する。

ＦＥＴゲート駆動回路３６ｂは、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３からの駆動信号に基づいてゲート駆動信号を生成し、生成したゲート駆動信号をインバータ回路３６ａに出力する。
リレー３７は、電力供給部３２に電力を供給すべき切換信号をフォトカプラＰＣ４から入力したときは、接点を閉じて電源１ａと整流器３５の電源ラインを導通状態とし、電力供給部３２への電力供給を遮断すべき切換信号をフォトカプラＰＣ４から入力したときは、接点を開いて電源１ａと整流器３５の電源ラインを非導通状態とする。

制御基板６は、パワーアンプ基板３から電力の供給を受けて動作する電流指令出力回路６１およびＣＰＵ６２と、パワーアンプ基板３から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラＰＣ５とを有して構成されている。
電流指令出力回路６１、ＣＰＵ６２および電力供給端子Ｔ27は、電源ラインＬ２により電力入力端子Ｔ25と接続されている。

フォトカプラＰＣ５は、制御基板６の異常の有無を出力する機能を有する。フォトカプラＰＣ５の一端は、ＣＰＵ６２に接続され、その他端は、抵抗Ｒ５を介して電源ラインＬ２に接続されている。フォトカプラＰＣ５は、ＣＰＵ６２からのＰＷＭＯＮ信号がローレベルであるときは、異常確認端子Ｔ29、Ｔ2a間を短絡して正常の旨を出力し、ＣＰＵ６２からのＰＷＭＯＮ信号がハイレベルであるときは、異常確認端子Ｔ29、Ｔ2a間を開放して異常の旨を出力する。操作用端末７では、異常確認端子Ｔ29、Ｔ2a間の短絡／開放を検出することにより制御基板６の異常の有無を確認することができる。

ＣＰＵ６２は、モータ２に取り付けられたレゾルバ（不図示）からのレゾルバ信号に基づいてモータ２の回転角度位置を所定の分解能で位置検出データとして検出するＲＤＣ（Resolver Digital Converter）（不図示）に接続し、操作信号入力端子Ｔ28から入力した操作信号およびＲＤＣからの位置検出データに基づいて電流指令出力回路６１に制御信号を出力する。例えば、モータ２の回転速度を増減させる操作信号を入力したときは、入力した操作信号および位置検出データに基づいて速度指令信号を算出し、算出した速度指令信号を制御信号として電流指令出力回路６１に出力する。
電流指令出力回路６１は、ＣＰＵ６２からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。例えば、速度指令信号を入力したときは、モータ２の回転速度が速度指令値と一致するように電流指令値を各相ごとに算出し、算出した電流指令値を示す電流指令信号を出力する。

次に、本実施の形態の動作を説明する。
パワーアンプ基板３に電源１ａ、１ｂが接続されると、パワーアンプ基板３を介して制御基板６に電力が供給される。このとき、突入電流が発生すると、突入電流の一部がブリーダ抵抗ＲBBを流れるので、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４への過電流の流入が抑制されるとともにスイッチングレギュレータ３３が安定化する。
制御基板６では、パワーアンプ基板３から電力の供給を受けて電流指令出力回路６１が動作し、電流指令出力回路６１により電流指令信号が出力される。

パワーアンプ基板３では、電流指令信号が入力されると、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３により、入力された電流指令信号に基づいて駆動信号が出力され、モータ駆動回路３６により、駆動信号に基づいて電源１ａからの電流がモータ２に供給される。モータ２に電流が供給されると、モータ２が駆動する。
次に、モータ２の駆動中に操作用端末７で障害等が発生し、電源ラインＬ２に過電流が発生すると、ヒューズ３４が溶断し、制御基板６への電力供給およびフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３への電力供給が一括で遮断される。そのため、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３からは、モータ２に電流を供給すべき駆動信号が出力されないので、モータ駆動回路３６により、モータ２への電流供給が遮断される。

また、ヒューズ３４が溶断したときは、スイッチングレギュレータ３３からの電流がブリーダ抵抗ＲBBを流れるので、スイッチングレギュレータ３３が安定化する。
このようにして、本実施の形態では、スイッチングレギュレータ３３からフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３への電源ラインおよび制御基板６への電源ラインが共用する電源ラインにヒューズ３４を設けた。
これにより、電源ラインＬ２に過電流が発生した場合は、制御基板６への電力供給およびフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３への電力供給が一括で遮断され、電流を供給すべき駆動信号の出力が抑制されるので、過電流から制御基板６を保護することができるとともにモータ２への電流供給を防止することができる。
さらに、本実施の形態では、スイッチングレギュレータ３３とヒューズ３４の間にブリーダ抵抗ＲBBを設けた。

これにより、ヒューズ３４が溶断したときに、スイッチングレギュレータ３３の端子電圧の上昇を抑制し、スイッチングレギュレータ３３を安定化させることができる。また、突入電流が発生したときに、突入電流からフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４を保護するとともにスイッチングレギュレータ３３を安定化させることができる。
さらに、本実施の形態では、制御基板６は、ヒューズ３４を介して電源ラインＬ２に接続されかつ操作用端末７に電力を供給する電力供給端子Ｔ27と、操作用端末７からの操作信号を入力する操作信号入力端子Ｔ28と、操作信号入力端子Ｔ28から入力した操作信号に基づいて電流指令出力回路６１を制御するＣＰＵ６２とを備える。
これにより、操作用端末７で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板６を保護することができるとともにモータ２への電流供給を防止することができる。

上記実施の形態において、モータ２は、請求項１記載の負荷に対応し、パワーアンプ基板３は、請求項１または２記載の電力供給基板に対応し、操作用端末７は、請求項１記載の操作装置に対応し、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ３は、請求項１記載の稼動信号出力手段に対応している。また、スイッチングレギュレータ３３は、請求項２記載の定電圧手段に対応し、モータ駆動回路３６は、請求項１記載の負荷稼動手段に対応し、電流指令出力回路６１は、請求項１記載の電流指令信号出力手段に対応し、ＣＰＵ６２は、請求項１記載の制御手段に対応している。

また、上記実施の形態において、ヒューズ３４は、請求項１または２記載の過電流保護手段に対応し、ブリーダ抵抗ＲBBは、請求項１または２記載の抵抗素子に対応し、電力供給端子Ｔ27は、請求項１記載の電力供給端子に対応している。
なお、上記実施の形態において、電流指令出力回路６１は、電力の供給が遮断されたときにローレベルの電流指令信号を出力するように構成したが、これに限らず、電力の供給が遮断されたときにハイレベルの電流指令信号を出力するように構成することもできる。具体的には、図３において、ＭＯＳＦＥＴ４３のバックゲートを接地し、ダイオードＤ２を設けない構成とすればよい。

これにより、電源ラインＬ２に過電流が発生した場合は、電流を供給すべき駆動信号の出力が抑制されるので、モータ２への電流供給をさらに確実に防止することができる。
この場合、さらに、ＭＯＳＦＥＴ４３、４４は、例えば、ＶＨＣＴ（Very High Speed CMOS, TTL Compatible Inputs）型のＣＭＯＳ（Complementary Mental-Oxide Semiconductor）として構成することができる。
これにより、高速応答が可能であり、特に、制御基板６への電力供給が遮断されたときにモータ２への電流供給を速やかに遮断することができる。

また、上記実施の形態においては、過電流保護手段としてヒューズ３４を利用したが、これに限らず、ブレーカ、電磁開閉器、電磁接触器その他の過電流保護装置を利用することもできる。
また、上記実施の形態においては、３相のモータ２を用いて構成したが、これに限らず、２相のモータまたは４相以上のモータを用いて構成することもできる。
また、上記実施の形態においては、本発明に係る負荷保護装置を、モータ２を制御する場合について適用したが、これに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。

本実施の形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。電流指令出力回路６１の信号出力部の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ電源
２モータ
３、３００パワーアンプ基板
６、６００制御基板
７操作用端末
３１、３１０信号処理部
３２、３２０電力供給部
３４ヒューズ
３６モータ駆動回路
６１電流指令出力回路
６２ＣＰＵ
Ｌ１、Ｌ２電源ライン
ＰＣ１〜ＰＣ５フォトカプラ
Ｄ２、Ｄ３ダイオード

Claims

電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する電力供給基板と、
前記電力供給基板から電力の供給を受けて動作しかつ前記負荷を制御する制御基板と、
前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられた過電流保護手段とを備え、
前記制御基板は、前記負荷に供給すべき電流の指令値を示す電流指令信号を出力する電流指令信号出力手段を備え、
前記電力供給基板は、前記制御基板からの電流指令信号に基づいて稼動信号を出力する稼動信号出力手段と、
前記稼動信号出力手段からの稼動信号に基づいて前記電源からの電流を前記負荷に供給する負荷稼動手段とを備える負荷保護装置であって、
前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路、および前記電源から前記稼動信号出力手段に電力を伝達する電流経路が共用する電流経路に前記過電流保護手段を設け、
前記電源と前記過電流保護手段の間に、前記過電流保護手段の作動時に前記電源からの電流を流すための抵抗素子を設け、
さらに前記制御基板は、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に前記過電流保護手段を介して接続されかつ操作装置に電力を供給する電力供給端子と、前記操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力端子と、前記操作信号入力端子から入力した操作信号に基づいて前記電流指令信号出力手段を制御するとともに前記制御基板が起動中であることを示す信号を出力する制御手段と、前記制御基板が起動中であることを示す信号に基づいて前記制御基板の異常の有無を検出する手段と、を備えることを特徴とする負荷保護装置。
請求項１において、
前記電力供給基板は、前記電源の電圧を定電圧化して出力する定電圧手段を備え、
前記抵抗素子を、前記定電圧手段と前記過電流保護手段の間で、かつ、前記定電圧手段に対して並列に接続したことを特徴とする負荷保護装置。