JP5489798B2 - Current detection device and motor system - Google Patents
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Description
本発明は、モータ電流を検出する電流検出装置およびモータシステムに関する。 The present invention relates to a current detection device and a motor system that detect a motor current.
ブラシレスモータを制御するモータ制御回路（三相ブリッジドライバ回路）では、モータ電流の検出方法として、３個の下アームと回路ＧＮＤ（グランド）との間に、１個のシャント抵抗を接続し、シャント抵抗の両端の電位差を測定する方法が従来から用いられている。そして、モータ制御回路では、測定した電流値が目標の電流値に一致するようモータ電流の制御を行う。 In a motor control circuit (three-phase bridge driver circuit) that controls a brushless motor, a shunt resistor is connected between three lower arms and a circuit GND (ground) as a method for detecting motor current. A method of measuring a potential difference between both ends of a resistor has been conventionally used. The motor control circuit controls the motor current so that the measured current value matches the target current value.
また、モータ電流の検出精度を向上させた電流検出装置が、たとえば下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１に記載の電流検出装置では、シャント抵抗の両端の電位差を互いに異なる増幅率を設定した複数の電流増幅回路で増幅し、最も電流検知精度が高くなる増幅信号をマイクロコンピュータに取込むことにより、精度良くモータ電流を検出している。
Moreover, a current detection device with improved motor current detection accuracy is disclosed, for example, in
しかしながら、上記従来の技術によれば、異なる増幅率を設定した複数の電流増幅回路を用いて、モータ電流の大きさに応じて電流増幅回路を使い分けることにより、精度良くモータ電流の検出を行なっている。モータ電流が微小である場合に対応するためには、微小電流検出用の電流増幅回路の増幅率を大きな値に設定するか、またはシャント抵抗の抵抗値を大きくする必要がある。電流増幅回路の増幅率を大きくする場合、増幅率の設定によっては、高コストの高性能な信号増幅器を使用しなければならない、という問題があった。 However, according to the above-described conventional technique, by using a plurality of current amplifying circuits set with different amplification factors and properly using the current amplifying circuit according to the magnitude of the motor current, the motor current can be accurately detected. Yes. In order to cope with the case where the motor current is very small, it is necessary to set the amplification factor of the current amplification circuit for detecting a minute current to a large value or to increase the resistance value of the shunt resistor. When increasing the amplification factor of the current amplification circuit, there is a problem that a high-performance high-performance signal amplifier must be used depending on the setting of the amplification factor.
次に、微小電流を精度良く検知する為の対策として、シャント抵抗の抵抗値を大きくした場合を説明する。シャント抵抗の消費電力は、流れる電流値の２乗と抵抗値との積で計算される。従って、電流検出精度を向上させる為にシャント抵抗の抵抗値を大きくする場合、シャント抵抗には大電流が流れることになり、シャント抵抗の消費電力が非常に高くなることが想定される。そのため、高コストの、サイズの大きな定格電力の高いシャント抵抗を使用しなければならない、という問題があった。 Next, a case where the resistance value of the shunt resistor is increased will be described as a measure for accurately detecting a minute current. The power consumption of the shunt resistor is calculated by the product of the square of the flowing current value and the resistance value. Therefore, when the resistance value of the shunt resistor is increased in order to improve the current detection accuracy, a large current flows through the shunt resistor, and it is assumed that the power consumption of the shunt resistor becomes very high. For this reason, there is a problem that a high-cost shunt resistor having a large size and high rated power must be used.
ところで、三相ブリッジドライバ回路における３個の下アームと回路ＧＮＤとの間に直列に接続されたシャント抵抗に発生する電位差（モータ電流がシャント抵抗を流れることによって生じる電圧降下）を検出して、その電位差が、設定されている電圧閾値（過電流レベルに対応する値）を超過しているか否かを判定する過電流検知回路が一般的に用いられている。この過電流検知回路は、モータ電流が過電流レベルを超過した場合に、モータやその制御回路の保護のための所定の動作（三相ブリッジドライバ回路を停止する等）を行なうために用いられる。このような過電流検知回路が内蔵された三相ブリッジドライバ回路は、さまざまなメーカによりパッケージ化された部品として販売されているが、標準品の場合には、過電流レベルに相当する電圧閾値は基本的には固定値であり変更できないことが多い。 By the way, by detecting the potential difference (voltage drop caused by the motor current flowing through the shunt resistor) generated in the shunt resistor connected in series between the three lower arms in the three-phase bridge driver circuit and the circuit GND, An overcurrent detection circuit that determines whether or not the potential difference exceeds a set voltage threshold (a value corresponding to an overcurrent level) is generally used. The overcurrent detection circuit is used to perform a predetermined operation (such as stopping the three-phase bridge driver circuit) for protecting the motor and its control circuit when the motor current exceeds the overcurrent level. Three-phase bridge driver circuits with built-in overcurrent detection circuits are sold as packaged parts by various manufacturers, but in the case of standard products, the voltage threshold corresponding to the overcurrent level is Basically, it is a fixed value and cannot be changed in many cases.
一方、上述の三相ブリッジドライバ回路において、シャント抵抗の抵抗値を変更すれば、電圧閾値と同じ値の電圧降下に対応するモータ電流の値が変わる。したがって、シャント抵抗の抵抗値を変更すると、過電流の判定レベル（電流閾値）を変更する場合と同じことになる。 On the other hand, in the above-described three-phase bridge driver circuit, if the resistance value of the shunt resistor is changed, the value of the motor current corresponding to the same voltage drop as the voltage threshold value changes. Therefore, changing the resistance value of the shunt resistor is the same as changing the overcurrent determination level (current threshold).
したがって、従来の過電流検知回路を用いて、モータ電流の過電流レベルを検出する場合、電流閾値に相当する電流が流れた場合に発生する電位差を過電流検知回路に設定された電圧閾値と一致させる必要がある。その為の方法としては、シャント抵抗の抵抗値を過電流検知回路に設定された電圧閾値に対応する値となるよう選定する方法、標準品でなく過電流検知の閾値を所望の値に設定した過電流検知回路内蔵の三相ブリッジドライバ回路をメーカに特注生産として作製依頼する方法、が考えられる。 Therefore, when detecting the overcurrent level of the motor current using the conventional overcurrent detection circuit, the potential difference generated when the current corresponding to the current threshold flows matches the voltage threshold set in the overcurrent detection circuit. It is necessary to let As a method for that purpose, the resistance value of the shunt resistor is selected to be a value corresponding to the voltage threshold value set in the overcurrent detection circuit, and the overcurrent detection threshold value is set to a desired value instead of the standard product. A method of requesting a manufacturer to manufacture a three-phase bridge driver circuit with a built-in overcurrent detection circuit as a custom-made product is conceivable.
シャント抵抗の抵抗値を選定する場合、抵抗値は過電流レベルと過電流検知回路に設定された電圧閾値とに基づいて一意に決定される。一方、このシャント抵抗は、上述のようにモータ電流の制御のためにモータ電流を検出する電流検出回路も用いる。したがって、過電流レベルと過電流検知回路に設定された電圧閾値とに基づいて決定したシャント抵抗の抵抗値が小さな値であった場合、同じ電流値に対する電圧降下量が小さくなるため分解能が悪くなり、電流検出回路が微小電流を精度良く検知することが困難になる。また、決定された抵抗値が大きな値であった場合には、上述したように高コストの、サイズの大きな定格電力の高いシャント抵抗を使用しなければならない。 When the resistance value of the shunt resistor is selected, the resistance value is uniquely determined based on the overcurrent level and the voltage threshold set in the overcurrent detection circuit. On the other hand, the shunt resistor also uses a current detection circuit that detects the motor current for controlling the motor current as described above. Therefore, when the resistance value of the shunt resistor determined based on the overcurrent level and the voltage threshold set in the overcurrent detection circuit is a small value, the voltage drop amount with respect to the same current value becomes small, resulting in poor resolution. Therefore, it becomes difficult for the current detection circuit to detect a minute current with high accuracy. Further, when the determined resistance value is a large value, as described above, a high-cost, large-sized shunt resistor having a large rated power must be used.
一方、過電流検知のための電圧閾値を所望の値に設定した過電流検知回路内蔵の三相ブリッジドライバ回路を特注生産としてメーカに作製依頼する場合には、シャント抵抗の抵抗値に依存する上述の問題は発生しないが、標準品の三相ブリッジドライバ回路に比べて高コストになる、という問題がある。 On the other hand, when requesting a manufacturer to manufacture a three-phase bridge driver circuit with a built-in overcurrent detection circuit in which a voltage threshold for overcurrent detection is set to a desired value as a custom-made product, it depends on the resistance value of the shunt resistor. However, there is a problem that the cost is higher than that of a standard three-phase bridge driver circuit.
また、別の対策として、過電流検知回路を内蔵していない三相ブリッジドライバ回路を使用し、過電流検知回路のみを別に設けることにより高コスト化を抑制する方法も考えられる。しかしこの場合、過電流検知回路内蔵の三相ブリッジドライバ回路に比べてプリント基板実装スペースを大きくとることが考えられる。その際、スペースに余裕が無い場合にはプリント基板サイズを拡大することとなり、高コスト化を招く可能性がある、という問題がある。 As another countermeasure, a method of suppressing the cost increase by using a three-phase bridge driver circuit that does not include an overcurrent detection circuit and separately providing only the overcurrent detection circuit can be considered. However, in this case, it can be considered that a printed circuit board mounting space is increased as compared with a three-phase bridge driver circuit with a built-in overcurrent detection circuit. At that time, if there is no room, there is a problem that the printed circuit board size is enlarged and the cost may be increased.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ制御回路のプリント基板サイズの増大を抑え、低コストで、広いモータ電流範囲に対して精度良くモータ電流を検出し、また過電流検知を行なうことができる電流検出装置およびモータシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and suppresses an increase in the size of a printed circuit board of a motor control circuit, detects a motor current accurately over a wide motor current range at low cost, and detects an overcurrent. An object of the present invention is to obtain a current detection device and a motor system capable of performing
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、測定対象の回路に接続し、前記回路を流れる電流を検出する電流検出装置であって、前記電流が流れるように、互いに直列に接続される２つ以上のシャント抵抗と、前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差を増幅した増幅信号を出力する２つ以上の電流増幅回路と、前記電流増幅回路ごとに、前記電流増幅回路から入力される前記増幅信号を電流値に変換する変換部と、前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と前記所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差と所定の閾値に基づいて過電流を検知する過電流検知回路と、前記増幅信号に基づいて、前記電流増幅回路のうちの１つを前記電流の検出のために用いる電流増幅回路として選択する切替制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a current detection device that is connected to a circuit to be measured and detects a current flowing through the circuit, and is in series with each other so that the current flows. And two or more shunt resistors connected to one of the connection points between the shunt resistors, and a potential difference between the connection point and a predetermined reference voltage point is detected, and the detected potential difference is detected. Connection between two or more current amplification circuits that output an amplified signal, a conversion unit that converts the amplification signal input from the current amplification circuit into a current value for each current amplification circuit, and the shunt resistor An overcurrent detection circuit that connects to one of the points, detects a potential difference between the connection point and the predetermined reference voltage point, and detects an overcurrent based on the detected potential difference and a predetermined threshold; Based on the amplified signal , Characterized in that it comprises a switching control unit that selects a current amplification circuit used for the detection of said current one of said current amplifier circuit.
本発明によれば、モータ制御回路のプリント基板サイズの増大を抑え、低コストで、広いモータ電流範囲に対して精度良くモータ電流を検出し、また過電流検知を行なうことができる、という効果を奏する。 According to the present invention, the increase in the printed circuit board size of the motor control circuit can be suppressed, the motor current can be accurately detected over a wide motor current range at low cost, and overcurrent detection can be performed. Play.
以下に、本発明にかかる電流検出装置およびモータシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a current detection device and a motor system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態．
図１は、本発明にかかる電流検出装置を備えるモータシステムの機能構成例を示す図である。本実施の形態のモータシステムは、たとえば換気扇のファンを回転させるためのモータ１と、モータの制御やモータ電流の検出を行う制御部と、で構成される。制御部は、三相ブリッジドライバ回路２と、シャント抵抗部５と、電流増幅部６と、マイクロコンピュータ１１と、で構成される。制御電源１２は、マイクロコンピュータ１１の動作用電源である。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration example of a motor system including a current detection device according to the present invention. The motor system according to the present embodiment includes, for example, a
モータ１は、三相ブラシレスモータであり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ三相ブリッジドライバ回路２から電流が供給される。三相ブリッジドライバ回路２は、モータ１を制御するための制御回路であり、過電流検知回路２１と、プリドライバ２２と、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチであるスイッチング素子２３−１〜２３−６と、で構成される。スイッチング素子２３−１〜２３−３は、一般に上アームとよばれるスイッチング素子であり、スイッチング素子２３−４〜２３−６は、一般に下アームとよばれるスイッチング素子である。
The
三相ブリッジドライバ回路２の３つの上アーム（スイッチング素子２３−１〜２３−３）には、モータ電源３が接続される。また、三相ブリッジドライバ回路２の下アーム（スイッチング素子２３−４〜２３−６）には、シャント抵抗部５を介して回路ＧＮＤ４が接続される。三相ブリッジドライバ回路２の上下１対のアーム（たとえば、スイッチング素子２３−１とスイッチング素子２３−４）は、モータ１の三相（Ｕ層、Ｖ層、Ｗ層）のいずれかの相に接続している。たとえば、スイッチング素子２３−１とスイッチング素子２３−４はＵ相に、スイッチング素子２３−２とスイッチング素子２３−５はＶ相に、スイッチング素子２３−３とスイッチング素子２３−６はＷ相に、それぞれ接続しているとする。したがって、モータ１の同一の相に接続される一対のスイッチング素子のＯｎ／Ｏｆｆ（ＯｎであるかＯｆｆであるか）により、その相に供給される電力が決まる。
A motor power source 3 is connected to the three upper arms (switching elements 23-1 to 23-3) of the three-phase bridge driver circuit 2. The circuit GND4 is connected to the lower arm (switching elements 23-4 to 23-6) of the three-phase bridge driver circuit 2 through the shunt resistor section 5. A pair of upper and lower arms of the three-phase bridge driver circuit 2 (for example, the switching element 23-1 and the switching element 23-4) are in any one of the three phases (U layer, V layer, W layer) of the
マイクロコンピュータ１１は、三相ブリッジドライバ回路２の動作を制御する。具体的には、マイクロコンピュータ１１は、モータ１の各相に対応するスイッチング素子２３−１〜２３−６のＯｎ／Ｏｆｆ（ＯｎとするかＯｆｆ）の制御パターンを決定し、三相ブリッジドライバ回路２のプリドライバ２２へ決定した制御パターンを指示する。プリドライバ２２は、マイクロコンピュータ１１から指示された制御パターンに基づいてスイッチング素子２３−１〜２３−６をそれぞれＯｎまたはＯｆｆとするよう制御する。なお、マイクロコンピュータ１１および三相ブリッジドライバ回路２によるモータ１の制御方法は、従来と同様であり、スイッチング素子２３−１〜２３−６のＯｎ／ＯｆｆによるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。
The
シャント抵抗部５は、直列に接続されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のシャント抵抗（シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎ）で構成され、シャント抵抗５１−１は回路ＧＮＤ４に接続する。また、シャント抵抗部５は、三相ブリッジドライバ回路２の３個の下アームに接続される。接続点５２−１〜５２−Ｎは、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの各抵抗間の接続点であり、接続点５２−１は、シャント抵抗５１−１とシャント抵抗５１−２の間の接続点であり、接続点５２−２は、シャント抵抗５１−２とシャント抵抗５１−３の間であり、…、接続点５２−Ｎは、シャント抵抗５１−Ｎと三相ブリッジドライバ回路２との間の接続点である。接続点５２−１〜５２−Ｎの各抵抗値は、互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。 The shunt resistor unit 5 includes N (N is an integer of 1 or more) shunt resistors (shunt resistors 51-1 to 51-N) connected in series, and the shunt resistor 51-1 is connected to the circuit GND4. . The shunt resistor 5 is connected to the three lower arms of the three-phase bridge driver circuit 2. Connection points 52-1 to 52-N are connection points between the respective shunt resistors 51-1 to 51-N, and the connection point 52-1 is between the shunt resistor 51-1 and the shunt resistor 51-2. The connection point 52-2 is between the shunt resistor 51-2 and the shunt resistor 51-3,..., And the connection point 52-N is the shunt resistor 51-N and the three-phase bridge driver circuit 2. Is the connection point between The resistance values of the connection points 52-1 to 52-N may be the same as or different from each other.
シャント抵抗部５の接続点５２−１〜５２−Ｎのうちのいずれか１つは、三相ブリッジドライバ回路２の過電流検知回路２１に接続される。どの接続点５２−１〜５２−Ｎを三相ブリッジドライバ回路２の過電流検知回路２１に接続するかについては、後述の過電流検知構成設定方法で説明する。過電流検知回路２１は、接続された接続点の電位差（接続点と回路ＧＮＤ４との電位差）を測定し、測定した電位差を所定の閾値と比較することにより過電流を検知する。過電流検知回路２１は、プリドライバ２２に停止指令を出力し、三相ブリッジドライバ２の全アームを強制的に開放状態とする。上記の強制停止指令は、マイクロコンピュータ１１による制御指令よりも優先される。なお、ここでは、過電流を検知した場合の動作として、三相ブリッジドライバ回路２の全アームを強制的に開放状態とする動作を行なう例を説明したが、過電流を検知した場合の動作はこれに限らず、他の動作を行なってもよい。
Any one of the connection points 52-1 to 52-N of the shunt resistor unit 5 is connected to the
マイクロコンピュータ１１は、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部７を備えており、Ａ／Ｄ変換部７はＡ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｍで構成される。また、電流増幅部６は、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍ（Ｍは１以上の整数）で構成される。たとえば、Ｍ＝Ｎとし、接続点５２−Ｊ（Ｊ＝１，２，…，Ｎ）が電流増幅回路６１−Ｊに接続するようにしてもよい。一般には、Ｍ＝Ｎとは限らず、ＭとＮは独立に設定する。
The
電流増幅回路６１−Ｋ（Ｋ＝１，…，Ｍ）は、接続点５２−Ｊの電位差を増幅し、増幅した信号をＡ／Ｄコンバータ７１−Ｋに出力する。Ａ／Ｄ変換基準電圧源１０は、Ａ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｍが実施するＡ／Ｄ変換の基準電圧を入力する。Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋは、Ａ／Ｄ変換基準電圧源１０から入力された基準電圧を基準として（フルスケールとして）、電流増幅回路６１−Ｋから入力された増幅信号に対してＡ／Ｄ変換を行なうことにより、増幅信号を電流値に変換する。マイクロコンピュータ１１は、この電流値を用いて、三相ブリッジドライバ回路２の動作を制御する。
The current amplifier circuit 61-K (K = 1,..., M) amplifies the potential difference at the connection point 52-J and outputs the amplified signal to the A / D converter 71-K. The A / D conversion
本実施の形態の電流検出装置は、シャント抵抗部５と、電流増幅部６と、マイクロコンピュータ１１と、で構成され、シャント抵抗部５内のシャント抵抗５１−１〜５１−Ｎのうち１つ以上を用いて、モータ電流がシャント抵抗部５を通過することによる電圧降下量（電位差）を測定する。そして、この電圧降下量を電流増幅部６が増幅し、マイクロコンピュータ１１が、電流増幅部６が増幅した電圧を電流に変換することにより、モータ電流Ｉを検出することができる。
The current detection device according to the present embodiment includes a shunt resistor unit 5, a current amplifier unit 6, and a
なお、マイクロコンピュータ１１では、Ａ／Ｄ変換部７が、Ａ／Ｄ変換を行なうことにより入力された電圧を電流に変換し、またマイクロコンピュータ１１が後述の回路構成の切替制御（使用する電流増幅回路を選択する処理）を行う。したがって、マイクロコンピュータ１１のうち回路構成の切り替え制御を行う機能部を切替制御部とし、本実施の形態の電流検出装置を、シャント抵抗部５と、電流増幅部６と、Ａ／Ｄ変換部７と、切替制御部と、で構成されると考えてもよい。また、過電流検知回路２１を本実施の形態の電流検出装置の構成に含めてもよい。なお、回路構成の切り替えの頻度が少ない場合等には、切替制御部を備えず、手動等により回路構成を変更してもよい。
In the
次に、本実施の形態の電流検出方法および過電流検知方法について説明する。はじめに、過電流検知を行なうために、接続点５２−１〜５２−Ｎのうちどの点を過電流検知回路２１へ接続するか、の決定方法（電流検知構成方法）について説明する。シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎにモータ電流Ｉが流れる時、任意の接続点５２−Ｊ（Ｊ＝１，２，…，Ｎ）に過電流検知回路２１を接続した場合に過電流検知回路２１の検知する電位差ＶＲＪ（接続点５２−Ｊと回路ＧＮＤ４との間に発生する電位差）は、以下に示す式（１）で表すことができる。なお、ＲＪは、シャント抵抗５１−Ｊの抵抗値とする。
ＶＲＪ ＝ Ｉ×（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ） …（１）
Next, the current detection method and overcurrent detection method of the present embodiment will be described. First, a method for determining which of the connection points 52-1 to 52-N is connected to the
VRJ = I × (R1 + R2 + ... + RJ) (1)
上記の式（１）より、シャント抵抗５１−１からシャント抵抗５１−Ｊまでの合成抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）を適切に設定することで、ＶＲＪを所望の値に設定できることが分かる。したがって、過電流検知回路２１における過電流検知の閾値となる電位差をＶＳとすると、過電流レベルの電流閾値に相当する電流が流れた場合にＶＲＪ＝ＶＳの関係が成り立つように、合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）を決定し（Ｊを決定し）、接続点５２−Ｊを過電流検知回路２１に接続すれば、ＶＳを閾値とした過電流検知ができる。言い換えると、モータの過電流レベルをＩＳとしたとき、ＩＳ×（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）が過電流検知回路２１の閾値ＶＳと等しくなるように合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）を決定する。なお、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの各抵抗値は既知とする。
From the above equation (1), it can be seen that VRJ can be set to a desired value by appropriately setting the combined resistance value (R1 + R2 +... + RJ) from shunt resistor 51-1 to shunt resistor 51-J. Accordingly, if the potential difference serving as the overcurrent detection threshold in the
また、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの各々の抵抗値によっては、過電流レベルの電流が流れた場合にＶＲＪ＝ＶＳの関係が成り立つような合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）が存在しないこともあるが、その場合は、過電流レベルの電流が流れた場合のＶＲＪが、ＶＳより小さくかつＶＳに最も近くなるように合成抵抗（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）を決定すればよい。 Further, depending on the resistance value of each of the shunt resistors 51-1 to 51-N, there may be no combined resistor (R1 + R2 +... + RJ) that satisfies the relationship of VRJ = VS when an overcurrent level current flows. In this case, the combined resistance (R1 + R2 +... + RJ) may be determined so that VRJ when an overcurrent level current flows is smaller than VS and closest to VS.
以上のような手順で、過電流検知を行なうために、過電流検知回路２１と接続する接続点５２−１〜５２−Ｎを決定し、その接続点を過電流検知回路２１と接続する。その後は、つぎに述べるような過電流検知処理を行うことができる。
In order to detect overcurrent in the above procedure, connection points 52-1 to 52-N to be connected to the
図２は、本実施の形態の過電流検知処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の電流検出回路を備えた装置（換気扇等）が運転を開始する等により、過電流検知処理が開始される。過電流検知回路２１は、過電流検知のための閾値となる電位差ＶＳの値を設定する（ステップＳ１１）。なお、低コスト・標準品の三相ブリッジドライバ回路２を使用することを前提とすると、過電流検知回路２１には電圧閾値が固定値として設定されている。ＶＳがあらかじめ設定されている場合は、ステップＳ１１を実施しなくてもよい。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of an overcurrent detection processing procedure according to the present embodiment. An overcurrent detection process is started when an apparatus (such as a ventilation fan) provided with the current detection circuit of the present embodiment starts operation. The
次に、過電流検知回路２１は、ＶＲＪ（接続点５２−Ｊと回路ＧＮＤ４との電位差）を測定し、ＶＲＪがＶＳより大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＶＲＪがＶＳ以下であると判定した場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）、過電流検知回路２１は、正常であると判断して通常制御を継続し（三相ブリッジドライバ回路２に強制停止指示をしない）、ステップＳ１２を繰り返す。
Next, the
ＶＲＪがＶＳより大きいと判定した場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、過電流検知回路２１は、過電流検知と判定し、三相ブリッジドライバ回路２に対し、強制停止するよう指示する（ステップＳ１３）。その後、過電流検知回路２１は、再びＶＲＪがＶＳより大きいか否かを判断し（ステップＳ１４）、ＶＲＪがＶＳ以下となった場合（ステップＳ１４ Ｎｏ）に、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止を解除する指示する（ステップＳ１５）。また、ステップＳ１４で、ＶＲＪがＶＳより大きいと判定した場合は、ステップＳ１４を繰り返す。以上の処理により、過電流によるモータ１と三相ブリッジドライバ回路２の故障を防ぎ、また過電流状態から正常状態に復帰した場合にはモータ制御を通常制御に自動復帰させる制御が実施できる。
When it is determined that VRJ is greater than VS (step S12 Yes), the
ところで、図２のフローチャートでは、低コスト・標準品の三相ブリッジドライバ回路２を使用することを前提としているため、電圧閾値が固定値として設定された過電流検知回路２１を前提としている。そのため、ステップＳ１２の判定で用いる閾値（ＶＳ）と、ステップＳ１３の判定に用いる閾値（ＶＳ）を同一としている。一方、過電流検知回路２１に閾値が複数設定できる場合には、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止とその解除とで異なる閾値を用いて判定を行ってもよい。
In the flowchart of FIG. 2, since it is assumed that the low-cost, standard three-phase bridge driver circuit 2 is used, the
図３は、強制停止とその解除とで異なる閾値を用いる場合の過電流検知処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、過電流検知回路２１は、過電流検知のための閾値となる電位差ＶＳ１およびＶＳ２を設定する（ステップＳ２１）。ここで、ＶＳ１は、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止の判定に用いる閾値であり、ＶＳ２は、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止の解除の判定に用いる閾値であり、ＶＳ１≧ＶＳ２とする。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an overcurrent detection processing procedure when different threshold values are used for forced stop and cancellation thereof. First, the
以降、図２で説明したステップＳ１２とステップＳ１５と同様にステップＳ２２〜ステップＳ２５を実施するが、ステップＳ２２では、判定の閾値としてＶＳの代わりにＶＳ１を用い、ステップＳ２４では、判定の閾値としてＶＳの代わりにＶＳ２を用いる。 Thereafter, Steps S22 to S25 are performed in the same manner as Steps S12 and S15 described in FIG. 2. In Step S22, VS1 is used instead of VS as a determination threshold, and VS is used as a determination threshold in Step S24. VS2 is used instead of.
図４は、図２および図３で説明した過電流検知処理を行った場合の、ＶＲＪとモータ状態との関係の一例を示す図である。図４（ａ）は、図２で示した過電流検知処理を行った場合のＶＲＪとモータ状態との関係の一例を示し、図４（ｂ）は、図３で示した過電流検知処理を行った場合のＶＲＪとモータ状態との関係の一例を示している。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between VRJ and the motor state when the overcurrent detection process described in FIGS. 2 and 3 is performed. FIG. 4A shows an example of the relationship between VRJ and the motor state when the overcurrent detection process shown in FIG. 2 is performed, and FIG. 4B shows the overcurrent detection process shown in FIG. An example of the relationship between the VRJ and the motor state when performed is shown.
図４では、モータ状態としては、通常制御、強制停止のいずれであるか、を示している。また、実線のグラフはＶＲＪの測定値を示している。図４（ａ）では、ＶＲＪがＶＳを超えたところで、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止が開始される。強制停止後しばらくは、ＶＲＪがＶＳより大きい状態が続くが、その後、ＶＲＪが減少し、ＶＲＪがＶＳ以下となった場合に、通常制御に戻る。図４（ｂ）では、ＶＲＪがＶＳ１を超えたところで、三相ブリッジドライバ回路２の強制停止が開始される。強制停止後しばらくは、ＶＲＪがＶＳ１より大きい状態が続くが、その後、ＶＲＪが減少し、ＶＲＪがＶＳ２以下となった場合に、通常制御に戻る。図４（ｂ）の場合は、図４（ａ）の場合に比べ、強制停止から通常制御に復帰するまでの時間を長くすることができる。 FIG. 4 shows whether the motor state is normal control or forced stop. The solid line graph shows the measured value of VRJ. In FIG. 4A, the forced stop of the three-phase bridge driver circuit 2 is started when VRJ exceeds VS. For a while after the forcible stop, the state where VRJ is larger than VS continues. After that, when VRJ decreases and VRJ becomes equal to or lower than VS, the normal control is resumed. In FIG. 4B, the forced stop of the three-phase bridge driver circuit 2 is started when VRJ exceeds VS1. For a while after the forcible stop, the state where VRJ is larger than VS1 continues, but thereafter, when VRJ decreases and VRJ becomes VS2 or less, the normal control is resumed. In the case of FIG. 4B, the time from the forced stop to the return to the normal control can be made longer than in the case of FIG.
なお、モータ電流以外にモータ状態を把握する為のモータ状態情報として、モータ回転数や三相ブリッジドライバ回路２におけるＰＷＭ制御のデューティ設定値等がある。ＶＳ，ＶＳ１，ＶＳ２を可変とし、たとえば、モータ状態情報のうち１つ以上を用いて過電流検知の閾値（ＶＳ，ＶＳ１，ＶＳ２）を適応的に決定することも考えられる。 In addition to the motor current, the motor status information for grasping the motor status includes the motor rotation speed, the PWM control duty setting value in the three-phase bridge driver circuit 2, and the like. For example, it may be possible to make VS, VS1, and VS2 variable and adaptively determine the overcurrent detection threshold (VS, VS1, VS2) using, for example, one or more of the motor status information.
次に、本実施の形態のモータ電流Ｉの電流検知方法について説明する。接続点５２−Ｊの電位差ＶＲＪを、電流増幅回路６１−Ｋ（Ｋ＝１，…，Ｍ）に入力するとする。電流増幅回路６１−Ｋが、入力されたＶＲＪを増幅する際の増幅率をＧＫとすると、増幅された電圧ＶＪＫは、以下の式（２）で表わすことができる。なお、モータ停止状態で発生するオフセット電圧をＶＯＦＦＫとする。
ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ＝Ｉ×（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）×ＧＫ …（２）
Next, a current detection method for the motor current I according to the present embodiment will be described. It is assumed that the potential difference VRJ at the connection point 52-J is input to the current amplifier circuit 61-K (K = 1,..., M). When the amplification factor when the current amplifier circuit 61-K amplifies the input VRJ is GK, the amplified voltage VJK can be expressed by the following equation (2). Note that the offset voltage generated when the motor is stopped is VOFFK.
VJK−VOFFK = I × (R1 + R2 +... + RJ) × GK (2)
ＶＪＫは、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋによって電流値に変換される。この際、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋは、以下の式（３）に従って、ＶＪＫを電流値ＩＫに変換することになる。なお、電流増幅回路６１−Ｋが増幅するモータ電流の想定最大値をＩＫＭＡＸとし、また、ＶＲＥＦは、Ａ／Ｄ変換基準電圧とする。
ＩＫ＝（ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ）／（ＶＲＥＦ−ＶＯＦＦＫ）×ＩＫＭＡＸ …（３）
VJK is converted into a current value by the A / D converter 71-K. At this time, the A / D converter 71-K converts VJK into a current value IK according to the following equation (3). The assumed maximum value of the motor current amplified by the current amplification circuit 61-K is IKMAX, and VREF is an A / D conversion reference voltage.
IK = (VJK−VOFFK) / (VREF−VOFFK) × IKMAX (3)
なお、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋが変換可能な入力電圧は、最大でＶＲＥＦまでである。このＶＲＥＦに対応するモータ電流をＩＫＭＡＸとする。 The input voltage that can be converted by the A / D converter 71-K is up to VREF. The motor current corresponding to this VREF is assumed to be IKMAX.
上記の式（３）により、ＶＲＥＦに対しＶＪＫが大きい値である程ＩＫは大きい値となることが分かる。但し、（ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ）＞（ＶＲＥＦ−ＶＯＦＦＫ）の関係が成り立つような場合、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの検知可能範囲上限を超え、入力に対して出力が飽和してしまう。この場合、ＩＫは正常に換算された値とならない。 From the above equation (3), it can be seen that the larger the value of VJK with respect to VREF, the larger the value of IK. However, when the relationship of (VJK−VOFFK)> (VREF−VOFFK) is satisfied, the upper limit of the detectable range of the A / D converter 71-K is exceeded and the output is saturated with respect to the input. In this case, IK does not have a normally converted value.
ところで、式（３）におけるＩＫはデジタル値であり、その値の分解能は、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋのビット数Ｘ（Ｘは１以上の整数）によって決定される。単位ビット当りの電流値ＩＫ０（ＩＫの分解能）は、以下に示す式（４）で表わすことができる。
ＩＫ０＝ＩＫＭＡＸ／（２X） …（４）
By the way, IK in the equation (3) is a digital value, and the resolution of the value is determined by the number of bits X (X is an integer of 1 or more) of the A / D converter 71-K. The current value IK0 (resolution of IK) per unit bit can be expressed by the following equation (4).
IK0 = IKMAX / (2 X ) (4)
上記の式（４）より、ＩＫＭＡＸが小さい値である程ＩＫ０は小さい値となり、ＩＫの分解能が向上し、ＩＫの値の精度が向上することが分かる。たとえば、Ｘ＝８の場合を考える。ＩＫＭＡＸ＝１［Ａ］とすると、そのときのＩＫ０＝１［Ａ］／２５６＝３．９［ｍＡ］となる。また、ＩＫＭＡＸ＝１［ｍＡ］とすると、ＩＫ０＝１［ｍＡ］／２５６＝０．００３９［ｍＡ］となる。すなわち、ＩＫＭＡＸ＝１［ｍＡ］のときの方が、ＩＫＭＡＸ＝１［Ａ］のときより、分解能が高いため、ＩＫを精度よく検出することができる。 From the above equation (4), it can be seen that the smaller the value of IKMAX is, the smaller the value of IK0 is, so that the resolution of IK is improved and the accuracy of the value of IK is improved. For example, consider the case of X = 8 . If I KMAX = 1 [A], then IK0 = 1 [A] /256=3.9 [mA]. If IKMAX = 1 [mA], then IK0 = 1 [mA] /256=0.039 [mA]. That is, since the resolution is higher when IKMAX = 1 [mA] than when IKMAX = 1 [A], IK can be detected with high accuracy.
また、一般にＡ／Ｄコンバータには、アナログ信号をデジタル信号に変換する際に、本来変換すべきビット数に対して誤差を生じるという特性がある。ＩＫの値の精度を検討する場合には、上記誤差についても考慮する必要がある。Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの上記誤差のビット数をＹ（Ｙは０より大きい整数値）とし、上記誤差を含むＩＫの値をＩＫ*とすると、上記の式（３）および式（４）を用いて、ＩＫ*は以下の式（５）で表すことができる。
ＩＫ*＝ＩＫ±Ｙ×ＩＫ０
＝（ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ）／（ＶＲＥＦ−ＶＯＦＦＫ）×ＩＫＭＡＸ
±Ｙ×ＩＫＭＡＸ／（２X） …（５）
In general, an A / D converter has a characteristic that, when an analog signal is converted into a digital signal, an error occurs with respect to the number of bits that should be converted. When examining the accuracy of the IK value, it is necessary to consider the error. When the number of bits of the error of the A / D converter 71-K is Y (Y is an integer value greater than 0) and the value of IK including the error is IK * , the above equations (3) and (4) IK * can be expressed by the following formula (5).
IK * = IK ± Y × IK0
= (VJK-VOFFK) / (VREF-VOFFK) x IKMAX
± Y × IKMAX / (2 X ) (5)
式（５）において、ＩＫＭＡＸをある一意の値に固定した時、電流検出の精度を向上させる為にはＩＫ*の値の誤差成分であるＹ×ＩＫ０の影響を小さくすれば良い。ＶＪＫを、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの出力飽和条件が成立しない範囲で可能な限り大きな値に設定すると、本来検出すべき値であるＩＫをＹ×ＩＫ０に対して相対的に大きな値にすることができる。したがって、ＶＪＫを、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの出力飽和条件が成立しない範囲で可能な限り大きな値に設定することにより、電流検出の精度を向上させることができる。 In equation (5), when IKMAX is fixed to a unique value, the influence of Y × IK0, which is an error component of the value of IK * , may be reduced in order to improve the accuracy of current detection. When VJK is set to a value as large as possible within a range in which the output saturation condition of the A / D converter 71-K is not satisfied, the value of IK that should be detected is set to a relatively large value with respect to Y × IK0. be able to. Therefore, the accuracy of current detection can be improved by setting VJK as large as possible within a range where the output saturation condition of A / D converter 71-K is not satisfied.
以上より、以下の式（６）が成立する時に、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの出力が飽和せず、かつ、最も精度が良くなる条件で電流検出を実施することができる。なお、ＶＪＫＭＡＸは、ＩＫ＝ＩＫＭＡＸ*が成立する時のＶＪＫの最大値である。また、ＩＫＭＡＸ*は、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの誤差を考慮した上で、マイクロコンピュータ１１が取込んで認識するモータ電流の想定最大値であり、上記式（５）においてＩＫＭＡＸ*＝ＩＫＭＡＸ＋Ｙ×ＩＫ０となる値である。
（ＶＪＫＭＡＸ−ＶＯＦＦＫ）
＝ＩＫＭＡＸ*×（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）×ＧＫ
＝（ＶＲＥＦ−ＶＯＦＦＫ） …（６）
As described above, when the following expression (6) is established, the current detection can be performed under the condition that the output of the A / D converter 71-K is not saturated and the accuracy is most improved. VJKMAX is the maximum value of VJK when IK = IKMAX * is satisfied. Further, IKMAX * is an assumed maximum value of the motor current that is taken in and recognized by the
(VJKMAX-VOFFK)
= IKMAX * × (R1 + R2 +... + RJ) × GK
= (VREF−VOFFK) (6)
Ａ／Ｄ変換基準電圧を変更しない限り（ＶＲＥＦ−ＶＯＦＦＫ）は固定であるから、上記式（６）より、ＩＫＭＡＸ*の値が小さくなると、（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）とＧＫのどちらか一方または両方の値を大きくする必要がある。従って、微小電流を精度良く検知する為には、接続点５２−Ｊでのシャント抵抗の合成抵抗値か、または電流増幅回路６１−Ｋでの増幅率のどちらかまたは両方を大きくする必要がある。一方、ＩＫＭＡＸ*の値が大きくなる場合には、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの出力飽和条件が成立しないように、（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）とＧＫのどちらか一方または両方の値を小さくする必要がある。 Since (VREF−VOFFK) is fixed as long as the A / D conversion reference voltage is not changed, if the value of IKMAX * is reduced from the above equation (6), either (R1 + R2 +... + RJ), GK, or both It is necessary to increase the value. Therefore, in order to detect a minute current with high accuracy, it is necessary to increase either or both of the combined resistance value of the shunt resistor at the connection point 52-J and the amplification factor of the current amplifier circuit 61-K. . On the other hand, when the value of IKMAX * increases, it is necessary to decrease the value of one or both of (R1 + R2 +... + RJ) and GK so that the output saturation condition of the A / D converter 71-K is not satisfied. is there.
すなわち、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋで生じる誤差の影響を最も少なくするためには、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋへの入力電圧をＶＲＥＦに極力近くした状態とすればよい。したがって、小電流の場合はシャント抵抗５１−１〜５１−Ｊの合成抵抗による電圧降下を大きくするか、またはその後の電流増幅回路６１−Ｋでの増幅率を大きくすることにより、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋへの入力電圧を大きくすればよい。また、逆に大電流の場合には、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋへの入力電圧がＶＲＥＦを超えると、Ａ／Ｄ変換時に飽和して正しい結果が得られなくなるため、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｊの合成抵抗による電圧降下を小さくするか、またはその後の電流増幅回路６１−Ｋでの増幅率を小さくする。 That is, in order to minimize the influence of the error generated in the A / D converter 71-K, the input voltage to the A / D converter 71-K may be set as close as possible to VREF. Therefore, in the case of a small current, the A / D converter is increased by increasing the voltage drop due to the combined resistance of the shunt resistors 51-1 to 51-J or increasing the amplification factor in the subsequent current amplifier circuit 61-K. What is necessary is just to enlarge the input voltage to 71-K. On the other hand, in the case of a large current, if the input voltage to the A / D converter 71-K exceeds VREF, it is saturated at the time of A / D conversion, and a correct result cannot be obtained. The voltage drop due to the combined resistance of 51-J is reduced, or the amplification factor in the subsequent current amplification circuit 61-K is reduced.
なお、合成抵抗値（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）およびＧＫは、各部品によるバラツキがあるため、これらのバラツキを考慮した上で、Ａ／Ｄ変換時の出力飽和を回避する必要がある。したがって、式（６）をバラツキを考慮した以下の式（７）に修正する。なお、［・・］ＭＡＸは、［］内の値の最大値を表し、［（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）×ＧＫ］ＭＡＸは、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｊの抵抗値のバラツキおよび電流増幅回路６１−Ｋの増幅率のバラツキを考慮した場合の（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）×ＧＫの最大値とする。また、ＶＲＥＦＭＩＮは、部品のバラツキを考慮した場合のＡ／Ｄ変換基準電圧の最小値とする。
（ＶＪＫＭＡＸ−ＶＯＦＦＫ）
＝ＩＫＭＡＸ*×［（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋ＲＪ）×ＧＫ］ＭＡＸ
＝（ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫ） …（７）
Note that the combined resistance value (R1 + R2 +... + RJ) and GK vary depending on each component. Therefore, it is necessary to avoid output saturation during A / D conversion in consideration of these variations. Therefore, the formula (6) is corrected to the following formula (7) in consideration of variation. [..] MAX represents the maximum value in [], and [(R1 + R2 +... + RJ) × GK] MAX represents a variation in resistance values of the shunt resistors 51-1 to 51-J and a current amplification circuit. The maximum value of (R1 + R2 +... + RJ) × GK when variation in the amplification factor of 61−K is considered. VREFMIN is the minimum value of the A / D conversion reference voltage in consideration of component variations.
(VJKMAX-VOFFK)
= IKMAX * × [(R1 + R2 +... + RJ) × GK] MAX
= (VREFMIN−VOFFK) (7)
なお、ＶＯＦＦＫにもバラツキがあるが、ＶＪＫＭＡＸとＶＲＥＦＭＩＮの両方から差引かれる値である為、考慮する必要は無い。以上の式（７）が、入力電圧の飽和を回避して、かつＡ／Ｄコンバータ７１−Ｋへの入力電圧をＡ／Ｄ変換基準電圧に極力近づける為の最適条件である。したがって、式（７）を満足するように、回路構成を決定すれば、図１に例示した電流検出装置により精度良くモータ電流Ｉを検知する為の最適な回路構成とすることができる。すなわち、式（７）が成り立つように、ＩＫＭＡＸ*に応じて、ＪおよびＧＫを決定すればよい。なお、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋの誤差は、測定した結果を用いてもよいし仕様値等を用いてもよい。 Although VOFFK also varies, there is no need to consider it because it is a value that is subtracted from both VJKMAX and VREFMIN. The above formula (7) is the optimum condition for avoiding the saturation of the input voltage and making the input voltage to the A / D converter 71-K as close as possible to the A / D conversion reference voltage. Therefore, if the circuit configuration is determined so as to satisfy the expression (7), an optimum circuit configuration for accurately detecting the motor current I can be obtained by the current detection device illustrated in FIG. That is, J and GK may be determined according to IKMAX * so that Expression (7) holds. As the error of the A / D converter 71-K, a measurement result or a specification value may be used.
なお、Ｊの決定（接続点５２−１〜５２−Ｎのうちモータ電流の検出のために用いる接続点の決定）は、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの各抵抗値に基づいて実施すればよい。一方、電流増幅部６の増幅率を変更する際には、増幅率を可変とする電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍを用いるようにし、決定した接続点５２−Ｊに接続する電流増幅回路６１−Ｋの増幅率を変更するようにしてもよいし、電流増幅部６の電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍの増幅率を互いに異なるようにしておき、決定した増幅率に応じて用いる電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍを変更するようにしてもよい。その場合、接続点５２−１〜５２−Ｎは、それぞれ電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍのいずれにも接続可能な構成としておく。 The determination of J (determining the connection point used for detecting the motor current among the connection points 52-1 to 52-N) is performed based on the resistance values of the shunt resistors 51-1 to 51-N. That's fine. On the other hand, when the amplification factor of the current amplification unit 6 is changed, the current amplification circuits 61-1 to 61-M that make the amplification factor variable are used, and the current amplification circuit connected to the determined connection point 52-J. The amplification factor of 61-K may be changed, or the amplification factors of the current amplification circuits 61-1 to 61-M of the current amplification unit 6 are made different from each other and used in accordance with the determined amplification factor. The current amplifier circuits 61-1 to 61-M may be changed. In that case, the connection points 52-1 to 52-N are configured to be connectable to any of the current amplification circuits 61-1 to 61-M.
次に、モータ電流Ｉの変動に対応して、式（７）を満足させるような電流検出装置の回路構成の変更が必要となった場合（例えば、モータ電流Ｉが大きくなり、使用していたＡ／Ｄコンバータ７１−Ｋへの入力電圧が飽和し、モータ電流の上限値をより大きくするような電流検出回路の構成への切替が必要となる場合）の回路構成の切替制御について説明する。 Next, when it is necessary to change the circuit configuration of the current detection device so as to satisfy Equation (7) in response to fluctuations in the motor current I (for example, the motor current I has increased and was used) A description will be given of the switching control of the circuit configuration when the input voltage to the A / D converter 71-K is saturated and switching to the configuration of the current detection circuit that increases the upper limit value of the motor current is necessary.
図５は、回路構成の切替制御処理手順の一例を示すフローチャートである。図５を用いて、本実施の形態の電流検出装置の回路構成の切替制御処理方法を説明する。初めに、初期処理として、マイクロコンピュータ１１は、制御に必要な各パラメータを設定する（ステップＳ３１）。設定するパラメータとして、シャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの各抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，…，ＲＮ）、電流増幅回路６１−Ｋの増幅率ＧＫ（Ｋ＝１，２，…，Ｍ）、切替制御間隔Ｔ等である。なお、ここでは、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍの増幅率は、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍごとに固定とする。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a circuit configuration switching control processing procedure. The switching control processing method for the circuit configuration of the current detection device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, as an initial process, the
つぎに、マイクロコンピュータ１１は、各電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍのオフセット電圧ＶＯＦＦＫを取得する（ステップＳ３２）。具体的には、モータ１が停止している状態で電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍから出力される電位差をそれぞれＡ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｍにて取得する。以上のステップＳ３１およびステップＳ３２は、電流検出装置への電源投入後、モータ１が停止している状態で実施する。
Next, the
そして、マイクロコンピュータ１１は、最も微小な電流を検知する為の、接続点５２−Ｊと電流増幅回路６１−１との組合せを使用するよう設定する（ステップＳ３３）。すなわち、Ｋ＝１、Ｊ＝Ｊ０とする（ＶＪＫ＝ＶＪ０１）。なお、ここでは、電流増幅部６の電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍは、互いに異なる増幅率が設定されているとし、電流増幅回路６１−１の増幅率が最も小さく、電流増幅回路６１−Ｍの増幅率が最も大きいとする。また、Ａ／Ｄコンバータ７１−Ｋは、電流増幅回路６１−Ｋに接続されているとする。したがって、Ａ／Ｄコンバータ７１−１の出力を使用するよう設定することにより、電流増幅回路６１−１を使用すると設定したことになる。
Then, the
なお、回路構成検討の自由度を損なわないように、接続点数Ｎと電流増幅回路数Ｍは互いに独立した任意の値としており、ＭとＮは一致するとは限らない。したがって、Ｊ０＝１とは限らない。たとえば、接続点５２−１〜５２−Ｎが全て電流増幅部６に入力されるとは限らないし、また、接続点５２−１〜５２−Ｎのうちの１つが複数の電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍに接続していてもよい。たとえば、想定する合成抵抗値によっては、接続点５２−１〜５２−Ｎのうち、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍに接続しない接続点があってもよい。また逆に、接続点５２−１〜５２−Ｎのうちの１つが、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍのうちの複数に接続されていてもよい（同一の合成抵抗値で、増幅率の異なる状態を生成したい場合等）。 Note that the number of connection points N and the number of current amplification circuits M are arbitrary values independent of each other so as not to impair the degree of freedom in studying the circuit configuration, and M and N do not always match. Therefore, J0 = 1 is not always true. For example, not all of the connection points 52-1 to 52-N are input to the current amplification unit 6, and one of the connection points 52-1 to 52-N is a plurality of current amplification circuits 61-1. -61-M may be connected. For example, depending on the assumed combined resistance value, there may be a connection point that is not connected to the current amplifier circuits 61-1 to 61-M among the connection points 52-1 to 52-N. Conversely, one of the connection points 52-1 to 52-N may be connected to a plurality of the current amplifier circuits 61-1 to 61-M (with the same combined resistance value, the amplification factor). If you want to generate different states).
ここでは、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍには、各々に接続点５２−１〜５２−Ｎのうちいずれか１つの接続点が接続されているとし、使用するＡ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｎを決定することにより、使用する電流増幅回路（電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍのいずれか１つ）と使用する接続点（接続点５２−１〜５２−Ｎのいずれか１つ）とが一意に決定されるとする。この際、電流増幅回路６１−Ｋの、Ｋが小さいほど合成抵抗値が小さくなるような接続点５２−１〜５２−Ｎが接続されるようにしておく。 Here, it is assumed that any one of the connection points 52-1 to 52-N is connected to each of the current amplification circuits 61-1 to 61-M, and the A / D converter 71- to be used is used. By determining 1 to 71-N, the current amplifying circuit to be used (any one of the current amplifying circuits 61-1 to 61-M) and the connecting point to be used (any of the connecting points 52-1 to 52-N) Or one) is uniquely determined. At this time, connection points 52-1 to 52-N of the current amplifying circuit 61-K are connected so that the combined resistance value decreases as K decreases.
次に、マイクロコンピュータ１１は、モータ１の動作が開始した状態で、６１−Ｋによって増幅された電圧ＶＪＫが、使用電流検知回路の切替条件に該当するか否かの判定を開始する。具体的には、まず、ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫ、であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。すなわち、ＶＪＫがＶＲＥＦＦＭＩＮより小さく正しいＡ／Ｄ変換ができるか否かを判定する。
Next, the
ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫでない場合（ステップＳ３４ Ｎｏ）、マイクロコンピュータ１１は、ＫがＭより小さいか否かを判定する（ステップＳ３５）。ＫがＭより小さい場合（ステップＳ３５ Ｙｅｓ）、ＶＪＫを現在より小さくできる電流増幅回路と接続点の組み合わせが残っている（逆に言うとＩＫＭＡＸ*を現在より大きくできる）ため、Ｋ＝Ｋ＋１、Ｊ＝Ｊ＋Ｊαとするよう回路構成を切替える（ステップＳ３６）。具体的には、Ａ／Ｄコンバータ７１−（Ｋ＋１）の出力を使用するように変更する。なお、電流増幅回路６１−（Ｋ＋１）が接続点５２−（Ｊ＋Ｊα）に接続しているとする。ステップＳ３６により、回路構成の切替前よりもＩＫＭＡＸ*を１段階大きい値（Ｉ（Ｋ＋１）ＭＡＸ*に設定することにより、Ａ／Ｄ変換の際に飽和しないようにする。
If VJK−VOFFK ≦ VREFMIN−VOFFK is not satisfied (No in step S34), the
一方、ステップＳ３５で、ＫがＭ以上（実際にはＫ＝Ｍ）であると判定された場合（ステップＳ３５ Ｎｏ）、マイクロコンピュータ１１は、これ以上ＶＪＫを小さくすることができないため飽和状態を回避できないので、モータ電流異常を判定し、三相ブリッジドライバ回路２を停止させる停止制御を実施する（ステップＳ３７）。
On the other hand, if it is determined in step S35 that K is greater than or equal to M (actually K = M) (No in step S35), the
なお、図２、図３の制御フローで説明した過電流検知制御は、換気扇のファンロック等に伴うモータ動作異常時、あるいは外来ノイズ等に起因するマイクロコンピュータ１１の誤動作時に、過大なモータ電流を流すようなモータ制御指令が実施された場合に、三相ブリッジドライバ回路２が自己防衛の為にモータ駆動を強制停止させることを主目的としている。それに対し、ステップＳ３７にて実施する停止制御は、何らかの要因によるモータ１や三相ブリッジドライバ回路２の雰囲気の異常発熱等に起因して、モータ電流が徐々に増大していくような場合の異常に対応することを主目的とするという違いがある。
The overcurrent detection control described in the control flow of FIGS. 2 and 3 is performed when an excessive motor current is generated when the
ステップＳ３７の実施後、マイクロコンピュータ１１は、ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦（ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫ）×（Ｐ０／１００）であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８では、三相ブリッジドライバ回路２を停止状態から復帰させるか否かの判定を行なっているが、図３の制御フローで説明した過電流検知制御と同様に、三相ブリッジドライバ回路２の停止制御及びその解除の条件が異なる閾値にできるように、Ｐ０を用いている。Ｐ０は、０＜Ｐ０≦１００を満たす任意の値である。
After performing step S37, the
ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦（ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫ）×（Ｐ０／１００）であると判定した場合（ステップＳ３８ Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ１１は、三相ブリッジドライバ回路２の停止を解除し通常制御状態へ復帰させ（ステップＳ３９）、後述のステップＳ４３へ進む。ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦（ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫ）×（Ｐ０／１００）でないと判定した場合（ステップＳ３８ Ｎｏ）、ステップＳ３８を繰り返す。
When it is determined that VJK−VOFFK ≦ (VREFMIN−VOFFK) × (P0 / 100) (Yes in Step S38), the
また、ステップＳ３４で、ＶＪＫ−ＶＯＦＦＫ≦ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦＫであると判定した場合（ステップＳ３４ Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ１１は、次の切替条件の判定として、まず、Ｋが１より大きいか否かを判定する（ステップＳ４０）。Ｋが１より大きくない場合（ステップＳ４０ Ｎｏ）、これ以上ＶＪＫを大きくできないため、使用モータ電流範囲において最も小さい電流領域を検知する電流増幅回路６１−１を用いてモータ電流検出を実施している状態であり、回路構成の切替制御は実施せずに、ステップＳ４３に進む。
If it is determined in step S34 that VJK−VOFFK ≦ VREFMIN−VOFFK (Yes in step S34), the
ステップＳ４３では、マイクロコンピュータ１１は、前回のステップＳ３４を実施してからＴ以上時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳ４３）。前回のステップＳ３４を実施してからＴ以上時間が経過していると判断した場合（ステップＳ４３ Ｙｅｓ）は、ステップＳ３４に戻る。また、前回のステップＳ３４を実施してからＴ以上時間が経過していないと判断した場合（ステップＳ４３ Ｎｏ）、ステップＳ４３を繰り返す。
In step S43, the
また、ステップＳ４０で、Ｋが１より大きいと判断した場合（ステップＳ４０ Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ１１は、Ｋを１だけ減少させた場合にＡ／Ｄ変換時に飽和が生じないか否かを判定する（ステップＳ４１）。すなわち、マイクロコンピュータ１１は、Ｖ（Ｊ−Ｊβ）（Ｋ−１）−ＶＯＦＦ（Ｋ−１）≦（ＶＲＥＦＭＩＮ−ＶＯＦＦ（Ｋ−１））が成り立つか否かを判定する。なお、電流増幅回路６１−（Ｋ−１）が接続点５２−（Ｊ−Ｊβ）に接続しているとする。
If it is determined in step S40 that K is greater than 1 (Yes in step S40), the
Ｋを１だけ減少させた場合にＡ／Ｄ変換時に飽和が生じないと判定した場合（ステップＳ４１ Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ１１は、Ｋ＝Ｋ−１、Ｊ＝Ｊ−Ｊβと設定した回路構成に切替え（ステップＳ４２）、ステップＳ４３へ進む。具体的には、Ａ／Ｄコンバータ７１−（Ｋ−１）の出力を用いるよう変更する。このように、ＫをＫ−１に変更することにより、ＩＫＭＡＸ*を、切替前よりも１段階小さい値であるＩ（Ｋ−１）ＭＡＸ*に設定することにより、モータ電流検出の分解能を向上させ、精度良くモータ電流を検出できるようになる。また、Ｋを１だけ減少させた場合にＡ／Ｄ変換時に飽和が生じると判定した場合（ステップＳ４１ Ｎｏ）、回路構成を変更すると飽和が生じるため、回路構成を変更せず、ステップＳ４３へ進む。
If it is determined that saturation does not occur during A / D conversion when K is decreased by 1 (Yes in step S41), the
なお、以上の処理では、次回の回路構成の切替判定を実施するまでに時間Ｔだけ間隔をおくためにステップＳ４３を実施している。Ｔは、モータ電流Ｉの時間変化に対して追従する速度を所望の値に設定することにより精度の良い電流検出を実施したい、電流検出制御の追従速度を高速にし過ぎることによる急激な検出電流値変化に伴う弊害を回避したい、等の要求仕様に応じて０以上の任意の値に設定することができる。 In the above processing, step S43 is performed in order to leave an interval by time T until the next switching determination of the circuit configuration is performed. T is a rapid detection current value due to excessively high follow-up speed of current detection control, which is desired to carry out accurate current detection by setting the speed following the time change of the motor current I to a desired value. It can be set to an arbitrary value of 0 or more according to the required specifications such as avoiding adverse effects due to changes.
なお、本実施の形態では、Ａ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｍが、入力された増幅信号をＡ／Ｄ変換を行なう際に、同時に増幅信号を電流値に変換しているが、増幅信号を電流値に変換する変換部としての機能も有している。なお、増幅信号を電流値として検出する変換部としてＡ／Ｄコンバータ以外の手段を用いてもよい。この場合、変換部はＭ個備えることとし、Ａ／Ｄコンバータ７１−１〜７１−Ｍと同様に電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍに１対１に接続するようにする。 In this embodiment, the A / D converters 71-1 to 71-M simultaneously convert the amplified signal into a current value when performing A / D conversion on the input amplified signal. It also has a function as a conversion unit that converts a signal into a current value. In addition, you may use means other than an A / D converter as a conversion part which detects an amplified signal as an electric current value. In this case, M conversion units are provided and connected to the current amplification circuits 61-1 to 61-M on a one-to-one basis in the same manner as the A / D converters 71-1 to 71-M.
このように、本実施の形態では、直列に接続されたシャント抵抗５１−１〜５１−Ｎの接続点のうちのいずれか１点と接続する電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍが入力された電圧を増幅し、電流増幅回路６１−Ｋと接続するＡ／Ｄコンバータ７１−Ｋが、増幅された電圧を電流に変換するようにし、マイクロコンピュータ１１が、電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍの出力に基づいて、適切な電流増幅回路６１−１〜６１−Ｍを選択するようにした。そのため、微小電流を検出する場合にも、１つのシャント抵抗の抵抗値を大きくする必要はなく、高価なシャント抵抗を用いることなく精度よく電流を検出することができる。また、このように、複数のシャント抵抗を用いて大きな合成抵抗値を生成することができるため、微小電流を検出する場合にも、増幅率を大きくする必要がない。そのため、増幅率の大きな高価な電流増幅回路を用いる必要がない。
Thus, in the present embodiment, the current amplification circuits 61-1 to 61-M connected to any one of the connection points of the shunt resistors 51-1 to 51-N connected in series are input. The A / D converter 71-K that amplifies the amplified voltage is connected to the current amplification circuit 61-K so as to convert the amplified voltage into a current, and the
さらに、標準品の電圧閾値が固定された過電流検知回路２１を用いる場合に、過電流検知回路２１に対して適切に抵抗値を設定したとしても、過電流検知処理で用いる接続点とは独立に接続点を選択することができるため、精度良くモータ電流を検出することができる。また、標準品の電圧閾値が固定された過電流検知回路２１が内蔵された三相ブリッジドライバ回路２を用いることができるため、過電流検知回路を別途製作することによるプリント基板サイズの増大を防ぐことができる。したがって、本実施の形態では、モータ制御回路のプリント基板サイズの増大を防止し、低コストで、広いモータ電流範囲に対して精度良くモータ電流を検出でき、また過電流検知を実施することができる。
Furthermore, when using the
また、過電流検知回路２１に接続する接続点５２−１〜５２−Ｎを選択することにより、過電流検知回路２１の過電流判定のための電圧閾値が固定値として設定されている場合にも、所望のモータの過電流レベルを用いて過電流の判定を実施することができる。
Further, by selecting the connection points 52-1 to 52-N to be connected to the
以上のように、本発明にかかる電流検出装置およびモータシステムは、モータ電流を検出する電流検出装置に有用であり、特に、標準品の過電流検知回路が内蔵された三相ブリッジドライバ回路を用いた、モータ制御回路におけるモータ電流を検出する電流検出装置に適している。 As described above, the current detection device and the motor system according to the present invention are useful for a current detection device that detects a motor current, and in particular, a three-phase bridge driver circuit incorporating a standard overcurrent detection circuit is used. It is suitable for a current detection device for detecting a motor current in a motor control circuit.
１ モータ
２ 三相ブリッジドライバ回路
３ モータ電源
４ 回路ＧＮＤ
５ シャント抵抗部
６ 電流増幅部
７ Ａ／Ｄ変換部
１０ Ａ／Ｄ変換基準電圧源
１１ マイクロコンピュータ
１２ 制御電源
２１ 過電流検知回路
２２ プリドライバ
２３−１〜２３−６ スイッチング素子
５１−１〜５１−Ｎ シャント抵抗
５２−１〜５２−Ｎ 接続点
６１−１〜６１−Ｍ 電流増幅回路
７１−１〜７１−Ｍ Ａ／Ｄコンバータ
1 Motor 2 Three-phase bridge driver circuit 3 Motor power supply 4 Circuit GND
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Shunt resistance part 6 Current amplification part 7 A / D conversion part 10 A / D conversion
Claims (11)
前記電流が流れるように、互いに直列に接続される２つ以上のシャント抵抗と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差を増幅した増幅信号を出力する２つ以上の電流増幅回路と、
前記電流増幅回路ごとに、前記電流増幅回路から入力される前記増幅信号を電流値に変換する変換部と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と前記所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差と所定の閾値に基づいて過電流を検知する過電流検知回路と、
前記増幅信号に基づいて、前記電流増幅回路のうちの１つを前記電流の検出のために用いる電流増幅回路として選択する切替制御部と、
を備え、
前記回路をモータ制御回路とし、前記電流をモータへ供給するモータ電流とする場合に、
前記過電流検知回路は、検出した電位差が前記所定の閾値を超えた場合に、前記モータ制御回路に対してモータ制御を停止するよう指示し、また、モータ制御の停止中に、検出した電位差が前記所定の閾値以下となった場合に、前記モータ制御回路に対してモータ制御の停止を解除するよう指示する、
ことを特徴とする電流検出装置。 A current detection device that is connected to a circuit to be measured and detects a current flowing through the circuit,
Two or more shunt resistors connected in series with each other such that the current flows;
Two or more currents connected to one of the connection points between the shunt resistors, detecting a potential difference between the connection point and a predetermined reference voltage point, and outputting an amplified signal obtained by amplifying the detected potential difference An amplifier circuit;
A conversion unit that converts the amplified signal input from the current amplifier circuit into a current value for each current amplifier circuit;
Connect to one of the connection points between the shunt resistors, detect a potential difference between the connection point and the predetermined reference voltage point, and detect an overcurrent based on the detected potential difference and a predetermined threshold value. An overcurrent detection circuit;
A switching control unit that selects one of the current amplifier circuits as a current amplifier circuit to be used for detection of the current based on the amplified signal;
Equipped with a,
When the circuit is a motor control circuit and the current is a motor current supplied to the motor,
The overcurrent detection circuit instructs the motor control circuit to stop the motor control when the detected potential difference exceeds the predetermined threshold, and the detected potential difference is detected while the motor control is stopped. Instructing the motor control circuit to release the stop of the motor control when the predetermined threshold value or less is reached,
A current detection device characterized by that.
前記電流が流れるように、互いに直列に接続される２つ以上のシャント抵抗と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差を増幅した増幅信号を出力する２つ以上の電流増幅回路と、
前記電流増幅回路ごとに、前記電流増幅回路から入力される前記増幅信号を電流値に変換する変換部と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と前記所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差と所定の閾値に基づいて過電流を検知する過電流検知回路と、
前記増幅信号に基づいて、前記電流増幅回路のうちの１つを前記電流の検出のために用いる電流増幅回路として選択する切替制御部と、
を備え、
前記回路をモータ制御回路とし、前記電流をモータへ供給するモータ電流とする場合に、
前記過電流検知回路は、検出した電位差が前記所定の閾値を超えた場合に、前記モータ制御回路に対してモータ制御を停止するよう指示し、また、モータ制御の停止中に、検出した電位差が所定の復帰閾値以下となった場合に、前記モータ制御回路に対してモータ制御の停止を解除するよう指示する、
ことを特徴とする電流検出装置。 A current detection device that is connected to a circuit to be measured and detects a current flowing through the circuit,
Two or more shunt resistors connected in series with each other such that the current flows;
Two or more currents connected to one of the connection points between the shunt resistors, detecting a potential difference between the connection point and a predetermined reference voltage point, and outputting an amplified signal obtained by amplifying the detected potential difference An amplifier circuit;
A conversion unit that converts the amplified signal input from the current amplifier circuit into a current value for each current amplifier circuit;
Connect to one of the connection points between the shunt resistors, detect a potential difference between the connection point and the predetermined reference voltage point, and detect an overcurrent based on the detected potential difference and a predetermined threshold value. An overcurrent detection circuit;
A switching control unit that selects one of the current amplifier circuits as a current amplifier circuit to be used for detection of the current based on the amplified signal;
With
When the circuit is a motor control circuit and the current is a motor current supplied to the motor ,
The overcurrent detection circuit instructs the motor control circuit to stop the motor control when the detected potential difference exceeds the predetermined threshold, and the detected potential difference is detected while the motor control is stopped. Instructing the motor control circuit to release the stop of the motor control when it is below a predetermined return threshold;
It is that current detection device, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電流検出装置。 Selecting a connection point between the shunt resistors to connect the overcurrent detection circuit based on a current threshold value that is a lower limit current value for determining an overcurrent and the predetermined threshold value;
The current detection device according to claim 1 , wherein the current detection device is a current detection device.
前記切替制御部は、自装置を構成する各構成要素の製造上の誤差範囲を考慮した場合の前記増幅信号の最大値が、自装置を構成する各構成要素の製造上の誤差範囲を考慮した場合の前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧の最小値を超えない範囲でなるべく大きくなるよう、前記電流の検出のために用いる電流増幅回路を選択する、
ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の電流検出装置。 The converter is an A / D converter,
The switching control unit takes into account a manufacturing error range of each component constituting the own device when the maximum value of the amplification signal in consideration of a manufacturing error range of each component constituting the own device. A current amplifying circuit used for detecting the current is selected so as to be as large as possible within a range not exceeding the minimum value of the reference voltage of the A / D converter in the case;
The current detection device according to claim 1, 2, or 3 .
ことを特徴とする請求項４に記載の電流検出装置。 When the switching control unit determines that the amplified signal exceeds the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, the current amplification circuit outputs an amplified signal having a smaller value than the currently selected current amplifying circuit. Selecting a circuit as a current amplifier circuit to be used for detecting the current;
The current detection device according to claim 4 .
ことを特徴とする請求項４または５に記載の電流検出装置。 The switching control unit outputs an amplified signal having a smaller value than the currently selected current amplifying circuit when the amplified signal is determined to exceed the minimum value of the reference voltage of the A / D converter. When the circuit does not exist, the motor control circuit is instructed to stop the motor control, and during the motor control stop, the amplified signal becomes the minimum value of the reference voltage of the A / D converter. Instructing the motor control circuit to release the stop of the motor control when it becomes smaller than a value multiplied by a predetermined coefficient greater than 0 and less than or equal to 1;
The current detection device according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする請求項４，５または６に記載の電流検出装置。 When it is determined that the amplified signal does not exceed the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, the switching control unit outputs and outputs an amplified signal having a value larger than that of the currently selected current amplifying circuit. If there is a current amplifier circuit in which the amplified signal does not exceed the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, the current amplifier circuit is selected as the current amplifier circuit used for the detection of the current;
The current detection device according to claim 4, 5 or 6 .
前記電流が流れるように、互いに直列に接続される２つ以上のシャント抵抗と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差を増幅した増幅信号を出力する２つ以上の電流増幅回路と、
前記電流増幅回路ごとに、前記電流増幅回路から入力される前記増幅信号を電流値に変換する変換部と、
前記シャント抵抗間の接続点のうちの１つの接続点と接続し、その接続点と前記所定の基準電圧点との電位差を検出し、検出した電位差と所定の閾値に基づいて過電流を検知する過電流検知回路と、
前記増幅信号に基づいて、前記電流増幅回路のうちの１つを前記電流の検出のために用いる電流増幅回路として選択する切替制御部と、
を備え、
前記回路をモータ制御回路とし、前記電流をモータへ供給するモータ電流とする場合に、
前記変換部をＡ／Ｄコンバータとし、
前記切替制御部は、自装置を構成する各構成要素の製造上の誤差範囲を考慮した場合の前記増幅信号の最大値が、自装置を構成する各構成要素の製造上の誤差範囲を考慮した場合の前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧の最小値を超えない範囲でなるべく大きくなるよう、前記電流の検出のために用いる電流増幅回路を選択し、
前記増幅信号が前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧の最小値を超えていると判断した場合に、現在選択している電流増幅回路より小さな値の増幅信号を出力する電流増幅回路が存在しない場合には、前記モータ制御回路に対してモータ制御を停止するよう指示し、また、モータ制御の停止中に、前記増幅信号が前記Ａ／Ｄコンバータの基準電圧の最小値に、０より大きく１以下の所定の係数を乗じた値より小さくなった場合に、前記モータ制御回路に対してモータ制御の停止を解除するよう指示する、
ことを特徴とする電流検出装置。 A current detection device that is connected to a circuit to be measured and detects a current flowing through the circuit,
Two or more shunt resistors connected in series with each other such that the current flows;
Two or more currents connected to one of the connection points between the shunt resistors, detecting a potential difference between the connection point and a predetermined reference voltage point, and outputting an amplified signal obtained by amplifying the detected potential difference An amplifier circuit;
A conversion unit that converts the amplified signal input from the current amplifier circuit into a current value for each current amplifier circuit;
Connect to one of the connection points between the shunt resistors, detect a potential difference between the connection point and the predetermined reference voltage point, and detect an overcurrent based on the detected potential difference and a predetermined threshold value. An overcurrent detection circuit;
A switching control unit that selects one of the current amplifier circuits as a current amplifier circuit to be used for detection of the current based on the amplified signal;
With
When the circuit is a motor control circuit and the current is a motor current supplied to the motor,
The converter is an A / D converter,
The switching control unit takes into account a manufacturing error range of each component constituting the own device when the maximum value of the amplification signal in consideration of a manufacturing error range of each component constituting the own device. A current amplifying circuit used for detecting the current is selected so as to be as large as possible within a range not exceeding the minimum value of the reference voltage of the A / D converter in the case,
When it is determined that the amplified signal exceeds the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, and there is no current amplifier circuit that outputs an amplified signal having a smaller value than the currently selected current amplifier circuit Instructs the motor control circuit to stop motor control, and during motor control stop, the amplified signal is greater than 0 and less than 1 to the minimum value of the reference voltage of the A / D converter. Instructing the motor control circuit to release the stop of the motor control when the value becomes smaller than a value multiplied by a predetermined coefficient;
It is that current detection device, characterized in that.
ことを特徴とする請求項８に記載の電流検出装置。 When it is determined that the amplified signal does not exceed the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, the switching control unit outputs and outputs an amplified signal having a value larger than that of the currently selected current amplifying circuit. If there is a current amplifier circuit in which the amplified signal does not exceed the minimum value of the reference voltage of the A / D converter, the current amplifier circuit is selected as the current amplifier circuit used for the detection of the current;
The current detection device according to claim 8 .
ことを特徴とする請求項５〜９のいずれか１つに記載の電流検出装置。 The switching control unit determines whether or not the amplified signal exceeds a minimum value of the reference voltage of the A / D converter at a predetermined time interval, and sets the predetermined time interval to an arbitrary value. Can be set to
The current detection device according to any one of claims 5 to 9 .
前記ブラシレスモータを制御するモータ制御回路と、
前記モータ制御回路が前記ブラシレスモータに供給する電流を検出する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の電流検出装置と、
を備えることを特徴とするモータシステム。 A brushless motor,
A motor control circuit for controlling the brushless motor;
The current detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein the motor control circuit detects a current supplied to the brushless motor;
A motor system comprising:
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