JP5490558B2 - ファンモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファンモータの駆動を制御するファンモータ制御装置に関し、特に、ファンモータへの電源が切断されたときに機能する制動回路を備えるファンモータ制御装置に関する。

家電機器や産業機器などの多くの装置には、機器内部の温度上昇による部品や装置自体の焼損を防ぐため、装置の機器内部を冷却するためのファンが設けられている。機器の内部も高性能、高密度となってきているため、ファンの冷却性能はより高いものが要求され、ファンの回転速度も高速化が求められている。このため、電源が切断された後も、ファンは慣性で回転し続け、特に制動しない場合は、しばらく時間を経過した後に停止する。

このように、従来のファンは、電源が切断した後にも慣性で回転し続けるため、使用者が、ファンが回転していることに気づかずに誤ってファンに触れてしまうことや、メンテナンスを実施する際に、ファンの回転が停止するまでメンテナンスの作業が実施できないため作業効率が悪くなる、などの問題がある。

このような問題に対して、従来、電源が切断した後に、強制的に制動（ブレーキ）をかけてファンを即時に停止させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示されたファンを即時に停止させる方法では、電源を切断する時にファンの各固定子磁極のコイル両端を瞬間的に短絡させ、一つの密閉回路を作り、さらに、電源を切断した後のファンの慣性回転を利用してそのコイルに誘起電流を起こさせて、一つの磁場を発生させている。この誘起電流はファンの慣性回転が続く間、密閉回路になったコイルに残留して消えないため、磁場は一定の磁性を有し、ファンの回転速度によって増減するこの磁力の方向はファンの回転方向に反対するため、強力な抵抗力になり、直ちにファンの回転を停止させる、としている。

特開２００５−２４５１８８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているファンを即時に停止させる方法には次のような問題がある。
すなわち、特許文献１のファンを即時に停止させる方法では、電源が切断した後、コイルの両端を強制的に短絡させてコイルに誘起電流を発生させているが、急激に制動をかけるため、ファンを駆動するファンモータ駆動回路のスイッチング素子に過大な電流が流れて損傷する恐れが有るという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成でありながら、電源が切断されたときに、ファンモータの駆動回路に過大な電流を流さずに迅速にファンモータの回転を停止することが可能なファンモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明によるファンモータ制御装置は、複数相の駆動コイルを備えたファンモータを駆動する駆動回路部と、前記ファンモータの回転を制御する制動信号を前記駆動回路部に出力する制動回路部とを備えたファンモータ制御装置であって、前記ファンモータへの電源電圧の供給が切断された場合、前記制動回路部は、前記電源電圧が第１の閾値以下になったときに第１の制動信号を前記駆動回路部に出力する第１の制動回路と、前記電源電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに第２の制動信号を前記駆動回路部に出力する第２の制動回路とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のファンモータ制御装置において、前記第１の制動信号は前記ファンモータの回転速度を徐々に制動することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のファンモータ制御装置において、前記第１の制動回路は、前記電源電圧が第１の閾値以下になったときにリセットする第１のリセット回路と、前記第１のリセット回路がリセットしたときにオン動作して前記第１の制動信号を前記駆動回路部に出力する第１のスイッチング素子とを備え、前記第２の制動回路は、前記電源電圧が第２の閾値以下になったときにリセットする第２のリセット回路と、前記第２のリセット回路がリセットしたときにオン動作して前記第２の制動信号を前記駆動回路部に出力する第２のスイッチング素子とを備えることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３に記載のファンモータ制御装置において、前記第１の制動回路は前記電源電圧が第１の閾値以下になったときに前記第１のスイッチング素子を介して前記駆動回路部に放出する放電電流を蓄積する第１のコンデンサを備え、前記第２の制動回路は前記電源電圧が第２の閾値以下になったときに前記第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路部に放出する放電電流を蓄積する第２のコンデンサを備えることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項４に記載のファンモータ制御装置において、前記制動回路部は、前記第１の制動回路と前記第２の制動回路の間に、第２の制動信号を出力するときに前記第２のコンデンサの充電電流に加えて前記第１のコンデンサに残留している充電電流を前記駆動回路部に放出するためのダイオードをさらに備えることを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のファンモータ制御装置において、前記第１の制動回路は第１の抵抗素子と前記第２の制動回路と共有する第３のコンデンサを備え、前記第１の制動信号の電流波形の時定数が前記第１の抵抗素子と前記第３のコンデンサの値で決定されるとともに、前記第２の制動回路は第２の抵抗素子と前記第３のコンデンサを備え、前記第２の制動信号の電流波形の時定数が前記第２の抵抗素子と前記第３のコンデンサの値で決定されることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１つに記載のファンモータ制御装置において、前記駆動回路部は前記ファンモータの各相毎に駆動電流を流すべく前記各相毎に設けられたハイサイドスイッチング素子およびローサイドスイッチング素子を有するインバータ回路を備え、前記制動回路部は前記第１の制動信号および前記第２の制動信号を前記ローサイドスイッチング素子に出力することを特徴とする。

また、請求項８の発明は、請求項７に記載のファンモータ制御装置において、前記駆動回路部は前記インバータ回路に駆動信号を出力するプリドライブ回路を備え、前記制動回路部は前記プリドライブ回路の出力電圧を監視することにより前記電源電圧の低下分を検知することを特徴とする。

本発明によるファンモータ制御装置は、以上のように構成したため、簡単な回路構成でありながら、電源が切断されたときに、ファンモータの駆動回路に過大な電流を流さずに迅速にファンモータの回転を停止することが可能なファンモータ制御装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置を示す回路構成図である。 比較例として、従来の一段のみの制動を行うファンモータ制御装置において、（ａ）は制動動作を行った際の駆動コイルに流れる制動電流の電流波形の一例を示す図、（ｂ）は制動動作を行った際の時間とモータ回転速度との関係を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置において、（ａ）は制動動作を行った際の駆動コイルに流れる制動電流の電流波形の一例を示す図、（ｂ）は制動動作を行った際の時間とモータ回転速度との関係を示す概念図である。 本発明の別の実施形態に係るファンモータ制御装置を示す回路構成図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るファンモータ制御装置を示す回路構成図である。

図１に示すように、ファンモータ制御装置１は、ファンモータ１１を駆動する駆動回路部１２と、ファンモータ１１の回転を制御する制動信号を駆動回路部１２に出力する制動回路部２とを備えている。尚、本実施形態におけるファンモータ１１はＵ相，Ｖ相，Ｗ相の３相の駆動コイルを有してロータ軸にファンを連結する３相モータである（モータ構造は図示せず）。

駆動回路部１２は、ファンモータ１１の駆動コイルに駆動電流を供給するインバータ回路１３と、インバータ回路１３に駆動信号を出力するプリドライブ回路１４とを備えている。

インバータ回路１３は、ファンモータ１１の駆動コイルに駆動電流を供給するための６個のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８を備えており、スイッチング素子Ｑ３,Ｑ５，Ｑ７は直流電源Ｖｃｃの正極側に配置されたＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるハイサイドスイッチング素子であり、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８は直流電源Ｖｃｃの負極側に配置されたＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるローサイドスイッチング素子である。６個のスイッチング素子は、Ｑ３とＱ４、Ｑ５とＱ６、Ｑ７とＱ８とがそれぞれ直列に接続されており、それぞれの直列回路が並列に接続されてブリッジ回路を構成している。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点がＵ相の駆動コイルに接続され、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点がＶ相の駆動コイルに接続され、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続点がＷ相の駆動コイルに接続されている。

プリドライブ回路１４は、インバータ回路１３の６個のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のそれぞれのゲート端子に接続される複数の出力端子を備えており、出力端子から出力される駆動信号を制御して、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオン／オフ動作を制御する。また、プリドライブ回路１４は、直流電源Ｖｃｃからの電源電圧を入力するＶｃｃ端子と、電源電圧をもとに内部回路で電圧変換されて生成された所定の電圧を出力するＶｒｅｇ端子を備えている。

制動回路部２は、直流電源Ｖｃｃの正極端子と接続されて、電源電圧が入力されるプラス（＋）端子と、直流電源Ｖｃｃの負極端子と接続されるマイナス（−）端子と、駆動回路部１２におけるダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５のそれぞれを介してインバータ回路１３のローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８のそれぞれのゲート端子に接続されるＡ端子（出力端子）と、プリドライブ回路１４のＶｒｅｇ端子に接続されるＢ端子（入力端子）の４つの外部端子を備えている。

また、制動回路部２は、第１の制動回路３と、第２の制動回路４とを備えている。また、第１の制動回路３は、第１のリセット回路５と、バイポーラトランジスタからなる第１のスイッチング素子Ｑ１と、有極性のコンデンサ（第１のコンデンサ）Ｃ１とを備えており、第２の制動回路４は、第２のリセット回路６と、バイポーラトランジスタからなる第２のスイッチング素子Ｑ２と、有極性のコンデンサ（第２のコンデンサ）Ｃ２とを備えている。また、第１の制動回路３および第２の制動回路４には、両方の回路で共有するコンデンサ（第３のコンデンサ）Ｃ３を備えている。

第１のリセット回路５および第２のリセット回路６は、ＣＭＯＳ等から構成されるシステムリセット機能付きの電圧監視部品により構成され、例えば、集積回路（ＩＣ；Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ）として市販されている電子部品（例えば、ローム株式会社のリセットＩＣ ＢＤシリーズ）が適用可能である。本実施形態による第１のリセット回路５および第２のリセット回路６は、電源電圧用のＶｄｄ端子，ＧＮＤ用のＧ端子，リセット出力用のＶｏｕｔ端子が設けられている。第１のリセット回路５および第２のリセット回路６のそれぞれのＶｄｄ端子は抵抗素子Ｒ３を介して制動回路部２のＢ端子（入力端子）に接続されている。また、第１のリセット回路５のＶｏｕｔ端子は抵抗素子を介して第１のスイッチング素子Ｑ１のベース端子に、第２のリセット回路６のＶｏｕｔ端子は抵抗素子を介して第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端子に接続されている。また、第１のリセット回路５および第２のリセット回路６のそれぞれのＶｄｄ端子とＧ端子との間には電圧監視用のコンデンサＣ４が接続されている。第１のリセット回路５および第２のリセット回路６は、このコンデンサＣ４に充電される電圧、言い換えれば、抵抗素子Ｒ３を介してプリドライブ回路１４のＶｒｅｇ端子の電圧を監視し、電源電圧の低下分に追随する電圧を検知するようにしている。

第１のスイッチング素子Ｑ１は、そのエミッタ端子が第１のコンデンサＣ１の正極側に、コレクタ端子が抵抗素子（第１の抵抗素子）Ｒ１を介して制動回路部２のＡ端子（出力端子）に接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｑ２は、そのエミッタ端子が第２のコンデンサＣ２の正極側に、コレクタ端子が抵抗素子（第２の抵抗素子）Ｒ２を介して制動回路部２のＡ端子（出力端子）に接続されている。また、Ａ端子と抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との接続点とマイナス（−）端子間には第３のコンデンサＣ３が接続されている。

第１のコンデンサＣ１の正極側は、ダイオードＤ１のカソード端子と接続されており、ダイオードＤ１，抵抗素子Ｒ４を介して制動回路部２のプラス（＋）端子に接続されている。また、第２のコンデンサＣ２の正極側は、ダイオードＤ２のカソード端子と接続されており、ダイオードＤ２，抵抗素子Ｒ４を介して制動回路部２のプラス（＋）端子に接続されている。

次に、制動回路２の制動動作について具体的に説明する。
ファンモータ制御装置１において、ファンモータ１１に直流電源Ｖｃｃから電源電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）が供給されて定常運転を行っている期間は、制動回路部２の電圧監視用のコンデンサＣ４には所定の電圧が印加されている。何らかの要因で直流電源Ｖｃｃが切断され、プリドライブ回路１４のＶｃｃ端子に電源電圧が供給されなくなると、プリドライブ回路１４のＶｒｅｇ端子から出力される電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）が低下を開始し、コンデンサＣ４の電圧も低下し始める。

第１段の制動動作は、第１の制動回路３により行われる。コンデンサＣ４に印加される電圧が第１の閾値（たとえば、ＤＣ４Ｖ）以下になったとき、第１のリセット回路５は、Ｖｄｄ端子でその電圧を検出し、Ｖｏｕｔ端子をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切換え、第１のスイッチング素子Ｑ１が導通する。これにより、第１のコンデンサＣ１に充電されていたエネルギーが第１の制動信号として第１の抵抗素子Ｒ１を通って制動回路部２のＡ端子から出力される。第１の制動信号は制動開始からしばらくは徐々に増加した後、第１のコンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーが放出されるまで徐々に減衰しながら流れ続ける。第１の制動信号が流れ続ける時間は、第１のコンデンサＣ１の容量値で調整される。

制動回路部２のＡ端子から出力された第１の制動信号は、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５を通ってローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８のゲート端子に供給され、ローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８が導通する。これにより、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）は短絡され、第１の制動がかかる。ローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８に流れる電流の立ち上がりの傾斜は、第１の抵抗素子Ｒ１と第３のコンデンサＣ３により決定される回路時定数に依存するが、本実施形態では、第１の抵抗素子Ｒ１の抵抗値を比較的大きな値（例えば、数十ｋΩ）に設定しているため、回路時定数は大きくなり、駆動コイルに流れる制動電流の立ち上がりは緩やかな傾斜となり、駆動コイルに流れる制動電流のピーク電流の値は低く抑えられる。また、これにより、ファンモータ１１に対しては、ゆるやかな制動動作となる。

次に、第２段の制動動作は、第２の制動回路４により行われる。コンデンサＣ４に印加される電圧が第２の閾値（たとえば、ＤＣ３Ｖ）以下になったとき、第２のリセット回路６は、Ｖｄｄ端子でその電圧を検出し、Ｖｏｕｔ端子をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切換え、第２のスイッチング素子Ｑ２が導通する。これにより、第２のコンデンサＣ２に充電されていたエネルギーが第２の制動信号として第２の抵抗素子Ｒ２を通って制動回路部２のＡ端子から出力される。第２の制動信号は制動の開始時には急激に立ち上がり、その後、第２のコンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーが放出されるまで徐々に減衰しながら流れ続ける。第２の制動信号が流れ続ける時間は、第２のコンデンサＣ２の容量値で調整される。

制動回路部２のＡ端子から出力された第２の制動信号は、ダイオードＤ３，Ｄ４，Ｄ５を通ってローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８のゲート端子に供給され、ローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８が導通する。これにより、各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）は短絡され、第２の制動がかかる。ローサイドスイッチング素子Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８に流れる電流の立ち上がりの傾斜は、第２の抵抗素子Ｒ２と第３のコンデンサＣ３により決定される回路時定数に依存するが、本実施形態では、第２の抵抗素子Ｒ２の抵抗値を第１の抵抗素子Ｒ１と比較して小さな値（例えば、数百Ω）に設定しているため、回路時定数は小さくなり、駆動コイルに流れる制動電流の立ち上がりは急激な傾斜となり、ファンモータ１１に対して強い制動動作となる。しかしながら、第２段の制動動作時には、第１段の制動動作によりファンモータ１１の回転速度が定常時よりも低くなっているため、駆動コイルに流れる制動電流のピーク電流は比較的低く抑えられる。また、２段の制動を行っているため、制動力は１段のみの制動よりも強く、制動を開始してから短時間でファンモータ１１の回転を停止することができる。

次に、図２および図３を用いて、制動回路２の制動動作による作用効果について、詳しく説明する。図２は、比較例として、従来の一段のみの制動を行うファンモータ制御装置において、（ａ）は制動動作を行った際の駆動コイルに流れる制動電流の電流波形の一例を示す図、（ｂ）は制動動作を行った際の時間とモータ回転速度との関係を示す概念図であり、図３は、本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置において、（ａ）は二段の制動動作を行った際の駆動コイルに流れる制動電流の電流波形の一例を示す図、（ｂ）は二段の制動動作を行った際の時間とモータ回転速度との関係を示す概念図である。

従来のファンモータ制御装置においては、図２（ｂ）において、ファンモータに駆動電流が流れ回転速度Ｎ１１で定常運転している期間（定常運転期間：Ｔ１０〜Ｔ１１）から、何らかの要因で電源が切断された場合（Ｔ１１の時点）、しばらくはファンが慣性で高速回転する期間（慣性回転期間：Ｔ１１〜Ｔ１２）を経て、制動回路の指令により駆動コイルには制動電流が急激に流れる。このため、図２（ａ）に示すように、駆動コイルに流れる制動電流は急激に上昇し、その後、徐々に減衰する電流波形を示す。図２（ｂ）に示すように、制動電流が流れている期間（制動期間：Ｔ１２〜Ｔ１３）には、回転速度がＮ１２まで低下し、その後、しばらくの間、慣性で低速回転する期間（慣性回転期間：Ｔ１３〜Ｔ１４）を経て、ファンモータは回転を停止する（Ｔ１４の時点）。駆動コイルに流れる制動電流が急激に上昇するため、図に示す制動電流のピーク値Ｉ１１は比較的大きな値（例えば、１６Ａ程度）を示すとともに、制動を開始してからファンモータが完全に停止するまでの時間（Ｔ１２〜Ｔ１４）は比較的長い時間（例えば、２．５秒程度）を要する。

これに対して、本実施形態に係るファンモータ制御装置１では、次のような作用効果を奏する。
図３（ｂ）において、ファンモータに駆動電流が流れて回転速度Ｎ１で定常運転している期間（定常運転期間：Ｔ０〜Ｔ１）から、何らかの要因で電源が切断された場合（Ｔ１の時点）、しばらくはファンが慣性で高速回転する期間（慣性回転期間：Ｔ１〜Ｔ２）を経て、第１の制動回路３から出力される第１の制動信号により駆動コイルには制動電流がゆるやかな傾斜の立ち上がりで流れる。このため、図３（ａ）に示すように、駆動コイルに流れる制動電流はゆるやかに上昇し、その後、徐々に減衰する電流波形を示す。図３（ｂ）に示すように、第１の制動信号により制動電流が流れている期間（制動期間：Ｔ２〜Ｔ３）には、回転速度がＮ２まで低下する。

次に、第２の制動回路４から出力される第２の制動信号により駆動コイルには制動電流が急激な傾斜の立ち上がりで流れる。このため、図３（ａ）に示すように、駆動コイルに流れる制動電流は急激に上昇し、その後、徐々に減衰する電流波形を示す。図３（ｂ）に示すように、第２の制動信号は第１の制動信号が収束する前に立ち上がっており、第２の制動信号により制動電流が流れている期間（制動期間：Ｔ３〜Ｔ４）には、回転速度がＮ３まで低下する。その後、しばらくの間、慣性で低速回転する期間（慣性回転期間：Ｔ４〜Ｔ５）を経て、ファンモータは回転を停止する（Ｔ５の時点）。

第１制動期間では駆動コイルに流れる制動電流がゆるやかに上昇するため、そのピーク値は低く、第２の制動期間では駆動コイルに流れる制動電流が急激に上昇するものの、その時点では第１の制動によりファンモータ１１の回転数が低下しているため、そのピーク値Ｉ１１は従来の一段のみの制動よりも小さな値（例えば、１２Ａ程度）を示すとともに、第１段の制動と第２段の制動の２段制動を行っているためその制動力は強く、制動を開始してからファンモータが完全に停止するまでの時間（Ｔ２〜Ｔ５）は従来の一段のみの制動よりも短い時間（例えば、２秒程度）となる。

上記のように、本実施形態に係るファンモータ制御装置１においては、第１段の制動動作により駆動コイルに流れる制動電流のピーク値および第２段の制動動作により駆動コイルに流れる制動電流のピーク値は、共に低く抑えることができる。

また、ファンモータ１１の制動動作を開始してから回転が停止するまでの時間を短くすることができる。

以上のように、本実施形態に係るファンモータ制御装置１は、ファンモータ１１への電源電圧の供給が切断された場合、電源電圧が第１の閾値以下になったときに第１の制動信号を駆動回路部１２に出力する第１の制動回路３と、電源電圧が第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに第２の制動信号を駆動回路部１２に出力する第２の制動回路４とを制動回路部２に備えたことにより、簡単な回路構成でありながら、ファンモータ１１の駆動回路に過大な電流を流さずに迅速にファンモータ１１の回転を停止することが可能なファンモータ制御装置を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るファンモータ制御装置について説明するが、以下では、上述した第１実施形態に係るファンモータ制御装置１の構成要素に対応する構成要素には、同一の符号を付して参照し、第１実施形態に係るファンモータ制御装置１と共通する部分の説明は適宜省略して、主として相違点について説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係るファンモータ制御装置１ａを示す回路構成図である。
図４に示すように、本実施形態に係るファンモータ制御装置１ａにおいては、制動回路部２ａは、第１実施形態に係るファンモータ制御装置１の制動回路部２とは異なり、第１のコンデンサＣ１の正極側とダイオードＤ２のカソード端子との間にダイオードＤ６が配置されている。上記以外の構成は、第１実施形態と同様な回路構成である。

本実施形態に係るファンモータ制御装置１ａにおいて、電源が切断されたときの第１段の制動動作はファンモータ制御装置１と同様である。第２段の制動動作では、コンデンサＣ４に印加される電圧が第２の閾値（たとえば、ＤＣ３Ｖ）以下になったとき、第２のリセット回路６は、Ｖｄｄ端子でそれを検出し、Ｖｏｕｔ端子をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに切換え、第２のスイッチング素子Ｑ２が導通する。これにより、第２のコンデンサＣ２に充電されていたエネルギーが第２の制動信号として第２の抵抗素子Ｒ２を通って制動回路部２ａのＡ端子から出力される。これと同時に、第１段の制動動作で第１のコンデンサから放電しきれなかった残留エネルギーがダイオードＤ６を介して第２のコンデンサＣ２に流れるため、第２のコンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーに加えて第１のコンデンサＣ１の残留エネルギーが放出されるまで第２の制動信号が流れ続ける。したがって、本実施形態における第２段の制動動作においては、第１実施形態における第２段の制動動作のときよりも長い時間、第２の制動信号を出力することができる。結果的に、第２段の制動動作では、駆動コイルには、第１のコンデンサＣ１の残留エネルギーが放出される分だけ長い時間、制動電流が流れる。

以上のように構成したファンモータ制御装置１ａは、第１実施形態に係るファンモータ制御装置１と同様に、ファンモータ１１への電源電圧の供給が切断された場合、電源電圧が第１の閾値以下になったときに第１の制動信号を駆動回路部１２に出力する第１の制動回路３と、電源電圧が第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに第２の制動信号を駆動回路部１２に出力する第２の制動回路４とを制動回路部２ａに備えたことにより、簡単な回路構成でありながら、ファンモータ１１の駆動回路に過大な電流を流さずにファンモータ１１の回転を停止することができるとともに、第１のコンデンサＣ１の残留エネルギーを有効に利用することで、簡易な回路で制動期間を長くすることが可能となる。これは、例えば、第２のコンデンサＣ２として、部品実装スペースの関係上、比較的小さな容量のコンデンサしか使用できない場合、第２のコンデンサＣ２の蓄積エネルギーの不足分を第１のコンデンサＣ１の残留エネルギーで補うことができるため、有効である。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態の回路構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

たとえば、上記の実施形態においては、電源が切断したときに監視する電圧を電源電圧の低下分に追随したプリドライブ回路の出力電圧（Ｖｒｅｇ端子より出力される電圧）としたが、直流電源Ｖｃｃの電源電圧を監視するようにしてもよい。しかしながら、電源電圧はプリドライブ回路の出力電圧よりも高い電圧となるため、第１のリセット回路および第２のリセット回路を高い電圧の監視できる仕様の回路にする、あるいは電源電圧を分圧して低い電圧に下げて監視するなどの対応が必要となるため、電圧の低いプリドライブ回路の出力電圧を監視する方が好ましい。

また、上記の実施形態においては、第１の制動信号および第２の制動信号はどちらもインバータ回路のローサイドスイッチング素子に出力するようにしているが、入力側に大きなコンデンサが接続されており、電源が切断されていても制動動作を行う期間にプリドライブ回路が動作可能でかつ、ローサイドスイッチング素子が導通可能であれば、第１の制動信号および第２の制動信号をハイサイドスイッチング素子に出力して制動動作を行うようにしても構わない。しかしながら、ハイサイドスイッチング素子への制動信号の出力については、以上の様な制約条件があるため、汎用的には、第１の制動信号および第２の制動信号はインバータ回路のローサイドスイッチング素子に出力する方が望ましい。

また、上記の実施形態では、３相の駆動コイルを有する３相モータを制御するファンモータ制御装置について説明したが、本発明に係るファンモータ制御装置の制御対象は３相モータに限定されるものではなく、２相以上の複数相の駆動コイルを備えるモータに対して適用可能である。

１，１ａ：ファンモータ制御装置、２，２ａ：制動回路部、３：第１の制動回路、４：第２の制動回路、５：第１のリセット回路、６：第２のリセット回路、１１：ファンモータ、１２：駆動回路部、１３：インバータ回路、１４：プリドライブ回路、Ｄ１〜Ｄ６:ダイオード、Ｃ１：コンデンサ（第１のコンデンサ），Ｃ２：コンデンサ（第２のコンデンサ），Ｃ３：コンデンサ（第３のコンデンサ）、Ｃ４：コンデンサ、Ｒ１：抵抗素子（第１の抵抗素子）、Ｒ２：抵抗素子（第２の抵抗素子）、Ｒ３，Ｒ４：抵抗素子、Ｑ１：第１のスイッチング素子（バイポーラトランジスタ）、Ｑ２：第２のスイッチング素子（バイポーラトランジスタ）、Ｑ３，Ｑ５，Ｑ７：ハイサイドスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）、Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８：ローサイドスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）、Ｖｃｃ：直流電源

Claims (8)

1. 複数相の駆動コイルを備えたファンモータを駆動する駆動回路部と、前記ファンモータの回転を制御する制動信号を前記駆動回路部に出力する制動回路部とを備えたファンモータ制御装置であって、
   前記ファンモータへの電源電圧の供給が切断された場合、前記制動回路部は、前記電源電圧が第１の閾値以下になったときに第１の制動信号を前記駆動回路部に出力する第１の制動回路と、前記電源電圧が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに第２の制動信号を前記駆動回路部に出力する第２の制動回路とを備えたことを特徴とするファンモータ制御装置。
2. 前記第１の制動信号は前記ファンモータの回転速度を徐々に制動することを特徴とする請求項１記載のファンモータ制御装置。
3. 前記第１の制動回路は、前記電源電圧が第１の閾値以下になったときにリセットする第１のリセット回路と、前記第１のリセット回路がリセットしたときにオン動作して前記第１の制動信号を前記駆動回路部に出力する第１のスイッチング素子とを備え、前記第２の制動回路は、前記電源電圧が第２の閾値以下になったときにリセットする第２のリセット回路と、前記第２のリセット回路がリセットしたときにオン動作して前記第２の制動信号を前記駆動回路部に出力する第２のスイッチング素子とを備えることを特徴とする請求項１または２記載のファンモータ制御装置。
4. 前記第１の制動回路は前記電源電圧が第１の閾値以下になったときに前記第１のスイッチング素子を介して前記駆動回路部に放出する放電電流を蓄積する第１のコンデンサを備え、前記第２の制動回路は前記電源電圧が第２の閾値以下になったときに前記第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路部に放出する放電電流を蓄積する第２のコンデンサを備えることを特徴とする請求項３記載のファンモータ制御装置。
5. 前記制動回路部は、前記第１の制動回路と前記第２の制動回路の間に、第２の制動信号を出力するときに前記第２のコンデンサの充電電流に加えて前記第１のコンデンサに残留している充電電流を前記駆動回路部に放出するためのダイオードをさらに備えることを特徴とする請求項４記載のファンモータ制御装置。
6. 前記第１の制動回路は第１の抵抗素子と前記第２の制動回路と共有する第３のコンデンサを備え、前記第１の制動信号の電流波形の時定数が前記第１の抵抗素子と前記第３のコンデンサの値で決定されるとともに、前記第２の制動回路は第２の抵抗素子と前記第３のコンデンサを備え、前記第２の制動信号の電流波形の時定数が前記第２の抵抗素子と前記第３のコンデンサの値で決定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のファンモータ制御装置。
7. 前記駆動回路部は前記ファンモータの各相毎に駆動電流を流すべく前記各相毎に設けられたハイサイドスイッチング素子およびローサイドスイッチング素子を有するインバータ回路を備え、前記制動回路部は前記第１の制動信号および前記第２の制動信号を前記ローサイドスイッチング素子に出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のファンモータ制御装置。
8. 前記駆動回路部は前記インバータ回路に駆動信号を出力するプリドライブ回路を備え、前記制動回路部は前記プリドライブ回路の出力電圧を監視することにより前記電源電圧の低下分を検知することを特徴とする請求項７記載のファンモータ制御装置。
   

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