JP6210968B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの制御に好適なモータ駆動制御装置に関する。

上位装置から入力される速度指令信号に対応して、モータの回転速度を制御するモータ駆動制御装置が知られている。上位装置から入力される速度指令信号として、ＰＷＭ信号を適用したものが特許文献１に開示されている。また、速度指令信号として直流信号を適用したものが特許文献２に開示されている。ところで、モータ駆動制御装置の回路はプリント基板上に部品をマウントすることによって製造される。ここで、速度指令信号がＰＷＭ信号である場合と、直流信号である場合とでは、回路構成が異なるため、別種類のプリント基板が適用されていた。

特開２００７−１４３２６５号公報 特開２００９−７７６０９号公報

しかし、上述したように、速度指令信号の種類に応じてプリント基板を用意すると、一枚あたりのプリント基板の製造コストが割高になり、管理コストも増大するという問題が生じる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、製造コストや管理コストを低減できるモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明のモータ駆動制御装置は、モータを回転させるために、モータに駆動電圧を印加するモータ駆動部と、モータ駆動部に対して、供給された電圧変換信号に基づいて、駆動電圧を決定する駆動制御信号を出力する制御部と、外部からの速度制御信号を受信し、電圧変換信号を出力する電圧変換回路とを有し、電圧変換回路は、
少なくとも、第１の速度制御信号を所定の第１の仕様に基づいて変換し第１の電圧変換信号として出力する第１の電圧変換回路と、第２の速度制御信号を所定の第２の仕様に基づいて変換し第２の電圧変換信号として出力する第２の電圧変換回路とのどちらにも対応可能な導体パターンを有して、共通に適用されるプリント基板と、電圧変換回路を構成可能なあらかじめ定められた複数の電子部品からなる電子部品群の中から選択されて、プリント基板に実装され、第１の電圧変換回路または第２の電圧変換回路のどちらかのそれぞれを構成する特定部品群と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、外部からの速度制御信号の様々な仕様のそれぞれに対応した複数の電圧変換回路に対して共通のプリント基板を適用できるから、製造コストや管理コストを低減できる。

本発明の第１実施形態のモータ駆動制御装置のブロック図である。 第１実施形態における電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃの回路図である。 第１実施形態におけるプリント基板５０の平面図である。 第２実施形態における電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃの回路図である。 第２実施形態におけるプリント基板２５０の平面図である。

［第１実施形態］
（全体構成）
次に、図１を参照し、本発明の第１実施形態によるモータ駆動制御装置１００の詳細を説明する。
モータ駆動制御装置１００は、電圧変換回路１０２と、制御部１０４と、モータ駆動部１０６とを有している。電圧変換回路１０２は、上位装置１から供給された速度制御信号Ｓｃの電圧レベルを変換し、電圧変換信号Ｓｖとして出力する。制御部１０４は例えばマイクロコントロールユニット (Micro Control Unit)等から構成されており、電圧変換信号Ｓｖに基づいて、モータ２を駆動するためのＰＷＭ信号である駆動制御信号Ｓｄを出力する。モータ駆動部１０６は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて電源電圧をスイッチングすることにより駆動電圧を生成し、モータ２を回転させるために該駆動電圧をモータ２に印加する。速度制御信号Ｓｃと電圧変換信号Ｓｖの仕様は、納入先（上位装置１の製造者）に応じて様々に異なっているが、本実施形態においては、以下に述べる仕様Ａ，Ｂ，Ｃのうち何れかが採用されることとする。ただし、仕様Ａ，Ｂ，Ｃの仕様の数値（周波数範囲、電圧範囲）は具体例であって、これによって、本発明の適用範囲が限定されるものではない。

仕様Ａ：
（１）速度制御信号Ｓｃは３０[Ｈｚ]〜３００[ｋＨｚ]のポジティブＰＷＭ信号である。ハイレベル電圧ＶOHは２．６〜２０[Ｖ]であり、ロウレベル電圧ＶOLは−０．２〜０．８[Ｖ]である。オープン時には最高速度になること。
（２）電圧変換信号Ｓｖは、０[Ｖ]で最高速度、５[Ｖ]で停止とする。

仕様Ｂ：
（１）速度制御信号Ｓｃは、０[Ｖ]〜１０[Ｖ]の直流信号であり、１０[Ｖ]のときに最高速度になる。オープン時には最高速度になること。
（２）電圧変換信号Ｓｖは、３．５[Ｖ]以上で最高速度、１．５[Ｖ]以下で停止とする。

仕様Ｃ：
（１）速度制御信号Ｓｃは、１６[ｋＨｚ]〜３２[ｋＨｚ]のネガティブＰＷＭ信号である。ハイレベル電圧ＶOHは２．０〜４．０[Ｖ]であり、ロウレベル電圧ＶOLは−０．５〜０．８[Ｖ]である。オープン時には最高速度になること。上位装置１に対して電圧を印加してはならない。
（２）電圧変換信号Ｓｖは、５[Ｖ]で最高速度、０[Ｖ]で停止とする。

上記仕様Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、「ポジティブＰＷＭ」とは、デューティ比が１００％で最高速度になるということであり、「ネガティブＰＷＭ」とは、デューティ比が０％で最高速度になるということである。「オープン時」とは、上位装置１の接続外れが起こった場合のことをいう。また、制御部１０４は、電圧変換信号Ｓｖとして直流信号およびＰＷＭ信号のそれぞれに対応可能なソフトウエアプログラムによって動作する。電圧変換信号ＳｖがＰＷＭ信号である場合、仕様中における電圧変換信号Ｓｖのレベルは、当該ＰＷＭ信号の平均値に相当する。

（電圧変換回路１０２Ａ）
次に、上記各仕様に対応するための電圧変換回路１０２の構成を図２（ａ）〜（ｃ）を参照し説明する。これら図２（ａ）〜（ｃ）に示された電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃは、各々仕様Ａ，Ｂ，Ｃに対応するものである。
図２（ａ）に示す電圧変換回路１０２Ａ（第１の電圧変換回路の一例）において、１４[Ｖ]の直流電源と接地電位との間には、抵抗器２１、ダイオード２２、抵抗器２６，２７が順次直列に接続されている。また、ダイオード２２と抵抗器２６との接続点は、入力端子１０に接続される。抵抗器２１，２６，２７の抵抗値は、例えば、それぞれ数十[ｋΩ]にすればよい。入力端子１０がオープン状態ではない場合は、上位装置１から供給された速度制御信号Ｓｃが抵抗器２６，２７によって分圧され、抵抗器２７の端子電圧が、ゲート・ソース間電圧ＶｇｓとしてＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）２８に印加される。ダイオード２２は、速度制御信号Ｓｃが１４[Ｖ]を超えた際に、直流電源に１４[Ｖ]を超える電圧が印加されないように直流電源を保護する機能を果たす。

一方、入力端子１０がオープン状態であるとき、ダイオード２２と抵抗器２６の接続点の電圧は、１４[Ｖ]を上述の抵抗値で分圧した値、例えば約９[Ｖ]になるようにすると、ハイレベル電圧ＶOHが速度制御信号Ｓｃとして供給されていることと等価である。仕様Ａによると、ロウレベル電圧ＶOLの最高値は０．８[Ｖ]であるから、抵抗器２６，２７で分圧されると、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは０．８[Ｖ]未満になる。また、ハイレベル電圧ＶOHの最低値は２．６[Ｖ]であるから、同様に分圧されると、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは２．６[Ｖ]未満になる。従って、ＭＯＳＦＥＴ２８として、閾値電圧が０．８[Ｖ]未満，２．６[Ｖ]未満の中央値程度のものを適用すると、ＭＯＳＦＥＴ２８はロウレベル電圧ＶOLに対してオフ状態になり、ハイレベル電圧ＶOHに対してオン状態になる。

また、ＭＯＳＦＥＴ２８のドレイン端子は、抵抗器２４の一端に接続され、抵抗器２４の他端には５[Ｖ]の電圧が印加される。そして、ＭＯＳＦＥＴ２８のドレイン電圧は、出力端子１２を介して、電圧変換信号Ｓｖとして出力される。従って、ＭＯＳＦＥＴ２８がオン状態になると電圧変換信号Ｓｖは約０[Ｖ]になり、ＭＯＳＦＥＴ２８がオフ状態になると電圧変換信号Ｓｖは約５[Ｖ]になる。すなわち、速度制御信号Ｓｃのハイレベル電圧ＶOHに対して電圧変換信号Ｓｖは約０[Ｖ]、速度制御信号Ｓｃのロウレベル電圧ＶOLに対して電圧変換信号Ｓｖは約５[Ｖ]になるから、仕様Ａが満たされている。コンデンサ２３は抵抗器２６に並列に接続されている。コンデンサ２３は速度制御信号Ｓｃのエッジ部分を強調するために設けられている。

ところで、図１に示す制御部１０４は、モータ駆動制御装置１００の製造時において静電気等によって破損しやすく、また、使用時においても、定格値を超える電圧によって容易に破壊される傾向が強い。このため、電圧変換回路１０２Ａにおいては、入力端子１０から出力端子１２に至るＭＯＳＦＥＴ２８が制御部１０４の保護素子の機能も果たす。仮に、速度制御信号Ｓｃが仕様Ａを超える高いレベルになったとしても、これはＭＯＳＦＥＴ２８のゲート・ソース間電圧Ｖｇｓが高くなることに過ぎないから、出力端子１２を介して制御部１０４に過大な電圧が印加されることを防止できる。

（電圧変換回路１０２Ｂ）
また、図２（ｂ）に示す電圧変換回路１０２Ｂ（第２の電圧変換回路の一例）において、１４[Ｖ]の直流電源と接地電位との間には、抵抗器３１、ダイオード３２、抵抗器３６，３７が順次直列に接続されている。ダイオード３２は、速度制御信号Ｓｃが１４[Ｖ]を超えた際に、直流電源に１４[Ｖ]を超える電圧が印加されないように直流電源を保護する機能を果たす。また、５[Ｖ]の直流電源と、抵抗器３６，３７の接続点との間には、抵抗器３４およびダイオード３９が順次直列に接続されている。そして、ダイオード３２と抵抗器３６との接続点は入力端子１０に接続され、抵抗器３４とダイオード３９との接続点は出力端子１２に接続されている。抵抗器３１，３４，３６，３７の抵抗値は、例えば、数十[ｋΩ]程度にすればよい。

ここで、速度制御信号Ｓｃが０[Ｖ]である状態を検討する。この状態は、ダイオード３２と抵抗器３６の接続点を接地したという事であるから、５[Ｖ]の直流電源と接地電位との間に、抵抗器３４と、ダイオード３９と、抵抗器３６，３７の並列回路とを順次接続した状態に等しくなる。ダイオード３９の順方向電圧降下を０．６[Ｖ]とすると、４．４[Ｖ]の電圧が、抵抗器３４と、抵抗器３６，３７の並列回路とで分圧されることになる。これにより、該並列回路における電圧降下を約０．９[Ｖ]になるように設定し、これに、ダイオード３９の順方向電圧降下（０．６[Ｖ]）を加えた値、すなわち１．５[Ｖ]が、電圧変換信号Ｓｖとして、出力端子１２から出力される。

次に、速度制御信号Ｓｃが１０[Ｖ]である状態を検討する。抵抗器３６を流れる電流をＩＡとし、抵抗器３４を流れる電流をＩＢとすると、抵抗器３７を流れる電流はＩＡ＋ＩＢになる。１０[Ｖ]の電圧降下が抵抗器３６，３７において生じているため、抵抗器３６，３７のそれぞれの抵抗値をＲＡ，ＲＢとすると、
１０[Ｖ]＝ＲＡ・ＩＡ＋ＲＢ・（ＩＡ＋ＩＢ） …式（１）
が成立する。また、上述のようにダイオード３９の順方向電圧降下を０．６[Ｖ]とすると、４．４[Ｖ]の電圧降下が抵抗器３４および抵抗器３７において生じていることになるから、
４．４[Ｖ]＝ＲＡ・ＩＢ＋ＲＢ・（ＩＡ＋ＩＢ） …式（２）
が成立する。
式（１），（２）により、電流ＩＡと電流ＩＢが求められる。従って、抵抗器３７における電圧降下がＲＢ・（ＩＡ＋ＩＢ）＝２．９[Ｖ]になるように設定して、ダイオード３９の順方向電圧降下（０．６[Ｖ]）を加えると、電圧変換信号Ｓｖは３．５[Ｖ]になる。

次に、入力端子１０がオープン状態になった場合について検討する。この場合、電流ＩＡは、１４[Ｖ]の直流電源から抵抗器３１、ダイオード３２、抵抗器３６を流れる電流になる。ここで、ダイオード３２の順方向電圧降下を０．６[Ｖ]とし、抵抗器３１の抵抗値をＲＣとすると、上述の式（１）に代えて、下式（３）が成立する。
１３．４[Ｖ]＝（ＲＡ＋ＲＣ）・ＩＡ＋ＲＢ・（ＩＡ＋ＩＢ） …式（３）
式（２），（３）により、電流ＩＡと電流ＩＢとが求められる。抵抗器３７における電圧降下を３．３[Ｖ]になるように設定して、ダイオード３９の順方向電圧降下（０．６[Ｖ]）を加えると、３．９[Ｖ]になるから、オープン時には最高速度になり、仕様Ｂが満たされる。電圧変換回路１０２Ｂにおいては、ダイオード３９が保護素子としての機能を奏する。速度制御信号Ｓｃが仕様Ｂを超える高レベルになったとしても、その際にはダイオード３９が逆方向になるから、出力端子１２に過大な電圧が現れることはない。

（電圧変換回路１０２Ｃ）
また、図２（ｃ）に示す電圧変換回路１０２Ｃ（第３の電圧変換回路の一例）において、入力端子１０と接地電位との間に抵抗器４６，４７が直列接続されており、速度制御信号Ｓｃの電圧レベルを分圧している。ＭＯＳＦＥＴ４８のソース端子は接地されているため、抵抗器４７の端子電圧はゲート・ソース間電圧ＶｇｓとしてＭＯＳＦＥＴ４８に印加される。抵抗器４６，４７の抵抗値は、例えば、１〜数十[ｋΩ]にすればよい。入力端子１０がオープン状態ではない場合は、上位装置１から供給された速度制御信号Ｓｃが抵抗器４６，４７によって分圧され、抵抗器４７の端子電圧がゲート・ソース間電圧ＶｇｓとしてＭＯＳＦＥＴ４８に印加される。

一方、入力端子１０がオープン状態であるとき、抵抗器４６の電位は０[Ｖ]になるから、ロウレベル電圧ＶOLが速度制御信号Ｓｃとして供給されていることと等価である。仕様Ｃによると、ロウレベル電圧ＶOLの最高値は０．８[Ｖ]であるから、抵抗器４６，４７で分圧されると、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは０．８[Ｖ]未満になる。また、ハイレベル電圧ＶOHの最低値は２．０[Ｖ]であるから、同様に分圧されると、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓは２．０[Ｖ]未満になる。従って、ＭＯＳＦＥＴ４８として、閾値電圧が０．８[Ｖ]未満，２．０[Ｖ]未満の中央値程度のものを適用すると、ＭＯＳＦＥＴ４８はロウレベル電圧ＶOLに対してオフ状態になり、ハイレベル電圧ＶOHに対してオン状態になる。

また、ＭＯＳＦＥＴ４８のドレイン端子は、抵抗器４４の一端に接続され、抵抗器４４の他端には５[Ｖ]の電圧が印加される。そして、ＭＯＳＦＥＴ４８のドレイン電圧は、出力端子１２を介して、電圧変換信号Ｓｖとして出力される。従って、ＭＯＳＦＥＴ４８がオン状態になると電圧変換信号Ｓｖは約０[Ｖ]になり、ＭＯＳＦＥＴ４８がオフ状態になると電圧変換信号Ｓｖは約５[Ｖ]になる。すなわち、速度制御信号Ｓｃのハイレベル電圧ＶOHに対して電圧変換信号Ｓｖは約０[Ｖ]、速度制御信号Ｓｃのロウレベル電圧ＶOLに対して電圧変換信号Ｓｖは約５[Ｖ]になるから、仕様Ｃが満たされている。また、ＭＯＳＦＥＴ４８は、上述した電圧変換回路１０２ＡにおけるＭＯＳＦＥＴ２８と同様に、仕様Ｃを超える高レベルな速度制御信号Ｓｃから制御部１０４を保護する保護素子としての機能も奏する。

（プリント基板の構成）
次に、図３を参照し、上述の電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃを製造する際、共通して用いられるプリント基板５０の構成を説明する。当該プリント基板５０は、絶縁体の表面に、導体パターン５１〜５７を形成してなるものである。また、図３には、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ等の部品の実装箇所を併記している。部品に複数の符号を付した箇所（例えば、２６，４６，３６の符号を付した抵抗器）は、製造しようとする電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃに対応する特定部品群が実装されることを示す。

当該プリント基板５０を用いて、電圧変換回路１０２Ａを構成する場合は、図２（ａ）に示した各部品２１，２２，２３，２４，２６，２７，２８を、図３に示す位置に実装するとよい。同様に、電圧変換回路１０２Ｂを構成する場合は、図２（ｂ）に示した各部品３１，３２，３４，３６，３７，３９を図３に示す位置に実装すればよく、電圧変換回路１０２Ｃを構成する場合は、図２（ｃ）に示した各部品４４，４６，４７，４８を図３に示す位置に実装すればよい。このように、電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃは、複数の電子部品からなる電子部品群の中からそれぞれに対応した特定部品群が選択され、これらの電圧変換回路のいずれの回路構成にも対応できる導体パターンを有する、共通に適用されるプリント基板に各電圧変換回路に対応した特定部品群が実装されることにより、それぞれに求められた仕様Ａ，Ｂ，Ｃを満足する電圧変換処理を行うことができる。

以上のように、本実施形態のモータ駆動制御装置１００は、
モータ（２）を回転させるために、該モータ（２）に駆動電圧を印加するモータ駆動部（１０６）と、モータ駆動部（１０６）に対して、供給された電圧変換信号（Ｓｖ）に基づいて、駆動電圧を決定する駆動制御信号（Ｓｄ）を出力する制御部（１０４）と、
外部からの速度制御信号（Ｓｃ）を受信し、電圧変換信号（Ｓｖ）を出力する電圧変換回路（１０２）とを有し、
電圧変換回路（１０２）は、少なくとも、第１の速度制御信号（仕様ＡのＳｃ）を所定の第１の仕様（仕様Ａ）に基づいて変換し第１の電圧変換信号（仕様ＡのＳｖ）として出力する第１の電圧変換回路（１０２Ａ）と、第２の速度制御信号（仕様ＢのＳｃ）を所定の第２の仕様（仕様Ｂ）に基づいて変換し第２の電圧変換信号（仕様ＢのＳｖ）として出力する第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）とのどちらにも対応可能な導体パターン（５１〜５７）を有して、共通に適用されるプリント基板（５０）と、
第１および第２の電圧変換回路（１０２Ａ，１０２Ｂ）を構成可能なあらかじめ定められた複数の電子部品からなる電子部品群の中から選択されて、プリント基板（５０）に実装され、第１の電圧変換回路（１０２Ａ）または第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）のどちらかのそれぞれを構成する特定部品群とを有する。

さらに、モータ駆動制御装置１００では、第１の速度制御信号（仕様ＡのＳｃ）はポジティブＰＷＭ信号であり、第２の速度制御信号（仕様ＢのＳｃ）は直流信号である。

さらに、モータ駆動制御装置１００では、プリント基板（５０）は、ネガティブＰＷＭ信号の第３の速度指令信号（仕様ＣのＳｃ）の電圧を所定の第３の仕様（仕様Ｃ）に基づいて変換し第３の電圧変換信号（仕様ＣのＳｖ）として出力する第３の電圧変換回路（１０２Ｃ）にも共通に適用されるものであり、電子部品群の中から選択された特定部品群が、第１の電圧変換回路（１０２Ａ）、第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）または第３の電圧変換回路（１０２Ｃ）のうちの何れかを構成するものである。

さらに、モータ駆動制御装置１００では、第１の電圧変換回路（１０２Ａ）、第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）および第３の電圧変換回路（１０２Ｃ）は、それぞれ、入力端子（１０）と、出力端子（１２）と、入力端子（１０）に入力された電圧を分圧する分圧回路（２６，２７，３６，３７，４６，４７）と、一端が出力端子（１２）に接続され他端に第１の直流電圧（５[Ｖ]）が印加される第１の抵抗素子（２４，４４，３４）とを有し、
第１の電圧変換回路（１０２Ａ）および第３の電圧変換回路（１０２Ｃ）は、出力端子（１２）と所定の基準電位（接地電位）との間をオン／オフするとともに、制御部（１０４）を保護する第１のスイッチング素子（２８，４８）をさらに有する。

さらに、モータ駆動制御装置１００では、第１の電圧変換回路（１０２Ａ）および第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）は、第２の抵抗素子（２１，３１）と第１のダイオード（２２，３２）とからなる直列回路をさらに有し、直列回路の一端に第２の直流電圧（１４[Ｖ]）が印加され、直列回路の他端が入力端子（１０）に接続され、第１のダイオード（２２，３２）は第２の直流電圧（１４[Ｖ]）を供給する直流電源を保護するものであり、
第２の電圧変換回路（１０２Ｂ）は、出力端子（１２）と分圧回路（３６，３７）の分圧点（３６，３７の接続点）との間に接続され、制御部（１０４）を保護する第２のダイオード（３９）をさらに有する。

（実施形態の効果）
以上のような構成により、本実施形態による効果は、下記の通りである。
（１）速度制御信号ＳｃがＰＷＭ信号（仕様Ａ，Ｃ）および直流信号（仕様Ｂ）のどちらの種類であっても、共通のプリント基板５０を適用できる。
（２）速度制御信号Ｓｃが異なる仕様（本例では、「ポジティブＰＷＭ信号」である仕様Ａと「ネガティブＰＷＭ」である仕様Ｃ）のＰＷＭ信号であっても、共通のプリント基板５０を適用できる。
（３）以上のように、仕様Ａ，Ｂ，Ｃに対応する電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃに対して、共通のプリント基板５０を適用することができる（すなわち、外部からの速度制御信号の様々な仕様のそれぞれに対応した複数の電圧変換回路に対して共通のプリント基板を適用できる）ため、製造コスト（検査治具の共通化など）や管理コスト（発注、在庫管理など）を低減できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の全体構成は第１実施形態のもの（図１）と同様であるが、仕様Ａ，Ｂ，Ｃに対して、電圧変換回路１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃに代えて、図４（ａ）〜（ｃ）に示す電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃが適用される点で異なっている。以下、各電圧変換回路の構成を説明する。

（電圧変換回路２０２Ａ）
図４（ａ）に示す電圧変換回路２０２Ａにおいて、バイポーラ・トランジスタ２１３のコレクタ端子は５[Ｖ]の直流電圧に接続され、エミッタ端子は抵抗器２１４の一端に接続されている。そして、抵抗器２１４の他端は接地されている。トランジスタ２１３のベース端子はダイオード２１１を介して入力端子１０に接続され、コレクタ端子、ベース端子の間には抵抗器２１２が挿入されている。そして、トランジスタ２１３のエミッタ端子の電圧は、ストリップ（電線）２１９、出力端子１２を介して電圧変換信号Ｓｖとして出力される。

電圧変換回路２０２Ａにおいては、速度制御信号Ｓｃがハイレベル電圧ＶOH（２．６〜２０[Ｖ]）になった場合、または入力端子１０がオープン状態になった場合は、トランジスタ２１３がオン状態になり、電圧変換信号Ｓｖは５[Ｖ]になる。一方、速度制御信号Ｓｃがロウレベル電圧ＶOL（−０．２〜０．８[Ｖ]）になった場合、トランジスタ２１３がオフ状態になり、速度制御信号Ｓｃは０[Ｖ]になる。これにより、仕様Ａが充足される。なお、速度制御信号Ｓｃの周波数として１００[ｋＨｚ]以上に対応させる場合には、抵抗器２１２を数百Ω程度にするとよい。電圧変換回路２０２Ａにおいては、ダイオード２１１が保護素子としての機能を果たす。すなわち、速度制御信号Ｓｃが仕様Ａを超える高いレベルになったとしても、ダイオード２１１が逆方向に接続されていることにより、出力端子１２を介して制御部１０４に過大な電圧が印加されることが防止されている。

（電圧変換回路２０２Ｂ）
次に、図４（ｂ）に示す電圧変換回路２０２Ｂにおいて、５[Ｖ]の直流電圧と接地電位との間には、抵抗器２２２、ダイオード２２１、抵抗器２２７および抵抗器２２４が直列に接続されており、抵抗器２２４にはツェナーダイオード２２８が並列に接続されている。また、ダイオード２２１と抵抗器２２７との接続点は入力端子１０に接続されており、抵抗器２２７と抵抗器２２４との接続点は、ストリップ２２９を介して出力端子１２に接続されている。ツェナーダイオード２２８のツェナー電圧は３．５[Ｖ]に設定されている。

入力端子１０から入力された速度制御信号Ｓｃは、抵抗器２２７，２２４によって分圧され、速度制御信号Ｓｃに比例した電圧変換信号Ｓｖが出力端子１２から出力される。但し、抵抗器２２４にはツェナーダイオード２２８が並列に接続されているため、電圧変換信号Ｓｖは５[Ｖ]を超えないようになっている。また、入力端子１０がオープン状態になると、抵抗器２２２、ダイオード２２１、抵抗器２２７，２２４によって分圧された電圧が電圧変換信号Ｓｖとして出力される。従って、抵抗器２２２、抵抗器２２７，２２４の抵抗値を適切に設定しておくことにより、オープン状態において電圧変換信号Ｓｖを３．５[Ｖ]にすることができるため、仕様Ｂが充足される。また、ツェナーダイオード２２８は、速度制御信号Ｓｃが仕様Ｂを超える高レベルになった際、制御部１０４を保護する保護素子としての機能を果たす。

（電圧変換回路２０２Ｃ）
次に、図４（ｃ）に示す電圧変換回路２０２Ｃにおいて、ＭＯＳＦＥＴ２３５のドレイン端子と５[Ｖ]の直流電圧との間には抵抗器２３６が挿入されており、ＭＯＳＦＥＴ２３５のソース端子は接地されている。また、入力端子１０と接地電位との間には、抵抗器２３７，２３４が直列に挿入されており、これらによって速度制御信号Ｓｃが分圧される。そして、抵抗器２３４の端子電圧はゲート・ソース間電圧ＶｇｓとしてＭＯＳＦＥＴ２３５に印加される。

電圧変換回路２０２Ｃは反転増幅回路を構成しているため、速度制御信号Ｓｃがハイレベル電圧ＶOH（２．０〜４．０[Ｖ]）になると、ＭＯＳＦＥＴ２３５がオン状態になり、電圧変換信号Ｓｖは約０[Ｖ]になる。一方、速度制御信号Ｓｃがロウレベル電圧ＶOL（−０．５〜０．８[Ｖ]）になった場合、または入力端子１０がオープン状態になった場合は、ＭＯＳＦＥＴ２３５がオフ状態になるため、速度制御信号Ｓｃは約５[Ｖ]になる。これにより、仕様Ｃが充足される。電圧変換回路２０２Ｃにおいては、第１実施形態のＭＯＳＦＥＴ２８，４８（図２（ａ），（ｂ）参照）と同様に、ＭＯＳＦＥＴ２３５が制御部１０４を保護する保護素子としての機能を果たす。

（プリント基板の構成）
次に、図５を参照し、上述の電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃを製造する際、共通して用いられるプリント基板２５０の構成を説明する。当該プリント基板２５０は、絶縁体の表面に、導体パターン２５１〜２５６を形成してなるものである。また、図５には、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ等の部品の実装箇所を併記している。部品に複数の符号を付した箇所（例えば、２１４，２２４，２３４の符号を付した抵抗器）は、製造しようとする電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃに対応する一の特定部品群が実装されることを示す。

当該プリント基板２５０を用いて、電圧変換回路２０２Ａを構成する場合は、図４（ａ）に示した各部品２１１，２１２，２１３，２１４，２１９を、図５に示す位置に実装するとよい。同様に、電圧変換回路２０２Ｂを構成する場合は、図４（ｂ）に示した各部品２２１，２２２，２２４，２２７，２２８，２２９を図５に示す位置に実装すればよく、電圧変換回路２０２Ｃを構成する場合は、図４（ｃ）に示した各部品２３４，２３５，２３６，２３７を図５に示す位置に実装すればよい。

（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態によれば、仕様Ａ，Ｂ，Ｃに対応する電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃに対して、共通のプリント基板２５０を適用することができるから、第１実施形態と同様に、製造コストや管理コストを低減できるという効果を奏するものである。さらに、本実施形態においては、電圧変換回路２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃの電源電圧は＋５Ｖの単一電源であるため、電源回路の構成を簡易にすることができ、パターン設計を簡素化することができる。

［変形例］
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

（１）電圧変換回路の構成は、図２（ａ）〜（ｃ），図４（ａ）〜（ｃ）に示したものに限定されるわけではなく、仕様の内容等に応じて、適宜変更してもよい。例えば、電源電圧の１４[Ｖ]、５[Ｖ]は、電源回路等の仕様に応じて変更することができる。また、モータ２の種類や相数は用途に応じて様々なものを適用することができる。
（２）電圧変換回路は、構成できる回路構成の数が限定されるものではない。本実施形態の３つ（第１、第２、第３）の電圧変換回路に限定されるものではなく、４つ以上の電圧変換回路が共通に適用できるようにプリント基板を設計することができる。（３）第１実施形態においては第１のスイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ２８，４８（図２（ａ），（ｃ）参照）を適用したが、これらに代えてバイポーラ・トランジスタ、その他のスイッチング素子を適用してもよい。

（４）電圧変換回路１０２Ｂ（図２（ｂ）参照）におけるダイオード３９や、電圧変換回路２０２Ｂ（図４（ｂ）参照）におけるツェナーダイオード２２８は、速度制御信号Ｓｃに高いレベルのノイズが重畳している場合や、ユーザー側にて接続間違いが起こった場合に制御部１０４を保護するために設けたものである。従って、このような状況が生じない場合には、ダイオード３９、ツェナーダイオード２２８を省略することができる。

１ 上位装置
２ モータ
１０ 入力端子
１２ 出力端子
２１ 抵抗器（第２の抵抗素子）
２６，２７，３６，３７，４６，４７ 抵抗器（分圧回路）
２２ ダイオード（第１のダイオード）
２３ コンデンサ
２４，３４，４４ 抵抗器（第１の抵抗素子）
２８，４８ ＭＯＳＦＥＴ（第１のスイッチング素子）
３１ 抵抗器（第２の抵抗素子）
３２ ダイオード（第１のダイオード）
３９ ダイオード
５０ プリント基板
５１〜５７ 導体パターン
１００ モータ駆動制御装置
１０２ 電圧変換回路
１０２Ａ 電圧変換回路（第１の電圧変換回路の一例）
１０２Ｂ 電圧変換回路（第２の電圧変換回路の一例）
１０２Ｃ 電圧変換回路（第３の電圧変換回路の一例）
１０４ 制御部
１０６ モータ駆動部
２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ 電圧変換回路
２１１，２２１ ダイオード
２１２，２１４，２２２，２２４，２２７，２３４，２３６，２３７ 抵抗器
２１３ バイポーラ・トランジスタ
２１９，２２９ ストリップ
２３５ ＭＯＳＦＥＴ
２２８ ツェナーダイオード
２５０ プリント基板
２５１〜２５６ 導体パターン

Claims (7)

1. モータを回転させるために、該モータに駆動電圧を印加するモータ駆動部と、
   前記モータ駆動部に対して、供給された電圧変換信号に基づいて、前記駆動電圧を決定する駆動制御信号を出力する制御部と、
   外部からの速度制御信号を受信し、前記電圧変換信号を出力する電圧変換回路と
   を有し、前記電圧変換回路は、
   少なくとも、第１の速度制御信号を所定の第１の仕様に基づいて変換し第１の電圧変換信号として出力する第１の電圧変換回路と、第２の速度制御信号を所定の第２の仕様に基づいて変換し第２の電圧変換信号として出力する第２の電圧変換回路とのどちらにも対応可能な導体パターンを有して、共通に適用されるプリント基板と、
   前記電圧変換回路を構成可能なあらかじめ定められた複数の電子部品からなる電子部品群の中から選択されて、前記プリント基板に実装され、前記第１の電圧変換回路または前記第２の電圧変換回路のどちらかのそれぞれを構成する特定部品群と
   を有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. 前記第１の速度制御信号はＰＷＭ信号であり、
   前記第２の速度制御信号は直流信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記第１の速度制御信号はポジティブＰＷＭ信号であり、
   前記プリント基板は、ネガティブＰＷＭ信号の第３の速度指令信号の電圧を所定の第３の仕様に基づいて変換し第３の電圧変換信号として出力する第３の電圧変換回路にも共通に適用されるものであり、
   前記電子部品群の中から選択された前記特定部品群は、前記第１の電圧変換回路、前記第２の電圧変換回路または前記第３の電圧変換回路のうち何れかを構成するものである
   ことを特徴とする請求項２記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記第１の電圧変換回路、前記第２の電圧変換回路および前記第３の電圧変換回路は、それぞれ、
   入力端子と、
   出力端子と、
   前記入力端子に入力された電圧を分圧する分圧回路と、
   一端が前記出力端子に接続され他端に第１の直流電圧が印加される第１の抵抗素子と
   を有することを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記第１の電圧変換回路および前記第３の電圧変換回路は、
   前記出力端子と所定の基準電位との間をオン／オフするとともに、前記制御部を保護する第１のスイッチング素子
   をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記第１の電圧変換回路および前記第２の電圧変換回路は、
   第２の抵抗素子と第１のダイオードとからなる直列回路をさらに有し、
   前記直列回路の一端に第２の直流電圧が印加され、前記直列回路の他端が前記入力端子に接続され、前記第１のダイオードは前記第２の直流電圧を供給する直流電源を保護する
   ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記第２の電圧変換回路は、
   前記出力端子と前記分圧回路の分圧点との間に接続され、前記制御部を保護する第２のダイオード
   をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動制御装置。

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