JP6546891B2 - モータ駆動制御装置、駆動制御方法、ファンモータ及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動制御装置、駆動制御方法、ファンモータ及び電子機器に関する。

近年、例えば、ブレード型のサーバ等、複数の電子デバイスを搭載した電子機器においては、電子デバイスの高集積化及び大容量化に伴って発熱量も増大している。このため、連続的に稼動する電子機器内で発生した熱を確実に処理することが重要である。

電子機器の筐体内にある複数の電子デバイスが搭載された複数のユニットのそれぞれを冷却するために、複数の冷却用ファンモータが配設される。各ファンモータによって筐体内の各ユニットに冷却風を導入するようにしている。

しかしながら、例えば、複数のファンモータのうちの１台に故障が生じた場合、稼動中の他のファンモータによって筐体に導入された冷却風は筐体内に配置された各ユニットによって抵抗を受ける一方、故障により稼動していない冷却用ファンの開口は通気抵抗が非常に低い。このため、稼動中の他のファンモータにより導入された冷却風の一部が各ユニットへ供給されることなく、稼動していないファンモータの開口から筐体外へ流出してしまう、いわゆる逆流（バックフロー）現象の発生が知られている。

この対策として、故障したファンモータの開口部を機械的に閉じる方法が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、ファンモータが故障した場合、第１姿勢変更用駆動部への給電が停止され、係合部材を介して姿勢復帰用部材から姿勢変更用軸部への付勢力によって、姿勢変更用軸部がガイド孔内を他端から一端まで摺動されると共に第１リンク部材が後退し、羽根が閉姿勢に変更され、故障中、姿勢復帰用部材から姿勢変更用軸部への付勢力によって、羽根は閉姿勢に保持されるようにしている。

特開２００９−１９７６５１号公報

しかしながら、故障中、羽根が閉姿勢に保持されるファンモータでは、その機構が高価となる。また、インバータ回路（駆動回路の一例）を有するファンモータにおいて、インバータ回路を含む駆動回路あるいは制御部にモータの回転駆動ができなくなる故障が発生した場合、モータの短絡制動（ショートブレーキ）を行えない場合がある。この場合、モータの回転のロックができず、インペラ（羽根）が逆回転を起こすことにより、ファンモータの開口から筐体外へ冷却風の一部が筐体外へ流出してしまい、冷却能力の著しい低下が懸念される。特に、高回転・高静圧化要求の高いサーバにおいては影響が大きい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動回路あるいは制御部に単相モータの回転駆動ができなくなる故障が発生した場合であっても、単相モータの回転をロックさせることができるモータ駆動制御装置、駆動制御方法、ファンモータ及び電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るモータ駆動制御装置は、単相モータを回転駆動させるインバータ回路を含む駆動回路と、前記インバータ回路の動作を制御する第１の制御部を含む制御部と、を含み、前記単相モータの回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる検知対象回路と、前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる制動回路と、電源に接続される第１の電力供給ラインと、前記電源に接続される、前記第１の電力供給ラインと異なる第２の電力供給ラインと、前記第２の電力供給ラインを介して前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第３の電圧を前記制動回路に印加して前記制動回路を動作させる電源回路と、を備え、前記駆動回路は、前記第１の電力供給ライン上の前記電源と前記インバータ回路との間に設けられ、かつ、前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第２の電圧を前記インバータ回路および前記制御部に印加する入力信号処理回路を更に含む。

本発明の一態様によれば、駆動回路あるいは制御部に単相モータの回転駆動ができなくなる故障が発生した場合であっても、単相モータの回転をロックさせることができる。

図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置により駆動制御されるモータを含む電子機器の内部構成の一例を示す断面図である。 図２は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係るインバータ回路及びモータを説明するための図である。 図４は、制動回路の一例を説明するための図である。 図５は、実施形態に係る短絡制動判定部が実行する短絡制動判定処理のフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 図７は、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示すブロック図である。 図８は、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示すブロック図である。 図９は、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 図１０は、変形例に係る損失抑制回路の一例を示す図である。

以下、実施形態に係るモータ駆動制御装置について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０（図２参照）により駆動制御されるモータ５を含む電子機器１の内部構成の一例を示す断面図である。図１の例に示すように、第１の実施形態に係る電子機器１は、筐体２、複数のユニット３、複数のファンモータ４を備える。なお、電子機器１は、図１では図示しないが、後述するモータ駆動制御装置１０（図２参照）も備える。

ユニット３は、短冊状の基板３ａと、１つ以上の電子デバイス３ｂとを有する。基板３ａには、電子デバイス３ｂが実装されている。筐体２内には複数のユニット３が配置されている。例えば、複数のユニット３は、基板３ａの厚み方向に、互いに所定の距離を隔てて、基板３ａの電子デバイス３ｂを実装する面が平行となるように配置されている。

複数のファンモータ４は、基板３ａの長手方向における両端のうち一端側の筐体２の側面に対向して配置され、複数のユニット３へ冷却風を導入する。ファンモータ４は、羽根４ａとモータ５とを有する。モータ５の回転軸には羽根４ａが取り付けられている。モータ５が回転することにより羽根４ａが回転し、ユニット３へ冷却風を導入する。すなわち、電子デバイス３ｂは、羽根４ａが回転されることにより冷却される。

図２は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０の一例を示すブロック図である。図２に示すように、モータ駆動制御装置１０は、第１の電力供給ライン１１、入力信号処理回路５０（駆動回路および検知対象回路の一例）、インバータ回路１６（駆動回路および検知対象回路の一例）、制御部１７（検知対象回路の一例）及び第２の電力供給ライン２４を有する。なお、検知対象回路とは、モータ５の回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる回路である。入力信号処理回路５０は、メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４、平滑回路１５を有する。制御部１７は、第１の制御部１９、第２の制御部１８を有する。また、モータ駆動制御装置１０は、モータ５及びホールセンサ６に接続されている。

本実施形態では、電源９０により供給される電力は、２つの系統に分かれて供給される。２つの系統は、電源９０に接続された第１の電力供給ライン１１を介して供給される系統と、第１の電力供給ライン１１とは異なる第２の電力供給ライン２４を介して供給される系統である。

第１の電力供給ライン１１は、入力信号処理回路５０を経て電力供給ライン１１ａ及び電力供給ライン１１ｂに分岐されている。電力供給ライン１１ａと電力供給ライン１１ｂの一端は、平滑回路１５に接続されている。また、電力供給ライン１１ａの他端は、インバータ回路１６に接続され、電力供給ライン１１ｂの他端は、制御部１７の第１の制御部１９に接続されている。また、電力供給ライン１１上には、入力信号処理回路５０に含まれるメインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４、平滑回路１５が設けられている。

電源９０は、直流電源である。電源９０は、第１の電力供給ライン１１及び第２の電力供給ライン２４を介して電力を供給する。例えば、電源９０は、第１の電力供給ライン１１及び第２の電力供給ライン２４に直流電圧である第１の電圧Ｖ１（例えば、１２Ｖの直流電圧）を印加する。以下、電源９０が１２Ｖの第１の電圧Ｖ１を印加するものとして説明するが、電源９０が印加する第１の電圧Ｖ１の電圧値はこれに限られない。この結果、電源９０により、メインヒューズ１２に第１の電圧Ｖ１が印加される。これにより、第１の電力供給ライン１１を介して、メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４、平滑回路１５に、電力が供給される。インバータ回路１６は、電力供給ライン１１ａを介して印加される第２の電圧Ｖ２により動作する。また、第１の制御部１９は、電力供給ライン１１ｂを介して印加される第２の電圧Ｖ２により動作する。

メインヒューズ１２の一端は、電源９０に接続され、他端は、逆接続保護回路１３に接続される。メインヒューズ１２は、大きな過電流が流れると断線し、電源９０からの過電流が後段の回路に流れ込むことを防止する。本実施形態では、メインヒューズ１２が断線したことを、メインヒューズ１２に故障が発生したものとして扱う。すなわち、メインヒューズ１２に故障が発生した場合には、第１の電力供給ライン１１において逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５に電圧が印加されなくなり、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５は動作を停止する。

逆接続保護回路１３の一端は、メインヒューズ１２に接続され、他端は、突入電流防止回路１４に接続される。逆接続保護回路１３は、電源９０の逆接続に対してインバータ回路１６や第１の制御部１９などを保護する回路である。逆接続保護回路１３に故障が発生した場合には、第１の電力供給ライン１１において突入電流防止回路１４及び平滑回路１５に電圧が印加されなくなり、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５は動作を停止する。

突入電流防止回路１４の一端は、逆接続保護回路１３に接続され、他端は、平滑回路１５に接続される。突入電流防止回路１４は、電源９０が投入される際の突入電流を防止する回路である。突入電流防止回路１４に故障が発生した場合には、第１の電力供給ライン１１において平滑回路１５に電圧が印加されなくなり、平滑回路１５は動作を停止する。

電力供給ライン１１における平滑回路１５の一端は、突入電流防止回路１４に接続され、他端は、電力供給ライン１１ａを介してインバータ回路１６に接続される。また、平滑回路１５は、電力供給ライン１１ｂを介して第１の制御部１９に接続される。平滑回路１５は、電源９０により電力供給ライン１１に印加された第１の電圧Ｖ１を平滑化する回路である。平滑回路１５に故障が発生した場合には、インバータ回路１６及び第１の制御部１９に第２の電圧Ｖ２が印加されなくなり、インバータ回路１６及び第１の制御部１９は動作を停止する。

以上のことから、メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５を有する入力信号処理回路５０は、第１の電力供給ライン１１上の電源９０とインバータ回路１６，第１の制御部１９との間に設けられ、電源９０から後段の回路（例えば、インバータ回路１６）へ供給される電力を中継する。メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５のいずれかにモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合には、第１の電力供給ライン１１において故障が発生した回路より後段の回路に電圧が印加されなくなるため、電力供給ライン１１ｂを介して第１の制御部１９に印加される第２の電圧Ｖ２は０Ｖとなる。すなわち、この場合には、電力供給ライン１１ｂと、信号線６９とを接続する接続点（接続ノード）６０における電圧は０Ｖとなる。この場合、第１の制御部１９は、動作を停止する。

一方、入力信号処理回路５０内のいずれの回路も故障していない場合には、第１の制御部１９に印加される第２の電圧Ｖ２は、第１の制御部１９が動作可能な電圧値を有する電圧となる。例えば、第１の制御部１９が動作可能な電圧値が１２Ｖである場合には、第１の制御部１９には第２の電圧Ｖ２として、１２Ｖが印加される。したがって、この場合には、第１の制御部１９は、動作可能となる。

以上のことから、入力信号処理回路５０は、電源９０により印加される第１の電圧Ｖ１をもとに生成した第２の電圧Ｖ２をインバータ回路１６及び制御部１７（例えば制御部１７の第１の制御部１９）に印加する。

インバータ回路１６は、第１の制御部１９が動作可能な場合、第１の制御部１９による制御を受けて、モータ５を回転駆動させる。また、インバータ回路１６は、第１の制御部１９が動作を停止した場合、制動回路２０による制御を受けて、モータ５の短絡制動（ショートブレーキ）を行う。すなわち、インバータ回路１６は、モータ５を短絡制動させる。

インバータ回路１６は、電力供給ライン１１ａを介して第２の電圧Ｖ２が印加されると、動作する。インバータ回路１６は、検知対象回路の一例である。インバータ回路１６は、４個のスイッチング素子１６ａ、１６ｂ、１６ｄ、１６ｅを有する。図３は、実施形態に係るインバータ回路及びモータを説明するための図である。図３に示すように、スイッチング素子１６ａ、１６ｂは、ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。スイッチング素子１６ｄ、１６ｅは、ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。インバータ回路１６は、スイッチングレグ１６ａｄと、スイッチングレグ１６ｂｅとを含む。

スイッチングレグ１６ａｄは、上アーム側のスイッチング素子１６ａと、下アーム側のスイッチング素子１６ｄとを備える。スイッチング素子１６ａのソースは、入力信号処理回路５０の出力端（平滑回路１５の他端。図２参照）に接続されている。スイッチング素子１６ａのドレインは、スイッチング素子１６ｄのドレインに接続されている。スイッチング素子１６ｄのソースは、抵抗６１を介してグランド（グランド端子）に接続されている。すなわち、スイッチング素子１６ｄのソースは、接地されている。スイッチング素子１６ａのゲートに、第１の制御部１９（図２参照）が接続されている。第１の制御部１９からスイッチング素子１６ａのゲートに、駆動信号が出力される。スイッチング素子１６ｄのゲートに、第１の制御部１９が接続されている。第１の制御部１９から、スイッチング素子１６ｄのゲートに、駆動信号が出力される。また、本実施形態では、スイッチング素子１６ｄのゲートに、後述する分路３０ａが接続される。

スイッチングレグ１６ｂｅは、上アーム側のスイッチング素子１６ｂと、下アーム側のスイッチング素子１６ｅとを備える。スイッチング素子１６ｂのソースは、入力信号処理回路５０の出力端（平滑回路の他端。図２参照）に接続されている。スイッチング素子１６ｂのドレインは、スイッチング素子１６ｅのドレインに接続されている。スイッチング素子１６ｅのソースは、抵抗６１を介してグランドに接続されている。スイッチング素子１６ｂのゲートに、第１の制御部１９（図２参照）が接続されている。第１の制御部１９からスイッチング素子１６ｂのゲートに、駆動信号が出力される。スイッチング素子１６ｅのゲートに、第１の制御部１９が接続されている。第１の制御部１９から、スイッチング素子１６ｅのゲートに、駆動信号が出力される。また、本実施形態では、スイッチング素子１６ｅのゲートに、後述する分路３０ｂが接続される。

すなわち、インバータ回路１６は、モータ５の電機子コイル５ａと入力信号処理回路５０の出力端との間に接続された上アーム側のスイッチング素子１６ａ、１６ｂと、電機子コイル５ａと電源９０のグランド端子との間に接続された下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅとを有する。このように、インバータ回路１６は、モータ５と所定電位（０Ｖ）を有する所定部位（グランド端子）との間に設けられ、かつ、モータ５と所定部位との電気的な接続状態を、モータ５と所定部位とを導通させる導通状態及びモータ５と所定部位とを非導通とする非導通状態のいずれかの状態とする２つのスイッチング素子１６ｄ、１６ｅを有する。

インバータ回路１６は、入力信号処理回路５０から第２の電圧Ｖ２が印加され、駆動信号が入力されると、駆動信号に応じた向きの電流を電機子コイル５ａに流す。これにより、モータ５は、回転駆動される。

モータ５は、単相モータである。モータ５は、電機子コイル５ａを備える。電機子コイル５ａの一端は、スイッチング素子１６ａのドレインとスイッチング素子１６ｄのドレインとの間の接続点６２ａに接続される。電機子コイル５ａの他端は、スイッチング素子１６ｂのドレインとスイッチング素子１６ｅのドレインとの間の接続点６２ｂに接続される。すなわち、インバータ回路１６は、上アーム側のスイッチング素子１６ａと下アーム側のスイッチング素子１６ｄとが直列接続されたスイッチングレグ１６ａｄを有し、上アーム側のスイッチング素子１６ａと下アーム側のスイッチング素子１６ｄとの接続点６２ａが電機子コイル５ａの一端に接続されている。また、インバータ回路１６は、上アーム側のスイッチング素子１６ｂと下アーム側のスイッチング素子１６ｅとが直列接続されたスイッチングレグ１６ｂｅを有し、上アーム側のスイッチング素子１６ｂと下アーム側のスイッチング素子１６ｅとの接続点６２ｂが電機子コイル５ａの他端に接続されている。また、スイッチングレグ１６ａｄとスイッチングレグ１６ｂｅは、並列に接続されている。すなわち、インバータ回路１６は、２つのスイッチングレグ１６ａｄ，１６ｂｅを有し、２つのスイッチングレグ１６ａｄ，１６ｂｅは、並列に接続されるとともに、それぞれの上アーム側のスイッチング素子１６ａ，１６ｂと下アーム側のスイッチング素子１６ｄ，１６ｅの接続点が電機子コイル５ａの両端の一方に分かれて接続される。モータ５は、インバータ回路１６から駆動信号に応じた向きの電流が入力されることにより、回転駆動する。

また、図３に示すように、本実施形態では、電機子コイル５ａの所定部分と、スイッチ回路２０ａと後述する分路３０ｃ（図２参照）との接続点（スイッチ回路２０ａと後述する２つの分路３０ａ，３０ｂとの接続点）との間に、スイッチ回路５５（第２のスイッチ回路の一例）が配置されている。スイッチ回路５５は、スイッチング素子５５ａ、ダイオード５５ｂ、抵抗５５ｃ、５５ｄを有する。

ダイオード５５ｂのアノードは、電機子コイル５ａの略中央部分（中点）５ｄに設けられた中間タップに接続され、カソードは、スイッチング素子５５ａのドレインに接続されている。スイッチング素子５５ａは、例えば、ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子５５ａのソースは、グランドに接続（接地）されている。スイッチング素子５５ａのゲートは、抵抗５５ｄを介して後述する分路３０ｃ（分路３０ｃと、分路３０ａ、分路３０ｂおよびスイッチ回路２０ａとの接続点；図２参照）に接続されている。

抵抗５５ｃの一端は接地され、他端はスイッチング素子５５ａのゲートに接続されている。抵抗５５ｄの一端は、スイッチング素子５５ａのゲートに接続され、他端は、後述する分路３０ｃに接続されている。

すなわち、スイッチング素子５５ａは、電機子コイル５ａの所定部分（略中央部分５ｄ）に設けられた中間タップと、第１の所定電位（０Ｖ）を有する所定部位（グランド）との間に設けられ、かつ、電機子コイル５ａの所定部分（略中央部分５ｄ）の中間タップと所定部位（グランド）との電気的な接続状態を、電機子コイル５ａの所定部分に設けられた中間タップと所定部位とを導通させる（所定部分を接地させる）導通状態、及び、電機子コイル５ａの所定部分に設けられた中間タップと所定部位とを非導通とする（非接地とする）非導通状態のいずれかの状態に設定する。したがって、このようなスイッチング素子５５ａを有するスイッチ回路５５は、電機子コイル５ａの所定部分を接地可能である。

図２の説明に戻り、モータ駆動制御装置１０は、更に、出力端子２２、速度指令入力端子２３を有する。

速度指令入力端子２３には、モータ駆動制御装置１０の外部からの速度指令が入力される。ここで、本実施形態では、速度指令とは、モータ５の目標回転速度（目標回転数）に対応するＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。なお、速度指令は、モータ５の目標回転速度に対応する周波数のクロック信号であってもよい。

第２の制御部１８は、コンパレータ１８ａと短絡制動判定部１８ｂとを備える。第２の制御部１８は、例えば、マイクロコンピュータであり、各種の制御を行う。例えば、第２の制御部１８は、コンパレータ１８ａと短絡制動判定部１８ｂとにより制動回路２０を制御する（詳細は後述する）。また、第２の制御部１８は、速度指令入力端子２３に入力された速度指令に応じたＰＷＭ信号を第１の制御部１９のＰＷＭ受信部１９ｃに出力する。また、第２の制御部１８は、第１の制御部１９から出力されたＦＧ信号が示すモータ５の回転速度（回転数）情報を出力端子２２へ出力することで、回転速度情報が出力端子２２から外部の装置に出力される。第２の制御部１８による制動回路２０の制御については後述する。

第１の制御部１９は、例えば、汎用ＩＣ（Integrated Circuit）であり、各種の制御を行う。例えば、第１の制御部１９は、インバータ回路１６の動作を制御してモータ５を回転駆動させる。第１の制御部１９は、定電圧生成部１９ａ、ＦＧ出力部１９ｂ及びＰＷＭ受信部１９ｃを有する。

定電圧生成部１９ａは、電力供給ライン１１ｂより印加された第２の電圧Ｖ２を用いて定電圧、例えば、５Ｖの電圧を生成し、生成した５Ｖの電圧を分圧して第２の制御部１８に印加する。例えば、図２に示すように、定電圧生成部１９ａは、抵抗６５及び抵抗６４により分圧された電圧を第２の制御部１８に印加する。

ここで、抵抗６４の一端はグランドに接続（接地）され、他端は抵抗６３及び抵抗６５の間の接続点６８に接続されている。信号線６９には、抵抗６３が設けられ、抵抗６３の一端は、接続点６０に接続され、他端は、接続点６８に接続されている。また、抵抗６５の一端は接続点６８に接続され、他端は、定電圧生成部１９ａに接続されている。また、信号線７０の一端は接続点６８に接続され、他端は、第２の制御部１８のコンパレータ１８ａの反転入力端子に接続されている。

ＦＧ出力部１９ｂは、モータ５に配置されたホールセンサ６の検出信号（ホール信号）に基づいて、モータ５の回転速度（回転数）情報を示すＦＧ信号を生成し、第２の制御部１８に出力する。

また、ＰＷＭ受信部１９ｃは、第２の制御部１８から出力される速度指令であるＰＷＭ信号を受信する。

第１の制御部１９は、ＰＷＭ信号が示す目標回転速度とＦＧ信号が示す回転速度が一致するように、駆動信号をインバータ回路１６に出力する。

第２の電力供給ライン２４の一端は、電源９０に接続され、他端は、電源補助回路２１（電源回路の一例）のレギュレータ２１ａ及び制動回路２０のスイッチ回路２０ａ（第１のスイッチ回路の一例）に接続されている。なお、第２の電力供給ライン２４上には、電源９０が投入されて多大な突入電流が流れ込んだ場合に、制動回路２０や電源補助回路２１を保護するヒューズ６６が設けられている。

電源補助回路２１は、レギュレータ２１ａ及び抵抗２１ｂを有する。抵抗２１ｂの一端は、レギュレータ２１ａに接続され、他端はスイッチ回路２０ａに接続されている。レギュレータ２１ａは、第２の電力供給ライン２４を介して電源９０により印加された１２Ｖの第１の電圧Ｖ１から定電圧、例えば、５Ｖの電圧を生成し、生成した５Ｖの電圧をスイッチ回路２０ａに印加する。また、レギュレータ２１ａは、第１の電圧Ｖ１をもとに生成した電圧を、ヒューズ６７を介して第２の制御部１８に印加する。すなわち、レギュレータ２１ａは、第２の電力供給ライン２４を介して電源９０により印加された第１の電圧Ｖ１から定電圧である第３の電圧Ｖ３を生成し、生成した第３の電圧Ｖ３を制動回路２０に印加して制動回路２０を動作させる。すなわち、レギュレータ２１ａは、第１の電圧Ｖ１をもとに生成した第３の電圧Ｖ３を制動回路２０に印加して制動回路２０を動作させる。また、電源補助回路２１は、上述したように、第２の制御部１８にも、第１の電圧Ｖ１をもとに生成した電圧を印加して、第２の制御部１８を動作させる。

制動回路２０は、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合に、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる回路である。本実施形態では、制動回路２０は、第１の電力供給ライン１１上に設けられた入力信号処理回路５０に故障が発生して、入力信号処理回路５０から電圧が出力されない状態であっても、制動回路２０は、第２の電力供給ライン２４に接続された電源補助回路２１により電圧が印加され、動作可能となる。したがって、制動回路２０は、第１の電力供給ライン１１上に設けられた入力信号処理回路５０に故障が発生した場合であっても、動作可能であるため、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させることができる。

制動回路２０は、スイッチ回路２０ａ、及び、３つの分路３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有する。分路３０ａは、ヒューズ抵抗３１ａ及びダイオード３２ａを有する。分路３０ｂは、ヒューズ抵抗３１ｂ及びダイオード３２ｂを有する。すなわち、ヒューズ抵抗３１ａは、分路３０ａに設けられ、ヒューズ抵抗３１ｂは、分路３０ｂに設けられる。ヒューズ抵抗３１ａは、所定量以上の電流が流れた場合に、スイッチ回路２０ａと、スイッチング素子１６ｄとの電気的な接続を遮断する。同様に、ヒューズ抵抗３１ｂは、所定量以上の電流が流れた場合に、スイッチ回路２０ａと、スイッチング素子１６ｅとの電気的な接続を遮断する。なお、ヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂに代えて、ヒューズ及び抵抗を用いてもよい。

ダイオード３２ａのアノードは、ヒューズ抵抗３１ａの一端に接続され、カソードは、スイッチング素子１６ｄのゲートに接続されている。ダイオード３２ｂのアノードは、ヒューズ抵抗３１ｂの一端に接続され、カソードは、スイッチング素子１６ｅのゲートに接続されている。すなわち、分路３０ａは、スイッチング素子１６ｄに接続され、分路３０ｂは、スイッチング素子１６ｅに接続される。このように、２つの分路３０ａ，３０ｂは、２つのスイッチングレグ１６ａｄ，１６ｂｅのそれぞれの下アーム側のスイッチング素子１６ｄ，１６ｅのそれぞれに接続される。また、分路３０ｃは、抵抗５５ｄ（図３参照）を介して、スイッチング素子５５ａに接続される。

スイッチ回路２０ａは、ヒューズ６６を介して電源９０とヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂとの間に設けられる。すなわち、スイッチ回路２０ａは、電源９０と２つの分路３０ａ，３０ｂとの間に設けられ、２つの分路３０ａ，３０ｂに接続される。スイッチ回路２０ａは、電源９０とヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂ（分路３０ａ，３０ｂ）との電気的な接続状態を、電源９０とヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂ（分路３０ａ，３０ｂ）とを導通させる導通状態、及び、電源９０とヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂ（分路３０ａ，３０ｂ）とを非導通とする非導通状態のいずれかの状態に設定する。

本実施形態では、制動回路２０は、分路として、分路３０ｃをさらに有しており、スイッチ回路２０ａは、電源９０と分路３０ｃとの電気的な接続状態を、電源９０と分路３０ｃとを導通させる導通状態、及び、電源９０と分路３０ｃとを非導通とする非導通状態のいずれかの状態に設定する。

スイッチ回路２０ａは、第２の制御部１８からの制御信号を受信していない場合には、導通状態に設定する。なお、第２の制御部１８が故障した場合には、第２の制御部１８から制御信号は出力されなくなる。導通状態の場合には、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅのゲートに、電源９０により印加される第１の電圧Ｖ１をもとにした電圧が印加されるため、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅはオンとなる。なお、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅをオンにさせることを、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅを導通状態に設定するともいう。また、スイッチ回路２０ａが導通状態である場合には、スイッチ回路５５のスイッチング素子５５ａのゲートに、電源９０により印加される第１の電圧Ｖ１をもとにした電圧が印加されるため、スイッチング素子５５ａはオンとなる。スイッチング素子５５ａがオンになると、電機子コイル５ａの所定部分（略中央部分５ｄ）は、接地される。したがって、スイッチ回路２０ａが導通状態である場合、モータ５は、短絡制動される。すなわち、スイッチ回路２０ａは、検知対象回路に故障が発生した場合に、導通状態に設定することにより、２つのスイッチングレグ１６ａｄ，１６ｂｅの下アーム側のスイッチング素子１６ｄ，１６ｅを導通状態に設定してモータ５を短絡制動させる。

また、スイッチ回路２０ａは、第２の制御部１８からの制御信号がハイ（ｈｉｇｈ）レベル（ＯＮ）である場合にも、導通状態に設定する。したがって、この場合にも、モータ５が短絡制動される。なお、第２の制御部１８は、故障を検知した場合に、ハイレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力する。

一方、スイッチ回路２０ａは、第２の制御部１８からの制御信号がロー（ｌｏｗ）レベル（ＯＦＦ）である場合には、非導通状態に設定する。この場合には、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅのゲートに電源９０に基づく電圧が印加されないため、第１の制御部１９が出力する駆動信号に応じて、モータ５が回転する。なお、第２の制御部１８は、故障を検知していない場合に、ローレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力する。

上述したように、スイッチ回路２０ａは、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合に、電源９０と２つの分路３０ａ，３０ｂとの接続状態を導通状態に設定することにより、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅを導通状態に設定する（スイッチング素子１６ｄ、１６ｅを導通させる）とともに、電機子コイル５ａの所定部分（略中央部分５ｄ）が接地されるように、スイッチ回路５５を制御して、モータ５を短絡制動させる。

ここで、例えば、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅのうち、いずれかのスイッチング素子のゲートとソースとの間がショート（短絡）した場合には、ヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂのうち、ショートしたスイッチング素子に接続されているヒューズ抵抗に、所定量以上の電流が流れるため、ショートしたスイッチング素子とスイッチ回路２０ａとの電気的な接続が遮断され、スイッチ回路２０ａに多大な電流が流れることを防止することができる。

なお、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅ及びスイッチング素子５５ａのうち、少なくとも２つのスイッチング素子が正常に動作を行うことができれば、インバータ回路１６は、モータ５を短絡制動させることができる。すなわち、本実施形態によれば、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅのうちいずれかのスイッチング素子が故障したとしても、スイッチ回路５５のスイッチング素子５５ａが故障していなければ、インバータ回路１６は、モータ５を短絡制動させることができる。

図４は、制動回路の一例を説明するための図である。図４の例に示すように、制動回路２０は、スイッチ回路２０ａ、ヒューズ抵抗３１ａ及びダイオード３２ａを有する分路３０ａ、並びに、ヒューズ抵抗３１ｂ及びダイオード３２ｂを有する分路３０ｂを有する。

スイッチ回路２０ａは、抵抗３３、３４、スイッチング素子３５、抵抗３６、３７、スイッチング素子３８を含む。スイッチング素子３５は、トランジスタであり、スイッチング素子３８は、ｐ型ＭＯＳＦＥＴである。抵抗３３の一端は、電源補助回路２１の抵抗２１ｂに接続され、他端は、スイッチング素子３５のベースに接続されている。抵抗３４の一端は、スイッチング素子３５のベースに接続され、他端は、接地されている。スイッチング素子３５のエミッタは接地され、コレクタは抵抗３６の一端に接続されている。抵抗３６の他端は、スイッチング素子３８のゲートに接続されている。抵抗３７の一端は、スイッチング素子３８のゲートに接続され、他端は、スイッチング素子３８のソースに接続されている。スイッチング素子３８のソースは、ヒューズ６６を介して電源９０に接続され、ドレインは、分路３０ａ〜３０ｃ（ヒューズ抵抗３１ａ、３１ｂ）に接続されている。

まず、第２の制御部１８が、スイッチ回路２０ａに制御信号を出力していない場合について説明する。なお、第２の制御部１８は、図２、図４のそれぞれで記号ｆで示される接続点、及び、抵抗３３を介してスイッチング素子３５のベースに接続されている。制御信号を出力していない場合、レギュレータ２１ａは、定電圧、例えば、５Ｖの電圧を生成し、生成した５Ｖの電圧をスイッチング素子３５のベースに印加する。これにより、スイッチング素子３５がオンになる。スイッチング素子３５がオンになると、スイッチング素子３８のゲート電圧が低くなり、スイッチング素子３８がオンになる。すなわち、スイッチ回路２０ａは、上述した導通状態となる。このため、モータ５は、短絡制動される。

次に、第２の制御部１８が、スイッチ回路２０ａにハイレベルの制御信号を出力した場合について説明する。この場合には、図４に示すように、ハイレベルの制御信号がスイッチング素子３５のベースに出力され、スイッチング素子３５がオンになり、スイッチング素子３８もオンになる。これにより、スイッチ回路２０ａが、上述した導通状態となり、モータ５が、短絡制動される。

次に、第２の制御部１８が、スイッチ回路２０ａにローレベルの制御信号を出力した場合について説明する。この場合には、図４に示すように、ローレベルの制御信号がスイッチング素子３５のベースに出力され、スイッチング素子３５がオフとなり、スイッチング素子３８もオフになる。これにより、スイッチ回路２０ａが、上述した非導通状態となり、モータ５は、短絡制動されない。

次に、第２の制御部１８による制動回路２０の制御について説明する。

図２に示すように、コンパレータ１８ａの非反転入力端子に、電源１８ｃが接続され、反転入力端子に、抵抗６３と抵抗６４との間（抵抗６５と抵抗６４との間）の接続点６８が信号線７０を介して接続される。すなわち、コンパレータ１８ａの反転入力端子に、接続点６０における電圧（第２の電圧Ｖ２）が抵抗６３及び抵抗６４により分圧された電圧と、定電圧生成部１９ａが生成した定電圧、例えば、５Ｖが抵抗６５及び抵抗６４により分圧された電圧との合成電圧である第４の電圧Ｖ４が入力される。すなわち、第４の電圧Ｖ４は、第２の電圧Ｖ２、及び、第１の制御部１９の定電圧生成部１９ａにより第２の電圧Ｖ２に基づいて生成された電圧に基づく電圧である。

電源１８ｃがコンパレータ１８ａの非反転入力端子に印加する電圧の電圧値は、例えば、入力信号処理回路５０のメインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５のうちいずれかの回路に故障が発生した場合の接続点６８における電圧よりも大きく、メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４及び平滑回路１５に故障が発生していない場合の接続点６８における電圧よりも小さいという条件を満たす。すなわち、いずれかの回路が故障している場合と、全ての回路が故障していない場合とを判別できるような電圧値が用いられる。

更に、電源１８ｃがコンパレータ１８ａの非反転入力端子に印加する電圧の電圧値は、例えば、第１の制御部１９に故障が発生した場合の接続点６８における電圧よりも大きく、第１の制御部１９に故障が発生していない場合の接続点６８における電圧よりも小さいという条件も満たす。すなわち、第１の制御部１９が故障している場合と故障していない場合とを判別できるような電圧値が用いられる。

コンパレータ１８ａの出力端子は、図２、図４のそれぞれで記号ｆで示される接続点を介して、スイッチ回路２０ａに接続されている。具体的には、コンパレータ１８ａの出力端子は、図４に示すように、電源補助回路２１の抵抗２１ｂとスイッチ回路２０ａの抵抗３３との接続点に接続されている。コンパレータ１８ａは、反転入力端子に印加された第４の電圧Ｖ４の電圧値が、非反転入力端子に印加された電圧値よりも大きい場合には、ローレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力する。したがって、入力信号処理回路５０の全ての回路が故障しておらず、また、第１の制御部１９が故障していない場合には、コンパレータ１８ａの出力端子は、ローレベルの信号をスイッチ回路２０ａ（図２の記号ｆで示される接続点）に出力する。この場合、モータ５は、短絡制動されない。

一方、コンパレータ１８ａは、反転入力端子に印加された第４の電圧Ｖ４の電圧値が、非反転入力端子に印加された電圧値よりも小さい場合には、ハイレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力する。したがって、入力信号処理回路５０のいずれかの回路が故障しているか、または、第１の制御部１９が故障している場合には、コンパレータ１８ａの出力端子は、ハイレベルの信号をスイッチ回路２０ａに出力する。この場合、モータ５は、短絡制動される。

すなわち、第２の制御部１８のコンパレータ１８ａは、第４の電圧Ｖ４と所定の閾値とを比較することにより、入力信号処理回路５０と第１の制御部１９の少なくともどちらかの故障の有無を検知する。そして、第２の制御部１８のコンパレータ１８ａは、故障を検知した場合には、制動回路２０を制御してインバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。

短絡制動判定部１８ｂは、ＦＧ出力部１９ｂから出力されたＦＧ信号と、速度指令入力端子２３に入力されたＰＷＭ信号とを用いて、短絡制動を行わせるか否かの判定を行う短絡制動判定処理を実行する。

図５は、実施形態に係る短絡制動判定部１８ｂが実行する短絡制動判定処理のフローチャートである。図５の例に示すように、短絡制動判定部１８ｂは、ＦＧ信号が示すモータ５の回転速度と、ＰＷＭ信号が示すモータ５の目標回転速度との差が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

モータ５の回転速度と、モータ５の目標回転速度との差が所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には、インバータ回路１６が故障していないと考えられるため、短絡制動判定部１８ｂは、ローレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力し（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０１に戻る。

一方、モータ５の回転速度と、モータ５の目標回転速度との差が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には、インバータ回路１６が故障していると考えられるため、短絡制動判定部１８ｂは、ハイレベルの制御信号をスイッチ回路２０ａに出力し（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１に戻る。

第２の制御部１８の短絡制動判定部１８ｂは、短絡制動判定処理を実行することで、インバータ回路１６が故障していると考えられる場合に、モータ５を短絡制動させることができる。すなわち、第２の制御部１８の短絡制動判定部１８ｂは、モータ５の目標回転速度と、モータ５の回転速度とを比較することにより、インバータ回路１６の故障の有無を検知する。そして、第２の制御部１８の短絡制動判定部１８ｂは、インバータ回路１６の故障を検知した場合には、制動回路２０を制御してインバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。なお、上述したように、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅのうちいずれかのスイッチング素子が故障したとしても、インバータ回路１６は、スイッチング素子５５ａが故障していなければ、モータ５を短絡制動させることができる。

ここで、第２の制御部１８に故障が発生した場合について説明する。動作中は制動回路２０を制御する制御信号を出力する第２の制御部１８に故障が発生すると、第２の制御部１８から制御信号がスイッチ回路２０ａに出力されなくなる。このため、上述したように、制動回路２０は、第２の制御部１８からの制御信号の出力が途絶えた場合に、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。したがって、第２の制御部１８が故障した場合であっても、モータ５を短絡制動させることができる。

すなわち、第１の実施形態では、駆動回路（入力信号処理回路５０、インバータ回路１６）、制御部１７（第１の制御部１９、第２の制御部１８）のいずれかが故障した場合には、モータ５を短絡制動させて、故障発生後、モータ５をロックさせ続ける。

図６は、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０の動作を示すタイミングチャートである。図６は、メインヒューズ１２が故障した場合のタイミングチャートである。

図６に示すように、時刻Ｔ１において、電源９０から第１の電圧Ｖ１として、１２Ｖの直流電圧が印加されると、第２の制御部１８は、起動に時間を要する所定の期間（時刻Ｔ１〜Ｔ２）は、制御信号を出力しない（すなわち、ＯＰＥＮとなる）。したがって、時刻Ｔ１においてモータ５の短絡制御が開始（ＯＮ）される。

そして、時刻Ｔ２になると、接続点６０における電圧（第２の電圧Ｖ２）が１２Ｖとなり、第１の制御部１９が起動する（ＯＮ）。また、時刻Ｔ２で、第２の制御部１８が起動する（ＯＮ）。ただし、この時点では、第２の制御部１８は、ハイレベル（ＯＮ）の制御信号を出力するのか、ローレベル（ＯＦＦ）の制御信号を出力するのかを決定していないため、制御信号は出力しないままである。したがって、時刻Ｔ２においてもモータ５の短絡制御が維持（ＯＮ）される。

そして、時刻Ｔ３になると、第２の制御部１８は、駆動回路（入力信号処理回路５０、インバータ回路１６）及び第１の制御部１９のいずれも故障していないため、ローレベル（ＯＦＦ）の制御信号を出力する。これにより、モータ５の短絡制御が解除（ＯＦＦ）される。

そして、時刻Ｔ４において、メインヒューズ１２が故障すると、接続点６０における電圧が０Ｖに下がるため、第２の制御部１８は、ハイレベル（ＯＮ）の制御信号を出力する。これにより、モータ５の短絡制御が再び開始（ＯＮ）される。なお、時刻Ｔ４において、メインヒューズ１２が故障したことにより、第１の制御部１９に電圧が印加されなくなるため、第１の制御部１９は動作不能（ＯＦＦ）となる。

以上、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０、ファンモータ４、電子機器１について説明した。第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０、ファンモータ４、電子機器１によれば、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合に、制動回路２０は、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。したがって、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０、ファンモータ４、電子機器１によれば、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合であっても、モータ５の回転をロックさせることができる。

この結果、複数のファンモータ４のうち、一部のファンモータ４が故障することにより起こるバックフロー（逆流）現象による電子機器１の冷却性能低下を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。第２の実施形態に係る第２の制御部１８ｄは、第１の実施形態に係る第２の制御部１８よりも、ピン数が少ない。

図７は、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示すブロック図である。図７に示すように、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ａの制御部１７ａは、抵抗６３〜６５を有さない。また、本実施形態の第２の制御部１８ｄは、第１の実施形態に係るコンパレータ１８ａ、電源１８ｃを有さない。また、本実施形態では、定電圧生成部１９ａが定電圧、例えば、５Ｖの直流電圧を第５の電圧Ｖ５として、第２の制御部１８ｄに印加する。すなわち、定電圧生成部１９ａは、第２の電圧Ｖ２をもとに第５の電圧Ｖ５を生成し、生成した第５の電圧Ｖ５を第２の制御部１８ｄに印加する。第２の制御部１８ｄは、印加される第５の電圧Ｖ５により動作する。一方、入力信号処理回路５０及び第１の制御部１９のいずれかの回路に故障が発生した場合、第２の制御部１８ｄは、第５の電圧Ｖ５が印加されない（０Ｖの電圧が印加される）ため、動作しない。この場合、第２の制御部１８ｄは、制動回路２０に制御信号を出力しないので、制動回路２０は、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。以上のことから、第２の制御部１８ｄは、第５の電圧の大きさにより検知対象回路の一例である入力信号処理回路５０及び第１の制御部１９の故障の有無を検知する。そして、第２の制御部１８ｄは、入力信号処理回路５０及び第１の制御部１９の故障を検知した場合には、インバータ回路１６を制御してインバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。

図７に示す第２の制御部１８ｄと、図２に示す第２の制御部１８とを比較すると、レギュレータ２１ａから第３の電圧Ｖ３が印加されるピン、及び、コンパレータ１８ａの出力端子から出力される制御信号をスイッチ回路２０ａに出力するピンの２つのピンだけ第２の制御部１８ｄのほうが少ない。したがって、マイクロコンピュータである第２の制御部１８ｄの小型化、及び低価格化を図ることができる。

また、本実施形態の制御部１７ａは、第１の実施形態の制御部１７と比較すると、抵抗６３〜６５等の部品を有さないため、より少ない部品で制御部１７ａを製造することができる。また、部品の数が少ないため、制御部１７ａのほうが、回路の簡素化、及び、低価格化につながる。

第２の実施形態に係る第１の制御部１９は、第１の実施形態と同様に、第１の電力供給ライン１１を介して電源９０により印加される第１の電圧Ｖ１をもとに生成された第２の電圧Ｖ２が電力供給ライン１１ｂを介して印加されることにより動作し、インバータ回路１６を制御してモータ５を回転駆動させる。また、第２の実施形態に係る第１の制御部１９の定電圧生成部１９ａは、電力供給ライン１１ｂを介して印加される第２の電圧Ｖ２から生成した第５の電圧Ｖ５を第２の制御部１８ｄに印加する。

また、第２の実施形態に係る第２の制御部１８ｄの短絡制動判定部１８ｂは、第１の実施形態と同様に、モータ５の目標回転速度と、モータ５の回転速度とを比較することにより、インバータ回路１６の故障の有無を検知する。そして、第２の実施形態に係る第２の制御部１８ｄの短絡制動判定部１８ｂは、インバータ回路１６の故障を検知した場合には、制動回路２０を制御してインバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。

なお、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態に係る第２の制御部１８ｄが故障した場合には、制動回路２０は、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。

以上、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ａについて説明した。第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ａによれば、第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０と同様に、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合に、制動回路２０が、インバータ回路１６にモータ５を短絡制動させる。したがって、第２の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ａによれば、検知対象回路にモータ５の回転駆動ができなくなる故障が発生した場合であっても、モータ５の回転をロックさせることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

図８は、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ｂの一例を示すブロック図である。図８に示すように、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ｂは、制御部１７ｂに第１の制御部１９及び第２の制御部８０（第３のスイッチ回路の一例）を有する。

第２の制御部８０は、スイッチング素子８０ａ、抵抗８０ｂ、８０ｃを有する。スイッチング素子８０ａは、トランジスタである。抵抗８０ｂの一端は、定電圧生成部１９ａに接続され、他端は、スイッチング素子８０ａのベースに接続される。抵抗８０ｃの一端は、スイッチング素子８０ａのベースに接続され、他端は、接地される。スイッチング素子８０ａのエミッタは、接地され、コレクタは、スイッチ回路２０ａ（具体的には、図４に示す電源補助回路２１の抵抗２１ｂとスイッチ回路２０ａの抵抗３３との接続点）に接続される。

第３の実施形態に係る第１の制御部１９の定電圧生成部１９ａは、第１の制御部１９に第２の電圧Ｖ２が印加されて第１の制御部１９が動作可能な状態である場合に、第２の電圧Ｖ２を用いて定電圧、例えば、５Ｖの電圧を生成し、生成した５Ｖの電圧を、第６の電圧Ｖ６として第２の制御部１８のスイッチング素子８０ａのベースに印加する。

スイッチング素子８０ａは、制動回路２０と第２の所定電位（０Ｖ）を有する第２の所定部位（グランド）との間に設けられ、定電圧生成部１９ａにより、所定の電圧値（例えば、５Ｖ）以上の第６の電圧Ｖ６が印加された場合には、制動回路２０とグランドとを導通させて、スイッチ回路２０ａをオフさせる。すなわち、スイッチング素子８０ａは、定電圧生成部１９ａにより導通電圧以上の第６の電圧Ｖ６が印加された場合には、制動回路２０に、インバータ回路１６によるモータ５の短絡制動を停止させる信号を出力する。一方、スイッチング素子８０ａは、定電圧生成部１９ａにより所定の電圧値（５Ｖ）よりも低い電圧値の第６の電圧Ｖ６が印加された場合（例えば、０Ｖが印加された場合）には、制動回路２０とグランドとを非導通として、スイッチ回路２０ａをオンさせる。すなわち、スイッチング素子８０ａは、制動回路２０に、インバータ回路１６によるモータ５の短絡制動を実施させる信号を出力する。

図９は、第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ｂの動作を示すタイミングチャートである。図９は、メインヒューズ１２が故障した場合のタイミングチャートである。

図９に示すように、時刻Ｔ６において、電源９０から第１の電圧Ｖ１として、１２Ｖの直流電圧が印加されると、第１の制御部１９は、起動に時間を要する所定の期間（時刻Ｔ６〜Ｔ７）は、導通電圧を第２の制御部８０に印加しない。これにより、第２の制御部８０から出力される信号は、ＯＰＥＮとなる。したがって、時刻Ｔ６においてモータ５の短絡制御が開始（ＯＮ）される。

そして、時刻Ｔ７になると、第１の制御部１９への１２Ｖの直流電圧（駆動電圧；第２の電圧Ｖ２）の印加が開始され、第１の制御部１９が起動する（ＯＮ）。

そして、時刻Ｔ８になると、第１の制御部１９は、入力信号処理回路５０（メインヒューズ１２、逆接続保護回路１３、突入電流防止回路１４、平滑回路１５）、インバータ回路１６及び第１の制御部１９のいずれも故障していないため、導通電圧以上の第６の電圧Ｖ６を第２の制御部８０に印加する。これにより、第２の制御部８０は、ローレベル（ＯＦＦ）の制御信号を制動回路２０に出力するので、モータ５の短絡制御が解除（ＯＦＦ）される。

そして、時刻Ｔ９において、メインヒューズ１２が故障すると、第１の制御部１９に印加される第２の電圧Ｖ２の電圧値が０Ｖに下がるため、第２の制御部８０は、ハイレベル（ＯＮ）の制御信号を制動回路２０に出力する。これにより、モータ５の短絡制御が再び開始（ＯＮ）される。

第３の実施形態に係るモータ駆動制御装置１０ｂによれば、第２の制御部８０として、高価なマイクロコンピュータではなく、安価なスイッチング素子８０ａを含む第３のスイッチ回路を用いる。また、モータ駆動制御装置１０ｂと、モータ駆動制御装置１０とを比較すると、モータ駆動制御装置１０ｂのほうが、抵抗６３〜６５や信号線６９等の部品を有さないため、より少ない部品で製造することができる。したがって、モータ駆動制御装置１０ｂによれば、回路の簡素化、及び、低価格化を実現することができる。

（変形例）
第１〜第３の実施形態の変形例について説明する。第１〜第３の実施形態において、汎用ＩＣにより実現される第１の制御部１９が、モータ５を短絡制動させるために、下アーム側のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅのゲート端子に、電圧を印加しても、汎用ＩＣの内部回路を通して電流が流出してしまい、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅの駆動電圧の低下や制動回路２０の損失が増加する場合がある。

この対策として、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅのゲート抵抗の抵抗値を高くすることが考えられる。しかしながら、抵抗値を高くすると、スイッチングスピードが遅くなり、スイッチング素子１６ｄ、１６ｅの損失増加による発熱、効率低下が問題となる。

そこで、第１〜第３の実施形態の変形例では、通常時（短絡制動ではないモータ５の駆動制御時）のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅの駆動（スイッチングのオン／オフのスピード）を遅くせずに、制動回路２０を動作させてモータ５の短絡制動を行う際（短絡制動時）に、汎用ＩＣにより実現される第１の制御部１９内に流れ込む電流を抑える損失抑制回路を、第１の制御部１９とスイッチング素子１６ｄとの間、及び、第１の制御部１９とスイッチング素子１６ｅとの間に設ける。

図１０を参照して、損失抑制回路の一例について説明する。なお、以下、スイッチング素子１６ｄと第１の制御部１９との間に設けられた損失抑制回路について説明するが、スイッチング素子１６ｅと第１の制御部１９との間にも同様の損失抑制回路が設けられている。

図１０は、変形例に係る損失抑制回路の一例を示す図である。図１０の例に示すように、損失抑制回路８５は、スイッチング素子１６ｄと第１の制御部１９との間に設けられている。損失抑制回路８５は、抵抗８５ａ、８５ｂと、コンデンサ８５ｃとを備えている。

損失抑制回路８５は、抵抗（第１の抵抗）８５ｂとコンデンサ８５ｃとの並列回路に抵抗（第２の抵抗）８５ａが直列に接続された回路である。抵抗８５ｂの抵抗値は、例えば、１０００［Ω］であり、抵抗８５ａの抵抗値は、例えば、１００［Ω］である。

損失抑制回路８５のコンデンサ８５ｃの効果により、スイッチング素子１６ｄの通常時のスイッチングのオン／オフのスピードが、抵抗８５ｂが存在しない場合と略同等の特性となり、損失がほとんど増加しない。

また、短絡制動時には、抵抗８５ａが抵抗８５ｂに直列に挿入されるのと同等の特性となり、第１の制御部１９内に流れ込む電流を抑制することができる。

以上、変形例に係る損失抑制回路８５について説明した。損失抑制回路８５によれば、通常時のスイッチング素子１６ｄ、１６ｅの駆動を遅くせずに、短絡制動時に、第１の制御部１９内に流れ込む電流を抑えることができる。

また、短絡制動時に、第１の制御部１９内に流れ込む電流を抑えられるため、制動回路２０の損失が抑制され、制動回路２０の消費電力を抑えることができる。

以上、実施形態及び実施形態の変形例について説明したが、上記実施の形態及び上記変形例により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、入力信号処理回路５０の回路構成は、上記の実施形態に限定されず、適宜、一部の回路が削除され、あるいは、新たな回路が追加されてもよい。また、実施形態及び実施形態の変形例においては、ヒューズ６６、６７は、必須の構成ではない。また、制動回路２０の第３の分路３０ｃ、スイッチ回路５５は、本発明の必須の構成ではない。

１ 電子機器、 ２ 筺体、 ３ ユニット、 ３ａ 基板、 ３ｂ 電子デバイス、 ４ ファンモータ、 ４ａ 羽根、 ５ モータ、 ６ ホールセンサ、
１０,１０ａ，１０ｂ モータ駆動制御装置、 １１ 第１の電力供給ライン、
１１ａ，１１ｂ 電力供給ライン、
５０ 入力信号処理回路（駆動回路および検知対象回路の一例）、
１２ メインヒューズ（入力信号処理回路の一例）、
１３ 逆接続保護回路（入力信号処理回路の一例）、
１４ 突入電流防止回路（入力信号処理回路の一例）、
１５ 平滑回路（入力信号回路の一例）、
１６ インバータ回路（駆動回路および検知対象回路の一例）、
１６ａ，１６ｂ スイッチング素子（上アーム側）、
１６ｄ，１６ｅ スイッチング素子（下アーム側）、
１６ａｄ，１６ｂｅ スイッチングレグ、
１７，１７ａ，１７ｂ 制御部（検知対象回路の一例）、
１８、１８ｄ、８０ 第２の制御部、
１８ａ コンパレータ、 １８ｂ 短制動判定部、 １８ｃ 電源、
１９ 第１の制御部、 １９ａ 定電圧生成部、
１９ｂ ＦＧ出力部、 １９ｃ ＰＷＭ受信部、 ２０ 制動回路、
２０ａ スイッチ回路（第１のスイッチ回路の一例）、
２１ 電源補助回路（電源回路の一例）、 ２１ａ レギュレータ、 ２１ｂ 抵抗、
２２ 出力端子、 ２３ 速度指令入力端子、 ２４ 第２の電力供給ライン、
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 分路、 ３１ａ，３１ｂ ヒューズ抵抗、 ３２ａ，３２ｂ ダイオード、３３，３４，３６，３７ 抵抗、
３５，３８ スイッチング素子、
５５ スイッチ回路（第２のスイッチ回路の一例）、
５５ａ スイッチング素子、
５５ｂ ダイオード、５５ｃ，５５ｄ 抵抗
６０ 接続点、 ６１ 抵抗、 ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ 接続点、
６３，６４，６５ 抵抗、 ６６，６７ ヒューズ、
６８ 接続点、 ６９，７０ 信号線、 ８０ 第２の制御部（第３のスイッチ回路の一例）、
８０ａ スイッチング素子、 ８０ｂ，８０ｃ 抵抗、
８５ 損失抑制回路、 ８５ａ 抵抗（第２の抵抗）、８５ｂ 抵抗（第１の抵抗）、
８５ｃ コンデンサ、 ９０ 電源、
Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌ 駆動信号、
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ 電機子コイル、
Ｖ１ 第１の電圧、 Ｖ２ 第２の電圧、 Ｖ３ 第３の電圧、 Ｖ４ 第４の電圧、
Ｖ５ 第５の電圧、 Ｖ６ 第６の電圧

Claims (14)

1. 単相モータを回転駆動させるインバータ回路を含む駆動回路と、前記インバータ回路の動作を制御する第１の制御部を含む制御部と、を含み、前記単相モータの回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる検知対象回路と、
   前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる制動回路と、
   電源に接続される第１の電力供給ラインと、
   前記電源に接続される、前記第１の電力供給ラインと異なる第２の電力供給ラインと、
   前記第２の電力供給ラインを介して前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第３の電圧を前記制動回路に印加して前記制動回路を動作させる電源回路と、
   を備え、
   前記駆動回路は、前記第１の電力供給ライン上の前記電源と前記インバータ回路との間に設けられ、かつ、前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第２の電圧を前記インバータ回路および前記制御部に印加する入力信号処理回路を更に含む、
   モータ駆動制御装置。
2. 前記インバータ回路は、上アーム側のスイッチング素子と下アーム側のスイッチング素子とが直列接続された２つのスイッチングレグを有し、前記２つのスイッチングレグは、並列に接続されるとともに、それぞれの前記上アーム側のスイッチング素子と前記下アーム側のスイッチング素子の接続点が前記単相モータの電機子コイルの両端の一方に分かれて接続されており、
   前記制動回路は、前記２つのスイッチングレグのそれぞれの前記下アーム側のスイッチング素子のそれぞれに接続される２つの分路と、前記２つの分路と前記電源の間に設けられ、かつ、前記電源と前記２つの分路との接続状態を、前記電源と前記２つの分路とを導通させる導通状態及び前記電源と前記２つの分路とを非導通とする非導通状態のいずれかの状態に設定する第１のスイッチ回路とを有し、
   前記第１のスイッチ回路は、前記検知対象回路に故障が発生した場合に、前記電源と前記２つの分路との接続状態を前記導通状態に設定することにより、前記２つのスイッチングレグの前記下アーム側のスイッチング素子を導通状態に設定して前記単相モータを短絡制動させる、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記電機子コイルの所定部分と、前記第１のスイッチ回路と前記２つの分路との接続点との間に配置され、前記所定部分を接地可能な第２のスイッチ回路を有し、
   前記第１のスイッチ回路は、前記検知対象回路に故障が発生した場合に、前記電源と前記２つの分路との接続状態を前記導通状態に設定することにより、前記２つのスイッチングレグの前記下アーム側のスイッチング素子を導通状態に設定するとともに、前記電機子コイルの前記所定部分が接地されるように前記第２のスイッチ回路を制御して前記単相モータを短絡制動させる、請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記分路に設けられ、前記分路に所定量以上の電流が流れた場合に、前記分路に接続された前記第１のスイッチ回路と前記分路に接続された前記下アーム側のスイッチング素子との接続を遮断するヒューズ抵抗を更に備える請求項２又は３に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記制御部は、前記第２の電圧、及び、前記第１の制御部により前記第２の電圧に基づいて生成された電圧に基づく第４の電圧と所定の閾値とを比較することにより、前記入力信号処理回路と前記第１の制御部の少なくともどちらかの前記故障の有無を検知し、前記故障を検知した場合には、前記制動回路を制御して前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる第２の制御部を更に含む、請求項２〜４のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記第２の制御部は、前記単相モータの目標回転速度と、前記単相モータの回転速度とを比較することにより、前記インバータ回路の前記故障の有無を検知し、前記インバータ回路の前記故障を検知した場合には、前記制動回路を制御して前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記第１の制御部は、前記第２の電圧により動作し、前記インバータ回路を制御して前記単相モータを回転駆動させるとともに、前記第２の電圧をもとに第５の電圧を生成し、
   前記制御部は、前記第１の制御部により印加される第５の電圧により動作し、該第５の電圧の大きさにより前記検知対象回路の前記故障の有無を検知し、前記検知対象回路の前記故障を検知した場合には、前記インバータ回路を制御して前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる第２の制御部を更に含む、請求項２〜４のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記第２の制御部は、前記単相モータの目標回転速度と、前記単相モータの回転速度とを比較することにより、前記インバータ回路の前記故障の有無を検知し、前記インバータ回路の前記故障を検知した場合には、前記インバータ回路を制御して前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる、請求項７に記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記制御部は、第３のスイッチ回路を含み、前記制動回路を制御する第２の制御部を更に含み、
   前記第３のスイッチ回路は、前記制動回路と第２の所定電位を有する所定部位との間に設けられ、前記第１の制御部により印加される第６の電圧が所定の電圧値以上の場合には、前記制動回路と前記所定部位とを導通させて、前記制動回路に、前記インバータ回路による前記単相モータの短絡制動を停止させる信号を出力し、前記第１の制御部により印加される前記第６の電圧が前記所定の電圧値よりも低い電圧値の場合には、前記制動回路と前記所定部位とを非導通として、前記制動回路に、前記インバータ回路による前記単相モータの短絡制動を実施させる信号を出力する、
   請求項２〜４のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置。
10. 前記第２の制御部は、動作中は、前記制動回路を制御する制御信号を前記制動回路に出力し、
    前記制動回路は、前記第２の制御部からの前記制御信号の出力が途絶えた場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる、請求項５〜９のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置。
11. 前記第１の制御部と前記インバータ回路における前記２つのスイッチングレグのそれぞれの前記下アーム側のスイッチング素子との間に設けられ、第１の抵抗とコンデンサとの並列回路に第２の抵抗が直列に接続された回路を更に備える、請求項２〜１０のいずれか１つに記載のモータ駆動制御装置。
12. 単相モータを駆動制御する駆動制御方法であって、
    前記単相モータを回転駆動させるインバータ回路を含む駆動回路と、前記インバータ回路の動作を制御する第１の制御部を含む制御部と、を含み、前記単相モータの回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる検知対象回路と、前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる制動回路と、電源に接続される第１の電力供給ラインと、前記電源に接続される、前記第１の電力供給ラインと異なる第２の電力供給ラインと、前記第２の電力供給ラインを介して前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第３の電圧を前記制動回路に印加して前記制動回路を動作させる電源回路と、を備えるモータ駆動制御装置において、
    前記駆動回路は、前記第１の電力供給ライン上の前記電源と前記インバータ回路との間に設けられ、かつ、前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第２の電圧を前記インバータ回路および前記制御部に印加する入力信号処理回路を更に含み、前記制動回路は、前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる、
    駆動制御方法。
13. 羽根と、
    前記羽根を回転させる単相モータと、
    前記単相モータを回転駆動させるインバータ回路を含む駆動回路と、前記インバータ回路の動作を制御する第１の制御部を含む制御部と、を含み、前記単相モータの回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる検知対象回路と、前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる制動回路と、電源に接続される第１の電力供給ラインと、前記電源に接続される、前記第１の電力供給ラインと異なる第２の電力供給ラインと、前記第２の電力供給ラインを介して前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第３の電圧を前記制動回路に印加して前記制動回路を動作させる電源回路と、を有するモータ駆動制御装置と、
    を備え、
    前記駆動回路は、前記第１の電力供給ライン上の前記電源と前記インバータ回路との間に設けられ、かつ、前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第２の電圧を前記インバータ回路および前記制御部に印加する入力信号処理回路を更に含む、
    ファンモータ。
14. 羽根と、
    前記羽根を回転させる単相モータと、
    前記単相モータを回転駆動させるインバータ回路を含む駆動回路と、前記インバータ回路の動作を制御する第１の制御部を含む制御部と、を含み、前記単相モータの回転駆動ができなくなる故障の検知対象となる検知対象回路と、前記検知対象回路に前記故障が発生した場合に、前記インバータ回路に前記単相モータを短絡制動させる制動回路と、電源に接続される第１の電力供給ラインと、前記電源に接続される、前記第１の電力供給ラインと異なる第２の電力供給ラインと、前記第２の電力供給ラインを介して前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第３の電圧を前記制動回路に印加して前記制動回路を動作させる電源回路と、を有するモータ駆動制御装置と、
    を備えるファンモータと、
    前記羽根が回転されることにより冷却される電子デバイスと、
    を備え、
    前記駆動回路は、前記第１の電力供給ライン上の前記電源と前記インバータ回路との間に設けられ、かつ、前記電源により印加される第１の電圧をもとに生成した第２の電圧を前記インバータ回路および前記制御部に印加する入力信号処理回路を更に含む、
    電子機器。

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