JP6643963B2 - 平滑コンデンサ放電制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態によるモータ制御装置1の一例を示す機能ブロック図である。
図1に示すように、モータ駆動システム100は、モータ制御装置1と、バッテリ2と、モータ3とを備えている。モータ駆動システム100は、モータ3を駆動するシステムである。
バッテリ2(直流電源の一例)は、例えば、鉛蓄電池などの二次電池であり、モータ制御装置1に直流電力を供給する。
なお、以下の説明において、信号線(制御線)がハイ状態にあるとは、信号線(制御線)の電位がハイ状態にあることを示し、信号線(制御線)がロウ状態にあるとは、信号線(制御線)の電位がロウ状態にあることを示すものとする。
コンデンサ143は、ノードN1と、GND(グランド)線L2との間に接続され、平滑コンデンサとして機能する。なお、GND線L2は、バッテリ2の負極端子に接続されている。
コイル147は、ノードN3と出力線L3との間に接続され、高周波ノイズやリップルを除去するフィルタとして機能する。
インバータ部16は、出力線L3を介して供給される直流電力を交流電力に変換する。インバータ部16は、例えば、モータ3を駆動する駆動回路である。インバータ部16は、例えば、3相交流信号を駆動信号としてモータ3に出力し、モータ3を駆動する。
また、制御部17は、例えば、モータ駆動システム100の動作が停止された場合に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷が、インバータ直結スイッチ13及び昇圧用スイッチ145に急激に流れ込んで過電流が発生することを防止するために、昇圧用スイッチ145を間欠的にオン状態にする。ここで、間欠的にオン状態にするとは、所定の時間間隔で、オン状態とオフ状態とを交互に繰り返すことである。
図2は、本実施形態によるモータ制御装置1の動作の一例を示すタイミングチャートである。
図2に示す例は、IGスイッチがオフされた際に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電するモータ制御装置1の動作の一例を説明する。
また、上述した図2に示す例では、インバータ直結スイッチ13がオン状態、且つ昇圧回路14の動作が停止している状態が初期状態である場合について説明したが、インバータ直結スイッチ13がオフ状態、且つ昇圧回路14が動作している状態が初期状態である場合も、基本的には同様である。
また、上述した図2に示す例では、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電する際に、昇圧用スイッチ145を間欠的にオン状態にする例を説明したが、昇圧用スイッチ145をオン状態に固定してもよい。
図3において、各グラフの縦軸及び横軸は、上述した図2に示すグラフと同様である。図3において、波形W11〜W15は、上から順に、IGスイッチの状態、電源リレースイッチ12の状態、インバータ直結スイッチ13の状態、同期整流用スイッチ144の状態、及び昇圧用スイッチ145の状態を示している。また、波形W16は、平滑コンデンサ15の電圧を示している。また、図3において、初期状態は、図2と同様である。
このように、モータ制御装置1は、モータ駆動システム100の動作が停止された場合に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全に放電することができる。
また、本実施形態によるモータ制御装置1は、モータ駆動システム100の動作が停止された際に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全、且つ速やかに放電することができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1は、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電する際に、放電経路(例えば、放電経路DC1)に搭載された部品(例えば、インバータ直結スイッチ13及び昇圧用スイッチ145など)に、過電流が流れることを防止することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置1は、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷をさらに安全、且つ速やかに放電することができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1は、平滑コンデンサ15の電圧が安全な状態になったことを確認しつつ、モータ駆動システム100を適切に停止させることができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1は、昇圧回路14を介して、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全に放電することができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1は、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電する際に、放電経路(例えば、放電経路DC1)に搭載された部品(例えば、インバータ直結スイッチ13及び昇圧用スイッチ145など)に、過電流が流れることを防止することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置1は、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷をさらに安全、且つ速やかに放電することができる。
次に、図4を参照して、第2の実施形態によるモータ制御装置1aについて説明する。
図4は、第2の実施形態によるモータ制御装置1aの一例を示す機能ブロック図である。
図4に示すように、モータ駆動システム100aは、モータ制御装置1aと、バッテリ2と、モータ3とを備えている。モータ駆動システム100aは、モータ3を駆動するシステムである。なお、この図において、図1と同一の構成は、同一の符号を付与して、その説明を省略する。
なお、本実施形態によるモータ制御装置1aは、昇圧回路14aが、同期整流用スイッチ144の代わりにダイオード148を備える点、及び、当該ダイオード148を備えることにより、制御部17aの制御が異なる点を除いて、第1の実施形態と同様である。
ダイオード148は、アノード端子がノードN2に、カソード端子がノードN3に、それぞれ接続され、昇圧された電圧を整流する。
本実施形態によるモータ制御装置1aの動作は、図2及び図3のタイミングチャートにおいて、同期整流用スイッチ144に関する動作が不要になる点を除いて同様であるため、ここではその説明を省略する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1aは、第1の実施形態と同様の効果を奏し、小型化することができる。
次に、図5を参照して、第3の実施形態によるモータ制御装置1bについて説明する。
図5は、第3の実施形態によるモータ制御装置1bの一例を示す機能ブロック図である。
図5に示すように、モータ駆動システム100bは、モータ制御装置1bと、バッテリ2と、モータ3とを備えている。モータ駆動システム100bは、モータ3を駆動するシステムである。なお、この図において、図1と同一の構成は、同一の符号を付与して、その説明を省略する。
なお、本実施形態によるモータ制御装置1bは、昇圧回路14bが、複数の昇圧チョッパ回路を有するインターリーブ制御方式の昇圧回路である点、及び、当該昇圧回路14bを備えることにより、制御部17bの制御が異なる点を除いて、第1の実施形態と同様である。
本実施形態によるモータ制御装置1bの動作は、図2及び図3のタイミングチャートにおいて、同期整流用スイッチ144に関する動作が同期整流用スイッチ144−1及び同期整流用スイッチ144−2になる点と、昇圧用スイッチ145に関する動作が昇圧用スイッチ145−1及び昇圧用スイッチ145−2になる点とを除いて同様であるため、ここではその説明を省略する。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1bは、第1の実施形態と同様の効果を奏し、小型化することができる。
次に、図6を参照して、第4の実施形態によるモータ制御装置1cについて説明する。
図6は、第4の実施形態によるモータ制御装置1cの一例を示す機能ブロック図である。
図6に示すように、モータ駆動システム100cは、モータ制御装置1cと、バッテリ2と、モータ3とを備えている。モータ駆動システム100cは、モータ3を駆動するシステムである。なお、この図において、図1と同一の構成は、同一の符号を付与して、その説明を省略する。
なお、本実施形態によるモータ制御装置1cは、インバータ直結スイッチ13を備えない点、及び、当該インバータ直結スイッチ13を備えないことにより、制御部17cの制御が異なる点を除いて、第1の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態によるモータ制御装置1cは、インバータ直結スイッチ13を備えずに、モータ駆動システム100cの動作が停止された場合に、同期整流用スイッチ144を制御する。
図7は、本実施形態によるモータ制御装置1cの動作の一例を示すタイミングチャートである。
図7に示す例は、IGスイッチがオフされた際に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電するモータ制御装置1cの動作の一例を説明する。
このように、モータ制御装置1cは、モータ駆動システム100cの動作が停止された場合に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全に放電することができる。
図8において、各グラフの縦軸及び横軸は、上述した図7に示すグラフと同様である。図8において、波形W31〜W34は、上から順に、IGスイッチの状態、電源リレースイッチ12の状態、同期整流用スイッチ144の状態、及び昇圧用スイッチ145の状態を示している。また、波形W35は、平滑コンデンサ15の電圧を示している。また、図8において、初期状態は、図7と同様である。
このように、モータ制御装置1cは、モータ駆動システム100cの動作が停止された場合に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全に放電することができる。
また、本実施形態によるモータ制御装置1cは、モータ駆動システム100cの動作が停止された際に、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全、且つ速やかに放電することができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1cは、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を放電する際に、放電経路(例えば、放電経路DC3)に搭載された部品(例えば、同期整流用スイッチ144及び昇圧用スイッチ145など)に、過電流が流れることを防止することができる。よって、本実施形態によるモータ制御装置1cは、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷をさらに安全、且つ速やかに放電することができる。
これにより、本実施形態によるモータ制御装置1cは、昇圧回路14を介して、平滑コンデンサ15に蓄積された電荷を安全に放電することができる。
例えば、上記の各実施形態において、電源リレースイッチ12は、nMOSFETのリレー用FET(121、122)を用いる例を説明したが、リレースイッチなどの他のスイッチを用いるようにしてもよい。
また、上記の第4の実施形態において、インバータ直結スイッチ13を備えない構成の例を説明したが、この構成を第3の実施形態に適用してもよい。
また、上記の各実施形態において、昇圧可能な回路が、昇圧回路14(14a、14b)である場合の例を説明したが、昇圧可能な回路は、例えば、昇降圧回路であってもよい。
2 バッテリ
3 モータ
11、147 コイル
12 電源リレースイッチ
13 インバータ直結スイッチ
14、14a、14b 昇圧回路
15 平滑コンデンサ
16 インバータ部
17、17a、17b、17c 制御部
100、100a、100b、100c モータ駆動システム
121、122 リレー用FET
141、141−1、141−2 昇圧用コイル
142、142−1、142−2 抵抗
143、146 コンデンサ
144、144−1、144−2 同期整流用スイッチ
145、145−1、145−2 昇圧用スイッチ
148 ダイオード
Claims (3)
- 直流電源からの電力の供給を制御する第1スイッチと、
昇圧用コイル及び昇圧用スイッチを有し、前記第1スイッチによって供給された電圧を昇圧して、電動機を駆動する駆動回路に出力する昇圧可能な回路と、
前記昇圧可能な回路の出力線に接続された平滑コンデンサと、
前記第1スイッチから前記昇圧可能な回路に前記電力を供給する電力供給線と、前記昇圧可能な回路の出力線との間の電気的な接続を制御し、前記駆動回路に供給する電圧を、前記第1スイッチによって供給された電圧と、前記昇圧可能な回路が出力する電圧とのいづれかに切り替える第2スイッチと、
前記電動機を駆動するシステムの動作が停止された場合に、前記第1スイッチを非導通状態にするとともに、前記第2スイッチ及び前記昇圧用スイッチを導通状態にして、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を、前記昇圧可能な回路を介して放電させる制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第1スイッチによって供給された電圧を前記駆動回路に供給する場合に、前記第2スイッチを導通状態にするとともに、前記昇圧可能な回路を停止させ、
前記昇圧可能な回路が出力する電圧を前記駆動回路に供給する場合に、前記第2スイッチを非導通状態にするとともに、前記昇圧可能な回路を動作させ、
前記電動機を駆動するシステムの動作が停止された場合に、前記第2スイッチを間欠的に導通状態にする
ことを特徴とする平滑コンデンサ放電制御装置。 - 前記制御部は、前記平滑コンデンサに蓄積された電荷を、前記昇圧可能な回路の出力線から前記第2スイッチと、前記昇圧用コイル及び前記昇圧用スイッチとを経由する経路により放電させる
ことを特徴とする請求項1に記載の平滑コンデンサ放電制御装置。 - 前記制御部は、前記平滑コンデンサの電圧が、所定の電圧以下になった場合に、前記昇圧用スイッチを非導通状態にする
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の平滑コンデンサ放電制御装置。
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