JP7238606B2 - Power supply, motor and blower - Google Patents
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Description
本発明は、電源装置、モータ装置および送風装置に関する。 The present invention relates to a power supply device, a motor device, and a blower device.
WO2017-134824号に記載の電源装置は、交流電力を直流に整流する全波整流回路と、全波整流回路の出力電力を定電圧化して出力する電源回路と、負荷への直流電力の供給を開始する駆動信号出力回路と、を有する。 The power supply device described in WO2017-134824 includes a full-wave rectifier circuit that rectifies AC power to DC power, a power supply circuit that converts the output power of the full-wave rectifier circuit into a constant voltage and outputs it, and a DC power supply to a load. and a drive signal output circuit for starting.
駆動信号出力回路は、スイッチが設けられており、使用者によってスイッチが押されたときに、駆動信号を出力し、負荷への直流電力の供給が開始される。また、スイッチがOFFになった時には、負荷への直流電力の供給が停止される。 The drive signal output circuit is provided with a switch, and when the user presses the switch, it outputs a drive signal and starts supplying DC power to the load. Also, when the switch is turned off, the supply of DC power to the load is stopped.
WO2017-134824号に記載の電源装置は、全波整流回路および電源回路よりも負荷側に駆動信号出力回路が設けられる。そのため、スイッチが押されるタイミングによっては、負荷に供給される直流電力がばらつき、負荷の動作が不安定になる虞がある。 The power supply device described in WO2017-134824 is provided with a drive signal output circuit on the load side of the full-wave rectifier circuit and the power supply circuit. Therefore, depending on the timing at which the switch is pressed, the DC power supplied to the load may vary and the operation of the load may become unstable.
また、スイッチは、直流電力の供給/遮断を切り替えるスイッチであり、負荷に供給される直流電力を使用者の要求に応じて調整する場合、使用者は、上述したスイッチ以外のスイッチの操作が必要となり、使用者の利便性が悪い。 In addition, the switch is a switch that switches between supply and cutoff of DC power, and when adjusting the DC power supplied to the load according to the user's request, the user needs to operate a switch other than the switch described above. As a result, user convenience is poor.
そこで、本発明は、使用者の利便性を高めることができる電源装置、モータ装置および送風装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power supply device, a motor device, and a blower device that can improve user convenience.
本発明の例示的な電源装置は、交流電源に接続される電力供給端子と、前記電力供給端子から供給された交流電圧から前記負荷の駆動に必要な直流の駆動電圧を生成する第1電源回路と、前記駆動電圧を前記負荷に対して供給する駆動回路と、前記電力供給端子と並列に配置され、前記交流電源に接続可能な入力端子と、前記入力端子から入力された交流電圧を直流に変換したのちに直流の動作電圧を生成する第2電源回路と、前記第2電源回路と並列に配置され、前記入力端子から入力される交流電圧に基づいて制御信号を出力する信号生成回路と、前記動作電圧にて動作されるとともに制御電圧を生成し、前記制御信号に基づいて前記駆動回路を制御する制御回路と、前記電力供給端子と前記第1電源回路とを繋ぐ配線に配置された第1スイッチ素子を含むスイッチ回路と、を有し、前記スイッチ回路は、前記信号生成回路と同電位の接地点に接地され、前記制御信号を受信している間、前記第1スイッチ素子をONにする。 An exemplary power supply device of the present invention includes a power supply terminal connected to an AC power supply, and a first power supply circuit that generates a DC drive voltage required to drive the load from the AC voltage supplied from the power supply terminal. a drive circuit for supplying the drive voltage to the load; an input terminal arranged in parallel with the power supply terminal and connectable to the AC power supply; a second power supply circuit for generating a DC operating voltage after conversion; a signal generation circuit arranged in parallel with the second power supply circuit for outputting a control signal based on the AC voltage input from the input terminal; a control circuit that operates at the operating voltage, generates a control voltage, and controls the drive circuit based on the control signal; a switch circuit including one switch element, wherein the switch circuit is grounded to a ground point having the same potential as that of the signal generation circuit, and turns on the first switch element while receiving the control signal. do.
本発明の例示的な電源装置、電源装置、モータ装置および送風装置によれば、使用者の利便性を高めることができる。 According to the exemplary power supply device, power supply device, motor device, and blower device of the present invention, user convenience can be enhanced.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、モータMの中心軸Cxと平行な方向を「軸方向」とする。また、中心軸Cxに直交する方向を「径方向」とする。中心軸Cxを中心とする円周方向を「周方向」とする。また、図1に示す、送風装置Fnを基準として、上下左右を定義する。なお、上述した方向は説明のために用いるものであり、送風装置FnおよびモータMの使用状態における位置関係及び方向を限定するものではない。 Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the drawings. In the following description, the direction parallel to the central axis Cx of the motor M is defined as "axial direction". A direction orthogonal to the central axis Cx is defined as a "radial direction". A circumferential direction about the central axis Cx is defined as a “circumferential direction”. Further, up, down, left, and right are defined with reference to the air blower Fn shown in FIG. Note that the directions described above are used for explanation, and do not limit the positional relationship and direction of the blower Fn and the motor M in the state of use.
また、図2、図4、図5等は、配線図である。以下の説明に用いる配線図において、直流電圧が供給される配線を実線で示す。交流電圧が供給される配線を太線の実線で示す。また、回路等の動作、停止等のトリガーとなる信号が入力される配線を破線で示す。 2, 4, 5, etc. are wiring diagrams. In the wiring diagrams used in the following description, the wiring to which the DC voltage is supplied is indicated by solid lines. Wiring to which AC voltage is supplied is indicated by a thick solid line. In addition, the dashed lines indicate the wiring to which the signal that triggers the operation or stop of the circuit or the like is input.
<1. 送風装置Aについて>
図1は、本発明に係る送風装置Fnの一例を示す正面図である。図2は、図1に示す送風装置Fnに設けられるモータ装置200の概略配線図である。図1に示すように、送風装置Fnは、扇風機である。なお、図1に示す送風装置Fnにおいて、中心軸Cxは、紙面と直交する。
<1. About blower A>
FIG. 1 is a front view showing an example of a blower Fn according to the present invention. FIG. 2 is a schematic wiring diagram of the
図1、図2に示すように、送風装置Fnは、土台BSと、支柱PLと、モータ装置200と、インペラImと、を有する。モータ装置200は、モータMと、電源装置100とを有する(図2参照)。モータMは、直流電圧で駆動される。モータMは、例えば、ブラシレス直流モータであるが、これに限定されない。直流電力で駆動するモータを広く採用できる。モータMは、電源装置100からの電力供給によって、中心軸Cx周りに回転されるシャフト(不図示)を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the blower Fn has a base BS, a support PL, a
土台BSは、送風装置Fnの台座である。土台BSは、例えば、直方体、円柱状である。土台BSは、内部に空間を有し、モータ装置200の電源装置100が収容される。支柱PLは、土台BSの上面から上方に延びる。支柱PLの上端には、モータMが取り付けられる。支柱PLも土台BSと同様、内部に空間を有する。支柱PLの内部の空間には、電源装置100からモータMに電力を供給する電力線(不図示)が配置される。
The base BS is the base of the blower Fn. The base BS is, for example, rectangular parallelepiped or columnar. The base BS has a space inside and accommodates the
インペラImは、モータMのシャフトに固定され、シャフトの回転によって中心軸周りに回転される。インペラImは、インペラカップIm1と、羽根Im2と、を有する。インペラカップIm1は、中心軸Cxと直交する方向に拡がる蓋部を有する有蓋円筒状であり、蓋部の径方向外縁より軸方向に延びる筒部を有する。インペラImは、3個の羽根Im2が周方向に等間隔に配置される。なお、羽根Im2は、3個に限定されない。また、羽根Im2の配置は、等間隔でなくてもよい。 The impeller Im is fixed to the shaft of the motor M and rotated around the central axis by the rotation of the shaft. The impeller Im has an impeller cup Im1 and vanes Im2. The impeller cup Im1 has a lidded cylindrical shape with a lid extending in a direction orthogonal to the central axis Cx, and has a cylindrical portion axially extending from the radial outer edge of the lid. The impeller Im has three blades Im2 arranged at regular intervals in the circumferential direction. Note that the number of blades Im2 is not limited to three. Also, the blades Im2 may not be arranged at regular intervals.
羽根Im2は、インペラカップIm1の径方向外縁から径方向外側に延びる。羽根Im2は、軸方向の両端が周方向にずれている。そのため、インペラImが回転することで、軸方向に沿う気流が発生する。 The vanes Im2 extend radially outward from the radial outer edge of the impeller cup Im1. Both axial ends of the blade Im2 are displaced in the circumferential direction. Therefore, the rotation of the impeller Im generates airflow along the axial direction.
土台BSには、切り替えスイッチCWが設けられる。切り替えスイッチCWには、土台BSの上面に突出する4個のボタンスイッチBt0、Bt1、Bt2およびBt3が備えられる。ボタンスイッチBt0、Bt1、Bt2およびBt3は、それぞれ、使用者により押下されるスイッチである。 A changeover switch CW is provided on the base BS. The change-over switch CW is provided with four button switches Bt0, Bt1, Bt2 and Bt3 projecting from the upper surface of the base BS. Button switches Bt0, Bt1, Bt2 and Bt3 are switches that are pressed by the user.
なお、以下の説明において、ボタンスイッチBt1、Bt2、Bt3を、それぞれ、第1ボタンスイッチBt1、第2ボタンスイッチBt2、第3ボタンスイッチBt3とする場合がある。ボタンスイッチBt1、Bt2およびBt3は、一度操作されると他のボタンスイッチが操作されるまで、操作状態を保持する。 In the following description, button switches Bt1, Bt2, and Bt3 may be referred to as first button switch Bt1, second button switch Bt2, and third button switch Bt3, respectively. Once the button switches Bt1, Bt2 and Bt3 are operated, the operated state is maintained until another button switch is operated.
ボタンスイッチBt1、Bt2およびBt3は、例えば、送風装置FnのONおよび風量の調整、すなわち、モータMの回転速度の調整に用いられる。なお、本実施形態の送風装置では、ボタンスイッチBt1が押されることで、モータMは、弱(低速回転)で動作する。ボタンスイッチBt2が押されることで、モータMは、中(中速回転)で動作する。さらに、ボタンスイッチBt3が押されることで、モータMは、強(高速回転)で動作する。 Button switches Bt1, Bt2, and Bt3 are used, for example, to turn on the blower Fn and adjust the air volume, that is, adjust the rotation speed of the motor M. FIG. In addition, in the blower device of the present embodiment, the motor M operates weakly (low speed rotation) by pressing the button switch Bt1. By pressing the button switch Bt2, the motor M operates at medium (medium speed rotation). Furthermore, by pressing the button switch Bt3, the motor M operates strongly (high-speed rotation).
ボタンスイッチBt0は、操作後に元に戻るスイッチである。操作状態が維持されたボタンスイッチがある場合、そのボタンスイッチの操作状態を解除する。なお、以下の説明において、ボタンスイッチBt0を切りボタンスイッチBt0とする場合がある。 The button switch Bt0 is a switch that returns to its original state after being operated. If there is a button switch whose operating state is maintained, the operating state of that button switch is released. In the following description, the button switch Bt0 may be referred to as the OFF button switch Bt0.
また、土台BSには、先端にコネクタCtが設けられたケーブルCbが設けられる。コネクタCtは、例えば、居室の壁面に設けられるコンセント(不図示)に接続し、交流電力線に接続される。つまり、送風装置Fnには、コネクタCtおよびケーブルCbを介して、交流電圧Vacが供給される。つまり、ケーブルCbは、交流配線の一部である。 Also, the base BS is provided with a cable Cb having a connector Ct at its tip. The connector Ct is connected to, for example, an outlet (not shown) provided on the wall surface of the living room, and is connected to an AC power line. That is, the AC voltage Vac is supplied to the air blower Fn via the connector Ct and the cable Cb. That is, the cable Cb is part of the AC wiring.
<2. 電源装置100>
電源装置100は、交流電圧Vacを受けて直流電力で動作するブラシレス直流モータMを駆動する。すなわち、電源装置100は、交流電源からの交流電圧Vacを受けて直流の負荷Mの駆動および制御を行う。図2に示すように、電源装置100は、第1電源回路10と、第2電源回路20と、制御回路30と、第1信号生成回路41と、第2信号生成回路42と、第3信号生成回路43と、スイッチ回路50と、駆動回路60とを有する。また、電源装置100は、電力供給端子CAと、第1入力端子C1と、第2入力端子C2と、第3入力端子C3とを有する。
<2.
<2.1 端子CA、C1、C2、C3>
電源装置100は、電力供給端子CAと、第1入力端子C1と、第2入力端子C2と、第3入力端子C3とを有する。電力供給端子CAは、交流電源に接続される。また、電源装置100は、複数の入力端子C1、C2、C3を有する。図2に示すとおり、電力供給端子CAは、ケーブルCbに接続されており、ケーブルCbから交流電圧Vacを受ける。つまり、本実施形態において、交流電源は、ケーブルCbおよびコネクタCtを介して接続される交流電力線である。しかしながら、これに限定されず、交流の電力を供給できる構成を広く採用することができる。
<2.1 Terminals CA, C1, C2, C3>
The
第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3は、交流電源に接続可能である。第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3は、切り替えスイッチCWに接続される。 The first input terminal C1, the second input terminal C2 and the third input terminal C3 are connectable to an AC power supply. The first input terminal C1, the second input terminal C2 and the third input terminal C3 are connected to the changeover switch CW.
ここで、切り替えスイッチCWについて図面を参照して詳しく説明する。図3は、切り替えスイッチCWの等価回路である。図2、図3に示すように、切り替えスイッチCWは、交流配線の一方に接続される。切り替えスイッチCWは、交流電圧に対応したスイッチである。なお、交流配線は、例えば、定電圧(例えば、接地電圧)の中性線と、中性線に対して電圧が入れ替わる電力線とを有する場合がある。このような場合、交流配線の一方は、電力線である。なお、切り替えスイッチCWが常に中性線と電力線との電圧を検出できる構成であれば、どちらの配線に接続されてもよい。 Here, the change-over switch CW will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is an equivalent circuit of the changeover switch CW. As shown in FIGS. 2 and 3, the changeover switch CW is connected to one side of the AC wiring. The changeover switch CW is a switch corresponding to an alternating voltage. AC wiring may have, for example, a neutral wire with a constant voltage (for example, ground voltage) and a power line whose voltage is switched with respect to the neutral wire. In such a case, one of the AC wiring is the power line. As long as the changeover switch CW can always detect the voltages of the neutral line and the power line, it may be connected to either wiring.
切り替えスイッチCWは、交流配線が接続される接続端子Tb、第1出力端子Tn1、第2出力端子Tn2、第3出力端子Tn3および切断端子Tn0を有する。第1出力端子Tn1は、第1入力端子C1と接続する。第2出力端子Tn2は、第2入力端子C2と接続する。第3出力端子Tn3は、第3入力端子C3と接続する。 The changeover switch CW has a connection terminal Tb to which AC wiring is connected, a first output terminal Tn1, a second output terminal Tn2, a third output terminal Tn3, and a disconnection terminal Tn0. The first output terminal Tn1 is connected to the first input terminal C1. The second output terminal Tn2 is connected to the second input terminal C2. The third output terminal Tn3 is connected to the third input terminal C3.
切り替えスイッチCWにおいて、接続端子Tbは、第1出力端子Tn1、第2出力端子Tn2および第3出力端子Tn3のいずれか一つと電気的に接続される。例えば、切り替えスイッチCWにおいて、第1ボタンスイッチBt1が押下されたとき、接続端子Tbと第1出力端子Tn1とが接続される。第2ボタンスイッチBt2が押下されたとき、接続端子Tbと第2出力端子Tn2とが接続される。第3ボタンスイッチBt3が押下されたとき、接続端子Tbと第3出力端子Tn3とが接続される。 In the changeover switch CW, the connection terminal Tb is electrically connected to any one of the first output terminal Tn1, the second output terminal Tn2 and the third output terminal Tn3. For example, in the changeover switch CW, when the first button switch Bt1 is pressed, the connection terminal Tb and the first output terminal Tn1 are connected. When the second button switch Bt2 is pressed, the connection terminal Tb and the second output terminal Tn2 are connected. When the third button switch Bt3 is pressed, the connection terminal Tb and the third output terminal Tn3 are connected.
さらに、切りボタンスイッチBt0が押下されたとき、接続端子Tbと切断端子Tn0とが接続される。しかしながら、これに限定されず、切りボタンスイッチBt0が押下されたとき接続端子Tbと各出力端子とを離してもよい。また、これ以外の構成であってもよい。 Furthermore, when the off button switch Bt0 is pressed, the connection terminal Tb and the disconnection terminal Tn0 are connected. However, it is not limited to this, and the connection terminal Tb and each output terminal may be separated when the off button switch Bt0 is pressed. Also, other configurations may be used.
以上のことから、切り替えスイッチCWは、第1ボタンスイッチBt1が押されると、第1入力端子C1に、交流電圧Vacを供給する。第2ボタンスイッチBt2が押されると、第2入力端子C2に、交流電圧Vacを供給する。第3ボタンスイッチBt3が押されると、第3入力端子C3に、交流電圧Vacを供給する。 As described above, the change-over switch CW supplies the AC voltage Vac to the first input terminal C1 when the first button switch Bt1 is pressed. When the second button switch Bt2 is pressed, the AC voltage Vac is supplied to the second input terminal C2. When the third button switch Bt3 is pressed, the AC voltage Vac is supplied to the third input terminal C3.
なお、切り替えスイッチCWは、チョークコイルを用いて交流モータの速度を切り替えるスイッチの回路と同じ回路を利用可能である。そのため、切り替えスイッチCWの回路の詳細については省略する。 The changeover switch CW can use the same circuit as the circuit of the switch that switches the speed of the AC motor using a choke coil. Therefore, details of the circuit of the changeover switch CW are omitted.
<2.2 第1電源回路10>
図2に示すように、電源装置100は、電力供給端子CAに接続された電力配線L1を有する。電力配線L1は交流電力が供給される配線であり、2本の配線を有する。電力配線L1は、電力供給端子CAと第1電源回路10とを接続する。第1電源回路10には、交流電圧が供給される。
<2.2 First
As shown in FIG. 2, the
第1電源回路10は、交流電圧Vacから駆動電圧Vdcを生成する回路である。第1電源回路10は、例えば、ダイオードブリッジを含む、いわゆる、全波整流回路を含む。すなわち、第1電源回路10は、電力供給端子CAから供給された交流電圧Vacから負荷Mの駆動に必要な直流の駆動電圧Vdcを生成する。また、第1電源回路10は全波整流回路を含む。なお、駆動電圧Vdcは、モータMの駆動に必要な電圧であり、後述する動作電圧Vcc1、制御電圧Vcc2よりも高電圧であるが、これに限定されない。
The first
<2.3 第2電源回路20>
図2に示す第2電源回路20は、入力された交流電圧から動作電圧Vcc1を供給する回路である。図2に示すように、第2電源回路20は、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3と接続する。なお、図2に示す電源装置100において、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3からの配線はそれぞれ個別に第2電源回路20に接続しているが、これに限定されない。すべての端子からの配線をいったんまとめて第2電源回路20の1つの端子に接続される構成であってもよい。
<2.3 Second
The second
第2電源回路20は、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3のいずれかに供給された交流電圧Vacを受ける。なお、以下の説明では、必要に応じて、第1入力端子C1、第2入力端子C2、第3入力端子C3のそれぞれから受ける交流電圧Vacを、それぞれ、第1入力電圧Vac1、第2入力電圧Vac2および第3入力電圧Vac3とする場合がある。第1入力電圧Vac1、第2入力電圧Vac2および第3入力電圧Vac3は同じ電圧である。
The second
第2電源回路20は、半波整流回路21と、半波整流回路21の後段に接続されたDC/DC変換回路22と、を含む。半波整流回路21は、例えば、ダイオードとコンデンサとを用いた従来周知の回路である。半波整流回路21によって、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3のいずれかから入力された交流電圧Vacの半波だけを整流して直流の電圧を生成する。
The second
DC/DC変換回路22は、半波整流回路21で生成された電圧を変換して、直流の動作電圧Vcc1を生成する。なお、DC/DC変換回路22は、従来周知の回路であり、詳細な説明は省略する。すなわち、第2電源回路20は、入力端子C1、C2、C3から入力された交流電圧Vac1、Vac2、Vac3を直流に変換したのちに直流の動作電圧Vcc1を生成する。
DC/
動作電圧Vcc1は、制御回路30、駆動回路60を駆動させることができる電圧である。制御回路30および駆動回路60の消費電力は、モータMの消費電力に比べて低い。そのため、動作電圧Vcc1を生成する第2電源回路20では、整流後の電力が小さい半波整流回路を採用でき、第2電源回路20の回路構成を簡略化できる。つまり、電源装置100の構成を簡略化することができる。
The operating voltage Vcc1 is a voltage that can drive the
また、図2に示すように、第1電源回路10で生成された駆動電圧Vdcも第2電源回路20に入力される。第2電源回路20において駆動電圧Vdcは、交流電圧Vacをバイアスする。駆動電圧Vdcが生成が開始された後、第2電源回路20は、駆動電圧Vdcでバイアスされた交流電圧Vacを整流して、動作電圧Vcc1を生成する。
In addition, as shown in FIG. 2, the drive voltage Vdc generated by the first
すなわち、第2電源回路20は、駆動電圧Vdcが供給されているときに駆動電圧Vdcを利用して動作電圧Vcc1を生成する。交流電圧Vacが駆動電圧Vdcでバイアスされるため、交流電圧Vacだけを利用する場合に比べて安定した動作電圧Vcc1を出力することができる。なお、動作電圧Vcc1が第2電源回路20に入力する場合、各入力端子C1、C2、C3から第2電源回路20への交流電圧の供給を遮断してもよい。
That is, the second
<2.4 信号生成回路41、42、43>
第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3には、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43がそれぞれ接続される。図2に示すように、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43は、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3から見て、第2電源回路20と並列に接続される。
<2.4
A first
つまり、第1信号生成回路41には、交流電圧である第1入力電圧Vac1が入力される。第1信号生成回路41は、第1入力電圧Vac1から第1制御信号SgLを出力する。第2信号生成回路42は、第2入力電圧Vac2から第2制御信号SgMを出力する。第3信号生成回路43は、第3入力電圧Vac3から第3制御信号SgHを出力する。すなわち、入力端子C1、C2、C3から入力される交流電圧Vac1、Vac2、Vac3に基づいて制御信号SgL、SgM、SgHを出力する。
That is, the first input voltage Vac1, which is an AC voltage, is input to the first
信号生成回路の詳細について、図面を参照して説明する。第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43は、一部を除いて同じ回路である。そのため、以下の説明では、3個の信号生成回路を代表して第1信号生成回路41を参照して説明する。図4は、第1信号生成回路41の一例の配線図である。
Details of the signal generation circuit will be described with reference to the drawings. The first
図4に示すように、第1信号生成回路41は、第1分圧回路411と、第2分圧回路412と、コンデンサC41と、ツェナーダイオードZD41と、第1トランジスタQ41とを有する。第1分圧回路411は、第1入力端子C1とフレーム接地点Grsとを接続する。なお、フレーム接地点Grsは、筐体の接地点であり電源装置100の基準電圧である。また、電源装置100には、大地接地点Grrも有する。大地接地点Grrは、電力線に対する接地点である。
As shown in FIG. 4, the first
第1分圧回路411は、第1抵抗R411と、第2抵抗R412とを直列に接続している。第1抵抗R411と第2抵抗R412との接続点が出力端子である。第1分圧回路411は、第1入力端子C1からの電圧を取り出す。すなわち、信号生成回路41は、入力端子C1と接地点Grsとを接続する第1分圧回路411を有する。
The first
コンデンサC41は、第1分圧回路411の出力端子とフレーム接地点Grsとを接続する。また、ツェナーダイオードZD41は、コンデンサC41と並列に接続される。ツェナーダイオードZD41のアノード側がフレーム接地点Grsに接続される。第1分圧回路411の出力端子とツェナーダイオードZD41のカソード側とは接続されており、第1トランジスタQ41のベースに接続される。
A capacitor C41 connects the output terminal of the first
コンデンサC41とツェナーダイオードZD41とによって、直流の電圧が生成される。つまり、第1信号生成回路41は、交流の第1入力電圧Vac1に基づいて直流の電圧を生成し、第1トランジスタQ41のベースに入力させる。
A DC voltage is generated by the capacitor C41 and the Zener diode ZD41. That is, the first
なお、本実施形態では、コンデンサC41と第1分圧回路411とを接続する配線に、第4抵抗R414を有する。また、コンデンサC41とツェナーダイオードZD41のカソード側とをつなぐ配線に第5抵抗R415を有する。第4抵抗R414と第5抵抗R515の抵抗値を調整することで、第1信号生成回路41に交流の第1入力電圧Vac1が入力しても、第1トランジスタQ41のベースに直流の第1トランジスタQ41を動作させ続ける電圧を印加できる。
In this embodiment, the wiring connecting the capacitor C41 and the first
第2分圧回路412には制御回路30で生成される後述の制御電圧Vcc2が供給されるとともに、第2分圧回路412はフレーム接地点Grsに接続される。すなわち、第2分圧回路412には、制御電圧Vcc2が供給されるとともに、第2分圧回路412は接地点Grsに接続される。第2分圧回路412は、判別用抵抗Rxと、第3抵抗R413とが直列に接続されている。そして、判別用抵抗Rxと第3抵抗R413との接続点が、第2分圧回路412の出力端子である。出力端子から出力される電圧が、第1制御信号SgLである。第1制御信号SgLは、制御回路30に入力する。
The second
第1トランジスタQ41は、npn型バイポーラトランジスタである。なお、第1トランジスタQ41は、npn型バイポーラトランジスタに限定されず、例えば、電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)、MOSFET(MOS型FET)、IGBT等であってもよい。また、トランジスタに限定されず、所定の信号の入力に基づいて、ON/OFFが切り替わる素子を広く採用できる。なお、バイポーラ型トランジスタのベース、FETのゲート等、トランジスタをスイッチング素子として用いるときに、ON/OFFトリガー信号を受け入れる端子を制御端子とする。 The first transistor Q41 is an npn bipolar transistor. Note that the first transistor Q41 is not limited to an npn-type bipolar transistor, and may be, for example, a field effect transistor (FET), a MOSFET (MOSFET), an IGBT, or the like. In addition, it is not limited to a transistor, and a wide range of elements that are switched ON/OFF based on the input of a predetermined signal can be employed. When a transistor such as the base of a bipolar transistor or the gate of an FET is used as a switching element, a terminal for receiving an ON/OFF trigger signal is defined as a control terminal.
第1トランジスタQ41は、第2分圧回路と直列に接続される。つまり、第1トランジスタQ41のコレクタには、制御電圧Vcc2が入力される。第1トランジスタQ41のエミッタは、第2分圧回路412を介して、フレーム接地点Grsに接続される。第1トランジスタQ41のベースには、上述のとおり、第1分圧回路411の出力端子とツェナーダイオードZD41のカソード側とが接続される。すなわち、第1トランジスタQ41は、第2分圧回路412と直列に接続されて、ツェナーダイオードZD41のカソード側が制御端子(ベース)に接続される。
The first transistor Q41 is connected in series with the second voltage dividing circuit. That is, the control voltage Vcc2 is input to the collector of the first transistor Q41. The emitter of the first transistor Q41 is connected through the second
第1トランジスタQ41では、ベースエミッタ間電圧が閾値以上になったとき、コレクタエミッタ間に電流が流れる。つまり、コンデンサC41とツェナーダイオードZD41から、一定電圧以上の直流電圧が入力されたとき、第1トランジスタQ41のコレクタエミッタ間が導通され、制御電圧Vcc2が第2分圧回路412に供給される。すなわち、第1トランジスタQ41は、ツェナーダイオードZD41のカソード側から供給される電圧に基づいて、第2分圧回路412への制御電圧Vcc2を供給可能にする。
In the first transistor Q41, current flows between the collector and emitter when the voltage between the base and emitter exceeds the threshold. That is, when a DC voltage higher than a certain voltage is input from the capacitor C41 and the Zener diode ZD41, the collector-emitter of the first transistor Q41 becomes conductive, and the control voltage Vcc2 is supplied to the second
第1信号生成回路41は、第2分圧回路412の出力を制御信号SgLとして、制御回路30に出力する。つまり、信号生成回路は、簡単な構成で、交流の第1入力電圧Vac1から直流の第1制御信号SgLを得ることが可能である。
The first
第1信号生成回路41は、制御電圧Vcc2が供給されているときに制御信号SgLを出力する。すなわち、信号生成回路41は、制御電圧Vcc2が供給されているときに制御信号SgLを出力する。制御回路30の起動動作が完了する前に信号生成回路41、42、43から制御信号SgCがスイッチ回路50に供給されることを抑制できる。これにより、制御回路30の起動が完了して駆動回路60が制御されている状態で駆動電圧Vdcの出力を開始させることができ、安全にかつ確実にモータMを回転させることができる。
The first
なお、制御回路30による駆動回路60が制御されている状態で、信号制御回路に制御信号SgCを出力する回路(例えば、遅延回路、マスク回路等)を備えていれば、上述の構成に限定されない。例えば、上述した回路を備えている場合、信号制御回路には、制御電圧Vcc2ではなく、動作電圧Vcc1が供給されてもよい。この場合、制御回路30から制御電圧Vcc2を生成する回路を省略してもよい。
Note that the configuration is not limited to that described above as long as a circuit (for example, a delay circuit, a mask circuit, etc.) that outputs the control signal SgC to the signal control circuit is provided while the
分圧回路の出力は、直列に接続された抵抗の抵抗値によって変化する。電源装置100において、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43は、それぞれ、抵抗値が異なる判別用抵抗Rxを有する。第1信号生成回路41と、第2信号生成回路42と、第3信号生成回路43とは、判別用抵抗Rx以外の構成が同じ構成である。これにより、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43から、それぞれ、異なる電圧の第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHが出力される。
The output of the voltage dividing circuit changes according to the resistance values of the resistors connected in series. In the
すなわち、信号生成回路は、複数の入力端子C1、C2、C3ごとに複数備えられている。各信号生成回路41、42、43は、接続される入力端子C1、C2、C3ごとに異なる特性(ここでは、電圧)の制御信号SgL、SgM、SgHを出力する。
That is, a plurality of signal generating circuits are provided for each of the plurality of input terminals C1, C2, C3. The
各信号生成回路41、42、43から出力される制御信号SgL、SgM、SgHは異なる電圧であり、制御回路30は制御信号SgL、SgM、SgHの判別が容易になる。
The control signals SgL, SgM, SgH output from the
なお、以上示した信号生成回路は、一例であり、これに限定されない。入力端子から見て、第2電源回路20と並列に接続可能であるとともに、入力電圧から制御信号を取り出すことができる回路を広く採用することができる。
It should be noted that the signal generation circuit shown above is an example, and the present invention is not limited to this. As viewed from the input terminal, a circuit that can be connected in parallel with the second
<2.5 スイッチ回路50>
図2に示すように、スイッチ回路50は、電力配線L1に含まれる2個の配線の一方に配置される。スイッチ回路50を切り替えることで、電力配線L1が接続または切断される。スイッチ回路50によって、第1電源回路10への電力の供給が制御される。スイッチ回路50の詳細について、新たな図面を参照して説明する。図5は、スイッチ回路50の一例の配線図である。
<2.5
As shown in FIG. 2,
図5に示すように、スイッチ回路50は、リレー51と、第2トランジスタQ51と、ベース抵抗R51と、ベースエミッタ間抵抗R52とを有する。リレー51は、第1スイッチ素子の一例である。リレー51は、開閉部511と、コイル512と、第1端子513と、第2端子514と、第3端子515と、第4端子516とを有する。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、開閉部511は、配線の開閉を切り替えるスイッチである。開閉部511の少なくとも一部には、磁性材料が含まれており、コイル512の励磁によって吸引され、閉状態になる。開閉部511の一方が第1端子513と接続し、他方が第3端子515と接続する。つまり、開閉部511が閉じたとき、第1端子513と第3端子515とが閉じられ、第1端子513と第3端子515とが接続される。
As shown in FIG. 5, the opening/
コイル512は、電磁コイルであり、電流を流すことで励磁される。上述したとおり、コイル512が励磁されることで、開閉部511は、閉状態になる。コイル512は、第2端子514および第4端子516と、に接続される。
The
リレー51において、第1端子513および第3端子515が電力配線L1に接続される。すなわち、スイッチ回路50は、電力供給端子CAと第1電源回路10とを繋ぐ配線L1に配置された第1スイッチ素子51を含む。開閉部511が開状態のとき、電力配線L1が開状態になり第1電源回路10に交流電圧Vacが供給されない。開閉部511が閉状態のとき、電力配線L1は閉状態になり第1電源回路10に交流電圧Vacが供給される。
In
第2端子514には、動作電圧Vcc1が供給される。また、第4端子516は、第2トランジスタQ51のコレクタに接続される。
The
第2トランジスタQ51は、npn型バイポーラトランジスタである。また、第2トランジスタQ51も第1トランジスタQ41と同様、バイポーラトランジスタ以外の素子を用いてもよい。第2トランジスタQ51のコレクタは、上述のとおり、リレー51の第4端子516が接続される。第2トランジスタQ51のエミッタは、フレーム接地点Grsに接続される。これにより、スイッチ回路50の基準電位と信号生成回路41、42、43の基準電位とが一致する。
The second transistor Q51 is an npn bipolar transistor. Further, elements other than bipolar transistors may be used for the second transistor Q51 as well as the first transistor Q41. The
第2トランジスタQ51には、制御信号SgCが入力される。制御信号SgCは、第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHのいずれかである。図2に示すように、電源装置100では、第1信号生成回路41の出力、第2信号生成回路42の出力および第3信号生成回路43の出力がすべて、スイッチ回路50に入力している。そして、図5に示すように、これらの信号は、いずれも、第2トランジスタQ51のベースに入力する。つまり、電源装置100では、第1入力端子C1、第2入力端子C2および第3入力端子C3のいずれの入力端子に入力電圧が供給された場合であっても、第2トランジスタQ51には、制御信号SgCが入力される。
A control signal SgC is input to the second transistor Q51. The control signal SgC is one of the first control signal SgL, the second control signal SgM and the third control signal SgH. As shown in FIG. 2 , in the
第2トランジスタQ51には、ベース抵抗R51と、ベースエミッタ間抵抗R52とが接続される。ベース抵抗R51およびベースエミッタ間抵抗R52は、第2トランジスタQ51の保護、安定動作のための抵抗であり、周知の技術である。そのため、これらの抵抗の詳細については、省略する。 A base resistor R51 and a base-emitter resistor R52 are connected to the second transistor Q51. The base resistor R51 and the base-emitter resistor R52 are resistors for protecting and stabilizing the second transistor Q51, and are known techniques. Therefore, details of these resistors are omitted.
第2トランジスタQ51のベースに制御信号SgCが入力したとき、第2トランジスタQ51のコレクタエミッタ間は電流が流れる。つまり、動作電圧Vcc1が、コイル512に供給される。これにより、コイル512には電流が流れ、励磁される。コイル512の励磁によって開閉部511が閉じられて電力配線L1が閉状態になり、第1電源回路10に交流電圧Vacが供給される。すなわち、スイッチ回路50において、制御電圧Vcc2を受けて動作するリレー51がスイッチ素子である。リレー51を用いることで、簡単な構成で、第1電源回路10に交流電圧の供給を制限できる。
When the control signal SgC is input to the base of the second transistor Q51, current flows between the collector and emitter of the second transistor Q51. That is, the operating voltage Vcc1 is supplied to the
すなわち、スイッチ回路50は、信号生成回路41と同電位の接地点Grsに接地され、制御信号SgCを受信している間、第1スイッチ素子51をONにする。さらに詳しく説明すると、スイッチ回路50は、第2トランジスタQ51を含み、第2トランジスタQ51は、リレー51と接地点Grsとの間に配置され、制御信号SgCの入力に基づいて、リレー51と接地点Grsとを導通状態または非導通にする。これにより、簡単な構成で、制御信号SgCに基づいて、リレー51を駆動することができる。
That is, the
<2.5 制御回路30>
制御回路30は、モータMの回転速度、動作時間等を決定する処理回路を含む。制御回路30は、例えば、CPU、MPU等の演算装置を含む。制御回路30には、第1信号生成回路41から出力された第1制御信号SgL、第2信号生成回路42から出力された第2制御信号SgM、第3信号生成回路43から出力された第3制御信号SgHが入力される。
<2.5
The
第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHはそれぞれ電圧が異なる。そのため、制御回路30は、それぞれ異なる電圧の信号を判別できる判別回路(不図示)を含む。つまり、制御回路30は、入力される信号の特性から、信号を判別できる判別回路を含む。なお、判別回路による判別する特性は、電圧に限定されない。
The first control signal SgL, the second control signal SgM and the third control signal SgH have different voltages. Therefore, the
第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHが、電圧以外の特性(例えば、周波数)が異なる信号の場合もある。判別回路は、これらの特性の違いを判別できる回路であればよい。つまり、判別回路は、入力される信号を判別するために信号の特性を判別できる。図2では、第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHは、それぞれ、独立して制御回路30に入力しているが、実際には1つの端子(判別回路につながる端子)に接続されればよい。
The first control signal SgL, the second control signal SgM, and the third control signal SgH may be signals having different characteristics (for example, frequency) other than voltage. The discrimination circuit may be any circuit that can discriminate between these characteristics. That is, the discrimination circuit can discriminate the characteristics of the signal to discriminate the input signal. In FIG. 2, the first control signal SgL, the second control signal SgM, and the third control signal SgH are each independently input to the
また、第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHが、デジタル信号であってもよい。この場合、図2に示すように、各信号がそれぞれ独立して入力されることで、入力された制御信号を判別可能である。なお、これら以外にも、制御信号を判別できる方法を広く採用する。 Also, the first control signal SgL, the second control signal SgM and the third control signal SgH may be digital signals. In this case, as shown in FIG. 2, the input control signal can be determined by inputting each signal independently. In addition to these methods, a wide range of methods that can discriminate control signals are employed.
制御回路30には、動作電圧Vcc1が供給される。制御回路30は、動作電圧Vcc1で駆動される。制御回路30は、動作電圧Vcc1から制御電圧Vcc2を生成する。そして、制御回路30は、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43に制御電圧Vcc2を供給する。なお、制御電圧Vcc2は、直流であるが、これに限定されない。
The
すなわち、制御回路30は、動作電圧Vcc1から直流の制御電圧Vcc2を生成する。このようにすることで、制御回路30の起動動作が完了するまえに信号生成回路41、42、43から制御信号SgCがスイッチ回路50に供給されることを抑制できる。これにより、制御回路30の起動完了後に駆動電圧Vdcの出力を開始させることができる。これにより、安全にかつ確実にモータMを回転させることができる。
That is,
上述したとおり、弱(低速回転)に対応したBt1が押下されたとき、第1信号生成回路41が第1制御信号SgLを出力する。そのため、第1制御信号SgLは、モータMの低速回転を指示する信号である。また、中(中速回転)に対応したBt2が押下されたとき、第2信号生成回路42が第2制御信号SgMを出力する。そのため、第2制御信号SgMは、モータMの中速回転を指示する信号である。さらに、強(高速回転)に対応したBt3が押下されたとき、第3信号生成回路43が第3制御信号SgHを出力する。そのため、第3制御信号SgHは、モータMの高速回転を指示する信号である。
As described above, when Bt1 corresponding to weak (low speed rotation) is pressed, the first
制御回路30は、第1制御信号SgL、第2制御信号SgMおよび第3制御信号SgHのいずれかが入力されたとき、判別回路にて、入力された信号の種類を判別する。そして、制御回路30は、判別された信号に応じた回転数でモータMを回転させる指示を含む、駆動信号SgDを駆動回路60に出力する。例えば、第1制御信号SgLを受けたときには、モータMを低回転数で回転させる駆動信号SgDを駆動回路60に出力する。第2制御信号SgM、第3制御信号SgHを受信した場合も同様である。すなわち、制御回路30は、動作電圧Vcc1にて動作されるとともに制御電圧Vcc2を生成し、制御信号SgL、SgM、SgHに基づいて駆動回路60を制御する。
When one of the first control signal SgL, the second control signal SgM and the third control signal SgH is input, the
<2.6 駆動回路60>
駆動回路60は、モータMに接続される。駆動回路60には、第1電源回路10からの駆動電圧Vdc、第2電源回路20からの動作電圧Vcc1が入力される。駆動回路60は、動作電圧Vcc1にて駆動される。そして、駆動回路60には、制御回路30から駆動信号SgDが入力される。
<2.6
The
駆動回路60に接続されるモータMは、ブラシレス直流モータである。例えば、モータMは、3個の位相が異なる電圧を適切なタイミングで供給することで回転する。そのため、駆動回路60は、駆動電圧から位相が異なる電圧を生成し、モータMに供給する。すなわち、駆動回路60は、駆動電圧Vdcを負荷Mに対して供給する。駆動回路60は、いわゆるインバータである。
A motor M connected to the
本実施形態にかかる電源装置100は、以上示した構成を有する。
The
<3. 電源装置100の動作>
以下に、電源装置100の動作について説明する。図6は、第1ボタンスイッチBt1を押した後の電源装置100の動作を示すタイミングチャートである。なお、図6に示すタイミングチャートは、概略図であり、概念的な動作を示している。そのため、実際の電源装置100の動作とは異なる場合がある。また、図6のタイミングチャートでは、停止状態の送風装置Fnの第1ボタンスイッチBt1を押したときの動作を示している。そのため、タイミングチャートにおいて、第1ボタンスイッチBt1の動作に関係する箇所、すなわち、第1出力端子Tn1、第1入力電圧Vac1、第1制御信号SgLのみを記載し、他のボタンスイッチ、入力電圧および制御信号の記載は省略している。
<3. Operation of
The operation of the
第1電源回路10には、スイッチ回路50(リレー51)がONのときにだけ交流電圧Vacが供給される。以下の説明では、電力供給端子CAを介して供給される交流電圧Vacと区別するため、スイッチ回路50がONのときに第1電源回路10に供給される交流電圧を電源入力電圧Vac0とする。なお、スイッチ回路50による切断はあるが、それ以外は、電源入力電圧Vac0と交流電圧Vacは同じである。
The AC voltage Vac is supplied to the first
図6に示すタイミングチャートは横軸を時間としている。また、図6に示すタイミングチャートでは、上から、交流電圧Vac、電源入力電圧Vac0、第1入力電圧Vac1、第1出力端子Tn1、動作電圧Vcc1、制御電圧Vcc2、制御信号SgL(SgC)、駆動信号SgD、開閉部511および駆動電圧Vdcを配置している。なお、第1出力端子Tn1、開閉部511については、開状態をL状態で示し、閉状態をH状態で示す。また、制御信号SgL(SgC)、駆動信号SgDについては、信号が出力されている状態をH状態として示す。
In the timing chart shown in FIG. 6, the horizontal axis is time. Further, in the timing chart shown in FIG. 6, from the top, AC voltage Vac, power supply input voltage Vac0, first input voltage Vac1, first output terminal Tn1, operating voltage Vcc1, control voltage Vcc2, control signal SgL (SgC), drive A signal SgD, an opening/
図6に示すように、電源装置100には、交流電圧Vacが供給されている。そして、時刻t11に第1ボタンスイッチBt1が押されると、切り替えスイッチCWの接続端子Tbと、第1出力端子Tn1とが接続される。これにより、時刻t11において、第1入力端子C1から第1入力電圧Vac1が入力される。
As shown in FIG. 6, the
第1入力端子C1から入力した第1入力電圧Vac1は、第2電源回路20および第1信号生成回路41に入力する。図6に示すように、時刻t11において、制御電圧Vcc2は生成されていない。そのため、第1信号生成回路41は停止中であり、第1入力電圧Vac1が入力しても、第1信号生成回路41は動作しない。一方、第1入力電圧Vac1は、第2電源回路20の半波整流回路21に入力する。これにより、交流の第1入力電圧Vac1は、半波整流される。そして、DC/DC変換回路22にて、所定の電圧の直流に変換され、時刻t12に動作電圧Vcc1として出力される。なお、時刻t11から時刻t12までの時間は、第2電源回路20の回路構成によって変更可能であるが、第1入力電圧Vac1が入力ないときには、動作電圧Vcc1が出力されない。
A first input voltage Vac<b>1 input from the first input terminal C<b>1 is input to the second
上述したとおり、動作電圧Vcc1は、制御回路30、スイッチ回路50および駆動回路60に供給される。つまり、時刻t12に、制御回路30および駆動回路60は、動作を開始する。また、スイッチ回路50は、動作電圧Vcc1が入力されると動作可能な状態、つまり、スタンバイ状態となる。
As described above, operating voltage Vcc1 is supplied to control
そして、制御回路30は、入力された動作電圧Vcc1に基づいて制御電圧Vcc2を生成する。制御回路30は、時刻t13に制御電圧Vcc2を出力する。制御電圧Vcc2は、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43に供給される。すなわち、時刻t13において、第1信号生成回路41、第2信号生成回路42および第3信号生成回路43は、動作開始または動作可能な状態になる。なお、時刻t12から時刻t13までの時間は、制御回路30の回路構成によって変更可能であるが、動作電圧Vcc1が制御回路30に入力されないとき、制御電圧Vcc2は出力されない。
時刻t13において、第1入力端子C1から第1信号生成回路41に第1入力電圧Vac1が入力されている。そのため、第1信号生成回路41では、時刻t13から動作を開始する。そして、第1信号生成回路41は、時刻t14に第1制御信号SgLを出力する。また、第1制御信号SgLは、制御信号SgCとしてスイッチ回路50に出力する。なお、時刻t13から時刻t14までの時間は、第1信号生成回路41の回路構成によって変更可能であるが、制御電圧Vcc2が第1信号生成回路41に入力されないとき、制御信号SgLを出力しない。
At time t13, the first input voltage Vac1 is input to the first
スイッチ回路50では、制御信号SgCでは、時刻t14から動作を開始する。そして、スイッチ回路50では、制御信号SgCが入力されたのち、すなわち、時刻t15において、リレー51が動作し、開閉部511が閉じる。これにより、電源入力電圧Vac0が第1電源回路10に入力される。これより、第1電源回路10が駆動を開始し、駆動電圧Vdcが出力される。なお、時刻t14から時刻t15までの時間は、スイッチ回路50の回路構成によって変更可能であるが、制御信号SgCがスイッチ回路50に入力されないとき、第1電源回路10に電源入力電圧Vac0は入力されない。
The
そして、駆動電圧Vdcが駆動回路60に入力した後、時刻t16にて、制御回路30から駆動回路60に駆動信号SgDが出力される。駆動回路60は、駆動信号SgDの入力に従って、モータMに駆動電圧を供給する。つまり、電源装置100では、時刻t16においてモータMへの電力供給が開始されて、モータMは回転を開始する。なお、時刻t15から時刻t16までの時間は、制御回路30の回路構成によって変更可能であるが、動作電圧Vcc1が制御回路30に入力されるまで、制御電圧Vcc2は出力されない。
After the driving voltage Vdc is input to the driving
このように、電源装置100を備えたモータ装置200では、動作スイッチである第1ボタンスイッチBt1が押下されたとき、制御回路30の起動が完了し、駆動回路60が制御回路30に制御された状態となった後、モータMを駆動するための駆動電圧Vdcが生成される。そのため、モータMの誤作動を抑制できる。
As described above, in the
なお、上述の説明では、第1ボタンスイッチBt1が押されたときについて、説明したが、第2ボタンスイッチBt2が押された場合も同様の動作が行われ、第1ボタンスイッチBt1が押された場合よりも高速回転でモータMが回転する。さらに、第3ボタンスイッチBt3が押された場合も同様の動作が行われ、第2ボタンスイッチBt2が押された場合よりも高速回転でモータMが回転する。 In the above description, the case where the first button switch Bt1 is pressed has been described, but the same operation is performed when the second button switch Bt2 is pressed, and the first button switch Bt1 is pressed. The motor M rotates at a higher speed than the case. Furthermore, when the third button switch Bt3 is pressed, the same operation is performed, and the motor M rotates at a higher speed than when the second button switch Bt2 is pressed.
次に、動作状態のモータMを停止するときの電源装置100の動作について説明する。図7は、モータMを停止するときの電源装置100の動作を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the
図7に示すように、モータMが回転しているとき、第1電源回路10から駆動回路60に駆動電圧Vdcが供給されているとともに、制御回路30から駆動回路60に駆動信号SgDが出力されている。
As shown in FIG. 7, when the motor M is rotating, the drive voltage Vdc is supplied from the first
この状態で、時刻t21に切りボタンスイッチBt0が押されると、接続端子Tbと第1出力端子Tn1との接続が切れる。これにより、第1入力電圧Vac1が切断される。そして、一定時間経過後に第1信号生成回路41からの第1制御信号SgLの出力が停止する(時刻t22)。なお、時刻t21から時刻t22までの時間は、第1信号生成回路41の回路構成による。また、第1制御信号SgLが停止したときに、リレー51には、電力が供給されなくなり開閉部511が開く。これにより、第1電源回路10に供給される電源入力電圧Vac0が供給されなくなり、駆動電圧Vdcの出力が停止される。
In this state, when the off button switch Bt0 is pressed at time t21, the connection between the connection terminal Tb and the first output terminal Tn1 is cut off. This disconnects the first input voltage Vac1. Then, the output of the first control signal SgL from the first
電源装置100において、第2電源回路20および制御回路30は、モータMの動作を安全に停止させる構成となっている。そのため、第2電源回路20、制御回路30は、第1入力電圧Vac1の供給が停止した後、駆動信号SgDの出力を停止し(時刻t23)、制御電圧Vcc2の出力を停止(時刻t24)した後、動作電圧Vcc1の出力を停止する(時刻t25)。なお、電源装置100では、以上の操作を行うことができる第2電源回路20および制御回路30の回路構成を有する。
In the
上述の説明では、第1ボタンスイッチBt1が押されていた状態について、説明したが、第2ボタンスイッチBt2が押されていた場合も同様の動作が行われ、モータMが停止する。さらに、第3ボタンスイッチBt3が押されていた場合も同様の動作が行われ、モータMが停止する。 In the above description, the state in which the first button switch Bt1 is pressed has been described, but the same operation is performed when the second button switch Bt2 is pressed, and the motor M stops. Furthermore, when the third button switch Bt3 is pressed, the same operation is performed and the motor M stops.
上述したとおり、電源装置100は、モータMの始動時には、モータMを駆動するための駆動電圧Vdcが出力される前に、制御回路30および駆動回路60を駆動させておくことができる。これにより、制御回路30および駆動回路60の起動動作が完了する前に駆動回路60に駆動電圧Vdcが供給されることを制限し、起動動作の途中で駆動電圧Vdcが供給されたことによるモータMの誤作動を抑制できる。
As described above,
また、このような構成の電源装置100では、第1ボタンスイッチBt1、第2ボタンスイッチBt2、第3ボタンスイッチBt3を押すことで、それぞれのボタンに設定された回転速度でモータMを安全に駆動できる。これにより、従来の交流モータを用いたスイッチと同じ操作手順で、直流のモータMを操作することが可能である。これにより、使用者の利便性を高めることが可能である。さらに、交流モータに比べて、消費電力が少ない直流モータを駆動するため、消費電力を提言することができる。
In the
また、本発明にかかるモータ装置は、送風装置だけでなく、回転体を回転させる動力源として広く採用することが可能である。さらには、本発明にかかる電源装置は、直流の負荷であるとともに、交流電力が供給される電気機器の電源回路として用いることができる。また、電源装置が電力を供給する負荷は、モータに限定さない。例えば、LED等の直流駆動の電気機器であればよい。駆動回路は、負荷の動作に対応した構成が採用される。 Moreover, the motor device according to the present invention can be widely used not only as a blower device but also as a power source for rotating a rotating body. Furthermore, the power supply device according to the present invention can be used as a power supply circuit of an electric device to which AC power is supplied as well as a DC load. Also, the load to which the power supply supplies power is not limited to the motor. For example, it may be a DC-driven electric device such as an LED. The drive circuit employs a configuration corresponding to the operation of the load.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this content. Various modifications can be made to the embodiments of the present invention without departing from the spirit of the invention.
10 第1電源回路
20 第2電源回路
21 半波整流回路
22 DC変換回路
30 制御回路
41 第1信号生成回路
411 第1分圧回路
412 第2分圧回路
42 第2信号生成回路
43 第3信号生成回路
50 スイッチ回路
51 リレー
511 開閉部
512 コイル
513 第1端子
514 第2端子
515 第3端子
516 第4端子
60 駆動回路
100 電源装置
200 モータ装置
A 送風装置
BS 土台
Bt 土台
Bt0 切りボタンスイッチ
Bt1 第1ボタンスイッチ
Bt2 第2ボタンスイッチ
Bt3 第3ボタンスイッチ
CW 切り替えスイッチ
Cb ケーブル
Ct コネクタ
CA 電力供給端子
C1 第1入力端子
C2 第2入力端子
C3 第3入力端子
C41 コンデンサ
Fn 送風装置
Grr 大地接地点
Grs フレーム接地点
Im インペラ
Im1 インペラカップ
Im2 羽根
L1 電力配線
M モータ
PL 支柱
Q41 第1トランジスタ
Q51 第2トランジスタ
R411 第1抵抗
R412 第2抵抗
R413 第3抵抗
R51 ベース抵抗
R52 ベースエミッタ間抵抗
Rx 判別用抵抗
SgC 制御信号
SgD 駆動信号
SgH 第3制御信号
SgL 第1制御信号
SgM 第2制御信号
Tb 接続端子
Tn0 切断端子
Tn1 第1出力端子
Tn2 第2出力端子
Tn3 第3出力端子
Vac 第1入力電圧
Vac 交流電圧
Vac0 電源入力電圧
Vac1 第1入力電圧
Vac2 第2入力電圧
Vac3 第3入力電圧
Vcc1 動作電圧
Vcc2 制御電圧
Vdc 駆動電圧
ZD41 ツェナーダイオード
REFERENCE SIGNS LIST 10 first power supply circuit 20 second power supply circuit 21 half-wave rectifier circuit 22 DC conversion circuit 30 control circuit 41 first signal generation circuit 411 first voltage dividing circuit 412 second voltage dividing circuit 42 second signal generating circuit 43 third signal Generation circuit 50 Switch circuit 51 Relay 511 Switching part 512 Coil 513 First terminal 514 Second terminal 515 Third terminal 516 Fourth terminal 60 Drive circuit 100 Power supply device 200 Motor device A Blower device BS Base Bt Base Bt0 Off button switch Bt1 No. 1 button switch Bt2 2nd button switch Bt3 3rd button switch CW selector switch Cb cable Ct connector CA power supply terminal C1 1st input terminal C2 2nd input terminal C3 3rd input terminal C41 capacitor Fn blower Grr grounding point Grs frame Grounding point Im Impeller Im1 Impeller cup Im2 Blade L1 Power wiring M Motor PL Post Q41 First transistor Q51 Second transistor R411 First resistor R412 Second resistor R413 Third resistor R51 Base resistor R52 Base-emitter resistor Rx Discrimination resistor SgC Control Signal SgD Drive signal SgH Third control signal SgL First control signal SgM Second control signal Tb Connection terminal Tn0 Disconnection terminal Tn1 First output terminal Tn2 Second output terminal Tn3 Third output terminal Vac First input voltage Vac AC voltage Vac0 Power supply Input voltage Vac1 First input voltage Vac2 Second input voltage Vac3 Third input voltage Vcc1 Operating voltage Vcc2 Control voltage Vdc Drive voltage ZD41 Zener diode
Claims (11)
前記交流電源に接続される電力供給端子と、
前記電力供給端子から供給された交流電圧から前記負荷の駆動に必要な直流の駆動電圧を生成する第1電源回路と、
前記駆動電圧を前記負荷に対して供給する駆動回路と、
前記交流電源に接続可能な入力端子と、
前記入力端子から入力された交流電圧を直流に変換したのちに直流の動作電圧を生成する第2電源回路と、
前記入力端子から入力される交流電圧に基づいて制御信号を出力する信号生成回路と、
前記動作電圧にて動作されるとともに制御電圧を生成し、前記制御信号に基づいて前記駆動回路を制御する制御回路と、
前記電力供給端子と前記第1電源回路とを繋ぐ配線に配置された第1スイッチ素子を含むスイッチ回路と、を有し、
前記スイッチ回路は、前記信号生成回路と同電位の接地点に接地され、前記制御信号を受信している間、前記第1スイッチ素子をONにする電源装置。 A power supply device that receives an AC voltage from an AC power supply and drives and controls a DC load,
a power supply terminal connected to the AC power supply;
a first power supply circuit that generates a DC drive voltage required to drive the load from the AC voltage supplied from the power supply terminal;
a drive circuit that supplies the drive voltage to the load;
an input terminal connectable to the AC power supply;
a second power supply circuit that converts an AC voltage input from the input terminal into a DC voltage and then generates a DC operating voltage;
a signal generation circuit that outputs a control signal based on the AC voltage input from the input terminal;
a control circuit that operates at the operating voltage, generates a control voltage, and controls the drive circuit based on the control signal;
a switch circuit including a first switch element arranged in a wiring that connects the power supply terminal and the first power supply circuit;
The power supply device, wherein the switch circuit is grounded to a ground point having the same potential as that of the signal generation circuit, and turns on the first switch element while the control signal is being received.
前記入力端子と前記接地点とを接続する第1分圧回路と、
前記第1分圧回路の出力端子と接地点とを接続するコンデンサと、
前記コンデンサと並列に接続されアノード側が前記接地点に接続されるツェナーダイオードと、
前記制御電圧が供給されるとともに前記接地点に接続される第2分圧回路と、
前記第2分圧回路と直列に接続されて、前記ツェナーダイオードのカソード側が制御端子に接続される第1トランジスタと、を有し、
前記第1トランジスタは、前記ツェナーダイオードのカソード側から供給される電圧に基づいて、前記第2分圧回路への前記制御電圧の供給を可能にする請求項4に記載の電源装置。 The signal generation circuit is
a first voltage dividing circuit that connects the input terminal and the ground point;
a capacitor that connects the output terminal of the first voltage dividing circuit and a ground point;
a Zener diode connected in parallel with the capacitor and having an anode side connected to the ground point;
a second voltage dividing circuit supplied with the control voltage and connected to the ground point;
a first transistor connected in series with the second voltage dividing circuit, the cathode side of the Zener diode being connected to a control terminal;
5. The power supply device according to claim 4, wherein said first transistor enables supply of said control voltage to said second voltage dividing circuit based on the voltage supplied from the cathode side of said Zener diode.
前記第2電源回路は半波整流回路と、半波整流回路の後段に接続されたDC/DC変換回路と、を含む、請求項1から請求項5のいずれかに記載の電源装置。 The first power supply circuit includes a full-wave rectifier circuit,
6. The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein said second power supply circuit includes a half-wave rectifier circuit and a DC/DC conversion circuit connected downstream of the half-wave rectifier circuit.
前記第2トランジスタは、前記リレーと接地点との間に配置され、前記制御信号の入力に基づいて、前記リレーと前記接地点とを導通状態または非導通にする請求項7に記載の電源装置。 The switch circuit includes a second transistor,
8. The power supply device according to claim 7, wherein the second transistor is arranged between the relay and a ground point, and makes the relay and the ground point conductive or non-conductive based on the input of the control signal. .
前記信号生成回路は、複数の前記入力端子ごとに複数備えられており、
各前記信号生成回路は、接続される入力端子ごとに異なる特性の制御信号を出力し、
前記制御回路は、前記制御信号の特性を判別可能である請求項1から請求項8のいずれかに記載の電源装置。 having a plurality of said input terminals;
A plurality of the signal generation circuits are provided for each of the plurality of input terminals,
each of the signal generation circuits outputs a control signal with different characteristics for each input terminal to which it is connected;
9. The power supply device according to any one of claims 1 to 8, wherein said control circuit can determine characteristics of said control signal.
前記電源装置から供給される電力によって回転される直流モータと、を有するモータ装置。 a power supply device according to any one of claims 1 to 9;
a DC motor rotated by power supplied from the power supply device.
前記モータ装置によって回転されるインペラと、を有する送風装置。 a motor device according to claim 10;
and an impeller rotated by the motor device.
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