JPH0229839Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］ （産業上の利用分野） この考案は、フアンモータとしてトランジスタ
モータを使用する空気調和機などに関わり、トラ
ンジスタモータの駆動制御を行なうトランジスタ
モータの駆動制御装置に関する。 （従来の技術） 一般に、トランジスタモータを駆動する場合、
第１図に示すような駆動制御装置が用いられる。 第１図において、２は準Ｅ級スイツチング電源
回路で、たとえば特開昭56−150968号公報に示さ
れるように、共振回路およびその共振回路を励起
するスイツチング素子を有し、このスイツチング
素子を入力されるスイツチング信号に応じてオ
ン，オフ駆動することにより、そのオン，オフデ
ユーテイが大きいほどレベルが高まる直流電圧を
出力するものである。 この準Ｅ級スイツチング電源回路２の出力端に
トランジスタモータ駆動回路５が接続され、その
トランジスタモータ駆動回路５の出力端にトラン
ジスタモータ６が接続される。 トランジスタモータ駆動回路５は、準Ｅ級スイ
ツチング電源回路２の出力電圧により動作し、そ
の出力電圧のレベルが高いほど回転数が増大する
ようにトランジスタモータ６を駆動するものであ
る。 また、基準電圧回路１から出力される基準電圧
と準Ｅ級スイツチング電源回路２の出力電圧との
差（誤差）に対応するレベルの電圧が差動増幅回
路３から出力される。そして、差動増幅回路３の
出力電圧と鋸歯状波発生回路４から発せられる鋸
歯状波信号の電圧とが比較回路７で比較され、そ
の比較結果に応じたパルス幅の信号がスイツチン
グ信号として上記準Ｅ級スイツチング電源回路２
に与えられる。 基準電圧発生回路１は、設定される回転数の増
大に対してレベルが下降し、設定される回転数の
減少に対してレベルが上昇する基準電圧を発生す
るものである。 すなわち、基準電圧回路１の基準電圧のレベル
を下げると、差動増幅回路３の出力電圧のレベル
が高くなり、比較回路７から出力されるスイツチ
ング信号の高レベル期間が長くなる。すると、準
Ｅ級スイツチング電源回路２のスイツチング素子
のオン期間が長くなる（オン、オフデユーテイが
大）。これにより、準Ｅ級スイツチング電源回路
２から高レベルの電圧が出力され、トランジスタ
モータ６の回転数が増大する。 基準電圧回路１の基準電圧のレベルを上げる
と、差動増幅回路３の出力電圧のレベルが低くな
り、比較回路７から出力されるスイツチング信号
の高レベル期間が短くなる。すると、準Ｅ級スイ
ツチング電源回路２のスイツチング素子のオン期
間が短くなる（オン，オフデユーテイが小）。こ
れにより、準Ｅ級スイツチング電源回路２から出
力される電圧のレベルが下がり、トランジスタモ
ータ６の回転数が減少する。 なお、準Ｅ級スイツチング電源回路２の出力電
圧とトランジスタモータ６の回転数との関係を第
２図に示しており、準Ｅ級スイツチング電源回路
２の出力電圧がV₁，V₂，V₃，V₄，V₅，V₆（V₁＞
V₂＞V₃＞V₄＞V₅＞V₆）と変化すると、トランジ
スタモータ６の回転数がN₁，N₂，N₃，N₄，N₅，
N₆（N₁＞N₂＞N₃＞N₄＞N₅＞N₆）と変化する。 （考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような装置では、回転数
を減少するべく基準電圧のレベルを上げていく
と、準Ｅ級スイツチング電源回路２におけるスイ
ツチング素子のオフ期間が長くなるため、そのう
ち共振電圧（コンデンサ電圧）が零レベル付近に
下がつた後再び上昇したところでスイツチング素
子がオンする事態が生じる。 こうなると、スイツチング損失が増加するとと
もに、最悪の場合はスイツチング素子の破壊を生
じる可能性がある。 この考案は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、準Ｅ級スイツ
チング電源回路におけるスイツチング損失を減少
させることができ、しかもスイツチング素子の破
壊を未然に防止することができるトランジスタモ
ータの駆動制御装置を提供することにある。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 負荷を駆動するトランジスタモータを備えたも
のにおいて、共振回路およびその共振回路を励起
するスイツチング素子を有しこのスイツチング素
子を入力されるスイツチング信号に応じてオン，
オフ駆動することによりそのオン，オフデユーテ
イが大きいほどレベルが高まる直流電圧を出力す
る準Ｅ級スイツチング電源回路と、この準Ｅ級ス
イツチング電源回路の出力電圧により動作しその
出力電圧のレベルが高いほど回転数が増大するよ
うに上記トランジスタモータを駆動するトランジ
スタモータ駆動回路と、上記トランジスタモータ
の回転数および停止を指示するためのデイジタル
信号を出力するデイジタル制御回路と、このデイ
ジタル制御回路から出力されるデイジタル信号の
回転数指示に応じてレベルが変化し且つそのレベ
ル変化は回転数指示の増大に対して下降し回転数
指示の減少に対して上昇する基準電圧を発生する
基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回路の出
力電圧と上記準Ｅ級スイツチング電源回路の出力
電圧との差に対応するレベルの電圧を出力する差
動増幅回路と、上記デイジタル信号の回転数指示
に応じて周波数が変化し且つその周波数変化は回
転数指示の増大に対して下降し回転数指示の減少
に対して上昇する鋸歯状波信号を発する鋸歯状波
発生回路と、この鋸歯状波発生回路から発せられ
る鋸歯状波信号の電圧と上記差動増幅回路の出力
電圧とを比較する比較回路と、上記デイジタル信
号の停止指示に応じて上記差動増幅回路の出力電
圧を上記鋸歯状波信号の電圧レベルの範囲外のレ
ベルに設定する停止制御回路とを備え、上記比較
回路の出力信号をスイツチング信号として上記準
Ｅ級スイツチング電源回路に与える。 （作用） 回転数指示が減少のとき、比較回路から出力さ
れるスイツチング信号の高レベル期間が短くな
る。すると、準Ｅ級スイツチング電源回路のスイ
ツチング素子のオン期間が短くなり（オン，オフ
デユーテイが小）、準Ｅ級スイツチング電源回路
から出力される電圧のレベルが下がり、トランジ
スタモータの回転数が減少する。 このとき、回転数指示の減少に従つて鋸歯状波
信号の周波数が上昇し、その鋸歯状波信号の波長
が短くなる。したがつて、低回転数指示であつて
も、準Ｅ級スイツチング電源回路におけるスイツ
チング素子のオンタイミングは、共振電圧が零レ
ベル付近まで十分に下がつたところに対応する。 （実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。 第３図において、１１は直流電圧で、その直流
電圧１１に準Ｅ級スイツチング電源回路１２が接
続される。 この準Ｅ級スイツチング電源回路２は、たとえ
ば特開昭56−150968号公報に示されるように、共
振回路およびその共振回路を励起するスイツチン
グ素子を有し、このスイツチング素子を後述の比
較回路２５から入力されるスイツチング信号に応
じてオン，オフ駆動することにより、そのオン，
オフデユーテイが大きいほどレベルが高まる直流
電圧を出力するものである。 この準Ｅ級スイツチング電源回路１２の出力端
ａ，ｂに平滑コンデンサ１３が接続され、その平
滑コンデンサ１３にトランジスタモータ駆動回路
１４が接続される。そして、トランジスタモータ
駆動回路１４の出力端にトランジスタモータ１５
が接続される。 トランジスタモータ駆動回路１４は、準Ｅ級ス
イツチング電源回路１２の出力電圧により動作
し、その出力電圧のレベルが高いほど回転数が増
大するようにトランジスタモータ１５を駆動する
ものである。 トランジスタモータ１５は、たとえば空気調和
機のフアンモータを負荷として駆動するものであ
る。 なお、準Ｅ級スイツチング電源回路１２の出力
電圧とトランジスタモータ１５の回転数との間係
は、第２図に示したように、準Ｅ級スイツチング
電源回路２の出力電圧がV₁，V₂，V₃，V₄，V₅，
V₆（V₁＞V₂＞V₃＞V₄＞V₅＞V₆）と変化すると、
トランジスタモータ６の回転数がN₁，N₂，N₃，
N₄，N₅，N₆（N₁＞N₂＞N₃＞N₄＞N₅＞N₆）と変
化する。 一方、１６は回転数制御回路であり、この構成
について以下に述べる。 まず、デイジタル制御回路１７は、空気調和機
の主制御装置から室内温度や運転能力切換などの
判断に基づく風量設定指令を受け、その風量設定
指令に基づき、トランジスタモータ１６の回転数
および停止を指示するための４ビツトのデイジタ
ル信号を出力端１７₁，１７₂，１７₃，１７₄から
出力するものである。 ここで、空気調和機からの風量設定指令に基づ
いてデイジタル制御回路１６からどのようなビツ
トデータが出力されるかを下記表に示す。

【表】 デイジタル制御回路１７から出力される４ビツ
トのデイジタル信号はバツフア回路１８でそれぞ
れ増幅され、基準電圧発生回路であるところのＤ
−Ａ（デイジタル−アナログ）変換回路１９に供
給される。 Ｄ−Ａ変換回路１９は、入力されるデイジタル
信号の回転数指示に応じてレベルが変化する基準
電圧を発生するもので、そのレベル変化は回転数
指示の増大に対して下降し、回転数指示の減少に
対して上昇する。 つまり、風量設定指令が「強風₁」で、回転数
指示が最大の“1111”のとき、最小レベルの基準
電圧がＤ−Ａ変換回路１９から発せられる。 風景設定指令が「弱風₂」で、回転数指示が量
小の“1010”のとき、最大レベルの基準電圧がＤ
−Ａ変換回路１９から発せられる。 この基準電圧発生回路１９の出力電圧は、差動
増幅回路２０の反転入力端（−）に供給される。
そして、差動増幅回路２０の非反転入力端（＋）
には準Ｅ級スイツチング電源回路１２の出力電圧
が供給される。 差動増幅回路２０は、基準電圧発生回路１９の
出力電圧と準Ｅ級スイツチング電源回路１２の出
力電圧との差（誤差）に対応するレベルの電圧を
出力するものである。 また、デイジタル制御回路１７から出力される
４ビツトのデイジタル信号が発振周波数制御回路
２１に供給される。 発振周波数制御回路２１は、入力されるデイジ
タル信号の回転数指示に応じて周波数が変化する
鋸歯状波信号を鋸歯状波発生回路２２から発生さ
せるもので、その鋸歯状波信号の周波数について
は回転数指示の増大に対して上昇し、回転数指示
の減少に対して下降するよう制御を行なう。この
鋸歯状波信号を第４図に示している。 そして、差動増幅回路２０の出力電圧がスライ
スレベルとして比較回路２５の非反転入力端
（＋）に供給され、鋸歯状波発生回路２２から発
せられる鋸歯状波信号が比較回路２５の反転入力
端（−）に供給される。つまり、差動増幅回路２
０の出力電圧と鋸歯状波発生回路２２から発せら
れる鋸歯状波信号の電圧とが比較回路２５で比較
される。 比較回路２５からは比較結果に応じたパルス幅
の信号が出力され、その出力信号はスイツチング
信号として準Ｅ級スイツチング電源回路１２に与
えられる。 また、デイジタル制御回路１７から出力される
４ビツトのデイジタル信号のうち、出力端１７₃，
１７₄から出力される下位２ビツトのデイジタル
信号がフアン停止制御回路２３に供給される。 このフアン停止制御回路２３は、入力される下
位２ビツトのデイジタル信号が“00”のとき、そ
れを停止指示として捕らえ、第４図に示すように
鋸歯状波信号の電圧よりも十分に高いレベルの直
流電圧V_Dを出力し、差動増幅回路２０の出力電
圧を上記鋸歯状波信号の電圧レベルの範囲外のレ
ベルに設定するものである。 なお、比較回路２５の非反転入力端（＋）にリ
ミツタ回路２４が接続される。このリミツタ回路
２４は、非反転入力端（＋）への入力電圧にある
制限を加えるものである。 つぎに、上記のような構成において作用を説明
する。 空気調和機の風量設定指令がたとえば「強風₁」
で、デイジタル制御回路１７から“1111”のデイ
ジタル信号、つまり最大の回転数指示が発せられ
ると、Ｄ−Ａ変換回路１９から最小レベルの基準
電圧が発せられる。 この場合、差動増幅回路２０の出力電圧が高レ
ベルとなり、比較回路２５から出力されるスイツ
チング信号の高レベル期間が長くなる。すると、
準Ｅ級スイツチング電源回路１２のスイツチング
素子のオン期間が長くなる（オン，オフデユーテ
イが大）。これにより、準Ｅ級スイツチング電源
回路１２から高レベルの電圧が出力され、トラン
ジスタモータ１５の回転数が増大する。 ここで、準Ｅ級スイツチング電源回路１２にお
ける共振電圧（コンデンサ電圧）の波形を第６図
に示しており、共振電圧が零レベルまで下がつた
ところにスイツチング素子のオンタイミングが対
応する。 空気調和機の風量設定指令がたとえば「弱風₂」
で、デイジタル制御回路１７から“1010”のデイ
ジタル信号、つまり最小の回転数指示が発せられ
ると、Ｄ−Ａ変換回路１９から最大レベルの基準
電圧が発せられる。 この場合、差動増幅回路２０の出力電圧が低レ
ベルとなり、比較回路２５から出力されるスイツ
チング信号の高レベル期間が短くなる。すると、
準Ｅ級スイツチング電源回路１２のスイツチング
素子のオン期間が短くなる（オン，オフデユーテ
イが小）。これにより、準Ｅ級スイツチング電源
回路１２から低レベルの電圧が出力され、トラン
ジスタモータ１５の回転数が減少する。 空気調和機から停止指令が発せられると、デイ
ジタル制御回路１７から下位２ビツトが“00”の
デイジタル信号、つまり停止指示が発せられる。 この停止指示はフアン停止制御回路２３で捕ら
えられる。 フアン停止制御回路２３は、停止指示として捕
らえることにより、第４図に示すように鋸歯状波
信号の電圧よりも十分に高いレベルの直流電圧
V_Dを比較回路２５の非反転入力端（＋）に供給
し、比較回路２５の出力電圧つまりスイツチング
信号を強制的に高レベルに設定する。 したがつて、準Ｅ級スイツチング電源回路１２
におけるスイツチング素子のオン，オフ駆動が停
止し、その準Ｅ級スイツチング電源回路１２の出
力電圧が零レベルとなり、トランジスタモータ１
５の回転が停止する。 ところで、デイジタル制御回路１７から出力さ
れるデイジタル信号は、発振周波数制御回路２１
にも供給される。 発振周波数制御回路２１は、デイジタルの回転
数指示が小さいほど、周波数の高い鋸歯状波信号
を鋸歯状波発生回路２２から発生させる。なお、
トランジスタモータ１６の回転数と鋸歯状波信号
の周波数との関係を第５図に示しており、回転数
が低いほど周波数が高くなる。 鋸歯状波信号の周波数が高くなると、その鋸歯
状波信号の波長が短くなる。 すなわち、低回転数時は準Ｅ級スイツチング電
源回路１２におけるスイツチング素子のオフ期間
が長くなり、共振電圧（コンデンサ電圧）が零レ
ベル付近まで下がつた後再び上昇したところでス
イツチング素子がオンしてしまう心配があるが、
上記のように鋸歯状波信号の周波数を高くしてそ
の波長を短くすることにより、準Ｅ級スイツチン
グ電源回路１２におけるスイツチング素子のオン
タイミングは第７図に示すように共振電圧が零レ
ベル付近まで十分に下がつたところ（Ｃ部分）に
対応する。 したがつて、準Ｅ級スイツチング電源回路１２
におけるスイツチング損失を大幅に減少させるこ
とができ、しかもスイツチング素子の破壊を未然
に防止することができる。 ［考案の効果］ 以上述べたようにこの考案によれば、上記した
構成により、準Ｅ級スイツチング電源回路におけ
るスイツチング損失を減少させることができ、し
かもスイツチング素子の破壊を未然に防止するこ
とができる信頼性にすぐれたトランジスタモータ
の駆動制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示す図、第２図は第
１図における準Ｅ級スイツチング電源回路の出力
電圧とトランジスタモータの回転数との関係を示
す図、第３図はこの考案の一実施例の構成を示す
図、第４図は同実施例における鋸歯状波信号の波
形を示す図、第５図は同実施例におけるトランジ
スタモータの回転数と鋸歯状波信号の周波数との
関係を示す図、第６図および第７図はそれぞれ同
実施例における準Ｅ級スイツチング電源回路の共
振電圧の波形を示す図である。 １２……準Ｅ級スイツチング電源回路、１４…
…トランジスタモータ駆動回路、１５……トラン
ジスタモータ、１７……デイジタル制御回路、１
９……Ｄ−Ａ変換回路（基準電圧発生回路）、２
０……差動増幅回路、２２……鋸歯状波発生回
路、２３……フアン停止制御回路、２５……比較
回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 負荷を駆動するトランジスタモータを備えたも
   のにおいて、共振回路およびその共振回路を励起
   するスイツチング素子を有しこのスイツチング素
   子を入力されるスイツチング信号に応じてオン，
   オフ駆動することによりそのオン，オフデユーテ
   イが大きいほどレベルが高まる直流電圧を出力す
   る準Ｅ級スイツチング電源回路と、この準Ｅ級ス
   イツチング電源回路の出力電圧により動作しその
   出力電圧のレベルが高いほど回転数が増大するよ
   うに上記トランジスタモータを駆動するトランジ
   スタモータ駆動回路と、上記トランジスタモータ
   の回転数および停止を指示するためのデイジタル
   信号を出力するデイジタル制御回路と、このデイ
   ジタル制御回路から出力されるデイジタル信号の
   回転数指示に応じてレベルが変化し且つそのレベ
   ル変化は回転数指示の増大に対して下降し回転数
   指示の減少に対して上昇する基準電圧を発生する
   基準電圧発生回路と、この基準電圧発生回路の出
   力電圧と上記準Ｅ級スイツチング電源回路の出力
   電圧との差に対応するレベルの電圧を出力する差
   動増幅回路と、上記デイジタル信号の回転数指示
   に応じて周波数が変化し且つその周波数変化は回
   転数指示の増大に対して下降し回転数指示の減少
   に対して上昇する鋸歯状波信号を発する鋸歯状波
   発生回路と、この鋸歯状波発生回路から発せられ
   る鋸歯状波信号の電圧と上記差動増幅回路の出力
   電圧とを比較する比較回路と、上記デイジタル信
   号の停止指示に応じて上記差動増幅回路の出力電
   圧を上記鋸歯状波信号の電圧レベルの範囲外のレ
   ベルに設定する停止制御回路とを具備し、上記比
   較回路の出力信号をスイツチング信号として上記
   準Ｅ級スイツチング電源回路に与える構成とした
   ことを特徴とするトランジスタモータの駆動制御
   装置。