JPH0370492A - 直流モータの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ〉産業上の利用分野 この発明は直流ブラシレスモーフ等の直流モータの駆動
回路に関する。

（口〉従来の技術 近年、温風暖房機や給湯機では、例えば特公昭６２−３
３４９６号公報に開示されているように、負荷に応じて
燃料ポンプの運転周波数と、燃焼用送風機の回転数とを
制御し、負荷に見合った燃焼量が得られるようにしてい
る。また、燃焼用送風機には直流ブラシレスモーフ等の
直流モータが使用されるようになってきた。

第３図は上述した直流モータの駆動回路の１例を示すも
のである。〈ｌ）は負荷の大きさに応じて目標回転数を
定めるとともに、実際の回転数信号を入力し、これらに
基いてパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うことにより、目標
回転数に応じた矩形パルスの電圧信号を発するマイクロ
コンピュータ等の制御回路、（２〉は交流電源、（３）
は交流電源（２）に接続された降圧用の電源トランス、
（４）は電源トランス（３〉の二次側に接続された全波
整流器、（５）は全波整流器（４〉の入力電圧を制御す
る電圧レギュレータであり、半導体ＩＣで作られている
。〈６）は全波整流器＜４）の出力側に設けられたコン
デンサであり、約３０Ｖに充電されている。このコンデ
ンサ〈６）には抵抗（７）（８）及びトランジスタ（９
）よりなる直列回路と、トランジスタ（１０）、及び直
流ブラシレスモーフ等の直流モータ（１１）よりなる直
列回路とが並列に設けられ、トランジスタ＜９）のベー
スには制御回路（１）の矩形のパルス電圧が供給されて
いる。（１２）はトランジスタ（ｔｏ）のコレクターベ
ース間にダーリントン接続されたトランジスタ、（１３
）は抵抗（７）（８）の接続点（１４）とトランジスタ
（１２）のベースとの間に接続された抵抗、（１５）は
トランジスタ（１２）のベースとアースとの間に接続さ
れたコンデンサ、（１６〉はトランジスタ（１０〉の放
熱用のヒートシンクである。

上述した従来のものでは、制御回路（１）の出力電圧の
パルス幅を変えることにより、コンデンサ（１５）の電
圧、並びにトランジスタ（１０）のエミッタ電圧を１０
〜２０Ｖに調整し、直流モータ（１１）の回転数を制御
している。しかしながら、コンデンサ（６〉の電圧を所
定電圧（約３０ｖ）に維持するために高価な電圧レギュ
レータを必要とし、コスト高になるばかりでなく、ＮＰ
Ｎトランジスタく１０）のコレクタ損失（コレクターエ
ミッタ間電圧）が２０〜ＩＯＶと大きく、熱損失が大き
くなって大型のヒートシンク〈１６）を必要とするため
、回路基板を小型にできない欠点があった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 この発明は上述した事実に鑑みてなされたものであり、
高価な電圧レギュレータを用いたり、熱損失を増大させ
ることなく、回転数制御が行えるようにした直流モータ
の駆動回路を提供することを目的とする。

（二〉課題を解決するための手段 この発明では、交流電源に接続された電源トランスと、
交流電源に同期した三角波の電圧信号を発生する三角波
発生回路と、直流モータの目標回転数に応じた直流の電
圧信号を発生する制御信号発生手段と、この制御信号発
生手段の直流の電圧信号と三角波の電圧信号とを比較す
る比較器と、前記電源トランスの一端に接続された第１
のスイッチング素子及び第１のダイオードの直列回路と
、前記電源トランスの他端に接続された第２のスイッチ
ング素子及び第２のダイオードの直列回路と、前記両直
列回路を介して充電され、直流モータに電源電圧を供給
するコンデンサと、前記電源トランスの一端と前記比較
器の出力端子との間に接続され、前記第１のスイッチン
グ素子にバイアス電圧を供給する第１のバイアス回路と
、前記電源トランスの一端と前記比較器の出力端子との
間に接続され、前記第２のスイッチング素子にバイアス
電圧を供給する第２のバイアス回路とを備えた構成であ
る。

（ホ〉作用 このように構成すると、交流電源の半サイクル毎に比較
器の出力が変わり、両直列回路の第１のスイッチング素
子と第２のスイッチング素子とが目標回転数に応じた位
相角で交互に導通する。そして、両直列回路からコンデ
ンサへ交互に充電電流が流れ、このコンデンサの電圧に
応じて直流モータの回転数が目標回転数になるように制
御される。このように、交流電源の半サイクル毎に両直
列回路のスイッチング素子が交互に位相制御され、それ
に伴って直流モータに電源電圧を供給するコンデンサの
電圧が調整されるようにしたので、従来のように高価な
電圧レギュレータを用いる必要がなく、スイッチング素
子の熱損失も極く僅かとなってヒートシンクも必要にな
る。

（へ）実施例 以下、この発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図において、（１７）は第３図のものと同じＰＷＭ
方式の制御回路、＜１８〉は交流電源、（１９）は電源
トランス、（２０）は電源トランス〈１９〉の出力端子
（１９１）（１９２）間に接続された全波整流器、（２
１）は全波整流器（２０〉の出力側に設けられ、交流電
源（１８〉に同期した三角波の電圧信号を発する三角波
発生回路、〈２２〉は制御回路（１７〉の出力電圧を平
滑した直流電圧信号を発する波形成形回路であり、制御
回路（１７〉とともに制御信号発生手段を構成している
。（２３）は三角波発生回路（２１）の電圧信号と波形
成形回路（２２〉の電圧信号を比較する比較器、（２４
）は電源トランス（１９）の一方の出力端子（１９１）
に接続された第１のトランジスタ（第１のスイッチング
素子）　（２５）及び第１のダイオード〈２６）の直列
回路、（２７〉は電源トランス（１９）の他方の出力端
子（１９２）に接続された第２のトランジスタ（第２の
スイッチング素子）　（２８）及び第２のダイオード（
２９〉の直列回路、（３０〉は両直列回路（２４）（２
７）とアースとの間に接続されたコンデンサ、（３１）
はコンデンサ（３０〉から電源電圧が供給される直流ブ
ラシレスモータ等の直流モータ、（３２）は電源トラン
ス（１９〉の出力端子（１９１）と比較器（２３）の出
力端子（２３１）の間に直列接続された抵抗（３３）、
第３のダイオード〈３４）及び抵抗（３５）よりなり、
第１のトランジスタ（２５）にベースバイアス電圧を供
給するバイアス回路、（３６）は電源トランス（１９〉
の出力端子（１９２）と比較器（２３）の出力端子（２
３１）の間に直列接続された抵抗（３７）、第４のダイ
オード（３８〉及び抵抗（３５）よりなり、第２のトラ
ンジスタ（２８）にベースバイアス電圧を供給するバイ
アス回路、（３９〉は電源トランス（１９）の出力端子
（１９１）とアースとの間に設けられた第５のトランジ
スタ、（４０〉は電源トランス（１９〉の出力端子（１
９２）とアースとの間に設けられた第６のトランジスタ
である。

上述した実施例の動作を第２図を参照して説明する。電
源トランス（１９）の−次側に交流電源（１８）の交流
電圧が供給されると（第２図（ａ）参照）、全波整流器
（２０〉の出力側には第２図（ｂ）に示すように、正の
全波電圧が現れる。そして、この正の全波電圧を入力し
た三角波発生回路（２１）は第２図（ｃ）に示すように
、交流電源（１８〉に同期した三角波の電圧信号ＶＡを
発する。比較器（２１）はこの三角波の電圧信号ｖＡと
、制御回路（１７）の出力電圧を平滑した波形成形回路
（２２）の電圧信号ＶＢとを比較し、第２図（ｄ）に示
すように、交流電源（１８）の半サイクル毎にｖＨとＶ
Ｌの出力電圧を交互に発する。このため、交流電源（１
８〉が正の半サイクルの場合、比較器（２１）の出力が
ＶＨからＶ、になると、を流は電源トランス（１９）の
出力端子（１９１）、抵抗（３３〉、ダイオード（３４
〉、抵抗（３５）、及び比較器（２３）の出力端子（２
３１）の順に流れてトランジスタ（２５）を導通させる
と同時に、出力端子（１９１）、トランジスタ（２５）
、ダイオード（２６）、コンデンサ（３０〉、アース、
ダイオード（４０）、及び電源トランス（１９〉の出力
端子（１９２）の順に流れてコンデンサ（３０〉を充電
する。また、交流ｉｔ源（１８）が負の半サイクルの場
合、比較器（２１）の出力が■、からｖＬになると、電
流は電源トランス（１９〉の出力端子（１９２）、抵抗
（３７）、ダイオード（３８〉、抵抗（３５）、及び２
比較器（２３）の出力端子（２３１）の順に流れてトラ
ンジスタ（２８）を導通させると同時に、出力端子（１
９２）、トランジスタ（２８）、ダイオード（２９）、
コンデンサクコ０〉、アース、ダイオード（３９〉、及
び電源端子（１９〉の出力端子（１９１）の順に流れて
コンデンサ（３０）を充電する。

本実施例によれば、交流電源〈１８〉の半サイクル毎に
、比較器（２３）の出力によって両直列回路〈２４〉（
２７）のトランジスタ（２５）（２８）が交互に位相制
御され、第２図（ｅ）に示すように、両直列回路（２４
）（２７）からコンデンサ（３０〉へ交互に充電電流が
流れ、コンデンサ（３０〉の電圧が目標回転数に応じた
値になるようにしたので、従来のように高価な電圧レギ
ュレータを用いることなく、直流モータ（３１）の電源
電圧を調整し、回転数制御を行うことができる。しかも
、導通時におけるトランジスタ（２５）＜２８）のエミ
ッターコレクタ間電圧は約０．１Ｖと低く、熱損失も極
く僅かであるので、ヒートシンクが不要になり、回路基
板を小型にして駆動回路をコンパクトにまとめることが
できる。

（ト）発明の効果 この発明は以上のように構成されているので、高価な電
圧レギュレータを用いることなく、直流モータの電圧を
目標回転数に応じた値に調整して直流モータの回転数制
御を行うことができ、しかも、スイッチング素子の熱損
失が小さく、ヒートシンクが不要となって回路基板を小
型にすることができるなど、経済性に優れ、駆動回路の
コンパクト化が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す直流モータの駆動回
路の電気回路図、第２図は第１図の駆動回路の動作説明
図、第３図は従来の直流モータの駆動回路の１例を示す
電気回路図である。 （１８）・・・交流電源、　（１９）・・・電源トラン
ス、　（２１）・・・三角波発生回路、　（２２）・・
・波形成形回路（制御信号発生手段）、　（２３）・・
・比較器、　（２４）（２７）・・・直列回路、　（２
５）（２８）・・・トランジスタ（スイッチング素子）
、　（２６）（２９）・・・ダイオード、　（３０）・
・・コンデンサ、　（３１）・・・直流モータ、　（３
２）（３６）・・・バイアス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源に接続された電源トランスと、交流電源
   に同期した三角波の電圧信号を発生する三角波発生回路
   と、直流モータの目標回転数に応じた直流の電圧信号を
   発生する制御信号発生手段と、この制御信号発生手段の
   直流の電圧信号と三角波の電圧信号とを比較する比較器
   と、前記電源トランスの一端に接続された第１のスイッ
   チング素子及び第１のダイオードの直列回路と、前記電
   源トランスの他端に接続された第２のスイッチング素子
   及び第２のダイオードの直列回路と、前記両直列回路を
   介して充電され、直流モータに電源電圧を供給するコン
   デンサと、前記電源トランスの一端と前記比較器の出力
   端子との間に接続され、前記第１のスイッチング素子に
   バイアス電圧を供給する第１のバイアス回路と、前記電
   源トランスの一端と前記比較器の出力端子との間に接続
   され、前記第２のスイッチング素子にバイアス電圧を供
   給する第２のバイアス回路とを備えたことを特徴とする
   直流モータの駆動回路。