JPH0746886A - Motor drive circuit - Google Patents
Motor drive circuitInfo
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- JPH0746886A JPH0746886A JP5203691A JP20369193A JPH0746886A JP H0746886 A JPH0746886 A JP H0746886A JP 5203691 A JP5203691 A JP 5203691A JP 20369193 A JP20369193 A JP 20369193A JP H0746886 A JPH0746886 A JP H0746886A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はモータ駆動回路に関し、
特にコンデンサモータなどの単相誘導電動機の駆動回路
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a motor drive circuit,
In particular, it relates to a drive circuit for a single-phase induction motor such as a capacitor motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6に従来のモータ駆動回路を示す。同
図に示すように、モータ駆動回路は、交流電源14と、ダ
イオードブリッジ15と、コンデンサ16と、6相パルス発
生器24と、パワートランジスタ(以下「パワーMOSF
ET」という)25〜30と、三相誘導電動機31とを備えて
いる。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional motor drive circuit. As shown in the figure, the motor drive circuit includes an AC power supply 14, a diode bridge 15, a capacitor 16, a 6-phase pulse generator 24, a power transistor (hereinafter referred to as "power MOSF").
25 to 30), and a three-phase induction motor 31.
【0003】交流電源14と整流用のダイオードブリッジ
15と平滑用のコンデンサ16により、直流電源1を構成
し、パワーMOSFET25〜30により三相インバータを
構成している。また、パワーMOSFET25〜30のゲー
ト信号は、6相パルス発生器24より供給されている。AC power supply 14 and diode bridge for rectification
The DC power source 1 is composed of 15 and the smoothing capacitor 16, and the three-phase inverter is composed of the power MOSFETs 25 to 30. Further, the gate signals of the power MOSFETs 25 to 30 are supplied from the 6-phase pulse generator 24.
【0004】図7にパワーMOSFET25〜30のゲート
信号波形を示す。6相パルス発生器24から6相のタイミ
ングで信号が出力され、パワーMOSFET25〜30にゲ
ート電圧を印加し、パワーMOSFET25〜30を各々導
通状態にしている。そして、図8の三相誘導電動機の電
圧波形に示すように、簡易的な三相交流電圧を三相誘導
電動機に与えている。FIG. 7 shows the gate signal waveforms of the power MOSFETs 25-30. Signals are output from the 6-phase pulse generator 24 at timings of 6 phases, a gate voltage is applied to the power MOSFETs 25 to 30, and the power MOSFETs 25 to 30 are made conductive. Then, as shown in the voltage waveform of the three-phase induction motor of FIG. 8, a simple three-phase AC voltage is applied to the three-phase induction motor.
【0005】図9に6相パルス発生器24の詳細な回路図
を示す。6相パルス発生器24は、パルス発振回路32と、
6相リングカウンタ33と、出力パルス幅設定電圧34と、
タイマー回路35〜40とで構成され、パルス発振回路32か
ら三相交流周波数の6倍のクロック信号を6相リングカ
ウンタ33に与えることにより6相の基準信号を発生さ
せ、出力パルス幅設定電圧34からのデータに対応した出
力パルスをタイマー回路35〜40から得るものである。FIG. 9 shows a detailed circuit diagram of the 6-phase pulse generator 24. The 6-phase pulse generator 24 includes a pulse oscillation circuit 32,
6-phase ring counter 33, output pulse width setting voltage 34,
It is composed of timer circuits 35 to 40, and a 6-phase reference signal is generated by applying a clock signal of 6 times the 3-phase AC frequency to the 6-phase ring counter 33 from the pulse oscillating circuit 32 to generate an output pulse width setting voltage 34. The output pulse corresponding to the data from is obtained from the timer circuits 35-40.
【0006】図10に、三相誘導電動機31に正弦波状の
三相交流電圧を与えるための第2の従来の制御例を示
す。これは6相パルス発生器24の代わりに、図10に示
す正弦波PWM回路41を使用するもので、出力パルス幅
設定電圧34と、パルス発振回路32と、カウンタ35と、メ
モリ36〜38と、デジタル・アナログ変換器39〜41と、三
角波発生器8と、比較器42〜47とで構成されている。FIG. 10 shows a second conventional control example for applying a sinusoidal three-phase AC voltage to the three-phase induction motor 31. This uses a sine wave PWM circuit 41 shown in FIG. 10 instead of the 6-phase pulse generator 24. It has an output pulse width setting voltage 34, a pulse oscillation circuit 32, a counter 35, and memories 36 to 38. , Digital / analog converters 39 to 41, a triangular wave generator 8 and comparators 42 to 47.
【0007】出力パルス幅設定電圧34によりパルス発振
回路32の周波数(三相交流周波数に比例)を制御し、リ
ングカウントするカウンタ35の出力をメモリ36〜38のア
ドレスに入力し、メモリ36〜38に内蔵された三相の正弦
波デジタルデータをデジタル・アナログ変換器39〜41に
与えることにより正弦波を生成し、この正弦波と三角波
発生器8の出力波形とを比較器42〜47で比較し、図11
に示す正弦波PWM波形を出力するものである。The frequency of the pulse oscillation circuit 32 (proportional to the three-phase AC frequency) is controlled by the output pulse width setting voltage 34, and the output of the ring-counting counter 35 is input to the addresses of the memories 36 to 38. Generates a sine wave by supplying the three-phase sine wave digital data built in to the digital-analog converters 39-41, and compares this sine wave with the output waveform of the triangular wave generator 8 by the comparators 42-47. Then, FIG.
The sine wave PWM waveform shown in is output.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この従来のモータ駆動
回路では、三相誘導電動機を使用しているため、モータ
巻線が三相分必要であり、形状が大きく配線が複雑であ
るとともに、パワートランジスタが6個必要であり、且
つ6相分の制御回路が必要となる。In this conventional motor drive circuit, since the three-phase induction motor is used, the motor windings are required for three phases, the shape is large and the wiring is complicated, and the power consumption is high. Six transistors are required and a control circuit for six phases is required.
【0009】また、正弦波PWM波形を得るためには、
256カウント程度のカウンタと、256×8ビット程度のメ
モリと、8ビット程度のデジタル・アナログ変換器が必
要であるため、制御回路が複雑になるという欠点があっ
た。To obtain a sine wave PWM waveform,
Since a counter of about 256 counts, a memory of about 256 × 8 bits, and a digital-analog converter of about 8 bits are required, there is a drawback that the control circuit becomes complicated.
【0010】したがって、本発明は、単相誘導電動機を
用い制御回路を簡単な回路構成にしたモータ駆動回路を
提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a motor drive circuit using a single-phase induction motor and having a simple control circuit configuration.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第1及び第2のトランジスタの直列接続体
と、第3及び第4のトランジスタの直列接続体と、2つ
の前記直列接続体を互いに並列に配し、前記第1及び第
2のトランジスタの接続点と、前記第3及び第4のトラ
ンジスタの接続点とに、その両端が接続された単相誘導
電動機と、活性(アクティブ)状態を保持する時間が互い
に重ならない2つのパルス信号を発生させるパルス発生
器と、前記2つのパルス信号の活性状態に対応してそれ
ぞれ活性となる2つのパルス幅変調信号を発生させるP
WM発生器と、を備え、一の前記パルス信号が活性状態
の際に、該パルス信号が印加された前記トランジスタと
前記パルス幅変調信号が印加され前記トランジスタは、
前記単相誘導電動機を介して一の方向に電流が流れ、他
の前記パルス信号が活性状態の際には、該単相誘導電動
機に逆方向の電流が流れる構成であることを特徴とする
モータ駆動回路を提供する。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a series connection body of first and second transistors, a series connection body of third and fourth transistors, and two series connection bodies. A connection body is arranged in parallel with each other, and a single-phase induction motor having both ends connected to a connection point of the first and second transistors and a connection point of the third and fourth transistors, and an active ( A pulse generator that generates two pulse signals that do not overlap with each other in a time period in which the (active) state is held, and a pulse generator P that generates two pulse width modulation signals that are respectively activated corresponding to the active states of the two pulse signals.
A WM generator, and when one of the pulse signals is in an active state, the transistor to which the pulse signal is applied and the transistor to which the pulse width modulation signal is applied are
A motor having a structure in which a current flows in one direction through the single-phase induction motor and a current flows in the opposite direction to the single-phase induction motor when the other pulse signal is in an active state. A drive circuit is provided.
【0012】また、本発明は、前記PWM発生器が、正
弦波発生回路と、三角波発生回路と、該正弦波発生回路
及び該三角波発生回路の出力信号の振幅を比較する比較
手段とから成るモータ駆動回路を提供する。Further, in the present invention, the PWM generator comprises a sine wave generating circuit, a triangular wave generating circuit, and a comparing means for comparing the amplitudes of the output signals of the sine wave generating circuit and the triangular wave generating circuit. A drive circuit is provided.
【0013】さらに、本発明は、交流電源と、該交流電
源から直流電源を生成する整流回路と、該交流電源を整
流する全波整流回路とを備え、前記PWM発生器が、該
全波整流回路と、三角波発生回路と、該全波整流回路及
び該三角波発生回路の出力信号の振幅を比較する比較手
段とから成るモータ駆動回路を提供する。Further, the present invention comprises an AC power supply, a rectifier circuit for generating a DC power supply from the AC power supply, and a full-wave rectification circuit for rectifying the AC power supply, wherein the PWM generator is the full-wave rectifier. Provided is a motor drive circuit including a circuit, a triangular wave generation circuit, and a full-wave rectification circuit and a comparison unit that compares the amplitudes of output signals of the triangular wave generation circuit.
【0014】そして、本発明は、前記三角波発生回路
が、前記単相誘導電動機に設けられた発電機の出力値に
応じて三角波信号の振幅を可変させる三角波振幅可変回
路を備えるモータ駆動回路を提供する。The present invention also provides a motor drive circuit, wherein the triangular wave generating circuit comprises a triangular wave amplitude varying circuit for varying the amplitude of the triangular wave signal according to the output value of a generator provided in the single-phase induction motor. To do.
【0015】[0015]
【作用】本発明のモータ駆動回路においては、トランジ
スタ4個と単相誘導電動機を用いてHブリッジを構成
し、パルス発生器からは活性(アクティブ)状態を保持
する時間が互いに重ならない2つのパルス信号が出力さ
れ、PWM発生器からは前記パルス信号がアクティブ状
態の際にパルス幅変調信号が出力され、パルス信号及び
パルス幅変調信号のこれら4つの制御信号をそれぞれの
トランジスタの制御端子に印加している。In the motor drive circuit of the present invention, an H-bridge is constructed by using four transistors and a single-phase induction motor, and the pulse generator generates two pulses that do not overlap with each other in their active state holding times. A signal is output, a pulse width modulation signal is output from the PWM generator when the pulse signal is in the active state, and these four control signals of the pulse signal and the pulse width modulation signal are applied to the control terminals of the respective transistors. ing.
【0016】そして、パルス信号が印加されたトランジ
スタとパルス幅変調信号が印加されたトランジスタは、
単相誘導電動機を介して一の方向に電流が流れ、次の異
なる活性状態の際には、単相誘導電動機に逆方向の電流
が流れるようにHブリッジ型に構成されている。これに
より、簡単な回路構成でモータ駆動回路のパワー系回路
を実現できる。The transistor to which the pulse signal is applied and the transistor to which the pulse width modulation signal is applied are
The H-bridge type is configured so that current flows in one direction through the single-phase induction motor and reverse current flows in the single-phase induction motor during the next different activation states. As a result, the power system circuit of the motor drive circuit can be realized with a simple circuit configuration.
【0017】また、PWM発生器が好適には、正弦波発
生回路と三角波発生回路と比較手段から構成されてい
る。Further, the PWM generator preferably comprises a sine wave generating circuit, a triangular wave generating circuit and a comparing means.
【0018】さらに、交流電源から正弦波を得ることに
より、正弦波発生回路を簡単な回路で構成することがで
きる。Further, by obtaining the sine wave from the AC power source, the sine wave generating circuit can be constructed by a simple circuit.
【0019】そして、三角波振幅可変回路を備えること
によって、負荷変動に対して誘導電動機の回転速度を一
定に保つことが可能となる。Further, by providing the triangular wave amplitude varying circuit, it becomes possible to keep the rotational speed of the induction motor constant with respect to the load variation.
【0020】[0020]
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0021】図1は本発明の一実施例を示すモータ駆動
回路である。FIG. 1 is a motor drive circuit showing an embodiment of the present invention.
【0022】パワーMOSFET2のソース端子とパワ
ーMOSFET3のドレイン端子を接続し、パワーMO
SFET4,5も同様に接続し、それぞれの接続点の間
にコンデンサモータ6を配し、コンデンサモータ6の両
端を前記接続点にそれぞれ接続して、パワーMOSFE
T2〜5とコンデンサモータ6とでHブリッジ型のパワ
ー系回路を構成する。The source terminal of the power MOSFET 2 and the drain terminal of the power MOSFET 3 are connected to each other, and the power MO
The SFETs 4 and 5 are connected in the same manner, the capacitor motor 6 is arranged between the respective connection points, and both ends of the capacitor motor 6 are connected to the connection points, respectively, and the power MOSFE is connected.
The T2 to 5 and the capacitor motor 6 constitute an H-bridge type power system circuit.
【0023】そして、直流電源1の正電圧をパワーMO
SFET2,4のドレイン端子に印加し、パワーMOS
FET3,5のソース端子をGND電位に接続する。Then, the positive voltage of the DC power supply 1 is converted to the power MO.
Apply to the drain terminal of SFET2,4, power MOS
The source terminals of the FETs 3 and 5 are connected to the GND potential.
【0024】正弦波発生器7の出力端子は、反転器71を
介して比較器9の非反転入力端子と、比較器10の非反転
入力端子と、比較器12の反転入力端子と、比較器13の非
反転入力端子の4個所に接続される。The output terminal of the sine wave generator 7 is connected via the inverter 71 to the non-inverting input terminal of the comparator 9, the non-inverting input terminal of the comparator 10, the inverting input terminal of the comparator 12, and the comparator. Connected to 4 of 13 non-inverting input terminals.
【0025】比較器9,10のそれぞれの反転入力端子は
三角波発生器8の出力端子に接続され、比較器12の非反
転入力端子と比較器13の反転入力端子をGND電位に接
続する。比較器9,10,12,13の出力端子は、それぞれ
パワーMOSFET3,5,4,2のゲート端子に接続
される。The inverting input terminals of the comparators 9 and 10 are connected to the output terminal of the triangular wave generator 8, and the non-inverting input terminal of the comparator 12 and the inverting input terminal of the comparator 13 are connected to the GND potential. The output terminals of the comparators 9, 10, 12, 13 are connected to the gate terminals of the power MOSFETs 3, 5, 4, 2, respectively.
【0026】次に本発明の動作について説明する。正弦
波発生器7から出力された正弦波と三角波発生器8から
出力された三角波は比較器9,10で比較される。Next, the operation of the present invention will be described. The sine wave output from the sine wave generator 7 and the triangular wave output from the triangular wave generator 8 are compared by comparators 9 and 10.
【0027】図2には、この比較器10の入出力波形が示
されている。正弦波発生器7の出力電圧が三角波発生器
8の出力電圧よりも大きければ比較器10からは電圧が出
力されるため、図2に示すようなパルス波形の電圧が出
力される。比較器9の出力端子からは、入力側に反転器
71が配されているため、比較器10のパルス波形とは活性
状態の発生時刻が正弦波の半周期分ずれたパルス波形が
出力される。これらのパルス波形は、正弦波の電圧に応
じてデューティの変化するPWM波形である。FIG. 2 shows input / output waveforms of the comparator 10. If the output voltage of the sine wave generator 7 is higher than the output voltage of the triangular wave generator 8, the comparator 10 outputs a voltage, and thus a voltage having a pulse waveform as shown in FIG. 2 is output. The output terminal of the comparator 9 has an inverter on the input side.
Since 71 is arranged, a pulse waveform in which the generation time of the active state deviates from the pulse waveform of the comparator 10 by a half cycle of the sine wave is output. These pulse waveforms are PWM waveforms whose duty changes according to the voltage of the sine wave.
【0028】図3にパワーMOSFET2〜5の各ゲー
ト電圧波形及びコンデンサモータ6の電圧・電流波形を
示す。パワーMOSFET2,4のゲート端子には、比
較器12,13によって生成された正弦波発生器7と同じ周
期である正電位のパルス波形電圧が、それぞれの活性状
態が重ならないように印加されている。一方、パワーM
OSFET3,5のゲート端子にはPWM波形が与えら
れる。FIG. 3 shows the gate voltage waveforms of the power MOSFETs 2 to 5 and the voltage / current waveforms of the capacitor motor 6. To the gate terminals of the power MOSFETs 2 and 4, a positive potential pulse waveform voltage having the same cycle as that of the sine wave generator 7 generated by the comparators 12 and 13 is applied so that their active states do not overlap. . On the other hand, power M
A PWM waveform is given to the gate terminals of the OSFETs 3 and 5.
【0029】パワーMOSFET2のゲートがONして
いる時に、パワーMOSFET5のゲートにPWM信号
が印加されるので、コンデンサモータ6には図1の図面
において左から右へモータ電流が流れ、また、パワーM
OSFET4がONしている時には、図示右から左へモ
ータ電流が流れる。パワーMOSFET3,5のゲート
端子にPWM信号が与えられているため、コンデンサモ
ータ6には正弦波電流が流れ滑らかなモータ回転が得ら
れる。Since the PWM signal is applied to the gate of the power MOSFET 5 when the gate of the power MOSFET 2 is ON, a motor current flows to the capacitor motor 6 from left to right in the drawing of FIG.
When the OSFET4 is ON, the motor current flows from the right to the left in the figure. Since the PWM signal is applied to the gate terminals of the power MOSFETs 3 and 5, a sinusoidal current flows through the capacitor motor 6 and smooth motor rotation is obtained.
【0030】図4に本発明の第2の実施例を示す。第1
の実施例と同一の構成要素には同一の参照番号を付す。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. First
The same components as those in the embodiment of FIG.
【0031】同図において、交流電源14と全波整流用の
ダイオードブリッジ15と平滑用のコンデンサ16とによっ
て直流電源1を構成する。一方、交流電源14からダイオ
ード17,18を介して全波整流を構成し、ダイオード17,
18のカソード端子から抵抗19と抵抗20を直列に接続し、
抵抗19と抵抗20の接続点を比較器10の非反転入力端子に
接続し、比較器10の反転入力端子には三角波発生器8か
らの出力電圧が供給される。In the figure, a DC power supply 1 is constituted by an AC power supply 14, a diode bridge 15 for full-wave rectification, and a smoothing capacitor 16. On the other hand, full-wave rectification is configured from the AC power supply 14 via the diodes 17 and 18,
Connect resistor 19 and resistor 20 in series from the cathode terminal of 18,
The connection point of the resistors 19 and 20 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 10, and the inverting input terminal of the comparator 10 is supplied with the output voltage from the triangular wave generator 8.
【0032】抵抗20の他端はNPNトランジスタ21のベ
ース端子に接続され、トランジスタ21のエミッタ端子は
GNDに、コレクタ端子は抵抗を介して電源に接続され
る。さらにコレクタ端子はT型フリップフロップ50のク
ロック入力端子に接続される。The other end of the resistor 20 is connected to the base terminal of the NPN transistor 21, the emitter terminal of the transistor 21 is connected to GND, and the collector terminal is connected to the power supply via the resistor. Further, the collector terminal is connected to the clock input terminal of the T-type flip-flop 50.
【0033】T型フリップフロップ50のQ出力端子は2
入力ANDゲート22の入力とパワーMOSFET4のゲ
ート端子に接続され、反転Q出力端子は2入力ANDゲ
ート23の入力とパワーMOSFET2のゲート端子に接
続される。ANDゲート22,23の他方の入力端子は比較
器10の出力端子に接続され、ANDゲート22,23の出力
端子はそれぞれパワーMOSFET3,5のゲート端子
に接続される。The Q output terminal of the T-type flip-flop 50 is 2
The input of the input AND gate 22 is connected to the gate terminal of the power MOSFET 4, and the inverted Q output terminal is connected to the input of the 2-input AND gate 23 and the gate terminal of the power MOSFET 2. The other input terminals of the AND gates 22 and 23 are connected to the output terminal of the comparator 10, and the output terminals of the AND gates 22 and 23 are connected to the gate terminals of the power MOSFETs 3 and 5, respectively.
【0034】第2の実施例の動作について説明する。交
流電源14の電圧をダイオード17,18で全波整流すること
により、抵抗19と抵抗20の接続点には分圧された全波整
流波形が得られる。この全波整流波形の電圧と三角波発
生器8の出力電圧を比較器10で比較することによって、
デューティの可変するPWM信号がつくられる。The operation of the second embodiment will be described. By full-wave rectifying the voltage of the AC power supply 14 with the diodes 17 and 18, a divided full-wave rectified waveform is obtained at the connection point of the resistors 19 and 20. By comparing the voltage of this full-wave rectified waveform and the output voltage of the triangular wave generator 8 with the comparator 10,
A PWM signal with variable duty is created.
【0035】トランジスタ21は、印加された全波整流波
形の電圧により、全波整流波形と同じ周期の正のパルス
波形を出力する。このパルス波形の印加によってT型フ
リップフロップ50の出力は反転を繰り返し、ANDゲー
ト22,23においてPWM信号との論理和がとられてパワ
ーMOSFETのゲート信号が生成される。このゲート
信号は図3に示されている信号波形と同一であり、これ
によりコンデンサモータ6に正弦波状の電流が与えられ
る。The transistor 21 outputs a positive pulse waveform having the same period as the full-wave rectified waveform by the applied voltage of the full-wave rectified waveform. The output of the T-type flip-flop 50 is repeatedly inverted by the application of this pulse waveform, and the AND gates 22 and 23 are ORed with the PWM signal to generate the gate signal of the power MOSFET. This gate signal has the same signal waveform as that shown in FIG. 3, which gives a sinusoidal current to the capacitor motor 6.
【0036】一般に、誘導電動機の回転速度は、誘導電
動機の入力交流電圧と入力交流周波数と負荷トルクによ
って定まるが、コンデンサモータでは進相用の励磁電流
を固定したコンデンサで作っているため、周波数制御は
不向きである。したがってコンデンサモータ6の回転速
度は、負荷の変動により負荷トルクが予測できない場合
には、入力交流電圧を可変させて制御する必要がある。Generally, the rotation speed of the induction motor is determined by the input AC voltage, the input AC frequency and the load torque of the induction motor. However, in the capacitor motor, the frequency is controlled by the capacitor with the exciting current for phase advance fixed. Is not suitable for. Therefore, the rotational speed of the capacitor motor 6 needs to be controlled by varying the input AC voltage when the load torque cannot be predicted due to the load fluctuation.
【0037】この入力交流電圧を制御する方法として、
発電機(タコジェネレータ)を接続し、入力交流電圧が
所望の電圧に達しない場合には三角波発生器8の出力電
圧を下昇させ、また所望の電圧以上の場合には三角波発
生器8の出力電圧を上昇させることにより、図2のよう
に比較器10によるPWM波形の出力のデューティを変化
させ、コンデンサモータ6への印加電圧を制御すること
が考えられる。As a method of controlling this input AC voltage,
When a generator (tacho generator) is connected, the output voltage of the triangular wave generator 8 is lowered when the input AC voltage does not reach the desired voltage, and when the input voltage is higher than the desired voltage, the output of the triangular wave generator 8 is increased. It is conceivable to increase the voltage to change the duty of the PWM waveform output by the comparator 10 as shown in FIG. 2 and control the voltage applied to the capacitor motor 6.
【0038】図5に三角波発生器における三角波出力の
振幅可変回路を示す。FIG. 5 shows a variable amplitude circuit for the triangular wave output in the triangular wave generator.
【0039】定電圧ダイオード102のカソード端子を直
流電源101に接続し、アノード端子を抵抗103を介してG
NDに接続する。またアノード端子はPNPトランジス
タ105のベース端子に接続され、トランジスタ105のエミ
ッタ端子は抵抗104を介して電源に接続され、コレクタ
端子はコンデンサ106を介してGNDに接続されてい
る。The cathode terminal of the constant voltage diode 102 is connected to the DC power source 101, and the anode terminal is connected to G via the resistor 103.
Connect to ND. The anode terminal is connected to the base terminal of the PNP transistor 105, the emitter terminal of the transistor 105 is connected to the power supply via the resistor 104, and the collector terminal is connected to GND via the capacitor 106.
【0040】定電圧ダイオード102、抵抗103,104、及
びトランジスタ105によって定電流回路が構成され、コ
ンデンサ106に定電流の充電を行うことによって三角波
を生成している。The constant voltage diode 102, the resistors 103 and 104, and the transistor 105 constitute a constant current circuit, and a triangular wave is generated by charging the capacitor 106 with a constant current.
【0041】トランジスタ105のコレクタ端子は、例え
ば抵抗とコンデンサから成る遅延回路107を介して比較
器108の反転入力端子にも接続され、また比較器108の出
力端子とも接続している。比較器108の非反転入力端子
は、調整用可変抵抗109を介して直流発電機110に接続さ
れている。ここで、比較器108の出力型式はオープンコ
レクタタイプである。The collector terminal of the transistor 105 is also connected to the inverting input terminal of the comparator 108 via the delay circuit 107 composed of, for example, a resistor and a capacitor, and is also connected to the output terminal of the comparator 108. The non-inverting input terminal of the comparator 108 is connected to the DC generator 110 via the adjustment variable resistor 109. Here, the output type of the comparator 108 is an open collector type.
【0042】電動機の回転数に応じた電圧が直流発電機
110から発生し、調整用可変抵抗109で分圧され、この分
圧された電圧に対して三角波電圧が大きいと、比較器10
8の出力はロウレベルになり、コンデンサ106を放電す
る。コンデンサ106の放電時間は遅延回路107によって設
定され、非反転入力端子の電圧が反転入力端子の電圧よ
り大きくなると放電は終了する。The voltage corresponding to the rotation speed of the electric motor is a DC generator.
The voltage generated by the comparator 110 is divided by the adjustment variable resistor 109, and if the triangular wave voltage is larger than the divided voltage, the comparator 10
The output of 8 goes low and discharges capacitor 106. The discharge time of the capacitor 106 is set by the delay circuit 107, and the discharge ends when the voltage at the non-inverting input terminal becomes larger than the voltage at the inverting input terminal.
【0043】この結果、直流発電機110の出力電圧に応
じて三角波電圧の振幅は変化することになり、比較器10
によるPWM波形のデューティは変化し、コンデンサモ
ータ6に印加される電圧が制御され、負荷変動に対して
電動機の回転数は一定に保たれる。As a result, the amplitude of the triangular wave voltage changes according to the output voltage of the DC generator 110, and the comparator 10
The duty of the PWM waveform is changed, the voltage applied to the capacitor motor 6 is controlled, and the rotation speed of the electric motor is kept constant against the load change.
【0044】なお、扇風機又はファンのように負荷変動
を無視できる場合には、三角波発生器8の出力電圧と回
転数の相関をあらかじめ設定しておくことにより、誘導
電動機の回転数を一定に保つことができる。When the load fluctuation can be ignored, such as with an electric fan or fan, the output voltage of the triangular wave generator 8 and the rotational speed are preset to keep the rotational speed of the induction motor constant. be able to.
【0045】本発明による実施例では、従来256程度の
カウンタと、256×8ビット程度のメモリ3個と、8ビ
ット程度のデジタル・アナログ変換器3個が必要であっ
たものが、ゲートクラスのIC数個程度に置き換えるこ
とが可能となる。したがって本発明により制御系回路を
大幅に低減したモータ駆動回路を、1チップパワーMO
SICなどにすることが容易となり、IC化を行なうこ
とにより、制御系回路とパワー系回路との配線長等に起
因する制御性の向上や、装置の小形化を図ることができ
る。In the embodiment according to the present invention, a conventional gate counter of about 256, three memories of about 256 × 8 bits, and three digital / analog converters of about 8 bits are required in the gate class. It becomes possible to replace with several ICs. Therefore, according to the present invention, a motor drive circuit in which the control system circuit is significantly reduced is used as a one-chip power MO.
It becomes easy to use an SIC or the like, and by implementing the IC, it is possible to improve the controllability due to the wiring length between the control system circuit and the power system circuit and to downsize the device.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンデンサモータに代表される単相誘導電動機を用い、モ
ータ巻線として主巻線が一相、進相電流用の補助巻線が
一相ですむため、形状を小さくすることができ配線が容
易になると共に、パワートランジスタを6個から4個に
低減できる。また制御系回路においても、三相分の正弦
波発生回路が一相分に低減できるという効果がある。As described above, according to the present invention, a single-phase induction motor typified by a capacitor motor is used, and the motor winding has one phase of the main winding and one phase of the auxiliary winding for the advance current. Since they are compatible with each other, the size can be reduced, wiring can be facilitated, and the number of power transistors can be reduced from 6 to 4. Also in the control system circuit, there is an effect that the sine wave generating circuits for three phases can be reduced to one phase.
【0047】また、制御回路及びパワー系回路を大幅に
低減することにより、1チップIC化が容易になり、配
線長に起因する耐ノイズ性又は耐クロストーク性の性能
の向上を図ることができる。Further, by greatly reducing the control circuit and the power system circuit, one-chip IC can be easily realized, and the performance of noise resistance or crosstalk resistance due to the wiring length can be improved. .
【0048】さらに、PWM信号を生成するために必要
となる正弦波を交流電源から得ることによって、正弦波
発生回路を簡単にすることができ、IC化の達成に多い
に貢献する。そして、三角波振幅可変回路を備えことに
よって、電動機の負荷変動に対して電動機の回転速度を
一定に保つことができ、モータ駆動回路の応用範囲を拡
大することが可能となる。Furthermore, by obtaining the sine wave required to generate the PWM signal from the AC power supply, the sine wave generation circuit can be simplified, which contributes greatly to the achievement of IC. Further, by providing the triangular wave amplitude variable circuit, the rotation speed of the electric motor can be kept constant with respect to the load fluctuation of the electric motor, and the application range of the motor drive circuit can be expanded.
【図1】本発明の実施例を示すモータ駆動回路の回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram of a motor drive circuit showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1の比較器の入出力波形である。2 is an input / output waveform of the comparator of FIG.
【図3】図1のパワーMOSFETの各ゲートの電圧波
形及びモータの電流・電圧波形である。3 is a voltage waveform of each gate of the power MOSFET of FIG. 1 and a current / voltage waveform of a motor.
【図4】本発明の第2の実施例を示すモータ駆動回路の
回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a motor drive circuit showing a second embodiment of the present invention.
【図5】三角波の振幅可変回路である。FIG. 5 is a triangular wave amplitude variable circuit.
【図6】従来例を示すモータ駆動回路の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a motor drive circuit showing a conventional example.
【図7】従来例におけるパワーMOSFETのゲート信
号波形である。FIG. 7 is a gate signal waveform of a power MOSFET in a conventional example.
【図8】従来例における三相誘導電動機の電圧波形であ
る。FIG. 8 is a voltage waveform of a three-phase induction motor in a conventional example.
【図9】従来例における6相パルス発生器の詳細な回路
図である。FIG. 9 is a detailed circuit diagram of a 6-phase pulse generator in a conventional example.
【図10】従来例の6相パルス発生器に置き換わる正弦
波PWM回路の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a sine wave PWM circuit that replaces the conventional 6-phase pulse generator.
【図11】図10の正弦波PWM回路における各部の電
圧波形である。11 is a voltage waveform of each part in the sine wave PWM circuit of FIG.
1 直流電源 2〜5 パワーMOSFET 6 コンデンサモータ 7 正弦波発生器 8 三角波発生器 9〜10 比較器 11 PWM発生器 12〜13 比較器 14 交流電源 15 ダイオードブリッジ 16 コンデンサ 17〜18 ダイオード 19〜20 抵抗 21 トランジスタ 22〜23 ANDゲート 24 6相パルス発生器 25〜30 パワーMOSFET 31 三相誘導電動機 1 DC power supply 2-5 Power MOSFET 6 Capacitor motor 7 Sine wave generator 8 Triangle wave generator 9-10 Comparator 11 PWM generator 12-13 Comparator 14 AC power supply 15 Diode bridge 16 Capacitor 17-18 Diode 19-20 Resistance 21 Transistor 22-23 AND gate 24 6-phase pulse generator 25-30 Power MOSFET 31 Three-phase induction motor
Claims (4)
と、 第3及び第4のトランジスタの直列接続体と、 2つの前記直列接続体を互いに並列に配し、前記第1及
び第2のトランジスタの接続点と、前記第3及び第4の
トランジスタの接続点とに、その両端が接続された単相
誘導電動機と、 活性(アクティブ)状態を保持する時間が互いに重ならな
い2つのパルス信号を発生させるパルス発生器と、 前記2つのパルス信号の活性状態に対応してそれぞれ活
性となる2つのパルス幅変調信号を発生させるPWM発
生器と、を備え、 一の前記パルス信号が活性状態の際に、該パルス信号が
印加された前記トランジスタと前記パルス幅変調信号が
印加され前記トランジスタは、前記単相誘導電動機を介
して一の方向に電流が流れ、他の前記パルス信号が活性
状態の際には、該単相誘導電動機に逆方向の電流が流れ
る構成であることを特徴とするモータ駆動回路。1. A series connection body of first and second transistors, a series connection body of third and fourth transistors, and two series connection bodies are arranged in parallel with each other, and the first and second , A single-phase induction motor having both ends connected to the connection point of the transistor and the connection point of the third and fourth transistors, and two pulse signals that do not overlap with each other in the time that the active state is maintained. And a PWM generator that generates two pulse width modulation signals that are respectively activated in response to the active states of the two pulse signals, and one pulse signal is in the active state. At this time, the transistor to which the pulse signal is applied and the pulse width modulation signal are applied to the transistor so that current flows in one direction through the single-phase induction motor and the other pulse signal. The motor drive circuit is characterized in that a reverse current flows through the single-phase induction motor when the signal is active.
路及び該三角波発生回路の出力信号の振幅を比較する比
較手段とから成ることを特徴とする請求項1に記載のモ
ータ駆動回路。2. The PWM generator comprises a sine wave generating circuit, a triangular wave generating circuit, and comparing means for comparing the amplitudes of the output signals of the sine wave generating circuit and the triangular wave generating circuit. The motor drive circuit according to claim 1.
成する整流回路と、該交流電源を整流する全波整流回路
とを備え、 前記PWM発生器が、 該全波整流回路と、三角波発生回路と、該全波整流回路
及び該三角波発生回路の出力信号の振幅を比較する比較
手段とから成ることを特徴とする請求項1に記載のモー
タ駆動回路。3. An AC power supply, a rectifier circuit for generating a DC power supply from the AC power supply, and a full-wave rectifier circuit for rectifying the AC power supply, wherein the PWM generator includes the full-wave rectifier circuit and a triangular wave. 2. The motor drive circuit according to claim 1, wherein the motor drive circuit comprises a generation circuit and a comparison means for comparing the amplitudes of the output signals of the full-wave rectification circuit and the triangular wave generation circuit.
て三角波信号の振幅を可変させる三角波振幅可変回路を
備えることを特徴とする請求項2又は3に記載のモータ
駆動回路。4. The triangular wave generating circuit comprises a triangular wave amplitude varying circuit for varying the amplitude of the triangular wave signal according to the output value of a generator provided in the single-phase induction motor. 3. The motor drive circuit according to item 3.
Priority Applications (1)
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JP5203691A JP2755114B2 (en) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | Motor drive circuit |
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