JPH10146086A - モータ用インバータ駆動回路 - Google Patents
モータ用インバータ駆動回路Info
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- JPH10146086A JPH10146086A JP9231229A JP23122997A JPH10146086A JP H10146086 A JPH10146086 A JP H10146086A JP 9231229 A JP9231229 A JP 9231229A JP 23122997 A JP23122997 A JP 23122997A JP H10146086 A JPH10146086 A JP H10146086A
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
- H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/902—Optical coupling to semiconductor
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】パルス幅変調信号を汎用ホトカプラを利用して
インバータのスイッチング素子に伝達できるようにする
インバータ駆動回路を提供することにある。 【解決手段】パルス幅変調信号をインバータのスイッチ
ング素子に伝達するブラシレス直流モータのためのイン
バータ駆動回路は、パルス幅変調信号を内部の光結合に
より出力する汎用ホトカプラ１４と、基準電圧信号を生
成する基準電圧生成部１６と、前記汎用ホトカプラ１４
から出力された信号と前記基準電圧生成部１６から出力
された基準電圧信号を比較して、その結果に従ってスイ
ッチング素子駆動信号をスイッチング素子に伝達する比
較器１８を含んで構成されている。
インバータのスイッチング素子に伝達できるようにする
インバータ駆動回路を提供することにある。 【解決手段】パルス幅変調信号をインバータのスイッチ
ング素子に伝達するブラシレス直流モータのためのイン
バータ駆動回路は、パルス幅変調信号を内部の光結合に
より出力する汎用ホトカプラ１４と、基準電圧信号を生
成する基準電圧生成部１６と、前記汎用ホトカプラ１４
から出力された信号と前記基準電圧生成部１６から出力
された基準電圧信号を比較して、その結果に従ってスイ
ッチング素子駆動信号をスイッチング素子に伝達する比
較器１８を含んで構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブラシレス直流モ
ータの駆動に好適なモータ用インバータ駆動回路に関す
る。更に詳しくは、スイッチング素子駆動信号をホトカ
プラを使ってインバータのスイッチング素子に伝達し前
記スイッチング素子をスイッチング動作させる、ブラシ
レス直流モータに好適なモータ用インバータ駆動回路に
関する。
ータの駆動に好適なモータ用インバータ駆動回路に関す
る。更に詳しくは、スイッチング素子駆動信号をホトカ
プラを使ってインバータのスイッチング素子に伝達し前
記スイッチング素子をスイッチング動作させる、ブラシ
レス直流モータに好適なモータ用インバータ駆動回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のブラシレス直流モータ
は、ブラシや整流子片により生じるスパークやアークの
危険性があってはならない分野での使用が増加してきて
いる。さらに、定速度運転（例えば、ハードディスク）
を要求されるところにおいてもブラシレス直流モータが
しばしば使用されている。
は、ブラシや整流子片により生じるスパークやアークの
危険性があってはならない分野での使用が増加してきて
いる。さらに、定速度運転（例えば、ハードディスク）
を要求されるところにおいてもブラシレス直流モータが
しばしば使用されている。
【０００３】前記ブラシレス直流モータは、永久磁石の
界磁回転子と電子スイッチングにより励磁される固定子
の電機子巻線とから構成される。電機子磁界の回転は電
力トランジスタを利用して電機子巻線の電流方向を転換
させることによって得られる。
界磁回転子と電子スイッチングにより励磁される固定子
の電機子巻線とから構成される。電機子磁界の回転は電
力トランジスタを利用して電機子巻線の電流方向を転換
させることによって得られる。
【０００４】さらに、回転子の永久磁石磁界と固定子の
電機子による回転磁界間に同期性を付加するべく、適切
なタイミングでスイッチングを行なうことを可能とする
ために、回転子軸に位置センサが装着される。あるい
は、上記のごとき位置センサを使わずに、固定子電機子
巻線に誘起される電圧を感知することにより、回転子の
位置を検出する場合もある。
電機子による回転磁界間に同期性を付加するべく、適切
なタイミングでスイッチングを行なうことを可能とする
ために、回転子軸に位置センサが装着される。あるい
は、上記のごとき位置センサを使わずに、固定子電機子
巻線に誘起される電圧を感知することにより、回転子の
位置を検出する場合もある。
【０００５】上記のように、固定子電機子巻線に誘起さ
れる電圧を感知して回転子の位置を検出する方式のブラ
シレス直流モータのインバータ駆動回路は、図１に示す
ように、フィルタ部１と、整流部２、コンデンサＣ、イ
ンバータ３、ブラシレス直流モータ４、回転子位置検出
部５、制御部６、インバータ駆動部７および電源供給部
８を含んで構成されている。
れる電圧を感知して回転子の位置を検出する方式のブラ
シレス直流モータのインバータ駆動回路は、図１に示す
ように、フィルタ部１と、整流部２、コンデンサＣ、イ
ンバータ３、ブラシレス直流モータ４、回転子位置検出
部５、制御部６、インバータ駆動部７および電源供給部
８を含んで構成されている。
【０００６】前記フィルタ部１は外部から印加されたＡ
Ｃ２２０Ｖ−６０Ｈzの交流の雑音を除去して整流部２
に出力する。該整流部２は前記フィルタ部１を通じて入
力された交流電源を整流して直流電源をインバータ３に
出力する。
Ｃ２２０Ｖ−６０Ｈzの交流の雑音を除去して整流部２
に出力する。該整流部２は前記フィルタ部１を通じて入
力された交流電源を整流して直流電源をインバータ３に
出力する。
【０００７】さらに、前記インバータ３は、複数のスイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６および複数のダイオードＤ１〜
Ｄ６を含んで構成され、前記インバータ駆動部７から入
力されたスイッチング素子駆動信号によってスイッチン
グ動作を行ない、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）電源をブラ
シレス直流モータ４に供給する。
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６および複数のダイオードＤ１〜
Ｄ６を含んで構成され、前記インバータ駆動部７から入
力されたスイッチング素子駆動信号によってスイッチン
グ動作を行ない、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）電源をブラ
シレス直流モータ４に供給する。
【０００８】さらに、前記回転子位置検出部５は、前記
ブラシレス直流モータの各相のコイルに誘起される電圧
を感知してロータ位置を検出する。また、前記制御部６
は、ユーザの操作に従って前記インバータ３のそれぞれ
のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を制
御してモータの起動、運転および速度を制御する。即
ち、制御部６は、前記回転子位置検出部５の出力に従っ
て前記それぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッ
チングさせるためのスイッチング素子駆動信号を生成
し、前記インバータ駆動部７に出力する。
ブラシレス直流モータの各相のコイルに誘起される電圧
を感知してロータ位置を検出する。また、前記制御部６
は、ユーザの操作に従って前記インバータ３のそれぞれ
のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチング動作を制
御してモータの起動、運転および速度を制御する。即
ち、制御部６は、前記回転子位置検出部５の出力に従っ
て前記それぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッ
チングさせるためのスイッチング素子駆動信号を生成
し、前記インバータ駆動部７に出力する。
【０００９】前記インバータ駆動部７は、前記制御部６
から出力されたスイッチング素子駆動信号を前記インバ
ータ３のそれぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に伝達
してそれぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチ
ング動作させる。
から出力されたスイッチング素子駆動信号を前記インバ
ータ３のそれぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に伝達
してそれぞれのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をスイッチ
ング動作させる。
【００１０】さらに、前記電源供給部８は、前記フィル
タ部１を通じて入力された交流電源を変圧および整流し
て前記制御部６およびインバータ駆動部７の駆動電源Ｄ
ＣＶ１〜ＶＤＣＶ３を供給する。
タ部１を通じて入力された交流電源を変圧および整流し
て前記制御部６およびインバータ駆動部７の駆動電源Ｄ
ＣＶ１〜ＶＤＣＶ３を供給する。
【００１１】インバータ駆動部７の回路構成例を図２に
示す。なお、図２においては、Ｕ相のスイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２の駆動が例示されているが、残りのＶ相，Ｗ
相のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を駆動させるための構
成も、図２に示されたＵ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２を駆動させるための構成と同一である。
示す。なお、図２においては、Ｕ相のスイッチング素子
Ｑ１，Ｑ２の駆動が例示されているが、残りのＶ相，Ｗ
相のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を駆動させるための構
成も、図２に示されたＵ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２を駆動させるための構成と同一である。
【００１２】図２に示されたインバータ駆動部７は、汎
用ホトカプラＰＣ１と高速スイッチング用ホトカプラＰ
Ｃ２とを有する。前記汎用ホトカプラＰＣ１は制御部６
から出力された低周波のスイッチング素子駆動信号、す
なわち、相転換を行うためのスイッチング素子駆動信号
を、汎用ホトカプラＰＣ１内の光結合により第１のスイ
ッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電力トランジスタ）のベー
ス端子に伝達して第１のスイッチング素子Ｑ１をスイッ
チング動作させることにより相転換を行う。
用ホトカプラＰＣ１と高速スイッチング用ホトカプラＰ
Ｃ２とを有する。前記汎用ホトカプラＰＣ１は制御部６
から出力された低周波のスイッチング素子駆動信号、す
なわち、相転換を行うためのスイッチング素子駆動信号
を、汎用ホトカプラＰＣ１内の光結合により第１のスイ
ッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電力トランジスタ）のベー
ス端子に伝達して第１のスイッチング素子Ｑ１をスイッ
チング動作させることにより相転換を行う。
【００１３】また、前記高速スイッチング用ホトカプラ
ＰＣ２は、制御部６から出力された高周波のスイッチン
グ素子駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号を高速ス
イッチング用ホトカプラＰＣ２内の光結合により伝達
し、その出力を定型化して第２のスイッチング素子Ｑ２
のベース端子に伝達し、第２のスイッチング素子Ｑ２
（ＰＮＰ型電力トランジスタ）をスイッチング動作させ
ることにより、ブラシレス直流モータの固定子電機子巻
線に電力を供給する。
ＰＣ２は、制御部６から出力された高周波のスイッチン
グ素子駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号を高速ス
イッチング用ホトカプラＰＣ２内の光結合により伝達
し、その出力を定型化して第２のスイッチング素子Ｑ２
のベース端子に伝達し、第２のスイッチング素子Ｑ２
（ＰＮＰ型電力トランジスタ）をスイッチング動作させ
ることにより、ブラシレス直流モータの固定子電機子巻
線に電力を供給する。
【００１４】さらに、前記制御部６の駆動電源電圧ＤＣ
Ｖ１と、汎用ホトカプラＰＣ１の駆動電源電圧ＤＣＶ２
および高速スイッチング用ホトカプラＰＣ２の駆動電源
電圧ＤＣＶ３は図１に示す電源供給部８から供給され
る。
Ｖ１と、汎用ホトカプラＰＣ１の駆動電源電圧ＤＣＶ２
および高速スイッチング用ホトカプラＰＣ２の駆動電源
電圧ＤＣＶ３は図１に示す電源供給部８から供給され
る。
【００１５】なお、Ｒ１〜Ｒ４は抵抗であり、Ｄ１，Ｄ
２はダイオードである。
２はダイオードである。
【００１６】上記のように、ブラシレス直流モータでは
インバータ３の上端スイッチング素子または下端スイッ
チング素子のうちいずれか１つのスイッチング素子にパ
ルス幅変調信号をスイッチング素子駆動信号として供給
し、当該スイッチング素子を高速スイッチングさせるこ
とにより、ブラシレス直流モータに電源を供給してモー
タを動作させることになる。そして、この際、前記パル
ス幅変調信号のパルス幅を変化させることにより、モー
タの起動および速度を制御する。
インバータ３の上端スイッチング素子または下端スイッ
チング素子のうちいずれか１つのスイッチング素子にパ
ルス幅変調信号をスイッチング素子駆動信号として供給
し、当該スイッチング素子を高速スイッチングさせるこ
とにより、ブラシレス直流モータに電源を供給してモー
タを動作させることになる。そして、この際、前記パル
ス幅変調信号のパルス幅を変化させることにより、モー
タの起動および速度を制御する。
【００１７】上記のごときパルス幅変調信号は、モータ
の電源からは切り離されているため、ホトカプラを使っ
てスイッチング素子に伝達するようになっている。ここ
で、低周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、相
転換を行うためのスイッチング素子駆動信号に関して
は、汎用ホトカプラＰＣ１を利用してスイッチング素子
に伝達しても問題はない。ところが、パルス幅変調信号
は、可聴騒音を避けるために略２０ＫＨzぐらいの周波
数をもつ高周波信号を使用する。このため、伝達信号の
変化を防止するために動作速度の速い高速スイッチング
専用のホトカプラを介して信号を伝達する必要がある。
の電源からは切り離されているため、ホトカプラを使っ
てスイッチング素子に伝達するようになっている。ここ
で、低周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、相
転換を行うためのスイッチング素子駆動信号に関して
は、汎用ホトカプラＰＣ１を利用してスイッチング素子
に伝達しても問題はない。ところが、パルス幅変調信号
は、可聴騒音を避けるために略２０ＫＨzぐらいの周波
数をもつ高周波信号を使用する。このため、伝達信号の
変化を防止するために動作速度の速い高速スイッチング
専用のホトカプラを介して信号を伝達する必要がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く構成された
インバータ駆動回路に使われる高速スイッチング用の専
用ホトカプラは、それぞれの相ごとに１つずつ使用され
ることになる。しかしながら、その値段が高価であるた
め、このような高速スイッチング用ホトカプラをブラシ
レス直流モータに採用すれば、駆動回路が高価なものと
なってしまう。
インバータ駆動回路に使われる高速スイッチング用の専
用ホトカプラは、それぞれの相ごとに１つずつ使用され
ることになる。しかしながら、その値段が高価であるた
め、このような高速スイッチング用ホトカプラをブラシ
レス直流モータに採用すれば、駆動回路が高価なものと
なってしまう。
【００１９】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、パルス幅変調信号を
汎用ホトカプラを利用してインバータのスイッチング素
子に伝達できるようにするモータ用インバータ駆動回路
を提供することにある。
されたものであって、その目的は、パルス幅変調信号を
汎用ホトカプラを利用してインバータのスイッチング素
子に伝達できるようにするモータ用インバータ駆動回路
を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のモータ用インバータ駆動回路は以下の構成
を備える。すなわち、パルス幅変調信号をモータ駆動用
のインバータのスイッチング素子に伝達するインバータ
駆動回路であって、前記パルス幅変調信号を内部の光結
合により出力するホトカプラと、基準電圧信号を生成す
る基準電圧生成部と、前記ホトカプラから出力された信
号と前記基準電圧生成部から出力された基準電圧信号と
を比較して、その結果に従ってスイッチング素子駆動信
号をスイッチング素子に伝達する比較器とを備える。
めの本発明のモータ用インバータ駆動回路は以下の構成
を備える。すなわち、パルス幅変調信号をモータ駆動用
のインバータのスイッチング素子に伝達するインバータ
駆動回路であって、前記パルス幅変調信号を内部の光結
合により出力するホトカプラと、基準電圧信号を生成す
る基準電圧生成部と、前記ホトカプラから出力された信
号と前記基準電圧生成部から出力された基準電圧信号と
を比較して、その結果に従ってスイッチング素子駆動信
号をスイッチング素子に伝達する比較器とを備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明による好適な実施形態について詳述する。
発明による好適な実施形態について詳述する。
【００２２】図３は、本発明の一実施形態によるインバ
ータ駆動回路の回路図である。ただし、図３に示すイン
バータ駆動回路はＵ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を
駆動させるための構成を示したものである。なお、Ｖ
相，Ｗ相のスイッチング素子を駆動させるための構成
は、Ｕ相のスイッチング素子を駆動させるための構成と
同一である。また、直流ブラシレスモータを含む駆動回
路の構成は図１のようになる。
ータ駆動回路の回路図である。ただし、図３に示すイン
バータ駆動回路はＵ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を
駆動させるための構成を示したものである。なお、Ｖ
相，Ｗ相のスイッチング素子を駆動させるための構成
は、Ｕ相のスイッチング素子を駆動させるための構成と
同一である。また、直流ブラシレスモータを含む駆動回
路の構成は図１のようになる。
【００２３】本発明によるインバータ駆動回路１０は、
第１の汎用ホトカプラ１２と第２の汎用ホトカプラ１
４、基準電圧生成部１６および比較器１８を含んで構成
されている。
第１の汎用ホトカプラ１２と第２の汎用ホトカプラ１
４、基準電圧生成部１６および比較器１８を含んで構成
されている。
【００２４】前記第１の汎用ホトカプラ１２は、制御部
６から出力された低周波のスイッチング素子駆動信号、
すなわち、相転換だけを行うためのスイッチング素子駆
動信号を第１の汎用ホトカプラ１２内の光結合によりイ
ンバータ３の第１のスイッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電
力トランジスタ）のベース端子に伝達する。こうして第
１のスイッチング素子Ｑ１をスイッチング動作させるこ
とにより相転換を行う。
６から出力された低周波のスイッチング素子駆動信号、
すなわち、相転換だけを行うためのスイッチング素子駆
動信号を第１の汎用ホトカプラ１２内の光結合によりイ
ンバータ３の第１のスイッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電
力トランジスタ）のベース端子に伝達する。こうして第
１のスイッチング素子Ｑ１をスイッチング動作させるこ
とにより相転換を行う。
【００２５】さらに、前記第２の汎用ホトカプラ１４
は、制御部６から出力された高周波のスイッチング素子
駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号を第２の汎用ホ
トカプラ１４内の光結合により前記比較器１８の反転
（−）端子に入力する。
は、制御部６から出力された高周波のスイッチング素子
駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号を第２の汎用ホ
トカプラ１４内の光結合により前記比較器１８の反転
（−）端子に入力する。
【００２６】前記基準電圧生成部１６は、分圧抵抗Ｒ１
５，Ｒ１６およびキャパシターＣ１１とからなる。前記
分圧抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が外部から印加された電源電圧
ＤＣＶ３を分圧して基準電源を得、前記比較器１８の非
反転（＋）端子に印加する。また、前記キャパシターＣ
１１は、前記比較器１８の非反転（＋）端子に印加され
る基準電圧を安定化させる。
５，Ｒ１６およびキャパシターＣ１１とからなる。前記
分圧抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が外部から印加された電源電圧
ＤＣＶ３を分圧して基準電源を得、前記比較器１８の非
反転（＋）端子に印加する。また、前記キャパシターＣ
１１は、前記比較器１８の非反転（＋）端子に印加され
る基準電圧を安定化させる。
【００２７】前記比較器１８は前記第２の汎用ホトカプ
ラ１４の出力電圧を前記基準電圧生成部１６から入力さ
れた基準電圧と比較し、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より大であれば、ローレベル信号
をインバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２のベース
端子に出力する。一方、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より小であれば、比較器１８はハ
イレベル信号をインバータ３の第２のスイッチング素子
Ｑ２のベース端子に出力する。
ラ１４の出力電圧を前記基準電圧生成部１６から入力さ
れた基準電圧と比較し、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より大であれば、ローレベル信号
をインバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２のベース
端子に出力する。一方、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より小であれば、比較器１８はハ
イレベル信号をインバータ３の第２のスイッチング素子
Ｑ２のベース端子に出力する。
【００２８】この際、前記比較器１８の出力信号は、オ
ープンコレクタ方式でインバータ３の第２のスイッチン
グ素子Ｑ２のベース端子に入力される。
ープンコレクタ方式でインバータ３の第２のスイッチン
グ素子Ｑ２のベース端子に入力される。
【００２９】また、Ｒ１１〜Ｒ１４およびＲ１７は抵抗
であり、ＤＣＶ１は制御部６の駆動用電源電圧であり、
ＤＶＣ２は第１の汎用ホトカプラ１２の駆動用電源電圧
であり、ＤＣＶ３は第２の汎用ホトカプラ１４および比
較器１８の駆動用電源電圧である。
であり、ＤＣＶ１は制御部６の駆動用電源電圧であり、
ＤＶＣ２は第１の汎用ホトカプラ１２の駆動用電源電圧
であり、ＤＣＶ３は第２の汎用ホトカプラ１４および比
較器１８の駆動用電源電圧である。
【００３０】以下、上記のごとく構成された本実施形態
のブラシレス直流モータのインバータ駆動回路の作用，
効果について述べる。
のブラシレス直流モータのインバータ駆動回路の作用，
効果について述べる。
【００３１】図１に示したように、ブラシレス直流モー
タのインバータ駆動回路のインバータ３は、６つのスイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなるが、前記６つのスイッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ６がスイッチング動作されてＵ相，
Ｖ相，Ｗ相の３相電源がつくられ、該３相電源がブラシ
レス直流モータ４の固定子電機子巻線に印加されて回転
磁界を作ることにより、ブラシレス直流モータ４を回転
させるようになる。
タのインバータ駆動回路のインバータ３は、６つのスイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６からなるが、前記６つのスイッ
チング素子Ｑ１〜Ｑ６がスイッチング動作されてＵ相，
Ｖ相，Ｗ相の３相電源がつくられ、該３相電源がブラシ
レス直流モータ４の固定子電機子巻線に印加されて回転
磁界を作ることにより、ブラシレス直流モータ４を回転
させるようになる。
【００３２】この際、前記インバータ３の上端のスイッ
チング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５（ＰＮＰ型トランジスタ）
のベース端子に印加される低周波のスイッチング素子駆
動信号、すなわち、相転換だけを行うためのスイッチン
グ素子駆動信号によって電源が印加されていない相巻線
において誘起電圧を検出する。そして、誘起電圧が零に
なる時点から電気角で３０°遅延させて相転換を行うよ
うに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のベース端子
にスイッチング素子駆動信号を印加することで、ブラシ
レス直流モータを連続的に運転させることが可能とな
る。
チング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５（ＰＮＰ型トランジスタ）
のベース端子に印加される低周波のスイッチング素子駆
動信号、すなわち、相転換だけを行うためのスイッチン
グ素子駆動信号によって電源が印加されていない相巻線
において誘起電圧を検出する。そして、誘起電圧が零に
なる時点から電気角で３０°遅延させて相転換を行うよ
うに、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のベース端子
にスイッチング素子駆動信号を印加することで、ブラシ
レス直流モータを連続的に運転させることが可能とな
る。
【００３３】すなわち、図４に示すように、０°〜６０
°の区間では低周波のスイッチング素子駆動信号、すな
わち、相転換だけを行うための方形波信号が第５のスイ
ッチング素子Ｑ５のベース端子に印加されて第５のスイ
ッチング素子Ｑ５がオンになるとともに、高周波のスイ
ッチング素子駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号が
第４のスイッチング素子Ｑ４のベース端子に印加されて
Ｗ相からＶ相ヘ電流が流れるため、モータが回転するよ
うになる。
°の区間では低周波のスイッチング素子駆動信号、すな
わち、相転換だけを行うための方形波信号が第５のスイ
ッチング素子Ｑ５のベース端子に印加されて第５のスイ
ッチング素子Ｑ５がオンになるとともに、高周波のスイ
ッチング素子駆動信号、すなわち、パルス幅変調信号が
第４のスイッチング素子Ｑ４のベース端子に印加されて
Ｗ相からＶ相ヘ電流が流れるため、モータが回転するよ
うになる。
【００３４】この際、残余のＵ相では誘起電圧が生成さ
れ、該誘起電圧が（−）から零を経て（＋）に上昇され
るが、上記のように誘起電圧が生じるわけは、永久磁石
からなる回転子が回転するからである。
れ、該誘起電圧が（−）から零を経て（＋）に上昇され
るが、上記のように誘起電圧が生じるわけは、永久磁石
からなる回転子が回転するからである。
【００３５】さらに、図１に示す回転子位置検出部５
が、前記Ｕ相の誘起電圧を感知してＵ相の誘起電圧が零
になった時点を制御部６に報知すると、前記制御部６
は、この時点から電気角で３０°を遅延した後、相転換
を行うための信号を出力して相転換を行う。
が、前記Ｕ相の誘起電圧を感知してＵ相の誘起電圧が零
になった時点を制御部６に報知すると、前記制御部６
は、この時点から電気角で３０°を遅延した後、相転換
を行うための信号を出力して相転換を行う。
【００３６】すなわち、第５のスイッチング素子Ｑ５を
オフさせ、第１のスイッチング素子Ｑ１をオンさせてＵ
相からＶ相ヘ電流が流れるようにしてモータの回転位置
に当たる相に電流を供給してモータが連続回転するよう
になる。
オフさせ、第１のスイッチング素子Ｑ１をオンさせてＵ
相からＶ相ヘ電流が流れるようにしてモータの回転位置
に当たる相に電流を供給してモータが連続回転するよう
になる。
【００３７】この際、Ｕ相の上端スイッチング素子Ｑ１
をスイッチング動作させるべく前記制御部６から出力さ
れた低周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、相
転換だけを行うためのスイッチング素子駆動信号が、第
１の汎用ホトカプラ１２内の光結合によりインバータ３
の第１のスイッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電力トランジ
スタ）のベース端子に伝達される。このようにして第１
のスイッチング素子Ｑ１をスイッチング動作させること
により相転換を行う。
をスイッチング動作させるべく前記制御部６から出力さ
れた低周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、相
転換だけを行うためのスイッチング素子駆動信号が、第
１の汎用ホトカプラ１２内の光結合によりインバータ３
の第１のスイッチング素子Ｑ１（ＰＮＰ型電力トランジ
スタ）のベース端子に伝達される。このようにして第１
のスイッチング素子Ｑ１をスイッチング動作させること
により相転換を行う。
【００３８】さらに、例えば、図４における電気角２４
０°の時点では、Ｕ相の下端スイッチング素子Ｑ２をス
イッチング動作させるべく前記制御部６から出力された
高周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、パルス
幅変調信号が第２の汎用ホトカプラ１４内の光結合によ
り前記比較器１８の反転（−）端子に入力される。
０°の時点では、Ｕ相の下端スイッチング素子Ｑ２をス
イッチング動作させるべく前記制御部６から出力された
高周波のスイッチング素子駆動信号、すなわち、パルス
幅変調信号が第２の汎用ホトカプラ１４内の光結合によ
り前記比較器１８の反転（−）端子に入力される。
【００３９】前記制御部６から出力された相転換だけを
行うためのスイッチング素子駆動信号は、低周波信号で
あるため、汎用ホトカプラを利用してインバータ３の第
１のスイッチング素子Ｑ１に伝達して第１のスイッチン
グ素子Ｑ１をオン，オフさせることができる。しかしな
がら、第２のスイッチング素子Ｑ２に伝達されるパルス
幅変調信号は高周波信号であるため、一般の汎用ホトカ
プラの出力によっては第２のスイッチング素子Ｑ１をス
イッチング動作させることができない。
行うためのスイッチング素子駆動信号は、低周波信号で
あるため、汎用ホトカプラを利用してインバータ３の第
１のスイッチング素子Ｑ１に伝達して第１のスイッチン
グ素子Ｑ１をオン，オフさせることができる。しかしな
がら、第２のスイッチング素子Ｑ２に伝達されるパルス
幅変調信号は高周波信号であるため、一般の汎用ホトカ
プラの出力によっては第２のスイッチング素子Ｑ１をス
イッチング動作させることができない。
【００４０】すなわち、図５に示すように、制御部６か
ら出力されたパルス幅変調信号Ｓ１が高周波であり、と
りわけ、デューティー比が小さいときには、汎用ホトカ
プラの遅延特性により第１の汎用ホトカプラ１４の出力
信号Ｓ２に下降時間Ｔｆと上昇時間Ｔｒが生じる。この
ため、パルス幅変調信号がローレベルとなる前にハイレ
ベルに再度上昇されることになり、その信号を第２のス
イッチング素子Ｑ２にそのまま印加すると、第２のスイ
ッチング素子Ｑ２が続けてオン状態となる結果を招くよ
うになる。
ら出力されたパルス幅変調信号Ｓ１が高周波であり、と
りわけ、デューティー比が小さいときには、汎用ホトカ
プラの遅延特性により第１の汎用ホトカプラ１４の出力
信号Ｓ２に下降時間Ｔｆと上昇時間Ｔｒが生じる。この
ため、パルス幅変調信号がローレベルとなる前にハイレ
ベルに再度上昇されることになり、その信号を第２のス
イッチング素子Ｑ２にそのまま印加すると、第２のスイ
ッチング素子Ｑ２が続けてオン状態となる結果を招くよ
うになる。
【００４１】従って、前記第２の汎用ホトカプラ１４か
ら出力された信号を再度処理すべきである。
ら出力された信号を再度処理すべきである。
【００４２】そこで本実施形態では、基準電圧生成部１
６の分圧抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が外部から印加された電源
電圧ＤＣＶ３を分圧して基準電源信号Ｓ３を比較器１８
の非反転（＋）端子に印加し、基準電圧生成部６のキャ
パシターＣ１１が比較器１８の非反転（＋）端子に印加
される基準電圧信号を安定化させる。
６の分圧抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が外部から印加された電源
電圧ＤＣＶ３を分圧して基準電源信号Ｓ３を比較器１８
の非反転（＋）端子に印加し、基準電圧生成部６のキャ
パシターＣ１１が比較器１８の非反転（＋）端子に印加
される基準電圧信号を安定化させる。
【００４３】さらに、前記比較器１８は、前記第２の汎
用ホトカプラ１４の出力電圧を前記基準電圧生成部１６
から入力された基準電圧（Ｓ３）と比較して、その結果
に従って第２のスイッチング素子該Ｑ２の駆動信号Ｓ４
を出力する。
用ホトカプラ１４の出力電圧を前記基準電圧生成部１６
から入力された基準電圧（Ｓ３）と比較して、その結果
に従って第２のスイッチング素子該Ｑ２の駆動信号Ｓ４
を出力する。
【００４４】すなわち、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧（Ｓ３）より大であれば、ローレ
ベル信号をインバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２
のベース端子に出力し、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より小であればハイレベル信号を
インバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端
子に出力するものである。
の出力電圧が基準電圧（Ｓ３）より大であれば、ローレ
ベル信号をインバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２
のベース端子に出力し、前記第２の汎用ホトカプラ１４
の出力電圧が基準電圧より小であればハイレベル信号を
インバータ３の第２のスイッチング素子Ｑ２のベース端
子に出力するものである。
【００４５】この際、前記基準電圧は分圧抵抗Ｒ１５，
Ｒ１６のそれぞれの抵抗値を調整して適当な基準電圧に
調整できる。このように基準電圧値を設定するためにそ
れぞれの抵抗値を調整する際には、パルス幅変調信号の
デューティー比によって抵抗値を決定して、前記パルス
幅変調信号と同一のパルス幅変調信号が比較器１８から
出力されるようにする。このようにして第２のスイッチ
ング素子Ｑ２を望むとおりに、オン，オフさせることが
できる。
Ｒ１６のそれぞれの抵抗値を調整して適当な基準電圧に
調整できる。このように基準電圧値を設定するためにそ
れぞれの抵抗値を調整する際には、パルス幅変調信号の
デューティー比によって抵抗値を決定して、前記パルス
幅変調信号と同一のパルス幅変調信号が比較器１８から
出力されるようにする。このようにして第２のスイッチ
ング素子Ｑ２を望むとおりに、オン，オフさせることが
できる。
【００４６】さらに、前記分圧抵抗Ｒ１５，Ｒ１６の代
わりに可変抵抗を使用することもできる。
わりに可変抵抗を使用することもできる。
【００４７】また、前記比較器１８の出力信号Ｓ４はオ
ープンコレクタ方式でインバータ３の第２のスイッチン
グ素子Ｑ２のベース端子に入力されるが、図５に示すよ
うに、所定の遅延時間Ｔｄをもつ。
ープンコレクタ方式でインバータ３の第２のスイッチン
グ素子Ｑ２のベース端子に入力されるが、図５に示すよ
うに、所定の遅延時間Ｔｄをもつ。
【００４８】しかし、かような遅延時間Ｔｄは極めて小
なさいものであるため、スイッチング素子Ｑ２を駆動さ
せるタイミングに大きな影響を及ぼさないようになる。
なさいものであるため、スイッチング素子Ｑ２を駆動さ
せるタイミングに大きな影響を及ぼさないようになる。
【００４９】さらに、上記のごとき比較器１８の出力信
号Ｓ４により第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタ端
の電圧は図５のＳ５のようになる。
号Ｓ４により第２のスイッチング素子Ｑ２のエミッタ端
の電圧は図５のＳ５のようになる。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス幅変調信号を汎用ホトカプラを利用してインバー
タのスイッチング素子に伝達することが可能となる。こ
のため、高速スイッチング用ホトカプラを使用する場合
に比して製造費が減少されるという優れる効果を有す
る。
パルス幅変調信号を汎用ホトカプラを利用してインバー
タのスイッチング素子に伝達することが可能となる。こ
のため、高速スイッチング用ホトカプラを使用する場合
に比して製造費が減少されるという優れる効果を有す
る。
【００５１】
【図１】通常のブラシレス直流モータのインバータ駆動
回路の概略構成図である。
回路の概略構成図である。
【図２】図１に示すインバータ駆動部の回路図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインバータ駆動回路
の回路図である。
の回路図である。
【図４】ブラシレス直流モータの運転時のそれぞれの相
端子の電圧およびスイッチング素子駆動信号の波形図で
ある。
端子の電圧およびスイッチング素子駆動信号の波形図で
ある。
【図５】本発明の一実施形態によるインバータ駆動回路
の波形図である。
の波形図である。
１０ インバータ駆動回路 １２ 第１の汎用ホトカプラ １４ 第２の汎用ホトカプラ １６ 基準電圧生成部 １８ 比較器
Claims (3)
- 【請求項１】 パルス幅変調信号をモータ駆動用のイン
バータのスイッチング素子に伝達するインバータ駆動回
路であって、 前記パルス幅変調信号を内部の光結合により出力するホ
トカプラと、 基準電圧信号を生成する基準電圧生成部と、 前記ホトカプラから出力された信号と前記基準電圧生成
部から出力された基準電圧信号とを比較して、その結果
に従ってスイッチング素子駆動信号をスイッチング素子
に伝達する比較器とを備えることを特徴とするモータ用
インバータ駆動回路。 - 【請求項２】 前記基準電圧生成部は、外部から印加さ
れた電圧を分圧して前記比較器に基準電圧を印加する分
圧抵抗と、該分圧抵抗を通じて前記比較器に印加される
基準電圧を安定化させるキャパシターとを備えることを
特徴とする請求項１に記載のモータ用インバータ駆動回
路。 - 【請求項３】 前記比較器がオープンコレクタ方式によ
りスイッチング素子駆動信号を出力するように構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載のモータ用イン
バータ駆動回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019960039260U KR200154582Y1 (ko) | 1996-11-09 | 1996-11-09 | 브러시리스 직류 전동기의 인버터 구동 회로 |
| KR96-39260 | 1996-11-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10146086A true JPH10146086A (ja) | 1998-05-29 |
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|---|---|---|---|---|
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| KR100394248B1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-08-09 | Ohsung Inc | Apparatus for controlling motor of speed measurement device mounted in vehicle |
| US6683443B2 (en) * | 2002-02-20 | 2004-01-27 | Texas Instruments Incorporated | Soft start circuit for regulated power supply |
| JP2003244983A (ja) * | 2002-02-20 | 2003-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動装置およびモータ駆動方法 |
| FI112558B (fi) * | 2002-05-17 | 2003-12-15 | Vacon Oyj | Vaihtosuuntaajan ohjaus |
| CN100345361C (zh) * | 2005-03-10 | 2007-10-24 | 上海交通大学 | 基于单片机脉冲宽度调制的隔离电压调节电路 |
| CN100552740C (zh) * | 2006-04-05 | 2009-10-21 | 艾默生网络能源系统有限公司 | 信号隔离传送电路 |
| CN101662227A (zh) * | 2008-08-29 | 2010-03-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电流转换电路 |
| CN101917153B (zh) * | 2010-08-24 | 2012-07-25 | 浙江凯能科技有限公司 | 智能电机控制系统 |
| KR101294613B1 (ko) * | 2011-12-14 | 2013-08-08 | 전자부품연구원 | Ｐｗｍ 신호 운용 회로 및 신호 제어 방법 |
| KR101381533B1 (ko) | 2012-10-30 | 2014-04-04 | 엘에스산전 주식회사 | 단선 감지 장치 |
| US10439514B2 (en) * | 2016-03-16 | 2019-10-08 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Power conversion circuit |
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|---|---|---|---|---|
| US4879498A (en) * | 1986-08-06 | 1989-11-07 | Fujitsu Limited | DC motor drive system for reducing start-up current |
| JPS6373898A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバ−タ装置 |
| JPH0775471B2 (ja) * | 1987-02-12 | 1995-08-09 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置 |
| US4743815A (en) * | 1987-09-01 | 1988-05-10 | Emerson Electric Co. | Brushless permanent magnet motor system |
| US4918590A (en) * | 1987-11-16 | 1990-04-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Hybrid circuit module having bridge circuit and rectifying circuit disposed on a same substrate |
| US5223772A (en) * | 1992-02-28 | 1993-06-29 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method and apparatus for providing the lock of a phase-locked loop system from frequency sweep |
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| JPH08111988A (ja) * | 1994-08-15 | 1996-04-30 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| US5731681A (en) * | 1995-06-28 | 1998-03-24 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
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1996
- 1996-11-09 KR KR2019960039260U patent/KR200154582Y1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-08-25 CN CN97117736A patent/CN1065689C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-27 JP JP9231229A patent/JP2871653B2/ja not_active Expired - Fee Related
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