JPH10271883A - ブラシレスモータの制御方法およびその装置 - Google Patents

ブラシレスモータの制御方法およびその装置

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JPH10271883A
JPH10271883A JP9091672A JP9167297A JPH10271883A JP H10271883 A JPH10271883 A JP H10271883A JP 9091672 A JP9091672 A JP 9091672A JP 9167297 A JP9167297 A JP 9167297A JP H10271883 A JPH10271883 A JP H10271883A
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voltage
converter
brushless motor
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circuit
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JP9091672A
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Tamotsu Nakajima
保 中島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータの起動における駆動電源電
圧の低下を防止するとともに、その駆動電源電圧のオー
バーシュートを抑える。 【解決手段】 DC−DCコンバータ5のトランジスタ
5aを所定にチョッピング駆動することにより所定直流
電源を所望の直流電圧に変え、この直流電圧をモータ駆
動回路6の電源電圧とする。マイクロコンピュータ14
がパルス信号を平滑回路8に通してアナログ電圧として
制御回路9に入力すると、制御回路9がトランジスタ5
aをチョッピング駆動して前記所望の直流電圧を得る。
ブラシレスモータ11の起動時、マイクロコンピュータ
14は起動電圧補正回路13の出力電圧を制御回路9の
入力アナログ電圧とする。起動電圧回路13はDC−D
Cコンバータ5の出力電圧に応じた電圧を制御回路9に
出力し、制御回路9はその電圧にしたがってトランジス
タ5aをチョッピング駆動してDC−DCコンバータ5
の出力電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機(室内
送風機)等のモータに用いるブラシレスモータ(センサ
レス直流ブラシレスモータ)の制御技術に係り、特に詳
しくは起動時におけるブラシレスモータの駆動電源電圧
を適切なものとするブラシレスモータの制御方法および
その装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】このブラシレスモータは空気調和機の室
内送風機に用いられるようになり、より最適な吹き出し
風量を得ることができ、快適性の向上がより図れるよう
になった。このブラシレスモータを回転制御するには、
例えば図3に示す制御装置を必要とする。
【0003】図3において、この制御装置は、交流電源
1を整流回路(交流/直流変換器)2および平滑用コン
デンサ3で直流電源に変換し、この直流電源を直流電源
(DC電源)回路4で所定の直流電圧(例えば40V)
にし、さらにこの直流電圧をDC−DCコンバータ(直
流/直流変換手段)5で所望の直流電圧(駆動電源電
圧)Vmに変えてモータ駆動回路6に供給する。
【0004】DC−DCコンバータ5はトランジスタ5
aおよび平滑回路5bからなり、トランジスタ5aのチ
ョッピング駆動に応じた所望の直流電圧を出力する。な
お、平滑回路11cは還流ダイオードと、チョークコイ
ルおよびコンデンサによるLCフィルタとからなる。
【0005】マイクロコンピュータ7は出力ポートOか
らDC−DCコンバータ5の出力電圧を所定値とするパ
ルス信号(図4(a)参照)をインバータ回路およびダ
イオードを介して平滑回路8に通してアナログ電圧と
し、このアナログ電圧を制御回路9の入力アナログ電圧
端子に入力する。また、モータ駆動回路6のスイッチン
グ素子Ua,Va,Wa,X,Y,Zをオン、オフする
駆動信号をドライバ回路10に出力する。
【0006】すると、制御回路9は入力アナログ電圧に
応じてトランジスタ5aをチョッピング駆動し、DC−
DCコンバータ5の出力電圧を所定値(所望の直流電
圧)とする。なお、制御回路9は入力アナログ電圧が低
くなるほど、トランジスタ5aのチョッピング駆動の周
波数を高くする専用ICである。つまり、DC−DCコ
ンバータ5の出力電圧Vmは高くなる。モータ駆動回路
6はその出力電圧Vmをスイッチングしてブラシレスモ
ータ(例えば三相モータ)11の電機子巻線に印加す
る。これにより、ブラシレスモータ10が回転する。
【0007】また、マイクロコンピュータ7は、DC−
DCコンバータ5の出力側に設けられている電圧検出回
路12からの検出信号によりその出力電圧Vmを検出
し、出力電圧Vmが所定値になるように出力ポートOの
出力パルス信号を変え、つまり制御回路9の入力アナロ
グ電圧を調整する。
【0008】ところで、前記ブラシレスモータ11を空
気調和機の室内送風機のモータとした場合、吹き出し量
の切り替え、例えば強風、弱風および微風の切り替えを
行う必要があるが、前述したように、その強風、弱風お
よび微風の切り替えに応じてDC−DCコンバータ5の
出力電圧Vmを所望の直流電圧に変えることができるた
め、室内送風機を最適に制御することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ブ
ラシレスモータの制御方法においては、ブラシレスモー
タ11の起動時に過大な電流(ロック電流)が流れるた
めに、モータ駆動回路6の電源電圧が低下し、ブラシレ
スモータ11の起動に失敗することがある。
【0010】このような事態を解消するため、モータ駆
動回路6の電源電圧の低下を考慮し、起動時のみDC−
DCコンバータ5の出力電圧を通常の起動電圧より高め
にすることが考えられる。しかし、起動電圧の設定値を
高めにすると(例えば通常7Vである場合数V高い値に
すると)、モータ駆動回路6の電源電圧の低下が少なく
なるものの、DC−DCコンバータ5の出力電圧Vmが
上昇し過ぎ、この出力電圧が高めの設定値に達した時点
で制御回路9の入力アナログ電圧を調整することにな
り、モータ駆動回路6の電源電圧がどうしてオーバーシ
ュートしてしまう(図4(b)参照)。例えば、空気調
和機の室内送風機の場合には、吹き出し風量が増大し、
室内環境の悪化を招き、不快感を与えることになる。
【0011】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はブラシレスモータの起動時に駆動電源
電圧の低下を防止するとともに、その駆動電源電圧のオ
ーバーシュートを抑えることができ、特に空気調和機の
室内送風機に適用した場合適切な吹き出し風量を得るこ
とができ、ひいては室内環境の悪化を防ぐことができる
ようにしたブラシレスモータの制御方法およびその装置
を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は交流電源を直流電源に変換して得た直流
電圧を直流/直流変換手段で所望の直流電圧に変え、該
所望の直流電圧をスイッチングしてブラシレスモータに
印加し、前記ブラシレスモータを回転制御するブラシレ
スモータの制御方法において、前記ブラシレスモータを
起動するために前記直流/直流変換手段を制御して前記
所望の直流電圧を起動電圧とする際、前記直流/直流変
換手段の出力電圧を分圧し、該分圧した電圧を前記直流
/直流変換手段の制御手段にフィードバックして前記所
望の直流電圧を起動電圧にするようにしたことを特徴と
している。
【0013】この場合、前記ブラシレスモータを空気調
和機の室内送風機のモータに用いるとよい。
【0014】この発明は交流電源を直流電源に変換して
得た直流電圧をDC−DCコンバータで所望の直流電圧
に変え、該所望の直流電圧をスイッチングしてブラシレ
スモータに印加し、前記ブラシレスモータを回転制御す
るブラシレスモータの制御装置において、前記DC−D
Cコンバータの出力電圧を分圧し、該分圧した電圧を前
記DC−DCコンバータの制御手段にフィードバックす
るオペアンプ回路を備え、前記制御手段を介して前記D
C−DCコンバータの出力を制御するマイクロコンピュ
ータは、前記ブラシレスモータの起動時に前記オペアン
プ回路を制御し、該オペアンプ回路の出力により前記D
C−DCコンバータの出力を起動電圧とし、前記DC−
DCコンバータの出力が起動電圧に達したときには前記
制御手段を介して前記DC−DCコンバータの出力を制
御し、前記DC−DCコンバータの出力を所望の直流電
圧にするようにしたことを特徴としている。
【0015】この場合、前記ブラシレスモータを空気調
和機の室内送風機のモータに用いるよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1および図2を参照して詳細に説明する。なお、図1
中、図3と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。
【0017】図1において、このブラシレスモータの制
御装置は、ブラシレスモータ11の起動においてDC−
DCコンバータ5の出力電圧(直流電圧)Vmを検出し
て制御回路9にフィードバックし、モータ駆動回路6の
電源電圧(駆動電源電圧)が所定値(起動電圧の設定
値)に達したときにそのフィードバク制御を解除する起
動電圧補正回路13と、この起動電圧補正回路13を制
御するマイクロコンピュータ14とを備えている。
【0018】起動電圧補正回路13は、DC−DCコン
バータ5の出力電圧Vmを抵抗回路13aで分圧し、こ
の分圧電圧をオペアンプ回路13bに入力し、このオペ
アンプ回路13bの出力を制御回路9のアナログ電圧端
子に入力可能としている。なお、抵抗回路13aの出力
は5Vより低い値であり、オペアンプ回路13bは例え
ば増幅1の非反転増幅回路である。
【0019】また、マイクロコンピュータ14の出力ポ
ートO1の出力端子がダイオード13cを介して前記分
圧点に接続され、オペアンプ回路13bの出力が逆向き
のダイード13dを介して制御回路9の入力アナログ電
圧端子に接続されている。これにより、ブラシレスモー
タ11の起動時に出力ポートO1の出力をLレベルにす
ると、出力ポートO2からのパルス信号を平滑回路8に
通して得たアナログ電圧がオペアンプ回路13bの出力
より高くなり、電流がダイード13dを介してオペアン
プ回路12bに流れ、制御回路9の入力アナログ電圧端
子にはオペアンプ回路12bの出力電圧が入力される。
【0020】なお、マイクロコンピュータ14は、図3
に示すマイクロコンピュータ6の機能を備えており、従
来同様のパルス信号を出力ポートO2から出力する。ま
た、起動時は、起動電圧の設定値に対応するパルス信号
を出力し、かつ出力ポートO1の出力をLレベルとす
る。モータ駆動回路6の電源電圧(DC−DCコンバー
タ5の出力電圧)が起動電圧に達すると、出力ポートO
1の出力をHレベルとする。
【0021】次に、前記構成の制御装置の動作を図2の
タイムチャート図を参照して説明すると、まずマイクロ
コンピュータ14がブラシレスモータ11を起動、回転
する。この場合、マイクロコンピュータ14はモータ駆
動回路6の電源電圧(直流電圧Vm)を起動電圧(例え
ば7V)の設定値に対応するパルス信号を出力ポートO
2から出力する一方(図2(a)参照)、出力ポートO
1の出力をLレベルとする(図2(b)参照)。また、
モータ駆動回路6のスイッチング素子を駆動する駆動信
号を出力するとともに、電圧検出回路12からの検出信
号によりDC−DCコンバータ5の出力電圧Vmを検出
する。
【0022】すると、前述した理由により、制御回路9
は起動電圧補正回路13からの電圧にしたがって動作す
るが、出力ポートO1の出力パルス信号を平滑化した電
圧では動作しない。つまり、制御回路9をDC−DCコ
ンバータ5の出力電圧によってフィードバック制御する
ことになる。
【0023】その結果、制御回路9がオペアンプ回路1
3bの出力電圧(DC−DCコンバータ5の出力)にし
たがってトランジスタ5aをチョッピング駆動するた
め、DC−DCコンバータ5の出力電圧Vmが上昇す
る。すなわち、制御回路9は既に説明したように、入力
アナログ電圧端子の電圧が低いほど、DC−DCコンバ
ータ5の出力電圧Vmを高くする専用ICだからであ
る。したがって、例えば起動時にロック電流が流れ(モ
ータ駆動回路9の駆動電流が過大に流れ)、モータ駆動
回路6の電源電圧が低下しても、制御回路9によってD
C−DCコンバータ5の出力電圧Vmが速やかに上昇
し、つまりその電源電圧の低下が小さい。
【0024】また、DC−DCコンバータ5の出力電圧
Vmが上昇すると、オペアンプ回路13bの出力も上昇
し、つまり制御回路9のアナログ電圧入力端子の電圧が
上昇することから、DC−DCコンバータ5の出力電圧
Vmの上昇が抑えられる。そして、マイクロコンピュー
タ14は、そのDC−DCコンバータ5の出力電圧Vm
が起動電圧(7V)に達すると、出力ポートO1の出力
をHレベルとする(図2(b)参照)。これにより、モ
ータ駆動回路6の電源電圧が起動電圧に達する際に、そ
の電源電圧が上昇し過ぎることもなく、つまりその駆動
電源電圧のオーバーシュートが抑えられる(図2(c)
参照)。
【0025】出力ポートO1の出力がHレベルになる
と、オペアンプ回路13bの出力はそのパルス信号を平
滑化して得たアナログ電圧より高くなる。これにより、
出力ポートO2からのパルス信号にしたがってDC−D
Cコンバータ5のトランジスタ5aがチョッピング駆動
され、例えばパルス信号が起動電圧(7V)の設定値に
対応するもののままであれば、モータ駆動回路6の電源
電圧が起動電圧に保たれる。また、パルス信号が所定の
設定値に対応するものに変えられると、モータ駆動回路
9の電源電圧がその所定の設定値(所望の直流電圧)に
される。
【0026】このように、ブラシレスモータ11の起動
において、モータ駆動回路6の電源電圧を速やかに起動
電圧とすることができ、またこのときに電源電圧のオー
バーシュートを抑えることができることから、ブラシレ
スモータ11を空気調和機の室内送風機に適用した場
合、吹き出し風量を適切なものとすることができ、つま
り吹き出し風量が必要以上に大きくならず、不快感を与
えることもない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、このブラシレスモ
ータの制御方法およびその装置の請求項1の発明による
と、直流/直流変換手段で得た所望の直流電圧をブラシ
レスモータのモータ駆動手段に供給しており、ブラシレ
スモータを起動する際、直流電圧を検出し、この検出電
圧により直流/直流変換手段を制御し、前記モータ駆動
手段の電源電圧(駆動電源電圧)を起動電圧にするよう
にしたので、ブラシレスモータの起動におけるロック電
流等による駆動電源電圧の低下を防止することができ、
その駆動電源電圧のオーバーシュートを抑えることがで
きるという効果がある。
【0028】請求項2の発明によると、請求項1のブラ
シレスモータを空気調和機の室内送風機のモータに用い
るようにしたので、請求項1の効果に加え、適切な吹き
出し風量を得ることができ、ひいては室内環境の悪化を
防ぐことができるという効果がある。
【0029】請求項3の発明によると、所望の直流電圧
をブラシレスモータのモータ駆動回路に供給するDC−
DCコンバータの出力電圧を分圧し、この分圧した電圧
を前記DC−DCコンバータの制御回路にフィードバッ
クするオペアンプ回路を備え、前記制御回路を介して前
記DC−DCコンバータの出力を制御するマイクロコン
ピュータは、ブラシレスモータの起動時に前記オペアン
プ回路を制御し、このオペアンプ回路の出力により前記
DC−DCコンバータの出力を起動電圧とするようにし
たので、DC−DCコンバータの出力を前記制御回路に
フィードバックしてモータ駆動回路の電源電圧を起動電
圧にすることから、抵抗回路やオペレーションアンプ等
の簡単な回路を付加するだけ、ブラシレスモータの起動
におけるロック電流等による駆動電源電圧の低下を防止
することができ、その駆動電源電圧のオーバーシュート
を抑えることができるという効果がある。
【0030】請求項4の発明によると、請求項3のブラ
シレスモータを空気調和機の室内送風機のモータに用い
るようにしたので、請求項3記載の効果に加え、適切な
吹き出し風量を得ることができ、ひいては室内環境の悪
化を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブラシレスモータの
制御装置の概略的ブロック線図。
【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。
【図3】従来のブラシレスモータの制御装置の概略的ブ
ロック線図。
【図4】図3に示す制御装置の動作を説明するための概
略的タイムチャート図。
【符号の説明】 1 交流電源 2 整流回路(交流/直流変換器) 4 直流電源回路 5 DC−DCコンバータ(直流/直流変換手段) 6 モータ駆動回路 7,14 マイクロコンピュータ 8 平滑回路 9 制御回路(専用IC) 11 ブラシレスモータ 12 電圧検出回路 13 起動電圧補正回路 13a 抵抗回路 13b オペアンプ回路(非反転増幅回路) 13c,13d ダイオード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を直流電源に変換して得た直流
    電圧を直流/直流変換手段で所望の直流電圧に変え、該
    所望の直流電圧をスイッチングしてブラシレスモータに
    印加し、前記ブラシレスモータを回転制御するブラシレ
    スモータの制御方法において、前記ブラシレスモータを
    起動するために前記直流/直流変換手段を制御して前記
    所望の直流電圧を起動電圧とする際、前記直流/直流変
    換手段の出力電圧を分圧し、該分圧した電圧を前記直流
    /直流変換手段の制御手段にフィードバックして前記所
    望の直流電圧を起動電圧にするようにしたことを特徴と
    するブラシレスモータの制御方法。
  2. 【請求項2】 前記ブラシレスモータは空気調和機の室
    内送風機のモータである請求項1記載のブラシレスモー
    タの制御方法。
  3. 【請求項3】 交流電源を直流電源に変換して得た直流
    電圧をDC−DCコンバータで所望の直流電圧に変え、
    該所望の直流電圧をスイッチングしてブラシレスモータ
    に印加し、前記ブラシレスモータを回転制御するブラシ
    レスモータの制御装置において、前記DC−DCコンバ
    ータの出力電圧を分圧し、該分圧した電圧を前記DC−
    DCコンバータの制御手段にフィードバックするオペア
    ンプ回路を備え、前記制御手段を介して前記DC−DC
    コンバータの出力を制御するマイクロコンピュータは、
    前記ブラシレスモータの起動時に前記オペアンプ回路を
    制御し、該オペアンプ回路の出力により前記DC−DC
    コンバータの出力を起動電圧とし、前記DC−DCコン
    バータの出力が起動電圧に達したときには前記制御手段
    を介して前記DC−DCコンバータの出力を制御し、前
    記DC−DCコンバータの出力を所望の直流電圧にする
    ようにしたことを特徴とするブラシレスモータの制御装
    置。
  4. 【請求項4】 前記ブラシレスモータは空気調和機の室
    内送風機のモータである請求項3記載のブラシレスモー
    タの制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005008878A1 (en) * 2003-07-22 2005-01-27 Sergio Adolfo Maiocchi System for operating dc motors and power converters
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Effective date: 20040414