JPH11113283A - モータの駆動装置 - Google Patents

モータの駆動装置

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JPH11113283A
JPH11113283A JP9266141A JP26614197A JPH11113283A JP H11113283 A JPH11113283 A JP H11113283A JP 9266141 A JP9266141 A JP 9266141A JP 26614197 A JP26614197 A JP 26614197A JP H11113283 A JPH11113283 A JP H11113283A
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booster circuit
inverter
circuit
pwm signal
value
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JP9266141A
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English (en)
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Hideki Shironokuchi
秀樹 城ノ口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/06—Limiting the traction current under mechanical overload conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの電流検出手段でインバータおよび昇圧
回路の双方に流れる電流を検出する。 【解決手段】 ブラシレスモータ１７を駆動するインバ
ータ９とバッテリ２３との間に昇圧回路１８を接続し、
その昇圧回路１８に流れる電流を検出するシャント抵抗
器２５を設ける。マイクロコンピュータ１９は、シャン
ト抵抗器２５の電流検出値を読込んで、その電流検出値
が電流上限値を超えないようにインバータ９若しくは昇
圧回路１８をＰＷＭ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータを駆動する
インバータの直流側に昇圧回路を備えたモータの駆動装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車載用のモータ例えばブラシ
レスモータの駆動装置としては、直流電源たるバッテリ
からの直流をインバータにより交流に変換してブラシレ
スモータのステータコイルに供給するようにしたものが
あり、モータの回転速度を検出してこれが速度設定値と
なるようにそのインバータをＰＷＭ制御するようになっ
ており、更に、インバータに流れる電流を検出してこれ
が上限値を超えないように電流制限を行なうことによ
り、過電流保護を図るようになっている。
【０００３】そして、直流電源としてのバッテリは１２
Ｖという低い電圧であるので、高出力のブラシレスモー
タの場合に対処してバッテリとインバータとの間に昇圧
回路を設けたものもあり、この場合も、昇圧回路に流れ
る電流を検出してこれが上限値を超えないように電流制
限を行なうことにより、過電流保護を図るようになって
いる。
【０００４】更に、バッテリを直流電源とするものにお
いては、バッテリの正側端子と負側端子への誤配線、所
謂、逆接続の虞れがあり、この対策として、バッテリと
昇圧回路との間に逆接続保護用のダイオードを接続する
ようにしているが、このようにすると、通常運転時に逆
接続保護用のダイオードに常時電流が流れて電圧降下を
生じる。特に、直流電源がバッテリのように低い電圧の
場合には、ダイオードの電圧降下は無視できず、電圧降
下と電流との積で決まる損失が発生するようになる。こ
のため、従来では、逆接続保護用のダイオードの代りに
正常接続時にオンするコンタクタ（リレー）を設けるよ
うにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、過電
流保護のために昇圧回路およびインバータに夫々流れる
電流を検出する２つの電流検出手段が必要になって、電
気的構成が複雑になる不具合があった。また、逆接続保
護用のコンタクタを用いると、装置が大形化し、しか
も、コンタクタをオンオフさせるための極性検出回路を
設ける必要があるので、電気的構成が一層複雑になる不
具合があった。
【０００６】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、電気的構成が簡単で且つ全体とし
て大形化することなく、インバータおよび昇圧回路の過
電流保護を行なうことができ、また、逆接続の保護対策
を図ることができるモータの駆動装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のモータの
駆動装置は、２個のスイッチング素子を直列に接続して
なるアームを１つ以上有し直流を交流に変換してモータ
に供給するインバータを設け、このインバータと直流電
源との間に、リアクトル，スイッチング素子および逆流
防止用のダイオードから構成されて、前記直流電源から
の直流を前記インバータに供給する昇圧回路を設け、こ
の昇圧回路に流れる電流を検出する電流検出手段を設
け、前記モータの回転速度を検出する速度検出手段を設
け、この速度検出手段の速度検出値と速度設定値との比
較により指令値を決定して前記インバータをＰＷＭ制御
するとともに必要に応じて前記昇圧回路に昇圧動作を行
なわせ、且つ、前記電流検出手段の電流検出値が上限値
を超えないようにＰＷＭ制御を行なう制御手段を設ける
構成に特徴を有する。
【０００８】このような構成によれば、１つの電流検出
手段の電流検出に基づいてインバータおよび昇圧回路に
流れる電流が上限値を超えないようにＰＷＭ制御を行な
うので、電気的構成が簡単になる。
【０００９】請求項２記載のモータの駆動装置は、昇圧
回路のスイッチング素子に直列に逆接続保護用のダイオ
ードを接続するように構成するところに特徴を有する。
このような構成によれば、直流電源に対する逆接続によ
るインバータの保護は昇圧回路の逆流防止用のダイオー
ドが行ない、逆接続による昇圧回路の保護は逆接続保護
用のダイオードが行なうようになり、従って、従来のよ
うなコンタクタを設ける必要がなく、１個の逆接続保護
用のダイオードを設けるだけでよいので、全体として小
形化を図ることができる。
【００１０】請求項３記載のモータの駆動装置は、制御
手段を、指令値に応じてＰＷＭ信号発生回路からのＰＷ
Ｍ信号をインバータおよび昇圧回路に振り分けて供給す
るように構成するところに特徴を有する。このような構
成によれば、指令値が小なる場合には、ＰＷＭ信号はイ
ンバータに供給され、指令値が大なる場合には、インバ
ータのＰＷＭデューティが１００％に固定された上でＰ
ＷＭ信号は昇圧回路に供給されるようになり、ＰＷＭ信
号発生回路をインバータおよび昇圧回路の双方に兼用で
きる。
【００１１】請求項４記載のモータの駆動装置は、制御
手段を、昇圧回路に供給されるＰＷＭ信号の最大デュー
ティが最大出力時に必要になるデューティ超えないよう
に、指令値の最大値を設定するように構成するところに
特徴を有する。このような構成によれば、昇圧回路の昇
圧率が必要以上に大きくなることが防止されて、安全で
ある。
【００１２】請求項５記載のモータの駆動装置は、昇圧
回路のリアクトルを昇圧回路およびインバータ等を構成
する回路基板に一体化して取付けるように構成するとこ
ろに特徴を有する。このような構成によれば、リアクト
ルを回路基板外に別置する場合に比し、全体としてより
小形化を図ることができる。
【００１３】請求項６記載のモータの駆動装置は、昇圧
回路を２個並列に設け、その昇圧回路の２個の逆流防止
用のダイオードを、アノード独立およびカソード共通の
３端子を有するパッケージに封入するように構成すると
ころに特徴を有する。このような構成によれば、２個の
逆流防止用のダイオードを一部品として取扱うことがで
きるので、電気的構成が一層簡単になり、全体として一
層の小形化を図り得る。
【００１４】請求項７記載のモータの駆動装置は、２個
の昇圧回路に夫々逆接続保護用のダイオードを設け、そ
の２個の逆接続保護用のダイオードを、アノード独立お
よびカソード共通の３端子を有するパッケージに封入す
るように構成するところに特徴を有する。このような構
成によれば、２個の逆接続保護用のダイオードも一部品
として取扱うことができるので、電気的構成がより一層
簡単になり、全体としてより一層の小形化を図り得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をモータとして車載
用たる自動車のパワーステアリング駆動用のブラシレス
モータに適用した第１の実施例につき、図１ないし図６
を参照して説明する。まず、図１には全体の電気的構成
を示しており、正側直流母線１と負側直流母線２との間
には、スイッチング素子たる６個のＮＰＮ形のトランジ
スタ３ないし８をブリッジ接続してなるインバータ９が
構成されており、各トランジスタ３ないし８のコレク
タ，エミッタ間にはフリーホイールダイオード１０ない
し１５が接続されている。即ち、トランジスタ３と６、
４と７および５と８の各直列回路は、３つ（３相）のア
ームを構成するものである。そして、インバータ９の出
力端子１６ｕ，１６ｖおよび１６ｗは、ブラシレスモー
タ１７（例えば出力６００Ｗ）のスター結線されたステ
ータコイル１７ｕ，１７ｖおよび１７ｗに接続されてい
る。
【００１６】また、正側直流母線１と負側直流母線２と
の間には、昇圧回路１８を構成すべく、逆流防止用のダ
イオード１９，逆接続保護用のダイオード２０およびス
イッチング素子たるＮＰＮ形のトランジスタ２１のコレ
クタ，エミッタ間の直列回路が接続されており、更に、
逆接続保護用のダイオード２０のアノードはリアクトル
２２を介して直流電源たるバッテリ２３（電圧１２Ｖ）
の正側端子に接続されている。そして、正側直流母線１
と負側直流母線２との間には、平滑用のコンデンサ２４
が接続されているとともに、負側直流母線２は、電流検
出手段としてのシャント抵抗器２５を介してバッテリ２
３の負側端子に接続されている。
【００１７】制御手段たるマイクロコンピュータ２６
は、ブラスレスモータ１７の永久磁石形のロータの回転
位置を検出する速度検出手段を兼ねるホールＩＣからな
る位置センサ２７からの位置検出信号ＰＳを受けるよう
になっているとともに、図示しない速度設定器からの速
度設定値ＶＲを受けるようになっている。そして、マイ
クロコンピュータ２６は、位置検出信号ＰＳから演算に
よってインバータ９のトランジスタ３ないし８に対する
通電タイミング信号ＤＴを生成するとともに、その位置
検出信号ＰＳからブラシレスモータ１７の回転速度を検
出して速度検出値ＶＳを得るようになっている。従っ
て、位置センサ２７の位置検出信号ＰＳは、回転速度検
出信号（速度検出値ＶＳ）を兼ねるものとなる。
【００１８】更に、マイクロコンピュータ２６は、速度
設定値ＶＲと速度検出値ＶＳとを比較してその偏差値に
応じて指令値ＳＣを出力するようになっており、この指
令値ＳＣは、０〜５Ｖの電圧値として与えられるように
なっているが、指令値ＳＣが４Ｖ以上となったときに
は、後述するように４Ｖが最大値となるように設定する
ようになっている。
【００１９】図２は、マイクロコンピュータ２６の構成
の一部たるＰＷＭ信号生成回路２６ａをブロック線図と
して示したものである。即ち、ＰＷＭ信号発生回路２６
ｂの入力端子には指令値ＳＣが与えられるようになって
おり、ＰＷＭ信号発生回路２６ｂは、この指令値ＳＣと
三角波状の搬送波との比較においてＰＷＭ信号を発生し
て出力端子から出力するようになっている。そして、こ
のＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号は、アン
ド回路２６ｃの一方の入力端子に与えられるとともに、
ノット回路２６ｄを介してアンド回路２６ｅの一方の入
力端子に与えられるようになっている。
【００２０】上記指令値ＳＣは、コンパレータ２６ｆの
反転入力端子に与えられるようになっており、そのコン
パレータ２６ｆの非反転入力端子には、基準電圧発生器
（電池）２６ｇからの基準電圧Ｒｆ（例えば２．５Ｖ）
が与えられるようになっている。更に、コンパレータ２
６ｆの出力端子からの出力信号は、アンド回路２６ｅの
他方の入力端子に与えられるとともに、ノット回路２６
ｈを介してアンド回路２６ｃの他方の入力端子に与えら
れるようになっている。そして、アンド回路２６ｃの出
力端子からの出力信号は昇圧回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２
として出力され、また、アンド回路２６ｅの出力端子か
らの出力信号はノット回路２６ｉを介してインバータ用
ＰＷＭ信号ＰＷＭ１として出力されるようになってい
る。
【００２１】さて、図１において、マイクロコンピュー
タ２６は、通電タイミング信号ＤＴおよびインバータ用
ＰＷＭ信号ＰＷＭ１をインバータ用ゲート駆動回路２８
の各入力端子に与えるようになっているとともに、昇圧
回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２を昇圧回路用ゲート駆動回路
２９の入力端子に与えるようになっている。そして、イ
ンバータ用ゲート駆動回路２８は、通電タイミング信号
ＤＴとＰＷＭ信号ＰＷＭ１とを合成して出力端子からト
ランジスタ３ないし８のベースにベース信号（ゲート信
号）として与え、昇圧回路用ゲート駆動回路２９は出力
端子からＰＷＭ信号ＰＷＭ２をトランジスタ２１のベー
スにベース信号（ゲート信号）として与えるようになっ
ている。尚、シャント抵抗器２５の電流検出値ＩＳはマ
イクロコンピュータ２６に与えられるようになってお
り、マイクロコンプータ２６は、この電流検出値ＩＳと
電流上限値とを比較して後述するようにＰＷＭ制御する
ようになっている。
【００２２】而して、昇圧回路１８のリアクトル２２
は、図３に示すように、二分割形のコア２２ａの中央脚
部にコイル２２ｂを巻装して構成されており、コイル２
２ｂの両端部に下方に突出する端子２２ｃ，２２ｃを有
する。そして、このリアクトル２２は、インバータ９，
昇圧回路１８，マイクロコンピュータ２６，ゲート駆動
回路２８および２９を構成する回路基板３０に搭載さ
れ、端子２２ｃ，２２ｃが回路基板３０の挿通孔に挿通
されて導体パターンに半田付けされることにより、その
回路基板３０に一体化して取付けられている。
【００２３】次に、本実施例の作用につき、図４ないし
図６をも参照して説明する。マイクロコンピュータ２６
は、位置センサ２７の位置検出信号ＰＳから得られた速
度検出値ＶＳと速度設定値ＶＲとを比較してその偏差値
から指令値ＳＣを決定してＰＷＭ信号発生回路２６ｂに
与えるようになり、ＰＷＭ信号発生回路２６ｂは、速度
検出値ＶＳを速度設定値ＶＲと一致させるようにＰＷＭ
信号を発生する。また、指令値ＳＣは、コンパレータ２
６ｆの反転入力端子にも与えられるので、コンパレータ
２６ｆは、指令値ＳＣが基準電圧Ｒｆ（２．５Ｖ）に達
するまでは出力信号がハイレベルとなる。
【００２４】コンパレータ２６ｆの出力信号がハイレベ
ルとなると、これがアンド回路２６ｅに与えられるとと
もに、ノット回路２６ｈで反転されたロウレベルの信号
がアンド回路２６ｃに与えられるようになり、従って、
ＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号はアンド回
路２６ｃは通過せず、代りにＰＷＭ信号のノット回路２
６ｄで反転された反転ＰＷＭ信号がアンド回路２６ｅを
通過する。そして、このアンド回路２６ｅからの反転Ｐ
ＷＭ信号は、ノット回路２７ｉで再反転されてインバー
タ用ＰＷＭ信号ＰＷＭ１としてインバータ用ゲート駆動
回路２８に与えられる。
【００２５】一方、インバータ用ゲート駆動回路２８に
は、位置検出信号ＰＳに基づいて生成された通電タイミ
ング信号ＤＴが与えられるようになっており、従って、
インバータ用ゲート駆動回路２８は、トランジスタ３な
いし８の内の通電タイミング信号ＤＴに対応するトラン
ジスタのベースにＰＷＭ信号ＰＷＭ１を与えるようにな
り、ブラシレスモータ１７は速度設定値ＶＲとなるよう
に速度制御される。この場合、指令値ＳＣが０Ｖから
２．５Ｖに向かって変化すると、図４（ａ）に示すよう
に、ＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号のデュ
ーティは１００％に向かって比例的に変化し、そして、
指令値ＳＣが２．５Ｖになるとそのデューティは１００
％になる。
【００２６】即ち、指令値ＳＣが２．５Ｖ以上になる
と、コンパレータ２６ｆの出力信号はロウレベルとな
り、従って、アンド回路２６ｅの出力信号はロウレベル
となり、ノット回路２６ｉの出力信号はハイレベルとな
り、以て、インバータ用ＰＷＭ信号ＰＷＭ１はデューテ
ィ１００％を維持するものである。
【００２７】さて、指令値ＳＣが２．５Ｖから５Ｖに向
かって変化すると、図４（ｂ）に示すように、ＰＷＭ信
号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号のデューティは０％
から１００％に向かって比例的に変化する。また、コン
パレータ２６ｆの出力信号がロウレベルになると、アン
ド回路２６ｃにはノット回路２６ｈを介してハイレベル
の信号が与えられるようになり、今度はアンド回路２６
ｃがＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号を通過
させて昇圧回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２として出力するよ
うになり、これが昇圧回路用ゲート駆動回路２９に与え
られるようになる。従って、昇圧回路用ゲート駆動回路
２９はＰＷＭ信号ＰＷＭ２に応じたベース信号を昇圧回
路１８のトランジスタ２１のベースに与えるようにな
り、トランジスタ２１はＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューテ
ィに応じてオンオフされる。
【００２８】昇圧回路１８において、トランジスタ２１
がオンされると、リアクトル２２，ダイオード２０およ
びトランジスタ２１の経路でバッテリ２３からリアクト
ル２２に電流が流れ、次に、トランジスタ２１がオフさ
れると、リアクトル２２に蓄積されたエネルギーがダイ
オード１９を介して放出され、以て、昇圧された電圧が
コンデンサ２４に印加される。この場合、電圧の昇圧率
は、ＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューティで決定されるもの
であり、ＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューティが大になるほ
ど昇圧率も大になる。
【００２９】マイクロコンピュータ２６は、速度検出値
ＶＳと速度設定値ＶＲとの偏差に基づく指令値ＳＣが４
Ｖ以上になったときには、図４（ｂ）に示すように、４
Ｖに固定するようになっている。即ち、指令値ＳＣの最
大値は４Ｖに限定するように設定されており、このとき
のＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号（昇圧回
路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２）のデューティは８０％に設定
されている。
【００３０】図５および図６は、昇圧回路１８に流れる
電流Ｉ１とインバータ９に流れる電流Ｉ２（いずれも図
１参照）とを測定して得られた結果の波形図であり、図
６は図５の時間軸を１０倍に拡大したものである。但
し、図５および図６では、電流極性は逆になっている。
この場合、使用した各素子の定数は、リアクトル２１の
インダクタンスは２０μＨ、コンデンサ２４のキャパシ
タンスは４７００μＦ、各ステータコイル１７ｕ，１７
ｖ，１７ｗのインダクタンス（１相分のインダクタン
ス）および抵抗は０．８ｍＨおよび１５０ｍΩである。
【００３１】図５および図６は、最も急激なステップ応
答の例を示したもので、電流Ｉ１およびＩ２は略等しく
なっていることがわかる。従って、昇圧回路１８に流れ
る電流Ｉ１を検出することによりインバータ９に流れる
電流Ｉ２をも検出したことになる。尚、インバータ９に
流れる電流Ｉ２を昇圧回路１８に流れる電流Ｉ１として
検出するためには、各ステータコイル１７ｕ，１７ｖ，
１７ｗのインダクタンス（１相分のインダクタンス）を
リアクトル２２のそれよりも１０倍以上に設定する必要
があるという実験結果が得られた。
【００３２】マイクロコンピュータ２６は、シャント抵
抗器２５からの電流検出値ＩＳ（電流Ｉ１）を読込むよ
うになっており、その読込んだ電流検出値ＩＳと電流上
限値とを比較して、電流検出値ＩＳが電流上限値を超え
るときには、その電流検出値ＩＳが電流上限値となるよ
うにＰＷＭ信号発生回路２６ｂからのＰＷＭ信号を制御
する。従って、昇圧回路１８に流れる電流Ｉ１が過電流
になることを防止できるとともに、インバータ９に流れ
る電流Ｉ２が過電流になることを防止でき、以て、ブラ
シレスモータ１７のステータコイル１７ｕ，１７ｖおよ
び１７ｗに過電流が流れることを防止することができ
る。
【００３３】このように本実施例によれば、昇圧回路１
８に流れる電流Ｉ１をシャント抵抗器２５により検出す
ることによりインバータ９に流れる電流Ｉ２も検出する
ことになるので、１個のシャント抵抗器２５で昇圧回路
１８およびインバータ回路９の双方の過電流保護を図る
ことができ、従って、従来に比し、回路構成が簡単にな
るとともに、全体として大形化することもない。
【００３４】また、本実施例によれば、昇圧回路１８の
トランジスタ２１に直列に逆接続保護用のダイオード２
０を接続するようにしたので、バッテリ２３に対する逆
接続によるインバータ９の保護は昇圧回路１８の逆流防
止用のダイオード１９が行ない、逆接続による昇圧回路
１８の保護は逆接続保護用のダイオード２０が行なうよ
うになり、従って、従来のようなコンタクタを設ける必
要がなく、１個の逆接続保護用のダイオード２０を設け
るだけでよいので、全体として小形化を図ることができ
る。しかも、ブラシレスモータ１７の運転において、昇
圧回路１８が動作する状態はそれほど頻繁ではないの
で、逆接続保護用のダイオード２０の電圧降下による損
失は軽微なものとなる。
【００３５】更に、本実施例によれば、マイクロコンピ
ュータ２６は、指令値ＳＣに応じてＰＷＭ信号発生回路
２６ｂからのＰＷＭ信号をインバータ９および昇圧回路
１８に振り分けて供給するようにしたので、具体的に
は、指令値ＳＣが基準電圧Ｖｆ（２．５Ｖ）より小なる
場合には、ＰＷＭ信号をインバータ用ＰＷＭ信号ＰＷＭ
１として出力し、指令値ＳＣが基準電圧Ｖｆ以上のよう
に大なる場合には、インバータ９のＰＷＭデューティを
１００％に固定した上で上記ＰＷＭ信号を昇圧回路用Ｐ
ＷＭ信号ＰＷＭ２として出力するようにしたので、ＰＷ
Ｍ信号発生回路２６ｂをインバータ９および昇圧回路１
８の双方に兼用でき、従って、電気的構成を一層簡単に
することができる。
【００３６】また、本実施例によれば、マイクロコンピ
ュータ９は、昇圧回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２の最大デュ
ーティが最大出力時に必要になるデューティ例えば８０
％を超えないように、指令値ＳＣの最大値を例えば４Ｖ
に設定するようにしたので、昇圧回路１８の昇圧率が必
要以上に大きくなることが防止されるようになって、安
全である。特に、本実施例において、昇圧回路用ＰＷＭ
信号ＰＷＭ２の最大デューティを８０％とした理由は次
の通りである。即ち、昇圧回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２の
最大デューティを８０％を超えて例えば１００％の近く
に設定したとすると、トランジスタ２１の製作ばらつき
によりＰＷＭ信号ＰＷＭ２によるオフ期間にトランジス
タ２１がオフしない現象が生じる虞れがあり、このよう
な事態が発生すると、バッテリ２３がリアクトル２２を
介して短絡されてしまう不具合がある。そこで、安全性
を見込んで昇圧回路用ＰＷＭ信号ＰＷＭ２の最大デュー
ティを８０％としたものである。
【００３７】そして、本実施例によれば、昇圧回路１８
のリアクトル２２をインバータ９，昇圧回路１８，マイ
クロコンピュータ２６，ゲート駆動回路２８および２９
を構成する回路基板３０に一体化して取付けるようにし
たので、リアクトル２２を回路基板３０外に別置する場
合に比し、全体としてより小形化を図ることができるも
のである。
【００３８】図７は本発明の第２の実施例を示す図４相
当図である。この第２の実施例において、第１の実施例
と異なるところは、ＰＷＭ信号発生回路２６ｂ（図２参
照）は、図７（ｂ）に示すように、昇圧回路用ＰＷＭ信
号ＰＷＭ２を、指令値ＳＣが２．５Ｖから５Ｖに向かっ
て変化するに従ってデューティを０％から８０％に向か
って比例的に変化させ、指令値ＳＣが５Ｖになると、デ
ューティが８０％になるように設定する点にある。即
ち、指令値ＳＣの最大値は５Ｖでそのときの昇圧回路用
ＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューティは８０％になるように
設定されている。このような構成としても、第１の実施
例と同様の効果を奏する。
【００３９】図８ないし図１１は本発明の第３の実施例
を示すものであり、第１の実施例と同一部分には同一符
号付して示し、以下異なる部分についてのみ説明する。
即ち、上記第１の実施例では、バッテリ２３とインバー
タ９との間に１つの昇圧回路１８を接続するようにした
が、この第３の実施例では、電気的に独立した２つの昇
圧回路１８ａ，１８ｂを並列に接続するようにしたもの
である。尚、２つの昇圧回路１８ａ，１８ｂにおいて、
昇圧回路１８と同一部分にはその符号に添字ａ，ｂを付
して示す。但し、２つの昇圧回路１８ａ，１８ｂにおい
ては、逆接続保護用のダイオード２０ａ，２０ｂはトラ
ンジスタ２１ａ，２１ｂのエミッタ側に直列に接続され
ている。
【００４０】そして、逆流防止用のダイオード１９ａ，
１９ｂは、アノード独立およびカソード共通の３端子３
１ａ，３１ｂ，３１ｃを有するパッケージ３１に封入さ
れているものを用い、逆接続保護用のダイオード２０
ａ，２０ｂも、アノード独立およびカソード共通の３端
子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有するパッケージ３２に封
入されているものを用いている。
【００４１】次に、この第３の実施例の作用につき、図
９ないし図１１をも参照して説明する。２つの昇圧回路
１８ａ，１８ｂのトランジスタ２１ａ，２１ｂは、第１
の実施例の昇圧回路１８のトランジスタ２１と同様に、
昇圧回路用ＰＷＭ信号に基づいてオンオフされるもので
あるが、図９ないし図１１に示すように、両者のオンオ
フ周波数（チョッパ周波数）は１８０度の位相差を有す
るようになっている。図９（ａ），（ｂ）には、昇圧回
路１８ａ，１８ｂの中出力時におけるトランジスタ２１
ａ，２１ｂのオンオン状態を示し、図１０（ａ），
（ｂ）には、昇圧回路１８ａ，１８ｂの大出力時におけ
るトランジスタ２１ａ，２１ｂのオンオン状態を示し、
図１１（ａ），（ｂ）には、昇圧回路１８ａ，１８ｂの
小出力時におけるトランジスタ２１ａ，２１ｂのオンオ
ン状態を示しており、図１０（ａ），（ｂ）では、図９
（ａ），（ｂ）よりもオン時間が長く、図１１（ａ），
（ｂ）では、図９（ａ），（ｂ）よりもオン時間が短く
なっている。
【００４２】このような第３の実施例によれば、バッテ
リ２３とインバータ９との間に電気的に独立した２つの
昇圧回路１８ａ，１８ｂを並列に接続するようにし、昇
圧回路１８ａ，１８ｂのトランジスタ２１ａ，２１ｂの
オンオフ周波数（チョッパ周波数）に１８０度の位相差
をもたせるようにしたので、オンパルスによる電流リッ
プルを小さくすることができる。逆に、従前通りの電流
リップルが許容されるのであれば、平滑用のコンデンサ
２４のキャパシタンスを１／２にすることができる。
【００４３】また、逆流防止用のダイオード１９ａ，１
９ｂとして、アノード独立およびカソード共通の３端子
３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有するパッケージ３１に封入
されているものを用い、逆接続保護用のダイオード２０
ａ，２０ｂも、アノード独立およびカソード共通の３端
子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有するパッケージ３２に封
入されているものを用いているので、安価であり、しか
も、２個の逆流防止用のダイオード１９ａ，１９ｂを一
部品として、および、２個の逆接続保護用のダイオード
２０ａ，２０ｂも一部品として夫々取扱うことができる
ようになり、電気的構成が一層簡単になり、全体として
一層の小形化を図り得る。
【００４４】尚、本発明は、上記し且つ図面に示す実施
例にのみ限定されるものではなく、次のような拡張，変
形が可能である。速度検出手段として位置センサ２７を
設けるようにしたが、代りに、パルスエンコーダを設け
るようにしてもよい。回路基板３０に、インバータ９，
昇圧回路１８，マイクロコンピュータ２６，ゲート駆動
回路２８および２９を構成するようにしたが、例えば、
マイクロコンピュータ２６は別の回路基板に構成するよ
うにしてもよい。スイッチング素子としてＮＰＮのトラ
ンジスタ３ないし８を用いるようにしたが、代りに、Ｆ
ＥＴ，ＩＧＢＴを用いるようにしてもよい。第３の実施
例では、２つの昇圧回路１８ａ，１８ｂを並列に用いる
ようにしたが、３つ以上の昇圧回路を並列に用いるよう
にしてもよい。モータはブラシレスモータ１７に限ら
ず、例えば、インダクションモータ，スイッチドリラク
タンスモータであってもよい。
【００４５】インバータとして３相のインバータ９を用
いるようにしたが、モータの相数に応じたものを用いれ
ばよく、要は、２個のスイッチング素子を直列に接続し
てなるアームを１つ以上有し直流を交流に変換してモー
タに供給するインバータであればよい。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、以上の記述で明らかなよう
に、次のような効果を奏する。請求項１記載のモータの
駆動装置によれば、インバータと直流電源との間に昇圧
回路を設け、この昇圧回路に流れる電流を検出する電流
検出手段を設け、この電流検出手段の電流検出値が上限
値を超えないようにＰＷＭ制御を行なう制御手段を設け
るようにしたので、１つの電流検出手段の電流検出に基
づいてインバータおよび昇圧回路に流れる電流が上限値
を超えないように制御することができて、電気的構成が
簡単になる。
【００４７】請求項２記載のモータの駆動装置によれ
ば、昇圧回路のスイッチング素子に直列に逆接続保護用
のダイオードを接続するようにしたので、直流電源に対
する逆接続によるインバータの保護は昇圧回路の逆流防
止用のダイオードが行ない、逆接続による昇圧回路の保
護は逆接続保護用のダイオードが行なうようになり、従
って、従来のようなコンタクタを設ける必要がなく、１
個の逆接続保護用のダイオードを設けるだけでよいの
で、全体として小形化を図ることができる。
【００４８】請求項３記載のモータの駆動装置によれ
ば、指令値に応じてＰＷＭ信号発生回路からのＰＷＭ信
号をインバータおよび昇圧回路に振り分けて供給するよ
うにしたので、ＰＷＭ信号発生回路をインバータおよび
昇圧回路の双方に兼用でき、電気的構成がより簡単にな
る。
【００４９】請求項４記載のモータの駆動装置によれ
ば、昇圧回路に供給されるＰＷＭ信号の最大デューティ
が最大出力時に必要になるデューティ超えないように、
指令値の最大値を設定するようにしたので、昇圧回路の
昇圧率が必要以上に大きくなることが防止されて、安全
である。
【００５０】請求項５記載のモータの駆動装置によれ
ば、昇圧回路のリアクトルを昇圧回路およびインバータ
等を構成する回路基板に一体化して取付けるようにした
ので、リアクトルを回路基板外に別置する場合に比し、
全体としてより小形化を図ることができる。
【００５１】請求項６記載のモータの駆動装置によれ
ば、昇圧回路を２個並列に設け、その昇圧回路の２個の
逆流防止用のダイオードを、アノード独立およびカソー
ド共通の３端子を有するパッケージに封入するようよう
にしたので、２個の逆流防止用のダイオードを一部品と
して取扱うことができて、電気的構成が一層簡単にな
り、全体として一層の小形化を図り得る。
【００５２】請求項７記載のモータの駆動装置によれ
ば、２個の逆接続保護用のダイオードを、アノード独立
およびカソード共通の３端子を有するパッケージに封入
するようにしたので、２個の逆接続保護用のダイオード
も一部品として取扱うことができて、電気的構成がより
一層簡単になり、全体としてより一層の小形化を図り得
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電気的構成図
【図２】マイクロコンピュータの構成の一部のブロック
線図
【図３】リアクトルの取付け状態を示す図
【図４】指令値とＰＷＭ信号のデューティ（％）との関
係を示す図
【図５】電流波形図
【図６】図５の部分拡大図
【図７】本発明の第２の実施例を示す図４相当図
【図８】本発明の第３の実施例を示す電気的構成図
【図９】昇圧回路のトランジスタのオンオフ状態を示す
図（中出力時）
【図１０】昇圧回路のトランジスタのオンオフ状態を示
す図（大出力時）
【図１１】昇圧回路のトランジスタのオンオフ状態を示
す図（小出力時）
【符号の説明】
図面中、３ないし８はトランジスタ（スイッチング素
子）、９はインバータ、１７はブラシレスモータ（モー
タ）、１８および１８ａ，１８ｂは昇圧回路、１９およ
び１９ａ，１９ｂは逆流阻止用のダイオード、２０およ
び２０ａ，２０ｂは逆接続保護用のダイオード、２１お
よび２１ａ，２１ｂはトランジスタ（スイッチング素
子）、２２および２２ａ，２２ｂはリアクトル、２３は
バッテリ（直流電源）、２５はシャント抵抗器（電流検
出手段）、２６はマイクロコンピュータ（制御手段）、
２６ａはＰＷＭ信号生成回路、２６ｂはＰＷＭ信号発生
回路、２７は位置センサ（速度検出手段）、３０は回路
基板、３１はパッケージ、３１ａないし３１ｃは端子、
３２はパッケージ、３２ａないし３２ｃは端子を示す。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電源と、 ２個のスイッチング素子を直列に接続してなるアームを
    １つ以上有し直流を交流に変換してモータに供給するイ
    ンバータと、 このインバータと前記直流電源との間に設けられ、リア
    クトル，スイッチング素子および逆流防止用のダイオー
    ドから構成されて、前記直流電源からの直流を前記イン
    バータに供給する昇圧回路と、 この昇圧回路に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記モータの回転速度を検出する速度検出手段と、 この速度検出手段の速度検出値と速度設定値との比較に
    より指令値を決定して前記インバータをＰＷＭ制御する
    とともに必要に応じて前記昇圧回路に昇圧動作を行なわ
    せ、且つ、前記電流検出手段の電流検出値が上限値を超
    えないようにＰＷＭ制御を行なう制御手段とを具備して
    なるモータの駆動装置。
  2. 【請求項２】 昇圧回路のスイッチング素子に直列に逆
    接続保護用のダイオードを接続したことを特徴とする請
    求項１記載のモータの駆動装置。
  3. 【請求項３】 制御手段は、指令値に応じてＰＷＭ信号
    発生回路からのＰＷＭ信号をインバータおよび昇圧回路
    に振り分けて供給するようになっていることを特徴とす
    る請求項１記載のモータの駆動装置。
  4. 【請求項４】 制御手段は、昇圧回路に供給されるＰＷ
    Ｍ信号の最大デューティが最大出力時に必要になるデュ
    ーティを超えないように、指令値の最大値を設定するよ
    うになっていることを特徴とする請求項３記載のモータ
    の駆動装置。
  5. 【請求項５】 昇圧回路のリアクトルを昇圧回路および
    インバータ等を構成する回路基板に一体化して取付ける
    ようにしたことを特徴とする請求項１記載のモータの駆
    動装置。
  6. 【請求項６】 昇圧回路は２個並列に設けられ、 その昇圧回路の２個の逆流防止用のダイオードは、アノ
    ード独立およびカソード共通の３端子を有するパッケー
    ジに封入されていることを特徴とする請求項１記載のモ
    ータの駆動装置。
  7. 【請求項７】 ２個の昇圧回路には夫々逆接続保護用の
    ダイオードが設けられ、 その２個の逆接続保護用のダイオードは、アノード独立
    およびカソード共通の３端子を有するパッケージに封入
    されていることを特徴とする請求項６記載のモータの駆
    動装置。
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