JPS62178195A

JPS62178195A - 扇風機のファンモータの速度制御回路

Info

Publication number: JPS62178195A
Application number: JP61018388A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ikehara; 池原　隆志
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1987-08-05
Also published as: JPH0435998B2

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】〈産業上の利用分野〉本発明は扇風機その他各種誘導機器の負荷電流制御回路
に関するものである。

く従来技術〉青１か６′１牒ｔｍ鍬１カｌ十茶ｌハ付Ｐり鋪り禿道罰
ン隻１旨炊２＋ス回路数を制御するには入力電圧を変え
たり或は電流を変えることにより行うものであったがこ
れらは抵抗器による電流制限や、電圧端子の切替えによ
るものであった。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかし、これらは何れも機械的な動作に依存する手段で
あって接触不良を生じたり、或は摩擦による損傷が大さ
く長期使用において種々の故障が多く発生していた。又
、構造的にも小型化が困難であった。

そこで本発明は、機械的動作によらず、しがも小型化が
容易で故障の少ない負荷電流制御回路を提供するもので
ある。

く問題点を解決する為の手段〉一個乃至複数個の引き出し端子を有する誘導負荷と、該
各端子に夫々接続した半導体スイッチング素子と、該半
導体スイッチング素子を選択的に制御するマイクロコン
ピュータとがらなり、隣接端子に流れる通電比を変える
ことにより、夫々の端子に相当する回軒速度とそれ以外
の中ｆｉｎ　ｆｉＭｌの回転速度をも得るようにしてな
る。

く作用〉誘導負荷に供給される交流電源の半サイクルを制御量の
単位として、該誘導負荷の各端子１こマイクロコンピュ
ータによって夫々外なる制御量を対応させ、半導体スイ
・ノチング素子の動作によって夫々選択的に各端子への
通電制御を図り、ＬＪ−も隣接する端子に流れる通電比
によって端子部分以外の回転速度を発生させる。

〈実施例〉以下、本発明について図面に示す実施側番こより詳細に
説明すると、交流機器の誘導負荷にタップを設け、タッ
プへの通電量を制御することにより、負荷を制御しよう
とするもので、モータその他誘導性負荷一般に適応させ
ようとするものである力Ｃ１ここでは扇風機のファンの
速度制御を例にして述べる。

第１図は、本発明制御回路の具体例を示しており、交流
電源１はダイオード２と、ツェナーダイオード３と、Ｐ
ＮＰ）ランジスタ４とからなる電源回路５によって直流
電源に変換するようにし、交流電源１の両端子間に適宜
接続したホトカプラ６の２次側両端を夫々抵抗７．８を
介して直流電源間に接続し、更に該抵抗７の両端にＮＰ
Ｎ）ランジスタ９のペースエミッタを接続すると共に該
ＮＰＮ）ランジスタ９のコレクタは抵抗１０を介して直
流電源の正極側に接続し、該ＮＰＮ）ランジスタ９のコ
レクタは交流電源のゼロクロス検出パルス出力端として
マイクロコンビ１−タ１１のＣＬＫｌ子に接続して、第
３図（ａ）及び（ｂ）のＡで示すような交流電源波形の
半サイクル毎にくるゼロクロスポイントに対し同図Ｂの
ようなパルス状信号を発生させる。

そして、直流電源の正極側と負極側を夫々マイクロコン
ピュータ１１の各ＶＤＤ端子と、Ｖ　ｓｓ：Ａ子を夫々
接続し、該マイクロコンピュータ１１のリセット端子Ｒ
８Ｔにリセット回路１３を接続することにより該リセッ
ト回路１３へパワーを投入した時、パワーオンリセット
がかかるようにすると共に、Ｏ８Ｃ端子には発振回路１
４を接続する。

そしてＩＮ端子と直流電源の正極側との間にブツシュオ
ンスイッチ１２を介挿し、該スイッチ１２を反復押動操
作するたびにファンの回転速度が変換されるように構成
されている。

又、他方では、マイクロコンピュータ１１のｏｕｔｌ（
Ｈ：高速）をファンモータ１６のタップＨ゛に接続した
トライアック１３のゲートと接続して、該ゲートを操作
し、又同様にｏｕｔ２（Ｍ：中速）の端子をタップＭ゛
に接続したトライアック１４のゲートと接続し、更にｏ
ｕｔ３（Ｌ、：低速）の端子をタップＬ′に接続したト
ライアック１５のゲートと接続することにより夫々のゲ
ートを繰作するようにしてなる。尚、上記マイクロコン
ピュータ１１において本発明に直接関係しないボートに
ついての説明は省略して米だが主要部の構成は上述の通
りである。

次に上記構成に対する第２図の７０−チャートについて
述べると、ファンモータ２の回転速度がＶ　＋　ｔ　Ｖ
　２　ｔ・・・Ｉ　Ｖ　７の７ｔｙ、階あるものと仮定
して、このうちの何れの速度を選ぶかを判断して夫々の
７７’／　：Ｉｌｌ酢ｔゆ六１φヂＬ４ノフ、、々ＩＱ
−ＩＪ−１噛り虹Ｍ餉かを選択的に導通を制御する。

例えば、ファン速度を■、の場合を考えると、０ｕｔ３
の出力でトライアック１５を制御しようとする。

即ち交流電源Ａのゼロクロスの到来を待ってマイクロコ
ンピュータ１１のＣＬＫｉ子へパルスｆｆ１ｔ　Ｂが入
力される。そして、該マイクロコンピュータ１１では該
パルス信号Ｂをトライアック１５のゲート信号としてｏ
ｕｔ３の端子から出力することにより該トライアック１
５はＯＮ”となって導通状態となり、交流電源のゼロク
ロスの時点から立ち上がりを開始する。そして、該トラ
イアック１５に流れる電流は、交流電源の半サイクルを
制御量の単位として連続的に導通が図られる。これと同
時に他方ではｏｕｔ　１　ｔ　２からの出力は停止され
る。こうした状態の次にブツシュオンスイッチ１２のＯ
Ｎ”状態を読み込み、該ブツシュオンスイッチ１２が押
動されなければファン速度ｖｌが維持され、低速状態で
ファンモータ１６を回転し、この時スイッチ１２を押動
すれば他の速度に移行する。例えば、ファン速度Ｖ、（
Ｍ：中速）或はファン速度Ｖフ（Ｈ：高速）も前記ファ
ン速度■１と同様である。即ち、ブツシュオンスイッチ
１２の操作でファン速度■４を選択した場合、ｏｕｔ２
からの出力でトライアック１４のゲートを操作し、該ト
ライアック１４のみの導通を促し、ファンモータ１６を
中速で回転させ、又同様にファン速度Ｖ、であればｏｕ
ｔｌからの出力でトライアック１３のみを導通させ、７
Ｔンモータ１６を高速で回転させる。

従って、７Ｔンモータ１６のタップＬ　’　、　Ｍ“、
Ｈ゛に対応する回転速度Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、の場合には夫
々のトライアック１３，１４，１５を択一選択するだけ
で速度変換できるが、上記とは別にファン速度ｖ２の場
合にはタップＭ”（中速）とＬ’（低速）の双方に第３
図（ａ）のように通電を図り、しかも交流電源の半サイ
クルの大きさを制御量の単位として、Ｍｌ：Ｌ’＝２：
３単位の通電比で電流を供給する。即ち、ファン速度Ｖ
２ではＭカウンタが半サイクルの電流を２回導通したか
否かを判別し、”Ｎ（Ｎｏ）″であればＭカウンタを＋
１してＭカウンタが２となるまでトライアック１４を導
通し、中速タップＭ゛へ通電する。

即ち、ＭカウンタがＭ≠２であればトライアック１４を
導通するが、その池の動作はファン速度■１と同様のメ
インルーチンを通る。

ところが、ＭカウンタがＭ＝２でＹ（ＹＥＳ）”であれ
ばトライアック１４の導通を停止して、これと同時にｏ
ｕｔ３から制御パルスを出し、トライアック１５の通電
を開始する。そしてＬカウンタが３となるまでトライア
ック１５へｏｕｔ３から制御パルスを入力し、半サイク
ルの電流を３個分通３Ｉ４させ、Ｌカウンタが３になっ
た時Ｌカウンタの動作を停止するのでトライアック１５
は非導通状態となり、これと同時に再びマイクロコンピ
ュータ１１のｏｕｔ２からトライアック１４の制御パル
スを出力する。

このようにして夫々のファン速度毎に定めた所定の導通
回転をカウントする毎に互いに隣接したトライアック１
４と１５を交互に切替えて、通電を図ることにより、上
記２つのトライアック１４と１５に流れる電流の導通比
によってファンモータ１６の回転速度■２が決定される
。

即ち上記回転速度■２は、トライアック１４のみを１０
０％通電した時と、トライアック１５のみを１００％通
電して回転させた時との中間速度となる。

又、ファン速度■６の場合についても上記ファン速度ｖ
２の場合と同様に高速のタップＨ’への通電量を、第３
図（ｂ）のようにトライア・ンク１３を制御して交流電
源を半サイクルを３個分とし、中速タップＭ゛への通電
量をトライアック１４の制御によって半サイクルを２個
となるように導通比を設定することにより容易に得られ
る。

そして、第２図の７０−チャートにおいては、ファン速
度Ｖ、、Ｖ、、Ｖ５についての説明を略したが、ファン
速度■、ではファン速度■１．Ｖ７と同様であり、又、
ファン速度Ｖ　３−　Ｖ　ｓではファン速度Ｖ２．Ｖ、
の場合と全く同じである。尚、上記においてｏｕＬｌに
制御出力がある場合にはｏｕｔ　２　、３からは制御出
力がでないようにマイクロコンピュータ１１が作用し、
トライアックが２個以上同時に”ＯＮ”状態となること
がないように構成されている。

その地温３図（ａ）は、ファン速度■２の時のタイムチ
ャートを示すもので、Ａ、Ｂは前述したように夫々交流
電源波形と、パルス波形とを夫々示し、又Ｃはトライア
ック１３からタップト■゛へ流れる電流波形、Ｄはトラ
イアック１４からタップＭ゛へ流れる電流波形を示すと
共に、Ｅはトライアック１５からタップＬ”へ流れる電
流波形である。

又、第４図は夫々のトライアックに流れる電流の導通比
と、７７ンモータ１６の回転数との関係を示す特性図で
ある。

そこで上記特性図からも明らかなようにファンモータ１
６の最大回転数と最小回転数との間でトライアックに流
れる電流の導通比を変えることにより速度変換が可能で
あることを示している。

本発明は以上述べたように構成されるが、上記例では誘
導負荷の途中に２個のタップを設けた場合を述べたが、
これ以外に１個或は３個以上設けたものであっても良く
、多く設けることによって更に速度制御を細かくするこ
とができる。

〈発明の効果〉上述のように構成することにより、機械的に動作するも
のがなくなり、故障が者しく少なくなり信頼度が向上す
る。

又、機械的構成要素がなくなるので小型化が極めて容易
となる。それに製造工程も単純化でき管理もし易くなり
、これに伴って製造コストも大幅に低減することが可能
である。

又、トチイアツクを流れる１回当たりに導通する量を半
サイクル単位で１０個以内に取り、導通比を３：２とし
たが、これに限らす３０：２０であっても構成上は８題
ないが、動作上において１個のトチイアツクの導通期間
がそれだけ延びることになり上記例の７７ンモータでは
電磁音や、風切音が大きくなり商品価値を低下させるこ
とになるが本発明では導通期間が短くなるので負荷変動
による音の発生が少な（快適である。

その他上記制御回路はファンモータの回転制御のみに限
らず誘導性負荷の何れにも広く適用することができ、汎
用性の高い制御回路であるなど多（の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明制御回路の要部を示す配線図、第２図
は、フローチャートを示す図、第３図（ａ）（ｂ）は共に交流電源と各トライアックへ
供給する電流のタイムチャートを示す図、第４図は、ト
ライアックの導通比と７Ｔンモータの回転数との関係を
示す特性図である。１１・・・マイクロコンピュータ゛１２・・・ブツシュオンスイッチ１３．１４，１５・・・トライアック１６・・・ファンモータ

Claims

【特許請求の範囲】

１、一個乃至複数の引き出し端を有する誘導負荷と、該
各誘導負荷の各端子に夫々接続した半導体スイッチング
素子と、該半導体スイッチング素子のゲート回路に始動
スイッチの操作で制御パルスを入力するようにしたマイ
クロコンピュータとからなり、該マイクロコンピュータ
の操作によって前記誘導負荷に設けた隣接端子間の通電
比を変えることによりファンモータの回転速度を制御す
ることを特徴とする各種誘導機器の負荷電流制御回路。