JPS637191A - モ−タ駆動装置 - Google Patents

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 本発明は容量の大きなモータを駆動するモータ駆動装置
に関するものである。

従来の技術 近年、数百ワット以下の中、小容量モータの駆動装置は
パワースイッチング素子として従来のバイポーラ型トラ
ンジスタに代わりパワーＭＯ９ＦＥＴが使われるように
なってきた。パワーＭＯ３ＦＥＴはバイポーラ型トラン
ジスタに比べてスイッチング速度が速く、電圧制御型素
子であるため駆動回路が省電力化され、オン抵抗が正の
温度係数であり、また高速のフリーホイールダイオード
が内蔵されているなどの利点を持っている。しかしなが
ら１素子で大容量のものはなく現在では、耐圧の高いも
のでは２ＯＡぐらいが限度となっている。

したがって大容量化して高速スイッチング動作をさせよ
うとする場合にはパワーＭＯ８ＦＥＴを並列に接続する
方法が一般には採用されている。例えば、「トランジス
タ技術」第２３巻第２号３６９−３７１ページ。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上述したような大容量化するために素子を
並列に接続したような構成ではスイッチング動作を行う
場合にはゲート・ソース間のスレシュホールド電圧の違
いやゲート回路のストレー容量やゲートの入力容量の違
いにより一つの素子が他の素子よりも速く、または遅く
ターンオン。

ターンオフし負荷電流がその素子に集中して流れること
があり安全に動作させる事ができない場合がある。また
、並列に接続したそれぞれの素子を個々に保護すること
ができないという問題を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、スイッチング素子を並列に
接続して大容量化し個々の素子を安全に動作させること
のできるモータ駆動装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のモータ駆動装置は
モータへの接続端子がそれぞれ並列に接続されパルス幅
変調（以下ＰＷＭと記す）信号により同時に駆動される
複数台のモータ駆動回路と、前記複数台のモータ駆動回
路に電力を供給する直流電源と、モータに印加する電圧
の指令値に比例したパルス幅でキャリア周波数の一周期
の間に必ずオフ期間を有するパルスを出力するＰＷＭ回
路とから構成され、前記モータ駆動回路はモータを駆動
するトランジスタインバータと、前記直流電源から前記
トランジスタインバータに流れる電流を検出する電流検
出器と、前記電流検出器により検出された電流値が予め
設定された電流値を越えると信号を出力する電流比較回
路と、前記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち上がシでオン
して前記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち下がシまたは前
記電流比較回路の出力信号でオフとなる前記トランジス
タインバータを駆動するＰＷＭ信号を出力するパルス幅
制限回路とから構成されたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によってスイッチング素子を並列
に接続してモータの駆動装置を大容量化する場合て、複
数台のモータ駆動回路を並列に接続してそれぞれのモー
タ駆動回路を一つのＰＷＭ信号で同時に駆動し、それぞ
れのモータ駆動回路は予め設定していた電流値を越える
とパルス幅制限回路でＰＷＭ信号をオフ状態【してモー
タの駆動を停止し、ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち上が
りで再びモータを駆動し始めることによりそれぞれのモ
ータ駆動回路を安全に動作させトランジスタインバータ
のスイッチング素子を保護し並列接続によるモータ駆動
装置の大容量化を容易にするものである。

実施例 以下本発明の一実施例のモータ駆動装置について図面を
参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるモータ駆動装置のブ
ロック構成図を示すものである。説明を簡単にするため
に複数台のモータ駆動回路は最小限の２台のモータ駆動
回路にしている。第１図において１及び２はモータ駆動
回路、３は直流電源、１２．２２は電流検出器、６はＰ
ＷＭ回路、９は−ｅ−タ、　　１１．２１１ｄ）ランジ
スタインバータ、１３．２３は電流比較回路、１４．２
４はパルス幅制限回路である。

また第２図は第１図の本発明の一実施例におけるモータ
駆動装置の回路構成図である。第２図において１１ａ、
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、２１ａ。

２１ｂ、２１ｃ、２１ｄはトランジスタインバータを構
成するパワーＭＯ８ＦＥＴ　、３は直流電源、１２　、
２２は電流検出器であり抵抗により構成されている。６
１はリミット回路、６２は三角波発生回路、６３，６４
，１３１．２３１はコンパレータ、１３２．２３２は抵
抗、７３は半固定抵抗、１４１．１４３，２４１．２４
３はＲＳフリップフロップ、１４２．１４４．２４２．
２４４はＡＮＤ回路である。

第３図は第２図におけるＰＷＭ回路の各部の波形である
。第４図は第２図における２つのパルス幅制限回路２の
各部の波形でちる。

以上のように構成されたモータ駆動装置だついて以下第
２図、第３図、第４図を用いてその動作を説明する。

まず、第２図においてモータ９に印加する電圧を制御す
るための指令電圧がリミット回路６１に入力される。リ
ミット回路６１は最大値および最小値が制限された指令
電圧が入力される場合は必要がない。リミット回路６１
より出力された波形は第３図のａのような＋リミット値
および一リミット値で制限された波形になる。三角波発
生回路６２は第３図すおよびＣのように一定周波数でプ
ラスおよびマイナス方向にシフトされた三角波を出力す
る。コンパレータｅ３はリミット回路６１の出力波形と
三角波発生回路６２から出力されるプラス方向にシフト
された三角波と比較し第３図ｄのようなパルス信号を出
力する。同様にコンパレータ６４はリミット回路ｅ１の
出力波形と三角波発生回路６２から出力されるマイナス
方向にシフトされた三角波と比較し第３図ｅのようなパ
ルス信号を出力する。フリップフロップ１４１はコンパ
レータ６３より出力されたパルス信号の立ち下がりでセ
ットされＡＮＤ１４２の出力はコンパレータ６３の出力
パルス信号と同じパルス信号が出力されトランジスタイ
ンバータ１のパワーＭＯ３ＦＥＴ　１１　ａ　、　１１
　ｄを駆動する。同様にフリップフロップ２４１はコン
パレータ６３より出力されたパルス信号の立ち下がりで
セットされＡＮＤ２４２の出力はコンパレータ６３の出
力パルス信号と同じパルス信号が出力されトランジスタ
インバータ１のパ１７−ＭＯＳＦＥＴ　２１　ａ　、　
２１　ｄを駆動し、パワーＭＯ３ＦＥＴ　１１　ａ　、
　１１　ｄ、２１　ａ　。

２１ｄでモータ９を駆動し一方向に回転させる。

直流電源３からトランジスタインバータ１１のパワーＭ
Ｏ９ＦＥＴ　１１　ａ　、　１１　ｄに流れる電流は電
流検出器（抵抗）１２により検出される。また直流電源
３からトランジスタインバータ２１のパワーＭＯ３ＦＥ
Ｔ　２１　ａ　、　２１　ｄに流れる電流は電流検出器
（抵抗）２２により検出される。ここで抵抗１２で検出
された電流値が第４図ｑのように予め設定していた電流
値を越えるとコンパレータ１３１の出力はオフとなりフ
リップフロップ１４１はリセットされＡＮＤ１４２の出
力はオフとなる。

そして再びコンパレータ６３よシ出力されたパルス信号
の立ち下がりでフリップフロップ１４１はセットされＡ
ＮＤ１４２の出力はコンパレータｅ３の出力パルス信号
と同じパルス信号が出力される。

この時のｄ＋　ｑｒ　ｈｓ　’　＋　］点の波形を第４
図に示している。

同様に直流電源３からトランジスタインバータ２１のパ
ワーＭＯ９ＦＥＴ　２１　ａ　、　２１　ｄに流れる電
流は抵抗２２により検出される。ここで抵抗２２で検出
された電流値が第４図ｑのように予め設定していた電流
値を越えるとコンパレータ２３１の出力はオフとなりフ
リップフロップ２４１はリセットされＡＮＤ２４２の出
力はオフとなる。そして再びコンパレータ６３より出力
されたパルス信号の立ち下がりでフリップフロップ２４
１はセットされＡＮＤ２４２の出力はコンパレータ６３
の出力パルス信号と同じパルス信号が出力される。以上
トランジスタインバータのパワーＭＯ３ＦＥＴ１１ａ、
１１ｄおよびパワーＭＯ５ＦＥＴ　２１　ａ　。

２１ｄが駆動される場合について説明したがトランジス
タインバータのパワーＭＯ３ＦＥＴ　１１ｂ　。

１１ｃおよびパフ　−ＭＯＳＦＥＴ　２　ｌ　ｂ　、　
２１　ｃが駆動される場合についてはフリップフロップ
１４３はコンパレータ６４より出力されたパルス信号の
立ち下がりでセットされＡＮＤｌ　４４の出力はコンパ
レータ６４の出力パルス信号と同じパルス信号が出力さ
れトランジスタインバータ１１のパワーＭＯ９ＦＥＴ　
１　ｌ　ｂ　、１１ｃを駆動する。同様に７リツプフロ
ツプ２４３はコンパレータ６４より出力されたパルス信
号の立ち下がりでセットされＡＮＤ２４４の出力はコン
パレータ６４の出力パルス信号と同じパルス信号が出力
されトランジスタインバータ２１のパワーＭＯ３ＦＥＴ
　２１　ｂ　。

２１ｃを駆動し、パワーＭＯ３ＦＥＴ　１　ｌ　ｂ　、
　１１　ｃ。

２１ｂ、２１ｃでモータ９を駆動し一方向に回転させる
。直流電源３からトランジスタインバータ１１のパワー
ＭＯ５ＦＥＴ　１　ｌ　ｂ　、　１１　ｃに流れる電流
は抵抗１２により検出される。また直流電源３からトラ
ンジスタインバータ２１のパワーＭＯ３ＦＥＴ　２　ｌ
　ｂ　、　２１　ｃに流れる電流は抵抗２２てより検出
される。ここで抵抗１２で検出された電流値が第４図ｑ
のように予め設定していた電流値を越えるとコンパレー
タ１３１の出力はオフとなりフリップフロップ１４３は
リセットされＡＮＤ１４４の出力はオフとなる。そして
再びコンパレータ６４より出力されたパルス信号の立ち
下がりでフリップフロップ１４３はセットされＡＮＤ１
４４の出力はコンパレータ６４の出力パルス信号と同じ
パルス信号が出力される。

同様に直流電源３からトランジスタインバータ２１のパ
＋７−ＭＯＳＦＥＴ　２　ｌ　ｂ　、　２　Ｉ　ｃＫ流
ａる電流は抵抗２２により検出される。ここで抵抗２２
で検出された電流値が第４図ｑのように予め設定してい
た電流値を越えるとコンパレータ２３１の出力はオフと
なりフリップフロップ２４３はリセットされＡＮＤ　２
４４の出力はオフとなる。そして再びコンパレータ６４
より出力されたパルス信号の立ち下がりでフリップフロ
ップ２４３はセットされＡＮＤ２４４の出力はコンパレ
ータ６４の出力パルス信号と同じパルス信号が出力され
る。

以上のように本実施例によればモータへの接続端子がそ
れぞれ並列に接続されＰＷＭ信号により同時に駆動され
る２台のモータ駆動回路と、前記２台のモータ駆動回路
に電力を供給する直流電源と、モータに印加する電圧の
指令値に比例したパルス幅でキャリア周波数の一周期の
間に必ずオフ期間を有するパルスを出力するＰＷＭ回路
とから構成され、前記モータ駆動回路はモータを駆動す
るトランジスタインバータと、前記直流電源から前記ト
ランジスタインバータに流れる電流を検出する電流検出
器と、前記電流検出器により検出された電流値が予め設
定された電流値を越えると信号を出力する電流比較回路
と、前記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち上がりでオンし
て前記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち下がシまたは前記
電流比較回路の出力信号でオフとなる前記トランジスタ
インバータを駆動するＰＷＭ信号を出力するパルス幅制
限回路とを設けることによりそれぞれのトランジスタイ
ンバータを安全に動作させトランジスタインバータのス
イッチング素子を保護し並列接続によるモータ駆動装置
の大容量化を容易にすることができる。

本実施例では２台のモータ駆動回路を並列に接続して駆
動しているが３台以上のモータ駆動回路を並列に接続し
て駆動してもよいことは言うまでもない。

またＡＣモータを駆動する場合でも同様に本発明が使用
できることは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明はモータへの接続端子がそれぞれ並
列に接続されＰＷＭ信号により同時に駆動される複数台
のモータ駆動回路と、前記複数台のモータ駆動回路に電
力を供給する直流電源と、モータに印加する電圧の指令
値に比例したパルス幅でキャリア周波数の一周期の間に
必ずオフ期間を有するパルスを出力するＰＷＭ回路とか
ら構成され、前記モータ駆動回路はモータを駆動するト
ランジスタインバータと、前記直流電源から前記トラン
ジスタインバータに流れる電流を検出する電流検出器と
、前記電流検出器により検出された電流値が予め設定さ
れた電流値を越えると信号を出力する電流比較回路と、
前記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち上がりでオンして前
記ＰＷＭ回路の出力パルスの立ち下がりまたは前記電流
比較回路の出力信号でオフとなる前記トランジスタイン
バータを駆動するＰＷＭ信号を出力するパルス幅制限回
路とを設けることによりそれぞれのトランジスタインバ
ータを安全に動作させトランジスタインバータのスイッ
チング素子を保護し並列接続によるモータ駆動装置の大
容量化を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるモータ駆動装置のブ
ロック構成図、第２図は本発明の一実施例におけるモー
タ駆動装置の回路構成図、第３図は第２図におけるＰＷ
Ｍ回路の各部の波形図、第４図は第２図におけるパルス
幅制限回路の各部の波形図である。 １・・・・・・モータ駆動回路、２・・・・・・モータ
駆動回路、３・・・・・・直流電源、６・・・・・・Ｐ
ＷＭ回路、１１・・・・・・トランジスタインバータ、
１２・・・・・・電流検出器、１３・・・・・・電流比
較回路、１４・・・・・・パルス幅制限回路、２１・・
・・・・トランジスタインバータ、２２・・・・・・電
流検出器、２３・・・・・・電流比較回路、２４・・・
・・・パルス幅制限回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｆ　２−”−モータ＆ｔり０３Ｊｙ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータへの接続端子がそれぞれ並列に接続されパルス幅
   変調信号により同時に駆動される複数台のモータ駆動回
   路と、前記複数台のモータ駆動回路に電力を供給する直
   流電源と、モータに印加する電圧の指令値に比例したパ
   ルス幅でキャリア周波数の一周期の間に必ずオフ期間を
   有するパルスを出力するパルス幅変調回路とから構成さ
   れ、前記モータ駆動回路はモータを駆動するトランジス
   タインバータと、前記直流電源から前記トランジスタイ
   ンバータに流れる電流を検出する電流検出器と、前記電
   流検出器により検出された電流値が予め設定された電流
   値を越えると信号を出力する電流比較回路と、前記パル
   ス幅変調回路の出力パルスの立ち上がりでオンして前記
   パルス幅変調回路の出力パルスの立ち下がりまたは前記
   電流比較回路の出力信号でオフとなる前記トランジスタ
   インバータを駆動するパルス幅変調信号を出力するパル
   ス幅制限回路とから構成されることを特徴とするモータ
   駆動装置。