KR101208395B1 - Control circuit for motor - Google Patents

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히로시 카츠모토
히카루 카토우
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니폰 덴산 시바우라 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로의 고전위측에 저항체가 접속되는 동시에, 상기 인버터 회로의 저전위측에 션트 저항이 접속되는 모터의 제어회로로서, 저렴한 저항체를 이용하여도, 인버터 회로 내에 이상전류가 발생했을 때 상기 저항체를 확실하게 용단(溶斷)할 수 있는 구성을 얻는다.

인버터 회로(11) 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에, 상기 이상전류가 상기 인버터 회로(11)의 저전위측(직류전원(2)의 음극측)에 접속된 션트 저항(14)을 흐르는 것을 억제하도록, 상기 션트 저항(14)을 바이패스하는 바이패스 회로(16)를 설치한다.

Figure R1020090072275

As a control circuit of a motor in which a resistor is connected to a high potential side of an inverter circuit having a plurality of switching elements, and a shunt resistor is connected to a low potential side of the inverter circuit, even if a low cost resistor is used, abnormal currents are generated in the inverter circuit. When it generate | occur | produces, the structure which can melt | dissolve the said resistor reliably is obtained.

When a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 11, the abnormal current causes the shunt resistor 14 connected to the low potential side (the cathode side of the DC power supply 2) of the inverter circuit 11 to be reduced. In order to suppress the flow, a bypass circuit 16 for bypassing the shunt resistor 14 is provided.

Figure R1020090072275

Description

모터의 제어회로{CONTROL CIRCUIT FOR MOTOR}CONTROL CIRCUIT FOR MOTOR}

본 발명은, 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로의 고전위측에 보호용의 저항체가 접속되며, 상기 인버터 회로의 저전위측에 션트(shunt) 저항이 접속되어 있는 모터의 제어회로에 관한 것으로서, 특히, 모터 보호의 기술분야에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit of a motor in which a resistor for protection is connected to a high potential side of an inverter circuit having a plurality of switching elements, and a shunt resistor is connected to a low potential side of the inverter circuit. The technical field of motor protection.

종래부터, 다양한 장치의 구동원으로서 모터가 이용되고 있으며, 상기 모터의 회전 구동을 제어하기 위하여 복수의 스위칭 소자를 구비한 제어회로도 알려져 있다. 구체적으로는, 일반적인 구성의 모터는, 복수의 상(相)의 코일을 갖는 대략 원통형상의 고정자와, 복수의 자석을 가지며, 상기 고정자에 대하여 회전가능하게 구성된 회전자를 구비한다. 이러한 구성의 모터에 있어서, 상기 제어회로가, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 상기 고정자의 복수의 상의 코일에 순서대로 통전(通電)하여 상기 고정자 내에 회전자계를 형성함으로써, 상기 자석을 구비한 회전자를 회전구동시킨다.Background Art Conventionally, motors have been used as drive sources for various devices, and control circuits having a plurality of switching elements for controlling the rotational drive of the motors are also known. Specifically, a motor having a general configuration includes a substantially cylindrical stator having a plurality of phase coils, and a rotor having a plurality of magnets and configured to be rotatable with respect to the stator. In the motor of such a configuration, the control circuit is configured to energize the coils of the plurality of phases of the stator in order to form a magnetic field in the stator in accordance with the switching operation of the switching element, thereby providing the rotor with the magnets. Rotate the

또한, 상술한 바와 같은 제어회로로서, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 상기 제어회로에 흐르는 전류를 검출하기 위한 션트 저항이나, 스위칭 소자 등의 단락 고장으로 인해 상기 제어회로 내에 이상전류가 발생했을 경우에 전원측으로부터 제어회로에 공급되는 전력을 차단하는 회로개폐수단이 설치되어 있는 구성이 알려져 있다. 상세하게는, 상기 특허문헌 1에서는, 복수의 스위칭 소자가 브리지 결선(結線)되어 이루어지는 인버터 회로에 대하여, 고전위(직류전원의 양극)측에, 상기 인버터 회로에 소정 이상의 이상(異常)전류가 흘렀을 경우에 전력공급을 차단하는 회로개폐수단이 접속되어 있는 한편, 상기 인버터 회로의 저전위(직류전원의 음극)측에 상기 션트 저항이 접속되어 있다. 상기 회로개폐수단은, 상기 인버터 회로 내에 이상전류가 흘러 상기 션트 저항이 단선되었을 경우, 상기 인버터 회로에 대한 전력의 공급을 차단하도록 구성되어 있다.In addition, as the control circuit as described above, as disclosed in Patent Document 1, for example, an abnormal current is generated in the control circuit due to a short circuit failure such as a shunt resistor for detecting the current flowing through the control circuit or a switching element. It is known that a circuit opening and closing means is provided for cutting off the power supplied to the control circuit from the power supply side when it occurs. Specifically, in Patent Document 1, a predetermined or more abnormal current is applied to the inverter circuit on the high potential (anode of the DC power supply) side of the inverter circuit in which a plurality of switching elements are bridged. Circuit switching means for cutting off the power supply when flowing is connected, while the shunt resistor is connected to the low potential (cathode of the DC power supply) side of the inverter circuit. The circuit opening and closing means is configured to interrupt the supply of power to the inverter circuit when an abnormal current flows in the inverter circuit and the shunt resistor is disconnected.

한편, 상기 제어회로의 다른 구성으로서, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회로개폐수단 대신에, 상기 인버터 회로(111) 내에 이상전류가 발생했을 경우에 용단(溶斷)되는 저항체(115)를 이용한 것도 알려져 있다. 구체적으로는, 복수의 스위칭 소자(112)를 구비한 인버터 회로(111)의 고전위측(직류전원(103)의 양극측)에, 상기 인버터 회로(111) 내에 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에 용단되는 저항체(115)가 접속되어 있는 동시에, 상기 인버터 회로(111)의 저전위측(직류전원(103)의 음극측)에 상기 션트 저항(114)이 접속되어 있다.On the other hand, as another configuration of the control circuit, for example, as shown in Fig. 3, instead of the circuit opening and closing means, the resistor 115 melted when an abnormal current occurs in the inverter circuit 111. It is also known to use. Specifically, when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 111 on the high potential side of the inverter circuit 111 including the plurality of switching elements 112 (the anode side of the DC power supply 103). The molten resistor 115 is connected, and the shunt resistor 114 is connected to the low potential side (the cathode side of the DC power supply 103) of the inverter circuit 111.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 공보 제2008-190749호[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2008-190749

그런데, 상기 특허문헌 1의 구성과 같이, 인버터 회로 내에서 발생한 이상전 류에 의해 션트 저항이 단선된 후에 회로개폐수단에 의해 상기 인버터 회로에 대한 전력공급을 차단하는 구성의 경우, 상기 션트 저항의 단선을 검출할 필요가 있으며, 아울러 그 검출결과에 따라서 회로개폐수단을 동작시킬 필요가 있다. 이렇게 되면, 제어회로 전체의 구성이 복잡해지는 동시에, 상기 회로개폐수단을 스위치로 구성할 필요가 있어, 상기 도 3에 도시된 종래예와 같이, 저렴한 퓨즈 등의 저항체를 이용하여 전력공급을 차단하는 경우에는 적용시킬 수가 없다.By the way, as in the configuration of Patent Document 1, in the case of the configuration in which the power supply to the inverter circuit is cut off by the circuit switching means after the shunt resistor is disconnected due to an abnormal current generated in the inverter circuit. It is necessary to detect the disconnection and to operate the circuit opening and closing means in accordance with the detection result. In this case, the configuration of the entire control circuit is complicated, and the circuit opening and closing means needs to be configured as a switch, and as in the conventional example shown in FIG. 3, the power supply is cut off using a resistor such as an inexpensive fuse. In this case, it cannot be applied.

한편, 상기 도 3에 나타내는 종래예는, 상기 특허문헌 1의 구성에 비해 저렴하며 간단한 구성이지만, 인버터 회로 내에 발생된 이상전류가 션트 저항에도 흐르기 때문에(도면의 화살표 참조), 상기 션트 저항이 이상전류에 의해 소손(燒損)(단선)되면, 본래는 저(低)저항인 션트 저항이 고(高)저항이 될 가능성이 있다. 이렇게 되면, 인버터 회로 내에서는 이상전류의 원인이 해소되지 않았음에도 불구하고, 상기 션트 저항에 의해 인버터 회로의 고전위측으로부터 저전위측으로의 전류의 흐름이 저해되어, 상기 인버터 회로의 고전위측(직류전원의 양극측)에 접속되어 있는 저항체에 대하여 상기 저항체를 용단하는 전류가 흐르지 않게 됨에 따라, 상기 저항체가 용단되지 않은 상태가 계속되게 된다. 즉, 상기 인버터 회로 내에서 발생하는 이상전류로 인해 상기 션트 저항이 소손되면, 상기 저항체가 용단되지 않고 상기 인버터 회로 내에 이상전류가 발생하게 되는 전압이 계속해서 인가되어, 상기 인버터 회로의 구성부품이나 모터 등에 손상을 입힐 가능성이 있다.On the other hand, although the conventional example shown in FIG. 3 is cheaper and simpler than the structure of Patent Document 1, since the abnormal current generated in the inverter circuit also flows to the shunt resistor (see arrow in the drawing), the shunt resistance is abnormal. When burned out (disconnected) by a current, there is a possibility that a shunt resistor, which is originally a low resistance, becomes a high resistance. In this case, although the cause of the abnormal current is not solved in the inverter circuit, the flow of current from the high potential side of the inverter circuit to the low potential side is inhibited by the shunt resistor, so that the high potential side of the inverter circuit (DC power supply) As the current for melting the resistor does not flow with respect to the resistor connected to the anode side), the state in which the resistor is not melted continues. That is, when the shunt resistor is burned out due to an abnormal current generated in the inverter circuit, the resistor is not melted and a voltage for generating an abnormal current in the inverter circuit is continuously applied to the component of the inverter circuit. It may damage the motor.

본 발명은, 이러한 여러 사항을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로의 고전위측에 저항체가 접속되는 동시에, 상 기 인버터 회로의 저전위측에 션트 저항이 접속되는 모터의 제어회로에 있어서, 저렴한 저항체를 이용하여도, 인버터 회로 내에 이상전류가 발생했을 때 상기 저항체를 확실하게 용단할 수 있는 구성을 얻는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these various matters, and an object thereof is a motor in which a resistor is connected to a high potential side of an inverter circuit having a plurality of switching elements, and a shunt resistor is connected to a low potential side of the inverter circuit. In the control circuit of the present invention, even when an inexpensive resistor is used, it is possible to obtain a configuration that can reliably melt the resistor when an abnormal current occurs in the inverter circuit.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관계된 모터의 제어회로에서는, 인버터 회로의 저전위측에 접속되는 션트 저항에 대하여 병렬로, 상기 인버터 회로에 소정 이상의 이상전류가 흘렀을 경우에 상기 션트 저항을 바이패스하는 바이패스 회로를 설치하여, 상기 션트 저항이 소손됨에 따라 고저항이 되지 않도록 하였다.In order to achieve the above object, in the control circuit of the motor according to the present invention, when a predetermined or more abnormal current flows in the inverter circuit in parallel to the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit, the shunt resistor is supplied. Bypass circuits for passing were provided so as not to become high resistance as the shunt resistor was burned out.

구체적으로는 제 1 발명은, 직류전압을 교류전압으로 변환하면서 코일에 대하여 소정의 타이밍으로 통전하도록 스위칭 제어되는 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로와, 상기 인버터 회로의 고전위측에 접속되며 상기 인버터 회로 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에 용단되는 저항체와, 상기 인버터 회로의 저전위측에 접속된 션트 저항을 구비한 모터의 제어회로를 대상으로 한다.Specifically, the first invention is an inverter circuit having a plurality of switching elements that are controlled to be switched so as to energize a coil at a predetermined timing while converting a DC voltage into an AC voltage, and connected to a high potential side of the inverter circuit. The control circuit of the motor which has the resistance body melt | dissolved when a predetermined abnormal abnormal current generate | occur | produces inside, and the shunt resistor connected to the low potential side of the said inverter circuit is aimed at.

그리고, 상기 션트 저항에 상기 이상전류가 흐르는 것을 억제하도록, 상기 인버터 회로 내에서 상기 이상전류가 발생했을 경우에 상기 션트 저항을 바이패스하는 바이패스 회로를 구비하고 있는 것으로 한다.In addition, a bypass circuit for bypassing the shunt resistor when the abnormal current occurs in the inverter circuit is configured to suppress the abnormal current from flowing through the shunt resistor.

이상의 구성에 의해, 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로 내에서, 상기 스위칭 소자의 단락고장 등으로 인해 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우, 상기 인버터 회로의 저전위측에 접속된 션트 저항을 바이패스하는 바이패스 회로에 전류가 흐르기 때문에, 상기 션트 저항이 상기 이상전류에 의해 소손되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 상기 인버터 회로 내에서 발생한 이상전류에 의해 상기 션트 저항이 소손되는 것을 방지함으로써 상기 션트 저항이 고저항이 되는 것을 방지할 수 있으며, 이로써, 상기 션트 저항에 의해 상기 인버터 회로의 고전위측으로부터 저전위측으로의 이상전류의 흐름이 저해되는 것을 방지할 수가 있다. 따라서, 상기 인버터 회로에서 발생한 이상전류에 의해 상기 인버터 회로의 고전위측에 설치된 저항체를 용단할 수 있으며, 상기 인버터 회로를 전원측으로부터 확실하게 차단하여 상기 인버터 회로의 구성부품이나 모터 등에 이상전압이 걸리는 것을 방지할 수가 있다.By virtue of the above configuration, in the inverter circuit having a plurality of switching elements, when a predetermined or more abnormal current occurs due to a short circuit failure of the switching element, the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit is bypassed. Since a current flows in the bypass circuit, it is possible to prevent the shunt resistor from being burned out by the abnormal current. In this way, the shunt resistor can be prevented from becoming high by preventing the shunt resistor from being burned out by an abnormal current generated in the inverter circuit, whereby the shunt resistor prevents the high resistance side of the inverter circuit. It is possible to prevent the flow of the abnormal current to the low potential side. Therefore, it is possible to melt the resistor provided on the high potential side of the inverter circuit by the abnormal current generated in the inverter circuit, and to cut off the inverter circuit reliably from the power supply side so that the abnormal voltage is applied to the component or motor of the inverter circuit. I can prevent it.

따라서, 상술한 구성에 의해, 인버터 회로의 고전위측에 저렴한 저항체가 접속된 구성이라 하더라도, 상기 인버터 회로 내에서 이상전류가 발생했을 때에는, 상기 이상전류에 의해 상기 저항체를 확실하게 용단할 수 있으므로, 상기 인버터 회로 내부의 구성부품이나 모터를 확실하게 보호할 수가 있다.Therefore, even when a low-cost resistor is connected to the high potential side of the inverter circuit by the above-described configuration, when an abnormal current occurs in the inverter circuit, the resistor can be reliably melted by the abnormal current. Components and motors inside the inverter circuit can be reliably protected.

여기서, 상기 소정 이상의 이상전류란, 상기 인버터 회로 내부가 정상 동작하고 있을 때 흐르는 전류값과는 달리, 상기 인버터 회로 내에서 단락 등이 발생하여 전류가 흘렀을 경우에, 상기 인버터 회로 내의 구성부품에 손상이나 성능열화(劣化) 등의 영향을 줄 가능성이 있는 전류값을 의미한다.Here, the abnormal abnormal current is different from the current value flowing when the inside of the inverter circuit is operating normally. When a short circuit or the like occurs in the inverter circuit and a current flows, the component in the inverter circuit is damaged. It means the current value which may affect the performance and deterioration of performance.

상술한 구성에 있어서, 상기 바이패스 회로는, 상기 션트 저항의 인버터 회로측에 캐소드측이 접속되는 제너 다이오드를 구비하고 있으며, 상기 제너 다이오드는, 캐소드측에 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성되어 있는 것이 바람직하다 (제 2 발명).In the above-described configuration, the bypass circuit includes a zener diode having a cathode side connected to the inverter circuit side of the shunt resistor, and the zener diode has a voltage corresponding to the abnormal current applied to the cathode side. In this case, the reverse current is preferably configured to flow (second invention).

이와 같이, 션트 저항의 인버터 회로측에 캐소드측을 접속하고, 상기 캐소드측에 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 제너 다이오드를 설치함으로써, 간단하면서도 저렴한 구성에 의해, 상기 인버터 회로 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생하였을 경우에만 상기 션트 저항을 바이패스하여 전류가 흐르는 바이패스 회로를 구성할 수가 있다.In this way, the cathode side is connected to the inverter circuit side of the shunt resistor, and a zener diode is provided so that a reverse current flows when the voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side. A bypass circuit through which current flows can be constructed by bypassing the shunt resistor only when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit.

또한, 상기 바이패스 회로는, 상기 션트 저항의 인버터 회로측에 캐소드측이 접속되는 제너 다이오드를 구비하고 있으며, 상기 제너 다이오드는, 캐소드측에 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에, 내부에서 단락파괴가 발생하여 캐소드측으로부터 애노드측으로 전류가 흐르도록 구성되어 있어도 무방하다(제 3 발명).The bypass circuit includes a zener diode having a cathode side connected to an inverter circuit side of the shunt resistor, and the zener diode is internal when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side. May be constituted such that a short circuit break occurs in the circuit and a current flows from the cathode side to the anode side (third invention).

이로써, 상기 제 2 발명의 구성과 같이, 제너 다이오드가 인버터 회로 내에 소정 이상의 이상전류가 발생하였을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성되어 있지 않아도, 상기 이상전류에 의해 상기 제너 다이오드가 단락파괴되어 바이패스 회로측에 전류가 흐르는 구성이라면, 상기 제 2 발명과 마찬가지로, 이상전류로부터 션트 저항을 보호할 수 있는 바이패스 회로를 구성할 수가 있다.As a result, the zener diode is short-circuited and bypassed by the abnormal current even when the zener diode is not configured such that a reverse current flows when a predetermined abnormal abnormal current occurs in the inverter circuit as in the configuration of the second invention. As long as the current flows to the circuit side, a bypass circuit capable of protecting the shunt resistor from the abnormal current can be configured as in the second invention.

이상으로부터, 본 발명에 관한 모터의 제어회로에 따르면, 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로의 저전위측에 접속된 션트 저항에 대하여, 상기 인버터 회로 내에 소정 이상의 이상전류가 흘렀을 때 상기 션트 저항을 바이패스하는 바이패스 회로를 병렬로 설치하였기 때문에, 상기 인버터 회로에 소정 이상의 이상전류가 발생했을 때, 상기 인버터 회로의 고전위측에 접속된 저항체를 확실하게 용단할 수 있어, 상기 인버터 회로 내부의 구성부품이나 모터의 확실한 보호를 도모할 수가 있다.As mentioned above, according to the control circuit of the motor which concerns on this invention, when a predetermined or more abnormal current flows in the said inverter circuit, it shunts the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit which has a some switching element. Since the bypass circuits passing in parallel are provided in parallel, when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit, the resistor connected to the high potential side of the inverter circuit can be reliably melted, and the components inside the inverter circuit can be reliably blown. It is also possible to reliably protect the motor.

또한, 제 2 발명에 따르면, 상기 바이패스 회로는, 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성된 제너 다이오드를 구비하고 있기 때문에, 간단하면서도 저렴한 구성에 의해, 상기 션트 저항에 대하여 이상전류를 확실하게 바이패스시킬 수 있다. 또한, 제 3 발명과 같이, 제너 다이오드를 이상전류에 의해 단락파괴하도록 구성하여도, 상기 바이패스 회로를 구성할 수 있어 이상전류로부터 상기 션트 저항을 보호할 수가 있다.According to the second aspect of the present invention, the bypass circuit includes a Zener diode configured to allow reverse current to flow when a voltage corresponding to the abnormal current is applied. The abnormal current can be reliably bypassed. In addition, as in the third invention, even when the zener diode is short-circuit destroyed by an abnormal current, the bypass circuit can be configured to protect the shunt resistor from an abnormal current.

이하에서는 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명하도록 한다. 한편, 이하의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도 범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on drawing. On the other hand, the following embodiments are essentially preferred examples, and are not intended to limit the present invention, its application, or its use range.

도 1 및 도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 모터의 제어회로를 나타낸다. 본 실시형태에 관한 모터(1)는, 제어회로(10)에 의해 소정의 타이밍으로 고정자의 코일(2,2,…)에 전력을 공급함으로써, 상기 고정자에 대하여 도시되지 않은 회전자를 회전구동시키는, 이른바 브러시리스 DC모터이다. 또한, 본 실시형태에 관한 모터(1)는, 그 케이싱 내부에, 상기 제어회로(10)가 내장된, 이른바 구동회로 내장형 모터이다. 상기 모터(1)의 구성은 일반적인 모터와 같으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.1 and 2 show a control circuit of a motor according to an embodiment of the present invention. The motor 1 according to the present embodiment rotates a rotor (not shown) with respect to the stator by supplying electric power to the coils 2, 2, ... of the stator by the control circuit 10 at a predetermined timing. So-called brushless DC motor. The motor 1 according to the present embodiment is a so-called drive circuit built-in motor in which the control circuit 10 is incorporated in the casing. Since the configuration of the motor 1 is the same as a general motor, detailed description thereof will be omitted.

상기 코일(2,2,…)은, 특별히 도시하지는 않지만, 축선의 둘레에 거의 링형상으로 위치하도록 고정자의 철심 위에 둘러 감겨 있으며, 각각의 코일이 U상, V상 및 W상의 3상의 코일을 구성하도록 서로 접속되어 있다. 그리고, 상기 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 U상, V상 및 W상을 구성하는 코일(2,2,…)은, 그 일단측에서 서로 접속되어 중성점(N)을 구성하는 한편, 타단측이 상기 제어회로(10)에 접속되어 있다.The coils 2, 2, ... are not particularly shown, but are wound around the core of the stator so as to be positioned almost in a ring shape around the axis, and each coil is a three-phase coil of U phase, V phase and W phase. They are connected to each other to constitute. 1 and 2, the coils 2, 2, ... constituting the U phase, V phase, and W phase are connected to each other at one end thereof to form a neutral point N. And the other end side is connected to the control circuit 10.

상기 제어회로(10)는, 고정자 내에서 회전자를 소정의 회전수로 회전시키도록, 상기 회전자의 회전위치에 기초하여 고정자의 각 코일(2)에 소정의 타이밍으로 통전(通電)하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 상기 제어회로(10)는, 상기 3상(U상, V상, W상)의 코일(2,2,2)에 대한 통전의 ON/OFF를 수행하는 복수의 스위칭 소자(12,12,… ; 도면의 예에서는 6개의 스위칭 소자)가 3상 브리지 결선된 인버터 회로(11)와, 회전위치 검출회로(22)에 의해 검출된 회전자의 회전위치에 기초하여 상기 각 스위칭 소자(12)의 구동을 제어하기 위한 제어부(21)를 구비한다.The control circuit 10 is configured to energize each coil 2 of the stator at a predetermined timing based on the rotational position of the rotor to rotate the rotor at a predetermined rotation speed in the stator. It is. Specifically, the control circuit 10, the plurality of switching elements 12 for performing the ON / OFF of the energization of the coils (2, 2, 2) of the three phases (U phase, V phase, W phase). In the example of the figure, the six switching elements are based on the inverter circuit 11 in which the three-phase bridge is connected and the rotational position of the rotor detected by the rotation position detecting circuit 22, respectively. The control part 21 for controlling the drive of the 12 is provided.

상기 인버터 회로(11)는, 2개의 스위칭 소자(12,12)를 직렬로 접속하여 이루어지는 3개의 스위칭 레그(13a,13b,13c)가 서로 병렬로 접속된 것이며, 각 스위칭 레그(13a,13b,13c)에 있어서, 스위칭 소자(12,12) 사이의 중점(中點)이 고정자의 각 상의 코일(2,2,2)에 접속되어 있다. 한편, 본 실시형태에서는 상기 인버터 회로(11)에 있어서, 상기 각 스위칭 소자(12)가 인핸스먼트형의 MOSFET이며, 상기 각 스위칭 소자(12)에 대하여 역병렬(逆竝列)로 보호용 다이오드가 설치되어 있다.In the inverter circuit 11, three switching legs 13a, 13b, and 13c formed by connecting two switching elements 12 and 12 in series are connected in parallel with each other, and each switching leg 13a, 13b, In 13c, the midpoint between the switching elements 12, 12 is connected to the coils 2, 2, 2 of each phase of the stator. In the present embodiment, on the other hand, in the inverter circuit 11, each of the switching elements 12 is an enhancement-type MOSFET, and a protection diode is inversely parallel to each of the switching elements 12. It is installed.

또한, 상기 인버터 회로(11)는, 상기 스위칭 레그(13a,13b,13c)의 일단측이 직류전원(3)의 양극측(고전위측)에 접속되어 있는 한편, 상기 스위칭 레그(13a,13b,13c)의 타단측이 직류전원(3)의 음극측(저전위측)에 접속되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 상기 스위칭 소자(12) 중, 상기 직류전원(3)의 양극측에 접속되며 또한 코일(2)의 상류측에 위치하는 스위칭 소자를 상류측 스위칭 소자라 하고, 상기 직류전원(3)의 음극측에 접속되며 또한 코일(2)의 하류측에 위치하는 스위칭 소자를 하류측 스위칭 소자라 한다.In the inverter circuit 11, one end side of the switching legs 13a, 13b, 13c is connected to the anode side (high potential side) of the DC power source 3, while the switching legs 13a, 13b, The other end side of 13c) is connected to the cathode side (low potential side) of the DC power supply 3. In the following description, a switching element connected to the anode side of the DC power supply 3 and located on an upstream side of the coil 2 among the switching elements 12 is referred to as an upstream switching element. The switching element connected to the cathode side of (3) and located downstream of the coil 2 is called a downstream switching element.

상기 제어부(21)는, 상기 인버터 회로(11) 내의 각 스위칭 소자(12)를, 입력되는 지령신호 및 상기 회전위치 검출회로(22)에서 검출된 회전자의 회전위치에 기초하여 구동제어하도록 구성되어 있다. 자세하게는, 상기 제어부(21)는 이른바 PWM제어를 수행하도록 구성되어 있으며, 상기 지령신호에 기초하여 생성되는 PWM신호와, 상기 회전자의 회전위치신호를 바탕으로, 상기 상류측 스위칭 소자 및 하류측 스위칭 소자의 통전 타이밍을 결정하여, 각 스위칭 소자(12)를 구동하도록 구성되어 있다.The control unit 21 is configured to drive control the switching elements 12 in the inverter circuit 11 based on the input command signal and the rotation position of the rotor detected by the rotation position detection circuit 22. It is. In detail, the control unit 21 is configured to perform so-called PWM control, and based on the PWM signal generated based on the command signal and the rotation position signal of the rotor, the upstream switching element and the downstream side. The energization timing of the switching elements is determined, and each switching element 12 is configured to be driven.

구체적으로는, 상기 제어부(21)는, 상기 인버터 회로(11)에 있어서, 상류측 스위칭 소자를, 전기각(電氣角)으로 120도마다 통전하는 상(相)이 변화되도록 스위칭 제어하는 동시에, 하류측 스위칭 소자도, 전기각으로 120도마다 상기 상류측 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 통전되지 않은 상(相) 중 하나에 통전하도록 스위칭 제어한다. 이로써, 상기 모터(1)의 고정자 내에 회전자계를 생성하여, 상기 고정자 내에서 회전자를 회전시킬 수 있다. 한편, 상기 도 1에 있어서, 상기 제어회로(10) 내의 전류의 흐름의 일례를 화살표로 나타낸다.Specifically, in the inverter circuit 11, the control unit 21 switches and controls the upstream switching element so that a phase through which electricity is supplied every 120 degrees at an electrical angle is changed. The downstream switching element also controls switching so as to energize one of the phases that are not energized in accordance with the switching operation of the upstream switching element every 120 degrees at an electrical angle. As a result, a magnetic field may be generated in the stator of the motor 1 to rotate the rotor in the stator. 1, an example of the flow of electric current in the control circuit 10 is shown by an arrow.

또한, 상기 제어회로(10)는, 상기 인버터 회로(11)의 직류전원(3)의 음극측(저전위측)에 접속된 션트 저항(14)과, 상기 인버터 회로(11)의 직류전원(3)의 양극측(고전위측)에 접속된 저항체(15)를 구비하고 있다. 상기 션트 저항(14)은, 상기 인버터 회로(11) 내의 전류를 검출하기 위한 것으로, 통전시에 발생하는 손실을 억제하기 위하여 비교적 저저항(예컨대, 1Ω 이하)이 되도록 구성되어 있다. 상기 저항체(15)도, 통전시에 발생하는 손실을 억제하도록 저저항으로 구성되어 있는 동시에, 상기 인버터 회로(11) 내에 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에 용융하도록 구성되어 있다. 여기서, 소정 이상의 이상전류란, 상기 인버터 회로(11) 내부가 정상동작하고 있을 때 흐르는 전류값과는 달리, 상기 인버터 회로(11) 내에서 단락 등이 발생하여 전류가 흘렀을 경우에, 상기 인버터 회로(11) 내의 구성부품에 손상이나 성능열화 등의 영향을 미칠 가능성이 있는 전류값을 의미한다. 한편, 상기 저항체에는 퓨즈 등과 같이 용단되는 부재도 포함된다.The control circuit 10 further includes a shunt resistor 14 connected to the negative electrode side (low potential side) of the DC power supply 3 of the inverter circuit 11, and a DC power supply of the inverter circuit 11 ( The resistor 15 connected to the anode side (high potential side) of 3) is provided. The shunt resistor 14 is for detecting the current in the inverter circuit 11, and is configured to have a relatively low resistance (e.g., 1 Ω or less) in order to suppress a loss generated during energization. The resistor 15 is also configured to have low resistance so as to suppress the loss generated during energization, and is configured to melt when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 11. Here, the abnormal abnormal current is different from the current flowing when the inside of the inverter circuit 11 is operating normally. When the short circuit occurs in the inverter circuit 11 and a current flows, the inverter circuit (11) Means a current value which may affect damage to components or deterioration of performance. On the other hand, the resistor includes a member that is melted, such as a fuse.

그런데, 상술한 바와 같은 구성의 모터(1)에 있어서, 상기 스위칭 소자(12)의 고장 등으로 인해 인버터 회로(11) 내에서 단락상태가 되었을 경우, 상기 인버터 회로(11) 내에는 통상의 전류값보다 큰 소정 이상의 이상전류가 발생한다. 이렇게 되면, 도 3에 나타낸 바와 같은 종래 구성의 경우에는, 상기 션트 저항(14)에 이상전류가 흘러 상기 션트 저항(14)이 소손될 가능성이 있으며, 상기 션트 저항(14)이 소손되면, 상기 션트 저항(14)에서의 저항이 커져, 상기 소손된 션트 저항이 상기 인버터 회로(11)의 고전위측으로부터 저전위측으로의 이상전류의 흐름을 억제한다.By the way, in the motor 1 of the structure mentioned above, when the short circuit state exists in the inverter circuit 11 by the fault of the said switching element 12, etc., in the inverter circuit 11, a normal electric current is carried out. A predetermined or more abnormal current larger than the value occurs. In this case, in the case of the conventional configuration as shown in FIG. 3, an abnormal current flows through the shunt resistor 14, so that the shunt resistor 14 may be burned out, and when the shunt resistor 14 is burned out, The resistance at the shunt resistor 14 becomes large, and the burned out shunt resistor suppresses the flow of the abnormal current from the high potential side of the inverter circuit 11 to the low potential side.

상술한 바와 같이, 소손됨에 따라 저항이 커진 션트 저항(14)에 의해 이상전류가 억제되면, 상기 저항체(15)를 흐르는 전류값도 작아져, 상기 인버터 회로(11) 내에서는 이상전류가 발생하고 있는 상태임에도 불구하고 상기 저항체(15)는 용단되지 않는 상태가 된다. 이렇게 되면, 상기 인버터 회로(11) 내부의 구성부품이나 모터(1) 등에 높은 전압이 인가된 상태가 계속되어, 상기 구성부품이나 모터(1) 등에 손상을 입힐 가능성이 있다.As described above, when the abnormal current is suppressed by the shunt resistor 14 whose resistance increases as the burnout occurs, the current value flowing through the resistor 15 also decreases, and an abnormal current occurs in the inverter circuit 11. In the state of being in the state, the resistor 15 is not melted. In this case, a state in which a high voltage is applied to the component or motor 1 inside the inverter circuit 11 may continue, possibly causing damage to the component, the motor 1, or the like.

이에 대하여 본 발명에서는, 상기 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 션트 저항(14)을 바이패스하는 바이패스 회로(16)를 설치하고, 상기 바이패스 회로(16)에, 상기 션트 저항(14)의 인버터 회로(11)측에 캐소드측이 접속되도록 제너 다이오드(17)를 설치한다. 상기 제너 다이오드(17)는, 상기 인버터 회로(11) 내에 발생하는 소정 이상의 이상전류에 대응하는 전압이 상기 캐소드측에 인가되면, 역방향 전류(캐소드측에서 애노드측으로 흐르는 전류)가 흐르도록 구성되어 있다. 즉, 상기 제너 다이오드(17)는, 그 제너전압이 상기 소정 이상의 이상전류에 대응하는 전압으로 설정되어 있어, 상기 션트 저항(14)에 소정 이상의 이상전류가 흘러, 상기 션트 저항(14)의 양단의 전압이 상기 제너 다이오드(17)의 제너전압에 도달했을 경우, 상기 제너 다이오드(17)에 상기 역방향 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 이로써, 상기 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이, 상기 인버터 회로(11) 내에서 이상전류가 발생하면, 상기 제너 다이오드(17)에 역방향 전류가 흘러, 상기 션트 저항(14)을 바이패스하도록 전류가 흐른다.In contrast, in the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, a bypass circuit 16 for bypassing the shunt resistor 14 is provided, and the shunt resistor ( The zener diode 17 is provided on the side of the inverter circuit 11 of 14) so that the cathode side is connected. The zener diode 17 is configured such that a reverse current (current flowing from the cathode side to the anode side) flows when a voltage corresponding to a predetermined or more abnormal current generated in the inverter circuit 11 is applied to the cathode side. . That is, the zener diode 17 has a zener voltage set to a voltage corresponding to the predetermined or more abnormal currents, and a predetermined or more abnormal current flows through the shunt resistor 14 to both ends of the shunt resistor 14. When the voltage of reaches the zener voltage of the zener diode 17, the reverse current flows through the zener diode 17. As a result, as indicated by the arrow in FIG. 2, when an abnormal current occurs in the inverter circuit 11, a reverse current flows through the zener diode 17 so that a current flows to bypass the shunt resistor 14. Flow.

따라서, 이상의 구성에 의해, 상기 인버터 회로(11) 내에서 발생한 이상전류 에 의해 상기 션트 저항(14)이 소손되는 것을 방지할 수 있어, 소손된 션트 저항이 커다란 저항이 되어 상기 저항체(15)에서의 전류의 흐름을 저해하는 일없이, 상기 저항체(15)를 이상전류에 의해 확실하게 용단시킬 수 있다.Therefore, by the above configuration, it is possible to prevent the shunt resistor 14 from being burned out by the abnormal current generated in the inverter circuit 11, so that the damaged shunt resistor becomes a large resistance and the resistor 15 The resistor 15 can be reliably melted by the abnormal current without disturbing the flow of the current.

한편, 본 실시형태에서는, 상기 제너 다이오드(17)를, 상기 인버터 회로(11) 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 인버터 회로(11) 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에, 상기 제너 다이오드(17) 내에서 단락파괴가 발생하여 역방향(캐소드측에서 애노드측)으로 전류가 흐르도록 구성하여도 무방하다.In the present embodiment, the Zener diode 17 is configured such that a reverse current flows when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 11, but the present invention is not limited thereto. In the case where a predetermined or more abnormal current occurs in (11), short circuit breakage may occur in the zener diode 17 so that the current flows in the reverse direction (cathode side to anode side).

- 실시형태의 효과 --Effect of Embodiment-

이상으로, 본 실시형태에 따르면, 복수의 스위칭 소자(12,12,…)를 갖는 인버터 회로(11)의 저전위측(직류전원(3)의 음극측)에 접속되는 션트 저항(14)에 대하여, 상기 션트 저항(14)의 인버터 회로(11)측에 캐소드측이 접속되는 제너 다이오드(17)를 갖는 바이패스 회로(16)를 병렬로 설치하는 동시에, 상기 제너 다이오드(17)를, 그 캐소드측에 상기 인버터 회로(11) 내에서 발생하는 소정 이상의 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성함으로써, 상기 인버터 회로(11) 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생하여도, 상기 이상전류는 상기 제너 다이오드(17)를 흘러 상기 션트 저항(14)을 바이패스하기 때문에, 상기 션트 저항(14)이 소손되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the shunt resistor 14 connected to the low potential side (the cathode side of the DC power supply 3) of the inverter circuit 11 having the plurality of switching elements 12, 12,... On the other hand, the bypass circuit 16 having the zener diode 17 connected to the cathode side of the shunt resistor 14 at the cathode side is provided in parallel with the zener diode 17. By configuring the reverse current to flow when a voltage corresponding to a predetermined or more abnormal current generated in the inverter circuit 11 is applied to the cathode side, even if a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 11. Since the abnormal current flows through the zener diode 17 and bypasses the shunt resistor 14, it is possible to prevent the shunt resistor 14 from being burned out.

따라서, 상기 인버터 회로(11) 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생하면, 상기 인버터 회로(11)의 고전위측(직류전원(3)의 양극측)에 접속되는 저항체(15)에, 상기 저항체(15)를 용단하는 전류가 확실하게 흐르기 때문에, 상기 인버터 회로(11) 내의 구성부품이나 모터(1)의 손상을 확실히 방지할 수가 있다.Therefore, when a predetermined or more abnormal current occurs in the inverter circuit 11, the resistor 15 is connected to the resistor 15 connected to the high potential side of the inverter circuit 11 (the anode side of the DC power supply 3). Since a current flowing through the die reliably flows, damage to the components in the inverter circuit 11 and the motor 1 can be reliably prevented.

《그 밖의 실시형태》&Quot; Other Embodiments &

상기 실시형태에 대해서는 이하와 같은 구성으로 할 수도 있다.About the said embodiment, it can also be set as the following structures.

상기 실시형태에서는, 션트 저항(14)의 바이패스 회로(16)에 제너 다이오드(17)를 설치하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 인버터 회로(11)에 소정 이상의 이상전류가 발생했을 때 상기 션트 저항(14)을 바이패스하여 상기 바이패스 회로(16)측에 전류가 흐르는 구성이면 어떠한 회로구성이어도 무방하다.In the above embodiment, the zener diode 17 is provided in the bypass circuit 16 of the shunt resistor 14, but the present invention is not limited thereto, and the shunt when a predetermined or more abnormal current is generated in the inverter circuit 11. Any circuit configuration may be used as long as it bypasses the resistor 14 and a current flows on the bypass circuit 16 side.

또한, 상기 실시형태에서는, 인버터 회로(11)가 직류전원(3)에 대해 접속되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 교류 전원, 컨버터 회로 및 평활 콘덴서를 구비한 전원장치에 접속하여도 무방하다.In addition, in the said embodiment, although the inverter circuit 11 is connected with respect to the DC power supply 3, it is not limited to this, You may connect to the power supply apparatus provided with an AC power supply, a converter circuit, and the smoothing capacitor. .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로에 대하여, 그 고전위측에는, 상기 인버터 회로에 소정 이상의 이상전류가 발생했을 때 용단되는 저항체가 설치되어 있는 동시에, 저전위측에는 션트 저항이 설치되어 있는 모터의 제어회로에 특히 유용하다.As described above, the present invention provides an inverter circuit having a plurality of switching elements, on the high potential side thereof, a resistor which is melted when a predetermined or more abnormal current is generated in the inverter circuit, and a shunt on the low potential side. It is particularly useful for control circuits of motors with resistors.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 모터의 제어회로의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a control circuit of a motor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 인버터 회로 내에서 이상전류가 발생했을 경우에 제어회로 내부에 상기 이상전류가 흐르는 모습을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a state in which the abnormal current flows inside the control circuit when an abnormal current occurs in the inverter circuit.

도 3은 종래의 모터의 제어회로의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a schematic configuration of a control circuit of a conventional motor.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *                Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 모터 2 : 코일1: motor 2: coil

3 : 직류전원 10 : 제어회로3: DC power supply 10: control circuit

11 : 인버터 회로 12 : 스위칭 소자11: inverter circuit 12: switching element

13a, 13b, 13c : 스위칭 레그 14 : 션트 저항13a, 13b, 13c: switching leg 14: shunt resistor

15 : 저항체 16 : 바이패스 회로15: resistor 16: bypass circuit

17 : 제너 다이오드 21 : 제어부17 zener diode 21 control unit

22 : 회전위치 검출회로 103 : 직류전원22: rotation position detection circuit 103: DC power

111 : 인버터 회로 112 : 스위칭 소자111 inverter circuit 112 switching element

114 : 션트 저항 115 : 저항체114: shunt resistor 115: resistor

N : 중성점N: neutral point

Claims (3)

직류전압을 교류전압으로 변환하면서 코일에 대하여 소정의 타이밍으로 통전(通電)하도록 스위칭 제어되는 복수의 스위칭 소자를 갖는 인버터 회로와, 상기 인버터 회로의 고전위측에 접속되며 상기 인버터 회로 내에서 소정 이상의 이상전류가 발생했을 경우에 용단(溶斷)되는 저항체와, 상기 인버터 회로의 저전위측에 접속된 션트(shunt) 저항을 구비한 모터의 제어회로로서,An inverter circuit having a plurality of switching elements that are switched and controlled to energize a coil at a predetermined timing while converting a DC voltage into an AC voltage; A control circuit of a motor having a resistor that is melted when a current is generated and a shunt resistor connected to a low potential side of the inverter circuit. 상기 션트 저항에 상기 이상전류가 흐르는 것을 억제하도록, 상기 인버터 회로 내에서 상기 이상전류가 발생했을 경우에만 상기 션트 저항을 바이패스하는 바이패스 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 모터의 제어회로.And a bypass circuit for bypassing the shunt resistor only when the abnormal current is generated in the inverter circuit so as to suppress the flow of the abnormal current to the shunt resistor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이패스 회로는, 상기 션트 저항의 인버터 회로측에 캐소드측이 접속되는 제너 다이오드를 구비하고 있으며,The bypass circuit includes a zener diode having a cathode side connected to an inverter circuit side of the shunt resistor. 상기 제너 다이오드는, 캐소드측에 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우에 역방향 전류가 흐르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터의 제어회로.The zener diode is configured such that a reverse current flows when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이패스 회로는, 상기 션트 저항의 인버터 회로측에 캐소드측이 접속 되는 제너 다이오드를 구비하고 있으며,The bypass circuit includes a zener diode having a cathode side connected to an inverter circuit side of the shunt resistor, 상기 제너 다이오드는, 캐소드측에 상기 이상전류에 대응하는 전압이 인가되었을 경우, 내부에서 단락파괴가 발생하여 캐소드측으로부터 애노드측으로 전류가 흐르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 모터의 제어회로.The zener diode is a motor control circuit, characterized in that, when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side, a short circuit breakage occurs inside so that current flows from the cathode side to the anode side.
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