KR101437802B1 - 모터 구동 시스템 및 모터 시스템 - Google Patents

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사토시 야기
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

모터의 정지를 확인하는 판단 처리나, 릴레이를 차단하기 위한 소위 인터럽트 동작 등의 처리를 마이크로컴퓨터 유닛에 담당시키지 않고, 드라이버 내장형 모터가 실질적으로 회전하지 않을 때에, 불필요한 전력을 드라이버 내장형 모터에 공급하지 않는다. 팬 모터 유닛(9)에 내장된 팬 드라이버(91)에는, 스위치 K1이 설치된 전원선 L1을 통하여 급전된다. 회전 속도 명령 Vspp에 따른 아날로그 명령값 Vsp가 DA 변환 회로(8)로부터 출력된다. 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 미만일 때에, 전압 제어 회로(10)는 스위치 K1을 비도통으로 한다.

Description

모터 구동 시스템 및 모터 시스템{MOTOR DRIVING SYSTEM AND MOTOR SYSTEM}
본 발명은 모터를 구동하는 모터 구동 시스템에 관한 것이며, 예를 들어 공기 조화기의 팬을 구동하는 기술에 적용할 수 있다.
대기 시를 포함한 공기 조화기의 정지 시에, 송풍기용 모터에 있어서의 소비 전력을 억제하는 기술이 제안되어 있다.
예를 들어 하기에 기재한 특허 문헌 1에서는, 모터 드라이버를 내장한 PWM 직류 모터에 대하여, 실내 제어부에 구비되는 마이크로컴퓨터 유닛이, 회전수 명령을 출력한다. 그리고 회전수 명령이 0이라고 판단되면, 모터가 정지되었는지 여부가 판단된다. 모터가 정지되었는지 여부는 피드백 회전수 신호(회전수 리턴)에 기초하여 판단된다. 모터가 정지되었다고 판단되면, PWM 직류 모터에의 급전을 차단한다.
일본 특허 제4153586호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 0의 회전수 명령을 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛 자신이, 회전수 리턴에 기초하여 모터의 정지를 확인하고 나서, PWM 직류 모터에의 급전 경로 중에 있는 릴레이를 차단한다. 이와 같은 제어에서는, 회전수 명령을 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛이, 모터의 정지를 확인하는 판단 처리나, 릴레이를 차단하기 위한 소위 인터럽트 동작 등의 처리도 행하게 된다. 이것은 소프트웨어적으로는 마이크로컴퓨터 유닛에 있어서의 처리의 지연, 그리고 하드웨어적으로는 릴레이를 차단하기 위한 신호 포트의 증설이 필요하다는 문제를 초래한다.
본 발명은 이러한 문제를 피하기 위해서 이루어진 것이며, 모터의 정지를 확인하는 판단 처리나, 릴레이를 차단하기 위한 소위 인터럽트 동작 등의 처리를 마이크로컴퓨터 유닛에 담당시키지 않고, 모터가 실질적으로 회전하지 않을 때에, 모터를 구동하는 구동 회로에 불필요한 전력을 공급하지 않는 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제1 형태는, 회전 속도 명령(Vspp)에 따른 아날로그값(Vsp)을 출력하는 명령값 출력 수단(6, 7, 8)과, 제1 개폐 수단(K1, K2)을 갖는 제1 전원선(L1, L2)과, 상기 제1 개폐 수단 및 상기 제1 전원선을 통하여 급전되며, 상기 아날로그값에 기초한 회전을 공급하는 모터(93)를 구동하는 구동 회로(91, 92)와, 상기 아날로그값이 제1 소정값 미만(Vspb)일 때에 상기 제1 개폐 수단을 비도통으로 하는, 상기 명령값 출력 수단과는 독립된 개폐 제어 수단(10A, 10B)을 구비한다.
바람직하게는, 상기 구동 회로는 상기 모터(93)에 전류를 출력하는 인버터(92) 및 상기 인버터를 제어하는 드라이버(91)를 갖고, 상기 제1 전원선(L1)은, 상기 드라이버에의 동작 전원의 급전 경로이다.
바람직하게는, 상기 구동 회로는 상기 모터(93)에 전류를 출력하는 인버터(92)를 갖고, 상기 제1 전원선(L2)은, 상기 인버터에의 입력 전력의 급전 경로이다.
바람직하게는, 제2 개폐 수단(K2)을 갖는 제2 전원선(L2)을 더 구비하고, 상기 제2 전원선은, 상기 인버터(92)에의 입력 전력의 급전 경로이고, 상기 개폐 수단은, 상기 아날로그값이 제2 소정값 미만일 때에 상기 제2 개폐 수단도 비도통으로 한다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제2 형태는, 회전 속도 명령에 따른 펄스 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛(6)과, 개폐 수단(K1)을 갖는 전원선(L1)과, 상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 급전되며, 상기 펄스 신호를 D/A 변환하여 아날로그값을 출력하는 DA 컨버터(8)와, 상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 동작 전원이 공급되며, 상기 아날로그값에 기초한 회전을 공급하는 모터(93)를 구동하는 구동 회로(91, 92)와, 상기 펄스 신호의 적분값이 소정값 미만일 때에 상기 개폐 수단을 비도통으로 하는, 상기 DA 컨버터와는 독립된 개폐 제어 수단(10C)을 구비한다.
바람직하게는, 회전 속도 명령에 따른 펄스 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛(6)과, 개폐 수단(K1)을 갖는 전원선(L1)과, 상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 급전되며, 상기 펄스 신호를 D/A 변환하여 아날로그값을 출력하는 명령값 출력 수단(7, 8)과, 상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 동작 전원이 공급되며, 상기 아날로그값에 기초한 회전을 공급하는 모터(93)를 구동하는 구동 회로(91, 92)와, 상기 펄스 신호가 소정값을 초과함으로써 절대값이 증가하는 신호의 적분값이 다른 소정값 미만일 때에 상기 개폐 수단을 비도통으로 하는, 상기 명령값 출력 수단과는 독립된 개폐 제어 수단(10D)을 구비한다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제3 형태는, 그 제1 형태 또는 제2 형태이며, 상기 펄스 신호는, 상기 모터 유닛(9)에 급전이 개시되고 나서 소정 기간에서는, 상기 소정 기간 종료 후와 비교하여, 펄스 폭 및 듀티비가 작다.
본 발명에 관한 모터 시스템은, 상기 모터 구동 시스템의 제1 내지 제3 형태 중 어느 하나와, 상기 제어 회로(91, 92) 및 상기 모터(93)를 내장하는 모터 유닛(9)을 구비한다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제1 형태에 의하면, 모터가 실질적으로 회전하지 않을 때에, 불필요한 전력을 구동 회로에 공급하지 않는다. 또한 명령값 출력 수단과는 독립하여, 개폐 제어 수단이 개폐 수단을 비도통으로 하므로, 명령값 출력 수단에 대하여, 아날로그값이 제1 소정값 미만인지 여부의 판단 처리나, 제1 소정값 미만일 때에 인터럽트 동작 등의 처리를 행하게 할 필요가 없다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제2 형태에 의하면, 모터가 실질적으로 회전하지 않을 때에, 불필요한 전력을 구동 회로나, 명령값 출력 수단에 공급하지 않는다. 또한 명령값 출력 수단과는 독립하여, 개폐 제어 수단이 개폐 수단을 비도통으로 하므로, 명령값 출력 수단에 대하여, 아날로그값이 소정값 미만인지 여부의 판단 처리나, 소정값 미만일 때에 인터럽트 동작 등의 처리를 행하게 할 필요가 없다.
본 발명에 관한 모터 구동 시스템의 제3 형태에 의하면, 구동 회로가 급전되어 그 기능이 정상적으로 동작할 때까지의 동안의 시간 벌기를 행할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징, 국면 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
도 2는 DA 변환 회로의 내부 구성을 예시하는 회로도.
도 3은 전압 검출 회로로서 채용할 수 있는 회로 등의 내부 구성을 예시하는 회로도.
도 4는 전압 검출 회로로서 리셋 IC를 채용한 경우를 도시하는 회로도.
도 5는 아날로그 명령값이 천이할 때의 바람직한 형태를 나타내는 그래프.
도 6은 제1 소정값보다도 제2 소정값이 작은 경우를 예시하는 그래프.
도 7은 전압 검출 회로로서 채용할 수 있는 회로 등의 내부 구성을 예시하는 회로도.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 전압 검출 회로로서 채용되는 회로를 예시하는 회로도.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서 전압 검출 회로로서 채용되는 다른 회로를 예시하는 회로도.
도 11은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
도 12는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
도 13은 전압 검출 회로 및 스위치를 설치하지 않은 경우의 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
제1 실시 형태
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도이다. 도 1에는 당해 모터 시스템이 공기 조화기에 적용되는 경우가 예시된다. 당해 모터 시스템은, 압축기(도시 생략)를 구동하는 압축기용 모터(4)와, 열교환기에 송풍하는 팬(모두 도시 생략)에 회전을 공급하는 팬 모터 유닛(9)을 갖고 있다.
팬 모터 유닛(9)은 모터 유닛이고, 예를 들어 드라이버 내장형 모터이다. 팬 모터 유닛(9)은 팬 드라이버(91), PWM 인버터(92) 및 팬 모터(93)를 내장한다. 단 팬 모터 유닛(9)은, 반드시 팬 드라이버(91) 및 PWM 인버터(92)를 내장하고 있을 필요는 없다. 팬 드라이버(91)가, 혹은 팬 드라이버(91) 및 PWM 인버터(92)가, 팬 모터 유닛(9)의 외부에 설치되어도 된다. 상술한 팬은 팬 모터(93)에 설치된다.
상용 전원(1)으로부터 공급되는 교류 전압은 정류 회로(2)에 의해 일단은 제1 직류 전압으로 정류된다. 제1 직류 전압은 전원선 L2에 의해 스위치 K2를 통하여 PWM 인버터(92)에 공급(급전)된다. 구체적으로는 팬 모터 유닛(9)은 단자(902)를 갖고 있으며, 단자(902)는 PWM 인버터(92)의 고압측에 접속된다. 그리고 전원선 L2는 스위치 K2를 통하여 단자(902)에 접속된다.
제1 직류 전압은 PWM 인버터(3)에 의해 교류 전압으로 변환된다. 그리고 당해 교류 전압이 압축기용 모터(4)에 공급되어, 압축기용 모터(4)가 구동된다.
전원 회로(5)는 상용 전원(1)으로부터 공급되는 교류 전력을 정류하여, 제2 직류 전압과, 제3 직류 전압을 출력한다. 제2 직류 전압은 전원선 L3에, 제3 직류 전압은 전원선 L1에, 각각 출력된다.
MCU(마이크로컴퓨터 유닛)(6)는, 제2 직류 전압을 그 동작 전압으로 하여, 팬 모터(93)의 회전 속도를 명령하는 펄스 형상의 회전 속도 명령 Vspp를 출력한다.
DA 변환 회로(8)는, 제3 직류 전압을 그 동작 전압으로 하여, 포토커플러(7)를 통하여 얻은 회전 속도 명령에 DA 변환을 실시하여 아날로그의 전압값(이하 「아날로그 명령값」이라 가칭) Vsp를 출력한다. 아날로그 명령값 Vsp는, 팬 모터 유닛(9)이 갖는 단자(903)를 통하여 팬 드라이버(91)에 입력한다.
MCU(6), 포토커플러(7) 및 DA 변환 회로(8)는, 팬 모터(93)의 회전이 기초하는 바의 아날로그 명령값 Vsp를 출력하는 명령값 출력 수단으로서 파악할 수 있다. 또한, 팬 모터(93)는 아날로그 명령값 Vsp에 기초한 회전을 공급한다고 파악할 수 있다.
팬 드라이버(91)는, 제3 직류 전압을 그 동작 전압으로 하여, 아날로그 명령값 Vsp에 기초하여 PWM 인버터(92)를 제어한다. 제3 직류 전압은 전원선 L1에 의해 스위치 K1을 통하여 팬 드라이버(91)에 공급(급전)된다. 구체적으로는 팬 모터 유닛(9)은 단자(901)를 갖고 있고, 단자(901)는 팬 드라이버(91)의 고압측에 접속된다. 그리고 전원선 L1은 스위치 K1을 통하여 단자(901)에 접속된다. PWM 인버터(92)는 모터(93)에 전류를 출력하여 모터에 회전 동작을 시킨다. 따라서 PWM 인버터(92)는 팬 드라이버(91)와 더불어, 모터(93)를 구동하는 구동 회로로 파악할 수 있다.
스위치 K1, K2가 도통 상태에 있으면, 각각을 통하여 제3 직류 전압 및 제1 직류 전압이 팬 모터 유닛(9)에 급전된다. 이러한 스위치 K1, K2의 도통/비도통의 제어는 전압 검출 회로(10)에 의해 행해진다. 구체적으로는, 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 이상이면 스위치 K1, K2를 도통시키고, 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 미만이면 스위치 K1, K2를 비도통으로 한다. 이와 같이, 스위치 K1, K2의 도통/비도통을 제어하는 전압 검출 회로(10)는, 아날로그 명령값 Vsp를 출력하는 명령값 출력 수단과는 독립된 개폐 제어 수단으로 파악할 수 있다. 스위치 K1, K2를 통합하여 개폐 수단으로서 파악할 수 있다. 그 경우에는, 상기 구동 회로는 당해 개폐 수단을 통하여 급전된다고 파악된다.
그리고 아날로그 명령값 Vsp가 제1 소정값 미만이며 팬 모터 유닛(9)이 실질적으로 회전하지 않는 것을 의미하는 경우에, 전압 검출 회로(10)는 스위치 K1, K2를 비도통으로 함으로써, 불필요한 전력을 팬 모터 유닛(9)에 공급하지 않는다. 또한 명령값 출력 수단과는 독립하여, 전압 검출 회로(10)는 스위치 K1, K2를 비도통으로 한다. 따라서 명령값 출력 수단에, 소정값 미만인지 여부의 판단 처리나, 소정값 미만일 때의 인터럽트 동작 등의 처리를 행하게 할 필요가 없다.
도 13은 전압 검출 회로(10) 및 스위치 K1, K2를 설치하지 않은 경우의 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도이다. 당해 구성은, 본 실시 형태에 대한 비교예로서 여기에 참조된다. 이와 같은 구성에서는, 팬 모터 유닛(9)이 실질적으로 구동되지 않을 때에도, 팬 드라이버(91) 또는/및 PWM 인버터(3)에 급전됨으로써, 불필요한 전력을 소비해 버린다. 이에 반하여 본 실시 형태에서는, 이러한 불필요한 전력 소비를 피할 수 있다.
물론, 스위치 K1, K2 중 어느 한쪽만을 설치해도 된다. 혹은 스위치 K1, K2의 도통/비도통의 제어를 행하기 위한, 아날로그 명령값 Vsp의 임계값을 서로 다르게 해도 된다. 예를 들어 아날로그 명령값 Vsp가 제1 소정값 미만인지 여부에 따라서 각각 스위치 K1을 비도통/도통으로 하고, 아날로그 명령값 Vsp가 제2 소정값 미만인지 여부에 따라서, 각각 스위치 K2를 비도통/도통으로 해도 된다.
MCU(6)는, 포토커플러(7)에 의해, DA 변환 회로(8), 팬 모터 유닛(9) 및 전압 검출 회로(10)와, 접지가 분리되어 있다. 구체적으로는 포토커플러(7)의 포토다이오드(7a)와 MCU(6)는 접지가 공통되어 있고, 도면 중에서는 당해 접지(이하 「제1 접지」라 가칭)를 삼각형으로 나타내고 있다. 한편, 포토커플러(7)의 포토트랜지스터(7b)와 DA 변환 회로(8), 팬 모터 유닛(9) 및 전압 검출 회로(10)는 각각의 접지가 공통되어 있고, 도면 중에서는 당해 접지(이하 「제2 접지」라 가칭)를 복수의 가로줄을 사용한 기호로 나타내고 있다.
팬 모터 유닛(9)은 단자(904)를 갖고 있다. 팬 모터 유닛(9)의 내부에 있어서 팬 드라이버(91)의 접지측과, PWM 인버터(92)의 접지측이, 단자(904)에 접속되어 있다. 단자(904)는 제2 접지에 접속되어 있다. 정류 회로(2)의 저압측도 또한 제2 접지에 접속되어 있다.
도 2는 DA 변환 회로(8)의 내부 구성을 예시하는 회로도이다. 포토커플러(7)의 포토트랜지스터(7b)는 npn형이고, 그 이미터는 제2 접지에 접속되고, 그 콜렉터는 저항 R81, R82의 직렬 접속을 통하여 전원선 L1에 접속된다. 저항 R81은 저항 R82보다도 전원선 L1측에 설치되고, 양자끼리의 접속점에는 트랜지스터 Q8의 베이스가 접속된다. 트랜지스터 Q8은 pnp형이고, 그 이미터는 전원선 L1에 접속된다.
전원선 L1과 제2 접지 사이에는 저항 R84, R85가 직렬로 접속되고, 저항 R84는 제2 접지측에 설치된다. 저항 R84, R85끼리의 접속점에는 저항 R83을 통하여 트랜지스터 Q8의 콜렉터가 접속되어 있다. 또한, 저항 R84에는 병렬로 콘덴서 C83이 설치되고, 저항 R85에는 병렬로 다이오드 D8이 설치되어 있다. 다이오드 D8의 캐소드가 전원선 L1에 접속된다.
콘덴서 C81은 포토트랜지스터(7b)의 콜렉터-이미터간에 접속된다. 콘덴서 C82는 트랜지스터 Q8의 콜렉터와 제2 접지 사이에 접속된다.
MCU(6)가 출력한 펄스 형상의 회전 속도 명령은, 포토커플러(7)에 있어서, 포토트랜지스터(7b)를 도통/비도통시킨다.
포토트랜지스터(7b)가 비도통일 때에는, 전원선 L1에 인가되는 제3 직류 전압과 제2 접지 사이의 전압이, 저항 R84, R85에 의해 분압된다. 저항 R85의 저항값은 저항 R84의 저항값보다도 매우 크게 설정되기 때문에, 콘덴서 C83은 거의 충전되지 않는다. 예를 들어 저항 R84, R85의 저항값은 각각 1㏀, 200㏀으로 설정된다.
한편, 포토트랜지스터(7b)가 도통할 때에는, 제3 직류 전압과 제2 접지 사이의 전압이, 저항 R81, R82에 의해 분압된다. 분압된 전압은 트랜지스터 Q8의 베이스에 바이어스 전압으로서 인가된다. 예를 들어 저항 R81, R82의 저항값은 서로 동일한 정도로 설정되고, 10㏀으로 설정된다.
트랜지스터 Q8의 베이스에 바이어스 전압이 인가되면, 트랜지스터 Q8은 도통한다. 트랜지스터 Q8이 도통하면, 제3 직류 전압과 제2 접지 사이의 전압은, 저항 R83과 저항 R85의 병렬 접속과, 저항 R84에 의해 분압된다. 저항 R83, R84의 저항값은 서로 동일한 정도로 설정되고, 저항 R85의 저항값은 저항 R83의 저항값의 수배 정도로 설정된다. 예를 들어 저항 R85, R84, R83의 각각의 저항값은, 200㏀, 1㏀, 750Ω으로 설정된다. 따라서 저항 R83, R84에 의해 분압된 전압은 제3 직류 전압과 동일한 정도의 오더의 전압이며, 콘덴서 C83이 충전된다.
콘덴서 C83의 양단 전압은 아날로그 명령값 Vsp로서 출력된다. 여기서는 DA 변환 회로(8)의 접지와 팬 모터 유닛(9)의 접지가 모두 제2 접지이므로, 아날로그 명령값 Vsp로서는 콘덴서 C83의 고압측의 전위를 채용할 수 있다. 따라서 도 2에서는 저항 R83, R84, R85끼리의 접속점을 단자(903)에 접속하고 있다.
상술한 바와 같이 콘덴서 C83은 아날로그 명령값 Vsp를 얻기 위한 적분기로서 기능하기 때문에, 예를 들어 100㎌ 정도의 용량값이 채용된다. 한편, 콘덴서 C81, C82는 노이즈 제거를 위해서 설치되므로, 예를 들어 1000㎊ 정도의 용량값이 채용된다.
다이오드 D8은 전원선 L1로부터 직접 콘덴서 C83으로 충전시키지 않고, 그 때문에 팬 모터 유닛(9)의 단자(903)에 대한 입력 보호로서 기능한다.
도 3은 전압 검출 회로(10)로서 채용할 수 있는 회로(10A) 및 스위치 K1(혹은 스위치 K2)의 내부 구성을 예시하는 회로도이다. 회로(10A)는 전원선 L1과 제2 접지 사이에서 직렬 접속된 저항 R101, R102를 갖는다. 저항 R101, R102에 의해 분압된 전압이, 아날로그 명령값 Vsp와의 비교 기준인 소정값 VSpb로서 채용된다.
회로(10A)는 콤퍼레이터 G10을 더 갖는다. 콤퍼레이터 G10은 아날로그 명령값 Vsp가 상기의 소정값 Vspb 이상인지 여부의 비교 결과에 따라서, 고전위/저전위를 각각 출력한다. 구체적으로는 아날로그 명령값 Vsp가 콤퍼레이터 G10의 비반전 입력단에, 소정값 Vspb가 콤퍼레이터 G10의 반전 입력단에, 각각 입력된다.
회로(10A)는 npn 트랜지스터 Q10 및 저항 R103을 더 갖는다. npn 트랜지스터 Q10의 베이스에는 저항 R103을 통하여 콤퍼레이터 G10의 출력이 인가된다. npn 트랜지스터 Q10의 이미터는 제2 접지에 접속되어, 오픈 콜렉터형의 출력단을 형성하고 있다.
스위치 K1은 pnp형 트랜지스터 Q1 및 저항 R1, R2를 갖고 있다. 트랜지스터 Q1의 이미터는 전원선 L1에 접속되어 있다. 트랜지스터 Q1의 이미터와 베이스 사이에는 저항 R2가 접속되고, 트랜지스터 Q1의 베이스에는 저항 R1의 일단이 접속되어 있다. 트랜지스터 Q1은 오픈 콜렉터형의 출력단을 형성하고, 트랜지스터 Q1의 콜렉터는 단자(901)에 접속된다.
그리고 스위치 K1의 저항 R1의 타단은, 회로(10A)의 트랜지스터 Q10의 콜렉터에 접속된다. 이에 의해, 트랜지스터 Q10의 콜렉터-이미터간에는 저항 R1, R2의 직렬 접속을 통하여, 제3 직류 전압과 제2 접지 사이의 전압이 인가되게 된다.
콤퍼레이터 G10의 출력이 고전위이면(즉 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 이상이면), 트랜지스터 Q10의 베이스에는 저항 R103을 통하여 고전위가 인가되어, 트랜지스터 Q10이 도통하고, 트랜지스터 Q1의 베이스 전위는 저하되어, 트랜지스터 Q1이 도통한다. 이에 의해, 단자(901)에는 전원선 L1이 접속되게 된다.
콤퍼레이터 G10의 출력이 저전위이면(즉 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 미만이면), 트랜지스터 Q10의 베이스에는 저항 R103을 통하여 저전위가 인가되어, 트랜지스터 Q10이 비도통으로 된다. 따라서 트랜지스터 Q1의 베이스 전위가 플로팅 상태로 되어, 트랜지스터 Q1은 비도통으로 된다. 이에 의해, 단자(901)와 전원선 L1 사이는 차단된다.
도 4는 리셋 IC로 통칭되는 회로(10Z)를 전압 검출 회로(10)로서 채용하는 경우의 회로도이다. 리셋 IC(10Z)에는 소정값 Vspb가 설정 가능하고, 이것과 아날로그 명령값 Vsp의 비교 결과에 의해 스위치 K1을 제어한다.
도 3 및 도 4의 어느 회로에 있어서도, 전원선 L1을 전원선 L2로, 스위치 K1을 스위치 K2로, 각각 교체함으로써, 제1 직류 전압의 팬 모터 유닛(9)에의 급전 및 그 정지를 행하기 위한 구성을 얻을 수 있다.
제2 실시 형태
그런데, 상술한 바와 같이 구성함으로써, 팬 모터 유닛(9)이 실질적으로 정지하고 있는 상황에서는, 팬 드라이버(91) 및/또는 PWM 인버터(92)에는 급전이 정지되어 있다. 이러한 상황으로부터 팬 모터 유닛(9)을 구동하는 경우, 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 이상으로 되어 바로 팬 드라이버(91) 및/또는 PWM 인버터(92)에 급전되어도, 이들 기능이 바로는 정상적으로 동작하지 않는 것이 생각된다. 따라서, 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 미만으로부터 이것을 초과한 값으로 천이할 때, 그 천이가 경시적으로 완만한 것이 바람직하다.
도 5는 아날로그 명령값 Vsp가 소정값 Vspb 미만으로부터 이것을 초과한 값Vsp1, Vsp2, Vsp3으로 천이할 때의 바람직한 형태를 나타내는 그래프이다. 단 여기서는 Vsp1<Vsp2<Vsp3으로 하였다. 또한, 값 Vsp0은 팬 모터(93)가 실질적으로 회전하는 최저의 아날로그 명령값 Vsp이다.
도 5에서는 시각 t0에 있어서 MCU(6)로부터 펄스 형상의 회전 속도 명령이 출력되기 시작하는 경우가 예시되어 있다. 이에 의해 아날로그 명령값 Vsp는 시각 t1에서 소정값 Vspb 이상으로 된다. 회전 속도 명령은 처음에는(도 5에서는 시각 t1 내지 t3), 펄스 폭 및 그 듀티비가 작고, 따라서 아날로그 명령값 Vsp는 어느 정도 상승하면, 상승 속도가 완만해진다. 이것은 예를 들어 DA 변환 회로(8)의 콘덴서 C83(도 2)이, 트랜지스터 Q8이 오프하고 있을 때에 저항 R84를 통하여 방전하는 것 등이 원인이다.
이와 같이 아날로그 명령값 Vsp는 시각 t1에서 소정값 Vspb 이상으로 된 후, 시각 t3까지는 상승이 완만, 혹은 평탄(도 5는 이 경우를 예시하고 있음)해진다. 따라서 팬 드라이버(91) 및/또는 PWM 인버터(92)에 급전되어, 이들 기능이 정상적으로 동작할 때까지의 동안의 시간 벌기를 행할 수 있다. 또한 이와 같이 아날로그 명령값 Vsp의 상승이 완만, 혹은 평탄해져 있는 상태에서, 당해 아날로그 명령값 Vsp가 취하는 값을 값 Vsp0보다도 작게 설정함으로써, 팬 드라이버(91) 및/또는 PWM 인버터(92)의 동작이 불안정한 상황에서 팬 모터(93)가 회전하는 것은 방지된다.
시각 t3 후, 회전 속도 명령의 펄스 폭은 크고, 또한 그 듀티비가 커져, 아날로그 명령값 Vsp는 값 Vsp1, Vsp2, Vsp3으로 급격하게 상승한다. 바꾸어 말하면, 회전 속도 명령의 펄스 폭 및 듀티비는, 팬 모터 유닛(9)에 급전이 개시되고 나서 소정 기간(t1 내지 t3)에서는, 당해 소정 기간 종료 후와 비교하여 작다. 도 5에서는 천이하는 회전 속도 명령의 펄스 파형으로서 아날로그 명령값 Vsp가 Vsp3으로 천이하는 경우를 모식적으로 도시하였다.
혹은, 도 4에 예시한 리셋 IC(10Z)를 채용하는 것도 바람직하다. 통상, 리셋 IC는 그 출력이 액티브로 되는 데 필요한 크기의 입력이 얻어져 소정 기간이 경과하고 나서, 출력을 액티브로 하기 때문이다.
제3 실시 형태
스위치 K1, K2를 비도통 상태로부터 도통시키기 위한 아날로그 명령값 Vsp와 비교되어야 할 제1 소정값과, 스위치 K1, K2를 도통 상태로부터 비도통시키기 위한 아날로그 명령값 Vsp와 비교되어야 할 제2 소정값을 서로 다르게 해도 된다. 특히, 제2 소정값을 제1 소정값보다도 작게 하는 것은, 팬 모터(93)를 감속하고 나서 저속 회전을 유지시키는 경우에 바람직하다. 예를 들어 팬 모터(93)는 열교환기에 송풍하는 팬을 구동한다. 열교환기에의 송풍을 완만하게 한 후, 어느 정도의 송풍을 행하는 경우, 상기의 저속 회전을 유지하는 요구가 발생한다.
도 6은 제1 소정값 Vspb보다도 제2 소정값 Vspa가 작은 경우를 예시하는 그래프이다. 시각 ton에 있어서 아날로그 명령값 Vsp가 제1 소정값 Vspb 미만의 값으로부터 제1 소정값 Vspb에 도달하고, 시각 toff에 있어서 아날로그 명령값 Vsp가 제1 소정값 Vspb를 초과한 값으로부터 제2 소정값 Vspa에 도달한 경우가 예시되어 있다. 시각 ton에서 스위치 K1, K2가 비도통(OFF)으로부터 도통(ON)으로 천이하고, 시각 toff에서 스위치 K1, K2가 도통으로부터 비도통으로 천이한다.
이와 같은, 아날로그 명령값 Vsp와 비교되어야 할 소정값이, 소위 히스테리시스를 갖는 형태는, 상술한 리셋 IC(10Z)를 채용함으로써 실현할 수 있다.
혹은 콤퍼레이터 G10에 저항을 추가하여 입력 감도에 히스테리시스를 부여할 수도 있다. 도 7은 전압 검출 회로(10)로서 채용할 수 있는 회로(10B) 및 스위치 K1(혹은 스위치 K2)의 내부 구성을 예시하는 회로도이다. 회로(10B)는 회로(10A)에 저항 R104, R105를 추가한 구성으로 되어 있다. 저항 R104는 저항 R101, R102끼리의 접속점과, 콤퍼레이터 G10의 반전 입력단 사이에 접속된다. 저항 R105는 콤퍼레이터 G10의 반전 입력단과 출력단 사이에 접속된다. 이러한 저항 R104, R105에 의해 입력 감도에 히스테리시스를 부여하는 기술 자체는 주지이므로, 여기서는 설명을 생략한다.
제4 실시 형태
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 모터 시스템의 구성을 도시하는 회로도이다. 본 실시 형태에서는 스위치 K1을, 전원선 L1 상이며 DA 변환 회로(8)보다도 전원 회로(5)측에 설치한다. 이에 의해, 팬 모터 유닛(9)뿐만 아니라, DA 변환 회로(8)에 대한 전력 소비를 저감할 수 있다. 실질적으로 팬 모터(93)를 회전시키지 않는 경우에는 DA 변환 회로(8)를 작동시킬 필요성도 없기 때문이다.
단, 아날로그 명령값 Vsp에 기초하여 DA 변환 회로(8)에의 급전의 개시/정지를 제어하면, 일단 정지한 후에 DA 변환 회로(8)에 다시 급전할 수 없다. 따라서 본 실시 형태에서는 아날로그 명령값 Vsp에 기초하는 것이 아니라, 회전 속도 명령 Vspp에 기초하여 스위치 K1, 혹은 스위치 K1, K2의 개폐를 제어한다.
구체적으로는 전압 검출 회로(10)에는 MCU(6)가 출력하는 회전 속도 명령 Vspp가 입력된다. MCU(6)는 제1 접지에 접속되므로, 전압 검출 회로(10)도 제2 접지가 아니라, 제1 접지에 접속된다. 이에 수반하여, 전압 검출 회로(10)는 제2 직류 전압을 그 동작 전압으로 하게 되어, 전원선 L1이 아니라 전원선 L3이 전압 검출 회로(10)에 접속된다. 회전 속도 명령 Vspp는 펄스 형상이므로, 전압 검출 회로(10)는 이것을 적분하는 수단이 설치된다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서 전압 검출 회로(10)로서 채용되는 회로(10C)를 예시하는 회로도이다. 회로(10C)의 구성은, 도 3에 예시된 회로에 대하여 콘덴서 C101을 추가하여 실현할 수 있다. 콘덴서 C101은 콤퍼레이터 G10의 비반전 입력단과 제1 접지 사이에 설치된다. 이 구성에서는 회전 속도 명령 Vspp가 콘덴서 C101에서 적분된 전압이, 소정값 Vspb와 비교되게 된다. 도 9에 도시된 바와 같이 스위치 K1, K2에는 릴레이 스위치가 채용된다. 전압 검출 회로(10)에는 그 동작 전압으로서 전원선 L3으로부터 제2 직류 전압이 공급되는 한편, 팬 모터 유닛(9)에는 전원선 L1 혹은 전원선 L2로부터 제3 직류 전압 혹은 제1 직류 전압이 공급되기 때문이다.
도 10은 본 실시 형태에 있어서 전압 검출 회로(10)로서 채용되는 다른 회로(10D)를 예시하는 회로도이다. 이 경우에도, 스위치 K1, K2로서 릴레이 스위치가 채용된다. 회로(10D)의 구성은, 도 3에 예시된 회로에 대하여 콘덴서 C102를 추가하여 실현할 수 있다. 콘덴서 C102는 콤퍼레이터 G10의 출력단과 트랜지스터 Q10의 이미터(여기서는 트랜지스터 Q10의 이미터가 제1 접지에 접속되어 있음) 사이에 설치된다. 이 구성에서는 회전 속도 명령 Vspp와 소정값 Vspb가 비교된 결과로 되는 신호를 콘덴서 C102에서 적분한 전압이, 트랜지스터 Q10의 베이스에 인가된다. 당해 적분의 시상수는, 저항 R103과 콘덴서 C102에 의해 결정된다. 적분하여 얻어진 전압이 트랜지스터 Q10의 베이스 바이어스로서 기능하면 트랜지스터 Q10은 온하고, 스위치 K1(K2)도 온한다. 당해 전압이 베이스 바이어스로서 기능하지 않으면 트랜지스터 Q10은 오프하고, 스위치 K1(K2)도 오프한다.
회로(10D)는 트랜지스터 Q10으로서 npn 트랜지스터를 채용하고 있지만, 다른 도전형의 트랜지스터를 채용할 수도 있다. 따라서 콤퍼레이터 G10의 출력은, 회전 속도 명령 Vspp가 소정값 Vspb를 초과함으로써 절대값이 증가하는 신호로서 파악할 수 있다. 그리고, 당해 신호의 적분값이 트랜지스터 Q10의 베이스 바이어스로서 기능하는지 여부에 따라서, 각각 스위치 K1(K2)이 도통/비도통으로 된다. 당해 신호의 적분값이 트랜지스터 Q10의 베이스 바이어스로서 기능하는지 여부라고 하는 것은, 당해 적분값이 다른 소정값 이상인지 다른 소정값 미만인지라고 하는 것으로서 파악할 수 있다.
회로(10D)쪽이, 회로(10C)보다도, MCU(6)의 출력단에 가해지는 부하가 저감되는 관점에서 바람직하다.
제5 실시 형태
MCU(6)가 제1 접지가 아니라 제2 접지에 접속되는 경우에는, 포토커플러(7)에 의한 접지의 분리는 불필요하다. 따라서 DA 변환 회로(8)에는 직접 회전 속도 명령 Vspp가 입력된다. 도 11은 스위치 K1이 전원선 L1 상이며 DA 변환 회로(8)보다도 전원 회로(5)측에 설치되는 경우를 나타낸다. 도 12는 스위치 K1이 전원선 L1 상이며 DA 변환 회로(8)보다도 팬 모터 유닛(9)측에 설치되는 경우를 나타낸다.
본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이며, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 이해된다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 회전 속도 명령에 따른 펄스 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛(6)과,
    개폐 수단(K1)을 갖는 전원선(L1)과,
    상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 급전되며, 상기 펄스 신호를 D/A 변환하여 아날로그값을 출력하는 DA 컨버터(8)와,
    상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 동작 전원이 공급되며, 상기 아날로그값에 기초한 회전을 공급하는 모터(93)를 구동하는 구동 회로(91, 92)와,
    상기 펄스 신호의 적분값이 소정값 미만일 때에 상기 개폐 수단을 비도통으로 하는, 상기 DA 컨버터와는 독립된 개폐 제어 수단(10C)
    을 구비하는 모터 구동 시스템.
  6. 회전 속도 명령에 따른 펄스 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터 유닛(6)과,
    개폐 수단(K1)을 갖는 전원선(L1)과,
    상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 급전되며, 상기 펄스 신호를 D/A 변환하여 아날로그값을 출력하는 명령값 출력 수단(7, 8)과,
    상기 개폐 수단 및 상기 전원선을 통하여 동작 전원이 공급되며, 상기 아날로그값에 기초한 회전을 공급하는 모터(93)를 구동하는 구동 회로(91, 92)와,
    상기 펄스 신호가 소정값을 초과함으로써 절대값이 증가하는 신호의 적분값이 다른 소정값 미만일 때에 상기 개폐 수단을 비도통으로 하는, 상기 명령값 출력 수단과는 독립된 개폐 제어 수단(10D)
    을 구비하는 모터 구동 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 펄스 신호는, 상기 구동 회로(91, 92)에 급전이 개시되고 나서 소정 기간에서는, 상기 소정 기간 종료 후와 비교하여, 펄스 폭 및 듀티비가 작은 모터 구동 시스템.
  8. 제5항 또는 제6항에 기재된 모터 구동 시스템과,
    상기 구동 회로(91, 92) 및 상기 모터(93)를 내장하는 모터 유닛(9)을 구비하는 모터 시스템.
  9. 제7항에 기재된 모터 구동 시스템과,
    상기 구동 회로(91, 92) 및 상기 모터(93)를 내장하는 모터 유닛(9)을 구비하는 모터 시스템.
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