JP2010088233A - Control circuit of motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure where a resistor can securely be melted when an abnormal current occurs in an inverter circuit even if an inexpensive resistor is used in a control circuit of a motor, where the resistor is connected to a high potential side of the inverter circuit having a plurality of switching elements and a shunt resistor is connected to a low potential side of the inverter circuit. <P>SOLUTION: A bypass circuit 16 bypassing the shunt resistor 14 is arranged so that the abnormal current is suppressed to flow in the shunt resistor 14 connected to the low potential side (negative pole side of DC power supply 2) in the inverter circuit 11 when an abnormal current not less than a prescribed value occurs in the inverter circuit 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路の高電位側に保護用の抵抗体が接続され、該インバータ回路の低電位側にシャント抵抗が接続されているモータの制御回路に関し、特に、モータ保護の技術分野に係るものである。   The present invention relates to a motor control circuit in which a protective resistor is connected to the high potential side of an inverter circuit having a plurality of switching elements, and a shunt resistor is connected to the low potential side of the inverter circuit. It relates to the technical field of protection.

従来より、様々な装置の駆動源としてモータが用いられており、該モータの回転駆動を制御するために複数のスイッチング素子を備えた制御回路も知られている。具体的には、一般的な構成のモータは、複数の相の巻線を有する略円筒状の固定子と、複数の磁石を有していて、該固定子に対して回転可能に構成された回転子と、を備えている。このような構成のモータにおいて、上記制御回路が、スイッチング素子のスイッチング動作によって上記固定子の複数の相の巻線に順に通電し、該固定子内に回転磁界を形成することにより、上記磁石を備えた回転子を回転駆動させている。   Conventionally, a motor has been used as a drive source for various devices, and a control circuit including a plurality of switching elements for controlling the rotational drive of the motor is also known. Specifically, a motor having a general configuration includes a substantially cylindrical stator having a plurality of phase windings and a plurality of magnets, and is configured to be rotatable with respect to the stator. And a rotor. In the motor having such a configuration, the control circuit sequentially energizes the windings of the plurality of phases of the stator by a switching operation of the switching element, and forms a rotating magnetic field in the stator, thereby The provided rotor is driven to rotate.

また、上述のような制御回路として、例えば特許文献１に開示されるように、該制御回路に流れる電流を検出するためのシャント抵抗や、スイッチング素子などの短絡故障によって該制御回路内に異常電流が発生した場合に電源側から制御回路へ供給される電力を遮断する回路開閉手段が設けられている構成が知られている。詳しくは、上記特許文献１では、複数のスイッチング素子がブリッジ結線されてなるインバータ回路に対し、高電位（直流電源の正極）側に、該インバータ回路に所定以上の異常電流が流れた場合に電力供給を遮断する回路開閉手段が接続されている一方、上記インバータ回路の低電位（直流電源の負極）側に、上記シャント抵抗が接続されている。上記回路開閉手段は、上記インバータ回路内に異常電流が流れて上記シャント抵抗が断線した場合に、上記インバータ回路への電力供給を遮断するように構成されている。   As the control circuit as described above, for example, as disclosed in Patent Document 1, an abnormal current is generated in the control circuit due to a short circuit fault such as a shunt resistor for detecting the current flowing in the control circuit or a switching element. There is known a configuration provided with a circuit opening / closing means for cutting off the electric power supplied from the power source side to the control circuit in the case of occurrence of this. Specifically, in Patent Document 1, when an abnormal current of a predetermined level or more flows in the inverter circuit on the high potential (positive electrode of the DC power supply) side with respect to the inverter circuit in which a plurality of switching elements are bridge-connected, While the circuit opening / closing means for cutting off the supply is connected, the shunt resistor is connected to the low potential (negative electrode of the DC power supply) side of the inverter circuit. The circuit switching means is configured to cut off the power supply to the inverter circuit when an abnormal current flows in the inverter circuit and the shunt resistor is disconnected.

一方、上記制御回路の別の構成として、例えば図３に示すように、上記回路開閉手段の代わりに、上記インバータ回路１１１内に異常電流が発生した場合に溶断する抵抗体１１５を用いたものも知られている。具体的には、複数のスイッチング素子１１２を備えたインバータ回路１１１の高電位側（直流電源１０３の正極側）に、該インバータ回路１１１内に所定以上の異常電流が発生した場合に溶断する抵抗体１１５が接続されているとともに、該インバータ回路１１１の低電位側（直流電源１０３の負極側）に、上記シャント抵抗１１４が接続されている。
特開２００８−１９０７４９号公報 On the other hand, as another configuration of the control circuit, for example, as shown in FIG. 3, a resistor 115 that melts when an abnormal current is generated in the inverter circuit 111 is used instead of the circuit switching means. Are known. Specifically, a resistor that melts when an abnormal current exceeding a predetermined value is generated in the inverter circuit 111 on the high potential side (the positive electrode side of the DC power supply 103) of the inverter circuit 111 including the plurality of switching elements 112. The shunt resistor 114 is connected to the low potential side of the inverter circuit 111 (the negative electrode side of the DC power supply 103).
JP 2008-190749 A

ところで、上記特許文献１の構成のように、インバータ回路内で発生した異常電流によりシャント抵抗が断線した後に回路開閉手段によって該インバータ回路への電力供給を遮断する構成の場合、上記シャント抵抗の断線を検出する必要があるとともに、その検出結果に応じて回路開閉手段を動作させる必要がある。そうすると、制御回路全体の構成が複雑になるとともに、上記回路開閉手段をスイッチで構成する必要があり、上記図３に示す従来例のように、電力供給の遮断を安価なヒューズなどの抵抗体を用いて行う場合には適用できない。   By the way, when the shunt resistor is disconnected due to an abnormal current generated in the inverter circuit as in the configuration of Patent Document 1, the power supply to the inverter circuit is interrupted by the circuit opening / closing means. And the circuit opening / closing means must be operated in accordance with the detection result. This complicates the overall configuration of the control circuit, and it is necessary to configure the circuit opening / closing means with a switch. As in the conventional example shown in FIG. It is not applicable when used.

一方、上記図３に示す従来例は、上記特許文献１の構成に比べて安価で簡単な構成であるが、インバータ回路内に発生した異常電流がシャント抵抗にも流れる（図中の矢印参照）ため、該シャント抵抗が異常電流によって焼損（断線）すると、本来は低抵抗であるシャント抵抗が高抵抗になる可能性がある。そうすると、インバータ回路内では異常電流の原因が解消されていないのに、上記シャント抵抗によってインバータ回路の高電位側から低電位側への電流の流れが阻害され、該インバータ回路の高電位側（直流電源の正極側）に接続されている抵抗体に該抵抗体を溶断するような電流が流れなくなり、該抵抗体が溶断されない状態が続くことになる。すなわち、上記インバータ回路内で発生する異常電流によって上記シャント抵抗が焼損すると、上記抵抗体が溶断することなく上記インバータ回路内に異常電流が発生するような電圧が印加し続けることになり、該インバータ回路の構成部品やモータ等に損傷を与える可能性がある。   On the other hand, the conventional example shown in FIG. 3 is cheaper and simpler than the configuration of Patent Document 1, but an abnormal current generated in the inverter circuit also flows through the shunt resistor (see arrow in the figure). Therefore, if the shunt resistor is burned out (disconnected) due to an abnormal current, the shunt resistor, which is originally a low resistance, may become a high resistance. Then, although the cause of the abnormal current has not been eliminated in the inverter circuit, the flow of current from the high potential side to the low potential side of the inverter circuit is obstructed by the shunt resistor, and the high potential side (DC A current that melts the resistor does not flow in the resistor connected to the positive electrode side of the power supply, and the resistor is not melted. That is, when the shunt resistor burns out due to an abnormal current generated in the inverter circuit, a voltage that causes an abnormal current to be generated in the inverter circuit is continuously applied without fusing the resistor. It may damage circuit components and motors.

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路の高電位側に抵抗体が接続されるとともに、該インバータ回路の低電位側にシャント抵抗が接続されるモータの制御回路において、安価な抵抗体を用いても、インバータ回路内に異常電流が発生したときに該抵抗体を確実に溶断できるような構成を得ることにある。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to connect a resistor to the high potential side of an inverter circuit having a plurality of switching elements and to reduce the low potential of the inverter circuit. In a motor control circuit to which a shunt resistor is connected on the side, even if an inexpensive resistor is used, the configuration is such that the resistor can be surely blown when an abnormal current is generated in the inverter circuit. .

上記目的を達成するために、本発明に係るモータの制御回路では、インバータ回路の低電位側に接続されるシャント抵抗に対して並列に、該インバータ回路に所定異常の異常電流が流れた場合に該シャント抵抗をバイパスするバイパス回路を設け、該シャント抵抗が焼損して高抵抗にならないようにした。   In order to achieve the above object, in the motor control circuit according to the present invention, when an abnormal current of a predetermined abnormality flows through the inverter circuit in parallel with the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit. A bypass circuit for bypassing the shunt resistor was provided so that the shunt resistor would not burn out and become high resistance.

具体的には、第１の発明は、直流電圧を交流電圧に変換しつつ巻線に対して所定のタイミングで通電するようにスイッチング制御される複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、該インバータ回路の高電位側に接続されて該インバータ回路内で所定以上の異常電流が発生した場合に溶断する抵抗体と、該インバータ回路の低電位側に接続されたシャント抵抗と、を備えたモータの制御回路を対象とする。   Specifically, the first invention includes an inverter circuit having a plurality of switching elements that are switching-controlled so that a winding is energized at a predetermined timing while converting a DC voltage into an AC voltage, and the inverter circuit Control of a motor provided with a resistor connected to the high potential side of the inverter circuit and blown when an abnormal current of a predetermined level or more occurs in the inverter circuit, and a shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit Intended for circuits.

そして、上記シャント抵抗を上記異常電流が流れるのを抑制するように、上記インバータ回路内で該異常電流が発生した場合に上記シャント抵抗をバイパスするバイパス回路を備えているものとする。   In addition, a bypass circuit that bypasses the shunt resistor when the abnormal current is generated in the inverter circuit is provided so as to suppress the abnormal current from flowing through the shunt resistor.

以上の構成により、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路内で、該スイッチング素子の短絡故障等によって所定以上の異常電流が発生した場合、該インバータ回路の低電位側に接続されたシャント抵抗をバイパスするバイパス回路に電流が流れるため、該シャント抵抗が上記異常電流によって焼損するのを防止できる。このように、上記インバータ回路内で発生した異常電流による上記シャント抵抗の焼損を防止することで、該シャント抵抗が高抵抗になるのを防止でき、これにより、該シャント抵抗によって上記インバータ回路の高電位側から低電位側への異常電流の流れが阻害されるのを防止することができる。よって、上記インバータ回路で発生した異常電流によって該インバータ回路の高電位側に設けられた抵抗体を溶断することができ、該インバータ回路を電源側から確実に遮断して、該インバータ回路の構成部品やモータなどに異常な電圧がかかるのを防止することができる。   With the above configuration, when an abnormal current exceeding a predetermined level occurs due to a short circuit failure or the like of the switching element in the inverter circuit having a plurality of switching elements, the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit is bypassed. Since current flows through the bypass circuit, the shunt resistor can be prevented from being burned out by the abnormal current. Thus, by preventing the shunt resistor from being burned out due to an abnormal current generated in the inverter circuit, the shunt resistor can be prevented from becoming high resistance. It is possible to prevent the abnormal current flow from the potential side to the low potential side from being inhibited. Therefore, the resistor provided on the high potential side of the inverter circuit can be blown by the abnormal current generated in the inverter circuit, and the inverter circuit is reliably cut off from the power supply side, and the components of the inverter circuit It is possible to prevent an abnormal voltage from being applied to the motor and the motor.

したがって、上述の構成により、インバータ回路の高電位側に安価な抵抗体が接続された構成でも、該インバータ回路内で異常電流が発生したときには、該異常電流によって上記抵抗体を確実に溶断することができ、該インバータ回路内の構成部品やモータを確実に保護することができる。   Therefore, even if an inexpensive resistor is connected to the high potential side of the inverter circuit by the above-described configuration, when the abnormal current is generated in the inverter circuit, the resistor is surely blown by the abnormal current. Thus, the components and the motor in the inverter circuit can be reliably protected.

ここで、上記所定以上の異常電流とは、上記インバータ回路内が正常動作している際に流れる電流値とは異なり、該インバータ回路内で短絡等が発生して電流が流れた場合に、該インバータ回路内の構成部品に損傷や性能劣化などの影響を与える可能性がある電流値を意味する
上述の構成において、上記バイパス回路は、上記シャント抵抗のインバータ回路側にカソード側が接続されるツェナーダイオードを備えていて、上記ツェナーダイオードは、カソード側に上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に逆方向電流が流れるように構成されているのが好ましい（第２の発明）。 Here, the abnormal current exceeding the predetermined value is different from the current value that flows when the inverter circuit is operating normally, and when a short circuit occurs in the inverter circuit and the current flows, Means a current value that may affect the components in the inverter circuit, such as damage or performance degradation. In the above configuration, the bypass circuit is a Zener diode whose cathode side is connected to the inverter circuit side of the shunt resistor. The Zener diode is preferably configured so that a reverse current flows when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side (second invention).

このように、シャント抵抗のインバータ回路側にカソード側を接続して、該カソード側に上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に逆方向電流が流れるように、ツェナーダイオードを設けることで、簡単且つ安価な構成により、上記インバータ回路内で所定以上の異常電流が発生した場合にのみ上記シャント抵抗をバイパスして電流が流れるバイパス回路を構成することができる。   In this way, by connecting the cathode side to the inverter circuit side of the shunt resistor and providing a Zener diode so that a reverse current flows when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side, With a simple and inexpensive configuration, it is possible to configure a bypass circuit in which current flows by bypassing the shunt resistor only when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit.

また、上記バイパス回路は、上記シャント抵抗のインバータ回路側にカソード側が接続されるツェナーダイオードを備えていて、上記ツェナーダイオードは、カソード側に上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に、内部で短絡破壊が生じてカソード側からアノード側へ電流が流れるように構成されていてもよい（第３の発明）。   The bypass circuit includes a Zener diode whose cathode side is connected to the inverter circuit side of the shunt resistor, and the Zener diode is internally connected when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side. In this case, short-circuit breakdown may occur and current may flow from the cathode side to the anode side (third invention).

これにより、上記第２の発明の構成のように、ツェナーダイオードがインバータ回路内に所定以上の異常電流が発生した場合に逆方向電流が流れるように構成されていなくても、該異常電流によって上記ツェナーダイオードが短絡破壊してバイパス回路側に電流が流れる構成であれば、上記第２の発明と同様、異常電流からシャント抵抗を保護できるようなバイパス回路を構成することができる。   As a result, even if the Zener diode is not configured to flow a reverse current when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit as in the configuration of the second invention, the abnormal current causes the above As long as the Zener diode is short-circuited and a current flows to the bypass circuit side, a bypass circuit that can protect the shunt resistor from an abnormal current can be configured as in the second aspect of the invention.

以上より、本発明に係るモータの制御回路によれば、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路の低電位側に接続されたシャント抵抗に対し、該インバータ回路内に所定以上の異常電流が流れた際に該シャント抵抗をバイパスするバイパス回路を並列に設けたため、上記インバータ回路に所定以上の異常電流が発生した際に、該インバータ回路の高電位側に接続された抵抗体を確実に溶断することができ、該インバータ回路内の構成部品やモータの保護を確実に図れる。   As described above, according to the motor control circuit of the present invention, when an abnormal current exceeding a predetermined value flows in the inverter circuit with respect to the shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit having a plurality of switching elements. Since a bypass circuit that bypasses the shunt resistor is provided in parallel, when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit, the resistor connected to the high potential side of the inverter circuit can be surely blown. Thus, the components and the motor in the inverter circuit can be reliably protected.

また、第２の発明によれば、上記バイパス回路は、上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に逆方向電流が流れるように構成されたツェナーダイオードを備えているため、簡単且つ低コストな構成によって、上記シャント抵抗に対して異常電流を確実にバイパスさせることができる。また、第３の発明のように、ツェナーダイオードを異常電流によって短絡破壊するように構成しても、上記バイパス回路を構成することができ、異常電流から上記シャント抵抗を保護することができる。   According to the second invention, the bypass circuit includes a Zener diode configured to allow a reverse current to flow when a voltage corresponding to the abnormal current is applied. With this configuration, an abnormal current can be reliably bypassed with respect to the shunt resistor. Further, even if the Zener diode is configured to be short-circuit broken by an abnormal current as in the third invention, the bypass circuit can be configured and the shunt resistor can be protected from the abnormal current.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

図１及び図２に、本発明の実施形態に係るモータの制御回路を示す。本実施形態に係るモータ１は、制御回路１０によって所定のタイミングで固定子の巻線２，２，…に電力を供給することにより、該固定子に対して図示しない回転子を回転駆動させる、いわゆるブラシレスＤＣモータである。また、本実施形態に係るモータ１は、そのケーシング内部に、上記制御回路１０が内蔵された、いわゆる駆動回路内蔵モータである。上記モータ１の構成は、一般的なモータと同様の構成なので、詳しい説明については省略する。   1 and 2 show a motor control circuit according to an embodiment of the present invention. The motor 1 according to this embodiment supplies a power to the stator windings 2, 2,... At a predetermined timing by the control circuit 10, thereby rotating a rotor (not shown) to the stator. This is a 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 built in the casing. Since the configuration of the motor 1 is the same as that of a general motor, detailed description thereof is omitted.

上記巻線２，２，…は、特に図示しないが、軸線の周りに略環状に位置するように、固定子の鉄心上に巻回されていて、それぞれの巻線がＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の巻線を構成するように互いに接続されている。そして、上記図１及び図２に示すように、上記Ｕ相、Ｖ相及びＷ相を構成する巻線２，２，…は、その一端側で互いに接続されて中性点Ｎを構成する一方、他端側が上記制御回路１０に接続されている。   Although not shown in particular, the windings 2, 2,... Are wound on the stator iron core so as to be positioned substantially annularly around the axis, and the respective windings are U-phase, V-phase and They are connected to each other so as to form a W-phase three-phase winding. As shown in FIGS. 1 and 2, the windings 2, 2,... Constituting the U phase, V phase and W phase are connected to each other at one end side to constitute a neutral point N. The other end is connected to the control circuit 10.

上記制御回路１０は、固定子内で回転子を所定の回転数で回転させるように、該回転子の回転位置に基づいて固定子の各巻線２に所定のタイミングで通電するよう構成されている。具体的には、上記制御手段１０は、上記３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線２，２，２に対する通電のＯＮ／ＯＦＦを行う複数のスイッチング素子１２，１２，…（図の例では６個のスイッチング素子）が三相ブリッジ結線されたインバータ回路１１と、回転位置検出回路２２で検出された回転子の回転位置に基づいて上記各スイッチング素子１２の駆動を制御するための制御部２１とを備えている。   The control circuit 10 is configured to energize each winding 2 of the stator at a predetermined timing based on the rotational position of the rotor so that the rotor is rotated at a predetermined rotation speed in the stator. . Specifically, the control means 10 includes a plurality of switching elements 12, 12,... That turn ON / OFF energization of the windings 2, 2, 2 of the three phases (U phase, V phase, W phase). In order to control the driving of each switching element 12 based on the inverter circuit 11 in which six switching elements are connected in a three-phase bridge and the rotational position of the rotor detected by the rotational position detection circuit 22. The control part 21 is provided.

上記インバータ回路１１は、２つのスイッチング素子１２，１２を直列に接続してなる３つのスイッチングレグ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが、互いに並列に接続されたもので、各スイッチングレグ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにおいて、スイッチング素子１２，１２間の中点が固定子の各相の巻線２，２，２に接続されている。なお、この実施形態では、上記インバータ回路１１において、上記各スイッチング素子１２は、エンハンスメント形のＭＯＳＦＥＴであり、該各スイッチング素子１２に対して逆並列に保護用ダイオードが設けられている。   In the inverter circuit 11, three switching legs 13a, 13b, 13c formed by connecting two switching elements 12, 12 in series are connected in parallel to each other. In each switching leg 13a, 13b, 13c, The midpoint between the switching elements 12, 12 is connected to the windings 2, 2, 2 of each phase of the stator. In this embodiment, in the inverter circuit 11, each switching element 12 is an enhancement-type MOSFET, and a protective diode is provided in antiparallel to each switching element 12.

また、上記インバータ回路１１は、上記スイッチングレグ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの一端側が直流電源３の正極側（高電位側）に接続されている一方、該スイッチングレグ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの他端側が直流電源３の負極側（低電位側）に接続されている。以下の説明において、上記スイッチング素子１２のうち、上記直流電源３の正極側に接続され且つ巻線２の上流側に位置するスイッチング素子を上流側スイッチング素子、上記直流電源３の負極側に接続され且つ巻線２の下流側に位置するスイッチング素子を下流側スイッチング素子という。   In the inverter circuit 11, one end side of the switching legs 13a, 13b, 13c is connected to the positive side (high potential side) of the DC power supply 3, while the other end side of the switching legs 13a, 13b, 13c is DC. The power source 3 is connected to the negative electrode side (low potential side). In the following description, among the switching elements 12, a switching element connected to the positive side of the DC power source 3 and located upstream of the winding 2 is connected to the upstream side switching element and the negative side of the DC power source 3. A switching element located on the downstream side of the winding 2 is referred to as a downstream switching element.

上記制御部２１は、上記インバータ回路１１内の各スイッチング素子１２を、入力される指令信号及び上記回転位置検出回路２２で検出された回転子の回転位置に基づいて駆動制御するように構成されている。詳しくは、上記制御部２１は、いわゆるＰＷＭ制御を行うように構成されていて、上記指令信号に基づいて生成されるＰＷＭ信号と、上記回転子の回転位置信号とに基づいて、上記上流側スイッチング素子及び下流側スイッチング素子の通電タイミングを決定し、各スイッチング素子１２を駆動するように構成されている。   The control unit 21 is configured to drive and control each switching element 12 in the inverter circuit 11 based on an input command signal and the rotational position of the rotor detected by the rotational position detection circuit 22. Yes. Specifically, 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 rotational position signal of the rotor, the upstream side switching is performed. The energization timing of the element and the downstream side switching element is determined, and each switching element 12 is driven.

具体的には、上記制御部２１は、上記インバータ回路１１において、上流側スイッチング素子を、電気角で１２０度ごとに通電する相が変化するようにスイッチング制御するとともに、下流側スイッチング素子も、電気角で１２０度ごとに、上記上流側スイッチング素子のスイッチング動作によって通電していない相の一つに通電するようにスイッチング制御する。これにより、上記モータ１の固定子内に回転磁界を生成して、該固定子内で回転子を回転させることができる。なお、上記図１中において、上記制御回路１０内の電流の流れの一例を矢印で示す。   Specifically, the control unit 21 performs switching control of the upstream switching element in the inverter circuit 11 so that a phase to be energized every 120 degrees in electrical angle is changed, and the downstream switching element is also electrically connected. Switching control is performed so as to energize one of the phases that is not energized by the switching operation of the upstream side switching element every 120 degrees in angle. Thereby, a rotating magnetic field can be generated in the stator of the motor 1 and the rotor can be rotated in the stator. In FIG. 1, an example of the current flow in the control circuit 10 is indicated by an arrow.

また、上記制御回路１０は、上記インバータ回路１１の直流電源３の負極側（低電位側）に接続されたシャント抵抗１４と、該インバータ回路１１の直流電源３の正極側（高電位側）に接続された抵抗体１５とを備えている。上記シャント抵抗１４は、上記インバータ回路１１内の電流を検出するためのもので、通電時に発生する損失を抑えるために比較的、低抵抗（例えば１Ω以下）になるように構成されている。上記抵抗体１４も、通電時に発生する損失を抑えるように低抵抗に構成されているとともに、上記インバータ回路１１内に所定以上の異常電流が発生した場合に溶融するように構成されている。ここで、所定以上の異常電流とは、上記インバータ回路１１内が正常動作している際に流れる電流値とは異なり、該インバータ回路１１内で短絡等が発生して電流が流れた場合に、該インバータ回路１１内の構成部品に損傷や性能劣化などの影響を与える可能性がある電流値を意味する。なお、上記抵抗体としては、ヒューズなどのように溶断する部材も含まれる。   The control circuit 10 includes a shunt resistor 14 connected to the negative side (low potential side) of the DC power source 3 of the inverter circuit 11 and the positive side (high potential side) of the DC power source 3 of the inverter circuit 11. And a connected resistor 15. The shunt resistor 14 is for detecting the current in the inverter circuit 11, and is configured to have a relatively low resistance (for example, 1Ω or less) in order to suppress a loss that occurs during energization. The resistor 14 is also configured to have a low resistance so as to suppress a loss that occurs during energization, and is configured to melt when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit 11. Here, an abnormal current of a predetermined value or more is different from a current value that flows when the inverter circuit 11 is operating normally, and when a short circuit occurs in the inverter circuit 11 and a current flows, It means a current value that may affect the components in the inverter circuit 11 such as damage or performance degradation. Note that the resistor includes a member to be fused such as a fuse.

ところで、上述のような構成のモータ１において、上記スイッチング素子１２の故障等によってインバータ回路１１内で短絡状態になった場合、該インバータ回路１１内には通常の電流値よりも大きい所定以上の異常電流が発生する。そうすると、図３に示すような従来構成の場合には、上記シャント抵抗１４に異常電流が流れて該シャント抵抗１４が焼損する可能性があり、該シャント抵抗１４が焼損すると、該シャント抵抗１４での抵抗が大きくなって、該焼損したシャント抵抗が上記インバータ回路１１の高電位側から低電位側への異常電流の流れを抑制してしまう。   By the way, in the motor 1 having the above-described configuration, when a short circuit occurs in the inverter circuit 11 due to a failure of the switching element 12 or the like, the inverter circuit 11 has an abnormality exceeding a predetermined value larger than a normal current value. A current is generated. Then, in the case of the conventional configuration as shown in FIG. 3, an abnormal current may flow through the shunt resistor 14 and the shunt resistor 14 may be burned out. When the shunt resistor 14 is burned out, the shunt resistor 14 And the burned shunt resistance suppresses the flow of abnormal current from the high potential side to the low potential side of the inverter circuit 11.

上述のように、焼損して抵抗が大きくなったシャント抵抗１４によって異常電流が抑制されると、上記抵抗体１５を流れる電流値も小さくなり、上記インバータ回路１１内では異常電流が発生している状態であるにもかかわらず上記抵抗体１５は溶断しない、という状態になる。そうすると、上記インバータ回路１１内の構成部品やモータ１などに高い電圧が印加された状態が続いて、該構成部材やモータ１などに損傷を与える可能性がある。   As described above, when the abnormal current is suppressed by the shunt resistor 14 that has been burned out and has increased in resistance, the value of the current flowing through the resistor 15 also decreases, and an abnormal current is generated in the inverter circuit 11. In spite of the state, the resistor 15 is not melted. If it does so, the state in which the high voltage was applied to the component in the said inverter circuit 11, the motor 1, etc. may continue, and this component, the motor 1, etc. may be damaged.

これに対して、本発明では、上記図１及び図２に示すように、上記シャント抵抗１４をバイパスするようなバイパス回路１６を設けて、該バイパス回路１６に、上記シャント抵抗１４のインバータ回路１１側にカソード側が接続されるようにツェナーダイオード１７を設ける。このツェナーダイオード１７は、上記インバータ回路１１内に発生する所定以上の異常電流に対応する電圧が上記カソード側に印加されると、逆方向電流（カソード側からアノード側へ流れる電流）が流れるように構成されている。すなわち、上記ツェナーダイオード１７は、そのツェナー電圧が上記所定以上の異常電流に対応する電圧に設定されており、上記シャント抵抗１４に所定以上の異常電流が流れて、該シャント抵抗１４の両端の電圧が上記ツェナーダイオード１７のツェナー電圧に達した場合に、該ツェナーダイオード１７に上記逆方向電流が流れるように構成されている。これにより、上記図２中に矢印で示すように、上記インバータ回路１１内で異常電流が発生すると、上記ツェナーダイオード１７に逆方向電流が流れて、上記シャント抵抗１４をバイパスするように電流が流れる。   On the other hand, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a bypass circuit 16 that bypasses the shunt resistor 14 is provided, and the inverter circuit 11 of the shunt resistor 14 is provided in the bypass circuit 16. A Zener diode 17 is provided so that the cathode side is connected to the side. 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 an abnormal current exceeding a predetermined value generated in the inverter circuit 11 is applied to the cathode side. It is configured. That is, the Zener diode 17 has a Zener voltage set to a voltage corresponding to the abnormal current greater than or equal to the predetermined value, and an abnormal current greater than or equal to a predetermined value flows through the shunt resistor 14, so that the voltage across the shunt resistor 14 is increased. When the zener voltage of the zener diode 17 is reached, the reverse current flows through the zener diode 17. As a result, as shown by the arrow in FIG. 2, when an abnormal current is generated in the inverter circuit 11, a reverse current flows through the Zener diode 17 and a current flows so as to bypass the shunt resistor 14. .

したがって、以上の構成により、上記インバータ回路１１内で発生した異常電流によって上記シャント抵抗１４が焼損するのを防止でき、焼損したシャント抵抗が大きな抵抗になって上記抵抗体１５での電流の流れを阻害することなく、該抵抗体１５を異常電流によって確実に溶断させることができる。   Therefore, with 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, and the burned shunt resistor becomes a large resistance, and the current flow in the resistor 15 is reduced. Without inhibiting, the resistor 15 can be surely blown out by an abnormal current.

なお、この実施形態では、上記ツェナーダイオード１７を、上記インバータ回路１１内で所定以上の異常電流が発生した場合に逆方向電流が流れるように構成しているが、この限りではなく、該インバータ回路１１内で所定以上の異常電流が発生した場合に、上記ツェナーダイオード１７内で短絡破壊が生じて逆方向（カソード側からアノード側）に電流が流れるように構成してもよい。   In this embodiment, the Zener diode 17 is configured such that a reverse current flows when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit 11. However, the present invention is not limited to this. 11 may be configured such that when an abnormal current exceeding a predetermined value is generated in 11, a short-circuit breakdown occurs in the Zener diode 17 and a current flows in the reverse direction (cathode side to anode side).

−実施形態の効果−
以上より、この実施形態によれば、複数のスイッチング素子１２，１２，…を有するインバータ回路１１の低電位側（直流電源３の負極側）に接続されるシャント抵抗１４に対し、該シャント抵抗１４のインバータ回路１１側にカソード側が接続されるツェナーダイオード１７を有するバイパス回路１６を並列に設けるとともに、該ツェナーダイオード１７を、そのカソード側に上記インバータ回路１１内で発生する所定以上の異常電流に対応する電圧が印加された場合に逆方向電流が流れるように構成することで、上記インバータ回路１１内で所定以上の異常電流が発生しても、該異常電流は上記ツェナーダイオード１７を流れて上記シャント抵抗１４をバイパスするため、該シャント抵抗１４が焼損するのを防止できる。 -Effect of the embodiment-
As described above, according to this embodiment, the shunt resistor 14 is connected to the shunt resistor 14 connected to the low potential side (the negative electrode side of the DC power supply 3) of the inverter circuit 11 having the plurality of switching elements 12, 12,. A bypass circuit 16 having a Zener diode 17 whose cathode side is connected to the inverter circuit 11 side of the inverter circuit 11 is provided in parallel, and the Zener diode 17 is adapted to cope with an abnormal current exceeding a predetermined value generated in the inverter circuit 11 on the cathode side. When a voltage to be applied is applied, a reverse current flows, so that even if an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit 11, the abnormal current flows through the Zener diode 17 and the shunt. Since the resistor 14 is bypassed, the shunt resistor 14 can be prevented from being burned out.

したがって、上記インバータ回路１１内で所定以上の異常電流が発生すると、上記インバータ回路１１の高電位側（直流電源３の正極側）に接続される抵抗体１５に、該抵抗体１５を溶断するような電流が確実に流れるため、上記インバータ回路１１内の構成部品やモータ１の損傷を確実に防止できる。   Therefore, when an abnormal current exceeding a predetermined value is generated in the inverter circuit 11, the resistor 15 is fused to the resistor 15 connected to the high potential side of the inverter circuit 11 (positive electrode side of the DC power supply 3). Therefore, it is possible to reliably prevent damage to the components in the inverter circuit 11 and the motor 1.

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.

上記実施形態では、シャント抵抗１４のバイパス回路１６にツェナーダイオード１７を設けているが、この限りではなく、インバータ回路１１に所定以上の異常電流が発生したときに上記シャント抵抗１４をバイパスして上記バイパス回路１６側に電流が流れるような構成であれば、どのような回路構成であってもよい。   In the above embodiment, the zener diode 17 is provided in the bypass circuit 16 of the shunt resistor 14. However, the present invention is not limited to this, and the shunt resistor 14 is bypassed when an abnormal current exceeding a predetermined value occurs in the inverter circuit 11. Any circuit configuration may be used as long as a current flows to the bypass circuit 16 side.

また、上記実施形態では、インバータ回路１１を直流電源３に対して接続しているが、この限りではなく、交流電源、コンバータ回路及び平滑コンデンサを備えた電源装置に接続してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the inverter circuit 11 is connected with respect to DC power supply 3, you may connect to the power supply device provided with AC power supply, a converter circuit, and a smoothing capacitor, without being restricted to this.

以上説明したように、本発明は、複数のスイッチング素子を有するインバータ回路に対し、その高電位側に、該インバータ回路に所定以上の異常電流が発生したときに溶断する抵抗体が設けられているとともに、低電位側に、シャント抵抗が設けられているモータの制御回路に特に有用である。   As described above, according to the present invention, for an inverter circuit having a plurality of switching elements, a resistor that melts when an abnormal current exceeding a predetermined level is generated on the inverter circuit is provided on the high potential side. In addition, it is particularly useful for a motor control circuit in which a shunt resistor is provided on the low potential side.

本発明の実施形態に係るモータの制御回路の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the control circuit of the motor which concerns on embodiment of this invention. インバータ回路内で異常電流が発生した場合に制御回路内を該異常電流が流れる様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that this abnormal current flows in the control circuit, when abnormal current generate | occur | produces in an inverter circuit. 従来のモータの制御回路の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the control circuit of the conventional motor.

符号の説明Explanation of symbols

１ モータ
２ 巻線
３ 直流電源
１０ 制御回路
１１ インバータ回路
１２ スイッチング素子
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ スイッチングレグ
１４ シャント抵抗
１５ 抵抗体
１６ バイパス回路
１７ ツェナーダイオード
２１ 制御部
２２ 回転位置検出回路
１０３ 直流電源
１１１ インバータ回路
１１２ スイッチング素子
１１４ シャント抵抗
１１５ 抵抗体
Ｎ 中性点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Winding 3 DC power supply 10 Control circuit 11 Inverter circuit 12 Switching element 13a, 13b, 13c Switching leg 14 Shunt resistor 15 Resistor 16 Bypass circuit 17 Zener diode 21 Control part 22 Rotation position detection circuit 103 DC power supply 111 Inverter circuit 112 switching element 114 shunt resistor 115 resistor N neutral point

Claims (3)

直流電圧を交流電圧に変換しつつ巻線に対して所定のタイミングで通電するようにスイッチング制御される複数のスイッチング素子を有するインバータ回路と、該インバータ回路の高電位側に接続されて該インバータ回路内で所定以上の異常電流が発生した場合に溶断する抵抗体と、該インバータ回路の低電位側に接続されたシャント抵抗と、を備えたモータの制御回路であって、
上記シャント抵抗を上記異常電流が流れるのを抑制するように、上記インバータ回路内で該異常電流が発生した場合に上記シャント抵抗をバイパスするバイパス回路を備えていることを特徴とするモータの制御回路。 An inverter circuit having a plurality of switching elements that are controlled to be energized at a predetermined timing while converting a DC voltage into an AC voltage, and the inverter circuit connected to a high potential side of the inverter circuit A control circuit for a motor comprising a resistor that melts when an abnormal current of a predetermined value or more occurs in the inside, and a shunt resistor connected to the low potential side of the inverter circuit,
A motor control circuit comprising a bypass circuit that bypasses the shunt resistor when the abnormal current is generated in the inverter circuit so as to prevent the abnormal current from flowing through the shunt resistor. . 請求項１において、
上記バイパス回路は、上記シャント抵抗のインバータ回路側にカソード側が接続されるツェナーダイオードを備えていて、
上記ツェナーダイオードは、カソード側に上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に逆方向電流が流れるように構成されていることを特徴とするモータの制御回路。 In claim 1,
The bypass circuit includes a Zener diode whose cathode side is connected to the inverter circuit side of the shunt resistor,
The motor control circuit, wherein 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. 請求項１において、
上記バイパス回路は、上記シャント抵抗のインバータ回路側にカソード側が接続されるツェナーダイオードを備えていて、
上記ツェナーダイオードは、カソード側に上記異常電流に対応する電圧が印加された場合に、内部で短絡破壊が生じてカソード側からアノード側へ電流が流れるように構成されていることを特徴とするモータの制御回路。 In claim 1,
The bypass circuit includes a Zener diode whose cathode side is connected to the inverter circuit side of the shunt resistor,
The zener diode is configured such that when a voltage corresponding to the abnormal current is applied to the cathode side, a short-circuit breakdown occurs inside and the current flows from the cathode side to the anode side. Control circuit.
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