JP2013042605A - モータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータのロック保護状態が解除された場合の再起動時においても、簡易的かつ安価な回路構成でモータのソストスタート制御が可能なモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置1は、モータ2を駆動する駆動電流Icの向きを制御する制御回路部10と、駆動電流Icを検出する電流検出回路3と、モータ2の回転数を定常回転数まで増加させる起動時に、駆動電流Icの増加速度を電流検出回路3と協働して抑制する電流制限調整回路20と、モータ2の回転が抑制されたロック状態にモータ2がなった場合に、電流制限調整回路20をリセットするソフトスタート補助回路30とを備えている。制御回路部10は、モータ2がロック状態になった場合に、駆動電流Icを減少させることによりモータ2をロック保護状態にし、モータ2のロック保護状態が解除された場合の再起動時に、ソフトスタート補助回路30は駆動電流Icの増加速度を電流制限調整回路20に抑制させる。
【選択図】図1
【解決手段】モータ駆動装置1は、モータ2を駆動する駆動電流Icの向きを制御する制御回路部10と、駆動電流Icを検出する電流検出回路3と、モータ2の回転数を定常回転数まで増加させる起動時に、駆動電流Icの増加速度を電流検出回路3と協働して抑制する電流制限調整回路20と、モータ2の回転が抑制されたロック状態にモータ2がなった場合に、電流制限調整回路20をリセットするソフトスタート補助回路30とを備えている。制御回路部10は、モータ2がロック状態になった場合に、駆動電流Icを減少させることによりモータ2をロック保護状態にし、モータ2のロック保護状態が解除された場合の再起動時に、ソフトスタート補助回路30は駆動電流Icの増加速度を電流制限調整回路20に抑制させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータ駆動装置に関し、より特定的には、モータのソフトスタート制御を行うモータ駆動装置に関する。
停止した状態のモータの駆動を開始する場合、モータの回転数が定常回転数に達するまでは、モータのコイルには大きな駆動電流が流され、モータの回転数が定常回転数に達した後で、この駆動電流は減少される。コイルに大きな駆動電流が急激に流れることで、コイルに損傷が生じ、モータの信頼性に悪影響を及ぼす場合がある。コイルに大きな駆動電流が急激に流れることを防ぐために、コイルに流れる駆動電流を徐々に増加させるソフトスタート制御と呼ばれるモータの制御方法が提案されている。
また、モータが過負荷によりロック状態(外部負荷により回転が妨げられている状態)となると、過大な電流が流れることでコイルやモータ駆動装置などが過熱する恐れがある。このため、モータがロック状態にある場合には、通常、コイルに流す電流を一時的に低減またはゼロにすることにより、モータがロック状態から保護される。この状態をロック保護状態と呼ぶ。
モータのロック保護状態が解除されてモータが起動される場合(モータの回転数が定常回転数まで増加される場合)に、モータをソフトスタート制御する技術が、たとえば下記特許文献1に開示されている。
下記特許文献1には、モータの回転パルスを検出する回転パルスセンサの出力より、回転数に対応する電流リミッタ回路のしきい値を設定する技術が開示されている。この技術では、ロック時はコイルに流す電流のリミット値を低く設定することでパワー素子の発熱を抑え、起動時は回転数の上昇に従いコイルに流す電流のリミット値を高く設定することにより、ソフトスタートの効果をもたらしている。
しかしながら、特許文献1の技術では、モータの回転数により電流制限値が可変するようにしているため、たとえば低温時や、逆風を受ける中でモータを起動する場合など、通常よりも大きな駆動トルクを要する場合には、モータの電流が小さすぎて起動不良を起こす可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、モータのロック保護状態が解除された場合の再起動時においても、簡易的かつ安価な回路構成でモータのソストスタート制御が可能なモータ駆動装置を提供することである。
本発明の一の局面に従うモータ駆動装置は、モータを駆動する駆動電流の向きを制御する制御部と、駆動電流を検出する検出部と、モータの回転数を定常回転数まで増加させる起動時に、駆動電流の増加速度を検出部と協働して抑制する抑制部と、モータの回転が抑制されたロック状態にモータがなった場合に、抑制部をリセットする抑制補助部とを備え、制御部は、モータがロック状態になった場合に、駆動電流を減少させることによりモータをロック保護状態にし、モータのロック保護状態が解除された場合の再起動時に、抑制補助部は駆動電流の増加速度を抑制部に抑制させる。
上記モータ駆動装置において、好ましくは、制御部は、モータがロック状態になった場合に、ロック状態を示す第1の信号を抑制補助部へ出力し、抑制補助部は、第1の信号を受け付けた場合に、抑制部をリセットする第2の信号を抑制部へ出力する。
上記モータ駆動装置において、好ましくは、抑制部は、起動開始から所定時間の間およびロック保護状態の解除から所定時間の間は、駆動電流の電流制限値を、検出部により設定される第1の電流制限値とし、抑制部は、第1の電流制限値に達した後は、駆動電流の電流制限値を、検出部と抑制部とにより設定される第1の電流制限値よりも高い第2の電流制限値とする。
上記モータ駆動装置において、好ましくは、抑制部は、駆動電流が流れる第1スイッチ回路と、起動時に第1スイッチ回路を流れる駆動電流を時間経過とともに増加させる時定数回路とを含み、モータがロック状態になった場合に、抑制補助部は第1スイッチ回路をリセットする。
上記モータ駆動装置において、好ましくは、第1スイッチ回路は検出部と並列に接続され、かつ第1スイッチ回路は、抵抗素子と、抵抗素子に対して直列に接続された第1のスイッチ素子とを含み、補助抑制部は、モータがロック状態になった場合に、第1のスイッチ素子をオフ動作させる第2のスイッチ素子を含む第2スイッチ回路を備える。
上記モータ駆動装置において、好ましくは、時定数回路は、第1のスイッチ素子の導通状態を調節する電位を保持する容量素子を含む。
本発明によれば、モータのロック保護状態が解除された場合の再起動時においても、簡易的かつ安価な回路構成でモータのソストスタート制御が可能なモータ駆動装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施の形態におけるモータ駆動装置1の回路構成の概要を示すブロック図である。
図1に示すモータ駆動装置1は、モータ2を駆動制御するためのものである。モータ駆動装置1は、モータ2を駆動制御する制御回路部10(制御部の一例)と、モータ2の駆動電流Icを検出する電流検出回路3(検出部の一例)と、電流検出回路3に接続された電流制限調整回路20(抑制部の一例)と、ソフトスタート補助回路30(抑制補助部の一例)と、回転位置検出回路4とを備える。制御回路部10は電流検出回路3および回転位置検出回路4と接続されており、電流検出回路3は電流制限調整回路20と接続されている。電流制限調整回路20は、時定数回路21と第1スイッチ回路22とを含んでいる。ソフトスタート補助回路30は、制御回路部10および電流制限調整回路20と接続されている。ソフトスタート補助回路30は、分圧回路31と第2スイッチ回路32とを含んでいる。
回転位置検出回路4は、たとえばホール素子などを含んでいる。回転位置検出回路4は、たとえばホール素子の出力信号に基づいて、モータ2における回転子の位置を検出する。
制御回路部10は、モータ2を駆動する駆動電流Icの向きを制御するものである。制御回路部10は、モータ2に駆動電流Icを供給するモータ駆動回路(インバータ回路)11と、モータ駆動回路11を制御するモータ制御部12と、回転位置検出回路4(たとえば、ホール素子を含む)からの検出信号の入力を受け付けるロック判定回路13とを含む。モータ制御部12は、目標とするトルクに応じてパルス幅変調された駆動信号S1〜S4を生成し、モータ駆動回路11に対して出力する。モータ制御部12は、モータ駆動回路11を制御して、モータ2を駆動する駆動電流Icの向きを切り替える。ロック判定回路13は、制御回路部10に接続された回転位置検出回路4からの検出信号に基づいて、モータ2が定常運転状態(定常駆動状態)にある場合または起動時にはローレベルの信号を、モータ2がロック状態にある場合にはハイレベルの信号(ロック状態識別信号)をソフトスタート補助回路30に出力する。
制御回路部10は、モータがロック状態になった場合に、駆動電流Icを減少させることにより、モータ2を一定時間ロック保護状態にする。一定時間経過後、ロック保護状態を解除し、モータ2に駆動電流Icを再び流す。
定常運転状態とは、モータ2が定常回転数で回転し、かつ駆動電流Icが定常値である状態を意味している。ロック状態とは、モータ2に駆動電流Icが流れているにもかかわらず、外部負荷によりモータ2の回転が妨げられている状態を意味している。ロック保護状態とは、モータ2がロック状態になった場合に、駆動電流Icを減少させることによりモータ2を保護する状態を意味している。
モータ駆動回路11は、スイッチ素子Q1〜Q4を含んでいる。スイッチ素子Q1〜Q4はHブリッジ回路を構成している。スイッチ素子Q1〜Q4のゲート端子の各々はモータ制御部12と接続されている。スイッチ素子Q1およびQ3は、たとえばpチャネル型FET(Field Effect Transistor)よりなっており、スイッチ素子Q2およびQ4は、たとえばnチャネル型FETよりなっている。
スイッチ素子Q1とスイッチ素子Q2とは、直流源Vccと電流検出回路3との間に直列に接続されている。スイッチ素子Q1のソース端子は直流源Vccと接続されている。スイッチ素子Q1のドレイン端子はスイッチ素子Q2のドレイン端子と接続されている。スイッチ素子Q2のソース端子は電流検出回路3と接続されている。
スイッチ素子Q3とスイッチ素子Q4とは、直流源Vccと電流検出回路3との間に直列に接続されている。スイッチ素子Q3のソース端子は直流源Vccと接続されている。スイッチ素子Q3のドレイン端子はスイッチ素子Q4のドレイン端子と接続されている。スイッチ素子Q4のソース端子は電流検出回路3と接続されている。
モータ2の一方の端部は、スイッチ素子Q1のドレイン端子とスイッチ素子Q2のドレイン端子との間に接続されている。モータ2の他方の端部は、スイッチ素子Q3のドレイン端子とスイッチ素子Q4のドレイン端子との間に接続されている。
スイッチ素子Q1〜Q4の各々のオンオフは、駆動信号S1〜S4の各々によって制御される。スイッチ素子Q1とスイッチ素子Q2との接続点の電圧は、スイッチ信号SW1としてモータ2のコイルの一端に印加される。スイッチ素子Q3とスイッチ素子Q4との接続点の電圧は、スイッチ信号SW2としてモータ2のコイルの他端に印加される。スイッチ素子Q1およびQ3は、交互に相補的にオンオフする。スイッチ素子Q1とスイッチ素子Q2との通電状態は常に互いに逆になり、スイッチ素子Q3とスイッチ素子Q4との通電状態は常に互いに逆になる。スイッチ素子Q1がオンであり,スイッチ素子Q2がオフである場合、スイッチ信号SW1の電位は直流源Vccの電位となる。スイッチ素子Q3がオンであり、スイッチ素子Q4がオフである場合、スイッチ信号SW2の電位は直流源Vccの電位となる。スイッチ信号SW2の電位は、スイッチ信号SW1の電位と逆相となるようにモータ制御部12によって制御される。
たとえば、スイッチ信号SW1の電位が直流源Vccの電位である場合、駆動電流Icはモータ2のコイルの一端から他端(図1中上から下)へ流れる。一方、スイッチ信号SW2の電位が直流源Vccの電位である場合、駆動電流Icはモータ2のコイルの他端から一端(図1中下から上)へ流れる。したがって、モータ制御部12は、モータ駆動回路11のスイッチ素子Q1〜Q4の各々のオンオフを制御し、それによりモータ2を駆動する駆動電流Icの向きを制御する。
図2は、電流検出回路3、電流制限調整回路20、およびソフトスタート補助回路30の具体的な回路構成を含むモータ駆動装置1の詳細な回路図である。
図2において、電流検出回路3はモータ2の駆動電流Icを検出する回路であり、電流検出抵抗R1を含んでいる。電流検出抵抗R1の一端はスイッチ素子Q2のソース端子およびスイッチ素子Q4のソース端子と接続されている。電流検出抵抗R1の他端は接地電位GNDに接続されている。電流検出回路3は、電流検出抵抗R1で発生する電圧降下を、モータ2の駆動電流Icに応じた検出電圧としてモータ制御部12へ出力する。
電流制限調整回路20は、モータ2の回転数を定常回転数まで増加させる起動時に、モータ2の駆動電流Icの増加速度を電流検出回路3と協働して抑制する回路である。電流制限調整回路20は、モータ2の起動時に駆動電流Icの電流制限値(最大値)を抑制するソフトスタート機能を有する。電流制限調整回路20は、互いに接続された時定数回路21と第1スイッチ回路22とを含んでいる。第1スイッチ回路22は、駆動電流Icが流れる回路である。時定数回路21は、モータ2の起動時に第1スイッチ回路22を流れる駆動電流Icを時間経過とともに増加させる回路である。
時定数回路21は、抵抗素子R3と、コンデンサC1(容量素子の一例)とを含んでいる。抵抗素子R3およびコンデンサC1は、直流源Vddと接地電位GNDとの間に直列に接続されている。抵抗素子R3の一端は、直流源Vddに接続されている。抵抗素子R3の他端は、コンデンサC1の一方の電極に接続されている。コンデンサC1の他方の電極は、接地電位GNDに接続されている。
第1スイッチ回路22は、電流検出回路3に対して並列に接続されている。第1スイッチ回路22の一端は、スイッチ素子Q2のソース端子およびスイッチ素子Q4のソース端子と接続されている。第1スイッチ回路22の他端は、接地電位GNDに接続されている。第1スイッチ回路22は、互いに直列に接続された調整抵抗R2(抵抗素子の一例)と、スイッチ素子Q5(第1のスイッチ素子の一例)とを含んでいる。スイッチ素子Q5は、たとえばnチャネル型FETよりなっている。調整抵抗R2の一端は、スイッチ素子Q2のソース端子およびスイッチ素子Q4のソース端子と接続されている。調整抵抗R2の他端は、スイッチ素子Q5のドレイン端子に接続されている。スイッチ素子Q5のソース端子は、接地電位GNDに接続されている。スイッチ素子Q5のゲート端子は、コンデンサC1の一方の電極に接続されている。コンデンサC1は、スイッチ素子Q5の導通状態を調節する電位を保持する。
ソフトスタート補助回路30は、モータ2がロック状態になった場合に、電流制限調整回路20をリセットする回路である。また、ソフトスタート補助回路30は、ロック保護状態が解除された場合の起動時に、駆動電流Icの増加速度を電流制限調整回路20に抑制させる回路である。ソフトスタート補助回路30は、互いに接続された分圧回路31と第2スイッチ回路32とを含んでいる。分圧回路31は、第2スイッチ回路32のスイッチ素子Q6のベース端子に印加される電位を調節するための回路である。第2スイッチ回路32は、モータ2がロック状態になった場合に、スイッチ素子Q5をオフ動作させる回路である。
分圧回路31は、互いに直列に接続された抵抗素子R4およびR5を含んでいる。抵抗素子R4の一端は、直流源Vddに接続されている。抵抗素子R4の他端は、抵抗素子R5の一端と、ロック判定回路13とに接続されている。抵抗素子R5の他端は、接地電位GNDに接続されている。
第2スイッチ回路32は、スイッチ素子Q6(第2のスイッチ素子の一例)を含んでいる。スイッチ素子Q6は、たとえばnチャネル型バイポーラトランジスタよりなっている。スイッチ素子Q6のベース端子は、抵抗素子R4と抵抗素子R5との接続点に接続されている。スイッチ素子Q6のコレクタ端子は、コンデンサC1の一方の電極と、スイッチ素子Q5のゲート端子と、抵抗素子R3の他方の端子とに接続されている。スイッチ素子Q6のエミッタ端子は、接地電位GNDに接続されている。
続いて、モータ駆動装置1の電源がオンされた場合のモータ2の起動時と、モータ2がロック状態となった場合との各々におけるモータ駆動装置1の動作について説明する。
モータ駆動装置1の電源がオンされた場合、制御回路部10は、たとえば、スイッチ素子Q1およびQ4をオンし、スイッチ素子Q2およびQ3をオフする。これにより、スイッチ信号SW1に直流源Vccの電位が与えられ、スイッチ信号SW2の電位は電位V1=(駆動電流Ic×電流検出抵抗R1の抵抗値)となる。その結果、電流検出抵抗R1の両端には電位V1と接地電位GNDとの電位差に相当する電圧が印加される。
なお、スイッチ素子Q2およびQ3がオンされ、スイッチ素子Q1およびQ4がオフされてもよい。この場合には、スイッチ信号SW2に直流源Vccの電位が与えられ、スイッチ信号SW1の電位は電位V1となる。この場合にも、電流検出抵抗R1および調整抵抗R2の両端には電位V1と接地電位GNDとの電位差に相当する電圧が印加される。
一方、時定数回路21では、モータ2の起動直後にはコンデンサC1に電荷が蓄積されておらず、スイッチ素子Q5はオンしない。このため、調整抵抗R2には駆動電流Icは流れず、電流検出抵抗R1にのみ駆動電流Icは流れる。その結果、駆動電流Icの増加速度が抑制される。
ロック判定回路13は、起動時にローレベルの信号をソフトスタート補助回路30に出力するので、スイッチ素子Q6はオフのままである。したがって、時間経過とともにコンデンサC1の電極には、直流源Vddの作用により電荷が蓄積する。コンデンサC1に電荷が蓄積すると、その電荷量に応じてコンデンサC1の抵抗素子R3側の電極の電位が上昇し、スイッチ素子Q5がオンする。このため、時定数回路21の働きによって調整抵抗R2に流れる電流が時間経過とともに徐々に増加する。その結果、駆動電流Icの増加速度が電流検出回路3と電流制限調整回路20との協働により抑制される。
モータ2がロック状態となった場合、ソフトスタート補助回路30は、モータ2がロック状態にあることを示すハイレベルの信号を、ロック判定回路13から受け付ける。この信号によってスイッチ素子Q6がオンし、コンデンサC1の抵抗素子R3側の電極に接地電位GNDが与えられる。コンデンサC1の抵抗素子R3側の電極に蓄積した電荷は放出される。その結果、スイッチ素子Q5はオフされ、電流制限調整回路20(第1スイッチ回路22)はリセットされる。その後、制御回路部10によってモータ2に流れる駆動電流Icが減少され、モータ2はロック保護状態とされる。所定時間ロック保護状態とされた後、モータ2のロック保護状態は解除される。
モータ2のロック保護状態が解除された場合、モータの起動が開始される。ソフトスタート補助回路30は、起動時であることを示すローレベルの信号を、ロック判定回路13から受け付ける。この信号によってスイッチ素子Q6がオフし、ソフトスタート補助回路30は電流制限調整回路20から電気的に絶縁される。その後のモータ駆動装置1の動作は、モータ駆動装置1の電源がオンされた場合のモータ駆動装置1の動作と同様である。
すなわち、制御回路部10は、たとえば、スイッチ素子Q1およびQ4をオンし、スイッチ素子Q2およびQ3をオフする。これにより、スイッチ信号SW1に直流源Vccの電位が与えられ、スイッチ信号SW2の電位は電位V1となる。その結果、電流検出抵抗R1の両端には電位V1と接地電位GNDとの電位差に相当する電圧が印加される。
一方、時定数回路21では、モータ2の起動直後にはコンデンサC1に電荷が蓄積されておらず、スイッチ素子Q5はオンしない。このため、調整抵抗R2には駆動電流Icは流れず、電流検出抵抗R1にのみ駆動電流Icは流れる。その結果、駆動電流Icの増加速度が抑制される。
時間経過とともに、コンデンサC1の電極には、直流源Vddの作用により電荷が蓄積する。コンデンサC1に電荷が蓄積すると、その電荷量に応じてコンデンサC1の抵抗素子R3側の電極の電位が上昇し、スイッチ素子Q5がオンする。このため、時定数回路21の働きによって調整抵抗R2に流れる電流が時間経過とともに徐々に増加する。その結果、駆動電流Icの増加速度が電流検出回路3と電流制限調整回路20との協働により抑制される。
図3は、本発明の一実施の形態のモータ駆動装置1における駆動電流Icの推移を模式的に示すタイムチャートである。
なお図3において、矢印A1およびA2は、電流制限調整回路を備えていないモータ駆動装置の場合の駆動電流Icを示している。矢印B1およびB2は、本実施の形態のモータ駆動装置1の場合の駆動電流Icを示している。
図3において、時刻t0でモータ駆動装置の電源がオンされると、駆動電流Icが増加し、モータ2の起動が開始される。時刻t10で、モータ2は定常運転状態となる。時刻t20で、モータ2は定常運転状態からロック状態に変わる。すなわち、駆動電流Icが瞬間的に制限電流値I4まで達し、モータ2の回転数がゼロとなる。モータ2がロック状態となると、制御回路部10によってモータ2はロック保護状態とされる。すなわち、制御回路部10は駆動電流Icを減少し、モータ2の回転を停止させる。時刻t20から所定時間経過後である時刻t30に、制御回路部10によってモータ2のロック保護状態が解除されると、駆動電流Icは再び増加し、モータ2の起動が開始される。時刻t40で、モータ2は定常運転状態となる。
図3において、「起動期間」とは、モータ駆動装置1の電源がオンされてからモータ2が定常運転状態になるまでの期間を示している。「ロック保護期間」とは、モータ2がロック状態となってから、モータ2のロック保護状態が解除されるまでの期間を示している。「ロック保護解除期間」とは、モータ2のロック保護状態が解除されてモータ2の起動が開始されてから、モータ2が定常運転状態となるまでの期間を示している。「定常運転期間」とは、モータ2が定常運転状態にある期間を示している。
図4は、図3における起動期間(時刻t0から時刻t10までの期間)における駆動電流Icの推移を模式的に示すタイムチャートである。
図4において、電流制限調整回路を備えていないモータ駆動装置の場合(矢印A1の場合)、駆動電流Icの電流制限値は、電流検出抵抗R1の抵抗値によって設定される。起動時に十分なトルクをモータ2で発生させるためには、駆動電流Icを大きくする必要があるので、電流検出抵抗R1の抵抗値は、比較的低く設定されている。たとえば、電流検出抵抗R1に印加される電圧が2Vであり、駆動電流Icの電流制限値を2Aに設定したい場合、電流検出抵抗R1は1Ωに設定される。
電流制限調整回路を備えていないモータ駆動装置の場合、時刻t0でモータ駆動装置の電源がオンされ、モータ2の起動が開始されると、駆動電流Icがモータ2に流れ、モータ2の回転数が増加する。駆動電流Icは急激に増加するので、モータ2の回転数が定常回転数に達する前に、時刻t3において駆動電流Icは電流制限値I4(=2A)に達する。時刻t5でモータ2の回転数が定常回転数に達するまで、電流制限値I4と等しい駆動電流Icがモータ2に流れる。時刻t5でモータ2の回転数が定常回転数に達すると、駆動電流Icが徐々に定常値である電流I2まで低下し、時刻t10で定常運転期間に移行する。
これに対して、モータ駆動装置1の場合(矢印B1の場合)、駆動電流Icの電流制限値は、起動開始直後は電流検出抵抗R1の抵抗値によって設定される。駆動電流Icの電流制限値は、時間の経過とともに時定数回路21の働きによって徐々に増加する。駆動電流Icの電流制限値は、最終的には電流検出抵抗R1と調整抵抗R2との合成抵抗値(並列抵抗値)で設定される。たとえば、電流検出抵抗R1に印加される電圧が2Vである場合には、電流検出抵抗R1は4Ωに設定される。
モータ駆動装置1の場合、時刻t0でモータ駆動装置1の電源がオンされ、モータ2の起動が開始されると、駆動電流Icがモータ2に流れ、モータ2の回転数が増加する。駆動電流Icは時刻t1において電流制限値I1(=0.5A)に達し、時刻t1から時刻t2までの間は電流制限値I1(第1の電流制限値)に抑制される。時刻t0から時刻t2の間は、駆動電流Icの全てが電流検出抵抗R1に流れる。時刻t2以降、スイッチ素子Q5がオンし、駆動電流Icは電流検出抵抗R1と第1スイッチ回路22とに流れるため、駆動電流Icの電流制限値は、時定数回路21のCR時定数によって決まる増加率で、電流制限値I4(上限値、第2の電流制限値)に向かって増加する。電流制限値I4は、電流検出抵抗R1と調整抵抗R2との合成抵抗値(R2=1.35Ωの場合にはおよそ1Ω)によって決まる値である。駆動電流Icは電流制限値の増加とともに緩やかに増加する。しかし、駆動電流Icおよび電流制限値が電流制限値I4に達する前の時刻t6において、モータ2の回転速度が定常回転数に達するため、モータ制御部12によって駆動電流Icは徐々に定常値まで減少される。その結果、駆動電流Icは、時刻t6におけるピーク電流I3を経て定常値である電流I2まで低下し、時刻t10において定常運転期間に移行する。一方、駆動電流Icの電流制限値は、最終的には電流制限値I4に達する。
図5は、図3におけるロック保護解除期間(時刻t30から時刻t40までの期間)における駆動電流Icの推移を模式的に示すタイムチャートである。
図5において、電流制限調整回路を備えていないモータ駆動装置の場合(矢印A2の場合)、時刻t30でモータ2のロック保護状態を解除すると、駆動電流Icがモータ2に流れ、モータ2の回転数が増加する。駆動電流Icは急激に増加するので、モータ2の回転数が定常回転数に達する前に、時刻t33において駆動電流Icは電流制限値I4(=2A)に達する。時刻t35でモータ2の回転数が定常回転数に達するまで、電流制限値I4と等しい駆動電流Icがモータ2に流れる。時刻t35でモータ2の回転数が定常回転数に達すると、駆動電流Icが徐々に定常値である電流I2まで低下し、時刻t40で定常運転期間に移行する。
これに対して、モータ駆動装置1の場合(矢印B2の場合)、時刻t30でモータ2のロック保護状態を解除すると、駆動電流Icがモータ2に流れ、モータ2の回転数が増加する。駆動電流Icは時刻t31において電流制限値I1(=0.5A)に達し、時刻t31から時刻t32までの間は電流制限値I1に抑制される。時刻t30から時刻t32の間は、駆動電流Icの全てが電流検出抵抗R1に流れる。時刻t32以降、スイッチ素子Q5がオンし、駆動電流Icは電流検出抵抗R1と第1スイッチ回路22とに流れるため、駆動電流Icの電流制限値は、時定数回路21のCR時定数によって決まる増加率で電流制限値I4に向かって増加する。電流制限値I4は、電流検出抵抗R1と調整抵抗R2との合成抵抗値(R2=1.35Ωの場合にはおよそ1Ω)によって決まる値である。駆動電流Icは電流制限値の増加とともに緩やかに増加する。しかし、駆動電流Icおよび電流制限値が電流制限値I4に達する前の時刻t36において、モータ2の回転速度が定常回転数に達するため、モータ制御部12によって駆動電流Icは徐々に定常値まで減少される。その結果、駆動電流は、時刻t36におけるピーク電流I3を経て定常値である電流I2まで低下し、時刻t40において定常運転期間に移行する。一方、駆動電流Icの電流制限値は、最終的には電流制限値I4に達する。
[実施の形態の効果]
上述の実施の形態によれば、モータ駆動装置1の電源がオンされた場合に加えてロック保護状態が解除された場合のモータ2の再起動時においても、簡易的で安価な回路構成でモータ駆動時のソフトスタート制御が可能となり、ピーク電流を抑制することができる。モータの回転数により電流制限値が依存することなくソフトスタート制御が可能であるため、モータを安定的に起動させることができる。
上述の実施の形態によれば、モータ駆動装置1の電源がオンされた場合に加えてロック保護状態が解除された場合のモータ2の再起動時においても、簡易的で安価な回路構成でモータ駆動時のソフトスタート制御が可能となり、ピーク電流を抑制することができる。モータの回転数により電流制限値が依存することなくソフトスタート制御が可能であるため、モータを安定的に起動させることができる。
また、モータ駆動装置1の電源がオンされた場合およびロック保護状態が解除された場合のモータ2の起動時の駆動電流Icの上昇の割合(増加率)を、時定数回路21のCR時定数で設定することができる。また、モータ2のピーク電流の最大値を電流検出抵抗R1と調整抵抗R2との合成抵抗値で設定することができる。その結果、モータ2のコイル(モータコイル)に流れる駆動電流Icの電流制限値を容易に調整することができる。
[その他]
なお、上述の実施の形態においては、スイッチ素子Q1〜Q5の各々がFETである場合について示したが、スイッチ素子Q1〜Q5の各々はこれに限定されるものではなく、たとえばバイポーラトランジスタなどであってもよい。スイッチ素子Q6は、バイポーラトランジスタである場合の他、たとえばFETなどであってもよい。但しスイッチ素子は、オン抵抗が小さくスイッチング損失が少ないことが望ましい。制御回路部10、電流検出回路3、電流制限調整回路20、およびソフトスタート補助回路30の各々の構成は、制御部、検出部、抑制部、および抑制補助部の一例であり、制御部、検出部、抑制部、および抑制補助部の各々は上述以外の構成を有していてもよい。
なお、上述の実施の形態においては、スイッチ素子Q1〜Q5の各々がFETである場合について示したが、スイッチ素子Q1〜Q5の各々はこれに限定されるものではなく、たとえばバイポーラトランジスタなどであってもよい。スイッチ素子Q6は、バイポーラトランジスタである場合の他、たとえばFETなどであってもよい。但しスイッチ素子は、オン抵抗が小さくスイッチング損失が少ないことが望ましい。制御回路部10、電流検出回路3、電流制限調整回路20、およびソフトスタート補助回路30の各々の構成は、制御部、検出部、抑制部、および抑制補助部の一例であり、制御部、検出部、抑制部、および抑制補助部の各々は上述以外の構成を有していてもよい。
上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 モータ駆動装置
2 モータ
3 電流検出回路
4 回転位置検出回路
10 制御回路部
11 モータ駆動回路
12 モータ制御部
13 ロック判定回路
20 電流制限調整回路
21 時定数回路
22 第1スイッチ回路
30 ソフトスタート補助回路
31 分圧回路
32 第2スイッチ回路
C1 コンデンサ
GND 接地電位
Ic 駆動電流
Q1〜Q6 スイッチ素子
R1 電流検出抵抗
R2 調整抵抗
R3〜R5 抵抗素子
S1〜S4 駆動信号
SW1,SW2 スイッチ信号
Vcc 直流源
Vdd 直流源
2 モータ
3 電流検出回路
4 回転位置検出回路
10 制御回路部
11 モータ駆動回路
12 モータ制御部
13 ロック判定回路
20 電流制限調整回路
21 時定数回路
22 第1スイッチ回路
30 ソフトスタート補助回路
31 分圧回路
32 第2スイッチ回路
C1 コンデンサ
GND 接地電位
Ic 駆動電流
Q1〜Q6 スイッチ素子
R1 電流検出抵抗
R2 調整抵抗
R3〜R5 抵抗素子
S1〜S4 駆動信号
SW1,SW2 スイッチ信号
Vcc 直流源
Vdd 直流源
Claims (6)
- モータを駆動する駆動電流の向きを制御する制御部と、
前記駆動電流を検出する検出部と、
前記モータの回転数を定常回転数まで増加させる起動時に、前記駆動電流の増加速度を前記検出部と協働して抑制する抑制部と、
前記モータの回転が抑制されたロック状態に前記モータがなった場合に、前記抑制部をリセットする抑制補助部とを備え、
前記制御部は、前記モータがロック状態になった場合に、前記駆動電流を減少させることにより前記モータをロック保護状態にし、
前記モータのロック保護状態が解除された場合の再起動時に、前記抑制補助部は前記駆動電流の増加速度を前記抑制部に抑制させる、モータ駆動装置。 - 前記制御部は、前記モータがロック状態になった場合に、ロック状態を示す第1の信号を前記抑制補助部へ出力し、
前記抑制補助部は、前記第1の信号を受け付けた場合に、前記抑制部をリセットする第2の信号を前記抑制部へ出力する、請求項1に記載のモータ駆動装置。 - 前記抑制部は、起動開始から所定時間の間およびロック保護状態の解除から所定時間の間は、前記駆動電流の電流制限値を、前記検出部により設定される第1の電流制限値とし、
前記抑制部は、前記第1の電流制限値に達した後は、前記駆動電流の電流制限値を、前記検出部と前記抑制部とにより設定される前記第1の電流制限値よりも高い第2の電流制限値とする、請求項1または2に記載のモータ駆動装置。 - 前記抑制部は、前記駆動電流が流れる第1スイッチ回路と、前記起動時に前記第1スイッチ回路を流れる駆動電流を時間経過とともに増加させる時定数回路とを含み、
前記モータがロック状態になった場合に、前記抑制補助部は前記第1スイッチ回路をリセットする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ駆動装置。 - 前記第1スイッチ回路は前記検出部と並列に接続され、かつ前記第1スイッチ回路は、抵抗素子と、前記抵抗素子に対して直列に接続された第1のスイッチ素子とを含み、
前記補助抑制部は、前記モータがロック状態になった場合に、前記第1のスイッチ素子をオフ動作させる第2のスイッチ素子を含む第2スイッチ回路を備える、請求項4に記載のモータ駆動装置。 - 前記時定数回路は、前記第1のスイッチ素子の導通状態を調節する電位を保持する容量素子を含む、請求項5に記載のモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011178375A JP2013042605A (ja) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | モータ駆動装置 |
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JP2013042605A true JP2013042605A (ja) | 2013-02-28 |
Family
ID=47890469
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JP2011178375A Withdrawn JP2013042605A (ja) | 2011-08-17 | 2011-08-17 | モータ駆動装置 |
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JP (1) | JP2013042605A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103296949A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-11 | 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 | 直流电动机单片机驱动方法及其驱动*** |
WO2018074220A1 (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | オリンパス株式会社 | 制御装置及び挿入装置 |
JP6339307B1 (ja) * | 2017-11-02 | 2018-06-06 | 株式会社 五十嵐電機製作所 | 直流モータの制御装置 |
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2011
- 2011-08-17 JP JP2011178375A patent/JP2013042605A/ja not_active Withdrawn
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WO2018074220A1 (ja) * | 2016-10-21 | 2018-04-26 | オリンパス株式会社 | 制御装置及び挿入装置 |
JP6343732B1 (ja) * | 2016-10-21 | 2018-06-13 | オリンパス株式会社 | 制御装置及び挿入装置 |
JP6339307B1 (ja) * | 2017-11-02 | 2018-06-06 | 株式会社 五十嵐電機製作所 | 直流モータの制御装置 |
WO2019087364A1 (ja) * | 2017-11-02 | 2019-05-09 | 株式会社五十嵐電機製作所 | 直流モータの制御装置 |
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