JP4170054B2 - 保護回路を備えたｄｃブラシレスモータの制御回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣブラシレスモータの制御回路に係り、特に自動復帰回路を有する保護回路を備えたもので、自動復帰の動作回数を計数し所定回数を超えたら通電遮断の状態を保持するように構成される。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
ファンモータの温度制御回路：実開平６−２９３９７号公報図２は従来から小形フアンモータの駆動用として実施されている保護回路を備えたＤＣブラシレスモータ制御回路の一例の回路図を示し、１は回転子の磁極位置を検出するための磁気検出器（以下ホール素子と称する）、２は駆動用ＩＣ、４，５は電力増幅用半導体素子、９，１０は固定子巻線である。
【０００３】
図２の駆動用ＩＣ２の内部は、ホール素子１の出力信号を受け増幅するホール増幅器１−１と、２相半波通電信号を生成するロジック回路２−１と、該ロジック回路２−１より発生するホール素子出力の交流信号を受け、ロック検出用コンデンサ２−４を充放電する回転検出回路２−３と、前記ロック検出用コンデンサ２−４の電圧を検出するコンパレータ回路２−５と、該コンパレータ回路２−５の出力により前記ロジック回路２−１の出力信号回路をＯＮ、ＯＦＦするリセット回路２−６と、該リセット回路２−６の出力と前記ロジック回路２−１の出力を合成する合成回路２−７と、該合成回路２−７の出力端子３と、前記ロジック回路２−１の出力を端子７、８に、ロック検出用コンデンサ２−４を６番端子に接続して構成されている。
【０００４】
図２に示す従来技術の回路の動作は、ホール素子１の出力信号をホール増幅器１−１を介してロジック回路２−１により２相半波通電信号に変換し電力増幅用半導体素子４と５に送り、電力増幅用半導体素子４と５に接続された固定子巻線９と１０に交互に通電して回転子を一定方向に回転させるように動作する。
【０００５】
ところが、図示の駆動回路においては過負荷その他の原因で回転子がロックされて停止してしまう現象が生ずる場合があり、そのような事態となると固定子巻線の誘起電圧が発生しなくなるから、通電回路の電流を制限する要素は固定子巻線９、１０の抵抗のみとなり過大電流が流れて固定子巻線９、１０の焼損や電力増幅用半導体素子４、５の破損という事故に発展する可能性が高い。
【０００６】
そこで、図２に示した従来技術の回路においては、回転子がロックすると、ロジック回路２−１から出力するホール素子１の交流出力信号が出力されなくなるので、ロック検出用コンデンサ２−４を充放電する回転検出回路２−３が放電動作を停止し充電動作のみとなり、ロック検出用コンデンサ２−４の電圧が上昇しこの電圧をコンパレータ２−５により検出し、該コンデンサ２−４の電圧が通電遮断のレベルと判断すると、リセット回路２−６によりロジック回路２−１の出力信号を遮断して、電力増幅用半導体素子４と５への通電信号を停止しブラシレスモータの固定子巻線９、１０への通電を停止させる。
【０００７】
通電遮断後ある時間後にロック検出用コンデンサ２−４が放電を開始しコンパレータ２−５が通電開始のレベルを検出するとリセット回路２−６を介してロジック回路２−１の出力信号をＯＮとして通電可能とするが、このときモータが回転しホール素子１の電圧が発生する前にコンデンサ２−４の電圧が上昇してコンパレータ２−５が通電遮断電圧を検出し、リセット回路２−６を介してロジック回路２−２をＯＦＦし、ということを繰り返し上記固定子巻線の熱損失による温度上昇を抑制する。
この断続的な通電遮断、通電のタイミングは回転検出回路２−３の抵抗とコンデンサにより調整は可能である。
また、この保護回路の動作を復帰させるためには過負荷の状態を取り除けば通常動作に戻る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フアンモータの駆動用制御回路については近年小形かつハイパワーの要求が強く電力増幅用半導体素子（パワーデバイス）の大容量化が要求されるが、ロック状態の熱損失が問題であり、駆動用ＩＣの通電期間の調整では解決が困難な状況である。
そこで、小形でかつ大容量出力の実現とロック時の電力増幅用半導体素子（パワーデバイス）及び固定子巻線の熱損失の軽減を目的とした安価な新保護方式を得るのが本発明の課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に成る新保護方式は、ロック状態に陥った場合、ある一定期間ＩＣの保護機能と自動復帰による通電、遮断を繰り返す従来の構成により保護し、新たに設けた通電期間設定回路によりこの通電、遮断を繰り返す回数を計数し、その回数が予め設定された回数に達したら遮断を継続し、完全に停止させ再スタートは電源再投入によるように構成した。
【００１０】
以上の構成によりロック状態である期間は電力増幅用半導体素子（パワーデバイス）及び固定子巻線に熱損失が発生することになるが、通電期間設定回路が動作して遮断を継続した後は無通電の状態となり焼損あるいは熱損失の増大を防止できる。
【００１１】
【実施例】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１は、従来から実施されている図２に示す保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの制御回路に、本発明になる通電期間設定回路の一実施例を追加した回路図である。
【００１３】
図１において、本発明になる通電期間設定回路の部分は、２０はアンド回路、２１は積分回路抵抗、２２はダイオード、２３は積分回路コンデンサ、２４、２６は基準電圧回路抵抗、２５は比較回路である。
【００１４】
アンド回路２０の一方には図２に示した従来技術回路の駆動用ＩＣ２の出力端子７、８を、ダイオード２７，２８を介して、他の一方には駆動用ＩＣ２のロック検出信号端子３を接続し、アンド回路２０の出力は積分回路抵抗２１とダイオード２２を介して積分回路コンデンサ２３に接続し、積分回路コンデンサ２３の端子を比較回路２５の一方に、比較回路２５の他の一方に抵抗２４、２６による基準電圧が接続され、比較回路２５の出力を駆動用ＩＣ２のロック検出用コンデンサ２−４が接続されている端子６に接続されている
【００１５】
図１に示す保護回路の通電期間設定回路の動作は、図２に示した従来技術の保護回路を有するＤＣブラシレスモータの駆動回路において、モータがロックしたことを検出し駆動用ＩＣ２の保護回路が動作して出力信号がＯＮとＯＦＦの信号を繰り返し出力されている状態で、アンド回路２０の一方に駆動用ＩＣ２の出力端子７、８から前記ＯＮ、ＯＦＦの信号が入力し、他の一方に駆動用ＩＣ２の端子３からロック状態を示す信号が入力し、アンド回路２０から前記ＯＮ、ＯＦＦ信号が出力し、積分回路抵抗２１とダイオード２２を介して積分回路コンデンサ２３に前記ＯＮ、ＯＦＦのパルス信号をカウントした電圧が前記ＯＮ，ＯＦＦ信号の数に比例して増加し、積分回路コンデンサ２３の電圧と抵抗２４、２６により設定された基準電圧が比較回路２５により比較され、積分回路コンデンサ２３の電圧が基準電圧を超えると比較回路２５から駆動用ＩＣ２の端子６に送られ、前記端子６の電圧が基準電圧に保持される。この基準電圧を駆動用ＩＣのロック検出用コンデンサ２−４の通電遮断電圧に設定しておけば通電遮断の状態が維持されるから駆動用ＩＣから駆動信号が出力されなくなり電力増幅用半導体素子４、５が通電しないので巻線９、１０の過熱が防止される。
【００１６】
比較回路２５に設定する基準電圧は、積分回路でＯＮ、ＯＦＦの回数を計数した回数と制御回路の温度上昇との関係から設定され、制御回路の許容温度により決定される。
通電を再開するには、電源をＯＦＦしてロック検出用コンデンサ２−４を放電すれば初期状態に戻り通電を再開できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に成る保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの制御回路は、上記のような構成であるから、ロック状態を検出し自動復帰動作により遮断、通電を繰り返す回数を計数し、制御回路及び固定子巻線の許容温度以内の回数で完全に遮断する構成である。従って自動復帰帰動作による電力制御素子及び固定子巻線の熱損失を抑制でき、小形で大電流の制御装置を構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に成る例の通電期間設定回路の一例を追加した保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの回路図の一例である。
【図２】本発明を実施する従来から実施されている保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの回路図の一例である。
【符号の説明】
１ 磁気検出器（ホール素子）
２ 駆動用ＩＣ
２−１ ロジック回路
２−３ 回転検出回路
２−４ ロック検出用コンデンサ
２−５ コンパレータ
２−６ リセット回路
２−７ 合成回路
３ ロック検出信号端子
４、５ 電力増幅用半導体素子（パワーデバイス）
６ ロック検出用コンデンサ接続端子
７、８ 駆動用ＩＣの出力端子
９、１０ 固定子巻線
２０ アンド回路
２１ 積分回路抵抗
２２ ダイオード
２３ 積分回路コンデンサ
２４、２６ 基準電圧抵抗
２５ 比較回路
２７，２８ ダイオード

Claims (1)

1. 単相固定子巻線を備える固定子と、該固定子と空隙を介して対向し回転自在に軸支されＮ、Ｓ磁極を有する永久磁石を備える回転子と、該回転子の磁極位置を検出する磁気検出器と、該磁気検出器の出力信号を駆動用ＩＣを介して２相半波通電信号に変換し、該駆動用ＩＣの出力を電力増幅して前記単相固定子巻線に通電し前記回転子を所定方向に回転させるＤＣブラシレスモータの制御回路であって、前記駆動用ＩＣには、前記磁気検出器の出力信号により２相半波通電信号を生成するロジック回路と、前記ロジック回路より出力する磁気検出器の出力信号により外付けのロック検出用コンデンサを充放電する回転検出回路と、前記ロック検出用コンデンサの電圧を検出するコンパレータ回路と、該コンパレータ回路の出力により前記ロジック回路の出力をＯＮ、ＯＦＦするリセット回路と、該リセット回路の出力とロジック回路の出力を合成してロック検出信号を出力するロック検出端子を備えた自動復帰回路を有する保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの制御回路において、
   前記駆動用ＩＣの出力端子と前記ロック検出端子とに接続されたアンド回路と、抵抗とコンデンサより成り前記アンド回路の出力端子に接続された積分回路と、該積分回路のコンデンサ端子電圧と基準電圧とを比較する比較回路とを備え、該比較回路の出力と前記駆動用ＩＣのロック検出用コンデンサとが接続されるように構成されていること、を特徴とする保護回路を備えたＤＣブラシレスモータの制御回路。

Images