JP5961854B2 - モータ駆動回路 - Google Patents
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Description
(2) また、直流モータMに印加できる電圧Vmaxが、ダイオードDsにおける電圧VFSの降下分だけバッテリBattの電圧VBよりも低下してVmax=VB−VFSとなる。このため、直流モータMの回転数が低下してしまう。
(3) また、ダイオードDsにおけるエネルギー損失によってダイオードDsが発熱するため、ダイオードDsを冷却する部品を無人搬送車に装備する必要がある。このため、当該部品が、制限のある無人搬送車の装置容積を大きくしてしまう。
(4) 更には、無人搬送車を非常停止したとき(即ちメインコンタクタMCを開極してバッテリBattから直流モータMへの電力供給を停止したとき)、直流モータMの前記エネルギーをバッテリBattに回生する経路がダイオードDsによって遮断される。このため、モータ駆動用主制御回路1が故障する可能性がある。
前記ダイオードに直列に設けられ、ソースが前記コンタクタの二次側接点に接続されている一方、ドレインが前記ダイオードのアノードに接続されているPch型FETと、
一端が前記Pch型FETのソースに接続されている一方、他端が前記Pch型FETのゲートに接続されている第1の抵抗と、一端が前記Pch型FETのゲートに接続されている一方、他端が前記バッテリ負極側ラインに接続されている第2の抵抗とを有して成る前記Pch型FETのゲート電圧生成回路とを有することを特徴とする。
前記ゲート電圧生成回路は、前記第1の抵抗に並列に設けられ、一端が前記Pch型FETのソースに接続されている一方、他端が前記Pch型FETのゲートに接続されているコンデンサを有していること特徴とする。
前記ゲート電圧生成回路は、前記第1の抵抗に並列に設けられ、カソードが前記Pch型FETのソースに接続されている一方、アノードが前記Pch型FETのゲートに接続されているツェナーダイオードを有していること特徴とする。
このため、従来のモータ駆動用主制御回路のようにダイオードのみをメインコンタクタに並列接続した状態と同じ状態となり、従来のモータ駆動用主制御回路と同様の動作・効果が得られる。
そして、バッテリの正極端子とコンタクタの間にダイオードを設けた場合のような無駄な電圧降下が発生せず、この電圧降下に伴うエネルギー損失が発生することもない。従って、バッテリの電気エネルギーを有効に利用することができ、また、モータの回転数が低下することはなく、冷却部品を設けて装置容積が増大することもない。
(2) また、バッテリの正極と負極が正常に接続された場合において、Pch型FETのソース−ドレイン間がON状態(導通状態)のときにコンタクタが開極された場合には、Pch型FETのソース−ドレイン間のON状態(導通状態)が維持されるため、モータのエネルギーを、モータ制御回路部におけるスイッチング素子の逆方向ダイオード→Pch型FETのソース→Pch型FETのドレイン→ダイオードの経路を通じて、バッテリに回生することができる。
(3) バッテリの正極と負極が逆に接続された場合において、コンタクタが開極されているときは、Pch型FETのソースには正、Pch型FETのドレインには負の方向にバッテリの電圧が印加されて、Pch型FETのソースとPch型FETのゲートが同電位となり、Pch型FETのソース−ゲート間に電圧が印加されないため、Pch型FETのソース−ドレイン間のON抵抗値が低下せず、Pch型FETのソース−ドレイン間はOFF状態(非導通状態)のままである。
従って、従来のようなバッテリの正極→モータ制御回路部におけるスイッチング素子の逆方向ダイオード→ダイオード→バッテリの負極の短絡回路を、Pch型FETによって遮断することができるため、モータ駆動回路に過大な短絡電流が流れてモータ駆動回路を構成する部品(スイッチング素子などの素子)や配線材が過熱・焼損するのを防止して、モータ駆動回路を保護することができる。
図1に示すように、本発明の実施の形態例に係る無人搬送車のモータ駆動用主制御回路11は、バッテリBattと、メインコンタクタMCと、モータ主制御回路部2と、バッテリ正極側ラインL1と、バッテリ負極側ラインL2と、ダイオードD1と、電圧平滑用コンデンサC1と、Pch型FETT11と、Pch型FET11のゲート電圧生成回路12とを有している。
メインコンタクタMCが閉極される(メインコンタクタMCの接点MC1,MC2が閉じられる)前には、モータ駆動用主制御回路11は動作しない。当該モータ駆動用主制御回路11においては、バッテリBattから直流モータMへの電力供給が行われず、直流モータMは回転しない。
図3にはバッテリBattの正極と負極を逆に接続したときの状態を示している。
以上のように、本実施の形態例のモータ駆動用主制御回路12によれば、バッテリBattと、メインコンタクタMCと、逆方向ダイオードD11〜D14又はD31〜D36を備えた複数のスイッチング素子(Nch型FETT11〜T14又はNch型FET21〜T26など)を有して成るHブリッジ回路又は3相ブリッジ回路であってモータMが接続されているモータ主制御回路部2と、バッテリBattの正極端子B1とモータ主制御回路部2のバッテリ正極側端子2eとをメインコンタクタMCを介して接続しているバッテリ正極側ラインL1と、バッテリBattの負極端子B2とモータ主制御回路部2のバッテリ負極側端子2fとを接続しているバッテリ負極側ラインL2と、メインコンタクタMCと並列に設けられカソードKがメインコンタクタMCの一次側接点MC1に接続されているダイオードD1とを有するモータ駆動用主制御回路11において、ダイオードD1に直列に設けられ、ソースSがメインコンタクタMCの二次側接点MC2に接続されている一方、ドレインDがダイオードD1のアノードAに接続されているPch型FETT11と、一端R11aがPch型FETT11のソースSに接続されている一方、他端R11bがPch型FETT11のゲートGに接続されている第1の抵抗R11と、一端R12aがPch型FETT11のゲートGに接続されている一方、他端R12bがバッテリ負極側ラインL2に接続されている第2の抵抗R12とを有して成るPch型FETT11のゲート電圧生成回路12とを有することを特徴としているため、次のような作用効果が得られる。
このため、従来のモータ駆動用主制御回路のようにダイオードD1のみをメインコンタクタMCに並列接続した状態と同じ状態となり、従来のモータ駆動用主制御回路1と同様の動作・効果が得られる。
そして、バッテリBattの正極端子BとメインコンタクタMCの間にダイオードDSを設けた場合(図8参照)のような無駄な電圧降下が発生せず、この電圧降下に伴うエネルギー損失が発生することもない。従って、バッテリBattの電気エネルギーを有効に利用することができ、また、モータMの回転数が低下することはなく、冷却部品を設けて装置容積が増大することもない。
(2) また、バッテリBattの正極と負極が正常に接続された場合において、Pch型FETT11のソースS−ドレインD間がON状態(導通状態)のときにメインコンタクタMCが開極された場合には、Pch型FETT11のソースS−ドレインD間のON状態(導通状態)が維持されるため、モータMのエネルギーを、モータ主制御回路部2におけるNch型FETT1〜T4の逆方向ダイオードD11〜D14(又はNch型FETT21〜T26の逆方向ダイオードD31〜D36)→Pch型FETT11のソースS→Pch型FETT11のドレインD→ダイオードD1の経路を通じて、バッテリBattに回生することができる。
(3) バッテリBattの正極と負極が逆に接続された場合において、メインコンタクタMCが開極されているときは、Pch型FETT11のソースSには正、Pch型FETT11のドレインDには負の方向にバッテリBattの電圧VBが印加されて、Pch型FETT11のソースSとPch型FETT11のゲートGが同電位となり、Pch型FETT11のソースS−ゲートG間に電圧が印加されないため、Pch型FETT11のソースS−ドレインD間のON抵抗値が低下せず、Pch型FETT11のソースS−ドレインD間はOFF状態(非導通状態)のままである。
従って、従来のようなバッテリBattの正極→モータ主制御回路部2におけるNch型FETT1〜T4の逆方向ダイオードD11〜D14→ダイオードD1→バッテリBattの負極の短絡回路を、Pch型FETT11によって遮断することができるため、モータ駆動用主制御回路12に過大な短絡電流が流れてモータ駆動用主制御回路11を構成する部品(Nch型FETなどの素子)や配線材が過熱・焼損するのを防止して、モータ駆動用主制御回路11を保護することができる。
2a〜2d 接続部
2e バッテリ正極側端子
2f バッテリ負極側端子
2g〜2k 接続部
11 モータ駆動用主制御回路
12 ゲート電圧生成回路
Batt バッテリ
MC メインコンタクタ
MC1 メインコンタクタの一次側接点
MC2 メインコンタクタの二次側接点
D1 ダイオード
A アノード
K カソード
T11 Pch型FET
D21 寄生ダイオード
S ソース
G ゲート
D ドレイン
R11 第1の抵抗
R11a 第1の抵抗の一端
R11b 第1の抵抗の他端
R12 第2の抵抗
R12a 第2の抵抗の一端
R12b 第2の抵抗の他端
C11 コンデンサ
C11a コンデンサの一端
C11b コンデンサの他端
ZD11 ツェナーダイオード
C1 電圧平滑用コンデンサ
C1a 電圧平滑用コンデンサの一端
C1b 電圧平滑用コンデンサの他端
T1〜T4 Nch型FET
T21〜T26 Nch型FET
D11〜D14 逆方向ダイオード(寄生ダイオード)
M 直列モータ,ブラシレスDCモータ,誘導モータ
M1 直列モータの一端
M2 直流モータの他端
Claims (3)
- バッテリと、コンタクタと、逆方向ダイオードを備えた複数のスイッチング素子を有して成るHブリッジ回路又は3相ブリッジ回路であってモータが接続されているモータ制御回路部と、前記バッテリの正極端子と前記モータ制御回路部のバッテリ正極側端子とを前記コンタクタを介して接続しているバッテリ正極側ラインと、前記バッテリの負極端子と前記モータ制御回路部のバッテリ負極側端子とを接続しているバッテリ負極側ラインと、前記コンタクタと並列に設けられカソードが前記コンタクタの一次側接点に接続されているダイオードとを有するモータ駆動回路において、
前記ダイオードに直列に設けられ、ソースが前記コンタクタの二次側接点に接続されている一方、ドレインが前記ダイオードのアノードに接続されているPch型FETと、
一端が前記Pch型FETのソースに接続されている一方、他端が前記Pch型FETのゲートに接続されている第1の抵抗と、一端が前記Pch型FETのゲートに接続されている一方、他端が前記バッテリ負極側ラインに接続されている第2の抵抗とを有して成る前記Pch型FETのゲート電圧生成回路とを有することを特徴とするモータ駆動回路。 - 請求項1に記載のモータ駆動回路において、
前記ゲート電圧生成回路は、前記第1の抵抗に並列に設けられ、一端が前記Pch型FETのソースに接続されている一方、他端が前記Pch型FETのゲートに接続されているコンデンサを有していること特徴とするモータ駆動回路。 - 請求項1又は2に記載のモータ駆動回路において、
前記ゲート電圧生成回路は、前記第1の抵抗に並列に設けられ、カソードが前記Pch型FETのソースに接続されている一方、アノードが前記Pch型FETのゲートに接続されているツェナーダイオードを有していること特徴とするモータ駆動回路。
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