JPH11313496A - Operation controller for dc motor - Google Patents
Operation controller for dc motorInfo
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- JPH11313496A JPH11313496A JP10118363A JP11836398A JPH11313496A JP H11313496 A JPH11313496 A JP H11313496A JP 10118363 A JP10118363 A JP 10118363A JP 11836398 A JP11836398 A JP 11836398A JP H11313496 A JPH11313496 A JP H11313496A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ制御に
よる直流電動機の運転制御装置に関するものであり、特
に、直流電動機の起動時において、半導体スイッチを動
作させるのに必要な電源を得る方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation control device for a DC motor controlled by an inverter, and more particularly to a method for obtaining a power supply required to operate a semiconductor switch when the DC motor is started. is there.
【０００２】[0002]
【従来の技術】直流電動機をインバータにより回転数制
御を行う場合、複数の半導体スイッチをオン／オフさせ
ながら、直流電動機に加わる電圧を変化させるのが一般
的である。2. Description of the Related Art When controlling the rotation speed of a DC motor by an inverter, it is common to change the voltage applied to the DC motor while turning on / off a plurality of semiconductor switches.
【０００３】一般に、複数の半導体スイッチをオン／オ
フさせるためには、それぞれの半導体スイッチに電源が
必要である。Generally, in order to turn on / off a plurality of semiconductor switches, a power supply is required for each semiconductor switch.
【０００４】近年では、駆動電源には、電源回路の小型
化などを目的として、ブートストラップ回路を搭載する
ことが多くなっている。In recent years, a bootstrap circuit has often been mounted on a drive power supply for the purpose of downsizing the power supply circuit.
【０００５】ブートストラップ回路は、トーテムポール
型に結線された２つの半導体スイッチのうちの高電圧側
（上アーム）の半導体スイッチを駆動するための電源を
得る回路である。The bootstrap circuit is a circuit for obtaining a power supply for driving a high-voltage side (upper arm) semiconductor switch of the two semiconductor switches connected in a totem pole configuration.
【０００６】トーテムポール型に結線された２つの半導
体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイ
ッチをオン状態にすることで、ブートストラップ回路に
設けたコンデンサに電荷を充電し、充電により得た電圧
で高圧側半導体スイッチを駆動する。[0006] By turning on the semiconductor switch on the low voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type, a capacitor provided in the bootstrap circuit is charged with electric charge. The high voltage side semiconductor switch is driven by the obtained voltage.
【０００７】従来、ブートストラップ回路の駆動方法で
は、たとえば特開平９−２１９９７６号公報に示されて
いるものなどがある。Conventionally, as a method of driving a bootstrap circuit, for example, there is a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-219776.
【０００８】この特長は、制御電源がオンされるとほぼ
同時に、トーテムポール型に結線された２つの半導体ス
イッチのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチ
をオンする信号（充電パルス）が下アームの駆動回路に
与えられ、ブートストラップコンデンサに電荷が充電さ
れる。充電パルスはコンデンサの充電完了後も与えら
れ、直流電動機などを駆動させるためのＰＷＭ信号を与
える直前に停止する。This feature is characterized in that a signal (charging pulse) for turning on the low-voltage side (lower arm) semiconductor switch of the two semiconductor switches connected in a totem pole type almost simultaneously with the turning on of the control power supply. The bootstrap capacitor is charged to the lower arm drive circuit and charged. The charging pulse is given even after the charging of the capacitor is completed, and stops immediately before giving a PWM signal for driving a DC motor or the like.
【０００９】その後、ＰＷＭ信号により直流電動機など
の負荷が動作する。ＰＷＭ信号が停止した後においても
充電パルスは与えられるものであり、安定した電源を得
ることができる。Thereafter, a load such as a DC motor is operated by the PWM signal. The charging pulse is given even after the PWM signal stops, and a stable power supply can be obtained.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブートストラップ回路の駆動方法では、ＰＷＭ停止時、
すなわち、直流電動機などが停止している時において
も、ブートストラップ回路のコンデンサには充電が行わ
れており、常時安定した電源を得ることはできるが、例
えば直流電動機を冷蔵庫などに用いた場合、直流電動機
の停止時間は長時間であり、直流電動機が停止中は半導
体スイッチを駆動する必要がなく、したがって、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
高電圧側の電源は必要としない。However, in the conventional bootstrap circuit driving method, when the PWM is stopped,
That is, even when the DC motor or the like is stopped, the capacitor of the bootstrap circuit is charged, and a stable power supply can be obtained at all times.For example, when the DC motor is used in a refrigerator or the like, The stop time of the DC motor is long, and it is not necessary to drive the semiconductor switch while the DC motor is stopped. Therefore, the power supply on the high-voltage side of the two semiconductor switches connected in a totem pole type is required. do not do.
【００１１】また、ブートストラップ回路のコンデンサ
に常時充電を行うためには、低電圧側の半導体スイッチ
をオン／オフさせる必要があり、半導体スイッチをオン
／オフをするための駆動回路などによる損失が生じると
いう課題を有していた。Further, in order to constantly charge the capacitor of the bootstrap circuit, it is necessary to turn on / off the semiconductor switch on the low voltage side, and a loss due to a drive circuit for turning on / off the semiconductor switch, etc. Had the problem of occurring.
【００１２】本発明は、ブートストラップ回路を有した
インバータ回路構成により回転数制御を行う直流電動機
の運転制御方法に関するものであり、特に直流電動機が
運転／停止を繰り返すような製品において、半導体スイ
ッチを駆動する電源を得るための充電シーケンスを有し
た直流電動機の運転制御装置を供給することを目的とす
る。The present invention relates to a method for controlling the operation of a DC motor in which the number of revolutions is controlled by an inverter circuit having a bootstrap circuit. In particular, in a product in which the DC motor repeatedly operates / stops, a semiconductor switch is used. An object of the present invention is to provide a DC motor operation control device having a charging sequence for obtaining a driving power supply.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の直流電動機の運
転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流に変換す
る整流回路と、運転制御装置での制御電力を供給する電
源回路と、インバータ回路と、前記インバータ回路を構
成する２個１組でトーテムポール型に結線した半導体ス
イッチを複数組並列に結線した半導体スイッチと、各半
導体スイッチを駆動する駆動回路と、トーテムポール型
に結線された半導体スイッチのうちの高電圧側の各半導
体スイッチを駆動する電力を得るためのブートストラッ
プ回路と、前記半導体スイッチ群をオン／オフ制御する
信号を発生するインバータ制御手段と、前記直流電動機
の運転／停止を判定する運転モード判定手段と、前記直
流電動機の回転子の位置を検出するとともに回転パルス
を発生する位置検出手段と、前記インバータ制御手段に
組み込まれ位置検出手段の出力をもとに前記インバータ
回路の半導体スイッチの動作を決定する転流手段と、前
記直流電動機の回転数を可変にするためのチョッピング
を行うための信号を発生するチョッピング信号発生手段
と、前記転流手段の出力と前記チョッピング信号発生手
段の出力とを合成する合成手段と、前記ブートストラッ
プ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段とを備え
たものである。SUMMARY OF THE INVENTION An operation control device for a DC motor according to the present invention includes a DC motor, a rectifier circuit for converting an AC input to DC, a power supply circuit for supplying control power in the operation control device, and an inverter. A circuit, a semiconductor switch in which a plurality of sets of semiconductor switches connected in a totem-pole type are connected in parallel to each other, and a drive circuit for driving each semiconductor switch; and a totem-pole type connection. A bootstrap circuit for obtaining electric power for driving each of the semiconductor switches on the high voltage side of the semiconductor switches; an inverter control means for generating a signal for controlling on / off of the semiconductor switch group; An operation mode determining means for determining a stop; and a position detecting means for detecting a position of a rotor of the DC motor and generating a rotation pulse. Means, a commutation means which is incorporated in the inverter control means and determines the operation of the semiconductor switch of the inverter circuit based on the output of the position detection means, and performs chopping for making the rotation speed of the DC motor variable. A chopping signal generating means for generating a signal for generating, a synthesizing means for synthesizing an output of the commutating means and an output of the chopping signal generating means, and a charging pulse generating means for performing a charging operation to the bootstrap circuit. It is provided.
【００１４】本発明によれば、直流電動機を起動する前
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの
駆動回路に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を
与え、ブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充
電することができ、トーテムポール型に結線された２つ
の半導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導
体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の
起動時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることがで
き、直流電動機の停止中の省電力化を図ることができ
る。According to the present invention, before the DC motor is started, the drive circuit for all the semiconductor switches on the low voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type is connected to the semiconductor circuit for a fixed time. A switch-on signal is given to charge all the capacitors of the bootstrap circuit, and a drive power supply for all the semiconductor switches on the high voltage side (upper arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole configuration When the DC motor is started, the drive power for all the semiconductor switches can be obtained, and power can be saved while the DC motor is stopped.
【００１５】また、一定周波数でオン／オフ比率の異な
る波形を出力する変調パルス発生手段と、充電パルス発
生手段より出力された充電パルスと前記変調パルス発生
手段より出力された変調パルスを合成する第２合成手段
とを備えることにより、充電パルスを複数個のパルスで
構成し、充電開始時は高周波数のパルスで始め、後に徐
々に低周波数に切り替えていき、ブートストラップ回路
の充電初期に発生する突入電流値を低減できる。A modulating pulse generating means for outputting a waveform having a constant frequency and a different on / off ratio; and a synthesizing means for synthesizing the charging pulse output from the charging pulse generating means and the modulating pulse output from the modulating pulse generating means. By providing the two synthesizing means, the charging pulse is composed of a plurality of pulses, and starts with a high frequency pulse at the start of charging, and gradually switches to a low frequency later, and occurs at the initial charging of the bootstrap circuit. The rush current value can be reduced.
【００１６】また、充電を行いたい相に充電を行う回路
切り替え手段とを備えることにより、トーテムポール型
に結線された２つの半導体スイッチのうちの低電圧側
（下アーム）の半導体スイッチのオンさせる充電パルス
を１相づつ順次与えることができ、充電時流れる電流ピ
ークを少なくでき、電源回路の省出力化ができ、回路の
小型化ができる。Further, by providing circuit switching means for charging a phase to be charged, the semiconductor switch on the low voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type is turned on. The charging pulse can be sequentially applied one phase at a time, the current peak flowing during charging can be reduced, the output of the power supply circuit can be reduced, and the circuit can be downsized.
【００１７】また、直流電動機を起動するときに一番最
初に駆動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その
駆動回路にのみ接続する初期スイッチ選定手段とを備え
ることにより、直流電動機の起動時に、一番最初にオン
させる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体スイッ
チのみに事前に充電パルスを与えることができ、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源の
みを得ることができ、充電時に必要な電荷量を少なくで
き、充電時間の短縮化ができる。In addition, when the DC motor is started, an initial switch selecting means for selecting a high-voltage side semiconductor switch to be driven first and connecting only to the drive circuit thereof is provided. The charging pulse can be given in advance only to the low-voltage side semiconductor switch in phase with the semiconductor switch to be turned on first, and only the driving power supply of the high-voltage side semiconductor switch to be turned on first can be obtained. The amount of charge required for charging can be reduced, and the charging time can be shortened.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の直流電
動機の運転制御装置は、直流電動機と、交流入力を直流
に変換する整流回路と、運転制御装置での制御電力を供
給する電源回路と、インバータ回路と、前記インバータ
回路を構成する２個１組でトーテムポール型に結線した
複数の半導体スイッチと、各半導体スイッチを駆動する
駆動回路と、トーテムポール型に結線された半導体スイ
ッチのうちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する電
力を得るためのブートストラップ回路と、前記半導体ス
イッチをオン／オフ制御する信号を発生するインバータ
制御手段と、前記直流電動機の運転／停止を判定する運
転モード判定手段と、前記直流電動機の回転子の位置を
検出するとともに回転パルスを発生する位置検出手段
と、前記インバータ制御手段に組み込まれ位置検出手段
の出力をもとに前記インバータ回路の半導体スイッチの
動作を決定する転流手段と、前記直流電動機の回転数を
可変にするためのチョッピングを行うための信号を発生
するチョッピング信号発生手段と、前記転流手段の出力
と前記チョッピング信号発生手段の出力と前記運転モー
ド判定手段の出力を合成する合成手段と、前記ブートス
トラップ回路への充電動作を行う充電パルス発生手段と
を備えたものであり、直流電動機を起動する前に、トー
テムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうち
の低電圧側（下アーム）の全半導体スイッチの駆動回路
に、一定時間半導体スイッチをオンする信号を与え、ブ
ートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電するこ
とができ、トーテムポール型に結線された２つの半導体
スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体スイッ
チの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動時に
は全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、直流
電動機の停止中の省電力化を図ることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An operation control device for a DC motor according to a first aspect of the present invention includes a DC motor, a rectifier circuit for converting an AC input to DC, and a power supply for supplying control power in the operation control device. A circuit, an inverter circuit, a plurality of semiconductor switches connected to each other in a totem-pole configuration in a pair of the inverter circuits, a driving circuit for driving each semiconductor switch, and a semiconductor switch connected to the totem-pole configuration. A bootstrap circuit for obtaining electric power for driving each of the semiconductor switches on the high voltage side, an inverter control means for generating a signal for controlling on / off of the semiconductor switches, and judging operation / stop of the DC motor Operating mode determination means, position detection means for detecting a position of a rotor of the DC motor and generating a rotation pulse, and the inverter A commutation means for determining the operation of the semiconductor switch of the inverter circuit based on the output of the position detection means incorporated in the control means, and a signal for performing chopping for varying the rotation speed of the DC motor; Signal generating means, a synthesizing means for synthesizing an output of the commutation means, an output of the chopping signal generating means, and an output of the operation mode determining means, and a charging pulse generating means for performing a charging operation to the bootstrap circuit. Before starting the DC motor, the drive circuit for all the semiconductor switches on the low voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type is connected to the semiconductor switch for a certain period of time. Signal to turn on the power supply and charge the capacitors in the bootstrap circuit. The driving power of all the semiconductor switches on the high-voltage side (upper arm) of the two semiconductor switches can be obtained. When the DC motor is started, the driving power of all the semiconductor switches can be obtained. Power saving can be achieved.
【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、変調パ
ルス発生手段と第２合成手段を備え、充電パルスを複数
個のパルスで構成し、充電開始時はＯＮ時間の短いパル
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できるという作用を有する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a modulation pulse generating means and a second synthesizing means, wherein a charging pulse is composed of a plurality of pulses. The ON time is gradually increased later, and has an effect that the rush current value generated at the initial stage of charging the bootstrap circuit can be reduced.
【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、回路切
り替え手段を備え、直流電動機を起動する前に、トーテ
ムポール型に結線された２つの半導体スイッチのうちの
低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１相づつ順次
オン状態にすることができ、充電時に流れる電流ピーク
を少なくでき、電源回路の省出力化ができ、電源回路の
小型化ができるという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, a circuit switching means is provided, and before starting the DC motor, the low-voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type. Can be sequentially turned on one phase at a time, the current peak flowing during charging can be reduced, the output of the power supply circuit can be reduced, and the size of the power supply circuit can be reduced.
【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、初期ス
イッチ選定手段を備え、直流電動機を起動する前に、直
流電動機の起動時に、一番最初にオンさせる半導体スイ
ッチと同相の低電圧側の半導体スイッチのみに事前に充
電パルスを与えることにより、一番最初にオンさせる高
電圧側の半導体スイッチの駆動電源のみを得ることがで
き、充電時に必要な電荷量を少なくでき、充電時間の短
縮化ができるという作用を有する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an initial switch selecting means, wherein the low-voltage side of the same phase as the semiconductor switch to be turned on first when the DC motor is started before the DC motor is started. By applying a charging pulse to only the semiconductor switch in advance, it is possible to obtain only the drive power supply for the high-voltage side semiconductor switch to be turned on first, thereby reducing the amount of charge required during charging and shortening the charging time. It has the effect of being able to be converted.
【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の直流電動機の運
転制御装置の全体構成図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is an overall configuration diagram of an operation control device for a DC motor according to a first embodiment.
【００２３】図１において、１は交流入力であり、２は
交流入力１の交流電圧を直流電圧に変換する整流回路で
あり、ダイオード２ａ〜２ｄとコンデンサ２ｅ〜２ｆが
接続された構成となっている（図１では倍電圧整流回路
を例として示すが整流回路は全波整流回路でもよい）。In FIG. 1, 1 is an AC input, 2 is a rectifier circuit for converting an AC voltage of the AC input 1 into a DC voltage, and has a configuration in which diodes 2a to 2d and capacitors 2e to 2f are connected. (FIG. 1 shows a voltage doubler rectifier circuit as an example, but the rectifier circuit may be a full-wave rectifier circuit).
【００２４】３は電源回路であり、整流回路後の直流電
圧をもとに制御側に必要な主電源（例えばＤＣ＋１５
Ｖ）を作り出すものである。Reference numeral 3 denotes a power supply circuit, which is a main power supply (for example, DC + 15) required on the control side based on the DC voltage after the rectifier circuit.
V).
【００２５】４はインバータ回路であり、半導体スイッ
チ４ａ〜４ｆ（例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳ−ＦＥＴ等）が
２個１組でトーテムポール型に接続され、Ｕ、Ｖ、Ｗ相
の３相分接続されている。Reference numeral 4 denotes an inverter circuit, in which two semiconductor switches 4a to 4f (for example, IGBTs, MOS-FETs, etc.) are connected in pairs in a totem pole type, and are connected for three phases of U, V and W phases. I have.
【００２６】なお、本実施の形態１では半導体スイッチ
にはＩＧＢＴを使用した例を示している。In the first embodiment, an example is shown in which an IGBT is used as a semiconductor switch.
【００２７】さらに、各半導体スイッチにはそれぞれダ
イオード４ｇ〜４ｌが接続されている（半導体スイッチ
にＭＯＳ−ＦＥＴを使用する場合は不要となる）。Further, diodes 4g to 4l are connected to the respective semiconductor switches (there is no need when a MOS-FET is used for the semiconductor switches).
【００２８】また、インバータ回路４には、半導体スイ
ッチ４ａ〜４ｆを個別にオン／オフさせることができる
駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−が接続される。The inverter circuit 4 includes driving circuits 4U +, 4V +, 4W +, 4U-, 4V-, 4D-, which can individually turn on / off the semiconductor switches 4a to 4f.
W- is connected.
【００２９】なお、図１において電気回路図側の駆動回
路とブロック図側の駆動回路とは同一であることを意味
しており、それぞれ符号を示して確認する。In FIG. 1, the drive circuit on the electric circuit diagram side is the same as the drive circuit on the block diagram side, and the reference numerals are used for confirmation.
【００３０】駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４Ｕ
−、４Ｖ−、４Ｗ−の構造の詳細な説明は割愛するが、
６のインバータ制御手段からの信号に基づいて半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを個々にオン／オフできる構造となっ
ている。Drive circuits 4U +, 4V +, 4W +, 4U
Detailed description of the structure of-, 4V-, 4W- is omitted,
6, the semiconductor switches 4a to 4f can be individually turned on / off based on signals from the inverter control means.
【００３１】また、駆動回路４Ｕ＋と４Ｕ−、駆動回路
４Ｖ＋と４Ｖ−、駆動回路４Ｗ＋と４Ｗ−は、それぞれ
の組み合わせで１組の回路をなす（図示せず）。The drive circuits 4U + and 4U-, the drive circuits 4V + and 4V-, and the drive circuits 4W + and 4W- form a single set of circuits (not shown).
【００３２】５はブートストラップ回路であり、高耐電
圧（例えば６００Ｖ）のダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆ及
びダイオード５ｄ、５ｅ、５ｆに直列接続された抵抗５
ａ、５ｂ、５ｃ及びコンデンサ５ｄ、５ｅ、５ｆにより
構成される。Reference numeral 5 denotes a bootstrap circuit, which is a diode 5d, 5e, 5f having a high withstand voltage (for example, 600 V) and a resistor 5 connected in series to the diodes 5d, 5e, 5f.
a, 5b, 5c and capacitors 5d, 5e, 5f.
【００３３】ブートストラップ回路５の基本的な動作を
以下に述べる。例えば、図１において、半導体スイッチ
４ａ及び４ｄ、ダイオード４ｇ及び４ｊ、駆動回路４Ｕ
＋及び４Ｕ−、抵抗５ａ、ダイオード５ｄ、コンデンサ
５ｇにより構成された回路をＵ相回路と呼ぶこととする
（同様に、半導体スイッチ４ｂ及び４ｆｅ、ダイオード
４ｈ及び４ｋ、駆動回路４Ｖ＋及び４Ｖ−、抵抗５ｂ、
ダイオード５ｅ、コンデンサ５ｈにより構成された回路
をＶ相回路、半導体スイッチ４ｃ及び４ｆ、ダイオード
４ｉ及び４ｌ、駆動回路４Ｗ＋及び４Ｗ−、抵抗５ｃ、
ダイオード５ｆ、コンデンサ５ｉにより構成された回路
をＷ相回路と呼ぶこととする）。The basic operation of the bootstrap circuit 5 will be described below. For example, in FIG. 1, the semiconductor switches 4a and 4d, the diodes 4g and 4j, the driving circuit 4U
+ And 4U-, a resistor 5a, a diode 5d, and a capacitor 5g are referred to as a U-phase circuit (similarly, semiconductor switches 4b and 4fe, diodes 4h and 4k, drive circuits 4V + and 4V-, resistors 5b,
A V-phase circuit, semiconductor switches 4c and 4f, diodes 4i and 4l, driving circuits 4W + and 4W-, a resistor 5c,
A circuit constituted by the diode 5f and the capacitor 5i is called a W-phase circuit.)
【００３４】例えば、Ｕ相回路において、半導体スイッ
チ４ａがオフ状態であり、半導体スイッチ４ｄがオン状
態になったとき、半導体スイッチ４ａのエミッタ側と半
導体スイッチ４ｄのコレクタ側との接続点での電位はイ
ンバータ回路４におけるグランド電位付近の値となる。For example, in the U-phase circuit, when the semiconductor switch 4a is turned off and the semiconductor switch 4d is turned on, the potential at the connection point between the emitter side of the semiconductor switch 4a and the collector side of the semiconductor switch 4d. Is a value near the ground potential in the inverter circuit 4.
【００３５】このとき、ダイオード５ｄのアノード側の
電位は、インバータ回路４におけるグランドに対して正
電位（例えば電源回路３の出力電圧がＤＣ＋１５Ｖであ
ればＤＣ＋１５Ｖ）となり、抵抗５ａ及びダイオード５
ｄを介してコンデンサ５ｇに電流が流れ、電荷が充電さ
れ、半導体スイッチ４ｄがオン状態である区間だけ、コ
ンデンサ５ｇに電荷は充電され（ただし、電荷が満たさ
れるまで）、充電電荷量に応じた電圧がコンデンサ５ｇ
の両端に発生するしくみとなる。At this time, the potential on the anode side of the diode 5d becomes a positive potential with respect to the ground in the inverter circuit 4 (for example, DC + 15V if the output voltage of the power supply circuit 3 is DC + 15V).
A current flows through the capacitor 5g via d, the electric charge is charged, and the electric charge is charged to the capacitor 5g only until the semiconductor switch 4d is in the ON state (until the electric charge is filled), and the electric charge is charged according to the charged electric charge. Voltage is 5g of capacitor
This is a mechanism that occurs at both ends.
【００３６】半導体スイッチ４ｄがオフ状態となって
も、コンデンサ５ｇの電荷は徐々に放電するが、ある時
間だけ維持され、放電されるまでの間は、コンデンサ５
ｇでの充電電荷量に応じた電圧を駆動回路４Ｕ＋及び半
導体スイッチ４ａへの供給電源に使用できる。Even when the semiconductor switch 4d is turned off, the charge of the capacitor 5g is gradually discharged, but is maintained for a certain period of time.
A voltage corresponding to the charge amount at g can be used as a power supply to the drive circuit 4U + and the semiconductor switch 4a.
【００３７】ただし、半導体スイッチ４ｄをオフ状態と
し、駆動回路４Ｕ＋及び半導体スイッチ４ａを駆動し続
けるとコンデンサ５ｇでの電荷量は減少してゆく。However, when the semiconductor switch 4d is turned off and the drive circuit 4U + and the semiconductor switch 4a are continuously driven, the amount of charge in the capacitor 5g decreases.
【００３８】つまり、ブートストラップ回路５では、２
個１組でトーテムポール型に接続された半導体スイッチ
のうちの低電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４
ｆ）がオン状態であり、高電圧側の半導体スイッチ（４
ａ、４ｂ、４ｃ）がオフ状態の時、コンデンサ（５ｇ、
５ｈ、５ｉ）に電荷が充電され、充電された電荷は、低
電圧側の半導体スイッチ（４ｄ、４ｅ、４ｆ）がオフ状
態である時、高電圧側の半導体スイッチ（４ａ、４ｂ、
４ｃ）を駆動するのに使用される。That is, in the bootstrap circuit 5, 2
The semiconductor switches (4d, 4e, 4d,
f) is in the ON state and the semiconductor switch (4
a, 4b, 4c) are off, the capacitors (5g,
5h, 5i) are charged, and the charged charges are transferred to the high voltage side semiconductor switches (4a, 4b, 4b, 4d, 4d, 4f, 4f) when the low voltage side semiconductor switches (4d, 4e, 4f) are off.
4c).
【００３９】６は直流電動機であり、半導体スイッチ４
ａ〜４ｆを個別にオン／オフ制御することにより、直流
電動機６に電流が流れ、内部の回転子（図示せず）が回
転するものである。Reference numeral 6 denotes a DC motor, which is a semiconductor switch 4
By individually performing on / off control of a to 4f, a current flows through the DC motor 6, and an internal rotor (not shown) rotates.
【００４０】７はインバータ制御手段であり、転流手段
８と、チョッピング信号発生手段９と、合成手段１０
と、充電パルス発生手段１１により構成されている。Reference numeral 7 denotes inverter control means, which is a commutation means 8, a chopping signal generating means 9, and a synthesizing means 10.
And the charging pulse generating means 11.
【００４１】１２は位置検出手段であり、直流電動機６
の回転子の回転位置を検出すると共に、回転パルスを発
生し、インバータ制御手段７に出力する。Reference numeral 12 denotes position detecting means, which is a DC motor 6
, A rotation pulse is generated and output to the inverter control means 7.
【００４２】８の転流手段は位置検出手段６の出力から
インバータ回路３の半導体スイッチ４ａ〜４ｆを転流さ
せる転流パルスを作り出し、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、
４Ｗ−及び合成手段８に出力する。The commutation means 8 generates commutation pulses for commutating the semiconductor switches 4a to 4f of the inverter circuit 3 from the output of the position detection means 6, and generates drive pulses for the drive circuits 4U-, 4V-,
4W- and output to the combining means 8.
【００４３】９のチョッピング信号発生手段は直流電動
機６の回転数を可変にするために、一定周波数でオン／
オフ比率の異なる波形を作り出す。The chopping signal generating means 9 turns on / off at a constant frequency in order to make the rotation speed of the DC motor 6 variable.
Create waveforms with different off ratios.
【００４４】１０の合成手段は、転流手段８により出力
された転流パルスとチョッピング信号発生手段９により
出力されたチョッピング信号とを合成し、駆動回路４Ｕ
＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋へ合成信号を出力する。The synthesizing means 10 synthesizes the commutation pulse output from the commutating means 8 and the chopping signal output from the chopping signal generating means 9 to form the driving circuit 4U.
+, 4V +, and 4W + to output a composite signal.
【００４５】１１の充電パルス発生手段は、ブートスト
ラップ回路５のコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉに電荷を充
電するための充電パルスを駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−及び転流手段８に出力する。The eleventh charge pulse generation means generates charge pulses for charging the capacitors 5g, 5h, 5i of the bootstrap circuit 5 with the drive circuits 4U-, 4V-,
W− and commutation means 8.
【００４６】１３は直流電動機６の運転／停止命令を出
す運転モード判定手段であり、充電パルス発生手段１１
及び合成手段１０に信号を出力する。Numeral 13 denotes an operation mode determining means for issuing an operation / stop command for the DC motor 6, and a charge pulse generating means 11
And outputs a signal to the combining means 10.
【００４７】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図２、図３を用いて説明する。Next, the operation of the operation control device for a DC motor having the above configuration will be described with reference to FIGS.
【００４８】図２は実施の形態１における直流電動機起
動時の制御パルスのタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of control pulses at the time of starting the DC motor in the first embodiment.
【００４９】図３は実施の形態１における直流電動機停
止時の制御パルスのタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart of control pulses when the DC motor is stopped in the first embodiment.
【００５０】まず、実施の形態１では、運転モード判定
手段１３により、直流電動機６を運転するか、停止状態
を保つかを判定する。First, in the first embodiment, the operating mode determining means 13 determines whether to operate the DC motor 6 or to keep the DC motor 6 stopped.
【００５１】ある条件（例えば、温度センサなどによ
り、基準温度よりも高い温度を検出した直流電動機６を
運転する必要が生じた時）を満たしたとき、運転モード
判定手段１３は図２の運転モードに示すように、Ｔ１時
にＯＮ命令が出力される。When a certain condition (for example, when it becomes necessary to operate the DC motor 6 having detected a temperature higher than the reference temperature by a temperature sensor or the like), the operation mode determining means 13 determines the operation mode shown in FIG. As shown in (1), an ON command is output at T1.
【００５２】Ｔ１時におけるＯＮ命令は充電パルス発生
手段１１及び合成手段１０に出力される。The ON command at the time T1 is output to the charging pulse generating means 11 and the synthesizing means 10.
【００５３】充電パルス発生手段１１では、運転モード
判定手段１３のＯＮ命令を受けると同時に充電パルスを
発生し、充電パルスは駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−
及び転流手段８に出力される。The charging pulse generating means 11 generates a charging pulse at the same time as receiving the ON command of the operation mode determining means 13, and the charging pulse is generated by the driving circuits 4U-, 4V-, 4W-.
And output to the commutation means 8.
【００５４】充電パルス発生手段１１は、運転モード判
定手段１３のエッジ（例えば立ち上がり時０Ｖから５Ｖ
になった時）のみを検出し、エッジを検出後ある一定の
期間（Ｔ１〜Ｔ２区間）のみパルスを発生する仕組みに
なっており、すなわちラッチ時間を設けた構造になって
いる（例えば、ワンショットパルス発生回路などを用い
てもよい）。The charging pulse generating means 11 is connected to the edge of the operation mode determining means 13 (for example, from 0 V to 5 V at rising).
), And a pulse is generated only during a certain period (T1 to T2) after the edge is detected, that is, a structure in which a latch time is provided (for example, one A shot pulse generation circuit or the like may be used).
【００５５】なお、ラッチ時間については、ブートスト
ラップ回路５のコンデンサ容量などにより時間をかえる
必要があり、インバータ回路の用途に応じて適正化を図
る必要がある。It is necessary to change the latch time depending on the capacity of the capacitor of the bootstrap circuit 5 and the like, and it is necessary to optimize the latch time according to the use of the inverter circuit.
【００５６】充電パルスは駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−に同時に出力され、充電パルスＯＮ時は半導体スイ
ッチ４ｄ、４ｅ、４ｆをオン状態にし、充電パルスがＯ
ＦＦになると半導体スイッチ４ｄ、４ｅ、４ｆもオフに
なる。The charging pulses are applied to the driving circuits 4U-, 4V-,
W- at the same time, and when the charge pulse is ON, the semiconductor switches 4d, 4e, and 4f are turned on, and the charge pulse
When the switch becomes FF, the semiconductor switches 4d, 4e, and 4f are also turned off.
【００５７】図２における４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋、４
Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−のパルスはそれぞれ半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆのオン／オフ状
態を示している。4U +, 4V +, 4W +, 4 in FIG.
The pulses U-, 4V-, and 4W- indicate the ON / OFF states of the semiconductor switches 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, and 4f, respectively.
【００５８】したがって、充電パルスにより、半導体ス
イッチ４ｄ、４ｅ、４ｆのみがオン状態となり、ブート
ストラップ回路５におけるコンデンサ５ｇ、５ｈ、５ｉ
に電荷が充電され、充電パルスがＯＦＦになったときに
は、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋及び半導体スイッ
チ４ａ、４ｂ、４ｃへの供給電源を得ることができる。Therefore, only the semiconductor switches 4d, 4e, 4f are turned on by the charging pulse, and the capacitors 5g, 5h, 5i in the bootstrap circuit 5 are turned on.
When the charge pulse is turned off, power supply to the drive circuits 4U +, 4V +, 4W + and the semiconductor switches 4a, 4b, 4c can be obtained.
【００５９】充電パルスは転流手段８にも出力され、充
電パルスがＯＮ状態の時は、転流手段８は動作しない。The charge pulse is also output to the commutation means 8, and when the charge pulse is in the ON state, the commutation means 8 does not operate.
【００６０】充電パルスがＯＦＦになると、転流手段８
からは、直流電動機６への転流波形を出力する。When the charging pulse is turned off, the commutation means 8
Outputs a commutation waveform to the DC motor 6.
【００６１】出力された転流波形は、合成手段１０によ
り、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗ−への信号は運転モ
ード信号と、駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ＋への信号
はチョッピング信号発生手段９から出力されるＰＷＭ信
号と合成され、それぞれ駆動回路４Ｕ＋、４Ｖ＋、４Ｗ
＋、４Ｕ−、４Ｖ−、４Ｗを介して半導体スイッチ４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４Ｆを駆動し、直流電動
機６は回転し、以後位置検出手段１２の回転パルスをも
とに転流信号が出力され回転を続ける。The output commutation waveform is converted by the synthesizing means 10 into a driving mode signal for driving circuits 4U-, 4V- and 4W-, and a chopping signal generating means for driving signals to driving circuits 4U +, 4V + and 4W +. 9 and the PWM signals output from the driving circuits 4U +, 4V +, and 4W, respectively.
+, 4U-, 4V-, 4W through the semiconductor switch 4
a, 4b, 4c, 4d, 4e, and 4F are driven, and the DC motor 6 rotates. Thereafter, a commutation signal is output based on the rotation pulse of the position detection means 12, and the rotation continues.
【００６２】図３において運転モードがＯＮからＯＦＦ
になったとき、ＯＦＦ信号は合成手段１０にも出力され
ている。In FIG. 3, the operation mode is changed from ON to OFF.
, The OFF signal is also output to the synthesizing means 10.
【００６３】このとき、運転モード信号はＯＦＦ（例え
ば０Ｖ）であるので、転流信号が出力されていても、合
成後の信号はＯＦＦとなる。At this time, since the operation mode signal is OFF (for example, 0 V), even if the commutation signal is output, the combined signal is OFF.
【００６４】したがって、駆動回路４Ｕ−、４Ｖ−、４
Ｗ−への信号はＯＦＦであり、半導体スイッチ４ｄ、４
ｅ、４Ｆはオフとなり直流電動機６は停止する。Therefore, the driving circuits 4U-, 4V-,
The signal to W- is OFF, and the semiconductor switches 4d, 4d
e and 4F are turned off, and the DC motor 6 stops.
【００６５】なお、本実施の形態１では、説明のため、
各タイミングチャートの波形は、各半導体スイッチのオ
ン／オフ動作になるように示したが実際の回路では、こ
の限りではない。In the first embodiment, for the sake of explanation,
Although the waveforms of each timing chart are shown so as to turn on / off each semiconductor switch, this is not a limitation in an actual circuit.
【００６６】上記形態により、直流電動機の運転開始時
にブートストラップ回路の全コンデンサに電荷を充電す
ることができ、トーテムポール型に結線された２つの半
導体スイッチのうち高電圧側（上アーム）の全半導体ス
イッチの駆動電源を得ることができ、直流電動機の起動
時には全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の停止中の省電力化を図ることができる。According to the above embodiment, all the capacitors of the bootstrap circuit can be charged with electric charge at the start of operation of the DC motor, and all of the high-voltage side (upper arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type can be used. The drive power of the semiconductor switches can be obtained, and when the DC motor is started, the drive power of all the semiconductor switches can be obtained.
It is possible to save power while the DC motor is stopped.
【００６７】（実施の形態２）図４は実施の形態２の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。(Embodiment 2) FIG. 4 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to Embodiment 2.
【００６８】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
【００６９】図４において、２１は変調パルス発生手段
であり、一定周波数でオン／オフ比率の異なる波形を作
り出す。In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a modulation pulse generating means for generating waveforms having different on / off ratios at a constant frequency.
【００７０】２２は第２合成手段であり、充電パルスと
変調パルス発生手段２１より出力された変調パルスを合
成する。Reference numeral 22 denotes second synthesizing means for synthesizing the charging pulse and the modulation pulse output from the modulation pulse generating means 21.
【００７１】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図５を用いて説明する。Next, the operation of the DC motor operation control device having the above configuration will be described with reference to FIG.
【００７２】図５は実施の形態２の充電時における半導
体スイッチ制御パルスの例を示す。図５において充電パ
ルスは充電パルス発生手段１１からの出力信号を、変調
パルスは変調パルス発生手段２１から発生される出力信
号を、４Ｕ−は、半導体スイッチ４ｄの駆動波形を示し
ている。FIG. 5 shows an example of a semiconductor switch control pulse during charging according to the second embodiment. In FIG. 5, a charging pulse indicates an output signal from the charging pulse generating means 11, a modulation pulse indicates an output signal generated from the modulation pulse generating means 21, and 4U- indicates a driving waveform of the semiconductor switch 4d.
【００７３】充電パルス発生手段１１からはある一定の
ラッチ時間（Ｔ１からＴ５まで）を持ったパルスが出力
される。A pulse having a certain latch time (from T1 to T5) is output from the charging pulse generating means 11.
【００７４】変調パルス発生手段２１からは、運転モー
ドのＯＮ命令を受け、充電パルス発生手段１１がＯＮす
るのとほぼ同じタイミングで波形を発生してゆく。Upon receiving an operation mode ON command from the modulation pulse generating means 21, the waveform is generated at substantially the same timing as when the charging pulse generating means 11 is turned ON.
【００７５】変調パルス発生手段２１の発生するパルス
は一定周波数ではあるが、ＯＮ状態直後はそのオン時間
（デューティー）は非常に短いものであり、オン時間は
パルスの出力回数が多くなると時間は長くなってゆき、
最終的には１００％オン状態（デューティー１００％）
となる。Although the pulse generated by the modulation pulse generating means 21 has a constant frequency, the ON time (duty) is very short immediately after the ON state, and the ON time becomes longer as the number of output pulses increases. Becoming
Eventually 100% ON (duty 100%)
Becomes
【００７６】また、変調パルスもある一定の期間のみ出
力されるが総合計時間（Ｔ１からＴ６）は、充電パルス
よりも長く設定する。The modulation pulse is also output only for a certain period, but the total time (T1 to T6) is set longer than the charging pulse.
【００７７】第２合成手段２２では、充電パルスと変調
パルスを合成し、充電パルス及び変調パルスが共にＯＮ
状態の時のみＯＮ信号を出力する。The second synthesizing means 22 synthesizes the charging pulse and the modulation pulse, and turns on both the charging pulse and the modulation pulse.
An ON signal is output only in the state.
【００７８】合成信号は駆動回路４Ｕ−へ出力され、半
導体スイッチ４ｄを駆動し、半導体スイッチ４ｄでは図
５における４Ｕ−の波形となる。The composite signal is output to the drive circuit 4U- to drive the semiconductor switch 4d, and the semiconductor switch 4d has a waveform of 4U- in FIG.
【００７９】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。Since the structure is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.
【００８０】上記形態により、充電開始時はＯＮ時間の
短いパルスで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆく
ものであり、ブートストラップ回路の充電初期に発生す
る突入電流値を低減できる。According to the above-described embodiment, the charging is started with a pulse having a short ON time, and then the ON time is gradually lengthened thereafter, so that the rush current value generated at the initial stage of charging of the bootstrap circuit can be reduced.
【００８１】（実施の形態３）図６は実施の形態３の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。(Embodiment 3) FIG. 6 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to Embodiment 3.
【００８２】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
【００８３】図６において、３１は回路切り替え手段で
あり、充電を行いたい相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に充電を
行えるように、駆動回路へ接続を切り替える。In FIG. 6, reference numeral 31 denotes circuit switching means for switching the connection to the drive circuit so that the phases (U-phase, V-phase, W-phase) to be charged can be charged.
【００８４】接続の切り替えは、半導体スイッチを用い
てもよいし、ＩＣ、マイコンなどをもちいてもよい。The connection may be switched by using a semiconductor switch, or by using an IC, a microcomputer, or the like.
【００８５】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図７を用いて説明する。Next, the operation of the DC motor operation control device having the above configuration will be described with reference to FIG.
【００８６】図７は実施の形態３の充電時における半導
体スイッチ制御パルスの例を示す。インバータにより、
直流電動機６を回転させる場合、起動における半導体ス
イッチ４ａ〜４ｆを動かす順番はあらかじめ決まってい
ることが多い。FIG. 7 shows an example of a semiconductor switch control pulse during charging according to the third embodiment. By inverter
When the DC motor 6 is rotated, the order in which the semiconductor switches 4a to 4f are moved at the start is often determined in advance.
【００８７】本実施の形態３では、直流電動機６を起動
する時の高電圧側の半導体スイッチ４ａ、４ｂ、４ｃの
駆動順は、４ｂ（図７の４Ｖ＋）、４ｃ（図７の４Ｗ
＋）、４ａ（図７の４Ｕ＋）である。In the third embodiment, when the DC motor 6 is started, the driving order of the high-voltage side semiconductor switches 4a, 4b, 4c is 4b (4V + in FIG. 7) and 4c (4W + in FIG. 7).
+) And 4a (4U + in FIG. 7).
【００８８】従って、駆動すべき半導体スイッチの順番
に必要とする電源を供給すればよいことになる。Therefore, it is only necessary to supply necessary power in the order of the semiconductor switches to be driven.
【００８９】運転モードＯＮ時において、充電パルスは
ＯＮ状態となり、充電を開始する。直流電動機６を起動
するときに最初にオンさせるべき半導体スイッチは４ｂ
であるため、充電開始当初（Ｔ１時）では、回路切り替
え手段３１において、駆動回路４Ｖ−に接続し、半導体
スイッチ４ｅをオン状態にし、一定時間ブートストラッ
プ回路５のコンデンサ５ｈに電荷を充電する。When the operation mode is ON, the charging pulse is turned ON, and charging is started. The semiconductor switch to be turned on first when starting the DC motor 6 is 4b
Therefore, at the beginning of charging (at T1), the circuit switching means 31 connects to the drive circuit 4V-, turns on the semiconductor switch 4e, and charges the capacitor 5h of the bootstrap circuit 5 with electric charge for a certain period of time.
【００９０】一定時間（Ｔ１〜Ｔ８）後、回路切り替え
手段３１では、駆動回路４Ｖ−との接続を止め、駆動回
路４Ｗ−に接続し、半導体スイッチ４ｆをオン状態に
し、一定時間（Ｔ８〜Ｔ９）、ブートストラップ回路５
のコンデンサ５ｉに電荷を充電する。After a predetermined time (T1 to T8), the circuit switching means 31 stops the connection with the driving circuit 4V-, connects to the driving circuit 4W-, turns on the semiconductor switch 4f, and turns on the semiconductor switch 4f for a predetermined time (T8 to T9). ), Bootstrap circuit 5
Of the capacitor 5i.
【００９１】さらに、一定時間（Ｔ８〜Ｔ９）後、回路
切り替え手段３１では、駆動回路４Ｗ−との接続を止
め、駆動回路４Ｕ−に接続し、半導体スイッチ４ｄをオ
ン状態にし、一定時間（Ｔ９〜Ｔ１０）、ブートストラ
ップ回路５のコンデンサ５ｇに電荷を充電する。Further, after a certain time (T8 to T9), the circuit switching means 31 stops the connection with the drive circuit 4W-, connects to the drive circuit 4U-, turns on the semiconductor switch 4d, and turns on the semiconductor switch 4d. -T10), the capacitor 5g of the bootstrap circuit 5 is charged with electric charge.
【００９２】充電パルスがＯＦＦ（Ｔ１０以降）となれ
ば、回路切り替え手段３１はどの駆動回路にも接続され
ず充電を完了する。When the charging pulse is turned off (after T10), the circuit switching means 31 is not connected to any driving circuit and the charging is completed.
【００９３】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。Since the configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.
【００９４】上記形態により、直流電動機を起動する前
に、トーテムポール型に結線された２つの半導体スイッ
チのうちの低電圧側（下アーム）の半導体スイッチを１
相づつ順次オン状態にすることができ、充電時に流れ込
む電流ピークを少なくでき、電源回路の省出力化がで
き、電源回路の小型化ができる。According to the above embodiment, before starting the DC motor, one of the semiconductor switches on the low voltage side (lower arm) of the two semiconductor switches connected in a totem pole type is connected.
The power supply circuit can be sequentially turned on one by one, the current peak flowing during charging can be reduced, the output of the power supply circuit can be reduced, and the power supply circuit can be downsized.
【００９５】（実施の形態４）図８は実施の形態４の直
流電動機の運転制御装置の全体構成図である。(Embodiment 4) FIG. 8 is an overall configuration diagram of an operation control device for a DC motor according to Embodiment 4.
【００９６】なお、実施の形態１と同一構成について
は、同一符号を付して詳細な説明は省略する。The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
【００９７】図８において、４１は初期スイッチ選定手
段であり、直流電動機６を起動するときに一番最初に駆
動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その駆動回
路にのみ接続する。In FIG. 8, reference numeral 41 denotes an initial switch selecting means, which selects a high-voltage side semiconductor switch to be driven first when the DC motor 6 is started, and is connected only to its drive circuit.
【００９８】次に、上記構成の直流電動機の運転制御装
置の動作について、図９を用いて説明する。Next, the operation of the DC motor operation control device having the above configuration will be described with reference to FIG.
【００９９】インバータにより、直流電動機６を回転さ
せる場合、起動においては強制的に回転をさせることが
多く、１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチは
あらかじめ決まっていることが多い。When the DC motor 6 is rotated by the inverter, the DC motor 6 is forcibly rotated at the start, and the semiconductor switch on the high voltage side to be driven first is often determined in advance.
【０１００】また、直流電動機が回転中は、半導体スイ
ッチのオン／オフ波形の性質から、常時高電圧側の電源
は確保される。While the DC motor is rotating, the power supply on the high voltage side is always secured due to the nature of the ON / OFF waveform of the semiconductor switch.
【０１０１】従って、直流電動機６を起動する時、１番
最初に駆動する半導体スイッチの電源さえ確保すればよ
いこととなる。Therefore, when the DC motor 6 is started, it is only necessary to secure the power supply of the semiconductor switch to be driven first.
【０１０２】本実施の形態４では、直流電動機６を起動
する時の１番最初に駆動する高電圧側の半導体スイッチ
は４ｂである。In the fourth embodiment, the semiconductor switch on the high voltage side which is driven first when starting the DC motor 6 is 4b.
【０１０３】充電区間（Ｔ１〜Ｔ２）において、半導体
スイッチ４ｂへの供給電源のみを確保できるように、初
期スイッチ選定手段４１では駆動回路４Ｖ−に接続し、
充電パルスにより、半導体スイッチ４ｅは駆動され、オ
ン状態となり、ブートストラップ回路５のコンデンサ５
ｈに電荷が充電され、半導体スイッチ４ｂの駆動電源が
確保できる。In the charging section (T1 to T2), the initial switch selecting means 41 is connected to the driving circuit 4V- so that only the power supply to the semiconductor switch 4b can be secured.
By the charging pulse, the semiconductor switch 4e is driven and turned on, and the capacitor 5 of the bootstrap circuit 5
h is charged, and a drive power supply for the semiconductor switch 4b can be secured.
【０１０４】本実施の形態４では、直流電動機６の起動
時において、１番最初に駆動する半導体スイッチは決ま
っている例を説明したが、事前に１番最初に駆動する半
導体スイッチを選定しておいて、各駆動回路に接続して
もよい。In the fourth embodiment, an example has been described in which the semiconductor switch to be driven first is determined when the DC motor 6 is started. However, the semiconductor switch to be driven first is selected in advance. Here, it may be connected to each drive circuit.
【０１０５】以後、実施の形態１と同一構成であるの
で、同一符号を付して説明は省略する。Since the structure is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description is omitted.
【０１０６】上記形態により、直流電動機の起動時に、
一番最初にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側
の半導体スイッチのみに充電パルスを与えることによ
り、一番最初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの
駆動電源を得ることができ、充電時間の短縮化ができ
る。According to the above embodiment, when the DC motor is started,
By supplying a charging pulse only to the low-voltage side semiconductor switch in phase with the semiconductor switch to be turned on first, the driving power of the high-voltage side semiconductor switch to be turned on first can be obtained, and the charging time can be reduced. Can be shortened.
【０１０７】[0107]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、直流電動
機の運転開始時にブートストラップ回路の全コンデンサ
に電荷を充電することができ、トーテムポール型に結線
された２つの半導体スイッチのうち高電圧側（上アー
ム）の全半導体スイッチの駆動電源を得ることができ、
直流電動機の起動時には全半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、直流電動機の停止中の省電力化を図る
ことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to charge all the capacitors of the bootstrap circuit at the start of the operation of the DC motor, and it is possible to charge the high-voltage of the two semiconductor switches connected in a totem pole type. A drive power supply for all the semiconductor switches on the voltage side (upper arm) can be obtained,
When the DC motor is started, drive power for all the semiconductor switches can be obtained, and power can be saved while the DC motor is stopped.
【０１０８】さらに、充電開始時はＯＮ時間の短いパル
スで始め、後に徐々にＯＮ時間を長くしてゆくものであ
り、ブートストラップ回路の充電初期に発生する突入電
流値を低減できる。Further, at the start of charging, a pulse having a short ON time is started, and thereafter, the ON time is gradually increased, so that a rush current value generated at the initial charging of the bootstrap circuit can be reduced.
【０１０９】さらに、トーテムポール型に結線された２
つの半導体スイッチのうちの低電圧側（下アーム）の半
導体スイッチを１相づつ順次オン状態にすることがで
き、充電時に流れる電流ピークを少なくでき、電源回路
の省出力化ができ、電源回路の小型化ができる。Further, the 2 connected to the totem pole type
One of the semiconductor switches on the low voltage side (lower arm) can be sequentially turned on one phase at a time, the current peak flowing during charging can be reduced, the output of the power supply circuit can be reduced, and the power supply circuit can be saved. Can be downsized.
【０１１０】さらに、直流電動機の起動時に、一番最初
にオンさせる半導体スイッチと同相の低電圧側の半導体
スイッチのみに充電パルスを与えることにより、一番最
初にオンさせる高電圧側の半導体スイッチの駆動電源を
得ることができ、充電時間の短縮化ができる。Further, when the DC motor is started, a charge pulse is given only to the low-voltage side semiconductor switch having the same phase as the semiconductor switch to be turned on first, so that the high-voltage side semiconductor switch to be turned on first is turned on. A driving power source can be obtained, and the charging time can be reduced.
【図１】本発明の実施の形態１の直流電動機の運転制御
装置の全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本実施の形態１における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャートFIG. 2 is a timing chart of a control pulse when starting the DC motor in the first embodiment.
【図３】本実施の形態１における直流電動機停止時の制
御パルスのタイミングチャートFIG. 3 is a timing chart of a control pulse when the DC motor is stopped in the first embodiment.
【図４】本実施の形態２における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図FIG. 4 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to a second embodiment.
【図５】本実施の形態２の充電時における半導体スイッ
チ制御パルスを示す図FIG. 5 is a diagram showing a semiconductor switch control pulse during charging according to the second embodiment;
【図６】本実施の形態３における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図FIG. 6 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to a third embodiment.
【図７】本実施の形態３における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャートFIG. 7 is a timing chart of control pulses at the time of starting the DC motor according to the third embodiment.
【図８】本実施の形態４における直流電動機の運転制御
装置の全体構成図FIG. 8 is an overall configuration diagram of a DC motor operation control device according to a fourth embodiment.
【図９】本実施の形態４における直流電動機起動時の制
御パルスのタイミングチャートFIG. 9 is a timing chart of control pulses at the time of starting the DC motor according to the fourth embodiment.
２ 整流回路 ３ 電源回路 ４ インバータ回路 ５ ブートストラップ回路 ６ 直流電動機 ７ インバータ制御手段 ８ 転流手段 ９ チョッピング信号発生手段 １０ 合成手段 １１ 充電パルス発生手段 １２ 運転モード判定手段 2 Rectifier circuit 3 Power supply circuit 4 Inverter circuit 5 Bootstrap circuit 6 DC motor 7 Inverter control means 8 Commutation means 9 Chopping signal generating means 10 Combining means 11 Charging pulse generating means 12 Operation mode determining means
Claims (4)
る整流回路と、運転制御装置での制御電力を供給する電
源回路と、インバータ回路と、前記インバータ回路を構
成する２個１組でトーテムポール型に結線した複数の半
導体スイッチと、各半導体スイッチを駆動する駆動回路
と、トーテムポール型に結線された半導体スイッチのう
ちの高電圧側の各半導体スイッチを駆動する電力を得る
ためのブートストラップ回路と、前記半導体スイッチを
オン／オフ制御する信号を発生するインバータ制御手段
と、前記直流電動機の運転／停止を判定する運転モード
判定手段と、前記直流電動機の回転子の位置を検出する
とともに回転パルスを発生する位置検出手段と、前記イ
ンバータ制御手段に組み込まれ位置検出手段の出力をも
とに前記インバータ回路の半導体スイッチの動作を決定
する転流手段と、前記直流電動機の回転数を可変にする
ためのチョッピングを行うための信号を発生するチョッ
ピング信号発生手段と、前記転流手段の出力と前記チョ
ッピング信号発生手段の出力と前記運転モード判定手段
の出力を合成する合成手段と、前記ブートストラップ回
路への充電動作を行う充電パルス発生手段とを備えた直
流電動機の運転制御装置。1. A totem comprising a DC motor, a rectifier circuit for converting AC input to DC, a power supply circuit for supplying control power in an operation control device, an inverter circuit, and a set of two of the inverter circuits. A plurality of semiconductor switches connected in a pole type, a drive circuit for driving each semiconductor switch, and a bootstrap for obtaining electric power for driving each of the semiconductor switches on a high voltage side among the semiconductor switches connected in a totem pole type. A circuit, an inverter control means for generating a signal for controlling on / off of the semiconductor switch, an operation mode determining means for determining operation / stop of the DC motor, and detecting and rotating a position of a rotor of the DC motor. Position detecting means for generating a pulse; and the inverter based on an output of the position detecting means incorporated in the inverter control means. Commutation means for determining the operation of the semiconductor switch of the circuit; chopping signal generation means for generating a signal for performing chopping for varying the rotation speed of the DC motor; output of the commutation means and the chopping An operation control device for a DC motor, comprising: synthesizing means for synthesizing an output of a signal generating means and an output of the operation mode determining means; and a charging pulse generating means for performing a charging operation to the bootstrap circuit.
形を出力する変調パルス発生手段と、充電パルス発生手
段より出力された充電パルスと前記変調パルス発生手段
より出力された変調パルスを合成する第２合成手段とを
備えた請求項１記載の直流電動機の運転制御装置。2. A modulation pulse generating means for outputting waveforms having different on / off ratios at a constant frequency, and a charge pulse output from the charging pulse generation means and a modulation pulse output from the modulation pulse generation means are combined. 2. The operation control device for a DC motor according to claim 1, further comprising two combining means.
替え手段とを備えた請求項１記載の直流電動機の運転制
御装置。3. The DC motor operation control device according to claim 1, further comprising circuit switching means for charging a phase to be charged.
駆動する高電圧側の半導体スイッチを選定し、その駆動
回路にのみ接続する初期スイッチ選定手段とを備えた請
求項１記載の直流電動機の運転制御装置。4. The DC motor according to claim 1, further comprising an initial switch selecting means for selecting a high voltage side semiconductor switch to be driven first when starting the DC motor, and connecting only to the drive circuit. Operation control device.
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