JP2000324876A - ブラシレスモータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下アーム間のＰＷＭの切り替え時におい
て、ブラシレスモータの巻線からステータに流れるリー
ク電流を小さく抑制すること。 【解決手段】 パルス幅変調回路３９は、電圧指令信号
Ｓs と三角波発生回路３８で生成された三角波キャリア
信号Ｓc1とを比較してＰＷＭ信号Ｓm を生成する。切替
回路４１は、非通電期間にある巻線の誘起電圧の正負を
示す判定信号Ｓp に基づいて、上，下アーム何れのＩＧ
ＢＴ１４〜１６，１７〜１９に対してＰＷＭを行うかを
決定し、上アームおよび下アームに対するＰＷＭ信号Ｓ
mpおよびＳmnを波形合成回路４２に対して出力する。こ
の場合、切替回路４１は、判定信号Ｓp のレベルが変化
しても直ちに上下アーム間でＰＷＭを切り替えず、その
後ＰＷＭのオン期間であって且つ三角波キャリア信号Ｓ
c1が最大値となった時点において切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの回転位置
に応じて巻線に順次通電するための正側スイッチング素
子群および負側スイッチング素子群からなるスイッチン
グ回路を備え、パルス幅変調信号に基づくオンオフ制御
を行うスイッチング素子群として正側スイッチング素子
群と負側スイッチング素子群とを選択的に切り替えるよ
うに構成したブラシレスモータの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のブラシレスモータの駆動装置に
ついて図７ないし図１０を参照しながら説明する。ま
ず、電気的構成を示す図７において、駆動装置１は、コ
ンバータ回路２、インバータ回路３、位置検出回路４、
制御回路５、およびゲートドライブ回路６を備えて構成
されている。このうちコンバータ回路２は、例えば単相
１００Ｖの交流電源７に接続されており、力率改善用の
リアクトル８、ダイオードブリッジ回路９、および３つ
の平滑用コンデンサ１０、１１、１２を組み合わせてな
る周知の単相倍電圧整流回路として構成されている。

【０００３】このコンバータ回路２の出力線である直流
電源線１３ａと１３ｂとの間にはインバータ回路３が接
続されている。このインバータ回路３は、６個のスイッ
チング素子例えばＩＧＢＴ１４〜１９と、これらＩＧＢ
Ｔ１４〜１９に対しそれぞれ並列に接続された６個の還
流ダイオード２０〜２５とを三相ブリッジ接続してなる
周知の電圧形インバータ回路として構成されている。

【０００４】このインバータ回路３の各相の出力端子２
６ｕ、２６ｖ、２６ｗには、それぞれブラシレスモータ
２７の巻線２７ｕ、２７ｖ、２７ｗの各端子が接続され
ている。このブラシレスモータ２７は、三相スター結線
された上記巻線２７ｕ、２７ｖ、２７ｗが巻回されたス
テータ（図示せず）と永久磁石が配設されたロータ（図
示せず）とを備えて構成され、例えば冷蔵庫やエアコン
ディショナーに搭載されたコンプレッサ（図示せず）を
駆動するものである。

【０００５】制御回路５がブラシレスモータ２７の通電
制御を行うために必要となるロータの位置情報は、各巻
線２７ｕ、２７ｖ、２７ｗの非通電期間に巻線端子に現
れる誘起電圧に基づいて、位置検出回路４から位置信号
Ｐu 、Ｐv 、Ｐw として出力される。この位置検出回路
４は次のように構成されている。

【０００６】すなわち、直流電源線１３ａと１３ｂとの
間には抵抗２８と２９とが直列に接続されており、両抵
抗２８と２９との共通接続点には、コンバータ回路２が
出力する直流電圧Ｖdcの１／２の電圧値となる基準電圧
Ｖc が生成されるようになっている。コンパレータ３
０、３１、３２は、それぞれＵ相の端子電圧Ｖu 、Ｖ相
の端子電圧Ｖv 、Ｗ相の端子電圧Ｖw と前記基準電圧Ｖ
c とを比較し、ハイレベルまたはロウレベルを有する位
置信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw を出力するようになっている。
この場合、コンパレータ３０、３１、３２の反転入力端
子が抵抗２８と２９との共通接続点に接続されている。

【０００７】また、制御回路５は、これら位置信号Ｐu
、Ｐv 、Ｐw に基づいて１２０°通電方式によるパル
ス幅変調（ＰＷＭ）制御を行い、そのＰＷＭ制御された
駆動信号Ｄup' 〜Ｄwn' は、それぞれゲートドライブ回
路６を介してＩＧＢＴ１４〜１９のゲート端子に与えら
れるようになっている。その結果、ブラシレスモータ２
７の巻線２７ｕ、２７ｖ、２７ｗには、ＰＷＭによるオ
ンオフ制御がなされた矩形波状の三相交流電圧が印加さ
れる。

【０００８】この制御回路５は、三角波キャリア信号を
発生する三角波発生回路と、この三角波キャリア信号と
電圧指令信号とを比較するパルス幅変調回路とを備えて
いる。ここで、電圧指令信号は、位置信号Ｐu 、Ｐv 、
Ｐw を用いて検出される速度検出信号と速度指令信号ｆ
s とに基づいて得られるものである。

【０００９】さらに、非通電期間にある巻線２７ｕ〜２
７ｗの誘起電圧によりブラシレスモータ２７にブレーキ
トルクが作用するような電流が流れたり、巻線２７ｕ〜
２７ｗに蓄積された電流エネルギーの放出によりコンバ
ータ回路２に逆電流が流れることを防止するため、制御
回路５は特開平７−３２２６８１号公報に開示されたＰ
ＷＭの切り替え制御を行うようになっている。

【００１０】すなわち、制御回路５は、非通電期間にあ
る巻線２７ｕ〜２７ｗの誘起電圧が正負何れにあるかを
判定し、その正負判定結果に基づいてインバータ回路３
におけるＰＷＭのオンオフ制御を正側（上アーム）のＩ
ＧＢＴ１４〜１６と負側（下アーム）のＩＧＢＴ１７〜
１９との間で切り替えるように構成されている。この上
下アーム間でのＰＷＭの切り替えにより、モータ効率が
向上し、コンデンサ１０〜１２における損失が低減す
る。

【００１１】以上の構成を備えた駆動装置１について、
図８に、上アーム側の駆動信号Ｄup' 〜Ｄwp' 、下アー
ム側の駆動信号Ｄun' 〜Ｄwn' 、端子電圧Ｖu 、Ｖv 、
Ｖw、および巻線２７ｕ〜２７ｗの中性点電圧ＶN の各
波形を示す。この図８において、時刻ｔ1 およびｔ5 で
上アーム側が転流し、時刻ｔ3 で下アーム側が転流して
いる。その間、時刻ｔ2 でＰＷＭによるオンオフ制御が
上アーム側から下アーム側に切り替えられ、時刻ｔ4 で
ＰＷＭによるオンオフ制御が下アーム側から上アーム側
に切り替えられている。

【００１２】この場合、ＰＷＭによりオンオフ制御され
るＩＧＢＴがオンの状態にある時（以下、「ＰＷＭがオ
ンの時」と称す）に上下アーム間でＰＷＭの切り替えを
行う（時刻ｔ4 における切り替え）と、その切り替え時
における中性点電圧ＶN の変化は比較的小さい。これに
対し、ＰＷＭによりオンオフ制御されるＩＧＢＴがオフ
の状態にある時（以下、「ＰＷＭがオフの時」と称す）
に上下アーム間でＰＷＭの切り替えを行う（時刻ｔ2 に
おける切り替え）と、その切り替え時に中性点電圧ＶN
が急峻に大きく変化する。

【００１３】一般に、ブラシレスモータ２７の巻線２７
ｕ〜２７ｗとステータとの間には、浮遊容量による結合
が存在する。この結合は、等価的には図９に示すよう
に、ブラシレスモータ２７の中性点２７Ｎと対地電位を
有するステータとの間にコンデンサが接続された状態と
して表すことができる。従って、中性点電圧ＶN が急峻
に変化すると、その微分値にほぼ比例した漏洩電流（リ
ーク電流）が巻線２７ｕ〜２７ｗからステータへと流れ
る。その結果、例えばブラシレスモータ２７が冷蔵庫に
搭載されたコンプレッサを駆動する場合にあっては、使
用者が冷蔵庫の筐体のヒンジ部あるいはネジ部などの塗
装がされていない金属露出部分に触れると電気を感じる
ことがある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このような事情から、
上下アーム間でＰＷＭの切り替えを行う場合には、ＰＷ
Ｍがオンの時に切り替えることが好ましい。この切り替
えの具体的な方法としては、特開平９−３１２９９３号
公報に開示された制御方法がある。この制御方法は、チ
ョッピング（ＰＷＭに相当）のエッジを検出し、そのエ
ッジ検出後チョッピングのオン時に上下アームのチョッ
ピングを切り替えるように制御するものである。

【００１５】この制御方法によれば、チョッピングがオ
フからオンに変化した直後に上下アームの切り替えが行
われる。しかしながら、図１０に示すように、チョッピ
ングがオフからオンに変化した直後における巻線２７ｕ
〜２７ｗの端子電圧にはリンギングが重畳しており、こ
のリンギングが発生している電圧非整定時に上下アーム
間でのチョッピング（ＰＷＭ）が切り替えられると、巻
線２７ｕ〜２７ｗ（すなわち中性点電圧ＶN ）の電位変
動が大きくなり、リーク電流やそれに伴うノイズの発生
の増大を招くという問題があった。

【００１６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上下アーム間のＰＷＭの切り替え時に
おいて、ブラシレスモータの巻線からステータに流れる
リーク電流をより小さく抑制することができるブラシレ
スモータの駆動装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載したブラシレスモータの駆動装置
は、ブラシレスモータが有する複数相の巻線に順次通電
するための正側スイッチング素子群および負側スイッチ
ング素子群からなるスイッチング回路と、前記ブラシレ
スモータが有するロータの位置情報を検出する位置検出
手段と、前記検出されたロータの位置情報に基づいて前
記複数相の巻線への通電信号を得る通電信号生成手段
と、三角波キャリア信号を発生するキャリア信号発生回
路と、電圧指令信号と前記三角波キャリア信号とを比較
してパルス幅変調信号を得るパルス幅変調回路と、前記
パルス幅変調信号に基づくオンオフ制御を行うスイッチ
ング素子群として前記正側スイッチング素子群と前記負
側スイッチング素子群とを選択的に切り替える駆動手段
とを備えたブラシレスモータの駆動装置において、前記
駆動手段は、前記パルス幅変調信号のオン期間で、且つ
前記三角波キャリア信号の最大点または最小点におい
て、前記正側スイッチング素子群と前記負側スイッチン
グ素子群とを切り替えるように構成されていることを特
徴とする。

【００１８】この構成によれば、パルス幅変調回路は電
圧指令信号と三角波キャリア信号とを比較し、両信号が
一致する時点においてスイッチング素子のオンオフ状態
を反転させるパルス幅変調信号を生成する。この場合、
三角波キャリア信号の最大点または最小点は、スイッチ
ング素子の（パルス幅変調の）オン期間またはオフ期間
のほぼ中央点となっている。つまり、駆動手段は、パル
ス幅変調信号のオン期間のほぼ中央点において、パルス
幅変調を行うスイッチング素子群を正側と負側とで切り
替える。従って、スイッチング素子のオンオフ状態が反
転した直後に巻線端子に発生するリンギングなどの電圧
非整定状態を避けて、正側と負側とのスイッチング素子
群の切り替えが行われる。この切り替えにより、ブラシ
レスモータや駆動装置の効率向上が図られるとともに、
巻線中性点の電位変動が小さくなって巻線からのリーク
電流が従来に比べ抑制される。

【００１９】また、請求項２に記載したブラシレスモー
タの駆動装置は、上記したスイッチング回路と、位置検
出手段と、通電信号生成手段に加え、鋸波キャリア信号
を発生するキャリア信号発生回路と、電圧指令信号と前
記鋸波キャリア信号とを比較してパルス幅変調信号を得
るパルス幅変調回路と、前記パルス幅変調信号に基づく
オンオフ制御を行うスイッチング素子群として前記正側
スイッチング素子群と前記負側スイッチング素子群とを
選択的に切り替える駆動手段とを備えたブラシレスモー
タの駆動装置において、前記駆動手段は、前記パルス幅
変調信号のオン期間で、且つ前記電圧指令信号と前記鋸
波キャリア信号との交点と前記鋸波キャリア信号の最大
点または最小点との中央点において、前記正側スイッチ
ング素子群と前記負側スイッチング素子群とを切り替え
るように構成されていることを特徴とする。

【００２０】この構成によれば、駆動手段は、パルス幅
変調信号のオン期間の中央点において、パルス幅変調を
行うスイッチング素子群を正側と負側とで切り替える。
従って、請求項１記載の構成に対して述べた作用と同様
に、スイッチング素子のオンオフ状態が反転した直後に
巻線端子に発生するリンギングなどを避けた状態で、正
側と負側とのスイッチング素子群の切り替えが行われ、
巻線からのリーク電流の抑制効果が大きくなる。

【００２１】この鋸波キャリア信号を用いる場合におい
て、駆動手段は、電圧指令信号レベルと鋸波キャリア信
号の最大値または最小値との中央値を有する基準信号を
生成し、この基準信号と前記鋸波キャリア信号との交点
において正側スイッチング素子群と負側スイッチング素
子群とを切り替えるように構成すると良い（請求項
３）。この構成によれば、電圧指令信号が変動しても常
に基準信号が中央値となるように保持され、スイッチン
グ素子のオン期間の中央点において正側と負側とのスイ
ッチング素子群の切り替えが行われる。

【００２２】なお、以上の場合において、ブラシレスモ
ータは冷蔵庫あるいはエアコンディショナーに搭載され
たコンプレッサを駆動することが好ましい（請求項
４）。これにより、リーク電流の発生を抑制した状態で
高効率運転が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態（請求項１、４に対応）について、図
１ないし図４を参照しながら説明する。なお、図１にお
いて、図７と同一構成部分には同一符号を付して説明を
省略し、ここでは異なる構成部分について説明する。

【００２４】図１は、ブラシレスモータの駆動装置の概
略的な電気的構成を示している。この図１において、イ
ンバータ回路３および位置検出回路４は、それぞれ本発
明におけるスイッチング回路および位置検出手段に相当
する。また、駆動装置３３およびブラシレスモータ２７
は冷蔵庫やエアコンディショナーなどに搭載され、コン
プレッサ（図示せず）を駆動するようになっている。

【００２５】さて、駆動装置３３は、マイクロコンピュ
ータを主体に構成された制御回路３４により制御され
る。この制御回路３４は、図示しない不揮発性メモリに
予め書き込まれた制御プログラムに従って、後述する通
電制御などを実行するようになっている。図１に示す制
御回路３４は、その機能がブロック図の形態で示されて
いる。すなわち、制御回路３４は、通電信号生成手段と
しての通電信号生成回路３５、正負判定回路３６、電圧
指令生成回路３７、キャリア信号発生回路としての三角
波発生回路３８、パルス幅変調回路３９、駆動手段とし
ての駆動回路４０を備えて構成されている。そして、駆
動回路４０は、さらに切替回路４１および波形合成回路
４２から構成されている。

【００２６】通電信号生成回路３５は、位置検出回路４
から入力したロータの位置情報としての位置信号Ｐu 、
Ｐv 、Ｐw に対して論理演算を行い、正側（上アーム）
スイッチング素子に相当するＩＧＢＴ１４、１５、１６
（正側スイッチング素子群）および負側（下アーム）ス
イッチング素子に相当するＩＧＢＴ１７、１８、１９
（負側スイッチング素子群）に対する通電信号Ｄup、Ｄ
vp、Ｄwp、およびＤun、Ｄvn、Ｄwnを生成するように構
成されている。

【００２７】また、上記位置信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw は正
負判定回路３６にも入力されている。この正負判定回路
３６は、「従来の技術」で挙げた特開平７−３２２６８
１号公報に開示された正負判定手段と同様の機能を有す
るものである。すなわち、正負判定回路３６は、非通電
期間にある巻線２７ｕ〜２７ｗの誘起電圧が正であるか
負であるかを判定し、その判定結果をハイレベルまたは
ロウレベルを有する判定信号Ｓp として出力するように
なっている。

【００２８】電圧指令生成回路３７は、図示しない速度
検出回路が位置信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に基づいて検出し
たブラシレスモータ２７の速度検出信号と、制御回路３
４の外部から入力された速度指令信号ｆs とに基づい
て、パルス幅変調（以下、ＰＷＭと称す）に用いる電圧
指令信号Ｓs を得るように構成されている。

【００２９】そして、パルス幅変調回路３９は、この電
圧指令信号Ｓs と三角波発生回路３８で生成された三角
波キャリア信号Ｓc1とを比較することによりパルス幅変
調（以下、ＰＷＭと称す）を行うようになっている。そ
の結果、両信号Ｓs 、Ｓc1の一致点においてハイレベル
とロウレベルとの間でレベル反転するパルス幅変調信号
Ｓm （ＰＷＭ信号Ｓm ）が生成される（図２参照）。こ
の場合、三角波キャリア信号Ｓc1のレベルが電圧指令信
号Ｓs のレベル以上となる期間において、ＰＷＭにより
オンオフ制御されるＩＧＢＴ１４〜１９がオンの状態、
すなわち「ＰＷＭがオン」の状態となる。

【００３０】本発明において最も特徴を有する切替回路
４１は、上記判定信号Ｓp に基づいて、上アームと下ア
ームの何れのＩＧＢＴに対してＰＷＭによるオンオフ制
御を行うかを決定する。そして、切替回路４１は、上ア
ームのＩＧＢＴ１４〜１６に対するＰＷＭ信号（以下、
上アームＰＷＭ信号Ｓmpと称す）と下アームのＩＧＢＴ
１７〜１９に対するＰＷＭ信号（以下、下アームＰＷＭ
信号Ｓmnと称す）とを波形合成回路４２に対して出力す
るようになっている。ここで、例えば上アームのＩＧＢ
Ｔ１４〜１６（の何れか）に対してオンオフ制御を行う
場合には、上アームＰＷＭ信号ＳmpのレベルがＰＷＭの
オンまたはオフに同期してハイレベルまたはロウレベル
に変化し、その間下アームＰＷＭ信号Ｓmnはハイレベル
一定となっている。

【００３１】その際、切替回路４１は、判定信号Ｓp の
レベルが変化しても直ちに上下アーム間でＰＷＭを切り
替えず、その後三角波キャリア信号Ｓc1が最大値となっ
た時点（最大点）において上下アーム間でＰＷＭを切り
替えるようになっている。

【００３２】そして、波形合成回路４２は、通電信号生
成回路３５からの通電信号Ｄup、Ｄvp、Ｄwp、およびＤ
un、Ｄvn、Ｄwnと上アームＰＷＭ信号Ｓmpおよび下アー
ムＰＷＭ信号Ｓmnとを合成し、駆動信号Ｄup' 、Ｄvp'
、Ｄwp' 、およびＤun' 、Ｄvn' 、Ｄwn' を出力する
ようになっている。

【００３３】次に、本実施形態の作用について図２ない
し図４も参照して説明する。制御回路３４は、位置信号
Ｐu 、Ｐv 、Ｐw に基づいて１２０°通電方式による通
電制御を行うとともに、ＰＷＭ制御によりブラシレスモ
ータ２７の巻線２７ｕ〜２７ｗに印加する三相交流電圧
の大きさを可変制御する。この場合、６０°幅の非通電
期間にある巻線２７ｕ〜２７ｗの誘起電圧によりブレー
キトルクが発生したりコンバータ回路２に逆電流が流れ
ることを防止するため、制御回路３４は前掲の特開平７
−３２２６８１号公報に開示された上下アーム間でのＰ
ＷＭの切り替え制御を行っている。そこで、以下この切
り替えのタイミングについて説明する。

【００３４】図２には、パルス幅変調回路３９が行うＰ
ＷＭ制御における電圧指令信号Ｓs、三角波キャリア信
号Ｓc1、およびＰＷＭ信号Ｓm の各波形が示されてい
る。この図２において、正負判定回路３６から出力され
る判定信号Ｓp のレベルが時刻ｔa 、ｔb 、またはｔc
などで反転した場合、切替回路４１は三角波キャリア信
号Ｓc1が最大点となる時刻ｔd まで待った後、この時刻
ｔd においてＰＷＭのオンオフ制御を行うアームを上下
アーム間で切り替える。

【００３５】より具体的には、三角波発生回路３８は、
例えばマイクロコンピュータ内部に設けられたアップダ
ウンカウンタにより三角波キャリア信号Ｓc1を発生する
ようになっている。そして、このアップダウンカウンタ
がアップカウントされ上限設定値（三角波キャリア信号
Ｓc1の最大値に相当する値）に達すると、割込み信号が
発生しそれと同時にダウンカウントが開始される。切替
回路４１は、判定信号Ｓp のレベルが反転した後、この
割込み信号の発生時においてＰＷＭの実施アームを切り
替える。

【００３６】図３には、上アーム側の駆動信号Ｄup' 〜
Ｄwp' 、下アーム側の駆動信号Ｄun' 〜Ｄwn' 、端子電
圧Ｖu 、Ｖv 、Ｖw 、および巻線２７ｕ〜２７ｗの中性
点電圧ＶN の各波形が示されている。この図における時
刻ｔ1 〜ｔ5 は、既述した図８における時刻ｔ1 〜ｔ5
とそれぞれ対応している。従来構成の駆動装置１では、
判定信号Ｓp のレベルが反転する時刻ｔ2 または時刻ｔ
4 において直ちに上下アーム間でＰＷＭを切り替えてい
たが、切替回路４１は三角波キャリア信号Ｓc1が最大点
となる時刻ｔd1、ｔd2において切り替える。

【００３７】その結果、ＰＷＭのオン期間のほぼ中央点
で上下アーム間のＰＷＭの切り替えが行われる。この点
では、ＰＷＭがオフからオンに変化した直後に巻線端子
に生じたリンギングが減衰した状態にあり、端子電圧Ｖ
u 、Ｖv 、Ｖw が直流電圧Ｖdcのレベルまたは０Ｖのレ
ベルに整定した状態となっている。従って、この時点に
おいて上下アーム間のＰＷＭの切り替えを行えば、切り
替えによる巻線２７ｕ〜２７ｗの電位変動つまり中性点
電圧ＶN の変動を抑制することができ、巻線２７ｕ〜２
７ｗからステータへと流れる漏洩電流（リーク電流）を
減らすことができる。

【００３８】さらに、図４は、上下アームＰＷＭ信号Ｓ
mp、Ｓmn、巻線２７ｕ〜２７ｗの中性点電圧ＶN 、およ
びリーク電流の各波形を示している。ここで、図４
（ａ）はＰＷＭのオン期間の中央点において上アームか
ら下アームへＰＷＭの切り替えを行う場合（本発明の場
合）を示し、図４（ｂ）はＰＷＭのオフ期間においてＰ
ＷＭの切り替えを行う場合を示している。図４（ａ）で
は切り替え時に中性点電圧ＶN の変動が小さくリーク電
流の発生は少ないが、図４（ｂ）では切り替え時に中性
点電圧ＶN が大きく変動しパルス状の大きなリーク電流
が発生している。

【００３９】以上述べたように、本実施形態によれば、
駆動装置３３およびブラシレスモータ２７の効率向上を
図るため、非通電期間にある巻線２７ｕ〜２７ｗの誘起
電圧の正負に応じてＰＷＭのオンオフ制御を行うアーム
を上下アーム間で切り替える場合において、その切り替
えをＰＷＭ制御における三角波キャリア信号Ｓc1の最大
点において行うように構成した。

【００４０】その結果、ＰＷＭのオン期間のほぼ中央点
において、上下アーム間のＰＷＭの切り替えが行われ
る。この時点は、ＰＷＭのオンオフ反転により巻線端子
に発生したリンギングが減衰した状態にあるので、ＰＷ
Ｍを上下アーム間で切り替えても中性点電圧ＶN に大き
な変動が生じることがない。また、上下アーム間でのＰ
ＷＭの切り替え直後にＰＷＭがオンからオフに反転する
ことがないので、切り替え後のオンオフ反転時において
巻線端子に発生するリンギングが増大することもない。
従って、ＰＷＭがオフからオンに反転した直後にＰＷＭ
の対象アームを切り替える場合に比べ、リーク電流をよ
り減少させることができ、使用者が冷蔵庫やエアコンデ
ィショナーなどの金属露出部分に触れても電気を感じる
ことがより少なくなり、さらにノイズの発生も減少す
る。また、ＰＷＭの切り替えタイミングは、マイクロコ
ンピュータ内部のアップダウンカウンタから出力される
割込み信号により得ることができるので、容易に適用が
可能となる。

【００４１】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態（請求項２ないし４に対応）について、図５お
よび図６を参照しながら説明する。なお、図５におい
て、図１と同一構成部分には同一符号を付して説明を省
略し、異なる構成部分について説明する。

【００４２】まず、ブラシレスモータの駆動装置の電気
的構成を概略的に示した図５において、駆動装置４３の
制御回路４４は、図１の三角波発生回路３８および駆動
回路４０に替えて、鋸波キャリア信号Ｓc2を発生する鋸
波発生回路４５（本発明でいうキャリア信号発生回路に
相当）および駆動回路４６（本発明でいう駆動手段に相
当）を備えて構成されている。ここで、駆動回路４６
は、切替回路４７と波形合成回路４２とから構成されて
いる。切替回路４７には、電圧指令生成回路３７から電
圧指令信号Ｓs が入力されている。

【００４３】切替回路４７は、電圧指令信号Ｓs のレベ
ルと鋸波キャリア信号Ｓc2の最大値とのちょうど中間レ
ベルを有する基準信号ＳB を生成し、その基準信号ＳB
と鋸波キャリア信号Ｓc2とを比較するようになってい
る。そして、切替回路４７は、判定信号Ｓp のレベルが
変化しても直ちに上下アーム間でＰＷＭを切り替えず、
基準信号ＳB と鋸波キャリア信号Ｓc2とが一致した時点
において上下アーム間でＰＷＭを切り替えるようになっ
ている。なお、パルス幅変調回路３９は、鋸波キャリア
信号Ｓc2のレベルが電圧指令信号Ｓs のレベル以上とな
る期間においてＰＷＭ信号Ｓm がオンの状態となる。

【００４４】この構成によれば、図６に示すように、切
替回路４７はＰＷＭのオン期間（例えば時刻ｔf から時
刻ｔh までの期間）の中央点（時刻ｔg ）において、上
下アーム間でＰＷＭの切り替えを行う。従って、例えば
判定信号Ｓp のレベルが時刻ｔe 、ｔf などで反転した
場合、切替回路４７は時刻ｔg まで待った後、この時刻
ｔg においてＰＷＭの対象アームを上下アーム間で切り
替える。その結果、第１の実施形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００４５】なお、電圧指令信号Ｓs のレベルは、鋸波
キャリア信号Ｓc2の周期に比べ緩やかに変化するので、
切替回路４７は常に基準信号ＳB を生成する必要はな
い。例えばＰＷＭがオフからオンに反転する時刻ｔf に
おいて、その時の電圧指令信号Ｓs のレベルと鋸波キャ
リア信号Ｓc2の最大値との中間レベルを求め、鋸波キャ
リア信号Ｓc2を生成するアップカウンタにその中間レベ
ルを割込み設定レベルとして設定しても良い。

【００４６】（その他の実施形態）なお、本発明は上記
し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではな
く、以下のような拡張または変更が可能である。ＰＷＭ
のオン期間のちょうど中央点においてＰＷＭの対象アー
ムを上下アーム間で切り替えるように構成したが、その
趣旨からして当該切り替え点はオン期間のほぼ中央点と
なっていれば良い。

【００４７】パルス幅変調回路３９は、三角波キャリア
信号Ｓc1または鋸波キャリア信号Ｓc2のレベルが電圧指
令信号Ｓs のレベル以上となる期間においてＰＷＭがオ
ンの状態となるように構成されたが、キャリア信号Ｓc
1、Ｓc2のレベルが電圧指令信号Ｓs のレベル以下とな
る期間においてＰＷＭがオンの状態となるように構成さ
れる場合にも適用できる。この場合には、三角波キャリ
ア信号Ｓc1の最小点、または、電圧指令信号Ｓs のレベ
ルと鋸波キャリア信号Ｓc2の最小値との中間レベルであ
る基準信号ＳB を当該鋸波キャリア信号Ｓc2と比較して
得た点において、ＰＷＭの対象アームを上下アーム間で
切り替えれば良い。

【００４８】位置信号Ｐu 、Ｐv 、Ｐw は位置検出回路
４により所謂センサレス方式で検出されるように構成し
たが、ホール素子などの位置検出センサを用いて検出す
るように構成しても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り本発明のブラシレスモ
ータの駆動装置によれば、パルス幅変調信号のオン期間
で且つ三角波キャリア信号の最大点または最小点におい
て、あるいは、パルス幅変調信号のオン期間で且つ電圧
指令信号と鋸波キャリア信号との交点と鋸波キャリア信
号の最大点または最小点との中央点において、正側スイ
ッチング素子群と負側スイッチング素子群とを切り替え
るように構成したので、パルス幅変調信号のオン期間の
中央点においてパルス幅変調を行うスイッチング素子群
を正側と負側とで切り替えることができる。これによ
り、スイッチング素子のオンオフ状態が反転した直後に
巻線端子に発生するリンギングなどを避けた状態で上記
切り替えが行われ、巻線中性点の電位変動が一層小さく
なって巻線からのリーク電流が従来に比べより抑制され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す駆動装置の電気
的構成図

【図２】ＰＷＭを説明するための波形図

【図３】駆動信号、端子電圧、および巻線の中性点電圧
の波形図

【図４】上下アームＰＷＭ信号、巻線の中性点電圧、お
よびリーク電流の波形図

【図５】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】従来構成を示す図１相当図

【図８】図３相当図

【図９】リーク電流発生の説明図

【図１０】端子電圧に現れるリンギングの波形図

【符号の説明】

図面中、３はインバータ回路（スイッチング回路）、４
は位置検出回路（位置検出手段）、１４〜１６はＩＧＢ
Ｔ（正側スイッチング素子）、１７〜１９はＩＧＢＴ
（負側スイッチング素子）、２７はブラシレスモータ、
３３、４３は駆動装置、３５は通電信号生成回路（通電
信号生成手段）、３８は三角波発生回路（キャリア信号
発生回路）、３９はパルス幅変調回路、４０、４６は駆
動回路（駆動手段）、４５は鋸波発生回路（キャリア信
号発生回路）である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
   に順次通電するための正側スイッチング素子群および負
   側スイッチング素子群からなるスイッチング回路と、 前記ブラシレスモータが有するロータの位置情報を検出
   する位置検出手段と、 前記検出されたロータの位置情報に基づいて前記複数相
   の巻線への通電信号を得る通電信号生成手段と、 三角波キャリア信号を発生するキャリア信号発生回路
   と、 電圧指令信号と前記三角波キャリア信号とを比較してパ
   ルス幅変調信号を得るパルス幅変調回路と、 前記パルス幅変調信号に基づくオンオフ制御を行うスイ
   ッチング素子群として前記正側スイッチング素子群と前
   記負側スイッチング素子群とを選択的に切り替える駆動
   手段とを備えたブラシレスモータの駆動装置において、 前記駆動手段は、前記パルス幅変調信号のオン期間で、
   且つ前記三角波キャリア信号の最大点または最小点にお
   いて、前記正側スイッチング素子群と前記負側スイッチ
   ング素子群とを切り替えるように構成されていることを
   特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
2. 【請求項２】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
   に順次通電するための正側スイッチング素子群および負
   側スイッチング素子群からなるスイッチング回路と、 前記ブラシレスモータが有するロータの位置情報を検出
   する位置検出手段と、 前記検出されたロータの位置情報に基づいて前記複数相
   の巻線への通電信号を得る通電信号生成手段と、 鋸波キャリア信号を発生するキャリア信号発生回路と、 電圧指令信号と前記鋸波キャリア信号とを比較してパル
   ス幅変調信号を得るパルス幅変調回路と、 前記パルス幅変調信号に基づくオンオフ制御を行うスイ
   ッチング素子群として前記正側スイッチング素子群と前
   記負側スイッチング素子群とを選択的に切り替える駆動
   手段とを備えたブラシレスモータの駆動装置において、 前記駆動手段は、前記パルス幅変調信号のオン期間で、
   且つ前記電圧指令信号と前記鋸波キャリア信号との交点
   と前記鋸波キャリア信号の最大点または最小点との中央
   点において、前記正側スイッチング素子群と前記負側ス
   イッチング素子群とを切り替えるように構成されている
   ことを特徴とするブラシレスモータの駆動装置。
3. 【請求項３】 駆動手段は、電圧指令信号レベルと鋸波
   キャリア信号の最大値または最小値との中央値を有する
   基準信号を生成し、この基準信号と前記鋸波キャリア信
   号との交点において正側スイッチング素子群と負側スイ
   ッチング素子群とを切り替えるように構成されているこ
   とを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータの駆動
   装置。
4. 【請求項４】 ブラシレスモータは冷蔵庫あるいはエア
   コンディショナーに搭載されたコンプレッサを駆動する
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のブ
   ラシレスモータの駆動装置。