JPH02266873A - inverter device - Google Patents

inverter device

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Publication number
JPH02266873A
JPH02266873A JP1085205A JP8520589A JPH02266873A JP H02266873 A JPH02266873 A JP H02266873A JP 1085205 A JP1085205 A JP 1085205A JP 8520589 A JP8520589 A JP 8520589A JP H02266873 A JPH02266873 A JP H02266873A
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JP
Japan
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voltage
circuit
battery
inverter device
converter
Prior art date
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Application number
JP1085205A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Shinohara
貞夫 篠原
Yoshio Kojima
喜夫 小島
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02266873A publication Critical patent/JPH02266873A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve reliability by providing a DC-DC transducer, supplying a predetermined voltage to the gate of a power MOSFET. CONSTITUTION:An inverter device 1 converts a battery 2 into 3-phase AC current and supplies it to a permanent magnet brushless motor 3. The inverter device 1 is constituted of an operation control circuit 11, a DC-DC transducer 12, power MOSFETs 13-18, gate drive circuits for the power MOSFETs and the like while the DC-DC transducer 12 is provided with a constant voltage circuit 30. As a result, the FETs may be put ON surely even when the voltage of the battery 2 is deteriorated.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はパワーMOSFETを用いたインバータ装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an inverter device using power MOSFETs.

(従来の技術) FETをブリッジ接続してモータの巻線等の負荷へ電力
を供給するインバータ回路では、直流電源の電圧より同
極性の高い電圧または直流電源の電圧に対して逆極性の
電圧をFETのゲートへ供給してFETのスイッチング
を制御する必要があり、例えば特開昭63−41667
号公報では、NチャンネルMOSFET(以下特に支障
のない限りFETと記す)のゲートへ直流−直流変換器
(チャージポンプ回路)により昇圧した電圧を印加する
構成が開示されている。
(Prior art) In an inverter circuit that bridge-connects FETs to supply power to a load such as a motor winding, a voltage with a higher polarity than the voltage of the DC power supply or a voltage with the opposite polarity to the voltage of the DC power supply is used. It is necessary to control the switching of the FET by supplying it to the gate of the FET.
The publication discloses a configuration in which a voltage boosted by a DC-DC converter (charge pump circuit) is applied to the gate of an N-channel MOSFET (hereinafter referred to as FET unless there is a particular problem).

(発明が解決しようとする課題) 一方、バッテリからインバータ装置を介してエンジン始
動用のスタータモータを駆動する場合には、数100A
程度の大電流が流れるためバッテリの電圧が低下するこ
とがあり、バッテリの出力電圧の変動は、バッテリの充
電状態により大きく異なり、例えば公称12Vのバッテ
リが瞬間的にその%程度の電圧となることもある。
(Problem to be Solved by the Invention) On the other hand, when driving a starter motor for engine starting from a battery via an inverter device,
The voltage of the battery may drop because a relatively large current flows through the battery, and fluctuations in the battery's output voltage vary greatly depending on the state of charge of the battery. There is also.

このため、直流−直流変換器により、例えば12Vの入
力電圧に対して18Vの出力電圧を発生してFETをオ
ン状態に制御していたインバータ装置が、バッテリの電
圧が仮りに6vに低下して直流−直流変換器の出力電圧
が9v程度となった場合、FETを完全にスイッチング
(飽和)状態まで駆動できないことがある。この場合は
、FET自身の消費電力が増加し、素子の発熱によりF
ETの破損、特性劣化となることがある。
For this reason, an inverter device that uses a DC-DC converter to generate an output voltage of, for example, 18V for an input voltage of 12V and control the FET to be in the ON state, may temporarily reduce the battery voltage to 6V. When the output voltage of the DC-DC converter is about 9V, it may not be possible to completely drive the FET to a switching (saturated) state. In this case, the power consumption of the FET itself increases, and the FET generates heat due to the FET itself.
This may cause damage to the ET or deterioration of its characteristics.

本発明は、このような課題を解決するためなされたもの
で、その目的はバッテリ電圧の変動があってもパワーM
OSFETを確実に駆動することのできるインバータ装
置を提供するものである。
The present invention was made to solve such problems, and its purpose is to maintain the power M even when the battery voltage fluctuates.
The present invention provides an inverter device that can reliably drive OSFETs.

(課題を解決するための手段) 前記課題を解決するため本発明に係るインバータ装置は
、バッテリ電圧が低下した場合であっても、パワーMO
SFETのゲートへそのFETをオン状態に駆動するに
必要な電圧を供給する直流−直流変換器を備えたことを
特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, an inverter device according to the present invention provides a power MO
It is characterized by comprising a DC-DC converter that supplies the gate of the SFET with the voltage necessary to drive the FET into the on state.

直流−直流変換器は、定電圧回路によって安定化された
バッテリの電圧より低い電圧を入力として、直流−直流
変換回路により所定の直流出力電圧を発生する構成とし
てもよい。
The DC-DC converter may be configured to receive a voltage lower than the battery voltage stabilized by the constant voltage circuit and generate a predetermined DC output voltage by the DC-DC converter circuit.

(作用) バッテリの電圧が低下しても、FETのゲートにはFE
Tをオン状態に駆動するのに必要な電圧が印加される。
(Function) Even if the battery voltage drops, the FE gate remains
The voltage necessary to drive T into the on state is applied.

よって、FETは確実にオン状態となる。Therefore, the FET is reliably turned on.

(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係るインバータ装置を三相巻線を有す
る永久ブラシレスモータの運転に適用した回路構成図で
ある。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram in which an inverter device according to the present invention is applied to the operation of a permanent brushless motor having three-phase windings.

図において、1はインバータ装置であり、インバータ装
置1の電源電圧1a、lbにはバッテリ2が接続され、
出力電圧1c、ld、leは負荷として永久磁石ブラシ
レスモータ(以下モータと記す)3の各巻線3a、3b
、3cへ接続されている。
In the figure, 1 is an inverter device, and a battery 2 is connected to the power supply voltages 1a and lb of the inverter device 1.
The output voltages 1c, ld, and le are applied to each winding 3a, 3b of a permanent magnet brushless motor (hereinafter referred to as motor) 3 as a load.
, 3c.

インバータ装置1は、運転制御回路11、直流−直流変
換器12、パワーMOSFET(以下FETと記す) 
13〜18とそのゲート駆動回路等より構成される。
The inverter device 1 includes an operation control circuit 11, a DC-DC converter 12, and a power MOSFET (hereinafter referred to as FET).
13 to 18, their gate drive circuits, etc.

運転制御回路!1は、運転スイッチ19が閉状態で動作
モードとなり、モータ3の回転位置検出手段20の位置
検出信号20aに基づいてモータ3の固定子巻線38〜
3Cへ、永久磁石回転子3dの磁極より所定の電気角進
相させた階段状三相交流電流を供給するように各FE7
13〜18のオン・オフを制御する信号を出力電圧11
a〜11fへ出力するものである。また、この運転制御
回路11は、電圧検出手段21の電圧検出信号2taが
Lレベルの時は、運転スイッチ19を開から閉状態にし
ても待機モードを維持するよう構成されている。
Operation control circuit! 1 is in the operating mode when the operation switch 19 is closed, and the stator windings 38 to 38 of the motor 3 are activated based on the position detection signal 20a of the rotational position detection means 20 of the motor 3.
3C, each FE7 is configured to supply a stepped three-phase alternating current that is advanced by a predetermined electrical angle from the magnetic pole of the permanent magnet rotor 3d.
The output voltage 11 is the signal that controls the on/off of 13 to 18.
It is output to a to 11f. Further, the operation control circuit 11 is configured to maintain the standby mode even when the operation switch 19 is changed from the open state to the closed state when the voltage detection signal 2ta of the voltage detection means 21 is at the L level.

本実施例の運転制御回路11は、電源電圧3V以上で動
作する市販のモータ駆動用ICあるいは1チツプマイク
ロコンピユータで構成しており、通常状態では、電源電
圧itgには、定電圧回路22より5vの電圧が印加さ
れる構成としている。
The operation control circuit 11 of this embodiment is composed of a commercially available motor drive IC or a one-chip microcomputer that operates at a power supply voltage of 3V or more. The configuration is such that a voltage of

電圧検出手段21は、基準電圧発生回路と電圧比較器を
備え、入力電圧21bに印加される電圧が所定の電圧値
以下の場合は、出力電圧21aへLレベルの信号を出力
するものである。本実施例では入力電圧21bの電圧が
約4,5v以下の時は、出力電圧にLレベルを出力する
電圧検出用ICを用いている。
The voltage detection means 21 includes a reference voltage generation circuit and a voltage comparator, and outputs an L level signal to the output voltage 21a when the voltage applied to the input voltage 21b is less than a predetermined voltage value. In this embodiment, a voltage detection IC is used that outputs an L level as an output voltage when the input voltage 21b is approximately 4.5 V or less.

定電圧回路22は、例えば三電圧式シリーズレギュレー
タICとその周辺回路等で構成され、入力電圧22aに
は、バッテリ2の電圧が印加され、出力電圧22bは運
転制御回路11の電源電圧11gへ接続されている。本
実施例では、バッテリ2の電圧は通常約12Vであり、
定電圧回路22の出力電圧は5vである。
The constant voltage circuit 22 is composed of, for example, a three-voltage series regulator IC and its peripheral circuits, and the voltage of the battery 2 is applied to the input voltage 22a, and the output voltage 22b is connected to the power supply voltage 11g of the operation control circuit 11. has been done. In this embodiment, the voltage of the battery 2 is normally about 12V,
The output voltage of the constant voltage circuit 22 is 5V.

直流−直流変換器12は、入力電圧12a。The DC-DC converter 12 has an input voltage 12a.

12bに印加されるバッテリ2の電圧に基づいて、出力
電圧12c、12dへ昇圧した出力電圧を発生するもの
である。本実施例では、自助式の発振回路23、スイッ
チングトランジスタ24゜25、センタタップ付の昇圧
トランス26、倍電圧形の整流回路27からなる直流−
直流変換回路28、および、電流制限用の抵抗29、ツ
ェナーダイオード等の定電圧回路30から構成している
。この直流−直流変換器12は、電圧12a。
Based on the voltage of the battery 2 applied to the output voltage 12b, an output voltage boosted to the output voltages 12c and 12d is generated. In this embodiment, a direct current circuit consisting of a self-help oscillation circuit 23, switching transistors 24, 25, a step-up transformer 26 with a center tap, and a voltage doubler type rectifier circuit 27 is used.
It consists of a DC conversion circuit 28, a current limiting resistor 29, and a constant voltage circuit 30 such as a Zener diode. This DC-DC converter 12 has a voltage of 12a.

12b間に入力される電圧に比例する昇圧電圧出力を定
電圧回路29で安定化して出力するよう構成されており
、本実施例では、入力電圧12a。
A constant voltage circuit 29 stabilizes and outputs a boosted voltage output proportional to the voltage input between the input voltage 12b and the input voltage 12a in this embodiment.

12b間に3vの電圧を印加した時の電圧12c、12
d間の出力は約15Vで、入力電圧を増加しても出力電
圧は約24Vで略一定となるよう構成している。
Voltage 12c, 12 when a voltage of 3v is applied between 12b
The output between the terminals d and d is about 15V, and even if the input voltage is increased, the output voltage remains approximately constant at about 24V.

直流−直流変換器12の出力電圧12cは、ゲート駆動
回路を構成するPNPトランジスタ31〜36のエミッ
タからコレクタを経て、ゲート保護抵抗37〜42を介
して各FE713〜18のそれぞれのゲートへ接続され
ている。各PNPトランジスタ31〜36は、運転制御
回路11の各出力電圧11a〜llfがHレベルになる
とオーブンコレクタ型の反転バッファ回路42〜48を
介してオン状態になるよう構成されている。
The output voltage 12c of the DC-DC converter 12 is connected from the emitters to the collectors of the PNP transistors 31 to 36 constituting the gate drive circuit, and to the respective gates of the FEs 713 to 18 via gate protection resistors 37 to 42. ing. Each of the PNP transistors 31 to 36 is configured to be turned on via oven collector type inverting buffer circuits 42 to 48 when each output voltage 11a to llf of the operation control circuit 11 reaches an H level.

FET13〜15のドレインは、バッテリ2のプラス側
へ接続され、FET16〜18のソースはバッテリ2の
マイナス側へ接続され、FET13〜15のソースとF
ET18〜18のドレインがそれぞれ電圧1c、ld、
Ieへ接続されている。なお、FET13〜18のドレ
イン・ソース間に逆並列に接続されたダイオード49〜
54は、各FE713〜18がオフ時にモータ3の巻線
3a〜3cに発生するサージを吸収するための貫流用ダ
イオードである。
The drains of FETs 13 to 15 are connected to the positive side of battery 2, the sources of FETs 16 to 18 are connected to the negative side of battery 2, and the sources of FETs 13 to 15 and FETs are connected to the negative side of battery 2.
The drains of ET18 to 18 have voltages 1c, ld, and
Connected to Ie. Note that diodes 49 to 49 are connected in antiparallel between the drains and sources of FETs 13 to 18.
Reference numeral 54 denotes a through-flow diode for absorbing surges generated in the windings 3a to 3c of the motor 3 when the FEs 713 to 18 are off.

以上の構成であるから、バッテリ2の起電圧が電圧検出
手段21で設定される電圧より低い時、すなわちバッテ
リ2がほぼ放電状態でモータ3を始動するだけの電源能
力がない時は、運転スイッチ19が操作されても運転制
御回路11は待機モードを保持する。
With the above configuration, when the electromotive voltage of the battery 2 is lower than the voltage set by the voltage detection means 21, that is, when the battery 2 is almost discharged and does not have enough power supply capacity to start the motor 3, the operation switch is switched off. 19 is operated, the operation control circuit 11 maintains the standby mode.

バッテリ2が無負荷状態で所定の電圧値以上の起電圧を
有する時は、運転スイッチ19が閉状態に操作されると
、運転制御回路11は所定のタイミングで出力電圧11
a〜llfにゲート駆動制御出力を発生し、モータ3を
始動させる。この時、モータ3の巻線3a〜3cへ大き
な電流が供給され、この結果バッテリ2の起電圧が低下
したとしても、直流−直流変換器12の出力電圧はFE
T13〜18を駆動するのに必要な電圧が発生している
ので、FET13〜18を確実にオン状態とすることが
できる。
When the battery 2 has an electromotive force equal to or higher than a predetermined voltage value in a no-load state, when the operation switch 19 is operated to the closed state, the operation control circuit 11 changes the output voltage 11 at a predetermined timing.
A gate drive control output is generated at a to llf to start the motor 3. At this time, a large current is supplied to the windings 3a to 3c of the motor 3, and even if the electromotive voltage of the battery 2 decreases as a result, the output voltage of the DC-DC converter 12 is FE
Since the voltage necessary to drive T13-18 is generated, FETs 13-18 can be reliably turned on.

第2図は、本発明の他の実施例を示す回路構成図である
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

この実施例は、本発明に係るインバータ装置を三相誘導
電動愚の運転に適用したものであり、第1図と同一構成
部分は同一符号を符している。
In this embodiment, the inverter device according to the present invention is applied to the operation of a three-phase induction motor, and the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

インバータ装置61の電源電圧61a、61bには、バ
ッテリ62が接続され、出力電圧61 c、 61 d
、 61 eは誘導電動機63の各巻線63 a、 6
3 b、 63 cへ接続されている。
A battery 62 is connected to the power supply voltages 61a and 61b of the inverter device 61, and the output voltages 61c and 61d
, 61 e are each winding 63 a, 6 of the induction motor 63
3b and 63c.

インバータ装置61は、運転制御回路71、直流−直流
変換器72およびFET15〜18ならびにその駆動回
路33〜48等から構成される。
The inverter device 61 includes an operation control circuit 71, a DC-DC converter 72, FETs 15 to 18, their drive circuits 33 to 48, and the like.

直流−直流変換器71は、定電圧回路73、初段昇圧回
路74および後段昇圧回路75から構成される。
The DC-DC converter 71 includes a constant voltage circuit 73, a first-stage booster circuit 74, and a second-stage booster circuit 75.

定電圧回路73は、運転スイッチ19の閉により電圧7
3aに印加されるバッテリ62の電圧を人力として、安
定化した電圧出力を電圧73bへ出力するものである。
The constant voltage circuit 73 changes to voltage 7 when the operation switch 19 is closed.
The voltage of the battery 62 applied to 3a is used as human power, and a stabilized voltage output is output to voltage 73b.

本実施例では、バッテリ62の公称電圧を24Vとし、
定電圧回路73により12Vの出力電圧を運転制御回路
71へ供給する才薄成としている。
In this embodiment, the nominal voltage of the battery 62 is 24V,
The constant voltage circuit 73 supplies an output voltage of 12V to the operation control circuit 71.

初段昇圧回路74は、定電圧回路73の出力電圧を電源
とし、その約2倍の昇圧電圧を電圧74aに発生するも
のである。この初段昇圧回路74は、自励式の発振回路
76の出カフ6aにより相補的にオン・オフを繰り返す
PNPトランジスリス7とNPNトランジスタ78と、
2個のダイオード79.80および2個のコンデンサ8
1.82から構成される。定電圧回路73の出力電圧7
3bから、ダイオード79−ダイオード80−コンデン
サ8l−GND@子73cのルートでコンデンサ81の
充電回路が形成され、ダイオード80とコンデンサ81
の接続点は電圧74aへ接続されている。コンデンサ8
2の一端は、電圧73bと電圧73cの間に直列に接続
されたトランジスタ77.78のコレクタへ接続され、
コンデンサ82の他端は2個のダイオード79.80の
接続点へ接続され、この点は、後段の昇圧回路75との
接続電圧74bとなる。
The first stage booster circuit 74 uses the output voltage of the constant voltage circuit 73 as a power source, and generates a boosted voltage approximately twice that amount as a voltage 74a. This first stage booster circuit 74 includes a PNP transistor 7 and an NPN transistor 78, which are repeatedly turned on and off in a complementary manner by an output cuff 6a of a self-excited oscillation circuit 76.
2 diodes 79.80 and 2 capacitors 8
It consists of 1.82. Output voltage 7 of constant voltage circuit 73
From 3b, a charging circuit for a capacitor 81 is formed by the route of diode 79 - diode 80 - capacitor 8l - GND @ child 73c, and the diode 80 and capacitor 81
The connection point of is connected to voltage 74a. capacitor 8
One end of 2 is connected to the collector of a transistor 77.78 connected in series between voltage 73b and voltage 73c,
The other end of the capacitor 82 is connected to a connection point between two diodes 79 and 80, and this point becomes a connection voltage 74b with the booster circuit 75 at the subsequent stage.

コンデンサ82はNPNトランジスタ8oがオンの時ダ
イオード79を通して充電され、次にNPNトランジス
タ80がオフ、PNPトランジスリス7がオンになると
、コンデンサ82の電荷をダイオード80を通してコン
デンサ81へ放電する。この充放電を発振回路76の発
振周波数に基づいて繰り返すので、電圧74aには、定
電圧回路73の出力電圧の約2倍(本実施例では約24
V)の電圧が得られる。
The capacitor 82 is charged through the diode 79 when the NPN transistor 8o is on, and then when the NPN transistor 80 is turned off and the PNP transistor 7 is turned on, the charge in the capacitor 82 is discharged to the capacitor 81 through the diode 80. Since this charging and discharging is repeated based on the oscillation frequency of the oscillation circuit 76, the voltage 74a is approximately twice the output voltage of the constant voltage circuit 73 (approximately 24
A voltage of V) is obtained.

後段昇圧回路75は、各FET13〜18毎に対応して
設けた6個の昇圧回路75A〜75Fからなる。初段昇
圧回路74の電圧74a、74bは、後段昇圧回路75
の電圧75a・・・、75b・・・へそれぞれ並列に接
続される。後段昇圧回路75の昇圧出力電圧75d・・
・はPNP)−ランリスタ31〜36のエミッタへそれ
ぞれ接続される。この後段昇圧回路75は、電圧75b
と電圧75dの間に2個のダイオード83.84が順方
向直列に接続され、ダイオード83とダイオード84の
接続点と電圧75aの間にコンデンサ85が接続され、
電圧75dとGND電圧75cの間にコンデンサ86が
接続された半波倍電圧整流回路で構成される。昇圧回路
75A〜75Fはすべて同じ構成である。
The second-stage booster circuit 75 includes six booster circuits 75A to 75F provided corresponding to each of the FETs 13 to 18. The voltages 74a and 74b of the first stage booster circuit 74 are applied to the second stage booster circuit 75.
are connected in parallel to the voltages 75a..., 75b..., respectively. Boosted output voltage 75d of the subsequent booster circuit 75...
* is PNP) - connected to the emitters of the run listers 31 to 36, respectively. This rear step booster circuit 75 has a voltage 75b
Two diodes 83 and 84 are connected in series in the forward direction between and voltage 75d, and a capacitor 85 is connected between the connection point of diode 83 and diode 84 and voltage 75a,
It is composed of a half-wave voltage doubler rectifier circuit in which a capacitor 86 is connected between the voltage 75d and the GND voltage 75c. All booster circuits 75A to 75F have the same configuration.

後段の昇圧回路75〜75Fは、初段の昇圧回路と同様
に、ダイオード83を介してコンデンサ85の充電と、
コンデンサ85の電荷をダイオード84を介してコンデ
ンサ86へ放電する動作を繰り返して、出力電圧75d
へ定電圧回路73の出力電圧の約3倍(本実施例では約
36v)の昇圧出力電圧を得る。
Like the first-stage booster circuit, the second-stage booster circuits 75 to 75F charge the capacitor 85 via the diode 83,
By repeating the operation of discharging the charge of the capacitor 85 to the capacitor 86 via the diode 84, the output voltage 75d
A boosted output voltage approximately three times the output voltage of the constant voltage circuit 73 (approximately 36 V in this embodiment) is obtained.

制御回路71は、電源電圧71gに定電圧回路73の出
力電圧が印加され、パワーオンイニシャル(POI)回
路87からのイニシャル信号87aが入力されると、電
圧検出手段88の検出出力信号をチエツクし、その信号
がHレベルの時は、回転数設定手段89の設定信号89
aに基づいて、出力電圧71a〜71fにHレベルのゲ
ート駆動信号を所定のタイミングで出力するよう構成さ
れている。
When the output voltage of the constant voltage circuit 73 is applied to the power supply voltage 71g and the initial signal 87a from the power-on initial (POI) circuit 87 is input, the control circuit 71 checks the detection output signal of the voltage detection means 88. , when the signal is at H level, the setting signal 89 of the rotation speed setting means 89
The circuit is configured to output an H level gate drive signal to the output voltages 71a to 71f at a predetermined timing based on the output voltage 71a to 71f.

本実施例の電圧検出手段88は、バッテリ62の電圧が
12V以上の時はHレベルの出力を発生し、12V未満
はLレベルの出力を発生するよう構成している。また、
運転制御回路71は、電動機63を運転中であってもバ
ッテリ62の電圧が12V未満となり、電圧検出手段8
8の出力88aが一定時間継続してLレベルとなフた場
合は、電圧71a〜71fの出力をLレベルとしFET
13〜18の駆動を停止するとともに、アラーム出力電
圧7thにHレベルの出力を発生し、表示回路90内の
LEDを点灯し可視表示を行なう構成としている。
The voltage detection means 88 of this embodiment is configured to generate an H level output when the voltage of the battery 62 is 12V or more, and to generate an L level output when it is less than 12V. Also,
The operation control circuit 71 detects that even when the electric motor 63 is in operation, the voltage of the battery 62 becomes less than 12V, and the voltage detection means 8
If the output 88a of 8 remains at L level for a certain period of time, the outputs of voltages 71a to 71f are set to L level and the FET
13 to 18 are stopped, an H level output is generated at the alarm output voltage 7th, and the LED in the display circuit 90 is turned on for visual display.

以上の構成であるからインバータ装置61は運転スイッ
チ19が閉状態へ操作されると、バッテリ62の電圧が
所定の電圧値以上であれば電動機63を設定された回転
数で回転させる。FET13〜18のゲートへは、直流
−直流変換器75からバッテリ62の電圧より昇圧され
た電圧が供給されており、FET13〜18は確実にオ
ン状態へ制御される。バッテリ62の電圧が所定の電圧
値未満の場合は電動機63の運転は停止され、表示回路
90により停止状態である旨の表示が行なわれる。
With the above configuration, when the operation switch 19 is operated to the closed state, the inverter device 61 rotates the electric motor 63 at a set rotation speed if the voltage of the battery 62 is equal to or higher than a predetermined voltage value. A voltage boosted from the voltage of the battery 62 is supplied from the DC-DC converter 75 to the gates of the FETs 13 to 18, and the FETs 13 to 18 are reliably controlled to be in the on state. If the voltage of the battery 62 is less than a predetermined voltage value, the operation of the electric motor 63 is stopped, and the display circuit 90 displays a message indicating that it is in a stopped state.

なお、運転制御回路71は、電動機63の運転に先立ち
、特定のFET (例えばFET15とFET17)を
所定の短時間だけオン状態に駆動し、バッテリ62より
電動機63の特定巻線(例えば巻線3a)へ電流を供給
した状態でバッテリ63の電圧をチエツクし、所定の電
圧値以上であれば運転を開始する構成であフてもよい。
Note that, prior to operation of the electric motor 63, the operation control circuit 71 drives specific FETs (for example, FET 15 and FET 17) to an on state for a predetermined short time, and causes the battery 62 to turn on specific windings (for example, winding 3a) of the electric motor 63. ) may be configured to check the voltage of the battery 63 while supplying current to the battery 63, and start operation if the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage value.

なお、本実施例は、すべてのFET13〜18のゲート
へ昇圧した電圧を印加する構成としているが、上側のF
ET13〜15のみに昇圧した電圧を印加する構成であ
ってもよい。
Note that this embodiment has a configuration in which a boosted voltage is applied to the gates of all FETs 13 to 18, but the upper FET
A configuration may be adopted in which a boosted voltage is applied only to ETs 13 to 15.

なお、各実施例ともNチャンネル型のパワーMOSFE
Tを用いたインバータ装置について説明したが、Pチャ
ンネル型のパワーMOSFETの場合は、直流−直流変
換器によってバッテリと逆極性の電圧を発生させ、これ
を各ゲートに印加すればよい。
Note that each embodiment uses an N-channel type power MOSFE.
In the case of a P-channel type power MOSFET, an inverter device using T is described, but in the case of a P-channel type power MOSFET, a voltage with a polarity opposite to that of the battery may be generated by a DC-DC converter, and this may be applied to each gate.

(発明の効果) 以上説明したように本発明に係るインバータ装置は、バ
ッテリの電圧が低下してもパワーMOSFETのゲート
へは所定の電圧が供給できるよう直流−直流変換器を構
成したので、バッテリの起電圧が低下している時や、低
温時でバッテリの能力が低下している時等で、負荷への
大電流供給に伴なってバッテリの電圧が低下した場合で
あっても、パワーMOSFETのスイッチング動作を確
実に行なうことができる。
(Effects of the Invention) As explained above, in the inverter device according to the present invention, the DC-DC converter is configured so that a predetermined voltage can be supplied to the gate of the power MOSFET even if the battery voltage decreases. Even if the voltage of the battery decreases due to the supply of large current to the load, such as when the electromotive voltage of the power MOSFET decreases or when the battery capacity decreases at low temperatures, the power MOSFET The switching operation can be performed reliably.

したがって、ゲートの印加電圧不足によりFETのオン
電圧(ドレイン・ソース間の電圧)が上昇し、FETの
消費電力が増加して発熱による破損、特性の劣化等を発
生することがなく、信顆性の高いインバータ装置を提供
することができる。
Therefore, the on-voltage (voltage between the drain and source) of the FET increases due to insufficient voltage applied to the gate, and the power consumption of the FET increases, which prevents damage due to heat generation and deterioration of characteristics, and improves reliability. It is possible to provide an inverter device with high performance.

直流−直流変換器は、昇圧した電圧を定電化する構成、
または、バッテリからの電圧をもとに定電圧回路を通し
た後昇圧する構成としたので、使用するバッテリの終始
電圧およびFETのゲートへ印加する電圧等の設計条件
が種々異なっても、昇圧比や定電圧化する電圧値の調整
だけで汎用的に適用することができ、インバータ装置の
共通化・低価格化に寄与することができる。
The DC-DC converter has a configuration that converts the boosted voltage into a constant current.
Alternatively, since the voltage from the battery is boosted after being passed through a constant voltage circuit based on the voltage from the battery, even if design conditions such as the final voltage of the battery used and the voltage applied to the gate of the FET vary, the boost ratio It can be applied universally by simply adjusting the voltage value for constant voltage, and it can contribute to the standardization and cost reduction of inverter devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るインバータ装置を三相ブラシレス
モータの運転に適用した回路構成図、第2図は本発明の
他の実施例に係るインバータ装置を三相誘導電動機の運
転に適用した回路構成図である。 なお、図面中、1.61はインバータ装置、2.62は
バッテリ、3.83は負荷である電動機(モータ)、1
1.71は運転制御回路、12.72は直流−直流変換
器、13〜18はバ’7−M05FET、28は直流−
直流変換回路、3゜は定電圧回路、73は定電圧回路、
74は初段昇圧回路、75は後段昇圧回路である。
Fig. 1 is a circuit configuration diagram in which an inverter device according to the present invention is applied to the operation of a three-phase brushless motor, and Fig. 2 is a circuit diagram in which an inverter device according to another embodiment of the present invention is applied to the operation of a three-phase induction motor. FIG. In addition, in the drawing, 1.61 is an inverter device, 2.62 is a battery, 3.83 is an electric motor (load), 1
1.71 is an operation control circuit, 12.72 is a DC-DC converter, 13 to 18 are bar'7-M05FETs, and 28 is a DC-DC converter.
DC conversion circuit, 3° is constant voltage circuit, 73 is constant voltage circuit,
74 is a first-stage booster circuit, and 75 is a second-stage booster circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)バッテリから、ブリッジ接続されたパワーMOS
FETを介して負荷へ電力を供給するインバータ装置に
おいて、このインバータ装置は、バッテリの電圧が低下
した場合であっても、パワーMOSFETのゲートへそ
のFETをオン状態に駆動するのに必要な電圧を供給す
る直流−直流変換器を備えたことを特徴とするインバー
タ装置。
(1) Power MOS bridge-connected from battery
In an inverter device that supplies power to a load via a FET, the inverter supplies the voltage necessary to turn on the power MOSFET to the gate of the power MOSFET even when the battery voltage drops. An inverter device comprising a DC-DC converter for supplying direct current.
(2)前記直流−直流変換器は、入力電圧に比例した昇
圧出力電圧を発生する直流−直流変換回路と、昇圧出力
電圧を入力とする定電圧回路とからなることを特徴とす
る請求項1記載のインバータ装置。
(2) The DC-DC converter comprises a DC-DC converter circuit that generates a boosted output voltage proportional to the input voltage, and a constant voltage circuit that receives the boosted output voltage as an input. The inverter device described.
(3)前記直流−直流変換器は、定電圧回路と、この定
電圧回路によって安定化されたバッテリの電圧より低い
電圧を入力として、所定の直流出力電圧を発生する直流
−直流変換回路とからなることを特徴とする請求項1記
載のインバータ装置。
(3) The DC-DC converter includes a constant voltage circuit and a DC-DC converter circuit that generates a predetermined DC output voltage by inputting a voltage lower than the battery voltage stabilized by the constant voltage circuit. The inverter device according to claim 1, characterized in that:
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