JPH04285495A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ駆動装置に係り
、特に、駆動信号に従ってモータの駆動を制御するに好
適なモータ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータを駆動するに際して、パルス信号
などの駆動信号を用いてモータの駆動を制御する回路が
一般に用いられており、従来のこの種の回路としては図
３に示されるものが知られている。

【０００３】この回路はブリッジ接続された４個のトラ
ンジスタ１０，１２，１４，１６、電流制限用のトラン
ジスタ１８，２０、抵抗２２，２４，２６，２８、回生
電流を流すためのダイオ−ド３０，３２，３４，３６、
ゲートロジック回路３８，４０、ヒューズ（または熱電
継器）４２から構成されており、トランジスタ１２，１
８、抵抗２６、ダイオード３０，３２の接続点およびヒ
ューズ４２の一端がそれぞれモータ４４に接続されてい
る。そして端子４６にはプラスのモ−タ回転指令信号が
入力され、端子４８にはマイナスのモータ回転指令信号
が入力されるようになっている。

【０００４】図３に示される回路において、端子４６，
４８にそれぞれ図４の（ａ），（ｂ）に示されるような
モータ回転指令信号が入力されると、ゲートロジック回
路３８，４０からは図４の（ｃ），（ｄ），（ｅ），（
ｆ）に示されるような電圧の駆動信号が出力される。 なお、ここで電圧Ｖ１〜Ｖ４は回路の電源電圧Ｖｓにほ
ぼ等しい電圧であるとする。またゲートロジック回路３
８，４０は駆動信号Ｂの電圧がＶ２となったあと駆動信
号Ａの電圧をＶ１とし、駆動信号Ａの電圧がＶ１から０
Ｖになったあと駆動信号の電圧をＶ２から０Ｖとするよ
うに構成されているとともに、駆動信号Ｃの電圧Ｖ３を
常に０Ｖとし、駆動信号Ｄの電圧を常にＶ４とするよう
に構成されている。

【０００５】このような駆動信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれ
ぞれトランジスタ１０，１２，１４，１６に印加される
と、トランジスタ１０は駆動信号Ａの電圧がＶ１となっ
たときにオンとなり、トランジスタ１２は駆動信号Ｂの
電圧がＶ２となったときにオフとなる。一方トランジス
タ１４は常にオフに、トランジスタ１６は常にオンに制
御されている。このような動作が行われるとき、トラン
ジスタ１０がオンとなったときにはモ−タ４４にはモ−
タ電流Ｉａが流れ、トランジスタ１０がオフとなったと
きにはモータ４４の逆起電力による回生電流Ｉｂがトラ
ンジスタ１６、ダイオード３２を介して流れる。このよ
うな動作を繰り返すことによりモータ４４を指定の速度
で駆動することができる。そしてモータ４４がロックさ
れたり、過負荷となったりした場合には、トランジスタ
１８，２０によってモータ４４に流れる電流を制限し、
さらにモータ４４に流れる電流が許容値を越えたときに
はヒシューズ４２を溶断するように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路では、モータ４４がロックされた状態が継続すると
、　トランジスタ１８，２０によって電流を制限しても
、トランジスタ１０または　１４のコレクタとエミッタ
間の電圧Ｖｃｅが最大に、コレクタ電流も最大となり、
トランジスタ１０または１４の消費電力Ｐｃも最大とな
る。すなわち、トランジスタ１０，１４が正常な状態で
スイッチング動作しているときのコレクタエミッタ間電
圧Ｖｃｅは約１Ｖ程度であるが、モータ４４がロックさ
れた状態では、モ−タ４４の回転による逆起電力分の電
圧（小型モータにおいて通常プラスの数Ｖ〜数１０Ｖ）
がＶｃｅに加算されることになり、消費電力Ｐｃが通常
時にくらべて数１０倍以上となる。消費電力が異常に大
きくなるとトランジスタ１０または１４が破壊されるお
それがある。なお、トランジスタ１０または１４を破壊
から保護するためには、Ｐｃに余裕のあるトランジスタ
を用いることも可能であるが、装置が大型になるととも
にコストアップとなる。またモータ４４に大電流が流れ
たときにはヒュ−ズ４２が溶断するのでモ−タ４４を保
護することは出来るが、モータ４４に大電流が流れたと
きにはトランジスタ１０または１４が破壊された状態に
ありヒューズ４２によってトランジスタ１０または１４
を保護することはできない。

【０００７】本発明の目的は、モータの異常動作によっ
てもスイッチング手段を保護することができるモータ駆
動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の装置として、モータ回転指令信号
に従って駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、駆動
信号によりモータをオンオフ駆動するスイッチング手段
と、モータに流れる電流が過電流になったことを検出す
る過電流検出手段と、過電流検出手段の検出出力により
一定時間オフ指令信号を出力するタイマ手段と、オフ指
令信号の発生中駆動信号生成手段に対して駆動信号の生
成を停止させる信号生成停止手段とを有するモータ駆動
装置を構成したものである。

【０００９】第２の装置として、モータ回転指令信号に
従って駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、駆動信
号によりモータをオンオフ駆動するスイッチング手段と
、モータに流れる電流が過電流になったことを検出する
過電流検出手段と、過電流検出手段の検出出力により駆
動信号生成手段に対して駆動信号の生成を停止させる信
号生成停止手段とを有するモータ駆動装置を構成したも
のである。

【００１０】

【作用】前記した手段によれば、モータがロックされた
り、モータが過負荷状態になったりしてモータに過電流
が流れると、過電流が検出されたときから一定時間ある
いは過電流が検出されたあと過電流の検出がなくなるま
での間駆動信号の生成が強制的に停止されるため、スイ
ッチング手段をオンとするための駆動信号が継続してス
イッチング手段に印加されるのを防止することができる
。このためモータの異常動作によってスイッチング手段
の消費電力が許容値を越えるのを防止することができス
イッチング手段を保護することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１２】図１において、モータ駆動装置はブリッジ
接続された４個のトランジスタ５０，５２，５４，５６
、フリーホイールダイオード５８，６０，６２，６４、
ヒューズ（または熱継電器）６６、過電流検出回路６８
、ゲートロジック回路７０，７２、　ＡＮＤ回路７４，
７６、タイマ回路７８を備えて構成されており、ＡＮＤ
回路　７４，７６の一方の入力端子がそれぞれ端子７８
，８０に接続され、ＡＮＤ回路７４，７６の他方の入力
端子がそれぞれタイマ回路７８の出力端子に接続されて
いる。トランジスタ５０，５２のエミッタは互いに接続
され、この接続点が直接モータ８２に接続され、トラン
ジスタ５４，５６のエミッタが互いに接続され、この接
続点がヒューズ６６を介してモータ８２に接続されてい
る。そしてトランジスタ５０，５２のベースがそれぞれ
ゲートロジック回路７０の出力端子に接続され、トラン
ジスタ５４，６０のベ−スがそれぞれゲ−トロジック回
路７２の出　力端子に接続されている。ゲートロジック
回路７０の入力端子はＡＮＤ回路　７４の出力端子に、
ゲートロジック回路７２の出力端子はＡＮＤ回路７６の
出力端子にそれぞれ接続されている。ダイオ−ド５８、
６０はそれぞれ直列に接続され、ダイオード６２，６４
はそれぞれ直列に接続されている。ダイオード５８，６
２のカソードは電圧Ｖｓ　のライン８４に接続され、ダ
イオード６０，６４のアノード側は０Ｖのライン　８６
に接続されている。

【００１３】一方、過電流検出回路６８はトランジスタ
８８、抵抗９０，９２を備えており、抵抗９０がライン
８６とトランジスタ５２，５６のコレクタに接続され、
トランジスタ８８のベース、エミッタが抵抗９０の両端
に接続されている。またトランジ　スタ８８のコレクタ
はタイマ回路７８の入力側に接続されているとともに抵
抗　９２を介して電源に接続されている。

【００１４】端子７８にプラスのモータ回転指令信号Ｐ
１が入力され、端子８０にはマイナスのモータ回転指令
信号Ｐ２が入力されており、これらの信号はそれぞれＡ
ＮＤ回路７４，７６を介してゲートロジック回路７０，
７２に入力されている。モータ回転指令信号Ｐ１，Ｐ２
は、たとえば図２の（ａ），（ｂ）のタイミングｔ１〜
ｔ２に示されるような信号であり、これらの信号がそれ
ぞれゲ−トロジック回路７０，７２に入力されると、ゲ
ートロジック回路７０，７２からは、図２の（ｃ），（
ｄ），（ｅ），（ｆ）のタイミングｔ１〜ｔ２に示され
るような駆動信号Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が出力される
ようになっている。すなわちゲ−トロジック回路７０，
７２はモータ回転指令信号Ｐ１，Ｐ２に従って駆動信号
を生成する駆動信号生成手段として構成されている。そ
して駆動信号Ａ１の電圧がＶ１となったときにトランジ
スタ５０がオンに、駆動信号Ｂ１の電圧がＶ２となった
ときにトランジスタ５２がオフになり、駆動信号Ｃ１が
０Ｖにあるときにはトランジスタ５４がオフに維持され
、駆動信号Ｄ１が電圧Ｖ４のときにはトランジスタ５６
がオンに維持されるようになっている。トランジスタ５
０，５６がオンのときにはトランジスタ５０からモータ
８２、ヒューズ６６、トランジスタ５６、抵抗９０を介
してモータ電流Ｉａが流れ、トランジスタ５０がオフと
なったときにはヒューズ６６、トランジスタ５６、抵抗
９０、ダイオード６０を介して回生電流Ｉｂが流れるよ
うになっている。なお、タイマ回路７８からは通常ハイ
レベルの信号が出力されており、各ＡＮＤ回路７４，７
６はタイマ回路７８の出力がハイレベルにある間モータ
回転指令信号Ｐ１，Ｐ２をそれぞれゲートロジック回路
７０，７２に出力することができる。

【００１５】次に、モータ８２がロックされたり，ある
いは過負荷状態になったりしてモータ回転指令信号Ｐ１
が図２のタイミングｔ２〜ｔ６で示されるような信号に
なると、駆動信号Ａ１の電圧がＶ１の状態に維持され，
抵抗９０両端の電圧Ｅは、図２の（ｇ）に示されるよう
に、モータ電流Ｉａの増加に従って高くなる。そしてこ
の電圧Ｅがトランジスタ８８のスレッショルド電圧Ｖｓ
ｈを越えるとトランジスタ８８がオンとなり、タイマ回
路７８への電力の供給が停止される。すなわち過電流検
出回路６８によって過電流が検出されると、タイマ回路
７８からは、図２の（ｈ）のタイミングｔ３からｔ４に
示されるように、一定時間Ｔの間オフ指令信号が出力さ
れる。すなわちタイマ回路７８からは一定時間Ｔの間ロ
ーレベルの信号がＡＮＤ回路７４，７６に出力される。 これにより各ＡＮＤ回路７４，７６の出　力レベルが強
制的にローレベルに維持され、駆動信号Ａ１，Ｂ１はタ
イミング　ｔ３〜ｔ４に示されるようにハイレベルから
ローレベルに反転する。これによりトランジスタ５０が
オフ、トランジスタ５２がオンとなりモータ電流Ｉａが
流れるのが阻止される。

【００１６】一定時間Ｔが経過すると駆動信号Ａ１，Ｂ
１はそれぞれローレベルからハイレベルに反転しトラン
ジスタ５０がオンに、トランジスタ５２がオフとなり、
モ−タ８２にはモータ電流Ｉａが流れる。このあとモー
タ８２のロックが解除されたり、モータ８２の過負荷状
態が解除されてモータ回転指令信号Ｐ１がタイミングｔ
６で示されるようにハイレベルからローレベルに反転す
ると、トランジスタ５０がオフに、トランジスタ５２が
オンとなりモータ８２には回生電流Ｉｂが流れる。そし
てこのあとはタイミングｔ１〜ｔ２と同じ動作が継続さ
れる。

【００１７】また、タイマ回路７８からオフ指令信号が
一定時間Ｔ出力されたあとモータ回転指令信号Ｐ１の出
力レベルがハイレベルに維持されているときにはタイミ
ングｔ３〜ｔ５の動作が継続して行われることになる。

【００１８】このように、本実施例によれば、モータ８
２に流れる電流が過電流になったことが検出されたとき
に、タイマ回路７８から一定時間Ｔオフ指令信号を出力
してＡＮＤゲート７４，７６の出力レベルを強制的にロ
ーレベルとしてトランジスタ５０のオン状態が継続する
のを阻止するようにしたため、トランジスタ５０の消費
電力が許容値を越えるのを防止することができ、モータ
８２の異常動作によってトランジスタ５０が損傷するの
を防止することができる。

【００１９】またモータ８２において、モータ８２のロ
ック時モータ８２に流れる電流はモータの電気的時定数
とタイマ回路７８の時定数Ｔによって決まる電流のオン
オフによる平均電流となるため、時定数Ｔを適切な値に
選択することにより、モータ８２が異常動作したときで
もモータ８２を定格以下で運転することが可能となる。 　　また前記実施例においては、過電流が検出されたと
きに一定時間Ｔの間ＡＮＤ回路７４，７６の出力レベル
を強制的に０レベルにするものについて述べたが、過電
流が検出されている間常時ＡＮＤ回路７４，７６の出力
レベルを強制的に０レベルに維持させることも可能であ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの異常動作によってモータに流れる電流が過電流
になったときには、スイッチング手段をオン状態とする
駆動信号の生成を強制的に阻止するようにしたため、モ
ータの異常動作によってスイッチング手段が損傷するの
を防止することができ、信頼性の向上に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータ駆動装置の回路構成図であ
る。

【図２】図１に示す回路の動作状態を説明するための波
形図である。

【図３】従来例の回路構成図である。

【図４】従来例の動作を説明するための波形図である。

【符号の説明】

５０，５２，５４，５６，８８トランジスタ５８，６０
，６２，６４ダイオード ６８過電流検出回路 ７０，７２ゲートロジック回路 ７４，７６ＡＮＤ回路 ７８タイマ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータ回転指令信号に従って駆動信号
   を生成する駆動信号生成手段と、駆動信号によりモータ
   をオンオフ駆動するスイッチング手段と、モータに流れ
   る電流が過電流になったことを検出する過電流検出手段
   と、過電流検出手段の検出出力により一定時間オフ指令
   信号を出力するタイマ手段と、オフ指令信号の発生中駆
   動信号生成手段に対して駆動信号の生成を停止させる信
   号生成停止手段とを有するモータ駆動装置。
2. 【請求項２】　　モータ回転指令信号に従って駆動信号
   を生成する駆動信号生成手段と、駆動信号によりモータ
   をオンオフ駆動するスイッチング手段と、モータに流れ
   る電流が過電流になったことを検出する過電流検出手段
   と、過電流検出手段の検出出力により駆動信号生成手段
   に対して駆動信号の生成を停止させる信号生成停止手段
   とを有するモータ駆動装置。