JPH04308420A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JPH04308420A
JPH04308420A JP3100490A JP10049091A JPH04308420A JP H04308420 A JPH04308420 A JP H04308420A JP 3100490 A JP3100490 A JP 3100490A JP 10049091 A JP10049091 A JP 10049091A JP H04308420 A JPH04308420 A JP H04308420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
overcurrent
circuit
fet
motor
fets
Prior art date
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Pending
Application number
JP3100490A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Kondo
近藤 英次
Kenji Kawaguchi
川口 健治
Masayuki Toriyama
鳥山 正雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPH04308420A publication Critical patent/JPH04308420A/ja
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  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
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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FETを用いたインバー
タ方式のモータ制御装置、特に過電流制御回路に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】直流を電源として多相交流ブラシレスモ
ータの回転を制御する手段として、従来図5に示す如き
回路をもつものが広く使用されている。この回路は6個
のトランジスタQ1 〜Q6 と、制御回路CONTか
らなるインバータ回路を用いて直流を交流に変換すると
共に、出力電圧を制御して3相ブラシレスモータMの回
転を制御するものである。この場合過負荷によるモータ
やトランジスタの性能劣化などを防ぐことが要求される
。 そこで従来からモータ回路の電流が、過電流領域になっ
たことを検出する回路を用い、過電流発生時トランジス
タQ1 〜Q6 をすべてオフとしてモータ電流を直ち
に遮断する方策がとられている。例えばその代表的なも
のの一つはトランジスタインバータの入力回路に分流器
を直列に接続して、その検出電圧を誤差増幅器において
過電流設定基準電圧と比較する事により過電流状態を検
出し、その出力により制御回路CONTを制御してトラ
ンジスタQ1 〜Q6 をすべてオフする分流器方式で
ある。 また他の方法は図6(a)のように、トランジスタイン
バータの入力導体Lの電流変化を磁束の変化として検出
する鉄心Cと、その磁束の変化に直線的に比例する抵抗
値の変化特性を検出する磁気抵抗素子Hを鉄心Cのギャ
ップGにはさみこんだ電流検出装置を用い、これを図6
(b)のように、磁気抵抗素子Hの抵抗R1 と抵抗R
2 ,R3 、定電圧素子DZおよび誤差増幅器AMP
からなる回路を形成して、過電流状態を検出するいわゆ
るホール素子方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしモータを駆動源
とする小型移動車輛のように、機器の搭載スペースに大
きな制約を受けるものにあっては、モータ制御回路、過
電流制御回路などの周辺回路装置を、極力小型に形成す
ることが強く要求されるが、前記のような分流器方式や
ホール素子方式ではその要求に応えにくい。即ち制御回
路や過電流制御回路の誤差増幅器などは、IC回路など
により極めて小型に形成できるが、分流器やホール素子
を小型に形成することは難しい。これに加えて分流式の
場合にはI2 Rの損失を生じるため、バッテリ電源を
モータの駆動源とする小型移動車輛のように、駆動電力
の制約が大きいものにとっては不利である。また以上の
ような周辺機器の大型化を防ぐ手段として、図7のトラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧降下を利用するこ
とが考えられる。しかし周知のようにベース電流IB 
をパラメータとした、コレクタ・エミッタ間電圧降下V
CEとコレクタ電流IC の関係は、図7のように急激
な立上りの非直線性をもつ。従ってコレクタ電流IC 
の変化に対するコレクタ・エミッタ間電圧降下VCEの
変化が著しく小さくため、過電流状態の検出が難しく、
モータ電流が設定された過電流領域を僅かに越えても過
電流と判定して、モータの電力供給が停止される欠点が
ある。従ってこの方式では小型にできても、動作の信頼
性など性能上の問題があるため実用化が難しい。
【0004】
【発明の目的】本発明は前記従来の分流器方式やホール
素子方式に比べて著しく小型、しかも過電流制御性能に
おいてもすぐれた回路を提示するものである。
【0005】
【課題を解決するための本発明の手段】本発明は従来装
置を示す前記図5のインバータを構成するトランジスタ
Q1 〜Q6 、即ちベース,コレクタ,エミッタから
なるトランジスタに代えてFETを用い、そのオン時に
おけるドレイン・ソース間の電圧降下を過電流検出に利
用することにより、装置を大形化したりする分流器など
を用いることなく効果的な過電流の検出と制御が可能に
なるとを明らかにしてなされたものである。即ちFET
のゲート電圧VG をパラメータとすると、FETオン
時のドレイン・ソース間の電圧降下VDSと、ドレイン
電流ID とは、図1のように広い範囲に亘って直線的
な比例関係を有する。しかもその傾斜は通常のトランジ
スタのそれに比べて遙かに緩やかであるため、ドレイン
電流の変化に比例した十分大きなドレイン・ソース間電
圧降下の変化を得ることができる。従って制御電流領域
と過電流領域との間に大きな差をもたせることができる
ので、効果的な過電流の検出が可能である。
【0006】本発明は以上から着想してなされたもので
ある。即ち図2に示すようにインバータを形成するトラ
ンジスタとしてFETQ1 ’〜Q6 ’を用い、モー
タMの第1相,第2相,第3相のモータ電流に比例する
FETQ1 ’〜Q6 ’のドレイン・ソース間電圧降
下VDS4 ,VDS5 ,VDS6 を、制御回路C
ONTによるFETの導通タイミングに合わせてスイッ
チ駆動回路SCによりオンされる3個のスイッチAS1
 ,AS2 ,AS3 により直列的に順次検出する。 そして例えばこれを誤差増幅器AMPにおいて過電流の
設定基準電圧VS と比較して、前記電圧降下VDS4
 〜VDS6 が設定基準電圧を越えたとき過電流と判
定して、このとき生じた出力により駆動信号の振分回路
CDを制御し、何れの相に過電流を生じても制御回路C
ONTへ駆動信号が供給されるのを停止して、すべての
FETをオフにすることにより過電流を流さないように
したものである。以上のようにすれば従来のように分流
器やホール素子を用いる必要がないので、過電流回路を
小型にでき、モータ制御装置を小形に形成できる。次に
本発明の実施例について説明する。
【0007】
【実施例】図3は本発明の一実施例回路図、図4はその
動作説明用の波形図である。図3においてQ1 ’〜Q
6 ’はFETであって、Q1 ’とQ4 ’、Q2 
’とQ5 ’、およびQ3 ’とQ6 ’のソースとド
レインとはそれぞれ直列接続される。またQ1 ’,Q
2 ’,Q3 ’のドレインは共通接続されて直流電源
の正極性に接続され、Q4 ’,Q5 ’およびQ6 
’のソースは共通接続されて、直流電源の負極性端子に
接続される。Mは3相ブラシレスモータであって、その
入力端子m1 ,m2 ,m3 はFETQ4 ’,Q
5 ’およびQ6 ’のドレインに接続される。そして
制御回路CONTにより、先ずFETQ3 ’とQ4 
’、次にQ1’とQ5 ’、更にQ2 ’とQ6 ’…
…の順序でオンして、モータMを駆動する。Tはタイミ
ング回路であって、3個のアナログスイッチAS1 ,
AS2 及びAS3 から形成され、そのそれぞれの一
端はFETQ4 ’,Q5 ’およびQ6 ’のドレイ
ンに接続され、他端は後記過電流検出回路の電流制限抵
抗Rを介して共通接続される。そしてFETQ4 ’,
Q5 ’およびQ6 ’のゲート駆動信号と同期してQ
4 ’,Q5 ’およびQ6 ’のオン期間毎に制御回
路CONTから送出されるタイミング信号により、図4
(d)(e)(f)のようにオン動作して、図4(a)
(b)(c)のようにFETQ4 ’,Q5 ’,Q6
 ’に流れた、モータ電流によるドレイン・ソース間電
圧降下VDS4 ,VDS5 ,VDS6 を図4(g
)のように増幅器AMPに入力する。OIは過電流検出
回路であって、次の各部から形成される。Rは加算抵抗
、AMPは増幅器、MDは平均値過電流検出回路であっ
て、このうち、R4 ,R5 ,Cは増幅器AMPの出
力の平均値を得る抵抗,コンデンサ、Q7 はトランジ
スタ、DZ1 は基準平均値電圧VS1 の設定用定電
圧素子、例えばツェナダイオード、R6 は電流制限用
抵抗、Thyはサイリスタである。PDは尖頭値過電流
検出回路であって、基準尖頭値電圧VS2の設定用定電
圧素子、例えばツェナダイオードDZ2 と電流制限抵
抗R7 から形成される。CCは制御回路の駆動回路で
あって、6個の信号振分回路、例えばゲートICである
IC1 〜IC6 からなる。そして前記した平均値過
電流検出回路MDは、図4(g)に示す増幅器AMPの
出力を抵抗R4 ,R5 ,コンデンサCにより平滑し
た出力、即ち図4(h)の平均値出力VM が、図(h
)中に示すツェナダイオードDZ1 による基準電圧V
S1を越えたとき、サイリスタThyのゲートに電流を
流してこれをオンとする。そしてこれにより各ゲートI
C1 〜IC6 の一方の端子の入力レベルがLowレ
ベルになったとき、他方の端子に加えられている制御回
路CONTの駆動信号q1 〜q6 を受け付けないよ
うにしてFETQ1 ’〜Q6’をすべてオフにする。 また尖頭値過電流検出回路PDは、増幅器AMPの出力
の瞬時値VP が、図4(h)に示すツェナダイオード
DZ2 による基準電圧VS2を越えたとき、サイリス
タThyをオンさせて制御回路CONTの駆動信号q1
 〜q6 を受け付けないようにする。そしてFETQ
1 ’〜Q6 ’をすべてオフにして、ブラシレスモー
タMへ過電流を流さないようにする。なお必要に応じて
平均値または瞬時値過電流検出回路を省略できる。
【0008】
【発明の効果】以上から明らかなように本発明では過電
流の検出を、ドレイン電流とドレイン・ソース間電圧降
下の間に広い直線関係をもつFETにより行い、従来の
ように分流器やホール素子を用いることなく効果的に過
電流の検出を行うようにしているので、過電流制御回路
及びモータ制御回路を小形に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】FETのドレイン・ソース間電圧降下とドレイ
ン電流の関係図である。
【図2】本発明の基本回路図である。
【図3】本発明の一実施例回路図である。
【図4】本発明の一実施例の動作説明用波形図である。
【図5】従来のモータ制御装置の概略図である。
【図6】過電流検出用ホール素子の説明図である。
【図7】トランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧降下
とコレクタ電流の関係図である。
【符号の説明】
Q1 〜Q6   トランジスタ CONT  制御回路 M  ブラシレスモータ L  モータの接続導線 C  鉄心 G  ギャップ H  磁気抵抗素子 R1 ,R2 ,R3   抵抗 DZ  定電圧素子 Q1 ’〜Q6 ’  FET AS1 ,AS2 ,AS3   アナログスイッチS
C  スイッチ駆動回路 CC  制御回路の駆動回路 OI  過電流検出回路 R  電流制限抵抗 AMP  増幅器 MD  平均値過電流検出回路 R4 ,C,R5   平滑回路を形成する抵抗,コン
デンサQ7   トランジスタ DZ1   定電圧素子 R7   電流制限抵抗 PD  瞬時値過電流検出回路 DZ2   定電圧素子 CC  制御回路の駆動回路 IC1 〜IC6   信号振分回路 Thy  サイリスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  トランジスタとその制御回路からなる
    インバータを用いて、直流電源により交流多相ブラシレ
    スモータの回転を制御するモータ制御装置において、前
    記トランジスタとしてFETを用いると共に、このFE
    Tの導通タイミングに合わせてオンして、前記ブラシレ
    スモータの各相電流に比例した前記FETのドレインソ
    ース間電圧降下をFETのオン時のみ順次検出するアナ
    ログスイッチ回路と、FETのオン時の瞬時電圧降下或
    いは平均値電圧降下または両者のレベルが過電流設定基
    準電圧レベルを越えたとき出力を送出する過電流検出回
    路と、この過電流検出回路の出力により、前記制御回路
    の駆動信号の受付を停止して前記FETのすべてをオフ
    する前記制御回路の駆動回路を設けたことを特徴とする
    モータ制御装置。
JP3100490A 1991-04-05 1991-04-05 モータ制御装置 Pending JPH04308420A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113163A (ja) * 1997-10-02 1999-04-23 Mitsubishi Electric Corp インバータの保護装置
JP2014054042A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 過電流保護回路
WO2015129049A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 株式会社安川電機 電力変換装置、及び、電力変換装置の短絡保護方法

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