JPH05344794A

JPH05344794A - 駆動回路の異常検出装置

Info

Publication number: JPH05344794A
Application number: JP3039950A
Authority: JP
Inventors: Satoru Murai; 哲村井; Takashi Okano; 貴史岡野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-03-06
Filing date: 1991-03-06
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ノイズマージンを向上させると同時に、トラン
ジスタの小型化を図る。【構成】電源（31）と負荷（２）との間に直列に接続さ
れたトランジスタ（Q1）が設けられている。そして、該
トランジスタ（Q1）のベースと上記電源（31）とに接続
されてトランジスタ（Q1）をスイッチングするスイッチ
ング回路（５）が設けられている。加えて、上記トラン
ジスタ（Q1）と並列に該トランジスタ（Q1）のエミッタ
とコレクタとの間に接続され、該エミッタとコレクタと
の間の電位差が所定値以上になると、異常信号を出力す
る異常検出手段（６）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータな
どを駆動する駆動回路の異常検出装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、空気調和装置におい
て、電動膨脹弁の弁開度を設定するためにステッピング
モータが用いられている。そして、このステッピングモ
ータのコイルが短絡又は断線すると、ステッピングモー
タが停止したり、駆動回路が破損したりすることにな
る。

【０００３】そこで、従来、特開昭５９−５６８１９号
公報に開示されているように、モータに流れる電流を変
流器により検出することによって、モータの過負荷状態
と軽負荷状態とを検出するようにしているものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これで
は、変流器を設けているため、装置全体が大型化すると
いう問題があった。また、モータの各コイルと変流器と
の関係を設定しておく必要があり、構成が複雑になると
いう問題があった。

【０００５】そこで、図３に示すような構成が考えられ
ている。つまり、電源（31）より抵抗（R1）と、トラン
ジスタ（Q1）と、ステッピングモータ（２）のコイル
（r1〜r4）と、駆動制御回路（４）とが順に接続される
一方、上記トランジスタ（Q1）のベースにはスイッチン
グ回路（５）が接続され、該スイッチング回路（５）は
抵抗（R2,R3,R4）とトランジスタ（Q3）とを備えてい
る。そして、上記駆動制御回路（４）とスイッチング回
路（５）のトランジスタ（Q3）とをＣＰＵ（７）によっ
て制御し、ステッピングモータ（２）を駆動するように
している。

【０００６】更に、上記抵抗（R1）と並列に発光回路
（10）が接続される一方、該発光回路（10）の信号を受
ける受光回路（11）がＣＰＵ（７）に接続されている。
そして、上記ステッピングモータ（２）のコイル（r1〜
r4）が短絡すると、上記抵抗（R1）の両端間の電圧Ｖ1
が上昇し、発光回路（10）が発光して、この光を受光回
路（11）が受けて、異常を報知するようにしている。

【０００７】しかしながら、上記抵抗（R1）の両端間の
電圧Ｖ1 において、正常時の電圧Ｖ11は、Ｖ11＝（Ｖcc−Ｖ2 −Ｖ3 −Ｖ4 ） …… (1) で、Ｖ11＜Ｖc −｛〔Ｒ3 ／（Ｒ3 ＋Ｒ2 ）〕×（Ｖcc−Ｖ5 ）｝−Ｖ5 −Ｖ6 …… (2) であり、且つ、この電圧Ｖ11で発光回路（10）がオンし
ないように抵抗（R1,R2,R3）を設定する必要がある。

【０００８】一方、ステッピングモータ（２）のコイル
（r1〜r4）の短絡時において、上記抵抗（R1）の両端間
の電圧Ｖ12は、Ｖ12＝Ｖcc−｛〔Ｒ3 ／（Ｒ3 ＋Ｒ2 ）〕×（Ｖcc−Ｖ5 ）｝−Ｖ5 −Ｖ6 …… (3) となる。

【０００９】従って、式(3) の電圧Ｖ12で発光回路（1
0）がオンする必要があるので、電流が大きくなるよう
に抵抗（R1,R2,R3）を設定しなければならない。この結
果、トランジスタ（Q1）は定格電流の大きなものにする
必要があり、トランジスタ（Q1）が大型化し、コストア
ップになる。

【００１０】また、逆に、電流を小さくすると、式(2)
と式(3) の電圧差が小さくなり、ノイズマージンが小さ
くなるという問題があった。

【００１１】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ノイズマージンを向上させると同時に、トランジス
タの小型化を図ることを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、トランジスタと並列に異
常検出手段を設けて異常を検出するようにしたものであ
る。

【００１３】具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、まず、電源（31）と負荷
（２）との間に直列に接続されたトランジスタ（Q1）が
設けられている。そして、該トランジスタ（Q1）のベー
スと上記電源（31）とに接続されてトランジスタ（Q1）
をスイッチングするスイッチング手段（５）が設けられ
ている。加えて、上記トランジスタ（Q1）と並列に該ト
ランジスタ（Q1）のエミッタとコレクタとの間に接続さ
れ、該エミッタとコレクタとの間の電位差が所定値以上
になると、異常信号を出力する異常検出手段（6a）が設
けられた構成としている。

【００１４】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、請求項１記載の駆動回路の異常検出装置において、
異常検出手段（6a）は、異常時に発光して異常信号を出
力する発光回路より構成される一方、該発光回路の異常
信号を受ける受光回路（6b）が設けられた構成としてい
る。

【００１５】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
まず、スイッチング手段（５）によってトランジスタ
（Q1）はオン・オフ動作し、該トランジスタ（Q1）のオ
ン動作によって、負荷（２）に電源（31）より電力供給
される。そして、この負荷（２）の正常時においては、
トランジスタ（Q1）のエミッタ・コレクタ間の電圧は小
さく、異常検出手段（6a）は異常信号を出力することは
ない。

【００１６】一方、上記負荷（２）が異常になると、ト
ランジスタ（Q1）のエミッタ・コレクタ間の電圧が大き
くなり、異常検出手段（6a）が異常信号を出力すること
になる。

【００１７】また、請求項２に係る発明では、負荷
（２）が異常になると、発光回路（6a）が異常信号を出
力し、この発光回路（6a）の信号を受光回路（6b）が受
けることになる。

【００１８】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
トランジスタ（Q1）と並列に異常検出手段（6a) を設け
たために、正常時と異常時とにおける異常検出手段（6
a) に印加する電圧差を大きくすることができる。この
結果、正常時におけるトランジスタ（Q1）のエミッタ・
コレクタ間の電圧を小さくすることができるので、定格
電流の小さいトランジスタ（Q1）を用いることができ、
該トランジスタ（Q1）を小型化することができるので、
コストダウンを図ることができる。

【００１９】また、正常時と異常時とにおける異常検出
手段（6a）に印加する電圧差が大きいので、ノイズマー
ジンを向上させることができ、信頼性を向上させること
ができると共に、サービス工数を低減することができ
る。

【００２０】また、請求項２に係る発明によれば、発光
回路（6a）と受光回路（6b）とを設けているので、異常
を確実に検出することができるので、信頼性の向上を図
ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。尚、従来と同一構成部分については図３の
符号と同一符号をもって示す。

【００２２】図２に示すように、（１）はステッピング
モータ（２）の駆動回路であって、空気調和装置に設け
られた電動膨脹弁の開度を制御するものである。そし
て、該駆動回路（１）は、ステッピングモータ（２）に
電源供給回路（３）と駆動制御回路（４）とが接続され
ると共に、スイッチング手段であるスイッチング回路
（５）と異常検出回路（６）とを備えて構成されてい
る。

【００２３】該ステッピングモータ（２）は、２相励磁
方式の４相ステッピングモータであって、４つのコイル
（r1〜r4）を備えている。

【００２４】上記電源供給回路（３）は、13Ｖの電源
（31）とトランジスタ（Q1）とを備えており、該電源
（31）は抵抗（R1）を介してＰＮＰ型のトランジスタ
（Q1）のエミッタに接続され、該トランジスタ（Q1）の
コレクタはステッピングモータ（２）の共通端子に接続
されると共に、ベースは上記スイッチング回路（５）に
接続されている。

【００２５】また、上記スイッチング回路（５）は上記
電源（31）より２つの抵抗（R2,R3）とトランジスタ（Q
3）とが直列に接続されると共に、該トランジスタ（Q
3）のベースが抵抗（R4）を介してＣＰＵ（７）に接続
されている。そして、上記両抵抗（R2,R3 ）間には上記
電源供給回路（３）のトランジスタ（Q1）のベースが接
続されている。そして、該スイッチング回路（５）はＣ
ＰＵ（７）からの制御信号によって上記電源供給回路
（３）のトランジスタ（Q1）をオン・オフ制御してい
る。

【００２６】上記駆動制御回路（４）は、各コイル（r1
〜r4）に対応して４つの駆動トランジスタ（Q2）を備え
ており、各駆動トランジスタ（Q2）のベースはＣＰＵ
（７）に、コレクタは各コイル（A1〜B2）にそれぞれ接
続されると共に、エミッタは接地されている。そして、
各駆動トランジスタ（Q2）はＣＰＵ（７）からの駆動信
号によりオンして、上記各コイル（r1〜r4）を予め設定
された極性で時間順次に励磁している。

【００２７】一方、上記異常検出回路（６）は、本発明
の特徴とするところであり、異常検出手段である発光回
路（6a）と受光回路（6b）とより構成されている。該発
光回路（6a）は抵抗（R5）とフォトダイオード（PD）と
の直列回路で構成され、上記電源供給回路（３）のトラ
ンジスタ（Q1）と並列に該トランジスタ（Q1）のエミッ
タとコレクタとの間に接続されている。そして、上記フ
ォトダイオード（PD）はエミッタとコレクタとの電位
差、つまり、エミッタとコレクタ間の電圧Ｖ2 が所定値
になると、発光して異常信号を出力するように構成され
ている。

【００２８】また、上記受光回路（6b）は電源（61）よ
り抵抗（R6）とフォトトランジスタ（PT）とが直列に接
続されると共に、該抵抗（R6）とフォトトランジスタ
（PT）との間にＣＰＵ（７）が接続されている。そし
て、該フォトトランジスタ（PT）は上記フォトダイオー
ド（PD）が発光すると、導通してＣＰＵ（７）に異常信
号が入力するようにしている。

【００２９】そこで、上記電源供給回路（３）と駆動制
御回路（４）との抵抗（R1,R2,R3）は、次式に基づいて
設定されている。つまり、上記トランジスタ（Q1）のエ
ミッタ・コレクタ間に流れる電流Ｉ1 において、正常時
の電流Ｉ11は、Ｉ11＝（Ｖcc−Ｖ2 −Ｖ4 ）／（Ｒ1 ＋ｒ1 ） …… (4) であり、一方、異常時の電流Ｉ12は、上記式(3) を用い
て、Ｉ12＝Ｖ12／Ｒ1 …… (5) となる。その結果、Ｉ11＝Ｉ12 …… (6) となるように各抵抗（R1,R2,R3）を設定している。

【００３０】次に、上記ステッピングモータ（２）の駆
動回路（１）の制御動作について説明する。

【００３１】まず、ＣＰＵ（７）からの制御信号によっ
てスイッチング回路（５）のトランジスタ（Q1）が切替
わり、電源供給回路（３）のトランジスタ（Q1）が導通
する。一方、ＣＰＵ（７）からの制御信号によって駆動
制御回路（４）が動作し、ステッピングモータ（２）の
各コイル（r1〜r4）が予め設定された極性で時間順次に
励磁し、ステッピングモータ（２）、つまり、電動膨脹
弁が開閉作動することになる。

【００３２】そして、このステッピングモータ（２）に
おける各コイル（r1〜r4）の何れかが短絡すると、フォ
トダイオード（PD）が発光し、この光信号をフォトトラ
ンジスタ（PT）が受光し、ＣＰＵ（７）が異常を検知す
ることになる。その後、例えば、異常ランプの点灯など
を行うことになる。

【００３３】つまり、上記電源供給回路（３）のトラン
ジスタ（Q1）のエミッタ・コレクタ間において、正常時
の電圧Ｖ21は小さく、例えば、数百ｍＶであり、フォト
ダイオード（PD）が発光することはない。

【００３４】これに対し、上記ステッピングモータ
（２）のコイル（r1〜r4）が短絡すると、該コイル（r1
〜r4）の両端間の電圧Ｖ3 が上記トランジスタ（Q ）の
エミッタ・コレクタ間の電圧Ｖ22になり、上記フォトダ
イオード（PD）が発光することになる。

【００３５】従って、上記トランジスタ（Q1）と並列に
発光回路（6a）を設けたために、正常時と異常時とにお
ける発光回路（6a）に印加する電圧差を大きくすること
ができる。この結果、正常時におけるトランジスタ（Q
1）のエミッタ・コレクタ間の電圧を小さくすることが
できるので、定格電流の小さいトランジスタ（Q1）を用
いることができ、該トランジスタ（Q1）を小型化するこ
とができるので、コストダウンを図ることができる。

【００３６】また、正常時と異常時とにおける発光回路
（6a）に印加する電圧差が大きいので、ノイズマージン
を向上させることができ、信頼性を向上させることがで
きると共に、サービス工数を低減することができる。

【００３７】また、上記発光回路（6a）と受光回路（6
b）とを設けているので、異常を確実に検出することが
できるので、信頼性の向上を図ることができる。

【００３８】尚、本実施例は、ステッピングモータ
（２）について説明したが、本発明は、コイルを備えた
負荷の駆動回路に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例を示すステッピングモータの駆
動回路の回路図である。

【図３】従来のステッピングモータ回路を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１駆動回路２ステッピングモータ３電源供給回路４駆動制御回路５スイッチング回路（スイッチング手段）６異常検出回路 6a 発光回路（異常検出手段） 6b 受光回路７ＣＰＵ

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【手続補正書】

【提出日】平成３年４月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】上記駆動制御回路（４）は、各コイル（r1
〜r4）に対応して４つの駆動トランジスタ（Q2）を備え
ており、各駆動トランジスタ（Q2）のベースはＣＰＵ
（７）に、コレクタは各コイル（r1〜r2）にそれぞれ接
続されると共に、エミッタは接地されている。そして、
各駆動トランジスタ（Q2）はＣＰＵ（７）からの駆動信
号によりオンして、上記各コイル（r1〜r4）を予め設定
された極性で時間順次に励磁している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源（31）と負荷（２）との間に直列に
接続されたトランジスタ（Q1）と、該トランジスタ（Q1）のベースと電源（31）とに接続さ
れてトランジスタ（Q1）をスイッチングするスイッチン
グ手段（５）と、上記トランジスタ（Q1）と並列に該トランジスタ（Q1）
のエミッタとコレクタとの間に接続され、該エミッタと
コレクタとの間の電位差が所定値以上になると、異常信
号を出力する異常検出手段（6a）とを備えていることを
特徴とする駆動回路の異常検出装置。
【請求項２】請求項１記載の駆動回路の異常検出装置
において、異常検出手段（6a）は、異常時に発光して異
常信号を出力する発光回路より構成される一方、該発光回路の異常信号を受ける受光回路（6b）を備えて
いることを特徴とする駆動回路の異常検出装置。