JPH06276783A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、モータの巻線の端子電圧と基準電
圧との比較結果によりロータの回転位置信号を得、その
位置信号に基づいて決定された転流タイミングに対応し
た通電信号を得るようにしたインバータ装置において、
位置信号を発生するための回路構成を簡単化する。 【構成】 位置信号回路４１のコンパレータ１９〜２１
により巻線の端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ0
とを比較し、ハイレベル信号を出力するコンパレータが
２個以上のときコンパレータ５７がハイレベルとなる。
このコンパレータ５７のハイレベル信号をフォトカプラ
６０により位置信号として通電信号回路４２に伝達す
る。通電信号回路４２はその位置信号の入力時点から電
気角で３０度遅れた時点を転流タイミングとして、通電
信号を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流モータ
のような、三相以上の複数相の巻線を有するモータの各
巻線をロータの所定の回転位置に対応する転流タイミン
グで順次通電するためのスイッチング回路を有するイン
バータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年エアコンや冷蔵庫において、コンプ
レッサの能力可変や電力消費量の節約のために直流モー
タの一種であるブラシレスモータを採用しこれをインバ
ータ装置によって駆動することが行われている。ブラシ
レスモータの場合、通常、巻線の通電相を決定するため
にロータの回転位置信号を必要とするが、エアコンや冷
蔵庫のコンプレッサのようにモータが冷媒に晒される
等、モータの使用環境によっては位置検出センサーを配
置することが困難な場合がある。このため、本願発明者
等は、モータの巻線の誘起電圧を検出しこれを電気的に
処理することにより回転位置信号を得る技術を開発し、
これを特願昭６２ー１６２６５４号として出願した。

【０００３】以下、この出願の発明がパルス幅変調（以
下、単にＰＷＭ）方式で実施される場合を例にし、これ
を従来技術として図６〜図９を参照しながら説明する。
図６に示されたインバータ装置において、交流電源１に
接続される直流電源回路２は全波整流回路３、リアクト
ル４ａおよび平滑用コンデンサ４ｂからなり、この直流
電源回路２の直流母線５、６間にはスイッチング回路と
してスイッチング素子例えばスイッチング用トランジス
タ７〜１２からなる三相ブリッジ回路１３が接続され，
その出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗにブラシレスモー
タ１５の各巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗが接続される。

【０００４】三相ブリッジ回路１３の各トランジスタ７
〜１２が所定の順序でオンオフ制御されるとブラシレス
モータ１５はその各巻線１５ｕ〜１５ｗが１２０度（電
気角、以下同様）の位相差をもって順次繰り返し通電さ
れることにより回転駆動される。この場合、一つのトラ
ンジスタは１２０度オン、２４０度オフのオンオフ周期
で制御され且つオン周期では、図８に示すＰＷＭ信号Ｐ
1 によってデューティの制御がなされるので、ブラシレ
スモータ１５の各相の巻線１５ｕ〜１５ｗの端子電圧Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図８に示す波形になる。

【０００５】図９は、ＰＷＭ制御を伴わない場合の巻線
１５ｕの端子電圧Ｖｕおよび電流Ｉｕの波形を示す。こ
の波形において、約６０度（期間Ｔa ）の区間に渡る傾
斜部分は巻線の誘起電圧、細長い正負パルスは三相ブリ
ッジ回路１３の各トランジスタと並列に接続されたダイ
オードＤによるパルス電圧、また、Ｖ0 は直流母線５、
６間に接続された図７に示す２個の抵抗１６，１６から
なる抵抗分圧回路１７によって形成された基準電圧であ
る。この図９から、転流タイミングは誘起電圧と基準電
圧Ｖ0 とがクロスする時点（以下ゼロクロス時点と称す
る）から約３０度遅れていることが理解される。

【０００６】前記端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは前記抵抗
分圧回路１７を有する位置信号回路１８に設けられたコ
ンパレータ１９〜２１によって前記基準電圧Ｖ0 と比較
されることにより、図８に示すような端子電圧Ｖｕ〜Ｖ
ｗの１８０度区間認識用の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，
Ｖｗ´に変換される。更にこれら基本波信号Ｖｕ´，Ｖ
ｖ´，Ｖｗ´が通電信号回路２２に与えられ、ここでＰ
ＷＭ信号Ｐ１との照合により正パルス成分のみの時間幅
１８０度の連続方形波からなり且つ互に１２０度の位相
差を有する認識波形信号Ｕａ，Ｖａ，Ｗａに変換され
る。この認識波形信号Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの開始点（立上
り時点）および終了点（立下り時点）は誘起電圧と基準
電圧Ｖ0 とがクロスする時点に一致している。

【０００７】ここで、認識波形信号Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの
形成は、基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´およびＰＷ
Ｍ信号Ｐ１のレベル関係を比較することによって行われ
るが、このレベル関係を示すと次の表１のようになる。

【０００８】

【表１】

【０００９】この表１から、各認識波形信号Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａの開始点および終了点は、それぞれ基本波信号
Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´がロウレベルからハイレベルに
切り替わる時点、およびハイレベルからロウレベルに切
り替わる時点（誘起電圧と基準電圧Ｖワとのゼロクロス
時点）に一致していることが理解される。

【００１０】更にこの通電信号回路２２内では、これに
保有された第１および第２のタイマー機能のうち、第１
のタイマー機能によって前記３つの認識波形信号Ｕａ，
Ｖａ，Ｗａから時間幅Ｔｂが各々６０度をもつ６個の第
１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６を形成し、更に第２の
タイマー機能によって第１の各位相区分パターンＸ１〜
Ｘ６の終点を起点とする時間幅が各々３０度をもつ６個
の第２の位相区分パターンＹ１〜Ｙ６を形成する。そし
て、通電信号回路２２は、最終的に上記のような第２の
位相区分信号から図８に示す通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖ
ｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを合成する。

【００１１】ここで、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎの開始点は、第２の位相区分パターンＹ
１〜Ｙ６の終了点に一致しているので、誘起電圧と基準
電圧Ｖ0 とがクロスする時点から３０度遅れた時点とな
り、従って、これら通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，
Ｗｐ，Ｗｎの位相パターンは、三相ブリッジ回路１３の
トランジスタ７〜１２に要求された転流タイミングパタ
ーンに一致することとなる。

【００１２】一方、速度制御回路２３は、通電信号回路
２２からブラシレスモータ１５の回転速度検出信号とし
て与えられた通電信号Ｗｎと速度指令信号Ｓｃとから速
度偏差を判定し、その速度偏差に対応した速度偏差信号
Ｓｄを出力してこれをパルス幅変調回路２４に与える。
このパルス幅変調回路２４はＰＷＭ信号Ｐ１のデューテ
ィを速度偏差信号Ｓｄの大きさに応じるように制御す
る。このようにデューティが制御されたＰＷＭ信号Ｐ１
は、駆動回路を構成するゲート回路２５の各ゲート部２
６〜３１のうち、正側のトランジスタ７，９，１１に対
応するゲート部２６，２８，３０によって前記通電信号
Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，と合成例えば論理積をとられながら
三相ブリッジ回路１３の各トランジスタ７，９，１１の
ベースにベース制御信号として供給される。この結果、
トランジスタ７〜１２が通電信号Ｕｐ〜Ｗｎによる図８
に示すパターンでオンオフ制御されることによってブラ
シレスモータ１５が駆動を継続すると共に図８に示され
るＰＷＭ信号Ｐ１によるデューティ制御によってその速
度制御がなされる。

【００１３】以上のようなインバータ装置において、ゲ
ート回路２４のゲート部２６〜３１では、ベース制御信
号を図示しないフォトカプラにより三相ブリッジ回路１
３側に伝達し、位置信号回路１８では各コンパレータ１
９〜３１の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´を図７に
示すようにフォトカプラ３２〜３４により通電信号回路
２２に伝達するように構成している。これにより、通電
信号回路２２、速度制御回路２３、パルス幅変調回路２
４で構成される信号部側を、三相ブリッジ回路１３で構
成される電力部側に対して電気的絶縁状態にし、信号部
側が電力部側で発生するノイズやトランジスタ７〜１２
が破壊した時などに発生する過電圧の影響を受け難くす
るようにしている。なお、図７において、３５〜３７は
抵抗である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のインバータ
装置では、位置信号回路１８から通電信号回路２２に３
種類の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´（モータ１５
の相数と同じ）を伝達しなければならないから、位置信
号回路１８の構成が複雑化し勝ちである。しかも、位置
信号回路１８のフォトカプラ３２〜３４にあっては、信
号の伝達特性に対して高速性が要求される。伝達特性が
悪い場合には、コンパレータ２６〜２８の基本波信号Ｖ
ｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´を通電信号回路２２に伝達するタ
イミングが遅れることとなり、この結果、通電信号回路
２２の通電信号Ｕｐ〜Ｗｎはタイミングの遅れたものと
なり、巻線１５ｕ〜１５ｗに正確なタイミングで通電で
きなくなる。そこで、このような不具合が発生しないよ
うにするために、位置信号回路１８のフォトカプラ３２
〜３４としては、伝達特性に優れたものを使用している
が、これは高価で、インバータ装置のコスト増加の要因
となる。

【００１５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モータが有する巻線の端子電圧と基準
電圧とを比較することにより、位置信号を得る構成のイ
ンバータ装置において、位置信号発生手段の位置信号を
通電信号形成手段に伝達するための構成を簡単化でき、
位置信号発生手段を構成する回路と通電信号回路との間
を電気的に絶縁しながら位置信号を伝達するための手段
を安価に構成できるインバータ装置を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインバー
タ装置は、モータが有する三相以上の複数相の巻線に順
次通電するための複数のスイッチング素子からなるスイ
ッチング回路を設け、前記各相の巻線の端子電圧と基準
電圧とを比較する複数の比較部、巻線の端子電圧が基準
電圧以上になったことを検出した比較部の数が半数を越
えたか否かを判定する判定部を備え、その判定部の判定
結果により位置信号を出力する位置信号発生手段を設
け、前記位置信号に基づいて転流タイミングを決定し、
その転流タイミングに対応した通電信号を得る通電信号
形成手段を設け、前記通電信号に基づいて前記スイッチ
ング素子を駆動する駆動手段を設けたことを特徴とする
ものである。

【００１７】請求項２記載のインバータ装置は、モータ
が有する三相以上の複数相の巻線に順次通電するため
に、正側直流電源線と出力端子との間に接続された複数
の正側スイッチング素子および負側直流電源線と出力端
子との間に接続された複数の負側スイッチング素子から
なるスイッチング回路を設け、前記各相の巻線の端子電
圧と基準電圧とを比較する複数の比較部、巻線の端子電
圧が基準電圧以上になったことを検出した比較部の数が
半数を越えたか否かを判定する判定部を備え、その判定
部の判定結果により位置信号を出力する位置信号発生手
段を設け、パルス幅変調信号を得るパルス幅変調回路を
設け、前記位置信号に基づいて転流タイミングを決定
し、その転流タイミングに対応した通電信号を得ると共
にパルス幅変調信号により制御するスイッチング素子を
選択するための選択信号を得る通電信号形成手段を設
け、前記正側スイッチング素子および負側スイッチング
素子を交互にパルス幅変調信号のオンオフモードに従い
オンオフ制御すべく、前記選択信号、通電信号およびパ
ルス幅変調信号を合成して前記スイッチング素子を駆動
する駆動手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】請求項１記載の手段によれば、位置信号発生手
段は、判定部の判定結果により位置信号を出力するの
で、通電信号発生手段に伝達する信号数をモータの相数
よりも少くすることができる。

【００１９】請求項２記載の手段によれば、選択信号に
基づいて、正側スイッチング素子および負側スイッチン
グ素子を交互にパルス幅変調信号のオンオフモードに従
いオンオフ制御するので、パルス幅変調方式で実施され
る場合、パルス幅変調信号を照合せずとも、正規の転流
タイミングに対応した通電信号を形成できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例をパルス幅変調方式
で実施される場合に適用して図１〜図３を参照しながら
説明するが、図６および図７と異なる部分についてのみ
説明する。図１において、位置信号発生手段としての位
置信号回路４１からは、通電信号形成手段としての通電
信号回路４２に対して、位置信号Ｏａが与えられる。通
電信号回路４２は、図３に示すように、巻線１５ｕ〜１
５ｗの誘起電圧と基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点から
３０度遅れた時点を開始点とする時間幅１２０度の通電
信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを形成すると
共に、通電信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐの開始点を開始点とす
る時間幅６０度の選択信号Ｓｐを形成する。

【００２１】駆動手段としてのゲート回路４３には、６
個のオア回路４４〜４９が設けられている。そして、前
記選択信号Ｓｐは、正側のトランジスタ７，９，１１に
対応するオア回路４４，４６，４８に与えられると共
に、負側のトランジスタ８，１０，１２に対応するオア
回路４５，４７，４９にノット回路５０により反転され
て与えられ、それらオア回路４４〜４９によりＰＷＭ信
号Ｐ１と論理和をとられながら各ゲート部５１〜５６に
与えられる。また、前記通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎは、各ゲート部５１〜５６に与えられ、
ここでオア回路４４〜４９の出力信号と合成例えば論理
積をとられながら三相ブリッジ回路１３の各トランジス
タ７〜１２のベースにベース制御信号として与えられ
る。

【００２２】なお、各ゲート部５１〜５６のベース信号
は図示しないフォトカプラを介して各トランジスタ７〜
１２に与えられるようになっており、従ってゲート回路
４３は三相ブリッジ回路１３に対して電気的に絶縁され
た状態になっている。

【００２３】ここで、選択信号Ｓｐがハイレベル（Ｈ）
にあるときには、オア回路４４，４６，４８は常時ハイ
レベル信号を出力し、オア回路４５，４７，４９はＰＷ
Ｍ信号Ｐ１と同一モードでハイレベル（Ｈ）およびロウ
レベル（Ｌ）の両信号を繰り返し出力するから、正側の
トランジスタ７，９，１１は通電信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐ
によりオンオフ制御され、負側のトランジスタ８，１
０，１２はＰＷＭ信号Ｐ１および通電信号Ｕｎ，Ｖｎ，
Ｗｎにより（両信号の論理積により）オンオフ制御され
ることとなる。選択信号Ｓｐがロウレベル（Ｌ）にある
ときには、オア回路４４〜４９は上述とは逆の出力状態
となるから、正側のトランジスタ７，９，１１はＰＷＭ
信号Ｐ１および通電信号Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐによりオンオ
フ制御され、負側のトランジスタ８，１０，１２は通電
信号Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎによりオンオフ制御される。この
ように、正側のトランジスタ７，９，１１および負側の
トランジスタ８，１０，１２が交互にＰＷＭ信号Ｐ１の
オンオフモードによってオンオフ制御される結果、端子
電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図３に示す波形となる。

【００２４】一方、位置信号回路４１の比較部を構成す
るコンパレータ１９〜２１の非反転入力端子および反転
入力端子には、図７に示す従来のものと同様に、端子電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび基準電圧Ｖ0 が入力される。
そして、これらコンパレータ１９〜２１の出力は平均化
された電圧Ｖ1 として判定部を構成するコンパレータ５
７に加算して入力され、基準電圧Ｖ2 と比較される。こ
こで、基準電圧Ｖ2 の値は、直流電源の正端子（＋Ｖ）
とグランドとの間に接続された２個の抵抗５８からなる
抵抗分圧回路５９によって、各コンパレータ１９〜２１
のハイレベルの出力電圧の０．５倍となるように設定さ
れている。なお、コンパレータ１９〜２１のハイレベル
の出力電圧はすべて同じ値である。従って、コンパレー
タ５７は、３個のコンパレータ１９〜２１のうち半数を
越える数すなわち２個以上のコンパレータがハイレベル
信号を出力すると、ハイレベル信号を出力するようにな
っており、この結果、コンパレータ５７の出力信号Ｖ3
は図３に示すような波形になる。

【００２５】位置信号回路４１には、コンパレータ５７
の出力信号Ｖ3 を通電信号回路４２に伝達する信号伝達
手段としての１個のフォトカプラ６０が設けられてい
る。このフォトカプラ６０の発光ダイオード６１のアノ
ードは直流電源の正端子（＋Ｖ）に接続され、カソード
は抵抗６２を介してコンパレータ５７の出力端子に接続
されている。また、フォトカプラ６０のフォトトランジ
スタ６３のコレクタは通電信号回路４２の入力端子に接
続されていると共に抵抗６４を介して直流電源の正端子
（＋Ｖ）に接続され、エミッタはグランドに接続されて
いる。従って、コンパレータ５７がロウレベル出力の場
合には、発光ダイオード６１が点灯してフォトトランジ
スタ６３がオンするため、通電信号回路４２にはロウレ
ベル信号が与えられ、コンパレータ５７がハイレベル出
力の場合には、発光ダイオード６１が消灯してフォトト
ランジスタ６３がオフするため、通電信号回路４２には
ハイレベル信号が与えられるようになり、フォトカプラ
６０から通電信号回路４２に与えられる位置信号Ｏａは
図３に示すようにコンパレータ５７の信号波形と同一の
波形となる。

【００２６】ここで、通電信号回路４２による通電信号
Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎの形成方法につい
て説明する。まず、この実施例では、通電信号回路４２
は図６の通電信号回路１８と同様に第１および第２のタ
イマー機能を有する他、位置信号Ｏａを読み取る特定の
期間を認識するための第３のタイマー機能を有する。こ
の特定期間の認識は、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準
電圧Ｖ0 とのクロス時点の近傍を認識するためのもので
ある。そのため、第３のタイマー機能は、図３に示すよ
うに、第２の各位相区分パターンＹ1 〜Ｙ6 の終了点か
ら１５度相当時間Ｚ1 〜Ｚ6 を計測する。

【００２７】ここで、１５度相当時間は、第１の位相区
分パターンＸ1 〜Ｘ6 の時間をＴｂとすると、（Ｔｂ／
４）時間である。この第３のタイマー機能による時間Ｚ
1 〜Ｚ6 の計測によって、通電信号回路４２は、第１の
各位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 の終点（誘起電圧と基準
電圧Ｖ0 とのクロス時点）と同一の終点を持つ時間幅１
５度（Ｔｂ／４）相当時間の特定期間Ｔｉを認識し、こ
の特定期間Ｔｉ内において位置信号Ｏａを読み取るよう
にしている。これにより、ダイオードＤによるパルス電
圧などが基準電圧Ｖ0 とクロスする時点を、誘起電圧と
基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点と誤認識することを防
止する。

【００２８】そして、その特定期間Ｔｉにおいて、位置
信号Ｏａのレベル変化があった時点が端子電圧Ｖｕ，Ｖ
ｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点となる。例
えば、端子電圧Ｖｕが上昇過程で基準電圧Ｖ0 とクロス
する時点では、ＰＷＭ信号Ｐ１のオンタイミングに同期
して、端子電圧Ｖｗだけが基準電圧Ｖ0 を越えている状
態から、端子電圧ＶｕとＶｗの双方が基準電圧を越える
状態に変化するため、１個のコンパレータ２１がハイレ
ベル信号を出力している状態から、２個のコンパレータ
１９および２１がハイレベル信号を出力する状態に変化
する。従って、コンパレータ５７の出力信号Ｖ3 はロウ
レベルからハイレベルに変化する。

【００２９】また、端子電圧Ｖｕが下降過程で基準電圧
Ｖ0 とクロスする時点では、ＰＷＭ信号Ｐ１のオフタイ
ミングに同期して、端子電圧ＶｕとＶｖの双方が基準電
圧Ｖ0 を越えている状態から、端子電圧Ｖｖだけが基準
電圧Ｖ0 を越える状態に変化するため、２個のコンパレ
ータ１９および２０がハイレベル信号を出力している状
態から、１個のコンパレータ２０だけがハイレベル信号
を出力する状態に変化する。従って、コンパレータ５７
の出力信号Ｖ3 はハイレベルからロウレベルに変化す
る。このようはことは他の端子電圧Ｖｖ，Ｖｗについて
も同様であるから、結局、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに
ついて、特定期間Ｔｉにおいて、位置信号Ｏａのレベル
変化時点が基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点であると言
い得る。

【００３０】一方、通電信号回路４２は、自身で通電信
号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを形成している
ので、現在、図３に示す第１の位相区分パターンＸ１〜
Ｘ６のうち、いずれのパターンを実行しているかは認識
している。従って、上述の位置信号Ｏｐのレベル変化時
点の認識により、第１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６の
開始点（現在実行中のパターンの終了点）を認識するこ
とができる。この第１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６の
開始点と位置信号Ｏａのレベル変化状態とを示すと次の
表２のようになる。

【００３１】

【表２】

【００３２】上述のようにして通電信号回路４２が第１
の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６を形成すると、第１のタ
イマー機能により各第１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６
の時間幅が計測され、第２のタイマー機能により各第１
の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６の終了点を起点とする第
２の位相区分パターンＹ１〜Ｙ６が形成され、更に第３
のタイマー機能により各第２の位相区分パターンＹ１〜
Ｙ６の終了点を起点とする特定期間Ｔｉの認識のための
時間Ｚ１〜Ｚ６を計測する。そして、通電信号回路４２
は最終的に図３に示す通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎを形成する。

【００３３】ここで、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎの開始点は、第２の位相区分パターンＹ
１〜Ｙ６の終了点に一致しているので、誘起電圧と基準
電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点から３０度遅れた時点とな
り、従ってこれら通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗ
ｐ，Ｗｎは三相ブリッジ回路１３のトランジスタ７〜１
２に要求された転流タイミングに一致することとなる。

【００３４】このように本実施例によれば、位置信号回
路４１は、１つの位置信号Ｏａを出力すればよいので、
その信号を通電信号回路４２に伝達する素子としては１
個のフォトカプラ６０で済む。このため、位置信号回路
４１の構成が簡単になり、しかも高価な伝達特性に優れ
たフォトカプラ６０の使用個数が減少し、インバータ装
置の製造コストを低減することができる。

【００３５】図４および図５は本発明の他の実施例を示
すもので、前記一実施例との相違は位置信号回路の構成
にあり、以下にこの位置信号回路についてのみ説明す
る。図４において、位置信号回路６４には、通電信号回
路４２に対し電気的に絶縁しながら位置信号を伝達する
ための素子として２個のフォトカプラ６５，６６が設け
られている。一方のフォトカプラ６５の発光ダイオード
６７のアノードは直流電源の正端子（＋Ｖ）に接続さ
れ、カソードは抵抗６８を介してコンパレータ５７の出
力端子に接続されており、またフォトトランジスタ６９
のコレクタは通電信号回路４２の入力端子に接続されて
いると共に抵抗７０を介して直流電源の正端子（＋Ｖ）
に接続され、エミッタはグランドに接続されている。他
方のフォトカプラ６６の発光ダイオード７１のアノード
は抵抗７２を介してコンパレータ５７の出力端子に接続
され、カソードはグランドに接続されており、またフォ
トトランジスタ７３のコレクタは通電信号回路４２の入
力端子に接続されていると共に抵抗７４を介して直流電
源の正端子（＋Ｖ）に接続され、エミッタはグランドに
接続されている。

【００３６】従って、コンパレータ５７がロウレベル出
力の場合には、発光ダイオード６７が点灯してフォトト
ランジスタ６９がオンすると共に、発光ダイオード７１
が消灯してフォトトランジスタ７３がオフするため、通
電信号回路４２にはフォトカプラ６５からロウレベル信
号が与えられると共に、フォトカプラ６６からハイレベ
ル信号が与えられる。また、コンパレータ５７がハイレ
ベル出力の場合には、発光ダイオード６７が消灯してフ
ォトトランジスタ６９がオフすると共に、発光ダイオー
ド７１が点灯してフォトトランジスタ７３がオンするた
め、通電信号回路４２にはフォトカプラ６５からハイレ
ベル信号が与えられると共に、フォトカプラ６６からロ
ウレベル信号が与えられるようになり、結局、両フォト
カプラ６５，６６から出力される位置信号Ｏｂ，Ｏｃは
図５に示す波形となる。

【００３７】一方、通電信号回路４２は、次の表３に示
すように、特定期間Ｔｉにおいて上記位置信号Ｏｂ，Ｏ
ｃがハイレベルからロウレベルに変化する時点を端子電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点
と認識し、第１の位相区分パターンＸ１〜Ｘ６を形成す
る。

【００３８】

【表３】

【００３９】このように構成した本実施例によれば、通
電信号回路４２に対し電気的に絶縁しながら位置信号Ｏ
ｂ，Ｏｃを伝達する素子として２個のフォトカプラ６
６，６７を使用しているが、位置信号Ｏｂ，Ｏｃがロウ
レベルからハイレベルに変化する時点、すなわちフォト
トランジスタ６９，７３がオフする時点を端子電圧Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点とす
るので、それらフォトカプラ６６，６７としては安価な
ものを使用できる。その理由は、一般にフォトカプラは
フォトトランジスタがオンする際には、安価なものでも
応答性は良いからである。

【００４０】なお、上記実施例では、いずれもＰＷＭ方
式を伴う場合に適用して説明したが、ＰＷＭ方式を伴わ
ない場合にも適用できるものである。また、モータの相
数としては、３相に限られず、それ以上であっても良
い。

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、請求項１記
載のインバータ装置によれば、位置信号発生手段の回路
構成を簡単化できると共に、通電信号形成手段に対し電
気的に絶縁しながら位置信号を伝達する場合、その伝達
素子の使用個数を減少させ、或いは安価なものを使用す
ることができ、製造コストの低減化に寄与することがで
きる。請求項２記載のインバータ装置によれば、ＰＷＭ
方式で実施される場合通電信号を形成するために、位置
信号とＰＷＭ信号とを照合せずとも済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す位置信号回路の構成図

【図２】インバータ装置全体の回路図

【図３】各部の波形図

【図４】本発明の他の実施例を示す図１相当図

【図５】図３相当図

【図６】従来のインバータ装置の回路図

【図７】図１相当図

【図８】図３相当図

【図９】ブラシレスモータの一つの巻線の端子電圧と電
流の波形図

【符号の説明】

２は直流電源回路、７〜１２はトランジスタ（スイッチ
ング素子）、１３は三相ブリッジ回路（スイッチング回
路）、１５はブラシレスモータ、１９〜２１はコンパレ
ータ（比較手段）、２４はパルス幅変調回路、４１は位
置信号回路（位置信号発生手段）、４２は通電信号回路
（通電信号形成手段）、４３はゲート回路（駆動手
段）、５７はコンパレータ（判定部）、６０はフォトカ
プラ、６４は位置信号回路（位置信号発生手段）、６
５，６６はフォトカプラである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータが有する三相以上の複数相の巻線
   に順次通電するための複数のスイッチング素子からなる
   スイッチング回路と、 前記各相の巻線の端子電圧と基準電圧とを比較する複数
   の比較部、巻線の端子電圧が基準電圧以上になったこと
   を検出した比較部の数が半数を越えたか否かを判定する
   判定部を備え、その判定部の判定結果により位置信号を
   出力する位置信号発生手段と、 前記位置信号に基づいて転流タイミングを決定し、その
   転流タイミングに対応した通電信号を得る通電信号形成
   手段と、 前記通電信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動す
   る駆動手段とを具備してなるインバータ装置。
2. 【請求項２】 モータが有する三相以上の複数相の巻線
   に順次通電するために、正側直流電源線と出力端子との
   間に接続された複数の正側スイッチング素子および負側
   直流電源線と出力端子との間に接続された複数の負側ス
   イッチング素子からなるスイッチング回路と、 前記各相の巻線の端子電圧と基準電圧とを比較する複数
   の比較部、巻線の端子電圧が基準電圧以上になったこと
   を検出した比較部の数が半数を越えたか否かを判定する
   判定部を備え、その判定部の判定結果により位置信号を
   出力する位置信号発生手段と、 パルス幅変調信号を得るパルス幅変調回路と、 前記位置信号に基づいて転流タイミングを決定し、その
   転流タイミングに対応した通電信号を得ると共にパルス
   幅変調信号により制御するスイッチング素子を選択する
   ための選択信号を得る通電信号形成手段と、 前記正側スイッチング素子および負側スイッチング素子
   を交互にパルス幅変調信号のオンオフモードに従いオン
   オフ制御すべく、前記選択信号、通電信号およびパルス
   幅変調信号を合成して前記スイッチング素子を駆動する
   駆動手段とを具備してなるインバータ装置。