JPH087838Y2

JPH087838Y2 - ブラシレスモータの異常検出装置

Info

Publication number: JPH087838Y2
Application number: JP8134590U
Authority: JP
Inventors: 伸一大井
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2005-07-31
Also published as: JPH0439095U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、電源逆接続保護装置を利用して過電流検
出及び過熱検出を行うブラシレスモータの異常検出装置
に関する。

（従来の技術）ブラシレスモータは、３相又は２相、４相の電機子コ
イルを固定子に持ち、ロータに永久磁石界磁からなる同
期モータと、そのロータの磁極位置を検出するためのホ
ール素子、磁気ダイオード、フォトダイオードなどが組
み込まれており、このロータの位置検出器によって磁極
の位置を検出して、トランジスタや電界効果トランジス
タ等の電流制御素子を介して、最大トルクを発生する電
機子を選んで電流を分配し回転トルクをだすモータであ
る。このモータの特徴は、トルクが電流に比例するこ
と、ブラシがないので火花による雑音がないこと、更に
ブラシ摺動音がないので低騒音、寿命が長いことが上げ
られるが、反面欠点として動作するのに制御部を必要と
することが上げられる。

そのため、過熱及び過負荷による過電流更に電源の逆
接続等により制御部の一部が破損してもブラシレスモー
タは動かなくなる。この為にブラシレスモータの過熱保
護及び過電流保護については、実開昭61−68694号に示
されるようなモータと直列にサーミスタを設けるものが
提示されている。

また、電源を逆接続にした場合、モータ駆動回路を構
成するパワー型電界効果トランジスタの寄生ダイオード
を介して大電流が流れてしまうため、モータ駆動回路及
びモータコイルの保護のためにブラシレスモータの駆動
回路とアースの間に電界効果トランジスタ（FET）をド
レイン端子をアース側にソース端子を駆動回路側に逆接
続し、ゲート端子を抵抗を介してプラス電極に接続した
電源逆接続保護装置が公知のものとして使用されてい
る。この電源逆接続保護装置において電源が正しく接続
された状態においては、パワー型電界効果トランジスタ
の寄生ダイオードによって回路は閉成しており、このパ
ワー型電界効果トランジスタにはすべての電流が通過す
るため回路中で最も高温になることが確認されている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、従来の過熱及び過電流検出装置は、温
度及び電流の確実な検出が望まれているにもかかわら
ず、上述のようにサーミスタを電源と駆動回路及びモー
タと直列に接続するために、サーミスタの熱検出の精度
を大きくした場合には、雰囲気の温度や電流によって発
生する自己発熱のためにサーミスタの抵抗値が敏感に変
化するため、モータに供給される電流が必要以上に変化
しモータの円滑な回転の障害となる場合があった。

また、ブラシレスモータの駆動保護のためには、電源
逆接続保護装置、電流検出装置及び温度検出装置が必要
であり、これらを簡略化することができればコストの低
減を図れるものである。

このためにこの考案は、モータの駆動回路に流れる電
流に大きな影響を与えることがなく、電源逆接続保護装
置、電流検出装置並びに温度検出装置を併用するブラシ
レスモータの異常検出装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）しかして、この考案の要旨とするところは、ブラシレ
スモータの駆動回路とアース間に介在し、ソース端子を
駆動回路側にドレイン端子をアース側に接続され、更に
ゲート端子を抵抗を介してプラス電極に接続された電界
効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタの近傍
に配され、更に該電界効果トランジスタに並列に接続さ
れたサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続され、
更に前記電界効果トランジスタに並列に接続された電界
効果トランジスタ電流検出手段とを具備したことを特徴
とする。

（作用）したがってこの考案によれば、逆接防止用の電界効果
トランジスタがモータ駆動回路及びモータコントロール
ユニットとアースとの間に設けられているため、電流の
すべてがこの電界効果トランジスタを通過するため回路
中において最も高温となり、これをこの電界効果トラン
ジスタの近傍に設けたサーミスタで検知すると共に、前
記電界効果トランジスタに流れる電流値を検出すること
により上記課題が達成できるものである。

（実施例）以下、この考案の実施例について説明する。

ブラシレスモータは、３相の電機子コイルを固定子に
持ち、ロータに永久磁石界磁からなる同期モータと、そ
のロータの磁極位置を検出するためのホール素子を有
し、このロータの位置検出器によって磁極の位置を検出
して、トランジスタや電界効果トランジスタ等の電流制
御素子を介して、最大トルクを発生する電機子を選んで
電流を分配し回転トルクを出すモータである。

このブラシレスモータの電気回路を第１図に示し、こ
れを説明する。

この電気回路は、モータコントロールユニット10、モ
ータ駆動回路20、電機子コイルU,V,Wを有する固定子3
0、速度調節器40、速度制御用トランジスタ50、ロータ
の位置検出器60、前記速度制御回路を開閉するリレー7
0、及び異常検出装置80から構成されている。

モータコントロールユニット10は、ロータの位置検出
器60を形成するホール素子H1,H2,H3からの信号によって
ロータの位置を検出し、固定子30に形成された電機子コ
イルU,V,Wを適宜選択して導通させるために、モータ駆
動回路20に動作信号を出力する。この動作信号は、モー
タ駆動回路20におけるパワー型電界効果トランジスタ
（以下、FET）２乃至７のゲートに順電圧又は逆電圧を
印加し、各々のFETをON/OFFさせることによって、電機
子コイルU,V,Wを適宜導通させる。

トランジスタ50は、モータの駆動時に導通してエアコ
ンリレー70を励磁し、図示しないコンプレッサを稼働さ
せるためのものである。

異常検出回路80において、FET1はモータ駆動回路側に
ソース端子（Ｓ）が接続され、アース側にドレイン端子
（Ｄ）が接続されており、ゲート端子（Ｇ）は、抵抗R1
を介して直流電源の正端子に接続されている。尚、図中
D1はFET1のソース−ドレイン間に形成される寄生ダイオ
ードを表す。このFET1には、第２図にも示すようにその
近傍にサーミスタRtとこのサーミスタRtと直列に接続さ
れた抵抗R2が並列に接続されており、サーミスタRtと抵
抗R2の間からこのノードの電圧をモータコントロールユ
ニット10へ送る信号路が形成されている。この信号路の
起点には前記抵抗R2と並列に雑波形吸収用のコンデンサ
Ｃが接続されている。この異常検出回路80において、逆
接続されたFET1は、正しい電源の接続状態においてゲー
ト−ドレイン間が正バイアスのため所定の抵抗をもって
導通しており、そのためにソース−ドレイン間には一定
の電位差が発生し、そのためFET1に並列に接続された抵
抗R2とサーミスタRtに前記電位差と同等の電圧がかか
る。この電圧は、抵抗R2とサーミスタRtによって分圧さ
れ、この電圧がコントロールユニット10に信号として送
られる。この信号を基準として、過負荷状態や故障によ
り前記駆動回路20に過電流が流れた場合においては、FE
T1に流れる電流が増えるためFET1の両端の電位差は大き
くなり、これによってサーミスタRt及び抵抗R2間の電圧
が大きくなり、前記モータコントロールユニット10に送
られる電圧が所定値に対して大きくなるので、FET1に過
電流が流れていることが検出される。また、FET1は回路
中において最も高温になるため、過電流あるいは雰囲気
温度によってFET1が高温になった場合、FET1の近傍に設
けられたサーミスタRtの温度が上がると、それに伴って
サーミスタRtの抵抗はサーミスタRtが負特性サーミスタ
の場合小さくなり、モータコントロールユニット10に送
られる電圧は所定値に対して大きくなり、温度異常が検
出される。

さらに、第３図に示すように電源を逆接続した場合に
おいて、FET1は、ゲート−ソース間が逆バイアスされる
ために、ドレイン−ソース間が開成され、回路は保護さ
れる。また逆流防止用のダイオードD₂が前記モータコン
トロールユニット10に設けられており、逆電流からモー
タコントロールユニット10を保護している。

第４図において、この考案の別の実施例を提示する。

この実施例においては、サーミスタRtをFET1のドレイ
ン側に接続したもので、この回路においては、FET1に過
電流が流れた場合、抵抗R2及びサーミスタRt間の電圧が
変動することによって、FET1に過電流が流れたことが検
出できる。また、FET1の温度が高温になった場合、サー
ミスタRtを正特性サーミスタとすると抵抗が大きくな
り、抵抗R2とサーミスタRt間の電圧は所定値に対して大
きくなり第１の実施例と同等の効果をあげることができ
る。

（考案の効果）以上説明したように、この考案によれば、回路中で最
も温度が高温になり、全ての電流が通過する逆接防止用
のパワー型電界効果トランジスタの近傍に温度検出用の
サーミスタと電流検出手段を設けたことにより、過熱及
び過電流の検出を精度良く行うことができると共に、過
電流検出、過熱検出及び逆接保護を共用しているため、
回路の簡略化及びコストの低減が達成できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例をモータ駆動回路に接続した
時の電気回路図、第２図はこの考案の実装図、第３図は
電源を逆接続した場合の異常検出装置の電気回路図、第
４図は別の実施例の異常検出装置の電気回路図である。 10……モータコントロールユニット、20……モータ駆動
回路、30……固定子、40……速度設定器、80……異常検
出装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ブラシレスモータの駆動回路とアース間に
介在し、ソース端子を前記駆動回路側にドレイン端子を
前記アース側に接続され、更にゲート端子を抵抗を介し
てプラス電極に接続された電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタの近傍に配され、更に該電界
効果トランジスタに並列に接続されたサーミスタと、前記サーミスタに直列に接続され、更に前記電界効果ト
ランジスタに並列に接続された電界効果トランジスタ電
流検出手段とを具備したことを特徴とするブラシレスモ
ータの異常検出装置。